KR20210043813A

KR20210043813A - 차량의 탱크 액위 검출 장치

Info

Publication number: KR20210043813A
Application number: KR1020190126591A
Authority: KR
Inventors: 문기훈; 김종균
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-22
Also published as: CN112729472A; US20210107351A1; US11524571B2

Abstract

본 발명은 차량의 탱크 액위 검출 장치에 관한 것으로서, 차량의 연료탱크나 요소수탱크 등에 적용되어 탱크 내 액위를 차량의 주행 조건이나 탱크 형상 등에 상관없이 정확히 검출할 수 있는 액위 검출 장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 탱크 내 액체의 액위를 검출하여 액위에 상응하는 액위 검출 신호를 출력하는 메인 검출부; 상기 탱크 내 액체의 액면에 떠있도록 구비된 보조 플로터, 및 상기 보조 플로터에 장착된 자이로 센서를 포함하고, 상기 자이로 센서에서 탱크의 기울어진 각도에 상응하는 각도 검출 신호가 출력되도록 한 보조 플로터 어셈블리; 및 상기 액위 검출 신호로부터 구해지는 액위 값을 상기 각도 검출 신호를 기초로 보정하여 최종의 액위 값을 결정하는 제어유닛을 포함하는 차량의 탱크 액위 검출 장치가 개시된다.

Description

차량의 탱크 액위 검출 장치{Liquid level sensing apparatus for tank of vehicle}

본 발명은 차량의 탱크 액위 검출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 연료탱크나 요소수탱크 등 탱크 내 액위를 차량의 주행 조건이나 탱크 형상 등에 상관없이 정확히 검출할 수 있는 액위 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 연료탱크 내에는 연료의 높이(fuel level)인 연료 액위를 검출하는 액위 검출 장치가 구비되며, 여기서 연료 액위는 연료탱크 내에 남아있는 연료 잔량을 의미한다.

또한, 액위 검출 장치와 더불어, 차량에는 액위 검출 장치를 통해 검출되는 연료 액위, 즉 현재의 연료 잔량을 운전자가 인식할 수 있도록 표시해주는 잔량 표시 장치가 구비된다.

이로써, 잔량 표시 장치에 의해 표시되는 연료 잔량을 운전자가 확인하여 필요한 경우 연료를 보충할 수 있도록 하고 있다.

통상의 차량에서 연료 액위를 검출하는 액위 검출 장치는 플로터(floater, 뜨개)의 위치에 연동하여 연료 액위(연료 잔량)에 상응하는 전기적인 신호를 출력하도록 되어 있고, 이를 위해 플로터는 연료탱크 내에서 연료의 액면 변화에 따라 움직이도록 설치된다.

이와 같이 연료의 액면 변화에 따라 움직이는 플로터를 이용하여 연료 액위를 검출하도록 연료탱크 내에 설치되는 장치를 보통 연료 센더(fuel sender)라 한다.

차량의 연료 잔량 표시 장치는 연료 센더에서 출력되는 신호에 기초하여 연료 잔량을 계산하고, 이를 기반으로 클러스터에서는 차량 주행 정보인 연료 게이지 값과 트립 컴퓨터(미도시)의 주행 가능 거리를 계산하여 표시하고 있다.

한편, 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction, SCR) 시스템이 적용된 차량의 경우 연료탱크와 함께 요소수탱크가 설치되기도 하는데, 차종에 따라 연료탱크와 요수소탱크의 형상에 차이가 있다.

예를 들면, 상용버스나 미니버스, 승용차종 등의 경우 제한적인 차량 레이아웃 특성으로 인해 연료탱크와 요소수탱크가 대체로 높이가 낮고 너비가 넓은 형상을 가지고 있다.

여기서, 요소수탱크는 요소수를 저장하기 위한 것으로, SCR 시스템에서는 차량 운행 중 질소산화물 제거를 위해 요소수를 계속해서 사용하므로 연료를 충전하는 것처럼 요소수를 요소수탱크에 충전해야 한다.

또한, 운전자가 요소수탱크에 저장된 요소수의 잔량을 쉽게 인지할 수 있도록 요소수탱크에도 연료탱크와 마찬가지로 요소수의 액위를 검출하기 위한 액위 검출 장치를 설치하고 있다.

연료탱크와 요소수탱크에 설치되는 액위 검출 장치로는 플로터(floater)식과 플로트 암(float arm)식이 알려져 있으며, 플로터식에서는 탱크 내에 센더 프로브(sender probe)가 수직으로 고정 설치되고, 센더 프로브상에 상하 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 플로터가 결합된다.

이러한 플로터식에서 플로터는 탱크 내에서 액면 변화에 연동하여 상하 이동할 때 센더 프로브를 따라 이동하도록 되어 있고, 센더 프로브를 따라 이동하는 플로트의 위치에 따른 전기적인 신호가 액위 검출 장치에서 출력된다.

플로트 암식에서는 플로터가 플로트 암의 선단부에 결합된 상태로 구비되는데, 탱크 내 액면 변화에 연동하여 플로터가 상하 이동할 때 플로트 암이 회동하도록 되어 있고, 이때 플로트 암의 움직임에 따른 전기적인 신호가 액위 검출 장치에서 출력된다.

그러나, 종래의 액위 검출 장치, 즉 연료탱크 내 연료의 액위를 검출하는 센더, 그리고 요소수탱크 내 요소수의 액위를 검출하는 센더에서는 차량의 기울어짐에 따라 액위 검출의 오류가 발생할 수 있다.

특히, 높이가 낮고 너비가 넓은 형상의 탱크에서는 차량의 기울어짐으로 인해 액위 검출의 오류가 쉽게 발생할 수 있고, 잔량 오차가 커지면서 탱크 내 실제 잔량에 비해 적거나 많은 양이 검출될 수 있다.

또한, 차량이 경사지에서 운용되거나 작업하는 경우, 그리고 오르막 또는 내리막이 계속되거나 반복되는 도로를 주행할 경우, 탱크 내 잔량의 정확한 액위를 검출하기가 어렵고, 차량에서 정확한 액위를 인식 및 표시하는 것이 불가능해지므로 연료나 요소수를 적절한 시기에 보충하지 못하는 문제가 발생한다.

도 1과 도 2a 및 도 2b는 종래기술의 문제점을 설명하기 위한 도면으로, 플로터식 연료 센더의 예를 들어 경사로에서 액위 검출의 오류가 발생할 수 있음을 보이고 있다.

