BMW 정비정보
노크 제어 시스템의 기능
노크를 동반한 연소가 장기간 계속되면 기관 각부에 중대한 손상을 초래한다. 노크는 다음과 같은 것들의 영향을 받는다.
· 고 압축비
· 높은 실린더 충진율
· 저옥탄가 연료 (RON/MON)
· 높은 흡기온도와 높은 엔진온도
압축비는 연소 퇴적물, 또는 제조과정에서 발생, 제거되지 않은 이물질들에 의해서도 높아질 수 있다.
노크 제어 시스템이 없는 엔진에서는 점화장치 설계시 이와같은 불리한 영향들을 고려하여 노크 한계에 대한 안전간격이 설정된다. 따라서 고부하 영역에서의 효율저하를 피할 수 없다.
노크 제어 시스템은 엔진의 노크발생을 방지할 수 있다. 실제 노크 위험시에만 해당 실린더 (실린더 선택적)의 점화시기는 노크 제어 시스템에 의해 필요한 만큼만 지각된다. 그러므로 점화 특성은 최적 연료소비율을 고려하여 결정할 수 있다. 노크 한계에 대한 안전간격은 더이상 필요없게 된다. 노크 제어 시스템은 점화시점에서 노크와 관계된 모든 수정을 담당한다.
노크 제어 시스템은 다음과 같은 기능을 한다.
· 불리한 조건하에서도 노크손상으로부터 기관의 기계적 안전을 보장한다.
· 제공된 연료품질을 최대한 활용하고, 그때 그때의 엔진상태를 고려하여 경제성을 높인다
· 연료의 서비스 품질을 고려한 논리적 장점
· 고부하 영역 전체 (사용연료의 품질에 따라)에 걸쳐서 연료소비율이 낮고, 회전력은 증대된다.
노크 제어 시스템의 구조
이 엔진은 실린더 선택적, 적응식 노크 제어 시스템을 갖추고 있다. 이 시스템의 핵심적인 구성부품은 노크센서이다. 노크센서는 압전소자식 센서로서, 각 실린더의 충격음을 감지하여 전압신호로 변환한다. 센서 신호는 DME-컨트롤 유닛에서 실린더 선택적으로 평가된다. 이를 위해 컨트롤 유닛에서는 특수 평가회로가 사용된다 (노크 모듈).
2개의 실린더가 노크센서를 통해 감시된다. 2개의 센서는 하나의 구성부품으로 일체화되어 있다 (더블-노크센서).
노크 제어 시스템의 기능
노크 연소 발생시, 해당 실린더는 노크센서에 의해 감지되는 특별한 충격파를 발생시킨다. 이 신호를 기초로, 점화시기는 일정한 수의 동력행정이 진행되는 동안 지각된다. 노크연소가 더이상 감지되지 않게 되자마자 점화시기는 다시 점차적으로 원래의 값으로 되돌아가게 된다. 점화시기 지각은 각 실린더에서 개별적으로 제어된다 (실린더 선택적). 노크신호는 각 실린더의 동력행정중 노크와 관련된 범위내에서만 DME 컨트롤 유닛에 의해 평가된다.
설치장소와 설치조건
더블-노크센서는 각 실린더 뱅크에서 2개의 실린더 사이, 엔진블록의 물 재킷에 볼트로 고정되어 있다.
볼트의 풀림방지를 위해서는 나사 고정제만을 사용한다. 와셔, 스프링 와셔 또는 이붙이 와셔를 사용해서는 안된다, 이것들은 노크신호를 허용되지 않은 값으로 변조시킬 수 있기 때문이다.
노크 제어 시스템의 자기진단과 비상운전
노크 제어 시스템의 자기진단은 다음과 같은 점검을 포함한다:
· 센서 신호 장애/배선 단선, 플러그 컨넥터 불량 등에 대한 점검
· 평가회로의 자기진단
· 노크센서에 의해 감지된 엔진의 기초소음수준 점검
점검중 또는 엔진작동중에 고장이 감지되면 노크 제어 시스템은 OFF된다. 비상 운전프로그램은 점화각 제어를 담당한다. 동시에 고장이 DME-컨트롤 유닛의 고장메모리에 수록된다. 비상 운전프로그램은 기관의 부하, 회전속도 그리고 온도에 따라 손상없는 기관작동을 보장한다.
흡기온도센서
흡기온도센서는 열막식 공기질량계량기에 집적되어 있다. 이로써 공기질량을 측정하는 곳과 동일한 위치에서 흡기온도가 감지된다. ”온도”를 DME-컨트롤 유닛에 의해 전기적으로 평가 가능한 측정값 ”저항”으로 변환하기 위해, 정밀-서미스터 (NTC-저항)가 사용된다.
MSS52가 장착된 S62의 경우, 흡기온도는 자동차의 좌측에 있는 열막식 공기질량계량기 I 에서만 감지된다.
