KR101896309B1

KR101896309B1 - 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법

Info

Publication number: KR101896309B1
Application number: KR1020160151786A
Authority: KR
Inventors: 김세진; 김인곤; 윤종혁
Original assignee: 주식회사 코아비스
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-09-10
Also published as: US10634532B2; KR20180054172A; US20180136023A1

Abstract

본 발명은 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 연료탱크 내부 바닥면에 구비되어, 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면까지의 거리를 산출하기 위한 측정 데이터를 획득하는 초음파 센서부(1000) 및 상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 측정 데이터를 이용하여, 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산하며, 상기 액위 정보를 이용하여 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압을 제어하는 중앙 처리부(2000)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템에 관한 것이다.

Description

초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법 {System and method for drive optimizing of ultrasonic level sensor}

본 발명은 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파 센서를 이용하여 차량용 연료탱크의 액위를 측정함에 있어서, 초음파 센서의 구동 상태를 제어하여 블라인드 존을 최소화하여 연료탱크 내의 액위를 정확히 측정할 수 있는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법에 관한 것이다.

차량용 연료탱크 내의 연료의 높이를 측정하기 위해 초음파 센서를 차량용 연료탱크 바닥면에 부착하여 이용할 경우, 초음파 센서가 외부(공기)에 노출되지 않아 초음파 센서 자체의 오류를 최소화할 수 있는 반면에,

초음파 센서 구동시 발생되는 구동 신호 구간(ringing time)과 겹치는 높이(blind zone) 내에 존재하는 연료의 높이를 측정하기 어려운 문제점이 발생하게 된다.

또한, 차량용 연료탱크 내의 연료는 외부 환경에 따라 끓는 점 이상의 온도가 될 경우, 도 1과 같이, 연료가 끓게 되어 기포가 발생하게 된다.

이 때, 차량용 연료탱크 내 연료의 액위를 측정하기 위하여, 초음파 센서를 이용하여 연료면까지의 거리를 측정하기 위한 초음파 신호를 송신할 경우, 기포에 의한 난반사 또는 산란 현상이 발생하게 된다.

도 1과 같이, 기포에 의한 난반사 또는 산란 현상이 발생할 경우, 반사되는 초음파 신호를 수신할 수 없어, 연료가 없는 것으로 인지됨으로써 정확한 액위를 측정하기가 어려운 문제점이 있다.

국내공개특허 제10-1999-0058443호("초음파 센서를 이용한 연료량 측정 장치 및 방법", 이하 선행문헌 1) 연료탱크의 내벽에 설치된 초음파 센서를 이용하여 연료면까지의 거리를 측정하여 연료탱크에 남아있는 연료량을 산출할 수 있는 연료량 측정 장치 및 방법을 개시하고 있다.

그렇지만, 선행문헌 1에서는 상술한 문제점인 초음파 센서 구동시 발생되는 구동 신호 구간(ringing time)과 겹치는 높이(blind zone) 내에 존재하는 연료의 높이를 측정하기 어려운 점을 해결하기 위한 방법 또는 연료가 끓어 기포가 발생할 경우, 초음파 센서의 측정 오류를 극복하기 위한 방법에 대해서 전혀 언급하지 않고 있다.

국내 공개 특허 제10-1999-0058443호 (공개일자 1999.07.15.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 초음파 센서를 이용하여 차량용 연료탱크의 액위를 측정함에 있어서, 초음파 센서 구동시 발생되는 구동 신호 구간(ringing time)과 겹치는 높이(blind zone) 내에 존재하는 연료의 높이를 측정하기 어려운 문제점을 해결하기 위하여, 초음파 센서의 구동 상태를 제어하여 블라인드 존을 최소화하여 연료탱크 내의 액위를 정확히 측정할 수 있는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템은, 차량용 연료탱크 내부 바닥면에 구비되어, 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면까지의 거리를 산출하기 위한 측정 데이터를 획득하는 초음파 센서부(1000) 및 상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 측정 데이터를 이용하여, 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산하며, 상기 액위 정보를 이용하여 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압을 제어하는 중앙 처리부(2000)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 상기 중앙 처리부(2000)은 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 허용 동작 전압의 최소값으로 동작 전압을 제어하고, 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 허용 동작 전압의 최대값으로 동작 전압을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중앙 처리부(2000)은 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 펄스 폭을 강제 제어하고, 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값을 초과하면서 기설정된 최대 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 펄스 수를 1차 강제 제어하고, 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값을 초과하면서 기설정된 최대 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 펄스 수를 2차 강제 제어하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 초음파 센서의 구동 최적화 시스템은 상기 중앙 처리부(2000)로부터 전달받은 상기 연료탱크의 액위 정보를 차량 운전자가 확인할 수 있도록 출력하는 표시부(3000)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은, 연료탱크 내부 바닥면에 구비되어 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면까지의 거리를 산출하기 위한 측정 데이터를 획득하여 전송하는 초음파 센서부를 포함하는 초음파 센서의 구동 최적화 방법에 있어서, 중앙 처리부에서, 상기 초음파 센서부로부터 기설정된 시간동안 기설정된 횟수만큼 다수 번의 측정 데이터를 전달받는 측정 단계(S10), 중앙 처리부에서, 상기 측정 단계(S10)에 의해 전달받은 다수 번의 측정 데이터를 이용하여 다수 개의 초기 액위 정보를 연산하고, 다수 개의 상기 초기 액위 정보를 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하는 정렬 단계(S20), 중앙 처리부에서, 상기 정렬 단계(S20)에 의해 정렬한 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 기설정된 기준값 이하에 해당되거나 0인 초기 액위 정보를 제외시키는 보정 단계(S30), 중앙 처리부에서, 상기 보정 단계(S30)에 의해 제외시키고 남은 상기 초기 액위 정보를 이용하여, 최종 액위 정보를 산출하는 액위 측정 단계(S40) 및 중앙 처리부에서, 상기 액위 측정 단계(S40)에 의해 산출한 최종 액위 정보를 이용하여, 상기 초음파 센서부의 동작 전압을 제어하는 초음파 구동 제어 단계(S50)로 이루어지며, 상기 초음파 구동 제어 단계(S50)를 수행하고 난 후, 제어된 상기 초음파 센서부의 동작 전압을 적용하여, 상기 측정 단계(S10), 정렬 단계(S20), 보정 단계(S30), 액위 측정 단계(S40) 및 초음파 구동 제어 단계(S50)를 반복해서 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은, 연료탱크 내부 바닥면에 구비되어 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면까지의 거리를 산출하기 위한 측정 데이터를 획득하여 전송하는 초음파 센서부를 포함하는 차량용 연료탱크의 액위 측정 방법에 있어서, 중앙 처리부에서, 상기 초음파 센서부로부터 기설정된 시간동안 기설정된 횟수만큼 다수 번의 측정 데이터를 전달받는 측정 단계(S100), 중앙 처리부에서, 상기 측정 단계(S100)에 의해 전달받은 다수 번의 측정 데이터를 이용하여 다수 개의 초기 액위 정보를 연산하고, 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 기설정된 기준값 이하에 해당되거나 0인 초기 액위 정보를 제외시키는 보정 단계(S200), 중앙 처리부에서, 상기 보정 단계(S200)에 의해 제외시키고 남은 상기 초기 액위 정보를 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하는 정렬 단계(S300), 중앙 처리부에서, 상기 정렬 단계(S300)에 의해 정렬한 상기 초기 액위 정보를 이용하여, 최종 액위 정보를 산출하는 액위 측정 단계(S400) 및 중앙 처리부에서, 상기 액위 측정 단계(S400)에서 산출한 최종 액위 정보를 이용하여, 상기 초음파 센서부의 동작 전압을 제어하는 초음파 구동 제어 단계(S500)로 이루어지며, 상기 초음파 구동 제어 단계(S500)를 수행하고 난 후, 제어된 상기 초음파 센서부의 동작 전압을 적용하여, 상기 측정 단계(S100), 보정 단계(S200), 정렬 단계(S300), 액위 측정 단계(S400) 및 초음파 구동 제어 단계(S500)를 반복해서 수행하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 본 발명의 초음파 센서의 구동 최적화 방법은 중앙 처리부에서, 산출한 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부의 허용 동작 전압의 최소값으로 동작 전압을 제어하고, 중앙 처리부에서, 산출한 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부의 허용 동작 전압의 최대값으로 동작 전압을 제어하는 것을 특징으로 하며,

산출한 최종 액위 정보를 표시부로 전달하여 표시하는 표시 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법은 초음파 센서를 이용하여 차량용 연료탱크의 액위를 측정함에 있어서, 초음파 센서 구동시 발생되는 구동 신호 구간(ringing time)과 겹치는 높이(blind zone) 내에 존재하는 연료의 높이를 측정하기 어려운 문제점을 해결하기 위하여, 초음파 센서의 구동 상태를 제어하여 블라인드 존을 최소화하여 연료탱크 내의 액위를 정확히 측정할 수 있는 효과가 있다.

