KR102267491B1 - 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템에 관한 것으로서, 차량 운전자의 가변축 임의 조작으로 인한 도로 파손 및 과적 적발 회피 등을 용이하게 방지할 수 있음은 물론 오차를 대폭 줄인 상태로 차량의 과적상태를 용이하게 판단할 수 있고, 나아가, 실시간 하중 측정이 가능하여 차량의 과적 및 전복을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 외부충격으로부터 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템{Variable axis control system for vehicle overload prevention using sensors during celebration}

본 발명은 차량 운전자의 가변축 임의 조작으로 인한 도로 파손 및 과적 적발 회피 등을 용이하게 방지할 수 있음은 물론 오차를 대폭 줄인 상태로 차량의 과적상태를 용이하게 판단할 수 있고, 나아가, 실시간 하중 측정이 가능하여 차량의 과적 및 전복을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 외부충격으로부터 안전하게 보호할 수 있는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 화물차 및 특장차량은 화물을 전용으로 운반하기 위한 차량으로, 화물차량을 이용한 도로부문 수송비 절감을 위해 정부는 가변축의 장착을 허용하고, 관련제도를 도입 및 적용하고 있다.

가변축이란 중형화물차에 주로 장착 및 사용되는 차축의 한 종류로서, 일반 고정축과는 다르게 상/하 승강조작이 가능한 차축을 의미한다.

현재 도로법에서는 축당 10톤 총중량 40톤으로 적재량을 허용하고 있기 때문에 가변축으로 인해 차량들이 더 많은 화물을 적재할 수 있게 되었다.

통상 가변축(9)은 도 1에서 보는 바와 같이 리프트(Lift) 에어벨로우즈(51)와 로드(Load) 에어벨로우즈(52)의 동작에 의해 내려지거나 올려진다.

그리고, 리프트 에어벨로우즈(51)와 로드 에어벨로우즈(52)는 소정의 공기압 회로에 의해 동작하도록 구성되며, 이와 같은 동작 제어는 운전자가 직접 제어하는 방식과 자동으로 제어하는 방식을 이용할 수 있다.

또한, 이와 같은 화물차의 하중 분산용 가변축은 승하강 운동시에 견고함이 요구됨은 물론, 안정적인 구동이 요구되는 장치이다.

이러한 가변축과 관련하여 최근에는 화물의 중량을 분산시킬 목적으로 차량에 설치되는 가변축을 용접하는 차량의 가변축 용접 장치 및 그 용접 방법이 국내등록특허공보 등록번호 제10-1596933호로 제안된 바 있으나, 상기 국내등록특허공보 등록번호 제10-1596933호에서는 가변축을 용접하기 위한 장치와 그 용접방법만이 제시되었을 뿐 차량의 과적판단방법 및 가변축의 작동과 관련된 내용은 전혀 제시되어 있지 않다.

국내등록특허공보 등록번호 제10-1596933호

본 발명은 차량 운전자의 가변축 임의 조작으로 인한 도로 파손 및 과적 적발 회피 등을 용이하게 방지할 수 있음은 물론 오차를 대폭 줄인 상태로 차량의 과적상태를 용이하게 판단할 수 있고, 나아가, 실시간 하중 측정이 가능하여 차량의 과적 및 전복을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 외부충격으로부터 안전하게 보호할 수 있는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 차축의 축하중을 측정하는 축하중 센서와; 차량의 가변축의 승강상태를 검출하는 가변축상태 검출부와; 상기 축하중 센서로부터 측정된 축하중 값을 기초로 과적상태를 판단하는 과적판단부와; 상기 과적판단부에 의해 과적으로 판단되고 상기 가변축상태 검출부에 의해 상기 가변축이 상승상태인 경우 상기 가변축의 승강구동부를 제어하여 상기 가변축을 하강시키는 가변축 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템을 제공한다.

