KR20090039559A - 차량용 연료탱크 장치 - Google Patents

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KR20090039559A
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이승주
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 연료탱크 장치에 관한 것으로, 메인탱크와 보조탱크의 공기압력과 연료압력의 차이를 측정하는 센서와 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하는 공기압 공급수단을 구비함으로써, 차량이 경사지게 위치하여 메인탱크 및 보조탱크에 각각 저장된 연료의 높이가 서로 차이가 발생하는 경우 공기압 공급수단을 통해 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하여 연료 높이를 동일하게 유지하며, 이에 따라 연료탱크에 저장된 연료량을 정확하게 측정할 수 있는 차량용 연료탱크 장치를 제공한다.
연료탱크, 메인탱크, 보조탱크

Description

차량용 연료탱크 장치{Fuel Tank System for Vehicle}
본 발명은 차량용 연료탱크 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 메인탱크와 보조탱크의 공기압력과 연료압력의 차이를 측정하는 센서와 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하는 공기압 공급수단을 구비함으로써, 차량이 경사지게 위치하여 메인탱크 및 보조탱크에 각각 저장된 연료의 높이가 서로 차이가 발생하는 경우 공기압 공급수단을 통해 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하여 연료 높이를 동일하게 유지하며, 이에 따라 연료탱크에 저장된 연료량을 정확하게 측정할 수 있는 차량용 연료탱크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 주행에 필요한 연료는 차량의 하부에 장착된 연료탱크에 저장되어 있으며 별도의 연료라인에 의해 엔진의 연소실로 공급된다. 이러한 연료탱크 내부에는 연료량을 측정할 수 있는 연료량 측정장치가 마련되어 이에 따른 측정값이 차량 운전석의 계기판에 표시됨으로써, 운전자에게 연료량에 대한 정보가 계속적으로 제공되고 있다.
한편, 대형 트럭이나 버스와 같은 차량에는 1회 주유를 통해 장거리 운행이 가능하도록 메인탱크와 별도로 보조탱크가 구비되는 방식의 연료탱크 장치가 장착되어 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 보조탱크가 구비된 차량용 연료탱크 장치의 구조를 개념적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
일반적으로 대형 트럭이나 버스와 같은 차량에는 디젤엔진이 장착되며, 이러한 디젤엔진의 연료는 도 1에 도시된 바와 같이 메인탱크(10)로부터 공급관(51)과 인젝션 펌프(52)를 통해 연료가 분배기(54)로 공급되고 분배기(54)로 미쳐 공급되지 못한 연료는 인젝션 펌프(52)에서 리턴관(53)을 통해 다시 메인탱크(10)로 환유된다.
이러한 메인탱크(10)를 보조하기 위해 별도로 연료를 저장할 수 있는 보조탱크(20)가 메인탱크(10)와 연결되며 장착되는데, 메인탱크(10)와 보조탱크(20)는 일반적으로 차량의 좌우측에 위치하게 된다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 보조탱크(20)의 하부는 연료가 이동할 수 있는 연료이송관(30)을 통해 메인탱크(10)의 하부와 연결되며 보조탱크(20)의 상부와 메인탱크(10)의 상부는 공기가 이동하는 조절파이프(40)를 통해 상호 연결된다. 이때, 연료탱크 장치에 저장된 연료높이에 따라 연료량을 측정하는 연료량 측정장치는 일반적으로 메인탱크(10)에 구비된다.
이러한 구조에 따라 메인탱크(10)와 보조탱크(20)는 상호 동일한 높이의 연료량을 각각 저장하게 되며 따라서 메인탱크(10)의 연료가 감소하게 되면 보조탱크(20)로부터 연료이송관(30)을 통해 메인탱크(10)로 연료가 이송되므로, 이러한 연료탱크 장치가 장착된 차량은 주유량이 상대적으로 증가하게 되어 1회 주유를 통 해 장거리 주행이 가능하게 된다.
