승용자동차 전자제어 에어컨 장치의 다이오드, 써모센서와 배선단락에 대한 고장사례 고찰 A Study for Faliure Examples Involved Diode, Thermo Sensor and Wiring Short of Electronic Control A/C System in a Vehicle원문보기
이 논문은 자동차의 전자제어 에어컨에서 발생하는 고장사례에 대한 논문이다. 첫 번째 사례에서, 원인은 에어컨 릴레이 내부에 서지 전압 역류 방지용으로 사용된 다이오드가 에어컨이 OFF 되었을 때 다이오드의 단락으로 인해, 서지 전압을 흡수하지 못해 퓨즈가 반복적으로 끊어진 것을 확인하였다. 두 번째 사례에서, 원인은 핀 써모센서 내부의 단선으로 인해 에어컨을 제어하지 못함으로써 이베퍼레이터의 동결현상이 발생한 것을 확인하였다. 세 번째 사례에서, 원인은 운전석 앞쪽의 크래쉬 패드 하단에 있는 와이어링의 에어컨 핀센서 핀과 연결되는 배선이 차체와의 간섭으로 인해, 피복이 벗져져 단락(short)현상에 의해 에어컨 스위치와 핀센서가 소손되어 에어컨이 작동하지 않는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 고장 현상을 철저하게 확인하고 개선하여 최적의 시스템을 유지할 수 있도록 하여야 한다.
이 논문은 자동차의 전자제어 에어컨에서 발생하는 고장사례에 대한 논문이다. 첫 번째 사례에서, 원인은 에어컨 릴레이 내부에 서지 전압 역류 방지용으로 사용된 다이오드가 에어컨이 OFF 되었을 때 다이오드의 단락으로 인해, 서지 전압을 흡수하지 못해 퓨즈가 반복적으로 끊어진 것을 확인하였다. 두 번째 사례에서, 원인은 핀 써모센서 내부의 단선으로 인해 에어컨을 제어하지 못함으로써 이베퍼레이터의 동결현상이 발생한 것을 확인하였다. 세 번째 사례에서, 원인은 운전석 앞쪽의 크래쉬 패드 하단에 있는 와이어링의 에어컨 핀센서 핀과 연결되는 배선이 차체와의 간섭으로 인해, 피복이 벗져져 단락(short)현상에 의해 에어컨 스위치와 핀센서가 소손되어 에어컨이 작동하지 않는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 고장 현상을 철저하게 확인하고 개선하여 최적의 시스템을 유지할 수 있도록 하여야 한다.
The purpose of this paper is to study for a failure examples producing in electronic control air conditioner in vehicle. The first example, it looked for the repetitive fuse cutting phenomenon that the diode using for a surge voltage prevention of inner A/C relay damaged because of no absorbing the ...
The purpose of this paper is to study for a failure examples producing in electronic control air conditioner in vehicle. The first example, it looked for the repetitive fuse cutting phenomenon that the diode using for a surge voltage prevention of inner A/C relay damaged because of no absorbing the surge voltage by short of diode when the A/C is off. The second example, it knew the icing phenomenon of evaporator that the A/C ECU didn't control the A/C because of inner cutting of fin thermo sensor. The third example, it verified the operation trouble phenomenon because of the A/C switch and for sensor burned in flames by short phenom enon when the sheath of the cable has peeled off. Therefore, the driver have to manage the optimism system of a car by thoroughgoing inspection and improvement the failure phenomenon.
The purpose of this paper is to study for a failure examples producing in electronic control air conditioner in vehicle. The first example, it looked for the repetitive fuse cutting phenomenon that the diode using for a surge voltage prevention of inner A/C relay damaged because of no absorbing the surge voltage by short of diode when the A/C is off. The second example, it knew the icing phenomenon of evaporator that the A/C ECU didn't control the A/C because of inner cutting of fin thermo sensor. The third example, it verified the operation trouble phenomenon because of the A/C switch and for sensor burned in flames by short phenom enon when the sheath of the cable has peeled off. Therefore, the driver have to manage the optimism system of a car by thoroughgoing inspection and improvement the failure phenomenon.
