KR20140075735A

KR20140075735A - 내연기관의 연료 공급 경로와 공기 공급 경로를 통한 연료 탱크 통기

Info

Publication number: KR20140075735A
Application number: KR1020147009997A
Authority: KR
Inventors: 게오르크 말레브레인; 마르틴 클렌크; 하르트무트 크뤼거; 게오르크 쿠르츠; 데니스 글렘저; 팀 홀만; 슈테판 골니쉬; 페터 슈룁퍼; 프란츠 라이힐레; 볼프강 피셔; 안드레아스 파페; 안드레아스 구트셔; 토마스 켈러; 마르티나 호메이어; 안드레아스 포쎌트; 베르너 헤밍; 마르코 로렌츠; 위르겐 슈바르츠
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-06-19
Also published as: US20140373813A1; WO2013056886A3; WO2013056886A2; DE102011084732A1

Abstract

본 발명은 연료 탱크(3)의 통기를 위한 시스템(1)에 관한 것이다. 시스템(1)은 가스 용기(9), 제1 라인(11) 및 제2 라인(13)을 가지고 있다. 가스 용기(9)는 연료 탱크(3)에서 나오는 연료 증기(7)를 수용하도록 형성되어 있다. 제1 라인(11)은 내연기관(19)의 공기 공급 경로(21)와 가스 용기(9)를 연결한다. 제2 라인(13)은 내연기관(19)의 연료 공급 경로(30)와 가스 용기(9)를 연결한다.

Description

내연기관의 연료 공급 경로와 공기 공급 경로를 통한 연료 탱크 통기{VENTING A FUEL TANK BY MEANS OF A FUEL SUPPLY PATH AND AN AIR SUPPLY PATH OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

배기 가스 저감 및 감시는 오늘날의 산업 분야들의 중요 사항이다. 자동차 산업에서는, 예컨대 연료 탱크로부터 외부 환경으로 연료 증기의 유출이 방지되어야 한다. 이는 예컨대 활성탄 필터(ACF)에 의해 이루어지고 있으며, 활성탄 필터는 쉽게 휘발성 탄화수소를 수용할 수 있다.

활성탄 필터는 신기에 의한 플러싱을 통해 재생될 수 있으므로, 이의 수용 능력이 유지될 수 있다. 이러한 재생은 예컨대 카본 필터를 통해 외부 환경으로부터 신기가 흡입되면 이루어질 수 있다. 이를 위해, 예컨대 흡기관이라고도 칭하는 엔진 공기 공급 라인 내 압력이 주로 저압이어야 하고 탱크 통기 밸브(TVV)가 개방되어야 한다. 엔진 공기 공급 라인 내 저압은 일반적으로 내연기관의 작동 중에만 발생될 수 있으므로, 활성탄 필터의 재생이 엔진의 정지 시에는 불가능하다. 그 외에도, 저압 또는 저압 상들의 수가 엔진 공기 공급 라인에서, 예컨대 더 작은 터보 차저 엔진인 경우(다운사이징) 활성탄 필터의 충분한 재생을 위해 더 이상 충분하지 않다. 레인지 익스텐더로서 내연기관을 포함하는 하이브리드 차량 또는 플러그인 하이브리드에서도 내연기관은 더 오랜 시간 동안 비활성 상태에 있으므로, 활성탄 필터의 재생이 불가능하다.

그러므로 활성탄 필터 또는 신기와 엔진 공기 공급 라인 사이의 작은 압력 강하 시에도 작동하며 내연기관의 정지 시에도 연료 탱크 내 과압 또는 저압을 또는 활성탄 필터의 과충전을 억제하는 탱크 통기의 개선이 필요할 수 있을 것이다.

상기 과제는 독립항들에 따른 본 발명의 대상을 통해 해결될 수 있다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들에 기술되어 있다.

