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EF쏘나타/옵티마 2.0 점검방법
 지난호의 그랜저XG 점검방법에 이어 인기차종인 EF쏘나타와 옵티마 2.0에 대한 점검요령을 살펴본다.
지난호에서도 언급했듯이 많은 페이지를 할애해 독자 여러분에게 인가차종 정비포인트를 선보이는 이유는 현장 정비사들의 기술력 증강을 위해서이다.
미약하지만 정비현장에서 실질적인 도움이 되길 바라며 EF쏘나타와 옵티마 2.0에 대한 정비포인트를 알아본다
박경운「현대·기아자동차 남부정비연수원」
■ EF쏘나타·옵티마 2.0 엔진시스템 구성도
■ 고장진단표
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5. 고장코드: P0130 산소 센서
 산소 센서는 배기 가스내의 산소 농도를 감지해 이를 전압으로 바꿔 ECU에 입력한다. 산소 센서는 공기와 연료의
비율이 이론공연비보다 더 농후하면 1V를 출력하며 비율이 희박하면(배기 가스내 산소농도가 더 큼) 약 0V를 출력한다. 엔진컴퓨터(ECU)는 이
신호를 받아 연료 분사를 조절해 이론공연비로 유지되도록 한다. 배터리 전압은 컨트롤 릴레이를 통한 산소센서 히팅 저항으로 공급되어 어떠한
주행조건에서도 산소 센서의 성능을 유지시켜 준다.
※ 고장코드 판정조건
엔진 워밍업후(엔진 냉각수온도 81℃)
▶ 엔진회전수: 1,200rpm이상
▶ 센서 출력전압이 4.5V에 머물 때
※ 진단장비를 이용한 점검
산소센서 출력파형
농후한 혼합기 희박한 혼합기 히터제어 중지상태(12V)
·서비스 데이터 출력전압 점검
▶ 산소 센서 작동상태 점검
- 엔진 워밍업후 공연비 피드백제어 동안 산소센서의 신호전압의 변화량을 점검
☞ 엔진회전수 2,500rpm: 0∼1V(진폭변화)
- 엔진 워밍업후 엔진회전수를 2,500rpm으로 유지한 뒤 희박, 농후의 그래프 모양이 10초동안 5번이상 변화하는지 점검(서비스 데이터
그래프 모드에서 확인)
▶ 산소 센서 출력전압 점검
- 전압: 0V(희박)↔1V(농후) 변화(출력파형 참조)
▶ 산소 센서 고장때 조치사항
- 공연비 학습 및 피드백제어 금지
※ 멀티미터를 이용한 점검
1. 히터 공급전압 확인
▶ IG KEY OFF후 산소 센서 커넥터 분리
▶ IG KEY: ON
▶ 멀티미터로 산소 센서 커넥터 3번 단자의 히터 공급전압 측정
☞ 전압: IG KEY ON(배터리 전압)
2. 센서 공급전압 확인
▶ IG KEY OFF후 산소센서 커넥터 분리
▶ IG KEY: ON
▶ 멀티미터로 산소 센서 커넥터 1번 단자의 센서 공급전압 측정
☞ 전압: IG KEY ON(5V)
3. 센서접지 회로 점검
▶ IG KEY: OFF
▶ 커넥터: 분리
▶ 멀티미터로 센서 커넥터 접지 2번 단자와 ECU 접지간의 도통 점검(도통 되어야 정상)
6. 고장코드: P0325 노킹 센서
압전소자(Piezo-ceramic)를 이용한 노킹 센서는 실린더블록중 안에 설치해 엔진 진동을 감지한다.
압전소자의 출력(V) = Q/C = 2dF/C(d=압전소자의 압전정수, C=정전용량)이다. 엔진의 최대토크가 발생하는 점화시기는 노킹 한계
전후방에 있는데 그 중 노킹 한계에서 엔진을 최적으로 작동하도록 점화시기를 엔진컴퓨터(ECU)가 제어한다. 노킹 센서 고장때 조치사항은
엔진회전수, 공기량, 냉각수온 등 MAP값에 따라 점화시기를 보정한다.
