KR20230140703A

KR20230140703A - 차랑용 맵 센서

Info

Publication number: KR20230140703A
Application number: KR1020220039287A
Authority: KR
Inventors: 박영규
Original assignee: 주식회사 프라임모빌리티
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-10-10

Abstract

본 발명은 차랑용 맵 센서에 관한 것으로, 센서 몸체부; 상기 센서 몸체부의 하면으로부터 하방으로 원통 형태를 이루며 돌출 형성되어 흡기다기관의 서지탱크(Surge Tank) 일측에 구비된 맵 센서 설치홀에 삽입되어 연결 구조를 갖추는 센서 설치부; 상기 센서 몸체부 내부에 내장 설치되며, 상기 센서 설치부를 통해 삽입 설치된 상기 서지탱크와 연결된 상기 흡기다기관의 진공변동에 따른 절대압력을 측정 후 전압값으로 변환시킨 감지정보를 생성하는 MAPS(Mmanifold Absolute Pressure Sensor)부; 및 상기 센서 몸체부의 일측으로부터 상기 MAPS부와 전기적으로 연결된 단자구조를 갖추며, 일측이 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)과 전기적으로 연결된 와이어의 타측이 단자구조에 연결될 시 상기 MAPS부를 통해 생성된 감지정보가 상기 엔진제어유닛에 전송되도록 하는 센서 커넥터부;를 포함한다.

Description

차랑용 맵 센서 {MANIFOLD ABSOLUTE PRESSURE SENSOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차랑용 맵 센서에 관한 것이다.

엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)는 전자제어 연료 분사장치에 속하는 엑츄에이터(Actuator)들을 제어하기 위해 다수의 센서들로부터 정보를 수집하여 이를 제어의 기반이 되는 정보로 활용하게 된다.

더욱 구체적으로, 엔진제어유닛(ECU)에서 연료의 기본 분사량을 결정하는데 활용되는 정보는 엔진의 회전속도와 부하인데, 흡입공기량, 스로틀 밸브의 개도, 흡기다기관의 압력, 엔진의 회전속도 등을 계측하여 이를 바탕으로 계산하게 된다.

이 중 흡입공기량의 계측의 경우 MAP(Mmanifold Absolute Pressure) 센서를 이용해 간접 계측방식으로 이루어지는데, 이를 위해 MAP센서는 흡기다기관의 1Bar s내지 5Bar의 절대압력을 측정하여 엔진제어유닛(ECU)에 전달한다.

구체적으로, MAP센서는 반도체식 압력센서의 한 종류로 가솔린 엔진의 크랭크 축이 회전하면서 피스톤이 상사점에서 하사점으로 내려갈 때 공기가 유입되는 입구가 스로틀 밸브로 막혀있기 때문에 흡기다기관 내부에는 진공(부압)상태가 되며 그 크기를 감지한다.

일반적으로 가솔린 엔진이 작동할 때 흡기 매니폴드 내부에는 피스톤의 하강하는 흡기행정에서 공기를 빨아 들이지만 공기가 공급되는 흡기 매니폴드 입구쪽에는 스로틀 밸브로 막혀있어 부분적으로 부압(마이너스 압력/진공)이 작용한다.

이 부압은 전용통로로 연결되어 있는 MAP센서의 다이어프램(Diaphragm)을 움직이고 다이어프램에 설치된 가변저항에 의해 엔진제어유닛(ECU)에서 공급된 기준전압이 변화되어 다시 엔진제어유닛(ECU)로 전달되며 엔진 제어 시스템은 이미 입력된 계산값에 의하여 현재 공기량으로 환산하여 연료분사량을 결정한다.

여기서, 부압은 엔진회전수가 낮을수록 낮아지고 엔진회전수가 높아지면 부압이 높아져 대기압과 거의 비슷하게 되기 때문에 엔진정지중의 MAP센서 시그널 전압은 자동차가 위치한 지역의 대기압을 나타내고 엔진시동 후 아이들 상태에서 낮은 부압을 나타내며 주행 중 급감속시 순간적으로 가장 낮은 부압을 나타낸다.

