KR100440277B1 - 천연가스차량의 연료 잔량 경고 장치 - Google Patents

천연가스차량의 연료 잔량 경고 장치 Download PDF

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Abstract

전압 변동에도 경고 시점이 흔들리지 않도록 연료 경고등의 입력 신호를 가스 탱크측 압력센서에서 직접 입력받아 처리할 목적으로;
차량의 동작상태에 따라 가변되는 연료탱크 압력신호를 검출하는 차량 동작상태 검출수단과; 상기 차량 동작상태 검출수단에서 출력되는 연료탱크 압력신호를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 차량의 동작상태를 제어하는 엔진 제어 장치와; 상기 차량 동작상태 검출수단에서 출력되는 연료탱크 압력신호에 따라 연료탱크의 잔량에 따른 경고시점을 제어하는 연료 경고등 제어수단과; 상기 엔진 제어 수단에서 출력되는 제어신호에 따라 동기되어 연료탱크의 연료 잔량을 표시하는 연료게이지 표시수단과; 상기 연료 경고등 제어 수단과 연료 게이지 표시수단으로 전원을 공급하는 차량 전원공급수단으로 구비되어 이루어진 천연가스 차량의 연료잔량 경고장치에 있어서, 상기 연료 경고등 제어수단에 연료탱크에서 검출되어 인가되는 입력신호에 포함된 노이즈를 흡수하기 위한 노이즈 흡수회로를 더 구비함으로서, 외부 잡음에 영향을 받지 않으며, 운전자의 불안감을 해소에 의한 신뢰성을 향상시켜 운전 편의성을 증대함과 동시에 잔고장을 방지함에 따라 원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

천연가스차량의 연료 잔량 경고 장치{WARNING DEVICE FOR LACK OF FUEL IN VEHICLE USING NATURAL GAS}
본 발명은 천연가스 차량의 연료 잔량 경고장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료잔량 경고신호 출력후 경고램프의 체터링 발새을 방지하기 위한 천연가스 차량의 연료 잔량 경고장치에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린 차량의 경우는 천연가스차량의 구조와 연료장치를 제외하고는 거의 동일한 구조로 되어 있다. 디젤엔진의 경우 압축착화기관에서 불꽃점화기관으로의 변경은 물론 연료계통, 연소계통 및 제어계통 등을 변경이 필수적이다. 연료계통으로는 기존 디젤 연료계통의 분사펌프, 분사노즐 등을 탈거하고, 가스레귤레이터, 믹서, 트로틀밸브, 연료제어밸브 등의 가스 연료계통을 추가하여 장착한다. 압축천연가스를 적정압력으로 감압하여 연료-공기 혼합장치 및 트로틀밸브를 거쳐 엔진으로 공급되도록 한다. 연소실로 공급된 혼합기는 점화를 위해 연료분사 노즐 위치에 설치된 점화플러그에서 점화되어 연소 폭발한다. 점화계통은 점화코일, 점화케이블 및 점화플러그로 구성되었다. 또한 내구력 향상을 위한 밸브 등의 재질변경도 수행되었다. 엔진의 최적운전 제어를 위해, 각종 센서를 통해 모니터링한 가스온도/압력, 흡입공기 온도/압력, 냉각수온도, 혼합기 압력, 대기압, 배기가스중의 산소농도 등의 신호를 받아 전자제어장치에서 연료량, 점화시기 등을 전자적으로 제어하도록 구성되어있다.
상기한 구성으로 이루어진 천연가스 차량에서 종래에는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 차량의 동작상태에 따라 가변되는 연료탱크 압력신호를 검출하는 차량 동작상태 검출장치(10)와; 상기 차량 동작상태 검출장치(10)에서 출력되는 연료탱크 압력신호를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 차량의 동작상태를 제어하는 엔진 제어 장치(20)와; 상기 차량 동작상태 검출장치(10)에서 출력되는 연료탱크 압력신호에 따라 연료탱크의 잔량에 따른 경고시점을 제어하는 연료 경고등 제어장치(30)와; 상기 엔진 제어 장치(20)에서 출력되는 제어신호에 따라 동기되어 연료탱크의 연료 잔량을 표시하는 연료게이지 표시장치(40)와; 상기 연료 경고등 제어 장치(30)와 연료 게이지 표시장치(40)로 전원을 공급하는 차량 전원공급장치(50)로 이루어져 있어서, 차량 전원과 무관하게 일정하게 출력되어 가스 연료의 전압시에도 안정하게 경고시점을 제어하였다.
