KR100381309B1 - 연료량 표시방법 및 표시장치 - Google Patents

Abstract

연료탱크의 연료량에 따라 회전되는 영구자석의 회전각도를 정확히 검출하여 연료량을 표시하고, 장시간 사용하여도 소손 및 마모됨이 없이 연료량을 정확하게 검출하며, 별도의 스위치를 사용하지 않고, 연료의 부족 및 과충전을 검출하여 표시한다.

연료가 저장되는 연료탱크; 상기 연료탱크에 저장된 연료량에 따라 소정 각도 회전되는 영구자석; 상기 영구자석의 회전각도에 따른 전위를 출력하는 센서; 상기 센서의 출력신호로 상기 연료탱크의 연료량을 판단하고 판단한 연료량의 표시신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터; 상기 마이크로 컴퓨터가 출력하는 연료량 표시신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 출력신호로 연료탱크의 연료량을 표시하는 연료 표시계기를 구비하고, 연료탱크에 저장된 연료량에 따른 센서의 출력신호를 입력하는 제 1 과정; 상기 제 1 과정에서 입력한 센서의 출력신호로 연료탱크에 저장된 연료량을 판단하는 제 2 과정; 및 상기 제 2 과정에서 판단한 연료탱크의 연료량에 따른 연료량 표시신호를 생성 및 출력하여 연료량을 표시하는 제 3 과정으로 이루어진다.

Description

연료량 표시방법 및 표시장치{A method and apparatus for displaying fuel capacity}

본 발명은 소정의 연료를 연소시켜 동력을 발생하는 차량에 있어서, 연료탱크에 저장된 연료량을 정확하게 검출하여 표시하는 연료량 표시방법 및 표시장치에관한 것으로 특히 LPG(Liquid Petroleum gas)를 사용하는 LPG 차량의 연료탱크에 저장된 LPG의 양을 정확하게 측정하여 표시하는 연료량 표시방법 및 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 엔진을 구동시켜 동력을 발생하고, 그 발생한 동력으로 차량을 주행시키고 있다. 차량의 엔진을 구동시키기 위해서는 엔진에 소정의 연료를 공급 및 연소시켜야 되는 것으로서 연료탱크를 구비하여 연료를 저장하고, 그 저장한 연료를 엔진으로 공급하고 있다.

그리고 상기 연료탱크에는 남아있는 연료량을 검출 및 표시하여 차량의 운전자에게 알리고, 연료가 부족할 경우에 보충할 수 있도록 하고 있다.

연료탱크의 연료량을 표시하는 종래의 연료량 표시장치는 연료 표시계기를 사용하여 연료량을 표시하는 것으로서 연료의 수위에 따라 가변 저항체 기판의 저항값이 가변되게 하고, 그 저항값의 가변에 따라 연료 표시계기로 흐르는 전류량이 가변되면서 연료 표시계기의 연료레벨 지침이 회전되어 연료량을 인식할 수 있도록 하였다.

이러한 종래의 기술을 도 1의 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 연료량 표시장치의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 10은 연료를 저장 및 엔진에 공급하는 연료탱크이고, 부호 11은 상기 연료탱크(10) 내에 설치되어 연료량에 따라 승강되는 부구이며, 부호 12는 영구자석이다. 상기 부구(11) 및 영구자석(12)은 레버(13)로 연결되어 상기 부구(11)의 승강에 따라 영구자석(12)이 소정각도 회전되게 구성된다.

상기 영구자석(12)의 하부의 좌우 양측에는 연료부족 및 연료 과충전을 각기 검출하는 연료부족 검출용 스위치(14) 및 연료 과충전 검출용 스위치(15)가 각기 설치되어 상기 연료탱크(10)의 연료가 부족할 경우에 상기 레버(13)에 의해 연료부족 검출용 스위치(14)가 접속되고, 연료가 과충전될 경우에 연료 과충전 검출용 스위치(15)가 접속된다.

부호 16은 연료레벨 센더이다. 상기 연료레벨 센더(16)는 상기 영구자석(12)의 회전에 따라 함께 회전하는 자석 회전체(161)와, 가변 저항체 기판(162)과, 알단이 접지에 접속되고 타단이 상기 가변 저항체 기판(162)에 접촉되어 상기 자석 회전체(161)의 회전각도에 따라 함께 회전되면서 상기 가변 저항체 기판(162)의 접촉위치가 가변되는 회전 접점(163)이 구비된다.

상기 영구자석(12)과 자석 회전체(161)의 사이에 위치되는 연료탱크(10)의 부위는 비자성체로 형성하여 영구자석(12)의 자력선이 연료탱크(10)를 통해 자석 회전체(161)에 인가되게 한다.