도시된 바와 같이, 플로터식 연료 센더(10)는 연료탱크(1) 내에 수직으로 고정 설치되는 센더 프로브(11)와, 상기 센더 프로브(11)에 상하 길이방향을 따라 안내될 수 있도록 결합되어 구비되는 플로터(12)를 포함한다.

이러한 구성에서 플로터(12)는 연료탱크(1) 내 연료의 액면 변화에 연동하여 센더 프로브(11)를 따라 이동하도록 되어 있고, 연료 센더(10)의 헤드(13)에서는 프로브(11)상에서의 플로터(12)의 위치에 따라 연료 액위(연료 잔량)에 상응하는 전기적인 신호가 출력된다.

도 1과 도 2a 및 2b를 참조하면, 차량이 평지와 경사로에 위치해 있을 때 연료탱크의 상태를 보이고 있고, 평지에서는 차량의 연료탱크(1)가 수평을 유지하지만(도 1 참조), 경사로에서는 연료탱크(1)가 어느 한쪽으로 기울어져 있게 된다(도 2a, 도 2b 참조).

반면, 연료탱크(1) 내 연료의 액면은 도면에서 알 수 있듯이 연료탱크의 기울어짐에 상관 없이 중력에 의해 항상 수평을 유지하게 된다.

따라서, 연료탱크(1) 내 연료 액위(잔량)가 동일함에도 프로브(11)에서의 액면 위치와 높이가 평지와 경사로에서 서로 다를 수밖에 없고, 프로브(11)에서 항상 액면에 위치하는 플로터(12)의 위치와 높이 역시 평지와 경사로가 서로 다를 수밖에 없다.

그러한 이유로 인해 종래의 액위 검출 장치에서는 평지와 경사로에서 액위가 다르게 검출되는 액위 검출 오류가 발생하고, 결국 잔량 표시 장치인 클러스터에 표시되는 연료 잔량에도 차이를 나타낼 수밖에 없다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 차량의 연료탱크나 요소수탱크 등 탱크 내 액위를 차량의 주행 조건이나 탱크 형상 등에 상관없이 정확히 검출할 수 있는 액위 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 탱크 내 액체의 액위를 검출하여 액위에 상응하는 액위 검출 신호를 출력하는 메인 검출부; 상기 탱크 내 액체의 액면에 떠있도록 구비된 보조 플로터, 및 상기 보조 플로터에 장착된 자이로 센서를 포함하고, 상기 자이로 센서에서 탱크의 기울어진 각도에 상응하는 각도 검출 신호가 출력되도록 한 보조 플로터 어셈블리; 및 상기 액위 검출 신호로부터 구해지는 액위 값을 상기 각도 검출 신호를 기초로 보정하여 최종의 액위 값을 결정하는 제어유닛을 포함하는 차량의 탱크 액위 검출 장치를 제공한다.

여기서, 상기 메인 검출부는, 탱크 내에 설치된 센더 프로브; 상기 탱크 내 액체의 액면 변화에 연동하여 상기 센더 프로브를 따라 이동하도록 구비되는 메인 플로터; 및 상기 센더 프로브에서의 메인 플로터의 위치에 따른 액위 검출 신호를 생성하여 출력하는 헤드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 보조 플로터 어셈블리는, 상기 탱크 내 고정구조물을 따라 상하 이동 가능하도록 설치되는 베이스부; 상기 베이스부에 암 로드를 통해 연결되어 지지되고, 회전되어 기울어진 각도에 상응하는 상기 각도 검출 신호를 출력하는 자이로 센서를 가지는 자이로 센서부; 및 상기 탱크 내 액체의 액면에 떠있도록 구비되고, 상기 자이로 센서부가 회전 가능하게 설치되는 보조 플로터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탱크 내 고정구조물은 탱크 내에 상하로 길게 고정 배치된 파이프이고, 상기 베이스부는 원통 형상으로 구비되어 상기 파이프의 외주상에 끼워짐으로써 파이프를 따라 상하 이동 가능하면서 파이프에서 회전 가능하도록 된 것일 수 있다.

또한, 상기 암 로드는 중공 관의 형태로 구비되고, 상기 자이로 센서에 접속되어 각도 검출 신호를 전달하는 와이어가 상기 암 로드의 내부를 따라 설치되며, 상기 와이어는 암 로드의 내부를 통과한 뒤 상기 파이프에 나선 형태로 권선되어 보조 플로터 어셈블리의 외부로 연결될 수 있다.

또한, 상기 자이로 센서부는 보조 플로터의 상측에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 보조 플로터의 상부에는 상측에서 회전되는 자이로 센서부의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 정해진 깊이의 홈부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 보조 플로터와 자이로 센서부가 직육면체의 형상을 가지며, 상기 보조 플로터의 상부에 상기 회전되는 자이로 센서부의 단부가 삽입될 수 있는 홈부가 일정 깊이로 형성될 수 있다.

또한, 상기 자이로 센서부가 보조 플로터의 길이방향 중앙 위치에 힌지 결합되고, 상기 자이로 센서부 중 상기 보조 플로터에 힌지 결합되는 부분으로부터 정해진 거리만큼 떨어진 부분에 상기 암 로드가 연결될 수 있다.

또한, 상기 보조 플로터의 상부에는 상기 홈부 내에 채워진 액체가 배출될 수 있는 드레인홀이 관통 형성될 수 있다.

또한, 상기 자이로 센서부는, 상기 보조 플로터에 회전 가능하게 결합되는 케이스; 상기 케이스의 내부에 수납되어 고정되는 하우징; 상기 하우징 내부에 넣어져 고정되는 자이로 센서; 및 상기 하우징 및 자이로 센서가 넣어진 케이스에 상기 케이스의 내부를 밀폐하도록 설치되는 커버를 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인 검출부는, 탱크 내에 설치된 센더 프로브; 및 상기 탱크 내 액체의 액면 변화에 연동하여 상기 센더 프로브를 따라 이동하도록 구비되는 메인 플로터를 포함하고, 상기 제어유닛에서, 상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 자이로 센서부의 기울어진 각도가 α이고, 상기 자이로 센서부에서 메인 검출부의 센더 프로브의 길이방향 축선에 수직으로 연결되는 연결선의 길이가 밑변 길이이며, 상기 센더 프로브의 축선에서 상기 연결선이 수직으로 연결되는 지점과 메인 플로터 사이의 거리가 높이일 때, 'tanα= 높이/밑변 길이'의 관계를 이용하여 상기 α와 밑변 길이로부터 높이가 계산되고, 상기 액위 검출 신호로부터 구해지는 액위 값에 상기 높이를 더하거나 뺀 값으로 상기 보정된 최종의 액위 값이 구해질 수 있다.