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문제 정의
이 논문은 자동차 전자제어 에어컨에 관련된 고장사례를 조사하고 이를 분석하여 이에 대한 개선 및 연구방향을 제시하고자 한다.
제안 방법
이 자동차의 경우에는 에어컨 릴레이 내부에 다이오드가 장착되어 에어컨이 OFF 되었을 때 서지전압 역류 방지용으로 사용되어 다이오드가 서지 전압을 흡수하였으나, 다이오드의 단락으로 인해 서지 전압을 흡수하지 못해 퓨즈가 반복적으로 끊어진 것으로 확인되었다. 릴레이는 외관상 손상되지 않았으나, 에어컨 다이오드는 에어컨 릴레이 내부에 있어 손상을 확인할 수 없었고, 이에 테스터기를 이용하여 확인한 결과 단락으로 확인하였다. 따라서, 이 자동차의 시스템에서는 다이오드를 에어컨 릴레이와 분리하여 시스템이 구성되도록 하는 것으로 개선하는 것이 요구되어진다.
에어컨의 작동불량 현상에 대한 원인을 찾아 점검하였으나, 육안으로는 확인할 수 없었다. 이 자동차의 고장원인을 확인하기 위하여 고장진단기를 이용하여 파형을 분석하여 보았다.
전자제어 오토 에어컨 시스템에 관련된 고장 사례 현상을 분석하고 이를 고찰하여 봄으로써 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
자동차 내부의 상대습도를 감지하여 전기신호로서 오토 에어컨 컴퓨터로 신호를 전송하며 오토 에어컨을 ON/OFF 시켜 차내 습도를 가감시키는데 필요한 데이터로 사용한다.
성능/효과
1) 첫 번째 사례의 원인은 서지전압을 흡수하기 위해, 서지전압 역류 방지용으로 사용된 다이오드가 단락으로 인해 서지 전압을 흡수하지 못해 퓨즈가 반복적으로 끊어지는 현상을 확인하였다.
2) 두 번째 사례의 원인은 핀 써머센서 내부의 단선으로 에어컨을 하지 못함으로써 이베퍼레이터의 동결현상이 발생한 것을 확인하였다.
3) 세 번째 사례의 원인은 운전석 앞쪽의 크래쉬 패드 하단에 있는 와이어링의 에어컨 핀센서 핀과 연결되는 배선이 차체와의 간섭으로 인해, 배선의 피복이 벗겨져 단락(Short)현상이 발생, 에어컨 스위치와 핀센서가 소손되어 에어컨이 작동하지 않는 것을 확인하였다.
에어컨을 작동시켜 본 결과 작동하지 않았으며, 엔진룸 내의 퓨즈박스를 확인한 결과 10A 용량의 퓨즈가 끊어진 것을 확인하였다. 퓨즈를 교환한 다음 2∼3일 지난 다음 에어컨 퓨즈가 단선되는 동일한 현상이 다시 발생되는 것을 확인하였다.
운전석 앞쪽의 크래쉬 패드 하단에 있는 와이어링의 에어컨 핀센서 핀과 연결되는 배선을 확인한 결과 이 배선이 차체와의 간섭으로 인해 배선의 피복이 벗져지면서 단락(short)현상이 발생되어 에어컨 스위치와 핀센서가 소손되어 에어컨이 작동하지 않는 것으로 확인되었다. Fig.
5℃이하일 경우 에어컨 컴퓨터에서 트리플 스위치(Triple switch)의 출력 전원을 12V 출력에서 OV로 제어한다. 이 사례의 경우 핀 써모센서의 센서 내부의 단선으로 인해 제어하지 못함으로써 이베퍼레이터의 동결현상이 발생하였으며, 이베퍼레이터의 응결원인을 확인한 결과 에어컨 핀센서의 불량으로 확인되었다. Fig.
