KR20150074524A - 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 모터 샤프트가 결합된 회전자와 상기 회전자를 수용하는 고정자를 내부에 수용하는 모터 하우징 및 상기 모터 샤프트의 말단부를 외부로 돌출되도록 하기 위한 샤프트 관통구를 일부분에 형성하고, 내측면이 상기 모터 하우징의 내부로 향하도록 상기 모터 하우징과 결합하는 전면 커버를 포함하는 파워 스티어링 모터; 상기 전면 커버의 내측면 중에서 상기 샤프트 관통구에 인접한 내측면 하단부에 부착되는 수분 감지 센서; 및 상기 수분 감지 센서로부터 일정 값 이상의 수분 감지 신호를 수신하면 상기 파워 스티어링 모터의 구동을 정지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
본 발명은 모터 샤프트가 결합된 회전자와 상기 회전자를 수용하는 고정자를 내부에 수용하는 모터 하우징 및 상기 모터 샤프트의 말단부를 외부로 돌출되도록 하기 위한 샤프트 관통구를 일부분에 형성하고, 내측면이 상기 모터 하우징의 내부로 향하도록 상기 모터 하우징과 결합하는 전면 커버를 포함하는 파워 스티어링 모터; 상기 전면 커버의 내측면 중에서 상기 샤프트 관통구에 인접한 내측면 하단부에 부착되는 수분 감지 센서; 및 상기 수분 감지 센서로부터 일정 값 이상의 수분 감지 신호를 수신하면 상기 파워 스티어링 모터의 구동을 정지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다.
자동차 기술이 비약적으로 발전함에 따라 운전자의 편의를 위한 각종 편의 장치에 대한 기술 개발이 꾸준히 이뤄지고 있다.
이 중에서 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템(Rack Type Electric Power Steering System)은 랙(Rack) 근처에 전동 모터(110)를 장착하여 운전자의 스티어링 휠 조작에 대한 전동 모터(120)의 보조 조타력을 랙(110)에 전달함으로써, 운전자의 스티어링 휠 조작을 용이하게 하는 것이다.
종래의 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템은 전동 모터(120)가 차량의 하부에 위치하고, 차량의 주행시에 발생하는 주행 진동이 타이 로드(150)를 통해 벨트 풀리 하우징(140) 쪽으로 전달되기 때문에 차량이 노후화되면 벨트 풀리 하우징(140)의 결합 부분 또는 전동 모터(120)와 벨트 풀리 하우징(140)의 결합 부분 등에 틈새가 발생할 수 있고, 이 상태에서 노면에 물이 있는 도로를 장시간 주행하거나 차량 하부가 물에 잠기는 경우에는 틈새를 통해 수분이 스며들어와서 전동 모터(120)의 내부로 수분이 침투할 가능성이 커진다. 이에 반해, 전동 모터(120)와 ECU 커버(160)가 결합된 부분은 주행 진동이 직접적으로 전달되지 않기 때문에 틈새가 발생할 가능성이 작다.
전동 모터(120) 내부에 수분이 과하게 침투하게 되면, 모터 내부의 기판 및 버스 바(Bus-Bar) 등에서 단락(Short)이 발생할 수 있고, 이로 인해 전동 모터(120)의 고장 및 전동 모터(120)의 구동이 정지되어 주행 안정성을 저해하는 문제점과 전동 모터(120)의 수리를 위한 수리 비용이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 파워 스티어링 모터에 수분 감지 센서를 부착하여 파워 스티어링 모터 내부에 침투한 수분을 감지하고, 수분 감지시에 수분 감지에 대한 경고 신호를 발생하고 파워 스티어링 모터의 구동을 정지하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 모터 샤프트가 결합된 회전자와 상기 회전자를 수용하는 고정자를 내부에 수용하는 모터 하우징 및 상기 모터 샤프트의 말단부를 외부로 돌출되도록 하기 위한 샤프트 관통구를 일부분에 형성하고, 내측면이 상기 모터 하우징의 내부로 향하도록 상기 모터 하우징과 결합하는 전면 커버를 포함하는 파워 스티어링 모터; 상기 전면 커버의 내측면 중에서 상기 샤프트 관통구에 인접한 내측면 하단부에 부착되는 수분 감지 센서; 및 상기 수분 감지 센서로부터 일정 값 이상의 수분 감지 신호를 수신하면 상기 파워 스티어링 모터의 구동을 정지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 고정자 및 회전자를 내부에 수용하는 모터 하우징 및 상기 모터 하우징의 후단에 부착된 홀 아이씨(Hall IC) 기판을 포함하는 파워 스티어링 모터; 상기 홀 아이씨 기판의 일부분에 부착되는 수분 감지 센서; 및 상기 수분 감지 센서로부터 일정값 이상의 수분 감지 신호를 수신하면 상기 파워 스티어링 모터의 구동을 정지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 파워 스티어링 모터의 전면 커버 중에서 수분이 침투할 가능성이 큰 밀봉 베어링 결합 부분과 인접한 위치에 수분 감지 센서를 부착하기 때문에 파워 스티어링 모터 내부에 수분이 침투한 것을 신속하게 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 모터 하우징의 후단부에 설치된 홀 아이씨 기판의 일부분에 수분 감지 센서를 부착하기 때문에 수분 감지 센서의 부착이 용이하고, 수분 감지 센서와 제어부를 전기적으로 연결하기 위한 수분 감지 센서용 신호선의 길이를 단축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서 수분 감지 센서의 부착 위치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서 수분 감지 센서의 부착 위치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템은 파워 스티어링 모터(210), 수분 감지 센서(220) 및 제어부(230)를 포함한다.
