KR200377158Y1 - 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치 - Google Patents

홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치 Download PDF

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KR200377158Y1
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Abstract

본 고안은 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치에 관한 것으로써, 유류 공급관(110)을 통해 오일 탱크(120)내에 충진되는 연료의 잔량을 측정하고 연료 소모에 따른 연료부족 경고를 수행하기 위한 차량의 연료 잔량 측정 장치에 있어서, 상기 오일 탱크(120)내에서 오일의 충진 또는 소모에 의한 오일 잔량의 변화에 따라 오일의 표면에 부상한 상태로 상하 이동하는 부력기(120); 상기 부력기(120)의 상하 움직임에 따라 연동되도록 하측 종단부가 결합되고, 상기 오일 탱크(120)의 상측에서 고정 지지되는 지지대(140)에 상측 종단부가 결합되는 회동 로드(160); 상기 회동 로드(160)의 상측부에 형성되는 제 1 로드(161)상에 고정되어 상기 부력기(120)의 상하 움직임에 따라 연동되는 자석(170); 및 상기 지지대(140)에 고정되어 상기 자석(170)의 상하 움직임에 따라 변동 입사되는 자속에 상응하는 기전력을 발생시키는 홀센서(150); 를 포함하여, 상기 자석(170)의 자속 입사각 변화에 따라 유도되는 홀소자(150)의 기전력의 레벨을 통하여 해당 오일 탱크(120)내 오일 잔량을 측정하게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치{MEASURING EQUIPMENT OF FUEL OIL USING HALL ELEMENT}
본 고안은 홀소자를 이용한 유량 측정 장치에 관한 것으로서, 차량의 오일 탱크에서 해당 오일 탱크내 보유 오일의 잔량을 측정하기 위하여 유량의 수위에 따라 변동되는 부력기의 위치 변화에 상응하여 각도 변화하는 자석을 위치시키고, 해당 자석의 자속 변화에 의해 변화하는 홀소자의 홀전압을 이용하여 해당 오일 탱크내 연료의 양 계측 및 연료부족 경고를 수행할 수 있는 홀소자를 이용한 유량 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 연료 탱크는 연료 공급장치 중 필요로 하는 연료를 보관하는 장치로서, 이러한 연료 탱크내에는 연료 게이지가 설치되어 차량의 대시 패널에 연료의 양을 표시하며, 또한 연료가 일정량 이하로 감소하면 이를 운전자에게 경고하기 위해 대시패널에 설치된 경고 램프를 점등하기 위한 게이지 및 경고장치의 구성이 설치되어 있다.
즉, 차량용 연료 잔여량 측정 장치는 연료 탱크의 내부에 충진된 현재의 연료량을 운전자가 인식할 수 잇도록 함으로써 주행 상황에 따라 연료를 보충할 수 있도록 하여주는 장치이다.
종래 방식의 이러한 연료 잔량 측정 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 유류 공급관(10)을 통하여 해당 오일 탱크(20)내부로 오일을 공급받게 되는데, 오일 탱크(20)내에 충진된 연료의 표면(상면)에 부상한 상태로 있으면서 충진되거나 소모되는 연료량 만큼 상, 하방향으로 승, 강하하는 부력기(30)가 구비되게 되며, 상기 부력기(30)와 회동이 자유롭게 연결되어 오일 탱크(20)상에 고정된 하이브리드 저항판(40)의 접촉 스프링(50)의 각도 변화를 유도하는 회동 로드(60) 등으로 구성된다.
따라서, 부력기(30)와 연결된 회동 로드(60)가 접촉 스프링(50)을 움직여 상기 하이브리드 저항판(40)과의 접속 위치를 다르게 함으로써 운전석에 위치한 계기판상에 현재의 오일 탱크 연료량을 표시하게 된다.
또한, 이러한 종래 기술에서는 도 1에서와 같이, 해당 오일 탱크(20)내의 오일 수면 아래로 열전소자인 NTC 써미스터(negative temperature coefficient thermistor : 70)를 내장하여 연료의 소모에 따라 오일 수면이 아래로 내려오고 이에 따라 이러한 써미스터(70)가 공기중에 노출됨으로써 해당 오일 탱크(20)내의 연료 부족을 경고할 수 있도록 한다.