흡기온도는 많은 DME-기능들의 변수로 사용된다, 예를 들면
- 냉시동시 분사량 계산
- 점화각 측정
- 노크 적응
- 공전속도 제어
- VANOS-제어
- 2차 공기시스템 제어
- 전동식 휀 제어
온도센서에 고장이 발생하면, 해당 고장내용이 DME-고장메모리에 수록된다. 그리고 엔진운전을 위해서는, 사전에 프로그램되어 있는 대체값이 참고된다.
열막식 공기질량계량기
열막식 공기질량계량기는 흡입공기 질량을 감지하며, 에어필터와 스로틀밸브 사이의 흡기 다기관에 설치되어 있다.
MSS52가 장착된 엔진 S62는 외부공기를 이중으로 흡입하기 때문에 2개의 열막식 공기질량계량기를 사용한다. DME-컨트롤 유닛은 두 측정값으로부터 공기질량유량을 계산해낸다.
구조와 기능
흡기유동에 노출된 열막식 센서의 가열은 흡입 공기에 대해 일정한 온도로 제어되게 된다. 가열면을 통과, 유입되는 흡입공기가 가열면을 냉각시키고, 따라서 가열면의 저항값이 변화한다. 가열면의 온도를 일정하게 유지하기 위해, 가열전류는 지속적으로 제어되게 된다. 이 가열전류가 흡입공기질량에 대한 측정값이다. 이 가열전류값을 이용하여 DME-컨트롤 유닛은 부하신호를 계산하고, 분사시간에 대한 기본값을 산출한다.
주요 장점
· 공기압 변화 (공기 밀도)가 감지된다
· 온도영향 요소들이 보정된다.
· 공기저항이 적기 때문에 특히 공기질량유량이 클 때, 흡기관에서 압력강하가 낮다
· 흡입다기관에서 압력 맥동 보정
· 가동 부품이 없다.
· 측정 범위가 넓다
자기진단과 비상운전
열막식 공기질량계량기의 자기진단은 다음과 같은 범위를 포함한다:
· 센서 신호의 고장 점검
· 배선 단선 점검
· 센서 신호의 타당성 점검
엔진작동중에 고장이 감지되면, 고장은 DME-고장메모리에 수록된다. 기타 엔진작동 (엔진 비상운전 프로그램)은 스로틀밸브 개도의 평가를 기초로 한다.
엔진 냉각수 더블온도센서
온도센서는 실린더 헤드에 볼트식으로 고정되어 있다. 냉각수 온도의 측정척도로서, 가변 저항 (NTC= 부(-)의 온도 계수, Negative Temperature Coefficient)이 사용된다.
그 외에도 냉각수 온도는 다음과 같은 기능에 대한 척도로서 사용된다:
· 시동분사량 계산
· 분사량 계산
· 규정 공회전속도
· 특성곡선 냉각
엔진 냉각수 온도 센서 고장시, DME-컨트롤 유닛에 고장이 수록되고, 흡기온도센서값과 온도 모델로부터 대체값이 계산된다.
냉각수 온도센서 하우징에는 2개의 센서 (더블온도센서)가 있다. 센서 하나는 DME-컨트롤 유닛에 신호를 공급하며, 2번째 센서는 계기판과 연결되어 있다.
스로틀밸브 포텐시오미터
스로틀밸브 포텐시오미터는 전기식 스로틀밸브 액추에이터 (EDK)의 구성부품이다. 스로틀밸브 포텐시오미터는 그때 그때의 스로틀밸브 위치를 측정하여, 신호를 전압신호의 형태로 DME-컨트롤 유닛에 전송한다.
엔진 S54의 경우, 별도로 된 2개의 스로틀밸브 포텐시오미터가 사용된다. 포텐시오미터 하나는 스로틀밸브 축상에 있으며, 두번째 포텐시오미터는 액추에이터에 배치되어 있다. 전압신호는 스로틀밸브 개도에 따라 스로틀밸브 축상의 포텐시오미터에서는 0.5 V와 4.5 V 사이에서 변화하며, 반대로 액추에이터상의 포텐시오미터에서는 4.5 V와 0.5 V 사이에서 변화한다.
공회전에서부터 전부하까지 가속페달을 끝까지 밟았을 때, 전압신호는 포텐시오미터 하나에서는 계속해서 상승하고, 다른 포텐시오미터에서는 계속해서 감소해야 한다. 가속페달을 밟지 않았을 때에는, 상태 ”공회전”이 디스플레이되어야 한다.
포텐시오미터를 교환 또는 수리한 후에는, 스로틀밸브 포텐시오미터의 어댑테이션을 삭제해야 한다.
작동중에 고장이 발생하게 되면, 그 고장내용은 DME-컨트롤 유닛의 고장메모리에 수록된다.