또한, 상기 제어유닛에서, 상기 각도 검출 신호로부터 탱크의 기울어진 방향이 결정되고, 상기 탱크의 기울어진 방향에 따라 상기 액위 값에 상기 높이를 더하거나 뺄 수 있다.

또한, 상기 제어유닛은, 상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 각도가 미리 설정된 정상 영역에 해당하는 상태가 설정시간 유지되고, 상기 액위 검출 신호로부터 구해지는 액위 값이 미리 설정된 하한값 이상의 값인 경우, 상기 보정을 실시하도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 제어유닛에서 정상 영역은 0 이상이고 미리 설정된 최대 경사각 이하인 영역으로 설정되고, 상기 제어유닛은, 상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 각도의 절대값이 0 이상이고 상기 최대 경사각 이하인 경우, 상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 각도가 상기 정상 영역에 해당하는 상태인 것으로 판단하도록 설정될 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 차량의 탱크 액위 검출 장치에 의하면, 차량의 연료탱크나 요소수탱크 등 탱크 내 액위를 차량의 주행 조건이나 탱크 형상 등에 상관없이 정확히 검출할 수 있고, 탱크 용량의 오차 보정이 가능하여 차량의 운전 상태 변화와 관계 없이 탱크 내 연료나 요소수의 잔량을 정확하게 검출할 수 있게 된다.

결국, 연료나 요소수가 소진되기 전의 적절한 시기에 연료 및 요소수의 보충이 가능해지므로 차량 운용의 효율성이 향상될 수 있는 것은 물론, 연료 및 요소수의 소진으로 인한 부품 손상이나 엔진 시동 꺼짐 등을 방지하는 것이 가능해진다.

도 1과 도 2a 및 도 2b는 종래기술의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치에서 보조 플로터 어셈블리의 보조 플로터 및 자이로 센서부를 나타내는 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치에서 보조 플로터 어셈블리의 구성을 분리하여 도시한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치에서 보조 플로터 어셈블리의 구성 중 자이로 센서부 및 암 로드, 베이스부, 와이어를 도시한 조립사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 자이로 센서부의 케이스 내부공간에 자이로 센서가 넣어진 하우징이 수납되어 고정된 상태를 예시한 도면이다.
도 8은 차량이 평지에 위치하여 탱크가 기울어지지 않고 수평을 유지하고 있을 때 본 발명의 액위 검출 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 9와 도 10은 차량이 경사로에 위치하여 탱크가 기울어진 상태일 때 본 발명의 액위 검출 장치의 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 액위 검출 상태에서 자이로 센서부의 상태를 예시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명에서 액위 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명에서 보정 로직을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명에서 액위 검출을 위한 구성을 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 차량에서 연료탱크 및 요소수탱크와 같이 연료나 요소수 등의 액체가 저장되는 탱크에 적용될 수 있는 것으로서, 탱크 내 액체 잔량을 나타내는 액위를 정확히 검출할 수 있는 차량용 탱크 액위 검출 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 탱크 내 액위를 차량의 주행 조건(평지 및 경사로와 같은 도로 상태)이나 탱크 형상 등에 상관없이 정확히 검출할 수 있는 액위 검출 장치에 관한 것이다

본 발명에 따른 액위 검출 장치는 탱크 내부에 수직으로 설치된 센더 프로브, 및 이 센더 프로브를 따라 상하로 이동할 수 있도록 결합된 플로터를 포함하는 공지의 플로터식 센더를 개선한 것으로, 탱크 내에 보정을 위한 플로터를 추가로 더 설치하여 이용하고, 이때 추가로 설치되는 플로터에는 자이로 센서(gyro sensor)가 탑재된다.

이와 같이 본 발명에서는 자이로 센서를 탑재한 별도의 플로터를 추가로 이용하여 탱크 내 액면의 기울어짐이 발생한 상태라 하더라도 액위(액체 잔량)를 정확히 측정할 수 있도록 한 것에 주된 특징이 있다.

이하의 설명에서 센더는 탱크 내 액위를 검출하여 전기적인 신호를 출력 및 송신하는 액위 검출 장치와 같은 의미로 이해될 수 있고, 연료탱크 내 연료 액위를 검출하는 연료 센더이거나, 요수소탱크 내 요소수 액위를 검출하는 요소수 센더일 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치를 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 액위 검출 장치는 프로브와 플로터를 포함하는 공지의 플로터식 센더의 구성요소들과 더불어 전술한 바와 같이 자이로 센서가 탑재된 별도의 플로터를 더 포함하여 구성된다.

이하의 설명에서는 플로터의 구분을 위해 프로브에 상하 길이방향을 따라 이동 가능하도록 결합되는 공지의 플로터를 '메인 플로터'라 칭하기로 하고, 본 발명에서 새로이 추가되는 플로터, 즉 상기와 같이 자이로 센서가 탑재된 별도의 플로터를 '보조 플로터'라 칭하기로 한다.

도 1을 참조하면, 액위 검출 장치(100)의 프로브(110)는 탱크(미도시) 내부에 수직으로 배치되도록 설치되고, 탱크 외부에 고정 설치되는 헤드(130)와, 상기 헤드(130)에 결합된 상태로 탱크 내부에 설치되는 서포터(140)에 의해 지지된다.

상기 헤드(130)는 전기신호의 생성 및 송신 등을 위한 부품들을 내부 구성요소로 하고, 탱크 외측면에 체결 및 장착되어 탱크 외부에 위치된다.

상기 서포터(140)는 헤드(130)에 결합된 파이프(141), 및 이 파이프(141)에 결합된 플레이트(142)를 포함하여 구성되고, 플레이트(142)에 프로브(110)의 하단부가 결합된다.

이때, 상기 프로브(110)는 탱크 내부에서 헤드(130)와 서포터(140)에 결합된 상태로 지지되는데, 프로브(110)의 상단부는 픽서(131)를 매개로 헤드(130)에 결합되고, 프로브(110)의 하단부는 서포터(140)의 플레이트(142)에 결합된 상태로 지지되어 흔들림이 방지된다.

