KR102352413B1

KR102352413B1 - 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치

Info

Publication number: KR102352413B1
Application number: KR1020170055027A
Authority: KR
Inventors: 정원경
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2022-01-18
Also published as: KR20180120977A

Abstract

전자제어장치의 파워모듈 차폐장치에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치는: 모터의 구동을 제어하는 메인회로기판부; 메인회로기판부와 연결되고, 외부 전원을 전력부로 전달하는 접속단자가 구비되는 파워회로기판부; 메인회로기판부의 제어 신호를 제어하는 시그널핀이 장착되는 파워모듈부; 메인회로기판부, 파워회로기판부, 파워모듈부를 보호하는 커버부; 시그널핀을 감싸고, 파워모듈부에 장착되며, 시그널핀의 전자파를 차폐하고, 파워모듈부에서 발산되는 열을 방출시키는 차폐고정부; 및 차폐고정부를 통해 방출되는 파워모듈부의 열을 외부로 방출시키는 히트싱크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자제어장치의 파워모듈 차폐장치{SHIELDING APPARATUS OF POWER MODULE FOR ELECTRONIC CONTROL UNIT}

본 발명은 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 조향장치(motor driven power steering system, MDPS)의 전자제어장치(eletronic control unit, ECU)에서 모터 등을 구동하는 파워모듈(power module)에 설치되어 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 제어를 하는 시그널핀(signal pin)을 보호하는 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 기술이 개발됨에 따라, 차량의 각종 장치를 전자적으로 제어하는 전자제어장치가 개발되어 탑재되고 있다.

이러한, 전자제어장치는 차량의 각부에 설치된 센서 또는 스위치로부터 차량 정보를 얻고, 얻어진 정보를 처리하여 차량의 승차감을 향상시키거나, 안정성을 높이며 운전자를 포함하는 차량 탑승자에게 각종 편의를 제공하는 여러 전자 제어를 수행하는데 이용된다.

종래 기술에서 전자제어장치는 PWM을 제어하도록 파워모듈에 시그널핀이 설치되는데, 이 시그널 핀에는 별도의 차폐구조가 없어 전자파의 노이즈에 취약한 문제점이 있다. 또한, 시그널핀이 파워모듈에 설치된 후, 차량의 진동 등으로 인해 파워모듈과 시그널핀이 솔더링(남땜)된 부분에 크랙(균열) 등이 발생되므로 파워모듈이 소손되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요구된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0051378호(2013.05.20 공개, 발명의 명칭: 전동식 파워 스티어링 장치의 모터 방열 유닛)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 조향장치의 전자제어장치에서 파워모듈부에 설치되어 펄스 폭 변조 제어를 하는 시그널핀을 보호하는 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치는: 모터의 구동을 제어하는 메인회로기판부; 상기 메인회로기판부와 연결되고, 외부 전원을 전력부로 전달하는 접속단자가 구비되는 파워회로기판부; 상기 메인회로기판부의 제어 신호를 제어하는 시그널핀이 장착되는 파워모듈부; 상기 메인회로기판부, 상기 파워회로기판부, 상기 파워모듈부를 보호하는 커버부; 상기 시그널핀을 감싸고, 상기 파워모듈부에 장착되며, 상기 시그널핀의 전자파를 차폐하고, 상기 파워모듈부에서 발산되는 열을 방출시키는 차폐고정부; 및 상기 차폐고정부를 통해 방출되는 상기 파워모듈부의 열을 외부로 방출시키는 히트싱크부를 포함한다.

본 발명에서 상기 차폐고정부는, 상기 시그널핀의 단부가 노출되도록 상기 시그널핀을 감싸고, 비전도성 물질을 포함하여 이루어지는 몰드부; 및 상기 시그널핀의 단부가 노출되도록 상기 몰드부를 수용하고, 상기 시그널핀의 전자파를 차폐하는 차폐부를 포함한다.

본 발명에서 상기 차폐부에는 상기 시그널핀의 단부가 노출되도록 상기 시그널핀에 대응되는 관통공이 형성된다.

