KR20050009121A - 차량의 크랭크 포지션 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 크랭크 포지션 센서에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 마그네트와 홀IC를 이용하여 크랭크 축의 변위각을 측정하는 크랭크 포지션 센서의 내부구조를 변경하여 충격이나 진동에 의한 응력을 균형배분하고 내부공기의 팽창에 의한 압력을 제거하여 솔더링부의 크랙을 방지하는 차량의 크랭크 포지션 센서에 관한 것이다.

본 발명의 차량의 크랭크 포지션 센서는, 자력을 발생시키는 마그네트와, 상기 마그네트로부터 간극을 사이에 두고 이격되어 형성된 바디몰드의 내측에 설치되는 인쇄기판과, 상기 인쇄기판을 관통하여 설치되어 마그네트로부터 발생되는 자력을 검출하는 홀IC를 구비한 차량의 크랭크 포지션 센서에 있어서, 바디몰드(12)에 고정되는 인쇄기판을 바디몰드(12)의 내측 표면과 완전 밀착되도록 하는 평판형 인쇄기판(40)으로 구성하고, 상기 평판형 인쇄기판(40)의 타측 표면에는 자력검출소자(16a)가 내부에 구비된 홀IC(16)를 표면과 밀착되도록 고정시켜 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 크랭크 포지션 센서{Crank position sensor of vehicle}

본 발명은 차량의 크랭크 포지션 센서에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 마그네트와 홀IC를 이용하여 크랭크 축의 변위각을 측정하는 크랭크 포지션 센서의 내부구조를 변경하여 충격이나 진동에 의한 응력을 균형배분하고 내부공기의 팽창에 의한 압력을 제거하여 솔더링부의 크랙을 방지하는 차량의 크랭크 포지션 센서에 관한 것이다.

크랭크 포지션 센서(Crank Position Sensor)는 엔진의 제어를 위하여 크랭크 축(crank shaft)의 변위각을 측정하는데 사용된다. 변위각 측정을 위하여 크랭크 축에는 베인휠(vane wheel)이 장착된다. 상기 베인휠은 원형으로서 원주면상에 일정간격을 가지고 다수의 이빨이 형성되어 있으며, 이 이빨의 유무를 검출하여 변위각을 측정하게 된다. 도 1a 및 도 1b는 각각 종래 사용되는 크랭크 포지션 센서(10)와 베인휠(2)의 개략적인 구조를 나타내는 설치상태 평면도와 측면도이다.

도면들을 참고하면, 크랭크축(8)에 설치된 베인휠(2)은 인접하여 설치된 크랭크 포지션 센서(10)에 형성된 간극(36) 사이를 단부가 통과하면서 회전하게 된다. 이 때 베인휠(2)의 단부에 일정간격으로 형성된 이빨(4)의 유무에 따라서 자력이 통과하거나 통과하지 못하게 되며, 이러한 상태를 홀IC를 이용하여 검출하여 변위각을 측정하게 된다.

도 2 및 도 3은 종래 사용되는 크랭크 포지션 센서(10)의 구조를 나타내는측단면도 및 부분 확대 단면도이다.

먼저 도 2를 참고하면, 크랭크 포지션 센서(10)는 간극(36)을 중심으로 하여 하부에는 마그네트(30)가 설치되고, 상부측은 바디몰드(12)에 의하여 외부와 차단되며, 바디몰드(12)의 내측에는 인쇄기판(14)이 설치되어 있다. 상기 인쇄기판(14)은 중앙부에 공간이 형성되어 있으며, 그 공간안에 홀IC(16)가 삽설되는 구조를 가지고 있다. 홀IC(16)의 하부에는 일정깊이의 공간이 형성되고 실리콘 러버(26)가 삽설되어 있다. 상기와 같이 홀IC(16)는 바디몰드(12)의 내측표면에 인접하게 설치되고, 이러한 상태에서 실리콘 겔(24)이 도포되어 외부와 차단된다.

한편, 홀IC(16)로부터 생성되는 전기신호는 솔더링부(18a)에 의하여 전기적으로 연결되는 리드 프레임(18)을 통하여, 인서트 터미널(20)로 전송된다. 상기 인서트 터미널(20)의 타단부는 도시된 것과 같이 터미널 리드(28)로 연결되어 외부와 접속된다. 상기와 같이 결합된 상태에서 커버(22)에 의하여 외부와 차단된다.

