KR101410631B1 - 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치 - Google Patents

연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치는, 차량에 탑승한 탑승자를 감지하는 탑승자 감지수단;과, 상기 탑승자 감지수단에 감지된 탑승자의 유무에 의해 연료탱크를 일측으로 기울이는 가변수단;이 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 탑승자의 유무와 무게에 따라 연료탱크의 기울기를 조절하여 연료탱크 내부에 보관된 연료가 이동하면서 주행중 차량이 무게중심을 잡아줄 수 있는 장점이 있다.

Description

연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치{Device to maintain the vehicle horizontal by fuel tank}
본 발명은 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 탑승자의 유무와 무게에 따라 연료탱크의 기울기를 조절하여 연료탱크 내부에 보관된 연료가 이동하면서 주행중 차량이 무게중심을 잡아줄 수 있는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치에 관한 것이다.
최근에는 자동차에 운전자에게 더욱 안락한 승차감 및 안정된 운전을 도와줄 수 있도록 ECS(Electronic Control Shock-Absober, 이하 ECS라 함)가 장착되고 있는데, 이러한 ECS는 대부분의 자동차에 널리 사용되고 있다.
상기와 같은 ECS의 작동은 자동차의 주행중 검출되는 각종 입력 데이타를 CPU가 받아들여 연산과정을 통해 각 4륜에 장착된 쇽업쇼바의 액츄에이터로 신호를 보내 감쇄력을 조정하여 자동차의 수평을 유지시켜준다.
그러나, 상기와 같은 ECS가 장착되어 자동차의 각 바퀴에 설치된 쇽업쇼버의 감쇄력을 조정하여 자동차의 수평을 유지케 하더라도 실제 운전자가 느낄 수 있는 수평감은 미비한 문제점이 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제1997-0034297호(발명의 명칭:자동차용 수평 유지 장치, 공개일자 1997.07.22)가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 탑승자의 유무와 무게에 따라 연료탱크의 기울기를 조절하여 연료탱크 내부에 보관된 연료가 이동하면서 주행중 차량이 무게중심을 잡아줄 수 있는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치는, 차량에 탑승한 탑승자의 유무를 감지하는 탑승자 감지수단;과, 상기 탑승자 감지수단에 감지된 탑승자의 유무에 의해 연료탱크를 일측으로 기울이는 가변수단;이 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탑승자 감지수단에 감지된 탑승자의 무게와 상기 연료탱크에 보관된 연료의 양을 입력받아 상기 가변수단을 구동시키되, 연료탱크에 보관된 연료의 양을 기설정된 시간마다 측정하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 운전석에 탑승한 운전자 60kg, 조수석에 탑승한 동승자 60kg, 60L 용량의 연료탱크에 보관된 연료의 양이 1/2일 경우를 각각 기준값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 조수석 측에 동승자가 감지되면, 상기 가변수단을 구동하여 연료탱크가 운전석 측으로 기울어지도록 하며, 운전석 측에 동승자가 감지되면, 상기 가변수단을 구동하여 연료탱크가 조수석 측으로 기울어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 연료탱크 내부에 보관된 연료의 양이 기설정된 양 이하일 경우 상기 연료탱크가 수평한 상태가 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가변수단의 구동에 의한 상기 연료탱크의 기울어지는 정도를 운전석의 계기판 또는 전면패널에 표시하는 표시부;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가변수단은, 상기 연료탱크 하부의 중앙부에 구비되는 회전축;과, 상기 연료탱크의 하부 양측에 설치되며, 상하로 작동되어 상기 연료탱크를 기울이는 상하구동부;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가변수단은, 상기 연료탱크 하부의 일측에 구비되는 회전축;과, 상기 연료탱크의 타측에 설치되며, 상하로 작동되어 상기 연료탱크를 기울이는 상하구동부;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상하구동부는 유압식 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탑승자 감지수단은, 시트 하단에 설치되는 압력센서;와, 타이어에 설치되는 공기압 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 수지방법은, 차량에 탑승한 운전자와 탑승자의 유무를 감지하는 감지단계;와, 상기 감지단계에서 운전자와 탑승자가 동시에 감지되면 제어부가 가변수단을 구동하여 연료탱크를 운전석 측으로 기울어지게 하는 가변수단 초기구동단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지단계는, 운전자를 감지하는 운전자 감지단계;와, 탑승자를 감지하는 탑승자 감지단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 초기구동단계 이후에는, 상기 제어부가 동승자의 무게에 따른 변위와 연료탱크에 보관된 연료량의 변위를 감지하고, 감지된 값을 기설정된 기준값과 대비하여 연료탱크의 기울기를 조절하는 보정단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 탑승자의 유무와 무게에 따라 연료탱크의 기울기를 조절하여 연료탱크 내부에 보관된 연료가 이동하면서 주행중 차량이 무게중심을 잡아줄 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치의 연료통의 기울기가 조절되는 모습을 자동차의 후미에서 본 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치의 제어부가 연료통의 기울기를 조절하는 경우의 작동 플로우이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지 장치의 연료통의 기울기가 조절되는 모습을 자동차의 후미에서 본 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치의 연료통의 기울기가 조절되는 모습을 보인 개념도가 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 다른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치는 탑승자 감지수단과 가변수단이 포함된다.
