VAD 기술 제안서(포드회사 제공)

Ⅰ.제안의 동기

   “전자기술 발전 없이는 자동차산업은 결코 발전할 수가 없다“라는 것입니다.

지금까지 자동차메이커들은 車성능을 위해 엔진이나 미션 등 기계적인 분야와 부품개발에만 집중적으로 연구를 하여 왔던 것입니다.

하지만 전기․ 전자분야는 60년대나 지금이나 기술적 변화는 없고 단자 부품기술에만 조금의 진전이 있었을 뿐 시스템적으로 자동차성능을 개선하겠다는 연구는 전무 하였던 것입니다.

현재 연료형자동차의 전기․전자의 시스템적 결함으로는

 ① 1,2차전기의 생성․ 공급시스템 문제

 ② 온습도와 부품특성의 변화에 의한 제어신호 흔들림

③ 트로틀밸브의 이론적 동작 요소와 실질적 응용 요소의 편차

등으로 이들은 자동차성능과 내구성 결정에 중요한 요소로 작용하고 있습니다.

이로 인하여 시동꺼짐과 잘 안 걸림, RPM흔들림, 진동, 소음, 노킹, 출력, 순발력, 등판능력, 공회전, 급발진, 기타 승차감 등에 영향을 끼쳐 결국 연비나 배출가스를  나빠지게 하는 동기(지금까지는 기계기술로만 해결) 가 되고 있다는 것입니다.

2. 기술적 분석

  가. 1,2차전기의 생성․ 공급시스템 문제

     현재 연료형자동차(전 세계가 공통)는 아래 그림과 같이 1, 2차 전기회로를 가지고 있는데, 1차 전기회로는 배터리를 통하여 차체에 직접 접지가 되어 있는 반면 2차 전기회로는 비접지 방식입니다.

그리고 2차 전압(5V)은 1차 전압을 이용하여 생성․공급 하도록 설계되어 있습니다.

                                             전기회로 구성도

따라서 비접지방식에 의해 만들어지는 2차전압은 1차 전압,  분포정수 및 온습도 변화 등에 민감한 반응을 일으킵니다.

   나. 온습도와 부품특성 변화에 의한 제어신호 흔들림

        연료형자동차도 기계식제어방식(아날로그신호와 디지털신호가 필요 없음)일 때는 단순한 고장이었으나 과학의 발달과 소비자 만족을 위해 제어기능을 전자식(아날로그신호 디지털신호 필요)으로 채택하면서 시동이 꺼지거나 잘 안 걸리고 진동 노킹 소음등이 증가하고 RPM흔들림 급발진 출력저하 등이 발생하는 등 예상치도 않은 부작용이 나타나고 있습니다.

이러한 현상은 주로 차가 오래되면 서서히 나타났으나 요사이는 신차는 물론 여러차종에서 골고루 발생하고 있는데 이는 차를 고급화 지능화하기 위하여 전자제어방식을 채택하다보니 연료 폭발 온습도와 엔진열 그리고 부품과 선로 특성변화 등이 제어신호를 방해하기 때문입니다.

이는 마치 사람이 음식만 먹지만 몸에 기생충이 생기거나 TV나 휴대폰에서 전자파가 생겨 인체나 다른 장치에 장애를 주는 것처럼 말입니다.

   다. 트로틀밸브의 이론적 동작 요소와 실질적 응용 요소의 편차

      트로틀바디의 동작을 잠깐 언급하면 운전자가 액셀러레이터를 밟으면 노줄이나 모터에 의해 트로틀밸브가 열리고 닫히면서 이에 연동하여 연료를 조절하는 TPS(APS)신호가 생성이 됩니다.

그런데 자동차의 공기와 연료의 비율을 결정짓는 액셀러레이터를 기술적으로 분석하면 다음과 같은 결점을 발견할 수 있습니다.

                                    트로틀바디 동작해석 비교표

구   분	이론적 동작 요소		실질적 응용 요소
기   능	공기 밸브	T P S	공기 밸브	T P S
응용 요소	밸브각도	저항변화	공 기 량	전기신호
해석 차이	물리적 변화		공기량과 전기신호 변화

연료형자동차가 필요로 하는 것은 공기량과 전기신호인데 위의 표에서 보면 트로틀바디의 동작은 기계적인 조건이 맞으면 공기와 전기신호(연료량 조절에 절대적인 영향을 주는 신호)의 비율이 정확하게 만들어 진다고 해석하고 있습니다.