DIS-테스터 / MoDiC을 통해, 진단 프로그램에서 특수한 시스템 테스트를 트리거링할 수 있다. 이러한 스로틀밸브-테스트 과정은 스로틀밸브와 포텐시오미터의 기능을 테스트하는데 사용된다.
감시 범위
DME-컨트롤 유닛의 스로틀밸브 포텐시오미터에 대한 감시 범위는 다음과 같다:
· - 두 포텐시오미터를 전기적인 고장에 대해 감시한다
· 스로틀밸브 축상의 포텐시오미터는 제어 포텐시오미터이다
· 액추에이터상의 포텐시오미터는 스로틀밸브 축상의 포텐시오미터에 대한 기준이다
· 두 포텐시오미터 간의 타당성 검사
촉매기 앞 람다센서
촉매기의 최적 효율을 유지하기 위해, 연소에 대한 화학적 이론 공기-연료-비 (람다 = 1)를 지향하게 된다.
2개로 갈라진 배기 시스템의 구조 때문에, 뱅크마다 형식 LSH25 (전압값이 급격히 변화하는 센서)의 촉매기 앞 람다센서가 사용된다.
람다센서는 배기가스 중의 잔류 산소를 측정하여, 이에 상응하는 전압값을 DME에 전달한다. 그곳에서 혼합기 조성은 분사시기의 변화를 통해 람다제어에 알맞게 변경된다.
람다센서의 정상 작동이 가능하기 위해서는 약 300 ℃의 온도가 필요하기 때문에, 람다센서는 전기적으로 가열된다. 가열코일의 제어는 작동 지속시간, 부하 그리고 회전속도에 따라 DME에 의해 이루어진다.
온보드 진단 범위내에서 람다센서의 기능이 감시된다. 기능 장애는 DME에서, 예를 들면 람다-제어주파수, 점프 시간 또는 신호 진폭의 변화를 통해 인지된다. 기능 장애는 DME의 고장메모리에 수록된다.
람다센서에 고장이 있을 경우, 분사시기는 파일럿 제어 특성곡선과 어댑테이션 값을 기초로 부하와 회전속도에 따라 DME에 의해 측정된다. 이로써 엔진의 기능이 유지될 수 있으며, 동시에 과열로 인해 촉매기가 손상되는 것도 방지된다.
촉매기 뒤 람다센서
2개로 갈라진 배기 시스템의 구조 때문에, 뱅크마다 형식 LSH25 (전압값이 급격히 변화하는 센서)의 촉매기 뒤 람다센서가 사용된다.
촉매기 뒤 람다센서는 다음과 같은 기능들을 충족시킨다:
· 촉매기 효율 감시
· 촉매기 앞 람다센서의 기능 점검
람다센서의 정상 작동이 가능하기 위해서는 약 300 ℃의 온도가 필요하다. 따라서 람다센서는 전기적으로 가열된다. 가열코일의 제어는 DME에 의해 이루어진다.
촉매기 뒤 람다센서 기능의 감시는 온보드 진단의 구성요소이다. 기능 장애는 DME의 고장메모리에 수록된다.
촉매기 앞 람다센서도 참조
페달 포지션 센서/가속페달모듈
가속페달 위치는 센서에 의해 감지되고, DME에서 평가된다. DME에서는 다른 요소들을 고려해서, 스로틀밸브의 요구 위치를 계산한다.
기능
페달 포지션 센서 또는 가속페달모듈은 DME-컨트롤 유닛으로부터 5V의 정확한 전압을 공급받는다. 페달 포지션 센서 또는 가속페달모듈은 2개의 완전히 독립된, 기계적으로 연결되어 있는 센서를 갖추고 있다. 두 센서는 전압신호를 출력하며, 이 신호는 현재의 페달 위치에 해당된다. 안전상의 이유 때문에 고장을 감지하는데, 2개의 센서를 사용한다. 센서 2는 항상 정확히 센서 1 전압의 절반을 발생시킨다. 이를 통해 두 센서에서의 단락을 감지할 수 있다.
감시
두 신호전압은 DME 엔진 컨트롤 유닛에 의해 계속적으로 감시를 받는다. 허용된 전압범위의 초과 또는 미달 뿐만 아니라 두 신호의 편차도 감지된다. 이 외에도 전원전압이 감시된다. 각 센서에는 고유의 전원이 공급된다.
고장이 발생하면, 엔진 최대출력이 제한된다. 자동차가 가속페달의 신속한 움직임에 대해 늦게 반응한다. 2가지 고장이 동시에 발생하면, 엔진 회전속도는 최대 1500 1/min로 제한된다.
