* 참조: 본 자료는 국토교통부에 공식 제안한 문서 입니다  
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제안제목 : 급발진을 전기적으로 해결
  <접수번호 : 국토교통부/ 1AB-1304-003653/2013.4.14일 >

■ 개요 ■
    정부가 민관합동조사반을 가동하여 자동차제작결함 조사에 투입되지만 자동차 급발진의 존재 여부와 원인이 규명되지 않아 사회적 불안이 커지고 있으며, 지금까지 조사결과 
       # 운전자 이름 등 단순 정보가 대부분이고
       # 정부의 급발진 조사 사실상 한계 드러나고 있으며
       # 결론을 급발진 사고 방지 장치 개발 서둘러야 한다로만 기사화 되어 있습니다. 

따라서 정부가 공정한 급발진 원인 규명을 위해 급발진 재현실험에 대한 아이디어를 이달 말까지 공개 모집한다고 전했습니다.
             < 동아일보/ 2013년 4월 13일 기사 인용> 

하지만 “급발진은 전기적인 결함”때문이며, 주로 자동기어/ 휘발유.LPG연료 자동차에서 일어난다고 봅니다. 
따라서 전기적인 결점을 보완해주어야 하기 때문에 급발진 규명에 대한 제안을 하고자 합니다. 

■ 현황 및 문제점 ■
1. 전기회로 구성 문제
     가. 구성상의 문제 : 자동차는 동력전원인 12V와 제어전원인 5V가 있고, 이들 폐회로 간 (閉回路間)에는 물리적으로 분리되어 있으며, 5V전원은 정전압회로라는 반도체를 이용하여 12V를 5V로 변환시켜 만듭니다. 
그러다 보니 5V전원회로는 비접지(非接地)로 구성되어 있으므로 12V의 마이너스(-)를 기준으로 볼 때 5V마이너스 전위(電位)는 전기적으로 공중에 떠 있는 상태입니다. 

이러한 회로 구성 때문에 12V 마이너스(-)와 5V 마이너스(-) 간(間)에는 전위차(電位差)가 생겨나고 있으며 차의 환경변화에 따라 이들 전위차는 수시로 변하거나 또한 년수가 클수록 전위차가 증가합니다. 
                                  <참고 : 신차라도 “0” 전위는 존재하지 않음> 
여기서 말하는 환경변화란 자동차가 운행 중에 부품들의 재질과 조립의 특성변화, 온. 습도와 대기 질 변화, 연료 종류에 의한 여건변화, 부품과 선로의 내구성 변화 등을 들 수 있습니다. 

    나. 동작상의 문제 : 휘발유나 LPG의 경우 인젝터가 동작을 하기 위해서는 인젝터와 ECU사이 스위칭 TR(Transistor)이라는 반도체가 있습니다. 
스위칭 TR의 베이스(Base)에 ECU로부터 펄스신호가 들어오면 TR이 동작(스위칭)을 하여 인젝터에 12V전기를 공급하므로 피스톤으로 연료가 분사되는 것이 휘발유와 LPG자동차의 인젝터 연료분사방식 입니다. 

여기서 너무 관가해서는 안 되는 것이 기술적으로 분석하면 “TR의 베이스에(정상이던 아니던) 펄스신호가 들어오면 TR이 동작을 하여 인젝터를 동작시킬 수 있다”는 것입니다. 

즉 만일에 운행 중 극한적이거나 또는 돌발적인 전기적 변화로 5V의 접지전위가 상승하면
     • 오신호(吳信號) 또는 ECU신호와 합산된 과도(過度)한 신호가 TR의 베이스로 유입되므로 RPM을 급상승 시킬 수 있고 
    • 또한 ECU전원회로를 통하여 ECU동작을 마비(락:lock)시켜 외부 조건과 관계없이 5V에 달하는 펄스신호를 송출할 수 있다는 것입니다. 