특히, 실시간으로 현재 연료탱크 내의 연료 높이에 따라 초음파 센서의 동작 전압을 제어함으로써, 블라인드 존을 최소화할 수 있으며, 동작 전압 뿐 아니라, 펄스 폭 또는 펄스 수를 강제 제어하여 블라인드 존을 최소화하여 연료탱크 내의 액위를 정확히 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 초음파 센서를 이용하여 다수 번의 액위 측정 데이터를 전달받아 미리 설정된 연산 과정을 수행함으로써, 측정 오차를 최소화하여 차량용 연료탱크 내의 연료의 액위를 정확히 측정할 수 있을 뿐 아니라,

특히, 차량이 고온의 환경에 위치하여 연료가 끓어 발생하는 기포에 의한 난반사 또는 산란 현상의 측정 오류를 효과적으로 보정함으로써, 연료탱크를 적용할 수 있는 차량의 다양성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법은 초음파 센서의 오류(short 또는 open)를 자가 진단하여 차량 운전자에게 연료탱크의 현재 액위 정보에 대한 정확성을 전달하여 액위 측정값의 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.

더불어, 액위 측정 데이터를 분석하여 기포에 의한 측정 오류 뿐 아니라 경사로 인한 일시적인 측정 오류를 판단하거나, 급유가 필요함을 판단하여 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

마지막으로, 연료탱크 내부 바닥면에 초음파 센서를 구비함으로써, 공기에 노출되지 않아 노출에 따른 초음파 센서 자체의 오류를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 연료탱크에 발생하는 기포, 기포에 의한 초음파 신호의 난반사 또는 산란 현상의 예시 및 이에 따른 액위 측정 오류를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템의 초음파 센서부(1000)이 차량용 연료탱크 내부 바닥면에 구비된 구성을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템의 초음파 센서부(1000)의 동작 신호를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 초음파 센서의 구동 최적화 방법의 액위 측정 과정을 나타낸 예시도이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법은 차량용 연료탱크의 액위를 측정함에 있어서, 초음파 센서 구동시 발생되는 구동 신호 구간(ringing time)과 겹치는 높이(blind zone) 내에 존재하는 연료의 높이를 측정하기 어려운 문제점을 해결하기 위하여,

초음파 센서의 구동 상태를 제어하여 블라인드 존을 최소화하여 연료탱크 내의 액위를 정확히 측정할 수 있는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법에 관한 것이다.

상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 센서부가 연료탱크의 바닥면에 구비되기 때문에, 초음파 센서 자체의 높이보다 적은 유량일 경우, 즉, 액위가 초음파 센서 자체의 높이보다 낮을 경우 액위 측정이 불가능한 것은 공정상 불가피한 당연한 사실이다.

초음파 센서는 도 4와 같이, 최초 초음파 신호를 송신할 때 발생되는 구동 신호(ringing rime)가 나타나게 되며, 연료면에 반사되어 돌아오는 반사파가 수신되기까지의 신호인 측정 데이터(TOF, Time-Of-Flight)를 이용하여 액위를 측정하게 된다. 이 때, 일반적인 경우, 측정 데이터를 구동 신호보다 늦게 수신되기 때문에 액위를 측정하는데 문제가 없지만, 연료탱크 내의 유량이 초저유량의 경우, 연료면에 반사되어 돌아오는 반사파가 구동 신호 구간과 중첩되는 경우가 발생하게 된다.

이 경우, 반사파로 인해 발생되는 신호인지, 구동 신호에 의해 발생되는 신호인지 정확하게 판단하기가 어려워 측정값의 신뢰 불가능 구간이 나타나게 되며, 이 구간이 도 3의 측정 불가 영역(Blind zone)을 의미한다.

이를 해결하기 위하여, 초음파 신호의 세기를 약하게 할 경우, 측정 불가 영역이 작아지는 장점이 있지만, 이는 약한 초음파 신호가 충분히 연료면에 도달할 수 있는 저유량의 경우에만 가능하고, 고유량의 경우 초음파 신호가 연료면에 도달하지 못할 가능성이 있기 때문에 이 역시 신뢰 불가능하게 된다.

그렇기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법은, 실시간으로 산출되는 액위 정보를 이용하여 초음파 센서 구동 전압을 제어하여, 측정 불가 영역, 다시 말하자면 블라인드 존을 최소화하여 유량에 상관없이 연료탱크 내의 액위를 정확히 측정할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템을 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 초음파 센서부(1000) 및 중앙 처리부(2000)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 초음파 센서부(1000)은 기준 센서(미도시)와 측정 센서(미도시)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 초음파 센서부(1000)의 기준 센서와 측정 센서는 초음파 신호를 송신하는 발진부와 반사되어 되돌아오는 반사파를 수신하는 응답부를 하나로 구성되거나, 각각 별도의 구성으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 초음파 센서부(1000)은 차량용 연료탱크 내부 바닥면에 구비되어, 연료에 잠겨있는 것이 바람직하며, 이를 통해서, 공기 노출에 따른 초음파 센서 자체의 오류를 최소화할 수 있다.

각 구성에 대해서 상세히 알아보자면,

상기 초음파 센서부(1000)은 초음파 레벨 센서(Ultrasonic Level Sensor)로서, 상술한 바와 같이, 차량용 연료탱크 내부 바닥면에 구비되어, 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 초음파 신호의 송수신을 통해서 거리를 측정하고 측정 데이터를 상기 중앙 처리부(2000)로 전송할 수 있다.

상기 기준 센서는 상기 연료탱크 내에 존재하는 연료의 종류, 온도 등에 따라 초음파 신호의 송수신 속도가 상이해지기 때문에, 이에 대한 기준을 설정하기 위한 구성이다.

상기 기준 센서는 송신한 초음파 신호가 미리 형성되어 있는 반사부에 의해 반사 신호가 되돌아오기까지의 시간을 산출한 기준 측정 데이터(TOF Ref., Time-Of-Flight Reference)를 획득할 수 있다. 이를 통해서 상기 연료탱크 내 연료 상태에 따른 초음파 송수신 속도의 기준을 설정할 수 있다.

상기 측정 센서는 실제로 상기 연료탱크의 액위를 산출하기 위한 표면 측정 데이터(TOF Lev., Time-Of-Flight surface level)를 획득할 수 있다. 상기 표면 측정 데이터는 상기 연료탱크의 연료면으로 초음파 신호를 송신하고 연료면(유면)으로부터 반사된 반사 신호가 되돌아오기까지의 시간을 산출한 데이터로서, 상기 기준 센서에서 획득한 상기 기준 측정 데이터와 함께 연산하여 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면(유면)까지의 거리를 산출할 수 있다.

상기 중앙 처리부(2000)은 차량 내 구비되어 있는 PCB의 연산수단인 MCU를 의미하며, 상기 중앙 처리부(2000)에서 산출한 상기 연료탱크의 액위 정보는 차량 내 CAN 통신을 통해서 표시부(3000)로 전달될 수 있다.

상기 표시부(3000)은 상기 중앙 처리부(2000)로부터 전달받은 상기 연료탱크의 액위 정보를 차량 운전자가 확인할 수 있도록 출력하는 것이 바람직하다.

상기 중앙 처리부(2000)은 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 횟수만큼 상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 측정 데이터들을 이용하여, 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산할 수 있다.

더불어, 상기 중앙 처리부(2000)은 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보를 이용하여 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압을 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 연료탱크의 액위 정보가 저유량일 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 세기를 낮춰 블라인드 존을 최소화할 수 있다.

상세하게는, 상기 중앙 처리부(2000)은 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 미리 설정된 최소 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 허용 동작 전압의 최소값으로 동작 전압(driving voltage)을 제어하는 것이 바람직하고,

미리 설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 허용 동작 전압의 최대값으로 동작 전압(driving voltage)을 제어하는 것이 바람직하다.

이와 함께, 상기 중앙 처리부(2000)은 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 미리 설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 허용 동작 전압의 최대값으로 동작 전압을 제어함과 동시에 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 펄스 폭(pulse width)을 강제 제어할 수 있다.

