KR19980033123U - 캐니스터 퍼지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 캐니스터 퍼지 시스템에 관한 것으로, 퍼지 라인내의 가스를 연속적으로 순환시키므로써 라인 내부의 과도한 압력상승을 방지하므로써, 상기 퍼지 라인내에 일반적인 표준 부품을 사용할 수 있도록 하며, 또한, 라인 내부의 압력 상승에 다른 증발가스의 누수 위험성이 제거되도록 하는 것을 목적으로 하며, 본 고안의 캐니스터 퍼지 시스템은 연료 탱크와 캐니스터 사이를 순환하는 별도의 증발가스 순환 라인이 제공되며, 상기 엔진으로 연결되는 라인의 퍼지 밸브와 캐니스터의 사이에는 3방향 제어 밸브가 설치되어, 자동차의 시동이 꺼진 상태에서는 퍼지 밸브쪽은 폐쇄시키고, 퍼지 라인과 순환 라인을 연통시켜 증발가스가 연속적으로 순환될 수 있도록 되며, 자동차 엔진의 시동후에는 순환 라인쪽이 폐쇄되고, 퍼지 라인가 엔진쪽이 연통되도록 되는 것을 특징으로 한다.

Description

캐니스터 퍼지 시스템

본 고안은 자동차의 연료 탱크 등의 연료계에서 발생되는 증발 가스를 대기중으로 방출하지 않고 연소실로 유도하여 연소시키기 위한 캐니스터의 퍼지(purge)시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에서 배출되는 가스는 주로 배기 파이프에서 나오는 배기가스와, 기관의 크랭크 케이스에서 나오는 블로바이 가스 및 연료 탱크나 기화기 등에서 증발되는 연료 증발 가스가 있으며, 이러한 자동차 배출 가스는 대기 오염의 주된 원인으로서 환경 문제와 함께 해결해야할 주요 현안으로 그 대책이 시급히 요청되고 있다.

한편, 자동차의 연료 탱크 등의 연료계에서 발생되는 상기 증발가스는 종래에 있어서 대기중으로 방출하였으나, 상기 증발 가스 중에는 대기를 오염시키는 탄화수소(HC)가 다량으로 포함되어 있기 때문에, 이를 대기중으로 방출하지 않고 연소실로 유도하여 연소시키기 위한 연료 증발가스 배출 억제장치가 개발되었으며, 이러한 장치의 조건으로는,

1) 상기 장치를 설치함으로써 배기가스 중에 유해성분의 증가를 수반하지 않을 것.

2) 상기 장치는 소형으로 원리적으로 간단하며 수명이 길고 신뢰성이 높을 것.

3) 자동차의 성능에 나쁜 영향을 미치지 않을 것.

4) 최소의 설계변경으로 모든 차에 장착이 가능할 것 등이 있다.

이러한 연료 증발가스 배출억지장치로서는 크랭크 케이스 저장 방식과 캐니스터 방식(canister system)이 있으며, 이중에서 주로 사용되는 방식인 캐니스터 방식은 증발 가스를 활성탄에 흡착시켜 저장하였다가 외기와 함께 연소실로 보내는 방식으로, 제1도에 도시된 바와 같이, 연료 탱크(1)내의 증기압이 상승하면 체크 밸브가 열리고, 증발가스는 캐니스터(2)내로 흘러 들어 가며, 엔진 정지시에는 퍼지밸브(3)가 닫혀 있기 때문에, 상기 증발 가스는 엔진쪽으로 흐르지 않고 캐니스터(2)내에 멈추게 되어 공기만이 대기중으로 방출되고, 엔진 작동시에는 엔진의 흡입 부압에 의해 퍼지 밸브(3)가 열리고, 외기가 캐니스터(2)를 통과하면서 캐니스터(2) 내에 흡착된 증발 가스가 흡기 매니폴드를 거쳐 엔진(4)으로 보내진다. 이때 캐니스터(2)내의 활성탄은 외기에 의해 청소되므로 반복해서 사용할 수 있게 되며, 또한, 상기 연소실에 분사되는 연료의 량은 계속적으로 전자 제어 유니트(ECU)에 의하여 제어된다.

한편, 최근에는 상기 캐니스터(2)의 하부에 연결된 외기 파이프에는 외기 파이프의 개폐를 제어하는 캐니스터 클로우즈 밸브(5)가 설치되어 있으며, 또한, 연료 탱크(1)에는 연료 탱크(1)내의 압력을 감지하기 위한 압력 센서(6)가 부착되고, 상기 압력 센서(6)와 캐니스터 클로우즈 밸브(5) 및 퍼지 밸브(3) 또한 전자 제어 유니트의 제어를 받게 된다.

