전자제어 가솔린기관의 공기유량 계측방식

소개글

전자제어 가솔린기관의 공기유량 계측방식에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.
서론
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2
2.
본론
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1)
간접검출방식
(1) 맵센서
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2
2)
직접검출방식
(1) 칼만와류식
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4
(2) 베인식
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6
(3) 핫와이어 방식
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7
(4) 핫필름 방식
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3.
결론
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9

4.
참고
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본문내용

장점이 있다.
열선이 흡기 통로에 설치되어 있기 때문에 열선에 오염물질이 잘 퇴적된다. 오염물질이 퇴적 될 경우 측정 결과에 오차가 생기게 되므로 이를 방지하기 위해서 엔진이 정지되면 열선을 약 1,000℃ 정도로 가열하여 순간적으로 퇴적물을 연소, 제거시킨다. 이것을 클린 버닝(Clean burning)이라고 한다.
열선을 아래 그림과 같이 바이패스 통로에 설치한 방식도 있다. 이 방식의 경우 바이패스 통로에서는 공기 유동속도가 높고, 열선이 유리코팅되어 있어서 열선의 오염을 피할 수 있다. 따라서 클린 버닝을 할 필요가 없다.
(4) 핫필름 방식(Hot film air mass flow sensor)
열막식 공기량 센서라고도 한다. 1987년에 독일 보쉬(Bosch)사에서 핫와이어를 대체할 목적으로 개발한 센서이다. 핫와이어 방식은 백금열선, 온도센서, 정밀저항 등으로 구성되어 있어서 생산비용이 높은 편이었다. 핫필름 방식은 이 세가지 부품을 세라믹 기판에 박막층저항으로 집적시켰다. 또 열막 센서(Hot film resistor)가 공기의 유동방향과 일치하여 설치되므로 열선식에 비해 오염에 덜 민감하다. 따라서 클린 버닝을 할 필요가 없고 생산비가 저렴하며 응답성도 좋은 장점을 지닌다. 아래 사진 중 그물망에 가까운 것이 열막 센서, 그 뒤쪽이 서미스터(흡기온센서)이다. 센서를 둘러싼 하우징 즉 외형은 핫와이어와 거의 유사하다.
핫필름은 일종의 서멀(thermal) 센서이며, 구조는 아래와 같다. 센서 측정셀(Sensor element)의 중심부에 가열영역(Heating zone)을 온도를 일정하게 유지하면 가열영역의 양쪽 바깥부분(T1/T2)의 온도는 다소 낮아진다. 온도 의존형 가변저항 T1은 공기가 들어오는 입구 쪽에 T2는 가열영역 뒤 쪽으로 배치되어 온도분포를 감지한다.
공기가 센서를 통과하지 않을 때는 온도 프로필(Temperature profile)이 양쪽이 동일하다. 따라서 T1 = T2 이다. 공기가 측정셀로 유입되면 온도 프로필이 찌그러지게 된다. 공기가 유입되는 쪽의 온도 곡선은 급경사를 이루게 되는데 이것은 통과하는 공기에 의해 이 영역이 냉각되기 때문이다. 반대쪽의 온도 곡선은 물결모양으로 변화 된다. 따라서 측정점 T1과 T2사이에 온도차가 발생한다. 즉 의 관계가 된다.
공기에 전달된 열 그리고 이 열에 의해 센서의 측정셀에서의 온도 변화는 측정셀을 통과하는 공기량, 더 정확히는 공기의 질량에 좌우된다. 여기서 중요한 것은 온도차는 통과하는 공기의 절대온도와는 상관이 없다는 것이며, 통과 공기의 질량을 측정하는 척도가 된다는 것이다. 그렇다고 흡기온 센서가 없는 것은 아니다. 위의 사진에서도 흡기온 센서가 열막 센서와 나란히 설치되어 있는 것이 보인다. 흡기온 센서는 열막 센서보다 전방에 설치되며 공기질량을 결정하는데는 사용되지 않고, 다만 운전조건에 따른 보조적인 연산을 위해서만 사용된다.
센서에 집적되어 있는 제어 일렉트로닉은 측정점 T1, T2에서의 저항값의 차이를 ECU에서 사용하기에 적합한 전압신호(0~5V)로 변환시킨다. ECU는 이 전압신호와 내부 저장된 센서의 특성 곡선을 이용하여 흡입공기의 질량유량으로 환산하여 연료의 기본분사량을 결정한다.
3. 결론
흡입공기량을 계측하는 방식은 크게 직접 계측 방식과 간접 계측 방식으로 구분할 수 있는데, 일반적으로 MAFS(Mass Air Flow Sensor)는 직접 계측 방식에서 사용되는 공기량 검출 센서를 말한다. 직접 계측방식으로는 베인식, 칼만와류식, 핫와이어 방식, 핫필름 방식이 대부분이다. 간접 계측방식에는 맵(MAP) 센서와 TPS(Throtle Position Sensor)를 이용한 방식이 있으나 TPS를 이용한 간접 계측 방식은 정확도가 떨어져 더 이상 사용되지 않고 있다.
공기유량 센서는 칼만와류 방식, 맵센서 방식, 베인식, 핫와이어 방식, 핫필름 방식 등 5가지 종류가 있다.
이 가운데 칼만와류 방식만 펄스 맥박이나 고동처럼 혈액의 흐름이나 전압값 등이 율동적으로 변화하는 현상
제어 방식이고 나머지는 모두 전압검출 방식이다. 즉 칼만와류 현상을 전기적 디지털 신호로 바꾸어 ECU로 보내면 ECU는 흡입 공기량 신호와 엔진 회전수를 이용해 기본 분사량과 시간을 계산하도록 하는 중요한 센서이다.
응답성이 빠른 순서로 본다면 핫와이어 방식, 핫필름방식, 칼만와류 방식, 베인식, 맵센서 방식 순이다. 고장이 잘 나는 순서로 본다면 칼만아류 방식, 베인식, 핫필름방식, 핫와이어 방식, 맵센서 방식 순이다.
공기유량 센서 중 조정이 가능한 센서는 베인식 뿐이다. 배기량에 따라 호환성 있게 조정이 가능한 센서로는 칼만와류 방식이 있다.
맵센서 방식이나 핫와이어, 핫필름 방식은 배기량에 따라 종류가 틀리다. 핫와이어 방식과 핫필름 방식은 흡입되는 방향으로 센서부에 표시되어 있는 화살표 방향으로 조립해야만 아이들 상태가 정상이 되므로 주의해야 할 센서이다.
4. 참고
http://ask.nate.com/qna/view.html?n=5712228
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=kt9411&logNo=150165284047&beginTime=0&jumpingVid=&from=search&redirect=Log&widgetTypeCall=true
http://blog.naver.com/kt9411?Redirect=Log&logNo=150165384976
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=autokyw&logNo=70041777963&parentCategoryNo=7&viewDate=¤tPage=1&listtype=0
http://blog.naver.com/autokyw?Redirect=Log&logNo=70041992257
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=lofu09&logNo=110015621271
http://blog.daum.net/815carplus/50
http://webcad.com.ne.kr/html/carsensor.html

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전자제어,   가솔린,   공기유량,   계측,   자동차,   공기측정,   인젝터,   분사량,   기관,   센서