KR20050003081A

KR20050003081A - 연료 주입성 개선을 위한 연료 시스템

Info

Publication number: KR20050003081A
Application number: KR1020030043209A
Authority: KR
Inventors: 맹경호
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-10
Also published as: KR100501340B1

Abstract

본 발명은 연료주입성 개선을 위한 연료시스템에 관한 것으로서, 특히 ORVR밸브가 설치된 연료시스템에서 캐니스터에 형성된 에어필터의 출구측에 운전중 부압이 충진되는 부압탱크를 형성하고, 주유중 상기 부압탱크에 형성된 부압에 의해 연료탱크 내의 증발가스가 캐니스터로 배출되면서 연료탱크로의 연료주입이 용이해지도록 하므로서, 연료주입시 발생하는 셧오프(Shut-off), 스핏-백(Spit back), 오버 플로우(Over flow)등의 현상이 발생하지 않도록 한 연료주입성 개선을 위한 연료시스템에 관한 것이다.

Description

연료주입성 개선을 위한 연료시스템{Fuel system}

본 발명은 연료주입성 개선을 위한 연료시스템에 관한 것으로서, 특히 연료주입시 발생하는 셧오프(Shut-off), 스핏-백(Spit back), 오버 플로우(Over flow)등의 현상이 발생하지 않도록 한 연료주입성 개선을 위한 연료시스템에 관한 것이다.

도 2 는 ORVR(Onboard Refueling Vapor Recovery) 밸브가 설치되지 않은 종래의 연료시스템을 도시한 것으로서,

연료탱크(30)의 내부에 연료를 엔진으로 펌핑하기 위한 연료펌프(31)가 설치되고, 상기 연료탱크(30)의 일측에는 연료주유캡(33)이 입구측에 형성된 연료주유 파이프(32)가 형성되며, 상기 연료주유파이프(32)의 도중에는 원활한 주유를 위해 주유시 연료탱크(30) 내의 증발가스가 외부로 배출되도록 하는 브리더파이프(34)가 형성되어 있다.

상기 연료탱크(30)의 또다른 일측에는 증발가스를 포집하는 포집관(35)이 연결되고, 상기 포집관(35)에는 증발가스를 포집하였다가 ECU(38)의 제어에 따라 개폐되는 퍼지콘트롤밸브(37)의 개폐동작에 의해 증발가스를 엔진으로 공급하는 캐니스터(36)가 형성되어 있는 구성이다.

상기 설명과같이 ORVR밸브가 설치되지 않은 종래의 연료시스템은 연료 주유시 연료탱크(30) 내부에 존재하는 증발가스가 브리더파이프(34)를 통해 외부로 배출되기 때문에 연료탱크 내의 공기흐름이 원활해져 연료주유가 원활해지는 장점을 갖고 있는 반면 주유시 브리더파이프(34)를 통해 다량의 증발가스가 유출되는 문제점을 갖고 있다.

따라서, 북미지역과 같이 증발가스의 발생량을 엄격히 규제하는 곳에서는 사용하지 못하고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 3 과같이 ORVR 밸브가 적용된 연료시스템이 제공되고 있는데,

ORVR밸브가 적용된 연료시스템은,

포집관(35)의 입구측에 ORVR밸브(40)를 설치하고, 캐니스터(36)의 일측에 공기만을 배출하는 에어필터(41)를 설치하며, 압력센서(42)에서 감지되는 연료탱크(30) 내의 압력상태에 따라 ECU(38)가 퍼지콘트롤밸브(37)를 개폐시켜 캐니스터(36)에 포집된 증발가스가 엔진측으로 공급되도록 구성되어 있다.