본 발명에서 상기 차폐고정부는, 상기 차폐부에서 노출되는 상기 시그널핀의 단부를 감싸고, 상기 메인회로기판부와 접촉되며, 상기 메인회로기판부에서 발산되는 열이 상기 차폐부로 전달되는 경로를 제공하는 전열부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 차폐고정부는, 상기 차폐부와 연결되고, 일면이 상기 파워모듈부와 접촉되고 타면이 상기 히트싱크부와 접촉되며, 상기 파워모듈부에서 발산되는 열을 상기 히트싱크부로 전달하는 방열부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 차폐고정부는, 상기 방열부와 상기 차폐부를 연결하고, 상기 방열부가 상기 차폐부에 회동 가능하게 하는 힌지부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 차폐부, 상기 전열부, 상기 방열부는 금속 재질을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치는 파워모듈부에 장착되는 시그널핀을 보호하는 차폐고정부를 설치하여 시그널핀의 전자파가 방출되는 것을 차폐함으로써, 차량의 조향장치에서 전자제어장치 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 차폐고정부에 의해 시그널핀이 휘어지는 것을 방지하여 조립성을 향상시키고 공정을 단순화할 수 있어, 제품의 생산성이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 차폐고정부에 의해 시그널핀과 파워모듈부가 고정되어 차량의 진동시에도 시그널핀과 파워모듈부의 솔더링된 부분에 균열이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 차폐고정부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 차폐고정부가 장착되는 것을 부분 절개한 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 저면을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 몰드부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 차폐부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 방열부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 방열부가 고정되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 차폐고정부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 차폐고정부가 장착되는 것을 부분 절개한 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 저면을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 몰드부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 차폐부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 방열부가 장착되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워모듈부에 방열부가 고정되는 것을 개략적으로 나타내는 조립도이다. 이하 도 2 내지 도 8은 도 1에서 파워모듈부(30)가 Z축을 중심으로 180°회전된 상태로 도시된 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치는 메인회로기판부(10), 파워회로기판부(20), 파워모듈부(30), 커버부(40), 차폐고정부(50), 히트싱크부(60)를 포함한다.

메인회로기판부(10)는 차량의 모터(미도시)의 구동을 제어한다. 메인회로기판부(10)에는 다양한 전자소자가 장착되어 있어, 전기적 신호에 따라 모터의 구동을 제어한다.

파워회로기판부(20)는 메인회로기판부(10)와 전기적으로 연결되고, 외부 전원을 전력부에 전달하는 접속단자(21)를 구비한다. 접속단자(21)는 외부소켓(미도시)와 연결되고, 외부소켓을 통해 외부 전원을 전달받아 전력부로 전달한다.

파워모듈부(30)는 메인회로기판부(10)의 제어 신호를 제어하는 시그널핀(31)이 설치된다. 파워모듈부(30)에서 시그널핀(31)이 설치된 반대편(도 2 기준)에는 전원단자(35)가 설치된다. 전원단자(35)는 파워모듈부(30)의 길이방향을 따라 복수 개로 설치되고, 파워회로기판부(20)에 전기적으로 접속된다.

파워모듈부(30)는 시그널핀(31)을 통해 메인회로기판부(10)의 제어 신호인 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM)을 제어한다. 시그널핀(31)은 파워모듈부(30)의 일측면(도 2 기준 우측면)의 파워모듈부(30)의 길이방향을 따라 복수 개가 설치된다. 시그널핀(31)은 파워모듈부(30)에 솔더링(soldering)되어 고정된다.

커버부(40)는 내부가 빈 공간이 형성되고, 메인회로기판부(10)와, 파워회로기판부(20)와, 파워모듈부(30)를 수용한다. 커버부(40)는 메인회로기판부(10)와, 파워회로기판부(20)와, 파워모듈부(30)를 내부 공간에 수용하여, 외부로부터 먼지 등이 유입되는 것을 방지하고, 메인회로기판부(10)와, 파워회로기판부(20)와, 파워모듈부(30)를 보호한다.

차폐고정부(50)는 시그널핀(31)을 감싸고, 파워모듈부(30)에 장착된다. 차폐고정부(50)는 시그널핀(31)의 전자파를 차폐하여 주변의 전자소자가 비정상적으로 작동되는 것을 방지한다. 또한 차폐고정부(50)는 파워모듈부(30)에서 발산되는 열을 히트싱크부(60)로 전달하여 열을 외부로 방출시킨다. 차폐고정부(50)는 하기에서 상세히 설명한다.

히트싱크부(60)는 차폐고정부(50)를 통해 방출되는 파워모듈부(30)의 열을 외부로 방출시킨다. 히트싱크부(60)는 열도성이 우수한 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 히트싱크부(60)는 차폐고정부(50)와 직접 또는 간접적인 접촉을 하고, 차폐고정부(50)의 열을 흡수하고 외부로 방출한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐고정부(50)는 몰드부(51)와, 차폐부(53)를 포함한다. 도 3 및 도 4는 본 발명에서 차폐고정부(50)의 구성을 도시하기 위해 일부를 절개한 상태로 도시한 것이다.

몰드부(51)는 시그널핀(31)의 단부(도 2 기준 상단부)가 노출되도록 시그널핀(31)을 감싼다. 몰드부(51)는 비전도성 물질을 포함하여 이루어져, 시그널핀(31)의 단락을 방지한다. 몰드부(51)는 시그널핀(31)을 각각 감싸게 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서 몰드부(51)는 플라스틱, 실리콘, 고무 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

차폐부(53)는 시그널핀(31)의 단부가 노출되도록 몰드부(51)를 감싸고, 시그널핀(31)의 전자파를 차폐한다. 차폐부(53)가 시그널핀(31)의 전자파를 차폐하여 주변 전자소자에 노이즈로 인하여 비정상 작동되는 것을 방지한다.

