KR100764176B1

KR100764176B1 - 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치

Info

Publication number: KR100764176B1
Application number: KR1020060078898A
Authority: KR
Inventors: 권혁진
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2007-10-05

Abstract

본 발명은 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되는 판 형상의 금속기판 및 상기 금속기판의 일측에 결합되는 방열판을 포함하는 전자 제어 장치에 있어서, 상기 방열판은, 소정의 두께를 갖는 기준 방열판; 및 상기 기준 방열판에 장착되는 보조 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 모터에 흐르는 전류량이 달라지는 경우 보조 방열판을 장착함으로써 전자 제어 장치를 제작함에 있어서 재료비를 절감하고 제작 기간을 단축하는 효과가 있다.

모터, 전자 제어 장치, 방열판

Description

보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치{Electronic Control Unit Having Sub Heatsink}

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 전기식 동력 보조 조향장치의 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 전자 제어 장치의 요부 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 제어 장치를 나타내는 부분 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201: 인쇄회로기판203: 커패시터(Capacitor)

205: 션트 저항(Shunt Resistor)207: 전계 효과 트랜지스터(FET)

208: 본체209: 코일

210: 마이크로컴퓨터211: 금속기판

221: 방열판301: 기준 방열판

303: 보조 방열판305: 삽입 홈

307: 삽입 돌기309: 열전도성 물질

311: 볼트공313: 볼트

본 발명은 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치 및 이를 구비한 자동차의 전기식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 소정의 두께를 가지는 기준 방열판에 모터에 흐르는 전류의 양에 따라 보조 방열판을 추가로 장착할 수 있는 전자 제어 장치 및 이를 구비한 자동차의 전기식 동력 보조 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 동력 보조 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 동력 보조 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 전기 모터를 이용한 전기식 동력 보조 조향장치(Electric Power Steering Apparatus)가 점차로 보편화되어 가고 있다.

기존의 유압식 동력 보조 조향장치는 동력을 보조해 주는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하는 데 비해서 전기식 동력 보조 조향장치는 조향휠이 회전하여 토크가 발생되면 전기 에너지로 구동되는 모터가 조향 보조 동력을 제공한다. 따라서 전기식 동력 보조 조향장치를 사용하는 경우 유압식 동력 보조 조향장치에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 전기식 동력 보조 조향장치의 구성도이다.

도 1에서 도시하는 바와 같이 일반적으로 전기식 동력 보조 조향장치는 조향휠(101)부터 양측 바퀴(108)까지 이어지는 조향 계통(100) 및 조향 계통(100)에 조향 보조 동력을 제공하는 보조 동력 기구(120)를 포함하여 구성된다.

조향 계통(100)은 일측이 조향휠(101)에 연결되어 조향휠(101)과 함께 회전하고 타측은 한 쌍의 유니버설 조인트(103)를 매개로 피니언축(104)에 연결되는 조향축(102)을 포함하여 구성된다. 또한, 피니언축(104)은 랙-피니언 기구부(105)를 통해 랙 바(109)에 연결되고, 랙 바(109)의 양단은 타이로드(106)와 너클암(107)을 통해 차량의 바퀴(108)에 연결된다.

랙-피니언 기구부(105)는 피니언축(104)에 형성되어 있는 피니언 기어부(111)와 랙 바(109)의 외주면 일측에 형성되어 있는 랙 기어부(112)가 서로 맞물려서 형성되므로 운전자가 조향휠(101)을 조작하면 조향 계통(100)에서 토크가 발생하고, 발생한 토크에 의해서 랙-피니언 기구부(105)와 타이로드(106)를 통하여 바퀴(108)를 조향하게 된다.

보조 동력 기구(120)는 운전자가 조향휠(101)에 가하는 토크를 감지하고 감지된 토크에 비례하는 전기 신호를 출력하는 토크 센서(121), 자동차의 속도를 감지하여 전기 신호를 출력하는 차속 센서(122), 토크 센서(121) 및 차속 센서(122)로부터 전해지는 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit, 123) 및 전자 제어 장치(123)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 보조 동력을 발생시키는 모터(130)를 포함하여 구성된다.

