KR100290337B1 - 차량용증발가스퍼지제어시스템및그방법 - Google Patents

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Abstract

차량용 증발가스 퍼지 제어시스템 및 그 방법에 있어서, 본 발명에서는, 자동차의 연료 탱크 내의 증발가스를 용이하게 포집하여 이용하기 위하여, 전자 제어 장치에 신호를 보내고 연료 탱크에 설치되는 압력 센서와, 상기한 전자 제어 장치에 의하여 작동하고 캐니스터의 입구에 들어가는 유로와 서지탱크에 유입되는 유로 사이를 통하도록 설치되는 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 포함하는 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템을 제공한다.
그리고, 제1설정치와 제2설정치를 두고 만족하는 구역에 따라 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브와 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브가 여닫게 되는 것을 제공한다.
이러한 시스템은 환경의 보호와, 제작비의 절감과, 차량 부피의 축소와, 경쟁력의 강화와, 운전 환경의 개선 등의 효과가 있다.

Description

차량용 증발가스 퍼지 제어시스템 및 그 방법
제 1도는 본 발명의 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템을 나타내는 구성도,
제 2도는 본 발명의 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템의 구성을 간략하게 나타내는 블록도,
제 3도는 본 발명의 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템을 나타내는 흐름도,
제 4도는 종래의 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템을 나타내는 구성도이다.
3. 발명의 상세한 설명
본 발명은 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 기화기나 연료 탱크 내의 가솔린이 증발하여 탱크내에 방출되는 가스를 용이하게 포집하여 재연소를 할 수 있도록 하는 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
[종래의 기술]
일반적으로, 연료 증발가스 배출 억제 장치는 기화기나 연료 탱크 내의 가솔린이 증발하여 대기 중에 방출되는 가스인 연료 증발가스를 엔진이 정지하고 있을 때 포집하여 재연소시키도록 하는 장치이다.
종래의 연료 증발가스의 대책에는 크랭크 케이스 저장방식, 차아콜 캐니스터(charcoal canister) 방식, 공기청정기 케이스 방식이 있다.
차아콜 캐니스터 방식은 가솔린을 활성탄(charcoal)으로 흡착시켜 저장하였다가 외기와 함께 기화기로 들어가도록 하는 방식이다.
캐니스터 방식에 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 장착하고 이 밸브를 전자 제어 장치[ECU(electronic control unit)]로 제어하도록 하는 것이다.
제3도에 있어서, 연료 탱크(101)는 내측에 연료 펌프(103)를 내장하며, 이 연료 펌프(103)의 펌핑 작용으로 연료가 딜리버리 파이프(미 도시)를 경유하여 인젝터(105)로 공급 ·분사되어 엔진 연소실(미 도시)로 유입되어 연소된다.
이와 같이, 연료 펌프(103)의 펌핑 작용으로 연료 탱크(101) 내에는 진공압이 발생되며, 이 진공압을 해제시키기 위하여 연료 탱크(101)의 일측에 연료필러 캡(107)을 장착한다.
그리고, 상기한 바와 같이, 연료 펌프(103)에서 토출되어 딜리버리 파이프로 공급되는 연료는 인젝터(105)로 일정량 공급되고, 나머지는 리턴 파이프(미도시)를 통하여 다시 연료 탱크(101)로 귀환된다.
물론, 연료의 자연적인 기화 작용으로 증발가스가 발생하지만, 리턴 파이프를 경유하여 되돌려지는 고온의 연료에 의하여 연료탱크(101)내의 연료온도가 상승되며, 연료가 기화 작용을 더욱 일으킨다.
그래서, 이 증발가스는 연료 탱크(101) 내의 압력을 상승시키기 때문에, 이를 제어하기 위하여 연료 탱크(101)과 서지 탱크(109) 사이에 전자 제어장치(111)에 의하여 제어되는 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(113)와, 가솔린 증기를 활성탄에 흡착시켜 저장하였다가 외기와 함께 상기한 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(113)를 경유하여 서지 탱크(109)로 보내도록 하는 캐니스터(115)를 보유하고 있다.