상기 프로브(110)에는 메인 플로터(120)가 길이방향을 따라 상하 이동 가능하도록 결합되고, 상기 메인 플로터(120)는 원통 형상으로 구비되어 내측을 프로브(110)가 관통하는 형태가 되도록 프로브(110)상에 끼워져 결합된다.

본 발명에서 메인 플로터(120)는 통상의 차량용 플로터식 센더에 이미 적용되고 있는 공지의 플로터로서, 프로브(110)에 길이방향을 따라 상하 안내되도록 결합되는 플로터이다.

본 발명에서 메인 플로터(120)가 탱크 내 액면 변화에 연동하여 프로브(110)를 따라 이동할 때, 프로브(110)상에서의 메인 플로터(120)의 위치에 따른 전기적인 신호, 즉 액위 검출 신호가 상기 헤드(130)에서 출력된다.

본 발명에서 플로터식 센더의 헤드(130)로부터 메인 플로터(120)의 위치에 따른 전기적인 신호(플로터식 센더의 액위 검출 신호)가 출력되는 점에 대해서는 공지되어 있으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이로써, 헤드(130)에서 출력되는 액위 검출 신호가 클러스터로 전달됨으로써 액위 검출 신호로부터 계산된 현재의 연료(또는 요소수) 잔량이 클러스터를 통해 표시될 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치(100)는, 탱크 내 액위를 검출하는 메인 검출부와는 별개로, 자이로 센서가 탑재된 보조 플로터(151)를 포함하는 보조 플로터 어셈블리(150)를 더 포함하고, 상기 보조 플로터 어셈블리(150) 또한 탱크 내부에 설치된다.

여기서, 메인 검출부는 프로브(110) 및 메인 플로터(120)를 포함하는 기존의 플로터식 센더를 의미한다.

본 발명의 실시예에서, 보조 플로터 어셈블리(150)는 탱크 내부의 서포터(140)에 지지되도록 장착될 수 있고, 보조 플로터(151)와 자이로 센서부(152), 암 로드(156), 베이스부(158)를 포함하여 구성된다.

여기서, 보조 플로터(151)는 메인 플로터(120)와 마찬가지로 탱크 내 액면에 떠있도록 구비되는 플로터로서, 이 역시 탱크 내 액면에 접촉한 상태에서 액면의 변화에 연동하여 상하로 이동하는 플로터이다.

차량이 평지에 있으면 탱크 내 액면은 수평한 상태로 있고, 차량이 경사로에 위치하더라도 탱크 내 액면은 항상 수평한 상태를 유지하게 되는데, 이때 보조 플로터(151)가 상기한 액면과 항상 동일한 각도를 유지한 상태로 떠있도록 되어 있다.

즉, 보조 플로터(151)가 액면과 마찬가지로 항상 수평한 상태로 떠있도록 구비되는 것으로, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치에서 보조 플로터 어셈블리의 보조 플로터(151) 및 자이로 센서부(152)를 나타내는 확대 사시도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 보조 플로터(151)는 직육면체의 형상을 가질 수 있고, 보조 플로터(151)의 상부에는 정해진 깊이의 홈부(151a)가 형성된다.

상기 홈부(151a)는 후술하는 자이로 센서부(152)의 회전 및 동작을 위한 공간을 제공하는 것으로, 구체적으로는 보조 플로터(151)의 상측에 설치된 자이로 센서부(152)가 정해진 각도 범위 내에서 보조 플로터(151)와의 간섭 없이 회전될 수 있도록 해주는 간섭 회피 공간으로 이용된다.

상기 보조 플로터(151)의 상부에는 자이로 센서부(152)가 회전 가능하게 결합되는 힌지결합부(151c)가 형성되고, 상기 힌지결합부(151c)는 보조 플로터(151)의 상부에서 그 길이방향의 중앙 위치에 형성될 수 있다.

상기 힌지결합부(151c)는 보조 플로터(151) 상부의 좌우 양측에 상방 돌출되도록 형성될 수 있고, 이는 보조 플로터(151)에서 자이로 센서부(152)가 힌지 결합되는 부분으로서, 자이로 센서부(152)의 힌지핀(153c)이 회전 가능하게 결합된다.

상기 자이로 센서부(152)에서 암 로드(156)가 연결되는 부분은, 보조 플로터(151)에 힌지 결합되는 부분인 힌지핀(153c)으로부터 정해진 거리만큼 떨어진 부분이 되도록 하는데, 예를 들면 자이로 센서부(152)에서 길이방향의 한쪽 단부에 암 로드(156)가 연결될 수 있다.

이로써, 자이로 센서부(152)는 보조 플로터(151)의 상측에서 힌지결합부(151c) 및 힌지핀(153c)을 중심으로 자유 회전이 가능하도록 되어 있고, 특히 액면과 함께 항상 수평 상태를 유지하는 보조 플로터(151)를 기준으로, 자이로 센서부(152)가 액면에 대한 탱크 및 탱크 내 고정부품의 기울어진 정도에 상응하는 양만큼 상대 회전하게 된다.

이와 같이 보조 플로터(151)를 기준으로 자이로 센서부(152)가 상대 회전한 양 및 각도 등은 탱크의 기울어진 정도에 상응하는 값일 수 있고, 자이로 센서부(152)가 상대 회전한 양이나 각도 등의 회전 정보를 알게 되면, 탱크의 기울어진 정도를 추정할 수 있다.

결국, 상기와 같은 보조 플로터(151)를 기준으로 상대 회전되는 자이로 센서부(152)의 회전 정보를, 메인 플로터(120)에 의해 얻어지는 액위를 보정하기 위한 정보로 이용하는 것이 가능하다.

이와 같이 본 발명에서는 액면에 항상 수평 상태로 떠있는 보조 플로터(151)를 기준으로 상기 자이로 센서부(152)가 상대 회전한 각도를 검출하고, 상기 검출된 각도 정보를 메인 플로터(120)에 의해 얻어진 액위를 보정하는데 이용한다.

도 4에서 도면부호 151b는 보조 플로터(151)의 상부에 관통 형성된 드레인홀로서, 드레인홀(151b)은 보조 플로터(151)의 홈부(151a)에 채워진 액체를 외부로 배출하기 위한 것이며, 탱크 내에 저장된 연료나 요소수 등의 액체가 보조 플로터(151)의 홈부(151a)에 채워질 경우 즉시 배출할 수 있도록 형성된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치에서 보조 플로터 어셈블리의 구성을 분리하여 도시한 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액위 검출 장치에서 보조 플로터 어셈블리의 구성 중 자이로 센서부 및 암 로드, 베이스부, 와이어를 도시한 조립사시도이다.