이러한 구성에 의한, 상기 캐니스터 퍼지 제어 시스템의 작동은, 먼저 자동차의 시동이 커진 상태에서는 상기 캐니스터 클로우즈 밸브(5)와 퍼지 밸브(3)가 폐쇄되어 있으며, 이러한 상태에서 상기 연료 탱크(1)의 내부 온도가 상승되면 연료 탱크(1)내에 증발 가스가 발생하게 되어 연료 탱크(1)내의 압력이 상승하게 되고, 이러한 압력 값은 증발 가스의 량으로 환산될 수 있다. 즉, 상기 압력 값이 P일 때 증발 가스량 X는 f(P)로 나타낼 수 있게 된다. 따라서, 일정 압력에서 상기 캐니스터 클로우즈 밸브(5)를 개방시키면 상기 연료 탱크(1)내에 생성된 증발 가스는 대기압과의 차이에 의하여 캐니스터(2)에 흡착되게 되고, 그 량은 일정하게 되므로써, 상기 캐니스터 클로우즈 밸브(5)의 개방 횟수(C)는 곧 증발 가스 흡착량이 되게 된다.

또한, 자동차 엔진의 시동후에는 시동전의 캐니스터 클로우즈 밸브(50의 개방횟수를 확인하여 상기 캐니스터(2)에 흡착된 증발 가스의 량이 일정량 이상인지 여부를 판단하여 상기 퍼지 밸브(3)를 작동시키며, 이 때, 상기 퍼지 밸브(3)의 작동시간을 측정하여 상기 측정된 퍼지 밸브(3) 작동시간 내의 캐니스터 클로우즈 밸브(5)의 개방 횟수(Z)를 또한 측정하여, 시동 이전의 캐니스터 클로우즈 밸브(50의 개방 횟수(C)에서 시동 이후의 캐니스터 클로우즈 밸브(5)의 개방 횟수(Z)를 빼므로써, 작동 후의 잔여량을 기억하게 된다.

상술된 바에 의하면, 엔진의 연소실내로 유입된 공기와 연료를 연소시킨후에 배기 가스로부터 잔여 산소량을 검출하여 다시 ECU로 보내므로써, 유입된 공기와 연료의비 즉 공연비를 적절하게 조절할 수 있도록 하는 것이다.

그런데, 이러한 종래의 캐니스터 퍼지 제어 시스템에 있어서, 상기 연료 탱크로 부터 캐니스터와 캐니스터 퍼지 밸브를 거쳐 엔진으로 분사되는 증발 가스 라인은 한개의 라인으로 구성되어 있기 때문에, 엔진 정지시와 같은 증발 가스의 유입조건이 오래동안 형성되지 않을 경우에는 상기 퍼지 라인내의 압력이 계속적으로 상승되므로써 나중에는 상당량의 압력이 형성되게 되며, 이에 따라 상기 퍼지 라인의 조립시에는 표준 부품이 아닌 고가의 고압용 부품이 사용되므로써 제조 비용이 상승되는 문제점이 있으며, 또한, 퍼지 라인 내의 고압상태가 지속적으로 유지되므로써 증발가스가 누수될 위험성이 상존하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상기 캐니스터 퍼지 제어 시스템의 구조를 개선하여 상기 퍼지 라인내의 가스를 연속적으로 순환시키므로써 라인 내부의 과도한 압력상승을 방지하므로써, 상기 퍼지 라인내에 일반적인 표준 부품을 사용할 수 있도록 하며, 또한, 라인 내부의 압력 상승에 다른 증발가스의 누수 위험성이 제거되도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 캐니스터 퍼지 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 블록도.

도 2는 본 고안에 따른 캐니스터 퍼지 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:공기 호스2:드로틀 바디

3:서지 탱크4:흡기 매니폴드

5:드로틀 밸브6:제1바디

7:제2바디8:볼트

9:모터10:프로팰러

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 연료 탱크와 연결되어 상기 연료 탱크내에서 발생된 증발 가스를 포집하는 캐니스터와; 상기 캐니스터와 엔진 사이에 장착되어 캐니스터내에 포집된 증발 가스의 엔진내부로의 퍼지를 제어하는 퍼지 밸브와; 상기 캐니스터의 하단부에서 외기의 도입을 제어하는 캐니스터 클로우즈 밸브와; 차체 내부의 여러 센서들과 연결되어 배기 가스의 상태에 따라 연료 분사장치를 제어하는 전자 제어 유니트(ECU)를 포함하여 엔진 로드 및 수온에 따라 상기 퍼지 밸브를 작동시켜 상기 연료 탱크에서 발생된 증발 가스를 연소실로 보내 연소시키는 캐니스터 퍼지 시스템에 있어서, 상기 연료 탱크와 캐니스터사이를 순환하는 별도의 증발가스 순환 라인이 제공되며, 상기 엔진으로 연결되는 라인의 퍼지 밸브와 캐니스터의 사이에는 3방향 제어 밸브가 설치되어, 자동차의 시동이 꺼진 상태에서는 퍼지 밸브쪽은 폐쇄시키고, 퍼지 라인과 순환 라인을 연통시켜 증발가스가 연속적으로 순환될 수 있도록 되며, 자동차 엔진의 시동후에는 순환 라인쪽이 폐쇄되고, 퍼지 라인과 엔진쪽이 연통되도록 되는 것을 특징으로 하는 캐니스터 퍼지 시스템을 제공한다.

또한, 상기 퍼지 밸브는 듀티 제어 밸브인 것이 바람직하다.

