KR20130010993A - 자동차의 차고센서 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 자동차의 차고센서 모듈은, 상측에 개구부가 형성되는 센서 하우징; 상기 센서 하우징에 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트 상측에 배치되는 마그네트; 적어도 한 개의 자기 소자가 상기 마그네트와 마주보는 면에 실장되며, 상기 센서 하우징 내부에 돌출 형성된 복수 개의 지지돌기 상단에 안착되는 인쇄회로기판; 상기 개구부를 폐쇄하는 센서 커버; 상기 센서 하우징과 센서 커버 사이에 개재(介在)되어, 상기 센서 하우징 내부로 수분과 오염물질의 유입을 차단하는 실링부재; 상기 센서 커버와 인쇄회로기판 사이에 개재되어, 상기 인쇄회로기판을 상기 지지돌기 측으로 가압하는 복수 개의 탄성부재; 및 상기 복수 개의 탄성부재의 양단을 지지하는 지지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 차고센서 모듈{Height Sensor Module for Vehicle}

본 발명은 자동차의 차고센서 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 다양한 형태의 센서들이 설치되는데, 최근에는 노면 상태에 따른 다양한 제어를 수행할 수 있도록 노면과 자동차 사이의 높이 차를 감지하는 차고센서가 설치되고 있다.

차고센서(Height Sensor)는 노면에 대한 자동차 몸체 높이를 측정하는 센서로, 자동차가 주행하는 동안, 자동차 몸체와 차축의 상대 위치 변화(차고 변화)를 감지해 전자제어가 가능한 현가시스템의 전자제어유닛에 감지된 차고 정보를 제공한다. 이 정보를 통해 전자제어 현가장치(ESU)는 노면이 울퉁불퉁한 비포장 도로에서는 차 높이를 높여 차체를 보호하고, 고속도로와 같이 고속 주행이 가능한 도로에서는 차 높이를 낮춰 주행과 조종 안정성을 높이는 기능을 수행한다.

이와 같은 차고센서는 자동차가 운행하는 노면과 근접한 위치에 설치되는 경우가 많기 때문에, 먼지와 같은 오염물질은 물론, 노면에서 튀어 오르는 물과 빈번하게 접촉하게 되므로, 센서 내부로 이와 같은 오염물질과 수분이 침투하지 못하도록 센서 커버에 실링구조를 마련할 필요가 있다.

일반적으로 사용되는 실링구조는 오-링(O-ring)과 같은 실링부재의 개재(介在) 하에, 센서 케이스와 센서 커버를 결합하는 것으로, 이 경우, 상기 오-링의 높이만큼 상기 센서 커버와 상기 센서 케이스에 설치되는 인쇄회로기판에 유격이 발생한다. 이와 같이 상기 센서 커버와 인쇄회로기판에 유격이 발생하면, 상기 인쇄회로기판이 외부 충격 등이 발생할 경우, 상기 유격만큼 요동하게 되는데, 이와 같이 인쇄회로기판이 요동하면, 상기 인쇄회로기판에 실장된 홀 소자가 정확한 감지 시그널을 출력하지 못한다.

따라서 상기 인쇄회로기판이 외부 충격에도 요동하지 않도록, 상기 센서 커버의 상기 인쇄회로기판을 마주보는 면에는 상기 인쇄회로기판을 가압하여, 요동을 방지하기 위한 지지리브가 형성된다.

그런데, 지지리브가 상기 인쇄회로기판을 장시간 가압할 경우, 상기 인쇄회로기판이 지지리브의 가압력에 의해 피로 파괴되거나, 크랙 등이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 상기 오-링과 같은 실링부재는 시간이 지남에 따라, 고무성분이 변형되는 등의 이유로 탄성력이 변해, 상기 센서 커버와 센서 케이스 사이의 결합력이 줄어들 수 있다. 이 경우, 상기 지지리브가 더 이상 상기 인쇄회로기판을 가압하지 못하면서, 상기 인쇄회로기판이 외부 충격에 따라 요동할 수도 있다는 문제점 또한 있다.

