KR100764950B1 - 자동차 내의 탱크 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법 - Google Patents

자동차 내의 탱크 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내의 탱크 시스템, 특히 탱크 통기 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법에 관한 것으로, 압력원에 의하여 대기압에 대하여 과압 또는 부압이 탱크 시스템 내로 도입되며, 압력원의 적어도 하나의 작동 매개 변수의 시간 곡선이 과압/부압이 제1 시점 또는 제1 압력수준에 도달될 때까지 도입될 때 검출되어 탱크 시스템이 밀폐된 상태에 대해 기대되는 시간 곡선과 비교된다. 검출된 시간 곡선이 적어도 하나의 소정값만큼 진단 곡선으로부터 편차를 나타내면 밀폐되지 않음이 추정된다. 본 발명은 탱크 시스템 내의 과압/부압이 제2 시점 또는 제2 압력 수준에 도달할 때까지 상승되며, 압력원이 다시 검출되어 탱크가 밀폐된 상태에 대해 기대되는 추가의 시간 곡선과 비교된다.
탱크 시스템, 밀폐도, 과압, 부압, 압력원

Description

자동차 내의 탱크 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법 {METHOD FOR VERIFYING THE TIGHTNESS OF A TANK SYSTEM IN A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 탱크 시스템, 특히 탱크 통기 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법에 관한 것이다.
자동차의 탱크 통기 시스템의 밀폐도 검사 방법은 예컨대 독일 특허 제 198 09 384 A1호 및 독일 특허 제196 36 431 A1호로부터 제시되어 있다.
상기 공보에서 압력원에 의하여 과압이 탱크 통기 시스템 내로 도입되며 그리고 과압의 도입 시에 압력원의 적어도 하나의 작동 매개 변수의 시간 곡선이 검출되어 탱크 시스템이 밀폐된 경우 기대되는, 예컨대 사전에 측정, 산출 또는 평가된 작동 매개 변수의 시간 곡선(진단 곡선)과 비교되며, 검출된 시간 곡선이 진단 곡선으로부터 적어도 소정값 만큼 편차를 나타내면 밀폐되지 않음이 추정된다. 진단 곡선으로서 예컨대 펌프의 펌프 전류가 이용된다. 이 때 진단 곡선은 과압이 사전 설정된 기준 누출값, 예를 들어 0.5mm의 직경을 갖는 탱크 통기 시스템 내로 도입될 때 발생하는 펌프 전류에 상응한다. 이러한 경우 펌프의 전류는 과압의 도입 시에 기준 전류와 비교된다. 절대 전류 수준은 누출값이 동일한 경우, 환경 조건 및 허용 오차에 의해서 강하게 변화할 수 있다. 그러나, 이 때 절대 수준에 무관하게, 펌프를 통과하는 과압의 도입 시에 기준 전류보다 더욱 큰 전류 수준이 달성되면 0.5mm의 직경을 갖는 미세 누출은 배제될 수 있다. 상기의 전류 수준이 달성되지 않는다면, 직경(≥ 0.5mm)을 갖는 미세 누출이 추정될 수 있다.
그에 반해 1mm 이상의 직경을 갖는 다량 누출은 선행 기술로부터 공지된 탱크 통기 시스템의 밀폐도 검사 방법의 경우 검출될 수 없다. 기준 누출값에 반하는 펌프의 경우 대략 1mm의 직경을 갖는 누출이 존재한다면 단지 환경 조건 및 구성 요소의 허용 오차에 따라 사전 설정된 소정의 시간이 경과한 후 실제로 소정의 전류 레벨이 달성될 수 있다. 그러므로, 상기 방식으로는 1mm 이상의 직경을 갖는 다량 누출이 존재하는지의 여부의 확실한 결정이 불가능하다.
그러므로, 예를 들어 소정의 펌프 전류가 거의 어떠한 에러 출력도 필요로 하지 않는 단지 0.4mm의 직경을 갖는 누출 시에도 지정된 시간이 경과한 후에 여전히 달성되지 않음으로써 선행 기술로부터 공지된 방법의 경우 에러가 출력될 수도 있는 점을 생각해 볼 수 있다.