여기서, 미리 설정된 최소 유량값이란, 일반적인 초음파 센서의 자체 높이와 초음파 센서의 구동 신호(ringing time)가 전달되는 시간의 높이를 합산한 값이며, 이는 초음파 센서의 스펙에 따라 달라지게 되며, 동작 펄스 폭의 강제 제어 정도는 초음파 센서의 스펙에 따라 달라지게 된다.

또한, 상기 중앙 처리부(2000)은 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 미리 설정된 최소 유량값 초과하면서 미리 설정된 최대 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 펄스 수(number of pulses)를 1차 강제 제어하고,

연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 미리 설정된 최대 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 펄스 수(number of pulses)를 2차 강제 제어하는 것이 바람직하다.

여기서, 미리 설정된 최대 유량값이란, 연료탱크의 스펙에 따라 상이하게 설정하는 것이 바람직하며, 동작 펄스 수의 강제 제어 횟수 역시 초음파 센서의 스펙에 따라 달라지게 된다.

상기 중앙 처리부(2000)의 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 강제 제어에 대한 일 실시예를 들자면, 초음파 센서의 스펙에 따른 동작 전압의 최소값이 7.5V이고, 최대값이 26V이며, 연료탱크의 스펙에 따른 최소 유량값이 50mm이고, 최대 유량값이 200mm으로 설정할 경우, 하기의 표 1과 같이 정리할 수 있다.

연료탱크 내의 액위 정보(x)	초음파 센서의 동작 제어
연료탱크 내의 액위 정보(x)	동작 전압 (driving voltage)	펄스 폭 (pulse width)	펄스 수 (number of pulses)
	7.5V	125ns	1
x > 50mm	26V	250ns	1
	26V	250ns	4
x > 200mm	26V	250ns	12

상기의 표 1은 연료탱크의 스펙과 초음파 센서의 스펙에 따라 상이하게 설정되는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.

상기 중앙 처리부(2000)은 상기 기준 센서로부터 전달받은 기준 측정 데이터(TOF Ref., Time-Of-Flight Reference)와 상기 측정 센서로부터 전달받은 표면 측정 데이터(TOF Lev., Time-Of-Flight surface level)를 이용하여, 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 초음파 센서의 측정 데이터는 첫 번째 반사 신호가 되돌아오기까지의 시간을 의미하며, 하기의 수학식에 대입시켜 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산할 수 있다.

액위 정보 = (reference distance) * (기준 측정 데이터 / 표면 측정 데이터)

여기서, reference distance란, 상기 기준 센서의 발진부에서 미리 형성되어 있는 반사부까지의 거리를 의미하며,

상기 기준 센서를 이용하여 이미 알고 있는 reference distance에 대한 기준 측정 데이터, 즉, 반사부로 인해 초음파 신호가 반사되어 돌아오는 시간을 획득하여, 상기 연료탱크 내의 연료(액체)에 대한 초음파 신호의 속도를 산출하고,

상기 측정 센서를 이용하여 표면 측정 데이터, 즉, 표면(유면)에 의해 초음파 신호가 반사되어 돌아오는 시간을 획득하여, 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산할 수 있다.

상기 중앙 처리부(2000)은 상술한 바와 같이, 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 횟수만큼 전달받은 다수 번의 기준 측정 데이터와 표면 측정 데이터를 이용하여 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산할 수 있다.

상세하게는, 상기 중앙 처리부(2000)은 다수 번의 기준 측정 데이터와 표면 측정 데이터를 이용하여 다수 개의 초기 액위 정보를 연산할 수 있다.

연산한 다수 개의 초기 액위 정보를 오름차순 또는 내림차순으로 정렬한다.

이 후, 정렬한 다수 개의 초기 액위 정보 중 미리 설정된 기준값 이하에 해당되는 초기 액위 정보 또는, 0인 초기 액위 정보를 제외한다.

제외하고 남은 초기 액위 정보의 개수가 홀수일 경우, 가운데값으로 액위 정보를 산출하게 되고,

제외하고 남은 초기 액위 정보의 개수가 짝수일 경우, 가운데 2개의 측정 데이터의 평균값으로 액위 정보를 산출하게 된다.

이 때, 미리 설정된 기준값은 0 보다 큰 데이터 값이며, 상기 초음파 센서부(1000)에서 측정된 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면(유면)까지의 거리인 측정 데이터 중 무시하고자 하는 측정 데이터의 값으로 설정하는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 미리 설정된 기준값은 0 만을 설정하고 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 초음파 센서의 성능에 따라 제어가 가능하다.

더불어, 상기 중앙 처리부(2000)은 산출한 최종 액위 정보가 미리 설정된 급유 기즌값 이하에 해당될 경우, 연료탱크의 현재 액위 정보와 함께 상기 표시부(3000)의 제어를 통해서 차량 운전자가 급유 필요성을 인지하도록 하는 것이 바람직하다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템의 중앙 처리부(2000)은 상기 연료탱크의 액위 정보를 산출과, 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압 제어 뿐 아니라, 상기 초음파 센서부(1000)의 오류 상태(short 또는 open)를 예측하여 전달받은 기준 측정 데이터, 표면 측정 데이터의 정확성을 판단할 수 있으며, 더 나아가, 현재 상기 연료탱크의 조건(기포 발생, 경사진 조건, 급유가 필요한 상태 등)을 예측하여 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보에 대한 정확성도 판단할 수 있다.

이에 따라, 상기 표시부(3000)은 상기 중앙 처리부(2000)로부터 전달받은 상기 연료탱크의 액위 정보를 차량 운전자가 확인(식별)할 수 있도록 출력할 뿐 아니라, 현재 차량용 연료탱크의 액위 정보에 대한 정확도를 출력할 수 있어, 신뢰도를 높일 수 있다.

상기 중앙 처리부(2000)은 제 1 자가 진단부(210) 및 제 2 자가 진단부(2200)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 중앙 처리부(2000)은 상술한 바와 같이, 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 횟수만큼, 상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 다수 개의 측정 데이터를 이용하여, 연산 과정을 수행하여, 상기 연료탱크의 연료 액위 정보를 산출할 수 있다.

이 때, 미리 설정된 시간은 차량 운전자에게 지속적인 차량용 연료탱크 내의 남은 유량 정보를 전달하기 위한 시간으로 설정하는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 미리 설정된 시간은 100ms로 설정하고 있다. 그렇지만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 제어가 가능하다.

또한, 미리 설정된 횟수는 상기 초음파 센서부(1000)에 구성되어 있는 초음파 레벨 센서에서 처리 가능한 속도 및 응답성을 고려하여 10개 이내로 설정하는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 미리 설정된 횟수는 8개로서, 100ms 내에 8개의 측정 데이터를 전달받기 위해서, 하나의 측정 데이터의 측정 시간은 12.5ms이다. 이러한 10개 이내의 미리 설정된 횟수는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 초음파 센서의 성능에 따라 제어가 가능하다.

상기 중앙 처리부(2000)의 제 1 자가 진단부(2100)은 상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 측정 데이터의 유효성을 판단하며, 제 2 자가 진단부(2200)은 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보의 유효성을 판단할 수 있다.

상세하게는, 상기 제 1 자가 진단부(2100)은 상기 기준 센서에서 초음파 신호를 송신할 때 발생되는 구동 신호(ringing time)를 획득하여, 이를 이용하여 상기 기준 센서의 기준 측정 데이터의 유효성을 판단할 수 있으며,

상기 측정 센서에서 초음파 신호를 송신할 때 발생되는 구동 신호를 획득하여, 이를 이용하여 상기 측정 센서의 표면 측정 데이터의 유효성을 판단할 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 구동 신호란, 최초 발진 시 발생되는 펄스 신호로서, 상기 기준 센서의 파동 신호 또는, 상기 측정 센서의 파동 신호가 미리 설정된 기준점(문턱치, threshold) 이상일 경우, 상기 기준 센서의 기준 측정 데이터 또는, 상기 측정 센서의 표면 측정 데이터는 유효한 것으로 판단하게 된다.

다시 말하자면, 파동 신호가 미리 설정된 기준점 이하일 경우, 상기 기준 센서 또는, 상기 측정 센서에 이상이 있는 것으로 자가 진단하여, 이상이 있는 상기 기준 센서로부터 전달받은 기준 측정 데이터 또는, 상기 측정 센서로부터 전달받은 표면 측정 데이터가 정확하지 않다고 판단하게 된다. 더불어, 상기 표시부(3000)의 제어를 통해서 차량 운전자가 액위 정보의 정확성 여부를 인지할 수 있다.

