KR100405534B1 - 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량의 연료시스템 보호구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량의 연료시스템 보호구조에 관한 것으로, 연료탱크에 증기분리기와 압력센서가 관로를 통해 연결되고, 상기 증기분리기에 캐니스터가 연결되며, 이 캐니스터에는 제어신호에 따라 동작되는 캐니스터 클로즈 밸브가 연결됨과 더불어 서지탱크와 퍼지 콘트롤 밸브가 연결된 캐니스터 콘트롤 밸브 장착차량에 있어서, 상기 캐니스터 클로즈 밸브와 캐니스터의 연결관로에, 내측관과 외측관의 2중구조를 이루면서 이 외측관에 인디케이팅창이 형성된 안전관이 설치되어 있다.

Description

캐니스터 클로즈 밸브 장착차량의 연료시스템 보호구조{A Protective Structure for Fuel System of Vehicle with Canister Close Valve}

본 발명은 캐니스터 클로즈 밸브가 장착된 차량에 관한 것으로. 특히 캐니스터와 캐니스터 클로즈 밸브의 연결관로에 안전관을 설치하여 연료증발가스로 인해 연료시스템이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량의 연료시스템 보호구조에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 자동차의 배출가스 정화 대책은 여러각도에서 연구가 진행되고 있으나 유해성분의 발생 또는 생성원인이 서로 다르기 때문에 이를 동시에 해결하는 것은 쉽지 않다. 한편, 유해 배출가스 중 연료증발가스는 탄화수소(HC)가 주성분으로서 이는 호흡기 계통과 눈에 치명적인 영향을 주며, 질소산화물과 합성하면서 광화학 스모그를 생성시키게 된다.

이런 이유로 인해 미국환경보호청(Enviornmental Protection Agency)이나 캘리포니아주 대기 지원국(California Air Resources Board)에서는 연료탱크로부터 흡기다기관까지의 배관 부위에서 새는 증발연료의 양을 진단하고 허용량을 넘을 경우 대책을 강구하여 증발연료가 대기중으로 방출되는 것을 미연에 방지하도록 요구하고 있고, 진단장치나 누설진단방법을 제안하고 있는 실정이다.

한편, 연료 증발가스 억제 시스템은 다양한 방식으로 제시되어 있으며, 이 중 활성탄을 사용하는 차콜 캐니스터 방식은 연료탱크내에서 증발하는 연료증기에 함유된 탄화수소를 활성탄이 저장되어 있는 캐니스터에 포집하도록 되어 있고, 포집된 탄화수소는 캐니스터 클로즈 밸브(Canister Close Valve:CCV)가 개방되면 유입되는 외기에 의해 이탈되어 퍼지콘트롤밸브(7), 서지탱크(6), 흡기다기관을 거쳐 연소실로 공급되어 연소되도록 되어 있다.

그리고, 이 같은 연료 증발가스 억제 시스템에 있어서, 증발가스 라인에 미세한 구멍이 발생되어 증발가스가 누설될 경우 증발가스 누설에 대한 대기오염을 유발하므로 증발가스 억제 시스템의 고장으로 판단하여 고장유무확인램프를 점등시킴으로써 운전자에게 알려주는 것을 연료증발가스 배출억제 시스템의 모니터링이라 한다.

여기서 상기 캐니스터 클로즈 밸브는 모니터링 구간에서 연료시스템을 밀폐시키게 되는바, 이 캐니스터 클로즈 밸브는 하드웨어(Hardware)적으로 오동작(close stuck)된 상태에서 기능이 정지되는 경우가 있는데, 이 경우 전자제어유니트(도시되지 않음)에서 이를 감지하여 캐니스터 퍼지를 중단시킴으로써 연료시스템의 과도한 압력저하에 따른 훼손을 방지하게 된다.