※ 고장코드 판정조건
엔진회전수 1,800rpm 이상에서 노크발생 상태에서 노크신호 미검출때(0.1V이하 측정때)
※ 진단장비를 이용한 점검
·서비스 데이터 출력전압 점검
▶ 오실로 스코프로 점검때 노킹 센서 신호선의 전압은 2.1∼2.5V정도가 출력
▶ 노킹 발생때 주파수 파형이 발생(공진)
※ 멀티미터를 이용한 점검
1. 노킹 센서 접지 점검
▶ IG KEY: OFF
▶ 노킹 센서 커넥터를 분리
▶ 배선측 커넥터 2번 단자와 쉴드 단자, 보디 접지간의 도통 점검(도통 되어야 정상)
2. 센서 입력 신호회로 점검
▶ IG KEY: OFF
▶ 노킹 센서 커넥터를 분리
▶ 센서 와이어측 출력 1번 단자와 보디 접지 사이의 통전성 점검(비통전 되어야 정상)
7. 고장코드: P0335 크랭크샤프트 포지션 센서(CKP)
 크랭크샤프트 포지션 센서는 캠샤프트 포지션 센서(CMP) 신호와 비교해 크랭크축(피스톤)이 압축상사점에 대해
어떤 위치에 있는지 측정, 엔진회전수와 연료분사시기 및 점화시기를 결정하는 신호로 사용된다. TPS신호와 함께 엔진 작동조건(아이들, 부분부하,
전부하등)을 결정한다. 고장때 조치는 TDC센서를 분석해 엔진회전수와 크랭크각을 계산, 연료량 및 점화시기를 제어하므로 크랭크각 센서 고장때
시동 커짐이 없고 엔진 구동이 가능(2개의 홀소자를 갖고 디지털 신호를 출력)
※ 고장코드 판정조건
엔진정지 상태 이외(시동시 센서신호 출력없을 때)
※ 진단장비를 이용한 점검
크랭크각 센서 및 #1TDC 센서 출력파형
동시파형
·서비스 데이터 출력전압 점검
▶ 크랭크각 센서 작동상태 점검
- 서비스 데이터 모드: 엔진회전수에 따른 rpm 변화량 점검
- 엔진회전수 변화에 따라 데이터값이 같이 변화하면 정상(만약 데이터값이 정상적으로 출력되면 그 문제는 이전에 발생했던 고장이거나 또는
간헐적인 고장으로 의심)
▶ 영역별 주파수 점검
- 스코프 기능사용: 센서 출력단에 프로브를 연결하고 엔진 영역별 주파수 및 출력값을 점검
☞ 크랭킹때: 0.1∼4.8V(3∼17㎐), 공회전때: 0.1∼4.8V(20∼30㎐)
그림7 크랭크각 센서 부분회로도
※ 멀티미터를 이용한 점검
1. 센서 공급전압 점검
▶ 센서커넥터: 분리
▶ IG KEY: ON
▶ 멀티미터로 크랭크각 센서의 3번 단자 공급전압을 측정(전압 : 배터리 공급전압)
2. 센서 접지 점검
▶ IG KEY: OFF
▶ 크랭크샤프트 포지션 센서 커넥터를 분리
▶ 센서배선측 커넥터 1번 접지 단자와 보디 접지간의 도통 점검(도통되어야 정상)
3. 센서 출력전압 확인
▶ 센서커넥터: 분리
▶ IG KEY: ON
▶ 센서 배선측 2번 단자와 엔진컴퓨터(ECU)측 출력단자, 보디 접지간의 전압 측정(전압: 4.3∼5.5V)
8.고장코드: P0340 캠샤프트 포지션 센서(CMP)
캠샤프트 포지션 센서는 크랭크샤프트 포지션 센서와 비교해 각 실린더의 피스톤 압축상사점을 측정한다. IG KEY ON과 동시에 CAM의
위상을 바로 감지한다. 1개의 홀소자를 갖고 디지털 신호를 출력한다.
사진8
※ 고장코드 판정조건
엔진 정지상태 이외(센서 신호 출력 없을 때)
※ 진단장비를 이용한 점검
#1TDC 센서 및 크랭크각 센서 출력파형
그림8 캠샤프트 포지션 센서 부분회로도
※ 멀티미터를 이용한 점검
1. 센서 공급전압 점검
▶ 센서커넥터 분리
▶ IG KEY: ON
▶ 멀티미터로 캠샤프트 포지션 센서의 3번 공급전압을 측정(전압: 배터리 공급전압)
2. 센서접지 점검
▶ 점화스위치: OFF
▶ NO.1 TDC센서 커넥터를 분리
▶커넥터측 접지 1번 단자와 보디 접지 사이의 도통 점검(도통되어야 정상)
3. 센서 출력신호 점검
▶ 센서커넥터를 분리
▶ 점화스위치: ON
▶ 센서 배선측 출력 2번 단자와 보디 접지간의 전압을 측정(전압: 4.4∼5.5V)
4. 전압 출력값 및 주파수 점검
▶ 센서커넥터를 연결
- 메타기능 사용: 센서 출력 2번 단자에 프로브을 연결하고 엔진 영역별 전압 출력값 및 주파수를 점검
☞ 크랭킹때: 0.1∼4.8V(0∼17Hz), 공회전때: 0.1∼4.8V(5∼15Hz)
■ 출력제어 고장진단
1. 고장코드: P0505 공회전 속도 조절밸브 이상(ISA)
ISA는 엔진 아이들때나 기타 운전조건에서 필요한 적절한 흡입공기량을 조절한다. 이중 코일(Open/Close)이 내장되어 있으며 ECU에
의해 제어된다. 기본 아이들 듀티 제어량 결정, 각 운전조건(흡기온·고지·부하·냉각수온 보정)에 따라 아이들 듀티량 보정 및 공회전 제어에
쓰인다. ECU에서 듀티에 의해 작동되며 작동주파수는 100㎐이다.
