KR20100082398A - 자동차 오일의 오염도 측정장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 자동차의 변속기 또는 엔진 등에 사용되는 오일의 오염도를 측정하는 장치에 관한 것이다.

이 발명에 따른 자동차 오일의 오염도 측정장치는, 자동차에 사용되는 오일의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 오일의 오염도에 따른 공진점을 측정하는 수정결정미소저울과, 상기 수정결정미소저울에서 측정된 공진점에 따른 주파수를 발진하는 오실레이터와, 상기 온도센서에서 측정된 오일의 온도와 상기 오실레이터에서 출력되는 발진주파수에 따라 오일의 오염도를 계산하고 상기 오일의 오염도가 임계값 이상이면 오일교환신호를 출력하는 제어기와, 상기 제어기로부터 오일교환신호를 입력받아 사용자에게 오일교환시기를 알려주는 경고등을 구비한다.

오일, 변속기, 엔진, 오염도, QCM, 수정결정미소저울, 오실레이터

Description

자동차 오일의 오염도 측정장치 { An apparatus for measuring a pollution level of oil }

이 발명은 자동차 오일의 오염도 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 변속기 또는 엔진 등에 사용되는 오일의 오염도를 측정하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에서 엔진 오일은 엔진 윤활부에서 발생하는 마찰이나 마모를 감소시키는 윤활작용과 냉각작용, 밀봉작용, 청정작용, 응력 분산작용 등을 하는 것으로, 엔진이 가동되는 동안 마찰과 마모, 연소실내의 고온 연소로 산화 및 탄화가 진행되고, 첨가물의 감소와 연료유 및 수분 등의 이물질 혼입으로 점도의 증감 현상이 일어나게 된다.

또한, 자동차용 변속기에는 엔진의 동력을 구동축으로 전달하기 위해 사용되는 자동 변속기 오일(Automatic Transmission Fluid ; ATF)이 있다. 자동 변속기 오일은 윤할작용 뿐 아니라 기어나 베어링부와 같은 기계요소에 대한 마찰의 감소 및 마모방지 작용, 부품 사이의 기밀을 유지하는 밀봉작용, 높은 열을 전도시키는 냉각작용, 그 밖에 세척작용 및 응력분산작용, 방청작용 등 변속기에서 아주 중요한 여러 가지 역할을 한다.

이와 같이 자동차의 엔진과 변속기에 사용되는 오일을 일정 기간 이상 사용하게 되면 점도의 저하나 양 부족 현상이 일어난다. 엔진오일의 점도가 소정치 이하로 감소되면 금속 접촉면의 마모로 엔진의 성능저하 또는 파손에 이르게 할 수 있고, 엔진오일의 점도가 소정치 이상으로 증가하면 동력 손실 및 엔진 과열로 인한 엔진 고장을 유발시킬 수 있다. 변속기 오일도 마찬가지로 오일의 오염도에 따른 점도에 따라 변속기 부품 등이 마모될 뿐만 아니라 다른 계통에도 악영향을 미칠 수 있다.

따라서, 자동차의 엔진이나 변속기 장비 등에 사용되는 오일은 그 오일 상태에 따라 교환해 줘야 할 필요가 있으며, 통상적으로 자동차의 주행거리에 따라 주기적으로 교환할 것이 권장되고 있다. 그러나, 오일의 오염정도는 단순히 주행거리에만 영향을 받는 것이 아니기 때문에 단순히 주행거리만을 가지고 오일을 교환하면, 과오염된 상태로 운행함에 따른 안전운행의 문제가 발생할 수도 있고 필요 이상으로 자주 오일을 교환함에 따른 자원의 낭비 문제가 발생할 수도 있다.

이 때문에 운전자나 자동자 관리자는 오일의 상태를 보고 그 오일의 오염도에 따라 오일의 교환여부를 판단할 필요가 있다. 그러나, 이 오일은 밀폐 조립된 오일탱크 내에 존재하기 때문에, 외부에서는 오일탱크 내에 존재하는 오일의 상태 내지 오염도를 인지할 수 없다.

종래에는 오일탱크 내의 오일 상태를 인지하기 위한 수단으로서, 도 1의 오일레벨 게이지(100)를 이용한다. 이 오일레벨 게이지(100)는 상단에 손잡이(110)가 달린 금속의 측정막대(120) 형태로 되어 있으며, 측정막대(120)의 하단부 표면에는 오일량을 시각적으로 측정할 수 있도록 측정눈금이 새겨져 있다.