페달 포지션 센서 또는 가속페달모듈
자동차 모델에 따라 각각 페달 포지션 센서 또는 가속페달모듈이 장착된다. 페달 포지션 센서는 링키지를 이용하여 가속페달에 연결되어 있다. 가속페달모듈의 경우, 센서와 페달이 하나의 유닛을 형성한다. 페달 포지션 센서의 경우, 포텐시오미터를 통해 분압기의 원리에 따라 전기 출력신호를 생성한다. 가속페달모듈에서는 비접촉식 홀 센서가 사용되고 있다. 그러나 페달 포지션 센서와 가속페달모듈은 출력신호면에서는 차이가 없다.
클러치 스위치 / 기어 식별 스위치
클러치 스위치와 기어 식별 스위치는 주행중에 동력전달의 감시를 보장한다. 이들 스위치들은 이외에도 정속주행모드에도 사용된다.
구조와 기능
클러치 스위치
클러치 스위치는 클러치 페달에 설치되어 있으며, 홀센서로서 설계되어 있다. 이 스위치는 클러치 조작을 감지하는데 사용된다. 클러치가 단절되었을 경우에는 엔진기능이 활성화 (예를 들면 공전속도 제어) 또는 비활성화된다 (예를 들면 타행주행시 연료공급차단).이외에도 경우에 따라 정속주행모드가 중단된다.
기어 식별 스위치
기어 식별 스위치는 시프트레버에 설치되어 있다. 이 스위치를 통해 기어가 넣어졌는지의 여부가 감지된다. 클러치 스위치에서와 비슷하게, 기어 식별 스위치를 통해 엔진 기능이 활성화 또는 비활성화된다. 이외에도 경우에 따라 정속주행모드에 영향을 미치게 된다.
동력전달 감지
디지털 엔진 일렉트로닉 (DME)은 클러치 스위치와 기어 식별 스위치의 신호를 평가하여, 엔진 동력이 클러치를 거쳐 휠까지 전달되는 과정을 진단한다. 두 스위치는 직렬로 결선되어 있다. DME는 이들 신호와 기타 엔진 작동값에 기초해서 주행 다이내믹 기능을 제어한다.
진단
두 스위치 중 하나가 고장나게 되면 DME 고장메모리에 다음과 같은 고장이 수록되게 된다:
· 80 스위치체인, 동력전달
최소한 다음 조건 중 하나가 충족되게 되면, 이러한 고장이 수록된다:
· 클러치 스위치 신호가 감지되지 않으면
· 기어 식별 스위치 신호가 감지되지 않으면
· 기어 식별 스위치 또는 클러치 스위치의 신호수준이 엔진 회전속도 또는 차량 주행속도와 비교하여 타당하지 않다
고장진단을 위해 진단 프로그램에서 다음과 같은 테스트모듈을 이용한다:
· 805 스위치체인, 동력전달
동력전달에서 고장이 진단되면, 안전상의 이유 때문에 주행 다이내믹 기능이 스위치 OFF된다. 정속주행모드는 더이상 가능하지 않다.
오일수준센서
엔진오일수준을 감시하기 위해, 엔진오일 심볼은 메시지 "오일압력이 너무 낮음"에 대해 적색으로, 그리고 메시지 "오일수준이 너무 낮음"에 대해 황색으로 점등된다. 메시지 "오일압력이 너무 낮음"이 항상 우선시된다. 오일압력이 유지된 상태에서 오일수준이 너무 낮다고 인지되면, 엔진오일 심볼은 황색으로 점등된다. 한번 인지된 "오일 누설" 상태는 점화 스위치가 OFF될 때까지 (점화키 스위치 위치 0) 저장되어, 주행중에도 디스플레이된다. "오일 최저수준에 도달함"이 인지되면, 이 메시지는 주행을 마친 후부터 30초동안 디스플레이된다. 점화키 스위치가 위치 2 (단자 15)에 돌려져 있고 오일압력이 존재하면 (엔진 작동중), 오일수준센서의 고장은 약 25 ~ 30초 후에 신호를 보낸다. 주행중에 센서 고장이 발생할 경우, 이는 오일수준경고를 통해 디스플레이되지 않는다. 오일교환주기 (주행거리 25 000 km)가 연장됨에 따라, 이러한 오일수준경고가 필요하게 되었다.
센서-기능
오일수준은 활성화된 오일수준센서 (배선을 통해 계기판으로 신호를 보내는)에 의해 감시된다. 신호는 DME-컨트롤 유닛을 거치게 되는데, 그곳에서 단지 여과만 이루어진다.
오일수준센서는 가변 펄스폭과 주파수를 가진 신호를 공급한다. 주파수는 약 1 Hz ~ 10 Hz 사이이다. 서멀 오일수준센서의 측정원리는, 엔진오일에 잠겨있는 센서 엘리먼트의 가열시간과 냉각시간의 변화에 근거를 두고 있다. 하이 타임 (펄스 ON 시간)과 로우 타임 (펄스 OFF 시간)은 센서 가열 엘리먼트의 가열시간 또는 냉각시간 (센서는 오일에 의해 냉각된다)과 일치한다. 하이 타임은 엔진오일온도와 관계가 있으며, 로우 타임은 오일수준과 관계가 있다.