그러나, 상기한 종래의 장치는 실제 차량의 연료탱크 신호가 불안정하여 노이즈가 많이 유입되고, 그 결과 경고등이 점멸하는 현상이 발생하여 운전자에게 불안감을 조성하는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연료잔량 경고등 점등 신호 발생 후 램프의 체터링 현상이 발생되는 것을 방지하기 위한 천연가스 차량의 연료 잔량 경고 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
차량의 동작상태에 따라 가변되는 연료탱크 압력신호를 검출하는 차량 동작상태 검출수단과; 상기 차량 동작상태 검출수단에서 출력되는 연료탱크 압력신호를입력받아 설정된 프로그램에 의해 차량의 동작상태를 제어하는 엔진 제어 장치와; 상기 차량 동작상태 검출수단에서 출력되는 연료탱크 압력신호에 따라 연료탱크의 잔량에 따른 경고시점을 제어하는 연료 경고등 제어수단과; 상기 엔진 제어 수단에서 출력되는 제어신호에 따라 동기되어 연료탱크의 연료 잔량을 표시하는 연료게이지 표시수단과; 상기 연료 경고등 제어 수단과 연료 게이지 표시수단으로 전원을 공급하는 차량 전원공급수단으로 구비되어 이루어진 천연가스 차량의 연료잔량 경고장치에 있어서,
상기 연료 경고등 제어수단에 연료탱크에서 검출되어 인가되는 입력신호에 포함된 노이즈를 흡수하기 위한 노이즈 흡수회로를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 천연가스 차량의 연료 잔량 경고장치 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 적용되는 천연가스 차량의 연료 잔량 경고장치 상세 회로도.
도 3은 종래의 천연가스 차량의 연료 잔량 경고장치 상세 회로도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 가스 탱크 압력신호부 20 : 엔진 제어 장치
30 : 연료 경고등 제어장치 31 : 정전압 제어부
32 : 제1 비교부 33 : 제2 비교부
34 : 스위칭부 35 : 연료 잔량 경고 표시부
40 : 차량측 연료 게이지 50 : 전원 공급장치
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 천연가스 차량의 연료잔량 경고장치의 구성 블록도로서, 차량 동작상태 검출장치(10)는 차량의 동작상태에 따라 가변되는 연료탱크 압력신호를 검출하고, 엔진 제어 장치(20)는 상기 차량 동작상태 검출장치(10)에서 출력되는 연료탱크 압력신호를 입력받아 설정된 프로그램에 의해 차량의 동작상태를 제어하며, 연료 경고등 제어장치(30)는 상기 차량 동작상태 검출장치(10)에서 출력되는 연료탱크 압력신호에 따라 연료탱크의 잔량에 따른 경고시점을 제어하고, 연료게이지 표시장치(40)는 상기 엔진 제어 장치(20)에서 출력되는 제어신호에 따라 동기되어 연료탱크의 연료 잔량을 표시하며, 차량 전원공급장치(50)는 상기 연료 경고등 제어 장치(30)와 연료 게이지 표시장치(40)로 전원을 공급한다.
상기에서 연료 경고등 제어장치(40)는 도 2에 도시되어 있는 바와같이 상기 차량 전원공급장치(50)에서 인가되는 전원을 일정 전압으로 출력하기 위한 정전압 조절부(31)와; 상기 차량 동작상태 검출장치(10)에서 검출되어 출력되는 연료탱크의 압력신호에 포함된 노이즈를 제거하는 입력신호 노이즈 제거부(32)와; 상기 입력신호 노이즈 제거부(32)를 통해 노이즈가 제거되어 인가되는 연료탱크의 신호를 입력받아 기준 설정 전압과 비교하여 소정의 제1 신호를 출력하는 제1 비교부(33)와; 상기 제1 비교부(33)에서 출력되는 소정의 제1 신호와 임의의 설정 전압신호를 비교하여 소정의 제2 신호를 출력하는 제2 비교부(34)와; 상기 제2 비교부(34)에서 출력되는 소정의 제3 신호에 따라 회로가 턴 온, 오프 되어지는 스위칭부(35)와; 상기 스위칭부(35)의 턴 온, 오프 상태에 따라 연료 잔량 경고등이 점, 소등되는 연료잔량 경고 표시부(36)로 이루어져 있다.
