KR19980080637A - 자동차의 유압 제동 시스템 및 그에 사용되는 전자기 내부게이트 밸브 - Google Patents

자동차의 유압 제동 시스템 및 그에 사용되는 전자기 내부게이트 밸브 Download PDF

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도오다고오이찌로
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Abstract

마스터 실린더로부터 펌프에 연장되는 입구 회로에는 전자기 내부 게이트 밸브가 설치된다. 게이트 밸브는 입구 회로를 선택적으로 개폐하는 플런저 유닛과, 작동되면 상기 플런저 유닛을 개방 방향으로 이동하도록 가압하여 입구 회로를 개방하는 여기 코일(exciting coil)과, 마스터 실린더로부터 나온 가압 제동유가 개방 방향으로 플런저가 이동하는 것을 방해하지 못하는 구조를 포함한다.

Description

자동차의 유압 제동 시스템 및 그에 사용되는 전자기 내부 게이트 밸브
대체로 본 발명은 차륜을 구비한 자동차의 유압 제동 시스템에 관한 것으로, 특히 로킹 방지 제동 시스템(즉, ABS)과 자동차 거동 안정화 시스템(이하 편의상 VMSCS) 모두를 갖는 형태의 유압 제동 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 상기 형태의 유압 제동 시스템에 사용되는 전자기 내부 게이트 밸브에 관련된다.
주지된 바와 같이, ABS는 제동시 차륜(road wheel)의 로킹을 방지할 목적으로 차륜의 제동 실린더에 인가된 유압을 제어하는 시스템이다. VMSCS에는 두 형태가 있는데, 하나는 자동차의 주행 상태에 따라 구동륜 또는 차륜에 조절된 제동력을 인가하여 구동륜 또는 차륜이 미끄러지는 것을 방지하는 기능을 하는 트랙션 제어형(traction control type)이고, 다른 하나는 자동차의 자세를 안정화시킬 목적으로 자동차의 주행 상태에 따라 선택된 차륜에 조절된 제동력을 인가하여 요우율(yaw rate)을 제어하는 요우율 제어형이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 명료화하기 위해, 상기 형태의 여러 유압 제동 시스템을 설명하기로 한다. 종래 기술에 의한 시스템 중 하나가 일본 특허 공개 공보 제7-80445호에 개시되어 있다. 상기 시스템에는 마스터 실린더로부터 차륜 각각의 제동 실린더에 연장되는 유압 제동 회로가 결합된 ABS 유닛이 배치된다. 대체로 ABS 유닛은 제동 실린더의 유압을 제어할 목적으로 입구 및 출구 밸브를 포함하는 유압 제어 밸브와, 출구 회로를 통해 출구 회로로부터 제동 회로에 제동유를 반송하는 주 펌프(main pump)를 포함한다. 상기 시스템에는 VMSCS가 추가로 배치된다. VMSCS는 마스터 실린더로부터 주 펌프에 연장되는 입구 회로에 설치된 보조 펌프를 포함한다. VMSCS가 작동되면, 보조 펌프는 마스터 실린더로부터 제동유를 흡입하여 주 펌프에 상기 제동유를 공급한다. 마스터 실린더와 보조 펌프 사이의 입구 회로에는 평상시에는 밀폐되어 있다가 VMSCS가 작동되는 경우에만 개방되는 전자기 밸브(즉, 내부 게이트 밸브)가 설치된다. 제동 회로의 상류부에는 보통은 개방되어 있다가 VMSCS가 작동되면 밀폐되는 전자기 밸브(즉, 외부 게이트 밸브)가 설치된다.
자동차 거동 안정화 제어하에서, 즉 VMSCS가 작동하면, 외부 게이트 밸브는 밀폐되고 내부 게이트 밸브는 개방되는 동시에 보조 펌프 및 주 펌프 모두가 작동된다. 이와 같이 상기 제어하에서, 마스터 실린더의 제동유는 가압되어 입구 회로, 주 펌프 및 출구 회로를 통해 유압 제어 밸브에 유동되어 선택된 제동 실린더에 조절된 제동압을 공급한다.
대체로 내부 게이트 밸브는 입구 회로를 밀폐하는 방향으로 스프링에 의해 경사진 밸브 헤드와, 작동되면 입구 회로를 개방하는 방향으로 스프링력에 대해 상기 밸브 헤드를 견인하는 여기 코일을 포함한다. 내부 게이트 밸브는 가압 제동유가 마스터 실린더로부터 공급되면 밸브의 밸브 헤드가 입구 회로를 밀폐하는 방향으로 경사지도록 배치된다.
대개, 자동차 거동 안정화 제어는 제동 페달이 해제된 상태에서 수행된다. 그러나, 제동 페달이 상기 자동차 거동 안정화 제어하에서 덜 밟혀지는 경우도 있다. 상기의 경우에는 소위 마스터 실린더 압력이 생성되며, 이는 내부 게이트 밸브에 인가된다. 그러나, 상기 내부 게이트 밸브의 구조로 인해, 이와 같이 발생된 마스터 실린더 압력은 입구 회로를 밀폐하는 방향으로 내부 게이트 밸브의 밸브 헤드를 가압한다.
따라서, 내부 게이트 밸브(즉, 전자기 밸브)는 제동 페달이 덜 밟혀진 동안에 개방 위치에 밸브 헤드를 유지하여 개방 위치에 상기 밸브 헤드를 복귀시키는 데 더 큰 전자기력을 필요로 한다. 그러나, 상기 요구로 인해 내부 게이트 밸브의 구조는 불가피하게 대형화되고 비싸지게 된다. 물론, 상기 결점을 제거할 목적으로 더 작은 실린더 헤드를 사용하여 마스터 실린더의 영향이 작아진다면, 필요로 하는 전자기력이 감소될 수 있다. 그러나, 상기의 경우에는 입구 회로의 유체 유동 용량이 희생되거나 감소되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 결점을 갖지 않는 ABS 및 VMSCS 모두를 갖는 유압 제동 시스템을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명에 따르면 ABS 및 VMSCS 모두를 갖는 유압 제동 시스템이 제공되며, 상기 시스템 덕분에 내부 게이트 밸브의 크기를 대형화하지 않고도 충분한 유체 유동 용량을 갖는 입구 회로를 제공할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제동 페달과 유압 작동식 제동 실린더를 갖춘 적어도 하나의 차륜을 갖는 자동차에 사용되는 유압 제동 시스템이 제공된다.
유압 제동 시스템은,
상기 제동 페달의 작동에 따라 제동 유압을 발생시키는 유압 발생 수단과,
상기 유압 발생 수단과 상기 제동 실린더 사이에 유체 연통을 제공하는 제동 회로와,
상기 제동 실린더의 유압을 제어하도록 상기 제동 회로에 설치된 유압 제어 밸브와,
상기 유압 제어 밸브의 상류측 부분에서 상기 유압 제어 밸브로부터 상기 제동 회로에 제동유를 반송하는 펌프와,
상기 유압 발생 수단으로부터 상기 펌프의 입구 포트에 가압 제동유를 수송하는 입구 회로와,
상기 제동 회로를 선택적으로 개폐하도록 상기 제동 회로에 설치된 외부 게이트 밸브와,
상기 입구 회로를 선택적으로 개폐하도록 상기 입구 회로에 설치된 내부 게이트 밸브와,
상기 유압 제어 밸브와, 상기 펌프와, 로킹 방지 제동 제어 및/또는 자동차 거동 안정화 제어를 수행하는 상기 외부 및 내부 게이트 밸브를 제어하는 제어 유닛을 포함하며,
상기 내부 게이트 밸브는 상기 입구 회로를 선택적으로 개폐하는 밸브 헤드 수단과, 작동되면 개방 방향으로 이동하도록 밸브 헤드 수단을 가압하여 입구 회로를 개방하는 여기 코일과, 유압 발생 수단으로부터 나온 가압 제동유가 상기 개방 방향으로 밸브 헤드 수단이 이동하는 것을 방해하지 못하게 하는 구조를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 유압 제동 시스템에 사용되는 전자기 밸브가 제공된다.