이 외에도 센서 엘리먼트의 전류와 시간은 현재의 오일온도와 운전조건의 영향을 받는다. 오일수준은 로우 타임에 근거하여 특성곡선에서 결정된다. 로우 타임이 약 200 ms일 경우 오일수준은 높고, 냉각기간이 약 750 ms일 경우 오일수준은 낮다. 가열시간은 엔진오일-온도와 관계가 있으며, 가열시간범위는 5 ms ~ 100 ms이다. 오일수준을 평가하기 위해서는, 반드시 가열시간과 냉각시간을 평가해야 한다. 이 평가를 통해, 워밍업단계 후에 두가지 상태, "오일 최저수준에 도달함"과 "오일누설이 인지됨"이 인지된다.
센서에 고장이나 장애가 있을 경우, 계기판에 고장이 수록된다.
라디에이터 출구의 냉각수 온도 센서
이 온도센서는 라디에이터의 출구 호스에 볼트식으로 고정되어 있으며, 라디에이터로부터 나오는 냉각수 온도를 감지한다.
라디에이터 출구 냉각수 온도는, 전동식 휀을 트리거링하는데 사용된다.
2차 공기 시스템
2차 공기 시스템 감시
2차 공기 시스템이 정확하게 작동하는지에 대한 자동적인 감시가 실시된다. 이를 위해, 작동될 때마다 2차 공기분사와 셧오프 밸브 그리고 공기 절환밸브의 기능이 감시되어야만 한다. 2차 공기분사는, 엔진 워밍업 단계에서 배기가스 후처리에 사용된다. 이 때 새공기를 직접 배기다기관 안으로 분사시켜, 촉매기를 더 빨리 가열시키게 한다.
엔진이 시동된 후에 잠깐동안, 2차 공기펌프가 SLP-릴레이에 의해 작동된다. 스위치 ON 시간은 다음과 같은 한계조건에 따라 좌우된다:
- 엔진온도
- 부하신호
- 엔진 회전속도
감시의 원리
온보드 진단 범위 내에서 2차 공기시스템의 기능이 감시된다. 2차 공기펌프가 작동되는 동안, 람다센서 신호는 DME에 의해 평가된다. 2차 공기시스템이 완벽하게 작동할 때, 람다센서 신호는 주로 희박한 영역에 있다.
규칙적인 간격으로 (매 20 ms마다), 시스템이 테스트되는 동안 람다센서 신호는 컨트롤 유닛 내부에서 감지된다. 매 측정시마다 람다센서 신호가 희박한 영역에 기록될 경우, 내부 계수기 값은 올라가기 시작한다. 이 계수기 값이 규정된 임계값을 초과하게 되면, 시스템은 완전히 작동가능한 것으로 인지하게 된다. 이 임계값에 도달되지 않으면, 엔진 컨트롤 유닛은 2차 공기 시스템의 고장을 인지하게 된다. 기능 장애는 DME의 고장메모리에 수록된다.
진단 프로그램은 전체 시스템 테스트 뿐만 아니라 별도의 2차 공기펌프 테스트도 실행되도록 한다.
연료 분사밸브
완전 순차 분사
M62TU, M73TU, S62 그리고 S54 엔진에서, 소위 완전 순차 분사방식이 사용된다. 이 때 각각의 분사밸브는 각각의 출력단계를 통해 트리거링된다.
완전 순차 분사는 다음과 같은 장점을 가지고 있다:
- 각각의 개별 실린더에 대해, 보다 개선된 혼합기 형성
- 그때 그때의 엔진 작동상태에 따라 분사시기의 즉각적인 조정
- 엔진부하 변동시, 실린더 선택적 분사 수정
- 실린더 선택적 분사중단 (예를 들면, 점화코일 고장시)
- 분사밸브를 개별적으로 진단
고유의 출력단계를 거쳐, 각각의 분사밸브를 트리거링시켜, 모든 실린더에서 흡입밸브가 열리기 전에 연료분사량이 같아지게 된다, 따라서 어느 실린더에서나 동일한 이상적인 혼합기가 형성되게 된다. 흡입밸브가 열리기 전의 연료분사시간은 엔진부하, 회전속도, 엔진온도 그리고 외부공기의 흡입온도에 따라 변한다.
캠축이 1회전할 때마다 한번 분사되므로, 구성부품 공차로 인한, 공급연료량의 산포도가 적다. 그 외에도 분사밸브의 반응시간과 폐쇄시간이 단축되었기 때문에 공회전품질이 개선된다. 이로 인해 연료소비율이 약간 낮아진다.
주행중에 갑작스럽게 가속하거나 또는 감속한 후에는, 분사시기가 실린더에 개별적으로 알맞게 조정될 수 있다. 이를 통해 엔진의 응답특성을 개선시키게 된다.
