KR101503053B1 - 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템과 이를 위한 정전용량식 연료 센더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 관리자가 연료탱크의 연료 변동량을 실시간으로 확인함으로써 연료의 도난을 방지할 수 있는 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 연료 센더의 출력부와 유무선으로 연결되어 연료탱크 내의 연료 변동량을 실시간으로 체크 및 표시하고, 차량의 운행기록 정보를 통신망을 통해 운행관리서버로 전송하는 운행기록단말기를 포함하는 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템을 개시한다.

Description

차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템과 이를 위한 정전용량식 연료 센더{FUEL LEVEL MONITORING SYSTEM OF AUTOMOBILE FUEL TANK}

본 발명은 자동차 연료탱크의 연료 변동량을 차량 운행기록정보와 함께 원격지의 운행관리서버로 실시간 전송하여 차량 관리자가 해당 차량의 주유량 및 연료 소모량을 체계적으로 관리할 수 있음은 물론 연료의 도난 여부를 효과적으로 확인할 수 있는 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템과 이를 위한 정전용량식 연료 센더에 관한 것이다.

오늘날 대한민국 정부는 화물운수업자의 부담 완화를 위해 사업용 화물자동차의 경우 톤급(최대적재량) 별로 유가보조금을 차등 지급하고 있는데, 이러한 유가보조금 제도를 악용하는 부정수급이 만연함에 따라 이를 방지하기 위해 유류구매 시 신용카드(유가보조금카드) 거래 및 사용을 의무화하고 있다.

하지만, 최근 일부 화물자동차 운전자 등이 주유소 업주와 결탁해 주유량을 실제 금액보다 부풀리거나 주유하지 않고 허위로 카드를 결제하여 유가보조금을 편취하는 사례가 무더기로 발생하는 등 부정수급이 여전히 근절되지 않고 있는 실정이다.

이에 따라 대한민국 정부는 단시간 반복 주유, 주유용량 초과, 1일 수회 주유 등 부정수급이 의심되는 여러 가지 유형을 만들어서 이를 "통합한도관리시스템"에 입력해 놓고 이러한 주유형태가 발생할 경우 이를 실시간으로 지방자치단체에 통보하는 유가보조금 의심거래 상시점검 시스템을 개발하여 운영하고 있다.

그러나 이는 주유량에만 근거하므로 체크 기준이 정밀하지 못하여 부정수급을 정확하게 파악할 수 없는 한계가 있다.

이와 더불어 고유가 시대가 도래하면서 일부 파렴치한 유조차(tank lorry) 운전자들의 경우 유조 탱크의 배출구를 스스로 봉인하는 점과 주문업체에서 내용량을 정확하게 계측하지 않는다는 허점을 악용해 배달 중간에 기름을 빼돌려 유조차 등의 차량 연료로 사용하는 등 유류절도, 즉 도유(盜油) 행위가 극성을 부리고 있어 이에 대한 근절 대책도 절실히 요구되고 있다.

한편, 차량에는 연료탱크 내의 잔여 연료량을 검출하여 그에 대한 정보를 클러스터(cluster)에 지침이나 숫자 등으로 표시함으로써 운전자로 하여금 적절한 주유시점을 인지할 수 있도록 하는 연료 센더(fuel sender)가 구비되어 있다.

이러한 연료 센더는 플로트의 가변저항으로부터 연료의 변화량에 비례하는 아날로그 저항값을 전압신호로 변환하여 검출하는 방식의 플로팅 타입(floating type)과, 액체량의 유전율 및 증감에 따라 정전용량도 변화하는 원리를 이용하여 액면을 검출하는 방식의 정전용량 타입(capacitance type)으로 대별된다.

특히 정전용량 타입의 경우 플로팅 타입이 갖는 감지 불능 위치 및 맥동현상에 따른 측정오류나 배터리 전압변화에 따른 지시 오차 등의 문제점을 해결할 수 있는 장점으로 인해 최근 다양한 형태로 적용되고 있다.

예컨대, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0125868호에 개시된 "경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치"와, 대한민국 등록특허공보 제10-1212834호에 개시된 "통합형 연료 센더" 및 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0055204호에 개시된 "연료용기 내의 연료 레벨 측정 장치 및 그 방법" 등을 들 수 있다.

그런데 이와 같은 종래의 정전용량 타입의 연료 센더의 경우도 연료탱크 내부의 온도에 따른 연료량의 변화량을 정확하게 검출하지 못하는 한계가 있다.

즉, 차량용 연료의 기준온도는 15℃인데 1℃ 변화에 따라 휘발유의 경우 0.1%, 경유의 경우 0.089%, 등유의 경우 0.09% 정도로 부피가 늘거나 줄어서 실제 연료량과 편차가 발생할 수밖에 없고, 이로 인해 연료탱크 내의 연료량 측정오차가 일어나는 문제점이 있게 마련이다.

아울러 정전용량 방식의 특성상 결로현상 등으로 인해 연료탱크 내에 수분이 유입될 경우 쇼트가 발생하여 오작동을 일으키는 문제점도 있다.

한편, 차량의 실제 연료 사용량을 계측하기 위해 차량의 연료탱크와 인젝터 사이의 연료 공급라인 상에 유량계를 장착하여 연료의 공급량을 계측하고, 인젝터와 연료탱크 사이의 연료 회수라인 상에 유량계를 장착하여 연료의 회수량을 계측한 후, 이들의 차이를 산출하는 방식이 있다.

그런데 이는 연료가 인젝터로부터 회수되는 과정에서 공기가 생성되어 연료와 함께 유량계를 통과하기 때문에 회수 연료량이 부정확할 수밖에 없는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0125868호(2009.12.08) 대한민국 등록특허공보 제10-1212834호(2012.12.14) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0055204호(2009.06.02) 대한민국 등록특허공보 제10-1076771호(2011.10.26) 대한민국 등록특허공보 제10-0647496호(2006.11.23)

이에, 본 발명자는 상술한 제반 사항을 감안 및 문제점의 해결에 역점을 두어 자동차 연료탱크의 연료 변동량을 차량 운행기록정보와 함께 원격지의 운행관리서버로 실시간 또는 주기적으로 전송함으로써 차량 관리자가 해당 차량의 연료를 체계적으로 관리할 수 있음은 물론 연료의 도난 여부를 용이하게 확인할 수 있는 새로운 연료량 모니터링 시스템을 개발하고자 부단한 노력을 기울여 예의 연구하던 중 그 결과로서 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명의 기술적 해결 과제 및 목적은 차량의 연료를 체계적으로 관리하고, 아울러 연료의 도난 여부를 신속하고 용이하게 확인할 수 있도록 하는 연료량 모니터링 시스템과 이를 위한 정전용량식 연료 센더를 제공하는 데 있는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 해결 과제 및 목적은 연료의 온도를 정밀하게 측정함은 물론 유동을 최소화하여 연료 변동량을 정확하고 안정적으로 계측할 수 있도록 하는 연료량 모니터링 시스템과 이를 위한 정전용량식 연료 센더를 제공하는 데 있는 것이다.

