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<본자료는 국토교통부에 개선제안내용을 요약하였음>
『차 ECU는 전기적인 결함이 있다』
Ⅰ.전기적 결함
1. 접지의 종류와 문제점
가. 접지종류
● 동력전기접지
자동차는 동력전기에 해당하는 12V(승용차),24V(버스. 트럭),수백V(전기차)등이 있고 “차체 빔(프레임)을 마이너스(접지)모선”으로 사용하고 있습니다.
● 제어전기접지
제어전기(5V)는 IC레귤레이터에 의해 동력전기를 다운시켜 만들기 때문에 5V의 마이너스(-)가 생기므로 “5V도 별도의 접지가 있다”는 것입니다.
* 단 마이너스(-)란 전기적 표현이고, 접지란 물리적인 표현임 을 뜻함
나. 접지 문제점
그런데 “접지란 대지와 기기 또는 전기회로 간의 접지전압을 0V로 만들기 위함”인데 자동차는 “ECU의 전기적인 결함”으로 “접지 간에 전압(mV)이 발생하고 전류(mA)”까지 흐르고 있다는 것입니다.
2. ECU5V접지는 왜 전기적인 결함이 생기는 가
● 5V전원장치는 IC레귤레이터에 의한 DC-DC컨버터방식이라 5V마이너스(-)와 동력전기마이너스(-)는 전기적으로 분리되어 있습니다.
● ECU내부의 데이터생성기능과 악셀패달센서(TPS/APS)등은 5V마이너스(-)를 직접 사용하지만 기타 각종센서들은 전부 동력전기마이너스(-) 를 사용하고 있습니다.
● 두 접지 간을 실선으로 연결하면 오히려 성능에 장애가 생깁니다.
● 5V를 사용하는 센서들도 어느 접지(마이너스)를 사용하느냐에 따라 동작특성이 달라질 수 있습니다.
● 년식에 따라 접지 간 전압이 변하는 것은 IC레귤레이터의 부품열화로 내부저항이 증가하기 때문입니다.
따라서 이러한 현상은 신차. 중고차. 버스. 트럭. 하이브리드차. 전기차등 모든 차에서 골고루 나타나기 때문에 “이는 ECU의 전기적인 결함에 해당”합니다.
3. 접지전위차가 차 동작에 미치는 문제
다음은 “접지 간 전위차로 인하여 성능. 연비. 배출가스 등에 미치는 범위“를 구분하여 보았습니다.
● 1~2mv까지 : 거의 정상에 속함
● 20mv까지 : 소음 • 진동 • RPM 미소 흔들림 발생, 연비감소, 배출가스 소량 증가
● 40mv까지 : 소음 • 진동 • RPM 흔들림 증가, 간헐적 시동꺼짐, 연비 • 출 력 • 배
출가스 중량 나쁨
● 100mv이상 : ECU를 교체하여야 함
Ⅱ. 해결방안
1. 해결책은 무엇인가
가. 제3의 전기적인 폐회로망 구성
다음은 VAD에 의한 전기흐름을 도식한 전기계통도입니다
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두 전기회로 간에 “제3의 전기적인 폐회로망을 구성”시켜 접지 간의 전압(mV)과 전류(mA)를 일정하게 유지 또는 줄여주어야 합니다.
나. 저 신호대 전류보강으로 공회전시 엔진출력 강화
“공회전 RPM때의 낮은 TPS/APS 출력신호에 대하여는 ”전류를 보강시켜 공회전시의 엔진출력을 강화“시켜주어야 합니다.
다음은 DMADMLS VAD설치 전.후의 TPS/APS신호값과 접지 간 전압.전류 샘플링 비교표입니다.
2. 효과는 어떻게 나타나는 가
● 연비(년식 대비)는 최대 30%까지 개선 가능
● 매연(년식 대비)는 60~90% 개선 가능
● 힘이 강해져 순발력과 가속도가 좋아짐
● 변속충격 완화, 노킹과 진동도 개선, 시동 꺼짐 방지됨
● 소음이 3~6dB 개선 가능
● 기타 승차감 좋고 오디오음질 풍부
Ⅲ. 결론
자동차는 “동력전기와 제어전기의 접지 간 전압과 전류가 발생”하면 원활한 동작이 어려워져 예상치도 못할 오동작이 생길수도 있고, 성능저하로 “엄청난 에너지낭비와 환경을 오염”시키고 있습니다.
그러므로 동력전기회로와 제어전기회로 간에 제3의 전기적인 폐회로망을 구성시켜 접지 간의 전압과 전류를 줄이거나 일정하도록 해주어야 합니다.
이러한 현상은 “비단 내연기관차에 국한된 것이 아니라 하이브리드차, 전기차 등 전차종에 해당되는 결함”이므로 “국가의 저탄소정책과 백년대계를 위해“서라도 리콜 등으로 ”ECU의 전기적인 결함을 개선“시켜 주어야 한다는 것입니다.
※ 첨부 : 1. 국내. 외 각종 기술 증빙 자료
2. 국내. 외 인증 자료
3. 정부의 연비정책 공문 요약 “끝”
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