Ⅰ. 기사내용

   2009.02.10일 경향신문에 강원도 날씨에 시동 불능 ‘벤츠의 굴욕’ 설 연휴중 CDI 차량들 잇단 곤혹 판매사 "기름탓"에 정유사 "엔진탓"이라는 제목으로 기사가 실렸습니다. 

내용을 정리하면

고급차의 대명사인 메르세데스 벤츠의 디젤차가 시동이 걸리지 않거나 꺼지는 현상이 발생하고 있다.

벤츠 측에 연락해 연료배관을 바꾼 끝에 겨우 시동은 걸렸으나 "이번 겨울에는 얼어붙는 일이 없을 것"이라던 기술진의 말이 무색하게 다음날 아침 또 시동이 걸리지 않았다.

국토해양부 자동차정책과 김용원 사무관은 "극한지방도 아니고 요즘 국내 날씨에 경유가 얼었다는 것은 납득하기 어렵다"며 "리콜 대상이 되는지 점검해봐야겠다"고 말했다.

라는 것이 기사의 줄거리입니다.

Ⅱ. 시동꺼짐은 소프트(제어)적인 문제

연료형자동차가 전자제어방식으로 개량 발전하면서 예상치도 않았던 증상들이 생기는데 그 중에 운행 중 시동꺼짐, 시동 잘 안 걸림, RPM 흔들림 등입니다.

그리고 이러한 현상은 특히 기온(온도, 습도)과 엔진 열의 변화에 따라 그 증상이 달라지지만 하이스켄이라는 계측기로도 확인이 불가능합니다.

시동꺼짐과 잘 안걸림을 “제어분야”를 중심으로 설명 드리겠습니다.

1. 구조적인 문제

   가. 전기 공급방식 문제

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

그러데 현재의 자동차전기회로는 1차전기회로와 2차전기회로 간에 전기가 흐리지 않게 설계되어 있으므로 온도나 부품특성에 따라  자동차를 통제하는 제어신호가 흔들리게 되어 있습니다.

   나. 제어방식의 문제

     자동차가 시동을 걸고 끄거나 RPM을 변화시키고 출력 및 속도를 조절하는 등의 모든 동작기능은 제어신호의 통제를 받고 있습니다.

초기에는 연료형자동차가 기계식제어방식(일종의 카브레타 방식)으로 만들었다가 현재는 전자제어방식으로 개량(발전)하게 되었고 전 세계 자동차가 이 원리를 응용하고 있습니다.

그러나 전자제어방식을 도입하면서 예상치 않는 부작용이 서서히(전 세계적으로)나타나고 있는데 운행 중에 시동이 꺼지거나 RPM흔들림 등 입니다.

이러한 현상은 주로 차가 오래되면 서서히 그리고 그 도가 심하게 나타났는데 요사이는 신차에서도 흔히 나타나고 있습니다.

2. 제어신호 변화 문제

  자동차를 통제하는 제어신호(전기신호)가 생성되고 흐르는 과정에 온도 진동 개스 등에 의해 부품의 특성변화가 심화되어 선로나 전기장치 등이 가지고 있는 분포정수에 의해 불필요한 3차전기신호(간섭전기 또는 기생전기)가 생겨 정상적인 제어신호를 방해하여 시동을 꺼지게 하고 RPM을 흔들리게 하는 등 자동차성능을 떨어뜨리는 요인이 되고 있습니다.

  가. 특성 변화

    자동차는 대기에 노출되어 있으므로 기온의 변화에 따라 연료 질( 발화 및 결빙 온도, 연료 질 등)과 부품들의 질(특성)이 많이 변합니다.

이들 변화가 자동차를 제어하는 신호의 생성과 흐름을 바꾸어 버립니다

  나. 온도 변화

    자동차에 사용되는 제어신호는 미약한 전기신호인데 기온이나 엔진열에 민감한 반응을  일으킵니다.

자동차가 시동이 걸리고 출력을 내고 속도를 조절하고 하는 것은 사람의 뇌에 해당하는 ECU가 하며, ECU에 신호를 공급하는 장치는 TPS(APS)외 수십가지의 각종센서들입니다.

이 신호(아날로그)를 만들어 내는 부품들이 기온과 엔진열의 변화에 영향을 받아 자동차가 요구하는 신호가 만들어 지지 않음으로 시동이 잘 안걸리거나 꺼지기도 합니다.

  다. 전압 변동

   1) 전압 변동

     ECU와 각종센서에 공급하는 전원(電源)은 5V로 세계가 공통적으로 적용하고 있습니다.  이전원이 흔들리면 TPS신호는 물론이거니와 각종센서신호가 달라져 버립니다.

   2) 선로 특성

     전기선로에는 코일(XL) 콘덴샤(XC) 저항(Ro)등의 분포정수가 있는데 온도에 따라 전기신호를 왜곡 또는 지연시킵니다.

  라. 기타

    보통 액셀러레이터와 트로틀 바디 사이에는 쇠줄로 연결되어 있지만 쇠줄과 스프링의 유연성, 복구 속도 등에 따라 TPS신호가 바뀌게 됩니다.

그래서 일부 차들은 트로틀 바디를 모터방식으로 바꾸어 생산하는 차도 나옵니다.

3. 해결 방법

   이처럼 시동이 꺼지거나 잘 안 걸리는 것은 기계적인 문제보다는 전기적인 문제가 더 많이 발생하는 것으로 현재의 전자제어방식 자동차의 가장 큰 결점입니다. 해결 방법은 1.2차간에 전기적인 3차 폐회로를 만들어, “3차전기를 제거하고, 제어신호를 보정(補正)"하며, "선로의 특성, 기온 및 엔진열에 의해 신호의 왜곡과 지연 그리고 흔들림 등을 방지"시켜 불안정한 제어기능을 강화(안전화)시켜 주어야 합니다.

그러면 시동 꺼짐과 잘 안 걸림  RPM흔들림 등 방지되고 차 동작이 안정되므로 배출가스, 연비, 소음, 진동, 노킹 등 차의 전반적인 성능이 개선이 됩니다.

< 제공=모터파워>