KR100465810B1 - 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브 - Google Patents

회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브레이크 액압을 증압, 유지 또는 감압되도록 조정하여 제동능력을 향상시키고 인렛 밸브와 아웃렛 밸브를 일체형으로 한 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브에 관한 것이다.

Description

회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브{valve for anti-lock brake apparatus activated by rotating rod}
본 발명은 브레이크 액압을 증압, 유지 또는 감압되도록 조정하여 제동능력을 향상시키고 인렛 밸브와 아웃렛 밸브를 일체형으로 한 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브에 관한 것이다.
급브레이크를 걸면 차체 중심은 타이어 접지면보다 높으므로 자동차는 차체전방이 가라앉는 노즈다이브 현상이 일어나게 된다. 이 때, 브레이크 힘에 의해 차륜이 록(lock)상태가 되면 타이어의 진행은 방향성을 잃고 옆으로 미끄러지거나 심한 경우에는 차체가 뒤로 향할 정도로 스핀이 일어난다. 이러한 위험을 방지하기 위해 차축 하중이나 제동의 감속도에 비례해서 항상 최고의 마찰계수를 얻도록 브레이크 유압을 자동적으로 조정하기 위해 안티록 브레이크 장치(이하 'ABS'라 한다)를 차량에 장착하고 있다.
도1은 종래 차량에 장착되는 ABS 장치를 도시한 것이다.(공개특허공보 1999-71030호 참조)
즉, 종래 차량에 장착되는 ABS 장치는, 자동차의 내부에 장착되어 있는 브레이크 페달(10)과; 운전자가 상기 브레이크 페달(10)을 밟았을때 무감기를 판단하는 유압측정센서(20)와; 압력을 증가시키는 마스터 실린더(30)와; 상기 자동차에 장착되어 있는 브레이크 페달(70)에서 발을 떼었을 때 브레이크 오일이 휠 실린더(70)에서 리저브(80) 탱크로 되돌아 가도록 하며, 휠 실린더(70) 압력이 마스터 실린더(30) 압력보다 높게되는 것을 방지하기 위한 첵밸브(40)와; 상기 자동차에 장착되어 있는 브레이크가 마스터 실린더(30)의 유압을 솔레노이드로 유도하며, 상기 마스터 실린더(30)의 압력을 휠 실린더 쪽과 차단시키는 프로포셔닝 밸브(50)와; ABS ECU에서 보내는 신호에 의해 플린저를 움직여 마스터 실린더(30), 리저브(80), 휠 실린더(70) 사이의 통로를 개폐하는 솔레노이드 밸브(60)와; 오일을 통과시키는 휠 실린더(70)와; 상기 자동차에 장착되어 있는 ABS 장치가 작동할때 감압시에 휠 실린더(70)에서 오는 오일을 일시적으로 저장시키는 리저브(80)와; ABS ECU에서 감압 신호가 전달될 때 감압의 유지, 증압의 목적으로 상기 리저브(80)에서 어큐물레이터(100)로 오일을 보내는 작용을 하는 펌프(90)와; 상기 솔레노이드 밸브(60)에 감압 신호와 유지 신호가 전달될때 일시적으로 브레이크 오일을 저장하고, 증압시에는 스프링의 힘으로 휠 실린더(70) 쪽으로 브레이크 오일을 배출하는 어큐물레이터(100)와; 상기 자동차에 장착되어 있는 앞/뒤 바퀴 속도센서와 브레이크 스위치에서 입력신호를 받아 각 휠의 제동상태를 감지하고 모듈레이터에 신호를 보내 적절히 브레이크 압력을 조절하는 ABS ECU로 이루어져 있다.
그런데 이와 같은 종래의 안티록 브레이트 장치용 솔레노이드 밸브는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래 안티록 브레이크 장치용 솔레노이드 밸브는 인렛 밸브와 아웃렛 밸브로 나누어져 있어서 그 구조가 복잡해지고 그 크기 즉 부피가 커질 뿐만 아니라 부품수가 많아져 그 제조 원가가 높아질 수 밖에 없다.