이러한 오일레벨 게이지(100)를 이용하여 오일탱크 내의 오일 상태를 점검하고자 할 때에는 엔진이나 변속기 등에 형성된 오일 점검관(미도시) 내에 오일레벨 게이지(100)를 삽입시킨 상태에서 손잡이(110)를 당겨 오일 점검관으로부터 오일레벨 게이지(100)를 뽑아낸 후 그 선단에 묻은 오일의 양이나 색깔 등을 점검하여, 심하게 오염되거나 점도가 너무 끈적거리거나 묽은 경우 오일을 교환하여 준다.

즉, 종래에는 오일레벨 게이지(100)에 묻어있는 오일을 육안으로만 확인하고 오일의 오염도를 어림잡아 짐작하기 때문에 일반 운전자들은 정확한 오일 오염도를 측정하고 그 오일 오염도에 따라 정확한 시점에 오일을 교환하기는 매우 어렵다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 이 발명의 목적은, 자동차 엔진이나 변속기 등에 사용되는 오일의 오염도를 정확하게 측정할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 자동차 오일의 오염도 측정장치는, 자동차에 사용되는 오일의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 오일의 오염도에 따른 공진점을 측정하는 수정결정미소저울과, 상기 수정결정미소저울에서 측정된 공진점에 따른 주파수를 발진하는 오실레이터와, 상기 온도센서에서 측정된 오일의 온도와 상기 오실레이터에서 출력되는 발진주파수에 따라 오일의 오염도를 계산하고 상기 오일의 오염도가 임계값 이상이면 오일교환신호를 출력하는 제어기와, 상기 제어기로부터 오일교환신호를 입력받아 사용자에게 오일교환시기를 알려주는 경고등을 구비한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 따르면, 오일 오염도를 정확하게 측정하고 그 오일 오염도에 따라 정확한 시점에 오일 교환을 유도할 수 있는 잇점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 이 발명의 한 실시예에 따른 자동차 오일의 오염도 측정장치를 상세하게 설명한다.

도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 자동차 오일의 오염도 측정장치를 도시한 구성도이다.

이 자동차 오일의 오염도 측정장치는 엔진이나 변속기를 비롯하여 오일을 사용하는 자동차 부품에 적용할 수 있다.

이 자동차 오일의 오염도 측정장치는, 오일탱크(T) 내 오일의 온도를 측정하는 온도센서(20)와, 오일탱크(T)의 바닥면에 장착되어 오일탱크(T) 내의 오일의 오염도에 따른 공진점을 측정하는 수정결정미소저울(Quartz Crystal Microbalance)(21)과, 이 수정결정미소저울(21)에서 측정된 공진점에 따른 주파수를 발진하는 오실레이터(22)와, 온도센서(20)에서 측정된 오일의 온도와 오실레이터(22)에서 출력되는 발진주파수에 따라 오일의 오염도를 측정하고 오일의 오염도가 임계값 이상이면 오일교환신호를 출력하는 제어기(23)와, 제어기(23)로부터 오일교환신호를 입력받아 사용자에게 오일교환시기를 알려주는 경고등(25)으로 이루어진다.

제어기(23)는 상위제어기(24)와 CAN통신을 통해 오일의 오염도 및 오일교환신호를 전달하여 상위제어기(24)가 오일의 오염도 및 오일교환시기를 인지하고 필요한 조치를 취하게 된다.

온도센서(20)는 오일탱크(T) 내의 오일의 온도를 측정하여 제어기(23)에게 제공한다. 이 온도센서(20)는 오일탱크(T) 또는 오일탱크(T) 내의 오일의 온도를 직접 측정할 수도 있고, 엔진의 경우 엔진 냉각수 온도를 측정할 수도 있다.

