KR20040023161A - System and method for controlling fuel evaporation gas for vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system and method for controlling fuel evaporation gas for vehicle are provided to improve the efficiency of canister purge for reducing an amount of collected boiled off gas. CONSTITUTION: A canister(4) collects evaporation gas generated from a fuel tank(2). A throttle body(6) sucks the evaporation gas in by using a negative pressure of an intake system in running a vehicle. A purge control valve(8) controls an amount of the suction of the throttle body. A heater(14) is arranged on the canister for maintaining a certain temperature. If detecting elements send an operational state of an engine by an electric signal, an electronic control unit compares the signal with data preliminarily inputted to control the purge solenoid valve and the heater.

Description

자동차의 연료 증발가스 제어 시스템 및 제어방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING FUEL EVAPORATION GAS FOR VEHICLE}Fuel evaporation gas control system and control method for automobiles {SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING FUEL EVAPORATION GAS FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차의 연료 증발가스 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐니스터에 가열수단을 부가 설치하여 효과적으로 연료 증발가스의 퍼지량을 제어함으로써, 연료 증발가스에 의한 에미션을 최소화할 수 있도록 한 자동차의 연료 증발가스 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel evaporation gas control system of a vehicle and a control method thereof, and more particularly, by installing a heating means in a canister to effectively control the amount of fuel evaporated gas purged, thereby minimizing the emission caused by fuel evaporated gas. The present invention relates to a fuel evaporation gas control system of a vehicle and a control method thereof.

예컨대, 자동차의 연료계통에는 연료탱크에 저장되어 있는 연료의 유동 및 내부 온도에 따라 연료가 증발되면서 발생되는 증발가스가 대기로 방출되어 대기를 오염시키는 것을 방지하기 위한 수단으로 연료 증발가스를 포집하여 일시적으로 저장하고, 이의 포집 연료를 필요에 따라 엔진의 흡입계통으로 유입시켜 재 연소시킬 수 있도록 한 연료 증발가스 제어 시스템을 구성하고 있다.For example, the fuel system of an automobile collects the fuel evaporation gas as a means for preventing polluting the atmosphere by the release of the evaporation gas generated as the fuel evaporates according to the flow of the fuel stored in the fuel tank and the internal temperature. A fuel evaporation gas control system is constructed to temporarily store and to collect the collected fuel thereof into the intake system of the engine and reburn it as necessary.

그리고 상기 포집 연료 증발가스를 흡입 계통으로 유입시킴에 있어서는 차량의 운전 상태에 따라 전자 제어유닛(ECU)에서 연료 증발가스 제어 시스템에 적용되는 퍼지 컨트롤 솔레노이드 밸브의 제어함에 따라 이루어질 수 있도록 구성된다.In addition, the inflow of the collected fuel boil-off gas into the intake system is configured to be performed by controlling the purge control solenoid valve applied to the fuel boil-off gas control system in the electronic control unit (ECU) according to the driving state of the vehicle.

이러한 연료 증발가스 제어 시스템의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 5에서와 같이, 연료탱크(100)에서 발생되어 캐니스터(102)에 포집된 증발가스는 엔진(104)의 운전중 흡기 계통의 부압을 이용하여 흡기 매니폴드(106)로 흡입되며, 이의 흡입량은 엔진 제어유닛(ECU)에 의해 제어되는 퍼지 컨트롤 밸브(108)에 의하여 제어된다.Looking at the general configuration of such a fuel boil-off gas control system, as shown in Figure 5, the boil-off gas generated in the fuel tank 100 and collected in the canister 102 by using the negative pressure of the intake system during operation of the engine 104 It is sucked into the intake manifold 106, and its intake amount is controlled by the purge control valve 108 controlled by the engine control unit ECU.

이와 같이 구성되는 연료 증발가스 제어 시스템은 다양한 제어방법에 의하여 제어되는데, 대개 엔진 회전수와 엔진 부하에 따라 퍼지 제어를 실시하게 된다.The fuel boil-off gas control system configured as described above is controlled by various control methods, and the purge control is usually performed according to the engine speed and the engine load.

그러나 상기와 같은 연료 증발가스 제어 시스템에 있어서는 캐니스터에 포집되어 있는 증발가스가 단순히 흡기계통의 부압에 의해서만 엔진의 흡기계통으로 흡입되는 바, 캐니스터내의 증발가스 탈착 성능에 한계가 있어, 최근 추가적으로 강화된 북미 증발가스 규제를 만족할 수 없다는 문제점이 있다.However, in the fuel boil-off gas control system as described above, since the boil-off gas collected in the canister is sucked into the intake box of the engine only by the negative pressure of the intake box, there is a limit in the desorption performance of the boil-off gas in the canister. There is a problem in that North American boil-off gas regulations cannot be satisfied.