밸브는,
입구와 출구 포트를 갖는 실린더 부재와,
상기 입구 포트와 출구 포트 사이의 실린더 부재에 형성된 밸브 시트부와,
상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고 밸브 시트부에 밀착되어 입구 포트와 출구 포트 사이의 완전한 유체 유동을 차단하는 것이 가능하고, 제한된 유체 유동이 상기 입구 포트와 출구 포트 사이에 일정하게 제공되는 슬롯을 갖는 제1 플런저와,
상기 제1 플런저와 제2 플런저 사이에 상기 입구 포트와 일정하게 연통된 챔버를 형성하는 방식으로 상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고, 제1 방향으로 이동되면 상기 밸브 시트부를 향해 상기 제1 플런저를 가압하여 상기 슬롯을 밀폐하는 제2 플런저와,
상기 입구 포트와 출구 포트 사이에 완전한 유체 연통을 개방하는 방향으로 상기 제1 플런저를 경사시키는 제1 스프링과,
상기 제1 스프링의 편의력보다 큰 편의력으로 상기 제1 방향으로 상기 제2 플런저를 경사시키는 제2 스프링과,
작동되면 상기 제2 스프링력에 대해 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하도록 상기 제2 플런저를 가압하는 여기 코일을 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 유압 제동 시스템에서 사용되는 전자기 밸브가 제공된다.
밸브는,
입구 및 출구 포트를 갖는 실린더 부재와,
상기 입구 포트와 출구 포트 사이의 상기 실린더 부재에 형성된 밸브 시트부와,
상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고, 상기 밸브 시트부에 밀착되어 상기 입구 포트와 출구 포트 사이의 완전한 유체 유동을 차단할 수 있는 밸브 헤드부와 상기 밸브 헤드부와 일체로 형성된 하단부를 갖는 원통형 벽부를 포함하는 제1 플런저와,
제한된 유체 연통이 상기 입구 포트와 출구 포트 사이에 일정하게 제공되는 밸브 헤드부에 형성된 슬롯과,
가압 유체가 인가되면 완전한 상기 유체 연통을 개방하는 방향으로 상기 제1 플런저를 경사시키는 상기 제1 플런저의 원통형 벽부 주위에 형성된 압력 수용 환형 영역과,
상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고, 상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부에 수용되고 제1 방향으로 이동되면 상기 밸브 시트부를 향해 상기 제1 플런저의 상기 밸브 헤드부를 가압하여 상기 슬롯을 밀폐하는 전단부를 갖는 제2 플런저와,
상기 제1 방향으로 상기 제2 플런저를 경사시키는 스프링과,
상기 제1 플런저와 제2 플런저 사이의 상기 실린더 부재에 형성된 챔버와,
상기 제1 플런저의 원통형 벽부에 형성되어 상기 입구 포트와 상기 챔버 사이에 제한된 유체 연통을 제공하는 오리피스와,
작동되면 상기 스프링력에 대해 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하도록 상기 제2 플런저를 가압하는 여기 코일을 포함하며,
상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부의 단면적은 상기 밸브 시트부의 단면적보다 크다.
본 발명은 기타 목적 및 장점은 첨부 도면과 연결하여 설명한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도1은 본 발명의 유압 제동 시스템에 채용된 내부 게이트 밸브의 단면도.
도2는 본 발명의 유압 제동 시스템에 채용된 내부 게이트 밸브의 제1 변형예의 부분 단면도.
도3은 본 발명의 유압 제동 시스템에 채용된 내부 게이트 밸브의 제2 변형예의 부분 단면도.
도4는 본 발명의 유압 제동 시스템의 개략도.
도5는 본 발명의 유압 제동 시스템의 주요부의 블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
8 : 보조 펌프
9 : 내부 게이트 밸브
70 : 튜브형 벽
72 : 헤드 부재
74 : 원통형 리세스
80 : 체적 가변형 챔버
91 : 실린더 부재
92 : 밸브 시트 부재
93 : 제1 플런저 유닛
94 : 제2 플런저 유닛
95 : 제2 코일 스프링
96 : 여기 코일
97 : 제1 코일 스프링
98a, 98b : O-링
100 : 하우징
도4에는 본 발명에 의한 유압 제동 시스템이 개략적으로 도시되어 있다.
상기 도면에서 좌전륜, 우후륜, 우전륜 및 좌후륜용 제동 실린더는 WC(FL), WC(RR), WC(FR), WC(RL)로 표시된다. 제동 압력 발생 수단으로서 역할을 하는 마스터 실린더는 MC로 표시된다. 마스터 실린더(MC)는 제동 페달(BP)에 의해 작동되고 저장 탱크(RT)가 구비된다. 마스터 실린더(MC)로부터 소위 대각선 분리 배관을 형성하도록 대각선으로 배치된 2 개의, 즉 제1 및 제2 채널 회로(1, 2)가 연장된다. 즉, 제1 채널 회로(1)는 좌전륜 제동 실린더(WC(FL)) 및 우후륜 제동 실린더(WC(RR))에 연결되고, 반면에 제2 채널 회로(2)는 우전륜 제동 실린더(WC(FR)) 및 좌후륜 제동 실린더(WC(RL))에 연결된다.
제1 및 제2 채널 회로(1, 2)는 대체로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 설명의 간략화를 위해, 이하에는 제1 채널 회로(1)에 대해서만 설명하기로 한다. 2 개의 채널 회로(1, 2)에서, 대체로 동일한 부분과 구성은 동일한 도면 부호로 표시된다. 또한, 쉽게 이해되도록 2 개의 채널 회로(1, 2)에서 마스터 실린더(MC)에 근접한 부분은 상류부로, 그리고 제동 실린더(WC)에 근접한 부분은 하류부로 칭하기로 한다.
제1 채널 회로(1) (또는 제2 채널 회로(2))는 우후륜 제동 실린더(WC(RR))에 이어지는 후륜 분기 회로(1r)와, 분기점(1d)에서 분기된 좌전륜 제동 실린더(WC(FL))에 이어지는 전륜 분기 회로(1f)를 포함한다.
제1 채널 회로(1)의 상류부, 즉 분기점(1d)의 상류부에는 외부 게이트 밸브(3)가 설치된다. 게이트 밸브 우회 회로(1b)와 릴리프 회로(1m)는 도시된 바와 같이 외부 게이트 밸브(3)를 우회하도록 배치된다. 외부 게이트 밸브(3)는 2 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 보통은 개방된 전자기 밸브이며, 상기 밸브가 작동 해제되면 설치된 스프링 편의력에 의해 제1 채널 회로(1)를 개방하고 작동되면 상기 회로(1)를 밀폐한다. 게이트 밸브 우회 회로(1b)는 마스터 실린더(MC)로부터 제동 실린더(WC(FL), WC(RR)) 방향으로만 유체를 유동시키는 일방향 밸브(1c)를 포함한다. 릴리프 회로(1m)는 하류부의 유압이 소정 정도를 초과하면 하류부로부터 상류부를 향하는 방향으로 유체를 유동시키는 릴리프 밸브(1n)를 포함한다.
후륜 분기 회로(1r)와 전륜 분기 회로(1f)는 각각 입구 밸브(5)와 출구 밸브(6)를 포함한다. 상기 밸브(5, 6)는 제동 실린더(WC(RR), WC(FL))에 공급되는 유체 제동 압력을 제어(즉, 감소, 유지 및 증가)하도록 배치된다. 입구 밸브(5)는 차륜 분기 회로(1r, 1f)측 부분에 설치되고, 2 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 보통은 개방된 전자기 밸브를 가지며, 상기 밸브가 작동 해제되면 설치된 스프링 편의력에 의해 회로(1r 또는 1f)를 개방하고 작동되면 상기 회로(1r 또는 1f)를 밀폐한다. 도시된 바와 같이, 차륜 분기 회로(1r, 1f)는 입구 밸브(5)의 직하류측 부분에 분기점(1e)을 갖는다. 출구 밸브(6)는 분기점(1e)으로부터 저장조(7)에 연장되는 토출 회로(10) 내에 설치된다. 출구 밸브(6)는 2개의 포트와 2개의 위치를 갖는 보통은 밀폐된 형태를 갖고 있으며, 상기 밸브가 작동 해제되면 설치된 스프링 편의력에 의해 토출 회로(10)를 밀폐하고 작동되면 상기 회로(10)를 개방한다. 차륜 분기 회로(1r 또는 1f)에서, 입구 밸브 우회 회로(1h)는 입구 밸브(5)를 우회하도록 배치된다. 입구 밸브 우회 회로(1h)는 상기 우회 회로(1h)로만 상류측 유체를 유동시키는 일방향 밸브(1g)를 갖는다.