그리고, 상기한 캐니스터(115)와 상기한 연료 탱크(101) 사이에 체크 밸브(117)와 양방향 밸브(119)가 설치되어 있다.
이와 같이 이루어지는 시스템은 전자 제어 장치(111)에 흡기 다기관 부압과 냉각수온과 에어컨디셔너 스위치 상태 등이 전자 제어 장치(111)에 입력되면, 이 전자 제어 장치(111)는 입력 신호를 처리하여 처리된 신호를 지 컨트롤 솔레노이드 밸브(113)에 보내고, 이 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(113)는 작용한다.
이때, 연료 탱크(101) 내에 존재하는 증발가스는 자신의 압력으로 양방향 밸브(119) → 체크 밸브(117) → 캐니스터(115) → 퍼지 컨트롤 솔레노이드 -밸브(113)순으로 하여 서지 탱크(109)로 들어가서 엔진 실린더에 보충되어 들어간다.
[발명이 이루고자 하려는 문제점]
그러나, 종래의 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템은 연료 탱크의 압력을 제어 할 수가 없기 때문에 연료 탱크 내에 큰 압력이 발생하면 증기 가스의 누설이 발생하는 문제점이 있다.
상기한 바와 같이, 누설 가스가 밖으로 나오면 가솔린 냄새가 나고, 환경에 영향을 미치므로 경쟁력이 떨어진다.
물론, 캐니스터의 용량을 증가시켜서 누설을 방지할 수 있지만, 이러한 방법은 캐니스터가 차지하는 부피가 커지며 차량의 가격을 증가시킨다.
특히, 고온 저압의 지역에서는 차량 주행 중에 연료 가스의 누설이 심하며, 가솔린 냄새가 더욱 많이 나게 된다.
문제점을 해결하기 위한 수단
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 자동차의 연료 탱크 내의 압력에 따라 용이하게 작동하도록, 또 하나의 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 연료 탱크에서 바로 서지 탱크로 통할 수 있도록 설치·제어하는 차량용 증발가스 퍼지 제어시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 시스템은 전자 제어장치에 신호를 보내고 연료 탱크에 설치되는 압력 센서와, 상기한 전자 제어장치에 의하여 작동하고 캐니스터의 입구에 들어가는 유로와 서지 탱크에 유입되는 유로 사이를 통하도록 설치되는 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브를 포함한다.
본 발명의 방법은 압력 센서에 의하여 측정되는 탱크 내압이 제1설정치 미만인지 판단하는 제1단계와, 이 제1단계를 만족하지 않고 탱크의 내압이 제1설정치 이상이고 제2설정치 이하인지를 판단하는 제2단계와, 상기한 제1단계와 제2단계에 의하여 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브들이 여닫게 되는 제3단계를 포함한다.
[작용]
이와 같이 이루어지는 시스템은 탱크 내의 압력이 제1설정치 미만이면 종래와 마찬가지로 연료 탱크 내의 가스가 캐니스터를 경유하여 서지 탱크로 유입되고, 탱크 내의 압력이 설정 범위 내이면 연료 탱크의 가스가 곧바로 서지 탱크로 유입되고, 탱크 내의 압력이 제2설정치를 초과하면 연료 탱크 내의 가스가 캐니스터를 경유하여 서지 탱크로 유입될 뿐만 아니라 연료 탱크 내의 가스가 곧바로 서지 탱크로 유입되도록 이루어진다.
따라서, 연료 탱크 내의 압력에 의하여 발생하는 가스 누설이 방지되고, 캐니스터의 역할을 줄여 주므로 캐니스터의 용량을 줄일 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
제1도에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 시스템은, 연료를 사용할 수 있도록 보관하는 연료 탱크(1)와, 이 연료 탱크(1) 내의 압력을 감지하는 압력 센서(3)와, 상기한 압력 센서(3)의 신호를 받아서 변환하며 변환된 신호를 내보내는 전자 제어 장치(5)와, 증발가스를 유입하여 연소실에 보내는 서지 탱크(7)와, 상기한 연료 탱크(1)에서 나오는 증발가스의 압력에 의하여 작용되고 가스가 흐르도록 설치되는 양방향 밸브(9)와, 이 양방향 밸브(9)에서 나오는 가스가 흐르도록 설치되는 체크 밸브(11)와, 이 체크 밸브(11)에서 나오는 가스를 받아서 외기와 함께 내보내도록 설치되는 캐니스터(13)를 보유하고 있다.