하기에서, 본 발명의 실시예들에 따른 장치의 특징들, 세부 사항 및 가능한 장점들을 자세히 논한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면 연료 탱크의 통기를 위한 시스템이 제안된다. 이 시스템은 가스 용기, 제1 라인 및 제2 라인을 가지고 있다. 가스 용기는 연료 탱크로부터 연료 증기를 수용하도록 형성되어 있다. 제1 라인은 내연기관의 공기 공급 경로와 가스 용기를 연결한다. 제2 라인은 내연기관의 연료 공급 경로와 가스 용기를 연결한다.

다시 말하면, 본 발명의 사상의 기초는 탱크 통기 시스템, 특히 공기와 연료 증기의 혼합물을 수용하는 가스 용기를 내연기관의 공기 경로뿐만 아니라 연료 경로에도 연결될 수 있다는 것이다.

이런 점 때문에 종래의 탱크 통기가 부담을 덜게 되어 탱크로부터 배출되는 탄화수소의 적어도 일부가 직접 연료 경로 안으로 유도될 수 있다. 제2 경로는, 탱크로부터 매우 많은 연료가 가스를 방출하고 공기 경로를 통해 엔진에 제공될 수 없는 경우에도, 활성탄 필터의 과충전을 억제할 수 있다. 그 외에도, 제2 경로를 통해 중복성이 어느 정도 생긴다.

그 외에도, 탱크 통기의 기능성들은 내연기관에 대한 상이한 공급 라인들에 분배될 수 있다. 예컨대, 연료 증기들은 내연기관의 작동시 제2 라인에서 응축 또는 액화될 수 있으며 연료 공급 경로에 의해 내연기관에 공급될 수 있다. 제1 라인은 압력 유지 밸브를 통해 활성탄 필터 안으로 유도되어 있다. 예컨대 가스 체적에서 특정 압력 임계값이 초과되거나 탱크와 가스 체적에서 일정한 저압이 형성될 때야 비로소 압력 유지 밸브가 개방된다. 내연기관의 정지 시에 제2 라인은 폐쇄될 수 있으므로, 연료 증기가 예컨대 차량의 고온 상태의 정차 시에 공기 공급 경로에 제공될 수 있으며 거기로부터 예컨대 활성탄 필터에 저장될 수 있다. 엔진을 새롭게 시동한 후 활성탄 필터는 공기 공급 경로에 의해 재생될 수 있다.

차량이 정지해 있는 경우 냉각을 통해 저압이 연료 탱크 안에 생기는 경우에도, 제1 라인 안에 위치하는 활성탄 필터의 신기 개구를 통해 공기가 외부 환경으로부터 흡입될 수 있으며 그 결과 압력 보상이 이루어질 수 있다. 그러나 탱크로부터의 가스 방출 때문에 가스 용기 안에서 압력 상승이 생기면, 펌프에 의해 연료 증기 또는 응축물이 가스 용기로부터 펌핑될 수 있으며, 이는 가스 챔버 내 압력을 감소시킨다. 펌프의 활성화는 가스 챔버 내에 설치된 압력 센서에 의해 제어될 수 있다. 펌핑 출력이 충분하면, 압력 유지 밸브의 개방 및 제1 라인을 통해 활성탄 필터 안으로 연료 증기의 유입이 억제된다. 용기 내 압력이 임계값에 미달하면, 펌프는 정지되거나 작동되지 않게 제어될 수 있다. 제2 라인 안으로 재생 가스를 펌핑하면 제1 라인에 위치하는 활성탄 필터의 부하가 감소되므로 필요한 재생이 감소된다.

본 발명에 따른 시스템은 내연기관을 포함하는 차량들에서 그리고 특히 내연기관 및 전동기를 포함하는 하이브리드 차량에서 이용될 수 있다.

