겨울이면 시동이 꺼지거나 잘 안걸리는 이유

날씨가 추우면 서서히 시동꺼짐 때문에 고민하는 분들을 위하여 새로운 기술지식을 알려드리고 자합니다.

1. 구조적인 문제

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

그리고 시동을 걸고 꺼지게 하며 RPM을 변화시키고 출력 및 속도를 조절하는 등의 모든 기능은 전자제어방식에 의해 통제되고 있습니다.

그런데 자동차가 폭발하고 움직이는 과정에 선로나 전기장치 등이 가지고 있는 분포정수에 의해 간헐적이고 불특정한 전기신호인 3차전기(간섭전기 또는 기생전기)가 제어를 방해하여 자동차성능이 떨어짐은 물론 운행 중에 시동이 꺼지거나 RPM이 흔들리는 증상이 생기기도 합니다.

※ 참고로 여기서 자동차성능이란 연비 출력 소음 배출가스 진동 노킹 순발력 등판능력 공회전 오디오음질 배터리수명 등의 항목을 말함

2. 제어방식의 문제

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

그러나 전자제어방식을 도입하면서 연료형자동차가 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 나타는 질병이었는데 요사이는 신차에서도 흔히 나타나고 있습니다.

이유는 차를 고급화하기 위하여 다양한 전자제어 기능을 부가하다 보니 불필요한 전기신호(3차전기)가 활동이 활발하다보니 생겨나는 증상입니다.

마치 사람이 음식만 먹지만 몸에는 기생충이 생겨 있어도 건강할 때는 모르다 건강이 악화되면 그 기생충들이 질병을 일으키는 병의 근원이 되듯이 말입니다.

또한 TV나 휴대폰 등을 개발할 당시에는 전자파가 인체에 영향을 미치리라고는 예상하지 못한 것처럼 말입니다.

3. 제어신호 변화 문제

   연료형자동차는 전기, 기계, 제어기술로 구성되어 있으며 자동차는 전자제어에 의해 통제되고 있습니다.

그러므로 시동이 걸리지 않거나 시동이 꺼짐은 같은 원인이며, 시동이 잘안걸림과 시동이 잘 꺼짐에는 물리적인 원인과 전기적인(제어) 원인 두 가지가 있는데 거의 70%이상이 제어문제가 많으므로 여기서는 제어를 중심으로 설명 드리고자 합니다.

가. 물리적인 원인

    물리적인 원인은 흔히 알고 있는 기계적인 분야로 기온이 떨어짐에 따라 연료문제( 발화 및 결빙 온도, 연료 질 등)와 기계부품들의 동작특성 변화에 따른 동작유무 등에 중점을 두고 진단과 처방(정비)을 해 왔던 것입니다.

 나. 전기적인 원인

   연료형자동차에서 기계를 하드웨어라고 한다면 제어는 소프트웨어에 해당합니다.

이렇게 구분하고 본다면 연료나 기계가 정상적이라 할지라도 소프트웨어가 불안정하면 자동차는 제 기능을 발휘하지 못하는 것입니다.

 다. 기온적인 문제

    전기신호가 기온에 따라 변하게 됩니다.

기온이 떨어지면 특히 TPS신호가 많이 떨어져 공기와 연료비율이 틀어져 버립니다.

 예를 들어 20℃ 기온에서 아이들 상태 때 공기밸브 각도를 5°  TPS신호를 0.480V가 되게 셋팅 해두었다고 가정을 하겠습니다.

그런데 공기밸브는 기계적인 동작이므로 기온에 관계없이 일정한데 TPS센서신호가 0.380V로 떨어진다면 공기는 일정하고 연료가 적게 들어가게 되어 차가 제대로 힘을 발휘하지 못합니다.

또한 반대로 기온이 너무 올라가면 TPS신호는 0.580V로 생성되어 연료가 불필요하게 많이 공급되지만 공기가 적게 들어가 연소가 나빠집니다.

디젤의 경우 출발시 악셀리이터를 밟으면 검은 연기가 순간적으로 뭉텅하고 나오는 것은 이러한 원인 때문입니다.

이처럼 기온에 따라 물리적인 변화로 제어신호들이 변하게 됩니다.

라. 부품 특성 변화

   TPS는 오디오 볼륨과 같이 물리적으로 저항이 변하면서 연료를 제어하는 전기신호를 만들어 냅니다.

이 신호(아날로그)가 ECU로 들어가면 연료를 제어하는 펄스신호(디지털)로 바뀌게 되는데, TPS저항이 닳고 노후 되어 저항특성이 바뀌면 TPS신호는 자연적으로 바뀌게 되므로 ECU가 만들어내는 제어신호(전기신호)도 틀어지게 되는 것입니다.

마. 공급 전압 변동

   ECU가 만들어 내는 제어신호는 5V라는 2차전기가 각 센서를 동작시키는전원(電源)이 되는데 이 2차전기가 흔들리면 TPS신호는 물론이거니와 각종센서신호가 달라져 버립니다.

그래서 연료를 제어하는 인젝터의 제어용 펄스신호도 달라져 버립니다.

 바. 선로 특성

   전기선로에는 코일(XL) 콘덴샤(XC) 저항(Ro)등의 분포정수가 있는데 이들은 전기신호를 왜곡 또는 지연시키고 접지전압을 높아지게 만듭니다.

흔한 사례로 시중에서 접지를 다시 추가로 하는 것도 저항(Ro)를 줄이기 위한 수단입니다.

 사. 기타

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

그래서 일본에서는 트로틀 바디를 기어방식으로 바꾸어 생산하는 자동차도 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.

그러므로 이때는 온도나 기계적인 결함으로 인하여 전기신호가 변화지 않도록 전기적(물리적이 아님)으로 3차전기를 제거하고 제어신호를 보정(補正)해주어 정상신호들의 왜곡과 지연동작을 방지시켜 주어야 합니다.

그러면

 『 제어신호에 의한 전기적 트러블 제거로 자동차성능이 혁신』되고 『 배출가스는 “연소 내 처리 방식(Internal process system)”으로 개선』되므로 시동꺼짐은 물론 시동이 잘 안 걸림과 RPM흔들도 해결됩니다.

 < 제공 = 모터파워>