상술한 바와 같은 기술적 해결 과제 및 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 양태는, 연료탱크에 고정되는 몸체부와, 상기 몸체부의 하부에 수직으로 결합되어 상기 연료탱크 내부에 삽입 장착되고, 전기적으로 절연되도록 일정 간격을 두고 이중관 형태로 구비된 제1 및 제2관형전극과, 상기 제1관형전극과 제2관형전극 사이의 연료량 증감에 따른 정전용량 변화를 검출하는 감지부와, 상기 감지부의 정전용량을 계측하여 연료량 정보 신호로 변환하는 계측부와, 상기 제1관형전극에 내장되고 상기 연료탱크 내의 연료 온도를 검출하여 전기 신호로 변환하는 온도센서와, 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 정보와 상기 온도센서로부터 전송되는 신호를 기초로 상기 연료탱크 내의 연료 변동량을 산출하는 마이컴과, 상기 마이컴에서 산출된 연료 변동량 데이터를 기록하는 저장부와, 상기 저장부에 기록된 연료 변동량 데이터를 실시간으로 출력하는 출력부와, 상기 제1 및 제2관형전극의 하단 개구부를 막도록 결합되고 상기 제1관형전극과 제2관형전극 사이와 상기 제2관형전극의 중공 내부로 각각 연료가 드나들도록 제1 및 제2입출구멍이 형성된 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 연료 센더를 제시한다.

이로써 제1 및 제2입출구멍을 통해 연료가 서서히 드나들기 때문에 제1관형전극과 제2관형전극 사이에서 연료가 출렁이는 것을 최소화하여 연료 변동량을 한층 더 정확하고 안정적으로 계측할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 제1 및 제2관형전극의 상부에 상기 연료탱크 내의 공기가 통하도록 제1 및 제2통기공이 각각 형성되고, 상기 온도센서는 상기 연료탱크 내의 대류열 온도를 검출하도록 상기 제1 및 제2통기공에 인접 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 온도센서에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)보다 높을 경우, 그 온도 차이 값에 계수(휘발유는 0.1%, 경유는 0.089%, 등유는 0.09%)를 곱하여 산출된 값에 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 곱한 후, 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 감산하여 산출된 절댓값으로 상기 연료탱크 내의 연료량을 보정하고, 상기 온도센서에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)보다 낮을 경우, 그 온도 차이 값에 계수(휘발유는 0.1%, 경유는 0.089%, 등유는 0.09%)를 곱하여 산출된 값에 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 곱한 후, 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 가산하여 산출된 값으로 상기 연료탱크 내의 연료량을 보정하는 연료량보정부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 마이컴에서 산출된 연료 변동량을 실시간으로 표시하는 표시부 및 GPS로부터 현재시간 정보와 차량의 현재 GPS 좌표를 수신하기 위한 GPS 수신부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 마이컴은, GPS 신호, 차량 속도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 브레이크 스위치 및 시동 스위치 신호를 기초로, 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우의 연료량 값을 종전 연료값으로 수집하고, 상기 계측부의 출력신호로부터 연료탱크의 현재 연료량 값을 산출하여 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우 상기 종전 연료량 값으로 갱신하고, '0'이 아닐 경우 상기 현재 연료량 값에서 상기 종전 연료량 값을 감산 또는 상기 종전 연료량 값에서 상기 현재 연료량 값을 감산하여 그 값이 연료탱크 용량의 5% 용적 값보다 크거나 같은 경우 주유량 또는 도유량으로 표시 및 상기 종전 연료량 값으로 갱신할 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시 양태는, 상기 연료 센더와, 차량에 탑재되고 상기 연료 센더의 출력부와 유무선으로 연결되어 상기 연료탱크 내의 연료 변동량 데이터를 실시간으로 체크 및 표시하는 운행기록단말기 및 상기 운행기록단말기와 통신망을 통해 연결되어 연료 변동량 정보를 전송받아 해당 차량의 이력 정보로 등록 및 저장하는 운행관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템을 제시한다.

이로써 연료탱크 내의 연료 변동량을 실시간으로 체크 및 기록함으로써 연료를 체계적이고 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 연료의 도난이나 부정한 사용 여부를 정확하면서 신속하고 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 운행기록단말기는 차량속도, 차량위치, 주행거리, 운전시간, 분당 엔진회전수(RPM), 브레이크 신호, 연료 변동량 등 차량의 운행기록 정보를 측정 및 저장하여 통신망을 통해 상기 운행관리서버로 실시간으로 전송하도록 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 운행관리서버는 신용카드사 서버와 연계하여 상기 운행기록단말기를 통해 전송되는 연료 변동량 정보와 상기 운행기록단말기가 탑재된 차량의 운전자에게 지급된 주유카드의 결제승인정보를 대조하여 표시하도록 구비될 수 있다.

그리고 본 발명의 또 다른 실시 양태는, 차량의 연료탱크와 인젝터 사이의 연료 공급라인 상에 장착되어 연료의 공급량을 계측하는 제1유량계와, 상기 인젝터와 상기 연료탱크 사이의 연료 회수라인 상에 장착되어 연료의 회수량을 계측하는 제2유량계와, 상기 인젝터와 상기 제2유량계 사이의 연료 회수라인 상에 장착되어 회수되는 연료 내의 공기를 제거하는 공기제거유닛과, 상기 제1 및 제2유량계의 계측 연료량 차이 값을 산출하여 실시간으로 출력하는 연산출력부 및 상기 연산출력부와 유무선으로 연결되어 차량의 실제 연료 소모량을 실시간으로 체크 및 표시하는 운행기록단말기 및 상기 운행기록단말기와 통신망을 통해 연결되어 연료 소모량 데이터를 전송받아 해당 차량의 이력 정보로 등록 및 저장하는 운행관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템을 제시한다.