가스 용기는 예컨대 연료 탱크의 일부로서, 예컨대 탱크가 가득한 경우 연료 탱크 위 또는 연료 표면 위 돔 형상 체적으로서 형성될 수 있다. 대안으로서 가스 용기는 별도의 중간 탱크로서 또는 가스 챔버로서 형성될 수도 있으며, 이것은 연료 레벨 위의 가스 체적과 연결되어 있다. 이때, 단지 가스들 또는 증기들만 연료 탱크로부터 가스 용기 안에 도달할 수 있도록, 가스 용기는 연료 탱크와 연결될 수 있다. 예컨대, 제3 라인이 연료 표면 위에서 연료 탱크로부터 분기되어 가스 용기에까지 안내될 수 있다. 이 라인은 이때 예컨대 미로 형태 또는 미앤더(meander) 형태로 형성될 수 있다. 그외에도, 연료 탱크 안에 플로트(float)가 제공될 수 있으며, 플로트는 예컨대 차량 또는 연료 탱크가 기울어지는 경우 연료 탱크와 가스 용기 사이의 제3 라인을 폐쇄한다.

가스 용기는 선택적으로 냉각부를 가질 수 있으므로, 연료 증기가 냉각부에서 응축될 수 있다. 대안적인 일 실시예에서 가스 용기가 거의 전부 생략될 수도 있으며 순수한 Y 분기로서 형성될 수도 있다.

연료 증기는 연료 함유 증기일 수도 있으며, 이 증기는 연료 증기와 공기의 혼합물을 갖는다. 연료 탱크에서 예컨대 온도 변화 때문에 또는 탱크 충전 때문에 연료 증기가 빠져나갈 수 있으며, 이 연료 증기는 우선 가스 용기에 공급된다. 이로부터 연료 증기는 예컨대 바람직하게는 제2 라인에 제공되며, 제2 라인은 내연기관의 연료 공급부에 연결되어 있다. 연료 증기는 선택적으로는 가스 용기 안에서 응축될 수 있지만 제2 라인에서 응축될 수도 있다. 내연기관의 연료 시스템에의 펌핑을 통해 (예컨대 4바아의 압력 레벨) 증기가 압축되어 부분적으로 직접 액화된다.

이와 같은 방식의 탱크 통기가 예컨대 충분하지 않으면, 가스 용기 내 압력이 상승하므로, 압력 유지 밸브가 결국에는 제1 라인으로의 입구를 릴리즈한다. 이것은 활성탄 필터에 의해 내연기관의 공기 공급 경로에 연결될 수 있다. 이때, 공기 공급 경로는 예컨대 흡기관 및 터보 과급기를 가질 수 있다. 연료 증기는 제1 라인에서 우선 활성탄 필터 안에 저장되며 공기는 활성탄 필터의 신기 개구를 통해 외부 환경으로 빠져나갈 수 있다. 내연기관의 작동시 활성탄 필터는, 신기가 활성탄 필터의 신기 개구를 통해 제2 라인 안으로 그리고 공기 공급 경로 안으로 흡입됨으로써, 흡기관 내 저압의 발생을 통해 재생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 라인에 연료 증기 액화기가 배치되어 있다. 연료 증기 액화기는 펌프, 특히 압축 펌프 및/또는 냉각 유닛을 갖는다.

펌프는 연료 증기를 압축하여 액화하도록 형성될 수 있다. 이때, 연료 증기는 연료 공급 시스템의 압력 레벨로 압축될 수 있다. 흡기관 분사인 경우 이는 예컨대 시스템 압력이 될 수 있다. 가솔린 직접 분사(GDI)인 경우 이는 저압 시스템 내 압력이 될 수 있다. 연료 액화 또는 응축은 예컨대 제2 라인 둘레를 플러싱하는 냉각 수단에 의한 예컨대 추가적 냉각을 통해 지원받을 수 있다. 대안으로서 또는 추가로 냉각 유닛이 펌프의 앞이나 뒤에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 이 시스템은 연료 증기 액화기의 하류, 특히 펌프의 하류에 배치된 기포 분리 장치를 갖는다. 예컨대, 기포 분리 장치가 연료 증기 액화기와 내연기관 사이에 배치될 수 있다. 기포 분리 장치는 가스들 또는 공기를 액화된 연료 증기로부터 분리하여 이들을 통기 라인을 통해 가스 용기에 또는 연료 증기 액화기의 상류에 있는 제2 라인에 제공한다.