둘째, 휠 실린더 압력이 마스터 실린더의 유압보다 높게되는 것을 방지하기 위해 별도로 체크밸브를 휠 실린더와 마스터 실린더 사이에 설치해야 한다.
셋째, 증압 또는 감압된 브레이크액이 차량의 속도센서 또는 유압측정센서에 의해 ABS ECU로 제어될 때 유로를 개폐하는 인렛 밸브와 아웃렛 밸브로 이루어진 솔레노이드 밸브에서는 유로 개폐의 신속한 응답성에 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서 인렛 밸브와 아웃렛 밸브로 이루어진 솔레노이드 밸브를 단순화하여 회전로드에 의해 브레이크 액압을 정확하고 용이하게 제어할 수 있게 하기 위한 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 브레이크 액압을 조절하는 장치를 크게 모듈레이터 블록 및 회전로드로 구성함으로써 안티록 브레이크 장치용 밸브를 컴펙트하고 경량화할 수 있는 것이다.
본 발명은 차량의 속도센서 및 유압측정센서에 의해 얻어진 정보로 브레이크 액압을 즉각적으로 응답할 수 있도록 하여 차량의 노면에 상태에 따라 최적의 제동효과를 유지할 수 있게 하는 것이 또 하나의 목적이다.
도 1은 일반적인 안티록 브레이크 장치의 구성상태를 나타낸 블록도
도 2는 본 발명에 따른 안티록 브레이크 장치용 밸브의 개략도
도 3은 브레이크 액압이 증압된 상태의 밸브 상태를 설명하기 위한 도면
도 4는 브레이크 액압이 유지된 상태의 밸브 상태를 설명하기 위한 도면
도 5는 브레이크 액압이 감압된 상태의 밸브 상태를 설명하기 위한 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210 : 모듈레이터 블록 220 : 로드
290 : 구동모터
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브는, 모듈레이터 블록과; 상기 모듈레이터 블록에 형성되며 마스터 실린더에 연결되는 제1유로와; 상기 모듈레이터 블록에 형성되고 상기 제1유로와 연통되며, 펌프에 연결되는 제2유로와; 상기 모듈레이터 블록에 형성되고 상기 제1유로 및 제2유로에서 분기되며 휠실린더에 연결되는 제3유로와; 상기 제1유로 및 제2유로를 개폐하기 위하여 모듈레이터 블록에 회전 자유롭게 삽입되며 구동모터에 의해 회전하는 로드와; 상기 로드에 형성되며, 상기 제1유로 및 제2유로가 제3유로와 개폐되도록 로드의 단부 및 원주면 상에서 연통 형성된 로드유로로 이루어져 있다.
즉, 본 발명의 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브는,로드의 회전에 의해 제1유로 또는 제2유로가 제3유로와 연결되도록 하거나 제1유로 및 제2유로를 폐쇄할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도2에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 모듈레이터 블록(210)에는 브레이크액의 유로인 제1유로(201), 제2유로(202) 및 제3유로(203)가 형성되어 있다. 제1유로(201)와 제2유로(202)는 서로 연통되어 있으며, 제3유로는 제1유로 및 제2유로에서 분기되어 있다. 제1유로(201)는 마스터 실린더와 연결되어 있으며, 제2유로(202)는 펌프와 연결되어 있고, 제3유로는 휠실린더와 연결되어 있다.
로드(220)는 모듈레이터 블록(210)에 회전가능하게 설치되며, 로드의 선단에는 기역자 모양의 로드유로(230)가 형성되어 있다. 로드유로(230)는 로드의 단부 및 원주면이 연통되어 형성되어 있다. 로드의 단부에 형성된 로드유로 부분은 제3유로(203)와 항상 연통되어 있으며, 원주면에 형성된 로드유로 부분은 로드의 회전에 따라 제1유로(201) 또는 제2유로(202)와 연결되거나 제1유로(201) 및 제2유로(202) 모두에 연결되지 않도록 한다.
ABS ECU(미도시)는 각종 센서에 의해 얻어진 정보에 의해 브레이크 액의 흐름 방향을 바꾸도록 로드(220)의 회전을 제어한다. 로드(220)의 회전은 ABS ECU의 제어신호에 따라 구동되는 구동모터(290)에 의해 이루어진다.