저장조(7)로부터 주 펌프(4)의 입구 포트까지는 주 입구 회로(4f)가 연장되어 상기 펌프는 상기 회로(4f)를 통해 저장조(7)의 제동유를 흡입한다. 주 입구 회로(4f)에는 저장조(7)로부터 주 펌프(4) 방향으로만 유체를 유동시키는 일방향 밸브(4h)가 설치된다. 주 펌프(4)의 출구 포트로부터는 주 출구 회로(4a)가 상기 분기점(1d)에 연장된다. 주 출구 회로(4a)에는 주 펌프(4)로부터 분기점(1d) 방향으로만 유체를 유동시키는 일방향 밸브(4b, 체크 밸브)가 설치된다. 주 출구 회로(4a)는 상기 회로(4a)의 제동유 유동의 맥동을 감쇠시키는 댐퍼(4c)와 (도면 부호가 없는) 오리피스를 갖는다.
주 입구 회로(4f)는 보조 펌프(8)로부터 보조 출구 회로(8a)에 연결된 분기부(4j)를 일방향 밸브(4h)의 직하류측 부분에 포함한다. 도시된 바와 같이, 보조 출구 회로(8a)에는 보조 펌프(8)로부터 분기부(4j)를 향한 방향으로만 유체를 유동시키는 출구 밸브(8d)가 설치된다. 자동차 거동 안정화 제어하에서, 보조 펌프(8)는 마스터 실린더(MC)로부터 주 펌프(4)의 입구측에 제동유를 공급하도록 주 펌프(4)와 함께 작동하여 주 펌프(4)로부터 나온 토출 유압의 상승을 촉진시킨다. 보조 입구 회로(8b)는 마스터 실린더(MC)로부터 보조 펌프(8)의 입구 포트에 연장된다. 도시된 실시예에서, 보조 입구 회로(8b)는 제1 채널 회로(1)에 연결된다. 필요하다면, 보조 입구 회로(8b)는 저장 탱크(RT)에 직접 연결된다. 상기 도면에서, 주 펌프(4)와 보조 펌프(8)는 공통 전기 모터(M)에 의해 작동된다.
보조 입구 회로(8b)에는 입구 밸브(체크 밸브, 8c)와 내부 게이트 밸브(9) 모두가 설치된다. 입구 밸브(8c)는 마스터 실린더(MC)로부터 보조 펌프(8)를 향한 방향으로만 유체를 유동시킨다. 내부 게이트 밸브(9)는 2 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 보통은 밀폐된 형태의 전자기 밸브를 갖고 있으며, 상기 밸브가 작동 해제되면 설치된 스프링 편의력에 의해 보조 회로(8b)를 밀폐하고 작동되면 회로(8b)를 개방한다.
본 발명에서, 내부 게이트 밸브(9)는 종래 기술에 의한 유압 제동 시스템이 갖는 결점을 제거하는 독특한 구성을 갖는다. 이하에서 상세히 설명하겠지만, 내부 게이트 밸브(9)는 여기 코일의 작동에 의해 유도된 밸브 헤드의 개방 운동이 마스터 실린더(MC)로부터 내부 게이트 밸브에 인가된 가압 제동유에 의해 방해되지 않도록 구성된다.
도5에서, 상기 전자기 밸브(3, 5, 5, 6, 6, 9)와 모터(M)는 센서 그룹(SG)에 의해 발생된 다양한 정보 신호가 공급되는 제어 유닛(CU)에 의해 제어된다. 도시된 실시예서, 센서 그룹(SG)은 각각 대응되는 차륜의 회전 속도를 검출하는 차속 센서(S)와, 차체의 요우율을 검출하는 요우율 센서(YR)와, 자동차의 조향각을 검출하는 조향각 센서(H)와, 자동차의 제동 상태 여부를 검출하는 제동 센서(BS)를 포함한다. 상기 센서에 추가하여, 자동차의 가속도를 검출하기 위한 가속도 센서가 채용될 수도 있다. 상기 센서로부터 나온 정보 신호에 근거하여, 제어 유닛(CU)은 각각의 차륜의 슬립율(slip ratio)을 계산한다. 제동시 슬립율이 소정치를 초과할 경우, 제어 유닛(CU)은 ABS를 작동시켜 상기 슬립율을 감소시켜 차륜의 로킹을 방지한다. 반면에, 급출발 또는 급가속으로 인해 슬립이 구동 차륜에서 발생하려는 경우에는 제어 유닛(CU)이 트랙션 제어 시스템을 작동시켜 슬립을 방지하고, 주행 중에 자동차의 자세가 부적절해지려는 경우에는 제어 유닛(CU)이 요우율 제어 시스템을 작동시켜 자세를 안정화시킨다.
이하에서는 도4를 참조하여 본 발명에 의한 유압 제동 시스템의 작동을 설명하기로 한다. 제1 및 제2 채널 회로(1, 2)가 대체로 동일한 방법으로 작동되므로, 이하에서는 제1 채널 회로(1)에 대해서만 설명하기로 한다.
이해를 쉽게 하기 위해, 도1에서 전자기 밸브(3, 5, 5, 6, 6, 9)와 모터(M) 모두가 작동되지 않은 비제동 상태에 대한 설명을 시작하기로 한다.
A. 정상 제동
제동 페달(BP)을 밟으면, 마스터 실린더(MC) 내에서 발생된 유압은 외부 게이트 밸브(3), 대응하는 입구 밸브(5) 및 차륜 분기 회로(1f 또는 1r)를 통해 좌전륜 제동 실린더(WC(FL)) 및 우후륜 제동 실린더(WC(RR)) 모두에 전달된다. 따라서 상기 상태에서, 좌전륜과 우후륜은 마스터 실린더(MC)에 의해 발생된 제동력에 따라 제동된다. 제동 페달(BP)이 해제되면, 제동유는 반대 방향으로 동일한 경로를 통해 마스터 실린더(MC)에 반송된다.
B. ABS 제어
제동시 제어 유닛(CU)이 차륜의 로킹 신호를 감지하면, 제어 유닛(CU)은 ABS를 작동시켜 소정의 범위 내의 값으로 슬립율을 감소시킨다. 상기 ABS의 작동하에서, 제동 유압은 차륜의 로킹을 방지하도록 감소, 일정 유지 및 증가된다.
즉, 예컨대 제동 페달(BP)을 밟아서 좌전륜(FL, 또는 우후륜(RR))이 소정치를 초과하는 슬립율을 나타내면, 제어 유닛(CU)은 모터(M)를 작동시켜 로킹 신호를 받은 차륜(FL 또는 RR)의 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR))가 연결된 차륜 분기 회로(1f 또는 1r)의 입구 및 출구 밸브(5, 6)를 작동시킨다. 상기 작동으로, 입구 밸브(5)는 밀폐되고 출구 밸브(6)는 개방된다. 상기 시점에서, 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR)) 내의 제동유는 개방된 출구 밸브(6)와 토출 회로(10)를 통해 저장조(7)에 유입되어 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR)) 내의 압력을 감소시킨다. 상기 과정 동안에, 입구 밸브(5)는 밀폐된 채로 유지되기 때문에, 제동 페달(BP)의 작동은 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR)) 내의 압력에 영향을 미치지 않는다. 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR)) 내의 압력 감소는 슬립 신호를 받은 좌전륜(FL, 또는 우후륜(RR))에 인가되는 제동력을 저하시킨다. 주 펌프(4)의 작동으로 인해, 저장조(7) 내의 제동유는 주 입구 회로(4f)와 주 출구 회로(4a)를 통해 제1 채널 회로(1)에 반송된다.
