KR20190085261A - 액티브 캐니스터 퍼지시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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최추생
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Abstract

본 발명에 의한 액티브 캐니스터 퍼지시스템은 연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터; 상기 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤밸브; 상기 퍼지 컨트롤밸브의 하류 측에 배치되는 퍼지펌프; 상기 퍼지 컨트롤밸브의 차압을 검출하는 차압 검출수단; 및 상기 캐니스터에 포집된 증발가스의 타겟 퍼지 유량을 결정하고, 상기 타겟 퍼지유량에 부합하는 타겟 차압을 설정하며, 상기 차압 검출수단에 의해 검출된 상기 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압이 상기 타겟 차압에 도달하도록 상기 퍼지펌프의 RPM을 조절하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.

Description

액티브 캐니스터 퍼지시스템 및 그 제어방법{ACTIVE CANISTER PURGE SYSTME AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 액티브 캐니스터 퍼지시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증발가스의 퍼지유량을 정밀하게 제어할 수 있는 액티브 캐니스터 퍼지시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량의 연료탱크에 저장된 연료는 일정 시간이 경과함에 따라 증발가스가 발생하고, 이러한 증발가스가 대기중으로 배출되는 경우 연료의 낭비뿐만 아니라 연소되지 않는 가스가 배출로 인하여 공해가 발생된다. 이에, 자동차는 연료탱크에서 발생되는 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 공급하는 캐니스터 퍼지시스템(canister purge system)을 포함한다.
캐니스터 퍼지시스템은 연료탱크에서 발생된 증발가스(fuel vapor)를 포집(trap)하는 캐니스터(canister)와, 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤 밸브(purge control valve)를 포함할 수 있다. 엔진의 퍼지 제어조건, 즉 엔진 부압이 충분히 형성되는 조건에서 엔진제어유닛(engine control unit), 엔진제어모듈 등과 같은 컨트롤러에 의해 퍼지컨트롤밸브가 개방되고, 이에 캐니스터에 포집된 증발가스가 엔진의 흡기계로 퍼지될 수 있다.
한편, TGDI HEV와 같은 일부의 엔진은 캐니스터에 포집된 증발 가스를 엔진의 부압만을 이용해 엔진의 흡기계로 전달하기에는 상대적으로 부압이 부족할 수 있다. 이와 같이 부압이 부족한 종류의 엔진들이 장착된 차량에는, 캐니스터에 포집된 증발 가스를 엔진의 흡기계로 강제적으로 퍼지하는 퍼지펌프(purge pump)를 가진 액티브 캐니스터 퍼지시스템(active canister purge system)이 적용되고 있다.
종래의 액티브 캐니스터 퍼지시스템은 퍼지컨트롤밸브와 캐니스터 사이에 퍼지펌프가 배치되고, 퍼지 컨트롤 밸브가 개방된 상태에 퍼지펌프가 구동함에 따라 캐니스터에 포집된 증발가스가 엔진의 흡기계로 강제적으로 퍼지될 수 있다.
종래의 액티브 캐니스터 퍼지시스템은, 듀티사이클에 따라 구동하는 퍼지 컨트롤밸브와, 퍼지 컨트롤밸브의 상류 측에 배치된 퍼지펌프와, 퍼지펌프의 상류측 및 하류 측에 개별적으로 장착된 2개의 압력센서를 포함한다.
2개의 압력센서에 의해 퍼지펌프의 입구측 압력 및 퍼지펌프의 출구측 압력이 개별적으로 검출되고, 이에 퍼지펌프의 차압(퍼지펌프의 입구측 압력 및 출구측 압력 사이의 압력차이)이 계산될 수 있다.
퍼지 유량(purge flow rate)은 퍼지펌프의 RPM과 퍼지펌프의 차압(펌프의 입구측 압력과 펌프의 출구측 압력 사이의 압력차이)에 의해 결정되며, 퍼지펌프의 구동에 의해 퍼지펌프의 입구측에 부압이 형성되면 퍼지 컨트롤밸브가 설정된 듀티사이클에 따라 구동함으로써 엔진의 흡기계로 공급되는 퍼지 유량이 조절된다.