그와 반대로 다른 허용 오차의 경우, 1mm 이상의 직경을 갖는 누출 시에도 또한 사전 설정된 진단 시간 간격보다 작은 시간 간격 내에 사전 설정된 전류 임계값이 달성될 수도 있으며, 이러한 점은 에러 출력이 이루어지지 않을 수도 있는 점을 야기할 수도 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 탱크 시스템 내로 과압이 도입될 때 허용 오차 및/또는 환경 조건에 따른 작동 매개 변수의 간섭과는 무관하게, 직경(≥ 1mm)을 갖는 다량 누출의 확실한 식별이 가능하도록 자동차 내의 탱크 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법을 개선하는 것이다.
상기 목적은 최초에 기술한 유형의 탱크 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법에 있어서, 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징에 의해 해결된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들의 보호 대상이다.
본 발명에 따른 방법의 장점으로는, 추가적인 진단 곡선, 즉 탱크 시스템 내로 과압 또는 부압의 추가 도입에 의해, 상기 추가 과압 또는 부압이 제2 시점 또는 제2 압력수준에 도달할 때까지 도입될 때에 압력원의 작동 매개 변수를 검출하여 검출된 작동 매개 변수를 탱크 시스템이 밀폐된 경우에 대해 기대되는 시간 곡선과 비교하여, 검출된 작동 매개 변수의 진단 곡선으로부터 편차를 나타낼 뿐 아니라 작동 매개 변수의 추가 진단 곡선으로부터 편차가 각각 적어도 하나의 설정값으로 확정되면 에러 메시지를 출력함으로써, 확실하게 우선적으로 기대되는 밀폐되지 않음을 검사할 수 있거나 또는 그를 입증할 수 있다는 것이다. 이러한 검사 또는 입증에 의해 특히 주변 영향 또는 구성 요소 허용 오차에 근거하여 에러가 제거될 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 방법에 의해 1mm 이상의 직경을 갖는 다량 누출이 매우 정확하게 식별될 수 있다. 그에 반해, 1mm이하의 직경을 갖는 누출은 에러 메시지를 야기하지 않는다.
검출되는 압력원의 작동 매개 변수로서는 바람직하게는 과압 펌프/부압 펌프의 전류가 검출된다. 그러므로, 압력원의 작동 상태의 유의적 변화를 정확하게 검출할 수 있을 뿐 아니라, 검출된 전류 역시 바람직한 방법으로 곧바로 평가 회로 등에서 다시 처리될 수 있게 된다.
작동 매개 변수, 다시 말해 전류에 대한 시간 곡선은 순수하게 원칙적으로 전류가 다시 시간에 걸쳐 검출되며 그리고 그렇게 도시되는 기능 곡선은 사전에 측정, 산출 또는 평가된 시간 곡선과 비교될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에 따르면, 통상 펌프 전류를 지정된 시간 간격의 경과 후에 탱크 시스템이 밀폐된 상태인 경우의 기대 전류값과 비교하며 그리고 단지 검출된 펌프 전류가 제1 시간 간격의 경과 후에 탱크 시스템이 밀폐된 경우의 기대 전류값으로부터 편차를 나타낼 뿐 아니라 제2 시간 간격의 경과 시에도 탱크 시스템이 밀폐된 경우의 제2 기대 전류값으로부터 편차를 나타낼 때에만, 에러 메시지를 출력하는 것이 제안된다.
또한, 상기 값들을 비교함으로써 탱크 통기 시스템의 매우 정확한 누출 식별이 가능하며, 동시에 전류 세기의 시간 곡선의 검출과 비교하여 실제로 메모리 비용이 절감된다.
본 발명의 추가 특징들과 장점들은 이하의 상세한 설명 및 몇몇 실시예들의 도면의 대상이다.
도1은 본 발명에 의해 이용되는 방법이 적용되는, 종래 기술의 자동차 내의 탱크 통기 시스템의 개략도이다.
도2는 자동차의 탱크 통기 시스템 내로 부압을 도입하기 위한 펌프의 펌프 전류의 시간 곡선의 개략도이다.
도3은 본 발명에 의해 이용되는 자동차 내의 탱크 통기 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법에 따른 실시예의 개략적 흐름도이다.
