KR102552791B1 - 증기 회수 시스템 및 증기 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템이 제안되며, 그 시스템은

- 폐쇄 위치, 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 개방 위치, 및 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 통로를 각각 생성하는 하나 이상의 중간 위치들에 위치가능하도록 구성된 밸브 (10);

- 밸브를 동작시키도록 구성된 액츄에이터 (15); 및

- 시간의 경과에 따라 위치들의 시퀀스에 상기 밸브를 위치시키기 위해 액츄에이터를 제어하도록 구성된 전자 제어기 (50) 를 포함한다. 위치들의 시퀀스는 시간 주기 (T) 동안 중간 위치들 하나 이상을 포함한다. 밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 대기 사이의 증기 회수 시스템의 라인에 배열된다.

Description

증기 회수 시스템 및 증기 제어 방법

본 발명의 실시형태들은 증기 제어를 갖는 차량 스토리지 시스템들의 분야, 및 증기 제어 방법들에 관한 것이다. 더욱 일반적으로는, 본 발명은 종래의 차량들 및 하이브리드 차량들의 분야에 관한 것이다.

증가된 배출 표준들에 기인하며, 요즘 차량들은 통상적으로 연료 증기 회수 시스템을 포함한다. 그러한 연료 증기 회수 시스템은 연료 탱크에서 생성된 연료 증기들을 수용하기 위한 캐니스터를 포함한다. 캐니스터에 위치된 연료 증기 흡수재는 예를 들어 급유하는 동안, 연료 탱크로부터 교체될 때 연료 증기를 보유한다. 엔진의 동작 동안, 캐니스터에 포함된 연료 증기는 캐니스터를 통해 신선한 공기를 빨아들임으로써 퍼지 (purge) 될 수도 있다. 종래 기술의 연료 증기 회수 시스템들에서, 통상적으로 캐니스터에 연료 탱크로부터의 증기의 진입을 차단할 수 있는 증기 벤트 (vent) 밸브가 탱크와 캐니스터의 입구 사이에 제공되어 있다. 또한, 공기 벤트와 캐니스터의 출구 사이에 캐니스터 벤트 밸브가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 충전하는 동안 또는 상승된 온도들에서, 증기 벤트 밸브 및 캐니스터 벤트 밸브가 개방되어, 연료 증기가 연료 탱크로부터 캐니스터로 흐를 수 있고, 신선한 공기가 캐니스터 벤트 밸브를 통해 대기로 흘러나갈 수 있어, 연료 탱크 내의 압력이 감소되는 것을 허용한다. 정상적인 엔진 동작 동안, 증기 벤트 밸브는 폐쇄될 수도 있는 반면, 캐니스터 벤트 밸브는 개방되어, 캐니스터의 출구로의 공기의 흐름을 허용하고, 캐니스터 매체를 통해 그리고 캐니스터 퍼지 밸브를 통해 캐니스터에 저장된 연료 증기가 엔진으로 전달되는 것을 허용한다.

그러한 종래 기술 시스템들에서, 급유하는 동안 및/또는 퍼지하는 동안 탱크로부터 제거되고 있는 증기들의 양을 제어하는 것은 어렵다. 종래 기술 시스템들은 압력 기반일 수도 있으며, 여기서 급유는 압력 측정들에 기초하여 제어된다. 그러나, 압력 센서가 실패하면, 양호한 급유가 획득될 수 없다. 또한, 종래 기술 시스템들은 까다로운 툴링 (tooling) 요건들의 관점에서 교정하기가 어렵다. 일반적으로 말해서, 연료 탱크의 사용가능한 볼륨은 실제의 탱크들이 생성되기 전에 대략 10% 의 정확도로 예측될 수 있을 뿐이다. 통상적으로 셧오프 (shutoff) 를 제어하는 연관된 플로우트 밸브들은 구성하는데 탱크와 유사한 조달 시간을 갖기 때문에, 그들은 일반적으로 정격 용량에서 탱크 내의 유체 높이가 얼마일 것인지에 대한 예측에 기초하여 제조된다. 이러한 유체 높이는 종종 변하기 때문에, 밸브들의 셧오프 높이에 대한 소정량의 물리적 조정이 요구된다. 이들은 까다롭게 툴링된 컴포넌트들이기 때문에, 그것은 종종 사출 금형들 및 재실행 (re-running) 부품들에 대한 작은 변경들을 행하는 것을 의미한다. 이것은 수행하는데 수 주만큼 많이 걸릴 수 있는 프로세스이다. 또, 밸브들은 보통 탱크 쉘 (shell) 에 용융 용접되고, 따라서 새로운 프로토타입 탱크들이 변경된 밸브들을 용접하는 것을 허용하기 위해 할당되어야 한다.

본 발명의 실시형태들의 목적은 개선된 증기 제어를 갖는 증기 회수 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 예시적인 실시형태들의 다른 목적은 교정가능한 증기 제어를 허용하는 것이다. 더욱 개발된 실시형태들의 목적은 증기 회수 시스템의 벤트 밸브를 제어하기 위한 압력 센서 피드백에 대한 필요를 제거하고 및/또는 여러 차량 상태 파라미터들에 기초하여 탱크로부터의 증기 흐름을 제어하는 능력을 정제하는 것이다.

본 발명의 양태에 따르면, 밸브, 액츄에이터 및 제어기를 포함하는, 차량 탱크로부터의 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템, 통상적으로 연료 증기 회수 시스템이 제공된다. 밸브는 폐쇄 위치, 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 개방 위치, 및 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 통로를 각각 생성하는 하나 이상의 중간 위치들에서 위치가능하도록 구성된다. 밸브는 증기 회수 시스템의 증기 흐름을 조절하도록 더 구성된다. 액츄에이터는 밸브를 동작시키도록 구성된다. 제어기는 시간의 경과에 따라 위치들의 시퀀스에 상기 밸브를 위치시키기 위해 상기 액츄에이터를 제어하도록 구성되며, 여기서 상기 시퀀스는 시간 주기 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 시간 주기는 1 초보다 더 크다. 밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 대기 사이의 라인에 배열된다.

밸브에 대한 하나 이상의 중간 위치들을 생성함으로써, 밸브를 통해 흐르는 증기의 양은 예를 들어 차량 상태 파라미터들의 수에 기초하여 제어기에 의해 개선된 방식으로 제어될 수 있다. 단지 개방 및 폐쇄 위치 대신에 하나 이상의 중간 위치들을 가짐으로써, 증기 흐름의 제어가 정제될 수도 있다.

시퀀스는 1초 보다 큰 시간 주기 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나를 포함한다. 이것은 이러한 시간 주기가 단지 하나의 고정된 중간 위치로, 또는 상이한 중간 위치들의 시리즈로 이루어질 수도 있다는 것을 암시한다. 또는, 다르게 말하면, 상기 시간 주기 동안, 밸브는 폐쇄 위치에 있지 않고, 개방 위치에 있지 않다.

바람직한 실시형태들에서, 시간 주기는 2 초보다 크고, 더욱 바람직하게는 5 초보다 크다. 차량 증기 회수 시스템들에서, 그러한 시간 주기들은 증기 흐름의 신뢰가능한 제어를 허용할 것이다. 그러한 시간 주기들은 종래 기술 밸브들의 밸브 폐쇄 시간들보다 실질적으로 더 크다.

예시적인 실시형태들에서, 밸브는 전체 시간 주기 동안 하나의 고정된 중간 위치에 위치될 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들에서, 밸브는 시간 주기 동안 상이한 중간 위치들의 시리즈를 통해 점점 이동될 수도 있다.

