KR100765643B1 - 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐니스터의 대기 개방 출구의 단면적을 변화시켜, 연료 증발가스의 포집 효율과 퍼지 효율을 증대시킬 수 있도록 한 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 캐니스터의 대기 개방 출구에 ECU 제어에 의하여 개페면적이 조절되는 가변 듀티 솔레노이드 밸브를 장착하여 이루어진 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치를 제공하고, 또한 엔진 작동시, ECU 제어에 의하여 퍼지밸브가 열리는 동시에 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 개폐면적이 ECU 제어에 의하여 확대되는 단계와; 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 확대된 개폐통로를 통하여 상기 캐니스터에 포집된 연료가 엔진 부압에 의하여 엔진으로 흡입되는 단계와; 엔진 미작동시, ECU 제어에 의하여 퍼지밸브가 닫히게 되면, 상기 캐니스터내의 연료증발가스가 외부로 확산되는 것을 차단하고자 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 개폐면적이 ECU 제어에 의하여 축소되는 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법을 제공한다.

캐니스터, 증발가스, 가변 듀티 솔레노이드 밸브, ECU, 대기 개방 출구

Description

캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법{Canister having variable duty solenoid valve and method for control the same}

도 1은 본 발명에 따른 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법을 설명하는 순서도,

도 3은 통상의 증발 가스 제어 장치를 나타내는 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 연료탱크 12 : 캐니스터

13 : 퍼지 밸브 14 : 서지탱크

15 : ECU 16 : 가변 듀티 솔레노이드 밸브

본 발명은 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐니스터의 대기 개방 출구의 단면적을 변화시켜, 연료 증발가스의 포집 효율과 퍼지 효율을 증대시킬 수 있도록 한 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 자동차의 엔진은 공기와 연료의 혼합기를 연소시켜 그 결과로 얻어지는 열에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 기구이며, 이러한 에너지의 변환을 통하여 자동차의 운전을 가능하게 한다.

엔진에 의해 차량이 구동될 때, 연료펌프의 작동에 의한 가열, 주위 공기온 및 지열 등에 의해 연료 탱크에서 소량의 연료 증발이 일어나는데, 이러한 연료의 증발은 연료의 효율을 낮게 할 뿐 아니라 기체 상태 탄화 수소(HC)의 대기 방출로 인해 대기 오염을 심화시키는 문제점을 초래한다.

따라서, 이러한 증발 가스를 일시 저장해 두었다가, 엔진 작동중 흡기 계통으로 보내어 연소시키는 방법이 이용되고 있는데, 이러한 기능을 하는 장치를 증발 가스 제어 장치(evaporation gas control system)라고 한다.

연료 탱크의 증발 가스를 회수하기 위한 일반적인 증발 가스 제어 장치의 개략적인 구성을 첨부한 도 3을 참조로 살펴보면 다음과 같다.

도 3에 도시된 증발 가스 제어 장치에서 보는 바와 같이, 연료탱크(10) 내에 서 증발하는 증발 가스는 캐니스터(12)로 일단 유입된다.

상기 캐니스터(12)내에서는 활성탄 내장재에 의해 증발 기체로부터 연료(HC)가 분리되어 저장되고, 캐니스터(12) 내에 저장된 연료는 ECU(15)에 의해 제어되는 퍼지밸브(13)를 통하여 서지탱크(14)로 공급된 후, 스로틀 밸브(throttle valve) 및 공회전 속력 제어 밸브(idle speed control valve; ISC valve)를 통해 공기와 혼합된 후 실린더 내로 유입된다.

이때, 상기 캐니스터(12) 내에서 연료와 분리된 공기 성분은 캐니스터(12)의 외부로 방출되는 바, 이 캐니스터(12)의 내장재가 포집할 수 있는 이상의 연료가 캐니스터(12) 내에 저장된 상태에서는 공기와 함께 미포집된 연료가 대기중으로 기체 탄화 수소의 형태로 배출된다.