도3은 로드(220)의 회전각이 0도인 상태를 나타낸다. 이 경우에는 마스터 실린더에 연결된 제1유로(201)와 휠실린더에 연결된 제3유로(203)가 연통하게 된다.
도4는 로드(220)의 회전각이 90도인 상태를 나타낸다. 이 경우에는 제1유로(201) 및 제2유로(202)가 로드(220)에 의해 막히게 되어, 제1유로 및 제2유로가 제3유로와 연통되지 않는다.
도5는 로드(220)의 회전각이 180도인 상태를 나타낸다. 이 경우에는 펌프에 연결된 제2유로(202)와 휠실린더에 연결된 제3유로(203)가 연통하게 된다.
이하, 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.
본 발명의 모듈레이트 블록(210)에는 브레이크 액이 흐르는 제1유로 내지 제3유로가 마련되어 있으며, 각 유로는 마스트 실린더와 휠 실린더 및 펌프와 연결되어 있고 휠 실린더에 연결되는 제3유로 반대 방향에는 로드(220)가 설치되어 있다. 따라서, 제1유로 내지 제3유로는 로드(220)의 회전방향에 따라 로드(220) 일단에 형성된 기역자형 로드유로(230)가 마스트 실린더, 휠 실린더 및 펌프쪽 유로와 일치되는 모양에 따라 브레이크 액의 방향이 제어되는 것이다. 이에 따라 각 자동자 바퀴의 휠 실린더에 가해지는 브레이크 액압을 증압, 유지 또는 감압 상태로 제어할 수 있다.
즉, 자동차의 휠 속도를 측정하는 속도센서(미도시)가 자동차의 앞/ 뒤 바퀴에 장착되어 각 휠의 제동상태를 감지한다. 상기 속도센서에 의해 얻어진 정보는 ABS ECU에 의해 분석되어 구동모터(290)에 신호를 보내 구동모터(290)를 구동시켜 적절히 브레이크 액압 방향을 조절할 수 있도록 로드(220)를 회전시킨다.
운전자가 차량을 급제동하기보다는 움직이는 차량의 속도를 다소 줄이기 위해 브레이크 페달을 밟았을때 ABS 장치가 작동되지 않도록 하기 위해 마스트 실린더쪽에 브레이크 액압을 측정하는 유압측정센서(미도시)를 설치한다. 이리하여 상기 유압측정센서에 의해 측정된 브레이크 액압 정보를 ABS ECU에 보내 ABS 장치가 작동할 것인지 또는 작동하지 않아야 할 것인지를 판단하도록 한다.
ABS 제어중 ABS 감압상태가 오래 지속되거나 차량이 진행되어 노면의 마찰계수가 높은 곳으로 이동하면 브레이크내에 있는 제동압력으로 제동을 할 수 있는 것보다 자동차 타이어와 노면에서 발생시킬 수 있는 마찰력이 증가되어 자동차 제동효율이 떨어진다. 이런 경우 ABS 장치는 제동압력을 증가시키기 위하여 브레이크 액압을 증압 상태로 작동시킨다. 즉, 도4에 나타낸 바와 같이, ABS ECU에서 증압이 필요하다고 판단한 경우 로드(220)의 회전각이 0도인 상태로 유지되도록 구동모터(290)에 신호를 보내 로드(220)를 회전시킨다. 이렇게 되면 마스터 실린더와 연결된 제1유로(201)와 휠실린더와 연결된 제3유로(203)가 연통하게 되므로 마스터 실린더에 있던 브레이크 액이 휠 실린더쪽으로 이동하게 된다. 즉 마스터 실린더 측이 고압이고 휠 실린더 측은 상대적으로 저압으로 형성되어 압력차가 발생하고 이 압력차에 의해 브레이크 액압이 급격하게 휠 실린더로 유입된다. 이 때 펌프쪽 유로는 차단된 상태가 되어 브레이크 액이 흐르지 않는다.