그러나 이와 같이 메인탱크(10)와 함께 보조탱크(20)가 별도로 장착되는 차량은 좌우 경사진 도로를 주행하거나 주차하는 경우에 또는 다른 이유로 차량이 좌우로 경사지는 경우, 경사 방향에 따라 연료이송관(30)을 통해 메인탱크(10) 또는 보조탱크(20) 측으로 연료가 쏠림 이송되며 이에 따라 메인탱크(10)와 보조탱크(20)의 연료 높이가 서로 달라지게 된다. 따라서, 메인탱크(10)에만 장착된 연료량 측정장치는 이러한 연료 쏠림에 따라 차량의 연료탱크 장치에 저장된 연료량을 정확하게 측정할 수 없으며, 경사가 심한 경우에는 보조탱크(20) 측으로 쏠리는 연료량이 증가하고 메인탱크(10) 측에 저장된 연료량이 감소함으로써 메인탱크(10)로부터 엔진 측으로 연료 공급이 원활하지 못하여 시동이 꺼지는 등의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 메인탱크와 보조탱크의 공기압력과 연료압력의 차이를 측정하는 센서와 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하는 공기압 공급수단을 구비함으로써, 차량이 경사지게 위치하여 메인탱크 및 보조탱크에 각각 저장된 연료의 높이가 서로 차이가 발생하는 경우 공기압 공급수단을 통해 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하여 연료 높이를 동일하게 유지하며, 이에 따라 연료탱크에 저장된 연료량을 정확하게 측정할 수 있는 차량용 연료탱크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 메인탱크(100)와 보조탱크(200)가 구비되어 각각 내부에 저장된 연료가 상호 간에 이동될 수 있도록 연료이송관(300)에 의해 서로 연결되는 차량용 연료탱크 장치에 있어서, 상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200) 내부의 공기압력챔버(A)가 상호 연통되도록 장착되는 제 1 조절파이프(200); 상기 제 1 조절파이프(200)를 개폐하는 제 1 솔레노이드 밸브(410); 상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)에 공기압을 공급하는 공기압 공급수단(500); 상기 보조탱크(200)의 공기압력(P1)과 연료압력(P2)의 차이를 측정하는 보조탱크 센서부(600); 상기 메인탱크(100)의 공기압력(P3)과 연료압력(P4)의 차이를 측정하는 메인탱크 센서부(700); 및 상기 보조탱크 센서부(600) 및 메인탱크 센서부(700)를 통해 측정된 값에 따라 상기 제 1 솔레노이드 밸브(410) 및 상기 공기압 공급수단(500)을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 내부에 각각 저장된 연료의 높이가 상호 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 메인탱크와 보조탱크의 공기압력과 연료압력의 차이를 측정하는 센서와 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하는 공기압 공급수단을 구비함으로써, 차량이 경사지게 위치하여 메인탱크 및 보조탱크에 각각 저장된 연료의 높이가 서로 차이가 발생하는 경우 공기압 공급수단을 통해 메인탱크 및 보조탱크에 공기압을 공급하여 연료 높이를 동일하게 유지하며, 이에 따라 연료탱크에 저장된 연료량을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 메인탱크(100)와 보조탱크(200)가 구비되어 각각 내부에 저장된 연료가 상호 간에 이동될 수 있도록 연료이송관(300)에 의해 서로 연결되는 차량용 연료탱크 장치에 있어서, 상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200) 내부의 공기압력챔버(A)가 상호 연통되도록 장착되는 제 1 조절파이프(200); 상기 제 1 조절파이프(200)를 개폐하는 제 1 솔레노이드 밸브(410); 상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)에 공기압을 공급하는 공기압 공급수단(500); 상기 보조 탱크(200)의 공기압력(P1)과 연료압력(P2)의 차이를 측정하는 보조탱크 센서부(600); 상기 메인탱크(100)의 공기압력(P3)과 연료압력(P4)의 차이를 측정하는 메인탱크 센서부(700); 및 상기 보조탱크 센서부(600) 및 메인탱크 센서부(700)를 통해 측정된 값에 따라 상기 제 1 솔레노이드 밸브(410) 및 상기 공기압 공급수단(500)을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 내부에 각각 저장된 연료의 높이가 상호 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 차량용 연료탱크 장치는 메인탱크(100)와 보조탱크(200)가 구비되고 각각 내부에 저장된 연료가 상호 간에 이동될 수 있도록 연료이송관(300)에 의해 연결된다. 메인탱크(100)와 보조탱크(200)의 상부에는 각 탱크의 내부 공간 상부측에 형성된 공기압력챔버(A)가 상호 연통되도록 제 1 조절파이프(200)가 장착되고, 제 1 조절파이프(200)에는 파이프를 개폐하는 제 1 솔레노이드 밸 브(410)가 장착된다. 한편, 메인탱크(100)와 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)에 공기압을 공급하도록 공기압 공급수단(500)과, 보조탱크(200)의 공기압력(P1)과 연료압력(P2)의 차이를 측정하는 보조탱크 센서부(600)와, 메인탱크(100)의 공기압력(P3)과 연료압력(P4)의 차이를 측정하는 메인탱크 센서부(700)와, 이러한 보조탱크 센서부(600) 및 메인탱크 센서부(700)를 통해 측정된 측정값에 따라 제 1 솔레노이드 밸브(410) 및 공기압 공급수단(500)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)가 구비된다. 이러한 제어부의 제어에 의해 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 내부에 각각 저장된 연료의 높이가 상호 동일하게 유지된다.