하지만, 종래의 액티브 캐니스터 퍼지시스템은 퍼지펌프가 퍼지 컨트롤밸브의 상류 측에 배치되어 있으므로 퍼지펌프의 동일한 RPM 조건에서 퍼지펌프의 차압에 따라 퍼지펌프에 의한 퍼지 유량이 심하게 변화할 수 있다. 예컨대, 퍼지펌프의 RPM이 20000RPM인 조건에서 퍼지펌프의 차압이 2㎪인 경우에 퍼지펌프에 의한 퍼지 유량이 10LPM(Liter Per Minute)이고, 퍼지펌프의 RPM이 20000RPM인 조건에서 퍼지펌프의 차압이 1㎪인 경우에 퍼지펌프에 의한 퍼지 유량이 40LPM(Liter Per Minute)이다. 즉, 퍼지펌프의 차압이 1㎪로 감소하는 데 반해 퍼지펌프에 의한 퍼지 유량은 300%로 증대된다.
이와 같이, 종래의 액티브 캐니스터 퍼지시스템은 퍼지펌프의 차압 변화로 인해 퍼지펌프에 의한 퍼지 유량이 심하게 변화할 수 있고, 이로 인해 증발가스의 퍼지 유량을 정밀하게 제어하기 어려운 단점이 있었다.
또한, 종래의 액티브 캐니스터 퍼지시스템은 퍼지펌프의 입구에 연결되는 도관(conduit)의 길이, 경로, 내경 등에 따라 퍼지펌프의 입구측 유로저항이 변화할 수 있고, 이러한 퍼지펌프의 입구측 유로저항의 변화로 인해 퍼지펌프에 의한 퍼지 유량이 심하게 변화할 수 있다. 이에, 퍼지 유량이 차량 별로 맵핑되어야 하므로 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 설계작업이 매우 번거로워지는 단점이 있었다.
액티브 캐니스터 퍼지시스템은 연비 개선, 공해 방지 등을 위하여 퍼지 유량을 정확하게 제어할 필요가 있으며, 특히 액티브 캐니스터 퍼지시스템이 저압 EGR시스템과 함께 차량에 적용될 경우에는 정확한 EGR율을 산출할 수 있도록 퍼지 유량의 정확도를 개선할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 증발가스의 퍼지유량을 정밀하게 제어할 수 있는 액티브 캐니스터 퍼지시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 액티브 캐니스터 퍼지시스템으로,
연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터;
상기 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤밸브;
상기 퍼지 컨트롤밸브의 하류 측에 배치되는 퍼지펌프;
상기 퍼지 컨트롤밸브의 차압을 검출하는 차압 검출수단; 및
상기 캐니스터에 포집된 증발가스의 타겟 퍼지 유량을 결정하고, 상기 타겟 퍼지유량에 부합하는 타겟 차압을 설정하며, 상기 차압 검출수단에 의해 검출된 상기 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압이 상기 타겟 차압에 도달하도록 상기 퍼지펌프의 RPM을 조절하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 차압 검출수단은 퍼지 컨트롤밸브의 출구측 압력을 검출하는 압력센서일 수 있다.
상기 차압 검출수단은 상기 퍼지 컨트롤밸브의 입구측 및 출구측에 연결된 차압센서일 수 있다.
상기 퍼지 펌프는 도관을 통해 상기 엔진의 흡기관과 소통하도록 연결될 수 있다.
상기 도관은 상기 흡기관의 과급기의 상류 측에 연결될 수 있다.
상기 퍼지 컨트롤밸브의 차압에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 통과하는 유량이 결정되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터와, 상기 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤밸브와, 상기 퍼지 컨트롤밸브의 하류 측에 배치되는 퍼지펌프를 포함한 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법으로,
엔진의 운행 도중에 증발가스의 퍼지가 실행되는 조건이면, 퍼지 컨트롤밸브의 타겟 차압을 설정하며,
상기 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압이 상기 타겟 차압에 도달하도록 퍼지 펌프의 RPM을 조절할 수 있다.
온도보상치를 반영하여 상기 타겟 차압을 설정할 수 있다.
엔진의 운행 도중에 증발가스의 퍼지가 실행되는 조건이면, 상기 퍼지 컨트롤밸브의 타겟 퍼지 유량을 결정하고, 상기 타겟 차압은 상기 결정된 타겟 퍼지 유량에 부합하도록 설정될 수 있다.
차압 검출수단에 의해 상기 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압을 실시간으로 검출할 수 있다.