그 외의 중요한 개선점은, 엔진 출력단계가 하나 고장일 경우, 나머지 실린더를 이용해서 비상운전 모드로 계속 주행할 수 있다는 점이다.
진단
분사밸브에 고장이 발생하면, 해당 고장이 DME-컨트롤 유닛의 고장메모리에 수록된다.
진단 프로그램은 고장진단 또는 기능 점검을 위해, 각각의 분사밸브를 엔진 작동상태에서 스위치 OFF하거나 또는 점화 스위치 ON상태 (엔진은 정지된 상태)에서 10초동안 10 Hz로 트리거링한다.
연료탱크 누설 진단 모듈 DM-TL
온보드 진단 II
연소시에 엔진내에서 발생하는 유해물질과 관계없이, 자동차는 상당히 많은 양의 미연 탄화수소를 방출한다. 이러한 미연 탄화수소의 방출은 연료시스템의 누설부위에서 뿐만 아니라, 연료탱크에서 발생된 연료증기가 활성탄 여과기의 저장능력을 초과함으로서 (활성탄 여과기의 누출) 발생할 수 있다.
이러한 이유 때문에, OBD II-요구조건은 연료시스템 그리고 연료탱크 환기 시스템과 관계가 있다. 방출되는 연료 증기의 최대 허용 한계값이 새로 확정되었다. 추가로 연료시스템과 연료탱크 환기 시스템에서 0.5 mm 이상의 누설이 있을 경우, 이 누설은 DME에 의해 반드시 감지되어야 한다.
연료탱크 시스템에서의 누설을 감지하기 위해, 엔진 컨트롤 유닛-내부의 연료탱크 시스템-누설진단은 전동식으로 구동되는 압력펌프 (베인식 펌프)와 기준 누설-스로틀 (0.5 mm)이 집적된 절환밸브를 사용한다. 이 시스템을 연료탱크 누설 진단 모듈 (DM-TL)이라고 한다.
연료탱크 시스템-누설진단 과정
연료탱크 시스템-누설진단은 규정된 사이클대로 자동적으로 이루어진다. 이 누설진단은 정상 작동상태에서 엔진시동을 끈 후 컨트롤 유닛-애프터 러닝 단계에서 실시된다. 연료시스템과 연료탱크 환기 시스템에서의 누설 감시는 공압적으로 이루어진다. 전동식 펌프로 압력을 형성시키고, 이 때 소비되는 전류가 연료탱크 압력의 척도로 사용된다.
연료탱크 시스템-누설진단의 작동방법:
정상 작동시 모듈내부의 절환밸브는 재생위치에 있다, 즉 연료탱크는 활성탄 여과기를 통해 외부와 연결되어 있으며, 연료탱크 환기 밸브 (TEV)가 열릴 때, 활성탄 여과기의 재생이 보장된다.
정상 작동시, 엔진시동을 끈 후 컨트롤 유닛-애프터 러닝 단계에서 진단을 실시한다. 연료탱크 환기 밸브는 이 단계에서는 언제나 닫혀 있다. 먼저 펌핑시 기준전류는 절환밸브를 통해 외부로 기준누설이 형성될 때 결정된다. 그 다음 절환밸브는 외부공기가 연료탱크 안으로 펌핑될 수 있도록, 재생위치로부터 진단위치로 절환된다. 처음에는 연료탱크 압력이 대기압력과 같기 때문에, 펌프소비전류가 적다. 연료탱크 압력이 증가하면서, 펌프소비전류도 증가한다. 규정된 시간내에 앞서 측정된 기준전류를 초과할 경우, 진단은 종료되고 연료탱크 시스템에 누설이 없음을 알 수 있다. 규정된 시간이 지난 후에도 방금 전에 결정된 기준전류에 도달되지 않으면, 연료탱크 시스템에 누설이 있으며, 진단은 종료된다. DME-고장메모리에 해당 고장이 수록된다. 마지막으로 절환밸브는 다시 (전류가 흐르지 않는) 재생위치로 복귀되며, 컨트롤 유닛-애프터 러닝은 종료된다.
진단
DM-TL은 완전 진단이 가능하다. 엔진작동중에 고장이 발생하게 되면, 그 고장내용은 DME-고장메모리에 수록된다.
기능 점검과 고장진단을 위해, 진단 프로그램은 DIS-테스터 / MoDiC을 통해 시스템 테스트를 트리거링하는 것 외에도 추가로 시스템 구성부품을 개별적으로 트리거링시킨다.
연료탱크 환기 시스템
연료탱크 환기 시스템은 연료탱크안의 연료로부터 계속해서 증발되는, 기체상태의 연료를 임시 저장하는데 사용된다. 이 시스템은 주로 활성탄 여과기 (AKF), 연료탱크 환기 밸브 그리고 라인 시스템으로 구성되어 있으며, 연료탱크, AKF 그리고 흡기다기관 사이를 연결한다.