도 6에는 보조 플로터의 도시가 생략되었으며, 전술한 바와 같이 도시된 자이로 센서부(152)가 보조 플로터(도 4의 도면부호 151임)의 상측에 자유 회전이 가능하도록 힌지 결합되고(도 4 참조), 이때 힌지핀(153c)이 자이로 센서부(152)의 회전중심이 된다.

도 5를 참조하면, 자이로 센서부(152)는 케이스(153a) 및 커버(153b), 하우징(154), 자이로 센서(155)를 포함하여 구성되고, 케이스(153a)의 좌우 양 측면부에 측방으로 힌지핀(153c)이 돌출되도록 형성된다.

상기 케이스(153a)는 자이로 센서(155)가 수납되는 수납공간을 제공하는 것으로, 직육면체의 형상으로 형성되어 그 내부공간이 자이로 센서(155)가 수납되는 수납공간이 되며, 상기 내부공간에 자이로 센서(155)가 수납된 상태로 케이스(153a)의 상측에는 내부공간을 밀폐하도록 케이스(153a)가 일체로 고정된다.

상기 자이로 센서(155)는 하우징(154)에 넣어져 고정된 상태로 케이스(153a) 및 커버(153b) 내측에 수납될 수 있고, 하우징(154)에 넣어진 자이로 센서(155)에는 외부 접속 및 각도 검출 신호 전달을 위한 와이어(159)가 연결된다.

상기 자이로 센서(155)가 넣어자는 하우징(154)은 케이스(153a)의 내부공간에 수납되어 접착 등의 방법으로 고정되며, 자이로 센서(155), 하우징(154), 케이스(153a), 커버(153b)가 모두 일체화된 상태로 함께 회전될 수 있게 되어 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에서 자이로 센서부의 케이스 내부공간에 자이로 센서가 넣어진 하우징이 수납되어 고정된 상태를 예시한 것으로, 하우징(154)이 케이스(153a)의 내부에서 움직이지 않고 자이로 센서 및 하우징(154), 케이스(153a)가 모두 일체로 회전될 수 있도록 하우징(154)을 접착 등의 방법으로 케이스(153a)의 내부에 완전히 고정한다.

또한, 자이로 센서(155)가 내부에 넣어지는 하우징(154)이 케이스(153a)의 내부공간에 수납된 상태에서 커버(153b)가 케이스(153a)의 상측에 조립될 때, 케이스(153a)의 내부공간이 완전히 밀봉되어 기밀이 유지될 수 있도록 케이스(153a)와 케이스(153a)의 사이를 실링(sealing) 처리하여 고정한다.

또한, 암 로드(156)는 케이스(153a)와 베이스부(158)를 일체로 연결하는 가늘고 긴 로드 형태로 구비되고, 바람직하게는 케이스(153a)에 일체로 결합된 제1 로드(157a)와, 베이스부(158)에 일체로 형성된 제2 로드(157b)가 연결된 구성을 가질 수 있다.

상기 암 로드(156)는 내부에 각도 검출 신호 전달을 위한 와이어(159)가 넣어져 배선되도록 중공 관의 형태로 구비될 수 있는데, 와이어(159)가 하우징(154) 내부의 자이로 센서(155)에 접속된 상태에서 케이스(153a)의 내부공간을 거쳐 커버(153b)를 관통한 뒤 제1 로드(157a)의 내부로 배선된다.

또한, 자이로 센서부(152)에서 암 로드(156)의 제1 로드(157a) 및 제2 로드(157b)의 내부를 통과한 와이어(159)는 베이스부(158)의 내부홀(158a)을 통해 베이스부 내측으로 연장되고, 이후 서포터(140)의 파이프(141)에 나선 형태로 권선되어 보조 플로터 어셈블리(150)의 외부가 되는 헤드(130)로 연결된다.

이에 따라, 자이로 센서(155)가 작동할 때 자이로 센서(155)에서 출력되는 전기적인 신호가 와이어(159)를 통해 헤드(130)로 전달될 수 있게 된다.

상기 베이스부(158)는 탱크 내에 상하로 길게 고정 배치된 서포터(140)의 파이프(141)를 따라 상하로 이동할 수 있도록 결합되며, 원통 형상으로 구비되어 서포터(140)의 파이프(141) 외주상에 끼워진 상태가 되도록 조립된다.

이와 같이 베이스부(158)가 서포터(140)의 파이프(141) 외주상에 결합된 상태일 때, 암 로드(156)의 내부를 통과한 와이어(159)는 도 5에서와 같이 베이스부(158)의 내부홀(158a)을 통해 베이스부(158) 내측으로 연장된 뒤, 도 3에서와 같이 서포터(140)의 파이프(141) 외주상에 나선형으로 권선된다.

상기 베이스부(158)는 서포터(140)의 파이프(141)를 따라 자유롭게 상하로 이동될 수 있는 것은 물론 서포트의 파이프(141)에 자유롭게 회전 가능하도록 설치된다.

이로써, 서포터(140)의 파이프(141)에서 베이스부(158)가 상하로 이동되거나 회전될 때, 암 로드(156) 및 이를 통해 연결된 자이로 센서부(152), 그리고 보조 플로터(151)가 모두 함께 움직이도록 되어 있다.

다만, 탱크가 기울어진 정도에 따라 서포터(140)의 파이프(141)에서 액면의 높이가 변화할 때, 암 로드(156) 및 베이스부(158)를 매개로 서포터(140)의 파이프(141)에 결합된 자이로 센서부(152)는, 액면에서 항상 수평을 유지하는 보조 플로터(151)를 기준으로 하여 상대 회전을 하게 된다.

본 발명에서 서포터(140) 및 이를 구성하는 파이프(141)는 탱크에 일체로 고정되는 고정구조물로서, 탱크와 함께 움직이도록 되어 있고, 탱크가 기울어지면 파이프(141)를 포함하여 서포터(140) 전체가 탱크와 함께 일체로 기울어지도록 되어 있다.

또한, 차량과 탱크, 그리고 내부의 서포터(140)가 기울어지게 되면, 암 로드(156)와 베이스부(158), 와이어(159) 등이 함께 기울어지게 되면서, 보조 플로터(151) 상측의 자이로 센서부(152)가 탱크의 기울어진 정도에 상응하여 보조 플로터를 기준으로 상대 회전하게 된다.

