퍼지(캐니스터) 밸브 작동 전원 파형 보기

1. 고장 내용

고장내용

캐니스터 솔레노이드 밸브

1. 캐니스터 솔레노이드 밸브의 전원이 끊어져 있음

고장원인

1.1 전원 공급선 (메인릴레이 후단 12볼트선)의 단락
1.2 ECU에서 듀티 콘트롤 하는 선이 단락
1.3 캐니스터 솔레노이드 밸브가 불량

수리방법

1.1 전원 공급선 의 수리
1.2 ECU에서 듀티 콘트롤 하는 선의 수리
1.3 캐니스터 솔레노이드 밸브 교환

엔진 현상

엔진 작동에는 이상이 없음. 열간 시에는 차량에서 연료냄새가 날 수 있음

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2. 캐니스터 솔레노이드 밸브가 항상 열림

고장원인

2.1 ECU에서 듀티 콘트롤 하는 선이 그라운드와 접지
2.2 캐니스터 솔레노이드 밸브가 불량

수리방법

2.1 ECU에서 듀티 콘트롤 하는 선의 개선
2.2 캐니스터 솔레노이드 밸브 교환

엔진 현상

열간 시 시동 건 직후 과다한 연료 가스 유입으로 엔진 회전수가 불안해 질 수 있으며, 가속 초기 울컥거림이 발생할 수 있음

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3. 캐니스터 솔레노이드 밸브가 간헐적으로 열림

고장원인

3.1 ECU에서 듀티 콘트롤 하는 선이 그라운드와 간헐적인 접지
3.2 캐니스터 솔레노이드 밸브가 간헐적인 불량

수리방법

3.1 ECU에서 듀티 콘트롤 하는 선의 개선
3.2 캐니스터 솔레노이드 밸브 교환 : 엔진이 식으면 (주위 온도가 내려가면) 다시 정상적으로 작동하는 경우가 있다. 그러므로 이것을 확인하기 위해서는 엔진이 과열된 상태에서 이 밸브가 새는지를 확인하여야 한다.

엔진 현상

엔진이 열간 시 공 회전 불안이 오게 되며, 엔진이 농후한 상태가 된다.

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2. 현장 사례

< 사례 1 >
차량 :
뉴 세피아/ 아벨라 1.5L SOHC/DOHC, 주행거리 : 약 12,000Km
현상 설명 : 시동 걸고 난 후 공회전 중에 부조가 매우 심하고 배기가스에서 연료 냄새가 난다
원인 :엔진이 열간 상태에서 퍼지(캐니스터) 솔레노이드 밸브가 샜다.
파형 보기 : 캐니스터(퍼지) 솔레노이드 작동 전원은 OFF상태로 있으나, 퍼지 밸브가 비 정상적으로 열리면서 연료가스가 과다 유입될 때의 현상을 그림을 보임


설명 : 이 캐니스터(퍼지)솔레노이드 밸브는 엔진이 가열되어 많은 연료 가스를 발생시킬 때 열렸다가 엔진이 식으면 다시 열리는 현상이 없어져 정상 작동을 하므로 현상을 확인하기가 힘든 내용이었다
응용 확대 : 간헐적인 문제는, 문제의 현상이 재현되어야 원인을 밝힐 수 있다. 그러나 문제가 발생 시에 공회전이 부조가 나고 배기가스에서 연료냄새가 났다면, 과도한 연료 공급을 유추할 수 있다. 즉 과도한 연료 공급에 의해 공회전의 부조를 예상하고 과도한 연료 공급이 될 수 있는 조건을 찾는 것이다.

3. 부품 위치



< 그림 : 퍼지 솔레노이드 밸브(좌) / 캐니스터와 솔레노이드 밸브가 일체식(우) >

4. 확인 방법

고장확인 - 캐니스터(또는 퍼지) 솔레노이드 밸브

고장을 확인 하는 방법과 진단을 설명합니다.

준비내용

1. 오실로 스코프 ( 멀티메터는 가응한 사용하지 않도록 한다)
2. 캐니스터 배선도
3. 스캐너

1. 배선도를 참조하여 작동(밧데리 전원) 선, 작동 접지(ECU에서 접지 해주는 )선을 찾아 연결한다.
2. 오실로 스코프를 연결한 상태에서 전압이 어떻게 나오는가를 본다.
3. 보쉬 시스템의 차종은 대 부분 아이들에서 캐니스터를 매우 작게 열어주나, 기타 다른 시스템은 아이들에서 작동을 시키지 않으므로 가속 페달을 밟으면서 측정한다.

