주행 중 간헐적으로 가속이 되지 않거나 초기 시동 후 출발 때 출발이 어렵다.
이번 사례는 간헐적인 배터리 차체 접지 불량으로 TCU에서 정상적으로 작동하는 PCSV를 오작동으로 감지해 안전을 위해 3속 홀드 시켜 발생된 현상이었다. 보기 드문 현상이긴 하나 충분히 발생될 수 있는 현상임으로 참고하기 바란다.

이민우 [현대자동차 하이테크팀]


현상

그랜저 3.0으로 주행 중 간헐적으로 가속이 되지 않거나 또는 초기 시동 후 출발 때 출발이 어려운 현상이 발생된다.
이번 경우는 비교적 재현이 잘되는 사례로, 자동변속기 자기진단을 해보니 ‘PCSV 단선 및 단락’이 출력되었으며, 이로 인해 3속이 홀드 된다.

☞ PCSV(프레셔 컨트롤 솔레노이드 밸브)란?

자동변속기에서 변속이 될 때는 유압을 컨트롤해야 한다. 그렇지 않으면 갑자기 큰 압력이 동력전달 매체인 클러치나 브레이크에 가해져 충격이 발생할 수 있다. 따라서 ‘PCSV’라는 것을 두어 변속 때마다 듀티 컨트롤해 유압을 적절하게 제어한다.


원인 분석

자기진단 때 ‘PCSV 단선 및 단락’이 출력되었다면 PCSV 단품 불량 또는 배선 불량, 그리고 가능성이 크진 않지만 TCU 불량 등에 의해 3속 홀드가 될 수 있다. 그러나 PCSV 단품 및 배선을 측정해보아도 특별한 이상은 없어 보였다. [그림 1]은 PCSV 작동 파형으로, PCSV 작동 파형에는 문제가 없어 보였다.
그렇다면 TCU의 불량인가(?)하는 생각이 들어 정상 차의 TCU를 문제의 차에 적용해 테스트해 보았다. 그러나 오랜시간 주행 후 3속 홀드 등 동일한 현상이 발생되었다.

그렇다면 무엇이 문제란 말인가?
여기서 우리는 PCSV 작동 파형에 대해 알아볼 필요가 있다. 아마 한번쯤은 측정해 본 파형으로 그리 낯설지 않은 파형이라 생각된다. 그런데 이 파형에서 보면 일반 듀티 컨트롤 파형과는 다소 다른 부분이 있다.
우선 일반적으로 알고 있는 듀티 컨트롤의 경우 작동 구간의 전압은 0V인데 반해, PCSV의 경우 작동 때 전압이 측정된다. 이는 PCSV가 (+) 컨트롤되기 때문이다.
다시 말해 PCSV 밸브는 DCCSV, SCSV ‘A’, SCSV ‘B’와 함께 밸브보디에 항상 접지되어 있고, 작동 때에는 TCU에서 전원을 인가하는 방식을 사용하고 있기 때문이다. 이런 방식을 사용하는 곳이 많지는 않으나 그랜저, 다이너스티의 ECS 시스템에서 각종 공기 솔레노이드 밸브 작동 때에도 이런 방법을 사용한다.

또한 [그림 2]에서 보면 솔레노이드 밸브 작동 때 파형이 처음에는 12V로 작동하다가 다시 2V 정도의 전압으로 작동된다는 것을 알 수 있다.
처음 12V 작동전압은 솔레노이드 밸브를 작동시키기 위한 과여자전압 구간으로 이는 평상시 OFF 되어 있는 솔레노이드 밸브를 처음 작동할 때는 비교적 높은 전류를 공급해 밸브의 작동이 확실하게 한다.
이후에는 이미 작동된 솔레노이드 밸브를 유지하기만 하면 되므로 높은 전류가 필요하지 않게 된다. 그러므로 비교적 적은 전류를 공급한다. 이는 솔레노이드의 코일에 흐르는 전체 전류를 적게 함으로써 열화를 방지하기 위함이다.
이러한 작동은 1 사이클 내에서 이루어지고 이것이 계속 반복되므로 위와 같은 파형이 출력되는 것이며, TCU는 이 유지 전압을 검출해 솔레노이드 밸브의 작동 상태를 모니터링 한다.

간단하게 설명하면 TCU에서 PCSV 밸브를 작동해야 한다는 판정을 하게되면 과여자용 TR을 ON하고 즉시 OFF한다. 그리고 곧바로 유지용 TR을 ON해 솔레노이드에 계속해 전원을 공급하게 되나 R1과 R2가 직렬로 연결되어 있으므로 ‘A’점의 전압은 2개의 저항에 의해 분압된다.(그림 3 참조)
그리고 ‘A’점의 분압된 전압은 ‘이상검출용 IC’에 의해 감지되는데 TCU는 만약 이 전압이 설정치 이하로 되면 PCSV의 불량이라 판단한다.
위의 파형에서 보면 ‘A’점의 전압이 2V로 나오는데 이는 R1(18Ω)과 R2(3Ω)의 저항에 의해 이미 2V(실제 약 1.8V) 정도가 나오도록 설정되어 있기 때문이다.


원인 및 결론

지금까지 위에서 설명한 것은 PCSV 단선 및 단락이 출력되게 되는 원인을 살펴보았다.
그렇다면 이번 사례는 무슨 문제가 있었던 것일까?

일반적인 PCSV 고장 요인에 대해서는 모두 정상이었다고 이미 말한바 있다.
그렇다면 [그림 3]에서 고장의 원인을 찾을 수 있지 않겠는가?
그렇다, 원인은 바로 [그림 3]에 있었다. [그림 3]을 보면 PCSV의 접지는 밸브보디의 접지로 밸브보디는 자동변속기 내부에 있고 자동변속기는 엔진과 함께 배터리 별도의 접지선에 의해 접지된다.
그러나 TCU측의 접지