바람직한 실시형태에 따르면, 제어기는 차량 상태 파라미터들에 기초하여 밸브의 포지셔닝을 제어하도록 구성된 전자 제어기이다. 차량 상태 파라미터들은 다음 중 임의의 하나 이상을 포함할 수도 있다: 차량 탱크 내의 액체 레벨, 차량 탱크 내의 온도, 차량 탱크 내의 압력, 차량 탱크 내의 탄화수소 함유량, 연료 캡의 위치 (폐쇄/개방), 차량 탱크와 엔진 사이의 라인에서의 액체 연료의 압력, 캐니스터 로드 (load). 바람직한 실시형태에서, 밸브는 복수의 중간 위치들에 위치되도록 구성되고, 제어기는 적어도 하나의 차량 상태 파라미터의 함수로 상기 복수의 중간 위치들 중 적어도 하나의 중간 위치를 선택하고, 시간 주기 동안 상기 시퀀스에 상기 선택된 적어도 하나의 중간 위치를 포함시키도록 구성된다.

바람직한 실시형태들에서, 제어기는 차량 탱크의 급유 동안 위치들의 시퀀스에서 상기 밸브를 위치시키도록 액츄에이터를 제어하도록 구성된다. 그러한 방식으로, 급유는 정제된 방식으로 제어될 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 위치들의 시퀀스는 급유 이벤트의 제 1 주기 동안의 개방 위치; 그 후 상기 시간 주기에 대응하는 제 2 주기 동안의 적어도 하나의 중간 위치, 및 급유 이벤트의 종단에서의 폐쇄 위치를 포함한다. 시스템은 그 후 차량 탱크 내의 액체, 통상 연료의 레벨을 검출하기 위한 레벨 센서를 포함할 수도 있고; 제어기는 그 후 그 검출된 레벨에 기초하여 적어도 하나의 중간 위치 및/또는 제 2 주기의 시작을 결정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제어기가 감지된 레벨이 미리 결정된 임계값 위라고 결정하면, 감지된 레벨이 임계값 위라고 결정한 후 즉시 또는 바로 개방 위치로부터 중간 위치로 밸브를 이동시키는 것이 결정될 수도 있다. 그러한 실시형태들에서, 밸브의 부분적 개방, 즉 하나 이상의 중간 위치들은 셧오프에서 전통적인 기계적 벤팅 시스템의 급유 거동을 모방하는 것을 허용하고 까다로운 툴링 (tooling) 없이 셧오프 특성들의 교정을 허용한다. 그러한 실시형태들의 추가의 이점은 압력 모니터링이 불필요하다는 것이며, 이는 실패 모드 및 효과 분석 (Failure Mode and Effects Analysis: FMEA) 견지로부터 커스터머의 시스템 및 하나의 더 작은 실패 모드로의 더 용이한 통합을 의미한다.

바람직한 실시형태들에서, 제어기는 급유 이벤트가 다음 중 임의의 하나 이상을 검출한 때에 개시되어야 한다고 결정하도록 구성된다: 오퍼레이터에 의해 동작가능한 버튼의 입력, 차량의 연료 도어의 개방, 차량의 셧오프, 주차 위치에 있는 차량.

바람직한 실시형태들에서, 액츄에이터는 스테퍼 (stepper) 모터 기반 선형 액츄에이터이다. 그러한 액츄에이터는 밸브의 신뢰가능한 포지셔닝을 허용할 것이다. 솔레노이드들과 비교하면, 솔레노이드들은 중간 위치를 유지하기 위해 고전류 인출을 갖는 단점을 갖는다.

예시적인 실시형태에서, 밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 증기 필터 유닛, 바람직하게는 캐니스터, 더욱 바람직하게는 탄소 캐니스터 사이의 라인에 배열된다. 제어기는 또한 증기 필터 유닛의 퍼징 (purging) 동안 위치들의 시퀀스에 밸브를 위치시키기 위해 액츄에이터를 제어하도록 구성될 수도 있다. 퍼징 모드에서 탱크를 캐니스터 연통 (communication) 으로 부분적으로 개방하는 것은 탱크로부터 벤팅 압력을 허용하고, 퍼지 동안 엔진으로 가는 증기 로딩의 일관성의 더 양호한 제어를 허용한다.

예시적인 실시형태에서, 시스템은 필터 유닛의 증기 로드를 측정하거나 추론하는 측정 수단을 더 포함하고, 제어기는 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 그 측정되거나 추론된 증기 로드의 함수로 상기 적어도 하나의 중간 위치 및/또는 시간 주기의 시작 시간 및/또는 시간 주기의 길이를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기는 캐니스터의 증기 로드가 미리 결정된 임계값 아래라고 결정되면 밸브를 중간 위치에 위치시키도록 결정할 수도 있다.

예시적인 실시형태에서, 증기 회수 시스템은 차량 탱크, 증기 필터 유닛, 및 밸브를 포함하는 밸브 모듈을 형성하는 하우징, 및 선택적으로 또한 제어기를 포함한다. 차량 탱크는 증기 출구를 갖는다. 증기 필터 유닛은 필터 입구 및 필터 출구를 갖는다. 하우징은 증기 출구와 연통하는 제 1 포트, 필터 입구와 연통하는 제 2 포트, 필터 출구와 연통하는 제 3 포트 및 제 4 포트를 갖는다. 밸브는 제 1 포트와 제 2 포트 사이에 구현되고, 밸브는 상기 하우징 내에 이동가능하게 배열된 클로저 바디 (closure body) 를 포함한다. 클로저 바디는 액츄에이터에 의해 이동가능하고,

- 밸브의 개방 위치에서, 제 1 포트와 제 2 포트 사이에 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 반면, 클로저 바디의 제 1 위치에서, 제 3 포트와 제 4 포트를 폐쇄하도록;

- 상기 하우징 내에서, 클로저 바디의 제 2 위치에서 제 1 볼륨과 제 2 볼륨 사이에 배리어 (barrier) 를 생성하는 것으로서, 상기 제 1 볼륨은 제 1 포트와 제 2 포트 사이에 통로를 형성하고, 상기 제 2 볼륨은 제 3 포트와 제 4 포트 사이에 통로를 형성하는, 상기 배리어를 생성하도록; 및

- 밸브의 폐쇄 위치에서, 클로저 바디의 제 3 위치에서 제 1 포트 및 제 2 포트를 폐쇄하도록;

- 밸브의 하나 이상의 중간 위치들에서, 제 1 포트와 제 2 포트 사이에 더 작은 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 반면, 클로저 바디의 제 4 위치에서 제 3 포트와 제 4 포트를 개방하도록 구성된다.

그러한 실시형태에서, 캐니스터 벤트 밸브의 기능은 증기 벤트 밸브의 기능과 결합된다. 더 상세하게는, 발명자들은 이들 밸브들이 동시에 폐쇄될 필요가 없다는 것, 및 차량 탱크를 떠나는 증기의 양의 정제된 제어를 허용하는 하나 이상의 중간 위치들을 포함하는 적어도 4 개의 위치들에서 이동가능한 클로저 바디를 포함하는 특별히 적응된 모듈로 이들 2 개의 밸브들의 기능을 실현하는 것이 가능하다는 것을 깨달았다. 그러한 실시형태는 종래 기술 솔루션들에 비해 컴팩트하고 더 적은 컴포넌트들을 요구하는 이점을 갖는다.