검출된 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압이 상기 타겟 차압에 도달하면 상기 퍼지 컨트롤밸브를 설정된 듀티사이클로 구동시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 본 발명에 의하면, 퍼지펌프가 증발가스의 퍼지흐름방향을 따라 퍼지 컨트롤밸브의 하류 측에 배치되고, 퍼지펌프의 구동에 의해 퍼지 컨트롤밸브의 하류 측에서 부압이 발생할 수 있으며, 이를 통해 퍼지 컨트롤밸브에 의해 결정된 유량에 부합하도록 퍼지펌프의 RPM을 조절함으로써 증발가스의 퍼지 유량을 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 다양한 사양의 퍼지 컨트롤밸브의 차압 및 유량 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템(10)은, 연료탱크(5)에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터(11)와, 캐니스터(11)에 포집된 증발가스(fuel vapor)를 엔진(6)의 흡기계(7) 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤밸브(13)와, 퍼지 컨트롤밸브(13)의 하류에 배치된 퍼지펌프(15)를 포함할 수 있다.
연료탱크(5)는 연료를 저장하도록 구성되고, 연료탱크(5) 내에서 연료가 기화됨에 따라 증발가스(fuel vapor)가 발생한다.
캐니스터(11)는 제1도관(21)을 통해 연료탱크(5)에 연결될 수 있고, 연료탱크(5)에서 발생된 증발가스가 제1도관(21)을 통해 캐니스터(11)에 전달될 수 있으며, 증발가스가 캐니스터(11)에 포집될 수 있다. 일 예에 따르면, 캐니스터(11)는 활성탄(activated-carbon)을 가질 수 있다.
캐니스터(11)는 증발가스가 유입되는 입구포트(11a)와, 증발가스가 배출되는 출구포트(11b)를 가질 수 있다. 입구포트(11a)는 제1도관(21)과 소통하고, 이에 연료탱크(5)의 증발가스가 입구포트(11a)를 통해 캐니스터(11)에 유입됨으로써 증발가스가 캐니스터(11)에 포집될 수 있다. 출구포트(11b)는 제2도관(22)과 소통하고, 이에 캐니스터(11)에 포집된 증발가스가 출구포트(11b)를 통해 배출됨으로써 캐니스터(11)가 퍼지될 수 있다.
캐니스터(11)는 벤트포트(11c, vent port)를 가질 수 있고, 벤트포트(11c)는 제3도관(23)과 소통할 수 있으며, 에어인렛(31, air inlet)이 제3도관(23)의 단부에 제공될 수 있다. 에어인렛(31)은 에어필터(air filter)를 포함할 수 있다. 제3도관(23)에는 벤트포트(11c)를 선택적으로 개폐하는 캐니스터 클로즈 밸브(32, canister close valve)가 제공될 수 있다. 예컨대, 캐니스터 클로즈 밸브(32)는 평상 시에는 개방되고 누설진단 시에는 폐쇄되도록 구성될 수 있다.
퍼지 컨트롤밸브(13)는 제2도관(22)을 통해 캐니스터(11)에 연결될 수 있고, 퍼지 컨트롤밸브(13)는 증발가스의 퍼지흐름방향을 따라 캐니스터(11)의 하류 측에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 퍼지 컨트롤밸브(13)는 솔레노이드밸브로 구성될 수 있고, 이에 퍼지 컨트롤밸브(13)는 설정된 듀티사이클을 따라 구동할 수 있다.
퍼지 컨트롤밸브(13)는 입구포트(13a) 및 출구포트(13b)를 가질 수 있다. 퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구포트(13a)는 제2도관(22)과 소통할 수 있으며, 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구포트(13b)는 제4도관(24)과 소통할 수 있다. 퍼지 컨트롤밸브(13)의 차압(퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구측 압력 및 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측 압력 사이의 압력차이)에 따라 퍼지 컨트롤밸브(13)을 통과하는 유량이 결정될 수 있다.
도 2는 다양한 사양의 퍼지 컨트롤밸브(13)의 차압 및 유량 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2는 제1사양에 따른 퍼지 컨트롤밸브에 따른 차압 대 유량 곡선(C1, differential pressure vs flow rate curve), 제2사양에 따른 퍼지 컨트롤밸브에 따른 차압 대 유량 곡선(C2), 제3사양에 따른 퍼지 컨트롤밸브에 따른 차압 대 유량 곡선(C3) 등을 나타내고 있다. 퍼지 컨트롤밸브의 사양에 따라 구체적인 차압 대 유량의 곡선(C1, C2, C3)은 서로 다르지만, 도 2에 나타난 바와 같이 퍼지 컨트롤밸브의 차압이 일정한 압력(대략 300~350mbar)에 도달할 때까지 유량이 증가하고, 퍼지 컨트롤밸브의 차압이 일정한 압력(대략 300~350mbar)에 도달하면 유량이 일정하게 유지함을 알 수 있다. 이와 같이, 퍼지 컨트롤밸브(13)가 개방된 상태에서 퍼지 컨트롤밸브(13)의 차압에 따라 퍼지 컨트롤밸브(13)를 통과하는 유량이 결정될 수 있다.