이때, 보조 플로터(151)는 탱크 내 액면에 수평하게 떠있는 상태로 자이로 센서부(152)와 암 로드(156), 베이스부(158), 와이어(159) 등을 지지해주는 역할을 하며, 차량 및 탱크가 기울어질 때 액면에서 수평을 유지한 상태로 자이로 센서부(152)의 회전을 가능하게 해준다.

도 8은 차량이 평지에 위치하여 탱크가 기울어지지 않고 수평을 유지하고 있을 때 액위 검출 장치의 상태를 나타내는 도면이고, 도 9와 도 10은 차량이 경사로에 위치하여 탱크가 기울어진 상태일 때 액위 검출 장치의 상태를 나타내는 도면이다.

도 8 내지 도 10에서 알 수 있듯이, 탱크(1)가 수평을 유지하고 있을 때 탱크 내 액면 역시 수평을 유지하며, 탱크가 어느 한쪽으로 기울어지더라도 중력에 의해 탱크 내 액면이 항상 수평을 유지한다.

마찬가지로, 탱크(1)의 수평 유지나 기울어짐에 상관 없이 탱크 내 액면이 항상 수평을 유지하므로, 액면상에 부유하고 있는 보조 플로터(151) 역시 항상 자세가 어느 한쪽으로 기울지 않고 액면과 마찬가지로 항상 수평을 유지한다.

반면, 보조 플로터(151)에 회전 가능하게 힌지 결합된 자이로 센서부(152)의 경우 암 로드(156)를 매개로 베이스부(158)에 일체로 연결 및 고정되어 있고, 이때 베이스부(158)가 탱크(1)와 함께 기울어지도록 설치된 서포터(140)의 파이프(141)에 결합되어 있다.

따라서, 경사로에서 차체 및 탱크(1), 그리고 서포터(140)의 파이프(141)가 기울어진다면, 액면이 수평을 유지하더라도 베이스부(158)에 암 로드(156)를 매개로 연결된 자이로 센서부(152)가 보조 플로터(151)의 상측에서 탱크(1)의 기울어짐에 연동하여 회전되게 된다.

이때, 수평을 유지하고 있는 보조 플로터(151)를 기준으로 자이로 센서부(152)가 상대 회전되어 기울어지는 양 및 각도는 탱크(1)가 기울어지는 양 및 각도에 상응하여 달라질 것이다.

즉, 자이로 센서부(152)의 자이로 센서(155)가 출력하는 신호는 수평을 기준으로 한 자이로 센서부(152)의 각도를 나타내는 각도 검출 신호이고, 이러한 각도 검출 신호는 탱크(1)의 기울어짐 정도에 상응하는 값을 나타내는 것이다.

결국, 메인 플로터(120)의 위치에 따른 액위 검출 신호에 대해 자이로 센서(155)가 출력하는 각도 검출 신호를 보정 신호로 적용할 경우 탱크(1)의 기울어짐 정도를 반영한 보다 정확한 탱크 내 액위 정보를 취득할 수 있게 된다.

도 11 내지 도 13은 액위 검출 상태에서 자이로 센서부의 상태를 예시한 도면으로, 메인 플로터(120)에 대해서는 홈부(151a)를 포함하는 상부만을 단면하여 도시하였다.

탱크가 기울어짐 없이 수평을 유지할 경우, 도 11에 나타낸 바와 같이, 보조 플로터(151) 및 그 상측의 자이로 센서부(152) 역시 수평을 유지한 상태로 있게 된다.

그러나, 탱크가 어느 한쪽으로 기울어질 경우, 탱크 내 액면과 함께 보조 플로터(151)는 수평을 유지하지만, 그 상측의 자이로 센서부(152)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 보조 플로터(151)에 대해 상대 회전한 상태로 있게 된다.

바람직한 실시예에서, 보조 플로터(151)와 자이로 센서부(152)가 직육면체의 형상을 가질 때, 보조 플로터(151)의 상부에 회전되는 자이로 센서부(153)의 단부가 삽입될 수 있는 직사각형의 홈부(151a)를 일정 깊이로 형성하는 것이 가능하다.

만약, 탱크가 일정 수준 이상 기울어질 경우, 자이로 센서부(152)는 적어도 일부가 보조 플로터(151)의 홈부(151a) 내측으로 삽입된 상태로 회전될 수 있고, 탱크가 더욱 크게 기울어져 자이로 센서부(152)의 전단부나 후단부가 보조 플로터(151)의 홈부(151a) 바닥면에 접촉되면 자이로 센서부(152)의 회전이 제한된다.

한편, 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 액위를 자이로 센서(155)의 각도 검출 신호를 이용하여 보정하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 14 및 도 15는 액위 보정 방법을 설명하기 위한 도면으로, 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도(α)를 이용하면 tanα를 알 수 있는데, 여기서 α는 자이로 센서(155)를 포함하는 자이로 센서부(152) 전체의 기울어진 각도를 나타내고, tanα는 자이로 센서부(152)의 기울어진 경사도를 나타낸다(경사도(%) = tanα×100).

또한, 경사도와 높이, 밑변 길이 사이에는 'tanα= 높이/밑변 길이'의 관계가 성립한다.

여기서, 밑변은 자이로 센서부(152)에서 프로브(110)의 길이방향 축선에 수직으로 연결되는 연결선이 되고, 밑변 길이는 상기 연결선의 길이가 되며, 이 연결선의 길이는 변하지 않는 고정값이므로 미리 지정되는 상수가 된다.

또한, 높이는 프로브(110)의 축선 중 상기 연결선이 수직으로 연결되는 지점과 메인 플로터(120) 사이의 거리가 된다.

물론, 프로브(110)의 축선은 프로브(110)의 축방향(길이방향) 선을 나타내고, 연결선은 프로브(110)의 축선과 수직인 선이다.

결국, 자이로 센서(155)의 신호로부터 자이로 센서부(152)의 경사도인 tanα가 얻어지면, 상기 밑변 길이는 알고 있는 값이기 때문에, tanα와 밑변 길이로부터 높이가 계산될 수 있게 된다.

보정시에는 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출된 액위 값(종래의 액위 검출 값임)에 상기 계산된 높이를 빼거나 더하는 방식으로 보정하여 최종의 탱크 내 액위 값을 결정하게 된다.

