【박병일의 정비교실/전자제어 엔진】
상태바
【박병일의 정비교실/전자제어 엔진】
  • cartech
  • 승인 2002.05.01 10:35
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

박병일■본지 기술자문위원?카 123텍 대표■ 크랭크샤프트 위치센서(CPS) 또는 크랭크 각 센서(CAS)는 엔진 속도와 크랭크 위치를 검출하는 센서이다. 이 센서는 발생된 신호를 ECU에 입력한다. 발생된 신호가 ECU에 입력되면 ECU는 분사순서와 점화 타이밍을 결정한다.(즉 연료분사 순서와 점화순서를 결정) 만약 크랭크 각 센서 신호 즉 엔진 rpm신호가 ECU에 입력되지 않으면 연료분사도 안 이루어지고 방식에 따라 다르지만 점화도 이루어지지 않는다.(시동이 걸리지 않는다는 얘기) 크랭크 각 센서는 검출하는 방식에 따라 자기센서 방식(마그네트 타입), 홀 효과센서 방식(현장에서는 이그나이터 방식이라 부름), 광센서 방식(옵티컬 방식), 유도형 펄스 제너레이터 방식 등 4가지가 있다. 세계적으로 요즘은 자기센서 방식을 많이 쓰고 있는 추세다. 그 다음은 광센서 방식, 홀 효과 센서 방식, 유도형 펄스 제너레이터 방식의 순서로 사용되고 있다. 고장순서로 보면 유도형 펄스 제너레이터 방식은 열에 약하므로 트러블이 많은 편이다. 자기센서 방식은 미미한 신호 전압 때문에 시동성에 문제가 있는 것이 단점이다. 광센서 방식은 옵티컬 방식이라고도 하며 가격은 비싸지만 거의 고장이 나지 않는 편이다. 다만 베어링 고착으로 배전기 축 기어가 절손되어 시동이 안 걸리는 고장은 가끔씩 발생한다.(약 10km 이상) ☞ 포인트 : 엔진회전수가 엔진 ECU에 꼭 입력되어야 하는 이유 전자제어 엔진은 자동차가 최적 상태로 유지될 수 있도록 ECU 내에서 연료 분사량을 제어하는 역할을 한다. ECU는 자동차를 최적 상태로 제어하기 위해 현재 흡입되는 공기량을 검출해 여기에 맞춰 연료 분사량을 제어한다. 그러나 에어플로미터는 단위시간 당 흡입 공기량을 검출할 수 있지만 1사이클 당 흡입 공기량을 검출할 수 없다. 그래서 1사이클 당 흡입 공기량을 검출하기 위해서는 단위시간 당 엔진회전수를 검출할 필요가 있다. 순차분사(독립분사) 그룹분사의 경우는 각각의 분사시기를 위해 각 시기마다 크랭크 각 위치를 검출할 필요가 있다. 이것을 해주는 것이 크랭크 각 센서이다. 이를 보조해 주는 장치로는 TDC센서가 있다. <그림 1> 크랭크 각 센서 실드 케이블 영구자석 센서 하우징 하우징 블록 연감 코어 코일 에어갭 축력 전압 그라운드 실드 <그림 2> 크랭크 각 센서 종류 ①유도형 펄스 제네레이터 방식 ②자기센서 방식 ③홀센서 방식 <그림 3> 광센서 방식 크랭크 각 센서 발광 다이오드 1번 실린더 TDC센서용 슬릿 수광 다이오드 크랭크각 센서용 슬릿 발광 다이오드 NO.1 TDC 센서용 슬릿 NO.1 실린더 ECM 엔진rpm 포토 다이오드 크랭크 각 센서용 슬릿 <그림 4> 자기센서 방식(마그네틱 방식) 밀어줌 크랭크샤프트 위치 센서 페어퍼 스페이서 조정용 구멍 자기센서 방식 크랭크 각 센서 자기센서 방식은 광센서 방식과는 달리 센서 내에서 전기를 발전하며 그 원리는 전자유도 작용과 렌쯔의 법칙이 토대를 이루고 있다. <그림 5>와 같이 자석을 코일 내로부터 넣을 때와 뺄 때 검류계의 지침이 움직임을 알 수 있다. 이와 같이 코일을 관통하는 자석을 변화시킬 때 발생하는 현상을 ‘전자 유도작용’이라고 한다. 이때 발생된 기전력을 ‘유도 기전력’이라 한다. <그림 5> 전자유도 실험 자석 S N 자석의 움직임 코일의 권선틀 자속의 변화 검류계 전류의 방향 <그림 6> 전자유도 작용 (a) N N N극을 넣는다 검류계 S S (b) N S N극을 뺀다 검류계 N (d) S N 극을 넣는다 검류계 S S극을 뺀다 검류계 하지만 자동차에서는 일정하게 왕복운동을 하는 것이 피스톤 외에는 없다. 따라서 이런 왕복운동을 배제하고 회전운동을 이용해 자속의 변화를 주어야 하는데, 그래서 대부분 크랭크 축에 일정한 홈을 두어 자속 변화를 일으키게 된다. <그림 7> 크랭크 각 센서의 내부회로 CPS ECU 자동차 회사들은 모두 비슷한 원리를 이용하지만 외관상 모양이 다르고 검출되는 파형도 전부 다르다. 따라서 이를 잘 알아두어야 한다. <그림 7>과 같이 유도센서 타입의 크랭크 각 센서 외관과 내부는 동일하다. 내부를 살펴보면 3선 중 2선은 교류 출력선이고 나머지 1선은 잡음 제거용 실드선이다. <그림 8> CPS 측정 때 프로브 연결방법 따라서 크랭크 각 센서 출력 때에는 항상 플러스(+)와 마이너스(-)를 교류 출력선 2선을 설치하고 전압 및 파형을 측정해야 한다.(그림 8 참조) 자동차에 설치된 ECU는 크랭크 각 센서 검출로 출력되는 전압과 주파수로서 엔진 상태를 파악한다. 즉 저속회전일 경우 전압과 주파수가 낮고, 고회전 상태로 올라갈수록 전압과 주파수가 회전수만큼 상승하게 된다. 다시 말해 최초 시동 때 크랭크 각 센서 출력 전압과 주파수가 얼마만큼 되느냐에 따라 시동 여부가 결

당신만 안 본 뉴스
댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
주요기사