상기 제 2 자가 진단부(2200)은 상기 기준 센서로부터 전달받은 기준 측정 데이터와 상기 측정 센서로부터 전달받은 표면 측정 데이터를 이용하여, 상기 중앙 처리부(2000)에서 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보의 유효성을 판단할 수 있다.

상세하게는, 상기 제 2 자가 진단부(2200)은 다수 번의 기준 측정 데이터와 표면 측정 데이터를 이용하여 연산한 다수 개의 초기 액위 정보 중 절반 이상의 초기 액위 정보가 미리 설정된 기준값 이하이거나 0일 경우, 다시 말하자면, 액위 정보의 연산 과정에서 제외된 초기 액위 정보가 최초 연산한 초기 액위 정보와 비교하여 절반 이상일 경우, 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 무효한 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 제 1 자가 진단부(2100)과 마찬가지로 상기 표시부(3000)의 제어를 통해서 차량 운전자가 액위 정보의 정확성 여부를 인지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템은 상기 중앙 처리부(2000)의 자가 진단 결과, 즉, 상기 제 1 자가 진단부(2100) 또는 상기 제 2 자가 진단부(2200)의 측정 데이터 또는 액위 정보의 유효성 판단 결과, 유효하지 않다고 판단될 경우, 차량 운전자가 액위 정보의 부정확성을 인지할 수 있도록 출력하는 알람부(4000)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 표시부(3000)은 상기 제 1 자가 진단부(2100) 또는 상기 제 2 자가 진단부(2200)의 판단 결과와는 무관하게, 상기 중앙 처리부(2000)에서 연산한 연료탱크의 액위 정보를 출력하게 된다.

다만, 액위 정보가 부정확하다는 것을 차량 운전자에게 알리기 위하여 상기 알람부(4000)의 동작을 제어하게 된다.

상세하게는, 상기 알람부(4000)은 상술한 바와 같이, 상기 제 1 자가 진단부(2100)에서 상기 기준 센서의 기준 측정 데이터 또는, 상기 측정 센서의 표면 측정 데이터가 이상이 있음을 진단하고 유효성이 없다고 판단할 경우, 차량 운전자가 현재 액위 정보의 부정확성을 알 수 있도록 알람을 출력하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2 자가 진단부(2200)에서 상기 연료탱크의 액위 정보가 무효한 것으로 판단할 경우, 차량 운전자가 현재 액위 정보의 부정확성을 알 수 있도록 알람을 출력하는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 표시부(3000) 또는 알림부(400)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 연산한 연료탱크의 액위 정보가 미리 설정된 급유 설정값 이하에 해당될 경우, 차량 운전자가 급유 필요성을 인지할 수 있도록 알람을 출력하는 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 5 및 도 6을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법에 대해 상세하게 설명한다.

제 1 실시예

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 측정 단계(S10), 정렬 단계(S20), 보정 단계(S30), 액위 측정 단계(S40) 및 초음파 구동 제어 단계(S50)로 이루어질 수 있다.

각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,

상기 측정 단계(S10)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 초음파 센서부(1000)로부터 다수 번의 측정 데이터를 전달받을 수 있다.

이 때, 다수 번의 측정 데이터는 상술한 바와 같이, 상기 초음파 센서부(1000)에서 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 횟수만큼 상기 기준 센서로부터 전달받은 기준 측정 데이터와 상기 측정 센서로부터 전달받은 표면 측정 데이터이다.

상기 정렬 단계(S20)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 측정 단계(S10)에 의해 전달받은 다수 번의 측정 데이터들을 이용하여 다수 개의 초기 액위 정보를 연산하고, 다수 개의 상기 초기 액위 정보를 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하게 된다.

상기 초기 액위 정보는 상기 기준 센서로부터 전달받은 기준 측정 데이터(TOF Ref., Time-Of-Flight Reference)와 상기 측정 센서로부터 전달받은 표면 측정 데이터(TOF Lev., Time-Of-Flight surface level)를 하기의 수학식에 대입시켜 연산할 수 있다.

상기 보정 단계(S30)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 정렬 단계(S20)에 의해 오름차순 또는 내림차순으로 정렬한 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 미리 설정된 기준값 이하에 해당되는 초기 액위 정보 또는 0인 초기 액위 정보를 제외시킨다.

상기 액위 측정 단계(S40)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 보정 단계(S30)에 의해 정렬한 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 미리 설정된 기준값 이하에 해당되는 초기 액위 정보 또는 0인 초기 액위 정보를 제외하고 남은 다수 개의 초기 액위 정보를 이용하여, 연료탱크의 최종 액위 정보를 산출하게 된다.

상세하게는, 정렬한 다수 개의 초기 액위 정보 중 미리 설정된 기준값 이하에 해당되는 초기 액위 정보 또는 0인 초기 액위 정보를 제외하고 남은 초기 액위 정보의 개수가 홀수일 경우, 가운데값으로 연료탱크의 최종 액위 정보를 산출하게 되고,

정렬한 다수 개의 초기 액위 정보 중 미리 설정된 기준값 이하에 해당되는 초기 액위 정보 또는 0인 초기 액위 정보를 제외하고 남은 초기 액위 정보의 개수가 짝수일 경우, 가운데 2개의 측정 데이터의 평균값으로 연료탱크의 최종 액위 정보를 산출하게 된다.

일 예를 들자면, 남은 초기 액위 정보의 개수가 5개일 경우, 3번째로 정렬된 초기 액위 정보값을 최종 액위 정보로 산출하게 되고,

남은 초기 액위 정보의 개수가 4개일 경우, 2번째와 3번째로 정렬된 초기 액위 정보값의 평균값으로 최종 액위 정보를 산출하게 된다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 액위 측정 방법은 상기 액위 측정 단계(S40)를 수행하고 난 후, 표시 단계를 더 수행하는 것이 바람직하다.

상기 표시 단계는 산출한 연료 액위 정보를 상기 표시부(3000)로 전달하여 차량 운전자가 현재 연료탱크 내 연료 잔량을 용이하게 확인(인식)하도록 하게 된다.

상기 초음파 구동 제어 단계(S50)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 액위 측정 단계(S40)에 의해 산출한 최종 액위 정보를 이용하여, 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은, 상기 초음파 구동 제어 단계(S50)를 수행하고 난 후, 상기 중앙 처리부(2000)에 의해 제어된 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압을 적용하여, 상기 측정 단계(S10), 정렬 단계(S20), 보정 단계(S30), 액위 측정 단계(S40) 및 초음파 구동 제어 단계(S50)를 반복하여 수행함으로써, 차량 운전자가 실시간으로 현재 연료탱크 내 연료 잔량을 용이하게 확인하도록 할 수 있다.

이 때, 반복해서 수행하기 앞서서, 상기 중앙 처리부(2000)은 상기 측정 단계(S10)로 전달받은 다수 번의 측정 데이터 중 가장 먼저 전달받은 하나의 측정 데이터를 제거한 후, 새로운 하나의 측정 데이터를 포함시켜, 새로운 사이클의 다수 번의 측정 데이터를 꾸린 후, 연료 액위 정보를 산출하게 된다.

좀 더 자세히 알아보자면, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 7의 a) 단계는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 초음파 센서부(1000)로부터 미리 설정된 시간동안 미리 설정된 횟수만큼 상기 기준 센서로부터 전달받은 기준 측정 데이터와 상기 측정 센서로부터 전달받은 표면 측정 데이터를 이용하여 연산한 다수 개의 초기 액위 정보를 나타낸 예시도이다.

도 7의 b) 단계는 상기 중앙 처리부(2000)에서 연산한 다수 개의 초기 액위 정보를 정렬한 것을 나타낸 예시도이다. 상술한 바와 같이, 0인 초기 액위 정보 두 개를 제외시키게 된다.

도 7의 c) 단계는 0인 초기 액위 정보 두 개를 제외할 경우 남은 초기 액위 정보의 개수가 6개, 즉, 짝수이기 때문에, 가운데 2개의 초기 액위 정보의 평균값으로 연료탱크의 최종 액위 정보를 산출하는 것을 나타낸 예시도이다.

도 7의 d) 단계는 반복해서 연료탱크의 액위 정보를 산출하기 위해, 새로운 연료 액위 정보를 산출하기 앞서서, 새로운 사이클의 다수 번의 초기 액위 정보를 꾸리는 예시도이다. 즉, 가장 먼저 전달받은 하나의 측정 데이터는 제외시키고, 새로운 하나의 측정 데이터를 포함시켜 반복해서 차량용 연료탱크의 액위 측정 방법을 수행하게 된다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은 초음파 센서부(1000)의 자가 진단 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 자가 진단 단계는 상기 중앙 처리부(2000)의 제 1 자가 진단부(2100)에서, 상기 측정 단계(S10)로 전달되는 동일한 다수 번의 측정 데이터를 전달받아, 상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 측정 데이터의 유효성을 판단할 수 있다.