따라서, 전기식 동력 보조 조향장치는 조향휠(101)의 회전에 의해 발생한 토크가 랙-피니언 기구부(105)를 거쳐서 랙 바(109)에 전달되고, 발생된 토크에 따라 모터(130)에서 발생한 보조 동력이 랙 바(109)에 전달되도록 형성된다. 즉, 조향 계통(100)에서 발생한 토크와 모터(130)에서 발생한 보조 동력이 합쳐져서 랙 바(109)를 축 방향으로 운동하도록 하는 것이다.

도 2는 종래 기술에 따른 전자 제어 장치의 요부 분해 사시도이다.

도 2에서 도시하는 바와 같이 종래 기술에 따른 전자 제어 장치는 인쇄회로기판(201), 금속기판(211) 및 방열판(221)을 포함하여 구성된다.

인쇄회로기판(201)에는 모터에 공급되는 전류에 포함되어 있는 맥류(Ripple Current)를 흡수하기 위한 커패시터(Capacitor: 203)와, 모터에 공급되는 전류를 감지하기 위한 션트 저항(Shunt Resistor: 205)과, 조향 보조 동력의 크기 및 방향에 따라 모터에 공급되는 전류를 스위칭하는 전계 효과 트랜지스터(FET, Field-Effect Transistor: 207)와, 전자기적 노이즈(Electromagnetic Noise)를 제거하기 위한 코일(209)과, 조향 토크 및 차속에 기초하여 조향 보조 동력을 계산하기 위한 마이크로컴퓨터(Microcomputer: 210) 등이 장착되어 있다.

금속기판(211)은 인쇄회로기판(201)과 소정 거리 이격되어 형성되되 상면에 전계 효과 트랜지스터(207)의 본체(208)가 결합된다.

방열판(221)은 전계 효과 트랜지스터(207)의 본체(208)에서 발생하고 금속기판(211)을 거쳐 전달되는 열을 공기 중으로 발산하는 장치로서, 금속기판(211)의 저면에 형성되며 볼트(213)에 의해 인쇄회로기판(201) 및 금속기판(211)에 결합된다.

이러한 구성을 가지는 종래 기술에 따른 전자 제어 장치에 있어서는, 모터의 구동에 필요한 전류의 양에 따라 방열판의 두께를 달리하였는데, 이로 인해 모터의 용량에 따라 두께가 다른 방열판을 생산해야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 소정의 두께를 가진 방열판을 기준 방열판으로 하고, 모터의 구동에 필요한 전류의 양에 따라 기준 방열판에 보조 방열판을 장착할 수 있는 전자 제어 장치 및 이를 구비한 자동차의 전기식 동력 보조 조향장치를 제공하는 데 그 주된 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되는 판 형상의 금속기판 및 상기 금속기판의 일측에 결합되는 방열판을 포함하는 전자 제어 장치에 있어서, 상기 방열판은, 소정의 두께를 갖는 기준 방열판; 및 상기 기준 방열판에 장착되는 보조 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치를 제공한다.

또한, 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차의 조향휠과, 상기 조향휠에 연결되고 일측에 피니언 기어부가 형성되어 있는 피니언축과, 상기 자동차의 양쪽 바퀴에 연결되고 일측에는 상기 피니언 기어부와 맞물리는 랙 기어부가 형성되어 있는 랙 바와, 상기 조향휠에 가해지는 조향 토크를 감지하여 전기 신호를 출력하는 토크 센서와, 상기 자동차의 속도를 감지하여 전기 신호를 출력하는 차속 센서와, 상기 토크 센서 및 상기 차속 센서로부터 전해지는 상기 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생하는 전자 제어 장치와, 상기 전자 제어 장치로부터 전해지는 상기 제어 신호에 기초하여 조향 보조 동력을 일으키는 모터를 포함하는 상기 자동차의 전기식 동력 보조 조향장치에 있어서, 상기 전자 제어 장치는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되는 판 형상의 금속기판; 및 소정의 두께를 갖는 기준 방열판 및 상기 기준 방열판에 장착되는 보조 방열판을 구비하되 상기 금속기판의 일측에 결합되는 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전기식 동력 보조 조향장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 제어 장치는, 인쇄회로기판(201), 인쇄회로기판(201)의 하측에 장착되는 금속기판(211) 및 금속기판(211)의 하측에 장착되는 방열판(300)을 포함하여 구성된다.

