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문제 정의
- 따라서, 이 논문은 자동차 앤티 록 브레이크 시스템에서 발생되는 트라이볼로지적인 현장의 고장사례를 조사하고, 분석하여 이에 대한 개선 및 연구방향을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 이 자동차는 101,200 km를 주행한 자동차로 운전 중 제동을 할 때 브레이크 페달이 쑥 내려가는 느낌이 들면서 서 제동이 잘 되지 않는 현상을 확인하였다. 이 후 시운전하였을 때 간헐적으로 제동이 되지 않는 현상이 발생되었다.
- 고장진단기를 장착한 다음 하이드로릭 유닛(hydraulic unit)의 공기빼기 작업을 하였을 때 모터펌프 작동유무를 확인한 결과 작동하지 않았다. 이를 확인하기 위해 ABS 하이드로릭 유닛 모듈을 분해하여 보았다.
성능/효과
- 1) ABS 하이드로릭 유닛의 상단 유압라인부에서 뒤 좌측 캘리퍼에 공급되는 유압 라인의 유압이 누설되어 운전자가 제동을 하였을 때 제동이 되지 않고 페달이 쑥 들어가는 현상이 발생된 것을 확인하였다.
- 2) 자동차를 수리후 ABS 휠 스피드 센서 고정 볼트를 조임 토크에 맞지 않게 조인 후 볼트가 조금씩 풀리면서 갭이 맞지 않아 ABS 작동상태를 감지하지 못해 ABS 경고등의 점등된 것을 확인하였다.
- 3) 하이드로릭 유닛에 장착되어 있는 ABS 컴퓨터를 확인한 결과 내부의 회로판의 납땜부가 이탈되어 하이드로릭 유닛의 모터 구동 신호를 주지 못해 ABS가 작동하지 않아 ABS가 역할을 하지 못한 것을 확인하였다.
- 4) 계기판의 ABS 경고등부의 납땜이 균열현상에 의해 전기적인 신호불량으로 ABS 경고등이 점등된 것을 확인하였다.
- 계기판에 있는 ABS 경고등 관련된 커넥터를 탈착하여 본 결과 경고등이 점등된 것을 확인하였고, 이 때 커넥터를 상하로 움직이면 경고등의 점등이 재현되었다. ABS 경고등 관련하여 세밀하게 확인한 결과, 계기판의 납땜 부위가 균열(crack)이 발생된 것을 확인하였다. 따라서, 이 사례는 계기판을 신품으로 교환한 다음에 정상으로 작동되었다.
- ABS 관련 커넥터를 점검하였으나 이상없는 것으로 확인되었다. 계기판에 있는 ABS 경고등 관련된 커넥터를 탈착하여 본 결과 경고등이 점등된 것을 확인하였고, 이 때 커넥터를 상하로 움직이면 경고등의 점등이 재현되었다. ABS 경고등 관련하여 세밀하게 확인한 결과, 계기판의 납땜 부위가 균열(crack)이 발생된 것을 확인하였다.
- 점검한 결과 뒤 좌측(rear left) 캘리퍼가 고착되어 이와 같은 현상이 발생된 것을 확인하였다. 그러나 뒤 좌측 캘리퍼를 교체한 다음 2주 후에 동일한 현상이 다시 발생하여 확인한 결과 ABS 하이드로릭 유닛의 상단 유압라인부에서 뒤 좌측 캘리퍼에 공급되는 유압 라인의 유압이 누설되어 운전자가 제동을 하였을 때 제동이 되지 않는 현상이 발생된 것으로 판명되었다. 누설라인을 수정 실링(sealing)함으로써 고장현상이 제거되었다.
- 또한, 하이드로릭 유닛에 장착되어 있는 ABS 컴퓨터를 확인한 결과 내부 회로판의 납땜부가 이탈되어 하이드로릭 유닛의 모터 구동 신호를 주지 못해 ABS가 작동하지 않아 모터펌프 가 작동되지 않아 ABS가 역할을 하지 못한 것으로 판명되었다. 따라서, 이 사례는 ABS 컴퓨터를 신품으로 교환한 결과 고장원인이 제거되었다.