이러한 연료 증발 가스의 배출은 그 자체가 엔진의 연료 소비율을 높일 뿐 아니라 환경 오염 문제를 유발하고, 아울러 그에 대한 규제가 국제적으로 강화되는 추세에 있어서, 증발 가스의 배출을 감소 또는 방지하기 위한 여러가지 시도가 이루어지고 있으며, 이에 증발 가스의 배출을 감소시키는 가장 손쉬운 방법중 하나는 캐니스터의 황성탄 내장재의 양을 증량하여 포집 용량을 증대시키는 것이지만, 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 캐니스터 포집 용량 증대시 추가 비용 발생이 되는 단점이 있다.

둘째, 캐니스터 내구가 오래동안 진행되는 동안, 포집 용량 감소하여, 캐니스터내에 퍼지되지 않는 연료성분이 누적되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여, 캐니스터의 대기 개방 출구의 단면적을 조절하여, 연료 증발가스의 포집 효율과 퍼지 효율을 증대시키고자 한 것으로서, 엔진의 정지시 캐니스터 대기 개방 출구의 단면적을 감소시켜 증발가스의 포집 효율을 증대시키고, 엔진의 운전시에는 캐니스터 대기 개방 출구의 단면적을 확대하여 증발가스의 퍼지 효율을 증대시킬 수 있도록 한 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일구현예는 연료탱크의 연료증발가스를 포집하는 캐니스터의 대기 개방 출구에 가변 듀티 솔레노이드 밸브를 장착하고, 이 솔레노이드 밸브에는 ECU를 연결하여, ECU의 신호에 의하여 솔레노이드 밸브의 개폐 면적이 조절되도록 한 것을 특징으로 하는 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치를 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는 캐니스터의 대기 개방 출구에 ECU 제어에 의하여 개페면적이 조절되는 가변 듀티 솔레노이드 밸브를 장착하는 단계와; 엔진 작동시, ECU 제어에 의하여 퍼지밸브가 열리는 동시에 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 개폐면적이 ECU 제어에 의하여 확대되는 단계와; 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 확대된 개폐통로를 통하여 상기 캐니스터에 포집된 연료가 엔진 부압에 의하여 엔진으로 흡입되는 단계와; 엔진 미작동시, ECU 제어에 의하여 퍼지밸브가 닫히게 되면, 상기 캐니스터내의 연료증발가스가 외부로 확산되는 것을 차단하고자 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 개폐면적이 ECU 제어에 의하여 축소되는 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.

본 발명에 따르면, 상기 캐니스터(12)의 대기 개방 출구 끝단에 가변 듀티 솔레노이드 밸브(16)를 장착하여, 캐니스터(12)의 대기 개방 출구의 단면적을 제어하는 점에 기술적 특징이 있다.

먼저, 상기 캐니스터의 작동 원리는 다음과 같다.

연료탱크(10)에서 증발가스가 발생하면 캐니스터(12)에 의해 포집되며, 증발가스가 캐니스터(12)의 포집 용량을 초과하는 경우에는 캐니스터(12)의 대기 개방 출구를 통해 대기로 방출된다.

이때, 상기 캐니스터(12)내의 증발가스를 비우기 위해서는 엔진 운행시 ECU(15)가 퍼지 밸브(13)를 열게 되고, 그에 따라 엔진의 부압에 의해 캐니스터(12)에 포집된 연료가 엔진으로 흡입되어 연소된다.

여기서, 연료탱크(10)의 연료증발가스를 포집하는 캐니스터(12)의 대기 개방 출구에 가변 듀티 솔레노이드 밸브(16)를 장착하고, 이 솔레노이드 밸브(16)에는 ECU(15)를 연결하게 된다.

따라서, 연료탱크(10)로부터 증발된 연료증발가스가 캐니스터(12)에 포집되면, 이 포집된 연료증발가스를 엔진측으로 보내기 위하여 상기 ECU(15) 제어에 의하여 퍼지밸브(13)가 열리는 동시에 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브(16)의 개폐면적이 ECU(15) 제어에 의하여 확대되어진다.