차폐부(53)의 일면(도 2 기준 상부면)은 시그널핀(31)의 단부가 노출되어 제어 신호를 송신할 수 있도록 관통공(54)이 형성된다. 관통공(54)은 시그널핀(31)의 갯수에 대응되게 형성된다. 관통공(54)의 크기는 시그널핀(31)의 단면적의 크기에 대응되게 형성된다. 차폐부(53)는 시그널핀(31)을 덮을 수 있도록 타면(도 2 기준 하부면)이 개구되고, 내부가 빈 공간으로 형성된다. 차폐부(53)는 시그널핀(31)을 수용하여, 조립 시 시그널핀(31)이 휘어지는 것을 방지한다. 또한 차폐부(53)는 차량의 진동 등으로부터 솔더링된 시그널핀(31)과 파워모듈부(30)에 균열(crack)이 발생되는 것을 방지한다.

본 발명의 일 실시예에서 차폐고정부(50)는 전열부(55)를 더 포함한다. 전열부(55)는 차폐부(53)에서 노출되는 시그널핀(31)의 단부를 감싸도록 차폐부(53)의 일면(도 2 기준 상부면)에 형성되고, 메인회로기판부(10)와 접촉된다. 전열부(55)는 메인회로기판부(10)에서 발산되는 열이 차폐부(53)를 통해 전달되는 경로를 제공한다. 전열부(55)는 메인회로기판부(10)의 하부면에 솔더링되어 메인회로기판부(10)와 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서 전열부(55)는 차폐부(53)에서 메인회로기판부(10)의 접지부(ground)(미도시)에 접촉되는 시그널핀(31)을 감싸도록 형성된다. 즉, 전열부(55)는 복수의 시그널핀(31) 중 메인회로기판부(10)의 접지부에 접촉되는 시그널핀(31)을 감싼다. 도 2에서 전열부(55)는 복수의 시그널핀(31) 중 좌측 끝에 형성된 시그널핀(31)을 감싸도록 차폐부(53)에 형성된다. 전열부(55)의 상단은 일부가 개구되어 전열부(55)에 수용된 시그널핀(31)이 메인회로기판부(10)의 그라운드부에 접촉된다.

본 발명의 일 실시예에서 차폐고정부(50)는 방열부(57)을 더 포함한다. 방열부(57)는 차폐부(53)와 연결되고, 일면(도 2 기준 상부면)이 파워모듈부(30)와 접촉되고 타면(도 2 기준 하부면)이 히트싱크부(60)와 접촉되며, 파워모듈부(30)에서 발산되는 열을 히트싱크부(60)로 전달한다.

방열부(57)는 차폐부(53)의 개구된 하부에 회동 가능하게 형성된다. 차폐부(53)가 시그널핀(31)을 수용한 후, 방열부(57)은 회동하여 차폐부(53)의 하부를 폐쇄하고 파워모듈부(30)와 접촉된다. 방열부(57)는 파워모듈부(30)을 관통하는 체결부재(70)에 의해 파워모듈부(30)에 고정된다. 방열부(57)의 크기는 접촉되는 파워모듈부(30)의 면적에 대응되게 형성된다.

본 발명의 일 실시예에서 차폐고정부(50)는 힌지부(59)를 더 포함한다. 힌지부(59)는 방열부(57)의 일단부(도 5 기준 상단부)와 차폐부(53)의 일단부(도 5 기준 하단부)를 연결하고, 방열부(57)가 차폐부(53)에 회동 가능하게 설치된다. 힌지부(59)에 의해 방열부(57)는 차폐부(53)에서 회동되면서 개구된 차폐부(53)의 하부면을 폐쇄하고, 파워모듈부(30)의 하부면에 접촉된다.

본 발명의 일 실시예에서, 차폐부(53), 전열부(55), 방열부(57)는 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 힌지부(59)도 금속재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 금속 재질은 열전도성이 우수한 재질을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서 금속 재질은 열전도성이 우수한 알루미늄, 구리 등을 포함하여 이루어진다.

차폐부(53), 전열부(55), 방열부(57)는 금속 재질을 포함하여 이루어짐으로써, 메인회로기판부(10) 또는 파워모듈부(30)에서 발산되는 열을 히트싱크부(60)로 전달시켜 외부 공기와 접촉되어 방열시킨다.

도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치의 조립 과정을 설명한다.

