차량을 운전하다보면, 경우에 따라 엔진의 출력을 가감해야 하는 필요가 있습니다. 가솔린엔진에서 출력을 더 많이 발생시키기 위해서는 보다 많은 공기가 연소실로 유입되고 또 늘어난 공기량에 알맞은 양의 연료가 공급되어 적절한 시점에 점화가 일어나야 합니다. 가솔린엔진에서는 공기량의 공급이 드로틀바디를 통해서 이루어지는데, 따라서 운전자가 드로틀밸브에 연결된 액셀레이터페달을 밟음으로써 엔진의 출력이 제어되는 것입니다.
일반적으로 액셀페달을 밟지 않는 상태에서 엔진의 회전이 유지되고 있을 때를 아이들(Idle)이라고 합니다. 공학적으로 아이들이란 엔진에서 발생한 출력과 마찰 등에 의해 소모되는 손실에너지가 평형을 이루는 상태에서 일정한 회전속도를 유지하는 것을 말합니다.
그런데, 엔진이 아이들 상태에 있더라도 에어컨을 켠다든지, 헤드라이크를 켠다든지, 냉각팬이 회전하는 등의 상황이 있을 수 있습니다. 이런 상황은 모두 동력이 필요한 경우로, 이때 필요한 동력을 엔진에서 공급받아야 하므로, 엔진은 추가적인 동력의 발생이 요구됩니다. 앞에서도 언급하였듯이 엔진의 출력이 상승하려면 여분의 공기가 공급되어야 하므로, 여분의 공기를 공급하기 위하여 운전자로 하여금 추가 동력이 필요할 때마다 액셀페달을 밟도록 할 수는 없습니다. 따라서, 액셀페달을 밟지 않아 드로틀밸브가 닫혀져 있는 상태에서도 여분의 공기가 공급되도록 하는 장치가 필요하며, 이 여분의 공기 공급장치를 공회전속도 제어장치(ISC: Idle Speed Controller)라고 하며, 이 ISC의 목적은 항상 일정한 공회전속도를 유지하는 것입니다.
ISC에 의하여 엔진으로 유입되는 여분의 공기는 드로틀밸브를 거치지 않고 별도의 통로를 통하여 아래 그림과 같이 바이패스(bypass)하게 되는 방식이 많이 사용되고 있습니다. 바이패스되는 공기량의 제어에는 엔진의 상태에 대한 여러 가지 정보를 필요로 합니다. 엔진이 구동해야 하는 부하의 종류, 엔진의 마찰정도를 예상할 수 있게 하는 냉각수온, 실제의 엔진 회전수, 각각의 부하에 따라 설정되어 있는 목표회전수 등이 ISC제어에 필요한 정보들입니다. 또, ISC제어에는 학습보정(Adaption)이라는 중요한 기능도 포함되어 있습니다. 이것은, 차량간의 편차에 의해 목표 엔진 회전수를 서로 다를 수가 있는데, 서로 다른 차량에서도 동일한 목표회전수를 유지할 수 있도록 차량별로 공기량을 보상하는 기능을 말합니다.
ISC는 공회전수 조절 기능 외에 부가적인 기능도 가지고 있습니다. 아래 표에 ISC의 부가기능을 정리합니다.
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Fast Idle-Up |
엔진의 난기(warm-up)를 빠르게 할 목적으로, 엔진의 냉각수온에 따라 공회전수를 높게 유지하는 기능. 이 기능에 의해 겨울철에 시동을 걸면, 시동 초기에 엔진회전수가 높게 유지되었다가 시간이 경과하여 냉각수온이 높아짐에 따라 점차 낮은 공회전수로 안정적으로 변화됨. |
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Dash-pot |
운전자가 액셀페달을 놓게 되면 드로틀밸브의 리턴스프링에 의해 드로틀밸브가 급격하게 닫혀 유입공기량의 급격한 변동이 초래되는데, 이로 인하여 야기되는 엔진 회전의 불안정을 막기 위해, 드로틀밸브가 최종적으로 닫히는 시점 근방에서 유입 공기량이 서서히 감소되도록, 일시적으로 보상하는 기능. |
