시동꺼짐과 잘 안걸림 문제

시동이 잘 안 걸리거나 시동꺼짐은 온도와 연관이 있습니다.

자동차가 전자제어방식으로 바뀌면서 기온(온도, 습도)과 엔진열의 변화에 따라 예상치도 않았던 증상들이 생기는데  제어를 기준으로 설명 드리겠습니다.

1. 자동차 구성요소

  자동차는 2~3만여 가지 부품의 기계분야, 5V/12V 또는 5V/24V 전기 분야, 그리고 아날로그신호와 디지털신호의 제어분야 등의 기술로 구성되어 있습니다.

동작을 할 때는 하드웨어기술과 소프트웨어기술로 구분이 됩니다.

그리고 제어에 있어서는 초기에는 제어를 기계식방식(일종의 카브레타 방식)으로 만들다가 기능을 다양화 하고 성능을 높이기 위해 전자식으로 바뀐 것이 오늘의 자동차입니다.

2. 문제점

전자제어방식의 가장 큰 맹점은 주위 환경변화에 민감하다는 것입니다.

그 중 운행 중에 유달리 겨울이 되면 나타나는 증상으로 시동 잘 안 걸림과 시동꺼짐, RPM 흔들림 등입니다.

이러한 현상은 시간이 경과하면서 부품열화 대기와 엔진의 온습도 변화 진동과 연료 누수 등에 의한 제어기능이 불안정해저서 생기는 성능변화 때문이지만 계측기(하이스켄)로 진단이 불가능 합니다.

※ 참고 : 자동차성능에는 시동꺼짐과 잘 안 걸림, RPM흔들림, 연비, 출력, 소음, 배출가스, 진동, 노킹, 순발력, 등판능력, 공회전, 오디오음질, 배터리수명, 기타 승차감 등의 항목을 총칭함

중요한 몇 가지를 열거하면 다음과 같습니다.

 가. 특성변화

   1) 부품 특성

   자동차 부품은 고유특성을 가지고 있는데 이를 부품특성이라고 하며 흔히 말하는 부품의 질이라고 합니다.

이 부품들은 특성은 시간이 지나면서 변하는데 얼마나 변하는 속도에 따라 사용 기간이 정해지는 것으로 이를 내구성이라고 합니다.

   2) 조립특성

   자동차가 조립될 때는 보통 2~3만여 가지의 부품으로 구성된다고 하며 여기에는 기계뿐 아니라 전기 제어분야 등의 부품도 포함됩니다.

이들 부품들이 조립되면 조립에 의한 새로운 특성이 생기는데 이것을 조립특성이라고 하며 이를  가지고 자동차의 종합성능이라고 보시면 됩니다.

이를 전자.통신공학에서는 정합(matching: 일종의 궁합)이라고 하며 정합이 잘 되어야 효율이 극대화(손실 최소화)됩니다.

나. 전기 변화

  1) 전압 변동

    자동차는 기계와 전기장치를 구동시키기 위한 1차전기(배터리, 알터네이터)가 있고 ECU자체와 수십 가지의 센서에 공급하는 2차전기(5V)가 있습니다. 그러나 1차 전기회로와 2차전기회로 간에는 전기가 흐를 수 없습니다.

그러다 보니 차 전체는 하나의 전도체가  분포용량이라고 하는 코일성분(XL) 콘덴샤 성분 (XC) 저항성분(Ro)등의 분포정수에 의해 전기신호가 왜곡 또는 지연되고 전압변동이 생기는 것입니다.

그래서 차가 오래되면 접지(접지저항을 줄임)를 하면 좋다는 것도 이 때문입니다.

 2) 제어신호 흔들림

   자동차 제어가 기계식(일종의 카브레타 방식)에서 전자제어방식으로 개량(발전)하게 되면서 다양한 전자제어 기능을 부가하다 보니 불필요한 전기신호(3차전기)가 생겨나 정상적은 신호들을 방해하고 있기 때문입니다.

이는 마치 사람이 음식만 먹지만 몸에는 기생충이 생겨 질병을 일으키는 병의 근원이 되거나, TV나 휴대폰 등에 전자파가 인체에 영향을 미치는 경우 등과 같습니다.

 다. 기타 간섭

   기타 잘못된 정비방법 불필요한 차량개조 운전습관 등이 차의 질을 떨어뜨리므로 온도간섭에 의해 성능이 수시로 변하기 때문입니다.

3. 해결 방법

  근간의 도요타 사태를 보아도 자동차가 기계적이 문제보다 전자제어 문제라는 것이 점점 가시화되고 있지만 근원을 찾기가 어려운 것이 사실입니다.

 이처럼 시동이 꺼지거나 잘 안 걸리는 것은 기계적인 문제보다는 전기적인 문제가 더 많이 발생하는 것으로 현재의 전자제어방식의 가장 큰 맹점입니다.

따라서

  가. 3차 폐회로 구성: 1,2차전기회로 간에 “3차전기적인 폐회로를 구성”하여 분포정수에 의해 발생하는 3차전기신호를 제거하여 전기신호의 왜곡, 지연, 손실 등을 방지하고

  나. 제어신호 보정 : 기계특성과 온도(기온, 엔진열) 등으로 흔들리는 “제어신호를 보정”하여 제어기능이 안정적으로 제어 할 수 있도록 제어기능을 강화시켜 주어야 합니다.

4. 결론

  항공기 내에서나 병원 안에서 휴대폰 사용금지는 전자파장애로 첨단장비들의 오동작을 방지하기 위한 조치이듯이 자동차에 사용되는 제어시스템도 온도 진동 가스누수 등에 취약하므로 별도의 기술로 보호를 해주어야 하지만 아직 이에 대한 인식이 부족한 것이 사실입니다.

제어에 사용되는 전기신호는 사람에 비유하면 신경계통으로써 참으로 중요한 요소(기술)이지만 눈으로 보이지 않음으로 잘 이해를 못한다는 것입니다.

자동차도 마찬가지입니다.

자동차의 제어기능에 사용하는 미약한 전기신호들을 주위환경으로 보터 별도로 보호 해주지 않으면 경중만 다를 뿐 시동꺼짐 또는 시동 잘 안 걸림은 언제든지 발생할 수 있는 요소를 안고 있는 것이 현재의 전자제어빙식의 맹점입니다.     

< 출처 = www.motorpower.co.kr>