이에 따라 본 발명자는 동일 유량의 퍼지시에도 캐니스터를 가열하면 탈착성능이 개선되어 캐니스터의 중량 감소가 확대된다는데 인식하여 캐니스터에 가열수단인 히터를 배치함으로써, 연료 증발가스의 탈착 성능을 향상시켜 포집된 증발 가스량을 감소시킬 수 있도록 하는 캐니스터 퍼지 효율을 개선하고, 이에 따른 증발가스 규제에 능동적으로 재처할 수 있는 연료 증발가스 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present inventors recognize that even when purging the same flow rate, when the canister is heated, the desorption performance is improved and the weight reduction of the canister is increased. It is an object of the present invention to provide a fuel evaporation gas control system and a method of controlling the same, which can improve the canister purge efficiency that can reduce the amount of evaporated gas, and thus can actively counter the regulation of the evaporative gas.

도 1은 본 발명이 적용되는 연료 증발가스의 제어 시스템.1 is a control system of a fuel boil-off gas to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명을 운용하는 시스템의 블록 구성도.2 is a block diagram of a system for operating the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름도.3 is an operational flowchart of a control method according to the present invention;

도 4는 캐니스터의 가열에 의한 연료 퍼지량 증가를 나타내는 그래프선도.4 is a graph showing the increase in fuel purge amount due to heating of the canister;

도 5는 종래 연료 증발제어 시스템의 구성도이다.5 is a block diagram of a conventional fuel evaporation control system.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 연료탱크에서 발생된 증발가스가 캐니스터에 포집되고, 이에 포집된 증발가스는 운전 중 흡기 계통의 부압을 이용하여 스로틀 보디로 흡입되며, 이의 흡입량은 엔진 제어유닛에 의해 제어되는 퍼지 컨트롤 밸브에 의하여 제어되도록 구성되는 자동차의 연료 증발가스 제어 시스템에 있어서,In order to realize this, in the present invention, the boil-off gas generated in the fuel tank is collected in the canister, and the boil-off gas collected therein is sucked into the throttle body by using the negative pressure of the intake system during operation, and the suction amount thereof is sucked by the engine control unit. In a fuel boil-off gas control system of a vehicle configured to be controlled by a controlled purge control valve,

상기 캐니스터에 일정온도를 유지하는 히터를 배치하고, 이의 히터는 엔진 제어유닛에 의하여 제어되도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 증발가스 제어 시스템과 이를 효과적으로 제어하는 제어방법을 제공한다.A heater maintaining a constant temperature is disposed in the canister, and the heater thereof is controlled to be controlled by an engine control unit, and provides a fuel evaporative gas control system for a vehicle and a control method for effectively controlling the same.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 의한 연료 증발가스 제어 시스템의 구성도로서, 연료탱크 (2)에서 발생된 증발가스가 캐니스터(4)에 포집되고, 이에 포집된 증발가스는 운전 중 흡기 계통의 부압을 이용하여 스로틀 보디(6)로 흡입되며, 이의 흡입량은 엔진 제어유닛(ECU)에 의해 제어되는 퍼지 컨트롤 밸브(8)에 의하여 제어되도록 구성된다.1 is a configuration diagram of a fuel evaporation gas control system according to the present invention, in which the evaporated gas generated in the fuel tank 2 is collected in the canister 4, and the collected evaporated gas uses the negative pressure of the intake system during operation. Is sucked into the throttle body 6, the suction amount of which is controlled by the purge control valve 8 controlled by the engine control unit ECU.

그리고 상기 캐니스터(4)에는 대기의 유입시 불순물을 여과할 수 있는필터(10)와 대기의 유입을 제어할 수 있는 개폐밸브(12)가 배치된다.In addition, the canister 4 is provided with a filter 10 that can filter impurities when the air flows in and an open / close valve 12 that can control the flow of air.

이러한 연료 증발 가스 제어 시스템에 있어서, 본 발명은 상기 캐니스터(4)에 가열수단인 히터(14)를 배치하고, 이의 히터(14)는 전자 제어유닛(ECU)에 의하여 제어되는 공지의 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터 회로에 의하여 구성된다.In such a fuel evaporative gas control system, the present invention arranges a heater 14 as a heating means in the canister 4, and the heater 14 thereof is a known positive PTC (Positive) controlled by an electronic control unit (ECU). Temperature Coefficient).