제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR)) 내의 유압의 저하로 인해, 좌전륜(FL, 또는 우후륜(RR))의 슬립율은 저하된다. 그 후 슬립율이 소정치로 저하되면, 제어 유닛(CU)은 출구 밸브(6)를 작동 해제하여 상기 출구 밸브 밀폐한다. 이와 같이, 상기 상태하에서 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR)) 내의 압력은 일정하게 유지된다.
그 후 좌전륜(FL, 또는 우후륜(RR))의 슬립율이 다른 소정치로 저하되면, 제어 유닛(CU)은 입구 밸브(5)를 작동 해제하여 상기 입구 밸브를 개방한다. 이와 같이, 상기 시점에서 제1 채널 회로(1) 내에서 크게 가압된 제동유는 개방된 입구 밸브(5)를 통해 다시 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR)) 내로 유입된다. 상기에 의해, 제동 실린더(WC(FL) 또는 WC(RR))에 의해 발생된 제동력은 증가된다.
제동 페달(BP)을 밟고 있는 동안, 입구 및 출구 밸브(5, 6)의 상기 온/오프(on/off) 작동은 슬립 신호를 받은 차륜의 슬립율을 소정의 범위 내에 유지하도록 반복된다. 이와 같이, 효과적인 제동은 차륜의 로킹이 발생되지 않고도 수행된다.
제동 페달(BP)을 밟고 있어서 좌전륜 및 우후륜(FL, RR) 모두가 슬립 신호를 나타내면, 제어 유닛(CU)은 모터(M)를 작동시켜 상기한 바와 대체로 동일한 방법으로 차륜 분기 회로(1f, 1r)의 모든 입구 및 출구 밸브(5, 5, 6, 6)를 작동시켜 제어한다. 따라서 상기의 경우, 2 차륜(FL, RR)의 바람직하지 않은 로킹은 방지된다.
C. VMSCS 제어
자동차의 급출발, 급가속 또는 불량한 자세로 인해, 제어 유닛(CU)이 구동 차륜의 슬립 신호 또는 자동차의 부적절한 자세를 감지하여 트랙션 제어 또는 요우율 제어의 필요성이 있다고 판단되면, 제어 유닛(CU)은 모터(M)를 작동시켜 주 펌프(4) 및 보조 펌프(8) 모두를 작동시키고, 내부 및 외부 게이트 밸브(9, 3) 모두를 작동시키고, 입구 및 출구 밸브(5, 6)를 작동시킨다. 상기에 의해, 외부 게이트 밸브(3)는 밀폐되어 제1 채널 회로(1)를 차단하고, 내부 게이트 밸브(9)는 개방되어 보조 입구 회로(8b)를 개방한다. 따라서, 보조 펌프(8)는 마스터 실린더(MC) 내의 제동유를 흡입하여 주 펌프(4)를 통해 보조 출구 회로(8a)에 상기 제동유를 공급한다. 이와 같이, 주 펌프(4)는 보조 출구 회로(8a)로부터 제동유를 흡입하여 주 출구 회로(4a)에 상기 제동유를 토출한다. 입구 밸브(5) 및 출구 밸브(6)의 협력에 의해 주 출구 회로(4a) 내의 제동유는 제동 실린더(WC) 내의 압력을 제어(즉, 증가, 유지 및 감소)하여, 슬립 신호를 받은 구동 차륜의 슬립율을 감소시키거나, 또는 자동차의 자세를 안정시키는 방향으로 요오 모멘트를 발생시킨다. 요우율 제어의 일예는 다음과 같다. 즉, 일방향으로 회전 중에 자동차가 오버스티어(oversteer) 신호를 나타내면, 외측 후륜에 소정의 제동력이 주어진다. 상기에 의해, 언더스티어(understeer) 방향으로 요오 모멘트가 발생된다. 반면에, 일방향으로 회전 중에 자동차가 오버스티어 신호를 나타내면, 외측 전륜에 소정의 제동력이 주어진다. 상기에 의해, 오버스티어 방향으로 요오 모멘트가 발생된다.
다음에는 도1 및 도4를 참조하여 내부 게이트 밸브(9)를 상세히 설명하기로 한다.
도1에서, 내부 게이트 밸브(9)는 하우징(100) 내에 형성된 계단형 보어(100a) 내에 밀착 수용된 실린더 부재(91)를 포함한다. 계단형 보어(100a)는 보조 입구 회로(8b)의 일부를 구성한다. O-링(98a, 98b)은 보어(100a)의 내면과 실린더 부재(91)의 외면 사이에 작동되도록 배치되어 사이의 밀봉이 이루어진다. 상기 도면에 도시된 보조 입구 회로(8b)는 마스터 실린더(MC)에 연결된 좌향 연장 단부와 보조 펌프(8)의 입구 포트에 연결된 하향 연장 단부를 갖는다.
실린더 부재(91)에는 서로 교차하는 축방향 연장 보어(91a)와 반경 방향 연장 보어(91b)가 형성된다. 보어(91b)는 입구 포트를 형성한다. 보어(91b)의 저부에는 밸브 시트 부재(92)가 설치된다. 상기 밸브 시트 부재(92)에는 축방향 연장 출구 포트(92a)가 형성된다. 밸브 시트 부재(92)의 상단부에는 밸브 시트면(92a)이 형성된다.
제1 플런저 유닛(93)은 밸브 시트 부재(92)의 직상 위치에서 보어(91a) 내에 축방향으로 활주 가능하게 수용된다. 제1 플런저 유닛(93)은 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)에 밀착될 수 있는 반구형 밸브 헤드 부재(93a)와, 상기 밸브 헤드 부재(93a)에 고정된 하단부를 갖는 원통형 벽 부재(93b)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 밸브 헤드 부재(93a)가 밸브 시트면(92b)에 밀착되면, 입구 포트(91a)와 출구 포트(92a) 사이의 완전한 유체 연통은 차단된다. 밸브 헤드 부재(93a)에는 축방향 연장 슬롯(93c)이 형성된다. 밸브 헤드 부재(93a)는 상단부에 밸브 시트면(93d)을 갖고 있으며, 상기 표면은 슬롯(93c)의 상단부를 둘러싼다. 원통형 벽 부재(93b)의 외면에는 축방향 연장 홈(93e)이 형성된다. 원통형 벽 부재(93b)의 정반대에는 개구(93f)가 형성된다.
제2 플런저 유닛(94)은 제1 플런저 유닛(93)에 축방향으로 이동 가능하게 결합된다. 제2 플런저 유닛(94)은 원통형 벽 부재(93b) 내에 활주 가능하게 수용되는 원통형 내부 부재(94a)와, 상기 원통형 내부 부재(94a)의 상단부에 고정된 확대된 원통형 외부 부재(94b)를 포함한다. 외부 부재(94b)는 자성 재료로 구성된다. 원통형 내부 부재(94a)에는 도시된 바와 같이 밸브 헤드 부재(93a)의 밸브 시트면(93d)에 밀착될 수 있는 더 작은 반구형 밸브 헤드부(94c)가 형성된다.
이와 같이 제2 플런저 유닛(94)의 원통형 내부 부재(94a)와 제1 플런저 유닛(93)의 밸브 헤드 부재(93a) 사이에도 원통형 벽 부재(93b)의 개구(93f)가 노출된 체적 가변형 챔버(80)가 형성된다.