부호 17은 배터리(18)와 상기 연료레벨 센더(16)의 가변 저항체 기판(162)의 사이에 구비되어 상기 연료탱크(10)의 연료량을 표시하는 연료 표시계기이다. 상기 연료 표시계기(17)는 연료량의 눈금(171)과, 구동코일(172)과, 상기 구동코일(172)로 흐르는 전류에 따라 회전되면서 상기 눈금(171)의 지침위치를 변화시켜 연료량을 표시하는 연료레벨 지침(173)이 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 연료량 표시장치는 연료탱크(10)에 저장되어 있는 연료의 수위에 따라 부구(11)가 승강하고, 부구(11)의 승강이 레버(13)를 통해 영구자석 (12)에 전달되어 영구자석(12)이 연료탱크(10)의 연료량에 따라 소정 각도 회전하게 된다.

이와 같이 영구자석(12)이 소정각도 회전하면, 연료레벨 센더(16)의 자석 회전체(161)가 회전하고, 자석 회전체(161)의 회전에 따라 회전 접점(163)이 소정 각도 회전되면서 가변 저항체 기판(162)과의 접촉위치가 가변되어 가변 저항체 기판(162)의 저항값이 가변된다.

그러므로 상기 가변되는 저항값에 따라 배터리(18)에서 연료 표시계기(17)의 구동코일(172), 가변 저항체 기판(162) 및 회전 접점(163)을 순차적으로 통해 접지로 흐르는 전류가 가변되고, 그 가변되는 전류에 따른 자력선에 의해 연료 표시계기(17)의 연료 표시계기(17)의 지침(173)이 소정각도 회전되어 눈금(171)에 위치하는 지침위치가 변화되면서 상기 연료탱크(10)의 연료량에 따른 값을 표시하게 된다.

그러나 상기한 종래의 기술은 연료레벨 센더(16)의 가변 저항체 기판(162)과 회전접점(163)의 접촉에 의해 저항값이 가변하므로 장시간 사용할 경우에 가변 저항체 기판(162)과 회전접점(163)의 소손 및 마모가 발생하며, 점도와 비중이 낮은 LPG 및 CNG 등의 연료에서는 수위 변화가 더 심하므로 이러한 문제점이 더욱 야기된다. 또한, 연료의 과충전 및 부족을 표시하기 위해서는 추가적으로 연료부족 검출용 스위치(14) 및 연료 과충전 검출용 스위치(15)가 필요하고, 연료탱크(10)의 형상을 변경할 경우에 연료레벨 센더(16)의 가변 저항체 기판(162)을 새로 설계하여야 한다.

본 발명의 목적은 별도의 연료레벨 센더를 사용하지 않고, 영구자석의 회전각도를 정확하게 검출하여 연료탱크의 연료량을 표시하는 연료량 표시방법 및 표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 장시간 사용하여도 소손 및 마모됨이 없이 연료량을 정확하게 검출하여 표시하는 연료량 표시방법 및 표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 스위치를 사용하지 않고, 연료의 부족 및 과충전을 검출하여 표시하는 연료량 표시방법 및 표시장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료량 표시장치에 따르면, 연료가 저장되는 연료탱크; 상기 연료탱크에 저장된 연료량에 따라 좌우로 소정 각도 회전되면서 자력선이 가변되는 영구자석; 상기 영구자석의 가변된 자력선을 검출하여 검출신호를 출력하는 센서; 상기 센서의 검출신호로 상기 연료탱크의 연료량을 판단하고 판단한 연료량의 표시신호를 발생하는 마이크로 컴퓨터; 상기 마이크로 컴퓨터가 출력하는 연료량 표시신호를 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 출력신호에 따라 연료탱크의 연료량을 표시하는 연료 표시계기로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 센서는; 상기 영구자석의 자력선을 검출하여 자력선의 세기에 따른 전위를 출력하는 홀센서 또는 포지션 센서이고, 포지션 센서는 상기 영구자석의 회전에 따라 함께 회전하는 자석 회전체; 좌우 양 끝 단자에 소정 레벨의 전원이 인가되는 가변저항; 및 상기 자석 회전체의 회전에 따라 함께 회전하면서 상기 가변저항과 접촉되어 상기 전원을 분할 및 상기 자석 회전체의 회전 정도에 따른 레벨의 전원을 상기 마이크로 컴퓨터로 출력하는 회전 접점으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 연료량 표시장치는 인터페이스부; 및 상기 인터페이스부의출력신호에 따라 연료량의 부족 및 과충전을 표시하는 각기 부족 표시램프 및 과충전 표시램프를 포함하고, 상기 마이크로 컴퓨터는; 연료탱크의 연료량이 부족 또는 과충전되어 있을 경우에 부족 또는 과충전 표시신호를 발생하여 상기 인터페이스부를 통해 상기 부족 표시램프 및 과충전 표시램프에 인가되게 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 연료량 표시방법에 따르면, 연료탱크에 저장된 연료량에 따른 센서의 신호를 입력하는 제 1 과정; 상기 제 1 과정에서 입력한 센서의 신호로 연료탱크에 저장된 연료량을 판단하는 제 2 과정; 및 상기 제 2 과정에서 판단한 연료탱크의 연료량에 따른 연료량 표시신호를 생성 및 출력하여 연료량을 표시하는 제 3 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 제 1 과정은; 미리 설정된 회수만큼 센서의 신호를 입력하고, 입력한 설정 회수의 센서 신호의 평균값을 계산하고, 상기 제 2 과정은; 상기 계산한 평균값으로 연료탱크에 저장된 연료량을 판단하며, 상기 제 3 과정은; 판단한 연료탱크의 연료량이 부족 또는 과충전 상태인지를 판단하고 부족 또는 과충전 상태일 경우에 부족 또는 과충전 표시신호를 발생하여 이를 표시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 연료량 표시장치의 구성을 보인 도면이고,

