KR100405423B1 - 자동차의 냉각연료 공급장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 냉각연료 공급장치 및 그 방법에 관한 것으로서 특히, 연료 공급장치 및 그에 사용되는 압력조절기의 구조를 개선하여 베이퍼 록(vapor lock)에 의한 시동불가현상을 방지하기 위한 것으로서, 연료 공급라인(20)을 통하여, 연료탱크(30)의 연료를 압력조절기(40)와 인젝터(50)를 거쳐 자동차의 엔진(A)에 공급하는 연료공급장치에 있어서, 상기 연료 공급라인(20)은 열교환 효율을 높이기 위하여 표면적이 넓도록 형성되고, 입구측에 제1솔레노이드밸브(22)가 설치되는 냉각연료 공급라인(21)과; 상기 냉각연료 공급라인(21)에 차가운 바람을 불어주기 위한 쿨링팬(60)과; 상기 연료탱크(30)에서 상기 냉각연료 공급라인(21)을 거치지 않도록 상기 압력조절기(40)측과 직접 연결되고 제2솔레노이드밸브(24)가 설치되는 바이패스라인(23)으로 구성되어, 하절기에 베이퍼 록(vapor lock)에 의한 연료의 희박상태로 인하여 시동불량이 발생하고 불완전 연소과정에서 배기가스 발생하는 현상을 방지하고 시동시 엔진출력이 감소되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

Description

자동차의 냉각연료 공급장치 및 그 방법 {Method and apparatus for injecting cooling fuel for automobiles}

본 발명은 자동차의 냉각연료 공급장치 및 그 방법에 관한 것으로서 특히, 연료 공급장치 및 그에 사용되는 압력조절기의 구조를 개선하여, 하절기에 베이퍼 록(vapor lock)에 의한 연료의 희박상태로 인하여 시동불량이 발생하고 불완전 연소과정에서 배기가스 발생하는 현상을 방지하고 시동시 엔진출력이 감소되는 것을 방지하는 자동차의 냉각연료 공급장치 및 그 방법에 관한 것이다.

자동차의 엔진에 공급되는 혼합기에는 배기가스의 정화, 연료소비량의 저감, 출력 향상 등을 동시에 만족시키기 위하여 정밀도가 높은 제어를 필요로 한다. 최근에는 흡입공기량을 전기적으로 검출하고 이것에 따르는 연료를 엔진의 운전 조건에 적응시켜 분사시키는 장치가 사용되고 있으며, 이들 제어에는 컴퓨터가 사용되기 때문에 이를 통상 전자제어식 연료분사(공급)장치라고 한다.

상기와 같은 전자제어식 연료공급장치에서, 연료펌프로부터 기관의 흡기 매니폴드부에 부착되어있는 전자 솔레노이드 밸브식 인젝터까지의 연료계는 부압을 이용하여 작동되는 압력조절기는 연료 레일 내의 연료압력을 약 3.0 bar 정도로 유지시켜 주는 역할을 한다.

도 1은 종래의 연료공급장치의 압력조절기를 나타내는 단면도로서, 연료펌프로부터 보내오는 연료는 압력조절기(10)의 입구(11)로 들어가 연료실(12)에 채워진후에 다이아프램(13)을 거쳐 밸브(14)를 밀어 올려서 설정 압력에서 스프링(15)의 힘과 평형을 이룬 다음에 나머지 연료는 출구(16)로 나가게 된다. 그리하여 연료 압력이 약 3.0 bar 이상이 되면 리턴라인을 통하여 연료탱크로 연료가 복귀된다.

하절기에 차량을 포장된 도로에서 등판이나 느린 주행을 한 후에 엔진을 정지시키고 잠시 시간이 지나게 되면 엔진에서 발생하는 열과 지면에서 올라오는 열기가 합쳐져서 엔진 룸 내부의 온도가 급상승하게 된다. 따라서 인젝터 부근의 연료온도가 약 100도가 넘는 상태로 있게되면 재시동의 크랭킹시에 인젝터의 밸브가 열릴 때 밸브 근방의 연료 압력이 순간적으로 대기압에 가까워져서 그 순간 베이퍼(vapor)가 격심하게 발생되어 인젝터 내의 연료가 증기상태로 되어버린다. 그 현상이 계속되면 인젝터 개폐시간으로 계산되는 연료의 양이 급격히 감소하여 연료가 부족한 상태가 된다.

