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ECU(ECPU) 5V전기회로의 접지방식을 개선
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작성일
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2021-12-27 15:18:49
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조회수
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3031
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"ECU(ECPU) 5V전기회로의 접지방식을 개선"
다사다난 했던 한해가 저물어갑니다
고통스러웠던 일들을 빨리 잊어버리시고 건강하고 새로운 마음으로 새해를 맞이하시기 바랍니다.
다음 글은 "국민신문고에 제안한 급발진 관련 제안서"입니다.
물론 EDR장치로는 차에는 아무런 문제가 없다고 단정하므로 일개인이 급발진을 논하는 것은 어불성설이겠지만 저가 1973년부터 30년간 우리나라 원자력발전전소에 근무하면서 "전기.전자제어 노하우 기술을 가지고 자동차의 급발진 단초를 찾아 보고" 있습니다.
다만 "급발진 단초가 될수 있는 문제점은 찾았지만 재연이 거의 불가능"하므로 확신은 못드립니다.
자동차기술은 끝없이 발전하여 전기차. 자율주행차 시대가 도래했지만 우리들의 생명을 위협하는 급발진 증상에 대한 속시원한 해결책은 어디에서도 찾을 수 없습니다.
따라서 원인이 밝혀지기 전까지라도 나와 남의 귀중한 생명을 보호한다는 마음으로 (코로나 예방주사 맞듯이) 예방조치를 해주시기를 당부드립니다.
< 원자력 올림 >
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국민신문고 제안
● 제목 : ECU(ECPU) 5V전기회로의 접지방식을 개선
● 현황
1. 자동차 급발진 같은 증상의 현주소
2021년 12월 22일 부산에서 급발진으로 추정되는 차 사고로 할머니와 18개월 된 손녀가 숨졌다고 합니다.
근간에는 (유튜브에서) 국토교통부가 현대의 전기차(아이오닉EV차) 급발진 의심으로 ECPU 2만여 대를 제작결함으로 리콜을 실시하였다고 합니다.
하지만 지금까지의 급발진 증상 사고로 발생한 수백 건의 자동차 사고는 모두 운전자 과실로 결론이 나고 있다는 것입니다.
이처럼 운행 중에 발생하는 급발진과 같은 증상은 내연기관차 뿐 아니라 전기차에서도 발생하고 있지만 어떠한 방식으로도 뚜렷한 원인을 찾을 수 없다고 봅니다.
2. 자동차 전기
자동차는 데이터를 만드는 제어전기와 동력을 만드는 동력전기로 구분되며, 제어전기(5V)는 동력전기(12V/24V/수백V등)를 DC-DC컨버터방식으로 만듭니다.
그리고 비록 두 전기회로는 전압과 전류 크기는 다를지라도 자동차가 동작할 때는 “전기적으로 피드백(Feedback)을 하면서 상호 간에 영향”을 주게 되어 있습니다.
● 문제점
전기에서 접지(earth)란 대지와 기기 또는 전기회로 간의 접지전압을 0V로 만들기 위함인데 “ECU(EPCU)의 5V전기회로가 비접지방식으로 제작”하고 있으므로 많은 문제점이 발생하고 있습니다.
1. 접지 간 전압. 전류 발생
ECU 5V전기는 동력전기(12V/24V/수백V등)를 가지고 DC-DC컨버터방식을 이용하여 만들기 때문에 동력전기 접지(-)와는 별도의 “독립된 접지(-)”가 생겨납니다.
그런데 ECU(EPCU)의 5V전기회로를 “비접지(ungrounded)방식으로 제작” 하다 보니 제어전기접지회로와 동력전기접지회로 간에는 “접지전압(mV)이 발생하고 전류(mA)까지 흐르고” 있습니다.
2. 비접지로 만들어지는 ECU전기가 급발진 증상 발생 우려
ECU(ECPU)를 동작시키는 전기(5V)가 비접지방식 일 때는 자동차가 동작시 “동력전기에서 발생하는 순간적인 역기전압이 5V 마이너스(-)를 통하여 ECU내부로 역류”하여 데이터입력IC를 전자적으로 마비(LOCK)시킬 수 있습니다.
그러면 데이터연산IC는 자기 전원(5V)을 입력신호로 인지(착각)하여 최대의 출력펄스를 만들어 방출하므로 이때는 “통제(제어) 불능 상태”가 되기 때문에 어떠한 조작으로도 엔진동작을 막을 수 없다고 봅니다.