상기와같은 ORVR밸브가 적용된 연료시스템은 엔진 구동시 서지탱크측의 흡기부압에 의해 연료탱크(30) 내에 발생된 증발가스가 ORVR밸브(40)를 통해 배출되고, 그 배출된 증발가스가 캐니스터(36)에서 포집되어 퍼지콘트롤밸브(37)의 개폐동작에 따라 엔진으로 공급되는 작용은 원활히 이루어지지만 엔진 정지상태에서 주유할때에는 증발가스 배출통로상에 ORVR밸브(40)와 캐니스터(36) 및 에어필터(41) 등이 설치되어 있기 때문에 탱크내의 통기저항이 커지게되어 연료주입이 정상적으로 이루어지지 않게되는 문제점이 발생하고 있었다.

즉, 주유시 연료탱크(30) 내의 공기흐름이 원활해지지 않음에 따라 연료 풀(Full) 주유시 연료탱크 내부에 존재하는 증발가스가 원활히 배출되지 않으면서 그 공간만큼 연료가 차지 않은 상태에서 주유파이프 내로 연료가 차오르게되어 주유건이 정지하게되고 계속해서 연료를 주유하고자 하더라도 연료가 주유되지 않은 셧-오프 현상, 연료주유시 연료 방울 방울이 연료주입구로 튀어 나오는 스핏- 백 현상, 연료가 연료주입구로 역류하여 흘러 넘치는 오버 플로우 현상이 발생하게되는 것이다.

또한, 에어필터(41)가 대기중에 노출되어 있음에 따라 쉽게 오염되고, 또한 다습지역 주행시 에어필터가 젖게되면 통기저항이 더욱 커지면서 연료주입성이 악화되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 ORVR밸브가 설치된 연료시스템에서 캐니스터에 형성된 에어필터의 출구측에 운전중 부압이 충진되는 부압탱크를 형성하고, 주유중 상기 부압탱크에 형성된 부압에 의해 연료탱크 내의 증발가스가 캐니스터로 배출되면서 연료탱크로의 연료주입이 용이해지도록 하므로서, 연료주입시 발생하는 셧오프(Shut-off), 스핏-백(Spit back), 오버 플로우(Over flow)등의 현상이 발생하지 않도록 한 연료주입성 개선을 위한 연료시스템을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

연료탱크의 상단 일측에 ORVR밸브가 설치되고, 상기 ORVR밸브를 통해 배출되는 증발가스가 캐니스터에 의해 포집되어 퍼지콘트롤밸브의 개폐동작에 의해 엔진으로 공급되며, 연료탱크의 또다른 일측에는 연료주유를 위한 주유파이프가 형성되어 있는 연료시스템에 있어서,

상기 캐니스터에 포집된 증발가스중 공기만을 배출시키는 에어필터와;

상기 에어필터의 출력측에 설치되고 부압상태를 유지하는 부압탱크와;

상기 부압탱크의 부압이 일정치 이하로 떨어지면 자동개방되어 운전중 서지탱크 측에서 발생하는 흡기부압에 의해 상기 부압탱크에 부압이 충진되도록 하는 압력조절밸브와;

상기 에어필터와 부압탱크의 사이 연결부분에 설치되고, ECU의 제어에 따라 개폐되는 제 1 솔레노이드밸브와;

연료탱크 내의 압력상태를 감지하는 압력센서와;

상기 압력센서에서 감지된 압력정보에 따라 주유상태를 인식하고, 주유상태일때 제 1 솔레노이드밸브를 개방시켜 부압탱크의 부압에 의해 연료탱크 내의 증발가스가 캐니스터측으로 배출되면서 연료주입성이 개선되도록 하는 ECU; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 압력조절밸브의 출력측에 제 2 솔레노이드밸브를 설치하고, ECU는 상기 제 2 솔레노이드밸브를 엔진 구동중일때만 개방시키는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 연료주입성 개선을 위한 연료시스템을 보인 도면.

도 2 는 ORVR밸브가 없는 종래의 연료시스템을 보인 도면.