상기와 같은 연료 증발가스 제어 시스템을 운용하기 위해서는 도 2에서와 같은 운용시스템이 구성되는데, 이의 운용 시스템에 의하면, 검출수단으로부터 엔진의 운전상태가 전기적인 신호로 입력되면 엔진 제어유닛(ECU)에서는 이를 신호를 미리 입력된 데이터와 비교 연산하여 연료 증발가스 제어 시스템의 퍼지 솔레노이드 밸브(8)와 히터(14)를 제어하게 되는 것이다.In order to operate the fuel evaporation gas control system as described above, an operating system as shown in FIG. 2 is configured. According to the operating system thereof, when the operating state of the engine is input as an electrical signal from the detection means, the engine control unit (ECU) The signal is compared with the pre-input data to control the purge solenoid valve 8 and the heater 14 of the fuel boil-off gas control system.

상기에서 검출수단은 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 rpm 센서(16)와, 차속을 검출하는 차속센서(18)와, 스로틀 개도각을 검출하는 스로틀 개도각 센서(20)와, 냉각수 온도를 검출하는 냉각수온 센서(22)와, 흡입공기의 온도를 센싱하는 흡기온 센서(24)등을 포함하는데, 이들 검출수단은 이에 한정되는 것은 아니며, 이는 최소한으로 설명한 것에 불과하다.The detection means includes an engine rpm sensor 16 for detecting the engine speed, a vehicle speed sensor 18 for detecting the vehicle speed, a throttle opening angle sensor 20 for detecting the throttle opening angle, and a coolant temperature. The cooling water temperature sensor 22, and the intake air temperature sensor 24 for sensing the temperature of the intake air, and the like, these detection means are not limited to this, which is merely described as a minimum.

이러한 시스템을 이용하여 본 발명의 제어방법을 살펴보면, 먼저 상기 검출수단에 의하여 검출되는 신호에 따라 퍼지 제어가 이루어지는 과정에서 도 3에서와 같이 차량의 운전 상태를 검출하는 검출수단의 각 센서로부터 전달 신호를 검출하여(S30), 현재 엔진이 운전 상태인가를 판단하게 된다(S31).Referring to the control method of the present invention using such a system, first, the signal transmitted from each sensor of the detection means for detecting the driving state of the vehicle as shown in Figure 3 in the process of purge control in accordance with the signal detected by the detection means By detecting (S30), it is determined whether the current engine is in the operating state (S31).

상기 S31 단계에서 엔진이 운전 상태라고 판단되면, 히터의 전선이 단락, 단선 상태인가를 판단하여 히터의 작동이 정상적으로 이루어질 수 있는가를 판단하고(S32), 상기 S32 조건을 만족하면 시동 후 경과시간이 일정시간 이내인가를 판단하게 된다(S33).When it is determined in step S31 that the engine is in an operating state, it is determined whether the heater wire is short-circuited or disconnected state by determining whether the heater can be normally operated (S32). It is determined whether the time is within (S33).

그리고 상기 S33 판단 단계에서 일정시간 이내이면, 히터의 가열 제어를 계속적으로 실시하고(S34), 일정시간이 경과되었다고 판단되면 히터의 가열 제어를 중단한 후(S35) 완료하게 된다.When it is within a predetermined time in the step S33, the heating control of the heater is continuously performed (S34). If it is determined that the predetermined time has elapsed, the heating control of the heater is stopped (S35).

상기에서 S33 단계에서 시동 후 경과시간을 판단하는 것은 시동 후 일정시간동안은 탈착 성능이 미진하므로 이를 빠르게 해소할 수 있도록 하기 위함이며, 특히 증발가스 시험이 일정시간 시험 운행 후 실시하기 위한 것으로서 대략 20분 정도이다.Determining the elapsed time after the start in step S33 is to decompose quickly because the desorption performance is insufficient for a certain time after the start, in particular for the boil-off gas test to be carried out after a test run for a certain time, approximately 20 Minutes.

따라서 20분 정도의 시간내에서는 캐니스터의 가열이 이루어지도록 하고 그 이후에는 히터 전원을 오프시키게 되는 것이다.Therefore, within 20 minutes, the canister is heated, and after that, the heater power is turned off.

그리고 상기 S32 단계에서 히터의 전선이 단선 또는 단락 상태인 경우에는 이를 운전자가 인식하여 신속하게 대처할 수 있도록 엔진 경고등을 점등시킨 후(S36)에 완료하게 된다.When the wires of the heater are disconnected or short-circuited in the step S32, the engine warning lamp is turned on so that the driver can recognize and promptly deal with them (S36).

상기와 같이 캐니스터(4)를 가열하게 되면, 동일 유량의 퍼지시에도 탈착 성능이 향상되어 포집된 증발가스량의 추가적인 감소를 도모할 수 있다.When the canister 4 is heated as described above, even when purging at the same flow rate, the desorption performance is improved to further reduce the amount of collected boil-off gas.