메인탱크(100) 및 보조탱크(200)에 각각 저장된 연료의 높이가 동일하게 유지되는 원리를 간략히 살펴보면, 차량이 좌우 경사진 도로를 주행하거나 주차 중인 경우 또는 다른 이유에 의해 차량이 경사지게 위치한 경우 연료이송관(300)에 의해 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 연료가 각각 중력에 따라 상호 이동하게 된다. 이에 따라 양 탱크에 각각 저장된 연료의 높이에 차이가 발생하게 되는데, 이러한 경우 공기압 공급수단(500)을 통해 높이가 높은 쪽 탱크에 공기압을 공급하여 높이가 낮은 쪽 탱크로 다시 연료를 이송시킴으로써 연료 높이가 동일하게 유지된다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 연료탱크 장치는 차량이 경사지게 위치하는 경우에도 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 내부에 각각 저장된 연료의 높이가 항상 동일하게 유지되는 구조이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 보조탱크 센서부(600)는 보조탱크(200) 내부의 상부에 장착되어 공기압력챔버(A)의 공기압력(P1)을 측정하는 제 1 압력센 서(610)와, 보조탱크(200) 내부의 하부에 장착되어 연료의 높이에 따른 연료압력(P2)을 측정하는 제 2 압력센서(620)를 포함하고, 이러한 제 1 및 제 2 압력센서(610,620)에 의해 측정된 압력값의 차이를 계산하는 방식으로 구성될 수 있다.
마찬가지로 메인탱크 센서부(700) 또한 메인탱크(100) 내부의 상부에 장착되어 공기압력챔버(A)의 공기압력(P3)을 측정하는 제 3 압력센서(710)와, 메인탱크(100) 내부의 하부에 장착되어 연료의 높이에 따른 연료압력(P4)을 측정하는 제 4 압력센서(720)를 포함하고, 이러한 제 3 및 제 4 압력센서(710,720)에 의해 측정된 압력값의 차이를 계산하는 방식으로 구성될 수 있다.
이와 같이 각 탱크에 대해 공기압력과 연료압력의 차이값은 각 탱크 내부에 저장된 연료의 높이차와 비례하게 되는데, 이는 각 탱크의 하부에 위치한 제 2 압력센서(620) 및 제 4 압력센서(720)는 연료에 잠겨 위치하게 되므로 연료의 높이에 따른 압력을 반영하기 때문이다. 또한 연료압력은 연료의 외부 공기압력에 의존하기 때문에 이를 반영하여 공기압력과 연료압력의 차이를 측정하는 것이 정확한 연료의 높이 변화를 측정하기 위해 필요하다 할 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 공기압 공급수단(500)은 도 2에 도시된 바와 같이 공기를 공급하는 에어탱크(530)와, 에어탱크(530)와 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)가 상호 연통하도록 장착되는 제 2 조절파이프(510)와, 에어탱크(530)와 메인탱크(100)의 공기압력챔버(A)가 상호 연통하도록 장착되는 제 3 조절파이프(520)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때, 제 2 조절파이프(510) 및 제 3 조절파이프(520)에는 제 2 및 제 3 조절파이프(510,520)를 각각 개폐하는 제 2 솔 레노이드 밸브(511) 및 제 3 솔레노이드 밸브(521)가 각각 장착되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량이 경사진 상태에서 연료탱크 장치의 동작상태를 나타내기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 차량이 경사진 상태에서 연료탱크 장치의 동작상태를 나타내기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 차량이 경사지게 위치하여 보조탱크(200)의 연료 높이가 메인탱크(100)의 연료 높이보다 증가하게 되면, 제어부에 의해 제 1 솔레노이드 밸브(410)가 차단되고 공기압 공급수단(500)을 통해 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)로 공기압이 공급되도록 제어된다. 이때, 공기압 공급수단(500)을 통해 공기압이 공급되는 방식은 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 및 제 3 솔레노이드 밸브(410,521)가 차단된 상태에서 제 2 솔레노이드 밸브(511)가 개방되어 에어탱크(530)로부터 보조탱크(200)로 공기압이 공급되는 방식으로 구성될 수 있다.
반대로 도 4에 도시된 바와 같이 차량이 경사지게 위치하여 메인탱크(100)의 연료 높이가 보조탱크(200)의 연료 높이보다 증가하게 되면, 제어부에 의해 제 1 솔레노이드 밸브(410)가 차단되고 공기압 공급수단(500)을 통해 메인탱크(100)의 공기압력챔버(A)로 공기압이 공급되도록 제어된다. 이때에도 공기압 공급수단(500)을 통해 공기압이 공급되는 방식은 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(410,511)가 차단된 상태에서 제 3 솔레노이드 밸브(521)가 개방되어 에어탱크(530)로부터 메인탱크(100)로 공기압이 공급되는 방식으로 구성될 수 있다.