여기서, 상기 가변축상태 검출부는 상기 가변축의 에어서스펜션의 공압을 측정하는 공압센서로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 과적판단부는 상기 가변축 제어부에 의해 상기 가변축이 하강된 경우 상기 축하중 센서 대신에 상기 가변축상태 검출부의 검출값에 의해 과적상태를 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가변축 제어부는 상기 과적판단부가 상기 가변축상태 검출부의 검출값을 기초로 과적 기준 미만으로 판단한 경우 상기 가변축의 승강구동부를 제어하여 상승시키는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 축하중 센서는 좌우 양단부에 차량의 차축에 각각 용접되는 일측 용접부 및 타측 용접부가 형성되는 금속시트와, 상기 금속시트의 일측 용접부와 타측 용접부 사이에 위치한 중간부 상부면에 형성되는 절연층과, 상기 절연층상에 일측에서 타측방향으로 형성되는 선형 스트레인게이지 그리드패턴과, 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴의 양쪽 끝에 전기적으로 연결되도록 상기 절연층상에 형성되는 전극과, 상기 전극 이외의 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴을 포함한 상태로 상기 절연층상에 형성되는 보호층으로 구성되는 차량 축하중 센서모듈부와; 상기 차량 축하중 센서모듈부가 내측에 수용된 상태로 차량의 차축에 고정되는 커버부와; 상기 커버부를 차량의 차축에 고정시키는 고정부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 커버부의 상부에 상기 차량 축하중 센서모듈부를 수용하는 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈 주변의 상기 커버부의 상부면과 상기 차량 축하중 센서모듈부 주변의 차축 외주면 사이에 패킹부;가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 커버부를 관통하여 상기 차량 축하중 센서모듈부의 전극과 연결되는 케이블;이 구비되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 커버부의 상부에 상기 차량 축하중 센서모듈부를 수용하는 수용홈이 형성되고, 상기 커버부의 하부에 상기 수용홈과 연통되는 주입구가 형성되며, 상기 주입구를 통해 상기 수용홈내로 충진되어 상기 차량 축하중 센서모듈부를 보호하는 충진부;가 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 충진부는 액상의 우레탄액 또는 액상의 발포액으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 고정부는 상기 차량 축하중 센서모듈부 각 모서리 주변의 차축 외주면에 상부가 고정되고, 하부가 상기 커버부의 각 모서리부위를 수직관통하는 고정볼트와; 상기 고정볼트의 하부에 나사결합되는 너트;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 커버부의 외주면에 밀착고정되는 제 1보조고정바와; 상기 커버부의 반대편의 차축의 외주면에 밀착고정되는 제 2보조고정바와; 상기 제 1보조고정바의 전측과 상기 제 2보조고정바의 전측 및 상기 제 1보조고정바의 후측과 상기 제 2보조고정바의 후측을 각각 연결고정하는 보조고정부재;를 포함하여 구성되는 보조고정부가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 커버부의 반대편의 상기 차축의 외주면에 스트레인 앰프가 고정되고, 상기 스트레인 앰프를 내측에 수용한 상태로 상기 커버부의 반대편의 상기 차축의 외주면에 고정되는 보조커버부;가 구비되며, 상기 제 2보조고정바는 상기 보조커버부에 밀착고정되는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 차량 축하중 센서모듈부는 차량의 차축의 일측과 타측에 각각 고정되고, 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴이 각각 측정한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 무선송신하는 제 1무선통신부와; 상기 제 1무선통신부로 전원을 공급하는 제 1전원공급부와; 상기 제 1무선통신부로 하중 인장값을 수신하는 제 2무선통신부와; 상기 제 2무선통신부로 전원을 공급하는 제 2전원공급부와; 상기 제 2무선통신부가 수신한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 합산하는 연산부와; 차량의 과적여부 및 차량의 전복여부를 알리는 알림부와; 차량이 정지된 상태에서 상기 연산부가 연산한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 기준하중인장값과 비교하여 차량의 과적여부를 상기 알림부가 알리도록 상기 알림부를 제어 및 차량 주행시 상기 제 2무선통신부가 수신한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 비교하여 주행 중 차량의 전복여부를 상기 알림부가 알리도록 상기 알림부를 제어하는 알림제어부;가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명은 과적판단부에 의해 과적을 판단되고 가변축상태 검출부에 의해 가변축이 상승상태인 경우 가변축 제어부에 의해 가변축이 하강하기 때문에 차량 운전자의 가변축 임의 조작으로 인한 도로 파손 및 과적 적발 회피 등을 용이하게 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 과적판단부가 상기 가변축 제어부에 의해 상기 가변축이 하강된 경우 축하중 센서 대신에 가변축의 에어서스펜션의 공압을 측정하는 공압센서로 이루어지는 상기 가변축상태 검출부의 검출값에 통해 차량의 과적상태를 판단하기 때문에 정지상태 및 특히, 주행 중인 차량의 과적상태를 오차를 대폭 줄인 상태로 판단할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 차량의 차축에 작용하는 하중 인장을 차량 축하중 센서모듈부의 선형 스트레인게이지 그리드패턴을 통해 실시간 하중 측정이 가능하여 차량의 과적 및 전복을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 차량 축하중 센서모듈부를 내측에 수용하여 차축에 고정부에 의해 고정되는 커버부를 통해 상기 차량 축하중 센서모듈부를 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1 가변축을 승강시키기 위한 리프트 에어벨로우즈와 로드 에어벨로우즈를 개략적으로 나타내는 측면도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예인 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도이고,
도 3은 가변축의 작동과정을 개략적으로 나타내는 순서도이고,
도 4는 차량 축하중 센서모듈부가 차량의 차축으로부터 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 결합정면도이고,
도 5는 도 4의 분리정면도이고,
도 6은 차량 축하중 센서모듈부를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 7은 도 6의 A - A선에 따른 단면도이고,
도 8은 금속시트에 절연층, 선형 스트레인게이지 그리드 패턴, 전극 및 보호층이 형성되는 과정을 순차적으로 나타내는 사시도이고,
도 9는 차축으로부터 커버부와 보조커버부가 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 분리사시도이고,
도 10은 도 9의 B - B선에 따른 분리단면도이고,
도 11은 도 9의 C - C선에 따른 분리단면도이고,
도 12는 차축으로부터 커버부와 보조커버부가 결합된 상태를 개략적으로 나타내는 결합사시도이고,
도 13은 도 12의 D - D선에 따른 결합단면도이고,
도 14는 도 12의 E - E선에 따른 결합단면도이고,
도 15는 커버부의 주입구를 통해 커버부의 수용홈내로 충진부가 주입된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 16은 커버부의 주입구가 폐쇄된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 17은 알림제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