< 참 고 >
멀티메터를 연결한 경우에는 캐니스터 솔레노이드 밸브를 듀티 방식(ON/OFF로 반복)으로 작동 시키는 경우에는 작동 상태를 정확히 계측하기 어려우므로 멀티메터를 사용하지 않도록 한다.

비교방법 : 시그널을 측정 후
정상 측정값과 비교한다.
(1) 정상 측정값에서 나온 주파수와 열림량(전원이 0볼트 일 때의 비율)을 비교한다.
(2) 가능한 스캐너를 같이 연결하여 캐니스터의 작동 상태를 같이 보는 것이 좋다.

< 확인 내용 >
(1) 주파수가 맞는가.
(2) 작동 중인데도 열리지 않는가 반대로 작동을 시키지 않는데 열리고 있는가를 확인
(3) 작동 전원선/접지선에 단락이 있는가


5. 파형 분석

퍼지 밸브의 열림량에 따른 유량
1. 정격 전압 / 전류 : 13.5V / 0.5 A
2. 내부 저항 : 15 - 30 Ω
3. 작동 전압 : 9 - 16 V
4. 작동 주파수 / 임 펄스 : 10 - 20 Hz / 6 msec
5. 누설량 : 0.002 m³/h
6. 연료가스 유량 :


< 참고 >
위의 예는 듀티 방식의 솔레노이드 밸브가 완전히 열렸을 때, 엔진의 부압에 따라 흐르는 연료가스의 유량의 예로서 차종마다 경향은 비슷하나 유량 자체는 큰 차이를 보인다. (배기량이 큰 차일 수록 많으며, ON/OFF방식은 약 20 - 40%정도 밖에 안 된다.)


6. 일반 소개

캐니스터 솔레노이드 밸브라 함은 일면 퍼지 밸브라고 한다. 이 밸브의 목적은 연료 탱크 내에 과도한 연료 가스가 차면 이것이 대기 중으로 방출하게 되면 결국 유해 가스로서 환경 공해가 된다. 그러므로 이것을 방지하기 위하여 연료탱크 내의 연료가스를 "캐니스터"라는 곳에 일시 저장하였다가 엔진이 작동되면 엔진의 작동에 무리가 없는 범위 내에서 소모되도록 한다.


즉 캐니스터 속에는 연료 가스 성분을 잠시 보관하고 있다가 캐니스터 솔레노이드 밸브를 통해 써지 탱크에 연결이 되면, 써지 탱크 내의 부압에 의해 연료가스를 빨아들이고 이 가스는 엔진의 연소실에서 혼합가스와 같이 연소를 하게 된다.
이 때 캐니스터로부터 과도한 연료가스의 유입을 제한 하기위해 캐니스터 솔레노이드 밸브를 듀티 컨트롤하여 써지 탱크내의 연료가스 유입을 조절하기도 하며, 이 듀티량은 엔진의 회전수/흡입공기량 별로 나누어져 있으며, 그 목적은 과도한 연료가스 유입으로 인하여 연료가 농후해지는 것을 방지하기 위함이다.
통상 전체 연료 공급량의 50%까지 캐니스터로부터 연료가스를 엔진에 유입될 수 있게 하였는데, 만약 이 가스를 제어하지 않으면 바로 시동이 꺼질 만큼 과도한 연료가스가 유입이 될 수 있다.

최근에는 이 캐니스터를 열어주는 방식이 연료량 계산하는 기본으로 사용한다. 즉 캐니스터에서 유입되는 연료량이 전체 연료량의 30%라면, 연료량 계산을 70%만 하고 나머지는 캐니스터에서 오는 연료가스로 공급된다고 판정한다. 이렇게 하는 것은 산소센서를 통해 연료를 줄이고 늘리는 것이 캐니스터에서 오는 연료가스 때문에 영향을 받지 않게 하기 위함이다.