퍼지펌프(15)는 제4도관(24)을 통해 퍼지 컨트롤밸브(13)에 연결될 수 있고, 이에 퍼지펌프(15)는 증발가스의 퍼지흐름방향을 따라 퍼지 컨트롤밸브(13)의 하류 측에 배치될 수 있다.
이와 같이, 퍼지펌프(15)가 구동하면 퍼지 컨트롤밸브(13)의 하류 측에서 부압이 발생할 수 있고, 이를 통해 퍼지 컨트롤밸브(13)에 의해 결정된 유량에 부합하도록 퍼지펌프(15)의 RPM을 조절함으로써 증발가스의 퍼지 유량을 정밀하게 제어할 수 있다.
퍼지펌프(15)는 입구포트(15a) 및 출구포트(15b)를 가질 수 있다. 퍼지펌프(15)의 입구포트(15a)는 제4도관(24)과 소통할 수 있고, 퍼지펌프(15)의 출구포트(15b)는 제5도관(25)과 소통할 수 있다.
퍼지펌프(15)는 제5도관(25)을 통해 엔진(6)의 흡기계(7)와 소통할 수 있고, 제5도관(25)은 흡기계(7)의 흡기관(7a)과 소통할 수 있으며, 이에 퍼지펌프(15)는 퍼지 컨트롤밸브(13) 및 흡기관(7a) 사이에 배치될 수 있다. 퍼지펌프(15)의 구동에 의해 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측(출구포트(13b)와 소통하는 제4도관(24))에서 부압이 발생할 수 있고, 퍼지 컨트롤밸브(13)가 듀티사이클에 따라 구동함에 따라 엔진(6)의 흡기계(7) 측으로 퍼지되는 증발가스의 퍼지 유량이 정밀하게 제어될 수 있다.
흡기관(7a)에는 과급기(8, charger)가 제공될 수 있고, 과급기(8)는 흡기관(7a)의 에이인렛(7c)을 통해 유입된 외기를 압축하도록 구성될 수 있다. 과급기(8)는 슈퍼차져(super charger), 터보차져(turbo charger) 중에서 어느 하나일 수 있다. 도 1에는 터보차져로 구성된 과급기(8)가 예시되어 있다. 터보차져(8)는 엔진(8)의 흡기관(7a)에 장착된 압축기(8a) 및 엔진(8)의 배기관(9)에 장착된 터빈(8b)을 포함할 수 있다. 압축기(8a)는 공통샤프트(8c)를 통해 터빈(8b)에 연결될 수 있다.
흡기관(7a)에는 인터쿨러(4, inter cooler) 및 스로틀조립체(3, throttle assembly)가 제공될 수 있고, 인터쿨러(4)는 과급기(8)의 압축기(8a)의 하류 측에 배치될 수 있으며, 스로틀조립체(3)는 인터쿨러(4)의 하류 측에 배치될 수 있다.
배기관(9)에는 산소센서(9c)가 제공될 수 있고, 산소센서(9c)는 배기가스에 포함된 산소 농도의 검출을 통해 공연비(A/F)를 측정가능하게 하도록 구성될 수 있다.
제5도관(25)은 흡기관(7a) 상에서 과급기(8)의 상류 측에 연결될 수 있고, 이를 통해 증발가스는 캐니스터(11)로부터 과급기(8)의 상류 측으로 퍼지될 수 있다. 이와 같이, 증발가스가 과급기(8)의 상류 측으로 퍼지됨에 따라 증발가스는 외기와 함께 과급기(8)에 의해 압축될 수 있고, 이를 통해 엔진(6)의 연소효율 및 연비 등이 대폭 개선될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템(10)은 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측 압력을 검출하는 압력센서(12)를 포함할 수 있다. 압력센서(12)는 퍼지 컨트롤밸브(13) 및 퍼지펌프(15) 사이에 배치될 수 있고, 압력센서(12)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측 압력을 검출하도록 구성될 수 있다. 압력센서(12)는 온도센서가 일체형으로 결합된 온도센서 일체형 압력센서로 구성될 수 있다. 이에 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측 압력 및 출구측 온도를 함께 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템(10)은 마이크로프로세서 기반의 컨트롤러(40)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(40)는 마이크로프로세서 또는 중앙 프로세싱 유닛, ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(electrically programmable read only memory), high speed clokc 등을 포함할 수 있다.