그러한 실시형태, 시스템은 액체가 차량 탱크 내에 부가되는 급유 양식 (modus) 을 검출하도록 구성된 검출 수단을 더 포함할 수도 있으며, 여기서 제어기는 그 급유 양식의 검출 시에 제 2 또는 제 4 위치에 클로저 바디를 배치하기 위해 액츄에이터를 제어하도록 구성된다. 또한, 시스템은 퍼징 양식 동안 증기 필터 유닛을 퍼징하도록 구성된 퍼징 시스템을 포함할 수도 있으며; 여기서 제어기는 퍼징 양식으로 진입 시에 제 3 또는 제 4 위치에 클로저 바디를 배치하기 위해 액츄에이터를 제어하도록 구성된다. 또한, 시스템은 차량의 누설 양식 또는 주차 양식을 검출하는 검출 수단을 포함할 수도 있으며; 여기서 제어기는 연료 시스템 누설 검출 양식 또는 주차 양식의 검출 시에 제 1 위치에 클로저 바디를 배치하기 위해 액츄에이터를 제어하도록 구성된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 밸브를 사용하여 차량 탱크로부터의 증기 흐름을 제어하는 단계를 포함하는 증기 회수 방법이 제공되며, 상기 밸브는 폐쇄 위치, 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 개방 위치, 및 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 통로를 각각 생성하는 하나 이상의 중간 위치들에서 위치가능하도록 구성된다. 제어하는 단계는 시간의 경과에 따라 위치들의 시퀀스에 밸브를 위치시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 시퀀스는 시간 주기 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 시간 주기는 1 초보다 더 크다.

바람직한 실시형태에 따르면, 포지셔닝의 제어, 및 특히 적어도 하나의 중간 위치의 선택 및/또는 시간 주기의 시작 시간의 제어는 차량 상태 파라미터들에 기초하여 전자 제어기에 의해 수행된다.

바람직한 실시형태에 따르면, 밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 대기 사이의 라인에 배열되고; 제어하는 단계는 차량 탱크의 급유 동안 수행된다. 제어하는 단계는 밸브를 개방 위치에 위치시키는 단계, 다음에 상기 시간 주기와 대응하는 급유 이벤트의 주기 동안 적어도 하나의 중간 위치에 밸브를 위치시키는 단계, 그 후 밸브를 폐쇄 위치에 위치시키는 단계를 포함할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 방법은 차량 탱크 내의 액체의 레벨을 검출하는 단계; 및 그 검출된 레벨에 기초하여 시간 주기의 시작 시간을 결정하는 단계를 더 포함한다.

예시적인 실시형태에서, 밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 증기 필터 유닛, 바람직하게는 캐니스터 사이의 라인에 배열되고; 제어하는 것은 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 수행된다. 방법은 증기 필터 유닛의 증기 로드를 측정 또는 다르게는 추론하는 단계; 및 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 그 측정되거나 다르게는 추론된 증기 로드의 함수로 상기 적어도 하나의 중간 위치 및/또는 상기 시간 주기를 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

바람직한 실시형태들에서, 밸브는 복수의 중간 위치들에서 위치가능하고, 제어하는 것은 상기 복수의 위치들 중 적어도 하나의 중간 위치를 선택하는 것 및 시간 시퀀스에 상기 적어도 하나의 선택된 위치를 포함시키는 것을 포함한다. 그러한 방식으로, 중간 위치들은 "교정된" 위치들일 수도 있다. 액츄에이터가 스테퍼 모터인 경우, 선택은 참조 위치, 예를 들어 폐쇄 위치로부터 설정될 다수의 스텝들을 선택하는 것에 있을 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 여러 실시형태들에서 개시되었던 제어 단계들 중 임의의 하나 이상을 수행하도록 구성된 제어기가 제공된다.

본 발명의 양태에 따르면, 연료 탱크와 대기로의 경로 사이에 비례적으로 선택가능한 유체 연통을 제공하는 비례적으로 제어가능한 연료 탱크 차단 밸브로서, 상기 경로는 잠재적으로 카본 캐니스터를 포함하는, 상기 비례적으로 제어가능한 연료 탱크 차단 밸브; 및 차량의 급유 동안 급유 특성들의 종단에서 그 비례적으로 제어가능한 연료 탱크 차단 밸브를 제어하도록 구성된 제어기로서, 그 제어기는 연료 탱크와 대기로의 경로 사이의 통로의 사이즈 및 소정의 사이즈를 갖는 통로가 유지되는 시간 주기를 비례적으로 제어하도록 구성되는, 상기 제어기를 포함하는 시스템이 제공된다. 바람직하게는 스테퍼 구동 선형 액츄에이터는 밸브를 작동시키기 위해 사용된다.

실시형태에 따르면, 그러한 비례적으로 제어가능한 연료 탱크 차단 밸브를 제어하는 방법이 제공되며, 여기서 상기 밸브는 연료 레벨 센서에 의해 수행된 측정들에 기초하여 폐쇄되고, 제어기에 의해 제어되는 교정가능한 사이즈를 갖는 통로로 즉시 재개방된다.

본 발명의 양태에 따르면, 밸브를 제어하는 방법이 제공되며, 여기서 상기 밸브는 차량 탱크 내의 연료의 레벨을 측정하도록 구성된 연료 레벨 센서의 출력에 기초하여 미리 결정된 및 교정가능한 흐름 경로 면적으로 부분적으로 폐쇄된다. 흐름 경로 면적은 연료 탱크 내의 또는 주위의 조건들을 나타내는 압력 및/또는 온도 피드백에 응답하여 조정될 수도 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 연료 탱크와 차량 흡입 매니폴드로의 증기 경로 사이에 비례적으로 선택가능한 유체 연통을 제공하는 비례적으로 제어가능한 연료 탱크 차단 밸브로서, 상기 경로는 잠재적으로 유체 연통하여 카본 캐니스터 및 엔진 흡입구 근처의 퍼지 제어 밸브를 포함하는, 상기 비례적으로 제어가능한 연료 탱크 차단 밸브; 및 차량 엔진 제어기로부터의 커맨드들에 응답하여 상기 비례적으로 제어가능한 연료 탱크 차단 밸브의 증기 경로의 사이즈 및/또는 타이밍을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는 시스템이 제공된다. 바람직하게는 스테퍼 구동 선형 액츄에이터는 밸브를 작동시키기 위해 사용되고, 제어기는 액츄에이터를 제어한다.

본 발명의 양태에 따르면, 캐니스터의 퍼징 동안 캐니스터를 통해 증기 흐름을 조절하기 위한 밸브를 제어하는 방법이 제공되고, 여기서 상기 밸브는 캐니스터의 퍼징과 관련된 하나 이상의 엔진 제어기 출력들에 기초하여 미리 결정된 및 교정가능한 흐름 경로 면적으로 부분적으로 폐쇄된다. 더 구체적으로는, 밸브는 퍼징 동안 제 1 범위에 있는 엔진 제어기 출력에 응답하여 폐쇄되고, 퍼징 동안 제 2 범위에 있는 엔진 제어기 출력에 응답하여 미리 결정된 및 교정가능한 흐름 경로 면적으로 개방될 수도 있다.

바람직한 실시형태에서, 차량 탱크는 연료 탱크이고, 필터 유닛은 증발 캐니스터이다. 그러나, 증기 제어가 요구되는 필터 유닛을 갖는 다른 타입들의 탱크들에서 본 발명을 사용하는 것이 생가될 수도 있다.

본 발명의 실시형태들에서, 제어기는 바람직하게는 탱크 내의 적어도 하나의 능동 컴포넌트, 예를 들어 레벨 센서, 온도 센서, 압력 센서, 탄화수소 센서, 연료 펌프 등과; 및/또는 CAN 버스와; 및/또는 연료 캡의 위치를 검출하기 위한 연료 캡 위치 센서와; 및/또는 연료 캡의 록킹 (locking) 을 활성화(해제)하기 위한 연료 캡 로크 솔레노이드와; 및/또는 차량 탱크와 엔진 사이의 라인에 되어 있는 액체 연료의 압력을 측정하기 위한 액체 압력 센서와; 및/또는 HC 센서와; 및/또는 캐니스트 로드 센서와; 및/또는 연료 펌프와; 및 더욱 일반적으로는 차량 상태 파라미터들을 측정하기 위한 임의의 다른 센서들과 연결되도록 구성된 전자 제어 유닛이다.