상기에서 정전압 조절부(31)는 에노드 단자가 상기 차량 전원 공급 장치(50)에서 출력되는 전압을 입력받는 전원단자와 연결되어있어 입력전압의 리플 전압을 제거하기 위해 구비된 제1 다이오드(D1)와; 일측이 상기 제1 정류 다이오드(D1)의 케소드 단자와 연결되는 제1 저항(R1)과; 일측단자(+)가 상기 제1 저항(R1)의 타측과 연결되어 있고 타측단자(-)가 접지되어 있어 상기 제1 저항(R1)과 RC 필터를 형성하여 입력 전원에 포함된 맹류 및 노이즈를 제거하는 제1 캐패시터(C1)와; 일측단자가 상기 제1 저항(R1)과 제1 캐패시터(C1)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 접지되어 있어 입력 전압의 노이즈를 제거하는 제2 캐패시터(C2)와; 입력단자(Vi)가 상기 제1 저항(R1), 제1 캐패시터(C1) 및 제2 캐패시터(C2)의 결합단자와 연결되어 있고, GND 단자가 회로 접지 단자에 접지되어 입력전압을 안정된 일정전압으로 출력하는 제1 정전압기(IC1)와; 일측단자(+)가 상기 제1 정전압기(IC1)의 출력단자(Vo)단자에 연결되고, 타측단자(-)가 접지되어 있는 제3 캐패시터(C3)와; 일측이 상기 제1 정전압기(IC1)와 제3 캐패시터(C3)의 결합단자에 연결되고, 타측이 접지되어 상기 제3 캐패시터(C3)와 함께 상기 제1 정전압기(IC1)의 출력단자에서 출력되는 전압을 노이즈 및 써지등을 제거하고 안정적으로 출력하는 제4 캐패시터(C4)로 구비되어 있다.
상기 입력신호 노이즈 제거부(32)는 캐소드 단자가 검출되어 인가되는 연료탱크의 압력 입력단자와 연결되어 있고, 에노드 단자가 접지된 제2 정류 다이오드(D2)와; 일측단자(+)가 상기 연료탱크의 압력 입력단자와 제2 정류 다이오드(D2)의 결합단자와 연결되어 있고, 타측단자(-)가 접지된 제9 캐패시터(C9)로 구비되어 이루어져 있다.
상기 제1 비교부(33)는 제1 입력단자(3)가 연료탱크의 압력 입력단자와 입력신호 노이즈 제거부(32)의 결합단자에 연결되어 있는 제1 비교기(IC2)와; 일측단자가 상기 차량 동작상태 검출장치(10)와 접지단자 사이에 연결되어 있고, 타측단자가 제1 기준 전압 입력단자(2)에 연결되어 있는 제2 저항(R2)과; 일측단자가 상기 제2 저항(R2)과 제1 비교기(IC2)의 제1 기준 전압 입력단자(2)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 상기 제1 비교기(IC2)의 출력단자(1)에 연결되어 있는 제5 캐패시터(C5)와; 일측단자가 제2 저항(R2), 제1 비교기(IC2)의 제1 기준 전압 입력단자(2) 및 제5 캐패시터(C5)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 상기 제1 비교기(IC2)의 출력단자(1)와 제5 캐패시터(C5)의 결합단자에 연결되어 있어 출력신호를 제1 기준 전압 입력단자(2)로 피드 백 시키는 제3 저항(R3)과; 일측단자가 상기 제1 비교기(IC2), 제5 캐패시터(C5) 및 제3 저항(R3)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 접지되어 써지 발생을 방지하는 제6 캐패시터(C6)로 구비되어 이루어져 있다.
상기의 제2 비교부(34)는 일측 단자가 상기 정전압기(IC1)의 출력단자와 연결되어 있는 제4 저항(R4)과; 일측단자가 상기 제4 저항(R4)의 타측단자와 연결되어 있고, 타측단자가 접지된 제5 저항(R5)과; 제2 입력단자(6)가 상기 제1 비교기(IC2)의 출력단자와 연결되어 있으며, 전원(+)단자(8)가 상기 정전압기(IC1)의 출력단자에 연결되고, 전원(-)단자(4)가 접지된 제2 비교기(IC3)와; 일측단자가 상기 제4 저항(R4)과 제5 저항(R5)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 상기 제2 비교기(IC3)의 제2 기준 전압입력단자(5)와 연결되어 있는 제6 저항(R6)과; 일측단자가 상기 제6 저항(R6)과 제2 기준 전압입력단자(5)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 상기 제2 비교기(IC3)의 출력단자(7)에 연결되어있는 제7 캐패시터(C7)와; 일측단자가 제6 저항(R6), 제2 비교기(IC3)의 제1 기준 전압 입력단자(5) 및 제7 캐패시터(C7)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 상기 제2 비교기(IC3)의 출력단자(7)와 제7 캐패시터(C7)의 결합단자에 연결되어 있어 출력신호를 제2 기준 전압 입력단자(5)로 피드 백 시키는 제7 저항(R7)과; 일측단자(+)가 상기 제2 비교기(IC3), 제7 캐패시터(C7) 및 제7 저항(R7)의 결합단자에연결되어 있고, 타측단자(-)가 접지되어 써지 발생을 방지하기 위해 용량이 증대된 제8 캐패시터(C8)로 구비되어 이루어져 있다.