컨트롤러(40)는 엔진의 전반적인 작동을 제어 내지 관리하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(40)는 엔진 컨트롤유닛(Engine Control Unit) 또는 엔진 컨트롤모듈(Engine Control Module)일 수 있다.
퍼지 컨트롤밸브(13), 압력센서(12), 퍼지펌프(15), 엔진(5)의 배기계(9)에 장착된 산소센서(9c)는 컨트롤러(40)에 전기적으로 연결될 수 있다.
퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구포트(13a)가 캐니스터(11)와 소통하고, 평상시에는 캐니스터 클로즈 밸브(32)가 개방되어 있으므로 퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구측 압력이 대기압 또는 대기압 보다 약간 높을 수 있으므로, 퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구측 압력은 대기압에 준하는 압력일 수 있고, 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측 압력이 압력센서(12)에 의해 검출됨에 따라 컨트롤러(40)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 차압을 검출할 수 있다.
컨트롤러(40)는 캐니스터(11)에 포집된 증발가스의 포집량(포집농도), 공연비 등을 기초로 타겟 퍼지 유량을 결정할 수 있고, 도 2에 예시된 차압 대 유량 곡선을 기초로 결정된 타겟 퍼지 유량에 부합하는 타겟 차압을 설정할 수 있다. 컨트롤러(40)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 실제 차압이 설정된 타겟 차압에 도달하도록 퍼지펌프(15)의 RPM을 PID 제어 등에 의해 조절함으로써 증발가스의 퍼지유량을 정확하게 제어할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템은, 퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구측 압력과 출구측 압력 사이의 압력차이를 검출하는 차압센서(18)를 포함할 수 있다. 차압센서(18)가 퍼지 컨트롤밸브(13)의 상류측 및 하류측에 제1연결튜브(18a) 및 제2연결튜브(18b)를 통해 연결될 수 있다. 차압센서(18)의 제1연결튜브(18a)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구포트(13a)와 소통하는 제2도관(22)에 연결될 수 있고, 차압센서(18)의 제2연결튜브(18b)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구포트(13b)와 소통하는 제4도관(24)에 연결될 수 있다. 퍼지 컨트롤밸브(13)의 차압(즉, 퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구측 압력 및 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측 압력 사이의 압력차이)이 차압센서(18)에 의해 검출될 수 있다. 차압센서(18)는 컨트롤러(40)에 전기적으로 접속될 수 있고, 이에 컨트롤러(40)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 차압을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 4을 참조하면, 차량의 엔진(6)이 운행하고(S1), 엔진의 운행 도중에 컨트롤러(40)는 증발가스의 퍼지가 실행되는 조건인지를 판단한다(S2). 컨트롤러(40)는 캐니스터(11)에 포집된 증발가스의 포집량(포집농도), 각종의 센서들로부터 전달 받은 냉각수 온도 정보, 공연비 등과 같은 엔진 제어 정보들을 기초로 증발가스의 퍼지 실행 조건에 해당하는 지를 판단할 수 있다.
캐니스터(11)의 조건이 증발가스의 퍼지 실행 조건에 해당되면, 컨트롤러(40)는 캐니스터(11)의 포집량(포집농도), 공연비 등에 따라 타겟 퍼지 유량을 결정한다(S3).
타겟 퍼지 유량이 결정되면 컨트롤러(40)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 유량특성(도 2 참조)에 따라 타겟 퍼지 유량에 부합하는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 타겟 차압(즉, 퍼지 컨트롤밸브(13)의 입구측 압력 및 출구측 압력 사이의 압력차이)을 설정한다(S4).
이때, 외기의 온도가 변화함에 따라 퍼지 컨트롤밸브(13)의 차압 조건도 변화할 수 있으므로 컨트롤러(40)는 외기의 온도 변화에 대응한 온도 보상치를 반영하여 퍼지 컨트롤밸브(13)의 타겟 차압을 설정함이 바람직하다.
컨트롤러(40)는 퍼지 펌프(15)를 구동하고, 퍼지 펌프(15)의 구동에 의해 퍼지 컨트롤밸브(13)의 출구측에 부압이 발생한다. 컨트롤러(40)는 퍼지 컨트롤밸브(13)의 실제 차압이 설정된 타겟 차압에 도달하도록 퍼지 펌프(15)의 RPM을 PID 제어 등에 의해 조절한다(S5).