첨부하는 도면들은 본 발명의 디바이스들의 현재 바람직한 비제한적인 예시적인 실시형태들을 도시하기 위해 사용된다. 첨부하는 도면들과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명으로부터 본 발명의 특징들 및 목적들의 상기의 및 다른 이점들이 더 분명해질 것이고 본 발명이 더 잘 이해될 것이다.
도 1a 는 본 발명의 차량 증기 회수 시스템의 제 1 예시적인 실시형태를 도시하는 개략도이다.
도 1b, 도 1c 및 도 1d 는 도 1a 의 실시형태의 밸브 (10) 의 상이한 위치들을 도시한다.
도 2 는 본 발명의 증기 제어 방법의 실시형태의 플로우 챠트를 도시한다.
도 3a 는 본 발명의 차량 증기 회수 시스템의 제 2 예시적인 실시형태를 도시하는 개략도이다.
도 3b, 도 3c 및 도 3d 는 도 3a 의 실시형태의 밸브 (310) 의 상이한 위치들을 도시한다.
도 4 는 급유 동안 사용하기 위한 본 발명의 방법의 예시적인 실시형태의 플로우 챠트를 도시한다.
도 5 는 퍼징 동안 사용하기 위한 본 발명의 방법의 예시적인 실시형태의 플로우 챠트를 도시한다.
도 6 은 급유 이벤트 동안의 시간의 함수로의 밸브 위치들의 시퀀스의 예를 도시하는 챠트이다.
도 6a 및 도 6b 는 도 6 에서 도시된 예시적인 시퀀스의 2 개의 변형들을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 차량 증기 회수 시스템의 다른 예시적인 실시형태를 도시하는 개략도이다.
도 8 은 퍼징 이벤트 동안의 시간의 함수로의 밸브 위치들의 시퀀스의 예를 도시하는 챠트이다.
도 9 는 퍼징 이벤트 동안의 시간의 함수로의 밸브 위치들의 시퀀스의 예를 도시하는 챠트이다.

도 1a 는 본 발명의 연료 증기 회수 시스템의 제 1 예시적인 실시형태를 도시한다. 시스템은 밸브들 (10, 20, 30), 상기 밸브들 (10, 20, 30) 을 동작시키는 액츄에이터들 (15, 25, 35) 및 액츄에이터들 (15, 25, 35) 을 제어하는 제어기 (50) 를 포함한다. 밸브 (10) 는 차량 탱크 (60) 의 증기 출구 (61) 와 캐니스터 (80) 의 캐니스터 입구 (81) 사이의 라인에 배열되고, 밸브 (20) 는 캐니스터 (80) 의 퍼지 출구 (83) 와 엔진 (70) 사이에 배열된다. 밸브 (30) 는 차량 탱크의 증기 출구 (61) 와 대기 (90) 사이에, 더 구체적으로는 캐니스터 출구 (82) 와 대기 (90) 사이에 배열된다. 이리하여, 양 밸브들 (10 및 30) 은 증기 출구 (61) 와 대기 (90) 사이의 라인에 배열된다.

밸브 (10) 는 폐쇄 위치, 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 개방 위치, 및 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 통로를 각각 생성하는 하나 이상의 중간 위치들에서 위치가능하도록 구성된다. 이들 위치들은 도 1b (개방 위치), 도 1c (중간 위치) 및 도 1d (폐쇄 위치) 에 도시된다. 중간 위치 (도 1c) 에서, 밸브 (10) 의 밸브 바디 (13) 는 밸브 (10) 의 입구 (11) 과 출구 (12) 사이의 통로를 부분적으로 폐색시켜 개방 위치 (도 1b) 에서의 통로의 사이즈에 비해 더 작은 사이즈를 갖는 통로를 생성한다.

제어기 (50) 는 시간의 경과에 따라 위치들의 시퀀스에 상기 밸브 (10) 를 위치시키기 위해 상기 액츄에이터 (15) 를 제어하도록 구성되며, 여기서 상기 시퀀스는 시간 주기 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 (도 1c) 중 적어도 하나의 중간 위치를 포함하며, 상기 시간 주기는 1 초보다 더 크고, 바람직하게는 2 초보다 더 크다. 즉, 밸브를 폐쇄 위치에 또는 개방 위치에 있도록 제어하는 대신에, 제어기는 또한 밸브를 중간 위치에 있도록, 또는 하나의 중간 위치로부터 다음의 중간 위치로 점진적으로 이동하도록 제어할 수 있으며, 여기서 밸브가 중간 위치에 (즉, 동일한 중간 위치에 또는 상이한 중간 위치들의 시퀀스에) 유지되는 총 시간 주기는 무시가능하지 않으며, 특히 1 초보다 크다.

바람직하게는, 제어기 (50) 는 탱크 (60) 내의 충전 레벨과 같은 하나 이상의 차량 상태 파라미터들의 함수로 차량 탱크의 급유 동안 위치들의 시퀀스에 밸브 (10) 를 위치시키기 위해 액츄에이터 (15) 를 제어하도록 구성된다. 제어기 (50) 는 급유 이벤트의 시작 시간에 밸브 (10) 를 개방 위치에 위치시키기 위해 액츄에이터 (15) 를 제어하도록; 및 급유가 계속됨에 따라 하나 이상의 중간 위치들에, 및 최종적으로 급유 이벤트의 종료 시간에 폐쇄 위치에 밸브 (10) 를 위치시키기 위해 액츄에이터 (15) 를 제어하도록 구성될 수도 있다. (점선 (51) 에 의해 개략적으로 표시된) 차량 탱크 (60) 내의 연료의 레벨을 검출하는 레벨 센서 (도시하지 않음) 가 제공될 수도 있고, 제어기 (50) 는 검출된 레벨이 미리 결정된 임계 레벨 위에 있는 경우 급유 이벤트의 종료 시간이 도달되었다고 결정하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (50) 는 급유 이벤트의 시작 시간이 다음 (도시하지 않음) 중 임의의 하나 이상을 검출한 때에 도달된다고 결정하도록 구성될 수도 있다: 오퍼레이터에 의해 동작가능한 버튼의 입력, 차량의 연료 도어의 개방, 차량의 셧오프, 주차 위치에 있는 차량.

또한, 제어기 (50) 는 (점선 (52) 에 의해 개략적으로 표시된) 캐니스터 (80) 의 로드 레벨과 같은 하나 이상의 차량 상태 파라미터들의 함수로 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 위치들의 시퀀스들에 밸브 (10) 를 위치시키기 위해 액츄에이터 (15) 를 제어하도록 구성될 수도 있다. 캐니스터 (80) 의 증기 로드를 측정하는 측정 수단 (도시하지 않음) 이 제공될 수도 있고, 제어기 (50) 는 캐니스터 (80) 의 퍼징 동안 그 측정된 증기 로드의 함수로 적어도 하나의 중간 위치를 선택하도록 구성될 수도 있다.

대응하는 액츄에이터 (35) 를 갖는 밸브 (30) 는 또한 비례적으로 제어가능한 밸브일 수도 있지만, 또한 폐쇄 위치에 또는 개방 위치에 있도록 제어되는 보통의 "폐쇄/개방" 밸브일 수 있을 것이다.