튜브형 벽(70)은 원통형 부재(91)에 동축상으로 장착되어 제2 플런저 유닛(94)의 확대된 외부 부재(94b)를 활주 가능하게 수용한다. 헤드 부재(72)는 튜브형 벽(70)의 상부에 고정된다. 헤드 부재(72)에는 튜브형 벽(70)의 내부에 노출된 원통형 리세스(74)가 형성된다. 원통형 리세스(74) 내에서는 제2 플런저 유닛(94)이 상기 도면의 하향으로, 즉 밸브 헤드 부재(93a)의 밸브 시트면(93d)에 대해 밸브 헤드부(94c)를 가압하는 방향으로 경사진 제2 코일 스프링(95)이 압축된다. 튜브형 벽(70)의 주위에는 작동되면 제2 플런저 유닛(94)을 제2 코일 스프링(95)력에 대해 상향으로, 즉 밸브 헤드 부재(93a)의 밸브 시트면(93d)으로부터 밸브 헤드부(94c)를 분리하는 방향으로 견인하는 여기 코일(96)이 배치된다.
밸브 시트 부재(92)와 제1 플런저 유닛(93)의 밸브 헤드 부재(93a) 사이에는 밸브 헤드 부재(93a)가 상향으로, 즉 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)으로부터 분리하는 방향으로 경사진 제1 코일 스프링(97)이 압축된다.
제1 코일 스프링(97)의 편의력은 제2 코일 스프링(95)보다 작다는 것을 주목하여야 한다. 이와 같이, 여기 코일(96)이 작동 해제되면, 밸브 헤드 부재(93a)는 제2 플런저 유닛(94)을 통해 인가되는 제2 코일 스프링(95)력으로 인해 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)에 밀착된다. 도시된 바와 같이 상기의 경우, 제2 플런저 유닛(94)의 더 작은 밸브 헤드부(94c)는 밸브 헤드 부재(93a)의 밸브 시트면(93d)의 헤드부에 대해 인접하도록 가압된다. 즉 상기의 경우, 내부 게이트 밸브(9)는 도1 및 도4에 도시된 바와 같이 밀폐 위치를 취한다. 반면에, 여기 코일(96)이 작동되어 제2 플런저 유닛(94)이 상향으로 견인되면, 밸브 헤드 부재(즉, 제1 플런저 유닛(93))는 제1 코일 스프링(97)력으로 인해 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)으로부터 분리된다. 상기의 경우, 내부 게이트 밸브(9)는 개방 위치를 취한다.
내부 게이트 밸브(9)가 도1에 도시된 바와 같이 밀폐 위치를 취하면, 원통형 벽 부재(93b) 내의 입구 포트(91b)와 체적 가변형 챔버(80)는 원통형 벽 부재(93b)의 축방향 홈(93e)과 개구(93f)를 통해 유체 연통된다.
이하에서는 도1 및 도4를 참조하여 내부 게이트 밸브(9)의 작동을 설명하기로 한다.
(도4의) 모터(M)가 작동되면, 주 펌프(4) 뿐만 아니라 보조 펌프(8)도 모터(M)에 의해 구동된다. 상기 상태에서, 내부 게이트 밸브(9)의 (도1의) 여기 코일(96)이 작동 해제되면, 상기 밸브(9)는 밀폐 위치를 취하여 보조 입구 회로(8b)가 밀폐된다. 따라서, 보조 펌프(8)는 마스터 실린더(MC)로부터 제동유를 흡입할 수 없다.
모터(M)의 작동시에 제동 페달(BP)을 밟으면, 마스터 실린더(MC) 내의 가압 제동유는 입구부(91b), 축방향 홈(93e), 개구(93f)를 통해 원통형 벽 부재(93b)의 체적 가변형 챔버(80)에 유입된다. 체적 가변형 챔버(80) 내의 가압 제동유는 밸브 헤드 부재(93a)를 경사시키는 기능을 하여 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)에 대해 인접된다. 즉, 여기 코일(96)이 작동 해제된 상태에서 제동 페달(BP)을 밟으면, 마스터 실린더(MC)로부터 나온 가압 제동유는 밸브 밀폐 방향으로 제1 플런저 유닛(93)에 인가된다.
여기 코일이 작동되면, 제2 플런저 유닛(94)은 제2 코일 스프링(95)력에 대해 견인되고, 제1 플런저 유닛(93)은 제1 코일 스프링(97)력으로 인해 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)으로부터 분리된다. 상기에 의해, 내부 게이트 밸브(9)는 보조 입구 회로(8b)를 완전히 개방하는 개방 위치를 취한다.
여기 코일의 작동시에 제1 및 제2 플런저 유닛(93, 94)의 밸브 개방 운동은 가압된 마스터 실린더 압력이 실린더 벽 부재(93b)의 체적 가변형 챔버(80)에 보유 여부, 즉 제동 페달(BP)의 밟힘 상태 유지 여부에 따라 변한다는 것을 주목하여야 한다.
즉, 마스터 실린더 압력이 체적 가변형 챔버(80)에 존재하지 않는 상태에서 여기 코일(96)이 작동되면, 제1 및 제2 플런저 유닛(93, 94)은 보조 입구 회로(8b)를 개방하는 단일 유닛과 마찬가지로 동시에 상향 이동된다. 즉 상기의 경우, 제1 코일 스프링(7)력으로 인해 제1 플런저 유닛(93)의 밸브 헤드 부재(93a)는 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)으로부터 즉시 분리되어 입구부(91b)와 출구부(92a) 사이에 완전한 유체 연통을 제공한다.
한편, 마스터 실린더 압력이 체적 가변형 챔버(80)에 존재하는 상태에서 여기 코일(96)이 작동되면, 보조 입구 회로(8b)를 개방하는 다음 단계가 일어난다.
즉 우선, 제2 플런저 유닛(94)만이 초기 밀폐 위치에서 제1 플런저 유닛(93)을 벗어나 상향 이동된다. 이는 제1 플런저 유닛(93)의 밸브 헤드 부재(93a)가 챔버(80) 내의 마스터 실린더 압력에 의해 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)에 대해 가압되기 때문이다. 제2 플런저 유닛(94)의 상향 이동으로 인해, 제2 플런저 유닛(94)의 더 작은 밸브 헤드부(94c)가 밸브 헤드 부재(93a)의 밸브 시트면(92b)으로부터 분리되어 밸브 헤드 부재(93c)의 슬롯(93c)을 개방한다. 상기 시점에서, 마스터 실린더(MC)로부터 나온 가압 제동유는 강제로 입구부(91b), 축방향 홈(93e), 개구부(93f), 체적 가변형 챔버(80) 및 슬롯(93c)을 통해 출구부(92a)에 유동되도록 가압된다. 마스터 실린더(MC)로부터 나온 가압 제동유의 상기 초기 유동으로 인해, 밸브 헤드 부재(93a)의 상류와 하류의 압력차는 작아진다. 밸브 헤드 부재(93a)에 대한 가압 제동유의 편의력이 제1 코일 스프링(97)의 편의력보다 작아지면, 밸브 헤드 부재(93a)는 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)으로부터 분리된다. 상기에 의해, 보조 입구 회로(8b)는 완전히 개방된다.
실린더 벽 부재(93b)의 체적 가변형 챔버(80) 내의 가압 제동유가 제2 플런저 유닛(94)을 상향으로, 즉 여기 코일(96)의 기능에 협력하는 방향으로 경사시킨다는 것을 주목하여야 한다. 즉 상기 상태에서, 체적 가변형 챔버(80) 내의 가압 제동유의 협력으로 인해, 여기 코일(96)은 제2 플런저 유닛(94)을 견인하는 데 더 작은 자력만을 필요로 한다. 이와 같이, 상기 종래 기술에 의한 제동 시스템의 경우와는 달리, 본 발명의 내부 게이트 밸브(9)는 소형이고 경제적으로 제조될 수 있다.
제1 플런저 유닛(93)의 밸브 헤드 부재(93a)가 밸브 시트 부재(92)의 밸브 시트면(92b)으로부터 분리되면, 입구부(91b)와 출구부(92a) 사이에는 충분하게 큰 유동 통로가 형성된다. 상기 상태에서, 보조 입구 회로(8b)는 종래 기술에 의한 제동 시스템과는 달리 보조 펌프(8)에 대한 충분한 유체 유동 용량을 갖는다.