상기 스위칭부(35)는 캐소드 단자가 상기 제2 비교기(IC3)의 출력단자(7)에 연결되어 있는 제2 제너다이오드(ZD2)와; 일측단자가 상기 제2 제너다이오드(ZD2)의 에노드 단자와 연결되어 있고, 타측 단자가 접지된 제8 저항(R8)과; 베이스 단자(B)가 상기 제2 제너다이오드(ZD2)와 제8 저항(R8)의 결합단자에 연결되어 있고, 이미터 단자(E)가 접지되어 있는 제1 트렌지스터(TR1)와; 일측단자가 제1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터 단자(C)와 연결되어 있고 타측단자가 제5번 출력단자에 연결되어 있는 제9 저항(R9)과; 케소오드 단자가 상기 제9저항(R9)과 제5번 출력단자의 결합단자에 연결되어 있고, 에노드 단자가 접지된 제1 제너다이오드(ZD1)로 구비되어 있어서, 상기 제2 비교기(IC3)의 출력단자에서 출력되는 신호에 따라 상기 제2 제너다이오드(ZD2)가 차단 및 도통되어 제1 트랜지스터(TR1)의 온/오프 상태를 제어한다.
연료잔량 경고 표시부(36)는 일측이 상기 스위칭부(34)의 제9 저항(R9)과 제1 제너다이오드(ZD1) 및 제5번 출력단자의 결합단자와 연결되어 있고, 타측단자가 배터리 단자(24V BATT)와 연결되어 있는 연료 잔량 경고 램프로 구비되어 있어서, 상기 스위칭부(34)의 동작상태에 따라 연료 잔량 경고 램프의 온/오프 상태가 가변 표시된다.
이로서, 차량 전압이 변하여도 연료 잔량 경고장치의 전압을 변동이 없으며, 연료 탱크신호 역시 차량 전원과 무관하게 일정하게 출력되어 가스 저압시에도 안정하게 경고 시점을 제어할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 천연가스 차량의 연료 잔량 경고장치는 전압 변동에도 경고 시점이 흔들리지 않도록 연료 경고등의 입력 신호를 가스 탱크측 압력센서에서 직접 입력받아 처리함으로써, 외부 잡음에 영향을 받지 않으며, 운전자의 불안감을 해소에 의한 신뢰성을 향상시켜 운전 편의성을 증대함과 동시에 잔고장을 방지함에 따라 원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 차량 전원공급장치(50)에서 인가되는 전원을 일정 전압으로 출력하기 위한 정전압 조절부(31)와; 상기 차량 동작상태 검출장치(10)에서 검출되어 출력되는 연료탱크의 압력신호를 입력받아 기준 설정 전압과 비교하여 소정의 제1 신호를 출력하는 제1 비교부(33)와; 상기 제1 비교부(33)에서 출력되는 소정의 제1 신호와 임의의 설정 전압신호를 비교하여 소정의 제2 신호를 출력하는 제2 비교부(34)와 상기 제2 비교부(34)에서 출력되는 소정의 제3 신호에 따라 회로가 턴 온, 오프 되어지는 스위칭부(35)와; 상기 스위칭부(35)의 턴 온, 오프 상태에 따라 연료 잔량 경고등이 점, 소등되는 연료잔량 경고 표시부(36)로 구비되어 이루어진 연료 경고등 제어장치에 있어서,
    입력되는 연료탱크 압력 검출신호에 포함된 외부노이즈를 제거하기 위해 캐소드 단자가 검출되어 인가되는 연료탱크의 압력 입력단자와 연결되어 있고, 에노드 단자가 접지 연결된 제2 정류 다이오드(D2)와; 일측단자(+)가 상기 연료탱크의 압력 입력단자와 제2 정류 다이오드(D2)의 결합단자와 연결되어 있고, 타측단자(-)가 접지 연결된 제9 캐패시터(C9)를 포함하는 입력신호 노이즈 제거부(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 천연가스 차량의 연료 잔량 경고장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 정전압 조절부(31)의 제1 저항(R1)은 전력저항인 것을 더 포함하는 천연가스 차량의 연료잔량 경고장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 제2 비교부(34)의 일측단자가 상기 제2 비교기(IC3), 제7 캐패시터(C7) 및 제7 저항(R7)의 결합단자에 연결되어 있고, 타측단자가 접지되어 있는 제8 캐패시터(C8)는 회부 내부의 서지를 제거하기 위해 용량 콘테서로 전환하여 구비되어 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 천연가스 차량의 연료잔량 경고장치.
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