본 발명은 장기간 사용하더라도, 실링부재에 의한 실링 성능은 유지하고, 홀 소자가 실장된 인쇄회로기판의 요동을 방지하여, 항상 정확한 감지 시그널을 출력할 수 있도록 구조가 개선된 자동차용 차고센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 자동차의 차고센서 모듈은, 상측에 개구부가 형성되는 센서 하우징; 상기 센서 하우징에 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트 상측에 배치되는 마그네트; 적어도 한 개의 자기 소자가 상기 마그네트와 마주보는 면에 실장되며, 상기 센서 하우징 내부에 돌출 형성된 복수 개의 지지돌기 상단에 안착되는 인쇄회로기판; 상기 개구부를 폐쇄하는 센서 커버; 상기 센서 하우징과 센서 커버 사이에 개재(介在)되어, 상기 센서 하우징 내부로 수분과 오염물질의 유입을 차단하는 실링부재; 상기 센서 커버와 인쇄회로기판 사이에 개재되어, 상기 인쇄회로기판을 상기 지지돌기 측으로 가압하는 복수 개의 탄성부재; 및 상기 복수 개의 탄성부재의 양단을 지지하는 지지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지지유닛은, 상기 복수 개의 지지돌기 상측에 돌출 형성되는 제 1 보스; 상기 인쇄회로기판의 상기 제 1 보스와 대응되는 위치에 관통 형성된 보스 홀; 및 상기 센서 커버의 상기 제 1 보스와 대응되는 면에 상기 제 1 보스를 향하는 방향으로 돌출 형성되는 제 2 보스;를 포함하는 것이 좋다.

상기 탄성부재는, 압축 코일스프링으로 마련될 수도 있고, 상기 제 1 및 제 2 보스에 양단이 결합되는 고무재질의 벨로우즈 스프링으로 마련될 수도 있다.

상기 자기소자는, 홀 소자(Hall IC)로 마련되는 것이 좋다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 센서 케이스와 센서 커버 사이에 개재되는 오-링과 같은 실링부재의 탄성력이 변하더라도, 센서 커버와 인쇄회로기판 사이에 개재되는 복수 개의 탄성부재에 의해 인쇄회로기판의 요동이 방지되므로, 장기간 사용하더라도, 물과 먼지와 같은 오염물질에 노출되지 않고, 고장 없이 정확한 감지 시그널을 출력할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차고센서의 장착 예시를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 차고센서의 분해 사시도,
도 3은 도 2의 A-A 단면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 도 3의 요부 확대도, 그리고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 도 3의 요부 확대도 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 차고센서 모듈을 도면을 참고하여 설명한다.

일반적으로 승차감을 향상시키기 위해서는 현가장치가 부드러워야(Soft) 한다. 하지만 이런 경우 승차감은 뛰어나지만 급가속, 급제동, 급선회 등의 경우에는 자동차의 자세변화가 심하게 나타난다. 반대로 딱딱하게(Hard) 되면 각종 운전 상황에서 발생 되는 자동차의 자세변화는 최대한 억제할 수 있으나 노면의 진동이 흡수되지 않고 운전자에게 직접 전달되므로 피로 및 불쾌감이 조성된다.따라서 기계식 현가장치는 승차감과 주행 안정성을 고려해 자동차의 특성에 가장 적합한 현가 특성을 적절히 선택해야만 한다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 현가장치의 감쇠력(Damping Force)을 가변적으로 제어할 필요가 있다. 이와 같은 감쇠력의 제어를 통해, 일반 주행 때에는 현가장치를 부드럽게, 고속주행 및 자세변화 때에는 딱딱하게 함으로써 승차감과 주행안정성을 동시에 확보할 수 있다.

이와 같이 현가장치의 감쇠력을 가변적으로 제어하기 위해서는, 노면의 상황과 운전조건에 따라 차고를 가변적으로 제어해 주어야 한다. 즉 비포장도로와 같은 불규칙한 도로를 주행할 때에는 차고를 상승시켜 차체를 보호하고, 고속주행 때에는 차고를 낮게 해 공기저항을 감소시켜 주행안정성을 확보해야 한다. 바로 이러한 제어를 목적으로 한 것이 ECS(Electronic Control Suspension)이며, 유압식과 공기압방식으로 한 것이 실용화되고 있다.

본 발명은 상기한 ECS에 필수적으로 설치되는 차고센서 모듈에 관한 것으로, 차고센서는, 현재의 차고를 감지하여 ECS로 그 측정값을 출력하고, 상기 ECS는 목표차고보다 낮으면 저장 탱크의 압축공기를 공기 스프링에 공급해 차체를 상승시키고, 목표차고보다 높을 경우 공기스프링에 있던 압축공기를 대기로 방출시켜 차고를 낮추어 승차인원 및 화물무게와 상관없이 항상 일정한 높이를 유지하도록 앞 바퀴와 뒷바퀴를 독립적으로 제어한다.