본 발명의 일실시예인 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템은 도 2에서 보는 바와 같이 크게, 축하중 센서(8), 가변축상태 검출부(1), 과적판단부(2) 및 가변축 제어부(7)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 축하중 센서(8)는 차량의 차축의 축하중을 측정하기 위한 것으로서, 이는 설명의 편의상 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

다음으로, 상기 가변축상태 검출부(1)는 차량의 가변축(도 1의 9)의 승강상태를 검출하게 된다.

상기 가변축상태 검출부(1)는 다양한 종류로 이루어질 수 있으며, 일예로, 상기 가변축(9)의 에어서스펜션의 공압관의 공압을 측정하는 공압센서로 이루어질 수 있으며, 상기 가변축(9)의 에어서스펜션의 공압관에는 상기 가변축 제어부(7)의 제어에 의해 상기 공압관을 개폐하는 공압 솔레노이드밸브 등 다양한 종류의 개폐밸브가 구비될 수 있다.

상기 가변축상태 검출부(1)를 이룰 수 있는 공압센서가 측정한 공압측정값이 상기 가변축 제어부(7)에 설정된 기준공압값 미만인 경우, 상기 가변축상태 검출부(1)를 이룰 수 있는 공압센서는 차량의 가변축(9)이 상승상태인 것으로 판단할 수 있다.

상기 가변축상태 검출부(1)를 이룰 수 있는 공압센서가 측정한 공압측정값이 상기 가변축 제어부(7)에 설정된 기준공압값 초과인 경우, 상기 가변축상태 검출부(1)를 이룰 수 있는 공압센서는 차량의 가변축(9)이 하강상태인 것으로 판단할 수 있다.

도 3은 가변축의 작동과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

다음으로, 상기 과적판단부(2)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 축하중 센서(8)로부터 측정된 축하중 값을 기초로 차량의 과적상태를 판단하게 된다.

다음으로, 상기 가변축 제어부(7)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 과적판단부(2)에 의해 과적으로 판단되고, 상기 가변축상태 검출부(1)에 의해 상기 가변축(9)이 상승상태인 경우, 전원공급부(6)로부터 전원을 공급받아 가변축(9)의 승강구동부(5)를 제어하여 상기 가변축(9)을 하강시킬 수 있다.

상기 가변축(9)의 승강구동부(5)는 에어탱크의 공압을 이용하여 리프트 에어벨로우즈(도 1의 51) 및 로드 에어밸로우즈(도 1의 52)를 팽창/수축시켜 상기 가변축(9)을 승강시키는 것으로서, 이는 공지된 사항이므로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.

다음으로, 상기 과적판단부(2)는 상기 가변축 제어부(7)에 의해 상기 가변축(9)이 하강된 경우, 상기 축하중 센서(8) 대신에 상기 가변축상태 검출부(1)의 검출값에 의해 과적상태를 판단할 수 있다.

상기 가변축상태 검출부(1)를 이룰 수 있는 공압센서가 측정한 공압측정값이 상기 가변축 제어부(7)에 설정된 기준공압값 미만인 경우, 상기 과적판단부(2)는 차량이 과적 기준 미만인 것으로 판단하게 됨과 더불어 상기 가변축 제어부(7)는 상기 가변축(9)이 상승하도록 승강구동부(5)를 제어할 수 있다.

상기 가변축상태 검출부(1)를 이룰 수 있는 공압센서가 측정한 공압측정값이 상기 가변축 제어부(7)에 설정된 기준공압값 초과인 경우, 상기 과적판단부(2)는 차량이 과적 기준 초과인 것으로 판단하게 됨과 더불어 상기 가변축 제어부(7)는 상기 가변축(9)이 하강하도록 승강구동부(5)를 제어할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 상기 과적판단부(2)에 의해 과적을 판단되고 상기 가변축상태 검출부(1)에 의해 상기 가변축(9)이 상승상태인 경우 상기 가변축 제어부(7)에 의해 상기 가변축(9)이 하강하기 때문에 차량 운전자의 가변축 (9)임의 조작으로 인한 도로 파손 및 과적 적발 회피 등을 용이하게 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 과적판단부(2)가 상기 가변축 제어부(7)에 의해 상기 가변축(9)이 하강된 경우 상기 축하중 센서(8) 대신에 상기 가변축(9)의 에어서스펜션의 공압을 측정하는 공압센서로 이루어지는 상기 가변축상태 검출부(1)의 검출값에 통해 차량의 과적상태를 판단하기 때문에 정지상태 및 특히, 주행 중인 차량의 과적상태를 오차를 대폭 줄인 상태로 판단할 수 있는 이점이 있다.