방열판(300)은 기준 방열판(301) 및 보조 방열판(303)을 포함하여 구성된다.

기준 방열판(301)은 소정의 두께를 가지되 금속기판(211)의 하측에 장착되는 판 형상이며 하면에 한 개 이상의 삽입 홈(305)이 형성되어 있다. 기준 방열판(301)은 금속기판(211)과 직접 닿아 있으면서 금속기판(211)으로부터 열을 전달받으며, 전달받은 열을 외부로 발산하는 동시에 보조 방열판(303)으로 전달하는 역할을 한다. 기준 방열판(301)으로는 열 전도성이 좋은 알루미늄을 사용함이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

보조 방열판(303)은 기준 방열판(301)의 소정의 두께를 가지되 기준 방열판(301)의 하측에 형성되는 판 형상의 부재이다. 기준 방열판(301)과 마찬가지로 보조 방열판(303) 역시 알루미늄으로 만들어짐이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 보조 방열판(303)의 상면에는 삽입 홈(305)과 결합되는 한 개 이상의 삽입 돌기(307)가 형성되어 있어서 보조 방열판(303)이 기준 방열판(301)의 하측에 장착될 수 있다.

또한, 보조 방열판(303) 및 기준 방열판(301)을 연통하는 소정 깊이의 볼트공(311)을 형성한 후 볼트공(311)에 삽입되는 볼트(313)를 이용하여 보조 방열판(303)을 기준 방열판(301)에 견고하게 결합할 수도 있다. 필요에 따라 볼트공(311)이 보조 방열판(303)의 삽입 돌기(307) 및 기준 방열판(301)의 삽입 홈(305)을 관통하도록 형성할 수도 있을 것이다.

한편, 기준 방열판(301)으로부터 보조 방열판(303)으로의 열의 흐름을 원활하게 하기 위해 기준 방열판(301)의 하면 및 보조 방열판(303)의 상면 사이에는 열 전도성 물질(309)을 충진할 수도 있으며, 기준 방열판(301)과 보조 방열판(303)을 납땜으로 결합할 수도 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 제어 장치에 의하면, 모터에 흐르는 전류의 양이 달라지는 경우에도 별도의 방열판을 제작할 필요 없이 변화된 전류량에 맞는 보조 방열판을 기준 방열판에 장착함으로써 재료비를 절감할 수 있다.

또한, 새로운 전자 제어 장치를 제작하는 경우에 새로운 방열판을 제작하는 대신에 변화된 전류량에 맞는 보조 방열판만 장착하면 되므로 새로운 전자 제어 장치의 제작 기간을 단축하는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 모터에 흐르는 전류량이 달라지는 경우 보조 방열판을 장착함으로써 전자 제어 장치를 제작함에 있어서 재료비를 절감하고 제작 기간을 단축하는 효과가 있다.

Claims

인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되는 판 형상의 금속기판 및 상기 금속기판의 일측에 결합되는 방열판을 포함하는 전자 제어 장치에 있어서,

상기 방열판은,

소정의 두께를 갖는 기준 방열판; 및

상기 기준 방열판에 장착되는 보조 방열판

을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기준 방열판에는 삽입 홈이 형성되어 있고,

상기 보조 방열판에는 상기 삽입 홈에 안착하는 삽입 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 기준 방열판과 상기 보조 방열판 사이에는 열 전도성 물질이 충진되는 것을 특징으로 하는 보조 방열판을 구비한 전자 제어 장치.