도 1은 이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차고센서 모듈의 설치 예를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차고센서 모듈(100)은 미도시된 자동차의 차체에 설치되고, 상기 차고센서 모듈(100)과 연결되는 레버(L)와 로드(R)는 각각 링크 결합되어, 자동차의 현가장치(1)와 연결되는 차축(2) 측에 연결되어, 노면 상태에 따라 상기 로드(R)가 레버(L)를 회전시켜, 그 회전값을 상기 차고센서 모듈(100)이 감지하여 ECS 측에서 현재 노면 상태에 따른 자동차의 차고를 계산할 수 있도록 한다.

이와 같이 차고센서 모듈(100)은 먼지와 같은 오물과 노면에서 튀어 오르는 물 등에 의해 영향을 빈번하게 받기 때문에, 이와 같은 오물과 수분이 차고센서 모듈(100)의 내부로 침투하는 것을 방지하기 위해 수밀구조로 조립이 이루어진다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차고센서 모듈(100)을 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도 이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차고센서 모듈(100)은 센서 케이스(110), 인쇄회로기판(120), 센서 커버(130), 실링부재(140) 및 탄성부재(150)를 포함하며, 상기 센서 케이스(110)와 센서 커버(130)에는 상기 탄성부재(150)의 양단을 지지하기 위한 지지유닛(170)이 마련된다.

센서 케이스(110)는 상부가 개구된 통 형상으로 마련되어, 그 내부에 샤프트(111)가 회전 가능하게 설치된다. 상기 샤프트(111)는 상기 레버(L)와 연결되어, 상기 레버(L)의 회전에 연동하여 회전한다. 상기 샤프트(111)의 상측에는 마그네트(112)가 설치되어, 상기 샤프트(111)의 회전에 연동하여 함께 회전한다.

상기 센서 케이스(110)의 일측 벽면에는 미도시된 ECS와 연결되는 터미널 유닛(113)이 설치되며, 상기 터미널 유닛(113)은 상기 인쇄회로기판(120)과 통전 및 신호교환 가능하게 연결된다. 이들의 연결은 대응되는 형상의 단자부를 만들어 솔더링 하거나, 플러그 결합 등으로 연결하는 것도 가능하다.

상기 센서 케이스(110)의 내주면에는 적어도 3개 이상의 지지부재(115)가 돌출 형성되어, 이 지지부재(115)이 상측면에 상기 인쇄회로기판(120)이 올려진다. 상기 지지부재(115)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센서 케이스(110)의 마주보는 2개의 면과, 상기 터미널 유닛(113)과 마주보는 면 등 총 3개 위치에 형성되는 것이 좋다.

인쇄회로기판(120)은 상기 지지부재(115)의 상측에 배치되며, 상기 터미널 유닛(113)과 신호 교환 가능하도록 연결된다. 상기 인쇄회로기판(120)의 상기 마그네트(112)와 대면하는 면에는 적어도 하나 이상의 자기소자(121)가 실장 되는데, 상기 자기소자(121)는 홀 소자(Hall IC)로 마련되는 것이 좋다.

센서 커버(130)는 상기 개구부의 형상과 대응되는 형상으로 마련되며, 상기 센서 케이스(110)의 상측 개구부를 모두 덮을 수 있도록 구성된다. 상기 센서 커버(130)는 상기 인쇄회로기판(120)과 소정 간격 이격 되도록 설치된다.

실링부재(140)는 상기 센서 케이스(110)와 센서 커버(130) 사이에 개재(介在)되어, 상기 센서 케이스(110)와 센서 커버(130)의 결합부를 통해 물이나 오물이 유입되는 것을 방지한다. 상기 실링부재(140)는 일반적으로 고무 또는 실리콘 재질의 오-링(O-ring)을 사용하는 것이 바람직하다.

탄성부재는 상기 인쇄회로기판(120)과 상기 센서 커버(130) 사이에 개재(介在) 되어, 상기 인쇄회로기판(120)을 상기 지지부재(115) 측으로 가압하는 역할을 수행하는데 코일 스프링(150)이나 고무재질의 벨로우즈 스프링(160)으로 마련되는 것이 좋다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 코일 스프링(150)으로 구성된 탄성부재를 지지유닛(170)으로 고정한 상태를 도시한 도면이다.