이에, 상기 캐니스터(12)에 포집된 연료를 엔진으로 흡입할 때, 상기 캐니스터(12)의 대기 개방 출구 단면적을 확대(전개)하여 통기 저항을 줄여줌으로써, 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브(16)의 확대된 개폐통로를 통하여 상기 캐니스터(12)에 포집된 연료가 엔진 부압에 의하여 엔진으로 용이하게 흡입되며, 결국 캐니스터(12)에 포집된 연료가 엔진으로 용이하게 흡입되게 하는 퍼지 효율 증대를 도모할 수 있게 된다.

반면에, 엔진의 미작동시 상기 ECU(15) 제어에 의하여 퍼지밸브(13)가 닫히게 되면, 상기 캐니스터(12)내의 연료증발가스가 외부로 확산되는 것을 차단하고자 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브(16)의 개폐면적이 ECU(15) 제어에 의하여 축소된다.

이에, 상기 캐니스터(12)에 증발가스가 포집될 때, 캐니스터(12)의 대기 개방 출구 끝단에 장착된 가변 듀티 솔레노이드 밸브(16)의 단면적을 줄여줌으로써, 증발가스의 통기 저항을 증가시키고, 통기 저항이 커지면 연료탱크(10)에서 발생한 연료 증발가스가 외부로 확산이 어려워져 캐니스터(12)의 포집 효율이 증가될 수 있다.

한편, 본 발명은 확산 제1법칙(확산에 의한 물질전달이 장치의 단면적과 농도구배의 기울기에 비례한다.)을 기초로 한다.

D : 확산 계수

A : 단면적

dC/dX : 농도구배

① 출구 단면적 감소

단면적이 감소하면 식에 의해 A값이 감소하여 확산속도가 감소된다.

즉, 연료증발가스의 확산속도가 캐니스터(12) 내에서 감소됨을 의미하며, 이에 따라 증발가스가 캐니스터(12) 내에서 머무는 시간이 길어져 포집 효율이 증대된다.

② 출구 단면적 확대

단면적이 확대되면 식에 의해 A값이 증가하여 확산속도가 증대한다.

즉, 연료증발가스의 확산속도가 캐니스터(12) 내에서 증가됨을 의미하며, 이에 따라 캐니스터(12)에 포집되어 있던 연료증발가스가 퍼지밸브(13)를 통해 엔진으로 유입되는 량이 증가하여 퍼지 효율이 증대된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법에 의하면, 캐니스터의 대기 개방 출구 끝단에 가변 듀티 솔레노이드 밸브를 장착함으로써, 엔진의 정지시 캐니스터 대기 개방 출구의 단면적을 감소시켜 증발가스의 포집 효율을 증대시킬 수 있고, 엔진의 운전시에는 캐니스터 대기 개방 출구의 단면적을 확대하여 증발가스의 퍼지 효율을 증대시킬 수 있는 잇점을 제공한다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 캐니스터의 대기 개방 출구에 ECU 제어에 의하여 개페면적이 조절되는 가변 듀티 솔레노이드 밸브를 장착하는 단계와;

   엔진 작동시, ECU 제어에 의하여 퍼지밸브가 열리는 동시에 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 개폐면적이 ECU 제어에 의하여 확대되는 단계와;

   상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 확대된 개폐통로를 통하여 상기 캐니스터에 포집된 연료가 엔진 부압에 의하여 엔진으로 흡입되는 단계와;

   엔진 미작동시, ECU 제어에 의하여 퍼지밸브가 닫히게 되면, 상기 캐니스터내의 연료증발가스가 외부로 확산되는 것을 차단하고자 상기 가변 듀티 솔레노이드 밸브의 개폐면적이 ECU 제어에 의하여 축소되는 단계;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캐니스터의 대기 개방 출구 조절장치의 제어 방법.

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