본 발명은 예시적으로 자동차 내의 탱크 통기 시스템에 대해 설명된다. 그러나, 본 발명에 따른 방법은 단지 탱크 통기 시스템에서 뿐 아니라, 임의의 탱크 시스템에 있어서도 사용될 수 있다.
도1에 도시되어 있는 자동차 탱크 시스템의 탱크 통기 시스템은 탱크(10)와, 예컨대 탱크(10)와 탱크 연결선(12)을 통해 연결되어 있으며 주변과 연결 가능한 통기 라인(22)을 포함하는 활성탄 필터인 하나의 흡착 필터(20)와, 한편으로는 밸브 라인(24)을 통해 흡착 필터(20)와 그리고 다른 한편으로는 밸브 라인(42)을 통해 (도시되지 않은) 엔진의 흡기 파이프(40)와 연결되어 있는 탱크 통기 밸브(30)를 포함한다.
증발에 의해 탱크(10) 내에서는 흡착 필터(20) 내에 축적되는 탄화수소가 생성된다. 흡착 필터(20)의 재생을 위해 탱크 통기 밸브(30)가 개방되어, 흡기 파이프(40) 내에 존재하는 부압에 의하여 대기 중의 공기가 흡착 필터(20)를 통해 흡입되며, 그로 인해 흡착 필터(20) 내에 축적된 탄화수소는 흡기 파이프(40) 내로 흡입되어 엔진에 공급된다.
탱크 통기 시스템의 기능 성능을 검사하기 위해 회로 유닛(60)과 연결되어 있는 펌프(50)가 제공된다. 펌프(50)의 후방에는 전환 밸브(70), 예컨대 3/2-방향 제어 밸브의 형태로 배치되어 있다. 전환 밸브(70)에 평행하게, 별도의 분기관(80) 내에는 기준 누출부(81)가 배치되어 있다. 기준 누출부(81)의 크기는 검출되는 누출의 크기에 상응하게 선택되어 있다. 상기 크기는 예컨대 0.5mm의 직경을 갖는 기준 누출부에 상응하게 선택될 수 있다.
기준 누출부(81)는 예컨대 대략 채널 수축 등에 의해 전환 밸브(70)의 일부가 될 수 있으며, 이러한 경우 추가 기준 부품이 생략될 수 있는 것을 이해할 수 있다 (도시되지 않음).
탱크 통기 시스템의 밀폐도 검사는 예컨대 본원에서 전체적으로 참조된 독일 특허 제196 36 431 A1호 또는 독일 특허 제198 09 384 A1호로부터 예시적으로 설명된다. 본원에서는 펌프 모터에 공급되는 전류를 검출함으로써, 펌프(50) 형태의 압력원을 통해 탱크 통기 시스템 내로 도입되는 공급 전류가 기준 누출부를 통해 부압의 도입 시에 존재하는 공급 전류로부터의 편차를 나타내는지의 여부가 결정된다. 이와 관련하여 전압이 펌프(50)에 인가될 시에 생성되는 전류의 시간 곡선이 검출된다. 본 발명은 부압의 도입을 제한하는 것이 아니라, 오히려 부압의 도입을 통해 밀폐도 검사가 실행될 수 있는 것을 설명한다. 두 가지 예시에 있어서 경우에 따라 존재하는 누출이 확인될 수 있다.
밀폐도 검사를 위한 방법은 다음에서 펌프 전류가 시간에 걸쳐 개략적으로 도시되어 있는 도2 및 방법의 흐름도를 개략적으로 도시하고 있는 도3과 관련하여 더욱 상세하게 설명된다.