연료탱크 시스템으로부터 탄화수소가 발생되는 것은 연료온도, 주위온도, 공기압 그리고 연료탱크의 연료수준과 크게 관련이 있다.
기능
증발된 연료 구성성분, 주로 탄화수소는 AKF의 활성탄에 저장된다. AKF의 저장 용량은 제한되어 있으므로, 반드시 정기적으로 비워주어야 한다.
제어식 재생을 위해, 외부공기가 AKF를 통과하게 된다. 활성탄 여과기를 통해 흡입된 외부공기는 탄화수소를 포함한 활성탄의 부하에 따라 농후해져, 연소를 위해 엔진에서 유입된다. 이 때 엔진에 공급되는 양은 연료탱크 환기 밸브에 의해 제어된다.
주행중에 연료탱크 환기 밸브는 부하 그리고 회전속도와 관련하여 특수 제어 알고리즘에 따라 DME에 의해 ON/OFF를 반복하도록 트리거링된다.
전류가 흐르지 않는 상태 (점화 OFF)에서, 연료탱크 환기 밸브는 닫혀 있다. 이로 인해 엔진이 정지된 상태에서는, 연료 증발가스가 AKF로부터 흡기다기관으로 유입될 수 없다.
진단
온보드 진단 범위내에서 연료탱크 환기 시스템의 기능이 계속해서 감시된다. 기능 장애가 있으면, DME 고장메모리에 고장이 수록된다.
진단 프로그램은 추가로 전체 시스템 테스트 뿐만 아니라 별도의 연료탱크 환기 밸브 테스트도 실행되도록 한다.
인터페이스, 다기능 조향핸들
다기능 조향핸들 (MFL)을 통해, 운전자는 다음과 같은 자동차 기능을 조향핸들에서 직접 조작할 수 있다:
· 라디오 기능
· 전화 기능
· 정속주행장치 기능
MFL은 운전자를 위해 높은 편의성 외에 높은 안전성도 제공한다.
정속주행장치
조향휠 우측에는 다음과 같은 기능을 포함한 정속주행장치-조작용 버튼블록이 있다:
· 복귀: 자동차는 비제어 주행에서 벗어나 마지막으로 저장된 주행속도로 다시 가속 또는 감속된다. 이어서 이 주행속도를 유지하게 된다.
· 가속: 이 버튼을 잠깐 누를 때마다 속도는 1 km/h씩 증가한다. 이 버튼을 계속 누르고 있으면, 버튼에서 손을 뗄 때까지, 주행속도는 계속해서 상승한다.다음과 같은 모든 스위치ON 조건이 충족되었을 경우에만, 정속주행장치는 활성화될 수 있다:
· 정속주행장치를 스위치ON하기 전에 ”가속” 버튼을 누르지 않았다
· 현재 주행속도가 30 km/h 이상이다
· 브레이크 페달을 밟아서는 안된다
· 수동변속기 장착식 자동차에서는 클러치 페달을 밟아서는 안되고, 변속 기어는 반드시 들어가 있어야 한다 (DME에 의해 동력전달 감지)
· 자동변속기 장착식 자동차에서는 반드시 주행레인지 ”2” ... ”D”가 들어가 있어야 한다
· 능동 스위치 OFF조건 없음:
§ 조작요소 (클러치, 브레이크, 버튼 ”OFF”)를 조작하지 않음
§ 시스템에 고장 상태 없음
· 감속: 스티어링 휠에서 ”감속” 버튼을 누르면, 제어중인 정속주행상태에서 주행속도의 감속이 이루어진다. 짧게 누를 때마다, 주행속도는 1 km/h씩 감속된다. 길게 누르게 되면, 주행속도는 버튼에서 손을 뗄 때까지 계속해서 감속된다. 그러나 최저 속도 이하로 속도가 낮아지는 것은 물론 불가능하다.
감속과정은 다음과 같은 스위치 OFF조건에 의해 중단된다:
· ”OFF”버튼을 통해 능동적으로 스위치OFF시
· 브레이크 페달을 밟을 때
· 클러치 페달을 밟을 때 (수동변속기)
· 주행레인지 ”P”, ”N” 또는 ”R”를 넣을 때 (자동변속기)
· OFF: 정속주행장치-기능 스위치 OFF.
· I/O: 정속주행기능 활성화: 엔진이 작동하는 상태에서 또는 점화 스위치ON상태에서 정속주행장치의 메인 스위치 (I/0)를 눌러 활성화한다. 활성화는 정속주행장치를 스위치ON하기 전에 반드시 실시한다. 이렇게 하면 조작요소를 실수로 눌러 정속주행장치가 스위치ON되는 것을 방지할 수 있다. 정속주행장치-작동준비상태는 계기판의 LED를 통해 표시된다. 이어서 모든 스위치ON 조건을 충족시킨 다음, ”가속”버튼을 눌러 정속주행장치를 작동시킬 수 있다.