이와 관련하여 센서 본체 전면으로 흡입 공기와 함께 탄소 성분이 유입되면서 실리콘 겔과 센서 칩에 증착되고 알루미늄 와이어 및 리드 프레임 금속을 부식시키는 문제점을 해결하여 센서의 신뢰성을 향상시키기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0114134호의 "차량용 맵 센서"(이하, '종래기술'이라고 함)가 있다.

하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 차량용 맵 센서는 이를 이용함에 있어 엔진에 흡입된 실제공기량을 측정하는 것이 아니고 스로틀 밸브와 흡기밸브 사이의 흡기계압력(부압)을 측정하여 공기량을 계산하는 간접 방식이므로 정밀도가 낮은 편에 속하였고, 이를 반복적으로 장기간 이용할 시 최초 설치위치 및 위상으로부터 이탈되거나 위상변화가 일어나 감지 정확도가 저해되거나 서지탱크와의 연결부위 측에 타르 성분이 굳어 슬러지화되며 내부가 막히며 감지 정확도에 영향을 주는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 감지된 정보를 활용하여 엔진제어유닛(ECU)에서 차랑용 맵 센서를 흡입공기량의 간접 계측을 수행함에 있어 정밀도를 높인 맵센서를 제공하는데 있다.

또 다른 목적은, 본 발명의 목적은 설치 구조상의 안정화를 통해 장기간 사용에도 최초 설치위치 및 위상으로부터 이탈되거나 위상변화가 일어나 감지 정확도가 저해시키는 문제 및 서지탱크와의 연결부위 측에 타르 성분이 굳어 슬러지화되며 내부가 막히며 감지 정확도에 영향을 주는 문제를 최소화시킨 맵센서를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차랑용 맵 센서는, 센서 몸체부; 상기 센서 몸체부의 하면으로부터 하방으로 돌출 형성되어 흡기다기관의 서지탱크(Surge Tank) 일측에 구비된 맵 센서 설치홀에 삽입되어 연결 구조를 갖추는 센서 설치부; 상기 센서 몸체부 내부에 내장 설치되며, 상기 센서 설치부를 통해 삽입 설치된 상기 서지탱크와 연결된 상기 흡기다기관의 진공변동에 따른 절대압력을 측정 후 전압값으로 변환시킨 감지정보를 생성하는 MAPS(Mmanifold Absolute Pressure Sensor)부; 및 상기 센서 몸체부의 전면 일측으로부터 상기 MAPS부와 전기적으로 연결된 단자구조를 갖추며, 일측이 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)과 전기적으로 연결된 와이어의 타측이 단자구조에 연결될 시 상기 MAPS부를 통해 생성된 감지정보가 상기 엔진제어유닛에 전송되도록 하는 센서 커넥터부;를 포함한다.

여기서, 상기 엔진제어유닛은 상기 MAPS부를 통해 생성된 감지정보가 상기 센서 커넥트부를 통해 연결된 와이어를 통해 수신될 경우, 감지정보를 기반으로 엔진의 실린더 내부로의 흡입 공기량을 계측하여 계측결과에 따라 상기 엔진의 연료 분사량 및 점화시기를 조절한다.

또한, 상기 센서 설치부는, 상기 센서 몸체부의 하면으로부터 하방으로 중공을 구비한 원기둥 형태를 이루어 돌출 형성된 후 하단에서 중공을 구비하되 테이퍼(Taper)진 원뿔대 형태를 이루도록 연장 형성된 구조를 갖추는 설치 기둥부분; 및 소정의 탄성 복원력을 갖춘 탄성재질로 마련되며, 상기 설치 기둥부분의 원기둥 형태 외주면상을 덮는 형태로 설치되는 설치 패킹부분;을 포함하며, 상기 설치 패킹부분은 외주면상에 상하 방향을 따라 환형으로 외측을 향해 돌출된 돌기를 적어도 2개 이상 마련된다.

