KR100831316B1 - Lpg gas feeding apparatus of gas fuel vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 LPG 액상분사 차량의 연료누설 방지 및 배기가스 저감을 위한 장치에 대한 개략적인 도면이고,1 is a schematic diagram of an apparatus for preventing fuel leakage and reducing exhaust gas of an LPG liquid injection vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 연료공급라인 및 연료회수라인과 연료흡착제의 연결관계를 나타낸 배출라인에 대한 개략적인 도면이다.2 is a schematic view of a discharge line showing a connection relationship between a fuel supply line, a fuel recovery line, and a fuel adsorbent according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10: 봄베 11: 연료펌프10: Bomb 11: Fuel Pump
20: 엔진 31,32: 연료공급라인20:
33,34: 연료회수라인 35,36: 배출라인33,34:
40: 인젝터 51: 제1 압력조정기40: injector 51: first pressure regulator
52: 제2 압력조정기 60: 솔레노이드 밸브52: second pressure regulator 60: solenoid valve
71: 산소센서 72: 연료흡착제71: oxygen sensor 72: fuel adsorbent
73: 산화촉매 74: 가열히터73: oxidation catalyst 74: heating heater
90: 연료레일90: fuel rail
본 발명은 인젝터가 설치되는 연료레일과 연료를 흡착/재생하는 흡착제를 연결하는 배출부를 통해 공급된 연료를 흡착 및 재생함과 동시에 냉시동시 촉매의 온도 상승을 위한 기술을 적용하여, 시동 초기 발생되는 과동한 미연소 탄화수소의 배출을 억제함으로써 대기환경오염을 방지하고, 향후 엄격하게 적용될 배출가스 허용기준에 효과적으로 대응할 수 있는 LPG 액상분사 차량의 연료누설 방지 및 배기가스 저감을 위한 장치에 관한 것이다.The present invention absorbs and regenerates the fuel supplied through the discharge portion connecting the fuel rail on which the injector is installed and the adsorbent for adsorbing / regenerating the fuel, and simultaneously applies a technique for raising the temperature of the catalyst during cold start, The present invention relates to a device for preventing fuel leakage and reducing exhaust gas of an LPG liquid injection vehicle that can prevent air pollution by effectively suppressing the emission of excessive unburned hydrocarbons and effectively cope with exhaust gas emission standards that will be strictly applied in the future.
LPG 액상분사식 연료공급방법(Liquid Phase LPG Injection, 이하 LPLI)은 1994년부터 선진외국(네덜란드를 중심으로 유럽국가)에서 활발히 사용 중에 있는 최신의 차량용 LPG 연료공급방식이다. 기존의 LPG 엔진은 봄베(Bombe)에 저장되어 공급된 LPG 연료를 믹서(Mixer)와 기화기(Vaporizer)를 통해 기화시켜 엔진에 공급하도록 시스템이 구성되어 있으나, 이러한 LPG 엔진은 제어 유니트(ECU)에 의한 연료의 분사량에 대한 정밀 제어가 어려워서 겨울철 시동이 어렵고, 동력 성능 및 연비 수준이 저하될 뿐만 아니라, LPG 연료의 연소시 발생하는 타르 문제로 인해 아이들 시 불안정하고 시동 중 잦은 꺼짐 현상 등을 초래하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것이 믹서와 기화기를 사용하지 않고 LPG연료를 인젝터를 통해 고압의 액상으로 직접 분사하는 LPLI 시스템이 등장하게 되었다. LPLI엔진은 인젝터를 통해 LPG 연료를 직접 분사하기 때문에 분사되는 연료의 시기와 양을 보다 정밀하게 제어할 수 있어, 차량의 연비 특성과 동력 성능을 개선할 수 있고, 동절기 시동성의 향상과 불필요한 정비를 배제할 수 있는 효과가 있다.LPG Liquid Phase LPG Injection (LPLI) is the latest automotive LPG fuel supply system that has been actively used since 1994 in developed countries (Europe, mainly in the Netherlands). The existing LPG engine is configured to supply LPG fuel stored in Bombe and supplied to the engine by vaporizing it through a mixer and a vaporizer, but such LPG engine is provided to a control unit (ECU). It is difficult to start up in winter due to the difficulty of precise control of injection amount of fuel, and the power performance and fuel consumption level are deteriorated, and the tar problem that occurs during combustion of LPG fuel causes unstable during idle and frequent off during starting. have. In order to solve this problem, the LPLI system has been introduced to directly inject LPG fuel into a high pressure liquid phase through an injector without using a mixer and a vaporizer. The LPLI engine directly injects LPG fuel through the injector, allowing more precise control of the timing and amount of fuel injected, improving the fuel efficiency and power performance of the vehicle, improving winter startability and unnecessary maintenance. There is an effect that can be excluded.