도2에는 내부 게이트 밸브(9)의 제1 변형예(9A)가 도시되어 있다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 변형된 제1 내부 게이트 밸브(9A)는 하우징(100)에 형성된 보어(100a)에 밀착 수용된 실린더 부재(291)를 포함한다. 보어(100a)는 보조 입구 회로(8b)의 일부를 형성한다. 보어(100a)의 내면과 실린더 부재(291)의 외면 사이에는 작동되도록 배열된 O-링(298)이 있다. 도면에 도시된 보조 입구 회로(8b)는 마스터 실린더(MC)에 연결된 좌향 연장 단부와 보조 펌프(8)의 입구부에 연결된 하향 연장 단부를 갖는다.
실린더 부재(291)에는 서로 교차하는 축방향 연장 보어(291a)와 반경 방향 연장 보어(291b) 모두가 형성된다. 보어(291b)는 입구부를 형성한다. 보어(291a)의 저면에는 밸브 시트부(292)가 형성된다. 밸브 시트부(292)에는 출구부(292a)와 밸브 시트면(292b)이 형성된다.
제1 플런저(293)는 밸브 시트부(292) 직상 위치에서 보어(291) 내에 활주가능하게 수용된다. 제1 플런저(293)는 밸브 시트면(292b)에 밀착될 수 있는 돔형(domed) 밸브 헤드부(293a)와, 밸브 헤드부(293a)와 일체로 된 하단부를 갖는 원통형 벽부(293b)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 밸브 헤드부(293a)가 시트면(292b)에 밀착되면, 입구부(91b) 및 출구부(92a) 사이의 유체 연통은 차단된다. 밸브 헤드부(293a)에는 축방향 연장 슬롯(293c)이 형성된다. 밸브 헤드부(293a)는 상부 중앙 단부에 슬롯(293c)의 상단부를 둘러싸는 밸브 시트면(293d)을 갖는다. 제1 플런저(293)의 원통형 벽부(293b)의 정반대 부분에는 개구(293f)가 형성된다.
제2 플런저(294)는 제1 플런저(293)에 축방향으로 이동 가능하게 결합된다. 제2 플런저(294)는 원통형 벽 부재(293b)에 활주 가능하게 수용된 원통형 내부 부재(294a)와, 도1의 상기 내부 게이트 밸브(9)의 원통 확장형 외부 부재(94b)와 대체로 동일한 구조를 갖는 (도시되지 않은) 노출된 상부를 포함한다. 원통형 내부 부재(294a)에는 도시된 바와 같이 밸브 헤드부(293a)의 밸브 시트면(293d)에 밀착될 수 있는 더 작은 반구형 밸브 헤드부(294c)가 형성된다.
이와 같이, 제2 플런저(294)의 원통형 내부 부재(294a)의 외면과 제1 플런저(293)의 원통형 벽부(293b)의 내면 사이에는 개구(293f)가 노출된 환형 챔버(280)가 형성된다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 자기 작동 장치가 제2 플런저를 견인하는 제2 플런저(294)에 결합되며, 상기 장치는 도1의 내부 게이트 밸브(9)에서 채용되는 자기 헤드 부재(72), 여기 코일(96) 및 제2 코일 스프링(95)에 대응하는 부분을 포함한다.
제1 플런저(293)의 밸브 시트부(292)와 밸브 헤드부(293a) 사이에는 밸브 헤드부(293a)가 상향으로, 즉 밸브 시트부(292)의 밸브 시트면(292b)으로부터 분리되는 방향으로 경사진 압축된 제1 코일 스프링(297)이 있다.
제1 변형예(9A)의 작동은 다음과 같다.
제동 페달(BP)의 해제가 유지되는 상태(즉, 마스터 실린더 압력이 제1 플런저(293)의 환형 챔버(280)에 보유되지 않은 경우)에서 자기 작동 장치가 작동되면, 제1 및 제2 플런저(293, 294)는 단일 유닛과 마찬가지로 동시에 상향 이동된다. 즉 상기의 경우, 제1 코일 스프링(297)력으로 인해 제1 플런저(293)의 밸브 헤드부(293a)는 밸브 시트 부재(292)의 밸브 헤드부(293a)로부터 즉시 분리되어 입구부(291b)와 출구부(292a) 사이에 완전한 유체 연통을 제공한다.
제동 페달(BP)을 밟은 상태(즉, 마스터 실린더 압력이 제1 플런저(293)의 환형 챔버(280)에 포함될 경우)에서 자기 작동 장치가 작동되면, 보조 입구 회로(8b)를 개방하는 다음 단계가 발생한다.
즉 우선, 제2 플런저(294)만이 초기 밀폐 위치에서 제1 플런저(293)를 벗어나 상향 이동된다. 이는 제1 플런저(293)의 밸브 헤드부(293a)가 챔버(280) 내의 마스터 실린더 압력에 의해 밸브 시트부(292)의 밸브 시트면(292b)에 대해 가압되기 때문이다. 제2 플런저(294)의 상향 이동으로 인해, 제2 플런저(294)의 밸브 헤드부(294c)는 제1 플런저(293)의 밸브 헤드부(293a)의 밸브 시트면(292b)으로부터 분리되어 밸브 헤드부(293c)의 슬롯(293c)을 개방한다. 상기 시점에서, 마스터 실린더(MC)로부터 나온 가압 제동유는 입구부(291b), 개구(293f), 환형 챔버(280) 및 슬롯(293c)을 통해 출구부(292a)로 유동하도록 가압된다. 마스터 실린더(MC)로부터 나온 가압 제동유의 상기 초기 유동으로 인해, 밸브 헤드부(293a)의 상류와 하류의 압력차는 작아진다. 밸브 헤드부(293a)에 대한 가압 제동유의 편의력이 자기 작동 장치에 의해 보유된 스프링(95)에 의해 결정되는 소정치보다 작아지면, 밸브 헤드부(293a)는 밸브 시트 부재(292)의 밸브 시트면(292b)으로부터 분리된다. 상기에 의해, 보조 입구 회로(8b)는 완전히 개방된다.
이제 자기 작동 장치의 여기에 의해 유도된 제2 플런저(294)의 상향 이동은 마스터 실린더(MC)로부터 나온 가압 제동유에 의해 방해되지 않는다는 것을 주목하여야 한다. 이와 같이, 내부 게이트 밸브(9)의 제1 변형예(9A)는 도1의 상기 내부 게이트 밸브(9)와 대체로 동일한 장점을 갖는다.
도3에는 내부 게이트 밸브(9)의 제2 변형예(9B)가 도시되어 있다. 변형된 제2 내부 게이트 밸브(9B)는 하우징(100)에 형성된 보어(100a)에 밀착 수용된 실린더 부재(391)를 포함한다. 보어(100a)는 보조 입구 회로(8b)의 일부를 형성한다. O-링(298)이 도시되어 있다. 도면에 도시된 보조 입구 회로(8b)는 마스터 실린더(MC)에 연결된 좌향 연장 단부와 보조 펌프(8)의 입구부에 연결된 하향 연장 단부를 갖는다.
실린더 부재(391)에는 서로 교차하는 축방향 연장 보어(391a)와 반경 방향 연장 보어(391b) 모두가 형성된다. 보어(391b)는 입구부를 형성한다. 보어(291a)의 저면에는 출구부(392a)와 밸브 시트면(392b)을 갖는 밸브 시트부(292)가 형성된다.
제1 플런저(393)는 밸브 시트부(392) 직상 위치에서 보어(391a) 내에 활주가능하게 수용된다. 제1 플런저(393)는 밸브 시트면(392b)에 밀착될 수 있는 돔형 밸브 헤드부(393a)와, 상기 밸브 헤드부(393a)와 일체인 하단부를 갖는 원통형 벽부(293b)를 갖는다. 밸브 헤드부(393a)에는 축방향 연장 슬롯(393c)이 형성된다. 밸브 헤드부(393a)는 상부 중앙 단부에 슬롯(393c)의 상단부를 둘러싸는 밸브 시트면(393d)을 갖는다. 제1 플런저(393)에는 도시된 바와 같이 제한된 유체 연통이 제1 플런저(393)의 내부와 입구 포트(391b) 사이에 제공된 오리피스(393f)가 형성된다. 오리피스(393f)의 단면적이 슬롯(393c)의 단면적보다 작다는 것을 주목하여야 한다.