여기서, 상기 최종의 탱크 내 액위 값이 자이로 센서(155)의 검출 정보를 이용하여 탱크의 기울어진 정도가 반영될 수 있도록 보정한 액위 값이며, 상기 보정한 액위 값을 이용하여 계산한 액체 잔량(연료 잔량 또는 요소수 잔량 등)을 클러스터(잔량 표시 장치)에서 표시하게 된다.

도 9와 도 12, 도 14는 차량이 내리막길을 주행할 때 탱크(1)의 기울어진 상태를 나타내는 것으로, 차량이 내리막길을 주행할 때 탱크 내 실제 액체(연료 또는 요소수 등) 잔량이 동일함에도 메인 플로터(120)에 의해 검출되는 액위는 평지에서 검출되는 액위에 비해 낮은 값이 된다.

보정시에는 메인 플로터(120)에 의해 검출된 액위를 자이로 센서(155)의 신호로부터 구해진 높이 값을 이용하여 평지에서의 액위로 환산하는 보정을 해야 하는바, 메인 플로터(120)에 의해 검출된 액위에서 자이로 센서(155)의 신호로부터 구해진 높이 값을 합산하여 최종의 액위(평지에서의 액위로 환산된 값)를 결정하는 양(+)의 보정이 이루어진다.

반면, 도 10와 도 13, 도 15는 차량이 오르막길을 주행할 때 탱크(1)의 기울어진 상태를 나타내는 것으로, 차량이 오르막길을 주행할 때 메인 플로터(120)에 의해 검출되는 액위는 평지에서 검출되는 액위에 비해 높은 값이 된다.

따라서, 보정시에는 메인 플로터(120)에 의해 검출된 액위에서 자이로 센서(155)의 신호부터 구해진 높이 값을 감하여 최종의 액위를 결정하는 양(-)의 보정이 이루어진다.

차량이 오르막길을 주행할 때 탱크의 기울어진 각도가 양(+)의 값이라면 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도 역시 양(+)의 값이 되고, 반대로 차량이 내리막길을 주행할 때 탱크의 기울어진 각도가 음(-)의 값이라면 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도 역시 음(-)의 값이 된다.

이와 같이 자이로 센서(155)의 신호로부터 차량이 오르막길을 주행하고 있는지, 아니면 내리막길을 주행하고 있는지를 알 수 있고, 차량 및 탱크가 기울어진 각도를 알 수 있으며, 나아가 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출된 액위에 높이 값을 더하는 양(+)의 보정을 해야 하는지, 아니면 상기 검출된 액위에 높이 값을 빼는 음(-)의 보정을 해야 하는지를 판단할 수 있다.

도 16는 보정 로직을 나타내는 도면이고, 도 17은 액위 검출을 위한 구성을 나타낸 도면이다.

도 16은 액위 검출 장치(100)의 제어유닛(160) 내에 설정되는 보정 로직을 나타낸 것으로, 제어유닛(160)은 클러스터 제어 유닛이 될 수 있고, 또는 액위 검출 장치(100)의 헤드(130) 내에 구성되는 별도의 제어 유닛일 수도 있다.

상기 제어유닛(160)은 프로브(110)상 메인 플로터(120)의 상하 위치에 따라 헤드(130)에서 생성되어 출력되는 통상의 액위 검출 신호와, 자이로 센서(155)에서 출력되는 각도 검출 신호를 입력으로 하여, 그로부터 최종 액위 값을 연산하도록 설정된다.

도 16을 참조하여 설명하면, 먼저 제어유닛(160)에는 탱크 내 잔량 최저치인 액위 하한값이 미리 설정되고, 차량 전복 이전의 정상 각도 영역이 미리 설정된다.

이때, 정상 각도 영역은 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도의 절대값을 기준으로 차량 전복이 발생하기 전의 최대 경사각 이하의 영역으로 정의될 수 있고, 이에 제어유닛(160)에는 상기 최대 경사각이 설정될 수 있다.

즉, 상기 정상 각도 영역은 0에서 최대 경사각 이하의 각도 영역으로 정의될 수 있는 것이다.

이에 제어유닛(160)은 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 탱크(1) 내 액위(보정 전 액위임)가 상기 액위 하한값 이상인지를 판단하고, 동시에 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도가 상기 정상 각도 영역에 해당하는지를 판단하는데, 상기 검출되는 탱크 내 액위가 상기 액위 하한값 이상인 동시에 상기 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도가 상기 정상 각도 영역인 상태가 설정시간 동안 유지되면, 액위 검출 장치(100)에서 액위 계산 및 보정이 이루어진다.

또한, 액위 계산 및 보정 과정에서는 제어유닛(160)에서 자이로 센서(155)의 각도 검출 신호로부터 tanα의 값이 구해지고, 이 tanα의 값에 미리 정해진 밑변 길이를 곱하여 높이 값을 계산한다.

이때, 출렁임에 감쇄하는 필터를 적용하여 상기 계산된 높이 값을 필터링하고, 상기 필터링된 높이 값을 이용하여 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 탱크 내 액위를 보정하게 된다.

만약, 상기 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 탱크 내 액위가 상기 액위 하한값 미만이거나, 상기 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도가 상기 정상 각도 영역에 있지 않는다면, 상기 높이 값으로 0을 사용하여 보정이 이루어지지 않도록 한다.

상기 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도가 정상 각도 영역에 있지 않다는 것, 즉 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도의 절대값이 상기 최대 경사각보다 크다는 것은 차량이 전복된 상태일 수 있음을 의미한다.

상기 높이 값을 이용하여 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 탱크 내 액위를 보정하는 과정에서, 제어유닛(160)은 자이로 센서(155)의 신호로부터 차량 및 탱크, 그리고 자이로 센서부(152)가 기울어진 방향을 판단하고, 만약 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도 값이 양의 값을 나타내는 오르막길 주행시인 경우, 상기 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 탱크 내 액위에 상기 계산된 높이 값을 빼는 음(-)의 보정을 하여 최종의 액위 값을 산출한다.

반면, 자이로 센서(155)에 의해 검출되는 각도 값이 음의 값을 나타내는 내리막길 주행시인 경우, 상기 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 탱크 내 액위에 상기 계산된 높이 값을 더하는 양(+)의 보정을 하여 최종의 액위 값을 산출한다.