연료 증기의 압축 시에 이 연료 증기가 완전히 액화된다고 보장될 수 없다. 압축된 가스는 여전히 액화될 수 없는 가스들, 특히 공기를 함유할 수 있다. 이들은 분사 밸브에 이르면 않되기 때문에 분리되어야 한다.

증기 기포 분리 장치 또는 공기 기포 분리 장치라고도 칭하는 기포 분리 장치는 내연기관, 특히 분사 시스템에 대한 가스들의 도달을 억제한다. 기포 분리 장치는 연료 라인에서 예컨대 용기로서 형성될 수 있다. 기포 분리 장치에서 공기 기포가 포집될 수 있고 표면으로 올라올 수 있다. 기포 분리 장치는 예컨대 플로트를 포함한다. 발생하는 가스 기포가 기포 분리 장치의 천장에서 너무 많아지면 플로트가 가라앉고 이에 작용하는 중력 때문에 또는 자신의 중량 때문에 (연료 시스템 압력에 반하여) 밸브를 개방하므로, 가스가 가스 용기 방향으로 빠져나갈 수 있다. 그런 경우, 분리되는 증기가 외부로 배출되지 않도록 예컨대 가스 용기 안으로 또는 제2 라인 안으로 도입될 수 있다.

연료 액화기, 특히 펌프는 일반적으로 내연기관의 작동중에만 작동한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 내연기관의 정지시 응축도 가능하다. 이를 위해, 연료 공급 경로 안에 배치된 연료 펌프가 체크 밸브를 가지므로, 엔진 정지시에는 연료가 연료 탱크 안으로 환류할 수 없다. 그 외에도, 기포 분리 장치 안에 버퍼 체적이 제공되어 있으므로, 엔진 정지시 제2 라인 안에서 액화된 연료는 버퍼 체적에서 모여질 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 제1 라인에 필터, 특히 활성탄 필터가 제공되어 있다. 활성탄 필터는, 연료 증기를 수용하도록 형성되어 있으며 신기 개구를 갖는다. 내연기관의 작동시 활성탄 필터의 재생은 낮은 우선 순위로 예컨대 제어 유닛을 통한 탱크 통기 밸브의 제어를 하면 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 제1 라인에는 가스 용기와 활성탄 필터 사이에 압력 유지 밸브가 배치되어 있다. 압력 유지 밸브는 가스 용기와 활성탄 필터 사이 특정 압력차 값을 초과하면 한 방향으로뿐 아니라 다른 한 방향으로도 개방될 수 있다. 압력들의 차가 특정 임계값 아래에 있으면, 압력 유지 밸브가 양 방향으로 폐쇄 유지된다. 가스 용기 내 제1 압력이, 사전 설정된 제1 임계값만큼 활성탄 필터 내 제2 압력보다 더 크면, 압력 유지 밸브가 활성탄 필터 방향으로 개방된다. 만약 가스 용기 내 제1 압력이, 사전 설정된 제2 임계값만큼 활성탄 필터 내 압력보다 더 작으면, 압력 유지 밸브가 가스 용기 방향으로 개방하므로, 예컨대 가스 용기 또는 연료 탱크 안의 저압이 활성탄 필터의 신기 개구를 통해 신기가 흡입됨으로써 보상될 수 있다. 제1 임계값의 크기는 제2 임계값의 크기에 상응할 수 있다. 대안으로서, 제1 및 제2 임계값의 크기들이 다를 수 있다. 압력 유지 밸브는 예컨대 상반된 방향으로 정렬된 체크 밸브들을 포함하는 2개의 병렬 라인들을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 가스 용기 안에 압력 센서가 배치되어 있으며, 압력 센서는 실제 압력을 검출하여 제어 유닛에 전달하도록 형성되어 있다. 이때, 제어 유닛은 압력 센서에 그리고 연료 증기 액화기에 기능적으로 연결되어 있다. 가스 용기 내 실제 압력이 사전 설정된 압력 설정값에 도달하자마자, 제어 유닛은 펌프 또는 펌프 전동기를 활성화하므로, 연료 증기 액화가 제2 라인에서 이루어지고 압력이 더 상승하지 않아 압력 유지 밸브가 개방될 필요가 없다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따라 탱크 통기 밸브가 필터와 내연기관 사이의 제1 라인에 배치되어 있으며 제어 유닛에 기능적으로 연결되어 있다. 탱크 통기 밸브가 내연기관의 작동중에만 개방되도록 제어 유닛이 형성되어 있으므로, 활성탄 필터는 흡기관 안으로 신기의 흡입을 통해 재생된다.