일반적으로, LPLI시스템의 연료공급 장치는 가솔린 분사 방식과 동일한 방식을 채택하고 있으며 가솔린 엔진에서 사용하는 바텀 피드 방식의 인젝터를 사용하고 있다. 이러한 LPLI 엔진은 믹서타입의 엔진과 동일하게 시동 종료시 봄베로부터 연료 공급이 차단된다. 이때, 연료공급 라인에는 잔류하는 연료가 액상으로 존재하게 되고, 그러한 잔류 연료가 흡기관 내에 누설되면 재 시동시 많은 탄화수소 및 일산화탄소와 같은 유해성 대기오염 물질을 다량 방출하게 되며, 연료의 과다 공급에 의한 공연비 제어의 불안정으로 인해 연비에 악영향을 미치게 된다.In general, the LPLI system fuel supply device adopts the same method as the gasoline injection method and uses the bottom feed injector used in the gasoline engine. This LPLI engine is the same as the mixer type engine, the fuel supply is cut off from the cylinder at the end of the start. In this case, the remaining fuel is present in the liquid phase in the fuel supply line, and when such residual fuel leaks into the intake pipe, a large amount of harmful air pollutants such as hydrocarbons and carbon monoxide are released upon restart, and the fuel is supplied by an excessive supply of fuel. The instability of the air-fuel ratio control adversely affects fuel economy.
이러한 현상을 방지하기 위한 해결책으로서 인젝터 이전의 LPG 연료 라인 내에 잔류하는 연료를 포집하고 재시동시 순환하여 사용하거나, 흡기 매니폴드에 누설된 연료를 진공펌프 및 흡입/배출 라인을 통해 캐니스터에서 흡,탈착하여 재순환하여 사용할 수 있도록 하는 것이 제시되고 있다.As a solution to prevent this phenomenon, the fuel remaining in the LPG fuel line before the injector is collected and circulated at restart, or the fuel leaked from the intake manifold is absorbed and desorbed from the canister through the vacuum pump and the suction / exhaust line. It is proposed to recycle and use.
그러나 이러한 종래의 재순환 장치는 인젝터 이전의 연료 라인내에 잔류하는 LPG 연료를 포집하는 것에만 초점을 두고 있기 때문에 흡기관내에 잔류된 누설연료는 시동시 과다한 미연소 탄화수소(THC)를 방출하게 되며, 결국은 흡기관내에 누설된 연료에 의해 발생되는 문제점 즉, 고온 재시동 및 냉시동 시 누설연료에 의한 유해한 대기 오염물질을 다량 방출하게 되고, 초기 시동시 연료의 과다 공급에 의한 연비 및 시동성 저하의 문제점을 해결할 수 없었다. 캐니스터를 이용한 재순환 기술 또한 추가적인 진공펌프의 사용으로 엔진 오프시 누설연료의 재순환을 강제하는 방법을 적용하고 있기 때문에 엔진이 꺼진 후에 배터리의 전원을 이용하여 진공펌프를 작동시키고, 캐니스터에 누설연료의 흡착이 완료되면 설정한 타이밍이 경과 후 엔진제어부에 의해 진공펌프가 오프되고, 흡입/배출용 솔레노이드 밸브와 에어 솔레노이브 밸브의 단속이 이루어져야 하는 등의 문제가 있다.However, this conventional recirculation unit focuses only on trapping LPG fuel remaining in the fuel line prior to the injector, so the leaked fuel remaining in the intake pipe emits excessive unburned hydrocarbon (THC) at start-up. Is a problem caused by fuel leaked in the intake pipe, that is, it releases a large amount of harmful air pollutants caused by leakage fuel at high temperature restart and cold start, and reduces fuel efficiency and startability due to excessive supply of fuel at initial start-up. I could not solve it. Recirculation technology using the canister also applies a method of forcing the recirculation of the leaked fuel when the engine is turned off by using an additional vacuum pump, so that the vacuum pump is operated using the battery power after the engine is turned off, and the leaked fuel is adsorbed to the canister. When this is completed, there is a problem that the vacuum pump is turned off by the engine control unit after the set timing has elapsed, and the intake / discharge solenoid valve and the air solenoid valve must be interrupted.