퍼지 펌프(15)의 RPM 조절에 의해 퍼지 컨트롤밸브(13)의 실제 차압이 실시간으로 변화할 수 있고, 컨트롤러(40)는 압력센서(12) 또는 차압센서(18)에 의해 퍼지 컨트롤밸브(13)의 실제 차압을 실시간으로 검출한다(S6).
컨트롤러(40)는 검출된 퍼지 컨트롤밸브(13)의 실제 차압이 설정된 타겟 차압에 도달하는 지를 판단한다(S7).
검출된 퍼지 컨트롤밸브(13)의 실제 차압이 설정된 타켓 차압에 도달하면 컨트롤러(40)는 퍼지 컨트롤밸브(40)를 설정된 듀티사이클에 따라 구동시키고(S8), 이에 퍼지 컨트롤밸브(40)의 개방 및 폐쇄가 설정된 듀티사이클에 따라 반복적으로 이루어짐으로써 캐니스터(11)에 포집된 증발가스는 S3단계에서 결정된 퍼지 유량으로 엔진(6)의 흡기계(7)로 퍼지될 수 있다(S9).
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.
5: 연료탱크 6: 엔진
7: 흡기계 7a: 흡기관
8: 과급기 9: 배기관
10: 액티브 캐니스터 퍼지시스템
11: 캐니스터 12: 압력센서
13: 퍼지 컨트롤밸브 15: 퍼지펌프
18: 차압센서 21: 제1도관
22: 제2도관 23: 제3도관
24: 제4도관 25: 제5도관
40: 컨트롤러

Claims (11)

  1. 연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터;
    상기 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤밸브;
    상기 퍼지 컨트롤밸브의 하류 측에 배치되는 퍼지펌프;
    상기 퍼지 컨트롤밸브의 차압을 검출하는 차압 검출수단; 및
    상기 캐니스터에 포집된 증발가스의 타겟 퍼지 유량을 결정하고, 상기 타겟 퍼지유량에 부합하는 타겟 차압을 설정하며, 상기 차압 검출수단에 의해 검출된 상기 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압이 상기 타겟 차압에 도달하도록 상기 퍼지펌프의 RPM을 조절하는 컨트롤러;를 포함하는 액티브 캐니스터 퍼지시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차압 검출수단은 퍼지 컨트롤밸브의 출구측 압력을 검출하는 압력센서인 액티브 캐니스터 퍼지시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 차압 검출수단은 상기 퍼지 컨트롤밸브의 입구측 및 출구측에 연결된 차압센서인 액티브 캐니스터 퍼지시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 퍼지 펌프는 도관을 통해 상기 엔진의 흡기관과 소통하도록 연결되는 액티브 캐니스터 퍼지시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 도관은 상기 흡기관의 과급기의 상류 측에 연결되는 액티브 캐니스터 퍼지시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 퍼지 컨트롤밸브의 차압에 따라 상기 퍼지 컨트롤밸브를 통과하는 유량이 결정되도록 구성되는 액티브 캐니스터 퍼지시스템.
  7. 연료탱크에서 발생된 증발가스를 포집하는 캐니스터와, 상기 캐니스터에 포집된 증발가스를 엔진의 흡기계 측으로 퍼지하는 퍼지 컨트롤밸브와, 상기 퍼지 컨트롤밸브의 하류 측에 배치되는 퍼지펌프를 포함한 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법으로,
    엔진의 운행 도중에 증발가스의 퍼지가 실행되는 조건이면, 퍼지 컨트롤밸브의 타겟 차압을 설정하며,
    상기 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압이 상기 타겟 차압에 도달하도록 퍼지 펌프의 RPM을 조절하는 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    온도보상치를 반영하여 상기 타겟 차압을 설정하는 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    엔진의 운행 도중에 증발가스의 퍼지가 실행되는 조건이면, 상기 퍼지 컨트롤밸브의 타겟 퍼지 유량을 결정하고, 상기 타겟 차압은 상기 결정된 타겟 퍼지 유량에 부합하도록 설정되는 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    차압 검출수단에 의해 상기 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압을 실시간으로 검출하는 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    검출된 퍼지 컨트롤밸브의 실제 차압이 상기 타겟 차압에 도달하면 상기 퍼지 컨트롤밸브를 설정된 듀티사이클로 구동시키는 액티브 캐니스터 퍼지시스템의 제어방법.
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