수정결정미소저울(21)은 두 전극과 이 두 전극 사이에 삽입된 일정 두께의 수정 결정판으로 이루어지며, 두 전극 사이에 전압을 가하면 수정과 전극으로 이루어진 구조의 기계적 공진점에 해당하는 주파수에서 진동하여 발진하는 원리를 이용한 소자이다. 이 수정결정미소저울(21)의 한쪽 전극을 오일에 노출시키고 두 전극 사이에 전압을 가하면, 오일의 오염도에 따라 두 전극 사이에 가해지는 미묘한 힘에 의해 틀어지는 기계적 공진점이 달라진다. 이 수정결정미소저울(21)은 이 오일의 오염 도에 따라 달라지는 공진점을 측정하는데, 수정결정미소저울(21)에서 출력되는 주파수를 측정하면 수정결정미소저울(21)의 한쪽 전극에 얼마만큼의 압력이 가해지는지 알 수 있으며, 이를 해석하면 오일의 오염도를 알 수 있다.

오실레이터(22)는 수정결정미소저울(21)에서 측정된 공진점 주파수에 따른 신호를 발진하여 제어기(23)에게 제공한다.

제어기(23)는 오실레이터(22)로부터 입력되는 발진주파수와 온도센서(20)에서 감지된 오일의 온도에 따라 오일탱크(T)내의 오일의 온도 및 점도를 감지하고, 이를 이용하여 오일의 오염도를 계산한다.

오일탱크(T)의 오일은 그 온도에 따라 점도가 달라진다. 즉, 온도가 낮으면 오일자체의 점도는 커지고 온도가 높으면 오일자체의 점도는 낮아진다. 또한, 오일은 그 오염도에 따라 점도가 달라진다. 즉, 오일의 오염도가 커질수록 오일의 점도가 커진다. 오일의 점도가 커지면 수정결정미소저울(21)에 가해지는 압력이 커진다.

따라서, 단순히 수정결정미소저울(21)에 가해지는 압력만을 측정하고 그 압력만을 이용하여 오일의 오염도를 계산한다면, 그 오일의 오염도를 정확하게 계산할 수 없다. 이 발명에서는 오일의 온도에 따른 오일의 점도를 측정함으로써, 오일의 오염도를 계산한다.

제어기(23)는 계산된 오일의 오염도와 임계값을 비교하여, 오일의 오염도가임계값보다 크면 상위제어기(24)와 경고등(25)에 오일교환신호를 출력한다. 경고등(25)는 이 오일교환신호에 의해 점등됨으로써 사용자에게 오일교환시기를 알려준다. 상위제어기(24)는 오일교환신호를 이용하여 오일교환시기를 인지하고, 운전자가 오 일교환을 하지 않은 채 자동차를 계속 운행하면 자동차 운행을 중지시키는 등의 적절한 조치를 취한다.

종래에는 단순히 자동차의 주행거리에 따라 엔진이나 변속기 등의 자동차의 장비의 오일을 교환할 것이 권장되었으나, 이 발명에 따르면 엔진이나 변속기에 적용되는 오일의 오염도를 정확하게 측정하고 그 오일의 오염도에 따라 오일 교환시기를 계산하기 때문에 오일의 오염도에 따른 정확한 교환이 가능하다. 이로 인해 자동차의 안전운행이 보장되며 필요 이상의 빈번한 오일 교환이 지양되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 오일탱크 내의 오일 상태를 인지하기 위한 수단인 오일레벨 게이지를 도시한 도면,

도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 자동차 오일의 오염도 측정장치를 도시한 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

T : 오일탱크 20 : 온도센서

21 : 수정결정미소저울 22 : 오실레이터

23 : 제어기 24 : 상위제어기

25 : 경고등

Claims (3)

1. 자동차에 사용되는 오일의 온도를 측정하는 온도센서와,

   상기 오일의 오염도에 따른 공진점을 측정하는 수정결정미소저울과,

   상기 수정결정미소저울에서 측정된 공진점에 따른 주파수를 발진하는 오실레이터와,

   상기 온도센서에서 측정된 오일의 온도와 상기 오실레이터에서 출력되는 발진주파수에 따라 오일의 오염도를 계산하고 상기 오일의 오염도가 임계값 이상이면 오일교환신호를 출력하는 제어기와,

   상기 제어기로부터 오일교환신호를 입력받아 사용자에게 오일교환시기를 알려주는 경고등을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차 오일의 오염도 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수정결정미소저울은 상기 오일이 보관된 오일탱크의 바닥면에 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 오일의 오염도 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 오일의 오염도 정도와 오일교환신호를 CAN 통신을 통해 상위제어기에게 전달하는 것을 특징으로 하는 자동차 오일의 오염도 측정장치.

Images