우선 단계(202, 도3)에서는 탱크 통기 시스템 내로 과압이 도입된다. 이 때 시간에 따른 펌프 전류가 검출된다. 도2에 도시된 바와 같이, 펌프(50)는 우선 기준 전류(IREF)를 공급받으며, 동시에 전환 밸브(70)는 이러한 상태에서 도1에 I로 표시되어 있는 위치에 위치한다. 전환 밸브(70)의 이러한 위치에서 공급 전류는 펌프 또는 압력원(50)을 통해 기준 누출부(80)를 거쳐 탱크 통기 시스템 내로 도입된다. 이 때 도2에 개략적으로 도시된 바와 같이 시간에 따라 대체로 일정한 전류(IREF)가 조정된다. 전환 밸브(70)가 위치(I)로부터 위치(II)로 전환되자마자, 압력원 또는 펌프(50)는 탱크 통기 시스템에 과압을 공급한다 (단계 202). 전환 시에 우선적으로 모터 전류는 값(IHub)만큼 빠르게 감소하며 그리고 이어서 시간이 경과함에 따라 계속해서 증가하게 된다. 사전 설정 가능한 시간(TGL1)보다 작은 시간(tend1)의 경과 후에 검출된 펌프 전류rk 펌프의 무부하 전류(ILL)로부터의 차이(DIGL2)를 나타내는 전류 수준(IGL1)에 도달하면, 바꾸어 말하면 펌프 전류가 사전 설정된 시간(TGL1)보다 작은 시간(t = tend1) 내에 사전 설정된 임계값(DIGL2) 무부하 전류(ILL)를 초과하는 전류 수준(IGL1)에 도달하면, 어떠한 누출도 존재하지 않는 것으로 간주된다. 이러한 경우 예컨대 도3에 개략적으로 도시된 바와 같이, "누출 없음"의 메시지의 출력 후에 단계(206)에서 밀폐도 검사가 종료될 수 있다. 이러한 예시는 도2에서 도면 부호 ①로 표시되어 있는 곡선에 따라 개략적으로 도시되어 있으며, 동시에 시간(t > tend1)동안 연속 진행되는 곡선(I)은 계속해서 펌핑이 이루어질 때 생성될 수 있는 전류 곡선을 나타낸다. 그러나, 위에서 도시한 바와 같이 진단은 검출된 전류가 전류(IGL1)에 상응하면 중단되고, 이러한 점은 단계(204)에서 결정된다.
그러나, 검출된 전류가 사전 설정된 값(IGL1)에 일치하지 않는다면, 누출이 존재할 수도 있으나 환경 조건 및/또는 허용 오차로 인한 결과의 왜곡이 존재할 수도 있으며, 이러한 왜곡은 검출된 전류의 강한 변동을 야기할 수 있다. 그러므로, 예컨대 전류(IGL1)는 어떠한 에러도 표시되어서는 안되는 이미 0.4mm의 누출 시에 시간(TGL1) 후에도 여전히 도달되지 않으며, 그럼으로써 오차에 의해 에러 메시지가 출력되거나 저장될 수도 있는 점을 생각해 볼 수 있다. 이러한 예시는 도2에 도면 부호 2로 표시되어 있는 전류-시간 곡선에 따라 도시되어 있다.
그와 반대로 임계값(TGL1)은 예컨대 다른 허용 오차에 있어서 1mm보다 큰 직경을 갖는 누출 시에도 시간(t < TGL1) 내에 달성될 수 있으며, 그럼으로써 표시되어야 하는 누출이 식별되지 않을 수도 있다.
이러한 에러를 제거하기 위해서는 도2에 도면 부호②로 표시되어 있는 전류-시간 곡선과 관련되어 도시되어 있는 것과 같이 즉각적인 에러 메시지 및 메모리 내로의 에러의 등록 대신에 최대 시간(TGL2 >> TGL1)이 될 때까지 밀폐도 검사가 계속 진행된다. 시간(t < TGL2) 이후에 수준(IGL2)이 도달되면, 예컨대 시간(t = tend2)인 경우라면 직경(≥ 1mm)을 갖는 누출은 결코 존재하지 않는 것이 결정될 수 있다. 다시 말해 단계(204)에 있어서의 원칙적인 "다량 누출에 대한 추정"은 상기 경우에 있어서 증명되는 것이 아니라, 단지 허용 오차 및/또는 환경 조건에 따른다. 이러한 검사는 단계(209, 211)에서 개시된다 (도3). 이러한 경우 단계(212)에서는 다량 누출은 존재하지 않으며, 밀폐도 검사는 시간이 tend2인 경우에 중단되는 것이 표시된다. (도면 부호 2로 표시되어 있는 곡선의 계속되는 진행 곡선은 tend2에 걸쳐 단지 계속해서 펌핑이 이루어지는 경우에 대한 전류의 이론상 추가 곡선을 표시한다.)