본 발명의 제2 양태에 따라 연료 탱크와, 공기 공급 경로 및 연료 공급 경로를 포함하는 내연기관과, 연료 탱크의 통기를 위한 위에서 설명한 시스템을 구비한 자동차가 제안된다.

본 발명을 제한하는 것으로 해석될 수 없는 예시적인 실시예들의 하기 설명에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 다른 특징들 및 장점들을 당업자는 파악할 수 있을 것이다.

도 1은 연료 탱크의 통기를 위한 시스템의 횡단면도이다.

도면에는 본 발명의 실시예들에 따라 본 발명의 장치 또는 이의 구성 요소들이 개략적으로만 도시되어 있다. 특히, 거리들 및 상대 크기들이 도면에서 축적에 맞게 재현되어 있는 것은 아니다.

도 1에는 연료 탱크(3)의 통기를 위한 시스템(1)이 도시되어 있다. 이 시스템(1)을 탱크 통기 시스템이라 칭할 수 있다. 도시된 실시예에서 연료(5)는 연료 탱크(3)의 하측 부분에 위치하고 연료 증기(7)는 연료 탱크(3)의 상측 부분에 위치한다. 연료 탱크의 하측 영역에 연료 라인(17)이 제공되어 있으며, 연료 라인은 연료(3)를 내연기관(19)의 연료 공급 경로(30)에 연결한다. 연료 라인(17) 안에 제공되어 있는 연료 펌프(53)에 의해 연료(5)가 연료 탱크(3)로부터 내연기관(19)의 분사 시스템(31) 쪽으로 펌핑된다. 연료 펌프(53)는 연료 펌프 모터(55)에 의해, 특히 전동기에 의해 구동될 수 있다.

내연기관(19)은 위에서 이미 언급한 것처럼 분사 시스템(31)을 포함하는 연료 공급 경로(30)를 통해 연료(5)를 공급받는다. 그 외에도, 내연기관(19)은 공기 공급 경로(21)에 의해 공기를 공급받는다. 공기 공급 경로(21)는 흡기관(23)을 가지고 있으며, 이 흡기관 안에서 저압이 형성되어 공기가 흡입될 수 있다. 그 외에도, 공기 공급 경로(21) 안에 공기를 압축하기 위한 터보 과급기(25)가 제공될 수 있다. 또한, 공기 공급 경로(21)는 급기 냉각기(27) 및 공기 유량계(AFM)(29)를 가질 수 있다. 공기 경로에서 압축기 상류에 탱크 통기의 가능한 제2 입구가 이해의 편의를 위해 여기에서는 도시되어 있지 않다.

연료 탱크(3)의 통기를 위한 시스템(1)은 가스 용기(9)를 가지며, 가스 용기는 제3 라인(15)에 의해 연료 탱크(3)에 연결되어 있다. 이때, 가스 용기(9)에 연료(5)가 아닌 가스들만이, 특히 연료 증기(7)가 도달할 수 있도록 제3 라인(15)이 형성되어 있다. 가스 용기(9)는 제1 라인(11)에 의해 내연기관(19)의 공기 공급 경로(21)에 연결되고 제2 라인(13)에 의해 내연기관(19)의 연료 공급 경로(30)에 연결되어 있다. 가스 용기(9)는 냉각부를 가질 수 있으므로, 연료 증기가 그 안에서 응축된다. 도면에 도시되어 있지 않은 대안적 실시예에서 가스 용기(9)는 제1 라인(11), 제2 라인(13) 및 제3 라인(15)으로 이루어지는 순수한 Y 또는 T 분기로서 형성될 수 있다.

