KR102259114B1 - 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법 및 어셈블리 - Google Patents

연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법 및 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법 및 어셈블리에 관한 것으로, 연료 탱크는 적어도 하나의 제 1 챔버를 포함하고, 제 1 챔버는 이 챔버 안에 배치되는 모듈 포트(module pot) 및 연료를 제 1 챔버로부터 모듈 포트에 전달하도록 되어 있는 적어도 하나의 제 1 펌프를 가지며, 연료를 엔진에 전달하기 위한 연료 펌프가 모듈 포트 내부에 배치된다. 펌프의 듀티 사이클을 최소화하고 그래서 에너지 소비를 최소화하기 위해, 본 개시에 따르면, 센서 장치가 사용되어 모듈 포트에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하고, 최소 충전 레벨이 도달되면 제 1 챔버에 배치되어 있는 펌프가 활성화되고 또한 미리 결정된 시간 간격 후에 또는 모듈 포트에서의 미리 결정된 더 높은 충전 레벨이 도달되면 비활성화된다.

Description

연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법 및 어셈블리
본 특허 문헌은 "연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법 및 어셈블리"라는 명칭으로 2017년 4월 28일에 출원된 독일 특허 출원 10 2017 109 274.9에 대해 우선권의 이익을 주장하고, 그의 전체 내용은 여기에 참조로 관련되어 있다.
본 개시는 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법 및 어셈블리에 관한 것이고, 연료 탱크는 적어도 하나의 제 1 챔버를 포함하고, 제 1 챔버는 이 챔버 안에 배치되는 모듈 포트(module pot) 및 연료를 제 1 챔버로부터 모듈 포트에 전달하도록 되어 있는 적어도 하나의 제 1 펌프를 가지며, 연료를 엔진에 전달하기 위한 연료 펌프가 상기 모듈 포트 내부에 배치된다.
모듈 포트는 탱크의 나머지 내부 부피로부터 포트 벽에 의해 분리되어 있는 부피를 구성하고, 그래서, 모듈 포트에 위치되는 연료 펌프에 의해 엔진에 전달되는 연료는 탱크의 나머지 내부 부피로부터 재보충되어야 한다. 이는 예컨대 흡입 젯트 펌프의 사용으로 행해지고, 이 흡입 젯트 펌프는 탱크의 외부로 이어져 있는 연료 라인으로부터 전환되는 부분 흐름에 의해 작동된다. 새들(saddle)에 의해 서로 부분적으로 분리되어 있는 2개의 챔버를 갖는 새들 탱크의 경우에(모듈 포트는 두 챔버 중의 제 1 챔버에 위치됨), 제 2 챔버 내의 충전 레벨이 두 챔버를 서로 분리하는 새들의 높이 아래로 떨어지면, 연료는 펌프(일반적으로 흡입 젯트 펌프)에 의해 제 2 챔버로부터 제 1 챔버에 전달되어야 한다. 또한, 새들 탱크의 경우에, 연료는 추가 펌프에 의해 제 1 챔버로부터 모듈 포트 안으로 전달된다. 펌프 또는 복수의 펌프를 연속적으로 작동시키는 것이, 제 1 및 제 2 챔버 및 모듈 포트에서의 충전 레벨과 같은 시스템 요구에 의해 필요하지 않을 것이더라도, 일반적이다. 연속적인 작동은 에너지를 불필요하게 낭비시킨다.
본 개시는 연료 탱크 내의 펌프의 작동을 위한 에너지 사용을 최적화하는 연료 전달 어셈블리 및 방법을 제공한다.
이 목적의 해결을 위해, 청구항 1 및 7의 특징의 조합이 제안된다. 유리한 실시 형태 및 추가 개량예는 종속 청구항에서 알 수 있다.
본 개시의 교시에 따르면, 관련 파라미터를 모니터링하여, 지능적인 펌프 제어를 실행할 수 있다. 본 개시에 따르면, 센서 장치가 사용되어 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하고, 상기 최소 충전 레벨이 도달되면 상기 제 1 챔버에 배치되어 있는 펌프가 활성화되고 또한 미리 결정된 시간 간격 후에 또는 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 더 높은 충전 레벨이 도달되면 비활성화된다. 특히, 센서 장치는, 상기 제 1 펌프가 비활성화되는 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최대 충전 레벨을 검출하는 제 1 센서 및 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하는 제 2 센서를 포함한다.