제2 플런저(394)는 제1 플런저(393)에 축방향 이동 가능하게 결합된다. 제2 플런저(394)는 원통형 벽 부재(393b)에 활주 가능하게 수용된 원통형 내부 부재(394a)와, 도1의 상기 내부 게이트 밸브(9)의 원통 확장형 외부 부재(94b)와 대체로 동일한 구조를 갖는 (도시되지 않은) 노출된 상부를 갖는다. 원통형 내부 부재(394a)에는 도시된 바와 같이 제1 플런저(393)의 밸브 헤드부(393a)의 슬롯(393c)에 밀착된 밸브 시트면(393d)에 결합될 수 있는 원추형 밸브 헤드부(294c)가 형성된다.
제2 플런저(394)의 원통형 내부 부재(394a)의 외면과 제1 플런저(393)의 원통형 벽 부재(393b)의 내면 사이에는 오리피스(393f)가 노출된 환형 챔버(280)가 형성된다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 자기 작동 장치가 제1 변형예(9A)의 경우와 대체로 동일한 방식으로 제2 플런저(294)에 결합된다.
도시된 바와 같이, 제1 플런저(393)에는 압력 수용 환영 영역(393e)이 형성된다. 압력 수용 환영 영역(393e)의 외경은 밸브 시트부(392)의 밸브 시트면(392b)의 직경보다 크다는 것을 주목하여야 한다.
제1 플런저(393)의 원통형 벽부(393b)의 내경이 밸브 시트면(392b)의 직경보다 크다는 것을 주목하여야 한다.
상기 제2 변형예(9B)가 상기 내부 게이트 밸브(9 또는 9A) 내에 제1 코일 스프링(97 또는 297)에 대응하는 스프링이 없다는 것을 주목하여야 한다.
다음에는 도3 및 도4를 참조하여 모터(M)를 운행하는 변형된 제2 내부 게이트 밸브(9B)를 설명하기로 한다.
제동 페달(BP)의 해제가 유지되는 상태에서 자기 작동 장치가 작동되면, 보조 입구 회로(8b)를 개방하는 다음 단계가 발생한다.
즉 우선, 초기 밀폐 위치에서 제2 플런저(394)가 제1 플런저(393)를 벗어나 상향 이동된다. 이는 보조 펌프(8)에 의해 밸브 헤드부(393a)의 저면에 인가되었던 음압(negative pressure)의 존재 때문이다. 제2 플런저(394)의 상향 이동으로 인해, 제2 플런저(394)의 원추형 헤드부(394c)는 제1 플런저(393)의 밸브 헤드부(393a)의 밸브 시트면(393d)으로부터 분리되어 밸브 헤드부(393a)의 슬롯(393c)을 개방한다. 상기 시점에서, 출구부(392a)의 음압은 슬롯(393c)을 통해 제1 플런저(393)의 환형 챔버(380) 내에 유입된다. 환형 챔버(380)의 직경이 밸브 시트면(392b)의 직경보다 크기 때문에, 환형 챔버(380)의 음압은 밸브 시트부(392)로부터 나온 제1 플런저(393)를 상향 견인하는 기능을 한다. 상기에 의해, 보조 입구 회로(8b)는 완전히 개방된다.
제동 페달(BP)이 압축된 상태에서 자기 작동 장치가 작동되면서, 제1 및 제2 플런저(393, 394)는 단일 유닛과 마찬가지로 동시에 상향 이동되어 보조 입구 회로(8b)를 개방한다. 즉 제동 페달(BP)을 밟으면, 마스터 실린더 압력은 입구부(391b)를 통해 제1 플런저(393)의 외면에 인가되며, 상기로 인해 제1 플런저(393)를 상향으로, 즉 보조 입구 회로(8b)를 개방하는 방향으로 경사시킨다. 상기의 경우, 압력 수용 환형 영역(393e)은 제1 플런저(393)의 상향 이동을 촉진시킨다. 이와 같이, 자기 작동 장치가 작동으로 인해 제2 플런저(394)가 상승되면, 제1 플런저(293)는 즉시 상승되어 보조 입구 회로(8b)를 완전히 개방한다.
마스터 실린더(MC)로부터 나온 가압 제동유는 제1 플런저(393)를 상향으로, 즉 자기 작동 장치의 기능에 협력하는 방향으로 제1 플런저(393)를 경사시킨다. 제1 플런저(393)에 인가된 가압 제동유와 협력하여, 자기 작동 장치의 여기 코일(96)은 제2 플런저(94)를 견인하는 데 작은 힘만을 필요로 한다. 이와 같이, 내부 게이트 밸브(9)의 제2 변형예(9B)는 도1의 내부 게이트 밸브(9)와 대체로 동일한 장점을 갖는다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 유압 제동 시스템에서 사용된 내부 게이트 밸브는 결합된 입구 회로의 유체 유동 용량을 희생시키지 않고도 소형이고 경제적으로 제조될 수 있다.
본 발명에서는 다음의 다른 변형예를 추가로 채택할 수도 있다.
원한다면, 보조 펌프(8)(도4)를 생략할 수도 있다. 상기의 경우, 내부 게이트 밸브(9)의 출구 포트는 입구 밸브(8c)를 통해 입구 회로(4f)의 분기부(4j)에 연결된다. 또한 원한다면, 입구 밸브 및 출구 밸브(5, 6)를 포함하는 유압 제어 밸브 유닛을 대신하여 채널 회로(1) 및 토출 회로(10)가 대응 제동 실린더(WC)에 선택적으로 연결되는 단일 밸브가 채용될 수 있다. 또한, 마스터 실린더(MC)를 대신하여 유압 발생 장치가 채용될 수 있으며, 상기 장치는 제동 페달(BP) 답입량 감지 센서와, 제동 페달(BP) 답입량 속도 감지 센서와, 유압 제어 밸브 및 제어기를 포함한다. 즉, 센서로부터 나온 정보 신호를 처리하여 제어기는 유압 제어 밸브를 제어하여 마스터 실린더 압력에 대응하는 유압을 발생시킨다.