도 4는 차량 축하중 센서모듈부가 차량의 차축으로부터 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 결합정면도이고, 도 5는 도 4의 분리정면도이다.

다음으로, 상기 축하중 센서(8)는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 크게, 차량 축하중 센서모듈부(60), 커버부(70) 및 고정부(80)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)는 차량의 차축(10)의 일측 하부와 타측 하부 또는 차량의 차축(10)의 일측 상부와 타측 상부에 구비될 수 있으며, 본 발명에서는 설명의 편의상 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)가 차량의 차축(10)의 일측 하부와 타측 하부에 구비된 것을 예로 들어 상세히 설명하기로 한다.

다음으로, 상기 커버부(70)의 내측에 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)가 수용된 상태로 차량의 차축(10)의 일측 외주면 하부 및 타측 외주면 하부에 각각 고정된다.

다음으로, 상기 고정부(80)는 상기 커버부(70)를 차량의 차축(10)에 고정시킨다.

도 6은 차량 축하중 센서모듈부를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 A - A선에 따른 단면도이고, 도 8은 금속시트에 절연층, 선형 스트레인게이지 그리드 패턴, 전극 및 보호층이 형성되는 과정을 순차적으로 나타내는 사시도이다.

다음으로, 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)는 차량의 차축(10)에 고정되어 상기 차축(10)에 작용하는 하중 인장을 측정하기 위한 것으로서, 도 6 내지 도 8에서 보는 바와 같이 크게, 금속시트(610), 절연층(620), 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630), 전극(640) 및 보호층(650)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 금속시트(610)의 좌우 양단부, 즉, 일단부와 타단부에는 도 6에서 보는 바와 같이 일측 용접부(611) 및 타측 용접부(612)가 형성될 수 있다.

상기 금속시트(610)의 일측 용접부(611) 및 타측 용접부(612)는 상기 차축(10)의 외주면에 각각 용접고정될 수 있다.

이때, 상기 차축(10)에 발생되는 비틀림 하중에 대한 영향이 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)에 덜 미치도록 상기 일측 용접부(611)의 중앙부 및 상기 타측 용접부(612)의 중앙부는 상기 금속시트(610)가 인장된 상태로 상기 차축(10)의 외주면에 각각 스폿용접되는 것이 좋다.

그리고, 상기 금속시트(610)는 다양한 재질로 이루어질 수 있겠으나, 특히, 상기 차축(10)의 외주면에 스폿용접되는 상기 금속시트(610)의 부식 등을 방지하여 상기 금속시트(610)의 내구성을 향상시키기 위해 상기 금속시트(610)는 스테인리스 재질로 이루어지는 것이 좋다.

그리고, 상기 금속시트(610)의 상부면에는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 선형 스트레인 게이지 그리드패턴(630)을 형성하기 위한 절연층(620, insulating layer)이 형성될 수 있다.

상기 절연층(620)은 적어도 상기 금속시트(10)의 중간부를 포함한 상부면에 형성될 수 있다.

상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)은 상기 차축(10)에 작용하는 하중에 의해 인장되는 상기 금속시트(610)의 스트레인을 측정하기 위한 것으로서, 상기 절연층(620) 상에 상기 금속시트(10)의 전측에서 후측방향으로 선형으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 전극(640)은 상기 선형 스트레인 게이지 그리드패턴(630)의 양쪽 끝에 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)을 이용하여 상기 차축(10)에 작용하는 하중 인장을 측정할 때 상기 차축(10)의 온도에 따라 측정값이 변화하기 때문에, 상기 절연층(620) 상에는 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)방향과 직교하는 방향으로 형성되는 온도보상 그리드패턴(641)이 구비되는 것이 좋다.

상기 온도보상 그리드패턴(641)을 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630) 방향과 직교하는 방향, 즉 좌우방향으로 연장되는 선형 그리드로 형성함으로서, 상기 차축(10)에 작용하는 인장하중의 영향을 최소화하고, 효과적으로 온도보상이 가능하다.

그리고, 상기 온도보상 그리트패턴(641)의 양쪽 끝에 전기적으로 연결되도록 상기 절연층(620) 상에 형성되는 보조전극(642)이 형성된다.

상기 보호층(650)은 상기 전극(640)과 상기 보조전극(642) 이외의 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)을 포함한 상태로 상기 절연층(620)상에 형성되어 상기 금속시트(610)가 부식 및 산화되는 것을 방지할 수 있다.

도 9는 차축으로부터 커버부와 보조커버부가 분리된 상태를 개략적으로 나타내는 분리사시도이고, 도 10은 도 9의 B - B선에 따른 분리단면도이고, 도 11은 도 9의 C - C선에 따른 분리단면도이고, 도 12는 차축으로부터 커버부와 보조커버부가 결합된 상태를 개략적으로 나타내는 결합사시도이고, 도 13은 도 12의 D - D선에 따른 결합단면도이고, 도 14는 도 12의 E - E선에 따른 결합단면도이다.