하지만, 상술한 연료량 계측 방식은 저항 변화를 통해 해당 오일 탱크의 연료량을 측정하고 써미스터를 이용해 연료 부족시 경고등이 점등되도록 하는 방식으로써 온도 특성이 우수한 장점을 가질 수 있으나, 접촉에 의한 측정 방식이므로 장기간의 사용으로 인해 기구 자체가 내구성 문제로 마모됨으로써 작동 상태가 불확실해져 정확한 유량의 측정에 어려움이 있으며 또한 이물에 의한 통전 불량 문제에 취약한 문제점을 가진다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 오일 탱크내 연료 잔량의 수위에 따라 변동되는 부력기를 구비하고 해당 부력기의 위치 변화에 상응하여 각도 변화하는 자석을 위치시켜 해당 자석의 자속 변화에 의해 변화하는 홀소자의 홀전압을 다수의 레벨로 하여 해당 오일 탱크내 연료의 양 계측 및 특정 레벨에 따른 연료부족 경고를 수행하도록 함으로써 차량의 오일 탱크내에서 해당 오일 탱크내 보유 연료의 잔량을 실시간으로 측정할 수 있게 되는 홀 소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일측면에 따른 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치는 유류 공급관(110)을 통해 오일 탱크(120)내에 충진되는 연료의 잔량을 측정하고 연료 소모에 따른 연료부족 경고를 수행하기 위한 차량의 연료 잔량 측정 장치에 있어서, 상기 오일 탱크(120)내에서 오일의 충진 또는 소모에 의한 오일 잔량의 변화에 따라 오일의 표면에 부상한 상태로 상하 이동하는 부력기(120); 상기 부력기(120)의 상하 움직임에 따라 연동되도록 하측 종단부가 결합되고, 상기 오일 탱크(120)의 상측에서 고정 지지되는 지지대(140)에 상측 종단부가 결합되는 회동 로드(160); 상기 회동 로드(160)의 상측부에 형성되는 제 1 로드(161)상에 고정되어 상기 부력기(120)의 상하 움직임에 따라 연동되는 자석(170); 및 상기 지지대(140)에 고정되어 상기 자석(170)의 상하 움직임에 따라 변동 입사되는 자속에 상응하는 기전력을 발생시키는 홀센서(150); 를 포함하여, 상기 자석(170)의 자속 입사각 변화에 따라 유도되는 홀소자(150)의 기전력의 레벨을 통하여 해당 오일 탱크(120)내 오일 잔량을 측정하게 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 홀센서(150)에 유도되는 기전력의 특정 구간 레벨을 지정하여 해당 오일 탱크(120)내의 연료부족 경고를 수행하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 회동 로드(160)의 상측부에 형성되어 자석(170)이 부착되는 제 1 로드(161)는 해당 오일 탱크(120)내에 충진된 오일 수면에 평행하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하에서 본 고안은 오일 탱크내 오일 수위 변화에 따라 상하 운동하는 부력기를 구성시키고 이러한 부력기의 상하 운동에 따라 해당 부력기에 회동 로드를 통해 연결된 자석이 각도 변화하여 홀소자의 기전력 변화를 유도함으로써 다양한 기전력 레벨에 따른 오일 잔량 레벨의 파악이 가능하게 되고 특정 홀전압 구간에 대한 지정으로 연료 부족에 대한 경고를 수행할 수 있도록 하는 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치를 바람직한 실시예로 설명할 것이나, 본 고안의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치를 나타내는 도면이다.
본 고안이 적용된 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치는 유류 공급관(110), 오일 탱크(120), 부력기(130), 지지대(140), 홀소자(150), 회동 로드(160) 및 자석(170)을 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치에 대해 좀더 상세하게 설명하면,
상기 유류 공급관(110)은 외부로부터 해당 차량에 필요로하는 연료를 공급하기 위한 통로로서 제공되고, 이를 통해 흡입되는 오일은 해당 오일 탱크(120)에 충진되게 된다.
상기 부력기(120)는 일반적인 발포 스티로폼으로 이루어져 상기 오일 탱크(120)의 내부에서 오일의 충진에 따라 해당 오일의 표면(상면)에 부상한 상태로 해당 오일 탱크(120)의 오일량의 변화에 의해 상,하로 승,강하되게 된다.
상기 회동 로드(160)는 하측에 위치되는 상기 부력기(120)에 일측이 연결되고 그 타측은 상측에 위치되는 상기 지지대(140)에 연결되게 되는데, 이러한 회동 로드(160)는 바람직하게는 상기 지지대(140)와의 연결부위에서 소정 범위 연장되어 하측에 위치되는 상기 부력기(120)를 향하여 절곡되게 되어 이에 따라 나타나는 상기 지지대(140)측의 해당 연장 부위가 제 1 로드(161)로서 형성되게 된다.
이때, 상기 제 1 로드(161)는 해당 오일 탱크(120)내의 오일 수면과 평행하게 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 제 1 로드(161)에는 절곡부위측으로 자속을 발생시키는 자석(170)이 부착되고 그 타측의 고정 수단인 상기 지지대(140)와의 연결부위에는 자전변환소자(磁電變換素子)인 홀소자(150)가 고정되게 되어, 충진되는 내부 오일 량의 변화에 따라 상하로 부유하는 상기 부력기(120)의 승,하강에 따라 해당 자석(170)에서 발생되는 자속이 고정된 상태의 홀소자(150)에 다양한 기울기의 자속을 입사시키게 되어 해당 홀소자(150)에 미치는 실제적 자속의 변화를 야기시키게 된다.