도 2는 본 발명의 연료량 표시장치의 구성을 보인 도면이며,

도 3은 도 2의 센서의 바람직한 실시 예를 보인 도면이며,

도 4는 도 2의 마이크로 컴퓨터의 동작을 보인 신호 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 연료탱크 12 : 영구자석

17 : 연료 표시계기 20 : 센서

21 : 마이크로 컴퓨터 22 : 증폭기

23 : 인터페이스부 24 : 부족 표시램프

25 : 과충전 표시램프

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 연료량 표시방법 및 표시장치를 상세히 설명하겠으며, 여기서 종래와 동일한 부위에는 동일 부호를 부여하였다.

도 2는 본 발명의 연료량 표시장치의 구성을 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 연료탱크(10)의 상부에 설치되어 연료량에 따라 회전되는 영구자석(12)의 회전 각도에 따른 레벨의 전위를 출력하는 센서(20)와, 상기 센서(20)의 출력신호로 연료탱크(10)의 연료량을 판단하고 판단한 연료량에 따른 표시신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(21)와, 상기 마이크로 컴퓨터(21)가 출력하는 연료량 표시신호를 증폭하여 연료 표시계기(17)의 구동코일(172)로 출력하는 증폭기(22)와, 상기 마이크로 컴퓨터(21)가 출력하는 부족 및 과충전 표시신호를 인터페이스하여 부족 표시램프(24) 및 과충전 표시램프(25)로 출력하는 인터페이스부(23)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 연료량 표시장치는 연료탱크(10)에 저장되어 있는 연료의 수위에 따라 부구(11)가 승강하고, 부구(11)의 승강이 레버(13)를 통해 영구자석(12)에 전달되어 영구자석(12)이 연료탱크(10)의 연료량에 따라 소정 각도 회전하게 된다.

이와 같이 연료탱크(10)의 연료량에 따라 영구자석(12)이 소정 각도 회전되면, 그 영구자석(12)의 회전 각도에 따라 자력선이 변화되고, 변화된 자력선은 센서(20)에 전달된다.

여기서, 센서(20)는 예를 들면, 홀센서를 사용하는 것으로서 상기 연료량에 따른 영구자석(12)의 자력선 변화를 검출하여 소정 레벨의 전위를 출력하고, 출력한 소정 레벨의 전위는 마이크로 컴퓨터(21)로 입력된다.

그러면, 마이크로 컴퓨터(21)는 상기 센서(20)의 출력신호로 연료탱크(10)의 연료량을 판단하고, 판단한 연료량에 따른 연료량 표시신호를 출력하게 된다.

상기 마이크로 컴퓨터(21)가 출력하는 연료량 표시신호는 증폭기(22)에서 증폭된 후 연료 표시계기(17)의 구동코일(172)에 인가되는 것으로서 연료 표시계기(17)의 구동코일(172)에는 연료탱크(10)의 연료량에 따른 전류가 흐르게 되고, 구동코일(172)로 흐르는 전류에 따라 발생되는 자력선에 의해 지침(173)이 회전되어 연료탱크(10)의 연료량에 따른 눈금(171)의 위치에 위치하게 된다.