또한, LPLI 시스템에서 사용되는 인젝터는 기본적으로 가솔린 엔진에서 사용되는 인젝터와 동일한 것으로, 3bar 내외의 분사압력 조건에서 작동하도록 설계되어진 인젝터를 LPLI 시스템에 그대로 적용할 경우 액상으로 유지하기 위해서 작동압력이 7bar 내외로 사용되기 때문에 시동 종료 후 엔진 각부의 고온에 의해서 발생되는 인젝터 팁에서의 연료 누설을 차단시키는 것은 어려운 실정이다.In addition, the injector used in the LPLI system is basically the same as the injector used in the gasoline engine. When the injector designed to operate at an injection pressure of about 3 bar is applied to the LPLI system as it is, the operating pressure is 7 bar. Since it is used internally and externally, it is difficult to block fuel leakage at the injector tip caused by the high temperature of each part of the engine after the start-up.
이러한 연료 누설 현상을 방지하기 위해서는 LPLI 전용의 인젝터를 별도로 개발하는 것이 가장 이상적이나 비용 등을 고려시 효과적이지 못하며, 현재의 LPLI 시스템에서 누설되는 LPG 연료는 인젝터 팁에서 누설되는 순간 액상에서 기상으로 급속히 팽창하여 흡기관 및 연소실 내부에 기체 상태로 분포되기 때문에 시동 초기시 기체 상태로 분포된 가스는 다량의 미연소 탄화수소를 방출하여 대기오염은 물론, 향후 더욱 강화될 배기가스 규제에 대응하지 못하는 문제가 있다.In order to prevent such fuel leakage, it is ideal to develop an LPLI injector separately, but it is not effective considering the cost. LPG fuel leaking from the current LPLI system rapidly flows from the liquid phase to the gas phase when it leaks from the injector tip. Since it expands and is distributed in the gaseous state inside the intake pipe and the combustion chamber, the gas distributed in the gaseous state at the start-up releases a large amount of unburned hydrocarbons, so that it is not possible to cope with air pollution as well as the tightening exhaust gas regulations in the future. have.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, LPLI 시스템의 연료공급 계통에 있어 인젝터가 설치되는 연료레일과 연료를 흡착/재생하는 연료흡착제에 연결되는 배출라인을 통해 공급된 연료를 흡착 및 재생함과 동시에 냉시동시 촉매의 온도 상승을 위한 기술을 적용하여, 시동 초기 발생되는 과도한 미연소 탄화수소의 배출을 억제하여 대기환경오염을 방지하고, 향후 더욱 엄격하게 적용될 배출가스 허용기준에 효과적으로 대응할 수 있는 LPG 액상분사 차 량의 연료누설 방지 및 배기가스 저감을 위한 장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the fuel supplied through the discharge line connected to the fuel rail injector is installed in the fuel supply system of the LPLI system and the fuel adsorbent for adsorbing / regenerating the fuel Adsorption and regeneration at the same time, while applying technology to increase the temperature of the catalyst during cold start, to prevent excessive pollution of the unburned hydrocarbons generated during the start-up to prevent air pollution, and to meet the emission standards more strictly applied in the future The present invention provides an apparatus for preventing fuel leakage and reducing exhaust gas of an LPG liquid injection vehicle that can effectively respond.