- 1930년대에는 운송 수단의 주종이었던 철도 차량에서 강력한 브레이크를 작동시켜 차륜(wheel)을 록(lock)시키면 차륜은 레일 위를 미끄러져 차륜과 레일이 마모되어 한 점에서 마찰이 계속적으로 발생한다. 이 때 차륜 외주가 평평해지는 플랫(flat) 현상이 발생하여 이를 방지하는 ABS를 고안하여 시험한 결과 의외로 제동 거리가 짧아진다는 사실을 알게 되었다.
- 이 차량은 22,710 km를 주행한 자동차로 확인한 결과 간헐적으로 ABS 경고등이 점등되었으며, 관련 정비 이력을 확인한 결과 ABS 모듈을 1회 교환하였다. 고장진단기를 이용하여 점검한 결과 정상으로 확인되었다.
- 이 차량은 290,000 km를 주행한 차량으로 주행중 ABS 경고등이 점등되는 것을 확인하였다. 이 차량의 정비이력을 확인한 결과 엔진 오일 팬의 찌그러짐 현상으로 인해 오토래시(auto-lash) 소음이 발생하였으며, 이에 대한 대책으로 오일 팬과 오토래시 및 타이밍 벨트를 교환한 것을 확인하였다. 또한, 자동변속기 오일팬의 손상으로 인해 자동변속기 오일이 누설되어 자동변속기 내부의 손상으로 인해 자동변속기를 교환하였다.
- 고장 진단기를 이용하여 확인한 결과 앞 좌측(front left) 휠 스피드 센서의 단락과 모터 펌프 회로의 이상이 있는 것으로 출력되었다. 자동차를 리프팅(lifting)한 다음 앞좌측에 있는 휠 스피드 센서의 파형을 점검하였으나, 이상이 없는 것으로 확인되었다. 고장진단기를 장착한 다음 하이드로릭 유닛(hydraulic unit)의 공기빼기 작업을 하였을 때 모터펌프 작동유무를 확인한 결과 작동하지 않았다.
- 계기판의 ABS 경고등은 미점등 되었다. 차량을 리프팅(lifting) 한 다음 ABS 휠 스피드 센서의 간극을 점검하였을 때 운전석 ABS 휠 스피드 센서의 간극이 불량한 것으로 확인되었다. 이것은 앞바퀴 왼쪽(front left)의 휠 스피드 센서를 고정하는 10 mm 고정볼트의 미장착으로 인해 ABS 휠 스피드 센서가 이탈됨으로써 ABS 휠 스피드 센서와 디스크 사이의 에어갭(air gap)이 과다 발생되어 ABS가 작동되지 않고 ABS 경고등이 점등된 것으로 판단된다.
후속연구
- 또한, 센서의 감지부에 눈이나 흙 또는 이물질의 부착으로 인해 센서가 바퀴의 회전상태를 감지하지 못할 수가 있다. 따라서, 이러한 센서의 감지불량 요인을 꼼꼼하게 확인하여 ABS 시스템의 작동에 문제가 없도록 하여야 할 것이다.
- 자동차를 운행할 때 도로의 바닥이 마찰계수가 낮은 눈으로 덮여 있거나 비가 와서 미끄러울 때 제동을 하게 되면 제동거리가 길어져 가까운 거리에 사람, 동물, 장애물 등이 있을 때는 충돌의 위험성이 있다. 이러한 충돌 위험성을 최소화하고 제동장치의 최적제어를 위해 새로운 시스템이 개발될 필요성이 제기되었다. 이러한 필요성에 의해 개발된 것이 앤티 록 브레이크 시스템(anti-lock brake system; ABS)이다.
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