우선, 연료 증기(7)가 가스 용기(9)에 모인다. 이때, 가스 용기(9) 안에 압력 센서(45)가 제공되어 있어서, 압력 센서는 가스 용기(9) 내 실제 압력을 검출하여 제어 유닛(47)에 제공한다. 가스 용기(9) 내 압력이 압력 설정값을 초과하자마자 그리고 내연기관(19)이 작동하면, 제어 유닛(47)은 연료 증기 액화기(49)를 활성화시킨다. 이 연료 증기 액화기(49)는 제2 라인(13) 안에 배치되어 있으며, 전동기(51)를 포함하는 압축 펌프로서 형성되어 있다. 이때, 제어 유닛(47)은 예컨대 직접 연료 증기 액화기(49)의 전동기(51)를 활성화시킬 수 있다. 그 외에도, 연료 증기 액화기(49)는 냉각 유닛을 가질 수 있다. 연료 증기 액화기(49) 내에서의 압축과 경우에 따라서는 냉각을 통해 연료 증기(7)가 액화되며, 제2 라인(13)을 통해 연료 라인(17)에 그리고 이에 따라 연료 공급 경로(30)에 제공될 수 있다.

또한, 제2 라인(13) 내 액화 연료에는 액화되지 않은 가스들, 예컨대 공기가 함유되어 있을 수 있다. 이들 가스는 분사 시스템(31)에 도달해서는 않된다. 그러므로 내연기관(19)과 연료 증기 액화기(49) 사이 연료 라인(5)에 기포 분리 장치(56)가 제공되어 있다. 도시되어 있지 않은 실시예에서 기포 분리 장치(56)는 제2 라인(13)에서 연료 증기 액화기(49)의 하류에 배치될 수 있다. 기포 분리 장치(56)는 플로트를 포함하는 용기로서 형성되어 있으며, 그 안에서 기포(59)가 연료로부터 분리된다. 더 많은 양의 가스들 또는 기포(59)가 기포 분리 장치(56) 내에서 액체 연료 위에 존재할수록, 기포 분리 장치(56) 내 연료 레벨이 점점 낮아지고 그 결과 플로트의 부력이 작아진다. 만약 충전 레벨이 특정 레벨에 미달하면, 플로트는 밑으로 가라앉고 통기 라인(57)에 대한 밸브는 개방된다. 통기 라인(57)은 연료 증기 액화기(49) 상류에 있는 제2 라인(13)과 기포 분리 장치(56)를 연결한다. 그 외에도, 통기 라인(57)은 연료에서 나온 가스들을 가스 용기(9)에 제공할 수 있다(도 1에 도시되어 있지 않음).

제1 라인(11)에 필터, 특히 활성탄 필터(33)가 제공되어 있다. 활성탄 필터(33)와 가스 용기(9) 사이에 압력 유지 밸브(39)가 제공되어 있다. 가스 용기(9)와 활성탄 필터(33) 사이에서 특정 압력차를 초과하면 압력 유지 밸브(39)가 자동으로 개방될 수 있다. 이때, 압력 유지 밸브(39)는 2개의 병렬 라인들을 가질 수 있다. 한 라인 내에 제1 체크 밸브(41)가 배치되어 있다. 다른 한 라인에는 제1 체크 밸브(41)와 반대로 향해 있는 제2 체크 밸브(43)가 제공되어 있다. 양 체크 밸브는 전진 방향으로 각각의 경우에 일정한 압력차를 초과할 때에야 비로소 개방된다(탱크 압력 유지 기능).