본 개시의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 연료 탱크는 새들(saddle) 탱크이고 제 2 챔버를 가지며, 제 2 챔버는 연료를 제 2 챔버로부터 연료 탱크 내에 배치되어 있는 상기 제 1 챔버에 전달하기 위한 적어도 하나의 제 2 펌프를 가지며, 또한, 에너지 사용을 더 줄이기 위해, 제 2 챔버에는 이 챔버에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하기 위한 제 3 센서가 배치되어 있고, 상기 제 2 챔버에 배치되어 있는 펌프는 상기 미리 결정된 최소 충전 레벨이 도달되면 상기 제 3 센서에 반응하여 비활성화된다.
바람직하게는, 상기 제 1 및/또는 제 2 펌프는 흡입 젯트 펌프이고, 상기 모듈 포트에 위치되어 있는 연료 펌프로부터 부분 흐름이 전환되어 제 1 및/또는 제 2 흡입 젯트 펌프를 작동시킨다.
흡입 젯트 펌프는 연료 펌프로부터 전환된 부분 흐름에 의해 작동되므로, 그 흡입 젯트 펌프의 활성화 및 비활성화는 유리하게는 제 1 및/또는 제 2 흡입 젯트 펌프에 이어져 있는 공급 라인에 배치되는 적어도 하나의 밸브를 제어하여 이루어질 수 있다. 본 개시의 추가 개량예에 따르면, 제 1 밸브가 상기 제 1 및/또는 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동을 위한 공급 라인에 위치되어 있고, 상기 모듈 포트에 있는 상기 센서 장치가 상기 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하면 상기 밸브가 열려 적어도 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 허용하고, 또한 상기 모듈 포트에 있는 상기 센서 장치가 상기 미리 결정된 최대 충전 레벨을 검출하면 상기 밸브가 닫혀 적어도 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 중단시킨다. 이에 대응하여, 제 2 밸브가 상기 제 1 및/또는 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동을 위한 상기 공급 라인에 위치되어 있고, 상기 제 3 센서가 상기 제 2 챔버에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하면 상기 제 2 밸브가 닫혀 상기 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동을 중단시킨다.
이하, 도면에 개략적으로 나타나 있는 실시 형태를 참조하여 본 개시를 설명한다.
도 1은 모듈 포트, 센서 및 펌프를 포함하는 새들 탱크의 개략적인 측면도이다.
도 2는 펌프 작동 및 탱크 내의 충전 레벨의 선도이다.
도 3은 모듈 포트, 센서 및 펌프를 포함하는 단일 챔버 탱크의 개략적인 측면도이다.
도 1에 개략적으로 나타나 있는 새들 탱크(10)는 제 1 챔버(12)와 제 2 챔버(14)를 포함하고, 이들 챔버의 부피는 새들(16)에 의해 부분적으로 분리되어 있다. 모듈 포트(pot)(18)가 제 1 챔버(12)에 배치되어 있고, 이 모듈 포트는 연료 펌프(20)를 포함하고 연료 저장부를 형성한다. 모듈 포트(18)는 미리 결정된 최대 충전 레벨을 검출하기 위한 제 1 센서(22) 및 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하기 위한 제 2 센서(24)를 더 포함한다. 연료 라인(26)이 연료 펌프(20)로부터 모터(나타나 있지 않음)까지 이어져 있고, 흡인 젯트 펌프의 작동을 위한 공급 라인(28)이 연료 라인(26)으로부터 분기되어 있다. 제 1 흡입 젯트 펌프(30)가 제 1 챔버(12)에 배치되고 이 챔버로부터 연료를 모듈 포트(18)에 전달한다. 제 2 흡입 젯트 펌프(32)가 제 2 챔버(14)에 배치되고 이 챔버로부터 연료를 제 1 챔버(12)에 전달한다. 제 1 밸브(34)와 제 2 밸브(36)가 공급 라인(28)에 배치되어 있다. 제 1 밸브(34)는 2개의 흡입 젯트 펌프(30, 32)로 가는 흐름을 제어하고, 제 2 밸브(36)는 제 2 흡입 젯트 펌프(32)로 가는 흐름만 제어한다. 또한, 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하거나 또는 제 2 흡입 젯트 펌프의 흡입측이 예컨대 새들 탱크의 횡방향 가속 또는 경사로 인해 연료를 픽업할 수 없는 상태를 검출하기 위한 제 3 센서(38)가 제 2 챔버(14)에 위치되어 있다. 또한, 아래에서 작동도를 참조하여 설명하는 바와 같이, 다양한 센서 신호를 받고 밸브(30, 32)를 열고 차단시키도록 제어하는 전자 제어 유닛(나타나 있지 않음)이 제공되어 있다.