도 2 는 본 발명의 방법의 실시형태를 도시한다. 방법은 제 1 단계 (201) 에서 차량 상태 파라미터들을 획득하는 단계를 포함한다. 차량 상태 파라미터들은 다음 중 임의의 하나 이상을 포함할 수도 있다: 차량 탱크 내의 액체 레벨, 차량 탱크 내의 온도, 차량 탱크 내의 압력, 차량 탱크 내의 탄화수소 함유량, 연료 캡의 위치 (폐쇄/개방), 연료 도어의 위치 (개방/폐쇄), 차량 탱크와 엔진 사이의 라인에서의 액체 연료의 압력, 캐니스터 로드. 제 2 단계 (202) 에서, 증기 회수를 위해 사용되는 하나 이상의 밸브들에 대한 시간의 함수로의 원하는 위치들이 결정되며, 여기서 하나 이상의 밸브들 중 적어도 하나의 밸브는 폐쇄 위치, 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 개방 위치, 및 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 통로를 각각 생성하는 하나 이상의 중간 위치들에서 위치가능하도록 구성된다. 그 적어도 하나의 밸브는 예를 들어 도 1 의 밸브 (10) 에 대해 상술된 바와 같이 구현될 수도 있다. 제 3 단계에서, 차량 탱크로부터의 증기 흐름은 하나 이상의 밸브들을 사용하여 제어되며, 여기서 상기 제어는 시간의 경과에 따라 위치들의 시퀀스에 적어도 하나의 밸브를 위치시키는 것을 포함하고, 여기서 상기 시퀀스는 시간 주기 (T) 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나의 중간 위치를 포함하며, 상기 시간 주기 (T) 는 1초보다 크다.

하나 이상의 밸브들은 차량 탱크의 증기 출구와 대기 사이의 라인에 배열되고, 그 라인은 활성 카본 캐니스터를 포함할 수도 있다. 제어는 차량 탱크의 급유 동안 수행될 수도 있다.

단계 (203) 의 제어는 밸브를 개방 위치에 위치시키는 것, 다음에 상기 시간 주기와 대응하는 급유 이벤트의 주기 동안 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나의 중간 위치에 밸브를 위치시키는 것, 그 후 밸브를 폐쇄 위치에 위치시키는 것을 포함할 수도 있다. 그러한 실시형태에서, 단계 (202) 에서의 결정하는 것은 차량 탱크 내의 연료의 레벨을 검출하는 것; 및 그 검출된 레벨에 기초하여 시간 주기의 시작 시간을 결정하는 것을 포함할 수도 있다.

밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 증기 필터 유닛, 바람직하게는 캐니스터 사이의 라인에 배열될 수도 있고; 단계 (203) 의 제어하는 것은 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 수행될 수도 있다. 단계 (202) 는 그 후 증기 필터 유닛의 증기 로드를 측정하는 것; 및 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 그 측정된 증기 로드의 함수로 상기 적어도 하나의 중간 위치 및/또는 상기 시간 주기의 길이 및/또는 상기 시간 주기의 시작 시간을 결정하는 것을 포함할 수도 있다.

도 3a 는 본 발명에 따른 연료 증기 회수 시스템의 제 2 실시형태를 도시한다. 시스템은 차량 탱크 (360), 캐니스터 (380) 의 형태의 필터 유닛, 및 밸브 모듈 (300) 을 포함한다. 도 3b, 도 3c 및 도 3d 에서는, 단지 모듈 (300) 만 도시된다. 차량 탱크 (360) 는 모듈 (300) 의 제 1 포트 (311) 에 연결된 증기 출구 (361) 를 갖는다. 캐니스터 (380) 는 캐니스터 입구 (381), 캐니스터 출구 (382), 및 엔진 (370) 에 이르는 퍼지 라인 출구 (383) 를 갖는다. 모듈 (300) 은 제 1 포트 (311), 제 2 포트 (312), 제 3 포트 (313) 및 제 4 포트 (314) 를 갖는 하우징 (301) 을 포함한다. 제 2 포트 (312) 는 캐니스터 입구 (381) 와 연통한다. 제 3 포트 (313) 는 캐니스터 출구 (382) 와 연통한다. 제 4 포트 (314) 는 대기 (390) 와 연통하고 있다. 클로저 바디 (316) 는 하우징 (301) 내에 이동가능하게 배열된다. 클로저 바디 (316) 는 액츄에이터 (도시하지 않음) 에 의해 이동된다. 제어기 (도시하지 않음) 는 바람직한 위치에 클로저 바디 (316) 를 이동시키기 위해 액츄에이터를 제어하기 위해 사용된다.

비례적으로 제어가능한 밸브 (310) 가 제 1 포트 (311) 와 제 2 포트 (312) 사이에 구현된다. 클로저 바디 (316) 는 밸브 (310) 의 개방 위치 (도 3a) 와 대응하는 제 1 위치에, 밸브 (310) 의 개방 위치 (도 3b) 와 대응하는 제 2 위치에, 밸브 (310) 의 폐쇄 위치 (도 3d) 와 대응하는 제 3 위치에, 및 밸브 (310) 의 중간 위치 (도 3c) 와 대응하는 제 4 위치에 위치될 수 있다.

도 3a 에 도시된 제 1 위치에서, 클로저 바디 (316) 는 제 3 포트 (313) 및 제 4 포트 (314) 를 폐쇄한다. 제 1 위치에서, 연료 탱크 (360) 는 캐니스터 (380) 의 입구 (381) 와 연통하는 반면, 출구 (382) 와 대기 (390) 사이의 연통은 차단된다. 이러한 제 1 위치는 통상적으로 차량이 주차 위치에 있거나 OBD 요건들에 대한 누설 검출 동안인 경우에 사용된다.

클로저 바디 (316) 의 제 2 위치에서, 배리어가 제 1 볼륨 (V1) 과 제 2 볼륨 (V2) 사이에 생성된다. 제 1 볼륨 (V1) 은 제 1 포트 (311) 와 제 2 포트 (312) 사이의 통로를 정의하고 제 2 볼륨 (V2)은 제 3 포트 (313) 와 제 4 포트 (314) 사이의 통로를 정의한다. 통상적으로, 클로저 바디 (316) 는 감압 또는 급유 이벤트의 시작에 이러한 제 2 위치에 놓인다. 급유할 때, 연료 증기들은 탱크로부터 캐니스터 (380) 를 통해 대기 (390) 로 흐른다. 탱크의 필러 (filler) 파이프 (365) 에 존재하는 추가의 연료 증기들은 또한 제 2 포트 (312) 와 캐니스터 입구 (381) 사이의 라인에 연결되는 재순환 라인 (367) 을 통해 대기 (390) 로 캐니스터 (380) 를 통해 탈출할 수 있으며, 도 3a 의 점선들을 참조하라. 재순환 라인 (367) 을 위한 제 5 포트 (315) 가 제공될 수 있을 것이다. 제 5 포트 (315) 는 클로저 바디 (316) 의 위치와 관계없이 제 2 포트 (312) 와 연통한다.

클로저 바디 (316) 의 제 3 위치에서, 도 3d 참조, 제 1 포트 (311) 와 제 2 포트 (312) 가 폐쇄되는 반면, 제 3 포트 (313) 와 제 4 포트 (314) 는 개방되고 서로와 연통할 수 있다. 이러한 제 3 위치에서, 탱크 (360) 는 완전히 밀봉되고, 탱크 (360) 와 캐니스터 (380) 사이에 연통이 존재하지 않는다. 재순환 라인 (367) 만이 캐니스터 (380) 와 연통할 수 있다. 제 3 위치에서, 캐니스터 (380) 의 출구 (382) 는 대기 (390) 와 연통한다. 클로저 바디 (316) 는 예를 들어 급유의 종단에서 또는 캐니스터 (380) 를 퍼징할 때 제 3 위치에 배치될 수도 있다. 퍼징 시에, 공기는 캐니스터 (380) 의 출구 (382) 로 인출되고, 캐니스터 매체를 통해 그리고 캐니스터 퍼지 밸브 (320) 를 통해 캐니스터 (380) 에 저장된 연료 증기가 엔진 (370) 으로 전달되는 것을 허용한다.