진단
운전시에 장애가 발생할 경우, DME 고장메모리에 해당 고장이 수록된다.
제동등 스위치, 클러치 스위치 또는 기어 식별 스위치에 기능 장애가 있을 경우, 안전상의 이유로 정속주행장치는 원칙적으로 작동하지 않는다 (”센서, 센서” => ”스위치, 클러치 / 기어 식별”도 참조).
전기식 스로틀밸브 액추에이터 EDK
S62 엔진과 S54 엔진에는 개별 스로틀밸브들이 갖추어져 있다.S62에서는 이 스로틀밸브들이 각 실린더 뱅크 당, 공동축에 설치되어 있다. 이들 두 스로틀밸브 축은 기계적으로 연결되어 있다. S54에서는 한개의 스로틀밸브 축만이 사용된다.전동식 액추에이터를 통해 개별 스로틀밸브들은 연결이 풀리고, 가속페달 위치에 의해 트리거링된다.
전기식 스로틀밸브 액추에이터 (EDK)의 임무
EDK는 다음과 같은 임무를 수행한다:
- 운전자의 요구부하를 전기적 신호로 변환시켜 전달
- 정속주행
- 주행 다이내믹 간섭
- 비상운전
- 부하 스위칭 ON (예를 들면 시트 히터, 에어컨, 라이트)
- 최고속도의 제한
EDK의 구조와 기능
전기식 스로틀밸브는 직류 모터를 이용해서 기어를 거쳐 조정된다. 스로틀밸브의 위치는 각 실린더 뱅크 스로틀밸브 축에 각각 배열된 2개의 포텐시오미터에 의해 감지된다 (스로틀밸브 포텐시오미터도 참조).
포텐시오미터의 전압신호들은 반대로 거동하며, 범위는 다음과 같다:
공회전 위치 전부하 위치
포텐시오미터 1 0.5 V 4.5 V
포텐시오미터 2 4.5 V 0.5 V
DME-컨트롤 유닛은 기본주파수가 2000 Hz인, 펄스폭이 변조된 신호를 이용하여 스로틀밸브 액추에이터를 트리거링시킨다.
감시 범위
EDK에 대한 다음과 같은 감시범위가 실현된다:
· - 두 포텐시오미터의 전기적인 고장을 감시한다
· 포텐시오미터 1은 제어 포텐시오미터이다
· 포텐시오미터 2는 포텐시오미터 1의 기준이다
· 두 포텐시오미터 신호의 타당성은 두 포텐시오미터가 서로 상대방을 점검한다
· 스로틀밸브의 동작의 어려움과 끼임에 대해 감시
· ”점화 ON”에서 EDK를 잠깐 트리거링하여, 스프링을 점검
비상기능
운전중에 장애가 발생할 경우, DME-컨트롤 유닛의 고장메모리에 해당 고장이 수록된다. 고장의 정도에 따라 비상운전으로 건너뛰게 된다:
· 체크 컨트롤에서 항상 표시
· 포텐시오미터 1에 결함이 있을 때, 포텐시오미터 2로 절환
· 측정된 공기질량유량에 근거한 모델에 대한 타당성에 오류가 있을 경우에 정확한 포텐시오미터의 선택
· 스로틀밸브가 끼일 때에는 안전을 위해 연료를 차단하고, 스로틀밸브의 최종단계를 스위치 OFF
· 스로틀밸브 포텐시오미터의 신호를 정확하게 배정할 수 없을 때, 스로틀밸브의 최종단계를 스위치 OFF
· 스로틀밸브 포텐시오미터의 신호를 정확하게 배정할 수 없을 때, 안전을 위해 연료차단
EDK 교환
자동차에서 EDK를 교환하게 되면, 스로틀밸브 스토퍼를 다시 적응시켜야 한다.정확한 과정은 정비매뉴얼에 들어있다.기계적인 조장을 마친 후에, 공회전 동기화를 실시해야 한다.이때 진단 프로그램”3 서비스 기능”하에서 항목”5 공회전 동기화”를 선택해야 한다.
연료시스템
일반사항
연료시스템에 대한 기능설명은 다음과 같은 부품들을 포함하고 있다,
· 연료탱크
· 연료탱크로 가는 주입관
· 연료탱크 주입구 환기장치
· 연료탱크의 논-리턴 밸브
· 연료탱크의 배플
· 연료탱크의 전동식 연료펌프 (EKP)
· 연료탱크의 석션 제트 펌프
· 연료필터
· 석션 제트 펌프용 압력제한밸브
· 연료탱크의 익스팬션 탱크
· 연료탱크 환기용 활성탄 여과기
· 연료탱크 환기용 라인들
연료탱크
뒤차축 앞에 장착된 연료탱크 (안장 구조)는 좌측과