파워 스티어링 모터(210)는 모터 샤프트(215)가 결합된 회전자(214)와 회전자(214)를 수용하는 고정자(213)를 내부에 수용하는 모터 하우징(212) 및 모터 샤프트(215)의 말단부를 외부로 돌출되도록 하기 위한 샤프트 관통구(217)를 일부분에 형성하고, 내측면이 모터 하우징(212)의 내부로 향하도록 모터 하우징(212)과 결합하는 전면 커버(211)를 포함한다.
수분 감지 센서(220)는 수분을 감지하여 전기적 신호로 출력하는 센서로서, 적외선 흡수식, 마이크로파식 및 전기 저항식 등이 있다.
수분 감지 센서(220)는 모터 하우징(212) 내부로 침투한 수분을 감지하고 이에 대한 수분 감지 신호를 생성하여 후술할 제어부(230)로 전송한다.
이러한 수분 감지 센서(220)는 전면 커버(211)의 내측면 중에서 샤프트 관통구(217)에 인접한 내측면 하단부에 부착된다.
구체적으로, 파워 스티어링 모터(210)에서 수분이 침투할 가능성이 큰 곳은 샤프트 관통구(217)에 결합된 밀봉 베어링(216)으로써, 종래와 같이 벨트 풀리 하우징(140)의 결합 부분 또는 파워 스티어링 모터(210)와 벨트 풀리 하우징(140)의 결합 부분 등에 발생한 틈새를 통해 수분이 과하게 스며들면, 밀봉 베어링(216)과 샤프트 관통구(217) 사이의 간극 등을 통해 액체 상태의 수분이 모터 하우징(212) 내부로 침투할 수 있다. 이러한 경우, 액체 상태의 수분은 전면 커버(211)의 내측면 하단부로 흘러서, 모터 하우징(212)의 저면에 고이기 시작할 것이다.
여기서, 수분 감지 센서(220)를 모터 하우징(212)의 최저면에 부착하게 되면, 모터 하우징(212)의 저면에 이미 고인 액체 상태의 수분을 감지할 가능성이 크기 때문에 액체 상태의 수분이 모터 하우징(212) 내부로 침투하는 것을 수분 감지 센서(220)에서 신속하게 감지할 수가 없다.
이에 반해, 수분 감지 센서(220)를 액체 상태의 수분이 흐르는 경로인 내측면 하단부에 부착하면, 액체 상태의 수분이 모터 하우징(212) 내부로 침투하기 시작하는 것을 수분 감지 센서(220)에서 신속하게 감지할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 수분 감지 센서(220)를 전면 커버(211)의 샤프트 관통구(217)에 인접한 내측면 하단부에 부착하여 모터 하우징(212) 내부로 침투하는 수분을 신속하게 감지할 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 수분 감지 센서(220)를 전면 커버(211)의 내측면 하단부에 부착하기 위해, 도 3과 같이 수분 감지 센서(220)의 양단과 결합하여 수분 감지 센서(220)를 고정하는 제 1 리브(224) 및 제 2 리브(226)를 전면 커버(211)의 내측면 하단부에 형성할 수 있다. 여기서, 제 1 리브(224) 및 제 2 리브(226)는 도 3의 점선 원안에 표시된 것과 같이 수분 감지 센서(220)의 양단이 제 1 리브(224) 및 제 2 리브(226)와 슬라이딩 결합하기 위한 결합홈을 일면에 형성할 수 있다.