이와 같이 제어유닛(160)에서 최종의 액위 값이 결정되면, 잔량 표시 장치(200)에서는 제어유닛(160)에서 결정된 최종의 액위 값에 상응하는 연료 잔량을 표시하게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따르면, 메인 플로터(120) 및 프로브(110)에 의해 검출되는 액위 값을 자이로 센서(155)에서 출력되는 각도 검출 신호를 이용하여 보정함으로써, 차량 및 탱크의 기울어진 방향 및 그 정도가 반영된 보다 정확한 탱크 내 액위 값이 취득될 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

100 : 액위 검출 장치 110 : 프로브
120 : 메인 플로터 130 : 헤드
131 : 픽서 140 : 서포터
141 : 파이프 142 : 플레이트
150 : 보조 플로터 어셈블리 151 : 보조 플로터
151a : 홈부 151b : 드레인홀
151c : 힌지결합부 152 : 자이로 센서부
153a : 케이스 153b : 커버
153c : 힌지핀 154 : 하우징
155 : 자이로 센서 156 : 암 로드
157a : 제1 로드 157b : 제2 로드
158 : 베이스부 158a : 내부홀
159 : 와이어 160 : 제어유닛
200 : 잔량 표시 장치

Claims

탱크 내 액체의 액위를 검출하여 액위에 상응하는 액위 검출 신호를 출력하는 메인 검출부;
상기 탱크 내 액체의 액면에 떠있도록 구비된 보조 플로터, 및 상기 보조 플로터에 장착된 자이로 센서를 포함하고, 상기 자이로 센서에서 탱크의 기울어진 각도에 상응하는 각도 검출 신호가 출력되도록 한 보조 플로터 어셈블리; 및
상기 액위 검출 신호로부터 구해지는 액위 값을 상기 각도 검출 신호를 기초로 보정하여 최종의 액위 값을 결정하는 제어유닛을 포함하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 검출부는,
탱크 내에 설치된 센더 프로브;
상기 탱크 내 액체의 액면 변화에 연동하여 상기 센더 프로브를 따라 이동하도록 구비되는 메인 플로터; 및
상기 센더 프로브에서의 메인 플로터의 위치에 따른 액위 검출 신호를 생성하여 출력하는 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 플로터 어셈블리는,
상기 탱크 내 고정구조물을 따라 상하 이동 가능하도록 설치되는 베이스부;
상기 베이스부에 암 로드를 통해 연결되어 지지되고, 회전되어 기울어진 각도에 상응하는 상기 각도 검출 신호를 출력하는 자이로 센서를 가지는 자이로 센서부; 및
상기 탱크 내 액체의 액면에 떠있도록 구비되고, 상기 자이로 센서부가 회전 가능하게 설치되는 보조 플로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 탱크 내 고정구조물은 탱크 내에 상하로 길게 고정 배치된 파이프이고,
상기 베이스부는 원통 형상으로 구비되어 상기 파이프의 외주상에 끼워짐으로써 파이프를 따라 상하 이동 가능하면서 파이프에서 회전 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 암 로드는 중공 관의 형태로 구비되고,
상기 자이로 센서에 접속되어 각도 검출 신호를 전달하는 와이어가 상기 암 로드의 내부를 따라 설치되며,
상기 와이어는 암 로드의 내부를 통과한 뒤 상기 파이프에 나선 형태로 권선되어 보조 플로터 어셈블리의 외부로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 자이로 센서부는 보조 플로터의 상측에서 회전 가능하도록 설치되고,
상기 보조 플로터의 상부에는 상측에서 회전되는 자이로 센서부의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 정해진 깊이의 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 보조 플로터와 자이로 센서부가 직육면체의 형상을 가지며,
상기 보조 플로터의 상부에 상기 회전되는 자이로 센서부의 단부가 삽입될 수 있는 홈부가 일정 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 자이로 센서부가 보조 플로터의 길이방향 중앙 위치에 힌지 결합되고,
상기 자이로 센서부 중 상기 보조 플로터에 힌지 결합되는 부분으로부터 정해진 거리만큼 떨어진 부분에 상기 암 로드가 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 보조 플로터의 상부에는 상기 홈부 내에 채워진 액체가 배출될 수 있는 드레인홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 자이로 센서부는,
상기 보조 플로터에 회전 가능하게 결합되는 케이스;
상기 케이스의 내부에 수납되어 고정되는 하우징;
상기 하우징 내부에 넣어져 고정되는 자이로 센서; 및
상기 하우징 및 자이로 센서가 넣어진 케이스에 상기 케이스의 내부를 밀폐하도록 설치되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 메인 검출부는,
탱크 내에 설치된 센더 프로브; 및
상기 탱크 내 액체의 액면 변화에 연동하여 상기 센더 프로브를 따라 이동하도록 구비되는 메인 플로터를 포함하고,
상기 제어유닛에서,
상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 자이로 센서부의 기울어진 각도가 α이고, 상기 자이로 센서부에서 메인 검출부의 센더 프로브의 길이방향 축선에 수직으로 연결되는 연결선의 길이가 밑변 길이이며, 상기 센더 프로브의 축선에서 상기 연결선이 수직으로 연결되는 지점과 메인 플로터 사이의 거리가 높이일 때,
'tanα= 높이/밑변 길이'의 관계를 이용하여 상기 α와 밑변 길이로부터 높이가 계산되고, 상기 액위 검출 신호로부터 구해지는 액위 값에 상기 높이를 더하거나 뺀 값으로 상기 보정된 최종의 액위 값이 구해지는 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제어유닛에서,
상기 각도 검출 신호로부터 탱크의 기울어진 방향이 결정되고,
상기 탱크의 기울어진 방향에 따라 상기 액위 값에 상기 높이를 더하거나 빼는 것을 특징으로 하는 탱크 액위 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어유닛은,
상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 각도가 미리 설정된 정상 영역에 해당하는 상태가 설정시간 유지되고, 상기 액위 검출 신호로부터 구해지는 액위 값이 미리 설정된 하한값 이상의 값인 경우, 상기 보정을 실시하도록 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어유닛에서 정상 영역은 0 이상이고 미리 설정된 최대 경사각 이하인 영역으로 설정되고,
상기 제어유닛은, 상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 각도의 절대값이 0 이상이고 상기 최대 경사각 이하인 경우, 상기 각도 검출 신호로부터 구해지는 각도가 상기 정상 영역에 해당하는 상태인 것으로 판단하도록 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 탱크 액위 검출 장치.