상기 지지유닛(170)은 제 1 보스(171), 보스 홀(172) 및 제 2 보스(172)를 포함한다.

제 1 보스(171)는 상기 복수 개의 지지돌기(115) 상측에 돌출 형성되고, 상기 보스 홀(172)은 상기 인쇄회로기판(120)의 상기 제 1 보스(171)와 대응되는 위치에 관통 형성되며, 제 2 보스(173)는 상기 센서 커버(130)의 상기 제 1 보스(171)와 대응되는 면에 상기 제 1 보스(171)를 향하는 방향으로 돌출 형성된다. 상기 제 1 및 제 2 보스(171)는 상기 코일 스프링(150)의 양 끝단을 지지하여, 상기 코일 스프링(150)이 위치 이탈하는 것을 방지한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벨로우즈 스프링(160)을 사용하는 탄성부재를 도시한 도면으로 상기한 도 4와 상기 지지유닛(170)의 구조는 동일하며, 단지 탄성부재가 고무재질의 벨로우즈 스프링(160)이라는 점만 차이가 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 탄성부재로서 코일 스프링(150)이나 고무재질의 벨로우즈 스프링(160)을 사용하여, 상기 인쇄회로기판(120)을 상기 지지부재(115) 측으로 가압하기 때문에, 종전과 같이 수지재질의 지지리브 등을 구성하여 가압할 경우, 과도한 가압력으로 인해 인쇄회로기판(120)에 크랙이 발생하거나 유격이 형성되는 현상을 방지할 수 있다.

특히, 오-링과 같은 실링부재(140)의 탄성력이 변경되어, 센서 케이스(110)와 센서 커버(130) 사이의 결합이 느슨해져 유격이 발생하더라도, 상기 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 일정 크기 이상의 힘이 항상 상기 인쇄회로기판(120)에 작용하므로, 상기 인쇄회로기판(120)은 요동 없이 설치위치에 고정되는 것이 가능하다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

1; 서스펜션 부재 2; 차대
100; 차고센서 모듈 110; 센서 케이스
111; 샤프트 112; 마그네트
115; 지지부재 116; 제 1 보스
120; 인쇄회로기판 121; 홀 소자
122; 보스 관통홀 130; 센서 커버
132; 제 2 보스 140; 실링부재
150; 코일 스프링 160; 벨로우즈 스프링
170; 지지유닛

Claims (5)

1. 상측에 개구부가 형성되는 센서 하우징;
   상기 센서 하우징에 회전 가능하게 설치되는 샤프트;
   상기 샤프트 상측에 배치되는 마그네트;
   적어도 한 개의 자기 소자가 상기 마그네트와 마주보는 면에 실장되며, 상기 센서 하우징 내부에 돌출 형성된 복수 개의 지지돌기 상단에 안착되는 인쇄회로기판;
   상기 개구부를 폐쇄하는 센서 커버;
   상기 센서 하우징과 센서 커버 사이에 개재(介在)되어, 상기 센서 하우징 내부로 수분과 오염물질의 유입을 차단하는 실링부재;
   상기 센서 커버와 인쇄회로기판 사이에 개재되어, 상기 인쇄회로기판을 상기 지지돌기 측으로 가압하는 복수 개의 탄성부재; 및
   상기 복수 개의 탄성부재의 양단을 지지하는 지지유닛;을 포함하는 자동차 차고센서 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지유닛은,
   상기 복수 개의 지지돌기 상측에 돌출 형성되는 제 1 보스;
   상기 인쇄회로기판의 상기 제 1 보스와 대응되는 위치에 관통 형성된 보스 홀; 및
   상기 센서 커버의 상기 제 1 보스와 대응되는 면에 상기 제 1 보스를 향하는 방향으로 돌출 형성되는 제 2 보스;를 포함하는 자동차 차고센서 모듈.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성부재는,
   압축 코일스프링으로 마련되는 자동차 차고센서 모듈.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성부재는,
   상기 제 1 및 제 2 보스에 양단이 결합되는 고무재질의 벨로우즈 스프링인 자동차 차고센서 모듈.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 자기소자는,
   홀 소자(Hall IC) 인 자동차 차고센서 모듈.

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