KR20010113786A - 차량의 연료 탱크 시스템의 밀폐도 검사 방법 - Google Patents

Abstract

압력 공급원을 이용하여, 대기압에 대한 과압이 소정의 시간 간격에 걸쳐 연료 탱크 시스템 내로, 그리고, 연료 탱크 시스템에 평행하게 장착된 결정된 크기의 기준 누출부 내로 교대로 공급하며, 연료 탱크 시스템(연료 탱크 측정치)과 기준 누출부(기준 측정치)에 압력을 공급할때, 압력 공급원의 적어도 하나의 작동 특성 변수를 상호간에 비교하고, 연료 탱크 측정치와 기준 측정치 사이에 소정값 만큼 차이가 있을 때 누출이 추정되는, 차량의 연료 탱크 시스템의 밀폐도 검사 방법에 있어서,

누출이 추정되면, 압력을 다른 시간 간격으로 연료 탱크 시스템 내로 공급하는 단계와, 연료 탱크 측정을 연장하는 단계와, 이어서 새로운 기준측정을 실행하는 단계와, 늦어도 다른 시간 간격의 종료 시에 연료 탱크 측정치가 새로운 기준 측정치로부터 소정값 만큼 차이가 나는 경우에만, 오동작 메세지 "누출"을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 발명.

Description

차량의 연료 탱크 시스템의 밀폐도 검사 방법{METHOD FOR CHECKING THE TIGHTNESS OF AN AUTOMOTIVE TANK SYSTEM}

이러한 유형의 방법은 독일 출원 제196 36 431 A1호 또는 제198 09 384 A1호에 공지되어 있다.

이러한 방법에 따르면, 압력 공급원을 통해서 연료 탱크 시스템 안으로 공기가 펌핑된다. 밀폐된 연료 탱크 시스템 내부는 이러한 방법으로 압력이 형성된다. 상승된 압력은 압력 공급원의 작동 특성 변수를 변화시키고, 그로 인해 예를 들어 압력 공급원의 펌프의 작동 요구 전류가 상승한다. 펌프 전류의 측정치는 결국 연료 탱크안의 압력량을 의미한다. 이때 펌프 전류는 펌핑의 시작부터 소정 시간의 경과 후까지 측정된다. 밀폐된 연료 탱크 시스템에서 형성되는 압력으로 인해 전류의 상승을 예상할 수 있다. 전류의 상승폭이 예상한 소정값에 미달할 경우에는 "다량 누출"(Grobleck)이라는 오동작 메세지가 나타난다.

그에 비해서, 미세 누출 검사는 우선 직경 약 0.5mm 의 기준 누출부에 대한 펌핑시 일어난다. 이 경우 요구되는 기준 전류가 측정된다. 따라서, 밀폐된 연료탱크의 전류 레벨이 기준 전류 이상이 될 때까지 연료 탱크 시스템에 펌프로 공기를 채운다. 주어진 시간후에 이러한 전류 레벨에 도달하지 못하게 되거나, 전류 레벨의 아래에 양의 전류 구배가 더이상 존재하지 않을 때에, 펌프는 작동을 중단하고 다시한번 기준 전류를 측정한다. 그런 상태에 이르러서도 그 이전에 도달했었던 펌프 전류 레벨을 넘은 것으로 판명되면, 직경 0.5mm 내지 1.0mm 의 영역 내에 미세 누출이 있는 것으로 결정된다.

본 방법을 실제적인 환경 하에서 시험해 본 결과, 펌프의 전류는 일정한 압력하에서도 편류(drift)될 수 있다는 것이 드러났다. 특히, 이러한 편류는 주위의 습기에 따라서 형성되었다. 이러한 과정 중에 전류는 먼저 증가되고 이어서 점차적으로 감소되는 것이 관찰되었다. 이러한 감소는 압력 형성에 의해 예상되는 전류 상승을 보상할 수 있다. 이를 통해서, 누출이 없음에도, 경우에 따라서 누출이 추측된다. 이와 비슷한 보상 작용은 이외에도 연료 응축 효과(fuel condenationseffect)를 들 수 있다.

그러한 견지에서 본 발명은, 존재 가능한 모든 주위 조건이나 주위 영향, 특히 주위의 습기에 대해서 실제로 사용할 수 있도록, 종래 기술의 방법을 개선하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 청구항 제1항의 상위개념에 따른 차량의 연료 탱크 시스템의 밀폐도 검사 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징과 장점들은 후술되는 실시예에 대한 도면및 설명에 나타난다.