에너지 사용을 최적화하는 전달 제어의 작동을 도 2의 선도를 참조하여 설명하는데, 이 선도는 모듈 포트(18)와 제 2 챔버(14)에서의 충전 레벨 및 흡입 젯트 펌프(30, 32)의 작동 사이클을 시간(t)의 함수로 나타낸 것이다.
선도의 상측 부분에는, 새들 높이(40) 및 제 1 및 제 2 센서(22, 24)에 대응하는 최대 및 최소 충전 레벨(42, 44)이 수평선으로 나타나 있다. 새들 탱크(10)의 총 연료량이 점진적으로 소비됨에 따른 모듈 포트(18)에서의 충전 레벨의 변화가 선(46)으로 나타나 있다. 모듈 포트(18)가 완전히 충전되고 새들 탱크(10)에서의 충전 레벨이 위쪽으로 개방된 모둘 포트(18) 및 새들(16)을 초과하면, 제 1 및 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동은 필요 없고, 밸브(34, 36)가 차단된다.
시점(A)에서, 새들 탱크(10)에서의 충전 레벨은 새들(16)의 높이 아래로 떨어진다. 제 2 챔버(14)(이의 연료량은 이제 더 이상 제 1 챔버(12) 안으로 자유롭게 흐를 수 없음)에서의 충전 레벨은 선(48)으로 나타나 있다. 시점(B)에서, 모듈 포트(18)에서의 충전 레벨은 제 1 센서(22)의 레벨에 도달하고, 그런 다음에 시점(C)에서의 제 2 센서(24)의 레벨로 점진적으로 떨어진다. 시점(C)에서 전자 제어 유닛은 밸브(34, 36)를 열고 양 흡입 젯트 펌프(30, 32)가 작동하기 시작하여, 한편으로, 연료가 제 1 흡입 젯트 펌프(30)에 의해 모듈 포트(18) 안으로 전달되고, 다른 한편으로는 연료가 제 2 챔버(14)로부터 제 1 챔버(12)에 전달된다. 흡입 젯트 펌프(30, 32)의 작동은 빗금친 블럭(50, 52)으로 각각 나타나 있다. 양 흡입 젯트 펌프는, 제 1 센서(22)의 레벨에서의 충전 레벨이 모듈 포트(18)에서 시점(D)에서 도달할 때까지 계속 작동한다. 그런 다음 밸브(34, 36)는 차단되고 흡입 젯트 펌프가 작동하지 않게 된다. 센서(22, 24)에 반응한 밸브(34, 36)의 이러한 열림 및 차단은, 시점(E)이 도달될 때까지 전술한 방식으로 계속된다. 시점(E)에서, 제 2 챔버(14) 내의 제 3 센서(38)는 미리 결정된 최소 충전 레벨이 도달되었음을 검출한다. 제 2 흡입 젯트 펌프(32)의 추가 작동은 무효할 것이다. 그러므로 전자 제어 유닛은 다음 연료 재보급시까지 제 3 센서(38)에 반응하여 제 2 밸브(36)를 차단한다.
시점(E)으로부터, 연료는 제 1 챔버(12)와 모듈 포트(18)에만 존재한다. 제 1 흡입 젯트 펌프(30)의 작동은, 제 1 챔버(12)의 연료량이 소진될 때까지 센서(22, 24)에 반응하여 전술한 바와 같이 계속된다. 이 시간 동안에, 전자 제어 유닛은 제 1 밸브(34)만 열고 차단하도록 작동시킨다. 최종적으로, 모듈 포트(18) 내의 연료 저장량만 다음 연료 재보급시까지 유지된다.
전술한 바와 같은 3개의 센서(22, 24, 38)에 반응하는 흡입 젯트 펌프(30, 32)의 제어 및 작동은 연료 폄프(20)에 의해 제공되는 작동 에너지를 효과적으로 최소화한다.