그리고, 이 같이 캐니스터 클로즈 밸브에 에러가 발생한 상태에서 사용자가 신속하게 조치를 취하지 않게 되면 밀폐되어 있는 연료시스템은 연료증기에 의해 압력이 상승하게 되고, 특히 여름철과 같이 연료온도가 상대적으로 높은 상태에서는 압력을 배출할 수 없는 상황에서 연료증기에 의해 연료시스템의 압력이 계속 상승하게 됨에 따라 연료탱크나 캐니스터, 증기분리기등이 파손되게 된다는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 연료시스템에 과도한 압력이 걸릴 경우 연료시스템에 손상이 가기 전에 먼저 파손되는 안전장치를 마련함으로써, 수리비용을 절감할 수 있도록 된 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량의 연료시스템 보호구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료탱크에 증기분리기와 압력센서가 관로를 통해 연결되고, 상기 증기분리기에 캐니스터가 연결되며, 이 캐니스터에는 제어신호에 따라 동작되는 캐니스터 클로즈 밸브가 연결됨과 더불어 서지탱크와 퍼지콘트롤 밸브가 연결된 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량에 있어서, 상기 캐니스터 클로즈 밸브와 캐니스터의 연결관로에, 내측관과 외측관의 2중구조를 이루면서 이 외측관에 인디케이팅창이 형성된 안전관이 설치되어 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 차량의 증발가스 제어장치의 개략 구성도,

도 2는 도 1에서의 A부 부분단면도,

도 3은 도 2에서의 I-I선 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 --- 연료탱크, 2 --- 증기분리기,

3 --- 압력센서, 4 --- 캐니스터,

5 --- 캐니스터 클로즈 밸브, 6 --- 서지탱크,

7 --- 퍼지콘트롤 밸브, 8 --- 안전관,

9 --- 내측관, 10 --- 외측관,

11 --- 인디케이팅창, 12 --- 연료시스템,

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 차량의 증발가스 제어장치의 개략 구성도로써, 본 발명 연료시스템 보호구조는 도면에 도시된 것과 같이, 연료탱크(1)에 증기분리기(2)가 관로를 통해 연결되고, 이 관로의 임의의 위치에 연료탱크(1)에서 증발되는 가스의 압력을 검출하는 압력센서(3)가 설치되며, 상기 증기분리기(2)에 연료증발가스를 포집하는 캐니스터(4)가 관로를 통해 연결되어 있다.

그리고, 이 캐니스터(4)의 임의의 위치에 외기를 유입시키기 위한 관로가 연결되고, 상기 관로의 임의 위치에 제어부(도시되지 않음)의 신호에 따라 온/오프되면서 유입되는 공기를 단속하는 캐니스터 클로즈 밸브(5)가 연결되며, 상기 캐니스터(4)에는 스로틀밸브(도시되지 않음)를 통해 유입되는 흡입공기를 저장하는 서지탱크(6)가 관로를 통해 연결되는 한편, 이 연결관로의 임의 위치에 상기 제어부의 신호에 따라 온/오프되어 캐니스터(4)에 포집된 증발가스를 서지탱크(6)를 통해 연소실로 유입시키는 퍼지콘트롤 밸브(7)가 설치되어 있다.

또한, 상기 캐니스터 클로즈 밸브(5)와 캐니스터(4)의 연결관로에는 안전관(8)이 설치되어 있는 바, 이 안전관(8)은 도 2와 도 3에 각각 도시된 것과 같이, 내측관(9)과, 이 내측관(9)에 비해 상대적으로 강성이 큰 외측관(10)의 2중구조로 이루어진다.상기 내측관(9)은 캐니스터(4) 및 캐니스터 클로즈 밸브(5)와의 연결부와 동일한 정도의 지름을 갖고 있고, 상기 외측관(10)은 일종의 원통으로서 양측면에 형성된 구멍으로 상기 내측관(9)이 관통되어 있으며(구멍과 내측관의 사이에는 시일링되어 있음은 물론이다.) 내측관(9)보다 큰 지름을 갖고 있어서 내측관(9)과 외측관(10)의 사이에는 소정의 공간이 형성된다.한편, 상기 외측관(10)에는 내부의 내측관(9) 상태를 관찰할 수 있도록 소정 형상으로 인디케이팅창(11)이 형성된다.