이러한 동작 방식에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 보조탱크(200)로 공기압이 공급되면, 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)의 공기압력이 높아지므로 보조탱크(200) 내부에 저장된 연료는 연료이송관(300)을 통해 메인탱크(100)로 이동하며 보조탱크(200) 내부의 연료 높이는 점차 감소가고 메인탱크(100) 내부의 연료 높이는 점차 증가한다. 이러한 과정을 통해 보조탱크(200)와 메인탱크(100)의 연료 높이가 동일한 높이가 될 때까지 공기압이 공급되고 동일한 높이가 되면 제 2 솔레노이드 밸브(511)가 차단되어 동일 높이 상태가 유지된다.
이러한 평형 상태에서 차량이 평행한 위치로 변경되면 제 1 솔레노이드 밸브(410)가 다시 개방되며 양 탱크의 공기압력챔버(A)가 상호 연통됨으로써 양 탱크의 연료 높이가 다시 동일한 상태로 유지된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 보조탱크가 구비된 차량용 연료탱크 장치의 구조를 개념적으로 설명하기 위해 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량이 경사진 상태에서 연료탱크 장치의 동작상태를 나타내기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 차량이 경사진 상태에서 연료탱크 장치의 동작상태를 나타내기 위한 도면이다.

Claims (7)

  1. 메인탱크(100)와 보조탱크(200)가 구비되어 각각 내부에 저장된 연료가 상호 간에 이동될 수 있도록 연료이송관(300)에 의해 서로 연결되는 차량용 연료탱크 장치에 있어서,
    상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200) 내부의 공기압력챔버(A)가 상호 연통되도록 장착되는 제 1 조절파이프(200);
    상기 제 1 조절파이프(200)를 개폐하는 제 1 솔레노이드 밸브(410);
    상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)에 공기압을 공급하는 공기압 공급수단(500);
    상기 보조탱크(200)의 공기압력(P1)과 연료압력(P2)의 차이를 측정하는 보조탱크 센서부(600);
    상기 메인탱크(100)의 공기압력(P3)과 연료압력(P4)의 차이를 측정하는 메인탱크 센서부(700); 및
    상기 보조탱크 센서부(600) 및 메인탱크 센서부(700)를 통해 측정된 값에 따라 상기 제 1 솔레노이드 밸브(410) 및 상기 공기압 공급수단(500)을 제어하는 제어부
    를 포함하고, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 메인탱크(100) 및 보조탱크(200)의 내부에 각각 저장된 연료의 높이가 상호 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조탱크 센서부(600)는
    상기 보조탱크(200) 내부의 상부에 장착되어 공기압력챔버(A)의 공기압력(P1)을 측정하는 제 1 압력센서(610)와, 상기 보조탱크(200) 내부의 하부에 장착되어 연료의 높이에 따른 연료압력(P2)을 측정하는 제 2 압력센서(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인탱크 센서부(700)는
    상기 메인탱크(100) 내부의 상부에 장착되어 공기압력챔버(A)의 공기압력(P3)을 측정하는 제 3 압력센서(710)와, 상기 메인탱크(100) 내부의 하부에 장착되어 연료의 높이에 따른 연료압력(P4)을 측정하는 제 4 압력센서(720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조탱크(200)의 연료 높이가 상기 메인탱크(100)의 연료 높이보다 증 가하면 상기 제어부에 의해 상기 제 1 솔레노이드 밸브(410)가 차단되고 상기 공기압 공급수단(500)을 통해 상기 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)로 공기압이 공급되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인탱크(100)의 연료 높이가 상기 보조탱크(200)의 연료 높이보다 증가하면 상기 제어부에 의해 상기 제 1 솔레노이드 밸브(410)가 차단되고 상기 공기압 공급수단(500)을 통해 상기 메인탱크(100)의 공기압력챔버(A)로 공기압이 공급되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기압 공급수단(500)은
    공기를 공급하는 에어탱크(530);
    상기 에어탱크(530)와 상기 보조탱크(200)의 공기압력챔버(A)가 상호 연통하도록 장착되는 제 2 조절파이프(510); 및
    상기 에어탱크(530)와 상기 메인탱크(100)의 공기압력챔버(A)가 상호 연통하도록 장착되는 제 3 조절파이프(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공기압 공급수단(500)은
    상기 제 2 조절파이프(510) 및 상기 제 3 조절파이프(520)를 각각 개폐하는 제 2 솔레노이드 밸브(511) 및 제 3 솔레노이드 밸브(521)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크 장치.
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