도 3 은 ORVR밸브가 장착된 종래의 연료시스템을 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연료탱크 2 : 연료펌프

3 : 연료주유파이프 4 : ORVR 밸브

5 : 포집관 6 : 캐니스터

7 : 퍼지콘트롤밸브 8 : 압력센서

9 : ECU 10 : 에어필터

11 : 부압탱크 12 : 압력조절밸브

13,14 : 솔레노이드밸브

이하, 첨부된 도면 도 1 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1 은 연료탱크를 나타내며, 이 연료탱크(1)에는 연료의 펌핑을 위한 연료펌프(2)가 내장되어 있고, 연료탱크(1)의 일측 상단에는 그 입구측에 주유캡이 형성되어 있는 주유파이프(3)가 형성된다.

그리고, 상기 연료탱크(1)의 또다른 일측에는 증발가스를 포집하여 엔진으로 공급하기 위한 포집관(5)이 형성되는데, 이 포집관(5)의 입구측에 증발가스의 원활한 배출을 위한 ORVR밸브(4)가 설치되고, 상기 포집관(5)의 도중에는 포집관(5)을 통해 공급된 증발가스에서 연료성분을 포집하여 퍼지콘트롤밸브(7)의 개방동작시 엔진측으로 공급하는 캐니스터(6)가 형성되며, 상기 캐니스터(6)의 일측에는 순수한 공기를 통과시키는 에어필터(10)가 형성된다.

또한, 상기 연료탱크(1)의 상단에는 연료탱크(1) 내부의 압력상태를 감지하기 위한 압력센서(8)가 설치되며, ECU(9)는 상기 압력센서(8)에서 감지되는 연료탱크(1) 내부의 압력상태가 갑자기 급격히 떨어지게되면 주유캡이 개방된 상태, 즉, 주유중인 것으로 판단하게 된다.

한편, 본 발명에서는 주유중 연료 주입성을 개선시키기 위해 상기 에어필터(10)의 출력측에 부압탱크(11)를 형성하고, 상기 부압탱크(11)의 출력측에는 부압탱크(11)가 항상 부압상태를 유지할 수 있도록 개폐되는 압력조절밸브(12)가 형성된다.

상기 압력조절밸브(12)는 부압탱크(11) 내의 부압상태가 일정치 이상일때 자동으로 개방되도록 설계되어 있으며, 운전중 상기 압력조절밸브(12)가 개방되면 서지탱크로부터 가해지는 흡기부압에 의해 부압탱크(11)에 부압이 충진되고, 상기 부압탱크(11) 내의 부압이 기준치를 넘어서게되면 상기 압력조절밸브(12)가 자동으로 닫히면서 상기 부압탱크(11)가 항상 부압상태를 유지할 수 있게되는 것이다.

그리고, 상기 에어필터(10)와 부압탱크(11)의 사이에는 ECU(9)의 제어에 따라 개폐되는 제 1 솔레노이드밸브(13)가 설치되고, 상기 압력조절밸브(12)의 후단에는 제 2 솔레노이드밸브(14)가 형성된다.

상기 제 1 솔레노이드밸브(13)는 압력센서(8)에 의해 연료탱크(1) 내의 압력강하가 감지되었을때 ECU(9)가 제 1 솔레노이드밸브(13)를 개방하게되며, 상기 제 2 솔레노이드밸브(14)는 엔진 운전중일 때만 ECU(9)의 제어에 의해 개방된다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

엔진 운전중에는 ECU(9)의 제어에 의해 제 1 솔레노이드밸브(13)는 닫혀있고, 제 2 솔레노이드밸브(14)는 열린상태로 존재한다.

이와같은 상태에서 상기 부압탱크(11) 내의 부압이 기준치 보다 떨어지게되면 압력조절밸브(12)가 자동으로 개방되게되고, 엔진의 서지탱크측으로부터 가해지는 흡기부압에 의해 상기 부압탱크(11)는 일정압 이상의 부압상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 주유를 위해 주유캡을 열개되면 그순간 연료탱크(1) 내부의 압력이 급격히 떨어지게되고, 이러한 현상을 압력센서(8)를 통해 감지한 ECU(9)는 주유중인 것으로 판단하여 제 1 솔레노이드밸브(13)를 개방한다.