상기와 같은 본 발명의 목적은, LPG연료가 수용된 봄베와, 상기 LPG연료를 공급받는 엔진과, 상기 엔진에서 발생된 연소가스를 배출하는 머플러를 포함하는 LPG 액상분사 차량의 연료누설 방지 및 배기가스 저감을 위한 장치에 있어서, 상기 봄베에 수용된 연료를 펌핑하는 연료펌프와 상기 연료펌프에 의해 펌핑된 연료가 상기 엔진에 공급되도록 연결된 연료공급라인 및 상기 엔진에 과잉공급된 연료를 회수하기 위한 연료회수라인과 상기 연료공급라인 및 연료회수라인의 일측과 연결되며 LPG 연료를 엔진에 액상으로 공급하기 위한 인젝터와 상기 연료공급라인 및 연료회수라인의 일측에 연결되는 제1 압력조정기와 상기 엔진과 머플러를 연결하며 산소센서, 연료흡착제, 산화촉매가 구비된 배출부 및 상기 연료회수라인의 일측과 상기 연료흡착제의 일측에 연결되며 솔레노이드 밸브와 제2 압력조정기가 구비된 배출라인을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LPG 액상분사 차량의 연료누설 방지 및 배기가스 저감을 위한 장치에 의해 달성된다.The object of the present invention as described above, LPG fuel injection prevention and exhaust gas of the LPG liquid injection vehicle comprising a cylinder containing the LPG fuel, the engine supplied with the LPG fuel, and a muffler for discharging the combustion gas generated in the engine An apparatus for abatement, comprising: a fuel pump for pumping fuel contained in the bomb, a fuel supply line connected to supply the fuel pumped by the fuel pump to the engine, and a fuel recovery for recovering excess fuel supplied to the engine An injector for supplying LPG fuel to the liquid phase and a first pressure regulator connected to one side of the fuel supply line and the fuel recovery line, the engine and the muffler connected to one side of the line and the fuel supply line and the fuel recovery line. An oxygen sensor, a fuel adsorbent, an outlet having an oxidation catalyst, and one side of the fuel recovery line and one of the fuel adsorbents. It is achieved by the apparatus for preventing fuel leakage and exhaust gas reduction of the LPG liquid injection vehicle characterized in that it comprises a discharge line connected to the side and provided with a solenoid valve and a second pressure regulator.
또한, 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Further features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.
이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명 하기로 하되, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention will be described in detail, in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components are possible even if displayed on different drawings It should be noted that the same reference numerals are used. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 LPG 액상분사 차량의 연료누설 방지 및 배기가스 저감을 위한 장치에 대한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료공급라인 및 연료회수라인과 연료흡착제의 연결관계를 나타낸 배출라인에 대한 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram of a device for preventing fuel leakage and reducing exhaust gas of an LPG liquid injection vehicle according to the present invention, and FIG. 2 is a view illustrating a connection relationship between a fuel supply line, a fuel recovery line, and a fuel adsorbent according to the present invention. A schematic drawing of the discharge line shown.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명은 LPG연료가 수용된 봄베(10)와, 상기 LPG연료를 공급받는 엔진(20)과, 상기 엔진에서 발생된 연소가스를 배출하는 머플러를 포함하는 LPG 액상분사 차량의 연료누설 방지 및 배기가스 저감을 위한 장치에 있어서, 상기 봄베(10)에 수용된 연료를 펌핑하는 연료펌프(11)와 상기 연료펌프(11)에 의해 펌핑된 연료가 상기 엔진에 공급되도록 연결된 연료공급라인(31,32) 및 상기 엔진(20)에 과잉공급된 연료를 회수하기 위한 연료회수라인(33,34)과 상기 연료공급라인(32) 및 연료회수라인(34)의 일측과 연결되며 LPG 연료를 엔진(20)에 액상으로 공급하기 위한 인젝터(40)와 상기 연료공급라인(31,32) 및 연료회수라인(33,34)의 일측에 연결되는 제1 압력조정기(51)와 상기 엔진(20)과 머플러를 연결하며 산소센서(71), 연료흡착제(72), 산화촉매(73)가 구비된 배출부 및 상기 연료회수라인(34)의 일측과 상기 연료흡착제(72)의 일측에 연결되며 솔레노이드 밸 브(60)와 제2 압력조정기(52)가 구비된 배출라인(35,36)을 포함하여 구성된다.1 and 2, the present invention provides an LPG liquid injection comprising a