클로저 바디 (316) 의 제 4 위치에서, 도 3c 를 참조, 제 1 포트 (311) 및 제 2 포트 (312) 가 부분적으로 폐쇄되는 반면, 제 3 포트 (313) 및 제 4 포트 (314) 는 개방되고 서로와 연통할 수 있다. 이것은 제 1 포트 (311) 와 제 2 포트 (312) 사이에 생성된 통로가 도 3b 의 위치에서보다 더 작은 사이즈를 갖는 밸브 (310) 의 중간 위치와 대응한다.

밸브 모듈 (300) 은 도 3a 에 개략적으로 도시되지만, 출원인의 이름으로의 특허 출원 WO2014207083 에 개시된 밸브 모듈들 중 임의의 밸브 모듈일 수도 있으며, 액츄에이터와 제어기가 클로저 바디가 하나 이상의 중간 위치들에 위치될 수 있도록 하여야 하는 이러한 차이를 갖는다. 더욱 상세하게는, 클로저 바디는 병진가능한 것 대신에 회전가능할 수도 있고, 클로저 바디는 멤브레인 등일 수도 있다. 클로저 바디 (313) 는 하나의 단일의 부품으로 구성될 수도 있거나 다수의 부품들로 구성될 수도 있다. 다수의 부품들이 사용되는 경우, 이들 부품들은 바람직하게는 동기적으로 이동된다. 대안적으로, 이들 다수의 부품들은 서로에 연결될 수도 있다. 또한, 밸브 모듈 (300) 은 캐니스터 (380) 내에 통합될 수도 있다. 또한 제어기는 모듈 (300) 내에 제공될 수도 있다.

통상의 기술자는 밸브 (310) 의 액츄에이터, 즉 클로저 바디 (313) 를 이동시키는 액츄에이터가 도 1a 의 제 1 실시형태에 대해 상술되었던 것과 유사한 방식으로 급유 동안 및/또는 퍼징 동안 제어될 수도 있다는 것을 이해한다.

탱크 (360) 에 제공될 수도 있는 통상적인 컴포넌트들은 연료 전달 모듈 (FDM) 뿐아니라 다수의 능동 컴포넌트들이다. 능동 컴포넌트들은 증기 압력 센서, 온도 센서, 연료 시스템 컴파일 유닛 (FSCU) - 연료 펌프, 및 레벨 게이지를 포함할 수도 있다. 제어기는 탱크 (360) 내의 상이한 능동 컴포넌트들과 연결될 수도 있다. 탱크는 연료 캡에 의해 폐쇄되는 필러 파이프 (365) 가 제공된다. 탱크 (360) 와 필러 파이프 (365) 사이의 연결에서 입구 체크 밸브가 제공될 수도 있고, 이것은 탱크가 가득 찼을 때 필러 파이프 (365) 와 탱크 바디 (360) 사이의 연통을 차단할 것이다. 또한, 제어기와 연통하는 연료 캡 위치 센서 및 연료 도어 로크 솔레노이드가 제공될 수도 있다. 탱크 (360) 내의 액체 연료는 라인을 통해 탱크를 떠날 수 있다. 통상적으로, 엔진 (370) 근처의 로케이션에, 이러한 라인에서의 액체 압력을 측정하는 액체 압력 센서가 제공된다. 이러한 액체 압력 센서는 또한 제어기와 통신할 수 있다. 제어기는 차량 내의 다른 전자 디바이스들과 통신하기 위한 CAN 버스와 연결될 수도 있다. 능동 컴포넌트들 중 임의의 것으로부터 수신된 제어 신호들은 OBD 전략에서 사용될 수 있다.

도 4 는 급유 동안 사용하기 위한 증기 제어 방법의 실시형태를 도시한다. 도 4 에서, 제어기는 차량에게 급유 이벤트가 존재하는지 여부에 대해 질의한다 (단계들 (401 및 402) 을 참조). 이러한 질의는 버튼을 통한 차량의 오퍼레이터로부터의 입력, 연료 도어의 개방, 차량의 셧오프, 또는 주파 위치에 있는 차량을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 임의의 수의 방식들에 의해 수행될 수 있다. 또, 압력 센서 판독이 연료 시스템이 탱크에 급유하기 위해 안전한 압력 레벨에 있다는 것을 확인하기 위해 사용될 수 있을 것이다. 일단 상기 질의가 긍정적인 결과를 생성하면, 차량 탱크의 증기 출구에 연결된 라인에서의 밸브가 개방되어 (단계 (403) 참조), 증기들이 캐니스터로 흐르는 것을 허용하여, 압력 전도 안전 급유 (pressure conductive safe refuelling) 을 유지한다. 이러한 급유 이벤트 동안, 제어기는 탱크 내의 연료의 레벨을 모니터링한다 (단계 (404) 참조). 레벨 L 이 최대 임계값 Lmax 에 도달하는 경우 (단계 (405) 참조), 밸브는 폐쇄 위치로 사이클링되어 (단계들 (406 및 407) 참조), 데이터를 형성하고, 그 후 중간 위치에 밸브를 위치시키기 위해 (예를 들어, 밸브를 1 mm 위로 재개방하기 위해) 등가의 양의 스텝들 뒤로 사이클링되어, 커스터머 요건들을 준수하는 급유의 제어된 종료가 획득된다 (단계 (408) 참조). 최대 임계값 Lmax 는 급유 프로세스 동안 교정될 수도 있다.

단계들 (406-408) 은, 특히 액츄에이터의 경우, 단일의 부분적 폐쇄 동작에 의해 대체될 수도 있고, 이리하여 밸브의 위치는 매우 신뢰가능한 방식으로 제어될 수 있다. 이러한 경우에, 대안의 단계는 개방 위치로부터 부분적으로 폐쇄된 중간 위치로 직접 가야할 것이며, 이하에 논의되는 도 6a 를 또한 참조하라.

도 4 의 방법은 단계 (408) 후에, 연료 도어가 폐쇄되었는지가 결정되는 단계 (409) 를 더 포함한다. 연료 도어가 폐쇄되었다면, 밸브는 폐쇄 위치에 놓이며 (단계 (410) 참조), 그 결과 급유 이벤트는 완료된다 (단계 (411) 참조).

도 5 는 퍼징 동안 사용하기 위한 증기 제어 방법의 추가의 실시형태를 묘사한다. 도 5 에서, 제어기는 차량에게 퍼지 이벤트가 발생해야 하는지 여부에 대해 질의한다 (단계 (501) 참조). 후속적으로, 밸브는 상기 퍼지 이벤트 동안 탱크로부터 증기들을 인출하는 것을 피하기 위해 캐니스터로부터 연료 탱크를 격리시키는 퍼지 위치, 즉 폐쇄 위치 (단계 (502) 참조) 로 사이클링된다. 그러나, 탱크 내의 압력 (단계 (503) 참조), 및 탄소 캐니스터의 추론된 로딩 (loading) (단계 (504) 참조) 을 포함하지만 이들에 제한되지 않는, 소정의 차량 상태 파라미터들에 대한 미리 결정된 기준들이 충족되는 경우, 제어기는 소정 양의 증기가 탱크 밖으로 인출되는 것을 허용하기 위해, 밸브를 부분적으로 재개방된 중간 위치 (단계 (505)) 에 놓기 위해 액츄에이터를 제어할 수도 있다. 압력에 대한 요건은 연료 탱크 내의 압력이 미리 결정된 임계 압력 Pthresh 보다 높은 것일 수도 있다. 캐니스터 로딩에 대한 요건은 그 로딩이 미리 결정된 값 아래에 있는 것일 수도 있다. 즉, 탱크 내의 압력이 상대적으로 높고 로딩이 상대적으로 낮은 경우, 밸브는 부분적으로 개방될 수도 있다. 일단 퍼지 이벤트가 완료되면 (단계 (506) 참조), 밸브는 재폐쇄될 수도 있고 (단계 (507) 참조), 사이클은 완료한다. 다른 실시형태들에서, 밸브는 퍼지 이벤트의 종단에서 개방된 채 유지될 수도 있다.