다음으로, 상기 커버부(70)의 상부면에는 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)를 수용하는 수용홈(710)이 일정깊이로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 수용홈(710) 주변의 상기 커버부(70)의 상부면과 상기 차량 축하중 센서모듈부(60) 주변의 차축(10) 외주면 사이에 고무재질의 오링 등 다양한 종류로 이루어질 수 있는 탄성재질의 패킹부(90)가 구비될 수 있다.

상기 수용홈(710) 주변의 상기 커버부(70)의 상부면에는 상기 패킹부(90)가 안착되는 안착홈(711)이 형성될 수 있다.

상기 패킹부(90)를 통해 상기 커버부(70)의 수용홈(710)의 내부로 눈, 빗물 등의 이물질이 유입되는 것을 방지한 상태로 상기 커버부(70)가 도 9 및 도 11 내지 도 14에서 보는 바와 같이 상기 차축(10)의 외주면에 수밀결합될 수 있게 된다.

도 15는 커버부의 주입구를 통해 커버부의 수용홈내로 충진부가 주입된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 16은 커버부의 주입구가 폐쇄된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

다음으로, 도 15 및 도 16에서 보는 바와 같이 상기 커버부(70)를 관통하여 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)의 전극(640)과 연결되는 케이블(100)이 구비될 수 있다.

일예로, 도 11에서 보는 바와 같이 상기 커버부(70)의 하부 일측에는 상기 수용홈(710)과 연통되는 관통구(712)가 형성될 수 있다.

상기 관통구(712)에는 연결구(713)의 상부가 나사결합 등 다양한 방식을 결합될 수 있으며, 상기 케이블(100)의 외주면이 상기 연결구(713)의 내주면에 밀착된 상태로 상기 케이블(100)의 상부는 상기 연결구(713)를 관통하여 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)의 전극(640)과 연결될 수 있다.

다음으로, 도 15에서 보는 바와 같이 상기 커버부(70)의 하부 타측에는 상기 수용홈(710)과 연통되는 주입구(714)가 형성될 수 있다.

상기 주입구(714)와 연결되는 주입기를 통해 도 16에서 보는 바와 같이 상기 수용홈(710)내로 충진되어 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)를 보호하는 충진부(200)가 구비될 수 있다.

상기 충진부(200)는 액상의 우레탄액 또는 액상의 발포액 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

상기 수용홈(710)내로 충진되어 일정시간 경과후 경화되는 탄성재질의 상기 충진부(200)는 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)로 가해지는 외부충격을 흡수하여 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)을 안전하게 보호함은 물론 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)로의 눈, 빗물 등의 이물질유입을 방지할 수 있어 수밀성을 더욱 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 차축(10)에 작용하는 하중 인장에 의해 변형되는 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)의 변형을 탄성재질의 상기 충진부(200)가 방해할 우려가 없어 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)가 보다 정밀하게 상기 차축(10)에 작용하는 하중 인장을 측정할 수 있게 된다.

상기 주입구(714)에는 상기 주입구(714)를 개폐하기 위한 주입마개(715)가 끼움고정, 나사결합 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

다음으로, 상기 고정부(80)는 도 9 내지 도 14에서 보는 바와 같이 크게, 고정볼트(810)와 너트(820)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 고정볼트(810)는 스터드 볼트 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

스터드 볼트 등 다양한 종류로 이루어질 수 있는 상기 고정볼트(810)의 상부는 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)의 각 모서리 주변의 차축(10)의 하부 외주면에 일정깊이로 나사결합될 수 있다.

스터드 볼트 등 다양한 종류로 이루어질 수 있는 상기 고정볼트(810)의 하부는 상기 패킹부(90) 주변의 상기 커버부(70)의 각 모서리부위를 수직관통할 수 있다.

상기 너트(820)는 스터드 볼트 등 다양한 종류로 이루어질 수 있는 상기 고정볼트(810)의 하부에 나사결합될 수 있다.

상기 커버부(70)의 반대편의 상기 차축(10)의 외주면, 즉, 상기 차축(10)의 일측 상부 외주면과 타측 상부 외주면에는 상기 차축(10)에 작용하는 하중 인장을 측정하는 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)의 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)이 측정한 하중 인장값을 전기적 신호로 증폭하는 스트레인 앰프(61)가 고정구비되는 것이 좋다.

이와 같이 상기 커버부(70)의 반대편의 상기 차축(10)의 외주면에 상기 스트레인 앰프(61)가 구비될 경우, 외부충격으로부터 상기 스트레인 앰프(61)를 안전하게 보호하기 위한 보조커버부(400)가 더 구비될 수 있다.

상기 보조커버부(400)의 하부면에는 도 10 및 도 11에서 보는 바와 같이 상기 스트레인 앰프(61)를 수용하는 보조수용홈(410)이 일정깊이로 형성될 수 있다.

상기 보조수용홈(410) 주변의 상기 보조커버부(400)의 하부면과 상기 스트레인 앰프(61) 주변의 상기 차축(10)의 외주면 사이에 고무재질의 오링 등 다양한 종류로 이루어질 수 있는 탄성재질의 보조패킹부(91)가 구비될 수 있다.