또한, 나사 또는 접착제를 사용하여 수분 감지 센서(220)를 전면 커버(211)의 내측면 하단부에 부착할 수도 있다.
한편, 수분 감지 센서(220)를 전면 커버(211)의 내측면 하단부에 부착하면, 수분 감지 센서(220)와 제어부(230)를 전기적으로 연결하는 수분 감지 센서용 신호선(222)을 모터 하우징(212)의 저면을 통해 모터 하우징(212)의 후단으로 연장하여 제어부(230)에 연결한다. 여기서, 수분 감지 센서용 신호선(222)은 도 2의 점선 원안에 표시된 것과 같이 모터 하우징(212)의 저면과 고정자(213) 사이의 공간을 통해 모터 하우징(212)의 후단으로 연장된다.
다시 말해서, 수분 감지 센서용 신호선(222)은 일단이 수분 감지 센서(220)와 전기적으로 연결된 상태에서 모터 하우징(212)의 저면을 통해 모터 하우징(212) 후단으로 연장되고, 타단이 모터 하우징(212)의 후단으로부터 인출되어 제어부(230)에 전기적으로 연결되기 때문에, 수분 감지 센서용 신호선(222)이 모터 하우징(212)의 외부에서 발생할 수 있는 충격으로부터 보호될 수 있다. 여기서, 모터 하우징(212)의 저면에는 수분 감지 센서용 신호선(222)이 모터 하우징(212)의 저면 안쪽으로 들어가서 고정될 수 있는 신호선 고정홈이 모터 하우징(212)의 길이 방향으로 형성될 수 있다.
제어부(230)는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit)이다. 이러한 제어부(230)는 도 1과 같이 파워 스티어링 모터(210)의 후단에 결합된 ECU 커버(160)의 내부에 수용되어, 외부 충격으로부터 보호될 수 있다.
본 발명에서 제어부(230)는 수분 감지 센서(220)로부터 일정 값 이상의 수분 감지 신호를 수신, 즉 파워 스티어링 모터(210)의 단락이 발생할 가능성이 큰 수분량에 대한 수분 감지 신호를 수분 감지 센서(220)로부터 수신하면, 파워 스티어링 모터(210)의 구동을 정지하기 위한 제어를 수행하여 단락으로 인한 파워 스티어링 모터(210)의 고장을 방지한다.
한편, 제어부(230)는 수분 감지 센서(220)로부터 일정 값보다 적은 값의 수분 감지 신호를 수신, 즉 파워 스티어링 모터(210)의 단락이 발생할 가능성이 적은 수분량에 대한 수분 감지 신호를 수분 감지 센서(220)로부터 수신하면, 수분 감지에 대한 경고 신호를 발생하되 파워 스티어링 모터(210)의 구동은 유지하는 제어를 수행할 수도 있다.
이러한 경우, 운전자는 수분 감지에 대한 경고 신호를 시각적 또는 청각적으로 확인할 수 있고, 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템으로부터 정상적인 보조 조향력을 제공받는 상태로 차량을 정비소까지 주행하여 차량을 수리할 수 있다.
위와 같이 본 발명의 제 1 실시예에서는 수분 감지 센서(220)를 파워 스티어링 모터(210)의 전면 커버(211) 내측 하단부에 부착하여 모터 하우징(212)의 내부로 액체 상태의 수분이 침투하였을 때에 신속하게 수분을 감지할 수 있도록 하였다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 모터 하우징(212)의 내부로 침투한 수분이 모터 하우징(212)의 내부에서 증기 상태로 존재하는 경우에 수분을 감지할 수 있는 수분 감지 센서(220)의 부착 위치에 대해 설명하도록 하겠다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 액체 상태의 수분이 모터 하우징(212)의 내부로 침투할 수 있지만, 증기 상태의 수분이 모터 하우징(212)의 내부로 침투하거나, 액체 상태의 수분이 모터 하우징(212)에 침투한 후에 파워 스티어링 모터(210) 내부의 열로 인해 기화하여 증기 상태로 모터 하우징(212) 내부에 존재할 수도 있다.