이로써 공급 연료량에서 회수 연료량을 차감하여 산출되는 실제 사용에 의한 연료 소모량을 한층 정확하게 계측할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 공기제거유닛은 상부의 한쪽 측면에 상기 인젝터와 연료 회수라인을 통해 연결되어 통하는 유입구가 형성되고, 하부의 다른 쪽 측면에 상기 제2유량계와 연결되어 통하는 배출구가 형성되고, 상면에 내부공간과 통하는 배기구가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 내부공간에 승강 가능하게 내장하되 연료와 비중 차이와 공기압력에 의한 부력으로 상기 배기구를 개폐하면서 연료 속에 포함된 공기가 상기 배기구를 통해 배출되도록 안내 및 유도하는 부력구와, 상기 케이싱의 내부공간에 형성하되 상기 유입구를 통해 상기 케이싱의 내부공간으로 유입된 연료가 정체 및 우회하여 상기 배출구로 배출되도록 유도하는 우회채널을 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같이 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 기술 구성을 갖춘 본 발명은, 연료탱크 내의 연료 변동량을 시간의 경과에 따라 자동으로 체크 및 기록하고 데이터화함으로써 연료를 체계적이고 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 연료의 도난이나 부정한 사용 여부 혹은 차량의 이상으로 인한 과도한 연료 소비를 정확하면서도 신속하고 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 온도센서가 연료탱크 내의 평균화된 대류열 온도를 감지하고, 연료의 온도가 기준온도보다 높거나 낮을 경우 연료량보정부가 적정 온도 기준으로 보정하여 연료탱크 내의 연료량을 계측함으로써 연료의 온도 및 변동량을 더욱 정밀하게 측정할 수 있고, 아울러 연료 센더의 제1 및 제2관형전극의 하단 개구부를 제1 및 제2입출구멍이 형성된 캡으로 막아 그 제1 및 제2입출구멍을 통해 연료가 서서히 드나들도록 함으로써 제1관형전극과 제2관형전극 사이에서 연료가 출렁이거나 맥동하는 것을 최소화하여 연료 변동량을 한층 더 정확하고 안정적으로 계측할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 연료 센더를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 연료 센더 및 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 연료 센더의 온도 보정처리 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 연료 센더의 연료량 보정처리 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 연료 센더의 연료탱크의 연료 변동량을 분석한 값을 나타낸 표 및 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템의 제1 및 제2유량계와 공기제어유닛을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝혀둔다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템은 크게 연료 센더(100)와 운행기록단말기(200) 및 운행관리서버(300)를 포함하여 구성된다.

연료 센더(100)는 연료탱크(T)에 장착되어 시간의 경과에 따른 연료탱크 내의 연료량을 검출 및 연료 변동량을 산출하여 저장 및 표시하거나 운행기록단말기(200) 등과 같은 별도의 단말기로 실시간 전송한다.

이러한 연료 센더(100)는 연료탱크(T)에 고정되는 몸체부(10)와, 이 몸체부(10)의 하부에 수직으로 결합되어 연료탱크(T) 내부에 삽입 장착되고, 서로 전기적으로 절연되도록 일정 간격을 두고 이중관 형태로 구비된 제1 및 제2관형전극(11)(12)과, 이 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이의 연료량 증감에 따른 정전용량 변화를 검출하는 감지부(13)와, 이 감지부(13)의 정전용량을 계측하여 연료량 정보 신호로 변환하는 계측부(14)와, 제1관형전극(13)에 내장되고 연료탱크(T) 내의 연료 온도를 검출하여 전기 신호로 변환하는 온도센서(15)와, 계측부(14)에 의해 획득된 연료량 정보와 온도센서(15)로부터 전송되는 신호를 기초로 연료탱크(T) 내의 연료 변동량을 산출하는 마이컴(16)과, 이 마이컴(16)에서 산출된 연료 변동량 데이터를 기록하는 저장부(20)와, 이 저장부에 기록된 연료 변동량 데이터를 실시간으로 출력하는 출력부(17)와, 제1 및 제2관형전극(11)(12)의 길이방향 중 하단의 개구부를 막도록 결합되고 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이와 제2관형전극(12)의 중공 내부로 각각 연료가 드나들도록 제1 및 제2입출구멍(18a)(18b)이 형성된 캡(18)을 포함하여 구성되어 있다.

제1 및 제2관형전극(11)(12)은 마치 파이프와 같은 형태로 이루어져 제2관형전극(12)이 제1관형전극(11)의 중공 내로 절연상태를 유지하면서 삽입된 상태로 결합되어 있고, 일정한 전위차가 생기도록 제1관형전극(11)에는 전원이 인가되고, 제2관형전극(12)에는 전원이 인가되지 않으며, 연료와의 접촉면적이 변화하는 연료량의 증감에 따라 정전용량도 변하도록 구비되어 있다.

여기서 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이에는 절연을 위한 별도의 절연체(미도시)가 구비될 수도 있다.

이러한 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이에 채워지는 연료의 유전율 및 레벨에 따라 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이의 정전용량이 변화되며, 제1 및 제2관형전극(11)(12)은 내경이 크고, 상호 간의 설치 간격이 좁을수록 큰 정전용량 값을 얻어 감지회로의 증폭도를 높이지 않아도 계측이 양호하게 이루어질 수 있다. 하지만 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 간의 설치 간격이 너무 좁으면 연료의 이동이 원활하지 않아 감지 정밀도가 떨어지게 된다.

이에 본 발명에서는 다양하고 반복적인 시험을 통해 제1관형전극(11)의 내경이 10mm이고, 제2관형전극(12)의 내경이 15mm이며, 상호 간의 틈새 간격이 2mm일 경우 정밀하고 안정된 정전용량 값을 얻을 수 있음을 확인하였다.

또한, 제1 및 제2관형전극(11)(12)의 상부에는 연료탱크(T) 내의 공기가 통하도록 제1 및 제2통기공(11a)(12a)이 각각 형성되어 있고, 온도센서(15)는 연료탱크(T) 내의 대류열 온도를 검출하기 위해 제1 및 제2통기공(11a)(12a)과 인접하도록 장착되어 있다.

여기서 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12)은 연료에 잠기는 특성상 내산화성 및 내화학성이 우수한 비철금속으로 형성되는 것이 바람직하다.

온도센서(15)는 연료탱크(T)의 상부 내측에 위치하는 제1관형전극(11) 중공부에 장착되어 제1 및 제2통기공(11a)(12a)과 제1입출구멍(18a)에 의해 대류하는 연료탱크(T) 내의 공기 온도, 즉 충분히 평균화된 상태의 대류열 온도를 감지 및 이를 정전용량 값에 반영함으로써 연료의 온도를 더욱 정밀하게 측정할 수 있다.

만약, 온도센서(15)가 연료탱크(T)의 상부 내측에 위치할 경우 연료탱크(T) 내의 온도변화에 따라 민감하게 반응할 뿐만 아니라 온도센서(15)에 흐르는 전압값으로 인해 정전용량 값에 불규칙한 영향을 미쳐 정전용량의 변화를 검출하는 감지부(13)에 오류가 발생할 수 있다.