상기 보조수용홈(410) 주변의 상기 보조커버부(400)의 하부면에는 상기 보조패킹부(91)가 안착되는 보조안착홈(411)이 형성될 수 있다.

상기 보조패킹부(91)를 통해 상기 보조커버부(400)의 보조수용홈(410)의 내부로 눈, 빗물 등의 이물질이 유입되는 것을 방지한 상태로 상기 보조커버부(400)가 도 9, 도 12 및 도 13에서 보는 바와 같이 상기 커버부(70)의 반대편의 상기 차축(10)의 외주면에 수밀결합될 수 있게 된다.

상기 보조커버부(400)는 상기 고정부(80)에 의해 상기 커버부(70)의 반대편의 상기 차축(10)의 외주면에 결합될 수 있다.

상기 고정부(80)의 고정볼트(810)의 하부는 상기 스트레인 앰프(61)의 각 모서리 주변의 상기 차축(10)의 상부 외주면에 일정깊이로 나사결합될 수 있다.

상기 고정부(80)의 고정볼트(810)의 상부는 상기 보조패킹부(91) 주변의 상기 보조커버부(400)의 각 모서리부위를 수직관통할 수 있다.

상기 고정부(80)의 너트(820)는 상기 고정볼트(810)의 상부에 나사결합될 수 있다.

상기 보조커버부(400)의 상부 일측 또는 상부 타측에는 상기 보조수용홈(410)과 연통되는 보조주입구(412)가 형성될 수 있다.

상기 보조주입구(412)와 연결되는 주입기를 통해 상기 보조수용홈(410)내로 상기 스트레인 앰프(61)를 보호하는 상기 충진부(200)를 충진할 수도 있다.

상기 보조수용홈(410)내로 충진되어 일정시간 경과후 경화되는 탄성재질의 상기 충진부(200)는 상기 스트레인 앰프(61)로 가해지는 외부충격을 흡수하여 상기 스트레인 앰프(61)를 안전하게 보호함은 물론 상기 스트레인 앰프(61)로의 눈, 빗물 등의 이물질유입을 방지할 수 있어 수밀성을 더욱 크게 향상시킬 수 있다.

상기 보조주입구(412)에는 상기 보조주입구(412)를 개폐하기 위한 주입마개(413)가 끼움고정, 나사결합 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

다음으로, 상기 커버부(70)와 상기 보조커버부(400)를 상기 차축(10)의 외주면에 더욱 강하게 밀착고정시키기 위한 보조고정부(300)가 더 구비될 수 있다.

상기 보조고정부(300)는 도 9 내지 도 12에서 보는 바와 같이 크게, 제 1보조고정바(310), 제 2보조고정바(320) 및 보조고정부재(330)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제 1보조고정바(310)의 상부가 상기 커버부(70)의 하부 외주면에 밀착된 상태로 상기 제 1보조고정바(310)는 상기 커버부(70)에 체결부재(3)에 의해 위치고정될 수 있다.

체결볼트로 이루어질 수 있는 상기 체결부재(3)는 상기 고정부(80)의 고정볼트(810) 사이의 상기 제 1보조고정바(310)의 전측과 상기 커버부(70)의 전측 및 상기 제 1보조고정바(310)의 후측과 상기 커버부(70)의 후측에 순차적으로 나사결합될 수 있다.

상기 제 1보조고정바(310)의 상부 중심부에는 상기 커버부(70)의 하부가 수용되는 하부수용홈(311)이 일정깊이로 형성될 수 있다.

상기 제 2보조고정바(320)의 하부가 상기 커버부(70)의 반대편인 상기 차축(10)의 외주면에 안착된 상태로 상기 제 2보조고정바(320)는 상기 커버부(70)의 반대편인 상기 차축(10)의 외주면에 밀착고정될 수 있다.

또는, 상기 제 2보조고정바(320)의 하부가 상기 보조커버부(400)의 상부 외주면에 밀착된 상태로 상기 제 2보조고정바(320)는 상기 보조커버부(400)에 상기 체결부재(3)에 의해 위치고정될 수 있다.

체결볼트로 이루어질 수 있는 상기 체결부재(3)는 상기 고정부(80)의 고정볼트(810) 사이의 상기 제 2보조고정바(320)의 전측과 상기 보조커버부(400)의 전측 및 상기 제 2보조고정바(320)의 후측과 상기 보조커버부(400)의 후측에 순차적으로 나사결합될 수 있다.

상기 제 2보조고정바(320)의 하부 중심부에는 상기 보조커버부(400)의 상부가 수용되는 상부수용홈(321)이 일정깊이로 형성될 수 있다.

상기 보조고정부재(330)는 보조고정볼트(331)와 보조너트(332)로 구성되어 상기 제 1보조고정바(310)와 제 2보조고정바(320)를 연결고정할 수 있다.