그에 반해, 도2에서 개략적으로 도면 부호 ③으로 표시되어 있는 곡선에 의해 도시되어 있는 바와 같이 시간(TGL2) 후에도 또한 수준(IGL2)이 여전히 달성되지 않는 전류-시간 곡선이 설정된다면, 임계값(IGL2)을 그에 상응하게 적용할 시에 확실하게 1mm의 직경을 갖는 누출보다 적어도 실제로는 적지 않은 누출이 존재함이 확인된다. 기준 전류(IREF)에 근접한 더욱 높은 전류 수준에 의하면, 상기의 경우 허용 오차는 실제로 더 작은 역할을 한다. 시간(t = TGL1)에서 설정되는 "초기 추정"(단계 204 비교)은 상기의 경우에 증명되며 단계(213)에서는 에러가 출력되며 메모리 내에 등록된다.
전류 임계값(IGL1, IGL2)의 적용은 예컨대 사전에 측정, 산출 또는 평가함으로써 이루어진다.
전류 임계값(IGL2)은 예컨대 기준 전류(IREF)와 값(DIGL2)의 차이로서 결정되며, 동시에 상기 값(DIGL2)은 (IREF - ILL)의 함수이다. 그 다음 이와 동등하게 IGL2는 ILL과 DIGL2*의 합으로서 결정되며, 동시에 이러한 경우 DIGL2*는 마찬가지로 (IREF - ILL)의 함수로서 역할을 한다.
전술한 방법의 장점은 누출이 또한 환경 조건 또는 모듈 허용 오차에 무관하게 매우 정확하게 검출될 수 있다는 점에 있다. 말하자면 탱크 통기 시스템 내의 과압의 추가 도입에 의한 누출에 대한 "초기 추정"이 증명되거나 제거될 수 있다.
위에서 기술한 방법은 전류값의 검출과 관련하여 설명되었다. 이러한 점은 본 발명이 결코 전류값의 검출에만 제한되는 것이 아니라, 오히려 펌프의 모든 임의의 작동 매개 변수, 특히 펌프로부터 생성된 압력 역시 탱크 시스템 내의 누출 검출을 위해 고려되는 점을 제시한다. 전술한 방법은 그러한 점에 있어서 단지 특히 바람직한 실시예를 나타낼 뿐이다.

Claims (3)

  1. 압력원에 의하여 대기압에 대한 과압 또는 부압이 탱크 시스템 내로 도입되며, 압력원의 적어도 하나의 작동 매개 변수의 시간 곡선은 과압/부압이 도입될 때 제1 시점 또는 제1 압력수준에 도달될 때까지 검출되어 탱크 시스템이 밀폐된 경우 상기 시점 또는 상기 압력수준(기대되는 진단 곡선)까지 기대되는 작동 매개 변수의 시간 곡선과 비교되며, 검출된 시간 곡선이 기대되는 진단 곡선으로부터 적어도 소정값 만큼 편차를 나타내면 밀폐되지 않음이 추정되는, 자동차 내의 탱크 시스템, 특히 탱크 통기 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법에 있어서,
    편차의 결정 시에 탱크 시스템 내의 과압/부압은 제2 시점 또는 제2 압력수준에 도달할 때까지 계속해서 상승하며, 압력원의 작동 매개 변수가 계속 검출되어, 탱크 시스템이 밀폐된 경우 작동 매개 변수의 기대되는 추가 시간 곡선(추가 진단 곡선)과 비교되며, 단지 추가 과압/부압의 도입 시에 검출된 시간 곡선이 추가의 기대 진단 곡선으로부터 편차를 나타낼 때에만 에러 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 탱크 통기 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 작동 매개 변수로서 과압 펌프/부압 펌프의 펌프 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 탱크 통기 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 펌프 전류를 사전 설정된 시간 간격의 경과 후에 탱크 시스템이 밀폐된 상태에서 기대되는 전류값과 비교하며 단지 검출된 펌프 전류가 제1 시간 간격이 경과한 후에 탱크 시스템이 밀폐된 경우의 제1 기대 전류값으로부터 편차를 나타낼 뿐 아니라 제2 시간 간격이 경과한 후에 탱크 시스템이 밀폐된 경우의 제2 기대 전류값으로부터 편차를 나타낼 때에만, 에러 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 탱크 통기 시스템의 밀폐도를 검사하기 위한 방법.
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