여기서 온도센서(15)는 마이컴(16)과 시리얼 통신을 수행하여 측정된 온도 정보를 전송할 수 있다. 즉, 온도센서(15)는 도시되지는 않았지만, 저항체의 저항 변화에 따른 전압 변화를 감지하여 온도를 계측하는 방식을 채용할 수 있고, 감지된 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환 처리하는 A/D 컨버터(미도시)와, 이 A/D 컨버터에서 처리된 디지털 신호를 시리얼 통신포트를 통해 마이컴(16)으로 전송하는 프로세서(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

감지부(13)는 감지신호를 증폭하는 증폭부(미도시) 및 증폭된 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환시키는 A/D 컨버터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 감지부(13)는 결로현상 등으로 인해 연료탱크(T) 내에 형성되는 수분을 감지할 경우 펄스검출 에러를 일으켜 작동을 중지하므로 오류 신호를 발생하는 것을 방지한다.

계측부(14)는 감지부(13)에 의해 검출된 정전용량을 계측하여 연료량 정보 신호로 변환한다.

여기서 계측부(14)는 정전용량 변화에 따라 주파수가 변화하는 파형을 출력하는 발진회로(미도시) 및 발진회로에서 출력된 파형의 주파수를 분석하여 정전용량을 계산하는 계산부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

마이컴(16)은 시스템의 구동 및 동작을 전반적으로 제어하며, 특히 계측된 정전용량 및 연료의 유전율을 기초로 연료탱크(T)에 채워진 연료 레벨을 산출하고, 산출된 연료 레벨을 출력 및 표시부(21)에 표시하기 위한 표시신호를 생성한다.

여기서 마이컴(16)은 마이크로프로세서의 타이머 카운트 계측 기능을 이용하여 연료탱크(T) 내의 연료량(높낮이)에 따른 정전용량을 펄스폭 변환부로 전달하고, 정전용량이 커지면 펄스폭이 늘어나고 정전용량이 작아지면 펄스폭이 줄어드는 것을 연산처리하여 연료 변동량 정보로 변환한다.

또한, 마이컴(16)은 저장부(20)로부터 연료탱크(T)의 크기에 상응하는(연료용기에 채워질 수 있는) 연료의 최대 레벨, 연료탱크(T)의 형상 및 크기 등에 관한 정보를 제공받을 수도 있고, 또는 이를 초기화 정보의 형태로 외부로부터 입력받을 수도 있으며, 산출된 연료 레벨을 기초로 연료탱크(T)의 형상 및 크기와 최대 레벨에 대한 정보를 이용하여 연료탱크(T) 내에 잔존하는 연료량과 산출된 연료 레벨에 대한 최대 레벨의 비 등을 산출하고, 그 산출된 결과를 출력 및 표시하기 위한 표시신호를 생성할 수 있다.

여기서 표시신호는 아날로그, 디지털, 또는 그래픽 표시장치 등과 같은 다양한 표시장치에 상응하게 생성될 수 있다.

그리고 마이컴(16)은 온도센서(15)에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)보다 높거나 낮을 경우, 연료탱크 내의 연료 변동량을 보정하는 연료량보정부(19)를 포함하여 구성되어 있다.

도 3을 참조하면, 연료량보정부(19)는 온도센서(15)에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)보다 높을 경우, 그 온도 차이 값에 계수(휘발유는 0.1%, 경유는 0.089%, 등유는 0.09%)를 곱하여 산출된 값에다가 계측부(14)에 의해 획득된 연료량 값을 곱한 후, 그 값에다가 계측부(14)에 의해 획득된 연료량 값을 감산하여 산출된 절댓값(소수점 셋째짜리에서 반올림)으로 연료탱크 내의 연료량을 보정하여 마이컴(16)으로 출력하게 된다.

예를 들어, 계측부(14)에서 획득한 연료량 값이 26이고, 온도센서(15)에서 검출된 연료 온도가 16℃이고, 연료의 종류가 경유인 경우, ｜(1×0.089)×26-26｜=23.69로 연산 및 산출하고, 이를 연료탱크 내의 실제 연료량으로 보정하여 마이컴(16)으로 출력한다.

또한, 연료량보정부(19)는 온도센서(15)에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)보다 낮을 경우, 그 온도 차이 값에 계수(휘발유는 0.1%, 경유는 0.089%, 등유는 0.09%)를 곱하여 산출된 값에 계측부(14)에 의해 획득된 연료량 값을 곱한 후, 그 값에다가 계측부(14)에 의해 획득된 연료량 값을 가산하여 산출된 값(소수점 셋째짜리에서 반올림)으로 연료탱크 내의 연료량을 보정하여 마이컴(16)으로 출력하게 된다.

예를 들어, 계측부(14)에서 획득한 연료량 값이 26이고, 온도센서(15)에서 검출된 연료 온도가 14℃이고, 연료의 종류가 휘발유인 경우, (1×0.1)×26-26=23.4로 연산 및 산출하고, 이를 연료탱크 내의 실제 연료량으로 보정하여 마이컴(16)으로 출력한다.

한편, 연료량보정부(19)는 온도센서(15)에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)와 동일한 경우, 계측부(14)로부터 입력된 연료량 값을 그대로 마이컴(16)으로 출력하게 된다.

도 4를 참조하면, 마이컴(16)은 GPS 신호나 차량 속도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 브레이크 스위치 및 시동 스위치 신호를 기초로, 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우의 연료량 값을 종전 연료값(A)으로 수집하고, 계측부(14)의 출력신호로부터 연료탱크의 현재 연료량 값(B)을 산출하여 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우 상기 종전 연료량 값으로 갱신하고, '0'이 아닐 경우 상기 현재 연료량 값에서 상기 종전 연료량 값을 감산 또는 상기 종전 연료량 값에서 상기 현재 연료량 값을 감산하여 그 값이 연료탱크 용량의 5% 용적 값(C)보다 크거나 같은 경우 주유량 또는 도유량으로 표시 및 상기 종전 연료량 값으로 갱신한다.

예를 들어, 연료탱크(100ℓ) 용량의 5% 용적 값(C)을 5ℓ이고, 종전 연료값(A)이 50ℓ이고 현재 연료량 값(B)이 80ℓ이라고 가정할 경우, 현재 연료량 값(B)인 80ℓ에서 종전 연료값(A)인 50ℓ를 감산하면 그 산출 값이 30ℓ이고, 이는 연료탱크(100ℓ) 용량의 5% 용적 값(C)인 5ℓ보다 크므로, 이 경우 30ℓ를 주유량으로 표시함과 동시에 종전 연료량 값(A)을 현재 연료량 값(B)인 80ℓ로 갱신하도록 제어한다.