먼저, 탑승자 감지수단에 대해 설명한다.
상기 탑승자 감지수단은 차량에 탑승한 탑승자를 감지하는 부재로서, 이러한 탑승자 감지수단으로 감지된 신호는 후술할 제어부로 전송된다.
상기와 같은 탑승자 감지수단은 압력센서와 공기압 센서 중 어느 하나 또는 모두를 채택할 수 있는데, 상기 압력센서는 시트의 하단에 설치되고, 공기압 센서(TPMS:Pire Pressure Monitoring System)는 타이어에 설치된다.
상기 압력센서는 탑승자의 유무를 인식하는 부재로서, 이러한 압력센서는 탑승자의 무게를 측정할 수 있으나 탑승자의 무게가 다리에 분산되므로 정확한 무게에 대한 측정은 곤란하다.
이에 따라, 상기 공기압 센서는 타이어에 가해지는 압력을 통해 탑승자의 무게를 가늠하되, 예컨대, 일반적인 승용차에 구비된 4개의 타이어에 전달되는 무게를 각각 파악하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 압력센서는 탑승자의 유무를 감지하고, 공기압 센서는 탑승자의 무게를 감지하는 것이다.
상기와 같이 압력센서와 공기압 센서에 감지된 값은 후술할 제어부에 전송되어 제어부에 기설정된 기준값과 비교될 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
다음으로, 가변수단에 대해 설명한다.
상기 가변수단(10)은 상술한 탑승자 감지수단에 감지된 탑승자 유무와 무게에 의해 연료탱크(T)를 일측으로 기울이는 부재로서, 이러한 가변수단(10)에 의해 연료탱크(T)가 기울어지는 정도는 제어부에 의해 결정된다.
상기와 같은 가변수단(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(11)과 상하구동부(12)가 구비되는데, 상기 회전축(11)은 연료탱크(T) 하부의 중앙부에 설치되고, 상기 상하구동부(12)는 상기 회전축(11)의 양측에 회전축(11)과 동일한 거리가 이격된 상태로 설치되어 상하로 구동된다.
상기와 같은 상하구동부(12)는 회전축(11)과 간섭되는 것이 방지되도록 연료탱크(T)의 양측 단부에 인접하여 설치되는 것이 바람직하며, 양측의 상하구동부(12)는 유압식 액츄에이터로 제작되어 서로 반대되는 패턴으로 작동되어 연료탱크(T)의 기울기를 조절한다.
상기와 같은 상하구동부(12)는 예컨대, 도 1의 (a)에 구비된 바와 같이, 일측(운전석 측) 상하구동부(12)는 하강하고, 타측(조수석 측) 상하구동부(12)는 상승하며, 도 1의 (b)에는 상하구동부(12)가 도 1의 (a)와 반대로 구동되는 모습이 도시되어 있다.
상기와 같이 서로 반대로 작용되는 2개의 상하구동부(12)에 의해 연료탱크(T)는 일측 또는 타측으로 기울어지게 되며, 이에 따라 연료탱크(T) 내부에 보관된 연료(F)가 이동되어 주행 중 차량(1)의 무게중심을 잡아주는 역할을 하는 것이 본 발명의 특징이다.
또한, 상기 회전축(11)은 상하구동부(12)에 의한 회전시 회전각의 산출이 용이하도록 별도의 회전각 산출장치(미도시)가 구비되는 것이 바람직한데, 상기 회전각 산출장치는 예컨대, 기어타입의 홀센서 또는 엔코더 타입일 수 있으며, 이렇게 산출된 회전각은 제어부로 전송되거나 계기판에 표시될 수 있다.
한편, 도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지 장치의 연료탱크의 기울기가 조절되는 모습을 보인 개념도가 도시되어 있는데, 본 발명의 또 다른 실시예는 회전축(11)이 연료탱크(T)의 하부 일측에 되고 상하구동부(12)가 회전축과 대향된 위치인 연료탱크(T)의 하부 타측에 설치되는 것이 특징이며, 구동방법은 회전축(11)이 고정된 상태에서 1개의 상하구동부(12)가 승하강 되면서 연료탱크의 기울기를 조절하는 것이다.