그리고 연료탱크(10)의 연료량이 부족하거나 또는 과충전되어 있을 경우에 마이크로 컴퓨터(21)는 부족 또는 과충전 표시신호를 출력하고, 출력한 부족 또는 과충전 표시신호는 인터페이스부(23)를 통해 부족 표시램프(24) 및 과충전 표시램프(25)에 인가되어 점등되면서 연료의 부족 또는 과충전을 표시하게 된다.

도 3은 도 2의 센서의 바람직한 실시 예를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 상기 영구자석(12)의 회전에 따라 함께 회전하는 자석 회전체(31)와, 좌우 양 끝 단자에 소정 레벨의 전원(Vcc)이 인가되는 가변저항(32)과, 상기 자석 회전체(31)의 회전에 따라 함께 회전하면서 상기 가변저항(32)과 접촉되어 상기 전원(Vcc)을 분할 및 상기 자석 회전체(31)의 회전 정도에 따른 레벨의 전원을 상기 마이크로 컴퓨터(21)로 출력하는 회전 접점(33)으로 포지션 센서(30)를 구성하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 포지션 센서(30)는 연료탱크(10)의 연료량에 따라 부구(11)가 승강되어 영구자석(12)이 소정 각도 회전할 경우에 그 영구자석(12)의 회전에 따라 자석 회전체(31)가 함께 소정 각도 회전하게 된다.

상기 자석 회전체(31)가 소정 각도 회전하면, 회전 접점(33)이 소정 각도 회전하여 회전 접점(33)과 가변저항(32)의 접촉 위치가 가변된다.

그러면, 상기 회전접점(33)이 접촉되는 상기 가변저항(32)의 접촉 위치에 따라 상기 전원(Vcc)이 분할되고, 분할된 전원이 연료량 검출신호로 출력되어 마이크로 컴퓨터(21)로 입력되는 것으로서 마이크로 컴퓨터(21)는 상기 회전 접점(33)의 출력전원으로 연료량을 판단하고, 그 판단한 연료량을 표시한다.

한편, 도 4는 본 발명의 표시방법에 따른 도 2의 마이크로 컴퓨터의 동작을 보인 신호 흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이 마이크로 컴퓨터(21)는 단계(40)에서 초기화 동작을 수행하고, 단계(41)에서 센서(20)의 신호를 입력한다.

다음 단계(42)에서는 입력한 센서(20)의 신호의 평균값을 계산하고, 단계(43)에서 카운트 값을 1 증가시킨 후 단계(44)에서 카운트 값이 미리 설정된 값 예를 들면, 카운트 값이 1000 이상인지를 판단한다.

상기 단계(44)에서 카운트 값이 설정 값 이하일 경우에 마이크로 컴퓨터(21)는 단계(41)로 복귀하여 센서(20)의 신호를 입력 및 평균값을 계산하는 동작을 반복 수행한다.

그리고 상기 단계(44)에서 카운트 값이 설정 값 이상일 경우에 마이크로 컴퓨터(21)는 단계(45)에서 카운트 값을 클리어하고, 단계(46)에서 상기 계산한 센서(20) 신호의 평균값으로 연료탱크(10)의 연료량을 판단한다. 즉, 마이크로 컴퓨터(21) 내에는 센서(20)의 신호에 따른 연료탱크(10)의 연료량이 룩업 테이블로 메모리(도면에 도시되지 않았음)에 미리 저장되어 있는 것으로서 마이크로 컴퓨터(21)는 이 룩업 테이블을 이용하여 연료탱크(10)의 연료량을 판단한다.

연료탱크(10)의 연료량이 판단되면, 마이크로 컴퓨터(21)는 단계(47)에서 연료량의 표시신호를 생성하고, 단계(48)에서 그 연료량의 표시신호를 출력하여 연료탱크(10)의 연료량을 표시 즉, 마이크로 컴퓨터(21)가 출력하는 연료량 표시신호가 증폭기(22)에서 증폭된 후 연료 표시계기(17)의 구동코일(172)에 인가되어 연료 표시계기(17)의 지침(173)이 회전 및 연료탱크(10)의 연료량을 표시한다.

그리고 마이크로 컴퓨터(21)는 단계(49)에서 연료탱크(10)에 저장된 연료량이 부족한지를 판단하고, 부족할 경우에 단계(50)에서 부족 표시신호를 출력하여 인터페이스부(23)를 통해 부족 표시램프(24)에 인가 및 점등시킨 후 단계(41)로 복귀하여 센서(20)의 신호를 입력 및 평균값을 계산하는 동작을 반복 수행한다.