그리고, 본 실시예의 시스템은 상기한 캐니스터(13)에서 나오는 혼합가스를 받아서 상기한 서지 탱크(7)로 보내도록 설치되고 상기한 전자 제어장치(5)의 변환된 신호를 받아서 작용하는 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)와, 상기한 체크 밸브(11)에서 나오는 가스를 바로 상기한 서지 탱크(7)에 보내도록 설치되고 상기한 전자 제어 장치(5)의 변환된 신호를 받아서 작용하는 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)를 포함한다.
제2도에 있어서, 본 실시예에서는 시동 스위치 작동 신호와 압력 센서 감지 신호등이 전자 제어 장치(5)에 입력됨과 동시에 미리 설정된 조건에 맞도록 계산되어 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)와 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)를 제어한다.
제3도에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 방법은 압력 센서(3)에 의하여 측정되는 연료 탱크 내압이 제1설정치 미만인지 판단하는 제1단계와, 이 제1단계를 만족하지 않고 연료 탱크의 내압이 제1설정치 이상이고 제2설정치 이하인지를 판단하는 제2단계와, 상기한 제1단계와 제2단계에 의하여 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브들이 여닫게 되는 제3단계를 포함한다.
상기한 제3단계는 상기한 제1단계를 만족하면 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)가 열리고 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)가 닫힌 상태가 되는 단계와, 상기한 제2단계를 만족하면 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)가 열리고 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)가 닫힌 상태가 되는 단계와, 상기한 제2단계를 만족하지 않으면 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)와 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)가 열리게 되는 단계로 이루어진다.
이하, 제1도 및 제3도를 참조하역 본 실시예의 시스템의 작용을 설명한다.
여기서, 설정치는 압력이며, 하한선인 제1설정치는 대기압인 101.325KPa(KN/m2)이고, 상한선인 제2설정치는 102.65KPa(KN/m2)이다.
시동 스위치(미 도시)로 시동을 걸면 시스템이 작동할 수 있는 상태가 되고, 시동을 끄면 시스템은 작동하지 않는다.(S10)
상기한 시동이 걸리면서 상기한 시동 스위치에 의하여 작동하는 릴레이(19)가 작동하여 전기가 시스템에 흐르게 된다.(S20)
이때, 연료 탱크(1) 내의 압력이 제1설정치 미만에 있으면 다음 단계로 이어지고, 연료 탱크(1) 내의 압력이 설정 범위에 있지 않으면 다른 다음 단계로 이어 진다.(S30)
상기한 연료 탱크 내의 압력이 제1설정치 미만에 있으면, 전자 제어장치(5)는 압력 센서(3)의 신호를 받고 이 신호를 변환하여 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)에 변환된 신호를 보낸다.
이때, 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)는 열린다.(S40)
그리고, 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)는 닫힌 상태를 유지한다.(S50)
따라서, 연료 탱크(1)의 증기 가스는 유로로 연결되는 양방향 밸브(9) → 체크 밸브(11) → 캐니스터(13) 순으로 하여 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)를 경유하여 서지 탱크(7)로 유입된다.
상기한 30단계(S30)에서 탱크 내의 압력이 제1설정치 보다 크면, 탱크 내의 가스 압력이 제1설정치 이상이고 제2설정치 이하 인지를 판단한다.(S40)
상기한 41단계(S4D를 만족하면 전자 제어 장치(5)는 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)에 지령 전류를 보내서 밸브(17)를 개방한다.(S50)
그리고, 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)는 닫힌 상태를 유지한다.(S61)
그러므로, 연료 탱크(1)의 증기 가스는 유로로 연결되는 양방향 밸브(9)→ 체크 밸브(11) 순으로 하여 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)를 경유하여 서지 탱크(7)로 유입된다.