도1은 본 발명의 방법이 적용되는 종래의 연료 탱크 시스템의 선도이다.

도2는 도1에 도시된 연료 탱크 시스템의 상이한 작동 상태에서 과압 펌프의모터 전류의 시간적 특성 곡선의 그래프이다.

상기 과제는, 청구항 제1항에 따라서, 서두에 서술되어 있는 연료 탱크 시스템에 대한 기능 수행력 검사 방법으로 해결될 수 있다. 본 발명의 기본 구상은, 누출이 추축되면, 실제로 누출이 있는지를 더 정확하게 인지하거나 또는, 경우에따라서는 누출을 확인하기 위해 밀폐도 검사를 연장할 수 있다는 것이다. 밀폐도 검사시에 다량 누출이나 미세 누출이 있는 것으로 추정되는 경우에는, 밀폐도 검사는 오동작 메세지를 표시하면서 종료되는 것이 아니라, 계속적으로 연장해서 검사하게 된다. 이 경우에, 기준 누출부의 펌프 압력과 같은 압력 수준에 도달할수 있도록 충분한 시간 동안 밀폐된 연료 탱크에 지속적으로 펌핑하게 된다. 연료 탱크 측정의 마지막 단계에서는 다시 한번 짧게 기준 누출부에 펌핑되고, 그에 따라서, 기준 측정과 연료 탱크 측정 사이에는 아주 짧은 시간차만이 존재하게 된다. 이러한 시간 간격 동안에 비중있는 편류가 발생한다는 것은 바람직하지 못하다. 연장된 밀폐도 검사를 위한 연료 탱크 측정 중에 편류가 발생하면, 예로써, 펌프의 작동 요구 전류가 감소하면, 이 편류는 후속되는 기준 측정과의 비교를 통해서 보상된다.

이러한 방법에 따라, 습도의 영향이나 그밖의 작동 특성 변수의 불안정성, 예를 들어, 펌프의 전류 불안정성등은 실제적으로 거의 영향을 미치지 않게 된다. 또한, 예를 들어서 펌프의 건조함이나, 연료 응축에 의해서 발생하는 예를 들어 음의 전류 구배와 같은, 연료 탱크 측정에 있어서의 음의 구배는 "누출"이라는 잘못된 오동작 메세지를 표시하지 않는데, 이는 펌프의 건조 작용, 또는 연료 응축 작용이 별다른 영향을 주지 않는, 재측정된 연료 탱크 측정과 재측정된 기준 측정 사이에 매우 짧은 시간차가 존재하기 때문이다.

연장된 연료 탱크 측정과 그 뒤를 이어서 즉시 행해진 새로운 기준 측정의 결과가 소정의 값과 차이가 나는 경우, 예를 들어, 연료 탱크 측정시에 펌프 전류가 기준 측정의 펌프 전류보다 작고, 그로 인해 오동작 메세지가 나타난 경우, 다른 밀폐도 검사를 포함하는 기준 측정및 연료 탱크 측정이 연장된 다른 시간 간격으로, 즉, 연장된 펌핑 시간으로 검사되고 이러한 연장된 시간 간격의 경과 후에 상기 다른 기준 측정치가 상기 다른 연료 탱크 측정치로부터 소정값 만큼 벗어나면, 오동작 메세지를 나타내는 양호한 실시예가 제공될 수 있다.

그 후에 계속되는 차량의 운전 주기에, 상기 다른 기준 측정과 상기 다른 연료 탱크 측정이 유리하게 실시된다.

작동 특성 변수로서는 이미 언급한 바와 같이, 압력 공급원 펌프의 공급 전류, 펌프의 회전수 및/또는 펌프에 인가되는 전압이 고려된다.

펌프 전류를 작동 특성 변수로서 사용할 때, 연료 탱크 측정시에 측정된 전류값이 기준 측정시에 측정된 전류값보다 작은 경우, 다시 말하자면, 연료 탱크 측정치가 기준 측정치와 음의 값만큼 차이나면, 오동작 메세지 "누출"이 표시된다.

기준 누출부는, 예로써 연료 탱크 시스템에 평행으로 장착 될 수 있지만, 또한 다른 일 실시예에서는 연료 탱크 환기 밸브를 부분적으로 제어함으로써 시물레이팅 될 수도 있다.