그리고 단계(51)에서는 연료탱크(10)에 연료량이 과충전되어 있는지를 판단하고, 과충전되어 있을 경우에 단계(52)에서 과충전 표시신호를 출력하여 인터페이스부(23)를 통해 과충전 표시램프(24)에 인가 및 점등시킨 후 단계(41)로 복귀하여 센서(20)의 신호를 입력 및 평균값을 계산하는 동작을 반복 수행한다.

또한 연료탱크(10)에 저장된 연료량이 부족하지 않거나 또는 과충전되어 있지 않을 경우에는 바로 단계(41)로 복귀하여 센서(20)의 신호를 입력 및 평균값을 계산하는 동작을 반복 수행한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 별도의 연료레벨 센더를 사용하지 않고, 연료탱크의 연료량을 표시하는 것으로서 그 구성이 간단하고, 연료탱크의 형상을 변경할 경우에 간단히 마이크로 컴퓨터 내의 메모리에 저장되는 룩업 테이블의 데이터 값만 변경하면 연료탱크의 연료량을 정확하게 검출할 수 있고, 또한 홀 소자를 사용할 경우에는 장기간 사용하여도 소손이나 마모됨이 없이 연료탱크의 연료량을 정확하게 검출하여 표시할 수 있다.

Claims (8)

1. 연료탱크에 저장된 연료량에 따라 좌우로 소정 각도 회전되면서 가변되는 영구자석의 자력선 세기변화를 센서가 검출하고 그 센서의 검출신호를 마이크로 컴퓨터가 입력받는 제 1 과정;

   상기 제 1 과정에서 입력받은 센서의 검출신호로 연료탱크에 저장된 연료량을 판단하는 제 2 과정; 및

   상기 제 2 과정에서 판단한 연료탱크의 연료량에 따른 연료량 표시신호를 출력하여 연료량을 표시하는 제 3 과정으로 이루어진 연료량 표시방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 과정은; 미리 설정된 회수만큼 센서의 검출신호를 입력받고, 입력 받은 설정 회수의 센서 검출신호의 평균값을 계산하며,

   상기 제 2 과정은; 상기 계산한 평균값으로 연료탱크에 저장된 연료량을 판단하는 것을 특징으로 하는 연료량 표시방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 과정에서 판단한 연료탱크의 연료량이 부족 또는 과충전 상태인지를 판단하고, 판단 결과 부족 또는 과충전 상태일 경우에 부족 또는 과충전 표시신호를 출력하여 연료량의 부족 또는 과충전을 표시하는 제 4 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료량 표시방법.
4. 연료가 저장되는 연료탱크;

   상기 연료탱크에 저장된 연료량에 따라 좌우로 소정 각도 회전되면서 자력선이 가변되는 영구자석;

   상기 영구자석의 가변된 자력선을 검출하여 검출신호를 출력하는 센서;

   상기 센서의 검출신호로 상기 연료탱크의 연료량을 판단하고 판단한 연료량의 표시신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터;

   상기 마이크로 컴퓨터가 출력하는 연료량 표시신호를 증폭하는 증폭기; 및

   상기 증폭기의 출력신호에 따라 연료탱크의 연료량을 표시하는 연료 표시계기로 구성된 연료량 표시장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 센서는;

   홀센서인 것을 특징으로 하는 연료량 표시장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 센서는;

   상기 영구자석의 회전각도에 따라 전원을 분할하여 출력하는 포지션 센서인 것을 특징으로 하는 연료량 표시장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 포지션 센서는;

   상기 영구자석의 회전에 따라 함께 회전하는 자석 회전체;

   좌우 양 끝 단자에 소정 레벨의 전원이 인가되는 가변저항; 및

   상기 자석 회전체의 회전에 따라 좌우로 회전하면서 상기 가변저항과 접촉되어 상기 전원을 분할 및 상기 자석 회전체의 회전 정도에 따른 레벨의 전원을 상기 마이크로 컴퓨터로 출력하는 회전 접점으로 구성됨을 특징으로 하는 연료량 표시장치.
8. 제 4 항에 있어서,

   부족 또는 과충전 표시신호를 인터페이스하는 인터페이스부; 및

   상기 인터페이스부의 출력신호에 따라 연료량의 부족 및 과충전을 표시하는 각기 부족 표시램프 및 과충전 표시램프를 포함하고,

   상기 마이크로 컴퓨터는; 연료탱크의 연료량이 부족 또는 과충전되어 있을 경우에 부족 또는 과충전 표시신호를 발생하여 상기 인터페이스부로 출력하는 것을 특징으로 하는 연료량 표시장치.