다만 사고로 전기공급이 차단되면 Lock현상은 자동적으로 소멸되므로 EDR 기록장치 어디에도 흔적이 남지 않게 됩니다.
* 참고로 다른 유사한 고장으로 운행 중에 시동꺼짐이 흔하게 발생하고 있지만 어떠한 진단기로도 원인 발견이 안 되는 경우가 허다하다는 것입니다.
3. 비접지 5V가 성능의 저하 요인으로 작용(내연기관차 기준)
만일에 5V전기회로의 마이너스(-)가 (실선으로) 접지가 되어 있다면 “두 전기의 접지 간에는 전압이 발생하지 않으며, 전류도 흐를 수도 없다” 는 것입니다.
다음은 접지 간 전압변화가 성능에 미치는 관계를 열거하여 보았습니다.
* 1~2mv까지 : 신차의 경우로 거의 정상에 속함
* 20mv까지 : 소음 • 진동 • RPM • 연비 • 배출가스등에 미치는 영향 감지
* 40mv까지 : 소음 • 진동 • RPM • 연비 • 배출가스등에 미치는 영향 심함, 원인 모르는 시동꺼짐
발생
* 100mv까지 : 정상적인 운행이 거의 불가능하므로 ECU를 교체하여야 함
4. 기타 다음과 같은 센서들도 전기적인 동작특성이 달라짐 (내연기관차 경우)
가. 인젝터동작이 불안정하여 RPM이 흔들림
나. 스로틀바디의 특성곡선이 틀어짐
다. 온도센서의 출력신호가 달라짐
라. 그 외 센서들도 앞의 가.나.다 항 처럼 동일한 영향을 받게 됨
● 개선방안
1. 새로운 제3의 전기적인 폐회로망 구성
이러한 결점을 해결하기 위해서는 두 전기 간에 “제3의 전기적인 폐회로망을 구성” 시켜 “두 접지 간의 접지전압(mV)과 접지전류(mA)를 적절하게 조절”하여 데이터의 생성과 전송을 안정시켜 주어야 합니다.
2. 아이들시(공회전)의 악셀패달센서의 전압과 전류를 보강
아이들시(공회전)의 악셀패달센서의 전압과 전류를 보강시켜 “공회전시의 엔진출력을 강화“시켜주어야 합니다.
● 기대효과
1. 기술적인 개선효과
* ECU동작 Lock방지 : 전 차종
* 스로틀바디의 기울기 교정(이질적 오차 개선) : 내연기관차
* ECU의 접지전압 안정화(데이터 생성 개선) : 전 차종
* ECU출력파형 주기를 적절하게 교정 : 전 차종
* 신호들의 왜곡과 지연을 방지(듀티값 안정) : 전 차종
* 제어전기와 동력전기의 안정적인 생성과 공급(전압 보상) : 전 차종
* 전기부하들의 동작과 복구를 원활(동작•복구시간 교정) : 전 차종
2. 실효적인 개선(년식 대비)
* 급발진 증상과 같은 오동작 방지 : 전 차종
* 연비(년식 대비)는 최대 30%까지 개선 가능 : 내연기관차
* 매연(년식 대비)는 60~90% 개선 가능 : 내연기관차
* 힘이 강해져 순발력과 가속도가 좋아짐 :전 차종
* 변속충격 완화, 노킹과 진동도 개선, 시동 꺼짐 방지됨 : 내연기관차
* 소음이 3~6dB 개선 가능 : 내연기관차
* 기타 승차감 좋고 오디오음질 풍부 : 전 차종
● 결론제안
자동차의 ECU(ECPU) 5V가 비접지로 공급되고 있는데 ”5V전기회로를 비접지로 제작하여도 괜찮은가” 하는 것입니다.
이런 문제는 ECU(ECPU) 동작을 불안정하게 하여 ”급발진과 같은 증상을 발생“할 수있는 단초가 되고, 또한 년식 증가에 따라 자동차의 성능을 저하시킵니다.
그러므로 철저하게 조사하여 인명과 재산 손실 발생 방지와 그리고 에너지낭비와 환경오염을 막아야 하므로 “ ECU(ECPU) 5V전기회로의 접지방식을 개선”시켜 주기를 간곡히 제안 드립니다.
※ 자세한 내용은 첨부파일 참조(이곳에서는 생략함)
<제공=전기.제어전문VAD>
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