자동차공학)가솔린 엔진의 전자제어 (엔진제어)

엔진제에의 기본 항목으로서는 연료분사제어(분사시기, 분사량), 공회전 속도제어, 점화시기 제어, 증발가스제어 및 페일 세이프(fail safe) 등 고장발생 시 간단한 고장 진달을 하는 몇 개의 자기 진단 테스트 등이 있다. 엔진제어에 대하여 알아보자.

1. 배기가스 재순환(EGR)

2. 기타 제어

 

1. 배기가스 재순환(EGR)

엔진제어에는 배기가스 재순환제어도 행하고 있다. NOx는 실린더 내의 연소 시 고온하에서 공기 중의 N2와 O2가 반응하여 생성하는 것으로서 연소온도가 높을수록 발생량이 많아진다. 이의 저감 대책으로 배기가스 재순환(EGR, exhaust gas recircilation)이 있다. 이것은 가솔린 홉합기에 공기 중의 N2에 비해 열용량이 큰 CO2를 포함한 배출가스를 흡기에 혼합하여 연소시키면 연소온도가 떨어져 NOx의 발생을 억제할 수 있다. EGR은 NOx를 저감 하기 위하여 대배기량 고출력 엔진에 채용된다. EGR시스템은 배기관과 흡기관의 스로틀 밸브의 하류 사이에 배출가스 통로를 설치하고 그 도중에 유량제어밸브를 설치하여 배출가스 재순환량을 최적으로 제어한다. EGR시스템은 배기관과 흡기관의 스로틀 밸브의 하류 사이에 배출가스 통로를 설치하고 그 도중에 유량제어밸브를 설치하여 배출가스 재순환량을 최적으로 제어한다. EGR을 행하면 혼합기의 착화성능이나 엔진의 출력이 저하하므로 NOx 배출량이 많은 운전영역을 선택하여 최적의 EGR을 행하는 것이 중요하다. EGR제어장치는 흡기관의 부압과 배기관의 압력을 이용하여 EGR밸브를 제어하는 뉴매틱방식(기계식)과 이것을 전자제어로서 행하는 방식이 있다. 기계식은 5~10% 정도의 소량 EGR을 행하는 엔진이 사용되고, 전자식은 제어의 자유도가 크므로 대량 EGR(15~35%)을 행하는 엔진에 사용된다. EGR밸브의 솔레노이드 코일에 걸리는 전압 듀티비를 변화시키는 것에 의하여 EGR밸브의 다이아프램실의 부압을 제어하여 EGR밸브의 위치를 설정한다. 엔진 ECU에는 엔지뇌전수와 부하의 관계에 따라서 결정한다. EGR량과 전자밸브의 듀티비의 관계가 프로그램되어 있어, 프로그램에 따라서 부압컨트롤밸브를 제어한다. 

 

2. 기타 제어

 

훼일 세이프(fail safe) / 백업기능 : 이중 안전 기능이다. 장치의 일부에 고장이 나거나 혹은 잘못된 조작을 하더라도, 다른 안전장치가 작동하여 결정적인 사고나 파손을 예방하는 기능이다. 컴퓨터(ECU)는 컴퓨터 자신의 작동을 항상 감시하는 회로가 있고 작동이 이상하면 자동적으로 컴퓨터 유니트에 내장되어 있는 백업회로로 전환한다.

 

퍼지 콘트롤 솔레노이드밸브(PCSV, purge control solenoid valve) : 연료탱크에서 증발된 연료가스를 캐니스터로 끌어들여 엔진이 구동되었을 때 ECU가 퍼지 콘트롤 솔레노이드밸브(캐니스터 솔레노이드)의 작동을 지시하여 증발가스를 흡기매니폴드로 유입시켜 정상적인 연소과정으로 처리하도록 되어 있다.

 

크랭크 케이스 벤틸레이션 시스템 : 이 시스템은 크랭크 실내의 블로바이 가스를 연소실로 재순환시켜 완전히 연소되도록 하는데 사용된다. 엔진 진공도에 따라 연소실로 유입되는 공기에 의해 PCV호스 및 밸브를 거쳐 블로바이 가스는 흡기매니폴더로 유입된다.

 

A / T 토크제어 : 오토매틱 트랜스미션의 변속 시에 점화시기를 지각시킨다. 또 스로틀 밸브 개도신호, 엔진 회전 신호를 오토매틱 트랜스미션의 ECU로 보내어 트랜스미션의 난기시 시프트제어나 스쿼트제어를 행한다.

 

트랙션제어 : 트랙선 작동 시에 점화시기의 지각을 행한다.

 

연료펌프제어 : 엔진상태에 따라 연료 펌프의 회전수를 2단계로 제어한다.

 

고온 연소압력제어 : 고온 시에 VSV의 ON, OFF에 따라서 연소압력을 제어한다.

 

가변 흡기제어 : 운전조건에 따라 흡기관 길이 또는 흡기관 통로 면적을 제어하여 출력을 향상한다.

 

가변 배기제어 : 배기관의 구조를 가변으로 하여 운전조건에 따라 적절한 통로를 선택하여 출력향상 및 소음 저감을 꾀한다.

 

에어콘제어 : 엔진의 상태에 따라서 에어콘 컴프레셔의 마그네트 클러치의 단속(ON or OFF)를 행한다.