상세하게는, 상기 중앙 처리부(2000)의 제 1 자가 진단부(2100)에서, 상기 기준 센서에서 초음파 신호를 송신할 때 발생되는 구동 신호(ringing time)를 획득하여, 이를 이용하여 상기 기준 센서의 기준 측정 데이터의 유효성을 판단할 수 있으며, 상기 측정 센서에서 초음파 신호를 송신할 때 발생되는 구동 신호를 획득하여, 이를 이용하여 상기 측정 센서의 표면 측정 데이터의 유효성을 판단할 수 있다.

구동 신호가 미리 설정된 기준점 이하일 경우, 상기 초음파 센서부(1000) 자체에 이상이 있는 것으로 자가 진단하여, 이상이 있는 상기 기준 센서로부터 전달받은 기준 측정 데이터 또는, 상기 측정 센서로부터 전달받은 표면 측정 데이터가 정확하지 않다고 판단하게 된다.

그렇지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은, 상기 자가 진단 단계의 판단 결과와는 무관하게, 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산하여 차량 운전자에게 출력하는 것이 바람직하다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은 초음파 센서부(1000)의 추가 자가 진단 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 추가 자가 진단 단계는 상기 중앙 처리부(2000)의 제 2 자가 진단부(2200)에서, 상기 보정 단계(S30)에 의해 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 제외되는 초기 액위 정보의 개수에 따라, 상기 액위 측정 단계(S40)에서 산출한 최종 액위 정보의 유효성을 판단하게 된다.

즉, 상기 제 2 자가 진단부(2200)에서 상기 보정 단계(S30)에 의해 제외된 초기 액위 정보가 최초 연산한 초기 액위 정보와 비교하여 절반 이상일 경우, 상기 중앙 처리부(2000)에서 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 무효한 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

상기 자가 진단 단계와 마찬가지로, 상기 추가 자가 진단 단계의 판단 결과와는 무관하게, 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산하여 차량 운전자에게 출력하는 것이 바람직하다.

다만, 상기 자가 진단 단계에서 상기 초음파 센서부(1000)의 측정 데이터가 정확하지 않다고 판단할 경우, 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보와 함께, 차량 운전자가 액위 정보의 부정확성을 인지할 수 있도록 상기 알람부(4000)의 동작 상태를 제어하는 것이 바람직하며,

또한, 상기 추가 자가 진단 단계에서 상기 액위 측정 단계(S40)에서 연산한 최종 액위 정보가 정확하지 않다고 판단할 경우, 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보와 함께, 차량 운전자가 액위 정보의 부정확성을 인지할 수 있도록 상기 알람부(4000)의 동작 상태를 제어하는 것이 바람직하다.

제 2 실시예

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 측정 단계(S100), 보정 단계(S200), 정렬 단계(S300), 액위 측정 단계(S40) 및 초음파 구동 제어 단계(S50)로 이루어질 수 있다.

각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,

상기 측정 단계(S100)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 초음파 센서부(1000)로부터 다수 번의 측정 데이터를 전달받을 수 있다.

상기 보정 단계(S200)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 측정 단계(S200)에 의해 전달받은 다수 번의 측정 데이터들을 이용하여 다수 개의 초기 액위 정보를 연산하고, 다수 개의 초기 액위 정보 중 미리 설정된 기준값 이하에 해당되는 초기 액위 정보 또는 0인 초기 액위 정보를 제외시킨다.

상기 정렬 단계(S300)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 보정 단계(S200)에 의해 다수 개의 초기 액위 정보 중 미리 설정된 기준값 이하에 해당되는 초기 액위 정보 또는 0인 초기 액위 정보를 제외시킨 후 남은 초기 액위 정보를 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하게 된다.

상기 액위 측정 단계(S400)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 정렬 단계(S300)에 의해 정렬한 다수 개의 초기 액위 정보를 이용하여, 연료탱크의 최종 액위 정보를 산출하게 된다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 연료탱크의 액위 측정 방법은 상기 액위 측정 단계(S400)를 수행하고 난 후, 표시 단계를 더 수행하는 것이 바람직하다.

상기 초음파 구동 제어 단계(S500)는 상기 중앙 처리부(2000)에서 상기 액위 측정 단계(S400)에 의해 산출한 최종 액위 정보를 이용하여, 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 방법은, 상기 초음파 구동 제어 단계(S500)를 수행하고 난 후, 상기 중앙 처리부(2000)에 의해 제어된 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압을 적용하여, 상기 측정 단계(S100), 보정 단계(S200), 정렬 단계(S300), 액위 측정 단계(S400) 및 초음파 구동 제어 단계(S500)를 반복하여 수행함으로써, 차량 운전자가 실시간으로 현재 연료탱크 내 연료 잔량을 용이하게 확인하도록 할 수 있다.

이 때, 반복해서 수행하기 앞서서, 상기 중앙 처리부(2000)은 상기 측정 단계(S100)로 전달받은 다수 번의 측정 데이터 중 가장 먼저 전달받은 하나의 측정 데이터를 제거한 후, 새로운 하나의 측정 데이터를 포함시켜, 새로운 사이클의 다수 번의 측정 데이터를 꾸린 후, 연료 액위 정보를 산출하게 된다.

상기 자가 진단 단계는 상기 중앙 처리부(2000)의 제 1 자가 진단부(2100)에서, 상기 측정 단계(S100)로 전달되는 동일한 다수 번의 측정 데이터를 전달받아, 상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 측정 데이터의 유효성을 판단할 수 있다.

상기 추가 자가 진단 단계는 상기 중앙 처리부(2000)의 제 2 자가 진단부(2200)에서, 상기 보정 단계(S200)에 의해 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 제외되는 초기 액위 정보의 개수에 따라, 상기 액위 측정 단계(S400)에서 산출한 최종 액위 정보의 유효성을 판단하게 된다.

즉, 상기 제 2 자가 진단부(2200)에서 상기 보정 단계(S200)에 의해 제외된 초기 액위 정보가 최초 연산한 초기 액위 정보와 비교하여 절반 이상일 경우, 상기 중앙 처리부(2000)에서 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 무효한 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 추가 자가 진단 단계에서 상기 액위 측정 단계(S400)에서 연산한 최종 액위 정보가 정확하지 않다고 판단할 경우, 연산한 상기 연료탱크의 액위 정보와 함께, 차량 운전자가 액위 정보의 부정확성을 인지할 수 있도록 상기 알람부(4000)의 동작 상태를 제어하는 것이 바람직하다.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법은, 초음파 센서를 이용하여 차량용 연료탱크의 액위를 측정함에 있어서 초음파 센서에서 불가피하게 발생하는 측정 불가 영역(블라인드 존)을 최소화하여 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법에 관한 것이다.

미리 설정된 기준값에 따라, 연산한 차량용 연료탱크의 액위 정보를 비교 판단하여, 초음파 센서의 구동 상태를 제어함으로써, 블라인드 존을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

더불어, 좀 더 알아보자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법은 차량용 연료탱크에 구비된 초음파 센서를 이용하여, 액위를 측정하는 것으로서, 상기 차량용 연료탱크는 하기와 같이 구성되는 것이 가장 바람직하다.

상기 차량용 연료탱크는 도 8에 도시된 바와 같이, 크게 엔진의 연소를 위한 연료가 저장되는 연료저장몸체(100)와, 상기 연료저장몸체(100) 내부에 저장된 연료를 엔진으로 공급하기 위한 연료공급유닛(200)을 포함하여 형성된다.

상기 연료저장몸체(100)는 연료공급부(미도시)를 포함하여 상기 연료공급부로부터 연료가 공급되어 저장되며, 연료저장몸체(100)의 형상은 구비되는 차량의 크기 및 목적 등에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있으므로, 도면에 도시된 형상에 한정하지 않는다.

또한, 상기 연료저장몸체(100)는 상기 연료공급유닛(200) 등이 인입 및 인출 가능하도록 형성되는 플랜지홀(110)을 포함할 수 있으며, 상기 플랜지홀(110)은 연료저장몸체(100) 측면 상부에 형성된 상기 연료저장몸체(100)를 목적으로 하나, 한정하지 않고 다양한 위치의 실시예가 가능함은 물론이다.