여기서, 상기 제1 압력조정기(51)는 봄베(10) 내의 연료펌프(11)의 압력과 대응하여 상기 연료펌프(11)의 압력 이상의 압력으로 연료공급라인(31,32)과 연료회수라인(33,34)의 압력을 유지하는 것이 바람직하다. 이는 연료공급라인(31,32)과 연료회수라인(33,34) 내의 LPG 연료가 액상을 유지하기 위한 것으로, 제1 압력조정기(51)는 연료공급라인(31,32) 및 연료회수라인(33,34)의 압력을 봄베(10) 내의 연료펌프(11)의 압력에 5bar의 압력을 더한 압력을 연료공급라인(31,32) 및 연료회수라인(33,34)에 적용하여 조절한다. 즉, 봄베(10) 내의 연료펌프(11)의 압력이 2bar 이면 연료공급라인(31,32)과 연료회수라인(33,34)의 압력은 2bar + 5bar가 되는 7bar의 압력을 제1 압력조정기(51)에 의해 갖는다.Here, the
한편, 제2 압력조정기(52)와 솔레노이드 밸브(60)는 엔진이 정지되면 인젝터(40)와 연료공급라인(32) 및 연료회수라인(34)에 잔류된 연료를 연료흡착제(72)에 도달시키기 위해 구성된다.On the other hand, when the engine is stopped, the
상기 솔레노이드 밸브(60)는 엔진(20)의 점화 On/Off에 대응하여 개폐가 이루어지고, 제2 압력조정기(52)는 엔진(20)의 정지시 배출라인(35,36)의 압력을 조절하여 잔류된 연료를 연료흡착제(72)에 유도시킨다. 또한, 제2 압력조정기(52)는 엔진(20) 시동시 연료흡착제(72)에서 재생된 연료를 연료회수라인(34)으로 유도하기 위해 압력을 조절하며 이를 통해 재생된 연료는 연료회수라인(33,34)을 통해 회수된다. 여기서, 연료흡착제(72)의 상단에는 흡착된 연료의 원할한 재생을 돕도록 가열히터(74) 더 구비될 수 있다.The
상기와 같은 제2 압력조정기(52)와 솔레노이드 밸브(60)는 매 소킹(Soaking) 후 시동시 마다 반복적으로 동작하게 되며, 이러한 구성 및 동작에 따라 흡착된 연료의 재생과 함께 냉시동시 Light-Off 온도 도달 이전의 삼원촉매의 온도 상승을 야기하여 촉매의 빠른 정상 작동을 돕는다.The
상기 전술한 바와 같은 본 발명은 LPLI 시스템을 이용하는 차량에 있어서 엔진 운전 후 흡기 매니폴드로 누설될 수 있는 연료를 연료흡착제로 연결되는 배출라인과 상기 배출라인에 구비된 솔레노이드 밸브와 압력조정기를 이용하여 연료흡착제에 흡착시키고, 엔진 시동 후 냉시동시 재생이 가능하도록 해줌으로써 고온 재시동 및 냉시동 초기에 발생하는 과도한 미연소 탄화수소의 배출을 억제하여 대기오염을 방지하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, in a vehicle using the LPLI system, a fuel that may leak into an intake manifold after driving the engine is connected to a fuel adsorbent and a solenoid valve and a pressure regulator provided in the discharge line. By adsorbing to the fuel adsorbent and enabling regeneration at cold start after engine start, there is an effect of preventing air pollution by suppressing excessive unburned hydrocarbons generated during high temperature restart and cold start.
또한, LPG 차량의 시동성을 향상 시킴은 물론간단하게 구현되는 내부구조를 통해 삼원촉매의 빠른 정상 작동을 돕는 효과가 있다.In addition, there is an effect of improving the startability of the LPG vehicle as well as the quick operation of the three-way catalyst through a simple internal structure.
이상 본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in connection with a preferred embodiment, those of ordinary skill in the art will be able to easily make various changes and modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation, and the true scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope are included in the present invention. Should be interpreted as.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020070047443A KR100831316B1 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | Lpg gas feeding apparatus of gas fuel vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070047443A KR100831316B1 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | Lpg gas feeding apparatus of gas fuel vehicles |
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KR100831316B1 true KR100831316B1 (en) | 2008-05-22 |
Family
ID=39664869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020070047443A KR100831316B1 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | Lpg gas feeding apparatus of gas fuel vehicles |
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KR (1) | KR100831316B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100956025B1 (en) | 2008-06-26 | 2010-05-06 | 한국기계연구원 | Improvement hot starting control method for liquid phase lpg injection system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH10212981A (en) | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Toyota Motor Corp | Fuel exhausting prevention device for gaseous fuel engine |
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-
2007
- 2007-05-16 KR KR1020070047443A patent/KR100831316B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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