상기한 41단계(S41)의 조건을 만족하지 않으면, 즉 탱크 내의 가스 압력이 제2설정치를 초과하면, 전자 제어 장치(5)는 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)에 지령 전류를 보내서 밸브(15)를 개방한다.(S52)
그리고, 상기한 전자 제어 장치(5)는 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)에도 지령 전류를 보내서 밸브(17)를 개방한다.(S62)
그래서, 연료 탱크(1)의 증기 가스는 유로로 연결되는 양방향 밸브(9) → 체크 밸브(11) 순으로 흘러서, 한편으로는 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)를 경유하여 서지 탱크(7)로 들어가고, 다른 한편으로는 캐니스터(13)와 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15) 순으로 경유하여 서지 탱크(7)로 들어가.
물론, 전자 제어 장치는 멥센서에서 보내는 흡기 다기관 부압과, 냉각수은 센서에서 보내는 온도 등을 입력하여 적절한 신호를 보낼 수 있도록 되어 있다.
[효과]
이상과 같이 이루어지는 시스템 및 그 방법은 고온 고지 환경에서도 연료 가스의 냄새를 제거하므로 환경을 보호하고, 캐니스터의 용량을 줄일 수 있으므로 제작비를 절감할 수 있으며, 상대적인 작은 부피로 좋은 결과를 발생한다.
그래서, 시장에서 경쟁력에 우위를 차지하며, 운전 환경을 개선하는 등의 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 차량용 증발가스 퍼지 제어 시스템에 있어서, 연료를 사용할 수 있도록 보관하는 연료탱크(1)와, 상기 연료탱크(1) 내의 압력을 감지하는 압력 센서(3)와, 상기 압력 센서(3)의 신호를 받아서 변환하며, 변환한 신호를 내보내는 전자 제어 장치(5)와, 증발가스를 유입하여 연소실에 보내는 서지탱크(7)와, 상기 연료탱크(1)에서 나오는 증발가스의 압력에 의하여 작용되고, 가스가 흐르도록 설치되는 양방향 밸브(9)와, 상기 양방향 밸브(9)에서 나오는 가스가 흐르도록 설치되는 체크 밸브(11)와, 상기 체크 밸브(11)에서 나오는 가스를 받아서 외기와 함께 내보내도록 설치되는 캐니스터(13)와, 상기 캐니스터(13)에서 나오는 혼합 가스를 받아서 상기한 서지탱크(7)로 보내도록 설치되고, 전자 제어 장치(5)에서 나오는 변환된 신호를 받아서 작용하는 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)와, 상기 체크 밸브(11)에서 나오는 가스를 바로 상기한 서지탱크(7)에 보내도록 설치되고, 전자 제어 장치(5)에서 나오는 변환된 신호를 받아서 작용하게 설치한 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 증발가스 퍼지 제어 시스템.
  2. 압력 센서(3)에 의하여 측정되는 탱크(1) 내압이 제1설정치 미만인지 판단(S30)하는 제1단계와, 상기 제1단계를 만족하지, 않고, 탱크(1)의 내압이 제1설정치 이상이고 제2설정치 이하의 범위인지를 판단(S4D하는 제2단계와, 상기 제1단계를 만족하면 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)가 열리고(S40), 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)가 닫힌(S50) 상태가 되는 단계와, 상기 제2단계를 만족하면 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)가 열리고(S51), 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)가 닫힌(S61) 상태가 되는 단계와, 상기 제2단계를 만족하지 않으면 제1퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(15)와 제2퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브(17)가 열리게(S52)(S62) 되는 단계로 제어되는 제3단계를 제어방법을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 증발가스 퍼지 제어방법 .
  3. 제2항에 있어서, 제1설정치는 대기압인 101.325PaKPa(KN/m2)이고, 제2설정치는 102.65KPa(KN/m2)인 것을 특징으로 하는 차량용 증발가스 퍼지 제어방법.
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