도 6 은 도 4 의 방법의 실시형태의 이벤트들의 시간라인을 도시한다. 제 1 단계 (601) 에서, 급유 센서는 급유 이벤트가 개시되었고 급유 밸브가 그것의 개방 능력의 100% 까지 개방된다는 것을 검출한다. 밸브의 개방 후에 (단계 (604) 참조), 탱크 내의 레벨이 모니터링된다 (레벨이 시간에 따라 점점 증가하는 것을 보여주는 "레벨 센서 출력" 곡선을 참조하라). 이후의 인스턴스 (605) 에서, 제어기는 레벨 센서에 의해 감지된 레벨을 통해, 선택적으로 소정의 레벨의 도달과 밸브가 폐쇄되어야 하는 순간 사이의 지연을 정의하는 미리 정의된 시정수를 사용하여, 연료 레벨이 최대 용량에 도달했다는 것을 결정한다. 그 때, 밸브는 폐쇄하도록 강제되고 (606 을 참조), 부분적으로 재개방 (중간 위치) 된다 (607 을 참조). 밸브는 1초보다 더 큰, 바람직하게는 2초보다 더 큰 시간 주기 (T) 동안 중간 위치에 머문다. 즉, 이러한 실시형태에서, 시간 주기 (T) 의 시작 시간은 레벨 센서 출력에 기초하여 결정된다. 또한, 밸브 개방 퍼센티지 (도시된 예에서 약 10%) 는 교정 동안 결정될 수도 있고 및/또는 하나 이상의 차량 상태 파라미터들의 함수로 제어기에 의해 추가로 조정될 수도 있다.

대안적인 실시형태에 따르면, 밸브는 먼저 폐쇄되지 않고 중간 위치에 직접 위치될 수도 있다 (도 6a 참조). 이후의 시점에서, 610 을 참조, 급유를 위한 신호가 급유 이벤트의 종료 및/또는 레벨 센서로부터의 풀 (full) 신호가 경과한 후 미리 결정된 시간을 반영하는 경우, 밸브는 폐쇄 위치로 다시 이동된다. 또한 이러한 실시형태에서 시간 주기 (T) 의 시작 시간은 레벨 센서 출력에 기초하여 결정될 수도 있다. 또한, 밸브 개방 퍼센티지는 교정 동안 결정될 수도 있고 및/또는 하나 이상의 차량 상태 파라미터들의 함수로 제어기에 의해 추가로 조정될 수도 있다.

또 다른 대안에 따르면, 밸브는 점진적으로 폐쇄되어서, 그것이 밸브가 완전히 폐쇄되기 전에 1초보다 큰 시간 주기 (T) 동안 중간 위치들의 시리즈에 있도록 할 수도 있다 (도 6b 참조). 이러한 실시형태에서, 시간 주기 (T) 의 시작 시간은 레벨 센서 출력에 기초하여 결정될 수도 있다. 또한, "밸브 개방 %" 곡선의 기울기는 교정 동안 결정될 수도 있고 및/또는 하나 이상의 차량 상태 파라미터들의 함수로 제어기에 의해 추가로 조정될 수도 있다.

도 7 은 액체 연료 (702) 를 유지하고 미리 정의된 증기 공간 (703) 을 포함하는 차량 탱크 (760), 증기 공간 (703) 으로부터 증기들을 캡쳐하는 탄소 캐니스터 (780), 증기 공간 (703) 을 캐니스터 (780) 에 유체적으로 연결하는 벤팅 라인 (705), 유체는 아니고 증기 통로를 허용하는 액체 판별 밸브들 (706, 706', 707), 및 레벨 센서 (708) 를 포함하는 통상적인 증기 회수 시스템을 묘사한다. 밸브 (710) 및/또는 밸브 (720) 는 증기 공간 (703) 과 탄소 캐니스터 (780) 사이에 증기들의 흐름을 제어하기 위해 벤팅 라인 (705) 에 배열된다. 도 1 의 실시형태에서와 같이, 밸브 (710) 및/또는 밸브 (720) 는 개방, 폐쇄, 및 하나 이상의 중간 위치들에 액츄에이터에 의해 위치될 수 있는 비례적 밸브일 수도 있다. 액츄에이터는 상술된 방법의 실시형태들 중 임의의 것에 따라 제어기에 의해 제어될 수도 있다.

도 8 은 퍼징 동안의 사용을 위한 증기 제어 방법의 실시형태를 도시하며, 여기서 추론된 캐니스터 로딩, 퍼지 커맨드, 밸브의 위치 (밸브 개방 %) 는 시간라인 상에 도시된다. 다음의 단계들이 발생한다. 제 1 단계 (801) 에서, 차량은 100% 로딩을 가정하여 퍼징 이벤트를 개시한다. 다음의 단계 (802) 에서, 차량은 엔진 내로의 퍼지에서 미터링 (metering) 하고 공연비 변화를 통해 캐니스터 로딩을 결정하기 시작한다 (도 8 의 "추론된 캐니스터 로딩 곡선" 을 참조). 결정된 캐니스터 로딩이 미리 정의된 임계값 위에 있는 한, 밸브는 전략에 따라 중간의 단지 부분적으로만 개방된 위치 (803 참조) 에, 또는 폐쇄 위치 (도시되지 않음) 에 유지된다. 캐니스터가 시간의 경과에 따라 비게 되고 로딩이 미리 정의된 임계값 아래로 강하함에 따라, 밸브는 더욱 개방되어 (804 참조), 탱크로부터 증기의 더 많은 제거를 허용할 수도 있다. 본 기술분야에 통상의 기술자는 탱크 내의 압력, 온도 등과 같은 다른 차량 상태 파라미터들 또한 밸브에 대한 중간 위치들의 적합한 시퀀스를 결정하기 위해 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

도 9 는 퍼징 동안의 사용을 위한 증기 제어 방법의 다른 실시형태를 도시하며, 여기서 추론된 캐니스터 로딩, 퍼지 커맨드, 밸브의 위치 (밸브 개방 %) 는 시간라인 상에 도시된다. 도 8 의 실시형태에서와 동일한 단계들이 발생하지만, 캐니스터 로딩이 퍼지 이벤트의 시작에서 이미 낮다는 것이 가정된다. 제 1 단계 (901) 에서, 차량은 100% 로딩을 가정하여 퍼징 이벤트를 개시한다. 다음의 단계 (902) 에서, 차량은 엔진 내로의 퍼지에서 미터링하고 공연비 변화를 통해 캐니스터 로딩을 결정하기 시작한다 (도 9 의 "추론된 캐니스터 로딩 곡선" 을 참조). 이러한 예에서, 캐니스터 로딩이 미리 정의된 임계값 아래에 있다고 결정되고 (902 참조), 제어기는 밸브를 완전히 개방하도록 밸브의 액츄에이터를 제어하여 (905 참조), 탱크로부터 증기의 더 많은 제거를 허용한다. 이러한 개방은 밸브의 다수의 중간 위치들을 통과하여 점진적으로 발생할 수도 있다 (904 참조). 본 기술분야의 통상의 기술자는 탱크 내의 압력, 온도 등과 같은 다른 차량 상태 파라미터들 또한 밸브에 대한 중간 위치들의 적합한 시퀀스를 결정하기 위해 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 미리 결정된 시간 후에, 제어기는 밸브를 폐쇄하고 (906 참조), 퍼지 사이클을 종료한다. 대안적인 실시형태에 따르면, 밸브는 퍼지 사이클의 종료 시에 개방된 채유지될 수도 있다.

