연료형자동차가 전자제어방식으로 바뀌면서 예상치도 않았던 증상들이 생기는데 그 중에 운행 중 시동꺼짐, 시동 잘 안 걸림, RPM 흔들림 등입니다.
그리고 이러한 현상은 특히 기온(온도, 습도)과 엔진 열의 변화에 따라 그 증상이 달라지지만(하이스켄이라는 계측기로도 확인이 불가능) 이러한 현상을 메이커가 모른다면 참으로 믿기 어려운 일이지요.
자동차의 동작은 하드웨어동작과 소프트웨어동작 두 가지로 구분이 되는데 여기서는 “제어분야”를 중심으로 소프트웨어적인 동작을 기준으로 설명 드리겠습니다.

1. 구조적인 문제
가. 전기 공급방식 문제
연료형자동차는 2~3만여 가지 부품의 기계분야, 5V/12V 또는 5V/24V 전기 분야, 그리고 아날로그신호와 디지털신호의 제어분야 등의 기술로 구성되어 있습니다.
그러데 현재의 자동차전기회로는 1차전기회로와 2차전기회로간에 전기가 흐리지 않게 설계되어 있으므로 1차전기가 흔들림에 따라 2차전기도 많이 흔들고 따라서 2차전기로 만들어지는 각종 제어신호가 흔들려 제어가 불안해지고 있습니다.
나. 제어방식의 문제
자동차가 시동을 걸고 끄거나 RPM을 변화시키고 출력 및 속도를 조절하는 등의 모든 동작기능은 전자제어에 의해 통제를 받고 있습니다.
초기에는 연료형자동차가 기계식제어방식(일종의 카브레타 방식)으로 만들었다가 현재는 전자제어방식으로 개량(발전)하게 되었고 전 세계 자동차가 이 원리를 응용하고 있습니다.
그러나 전자제어방식을 도입하면서 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 나타났는데 요사이는 신차에서도 흔히 나타나고 있습니다.
이유는 차를 고급화하기 위하여 다양한 전자제어 기능을 부가하다 보니 불필요한 전기신호(3차전기)가 활발하게 활동을 하여 정상적인 신호들의 활동을 방해하기 때문입니다.
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.

2. 제어신호 변화 문제
연료형자동차는 전자제어에 의해 통제되고 있습니다.
자동차를 통제하는 제어신호(전기신호)가 생성되고 흐르는 과정에 부품의 특성변화와 온습도에 영향을 받고 선로나 전기장치 등이 가지고 있는 분포정수에 의해 불필요한 3차전기신호(간섭전기 또는 기생전기)가 생겨 정상적인 제어신호를 방해하여 시동을 꺼지게 하고 RPM을 흔들리게 하는 등 자동차성능을 떨어뜨리는 요인이 되고 있습니다.
※ 참고로 여기서 자동차성능이란 시동관련 RPM문제 연비 출력 소음 배출가스 진동 노킹 순발력 등판능력 공회전 오디오음질 배터리수명 등을 총칭함
그러므로 시동이 걸리지 않거나 시동이 꺼짐은 같은 원인이며, 이들이 생기는 원인에는 물리적인 원인과 전기적인(제어) 원인 두 가지가 있는데 거의 70%이상이 전기적인 원인(제어문제)이며 이를 세부적으로 열거하면 다음과 같습니다.
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.
또한 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.
나. 기온적인 문제
자동차에 사용되는 제어신호는 미약한 전기신호인데 기온이나 엔진열에 민감한 반응을 일으킵니다.
예를 들어 온도센서는 온도에 따라 신호가 변하도록 제작되어 있지만 TPS신호는 온도와 무관해야 합니다.
그런데 TPS 외 각종센서들이 만드는 전기 신호가 기온과 엔진열의 변화에 따라 변하기 때문에 공기와 연료의 비율이 틀어지므로 결국 차 성능에 치명타를 준다는 것입니다. 전기신호가 기온에 따라 변하게 됩니다.
다. 전기적인 원인
1) 전압 변동
ECU가 만들어 내는 제어신호는 5V라는 2차전기가 각 센서를 동작시키는 전원(電源)이 되는데 이 2차전기가 흔들리면 TPS신호는 물론이거니와 각종센서신호가 달라져 버립니다.
그래서 연료를 제어하는 인젝터의 제어용 펄스신호도 달라져 버립니다.
2) 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)을 줄이기 위한 수단입니다.
라. 기타
보통 액셀러레이터와 트로틀 바디 사이에는 쇠줄로 연결되어 있지만 쇠줄과 스프링의 유연성, 복구 속도 등에 따라 TPS신호가 바뀌게 됩니다.
그래서 일부 차들은 트로틀 바디를 모터방식으로 바꾸어 생산하는 차도 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. 해결 방법은 1.2차간에 전기적인 3차 폐회로를 만들어, “3차전기를 제거하고, 제어신호를 보정(補正)"하며, "선로의 특성, 기온 및 엔진열에 의해 신호의 왜곡과 지연 그리고 흔들림 등을 방지"시켜 불안정한 제어기능을 강화(안전화)시켜 주어야 합니다.
그러면 시동 꺼짐과 잘 안 걸림 RPM흔들림 등 방지되고 차 동작이 안정되므로 배출가스, 연비, 소음, 진동, 노킹 등 차의 전반적인 성능이 개선이 됩니다.
< 제공=VAD>