ABS 및 VMSCS 모두를 갖는 유압 제동 시스템을 제공하여 내부 게이트 밸브의 크기를 대형화하지 않고도 충분한 유체 유동 용량을 갖는 입구 회로를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 제동 페달과, 유압 작동 제동 실린더를 구비한 적어도 하나의 차륜을 갖는 자동차의 유압 제동 시스템에 있어서,
    상기 제동 페달의 작동에 따라 제동 유압을 발생시키는 유압 발생 수단과,
    상기 유압 발생 수단과 상기 제동 실린더 사이에 유체 연통을 제공하는 제동 회로와,
    상기 제동 실린더의 유압을 제어하도록 상기 제동 회로에 설치된 유압 제어 밸브와,
    상기 유압 제어 밸브의 상류측 부분에서 상기 유압 제어 밸브로부터 상기 제동 회로에 제동유를 반송하는 펌프와,
    상기 유압 발생 수단으로부터 상기 펌프의 입구 포트에 가압 제동유를 수송하는 입구 회로와,
    상기 제동 회로를 선택적으로 개폐하도록 상기 제동 회로에 설치된 외부 게이트 밸브와,
    상기 입구 회로를 선택적으로 개폐하도록 상기 입구 회로에 설치된 내부 게이트 밸브와,
    상기 유압 제어 밸브와, 상기 펌프와, 로킹 방지 제동 제어 및/또는 자동차 거동 안정화 제어를 수행하는 상기 외부 및 내부 게이트 밸브를 제어하는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 내부 게이트 밸브는 상기 입구 회로를 선택적으로 개폐하는 밸브 헤드 수단과, 작동되면 개방 방향으로 이동하도록 밸브 헤드 수단을 가압하여 입구 회로를 개방하는 여기 코일과, 유압 발생 수단으로부터 나온 가압 제동유가 상기 개방 방향으로 밸브 헤드 수단이 이동하는 것을 방해하지 못하게 하는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제동 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 게이트 밸브의 상기 구조는,
    상기 입구 회로를 선택적으로 개폐하는 제1 플런저와,
    상기 입구 회로를 개방하는 방향으로 상기 제1 플런저를 경사시키는 제1 스프링과,
    제1 방향으로 이동되면 상기 입구 회로를 밀폐하는 방향으로 상기 제1 플런저를 가압하고, 상기 여기 코일의 작동시에 제2 방향으로 이동되면 상기 제1 플런저로부터 결합 해제되는 제2 플런저와,
    상기 제1 스프링보다 큰 편의력으로 상기 제1 방향으로 상기 제2 플런저를 경사시키는 제2 스프링과,
    상기 제1 플런저와 제2 플런저 사이에 형성되고 상기 유압 발생 수단과 일정하게 연통된 챔버와,
    상기 제1 플런저에 형성되어 상기 챔버와 상기 펌프의 상기 입구 포트 사이에 제한된 유체 연통을 제공하고, 상기 제2 플런저가 상기 제1 플런저를 가압하면 상기 제2 플런저에 의해 밀폐되는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제동 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 플런저는,
    상기 슬롯이 형성되고, 내부 게이트 밸브의 입구 및 출구 포트에 선택적으로 연결 및 연결 해제되도록 배열된 밸브 헤드부와,
    상기 밸브 헤드부에 연결된 하단부를 갖고, 상기 제2 플런저의 전단부를 활주 가능하게 수용하고, 상기 챔버 및 상기 유압 발생 수단이 일정하게 연통된 개구를 갖는 원통형 벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 제동 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 플런저의 상기 밸브 헤드부에 있는 상기 슬롯의 상부에는 밸브 시트면이 형성되고, 상기 제2 플런저의 전단부에는 상기 밸브 시트면에 밀착되어 상기 슬롯을 밀폐할 수 있는 더 작은 밸브 헤드부가 형성된 것을 특징으로 하는 유압 제동 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 게이트 밸브의 상기 구조는,
    상기 유압 발생 수단에 연결된 입구 포트와,
    상기 펌프의 입구 포트에 연결되고 밸브 시트부를 갖는 출구 포트와,
    상기 입구 및 출구 포트에 선택적으로 연결 및 연결 해제되고, 상기 밸브 시트부에 밀착되어 상기 출구 포트를 차단할 수 있는 밸브 헤드부와 상기 밸브 헤드부와 일체로 형성된 하단부를 갖는 원통형 벽부를 포함하는 제1 플런저와,
    가압 제동유가 상기 유압 발생 수단으로부터 상기 입구 포트를 통해 인가되면 상기 출구 포트를 개방하는 방향으로 제1 플런저의 밸브 헤드부를 경사시키는 상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부 주위에 형성된 압력 수용 환형 영역과,
    상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부에 수용되고 상기 제2 플런저가 제1 방향으로 이동되면 상기 출구 포트를 밀폐하는 방향으로 상기 제1 플런저의 밸브 헤드부를 가압하고 상기 여기 코일의 작동시에 제2 방향으로 이동되면 상기 제1 플런저의 밸브 헤드부로부터 결합 해제되는 전단부를 갖는 제2 플런저와,
    상기 제1 방향으로 상기 제2 플런저를 경사시키는 스프링과,
    상기 제1 플런저와 제2 플런저 사이에 형성된 챔버와,
    상기 제1 플런저에 형성되어 상기 챔버와 상기 입구 포트 사이에 제한된 유체 연통을 제공하는 오리피스와,
    상기 제1 플런저의 밸브 헤드부에 형성되어 상기 챔버와 상기 출구 포트 사이에 유체 연통을 제공하는 슬롯을 포함하며,
    상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부의 단면적이 상기 출구 포트의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 유압 제동 시스템.
  6. 유압 제동 시스템에서 사용되는 전자기 밸브에 있어서,
    입구와 출구 포트를 갖는 실린더 부재와,
    상기 입구 포트와 출구 포트 사이의 실린더 부재에 형성된 밸브 시트부와,
    상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고 밸브 시트부에 밀착되어 입구 포트와 출구 포트 사이의 완전한 유체 유동을 차단하는 것이 가능하고, 제한된 유체 유동이 상기 입구 포트와 출구 포트 사이에 일정하게 제공되는 슬롯을 갖는 제1 플런저와,
    상기 제1 플런저와 제2 플런저 사이에 상기 입구 포트와 일정하게 연통된 챔버를 형성하는 방식으로 상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고, 제1 방향으로 이동되면 상기 밸브 시트부를 향해 상기 제1 플런저를 가압하여 상기 슬롯을 밀폐하는 제2 플런저와,
    상기 입구 포트와 출구 포트 사이에 완전한 유체 연통을 개방하는 방향으로 상기 제1 플런저를 경사시키는 제1 스프링과,
    상기 제1 스프링의 편의력보다 큰 편의력으로 상기 제1 방향으로 상기 제2 플런저를 경사시키는 제2 스프링과,
    작동되면 상기 제2 스프링력에 대해 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하도록 상기 제2 플런저를 가압하는 여기 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 밸브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 플런저는,
    상기 밸브 시트부에 밀착될 수 있고, 관통하여 형성된 상기 슬롯을 갖는 밸브 헤드부와,
    상기 밸브 헤드부에 연결된 하단부를 갖고, 상기 제2 플런저의 전단부를 활주 가능하게 수용하고, 상기 챔버 및 상기 입구 포트가 일정하게 연통된 제1 개구를 갖는 원통형 벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 밸브.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 플런저의 전단부에는 상기 제1 플런저의 상기 슬롯의 상단부에 형성된 더 작은 밸브 시트부에 밀착될 수 있는 더 작은 밸브 헤드부가 형성된 것을 특징으로 하는 전자기 밸브.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 플런저의 원통형 벽부의 외면에는 상기 제1 개구 및 상기 입구 포트가 일정하게 연통된 축방향 연장 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전자기 밸브.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 플런저의 상기 전단부는 사이에 소정의 환형 클리어런스(clearance)를 형성하는 방법으로 상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부에 이격 수용된 것을 특징으로 하는 전자기 밸브.
  11. 유압 제동 시스템에 사용되는 전자기 밸브에 있어서,
    입구 및 출구 포트를 갖는 실린더 부재와,
    상기 입구 포트와 출구 포트 사이의 상기 실린더 부재에 형성된 밸브 시트부와,
    상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고, 상기 밸브 시트부에 밀착되어 상기 입구 포트와 출구 포트 사이의 완전한 유체 유동을 차단할 수 있는 밸브 헤드부와 상기 밸브 헤드부와 일체로 형성된 하단부를 갖는 원통형 벽부를 포함하는 제1 플런저와,
    제한된 유체 연통이 상기 입구 포트와 출구 포트 사이에 일정하게 제공되는 밸브 헤드부에 형성된 슬롯과,
    가압 유체가 인가되면 완전한 상기 유체 연통을 개방하는 방향으로 상기 제1 플런저를 경사시키는 상기 제1 플런저의 원통형 벽부 주위에 형성된 압력 수용 환형 영역과,
    상기 실린더 부재에 축방향으로 이동 가능하게 수용되고, 상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부에 수용되고 제1 방향으로 이동되면 상기 밸브 시트부를 향해 상기 제1 플런저의 상기 밸브 헤드부를 가압하여 상기 슬롯을 밀폐하는 전단부를 갖는 제2 플런저와,
    상기 제1 방향으로 상기 제2 플런저를 경사시키는 스프링과,
    상기 제1 플런저와 제2 플런저 사이의 상기 실린더 부재에 형성된 챔버와,
    상기 제1 플런저의 원통형 벽부에 형성되어 상기 입구 포트와 상기 챔버 사이에 제한된 유체 연통을 제공하는 오리피스와,
    작동되면 상기 스프링력에 대해 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동하도록 상기 제2 플런저를 가압하는 여기 코일을 포함하며,
    상기 제1 플런저의 상기 원통형 벽부의 단면적은 상기 밸브 시트부의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 전자기 밸브.
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