상기 연료공급유닛(200)은 크게 연료펌프(210)와 연료측정바(220)로 이루어지며, 상기 연료펌프(210)는 연료저장몸체(100) 내부에 구비되어 엔진과 연결되는 연결유로(211)를 통해 엔진으로 연료를 공급할 수 있다.

상기 연료측정바(220)는 상기 연료펌프(210)로 하여금 선택되는 유량의 연료를 엔진으로 공급하도록 연료저장몸체(100) 내부에 저장된 연료량을 측정 가능하게 형성된다.

상기 연료펌프(210)의 연료유로(211)는 플랜지뚜껑(120) 등에 고정될 수 있으며, 상기 플랜지뚜껑(120)은 연료유로(211) 뿐만 아니라, 압력센서(미도시) 등이 구비되어 플랜지홀(110)에 고정됨으로서, 연료저장몸체(100)를 밀폐시켜 외부로 연료가 유출되는 것을 방지할 수 있다.

다만, 상기 연료펌프와 연료유로 및 플랜지뚜껑 등은 공지된 기술로서 상세한 설명은 생략한다.

상기 연료측정바(220)는 상기 연료저장몸체(100) 내 상기 연료펌프(210) 일측에 상하방향으로 형성되되, 하단에 형성된 초음파를 이용하여 상기 연료저장몸체(100) 내 연료량을 측정할 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 차량용 연료탱크는 연료저장몸체(100) 측면 상부에 형성되는 플랜지홀(110)을 통하여 조립 및 교체를 위한 분리가 용이한 연료측정바(220)를 제공함을 목적으로 하며, 이의 용이성을 위해 상기 연료측정바(220)는 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)로 형성되고, 상기 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)의 결합에 의해 연료측정바(220)를 형성할 수 있다.

즉, 상기 연료측정바(220)는 상기 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)로 분리되어 형성되어 각각 연료저장몸체(100) 내부로 인입되며, 인입된 상기 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)는 연료저장몸체(100) 내부에서 결합되도록 형성된다.

상기 연료측정바(220)를 구성하는 제1연료측정바(221) 및 제2연료측정바(222)에 대해 좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 제1연료측정바(221)는 중공되어 형성되는 제1연료측정로(221-2)를 포함하는 제1연료측정바몸체(221-1)와, 상기 제1연료측정바몸체(221-1) 하단에 초음파 센서(미도시)가 구비되는 초음파 센서부(221-3)를 포함한다.

이때, 상기 초음파 센서부(221-3)는 상기 연료저장몸체(100) 바닥면과 고정 가능하게 형성됨으로써, 상기 제1연료측정바(221)를 연료저장몸체(100) 바닥면에 고정시킬 수 있다.

여기서, 상기 초음파 센서부(221-3)가 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서의 구동 최적화 시스템 및 그 최적화 방법에 따라, 상기 차량용 연료탱크에 구비된 초음파 센서를 의미한다.

상기 제2연료측정바(222)는 하단이 상기 제1연료측정바몸체(221-1)의 상단과 결합 가능하게 형성되며, 상기 제1연료측정로(221-2)와 연통되도록 중공되어 결합에 의해 연료측정로(220-2)를 형성하는 제2연료측정로(222-2)를 포함하는 제2연료측정바몸체(222-1)를 포함한다.

즉, 상기 연료측정바(220)는 제1연료측정바(221)가 연료저장몸체(100)의 바닥면에 고정되고, 상기 제1연료측정바(221) 상단에 결합되는 제2연료측정바(222)에 의해 연료측정로(220-2)를 형성함으로서, 상기 연료측정로(220-2) 내부에 위치된 연료를 상기 초음파 센서부(221-3)의 초음파 센서를 이용하여 연료량을 측정할 수 있다.

상술된 바와 같이, 상기 연료측정바(220)는 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)의 결합에 의해 형성되며, 이에 대한 결합 구성을 도면을 참조로 좀 더 상세하게 설명한다.

상기 제1연료측정바(221)는 상기 제1연료측정바몸체(221-1) 상단에 형성되되, 상기 제1연료측정로(221-2)의 외주면에 형성되는 끼움홈(221-4a)을 포함하는 끼움부(221-4)를 포함한다.

상기 제2연료측정바(222)는 상기 제2연료측정바몸체(222-1) 하단에 형성되되, 상기 제2연료측정로(222-2)의 외주면에 상기 끼움홈(221-4a)에 끼움 가능하게 형성되는 슬라이딩돌기(222-4a)를 포함하는 슬라이딩부(222-4)를 포함한다.

즉, 상기 제2연료측정바(222)의 슬라이딩부(222-4)는 슬라이딩돌기(222-4a)가 제2연료측정바몸체(222-1)로부터 하부방향으로 돌출되어 형성됨으로써, 상기 끼움부(221-4)의 끼움홈(221-4a)에 끼움 가능하게 형성된다.

이때, 상기 끼움부(221-4)의 끼움홈(221-4a)과 상기 끼움홈(221-4a)에 끼워지는 슬라이딩돌기(222-4a)의 단면 형상은 원 형상으로 형성되어 상기 슬라이딩돌기(222-4a)가 끼움홈(221-4a)에 끼워질 수 있다.

다만, 제조의 용이성 및 제조단가를 고려하여 도면에 도시된 바와 같이, 수평방향 양측에 적어도 2개 이상 하부방향으로 돌출되도록 슬라이딩돌기(222-4a)를 형성하고, 상기 끼움홈(221-4a) 또한 상기 슬라이딩돌기(222-4a)의 형상에 대응하는 형상을 가지는 것이 바람직하다.

이는 제조의 용이성뿐만 아니라, 슬라이딩돌기(222-4a)가 끼움홈(221-4a)에서 회전되어 견고한 끼움이 이루어지지 않는 것 또한 방지할 수 있다.

상술된 바와 같이, 상기 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)는 서로 간 결합에 의해 연료측정바(220)를 형성하며, 상기 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)는 서로 간 결합되어 조립 후, 교체를 위한 분리작업 또한 용이해야 한다.

그러므로 상술된 바와 같이, 상기 연료측정바(220)는 제1연료측정바(221)의 끼움홈(221-4a)에 제2연료측정바(222)의 슬라이딩돌기(222-4a)가 끼워지는 수준에서만 결합 가능하도록 형성하는 것이 바람직하다.

다만, 상기 제1연료측정바(221)와 제2연료측정바(222)는 서로 간 결합 및 분리가 용이한 반면, 연료저장몸체(100) 내부의 연료에 의해 상하방향 수직으로 유지되기 어려워 정확한 연료량의 측정이 어려울 뿐만 아니라, 외부의 충격 등에 의해 서로 분리되어 연료량 측정 등의 제 역할을 수행하기 어려울 수 있다.

특히, 제1연료측정바(221)는 연료저장몸체(100)에 고정된다고 하나, 제2연료측정바(222)의 경우 제1연료측정바(221)에 끼워지는 수준에서 결합되므로, 제2연료측정바(222)의 분리 또는 이탈의 우려가 있다.

상술된 점을 고려하여 본 발명에 따른 차량용 연료탱크의 연료공급유닛(200)은 연료펌프(210)에 연료측정바(220)를 고정시키기 위한 별도의 고정부(230)를 더 포함할 수 있다.

상기 고정부(230)는 상기 연료측정바(220)와 대면하는 상기 연료펌프(210)의 일측에 형성되는 연료펌프고정부(231)와, 상기 연료펌프고정부(231)와 대면하는 상기 제2연료측정바(222) 일측에 상기 연료펌프고정부(231)에 고정 가능하게 형성되는 연료측정바고정부(232)를 포함한다.

즉, 상기 연료공급유닛(200)은 상기 연료펌프(210)에 형성되는 연료펌프고정부(231)와, 상기 제2연료측정바(222)에 형성되는 연료측정바고정부(232)를 포함하는 고정부(230)를 통해 제2연료측정바(222)를 연료펌프(210)에 고정시킬 수 있으며, 이는 제2연료측정바(222)의 이동 및 이탈을 방지할 수 있다.

다시 말해, 상기 제1연료측정바(221)는 하단에 형성되는 초음파 센서부(221-3)가 연료저장몸체(100) 바닥면에 고정되고, 제2연료측정바(222)는 제1연료측정바(221)에 끼워져 결합됨과 동시에, 상하방향으로의 수직을 유지하기 위함과 더불어 이동 및 이탈을 방지하고자 연료펌프(210) 및 제2연료측정바(222)에 형성되는 고정부(230)를 통해 연료펌프(210)에 고정된다.