이러한 사실은 도 4의 그래프 선도에서도 나타난바와 같이, 캐니스터(4)를 가열하는 경우 그 온도에 따라 캐니스터의 중량감소가 확대됨을 알 수 있으며, 상기에서 캐니스터의 중량이 감소된다고 함은 동일량으로 증발가스가 발생되어 포집되더라도 신속하게 흡기계통으로 유입됨으로써, 캐니스터에 포집되어 잔존하는 증발가스가 적다는 것을 의미하는 바, 탈착성능이 크게 향상됨을 알 수 있는 것이다.As shown in the graph diagram of FIG. 4, when the canister 4 is heated, it can be seen that the weight reduction of the canister is increased according to its temperature, and the weight of the canister is reduced in the same amount. Even when the gas is generated and collected, it is quickly introduced into the intake tube, which means that less evaporated gas is collected and remaining in the canister, and the desorption performance is greatly improved.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 연료 증발가스 제어 시스템에 일정 온도가 유지되는 PTC 히터를 채용하여 일정시간 캐니스터를 가열토록 하고, 이를 엔진 제어유닛에서 제어하도록 구성하고 있는 바, 캐니스터의 탈착 성능의 향상으로 연료 증발가스 제어 시스템의 성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, the canister is heated for a predetermined time by adopting a PTC heater in which a constant temperature is maintained in the existing fuel evaporation gas control system, and the engine control unit is configured to control the bar can be removed. Improving the performance can improve the performance of the fuel evaporation control system.

그리고 히터 회로에 이상이 발생되어 충분한 퍼지가 이루어지지 못하면 다음 단계에서 문제가 발생되는 바, 항상 히터 회로의 연결성을 점검하여 운전자에 인식시키도록 함으로써, 엔진 제어성능 및 운전성능을 향상시킴은 물론 북미 증발가스의 규제에도 능동적으로 대처할 수 있는 발명인 것이다.In addition, if a problem occurs in the next step if a problem occurs in the heater circuit and not enough purge is performed, it is always necessary to check the connection of the heater circuit and let the driver recognize it, thereby improving engine control performance and driving performance, as well as North America. It is an invention that can actively cope with the regulation of boil-off gas.

Claims (2)

연료탱크에서 발생된 증발가스가 캐니스터에 포집되고, 이에 포집된 증발가스는 운전 중 흡기 계통의 부압을 이용하여 스로틀 보디로 흡입되며, 이의 흡입량은 엔진 제어유닛에 의해 제어되는 퍼지 컨트롤 밸브에 의하여 제어되도록 구성되는 자동차의 연료 증발가스 제어 시스템에 있어서,The evaporated gas generated from the fuel tank is collected in the canister, and the collected evaporated gas is sucked into the throttle body by using the negative pressure of the intake system during operation, and the intake amount thereof is controlled by the purge control valve controlled by the engine control unit. In the fuel evaporation gas control system of an automobile configured to be, 상기 캐니스터에 일정온도를 유지하는 히터를 배치하고, 이의 히터는 엔진 제어유닛에 의하여 제어되도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 증발가스 제어 시스템.A heater for maintaining a constant temperature is disposed in the canister, and its heater is configured to be controlled by an engine control unit. 자동차의 연료 증발가스를 퍼지 제어함에 있어서,In purging the fuel boil-off gas of the vehicle, 차량의 운전 상태를 검출하는 검출수단의 각 센서로부터 전달 신호를 검출하여 현재 엔진이 운전 상태인가를 판단하는 제1 단계와;A first step of detecting whether a current engine is in a driving state by detecting a transmission signal from each sensor of the detecting means for detecting a driving state of the vehicle; 상기 제1 단계에서 엔진이 운전 상태라고 판단되면, 히터의 전선이 단락, 단선 상태인가를 판단하여 히터의 작동이 정상적으로 이루어질 수 있는가를 판단하는 제2 단계와;A second step of determining whether the operation of the heater can be performed normally by determining whether the electric wire of the heater is short-circuited or disconnected when it is determined that the engine is in the operating state in the first step; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 시동 후 경과시간이 일정시간 이내인가를 판단하는 제3 단계와;A third step of determining whether an elapsed time after startup is within a predetermined time when the condition of the second step is satisfied; 상기 제3 단계에서 일정시간 이내이면, 히터의 가열 제어를 계속적으로 실시하고, 일정시간이 경과되었다고 판단되면 히터의 가열 제어를 중단한 후 완료하는제4 단계와;A fourth step of continuously performing heating control of the heater when it is within a predetermined time in the third step, and stopping and completing heating control of the heater when it is determined that the predetermined time has elapsed; 상기 제2 단계에서 히터의 전선이 단선 또는 단락 상태로 판단되면, 엔진 경고등을 점등시킨 후 완료하는 제 5단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차의 연료 증발가스 제어방법.If the wire of the heater is determined to be disconnected or short-circuited in the second step, the fuel evaporation gas control method of the vehicle, characterized in that comprises a fifth step of completing the lighting after the engine warning light.
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