상기 보조고정볼트(331)는 상기 제 1보조고정바(310)의 전측과 상기 제 2보조고정바(320)의 전측 및 상기 제 1보조고정바(310)의 후측과 상기 제 2보조고정바(320)의 후측을 각각 수직관통하는 스터드 볼트 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

상기 보조너트(332)는 스터드 볼트 등 다양한 종류로 이루어질 수 있는 상기 보조고정볼트(331)의 상부와 하부에 각각 나사결합될 수 있다.

도 17은 알림제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

다음으로, 도 17에서 보는 바와 같이 제 1무선통신부(20), 제 1전원공급부(30), 제 2무선통신부(40), 제 2전원공급부(50), 연산부(500), 알림부(600) 및 알림제어부(700)가 더 구비될 수 있다.

상기 제 1무선통신부(20)는 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)이 각각 측정한 상기 차축(10)의 일측과 타측의 하중 인장값을 무선송신할 수 있다.

상기 제 1전원공급부(30)는 상기 제 1무선통신부(20)로 전원을 공급하는 배터리 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

상기 제 2무선통신부(40), 제 2전원공급부(50), 알림부(600) 및 제어부(700)는 차량의 운전석 등 다양한 위치에 구비될 수 있다.

상기 제 2무선통신부(40)는 상기 제 1무선통신부(20)로부터 하중 인장값을 수신할 수 있다.

상기 제 2전원공급부(50)는 상기 제 2무선통신부(40)로 전원을 공급하는 배터리 등 다양한 종류로 이루어질수 있다.

상기 연산부(500)는 일예로, 상기 알림제어부(700)에 내장되어 상기 제 2무선통신부(40)가 수신한 차축(10)의 일측과 타측의 하중 인장값을 합산할 수 있다.

상기 알림부(600)는 차량의 과적여부 및 차량의 전복여부를 차량 운전자 또는 관리자에게 알릴 수 있다.

상기 알림부(200)는 다양한 종류로 이루어질 수 있으며, 일예로, 사이렌 소리 등의 경보음을 출력하는 스피커와, 빛을 발광하는 LED 등의 발광부재 중 어느 하나 또는 모두로 이루어질 수 있다.

상기 알림제어부(700)는 상기 알림부(600)가 차량의 과적여부 및 차량의 전복여부를 알릴 수 있도록 상기 알림부(600)를 제어할 수 있다.

일예로, 상기 알림제어부(700)는 차량이 정지된 상태에서 상기 연산부(500)가 연산한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 상기 알림제어부(700)에 설정된 기준하중인장값과 비교하여 차량의 과적여부를 상기 알림부(600)가 알리도록 상기 알림부(600)를 제어할 수 있다.

상기 연산부(500)가 합산한 차축(10)의 일측과 타측의 하중 인장값이 상기 알림제어부(700)에 미리 설정된 기준하중인장값을 초과한 경우, 상기 과적판단부(2)는 차량이 과적상태인 것으로 판단함과 더불어 상기 알림부(600)는 사이렌 소리 등의 경보음을 출력 및 빛을 발광하여 차량이 과적상태임을 운전자 또는 관리자에게 알릴 수 있다.

상기 연산부(500)가 합산한 차축(10)의 일측과 타측의 하중 인장값이 상기 알림제어부(700)에 미리 설정된 기준하중인장값 이하인 경우, 상기 과적판단부(2)는 차량이 과적상태가 아닌 것으로 판단함과 더불어 상기 알림부(600)는 작동중지될 수 있다.

또한, 상기 알림제어부(700)는 차량 주행시 상기 제 2무선통신부(40)가 수신한 차축(10)의 일측과 타측의 하중 인장값을 비교하여 주행 중 차량의 전복여부를 상기 알림부(600)가 알리도록 상기 알림부(600)를 제어할 수 있다.

상기 제 2무선통신부(40)가 수신한 차축(10)의 일측의 하중 인장값과 타측의 하중 인장값이 서로 상이한 경우, 상기 알림제어부(700)는 차축(10)의 일측 또는 타측에 들뜸현상이 발생되어 차량이 전복될 위험이 다분한 것으로 판단하여 상기 알림부(600)가 사이렌 소리 등의 경보음을 출력 및 빛을 발광하여 차량의 전복위험을 차량운전자에게 알릴 수 있다.

상기 제 2무선통신부(40)가 수신한 차축(10)의 일측의 하중 인장값과 타측의 하중 인장값이 동일한 경우, 상기 알림제어부(700)의 제어에 의해 상기 알림부(600)는 작동중지될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 차량의 차축(10)에 작용하는 하중 인장을 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)의 선형 스트레인게이지 그리드패턴(630)을 통해 실시간 하중 측정이 가능하여 차량의 과적 및 전복을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)를 내측에 수용하여 차축(10)에 고정부(80)에 의해 고정되는 상기 커버부(70)를 통해 상기 차량 축하중 센서모듈부(60)를 안전하게 보호할 수 있는 이점이 있다.

1; 가변축상태 검출부, 2; 과적판단부,
5; 승강구동부, 7; 가변축 제어부,
8; 축하중 센서.