따라서 상기와 같은 연료공급장치 및 압력조절기를 사용할 경우에는 하절기에 베이퍼의 발생에 의하여 크랭킹을 계속해도 쉽게 엔진의 시동이 되지 않는 단점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 연료 공급장치 및 그에 사용되는 압력조절기의 구조를 개선하여, 하절기에 베이퍼 록(vapor lock)에 의한 연료의 희박상태로 인하여 시동불량이 발생하고 불완전 연소과정에서 배기가스 발생하는 현상을 방지하고 시동시 엔진출력이 감소되는 것을 방지하는 자동차의 냉각연료 공급장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 연료 공급라인을 통하여, 연료탱크의 연료를 압력조절기와 인젝터를 거쳐 자동차의 엔진에 공급하는 연료공급장치에 있어서, 상기 연료 공급라인은 열교환 효율을 높이기 위하여 표면적이 넓도록 형성되고, 입구측에 제1솔레노이드밸브가 설치되는 냉각연료 공급라인과; 상기 냉각연료 공급라인에 차가운 바람을 불어주기 위한 쿨링팬과; 상기 연료탱크에서 상기 냉각연료 공급라인을 거치지 않도록 상기 압력조절기측과 직접 연결되고 제2솔레노이드밸브가 설치되는 바이패스라인을 구성함으로써 달성된다.

도 1은 종래의 연료공급장치의 압력조절기를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명의 자동차의 냉각연료 주입장치를 나타내는 시스템도,

도 3은 본 발명의 자동차의 냉각연료 주입장치의 압력조절기를 나타내는

단면도,

도 4는 본 발명의 자동차의 냉각연료 주입방법을 나타내는 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 연료 공급라인 21 : 냉각연료 공급라인

22 : 제1솔레노이드밸브 23 : 바이패스라인

24 : 제2솔레노이드밸브 30 : 연료탱크

40 : 압력조절기 47 : 제3솔레노이드밸브

48 : 바이패스관

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 자동차의 냉각연료 주입장치를 나타내는 시스템도로서, 본 발명은 연료 공급라인(20)을 통하여, 연료탱크(30)의 연료를 압력조절기(40)와 인젝터(50)를 거쳐 자동차의 엔진(A)에 공급하는 연료공급장치에 있어서, 상기 연료 공급라인(20)은 열교환 효율을 높이기 위하여 표면적이 넓도록 형성되고, 입구측에 제1솔레노이드밸브(22)가 설치되는 냉각연료 공급라인(21)과; 상기 냉각연료 공급라인(21)에 차가운 바람을 불어주기 위한 쿨링팬(60)과; 상기 연료탱크(30)에서 상기 냉각연료 공급라인(21)을 거치지 않도록 상기 압력조절기(40)측과 직접 연결되고 제2솔레노이드밸브(24)가 설치되는 바이패스라인(23)으로 구성됨을 그 기술상의특징으로 한다.

또한 상기 압력조절기(40)는, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 연료펌프로부터 보내오는 연료가 주입구(41)로 유입되어 채워지는 연료실(42)과; 상기 연료실(42)에 채워지는 연료에 의하여 밸브(43)를 밀어 올려는 다이아프램(44)과; 설정 압력에서 상기 다이아프램(44)과 평형을 이루는 스프링(45)과; 상기 다이아프램(44)과 스프링(45)이 힘과 평형을 이룬 후에 나머지 연료가 빠져나가는 출구(46)와; 상기 주입구(41)와 출구(46) 사이에 연결되며 제3솔레노이드밸브(47)를 가지는 바이패스관(48)으로 구성된다.

또한 도 4는 본 발명의 자동차의 냉각연료 주입방법을 나타내는 순서도로서, 본 발명은 상기 자동차의 냉각연료 주입장치를 이용하여 자동차에 냉각연료를 주입하는 방법에 있어서, 자동차의 시동완료인지를 판단하는 제 1단계(S1)와; 연료온도가 100 ℃ 이상인지를 판단하는 제 2단계(S2)와; 상기 연료온도가 100 ℃ 이상인 경우 베이퍼 록(vapor lock)을 경고하는 제 3단계(S3)와; 키 스위치가 점화(ignition on)상태인지를 판단하는 제 4단계(S4)와; 상기 제1솔레노이드밸브(22)를 열고 제2솔레노이드밸브(24)를 닫고, 제3솔레노이드밸브(47)를 열어 연료를 일정듀티로 바이패스시키며, 쿨링팬(60)을 구동시키는 제 5단계(S5)와; 연료온도가 설정온도 이하인지를 판단하여 설정온도 이하인 경우에 상기 제3솔레노이드밸브(47)를 닫아 바이패스를 중지시키고, 쿨링팬(60)의 제어를 통상제어로 복귀시키는 제 6단계(S6)와; 시동을 요구하는 메시지를 출력하는 제 7단계(S7)와; 시동완료인지를 판단하여 시동이 완료된 경우에 상기 제1솔레노이드밸브(22)를 닫고 제2솔레노이드밸브(24)를 개방시키고 복귀하는 제 8단계(S8)로 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

이하, 상기 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

열간 재시동시 연료 라인에 있는 연료온도 센서로부터 연료의 온도가 100 ℃ 이상으로 감지된 상태에서 시동이 걸리지 않게 되면 베이퍼 록(vapor lock)에 의한 시동불능으로 ECU에서 판단을 한다(S1, S2).