도 3에는 홀IC(16) 주변의 결합상태가 상세히 확대 도시되어 있으며, 마그네트(30)를 기준으로 하여 시계방향으로 90°회전된 상태의 부분 단면을 표시하고 있다. 각각에 대한 설명은 상술하였으므로 생략한다. 미설명부호 32,34는 크랭크 포지션 센서(10)의 각 부속품들을 고정하기 위한 엑폭시 본드(epoxy bond)이다. 도면에 표시된 수자들은 크랭크 포지션 센서(10)의 일실시예의 치수이다.

그러나 상기와 같은 구조를 가진 크랭크 포지션 센서(10)는 엔진주변에 설치되므로 고온으로 인하여 베인휠(2)의 주변부의 조립오차와 열적, 진동 등으로 인하여 센서에 악영향을 끼치게 되며, 이에 따라서 오작동하는 문제점이 발생되었다.즉, 외부로부터의 진동이나 충격에 의한 응력(stress)이 홀IC(16)에 집중되며 이에 따라서 솔더링부(18a)에서 크랙이 발생되었다.

또한 인쇄기판(14)에 홀IC(16)를 수납하는 공간이 형성되어 있으므로 비록 실리콘 겔(24)에 의하여 폐쇄되어도 고온에 의하여 잔류하던 내부공기의 열팽창, 수축현상이 발생되고 이에 따라서 홀IC(16)의 전극과 리드 프레임(18)의 솔더링부(18a)가 파손(크랙발생)된다. 이러한 크랭크 포지션 센서의 이상으로 인하여 차량주행중에 간헐적으로 시동이 꺼지거나 시동이 불가능하게 되는 현상이 발생되어 소비자들의 불만의 한 요인이 되며 사고발생의 위험이 상존한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 마그네트와 홀IC를 이용하여 크랭크 축의 변위각을 측정하는 크랭크 포지션 센서의 구조를 변경하여 충격이나 진동에 의한 응력을 균형배분하고 내부공기의 팽창에 의한 압력을 제거하여 솔더링부의 크랙을 방지하는 차량의 크랭크 포지션 센서를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 크랭크 포지션 센서의 고장요인을 제거함으로서 차량주행중에 발생되는 시동꺼짐이나 시동불가능한 문제점을 해소하여 소비자의 불만과 사고를 미연에 방지할 수 있는 차량의 크랭크 포지션 센서를 제공하는데 있다.

도 1a는 종래 크랭크 포지션 센서와 베인휠의 설치상태 평면도,

도 1b는 종래 크랭크 포지션 센서와 베인휠의 설치상태 측면도,

도 2는 도 1의 크랭크 포지션 센서의 구조를 나타내는 측단면도,

도 3은 도 2의 크랭크 포지션 센서의 홀IC 설치부의 확대단면도,

도 4는 본 발명의 크랭크 포지션 센서의 홀IC 설치부의 확대단면도,

도 5는 본 발명의 크랭크 포지션 센서의 측단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

2 : 베인휠 4 : 이빨

6 : 고정부 8 : 크랭크축

10: 크랭크 포지션 센서 12: 바디몰드

14: 인쇄기판 16: 홀IC

18: 리드프레임 20: 인서트 터미널

22: 커버 24: 실리콘 겔

26: 실리콘 러버 28: 터미널 리드

30: 마그네트 32,34: 에폭시 본드

36: 간극 40: 평판형 인쇄기판

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 크랭크 포지션 센서는, 자력을 발생시키는 마그네트와, 상기 마그네트로부터 간극을 사이에 두고 이격되어 형성된바디몰드의 내측에 설치되는 인쇄기판과, 상기 인쇄기판을 관통하여 설치되어 마그네트로부터 발생되는 자력을 검출하는 홀IC를 구비한 차량의 크랭크 포지션 센서에 있어서, 바디몰드에 고정되는 인쇄기판을 바디몰드의 내측 표면과 완전 밀착되도록 하는 평판형 인쇄기판으로 구성하고, 상기 평판형 인쇄기판의 타측 표면에는 자력검출소자가 내부에 구비된 홀IC를 표면과 밀착되도록 고정시켜 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 차량의 크랭크 포지션 센서를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 종래 차량의 엔진제어를 위하여 크랭크축의 변위각을 측정하는 크랭크 포지션 센서(10)의 내부 일부 구조를 변경함으로서, 내충격성이 강화되고, 외부 및 내부 충격에 의한 크랙발생이 방지되며, 진동이나 충격시에 응력이 IC홀의 특정 부위에 집중되는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 차량의 크랭크 포지션 센서(10)의 구조를 나타내는 측단면도이다. 본 발명에 의한 크랭크 포지션 센서(10)는 기본적으로 도 2에 도시된 크랭크 포지션 센서(10)와 유사한 구조를 갖는다. 도 4를 다시 참고하면, 바디몰드(12)의 내측 표면에 평판형 인쇄기판(40)이 설치된다. 상기 평판형 인쇄기판(40)은 바디몰드(12)의 내측표면에 밀착되어서 고정시킬 수 있도록 공간이 없는 평판형으로 구성된다. 상기와 같이 평판형 인쇄기판(40)이 밀착된 상태이므로 충격이나 진동이 가해질 때 골고루 분산되는 효과가 있다.

