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이온전류에 계측에 의한 엔진 연소 모니터링

전문가 제언: ○ 엔진 제어 모듈은 운전자 환경을 모니터링하고 복잡한 부하를 제어하는 동시에 예상치 못한 주행 환경에서도 엔진의 작동 여부를 진단하고 제어하는 필수적이며 정밀한 시스템이다. 차세대 시스템들은 더욱 엄격하게 배기가스 환경규제 법규를 만족할 수 있도록 개발됨에 따라 엔진 제어의 복잡성 또한 계속 높아지고 있으며 센서와 작동장치 엔진 MCU(Management Control Unit) 간의 복합 신호 인터페이스를 구현이 필요한 복잡한 회로 설계와 비용도 동시에 요구되고 있다.

○ Formular 1(F-1)은 국제자동차연맹(FIA : Federation International Automobile)이 매년 발표하는 배기량, 규격, 타이어, 차체 사이즈 등 경주용 자동차의 규격을 말한다. 이번 시험에서 사용한 엔진은 일본의 Honda 자동차에서 제작한 것으로 배기량 3,000cc급의 10기통 엔진이며 무게 600㎏으로 900마력의 힘으로 최고 시속350㎞/hr를 넘나드는 속도를 낼 수 있다고 한다.

○ 이 문헌에서 실시한 시험의 특징은 이온전류 계측방식에 있다. 종래의 화염 중에 존재하는 이온 및 전자의 계측방식은 실린더 헤드 연소실 내에 별도의 이온 탐침봉(Probe)을 삽입하여 측정하였으나. 본 실험에서는 점화플러그의 중심 전극을 이온 탐침봉 역할을 할 수 있도록 활용하여 점화 코일의 에너지를 콘덴서에 비축 전원으로 사용할 수 있어 구성이 간단하게 이루어졌다는 것이다.

○ 미국 캘리포니아주를 비롯한 배기가스를 규제하는 주에서는 2004년부터 자동차 총 판매량의 10%이상을 ZEV(Zero Emission Vehicle)를 의무적으로 판매할 것을 법제화하였다. 이에 대응하여 현대자동차에서도 극초저공해차량(SULEV: Super Ultra Low Emission Vehicle)이라는 이름으로 엔진을 개발하여 적용 중에 있다.

○ 또한 명실상부한 무공해 엔진 개발을 하기 위해서는 정밀하고 정확한 계측용 장비가 갖추어져 있어야한다. 그러나 아직까지 이 방면에 대한 시험 계측장비는 외국에 의존하고 있음은 자동차 강국이라고 말하기에 아직도 부족한 것이 많이 있다. 산·학·연의 분발이 필요한 시기이다.

저자: Yuichi Shimasaki, Hidetaka Maki, Junko Sakaguchi, Noriaki Kondo
자료유형: 학술정보