자동차공학과, 자동차정비기능사 등 내연기관 필수과목 자동차기관 요점 39강. 직접분사식 전자제어장치의 구성

39강. 직접분사식 전자제어장치의 구성

이 기관의 연료계통은 저압 연료펌프, 저압 연료조절기, 고압 연료펌프(기계식), 고
압 연료조절기, 와류형 인젝터 등으로 구성되어 있다.

가. 와류형 인젝터(swirl injector)
인젝터의 분사시기는 기관의 부하에 따라서 흡입행정과 압축행정으로 나뉘는데, 부
분 부하영역에서는 압축행정 말기에 분사(초 희박연소)되며 전 부하영역에서는 흡입행
정 중에 분사(일반 연소)하여 흡입공기 중의 열을 흡수하므로 서 기화와 동시에 흡입공
기를 냉각하여 충전효율을 향상시킨다. 그리고 인젝터의 구동은 컴퓨터가 직접제어하지
아니하고 인젝터 구동장치가 분사시간을 컴퓨터로부터 입력받아 구동한다.

나. 인젝터 구동장치(injector driver)
인젝터 구동장치는 릴레이로부터 전원을 공급받아서 각 인젝터에 전원을 공급함과 동
시에 인젝터 회로의 단선, 단락을 검출하여 컴퓨터로 입력시킨다. 또 컴퓨터로부터 분
사시간을 출력 받아 인젝터를 구동시킨다.
인젝터 구동장치를 사용하는 목적은 연료압력이 기존 기관보다 10~20배 이상 되기
때문에 인젝터에서의 전류소모가 많으며, 또 발열량이 커지므로 이를 방지하기 위함이다.

다. 연료압력 센서(fuel pressure sensor)
연료압력 센서는 연료 공급계통에 설치되며, 검출된 압력을 전압신호로 컴퓨터에 입
력시켜 인젝터의 연료 분사량 보정신호로 사용한다. 이 센서의 출력특성은 연료압력
증가에 따라 일정하게 증가하며, 고압 연료조절기에 의해서 50kgf/cm2 이상으로는 증
가하지 않으나 비정상적으로 압력이 증감될 경우에는 컴퓨터에서 연료 압력에 따른 인
젝터의 구동시간을 보정한다. 이에 따라 컴퓨터는 고압모드와 저압모드를 연료압력 센
서에 따라 판정하며, 고압모드가 되는 경우는 다음의 3가지 조건을 만족하여야 한다.
① 기관 회전속도가 1,000rpm 이상
② 연료압력 센서가 정상이고, 연료 압력이 40kgf/cm2 이상
③ 기관 작동 정지 및 시동 후 이외
다만, 1번 고압이 된 이후에는 재 시동할 때까지 저압 모드는 되지 않는다.
라. 연료펌프 릴레이의 제어
연료펌프 릴레이가 OFF되는 경우는 다음과 같다.
① 연료압력 센서의 고장으로 기관 경고등이 점등된 경우
② 고압모드에서 연료압력이 70kgf/cm2 이상 될 경우
③ 크랭크 각 센서에서 검출된 기관 회전속도가 50rpm 이하일 경우
그리고 연료펌프 릴레이의 작동은 다음과 같다. 점화스위치가 ON과 동시에 컨트롤
릴레이로부터 전원이 공급되면 컴퓨터 단자는 접지되며, 컨트롤 릴레이를 거쳐 연료펌
프 High/Low 릴레이로 전원이 공급된다. 이때 컴퓨터에는 고압모드에서는 접지 시키
지 아니하고 저압모드에서만 접지시켜 연료펌프 저항기를 통하여 연료탱크 내의 저압
펌프로 전원을 공급한다.

마. 연료펌프 저항기
고압펌프의 유량 특성은 기관을 크랭킹할 때에는 회전속도가 낮기 때문에 연료 배출
량이 적으며 이 상태에서 저압 연료펌프가 작동하면 연료펌프의 전류 소모가 커지게 된
다. 고압펌프 이전까지의 저압계통에서는 저압 연료조절기 바이패스 압력까지 상승하
여 배출 부하가 걸리게 되어 연료펌프의 손상이 염려된다. 이를 방지하기 위해 연료펌
프의 배선에 저항기를 두어 연료펌프가 천천히 구동되도록 컴퓨터에서 High/Low릴레
이를 제어한다.
바. 고압펌프와 고압 연료조절기
고압펌프는 기관의 흡입 캠축의 캠으로 구동되며, 펌프 구동으로 인하여 연료탱크 내
의 저압 펌프에서 배출된 3kgf/cm2 정도의 연료 압력은 50kgf/cm2 정도의 압력으로 상
승한다. 또 기관 회전속도가 상승하면 고압펌프의 작동이 빨라져 압력이 상승하지만 고
압 연료조절기에 의해 일정한 압력으로 유지된다.
고압 연료조절기 내에는 체크밸브(check valve)가 설치되어 있으나, 기관의 작동을
정지시킨 경우에는 압력이 저하되므로 기관을 재 시동하였을 때에는 연료압력이 정상
으로 되기까지는 다소 시간이 걸린다.

사. 산소센서(oxygen sensor)
산소센서는 열선(heat coil)이 내장된 기존의 전자제어 연료분사 기관의 산소센서와
같으며 혼합비 제어 역시 비슷하다. 그러나 촉매컨버터의 성능을 높이기 위해 촉매컨버
터 뒤쪽에 2차(rear) 산소센서를 부착하고 있다.