다음으로, 제어부에 대해 설명한다.
상기 제어부는 연료탱크(T)의 기울기를 조절하여 차량(1)의 좌우방향 무게중심을 조절하여 주행 중 차량(1)의 좌우방향 균형을 맞추는 역할을 하는데, 이러한 제어부는 상술한 탑승자 감지수단에 감지된 무게에 대한 값과 연료탱크(T)에 보관된 연료(F)의 양을 입력받아 상술한 가변수단을 제어한다.
상기와 같은 제어부는 도 2에 도시된 바와 같이, 전원이 인가되면 운전자와 동승자를 감지하는데, 운전자가 시동을 걸면 전원이 인가되므로 차량(1)의 시동과 동시에 운전자가 감지될 수 있다.
한편, 운전자와 동승자가 동시에 탑승하거나 운행도중 동승자가 차량(1)에 탑승하면 제어부는 이를 감지하고 가변수단(10)을 초기 구동시키는데, 초기 구동시에는 모든 변수값을 기준값인 1로 설정하여 구동된다.
또한, 상기 제어부는 동승자 감지시 연료탱크(T)의 단부를 운전석 측으로 10cm 하향 이동시키는데, 이에 따라 연료탱크(T)는 운전석 측으로 기울어져 연료(F)가 이동되면서 차량(1)의 좌우 수평을 유지시킨다.
상기와 같이 초기 구동시 운전석 측으로 연료탱크(T)가 기울어지는 이유는 차량(1)의 설계시 운전자의 무게를 포함시킨 상태로 좌우 수평이 유지되도록 설계하기 때문이다.
상기와 같이 제어부에 의해 초기 구동이 완료된 후, 제어부는 운전자와 조수석에 탑승한 동승자의 무게에 대한 값을 입력받고, 이와 동시에 연료탱크(T)에 보관된 연료(F)의 양(무게)에 대한 값을 입력받아 가변수단(10)이 구동되는 구동값을 설정한다.
여기서, 운전석에 탑승한 운전자, 조수석에 탑승한 동승자는 각각 60kg을 기준값으로 설정하고, 연료량은 60L의 연료탱크에 보관된 연료가 1/2일 경우를 기준값으로 하며, 상기 각 기준값들은 모두 1로 설정한다.
예를 들면, 기준조건(운전자 60kg, 동승자 60kg, 연료량 1/2)일 경우, 가변수단의 구동값 X는,
X=10cm(초기 구동변위)*1(운전자 기준값)*1(동승자 기준값)*1(연료량 기준값)=10cm
이므로 연료탱크가 초기 구동시 운전석 측으로 하향이동된 값과 동일하므로 가변수단의 초기 구동에 따라 회전된 연료탱크의 위치를 그대로 유지시킨다.
또한, 운전자가 60kg, 동승자 50kg, 연료량 1/3일 경우 가변수단의 구동값 X는,
X=10cm(초기 구동변위)*1(운전석 변위)*-0.8(조수석 변위)*1.5(연료량 변위)=-12cm
이므로 초기 구동시 운전석 측으로 10cm 회전된 연료탱크(T)를 조수석 측으로 12cm 회전시키는데, 초기상태와 비교하면 조수석 측으로 2m 회전되는 것이다.
상기와 같이 제어부는 운전자의 무게, 동승자의 무게 및 연료탱크(T)에 보관된 연료(F)의 무게를 변수로 입력받아 기준값과 대비하여 가변수단(10)을 구동시키는 것이 특징이다.
또한, 상기 제어부는 연료탱크(T)에 보관된 연료(F)의 양이 변수로 작용하므로 기설정된 시간마다 연료탱크(T)에 보관된 연료(F)의 양을 감지하는데, 연료탱크(T)에 보관된 연료(F)의 양이 기설정된 값(예:1/20)일 경우에는 엔진으로 연료(F)의 공급이 원활하게 이루어지도록 연료탱크(T)를 수평한 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 동승자가 운전석의 뒷자리에 탑승할 경우, 조수석에 대한 변위값은 제외하고, 조수석 뒷자리에 탑승할 경우, 조수석 변위에 추가한다.
즉, 상기 제어부는 조수석 측에 동승자가 감지되면 상기 가변수단(10)을 구동하여 연료탱크(T)가 운전석 측으로 기울어지도록 하며, 운전석 측에 동승자가 감지되면, 상기 가변수단(10)을 구동하여 연료탱크(T)가 조수석 측으로 기울어지도록 하는 것이다.