그리고 상기 차랑용 맵 센서는, 상기 센서 몸체부의 측면 일측으로부터 측방으로 돌출 형성되어 단부에 상하로 개방된 고정수단 삽입홀이 구비된 환형 구조를 갖춘 센서 고정부;를 더 포함한다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 감지된 정보를 활용하여 엔진제어유닛(ECU)에서 차랑용 맵 센서를 흡입공기량의 간접 계측을 수행함에 있어 정밀도를 높일 수 있다.

둘째, 설치 구조상의 안정화를 통해 장기간 사용에도 최초 설치위치 및 위상으로부터 이탈되거나 위상변화가 일어나 감지 정확도가 저해시키는 문제를 최소화할 수 있다.

셋째, 센서 설치부의 내측 구조적 변형을 통해 서지탱크와의 연결부위 측에 타르 성분이 굳어 슬러지화되며 내부가 막히며 감지 정확도에 영향을 주는 문제를 최소화할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 차랑용 맵 센서의 구조를 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 차랑용 맵 센서의 구조를 도시한 정면도이다.
도3은 본 발명에 따른 차랑용 맵 센서의 구조를 도시한 배면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

<차랑용 맵 센서에 관한 설명>

도1 내지 도3 참조하여 설명하면, 본 발명의 차랑용 맵 센서(100)는 차량 내 엔진을 통한 연료 분사량 및 점화시기를 결정하는 흡입 공기량을 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)이 계측할 수 있도록 계측에 기반이 되는 정보를 제공하는 센서로서, 센서 몸체부(110); 센서 설치부(120); MAPS부(130); 센서 커넥터부(140); 및 센서 고정부(150);를 포함한다.

센서 몸체부(110)는 차랑용 맵 센서(100)의 기본 하우징이 되는 몸체 구성으로, 이를 기반으로 센서 설치부(120), 센서 커넥터부(140) 및 센서 고정부(150)가 일체를 이루며 연장 형성되고, MAPS부(130)는 내장 설치된다.

센서 설치부(120)는 도1에 도시된 바와 같이 센서 몸체부(110)의 하면으로부터 하방으로 돌출 형성되어 도2에 도시된 바와 같이 흡기다기관의 서지탱크(Surge Tank, ST) 일측에 구비된 맵 센서 설치홀(H)에 삽입되어 연결 구조를 갖춘다.

여기서, 센서 설치부(120)는 이를 위해 설치 기둥부분(121) 및 설치 패킹부분(122)을 포함한다.

우선, 설치 기둥부분(121)은 센서 몸체부(110)의 하면으로부터 하방으로 중공을 구비한 원기둥 형태를 이루어 돌출 형성된 후 하단에서 중공을 구비하되 테이퍼(Taper)진 원뿔대 형태를 이루도록 연장 형성된 구조를 갖춘다.

다음으로, 설치 패킹부분(122)은 소정의 탄성 복원력을 갖춘 고무 혹은 실리콘과 같은 탄성재질로 마련되며, 설치 기둥부분(121)의 원기둥 형태 외주면상을 덮는 형태로 설치된다.

여기서, 설치 패킹부분(122)의 외주면상에 상하 방향을 따라 환형으로 외측을 향해 돌출된 돌기(122B)를 적어도 2개 이상 마련되어, 차랑용 맵 센서(100)와 흡기다기관의 서지탱크(ST) 간 설치 구조상의 안정화를 이룬다.

MAPS(Mmanifold Absolute Pressure Sensor)부(130)는 센서 몸체부(110) 내부에 내장 설치되며, 센서 설치부(120)를 통해 삽입 설치된 서지탱크(ST)와 연결된 흡기다기관의 진공변동에 따른 절대압력을 측정 후 전압값으로 변환시킨 감지정보를 생성한다.