특히, 내연기관(19)이 정지된 경우 제1 라인(11)에 의해 공기 공급 경로(21)와의 연결이 유리할 수 있다. 연료 라인(17)과 연료 펌프(53)는 내연기관(19)이 정지된 경우 비활성 상태일 수 있으므로, 연료 증기 액화기(49)를 통한 제2 라인(13)의 연료 증기(7)의 액화 역시 이루어지지 않는다. 강한 태양 복사 또는 고온 상태의 정차 때문에 허용할 수 없는 과압이 연료 증기(7)를 통해 연료 탱크(3) 내에 그리고 가스 분리 장치(9) 내에서 발생할 수 있다. 또한, 냉각을 통해 허용할 수 없는 저압이 연료 탱크(3) 안에서 그리고 가스 용기(9) 안에서 발생할 수 있다. 이런 경우 압력 유지 밸브(39)가 제1 라인(11)에서 한 방향으로 또는 다른 방향으로 개방될 수 있으며 외부 환경과 연료 탱크(3) 사이에 압력 보상을 가능하게 한다.

과열 시에 또는 탱크 충전 과정에서 연료 탱크(3)에서 과압이 발생할 수 있다. 연료 탱크(3) 내 압력 또는 가스 용기(9) 내 압력이 활성탄 필터(33)에서의 압력보다 사전 설정된 특정 임계값만큼 초과하면, 압력 유지 밸브(39)가 활성탄 필터(33) 방향으로 개방된다. 예컨대, 이때 제1 체크 밸브(41)가 릴리즈 또는 개방될 수 있다. 활성탄 필터(33) 방향으로 압력 유지 밸브(39)를 개방한 후 연료 증기(7)와 공기의 혼합물이 활성탄 필터(33) 안으로 유입된다. 공기는 활성탄 필터(33) 내 신기 개구(35)를 통해 빠져나갈 수 있는 반면, 탄화수소는 활성탄 필터(33) 안에 저장된다. 이와 같은 방식으로 압력 보상이 이루어진다. 내연기관(19)이 다시 작동하자마자, 활성탄 필터(33)가 흡기관(23) 방향으로 신기 개구(35)를 통해 신기가 흡입되면 다시 재생될 수 있다. 활성탄 필터(33)의 재생은 제1 라인(11) 안에서 활성탄 필터(33)와 흡기관(23) 사이에 배치되어 있는 탱크 통기 밸브(37)에 의해 제어될 수 있다. 이때, 탱크 통기 밸브(37)가 제어 유닛(47)을 통해 제어될 수 있다.

연료 탱크(3) 또는 가스 용기(9)가 저압인 경우 압력 유지 밸브(39)가 가스 용기(9) 방향으로 개방될 수 있다. 이는 예컨대 제2 체크 밸브(43)의 릴리즈 또는 개방을 통해 이루어질 수 있다. 압력 유지 밸브(39)의 개방 후에 신기가 활성탄 필터(33)의 신기 개구(35)를 지나가, 압력 보상이 외부 환경과 연료 탱크(3) 또는 가스 용기(9) 사이에서 이루어진다.

도 1에 도시되어 있지 않은 대안적 일 실시예에서 내연기관(19)이 정지해 있을 때에도 제2 라인(13)에서 연료 증기(7)의 액화가 이루어질 수 있다. 이때, 연료 펌프(53) 안에 체크 밸브가 제공되고, 기포 분리 장치(56)는 액화된 연료를 수용하기 위한 버퍼 체적을 갖는다.

끝으로 덧붙이자면, "가진다" 등과 같은 표현들이 그외 요소들 또는 단계들이 제공될 수 있음을 배제하는 것은 아니라는 것이다. 또한, "하나"라는 표현이 복수를 배제하는 것이 아님에 유의한다. 그 외에도, 다양한 실시예들과 관련하여 설명한 특징들이 임의로 서로 결합될 수도 있다. 또한, 도면 부호들은 청구항들에서 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 말아야 한다.