모터 하우징(212)의 내부에 증기 상태의 수분이 과하게 존재하면 증기 상태의 수분으로 인해서도 파워 스티어링 모터(210)의 단락이 발생할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 위치 센서가 홀 아이씨(Hall IC) 타입인 경우에 도 4와 같이 수분 감지 센서(220)를 홀 아이씨 기판(410)의 일부분에 부착한다.
구체적으로, 증기 상태의 수분이 모터 하우징(212)에 존재하면, 도 4와 같이 모터 하우징(212)의 후단에 존재하는 간극들을 통해 모터 하우징(212) 내부에 존재하고 있는 증기 상태의 수분이 배출되어 도 1과 같은 ECU 커버(160) 내부에 채워질 수 있다. 따라서, 수분 감지 센서(220)를 전면 커버(211)의 내측면 하단부에 부착하지 않고, 기 존재한 홀 아이씨 기판(410)의 여유 공간에 수분 감지 센서(220)를 부착하여 모터 하우징(212)의 후단부에서 증기 상태의 수분을 감지할 수 있게 된다.
본 발명의 제 2 실시예에서와 같이 파워 스티어링 모터(210)에 기 존재한 홀 아이씨 기판(410)의 여유 공간에 수분 감지 센서(220)를 부착하면, 나사 또는 접착제를 사용하여 수분 감지 센서(220)를 부착하거나, 수분 감지 센서(220)를 결합하기 위해 파워 스티어링 모터(210)의 일부분을 설계 변경하는 수고 없이 간단한 납땜만으로 수분 감지 센서(220)를 기판에 용이하게 부착할 수 있고, 도 4와 같이 ECU 커버(160) 내에 위치한 제어부(230)와 수분 감지 센서(220) 간의 거리가 가깝기 때문에 수분 감지 센서(220)와 제어부(230)를 전기적으로 연결하기 위한 수분 감지 센서용 신호선(222)의 길이를 단축할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (7)
- 모터 샤프트가 결합된 회전자와 상기 회전자를 수용하는 고정자를 내부에 수용하는 모터 하우징 및 상기 모터 샤프트의 말단부를 외부로 돌출되도록 하기 위한 샤프트 관통구를 일부분에 형성하고, 내측면이 상기 모터 하우징의 내부로 향하도록 상기 모터 하우징과 결합하는 전면 커버를 포함하는 파워 스티어링 모터;
상기 전면 커버의 내측면 중에서 상기 샤프트 관통구에 인접한 내측면 하단부에 부착되는 수분 감지 센서; 및
상기 수분 감지 센서로부터 일정 값 이상의 수분 감지 신호를 수신하면 상기 파워 스티어링 모터의 구동을 정지하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수분 감지 센서 및 상기 제어부를 전기적으로 연결하되, 일단이 상기 수분 감지 센서와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 모터 하우징 내부의 저면을 통해 상기 모터 하우징의 후단으로 연장되고, 타단이 상기 모터 하우징의 후단으로부터 인출되어 상기 제어부에 전기적으로 연결되는 수분 감지 센서용 신호선
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 전면 커버는 상기 수분 감지 센서의 양단과 결합하여 상기 수분 감지 센서를 고정하는 제 1 리브 및 제 2 리브를 상기 내측면 하단부에 형성하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 수분 감지 센서의 양단이 상기 제 1 리브 및 상기 제 2 리브와 슬라이딩 결합하기 위한 결합홈을 상기 제 1 리브 및 상기 제 2 리브의 일면에 형성하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 수분 감지 센서로부터 상기 일정 값보다 적은 값의 수분 감지 신호를 수신하면, 수분 감지에 대한 경고 신호를 발생하되 상기 파워 스티어링 모터의 구동은 유지하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템. - 고정자 및 회전자를 내부에 수용하는 모터 하우징 및 상기 모터 하우징의 후단에 부착된 홀 아이씨(Hall IC) 기판을 포함하는 파워 스티어링 모터;
상기 홀 아이씨 기판의 일부분에 부착되는 수분 감지 센서; 및
상기 수분 감지 센서로부터 일정값 이상의 수분 감지 신호를 수신하면 상기 파워 스티어링 모터의 구동을 정지하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 수분 감지 센서로부터 상기 일정 값보다 적은 값의 수분 감지 신호를 수신하면, 수분 감지에 대한 경고 신호를 발생하되 상기 파워 스티어링 모터의 구동은 유지하는 것을 특징으로 하는 랙 타입 전동식 파워 스티어링 시스템.
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