따라서, 전달되는 자속의 세기에 비례하는 기전력을 발생시키는 상기 홀소자(150)는 상기 부력기(120)의 상하 움직임에 따라 연동되는 상기 자석(170)으로 인한 자속 변화에 따라 다양한 기전력을 발생시키게 되는데, 이러한 상기 홀소자(150)의 기전력 변화는 결과적으로 해당 오일 탱크(120)내에서 충진 또는 소모되는 오일의 양에 기인하게 되는 바, 해당 오일 탱크(120)내 오일 양의 변화에 상응하여 유도되는 홀소자(150)의 다양한 기전력의 변화를 다수의 레벨로 지정하여 측정함으로써 오일 탱크(120)내의 오일 양의 정확한 측정이 가능하게 되며 또한 해당 홀소자(150)의 특정 구간 전압을 오일 탱크(120)의 연료부족 구간으로 지정함으로써 종래의 써미스터 장치가 없이도 연료 부족 경고를 수행할 수 있게 된다.
즉, 상기 오일 탱크(120)내에서 충진 또는 소모되는 오일의 양에 따라 변동되는 자석(170)의 움직임에 따라 유도되는 상기 홀소자(150)의 전압 변화를 다수의 레벨로 지정하여 측정하는 것이 가능하게 됨으로써 해당 홀전압의 변화에 따른 오일 잔량 레벨 및 연료 부족 레벨을 디지털화하여 표시할 수 있다.
이제, 오일 탱크(120)내 오일 잔량의 변화에 따라 유도되는 홀소자(150)의 기전력을 계산하는 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 오일 탱크(120)내에 오일내에 부유하는 상기 부력기(130)가 오일의 충진 또는 소모에 의해 승,하강함으로써 해당 부력기(130)와 연동되는 상기 회동 로드(160)의 제 1 로드(161)에 부착되는 자석(170)이 움직여 해당 자석(170)에서 발생되는 자속의 변화가 발생하는 경우, 상기 지지대(140)에 고정된 홀소자(150)에서 해당 자속 변화에 비례하여 나타나는 홀전압은 다음의 수학식 1과 같다.
여기에서, 상기 VH 는 상기 자석(170)으로부터 입사되는 자속의 변화에 따라 상기 홀소자(150)에 나타나는 홀전압을 나타내는 것으로써 상술한 바와 같이, 이러한 해당 홀전압의 레벨에 따라 해당 오일 탱크(120)내의 오일 잔량을 측정할 수 있게 된다.
이때, 상기 수학식 1에서 KH 는 해당 홀소자(150)의 홀계수이고, d 는 홀소자(150)의 두께를 나타내고, lH 는 도 2의 확대 도면에 도시된 바와 같이 해당 홀소자(150)와 자석(170)간의 거리를 나타내고, B 는 자속밀도를 나타내며, θ2 는 해당 홀소자(150)에 입사되는 자속의 기울기를 나타내고, Ke 는 해당 홀소자(150)의 불평형 계수를 나타낸다.
이러한 수학식 1에서 상기 홀소자(150)의 불평형 계수는 매우 작은 값이므로 일반적으로 무시되는 바, 이에 따라 해당 자속 변화에 비례하여 나타나는 홀전압에 대한 간략식은 다음의 수학식 2와 같다.
따라서, 상기 수학식 2에 나타난 바와 같이, θ2 에 따라 상기 홀소자(150)에 입사하는 자속의 변화가 해당 홀소자(150)의 홀전압을 비례적으로 변화시키게 된다.
즉, 이러한 θ2 는 해당 오일 탱크(120)내의 오일 잔량 변화에 따라 상하 위치 변동되는 부력기(130)의 움직임에 회동하는 상기 자석(170)의 움직임에 기인하는 바, 본 고안은 이러한 홀소자(150)의 자기적 특성을 이용하여 해당 차량의 연료 잔량 레벨을 계측하고 특정 레벨에 대한 지정을 통해 연료 부족 경고를 수행할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 나타난 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치는 차량의 오일 탱크내 연료 잔량의 수위에 따라 변동되는 부력기를 해당 오일 탱크내에 구비하고 해당 부력기의 위치 변화에 상응하여 각도 변화하는 자석을 위치시켜 해당 자석의 자속 변화에 의해 변화하는 홀소자의 홀전압을 다수의 레벨로 하여 해당 오일 탱크내 연료의 양 계측 및 특정 레벨에 따른 연료부족 경고를 수행할 수 있게 됨으로써 비접촉 검지가 가능하여 마찰등에 따른 기구 구성물의 마모 불량을 방지할 수 있고 먼지 및 습도 상황에 영향이 적어 내구성이 뛰어나며 신뢰성 있는 연료 잔량의 측정 결과를 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 홀전압의 변화를 다수의 구간 레벨로 지정해 이용시에는 해당 차량의 연료 잔량에 대한 표시의 디지털화를 용이하게 이룰 수 있게 되고, 기존의 써미스터 채용에 의한 원료 부족 경고 기능을 해당 홀전압의 특정 구간 레벨을 연료부족 경고 레벨로 지정해 사용함으로써 부품 수를 줄여 제조 원가 절감을 이룰 수 있으며 공정이 단순해 질 수 있게 되는 효과도 있다.
도 1은 종래 기술의 연료 잔량 측정 장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 홀소자를 이용한 차량의 연료 잔량 측정 장치를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 유류 공급관 120 : 오일 탱크
130 : 부력기 140 : 지지대
150 : 홀소자 160 : 회동 로드
161 : 제 1 로드 170 : 자석

