엔진출력의 손과 발
『트로틀바디와 온도센서 편』
엔진출력(RPM)은 악셀(악셀러레이터 약칭)기능과 온도센서가 만드는 제어신호에 의해 조절되지만 두 기능은 동작조건이 다릅니다.
다음은 악셀 기능에 의한 출력과 연비를 결정하는 트로틀바디의 용도입니다.
1. 트로틀바디
운전자가 악셀패달 밟기에 따라 악셀신호가 0.3V ~ 4.8V로 변하면서 엔진회전(RPM)을 조절합니다.
다음은 트로틀바디의 제원입니다.
가. RPM 조절 원리 : 위 도표에서 보듯이 악셀패달을 밟았다 놓았다 하면 밸브 각도(0°~90°)에 따라 가변저항( TPS)에 의한 아날로그성 전기신호 (0.V ~ 4.8V범위)가 ECU에 전달(전송)되면 ECU는 이 신호를 다시 디지털신호로 변환시켜 엔진회전(RPM)을 조절합니다.
나. 문제점 : 하지만 “RPM을 정하는 요소는 실제와 이론이 다르다”는 것입니다.
즉 RPM에 필요한 요소는 "공기량과 전기신호" 인데 트로틀바디는 "밸브각도와 저항변화"에 의한 기계적인 변수를 가지고 RPM을 조절하는 "속임수 공학"으로 설계하였다고 볼 수 있습니다.
다음은 전압과 개도율에 따른 TPS의 전기신호변화를 도식한 그래프입니다
위 그래프에서 보듯이 저항특성, 개도율, 5V전압 중 어느 한 분야라도 이론과 다르게 된다면 RPM도 설계치와 다르게 나타난다는 것입니다
2. 온도센서
온도센서(수온센서)는 흡기다기관의 냉각수 통로에 설치되어 냉각수온 변화에 따라 센서의 신호변화를 이용하여 연료량을 조절하는 장치로 엔진온도가 -40°C 일 때에 4.8V에 해당하는 높은 제어신호전압을, 그리고 100°C일때는 0.3V에 해당하는 낮은 제어신호전압이 발생하도록 설계되어 있습니다.
다음은 온도센서의 제원입니다.
즉 온도센서는 부성저항특성을 가지고 있으므로 냉간시에는 저항이 증가하고 열간시에는 반대로 저항이 줄기 때문입니다.
3.출력변화
다음은 IT기술에 의해 변화가 생기는 엔진출력 그래프입니다.
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* 록색선 : 이론적인 그래프(기울기 표시선)
* 검은선 : 실제적인 그래프
* 빨강선 : VAD에 의해 개선된 그래프
위 출력 그래프에 의하면 "a"지점에서는 힘을 보상하고, "d"지점에서는 연료낭비를 억제하며,"e.f"는 동일 출력에도 속도가 증가 된다는 것을 증명하고 있습니다. 이처럼
4. 정리
이처럼 "악셀패달과 온도센서"가 엔진출력을 변화시키는 손과 발 처럼 기계적으로 움직이지만 그 이면에는 전기신호(일명 제어신호)가 있습니다.
이들 신호들이 시동부터, 출력, 기어변속, 진동, 소음, 연비 및 배출가스 등 차 성능 전반을 콘트롤하므로 악셀패달신호와 온도센서신호가 정밀하고 안정적으로 생성되고 공급되도록 해주어야 한다는 것입니다.
따라서 이러한 원리에 의해 자동차의 구조적 결점을 전자적으로 교정하여 배출가스를 연소내처리방식(Internal Process System)으로 개선시켜 (현재의) 연소후처리방식(External Process System)의 결점을 보완하는 IT기술로 개발된 것이 VAD(Voltage Adjusting Device)제품입니다.
<제공 = e-VAD/ www.motorpower.co.kr>
