이효선「현대ㆍ기아자동차 하이테크팀」
현상
옵티마 2.0 LPG(시리우스 엔진) MT 택시이며 주행거리가 91,000km이며 2001년 2월식이다. 시동 후 및 정차 때 간헐적으로 엔진 rpm이 상승된 후 고정된다. 입고 당시에는 정상이었으나 현상이 2~3일에 한번 정도 발생하기도 하고 매일 발생할 때도 있다고 한다.
점검내용
점검 전 정비이력을 살펴보았다. ISCA, 믹서, 베이퍼라이저, 액/기상 솔레노이드, ECU, 메인 릴레이, 컨트롤 와이어 링 등 관련부품이 전부 교환되어 있었다.
기본적으로 엔진 자기진단을 점검해보니 정상으로 출력되었다. 서비스데이터 값을 점검해 보았지만 ISC 학습, 메인 듀티, 점화시기, 산소센서 등 이상을 발견할 수 없었다. 혹시 반 클러치 조작 미숙으로 인한 ISC 학습값이 상승되는 문제가 아닌지를 테스트해 보았지만 이 부분 역시 이상이 없었다.
로드 테크를 설치한 후 계속해서 현상 재현을 시도했다.
LPG 스위치를 3~4회 ON, OFF하며 반복하는 순간 rpm이 약 2,000rpm으로 상승되었다. 시동을 끄고 다시 시동을 걸어 보았지만 이번에는 정상이었다. 다시 LPG 스위치를 ON, OFF로 반복하니 rpm이 또 상승했다. 시동을 끈 후 다시 시동을 걸었다. 이번에는 rpm이 바로 상승했다. 이제부터는 시동만 걸면 rpm 상승은 물론 상승과 하락을 반복하기도 했다.
불량 현상을 레코딩 한 파형을 분석해 보았다. 메인 릴레이2가 작동하지 않고 ISCA도 작동하지 않는다
배선도를 자세히 살펴보면 ECU B11 단자는 메인 릴레이2의 접지 제어를 하고 메인 릴레이2는 ISCA에 전원을 공급한다. 그런데 메인 릴레이2에서 ISCA로 전원 공급이 되지 않았기 때문에 ISCA가 작동하지 못하고 열려 있으므로 rpm이 상승할 수 밖에 없었던 것이다.
배터리 메인 릴레이2 엔진 컨트롤 유니트 ISC 솔레노이드
그렇다면 rpm 상승의 원인은 메인 릴레이2와 컨트롤 와이어링 또는 ECU 중에 있을 것이다.
이미 관련된 부품들(ECU, 컨트롤 와이어링, 메인릴레이2)이 교환되어 있었기 때문에 배선 접촉상태를 점검해 보았다. 점검 중 ECU 커넥터가 많이 손상되어 있는 것을 알 수 있었다. 이는 이전 작업자가 ISCA와 메인 릴레이 제어까지도 개조했던 흔적이었다.
이제 ECU 커넥터 핀 접촉 불량인지, ECU 내부에서의 접지 제어 불량인지를 가려내기 위한 점검을 해 봐야 한다.
확인 방법은 구식 방법일 수도 있지만 ECU에 커넥터가 연결된 상태에서 B11 단자에 강제 접지를 시켜보면 알 수 있을 것이다. 만약 커넥터 핀의 접촉 불량이라면 ECU B11 단자의 안쪽에서 강제 접지를 하더라도 메인 릴레이2는 변화가 없어야 한다.
ECU 내부에서 B11 단자와 접지 제어용 MICOM과의 사이에서 배선을 분기했다. 그리고 시동을 걸어 rpm이 상승된 상태에서 강제 접지를 시켜 보았다. 정상 rpm으로 떨어졌다. ECU가 불량인 것이다.
그런데 왜 교환했던 ECU에 문제가 있는 것일까?
관련 자료를 찾아 보던 중 LPG 엔진이 얹혀진 기아 옵티마와 현대 EF 쏘나타에서는 액/기상 솔레노이드 양단에 다이오드가 새로 적용된 것을 알 수 있었다. 다름 아닌 다이오드로 액/기상 솔레노이드 OFF 때 발생하는 서지 전압을 감소시켜 ECU를 보호하기 위한 것이다.
시리우스 엔진 차량이지만 다이오드가 적용되기 바로 이전의 차량으로서 액/기상 솔레노이드의 서지로 인해 ECU가 손상되는 문제가 발생했던 것이다.
결론
엔진룸과 봄베 측에 있는 액/기상 솔레노이드에 다이오드를 설치한 후 손상된 ECU와 배선을 교환했다. 이 후 여러 차례 시동을 걸어 봤지만 정상이었고 LPG 스위치를 여러 번 ON, OFF 반복해도 이상이 없었다.
엔진룸 기상 액상 기상 액상 봄베
이 차의 이상 현상은 액/기상 솔레노이드의 서지 전압으로 인해 엔진 ECU에 이상이 생긴 후 메인 릴레이2의 제어를 못하게 되면서 ISCA 전원 공급이 중단되어 rpm이 상승되는 현상이 발생했던 것이다.