도1에 도시되며 종래 기술에서 공지된 자동차 연료 탱크 시스템은 연료 탱크(10)와, 연료 탱크 연결관(12)을 통해서 연료 탱크(10)와 연결되고 외부와 연결 가능한 환기관(22)으로 연결되는 활성 탄소 필터 등의 흡착 필터(20)와, 한 편으로는 밸브관(24)을 통해서 흡착 필터(20)와 연결되고 다른 한 편으로는 밸브관(42)를 통해서 내연 기관(도시되지 않음)의 흡기관(40)으로 연결된 연료 탱크 배기 밸브(30)를 포함한다.

연료 탱크(10) 내부의 증발 현상에 의해 탄화수소가 형성되어 흡착 필터(20)에 축적된다. 흡착 필터(20)를 재생(regeneration)하기 위해 연료 탱크 환기 밸브(30)는 개방되고, 흡기관(40)의 진공 상태로 인해 대기 중의 공기가 흡착 필터를 통해 흡수됨으로써 흡착 필터(20)에 축적되어 있던 탄화수소는 흡기관으로 흡입되어 내연 기관으로 공급된다.

연료 탱크 시스템의 기능 수행력을 진단하기 위해, 회로 유닛(60)과 연결된 펌프(50)가 제공된다. 펌프(50)의 하류에는, 예를 들어 3/2방 밸브 형태의 전환 밸브(709)가 연결되어 있다. 분기관(80) 내에 기준 누출부(81)가 전환 밸브(70)와 평행으로 배치된다. 기준 누출부(81)의 크기는 검출하고자 하는 누출부의 크기와 상응하도록 선택되며, 이는 예를 들어 0.5mm 이다.

예로써, 도관 수축이나 그와 동일한 작업에 의해 기준 누출부(81)가 전환 밸브(70)의 구성 요소에 포함됨으로써 부가적인 기준 부분(도시되지 않음)이 제거될수 있음을 알 수 있다.

연료 탱크 시스템에 대한 밀폐도 검사시 펌프(50)가 작동되어, 전환 밸브(70)의 전환을 통해 연료 탱크 시스템 내부와 기준 누출구에 교대로 과압이 형성된다. 이때 저항(Rm)에 의해 감소하는 펌프 모터 전류(im)가 파악되어 회로 유닛에 전달된다. 도2에 도면 부호 b)로서 표시된 곡선은 누출이 없는 연료 탱크 시스템의 작동 모터 전류를 나타낸다. 도면 부호 I로서 표시된 시간 간격에서 도1의 전환 밸브(70)는 도1의 위치(I)를 취한다. 전환 밸브(70)가 이 위치에 위치하면, 압력 공급원(50)에서 생성되어 기준 누출부(80)를 지나가는 압력 흐름이 연료 탱크 시스템 내부로 유입된다. 그때, 통상 일정한 모터 전류(im)가 도2에서 개략적으로 도시된 바와 같이 일정한 시간동안 흐른다. 전환 밸브가 위치(I)로부터 위치(II)로 전환 되자마자, 압력 공급원(50)은 연료 탱크 시스템을 과압 상태로 만든다. 이런 전환시에 전류(im)는 급감되며, 이어서 시간이 점차 흐름에 따라 전환 밸브가 위치(I)에 있을 때의 모터 전류값(im) 이상이 될 때까지 지속적으로 증가된다. 그 대신에 만약 기준 위치에서 계속 측정한다면, 도2의 도면 부호 a)로 표시된 어떠한 방해의 영향도 없는 전반적으로 일정한 점선의 결과가 나타난다.

도2의 도면 부호 a)와 도면 부호 b)로 예시적으로 표시된 기준 측정 간격 또는 연료 탱크 측정의 시간 경과 곡선에서 도시된 바와 같이, 소정의 시간 간격(t₁) 이 경과된 후에 탱크 측정 시에 모터 전류 기준 측정치에 도달하거나 또는 기준 측정치를 초과하게 되면, 밀폐도 검사는 종료되고 오동작 메세지인 "누출"을 표시하지 않는다. 이러한 모터 전류 곡선은 기능 수행 가능한 연료 탱크 시스템에대한 특성을 나타낸다.