또한 평판형 인쇄기판(40)의 타측표면에는 홀IC(16)가 설치된다. 도시된 바와 같이, 홀IC(16)는 평판형 인쇄기판(40)의 표면과 완전 밀착되어서 설치되므로 종래와 같이 공기가 존재할 수 있는 공간이 전혀 형성되지 않는다. 따라서 공기의 팽창, 수축에 의한 악영향이 감소되고, 바디몰드(12)와 평판형 인쇄기판(40)을 통하여 전달되는 충격이나 진동이 역시 균일하게 분산되는 효과가 있다.

또한, 도시된 바와 같이, 홀IC(16)는 바디몰드(12)와 직접적으로 밀착되지 않으므로 실리콘 러버(26)를 사용할 필요가 없다. 이 때 홀IC(16)에 내장된 자력검출소자(16)는 마그네트(30)로부터 방사되는 자력을 검출하기 용이한 방향으로 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 바디몰드(12), 평판형 인쇄기판(40), 및 홀IC(16)가 표면이 상호 밀착되는 상태로 설치된 후에, 종래와 같이 실리콘 겔(24)을 도포하여 외부와 차단시킨다.

도 5는 본 발명에 의한 크랭크 포지션 센서(10)의 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 바디몰드(12)의 상부표면에 평판형 인쇄기판(40)이 밀착되어 설치되고, 상기 평판형 인쇄기판(40)의 타측 표면상에 홀IC(16)가 역시 밀착되어 설치됨을 알 수 있다. 상기 솔더링부(18a)는 상세히 도시되지 않았지만 홀IC(16)의 자력검출소자(16a)와 연결된다.

본 발명의 크랭크 포지션 센서(10)에서 홀IC(16)가 종래의 것에 비하여 마그네트(30)와의 거리가 더 멀어졌지만, 이것은 마그네트(30)의 자력을 더 강화시켜 충분히 보완할 수 있는 정도이므로 자력검출기능에는 지장이 없다.

본 발명에서는 또한 바디몰드(12)의 두께를 설치에 지장을 주지 않는 한도내에서 증가시킴으로서 내충격성을 강화시킬 수 있다. 다시말하여, 도 4에 도시된 것과 같이 바디몰드(12)의 두께를 0.6mm에서 1.2mm로 증가시킴으로서 내충격성이 강화되는 효과가 있다. 또한 평판형 인쇄기판(40)도 종래 세라믹에서 폴리아미드 재질을 이용함으로서 외부충격에 의한 크랙을 방지할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면 마그네트와 홀IC를 이용하여 크랭크축의 변위각을 측정하는 크랭크 포지션 센서의 설치구조를 변경하여 외부로부터의 충격이나 진동에 의한 스트레스를 균형배분하여 내구성을 증가시키고, 내부의 공기팽창요인을 제거하여 솔더링부의 크랙발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 자력을 발생시키는 마그네트와, 상기 마그네트로부터 간극을 사이에 두고 이격되어 형성된 바디몰드의 내측에 설치되는 인쇄기판과, 상기 인쇄기판을 관통하여 설치되어 마그네트로부터 발생되는 자력을 검출하는 홀IC를 구비한 차량의 크랭크 포지션 센서에 있어서,

   바디몰드(12)에 고정되는 인쇄기판을 바디몰드(12)의 내측 표면과 완전 밀착되도록 하는 평판형 인쇄기판(40)으로 구성하고, 상기 평판형 인쇄기판(40)의 타측 표면에는 자력검출소자(16a)가 내부에 구비된 홀IC(16)를 표면과 밀착되도록 고정시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 크랭크 포지션 센서.