Claims

연료 탱크(3)의 통기를 위한 시스템(1)이며, 시스템(1)은
연료 탱크(3)에서 나오는 연료 증기(7)를 수용하도록 형성되어 있는 가스 용기(9)와,
내연기관(19)의 공기 공급 경로(21)와 가스 용기(9)를 연결하는 제1 라인(11)을 가지는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템에 있어서,
시스템(1)은 내연기관(19)의 연료 공급 경로(30)와 가스 용기(9)를 연결하는 제2 라인(13)을 더 가지는 것을 특징으로 하는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제1항에 있어서,
제2 라인(13)에는 연료 증기 액화기(49)가 배치되어 있으며
연료 증기 액화기(49)는 제2 라인(13)에 위치하는 연료 증기가 액화되도록 형성되어 있는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제2항에 있어서,
연료 증기 액화기(49)와 내연기관(19) 사이에 배치되어, 액화된 연료 증기로부터 가스들을 분리하도록 형성되어 있는 기포 분리 장치(56)와,
분리된 가스를 가스 용기(9)로 유도하는 통기 라인(57)을 더 가지는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제3항에 있어서,
상기 시스템은 연료 공급 경로(30)에서 제2 라인(13)의 상류에 배치되어 있는 연료 펌프(53)를 더 가지며, 이때
연료 펌프(53)는 연료 탱크(3)로부터 내연기관(19)으로 연료(5)를 펌핑하도록 형성되어 있으며,
연료 펌프(53)는 내연기관(19)의 방향으로 개방되는 체크 밸브를 가지며,
기포 분리 장치(56)에는 내연기관(19)의 정지 시에 그리고 연료 증기 액화기(49)의 작동 시에 제2 라인(13) 안에서 액화된 연료를 수용하도록 형성되어 있는 버퍼 체적이 제공되어 있는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
연료 증기 액화기(49)는 펌프 및/또는 냉각 유닛을 가지며,
냉각 유닛은 펌프 앞 및/또는 뒤에 배치되어 있는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 라인(11)에는 필터(33)가 제공되어 있으며, 필터(33)는 연료 증기(7)를 수용하도록 형성되어 있는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제6항에 있어서, 필터(33)는 신기 개구(35)를 가지는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 라인(11)에는 가스 용기(9)와 필터(33) 사이에 압력 유지 밸브(39)가 배치되어 있으며,
압력 유지 밸브(39)는, 가스 용기(9) 내 제1 압력이 필터(33) 내 제2 압력을 사전 설정 임계값만큼 초과하면, 가스 용기(9)로부터 필터(33)로 연료 증기가 통과하도록 형성되어 있으며,
압력 유지 밸브(39)는, 필터(33) 내 제2 압력이 가스 용기(9) 내 제1 압력을 사전 설정 임계값만큼 초과하면, 필터(33)로부터 가스 용기(9)로 연료 증기가 통과하도록 형성되어 있는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은
가스 용기(9)에 배치되어 가스 용기(9) 내 실제 압력을 검출하도록 형성되어 있는 압력 센서(45)와,
각각 압력 센서(45)에 그리고 연료 증기 액화기(49)에 기능적으로 연결되어 있는 제어 유닛(47)을 더 가지며,
이때 제어 유닛(47)은 압력 센서(45)로부터 실제 압력을 수신하도록, 그리고 이 압력이 사전 설정된 압력 설정값을 초과하면, 연료 증기 액화기(49)를 활성화하도록 형성되어 있는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
제9항에 있어서, 상기 시스템은
제1 라인(11)에서 필터(33)와 내연기관(19) 사이에 배치되어 있는 탱크 통기 밸브(37)를 더 가지며,
이때 제어 유닛(47)은 탱크 통기 밸브(37)에 기능적으로 연결되어 있으며,
제어 유닛(47)은 내연기관(19)의 작동시 탱크 통기 밸브(37)를 개방하도록 형성되어 있는, 연료 탱크의 통기를 위한 시스템(1).
연료 탱크(3)와,
공기 공급 경로(21) 및 연료 공급 경로(30)를 포함하는 내연기관(19)과,
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 연료 탱크(3)의 통기를 위한 시스템(1)을 가지는 자동차.