센서 커넥터부(140)는 도2에 도시된 바와 같이 센서 몸체부(110)의 전면 일측으로부터 MAPS부(130)와 전기적으로 연결된 단자구조(140C)를 갖추며, 일측이 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)과 전기적으로 연결된 와이어의 타측이 단자구조(140C)에 연결될 시 MAPS부(130)를 통해 생성된 감지정보가 엔진제어유닛(ECU)에 전송되도록 한다.

여기서, 엔진제어유닛(ECU)은 MAPS부(130)를 통해 생성된 감지정보가 센서 커넥트부(140)를 통해 연결된 와이어를 통해 수신될 경우, 감지정보를 기반으로 엔진의 실린더 내부로의 흡입 공기량을 계측하여 계측결과에 따라 엔진의 연료 분사량 및 점화시기를 조절한다.

센서 고정부(150)는 센서 몸체부(110)의 측면 일측으로부터 측방으로 돌출 형성되어 단부에 상하로 개방된 고정수단 삽입홀(150H)이 구비된 환형 구조를 갖춘다.

본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 차랑용 맵 센서
110 : 센서 몸체부
120 : 센서 설치부
121 : 설치 기둥부분 122 : 설치 패킹부분
122B : 돌기
130 : MAPS부
140 : 센서 커넥터부
140C : 단자
150 : 센서 고정부
150H : 고정수단 삽입홀

Claims

센서 몸체부;
상기 센서 몸체부의 하면으로부터 하방으로 돌출 형성되어 흡기다기관의 서지탱크(Surge Tank) 일측에 구비된 맵 센서 설치홀에 삽입되어 연결 구조를 갖추는 센서 설치부;
상기 센서 몸체부 내부에 내장 설치되며, 상기 센서 설치부를 통해 삽입 설치된 상기 서지탱크와 연결된 상기 흡기다기관의 진공변동에 따른 절대압력을 측정 후 전압값으로 변환시킨 감지정보를 생성하는 MAPS(Mmanifold Absolute Pressure Sensor)부; 및
상기 센서 몸체부의 전면 일측으로부터 상기 MAPS부와 전기적으로 연결된 단자구조를 갖추며, 일측이 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)과 전기적으로 연결된 와이어의 타측이 단자구조에 연결될 시 상기 MAPS부를 통해 생성된 감지정보가 상기 엔진제어유닛에 전송되도록 하는 센서 커넥터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
차랑용 맵 센서.
제1항에 있어서,
상기 엔진제어유닛은 상기 MAPS부를 통해 생성된 감지정보가 상기 센서 커넥트부를 통해 연결된 와이어를 통해 수신될 경우, 감지정보를 기반으로 엔진의 실린더 내부로의 흡입 공기량을 계측하여 계측결과에 따라 상기 엔진의 연료 분사량 및 점화시기를 조절하는 것을 특징으로 하는
차랑용 맵 센서.
제2항에 있어서,
상기 센서 설치부는,
상기 센서 몸체부의 하면으로부터 하방으로 중공을 구비한 원기둥 형태를 이루어 돌출 형성된 후 하단에서 중공을 구비하되 테이퍼(Taper)진 원뿔대 형태를 이루도록 연장 형성된 구조를 갖추는 설치 기둥부분; 및
소정의 탄성 복원력을 갖춘 탄성재질로 마련되며, 상기 설치 기둥부분의 원기둥 형태 외주면상을 덮는 형태로 설치되는 설치 패킹부분;을 포함하며,
상기 설치 패킹부분은 외주면상에 상하 방향을 따라 환형으로 외측을 향해 돌출된 돌기를 적어도 2개 이상 마련되는 것을 특징으로 하는
차랑용 맵 센서.
제3항에 있어서,
상기 차랑용 맵 센서는,
상기 센서 몸체부의 측면 일측으로부터 측방으로 돌출 형성되어 단부에 상하로 개방된 고정수단 삽입홀이 구비된 환형 구조를 갖춘 센서 고정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
차랑용 맵 센서.