도 5를 참조하면, 몰드부(51)는 시그널핀(31)의 단부(도 5 기준 상단부)가 노출되도록 시그널핀(31)을 감싼다. 몰드부(51)는 각각의 시그널핀(31)을 감싸고, 각각의 시그널핀(31) 간에 전기가 통하지 않도록 한다.

도 6을 참조하면, 몰드부(51)가 장착된 시그널핀(31)을 감싸도록 차폐부(53)가 장착된다. 시그널핀(31)의 단부(도 6 기준 상단부)는 차폐부(53)의 관통공(54)을 통해 노출된다. 차폐부(53)에 의해 시그널핀(31)의 전자파가 차폐되고, 시그널핀(31)의 휘어짐이 방지된다. 차폐부(53)가 시그널핀(31)에 장착될 때, 전열부(55)가 대응되는 시그널핀(31)와 서로 위치가 일치되도록 한다.

도 7을 참조하면, 방열부(57)는 힌지부(59)에 의해 차폐부(53)에서 회동되고, 파워모듈부(30)의 하부면에 접촉된다. 방열부(57)를 통해 파워모듈부(30)에 전달되는 열이 히트싱크부(60)로 전달된다.

도 8을 참조하면, 파워모듈부(30)의 하부면에 접촉된 방열부(57)는 체결부재(70)에 의해 파워모듈부(30)에 고정된다. 따라서 차량의 이동 등으로부터 파워모듈부(30)에 장착된 방열부(57)와 차폐부(53)의 이탈이 방지된다.

본 발명에 따른 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치는 파워모듈부(30)에 장착되는 시그널핀(31)을 보호하는 차폐고정부(50)를 설치하여 시그널핀(31)의 전자파가 방출되는 것을 차폐함으로써, 차량의 조향장치에서 전자제어장치 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 차폐고정부(50)에 의해 시그널핀(31)이 휘어지는 것을 방지하여 조립성을 향상시키고 공정을 단순화할 수 있어, 제품의 생산성이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 차폐고정부(50)에 의해 시그널핀(31)과 파워모듈부(30)가 고정되어 차량의 진동시에도 시그널핀(31)과 파워모듈부(30)의 솔더링된 부분에 균열이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 메인회로기판부 20: 파워회로기판부
21: 접속단자 30: 파워모듈부
31: 시그널핀 35: 전원단자
40: 커버부 50: 차폐고정부
51: 몰드부 53: 차폐부
54: 관통공 55: 전열부
57: 방열부 59: 힌지부
60: 히트싱크부 70: 체결부재

Claims

모터의 구동을 제어하는 메인회로기판부;
상기 메인회로기판부와 연결되고, 외부 전원을 전력부로 전달하는 접속단자가 구비되는 파워회로기판부;
상기 메인회로기판부의 제어 신호를 제어하는 시그널핀이 장착되는 파워모듈부;
상기 메인회로기판부, 상기 파워회로기판부, 상기 파워모듈부를 보호하는 커버부;
상기 시그널핀을 감싸고, 상기 파워모듈부에 장착되며, 상기 시그널핀의 전자파를 차폐하고, 상기 파워모듈부에서 발산되는 열을 방출시키는 차폐고정부; 및
상기 차폐고정부를 통해 방출되는 상기 파워모듈부의 열을 외부로 방출시키는 히트싱크부를 포함하고,
상기 차폐고정부는,
상기 시그널핀의 단부가 노출되도록 상기 시그널핀을 감싸고, 비전도성 물질을 포함하여 이루어지는 몰드부;
상기 시그널핀의 단부가 노출되도록 상기 몰드부를 수용하고, 상기 시그널핀의 전자파를 차폐하는 차폐부; 및
상기 차폐부에서 노출되는 상기 시그널핀의 단부를 감싸고, 상기 메인회로기판부와 접촉되며, 상기 메인회로기판부에서 발산되는 열이 상기 차폐부로 전달되는 경로를 제공하는 전열부를 포함하고,
상기 전열부의 상단은 일부가 개구되어 상기 전열부에 수용된 상기 시그널핀이 상기 메인회로기판부의 그라운드부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 차폐부에는 상기 시그널핀의 단부가 노출되도록 상기 시그널핀에 대응되는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 차폐고정부는,
상기 차폐부와 연결되고, 일면이 상기 파워모듈부와 접촉되고 타면이 상기 히트싱크부와 접촉되며, 상기 파워모듈부에서 발산되는 열을 상기 히트싱크부로 전달하는 방열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치.
제5항에 있어서 ,
상기 차폐고정부는,
상기 방열부와 상기 차폐부를 연결하고, 상기 방열부가 상기 차폐부에 회동 가능하게 하는 힌지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치.
제5항에 있어서,
상기 차폐부, 상기 전열부, 상기 방열부는 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자제어장치의 파워모듈 차폐장치.