상기 제 1 솔레노이드밸브(13)가 개방되면서 부압탱크(11)의 부압에 의해 연료탱크(1) 내의 증발가스가 ORVR밸브(4)를 통해 캐니스터(6)로 유동되고, 캐니스터(6)로 유동된 증발가스는 연료성분만이 캐니스터(6)에 포집된 후 공기는 에어필터(10)를 통해 부압탱크(11)로 공급되며, 이러한 과정이 이루어지는 동안 연료탱크(1) 내의 공기흐름이 원활해지게되어 주유파이프(3)를 통해 연료가 원활하게 주입되는 것이다.

상기 설명과같이 주유중 부압탱크(11)로 공기가 공급되면 부압탱크(11)의 부압이 점차 감소하게되지만 주유를 끝낸 후 다시 엔진이 구동하면 제 1 솔레노이드밸브(13)는 닫히고 제 2 솔레노이드밸브(14)가 개방되면서 부압탱크(11)에 모아진 공기가 서지탱크 측으로 빨려가게되어 부압탱크(11)는 다시 부압상태를 유지할 수 있게된다.

상기 설명과같은 본 발명에 의하면, 연료 주입성을 월등히 개선할 수 있음은 물론 캐니스터에 형성된 에어필터가 대기중에 노출되지 않으므로 수명을 연장시킬 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 ORVR밸브가 설치된 연료시스템에서 캐니스터에 형성된 에어필터의 출구측에 운전중 부압이 충진되는 부압탱크를 형성하고, 주유중 상기 부압탱크에 형성된 부압에 의해 연료탱크 내의 증발가스가 캐니스터로 배출되면서 연료탱크로의 연료주입이 용이해지도록 하므로서, 연료주입시 발생하는 셧오프(Shut-off), 스핏-백(Spit back), 오버 플로우(Over flow)등의 현상이 발생하지 않도록 한 연료주입성 개선을 위한 연료시스템을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

연료탱크(1)의 상단 일측에 ORVR밸브(4)가 설치되고, 상기 ORVR밸브(4)를 통해 배출되는 증발가스가 캐니스터(6)에 의해 포집되어 퍼지콘트롤밸브(7)의 개폐동작에 의해 엔진으로 공급되며, 연료탱크(1)의 또다른 일측에는 연료주유를 위한 주유파이프(3)가 형성되어 있는 연료시스템에 있어서,

상기 캐니스터(6)에 포집된 증발가스중 공기만을 배출시키는 에어필터(10)와;

상기 에어필터(10)의 출력측에 설치되고 부압상태를 유지하는 부압탱크(11)와;

상기 부압탱크(11)의 부압이 일정치 이하로 떨어지면 자동개방되어 운전중 서지탱크 측에서 발생하는 흡기부압에 의해 상기 부압탱크(11)에 부압이 충진되도록 하는 압력조절밸브(12)와;

상기 에어필터(10)와 부압탱크(11)의 사이 연결부분에 설치되고, ECU(9)의 제어에 따라 개폐되는 제 1 솔레노이드밸브(13)와;

연료탱크 내의 압력상태를 감지하는 압력센서(8)와;

상기 압력센서(8)에서 감지된 압력정보에 따라 주유상태를 인식하고, 주유상태일때 제 1 솔레노이드밸브(13)를 개방시켜 부압탱크(11)의 부압에 의해 연료탱크(1) 내의 증발가스가 캐니스터(6)측으로 배출되면서 연료주입성이 개선되도록 하는 ECU(9); 로 구성된 것을 특징으로 하는 연료주입성 개선을 위한 연료시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 압력조절밸브(12)의 출력측에 제 2 솔레노이드밸브(14)를 설치하고, ECU(9)는 상기 제 2 솔레노이드밸브(14)를 엔진 구동중일때만 개방시키는 것을 특징으로 하는 연료주입성 개선을 위한 연료시스템.