또 다른 예로, 연료탱크(100ℓ) 용량의 5% 용적 값(C)을 5ℓ이고, 종전 연료값(A)이 50ℓ이고 현재 연료량 값(B)이 10ℓ이라고 가정할 경우, 현재 연료량 값(B)인 10ℓ에서 종전 연료값(A)인 50ℓ를 감산하면 그 산출 값이 -40ℓ이고, 이는 연료탱크(100ℓ) 용량의 5% 용적 값(C)을 5ℓ보다 작으므로, 이 경우 종전 연료값(A)인 50ℓ에서 현재 연료량 값(B)인 10ℓ를 감산하여 40ℓ로 다시 산출하고, 이는 연료탱크(100ℓ) 용량의 5% 용적 값(C)을 5ℓ보다 크므로 이 40ℓ를 도유량으로 표시함과 동시에 종전 연료량 값(A)을 현재 연료량 값(B)인 10ℓ로 갱신하도록 제어한다.

즉, 마이컴(16)은 GPS 신호, 차량 속도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 브레이크 스위치 및 시동 스위치 신호를 기초로 하여 차량의 시동이 꺼졌다가 켜지고, 속도나 분당 엔진 회전수가 '0'인 조건에서 연료탱크의 연료량이 차량의 시동이 꺼지기 전의 연료량에 비해 5% 이상 상승하면 주유한 것으로 판단하고, 5% 이상 하강하면 연료 도난으로 판단하여 출력부(17) 및 표시부(21)로 신호를 전송한다.

출력부(17)는 실시간(1초 단위)으로 연료 변동량 데이터를 출력포트를 통해 프린터 장치로 출력하거나 혹은 운행기록단말기(200)로 전송한다.

예를 들어, 마이컴(16)에서 시간의 경과에 따른 연료탱크(T) 내의 연료 변동량을 도 5와 같이 실시간 혹은 주기적으로 데이터화하면, 이를 그래프로 변환하여 도 6과 같이 출력물 등을 통해 시각적으로 표시하는 데, 연료탱크(T) 내의 연료 잔량이 줄어들다가 갑자기 수직상승하여 늘어나면(aa점) 주유로 인식하여 그에 따른 연료 변동량을 주유량으로 기록 및 표시하게 되고, 연료탱크(T) 내의 연료 잔량이 현재의 차량 속도나 이동거리 등에 비해 급격하게 줄어들면(ac) 연료 도난(도유)으로 인식하여 그에 따른 연료 변동량을 도유량으로 기록 및 표시하게 된다.

여기서 출력부(17)는 운행기록단말기(200)와 와이파이, 블루투스, 와이브로, 무선공유기 등의 통신망을 통해 연결되어 마이컴(16)의 제어에 따라 연료 변동량 데이터를 실시간(1초 간격)으로 프린터 장치 혹은 운행기록단말기(200)로 전송할 수도 있다.

캡(18)은 제1 및 제2관형전극(11)(12)의 하단부를 감싸도록 마치 상면이 개구되고 하면이 폐쇄된 원통형으로 형성되어 있고, 그 하면에는 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이의 틈새로 연료가 드나들도록 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이 공간과 통하는 제1입출구멍(18a)이 형성되어 있고, 제1입출구멍(18a)과 일정 간격을 두고 제2관형전극(12)의 중공 내부로 연료가 드나들도록 제2관형전극(12)의 중공과 통하는 제2입출구멍(18b)이 형성되어 있다.

여기서 제1 및 제2입출구멍(18a)(18b)의 개수가 너무 많거나 구멍의 크기가 너무 크면 연료의 출렁임 등으로 인해 정전용량의 변화량 검출에 오차가 심하게 발생하고, 개수가 너무 작거나 구멍의 크기가 너무 작으면 연료의 출입이 원활하지 않고 이물질에 의한 막힘 현상이 발생하면서 오류를 일으키게 된다.

이에 본 발명에서는 다양하고 반복적인 시험을 통해 제1 및 제2입출구멍(18a)(18b)의 개수가 각 하나씩이면서 그 각각의 내경이 1mm일 경우 정밀하고 안정된 정전용량 값을 얻을 수 있음을 확인하였다.

이러한 캡(18)의 제1 및 제2입출구멍(18a)(18b)으로 인해 연료탱크(T)가 노면 상태에 따라 비스듬하게 기울어지면서 연료탱크(T) 내의 연료가 어느 한쪽으로 쏠리더라도 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이 및 제2관형전극(12)의 중공 내부에 채워진 연료는 원래 유면 높이와 비슷한 높이를 유지하므로 감지부(13)가 실제 연료량보다 적거나 많게 감지하는 오류를 방지할 수 있다.

아울러 제1 및 제2입출구멍(18a)(18b)과 제1 및 제2통기공(11a)(12a)에 의해 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이와 제2관형전극(12)의 중공 내부로 각각 드나드는 연료의 레벨이 연료탱크(T) 내의 연료 레벨과 동일 또는 상응한 높이를 유지하게 된다.

저장부(20)는 입력부(22)를 통해 연료의 종류별 유전율 정보를 미리 저장하고, 기준 레벨, 최대 레벨, 연료탱크(T)의 형상 및 크기 및 연료탱크(T)에 주입되는 연료의 종류에 대한 정보를 포함하는 초기화 정보 등을 저장하여 필요한 해당 정보를 마이컴(16)에 제공한다.

또한, 연료 센더(100)는 저장부(20)에 기록된 연료 변동량 데이터를 실시간으로 표시하는 표시부(21) 및 GPS로부터 현재시간 정보와 차량의 현재 GPS 좌표를 수신하기 위한 GPS 수신부(25)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

표시부(21)는 시간의 경과에 따른 연료탱크 내의 연료 변동량을 표시하고, 아울러 기기의 조작을 위한 안내문구, 기기의 작동 상태, 측정값 등의 각종 정보를 표시한다.

여기서 감지부(13), 계측부(14), 마이컴(16), 출력부(17), 연료량보정부(19), 저장부(20)는 PCB 상에 탑재된 형태로 구현될 수 있고, 이러한 PCB는 연료탱크(T)의 외부에 장착되는 몸체부(10)에 내장된 형태로 장착될 수 있으며, 또 PCB 전원은 차량의 배터리 전압(DC12V/24V)을 공급받아 사용할 수 있다.