따라서, 연료탱크(1)에서 증발하는 증발가스는 증기분리기(2)에서 분리된 다음 캐니스터(4)에 포집되게 되고, 캐니스터(4)내의 활성탄에 포집된 증발가스는 퍼지제어밸브(7)와 서지탱크(6)를 거쳐 흡기다기관을 통해 연소실로 유입되어 연소가 이루어지게 되며, 연료증발가스의 누설진단은 퍼지제어밸브(7) 및 캐니스터 클로즈 밸브(5)의 조작에 따라 연료탱크 압력센서(3)에 의한 연료탱크 압력 변동을 체크하여 증발가스 누설을 판정하도록 되어 있다.

그리고, 캐니스터 클로즈 밸브(5)가 기계적으로 오동작(close stuck)되는 에러가 발생하여 연료시스템(12)에 과도한 압력이 걸리게 되면 내측관(9)이 파손되면서 압력이 외측관(10)과의 사이 공간에 배출됨으로써 연료시스템(12)을 보호할 수 있게 된다.

한편, 상기 내측관(9)은 연료시스템(12)을 파손시킬 수 있는 압력 값 이하의 압력에서 파손되는 강성을 가지도록 제작되는데, 일반적으로 배출억제 시스템의 모니터링시 연료시스템(12)에 부가되는 부압은 -12 내지 -15hPa 수준이고 캐니스터 클로즈 밸브(5)가 상시개방(normally open)된 상태에서는 대기압에서 ±5hPa 수준을 벗어나지 않으므로 임계압력을 ±18hPa 정도로 설정하면, 정상 작동중이나 상기 모니터링시에 걸리는 압력에는 충분히 대응할 수 있으면서, 캐니스터 클로즈 밸브(5)의 고장시 이상 고압이 걸릴 경우에는 파손될 수 있게 된다.그리고, 상기 외측관(10)은 상기 내측관(9) 파손압력 이상의 압력에서도 어느 정도 견딜 수 있는 강성으로 제작(상기 파손압력 ±18hPa 보다 큰 값, 즉 ±21hPa 정도로 적당히 설정한다.)하여 내측관(9)이 터질때의 충격등에 대응할 수 있도록 함으로써 안전관(8) 교체전까지 증발가스가 대기중으로 방출되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 캐니스터 클로즈 밸브(5)에서 에러가 검출되면 전자제어유니트에서 이를 폴트 코드(Fault Code)형태로 저장하게 되므로, 상기 안전관(8)을 캐니스터 클로즈 밸브(5)와 인접한 위치에 설치하면 캐니스터 클로즈 밸브(5)를 보수할 때 동시에 점검할 수 있으므로 편의성도 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 연료시스템에 과도한 압력이 걸릴 경우 연료시스템에 손상이 가기 전에 먼저 파손되면서 압력을 배출하는 안전관을 설치함으로써 연료시스템을 보호하고 수리비용을 절감할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 연료탱크에 증기분리기와 압력센서가 관로를 통해 연결되고, 상기 증기분리기에 캐니스터가 연결되며, 이 캐니스터에는 제어신호에 따라 동작되는 캐니스터 클로즈 밸브가 연결됨과 더불어 서지탱크와 퍼지콘트롤 밸브가 연결된 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량에 있어서,

   상기 캐니스터 클로즈 밸브와 캐니스터의 연결관로에 연료시스템(12)을 파손시킬 수 있는 압력 이하의 값으로 설정된 압력에서 파손되는 내측관(9)과, 원통형상으로 이루어져 이 내측관(9)과의 사이에 공간이 형성되도록 내측관(9)을 감싸고 있는 외측관(10)으로 이루어진 2중구조의 안전관(8)이 설치된 것을 특징으로 하는 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량의 연료시스템 보호구조.
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3. 제 1항에 있어서, 상기 외측관(10)에는 내측관(9)을 관찰할 수 있도록 인디케이팅창(11)이 형성된 것을 특징으로 하는 캐니스터 클로즈 밸브 장착차량의 연료시스템 보호구조.
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