7. 원리(알고리즘) 소개

캐니스터에 관련되어 자동차에 발생할 수 있는 문제는 어떠한 것이 있을까? 우선은 큰 문제는 없다. 하지만 열간 시에 간헐적으로 공회전수가 불안해지고 가속할 때 울컥거리는 현상이 발생할 수 있다. 이것에 대해서 알아보자.

캐니스터의 고장에 대해서는 다른 모든 출력 계통의 진단과 같다. 즉 ECU내부에서 출력을 작동시킬 때 전류(또는 저항)변화가 어느 이하가 되거나 이상이 되면, 고장으로 판단하는 것으로 처음 시동 키를 ON위치에 놓으면 약 1초 동안 모든 출력 계통의 진단을 한다. 그리고 엔진의 시동이 걸리면, 출력 계통의 작동 조건에서 고장 상태를 확인한다. 즉 캐니스터가 공회전에서 작동을 하지 않는다면 고장 진단을 하지 않고, 가속 페달을 밟아 작동을 한다면 그 때 고장을 확인하는 것이다.
연료탱크로부터 연료가스가 캐니스터에 저장되었다가 캐니스터 솔레노이드(퍼지) 밸브를 통해 엔진에 유입되는데, 과연 연료 탱크에 연료가스가 어느정도 차 있을까?
간단히 얘기하면 연료탱크가 공 처럼 팽창할 정도로 연료가스가 찬다고 할 수 있다. 그래서 연료탱크의 형상에 굴곡을 주고, 스틸 밸트로 탱크를 묶어주어 팽창되지 않도록 한다. 이와같이 연료가스의 발생은 매우 많은데, 공회전에서 솔레노이드 밸브를 모두 열어주고 탱크 내의 연료가스가 그대로 엔진에 들어가게 하면, 바로 시동이 꺼질 정도로 과도하게 연료가 들어간다. 대략 연료량으로 보면 공회전 시에 인젝터에서 분사하는 연료의 3∼5배 가량이나 되는 연료 가스량이 유입된다.
그런데 실제 차량에서 두 가지가 캐니스터에서 연료가스가 과다 유입이 되면서 연료가 과농하여 이상한 현상을 보이는 것이 있다.
첫 번째가 공회전 중에 캐니스터(퍼지) 솔레노이드 밸브가 저절로 열리는 것이다. ECU에서 전원을 통하게 해야(접지를 시켜줘야) 퍼지 솔레노이드 밸브가 열리는데, 엔진이 많이 뜨거워져 있으면 이 솔레노이드 밸브가 저절로 열리는 것이다. 특히 "S'사의 제품은 자주 발생하며, "B"사의 제품은 빈도수는 적으나 역시 비 정상적으로 열리는 현상이 있다.
이렇게 엔진이 열간 상태에서 퍼지 밸브가 열리면서 당연히 연료가스가 과다 유입이 되는데, 이 때 엔진 회전수는 부조가 나면서 곧 시동이 꺼질 듯하다. 이런 형상은 보통 때는 약 10∼20초 정도 지속이 되지만, 한 여름에 공회전을 많이 시키는 경우에는 오랫동안 지속이 된다.
즉 지속되는 시간은 캐니스터 속에 있는 연료가스를 다 소모할 때까지 이며, 보통 주행을 하면 10분 정도면 대부분 소모된다.
두 번째가 공회전을 오랫동안 시켰을 경우 캐니스터(퍼지) 솔레노이드 밸브는 정상적으로 작동을 하여 공회전에서 열리지 않은 상태이다.
공회전을 오랫동안 하여 연료가스가 많이 발생한 상태인데, 이 때 가속 페달을 살짝 밟고 출발을 할 때 캐니스터(퍼지) 솔레노이드 밸브가 열리면서 갑자기 많은 연료가스가 유입되어 연소가 제대로 일어나지 않아 가속이 안 되는 상태가 된다. 통상 이때는 차가 울컥거리는 현상이 나오게 된다. 보통 더운 여름에 차가 많이 정체하는 곳에서 서서히 출발할 때 울컥거리는 현상이 나오는 것은 이 때문이다.

이 캐니스터는 원활한 엔진의 작동 자체에 목적이 있는 것이 아니고, 환경보호 차원에서 대기로 방출하는 연료가스를 줄이기 위한 목적으로 위의 2가지를 제외하곤 어려운 문제를 일으키지는 않는다.

 

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