도 3은 단일 챔버 탱크(100)를 나타내며, 이 탱크는 연료 펌프(104)가 안에 배치되어 있는 모듈 포트(102), 및 연료 펌프로부터 차량 엔진까지 이어져 있는 연료 라인(106)을 포함하고, 흡입 젯트 펌프(110)의 작동을 위한 공급 라인(108)이 그 연료 라인으로부터 분기되어 있다. 모듈 포트(102)에서, 피에조 충전 레벨계로 설계된 센서 장치(112)가 도 1에 나타나 있는 두 센서(22, 24)의 대안으로 제공되어 있고, 미리 결정된 최소 및 최대 충전 레벨이 그 피에조 충전 레벨계로 검출되고, 그에 반응하여 흡입 젯트 펌프(110)가 활성화 또는 비활성화된다. 미리 결정된 최소 충전 레벨에 도달하면, 전자 제어 유닛(나타나 있지 않음)(미리 결정된 작동 파라미터가 또한 저장됨)은 흡입 젯트 펌프(110)를 작동시키기 위해 공급 라인(108)에 위치되어 있는 밸브(114)를 열고, 그 흡입 젯트 펌프는 미리 결정된 최대 충전 레벨이 도달될 때까지 연료를 모듈 포트(102)에 전달한다. 그런 다음, 최소 충전 레벨이 다시 한번 도달될 때까지, 밸브(114)가 전자 제어 유닛에 의해 차단되고 또한 모듈 포트로의 연료 전달이 중단된다. 모듈 포트(102)에서의 최소 충전 레벨만 모니터링할 수 있고 또한 이 최소 충전 레벨에 도달하면 흡입 젯트 펌프(110)를 미리 결정된 시간 간격 동안 작동시킬 수 있다. 흡입 젯트 펌프(110)의 전달률이 알려져 있을 때, 모듈 포트(102) 내의 원하는 최대 충전 레벨이 도달될 때까지의 시간이 계산될 수 있다.
요컨대, 다음과 같이 진술할 수 있다: 본 개시는 연료 탱크(10, 100) 내의 연료를 전달하기 위한 방법 및 어셈블리에 관한 것이고, 연료 탱크(10, 100)는 적어도 하나의 제 1 챔버(12)를 포함하고, 이 챔버는 안에 배치되는 모듈 포트(18, 102) 및 연료를 제 1 챔버(12)로부터 모듈 포트(18, 102)에 전달하도록 되어 있는 적어도 하나의 제 1 펌프(30, 110)를 가지며, 연료를 엔진에 전달하기 위한 연료 펌프(20, 104)가 모듈 포트(18, 102) 내부에 배치된다. 펌프의 듀티 사이클을 최소화하고 그래서 에너지 소비를 최소화하기 위해, 본 개시에 따르면, 센서 장치(22, 24, 112)가 사용되어 모듈 포트(18, 102)에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하고, 최소 충전 레벨이 도달되면 제 1 챔버(12)에 배치된 펌프(30, 110)가 활성화되고 또한 미리 결정된 시간 간격 후에 또는 모듈 포트(18, 102)에서의 미리 결정된 더 높은 충전 레벨이 도달되면 비활성화된다.

Claims (13)

  1. 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법으로서,
    상기 연료 탱크는 적어도 하나의 제 1 챔버와 제 2 챔버를 갖는 새들(saddle) 탱크이고,
    상기 제 1 챔버는 이 챔버 안에 배치되는 모듈 포트(module pot) 및 연료를 제 1 챔버로부터 모듈 포트에 전달하도록 되어 있는 적어도 하나의 제 1 펌프를 가지며, 상기 제 1 펌프는 흡입 젯트 펌프이고, 연료를 엔진에 전달하기 위한 연료 펌프가 상기 모듈 포트 내부에 배치되고,
    상기 제 2 챔버는 연료를 제 2 챔버로부터 제 1 챔버에 전달하기 위해 제 2 챔버 안에 배치되는 적어도 하나의 제 2 펌프를 가지며, 제 2 펌프는 흡입 젯트 펌프이고,
    상기 모듈 포트에 위치되어 있는 연료 펌프로부터 부분 흐름이 전환되어 제 1 및 제 2 흡입 젯트 펌프를 작동시키고,
    제 1 밸브가 상기 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 위한 공급 라인에 위치되어 있고, 제 2 밸브가 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동을 위한 공급 라인에 위치되어 있고,
    센서 장치가 상기 제 1 챔버에 배치되어 있어 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하고, 상기 최소 충전 레벨이 도달되었음을 상기 센서 장치가 검출하면 상기 제 1 챔버에 배치되어 있는 상기 제 1 흡입 젯트 펌프는 상기 제 1 밸브를 사용하여 활성화되고, 또한 미리 결정된 시간 간격 후에 또는 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 더 높은 충전 레벨이 도달되면 상기 제1 밸브를 사용하여 비활성화되고,
    상기 제 2 챔버에는 제 2 챔버에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하기 위한 제 3 센서가 배치되어 있고, 상기 제 2 챔버에 배치되어 있는 제 2 흡입 젯트 펌프는, 미리 결정된 최소 충전 레벨이 도달된 때를 상기 제 3 센서가 검출하면 상기 제 2 밸브를 사용하여 비활성화되는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 장치는, 상기 제 1 흡입 젯트 펌프가 비활성화되는 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최대 충전 레벨을 검출하는 제 1 센서, 및 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하는 제 2 센서를 포함하는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 포트에 있는 상기 센서 장치가 상기 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하면 상기 제 1 밸브가 열려 적어도 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 허용하고, 또한 상기 모듈 포트에 있는 상기 센서 장치가 상기 미리 결정된 최대 충전 레벨을 검출하면 상기 제 1 밸브가 닫혀 적어도 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 중단시키는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 센서가 상기 제 2 챔버에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하면 상기 제 2 밸브가 닫혀 상기 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동을 중단시키는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 방법.
