KR0142558B1 - 자동차 연료측정 장치 - Google Patents

Abstract

경사길이나 차체의 흔들림으로 인하여 변하게 되는 연료탱크의 수위에 관계없이 항상 정확한 연료의 양을 사용자가 인식할 수 있도록 하고 간단하고 적은 부품을 이용하여 고장의 빈도수를 줄일 수 있도록 하기 위하여 연료를 저장하는 연료탱크와, 상기 연료탱크의 중앙에 설치되어 연료탱크의 하단부분까지 설치되어 있는 밀봉튜브와, 상기 밀봉튜브내에 부착되어 밀봉튜브속 압력의 변화에 따라 감지되는 전압이 변화하는 압전센서와, 압전센서의 출력단자와 연결되어 압전센서에서 출력된 전압으로 구동되는 연료미터기로 이루어져 있는 자동차 연료 측정장치에 관한 것.

Description

자동차 연료측정 장치

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 연료측정 장치의 구조도이고,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 연료측정 장치의 상세도이고,

제3도는 종래의 연료측정 장치의 동작도이다.

이 발명은 자동차 연료탱크의 연료를 측정하기 위한 것으로, 연료탱크 내에 압전센서가 내장되어 있는 밀봉튜브를 설치하여 연료탱크 내의 압력변화에 따른 압전센서의 출력값에 따라 연료탱크에 존재하는 연료의 양을 나타내도록 발명된 자동차 연료측정 장치에 관한 것이다.

첨부된 제3도를 참고로 하여 종래의 자동차 연료측정 장치의 동작에 관하여 설명한다. 제3도는 종래의 자동차 연료측정 장치의 동작도이다.

제3도를 참고로 하면 종래의 지동차 연료 측정 장치의 구성은 일측단자가 접지되어 있는 전원(1)과, 전원(1)의 (+)단자에 일측단자가 연결되어 있는 점화스위치(2)와, 내장되어 있는 코일(L1, L2)에 흐르는 자계의 세기에 따라 지침(31)으로 해당하는 숫자를 사용자에게 표시하는 아날로그 표시계(3)와, 아날로그 표시계(3)의 코일(L1, L2) 단자에 연결되어 연료탱크의 수위에 따라 가동편(41)의 위치가 결정되어 가변저항값이 결정되는 가변저항기(4)와, 가변저항기(4)의 가동편(41)에 연결되어 연료탱크의 수위 변화에 따라 상승 또는 하강하는 부상위치에 따라 저항가변기(4)의 값을 변화시키는 플로터(floater, 5)로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.

자동차 운전자가 시동키를 삽입하여 점화스위치(2)를 온시키면 배터리 전원(1)이 아날로그 표시계(3)의 코일(L1, L2)에 흐르게 되어 코일(L1, L2)에 자계가 발생하게 된다. 코일(L1, L2)에 자계가 발생하면 아날로그 표시계(3)의 지침(31)이 이동하면서 두 코일(L1, L2)에서 발생된 자계의 세기가 동일한 위치에서 지침(31)은 멈추게 되어 아날로그 표시계(3)에 표시된 눈금을 가리키게 된다.

이때 코일(L1, L2)에 발생된 자계의 세기가 동일하다면 아날로그 표시계(3)의 지침(31)은 아날로그 표시계(3)의 한가운데 부분에 위치하게된다. 그러나 연료탱크의 수위가 증가하게 되면 연료의 수면에 떠있는 플로터(5)는 수위가 상승함에 따라 함께 부상하여 가변저항기(4)의 가동편(41)의 위치가 변화되어 가변저항기(4)의 가변저항값은 증가하게 된다.

그러므로 아날로그 표시계(3)의 코일(L1)에 흐르는 전류의 양이 감소되는 반면에 코일(L2)로 흐르는 전류의 양이 증가되므로 코일(L2)에 발생하는 자계의 세기가 코일(L1)에 발생하는 자계의 세기보다 크게 된다. 그러므로 아날로그 표시계(3)의 지침(31)는 자계의 세기가 강한쪽으로 흡입되고 연료탱크의 수위에 해당하는 값을 지시하게 된다.

반대로 연료탱크의 수위가 하강하면 플로터(5)도 함께 하강하여 가변저항기(4)의 가동편(41)의 위치도 이동하여 가변저항기(4)의 저항값을 감소시키게 된다.

그러므로 아날로그 표시계(4)의 코일(L1)에 흐르는 전류의 세기는 증가하게 되면 반면에 코일(L2)에 흐르는 전류의 세기는 감소하게 된다. 그러므로 아날로그 표시계(3)의 지침(31)은 자계의 세기가 큰 코일(L1)쪽으로 흡입되는 흡입세기가 크게 되어 두 코일(L1, L2)의 흡착력이 같게 되는 위치에서 지침(31)은 멈추게 된다. 그러므로 감소된 연료탱크의 수위를 아날로그 표시계(3)의 지침(31)으로 운전자에게 표시하게 된다.

그러나 상기와 같이 동작하는 종래기술의 문제점은 경사길이나 비포장도로를 운행중일 경우 연료탱크의 수위가 급격히 변화하여 정확한 연료량을 측정하기 어렵게 되며 많은 부품의 조립으로 연료측정장치가 이루어졌기 때문에 충격이나 마모등에 의하여 고장의 발생이 용이하다.