※ 고장코드 판정조건
▶ 엔진: 주행
▶ ISA: 피드백 상태
- 실제 엔진회전수: 목표 엔진회전수 값이 200rpm보다 클 때
- 액츄에이터 단락, 단선
※ 진단장비를 이용한 점검
ISA 출력파형
닫힘 64% 닫힘 37%
·서비스 데이터 출력 점검
공회전 속도 조절밸브 작동상태 점검
▶ 서비스 데이타 모드: 엔진 워밍업 후 부하에 따른 밸브 열림량 점검
- 공회전때: 25∼45%(주파수 출력: 100Hz)
- 에어컨 작동때: 35∼45%(주파수 출력: 100Hz)
☞ 에어컨을 작동시켰을 때 엔진회전수가 떨어지지 않고 증가되는지 확인
ISA고장때 조치사항은 열림 코일이 GND 쇼트일 때 ISA 듀티량은 5.1%이고 배터리에 쇼트 또는 단선일때 ISA 듀티량은
95.3%이다. 닫힘코일이 배터리에 쇼트 혹은 단선일때 ISA 듀티량은 5.1%이고 GND 쇼트일때 ISA 듀티량은 95.3%이다 ISA 및
TPS가 동시에 고장일 때는 엔진 최고회전수를 2,500rpm으로 제한시킨다.
그림9 ISA 부분회로도
※ 멀티미터를 이용한 점검
1. 밸브 공급전압 점검
▶ 공회전 속도 조절밸브 커넥터를 분리
▶ 점화스위치: ON
▶ 멀티미터로 공회전 속도 조절밸브의 공급전압을 측정(전압: 배터리 공급전압)
2. 공회전 속도 조절밸브의 저항을 점검
▶ 커넥터를 분리
▶ 액츄에이터의 열림측 3번 단자와 2번 전원공급단자 사이(14∼17Ω: 20℃에서)
▶ 액츄에이터의 닫힘측 1번 단자와 2번 전원공급단자 사이(16∼19Ω: 20℃에서)
3. 열림·닫힘 컨트롤 회로점검
▶ 공회전 속도 조절밸브 커넥터를 연결
▶ IG KEY: ON
▶ 멀티미터 사용: 열림(3) 또는 닫힘(1)측 단자와 보디 접지간에 프로브를 연결하고 공회전때 전압 출력값을 점검
☞ 전압출력: 0V↔배터리 전압(듀티에 의한 변화)
2. 고장코드: P0201∼4 인젝터
인젝터는 솔레노이드 밸브를 가진 분사노즐로서 ECU에서 오는 분사신호(작동시간)에 따라 연료를 분사한다. 인젝터 노즐의 구멍은 일정한
크기이며 연료압력 또한 일정하기 때문에 분사량은 니들밸브가 열린 시간 즉, 솔레노이드 코일이 자화되어 있는 시간에 의해
결정된다.(안전기능)
※ 고장코드 판정조건
▶ 엔진작동때
- 엔진회전수: 1,000rpm이상
- TPS전압: 1.15V이상
- 인젝터 구동 서지전압이 16V 보다 낮게 검출될 때
※ 진단장비를 이용한 점검
인젝터 작동파형
·서비스 데이터 출력점검
인젝터 작동상태 검사
▶ 서비스 데이타 모드: 연료분사 시간을 점검(공회전때: 2.5∼3.5ms, 2,500rpm: 2.0∼3.0 ms, 엔진 급가속때: 차츰
증가)
▶ 액츄에이터 모드: 순차적으로 인젝터를 차단때 엔진회전수의 변화가 있으면 정상
▶ 만약 데이터값이 정상적으로 출력되면 그 문제는 이전에 발생했던 고장이거나 또는 간헐적인 고장으로 의심
※ 멀티미터를 이용한 점검
1. 인젝터 공급전압 점검
▶ 점화스위치를 OFF하고 인젝터 커넥터를 분리
▶ 점화스위치: ON
▶ 테스트기로 인젝터의 1번 단자 공급전압을 측정(전압: 배터리전압)
2. 인젝터 컨트롤 회로검사
▶ 인젝터 커넥터: 분리
▶ 점화스위치: OFF