한편, 상기와 같이 제어부에 의해 구동되는 가변수단(10)에 의해 연료탱크(T)가 기울어지는 정도를 운전석의 계기판 또는 전편패널(Instrument pannel)에 표시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기와 같은 구성을 갖는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치의 수평 유지방법에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지방법은, 감지단계, 초기구동단계가 포함되며, 상기 감지단계는 운전자 감지단계와 탑승자 감지단계가 포함되고, 상기 초기구동단계 이후에는 보정단계가 더 포함될 수 있다.
상기 감지단계는 차량에 탑승한 운전자와 탑승자를 감지하는 단계로서, 상술한 바와 같이, 시트의 하단에 설치되는 압력센서 또는 타어어에 설치되는 공기압센서로부터 운전자와 탑승자를 감지할 수 있다.
상기 초기구동단계는 상술한 감지단계에서 운전자와 탑승자가 동시에 감지되면 도 1의 (a), 도 3의 (a)와 같이, 제어부가 가변수단(10)을 구동하여 연료탱크(T)를 운전석 측으로 기울어지게 하여 차량의 수평을 유지시키는 단계이다.
여기서, 운전자만 탑승하는 경우에는 별도로 가변수단이 구동되지 아니하며, 동승자가 감지된 경우에만 가변수단이 구동되며, 이에 대한 상세한 설명은 상술한 한 바와 같다.
상기와 같이 동승자가 감지된 초기구동단계 이후, 제어부는 동승자의 무게에 따른 변위와 연료탱크에 보관된 연료량의 변위를 기설정된 기준값(운전자 60kg, 동승자 60kg, 연료량 1/2)과 대비하여 연료탱크(T)의 기울기를 조절하여 주행중 차량(1)이 일측으로 쏠리는 것을 방지한다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
F-연료 T-연료탱크
1-차량
10-가변수단 11-회전축
12-상하구동부

Claims (13)

  1. 차량에 탑승한 탑승자의 유무를 감지하는 탑승자 감지수단;과
    상기 탑승자 감지수단에 감지된 탑승자의 유무에 의해 연료탱크를 일측으로 기울이는 가변수단;이 포함되는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 탑승자 감지수단에 감지된 탑승자의 무게와 상기 연료탱크에 보관된 연료의 양을 입력받아 상기 가변수단을 구동시키되, 연료탱크에 보관된 연료의 양을 기설정된 시간마다 측정하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 운전석에 탑승한 운전자 60kg, 조수석에 탑승한 동승자 60kg, 60L 용량의 연료탱크에 보관된 연료의 양이 1/2일 경우를 각각 기준값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는 조수석 측에 동승자가 감지되면, 상기 가변수단을 구동하여 연료탱크가 운전석 측으로 기울어지도록 하며, 운전석 측에 동승자가 감지되면, 상기 가변수단을 구동하여 연료탱크가 조수석 측으로 기울어지도록 하는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연료탱크 내부에 보관된 연료의 양이 기설정된 양 이하일 경우 상기 연료탱크가 수평한 상태가 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가변수단의 구동에 의한 상기 연료탱크의 기울어지는 정도를 운전석의 계기판 또는 전면패널에 표시하는 표시부;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변수단은,
    상기 연료탱크 하부의 중앙부에 구비되는 회전축;과
    상기 연료탱크의 하부 양측에 설치되며, 상하로 작동되어 상기 연료탱크를 기울이는 상하구동부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변수단은,
    상기 연료탱크 하부의 일측에 구비되는 회전축;과
    상기 연료탱크의 타측에 설치되며, 상하로 작동되어 상기 연료탱크를 기울이는 상하구동부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  9. 청구항 7 또는 8에 있어서,
    상기 상하구동부는 유압식 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 탑승자 감지수단은,
    시트 하단에 설치되는 압력센서;와
    타이어에 설치되는 공기압 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지장치.
  11. 차량에 탑승한 운전자와 탑승자의 유무를 감지하는 감지단계;와
    상기 감지단계에서 운전자와 탑승자가 동시에 감지되면 제어부가 가변수단을 구동하여 연료탱크를 운전석 측으로 기울어지게 하는 가변수단 초기구동단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 감지단계는,
    운전자를 감지하는 운전자 감지단계;와
    탑승자를 감지하는 탑승자 감지단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 초기구동단계 이후에는,
    상기 제어부가 동승자의 무게에 따른 변위와 연료탱크에 보관된 연료량의 변위를 감지하고, 감지된 값을 기설정된 기준값과 대비하여 연료탱크의 기울기를 조절하는 보정단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 연료탱크를 이용한 차량 수평 유지방법.
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