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 경사길이나 차체의 흔들림으로 인하여 변하게 되는 연료탱크의 수위에 관계없이 항상 정확한 연료의 양을 사용자가 인식할 수 있도록 하고 간단하고 적은 부품을 이용하여 고장의 빈도수를 줄일 수 있도록 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 그성은 연료를 저장하는 연료탱크와, 상기 연료탱크의 중앙에 설치되어 연료탱크의 하단부분까지 설치되어 있는 밀봉튜브와, 상기 밀봉튜브 내에 부착되어 밀봉튜브속 압력의 변화에 따라 감지되는 전압이 변화하는 압전센서와, 압전센서의 출력단자와 연결되어 압전센서에서 출력된 전압으로 구동되는 연료미터기로 이루어져 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 이 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 제1도는 이 발명의 실시예에 따른 연료측정장치의 블럭도이고, 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 연료측정장치의 상세도이다.

제1도를 참고로 하면 가로의 길이가 L인 연료탱크(10)의 중앙(1/2×L)에 직경이 D인 밀봉된 튜브(20)를 설치한다. 밀봉튜브(20)의 내부에는 수정이나 압전 세라믹 등의 압전재료를 여러측 적층하여, 압력을 가하면 가해진 압력에 비례한 분극전하가 발생하는 것을 이용하여 가해진 압력을 전압으로 출력할 수 있는 압전센서(30)가 포함되어 있고 밀봉튜브(20)의 상당부분이나 기타 사용자의 편의에 따라 설치될 수 있으며 압전센서(30)에서 출력되는 전압에 의하여 구동되어 사용자가 측정된 연료의 양을 확인할 수 있는 연료미터기(60)가 연결되어 있다.

먼저 깊이가 H인 지점의 압력을 구하는 식은 다음과 같다.

P = H ×r +Po …………………………………(1)

여기에서 H : 깊이 (또는 높이)

r : 물질의 비중량

Po : 대기압력이다.

상기 (1)식에서 연료탱크내의 물질은 항상 같은 재료로 채워지기 때문에 비중량(r)은 일정하고 대기압 또한 진공상태를 제외한 곳에서는 항상일정하므로 상수이다, 그러므로 구하고자 하는 암력은 연료탱크의 깊이(H)에 비례하게 되므로 연료의 변화량에 따라 압력도 비례적으로 변하게 된다.

그러므로 연료탱크의 중앙에 설치되어 있는 밀봉튜브(20)는 연료탱크에 채워져 있는 유량의 높이(H)에 비례하는 식(1)의 계산에 의한 값의 압력을 받게 될 것이다.

연료탱크의 유량이 많을 경우에는 채워져 있는 연료의 양이 많으므로 연료로 채워진 부분의 길이(H) 또한 증가하여 밀봉튜브 안의 압력은 증가하게 되며 압전센서(30)에 가해지는 압력에 비례한 전압이 출력단자로 검출된다. 그리고 연료가 소모되어 연료탱크의 양이 감소하여 연료로 채워진 부분의 깊이(H)가 감소하게 되면 밀봉튜브(20) 안의 압력 또한 감소하여 압전센서(30)는 가해진 압력에 비례한 감소된 연료의 양에 해당하는 만큼 낮아진 전압을 출력하게 된다.

압력에 비례하여 출력된 전압은 압전센서(30)와 연결되어 있는 연료미터기(60)를 구동시켜 입력되는 전압의 세기 즉 연료탱크(10)에 남아있는 연료량에 해당하는 값을 사용자에게 인식시킬 수 있다.

그리고 밀봉튜브(20)에 발생하는 밀봉부분(50)은 연료탱크에 연료가 가득 차있을 때 받게 되는 최대 압력에도 변형되지 않는 강도를 지니고 압전센서(30)을 지탱할 수 있으므로 저장탱크의 연료량에 비례하여 변하는 압력의 세기에 관계없이 항상 정확한 압력을 압전센서(30)가 측정할 수 있도록 한다.

그리고 밀봉튜브(20)는 저장탱크(10)속에 가해지는 압력의 세기를 정확하게 밀봉튜브가 감지하기 위하여 저장탱크(10)의 하부까지 설치되어 있으며 저장탱크(10)의 중앙부분에 설치되어 있으므로 굴곡이 심한 운전로나 경사길을 운전할 때에도 무관하게 항상 정확한 유량의 높이를 유지할 수 있게 하므로 주변조건이나 도로사정의 변화에도 무관하게 높이에 비례한 정확한 입력이 존재할 수 있도록 하였다.

그러므로 상기와 같이 동작하는 이 발명의 효과는 도로사정이나 주변의 충격에도 영향을 받지 않고 항상 저장탱크에 저장되어 있는 정확한 유면의 높이를 측정할 수 있으므로 압전센서에서 출력되는 전압의 크기에 따라 저장탱크에 저장되어 있는 유량을 정확히 알 수 있으며 매우 간단한 구조로 이루어져 있기 때문에 설치가 용이하고 설치된 기계가 움직이는 부분이 없으므로 잦은 동작에 의한 고장이나 마모등에 의한 부품의 손상을 피할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 연료를 저장하는 연료탱크(10)와, 상기 연료탱크(10)의 중앙에 설치되어 연료탱크(10)의 하단부분까지 설치되어 있는 밀봉튜브(20)와, 밀봉튜브(20)내에 부착되어 밀봉튜브속 압력의 변화에 따라 감지되는 전압이 변화하는 압전센서(30)와, 압전센서(30)의 출력단자와 연결되어 압전센서(30)에서 출력된 전압으로 구동되는 연료미터기(60)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 측정장치.
2. 제1항에 있어서, 압전센서(30)는 압력을 가하면 가해진 압력에 비례한 분극전하를 발생시키는 수정이나, 압전 세라믹의 재료를 적층하여 설계한 것을 특징으로 하는 연료 측정장치.