운행기록단말기(200)는 연료 센더의 출력부(17)와 유무선(RS-485)으로 연결되어 시간의 경과에 따른 연료탱크(T) 내의 연료 변동량을 기록 및 저장하고, 아울러 운행관리서버(300)와 CDMA 장치나 WCDMA 장치 및 이동통신망을 통해 연결되어 연료 변동량 데이터를 실시간으로 전송한다.

이러한 운행기록단말기(200)는 차량 고유의 식별 정보를 저장한 채로 차량에 탑재되어 GPS로부터 전송되는 차량의 GPS 좌표를 참조하여 차량의 운행 기록을 작성하여 자동 저장하고, 아울러 차량 속도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 브레이크 스위치 및 시동 스위치 신호를 기초로 하여 차량속도, 차량위치, 주행거리, 운전시간, 분당 엔진회전수(RPM), 브레이크 신호, 일간 또는 누적 연료 변동량 등 차량의 운행기록 정보를 자동적으로 기록하고 통신망을 통해 운행관리서버(300)로 송신함으로써 차량의 운행기록 정보를 효율적으로 관리한다.

즉, 운행기록단말기(200)는 운전자의 임의 조작이 불가능한 차량용 운행기록계의 기능 및 구실을 병행할 수 있으며, 이에 따라 운행기록단말기(200)에 기록된 데이터는 만일의 사고 시 그 원인 분석과 공정한 증빙자료로 활용될 수 있고, 차량의 1일 운행 상황을 정확하게 해석하여 안전운전 및 유류비 절감을 유도하고 과속, 난폭운전을 개선하여 교통사고를 미연에 방지하는 데 기여하게 된다.

그리고 운행기록단말기(200)는 시간의 경과에 따른 연료탱크(T) 내의 연료 변동량을 표시한다.

여기서 운행기록단말기(200)는 조작 신호를 입력하기 위한 키패드나 터치 스크린 등의 키입력부와, 기기의 조작을 위한 안내문구, 기기의 작동 상태, 측정값 등의 각종 정보를 표시하기 위한 디스플레이부와, GPS로부터 현재시간 정보와 차량의 현재 GPS좌표를 수신하기 위한 GPS수신부와, 차량의 운행거리를 검출하기 위해 타코센서로부터 운행거리 정보를 입력받는 적산기록부와, 적산기록부로부터 입력되는 차량의 운행거리 정보 및 키입력부, 연료 센더(100)를 통해 입력되는 각종 정보를 저장하는 데이터 저장부와, 데이터 저장부에 저장된 운행기록을 운행관리서버(300)로 송신하는 송수신부 및 각종 정보를 데이터 저장부에 저장하도록 제어하고, 디스플레이부에 표시 및 운행관리서버(300)로 출력하도록 제어하는 프로세서 등을 포함하는 이동통신단말기나 PDA 형태로 구현될 수 있다.

또한, 운행기록단말기(200)는 차량의 속도나 주행거리, 정차시간 또는 주행시간 등의 정보를 측정하는 타코미터센서(미도시)를 포함하여 구성된다. 이 타코미터센서는 전자식/기계식 모두 적용 가능하고, 임의의 차량 제원에 맞게 최종 감속비를 조정할 수 있도록 구비되고, 아울러 일반속도와 정밀속도로 구분하여 차량의 속도를 측정 가능하게 구비된다.

또한, 운행기록단말기(200)는 연료의 도난이나 이상상황 발생 시에 경보신호를 운행관리서버(300)로 전송할 수 있다.

운행관리서버(300)는 운행기록단말기(200)와 통신망을 통해 연결되어 연료 변동량 정보를 전송받아 해당 차량의 이력 정보로 등록 및 저장하고 출력한다.

이러한 운행관리서버(300)는 차량 관리회사에 설치되는 컴퓨터로, 관리자 단말기(200)와 유무선 통신을 통해 해당 차량의 연료 변동량 데이터를 포함한 운행 기록 정보를 수신하고, 차량에 필요한 각종 정보를 운행기록단말기(200)로 송신한다.

여기서 운행관리서버(300)와 운행기록단말기(200)는 근거리 무선 통신 또는 유선통신을 통해 데이터 송수신을 할 수도 있고, CDMA 장치나 WCDMA 장치와 이동통신망을 통해 원격지에서 실시간으로 데이터를 송수신할 수 있다.

한편, 운행관리서버(300)는 신용카드사 서버(400)와 연계하여 운행기록단말기(200)를 통해 전송되는 연료 변동량 정보와 운행기록단말기(200)가 탑재된 차량의 운전자에게 지급된 주유카드의 결제승인정보를 대조함으로써 주유금액에 상응하는 만큼의 연료가 주유 되었는지를 더욱 명확하게 확인할 수 있다.

여기서 신용카드사 서버(400)는 밴(VAN) 서버 또는 PG(payment gateway) 서버 등 신용카드 결제에 필요한 모든 서버들을 포함하는 의미로 해석될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시 예에 따른 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템은 연료 센더(100)가 연료탱크(T) 내의 연료 변동량을 시간의 경과에 따라 체크 및 기록하고 데이터화하여 운행기록단말기(200) 등의 단말기를 통해 실시간으로 운행관리서버(300)로 전송함으로써 차량 관리자는 운행관리서버(300)를 통해 운행기록을 시간의 흐름에 따라 모니터하여 연료를 체계적이고 효율적으로 관리할 수 있고, 연료의 도난이나 부정한 사용 여부를 정확하고 용이하게 확인할 수 있을 뿐만 아니라 차량의 이상으로 인한 과도한 연료 소비를 신속하게 인지하여 연료의 불필요한 낭비를 막을 수 있다.

아울러 연료 센더(100)가 연료탱크(T) 내의 평균화된 대류열 온도를 측정하고, 저장부(19)에 임시 저장한 후 연료의 온도가 높거나 낮을 경우 적정 온도 기준으로 보정하여 연료 변동량을 계측함으로써 실제 연료의 온도 및 연료량을 더욱 정밀하게 측정할 수 있다.

게다가 제1 및 제2관형전극(11)(12)의 하단 개구부를 제1 및 제2입출구멍(18a)(18b)이 형성된 캡(18)으로 막아 그 제1 및 제2입출구멍(18a)(18b)을 통해 연료가 서서히 드나들게 됨으로써 제1관형전극(11)과 제2관형전극(12) 사이에서 연료가 출렁이는 것을 최소화하여 연료 변동량을 한층 더 정확하고 안정적으로 계측할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템은 크게 제1 및 제2유량계(110)(120), 공기제거유닛(130), 연산출력부(140), 운행기록단말기(200) 및 운행관리서버(300)를 포함하여 구성된다.