그에 비해서, 펌프의 모터 전류가 시간(t₁)이 지난 후에 기준 측정치에 도달하지 못하거나(도2에 도면 부호 d)로 도시된 곡선), 기준 측정치에 도달하지 못했슴에도 불구하고 상승하지 않는 것이 확인되면, 미세 누출dl 있는 것으로 추정된다. 미완성 구배에 의해 상기 추정 야기되며, 시간(tges)이 아직 도달하지 않으면, 연료 탱크의 충전 상태에 따라 선택될 수 있는 총 펌핑 시간(tges)에 도달할 때까지 계속적으로 펌핑하게 된다. 시간(tges)에 도달한 펌프의 모터 전류(펌프 전류)가 측정되어 예로써 전류(iend)로써 저장된다. 그 즉시 기준 누출에 대해 한번 더 펌핑하게 되며, 기준 전류(iref)는 새로이 측정된다. 이러한 새로운 기준 측정 후에 전류(iend)가 기준 전류(iref)이상인 경우, 밀폐도 검사는 종료되고, 전류(iend)가 초기의 기준 측정치 보다 작을 경우에도 오동작 메세지는 표시되지 않는다. 이는, 도2에서 도면 부호 c)로써 도시되는 편류를 포함하는 기준 측정의 모터 전류 시간 경과 곡선과 도면 부호 d)로써 도시되는 편류를 포함하는 연료 탱크 측정의 모터 전류 시간 경과 곡선에 도시된다.

도2에서와 같이, 시간 간격(III)의 경과 후에, 예를 들어, 습기등과 같은 주위의 영향에 의해 전류 레벨의 편류가 제시됨에도 불구하고, 도면 부호 c)로써 표시된 기준 측정치에서 상기 시점에서 조정될 수도 있는, 연료 탱크 측정 d)의 모터 전류(im)는 상승한다. 이로 인해, 총 펌핑 시간(tges) 경과 후에, 즉시 새로운 기준 측정이 실행된다. 이러한 새로운 기준 측정시에, 편류에서 도면 부호 c)로 표시된, 기준 측정 진행의 시간 간격(tges로부터 tges + tref 까지)이 파악되며, 상기 시간 간격은 제1 기준 측정의 시간 간격(I)과 같게 선택된다.

그에 비해, 총 펌핑 시간(tges) 진행 후에 최종치(iend)가 새로운 기준값(iref) 이하이면(도2에 도시되지 않음), 오동작 메세지 "미세 누출"이 표시되거나 또는 검사가 반복되며, 예를 들어 그 다음의 운전 주기에서는 총 펌핑 시간(tges2)이 소정값으로 연장된다.

상술된 미세 누출 검사는, 대체적으로 대등한 과정으로 진행되는 다량 누출 검사보다 선행될 수 있다. 이러한 다량 누출 검사는 다음의 단계로 이루어진다.

제1 기준 측정의 시작.

약 10초후에 제1 기준 전류(iref)의 저장.

연료 탱크 측정으로의 전환 및 전환 후의 전류(i0)의 측정.

예를 들어, 30초의 소정 시간 후의 펌프 전류(im)의 측정 및 값(i1) 저장, 그리고 (i1) > (i0 + 소정의 값) 이면, 다량 누출 검사의 종료 - 다량 누출 없음.

(i1) < (i0 + 소정의 값) 이면, 기준 누출qn로의 짧은 전환 및 값(iref)의 저장에 의한 기준 측정 실시.

(i1) ≥(iref) 일때, 다량 누출이 제시되지 않는다면, 이 경우 연료 탱크는 직경 0.5mm 의 누출이 있는 것 보다 밀폐도가 높다. 이러한 경우, 밀폐도 검사는 종료된다. 그 이유는, (i1) < (i0 + 소정의 값) 일뿐만 아니라, 실제값(iref) 보다도 크다는 것이며, 따라서, 습도의 영향으로 인한 건조 효과에 따라, 펌프 작동 전류의 감소 가능성이 매우 높기 때문이다.