2. ECU복구 시간 지연 문제 
    현재 자동차는 운행 후 시동을 끄면 ECU도 동시에 복구 되어야 하는데 실제로는 "ECU복구시간이 차마다 다르고 동일차종 간에도 다르게 나타나고 있다“는 것입니다. 
시중에 운행되는 국내. 외 차량을 기준으로 조사를 해보니 
    가. 5초 이내 복구 : 양호한 동작(빠를수록 좋음) 
    나. 20 ~ 30초 내 복구 : 좋은 현상으로 볼 수 없음 
    다. 30초 ~ 1분 내 복구 : 심각한 상태로 보아야 함 
    라. 복구 안 됨 : 동작은 해도 심각한 고장임 
이라는 통계가 나왔습니다. 

또한 VAD제품으로 ECU의 고장 사례를 발견하였는데 
   * 어느 외제차(BMW)의 경우 엔진책크 등이 계속 들어왔는데 지워도 조금 지나면 반복해서 들어오니 정비소에서는 연료 불량 때문이라고 진단을 해서 (소비자는)그런 줄 알고 있었는데 “VAD로 ECU불 복구 현상”을 발견하였고 
   * 또 한 사례는 국내 차종 중 배터리방전이 잦았으나 원인을 알 수가 없었는데 “VAD장착하여 ECU불 복구 현상을 찾아 방전을 해결”시켜 주었음. 

이 처럼 ECU가 불 복구 되거나 복구시간이 길어지면 ECU의 동작 불안정으로 차 성능 저하, 배터리 방전 잦음, 잦은 엔진경등(燈) 작동 등은 물론이고 최악의 경우에는 "ECU에 락(lock)이 걸려 급발진 현상도 생길 수 있다는 추론도 가능하다“ 는 것입니다. 

따라서 여기서 검토해야 할 중요한 요소는 
    * ECU복구시간이 왜 기느냐 또는 지연되느냐 
    * 동종의 차종인데 복구시간이 왜 일정하지 않느냐로 
ECU복구시간과 급발진과는 어떤 함수관계가 있는가를 분석해보아야 합니다. 

3. 라디에이터 비접지 문제 
    모든 자동차의 라디에이터는 비접지로 제작되고 있습니다. 
이로 인하여 라지에이터에 부착된 펜모터 동작 시에 발생하는 유도전기가 라디에이터에 축척되어 전하를 만들고 있으며 이 전하가 심한 차는 0.9V까지 발생하는 경우도 있습니다. 

라디에이터에서 발생한 전하는 "냉각수를 통하여 차 전체에 흐르므로 차 상태에 따라 전기 및 제어시스템 전체에 영향을 주거나 ECU 동작을 방해"할 수도 있다는 것입니다. 

■ 개선 방안 ■
   이러한 전기적인 결점을 해소하기 위해서는 
    * 12V와 5V간에 전기적인 3차 폐회로를 형성시켜 5V의 접지전위가 일정하도록 해줘야 하고 
    * ECU 복구시간을 단축 또는 일정하도록 개선을 해야 하며 
    * 차 제작 시에 라지에이터를 접지시켜 라디에이터의 근본적인 전기발생을 억제하여 냉각수를 통한 전기흐름을 막아 주어야 합니다. 

■ 기대 효과 ■
    급발진의 전기적인 원인은 자동차 운행 시에만 순간적으로 생겨났다가 전기흐름이 끊어지거나 차단이 되면 결과만 남고 자연적으로 소멸되므로 원인 규명이 어렵고 또한 재연을 시키려 해도 거의 불가능 한 것입니다. 

또한 자동차가 갈수록 전자화 하면서 급발진 현상도 발생 증가일로에 있으므로 “급발진은 전기적으로 분석하고 해결해야 합니다. 

그럼으로써 인명과 재산을 보호 하고, 운전자들의 불안을 일소시키며, 자동차 성능개선(연비)으로 에너지절약에도 기여하는 효과를 기대할 수가 있습니다. 
<제공 = VAD/ www.motorpower.co.kr >