제1유량계(110) 차량의 연료탱크(미도시)와 인젝터(미도시) 사이의 연료 공급라인 상에 장착되어 연료의 공급량을 계측한다.

제2유량계(120)는 인젝터와 연료탱크 사이의 연료 회수라인 상에 장착되어 연료의 회수량을 계측한다.

여기서 제1 및 제2유량계(110)(120)는 회전자와 케이싱 사이에 생기는 일정한 용적과 회전수로부터 적산 유량을 측정하는 용적식 유량계(oval flow meter)를 채용하는 것이 바람직하나, 이외에도 다양한 방식의 유량계를 적용할 수도 있음은 물론이다.

공기제거유닛(130)은 인젝터와 제2유량계(120) 사이의 연료 회수라인 상에 장착되어 연료탱크로 회수되는 연료가 경유하면서 그 연료 내의 공기를 제거한다.

이러한 공기제거유닛(130)은 상부의 한쪽 측면에 인젝터와 연료 회수라인을 통해 연결되어 통하는 유입구(131)가 형성되고, 하부의 다른 쪽 측면에 제2유량계(120)와 연결되어 통하는 배출구(132)가 형성되고, 상면에 내부공간과 통하는 배기구(133)가 형성된 케이싱(134)과, 이 케이싱(134)에 승강 가능하게 내장하되 연료와 비중 차이와 공기압력에 의한 부력으로 배기구(133)를 개폐하면서 연료 속에 포함된 공기가 배기구(133)를 통해 배출되도록 안내 및 유도하는 부력구(135)와, 케이싱(134)의 내부공간에 형성하되 유입구(131)를 통해 케이싱(134)의 내부공간으로 유입된 연료가 정체 및 우회하여 배출구(132)로 배출되도록 유도하는 우회채널(136)을 포함하여 구성된다.

즉, 유입구(131)는 케이싱(134)의 상부 측면에 형성되어 있고, 배출구(132)는 케이싱(134)의 하부 측면 중 유입구(134)와 반대쪽 측면에 형성되어 있어 케이싱(134)의 내부 공간으로 유입되는 연료가 1차적으로 일정시간 정체하다가 우회채널(136)에 의해 2차적으로 정체한 후 배출구(132)를 통해 배출되며, 이 과정에서 연료 내에 포함된 공기는 연료보다 가벼우므로 케이싱(134) 내부 공간의 상부로 모이게 되고, 이렇게 되면 공기 압력이 생성됨으로 인해 부력구(135)의 부력이 감소하면서 하강하는 순간 배기구(133)가 개방되고, 이때 케이싱(134) 내부 공간의 상부에 모인 공기가 배출되게 된다.

이와 동시에 유입구(131)를 통해 케이싱(134) 내부 공간으로 연료가 유입되고, 그 연료의 부력으로 인해 부력구(135)는 다시 상승하면서 배기구(133)를 폐쇄하게 된다.

아울러 배기구(133)를 통해 배출되는 공기는 별도의 배출 경로를 통해 제거된다.

여기서 부력구(135)는 연료의 부력에 의해 부상하도록 연료의 비중보다 비중이 낮은 재질로 이루어져 케이싱(134)의 내부 공간상에 고정된 수직축(137)의 축선 방향을 따라 승강하도록 장착되며, 상부로 갈수록 점차 직경이 작아지는 마치 원뿔대 형상으로 형성되어 있고, 그 상단부에는 배기구(133)에 삽입될 때 기밀성을 유지하도록 오링(135a)이 부착될 수 있다.

연산출력부(140)는 제1 및 제2유량계(110)(120)의 계측 연료량 차이 값을 산출하여 운행기록단말기(200)로 실시간 출력한다.

운행기록단말기(200)는 연산출력부(140)와 유무선(RS-485)으로 연결되어 연산출력부(140)에서 출력되는 차량의 실제 연료 소모량을 실시간 또는 주기적으로 기록 및 표시하고, 아울러 운행관리서버(300)와 CDMA 장치나 WCDMA 장치 및 이동통신망을 통해 연결되어 연료 소모량 데이터를 실시간으로 전송한다.

이러한 운행기록단말기(200)는 차량 고유의 식별 정보를 저장한 채로 차량에 탑재되어 GPS로부터 전송되는 차량의 GPS 좌표를 참조하여 차량의 운행 기록을 작성하여 자동 저장하고, 차량속도, 차량위치, 주행거리, 운전시간, 분당 엔진회전수(RPM), 브레이크 신호, 연료 소모량 등 차량의 운행기록 정보를 통신망을 통해 운행관리서버(300)로 송신함으로써 차량의 운행정보를 효율적으로 관리한다.

운행관리서버(300)는 운행기록단말기(200)와 통신망을 통해 연결되어 연료 소모량 정보를 전송받아 해당 차량의 이력 정보로 등록 및 저장한다.

이러한 운행관리서버(300)는 차량 관리회사에 설치되는 컴퓨터로, 관리자 단말기(200)와 유무선 통신을 통해 해당 차량의 연료 소모량 데이터를 포함한 운행 기록 정보를 수신하고, 차량에 필요한 각종 정보를 운행기록단말기(200)로 송신한다.

여기서 운행관리서버(300)와 운행기록단말기(200)는 근거리 무선 통신 또는 유선통신을 통해 데이터 송수신을 할 수도 있고, CDMA 장치나 WCDMA 장치와 이동통신망을 통해 원격지에서 실시간으로 데이터를 송수신할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시 예에 따른 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템은 연료펌프의 작동에 의해 인젝터로 공급된 연료 중 엔진의 연소실로 분사된 연료를 제외한 나머지 연료를 다시 연료탱크로 회수되는 연료에 포함된 공기가 공기제거유닛(130)을 통해 제거된 상태로 제2유량계(120)를 통과함으로써 회수 연료량의 계측 오차를 방지하게 되고, 이로 인해 공급 연료량에서 회수 연료량을 차감하여 산출되는 실제 사용에 의한 연료 소모량을 한층 정확하게 계측할 수 있어 연료를 체계적이고 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 연료의 도난이나 부정한 사용 여부를 신속하고 용이하게 확인할 수 있다.

여기서 본 발명의 제2실시 예의 구성요소 중 상술한 제1실시 예와 동일 또는 유사한 작용효과를 갖는 구성요소는 그와 동일한 참조부호를 사용하며, 그에 대한 반복적이고 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백하다.