상술된 고정부(230)에 대해 좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 고정부(230)의 연료펌프고정부(231)는 상하방향으로 형성되는 안내로(231-1)와, 상기 안내로(231-1) 하측에 상기 연료측정바(220) 방향으로 돌출되어 형성되는 고정턱(231-2)을 포함한다.

상기 연료측정바고정부(232)는 상기 안내로(231-1)와 대응되는 형상을 가짐으로써, 안내로(231-1)에 끼움 가능하게 형성되는 집게몸체(232-1)와, 상기 집게몸체(232-1)의 하부 끝단에 형성되되, 상기 고정턱(231-2)에 고정 가능하게 형성되는 고정돌기(232-2)를 포함하는 집게 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 연료펌프고정부(231)의 고정턱(231-2)은 연료측정바(220) 방향으로 돌출되어 형성되되, 상기 안내로(231-1)와 이격되어 돌출되도록 형성됨으로써, 상기 집게몸체(232-1)가 통과 가능하게 형성되는 중공을 포함할 수 있다.

이는 상기 연료측정바고정부(232)의 집게몸체(232-1)가 안내로(231-1)를 따라 끼워져 하부방향으로 이동되고, 집게 형상의 집게몸체(232-1)는 하단이 회동 가능하게 형성됨으로써, 회동에 의해 상기 고정돌기(232-2)는 고정턱(231-2)과 맞물려 고정됨으로써, 제2연료측정바(222)를 연료펌프(210)에 고정시킬 수 있다.

상술된 바와 같이, 상기 연료공급유닛(200)은 집게 형상으로 형성되는 고정부(230)를 포함함으로써, 별도의 고정 없이 제2연료측정바(222)를 연료펌프(210)에 용이하게 고정시킬 수 있다.

이는 제2연료측정바(222)의 흔들림이나 이탈을 방지할 수 있으므로, 연료저장몸체(100) 내 연료의 정확한 측정을 가능하게 할 뿐만 아니라, 연료측정바(220)의 조립에 드는 제조시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 연료측정바(220)의 교체를 위해 제2연료측정바(222)를 연료펌프(210)로부터 분리할 때에도, 집게 형상으로 형성되는 고정부(230)의 간단한 분리 동작에 의해 분리 가능함으로써, 교체 작업 또한 용이한 장점을 가진다.

아울러, 상기 고정부(230)의 연료측정바고정부(232)는 연료펌프고정부(231)에 고정된 후에, 집게 형상의 집게몸체(232-1가 회동(견고한 고정이 안 될 경우)에 의해 연료측정바고정부(232)가 연료펌프고정부(231)로부터 분리 및 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 형성되는 잠금클립(232-3)을 더 포함할 수 있다.

상기 잠금클립(232-3)은 집게 형상으로 형성되어 한 쌍으로 이루어지는 상기 집게몸체(232-1) 사이에 끼워져 고정 가능하게 형성됨으로써, 집게몸체(232-1)의 회동을 방지하여 집게몸체(232-1)에 의한 연료펌프고정부(231)로부터의 이탈을 방지할 수 있다.

아울러, 상기 잠금클립(232-3)은 탄성 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 집게몸체(232-1) 사이에 용이하게 끼워지게 할 수 있을 뿐만 아니라, 끼워진 후에도 탄성에 의해 집게몸체(232-1)의 이동을 방지하는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 상기 고정부(230)는 제2연료측정바(222)를 연료펌프(210)에 고정시킬 수 있으므로, 제2연료측정바(222)의 분리 및 이탈을 방지할 수 있다.

다만, 상술된 집게 형상으로 형성되는 고정부(230)의 구성 및 형상은 바람직한 일 실시예로서, 제2연료측정바(222)를 용이하게 연료펌프(210)에 고정시킬 수 있거나, 용이하게 분리할 수 있다면, 상술된 바에 한정하지 않고 다양한 구성 및 형상의 실시예가 가능함은 물론이다.

<연료측정바의 제1실시예>

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 연료탱크의 연료공급유닛을 구성하는 연료측정바를 나타낸 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1연료측정바(221)는 끼움부(221-4)는 상기 끼움홈(221-4a)의 내주면에 형성되는 탄성재질의 탄성부(221-4b)를 포함한다.

상기 탄성부(221-4b)는 탄성재질의 스프링 등으로 형성될 수 있으며, 탄성부(221-4b)는 제2연료측정바(222)가 끼움홈(221-4a)에 끼워져 결합되고, 연료펌프(210)에 고정됨과 동시에 제2연료측정바(222)가 탄성부(221-4b)로 힘을 가하게 되며, 이에 의해 탄성부(221-4b)는 제1연료측정바(221)를 하부방향으로 힘을 가하여 제1연료측정바(221)를 연료저장몸체(100)에 견고하게 고정시키도록 한다.

좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 제1연료측정바(221)는 향후 용이한 교체작업을 위해 브라켓 등과 같은 고정장치로 연료저장몸체(100)에 고정될 수 있으며, 이는 연료저장몸체(100) 내부에 저장된 연료에 의해 상부방향으로 일정거리 부양될 수 있다.

이는 상기 초음파 센서부(221-3)로 하여금 정확한 연료량 측정을 수행하기 어렵게 할 뿐만 아니라, 제1연료측정바(221)의 상하방향으로의 수직을 유지하기 어렵게 한다.

그러므로 상기 탄성부(221-4b)는 하부방향으로 제1연료측정바(221)에 힘을 가함으로써, 연료에 의한 제1연료측정바(221)의 부양을 방지할 수 있다. (위 내용 검토 부탁드립니다, 탄성부가 위치하는 곳이 명확하지 않습니다)

<연료측정바의 제2실시예>

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 연료탱크의 연료공급유닛을 구성하는 연료측정바를 나타낸 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1연료측정바(221)의 제1연료측정로(221-2)와 제2연료측정바(222)의 제2연료측정로(222-2)의 결합에 의해 형성되는 연료측정로(220-2)는 상부방향으로의 수평방향 직경이 넓어지도록 일정 각도를 갖도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 초음파 센서부(221-3)의 초음파 센서는 초음파를 이용하여 연료량을 측정하게 되며, 초음파의 특성상 수평방향 직경이 커지도록 확장되어 직진하게 된다.

다시 말해, 초음파 센서로부터 발생된 초음파가 이동되는 연료측정로(220-2)의 직경이 동일하게 형성되면, 확장되어 직진하는 초음파가 연료측정로(220-2) 벽면에 반사되고, 이는 정확한 연료량 측정을 수행할 수 없게 한다.

이를 위해, 상기 연료측정로(220-2)의 직경을 초음파의 이동 반경과 동일하거나 더 큰 직경을 가지도록 형성할 수 있으며, 상술된 바와 같이, 연료측정로(220-2)를 상부방향으로 갈수록 직경이 넓어지도록 일정 각도를 갖도록 형성함으로써, 초음파의 반사를 방지할 수 있다.

상술된 바와 같이, 연료측정로(220-2)가 가지는 일정 각도는 초음파의 확산되어 운동하는 방향과 동일하거나 약간 크게 형성하는 것이 바람직함은 물론이다.

도 11은 본 발명에 따른 차량용 연료탱크의 브라켓부를 나타낸 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 연료공급유닛(200)은 상기 연료저장몸체(100) 바닥면에 형성되어 상기 연료펌프(210) 하단이 고정 가능하게 형성되는 제1브라켓(241-1)을 포함하는 제1브라켓부(241)와, 상기 연료저장몸체(100) 바닥면에 형성되어 상기 초음파 센서부(221-3) 하단이 고정 가능하게 형성되는 제2브라켓(242-1)을 포함하는 제2브라켓부(242)를 포함하는 브라켓부(240)를 더 포함한다.

상기 브라켓부(240)는 연료저장몸체(100) 바닥면에 고정되어 형성되고, 제1브라켓(241-1)과 제2브라켓(242-1)을 이용하여 연료펌프(210)와 연료측정바(220)를 용이하게 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 브라켓에 의한 고정에 의해 교체에 따른 분리까지 용이하도록 할 수 있다.

이때, 제1브라켓(241-1)과 제2브라켓(242-1)의 구성 및 형상은 도면에 도시된 바에 한정하지 않고, 연료펌프(210) 및 연료측정바(220)의 용이한 고정 및 분리가 가능하다면 다양한 구성 및 형상의 실시예가 가능함은 물론이다.