그리고 베이퍼 록을 경고하는 경고 메시지를 운전자에게 알림으로써 원활한 재시동이 이루어질 수 있는 조건을 요구한다(S3).

그것은 연료온도가 설정온도 이하로 내려갈 때까지 계속 키 스위치를 점화(ignition on)상태로 유지하도록 한다(S4). 왜냐하면 점화상태에서 연료펌프가 구동이 되기 때문이다.

그리하여 ECU는 제1솔레노이드밸브(22)와 제3솔레노이드밸브(47)를 개방시키고, 제2솔레노이드밸브(24)를 폐쇄시켜 연료가 압력조절기(40)를 바이패스하고, 쿨링팬(60)을 작동시켜(S5), 연료탱크(30)에서 공급되는 연료가 냉각연료 공급라인(23)을 통과하면서 쿨링팬(60)에 의하여 냉각된 상태에서 압력조절기(40)도 바이패스하여 엔진에 공급되게 된다.

이후, 상기 연료 쿨링 작용에 의하여 연료의 온도가 설정온도보다 낮게되면제3솔레노이드밸브(47)를 폐쇄하여 연료의 압력을 3.0 bar 정도로 유지시키도록 복귀하고(S6), 이상의 조건이 만족되면 시동을 걸게끔 메시지를 출력한다(S7).

다음에 시동이 완료된 때에는 ECU는 제1솔레노이드밸브(22)를 구동시켜 폐쇄하고, 제2솔레노이드밸브(24)를 개방하여 평상시와 같은 상태로 연료를 순환시키는 것이다(S8).

상기와 같은 방법으로 베이퍼 록에 의한 엔진 시동 불가현상을 방지할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 하절기에 베이퍼 록(vapor lock)에 의한 연료의 희박상태로 인하여 시동불량이 발생하고 불완전 연소과정에서 배기가스 발생하는 현상을 방지하고 시동시 엔진출력이 감소되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 연료 공급라인을 통하여, 연료탱크의 연료를 압력조절기와 인젝터를 거쳐 자동차의 엔진에 공급하는 연료공급장치에 있어서,

   상기 연료 공급라인은 열교환 효율을 높이기 위하여 표면적이 넓도록 형성되고, 입구측에 제1솔레노이드밸브가 설치되는 냉각연료 공급라인과;

   상기 냉각연료 공급라인에 차가운 바람을 불어주기 위한 쿨링팬과;

   상기 연료탱크에서 상기 냉각연료 공급라인을 거치지 않도록 상기 압력조절기측과 직접 연결되고 제2솔레노이드밸브가 설치되는 바이패스라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 냉각연료 공급장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압력조절기는

   연료펌프로부터 보내오는 연료가 주입구로 유입되어 채워지는 연료실과;

   상기 연료실에 채워지는 연료에 의하여 밸브를 밀어 올려는 다이아프램과;

   설정 압력에서 상기 다이아프램과 평형을 이루는 스프링과;

   상기 다이아프램과 스프링이 힘과 평형을 이룬 후에 나머지 연료가 빠져나가는 출구와;

   상기 주입구와 출구 사이에 연결되며 제3솔레노이드밸브를 가지는 바이패스관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 냉각연료 주입장치.
3. 제 1항의 장치를 이용하여 자동차에 냉각연료를 주입하는 방법에 있어서,

   자동차의 시동완료인지를 판단하는 제 1단계와;

   연료온도가 100 ℃ 이상인지를 판단하는 제 2단계와;

   상기 연료온도가 100 ℃ 이상인 경우 베이퍼 록(vapor lock)을 경고하는 제 3단계와;

   키 스위치가 점화(ignition on)상태인지를 판단하는 제 4단계와;

   상기 제1솔레노이드밸브를 열고 제2솔레노이드밸브를 닫고, 제3솔레노이드밸브를 열어 연료를 일정듀티로 바이패스시키며, 쿨링팬을 구동시키는 제 5단계와;

   연료온도가 설정온도 이하인지를 판단하여 설정온도 이하인 경우에 상기 제3솔레노이드밸브를 닫아 바이패스를 중지시키고, 쿨링팬의 제어를 통상제어로 복귀시키는 제 6단계와;

   시동을 요구하는 메시지를 출력하는 제 7단계와;

   시동완료인지를 판단하여 시동이 완료된 경우에 상기 제1솔레노이드밸브를 닫고 제2솔레노이드밸브를 개방시키고 복귀하는 제 8단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 냉각연료 주입방법.