본 발명의 원리들이 특정의 실시형태들과 관련하여 상술되었지만, 본 설명은 첨부된 청구범위에 의해 결정되는 보호의 범위의 제한으로서가 아니라 단지 예시로서만 행해진다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (17)

1. 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템으로서,
   - 폐쇄 위치, 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 개방 위치, 및 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 통로를 각각 생성하는 하나 이상의 중간 위치들에서 위치가능하도록 구성된 밸브;
   - 상기 밸브를 동작시키도록 구성된 액츄에이터; 및
   - 시간에 대한 위치들의 시퀀스에 상기 밸브를 위치시키기 위해 상기 액츄에이터를 제어하도록 구성된 전자 제어기로서, 상기 시퀀스는 시간 주기 (T) 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 시간 주기 (T) 는 1 초보다 큰, 상기 전자 제어기를 포함하고;
   상기 밸브는 상기 차량 탱크의 증기 출구와 대기 사이의 상기 증기 회수 시스템의 라인에 배열되고;
   상기 액츄에이터는 스테퍼 모터 기반 선형 액츄에이터이며;
   상기 제어하는 것은 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나의 중간 위치를 선택하는 것을 포함하고, 상기 선택은 미리 결정된 참조 위치로부터 설정될 다수의 스텝들을 선택하는 것이고,
   상기 전자 제어기는:
   - 급유 이벤트의 긍정적인 검출 시, 상기 밸브를 상기 개방 위치에 위치시키도록;
   - 상기 차량 탱크 내의 액체의 레벨을 모니터링하도록 및 상기 레벨이 미리 결정된 임계 레벨에 도달하는 경우, 상기 밸브를 상기 폐쇄 위치에 위치시키도록;
   - 그 후 상기 밸브를 중간 위치에 위치시킴으로써 상기 밸브를 재개방하도록
   구성되는, 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브는 복수의 중간 위치들에 위치되도록 구성되고,
   상기 전자 제어기는 적어도 하나의 차량 상태 파라미터의 함수로 상기 복수의 중간 위치들 중 적어도 하나의 중간 위치를 선택하고, 상기 시간 주기 동안 상기 시퀀스에 상기 선택된 적어도 하나의 중간 위치를 포함시키도록 구성되는, 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸브의 상기 재개방 후에, 상기 전자 제어기는 또한 연료 도어 폐쇄 이벤트를 검출하도록 및 상기 밸브를 상기 폐쇄 위치에 위치시키도록 구성되는, 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 증기 필터 유닛, 또는 캐니스터 사이의 라인에 배열되는, 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 전자 제어기는 상기 증기 필터 유닛의 퍼징 (purging) 동안 위치들의 상기 시퀀스에 상기 밸브를 위치시키기 위해 상기 액츄에이터를 제어하도록 구성되는, 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 필터 유닛의 증기 로드를 결정하는 결정 수단을 더 포함하고,
    상기 전자 제어기는 상기 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 상기 결정된 증기 로드의 함수로 상기 적어도 하나의 중간 위치, 상기 시간 주기 및 상기 시간 주기의 시작 시간 중 하나 이상을 결정하도록 구성되는, 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템.
11. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 증기 출구를 갖는 차량 탱크;
    - 필터 입구 및 필터 출구를 갖는 증기 필터 유닛; 및
    - 상기 증기 출구와 연통하는 제 1 포트, 상기 필터 입구와 연통하는 제 2 포트, 상기 필터 출구와 연통하는 제 3 포트 및 제 4 포트를 갖는 하우징으로서, 상기 밸브는 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 구현되고, 상기 밸브는 상기 하우징 내에 이동가능하게 배열된 클로저 바디 (closure body) 를 포함하며, 상기 클로저 바디는 상기 액츄에이터에 의해 이동가능하고,
    - 상기 밸브의 상기 개방 위치에서, 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 상기 제 1 사이즈를 갖는 상기 통로를 생성하는 반면, 상기 클로저 바디의 제 1 위치에서, 상기 제 3 포트 및 상기 제 4 포트를 폐쇄하도록;
    - 상기 하우징 내에서, 상기 클로저 바디의 제 2 위치에서 제 1 볼륨과 제 2 볼륨 사이에 배리어 (barrier) 를 생성하는 것으로서, 상기 제 1 볼륨은 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 통로를 형성하고, 상기 제 2 볼륨은 상기 제 3 포트와 상기 제 4 포트 사이에 통로를 형성하는, 상기 배리어를 생성하도록; 및
    - 상기 밸브의 상기 폐쇄 위치에서, 상기 클로저 바디의 제 3 위치에서 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트를 폐쇄하도록;
    - 상기 밸브의 상기 하나 이상의 중간 위치들에서, 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트 사이에 더 작은 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 반면, 상기 클로저 바디의 제 4 위치에서 상기 제 3 포트와 상기 제 4 포트를 개방하도록 구성되는, 상기 하우징을 포함하는, 차량 탱크로부터 나오는 증기를 회수하기 위한 증기 회수 시스템.
12. 증기 제어 방법으로서,
    밸브를 사용하여 차량 탱크로부터의 증기 흐름을 제어하는 단계로서, 상기 밸브는 폐쇄 위치, 제 1 사이즈를 갖는 통로를 생성하는 개방 위치, 및 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 통로를 각각 생성하는 하나 이상의 중간 위치들에 위치가능하도록 구성되는, 상기 증기 흐름을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는 시간의 경과에 따라 위치들의 시퀀스에 상기 밸브를 위치시키는 단계로서,
    급유 이벤트의 긍정적인 검출 시, 상기 밸브를 상기 개방 위치에 위치시키는 단계;
    상기 차량 탱크 내의 액체의 레벨이 미리 결정된 임계 레벨에 도달하는 경우, 상기 밸브를 상기 폐쇄 위치에 위치시키는 단계; 및
    상기 밸브가 상기 폐쇄 위치에 위치된 후에, 상기 밸브를 중간 위치에 위치시킴으로써 상기 밸브를 재개방하는 단계를 포함하는, 상기 위치들의 시퀀스이 상기 밸브를 위치시키는 단계를 포함하며,
    상기 시퀀스는 시간 주기 (T) 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 시간 주기 (T) 는 1 초보다 크고,
    상기 제어하는 단계는 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 적어도 하나의 중간 위치를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 선택은 스테퍼 모터 기반 선형 액츄에이터에 의해 미리 결정된 참조 위치로부터 설정될 다수의 스텝들을 선택하는 것에 있는, 증기 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치시키는 것의 상기 제어하는 단계는 차량 상태 파라미터들에 기초하여 전자 제어기에 의해 수행되는, 증기 제어 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 밸브를 상기 개방 위치에 위치시키는 단계, 다음에 상기 시간 주기와 대응하는 급유 이벤트의 주기 동안 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 상기 적어도 하나의 중간 위치에 상기 밸브를 위치시키는 단계, 및 그 후 상기 밸브를 상기 폐쇄 위치에 위치시키는 단계를 포함하는, 증기 제어 방법.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 차량 탱크 내의 액체의 레벨을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 레벨에 기초하여 상기 시간 주기의 시작 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는, 증기 제어 방법.
16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브는 차량 탱크의 증기 출구와 증기 필터 유닛, 또는 캐니스터 사이의 라인에 배열되고;
    상기 위치시키는 것의 상기 제어하는 단계는 상기 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 수행되는, 증기 제어 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 증기 필터 유닛의 증기 로드를 측정하는 단계; 및
    상기 증기 필터 유닛의 퍼징 동안 상기 측정된 증기 로드의 함수로, 상기 하나 이상의 중간 위치들 중 상기 적어도 하나의 중간 위치, 상기 시간 주기의 길이 및 상기 시간 주기의 시작 시간 중 하나 이상을 결정하는 단계를 더 포함하는, 증기 제어 방법.

Images