▶ 인젝터와 ECU의 컨트롤 하니스 사이의 도통 점검(도통되어야 정상)
3. 인젝터 저항 측정
▶ 인젝터의 커넥터 분리
▶ 인젝터 1번과 2번 터미널 사이의 저항을 측정
☞ 저항: 13∼16Ω(20℃)
4. 인젝터의 인젝션량 점검
▶ 각 인젝터의 인젝션량이 10cc이상 차이가 나는지 확인
▶ 각 인젝터의 누유 여부 확인
3. 고장코드: P0300 점화장치 회로이상
점화코일은 1차코일과 2차코일로 구성되어 1차코일에 전류를 보내고 순간적으로 공급전원을 차단때 1차코일에서 순간적인 전압이
상승(역기전력)되고 2차코일에 전류가 이동(상호유도작용)되어 코일의 권선수가 더욱 많은 2차코일에서 높은 전압으로 바뀌는 원리로 만들어졌다. 이
원리를 이용, 2차코일에서 발생된 높은 전압은 점화플러그를 통해 외부로 발산시켜 사용된다.
※ 고장코드 판정조건
▶ 엔진회전수: 4,000rpm이하
- 크랭크앵글센서(CKP), 캠센서(CMP), 엔진회전수를 비교해 판정
※ 진단장비를 이용한 점검
파워 TR 베이스 제어 파형
1. 점화코일 작동상태 검사
▶ 엔진정지 상태
▶ IG KEY: ON
▶ 점화코일 작동상태 검사
▶ 점화코일에서 점화플러그(7mm 정도) 분리
▶ 액츄에이터 검사: 점화코일 선택후 검사 시작(스파크 발생)
2. 이그니션 코일 컨트롤 신호회로 점검
▶ 이그니션 코일 커넥터: 연결
▶ IG KEY: ON
▶ ECU측 컨트롤 3번 단자 전압 확인
※ 멀티미터를 이용한 점검
1. 센서 공급전압 확인
▶ 이그니션 코일 커넥터: 분리
▶ IG KEY: ON
▶ 멀티미터로 이그니션 4번 단자의 공급전압 측정
☞ 전압: 배터리 공급전압
☞ 전압 크랭킹때: 0.1∼3.8V, 3000rpm: 0.1∼3.8V
4. 고장코드: P1520 발전기필드 코일 신호
기존 발전기에서 전기부하 발생때 충전부하 증가로 엔진회전수가 약 75∼100rpm까지 하강되는 문제가 발생했다. 엔진 ECU는 FR단자에서
FR신호를 계측 및 평균 FR듀티를 계산하고, 엔진회전수와 FR듀티에 따라 발전 전류량을 결정, G단자를 제어해 발전전류를 제어한다. 이에 따라
갑작스런 큰 전류량 요구때 엔진 rpm이 하강되는 것을 방지한다.
※ 진단장비를 이용한 점검
충전때 FR/G단자 출력파형
헤드램프 작동때 FR/G단자 출력파형
헤드램프·열선 작동때 FR/G단자 출력파형
출력신호 점검(커넥터: 연결, 엔진: 공회전)
1. 메타기능 사용: 필드코일 FR단자와 보디 접지간의 전압측정
☞ 전압: 0.5∼1.5V에서 배터리전압으로 변동
☞ 주파수: 20∼30㎐
2. 필드코일 FR단자와 보디 접지간의 전압의 드롭상태 점검
▶ 엔진: 공회전
▶ 라디에이타 팬: 정지
▶ 헤드라이트, 정지등, 뒷유리열선은 OFF에서 ON으로 작동하면서 전기 부하를 가한다.
☞ 전압: 출력전압에서 0.2∼3.5V정도 떨어짐
☞ FR단자 확인후 전기 부하에 따라 G단자의 듀티가 변화되는지 확인
☞ 충전때 작동: TR1 ON-TR2 OFF-TR3 ON→G단자: 2∼3V 출력
☞ 충전 안됨: TR1 OFF-TR2 ON-TR3 OFF→G단자: 0∼1.0V 출력
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