후속연구
엔진 컴퓨터는 듀얼 압력 스위치로부터 전압 신호를 기준으로 에어컨 릴레이의 작동 여부를 결정 하게 된다. 이러한 에어컨의 과부하가 생겼을 때 이를 차단하여 주는 다이오드는 시스템의 안정성을 높이는 데 큰 역할을 하며 시스템의 안전성을 위해 최적의 시스템 설계를 하여야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
오토 에어컨이란 무엇인가?
오토 에어컨은 각종 센서, 즉 내기 온도 센서, 외기 온도 센서, 수온 센서 및 스위치 조작 등의 입력 신호를 에어컨 컴퓨터에 입력하여 각 액추에이터를 제어함으로써 토출온도, 토출풍량 컴프레서 ON-OFF 등을 자동 제어하는 시스템이다. 따라서, 운전자의 설정온도에 따라 차 실내 온도가 자동제어되는 시스템이다[9].
자동차 에어컨 시스템 고장의 원인은 무엇인가?
대기의 온도가 높은 낮이나 아침과 저녁에는 냉방에 대한 외부 조건의 변화에 따라 냉방능력을 제어할 필요가 있다. 자동차 에어컨 시스템에서 순환하는 냉매가 누설되거나 기계적인 시스템에 문제가 발생 할 때는 고장이 발생할 수 있다[5]. 오토 에어컨 시스템은 각각의 구성부품을 제어하는 센서와 작동기의 내구성이 떨어지거나 문제가 발생할 경우 시스템의 고장이 발생될 수 있다.
동결방지 기능 장치가 필요한 이유는 무엇인가?
냉방부하가 감소함에도 불구하고 컴프레서가 계속 가동되는 경우에는 증발기 표면이 동결되어 공기의 흐름양을 감소시켜 결과적으로 냉방성능 저하를 초래한다. 따라서 동결방지 기능을 하는 써모스 타트(Thermostat), 써미스터(Thermistor), 이베퍼레 이터 센서(Evaporator sensor)는 증발기 표면온도를 감지하여 냉동 사이클을 일시 중단시켜 이베퍼레이터의 동결을 방지하게 하는 기능을 한다.
참고문헌 (12)
Warren Bessler and Frank Forbes, "Electrically Driven Automotive Air Conditioner", SAE paper 870035
Lee Kyu Hyun and Won Jong-Pil, "Thermal Design Study of A High performance Evaporator for the Automotive Air Conditioner", SAE paper 1999-01-1191
Zheng David Lou, "A Dynamic Model of Automative Air Conditioner System", SAE paper 2005-01-1884
Se-ki Park, Hak-soo Kim, Hew-nam Ahn and Hong-seok park, "Study on the Reduction of Fuel Consumption in the A/C System, used Variable Displacement Swsah-Plate Compressor and the performance Improvement by Field Test", SAE paper 2006-01-0164
IL Kwon Lee, Chang Ho Kook, Hak Hoon Moon and Chang Bae You, "A Study for Failure Examples for Refrigerant Gas Leakage in Automotive Air Conditioner system", KIGAS Vol. 20(2), 10-15, (2016)
Il Kwon Lee, Young Kyu Kim and Chang Ho Kook," Study for Failure Cases on Engine Electronic Control Computer in Liquid Petroleum Gas Vehicle", KIGAS Vol.15(6), 27-33, 2011
Chung Kyun Kim and Il Kwon Lee, "Failure Case Studies of Sensors for Electronic Controlled Engine in LPG system", KIGAS Vol. 14(4), 56-61, (2010)
Chung Kyun Kim, Il Kwon Lee and Seung Hyun Cho," Study for Failure Examples of Solenoid Valve, Relay and Idle Speed Actuator in Liquid Petroleum Gas Vehicle Engine", KIGAS Vol. 15(3), 47-52, (2011)
Hyundai Motor Company," Service Training Manual of Air Conditioner", (2001)
Min Bog Kim, "Sensors Using for a Car", Golden-bell, (2006)
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