그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 몸체부 11: 제1관형전극
11a: 제1통기공 12: 제2관형전극
12a: 제2통기공 13: 감지부
14: 계측부 15: 온도센서
16: 마이컴 17: 출력부
18: 캡 18a: 제1입출구멍
18b: 제2입출구멍 19: 연료량보정부
20: 저장부 21: 표시부
100: 연료 센더 110: 제1유량계
120: 제2유량계 130: 공기제거유닛
131: 유입구 132: 배출구
133: 배기구 134: 케이싱
135: 부력구 136: 우회채널
140: 연산출력부 200: 운행기록단말기
300: 운행관리서버 400: 신용카드사 서버

Claims (7)

1. 연료탱크에 고정되는 몸체부;
   상기 몸체부의 하부에 수직으로 결합되어 상기 연료탱크 내부에 삽입 장착되고, 전기적으로 절연되도록 일정 간격을 두고 이중관 형태로 구비된 제1 및 제2관형전극;
   상기 제1관형전극과 제2관형전극 사이의 연료량 증감에 따른 정전용량 변화를 검출하는 감지부;
   상기 감지부의 정전용량을 계측하여 연료량 정보 신호로 변환하는 계측부;
   상기 제1관형전극에 내장되고 상기 연료탱크 내의 연료 온도를 검출하여 전기 신호로 변환하는 온도센서;
   상기 계측부에 의해 획득된 연료량 정보와 상기 온도센서로부터 전송되는 신호를 기초로 상기 연료탱크 내의 연료 변동량을 산출하는 마이컴;
   상기 마이컴에서 산출된 연료 변동량 데이터를 기록하는 저장부;
   상기 저장부에 기록된 연료 변동량 데이터를 실시간으로 출력하는 출력부;
   상기 제1 및 제2관형전극의 하단 개구부를 막도록 결합되고 상기 제1관형전극과 제2관형전극 사이와 상기 제2관형전극의 중공 내부로 각각 연료가 드나들도록 제1 및 제2입출구멍이 형성된 캡; 및
   GPS로부터 현재시간 정보와 차량의 현재 GPS 좌표를 수신하기 위한 GPS 수신부를 포함하고,
   상기 마이컴은, GPS 신호, 차량 속도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 브레이크 스위치 및 시동 스위치 신호를 기초로, 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우의 연료량 값을 종전 연료값으로 수집하고, 상기 계측부의 출력신호로부터 연료탱크의 현재 연료량 값을 산출하여 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우 상기 종전 연료량 값으로 갱신하고, '0'이 아닐 경우 상기 현재 연료량 값에서 상기 종전 연료량 값을 감산 또는 상기 종전 연료량 값에서 상기 현재 연료량 값을 감산하여 그 값이 연료탱크 용량의 5% 용적 값보다 크거나 같은 경우 주유량 또는 도유량으로 표시 및 상기 종전 연료량 값으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 연료 센더.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2관형전극의 상부에 상기 연료탱크 내의 공기가 통하도록 제1 및 제2통기공이 각각 형성되고, 상기 온도센서는 상기 제1 및 제2통기공에 인접하도록 장착되어 상기 연료탱크 내의 대류열 온도를 검출하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 연료 센더.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 온도센서에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)보다 높을 경우, 그 온도 차이 값에 계수(휘발유는 0.1%, 경유는 0.089%, 등유는 0.09%)를 곱하여 산출된 값에 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 곱한 후, 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 감산하여 산출된 절댓값으로 상기 연료탱크 내의 연료량을 보정하고,
   상기 온도센서에서 검출된 연료 온도가 기준온도(15℃)보다 낮을 경우, 그 온도 차이 값에 계수(휘발유는 0.1%, 경유는 0.089%, 등유는 0.09%)를 곱하여 산출된 값에 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 곱한 후, 상기 계측부에 의해 획득된 연료량 값을 가산하여 산출된 값으로 상기 연료탱크 내의 연료량을 보정하는 연료량보정부;
   를 더 포함하는 정전용량식 연료 센더.
   
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5. 연료탱크에 고정되는 몸체부;
   상기 몸체부의 하부에 수직으로 결합되어 상기 연료탱크 내부에 삽입 장착되고,
   전기적으로 절연되도록 일정 간격을 두고 이중관 형태로 구비된 제1 및 제2관형전극;
   상기 제1관형전극과 제2관형전극 사이의 연료량 증감에 따른 정전용량 변화를 검출하는 감지부;
   상기 감지부의 정전용량을 계측하여 연료량 정보 신호로 변환하는 계측부;
   상기 제1관형전극에 내장되고 상기 연료탱크 내의 연료 온도를 검출하여 전기 신호로 변환하는 온도센서;
   상기 계측부에 의해 획득된 연료량 정보와 상기 온도센서로부터 전송되는 신호를 기초로 상기 연료탱크 내의 연료 변동량을 산출하는 마이컴;
   상기 마이컴에서 산출된 연료 변동량 데이터를 기록하는 저장부;
   상기 저장부에 기록된 연료 변동량 데이터를 실시간으로 출력하는 출력부;
   상기 제1 및 제2관형전극의 하단 개구부를 막도록 결합되고 상기 제1관형전극과 제2관형전극 사이와 상기 제2관형전극의 중공 내부로 각각 연료가 드나들도록 제1 및 제2입출구멍이 형성된 캡; 및
   GPS로부터 현재시간 정보와 차량의 현재 GPS 좌표를 수신하기 위한 GPS 수신부를 포함하여 이루어지되,
   상기 마이컴은, GPS 신호, 차량 속도 센서, 엔진 회전 속도 센서, 브레이크 스위치 및 시동 스위치 신호를 기초로, 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우의 연료량 값을 종전 연료값으로 수집하고, 상기 계측부의 출력신호로부터 연료탱크의 현재 연료량 값을 산출하여 차량의 속도나 분당 엔진 회전수(RPM) 중 적어도 어느 하나가 '0'일 경우 상기 종전 연료량 값으로 갱신하고, '0'이 아닐 경우 상기 현재 연료량 값에서 상기 종전 연료량 값을 감산 또는 상기 종전 연료량 값에서 상기 현재 연료량 값을 감산하여 그 값이 연료탱크 용량의 5% 용적 값보다 크거나 같은 경우 주유량 또는 도유량으로 표시 및 상기 종전 연료량 값으로 갱신하는 연료 센더와;
   차량에 탑재되고 상기 연료 센더의 출력부와 유무선으로 연결되어 상기 연료탱크 내의 연료 변동량 데이터를 실시간으로 체크 및 표시하는 운행기록단말기; 및
   상기 운행기록단말기와 통신망을 통해 연결되어 연료 변동량 정보를 전송받아 해당 차량의 이력 정보로 등록 및 저장하는 운행관리서버;
   를 포함하는 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템.
   
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