그리고, ABS 제어중에서 브레이크내의 압력이 최적의 제동력을 발생시키는 최적의 압력에 이르거나, ABS 제어중에서 파생되는 자동차의 공진현상을 방지하기 위해서는 압력을 일정상태로 유지하는 작동상태가 필요한데 이 때에는 브레이크 액압을 유지 상태로 작동하게 한다. 즉, 도5에 나타낸 바와 같이, ABS ECU에서 유지가 필요하다고 판단한 경우 로드(220)의 회전각이 90도인 상태로 유지되도록 구동모터(290)에 신호를 보내 로드(220)를 회전시킨다. 이렇게 되면 마스터 실린더에 연결된 제1유로(201) 및 펌프에 연결된 제2유로(202)가 휠실린더에 연결된 제3유로(203)가 차단되게 된다. 즉, 로드(220)에 의해 유로가 막혀 브레이크 액의 흐름이 없게된다.
한편, 제동이 수행되고 있는 상태에서 브레이크 내의 제동압력이 커서 적정압력으로 낮추어야 하는 경우 ABS 장치는 브레이크 액압을 감압 상태로 작동시켜서 자동차의 바퀴가 노면에서 미끄러지는 것을 방지시킨다. 즉, 도5에 나타낸 바와 같이, ABS ECU에서 감압이 필요하다고 판단한 경우 로드(220)의 회전각이 180도인 상태로 유지되도록 구동모터(290)에 신호를 보내 로드(220)를 회전시킨다. 이렇게되면, 휠실린더에 연결된 제3유로(203) 및 펌프에 연결된 제2유로(202)가 연통되어 휠 실린더에 있던 브레이크 액이 펌프로 유도된다.
본 발명의 안티록 브레이크 장치용 밸브는 회전로드에 의해 작동되는 구성을 채택하였기 때문에, 구조가 단순하고 부품수가 감소되며 경량화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 회전로드에 형성된 로드유로는 기역자형 모양을 하고 있기 때문에 그 구조가 간단하고 가공이 용이한 장점이 있다.
또한, 브레이크 액의 제어를 구동모터 및 회전로드에 의해서만 제어하므로 제어부품의 회전관성이 작게 되어 제어시 회전관성에 의한 지연이 작게되기 때문에 제어가 신속하고 정확한 제어가 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 브레이크 액압을 증압 및 감압하는 경우 회전로드의 각도가 0도 및 180도이기 때문에 증압 및 감압 동작이 확실히 구분되는 장점이 있다. 더구나, 증압 및 감압 상태 중간에 회전로드가 위치하는 경우 브레이크 액압을 유지하고 있어서 증압에서 감압으로 변경하는 경우 및 감압에서 증압으로 변경하는 경우 항상 유지 동작을 거치기 때문에 액압을 제어하는 동작이 부드럽게 된다.

Claims (4)

  1. 모듈레이터 블록과;
    상기 모듈레이터 블록에 형성되며 마스터 실린더에 연결되는 제1유로와;
    상기 모듈레이터 블록에 형성되고 상기 제1유로와 연통되며, 펌프에 연결되는 제2유로와;
    상기 모듈레이터 블록에 형성되고 상기 제1유로 및 제2유로에서 분기되며 휠실린더에 연결되는 제3유로와;
    상기 제1유로 및 제2유로를 개폐하기 위하여 모듈레이터 블록에 삽입되며 구동모터에 의해 회전되는 로드와;
    상기 로드에 형성되며, 상기 제1유로 및 제2유로가 제3유로와 개폐되도록 로드의 단부 및 원주면 상에서 연통 형성된 로드유로로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드가 0도인 상태에서 브레이크 액이 마스터 실린더측으로부터 휠 실린더측으로 유도되도록 제1유로와 제3유로가 연통되는 것을 특징으로 하는 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로드가 90도인 상태에서 브레이크 액이 마스터 실린더측 및 휠 실린더측 어디로도 흐르지 못하도록 유로를 차단되는 것을 특징으로 하는 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로드가 180도인 상태에서 브레이크 액이 휠 실린더측으로부터 마스터 실린더측으로 유도되도록 제2유로 및 제3유로가 연통되는 것을 특징으로 하는 회전로드에 의해 작동되는 안티록 브레이크 장치용 밸브
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