Claims (3)

  1. 유류 공급관(110)을 통해 오일 탱크(120)내에 충진되는 연료의 잔량을 측정하고 연료 소모에 따른 연료부족 경고를 수행하기 위한 차량의 연료 잔량 측정 장치에 있어서,
    상기 오일 탱크(120)내에서 오일의 충진 또는 소모에 의한 오일 잔량의 변화에 따라 오일의 표면에 부상한 상태로 상하 이동하는 부력기(120);
    상기 부력기(120)의 상하 움직임에 따라 연동되도록 하측 종단부가 결합되고, 상기 오일 탱크(120)의 상측에서 고정 지지되는 지지대(140)에 상측 종단부가 결합되는 회동 로드(160);
    상기 회동 로드(160)의 상측부에 형성되는 제 1 로드(161)상에 고정되어 상기 부력기(120)의 상하 움직임에 따라 연동되는 자석(170); 및
    상기 지지대(140)에 고정되어 상기 자석(170)의 상하 움직임에 따라 변동 입사되는 자속에 상응하는 기전력을 발생시키는 홀센서(150); 를 포함하여, 상기 자석(170)의 자속 입사각 변화에 따라 유도되는 홀소자(150)의 기전력의 레벨을 통하여 해당 오일 탱크(120)내 오일 잔량을 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 홀소자를 이용한 차량의 연료 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 홀센서(150)에 유도되는 기전력의 특정 구간 레벨을 지정하여 해당 오일 탱크(120)내의 연료부족 경고를 수행하는 것을 특징으로 하는 홀소자를 이용한 차량의 연료 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회동 로드(160)의 상측부에 형성되어 자석(170)이 부착되는 제 1 로드(161)는 해당 오일 탱크(120)내에 충진된 오일 수면에 평행하게 구성되는 것을 특징으로 하는 홀소자를 이용한 차량의 연료 측정 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112739262A (zh) * 2018-06-01 2021-04-30 克里特克技术有限责任公司 尿流计

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112739262A (zh) * 2018-06-01 2021-04-30 克里特克技术有限责任公司 尿流计

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