  5. 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 어셈블리로서,
    상기 연료 탱크는 적어도 하나의 제 1 챔버와 제 2 챔버를 갖는 새들 탱크이고,
    상기 제 1 챔버는 이 챔버 안에 배치되는 모듈 포트 및 연료를 제 1 챔버로부터 모듈 포트에 전달하도록 되어 있는 적어도 하나의 제 1 펌프를 가지며, 상기 제 1 펌프는 흡입 젯트 펌프이고, 연료를 엔진에 전달하기 위한 연료 펌프가 상기 모듈 포트 내부에 배치되고,
    상기 제 2 챔버는 연료를 제 2 챔버로부터 제 1 챔버에 전달하기 위해 제 2 챔버 안에 배치되는 적어도 하나의 제 2 펌프를 가지며, 제 2 펌프는 흡입 젯트 펌프이고,
    상기 모듈 포트에 위치되어 있는 연료 펌프로부터 부분 흐름이 전환되어 제 1 및 제 2 흡입 젯트 펌프를 작동시키고,
    제 1 밸브가 상기 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 위한 공급 라인에 위치되어 있고, 제 2 밸브가 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동을 위한 공급 라인에 위치되어 있고,
    적어도 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하기 위한 센서 장치가 상기 모듈 포트에 배치되고,
    상기 모듈 포트에서의 최소 충전 레벨이 얻어졌음을 상기 센서 장치가 검출하면 상기 제 1 챔버에 위치되어 있는 제 1 흡입 젯트 펌프는 상기 제 1 밸브를 사용하여 활성화되고 또한 미리 결정된 시간 간격 후에 또는 미리 결정된 더 높은 충전 레벨이 얻어지면 상기 제1 밸브를 사용하여 비활성화되고,
    상기 제 2 챔버에는 제 2 챔버에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하기 위한 제 3 센서가 배치되어 있고, 상기 제 2 챔버에 배치되어 있는 제 2 흡입 젯트 펌프는, 미리 결정된 최소 충전 레벨이 도달된 때를 상기 제 3 센서가 검출하면 상기 제 2 밸브를 사용하여 비활성화되는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 장치는, 상기 제 1 흡입 젯트 펌프가 비활성화되는 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최대 충전 레벨을 검출하도록 작동 가능한 제 1 센서, 및 상기 모듈 포트에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하도록 작동 가능한 제 2 센서를 포함하는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 어셈블리.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 모듈 포트에 있는 상기 센서 장치가 상기 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하면 상기 제 1 밸브가 열려 적어도 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 허용하고, 또한 상기 모듈 포트에 있는 상기 센서 장치가 상기 미리 결정된 최대 충전 레벨을 검출하면 상기 제 1 밸브가 닫혀 적어도 제 1 흡입 젯트 펌프의 작동을 중단시키는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 센서가 상기 제 2 챔버에서의 미리 결정된 최소 충전 레벨을 검출하면 상기 제 2 밸브가 닫혀 상기 제 2 흡입 젯트 펌프의 작동을 중단시키는, 연료 탱크 내의 연료를 전달하기 위한 어셈블리.
  9. 제 6 항의 어셈블리를 포함하는 연료 탱크.
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