그에 비해, (i1) < (iref) 이면, 이전과 마찬가지로 누출 의혹이 있음을 나타낸다. 그러나, 기준 누출구의 압력과 동일한 압력을 연료 탱크에 형성할 만큼 충분한 시간 동안 펌핑하지 않았기에 누출이 없는 것일 수도 있다. 이로써, 연장된 시간 동안 새로이 펌핑된다. 이 연장된 시간 간격은, 그 순간의 연료 탱크 충전 상태의 미세 누출 검사에서 요구되는 시간 간격에 상응한다. 이러한 연장된 시간 간격 동안 실제 펌프 전류는 값(i2)으로써 저장되어, 기준 측정치가 된다. 전류(i2)가 값(iref) 이상이면, 직경 0.5mm 의 누출구를 갖는 것으로 결정될 수 있다. 밀폐도 검사는 오동작 메세지 없이 중단된다. 이러한 결과는 미세 누출 검사로도 해석될 수 있다.

값(i2)이 값(iref)에 완전히 도달하지 못하고 단지 약간 밑돌게 되면, 다량 누출구 검사가 오동작 메세지 없이 종료될 수 있도록, 경우에 따라서 다량 누출구가 없다는 것으로 결정 될 수도 있다. 그에 반해, 값(i1)이 값(iref - 소정값 △)보다 작으면, "다량 누출"로서 진단되고, 오동작 메세지가 나타나게 된다. 선택적으로는, 상술된 바와 같이 오동작 메세지가 즉시 제시되는 대신에, 다른 시간 간격으로 밀폐도 검사가 재실시 될 수도 있다.

연료 탱크 측정과 기준 측정을 통한 누출이 추정되는 경우에, 연장된 연료 탱크 측정과 이 연장된 연료 탱크 측정의 경과 후에 즉시 새로운 기준 측정을 실시한다는 것과 이 기준 측정치와 연장된 연료 탱크 측정치의 차이와, 이 새로운 기준 측정치와 연료 탱크 측정치의 편차를 소정의 값과 비교한 차이를 통해서 오동작 메세지를 나타내는 데에 본 발명의 주요한 장점과 특징이 있다. 이러한 방법으로 예를 들어, 습기의 영향이나 또 다른 주위의 영향으로 인해 야기되는 밀폐도 검사시발생되는 펌프 전류의 편류를 제거할 수 있다.

Claims (7)

1. 압력 공급원을 이용하여, 대기압에 대한 과압이 소정의 시간 간격에 걸쳐 연료 탱크 시스템 내로, 그리고, 연료 탱크 시스템에 평행하게 장착된 결정된 크기의 기준 누출부 내로 교대로 공급하며, 연료 탱크 시스템(연료 탱크 측정치)과 기준 누출부(기준 측정치)에 압력을 공급할때, 압력 공급원의 적어도 하나의 작동 특성 변수를 상호간에 비교하고, 연료 탱크 측정치와 기준 측정치 사이에 소정값 만큼 차이가 있을 때 누출이 추정되는, 차량의 연료 탱크 시스템의 밀폐도 검사 방법에 있어서,

   누출이 추정되면, 압력을 다른 시간 간격으로 연료 탱크 시스템 내로 공급하는 단계와, 연료 탱크 측정을 연장하는 단계와, 이어서 새로운 기준측정을 실행하는 단계와, 늦어도 다른 시간 간격의 종료 시에 연료 탱크 측정치가 새로운 기준 측정치로부터 소정값 만큼 차이가 나는 경우에만 오동작 메세지 "누출"을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 연장된 연료 탱크 측정치와 새로운 기준 측정치와의 차이가 있을 때 오동작 메세지 "누출"을 표시하기에 앞서, 다른 연료 탱크 측정과 다른 기준 측정을 실행하여 늦어도 연장된 다른 시간 간격의 종료시에 다른 연료 탱크 측정치와 다른 기준 측정치가 소정값 만큼 차이가 나는 경우에만 오동작 메세지 "누출"을 표시하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 뒤이어서 수행되는 차량의 운전 주기와 동시 또는 그 이후에, 다른 연료 탱크 측정과 다른 기준 측정이 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 공급원의 공급 전류 및/또는 압력 공급원의 회전수 및/또는 압력 공급원에 인가된 전압 중 하나 또는 그 이상의 값을 적어도 하나의 작동 특성 변수로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 펌프 전류를 작동 특성 변수로서 사용할 때, 연료 탱크 측정시에 측정한 전류 측정치가 기준 측정시에 측정한 전류 측정치보다 작은 경우에만, 오동작 메세지 "누출"을 표시하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기준 누출부를 연료 탱크 시스템에 평행으로 장착하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 탱크 환기 밸브의 제어된 부분 개방을 통해 기준 누출부를 시물레이팅 하는 것을 특징으로 하는 방법.