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악셀 제어방식 진화와 문제점
자동차는 악셀 패달을 밟으면 트로틀바디에 의해 공기와 연료가 조절되어 엔진출력이 증감한다는 것은 상식으로 압니다.
현재 악셀 제어방식은 두 가지 기능(종류)으로 설계하고 있으며 이들에 대한 이해를 높임으로써 차량 관리에 도움을 드리고자 합니다.
1. 구성과 동작원리
가. 케이블 방식 : 악셀패달, 악셀 케이블(강철), 트로틀 밸브, TPS센서의 4가지 기능으로 구성되어 있습니다.
그리고 동작은 악셀패달을 밟으면 악셀 케이블에 의해 공기조절용 밸브가 0°~90°까지 열리고 닫혀 공기를 조절합니다.
이때 밸브와 연동하는 TPS센서에 의해 보통 0.3V~4.8V까지의 신호가 만들어지고 이 신호가 ECU로 들어가면 다른 센서신호와 조합하여 연료를 조절하는 종합신호를 만들어 냅니다.
나. 모터 방식 : 악셀패달, APS센서, 모터, 모터기어, 트로틀 밸브, TPS센서의 6가지 기능으로 구성되어 있습니다.
※ 참고 : APS, 모터, 모터기어 = 악셀 케이블(강철) 역할과 같음
그리고 동작은 악셀패달을 밟으면 APS센서에 의해 0.3V~4.8V까지의 신호가 만들어지고 이 신호가 모터전압(12V)을 컨트롤하여 모터가 동작을 하면서 모터와 연결되어 있는 기어에 의해 트로틀 밸브가 열리고 닫혀 공기를 조절합니다.
2. 문제점
여기서 케이불방식과 모터방식의 장. 단점을 비교하면
가. 케이블 방식
- 장 점 : 동작 복구가 정확하다. 구성이 간단하고 수리가 용이하다. 공기와 연료의 비율조정이 쉽다. 생산가가 싸다 등입니다.
- 단 점 : 장시간 후 케이불강도 이완으로 악셀 밟기 강도와 밸브 동작 간에 이격이 생기고 케이블 이탈로 악셀 동작이 불안하기도 합니다.
나. 모터방식
- 장 점 : 케이불로 인한 악셀패달과 밸브 동작 간의 이격이 없어지고 케이블 이탈로 악셀 동작이 안 되는 현상을 방지한다 입니다.
- 단 점 : 동작 복구의 지연 현상이 생긴다. 구성이 복잡하고 수리가 어렵다. 공기와 연료의 비율조정이 쉽지 않다. 생산가가 비싸다 등입니다.
여기서 또 다른 문제점은 전기와 전기신호가 불안정하면 모터 동작이 일정하지 못하다는 것입니다.
이로 인하여 슬립현상이 발생하여 출력증감이 고르지 못함에 따른 변속충격 등으로 이어지는 현상이 생기고 있습니다.
여기서 모터 동작과 관련 문제가 생기는 또 다른 사례 하나를 소개하겠습니다.
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기사 제목 :『현대차, 하이브리드 전력 재점검 』
<2011년10월24일 (월요일)매일경제>
잘 나가던 쏘나타 하이브리드에 도대체 무슨 일이--, “추천하기 어려운 차”라는 최악의 평가를 받은 것이다.
23일 미국 소비자 전문잡지인 ‘컨슈머 리포트’ 최신호는 쏘나타 하이브리드를 100점 만점에 69점으로 평가 했다.
컨슈머 리포트는 쏘나타 하이브리드의 문제점으로 △차량 가속 시 전기모터에서 내연기관으로 전환될 때 가속이 잘 되지 않고 멈칫함 △브레이킹과 핸들링이 부드럽지 못함 △과도한 소음 △부드럽지 못한 6단변속기 등을 꼽았다.
<이하 생략 >
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여기서 주목해야 할 내용은“ 차량 가속 시 전기모터에서 내연기관으로 전환될 때 가속이 잘 되지 않고 멈칫함”입니다.
현재 국내 하이브리드 자동차의 경우도 악셀 동작을 모터방식으로 설계하고 있는데 비록 모터가 정교하게 설계되어도 이를 동작시키는 “전압이 일정해야 하고 전압을 제어하는 신호가 흔들리지 않아야 하며 코일의 열 손실을 없애야” 합니다.
그러므로 모터방식을 채택하는 자동차는 케이블 방식에 비해 “모터 기동전압(12V)과 APS신호 등이 안정되지 못하면” 운행 중 ▶시동 꺼짐 ▶슬립현상 ▶변속충격 등을 개선하기는 어려운 실정입니다.
자동차가 갈수록 전자화함에 따라 성능이 좋은 차를 만들고(메이커), 이를 유지하기(소비자) 위해서는 “기계적인 문제외 전기적인 문제에도 관심”을 가져야 함은 이러한 이유 때문입니다.
<제공=VAD>
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