또한, 상기 증발가스 순환 라인의 중간부에는 2차 캐니스터가 제공되는 것이다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예를 보다 상세하게 설명하며, 본 실시예에서는 종래 기술에서 인용된 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 설명의 중복을 피하기 위해 재차 설명하지 않는다.

먼저, 도 2는 본 고안에 따른 캐니스터 퍼지 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 블록도로서, 도시된 바와 같이, 본 고안에 의하면, 기존의 퍼지 라인에 연료 탱크(1)와 캐니스터(2) 사이를 순환하는 별도의 증발가스 순환 라인(9)이 제공된다. 이를 위해, 상기 엔진(4)으로 연결되는 라인의 퍼지 밸브는 듀티 제어 밸브(7)로 변경되었으며, 상기 듀티 제어 밸브(7)와 캐니스터(2)의 사이에는 3방향 제어 밸브(8)가 설치된다.

또한, 본 고안에 의하면, 상기 증발가스 순환 라인(9)의 중간부에는 2차 캐니스터(10)가 설치되어 기존의 캐니스터(2)와는 별도로 증발가스가 순환 라인(9)을 통해 순환되는 경우, 증발가스내의 연료가 흡입될 수 있도록 하므로써 퍼지 라인내의 압력 상승을 방지하게 된다.

이러한 구성에 의한 상기 캐니스터 퍼지 제어 시스템의 작동은, 먼저 자동차의 시동이 꺼진 상태에서는 상기 캐니스터 클로우즈 밸브(5)와 듀티 제어 밸브(7)가 폐쇄되어 있으며, 이러한 상태에서 상기 제3방향 제어 밸브(8)는 듀티 제어 밸브(7)쪽은 폐쇄시키고, 퍼지 라인과 순환 라인(9)을 연통시켜 증발가스가 연속적으로 순환될 수 있도록 된다.

또한, 자동차 엔진의 시동후에는 상기 캐니스터 클로우즈 밸브(5)와 듀티 제어 밸브(7)가 개방되며, 상기 3방향 제어 밸브(8)의 순환 라인(9)쪽이 폐쇄되고, 퍼지 라인과 엔진(4)쪽이 연통되므로써 캐니스터 클로우즈 밸브(5)를 통해 유입된 외부 공기가 캐니스터(2)로부터 증발가스가 탈취되어 엔진(4)의 연소실로 유도되게 된다.

이상 상술된 바와 같이, 본 고안에 따른 캐니스터 퍼지 시스템에 의하면, 기존의 퍼지 라인과는 별도로 연료 탱크와 캐니스터를 통한 증발가스의 순환 라인을 제공하므로써 퍼지 제어용 듀티 밸브가 폐쇄되는 경우에는 연료 탱크로부터 발생된 증발가스가 퍼지 라인 및 순환 라인을 거쳐 다시 연료 탱크로 순환되므로써 퍼지 라인의 압력상승이 방지되는 효과가 있다.

또한, 상기 순환 라인에는 2차 캐니스터가 설치되어 증발가스의 흡착량이 증대되며, 따라서, 상기 퍼지 라인의 압력이 감소되므로써 기존의 고압용 부품을 대신하여 일반적인 표준 부품을 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.

한편, 본 고안은 상술된 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 연료 탱크와 연결되어 상기 연료 탱크내에서 발생된 증발 가스를 포집하는 캐니스터와; 상기 캐니스터와 엔진 사이에 장착되어 캐니스터내에 포집된 증발 가스의 엔진내부로의 퍼지를 제어하는 퍼지 밸브와; 상기 캐니스터의 하단부에서 외기의 도입을 제어하는 캐니스터 클로우즈 밸브와; 차체 내부의 여러 센서들과 연결되어 배기 가스의 상태에 따라 연료 분사장치를 제어하는 전자 제어 유니트(ECU)를 포함하여 엔진 로드 및 수온에 따라 상기 퍼지 밸브를 작동시켜 상기 연료 탱크에서 발생된 증발 가스를 연소실로 보내 연소시키는 캐니스터 퍼지 시스템에 있어서, 상기 연료 탱크와 캐니스터 사이를 순환하는 별도의 증발가스 순환 라인이 제공되며, 상기 엔진으로 연결되는 라인의 퍼지 밸브와 캐니스터의 사이에는 3방향 제어 밸브가 설치되어, 자동차의 시동이 꺼진 상태에서는 퍼지 밸브쪽은 폐쇄시키고, 퍼지 라인과 순환 라인을 연통시켜 증발가스가 연속적으로 순환될 수 있도록 되며, 자동차 엔진의 시동후에는 순환 라인쪽이 폐쇄되고, 퍼지 라인과 엔진쪽이 연통되도록 되는 것을 특징으로 하는 캐니스터 퍼지 시스템.
2. 제1항에 있어서, 또한, 상기 퍼지 밸브는 듀티 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 캐니스터 퍼지 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증발가스 순환 라인의 중간부에는 2차 캐니스터가 제공되는 것을 특징으로 하는 캐니스터 퍼지 시스템.