아울러, 상기 브라켓부(140)를 구성하는 제1브라켓부(141)와 제2브라켓부(142)는 상부방향으로 형성되는 제1브라켓보조부(241-2)와 제2브라켓보조부(241-2)를 포함할 수 있다.

상기 제1브라켓보조부(241-2)와 제2브라켓보조부(242-2)는 연료펌프(210)와 연료측정바(220)가 브라켓부(240)에 고정되기 위한 안내로 역할을 수행할 수 있으므로, 플랜지홀(110)을 통해 일정각도를 가지고 비스듬하게 인입되는 연료펌프(210) 및 연료측정바(220)를 정확하고 용이하게 브라켓부(240)에 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 제1브라켓보조부(241-2)와 제2브라켓보조부(242-2)는 제1브라켓(241-1)과 제2브라켓(242-1)에 고정된 연료펌프(210)와 연료측정바(220)의 수직위치를 고정시킴으로써, 연료펌프(210)의 펌핑 동작 및 상기 연료측정바(220)의 정확한 연료량 측정을 가능하게 한다.

물론, 상기 제2브라켓보조부(242-2)는 연료측정바(220) 내부의 연료측정로(220-2)로 연료가 이동 가능하도록 관통되어 형성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 초음파 센서부
2000 : 중앙 처리부
3000 : 표시부

Claims

차량용 연료탱크 내부 바닥면에 구비되어, 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면까지의 거리를 산출하기 위한 측정 데이터를 획득하는 초음파 센서부(1000); 및
상기 초음파 센서부(1000)로부터 전달받은 측정 데이터를 이용하여 상기 연료탱크의 액위 정보를 연산하며, 상기 액위 정보를 이용하여 상기 초음파 센서부(1000)의 동작 전압(driving voltage)과 동작 펄스 폭(pulse width)을 제어하여, 초음파 구동신호와 연료면의 반사파 신호가 중첩되는 구간인 상기 초음파 센서부(1000)의 측정 불가 영역을 최소화하는 중앙 처리부(2000);
를 포함하여 구성되며,
상기 중앙 처리부(2000)는
연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 스펙을 기반으로, 동작 전압은 허용 동작 전압의 최소값으로, 동작 펄스 폭은 기설정된 값으로 강제 제어하고,
연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 스펙을 기반으로, 동작 전압은 허용 동작 전압의 최대값으로, 동작 펄스 폭은 기설정된 값으로 강제 제어하되,
상기 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우의 동작 펄스 폭이 상기 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우의 동작 펄스 폭보다 좁게 강제 제어되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 중앙 처리부(2000)은
연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 펄스 폭을 강제 제어하고,
연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값을 초과하면서 기설정된 최대 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 펄스 수를 1차 강제 제어하고,
연산한 상기 연료탱크의 액위 정보가 기설정된 최소 유량값을 초과하면서 기설정된 최대 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부(1000)의 펄스 수를 2차 강제 제어하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 초음파 센서의 구동 최적화 시스템은
상기 중앙 처리부(2000)로부터 전달받은 상기 연료탱크의 액위 정보를 차량 운전자가 확인할 수 있도록 출력하는 표시부(3000);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 구동 최적화 시스템.
연료탱크 내부 바닥면에 구비되어 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면까지의 거리를 산출하기 위한 측정 데이터를 획득하여 전송하는 초음파 센서부를 포함하는 초음파 센서의 구동 최적화 방법에 있어서,
중앙 처리부에서, 상기 초음파 센서부로부터 기설정된 시간동안 기설정된 횟수만큼 다수 번의 측정 데이터를 전달받는 측정 단계(S10);
중앙 처리부에서, 상기 측정 단계(S10)에 의해 전달받은 다수 번의 측정 데이터를 이용하여 다수 개의 초기 액위 정보를 연산하고, 다수 개의 상기 초기 액위 정보를 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하는 정렬 단계(S20);
중앙 처리부에서, 상기 정렬 단계(S20)에 의해 정렬한 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 기설정된 기준값 이하에 해당되거나 0인 초기 액위 정보를 제외시키는 보정 단계(S30);
중앙 처리부에서, 상기 보정 단계(S30)에 의해 제외시키고 남은 상기 초기 액위 정보를 이용하여, 최종 액위 정보를 산출하는 액위 측정 단계(S40); 및
중앙 처리부에서, 상기 액위 측정 단계(S40)에 의해 산출한 최종 액위 정보를 이용하여, 상기 초음파 센서부의 동작 전압(driving voltage)과 동작 펄스 폭(pulse width)을 제어하여 초음파 구동신호와 연료면의 반사파 신호가 중첩되는 구간인 상기 초음파 센서부의 측정 불가 영역을 최소화하는 초음파 구동 제어 단계(S50);
로 이루어지며,
상기 초음파 구동 제어 단계(S50)를 수행하고 난 후,
제어된 상기 초음파 센서부의 동작 전압을 적용하여, 상기 측정 단계(S10), 정렬 단계(S20), 보정 단계(S30), 액위 측정 단계(S40) 및 초음파 구동 제어 단계(S50)를 반복해서 수행하며,
상기 초음파 구동 제어 단계(S50)는
중앙 처리부에서, 산출한 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부의 스펙을 기반으로, 동작 전압은 허용 동작 전압의 최소값으로, 동작 펄스 폭은 기설정된 값으로 강제 제어하고,
중앙 처리부에서, 산출한 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부의 스펙을 기반으로, 동작 전압은 허용 동작 전압의 최대값으로, 동작 펄스 폭은 기설정된 값으로 강제 제어하되,
상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우의 동작 펄스 폭이 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우의 동작 펄스 폭보다 좁게 강제 제어되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 구동 최적화 방법.
연료탱크 내부 바닥면에 구비되어 상기 연료탱크 내부 바닥면에서 연료면까지의 거리를 산출하기 위한 측정 데이터를 획득하여 전송하는 초음파 센서부를 포함하는 차량용 연료탱크의 액위 측정 방법에 있어서,
중앙 처리부에서, 상기 초음파 센서부로부터 기설정된 시간동안 기설정된 횟수만큼 다수 번의 측정 데이터를 전달받는 측정 단계(S100);
중앙 처리부에서, 상기 측정 단계(S100)에 의해 전달받은 다수 번의 측정 데이터를 이용하여 다수 개의 초기 액위 정보를 연산하고, 다수 개의 상기 초기 액위 정보 중 기설정된 기준값 이하에 해당되거나 0인 초기 액위 정보를 제외시키는 보정 단계(S200);
중앙 처리부에서, 상기 보정 단계(S200)에 의해 제외시키고 남은 상기 초기 액위 정보를 오름차순 또는 내림차순으로 정렬하는 정렬 단계(S300);
중앙 처리부에서, 상기 정렬 단계(S300)에 의해 정렬한 상기 초기 액위 정보를 이용하여, 최종 액위 정보를 산출하는 액위 측정 단계(S400); 및
중앙 처리부에서, 상기 액위 측정 단계(S400)에서 산출한 최종 액위 정보를 이용하여, 상기 초음파 센서부의 동작 전압(driving voltage)과 동작 펄스 폭(pulse width)을 제어하여 초음파 구동신호와 연료면의 반사파 신호가 중첩되는 구간인 상기 초음파 센서부의 측정 불가 영역을 최소화하는 초음파 구동 제어 단계(S500);
로 이루어지며,
상기 초음파 구동 제어 단계(S500)를 수행하고 난 후,
제어된 상기 초음파 센서부의 동작 전압을 적용하여, 상기 측정 단계(S100), 보정 단계(S200), 정렬 단계(S300), 액위 측정 단계(S400) 및 초음파 구동 제어 단계(S500)를 반복해서 수행하며,
상기 초음파 구동 제어 단계(S500)는
중앙 처리부에서, 산출한 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우, 상기 초음파 센서부의 스펙을 기반으로, 동작 전압은 허용 동작 전압의 최소값으로, 동작 펄스 폭은 기설정된 값으로 강제 제어하고,
중앙 처리부에서, 산출한 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우, 상기 초음파 센서부의 스펙을 기반으로, 동작 전압은 허용 동작 전압의 최대값으로, 동작 펄스 폭은 기설정된 값으로 강제 제어하되,
상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 이하인 경우의 동작 펄스 폭이 상기 최종 액위 정보가 기설정된 최소 유량값 초과인 경우의 동작 펄스 폭보다 좁게 강제 제어되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 구동 최적화 방법.
삭제
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 초음파 센서의 구동 최적화 방법은
산출한 최종 액위 정보를 표시부로 전달하여 표시하는 표시 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 구동 최적화 방법.