Claims (13)

1. 차량의 차축의 축하중을 측정하는 축하중 센서와;
   차량의 가변축의 승강상태를 검출하는 가변축상태 검출부와;
   상기 축하중 센서로부터 측정된 축하중 값을 기초로 과적상태를 판단하는 과적판단부와;
   상기 과적판단부에 의해 과적으로 판단되고 상기 가변축상태 검출부에 의해 상기 가변축이 상승상태인 경우 상기 가변축의 승강구동부를 제어하여 상기 가변축을 하강시키는 가변축 제어부;를 포함하고,
   상기 축하중 센서는 좌우 양단부에 차량의 차축에 각각 용접되는 일측 용접부 및 타측 용접부가 형성되는 금속시트와, 상기 금속시트의 일측 용접부와 타측 용접부 사이에 위치한 중간부 상부면에 형성되는 절연층과, 상기 절연층상에 일측에서 타측방향으로 형성되는 선형 스트레인게이지 그리드패턴과, 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴의 양쪽 끝에 전기적으로 연결되도록 상기 절연층상에 형성되는 전극과, 상기 전극 이외의 상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴을 포함한 상태로 상기 절연층상에 형성되는 보호층으로 구성되는 차량 축하중 센서모듈부와;
   상기 차량 축하중 센서모듈부가 내측에 수용된 상태로 차량의 차축에 고정되는 커버부와;
   상기 커버부를 차량의 차축에 고정시키는 고정부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가변축상태 검출부는 상기 가변축의 에어서스펜션의 공압을 측정하는 공압센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 과적판단부는 상기 가변축 제어부에 의해 상기 가변축이 하강된 경우 상기 축하중 센서 대신에 상기 가변축상태 검출부의 검출값에 의해 과적상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 가변축 제어부는 상기 과적판단부가 상기 가변축상태 검출부의 검출값을 기초로 과적 기준 미만으로 판단한 경우 상기 가변축의 승강구동부를 제어하여 상승시키는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 커버부의 상부에 상기 차량 축하중 센서모듈부를 수용하는 수용홈이 형성되고,
   상기 수용홈 주변의 상기 커버부의 상부면과 상기 차량 축하중 센서모듈부 주변의 차축 외주면 사이에 패킹부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 커버부를 관통하여 상기 차량 축하중 센서모듈부의 전극과 연결되는 케이블;이 구비되는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 커버부의 상부에 상기 차량 축하중 센서모듈부를 수용하는 수용홈이 형성되고,
   상기 커버부의 하부에 상기 수용홈과 연통되는 주입구가 형성되며,
   상기 주입구를 통해 상기 수용홈내로 충진되어 상기 차량 축하중 센서모듈부를 보호하는 충진부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 충진부는 액상의 우레탄액 또는 액상의 발포액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 차량 축하중 센서모듈부 각 모서리 주변의 차축 외주면에 상부가 고정되고, 하부가 상기 커버부의 각 모서리부위를 수직관통하는 고정볼트와;
   상기 고정볼트의 하부에 나사결합되는 너트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 커버부의 외주면에 밀착고정되는 제 1보조고정바와;
    상기 커버부의 반대편의 차축의 외주면에 밀착고정되는 제 2보조고정바와;
    상기 제 1보조고정바의 전측과 상기 제 2보조고정바의 전측 및 상기 제 1보조고정바의 후측과 상기 제 2보조고정바의 후측을 각각 연결고정하는 보조고정부재;를 포함하여 구성되는 보조고정부가 구비되는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 커버부의 반대편의 상기 차축의 외주면에 스트레인 앰프가 고정되고,
    상기 스트레인 앰프를 내측에 수용한 상태로 상기 커버부의 반대편의 상기 차축의 외주면에 고정되는 보조커버부;가 구비되며,
    상기 제 2보조고정바는 상기 보조커버부에 밀착고정되는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 차량 축하중 센서모듈부는 차량의 차축의 일측과 타측에 각각 고정되고,
    상기 선형 스트레인게이지 그리드패턴이 각각 측정한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 무선송신하는 제 1무선통신부와;
    상기 제 1무선통신부로 전원을 공급하는 제 1전원공급부와;
    상기 제 1무선통신부로 하중 인장값을 수신하는 제 2무선통신부와;
    상기 제 2무선통신부로 전원을 공급하는 제 2전원공급부와;
    상기 제 2무선통신부가 수신한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 합산하는 연산부와;
    차량의 과적여부 및 차량의 전복여부를 알리는 알림부와;
    차량이 정지된 상태에서 상기 연산부가 연산한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 기준하중인장값과 비교하여 차량의 과적여부를 상기 알림부가 알리도록 상기 알림부를 제어 및 차량 주행시 상기 제 2무선통신부가 수신한 차축의 일측과 타측의 하중 인장값을 비교하여 주행 중 차량의 전복여부를 상기 알림부가 알리도록 상기 알림부를 제어하는 알림제어부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 축하중 센서를 이용한 차량의 과적방지용 가변축 제어시스템.
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