KR20230065816A - 차량용 제동장치 - Google Patents

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안성기
정승환
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현대모비스 주식회사
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Abstract

3-웨이 솔레노이드 밸브를 개시한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 유체저장부(fluid storage unit), 유체가압부(fluid pressing unit), 복수 개의 휠브레이크(wheel brake) 및 3-웨이 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve)를 적어도 하나 포함하는 차량용 제동장치에 있어서, 3-웨이 솔레노이드 밸브는 제1 내지 제3 포트(first to third ports), 전자기력이 인가되는 전기자(armature), 일측이 전기자와 대향하도록 배치되고 내부에 중공을 가지는 제1 몸체(first body), 일측이 제1 몸체와 대향하도록 배치되고 내부에 중공을 가지는 제2 몸체(second body), 적어도 일부가 제1 몸체 및 제2 몸체 내부의 중공을 관통하고, 일단이 전기자에 의하여 가압되어 이동하도록 구성되는 플런저(plunger), 제1 포트와 제2 포트를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성되는 제1 개폐유로(first opening/closing flow path) 및 제2 포트와 제3 포트를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성되는 제2 개폐유로(second opening/closing flow path)를 포함한다.

Description

차량용 제동장치{Brake Apparatus for Vehicle}
본 개시는 차량용 제동장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
차량의 유압식 제동장치는 복수의 솔레노이드 밸브의 개폐상태를 조절함으로써 작동유체를 복수의 휠브레이크 기구에 선택적으로 전달한다.
도 11은 종래의 차량용 제동장치의 유압회로를 간략히 나타낸 블록도이다. 도 11을 참조하면, 인렛밸브(1)가 개방되고 아웃렛밸브(2)가 폐쇄되면, 유체저장부(5)의 유체가 마스터실린더(8)에서 가압되어 휠브레이크(7)에 전달될 수 있다. 이로써 휠브레이크(7)의 제동압력이 증가한다. 인렛밸브(1)가 폐쇄되고 아웃렛밸브(2)가 개방되면, 휠브레이크(7) 내부의 유체가 유체저장부(5)로 전달되면서 휠브레이크(7)의 제동압력이 감소한다. 일반적인 차량용 제동장치는 그가 차량에 인가하는 제동압력을 조절하기 위하여 인렛밸브(1) 및 아웃렛밸브를 모두 포함한다.
한편 트랙션 컨트롤밸브(3)가 개방되면 마스터실린더(8)에서 가압된 유체가 휠브레이크(7)에 전달될 수 있다. 고압 스위치밸브(4)가 개방되면 유체저장부(5)로부터 펌프로 유체가 공급될 수 있다. 펌프는 마스터실린더(8)를 보조하여 요구제동력에 상응하는 유압을 발생시킨다. 차량용 제동장치는 마스터실린더(8) 또는 펌프로부터 유출되거나, 그로 유입되는 유체의 흐름을 조절하기 위하여 트랙션 컨트롤밸브(3) 및 마스터실린더(8)를 모두 포함할 수 있다.
이러한 구성의 차량용 제동장치는 다수의 솔레노이드 밸브를 포함하므로 그 제조원가가 높고 부피가 크다는 문제가 있다.
일 실시예에 따른 차량용 제동장치는 3-웨이 솔레노이드 밸브를 포함하여 차량용 제동장치에 장착되는 솔레노이드 밸브 수를 감축할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 유체저장부(fluid storage unit), 유체가압부(fluid pressing unit), 내부의 유압을 이용하여 차량에 제동력을 가하도록 구성되는 복수 개의 휠브레이크(wheel brake) 및 유체저장부, 유체가압부 및 휠브레이크를 선택적으로 연결하도록 구성되는 3-웨이 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve)를 적어도 하나 포함하는 차량용 제동장치에 있어서, 3-웨이 솔레노이드 밸브는 제1 내지 제3 포트(first to third ports), 전자기력이 인가되는 전기자(armature), 일측이 전기자와 대향하도록 배치되고 내부에 중공을 가지는 제1 몸체(first body), 일측이 제1 몸체와 대향하도록 배치되고 내부에 중공을 가지는 제2 몸체(second body), 적어도 일부가 제1 몸체 및 제2 몸체 내부의 중공을 관통하고, 일단이 전기자에 의하여 가압되어 이동하도록 구성되는 플런저(plunger), 제1 포트와 제2 포트를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성되는 제1 개폐유로(first opening/closing flow path) 및 제2 포트와 제3 포트를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성되는 제2 개폐유로(second opening/closing flow path)를 포함하는, 차량용 제동장치를 제공한다.
일 실시예에 의하면, 차량용 제동장치는 3-웨이 솔레노이드 밸브를 포함하여 차량용 제동장치에 장착되는 솔레노이드 밸브 수를 감축하는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치를 나타낸 유압회로도이다.
도 2는 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치를 나타낸 유압회로도이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 3-웨이 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 4는 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치의 휠측 통합밸브를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치의 가압부측 통합밸브를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동압력을 증가시킬 때 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동압력을 감소시킬 때 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 8은 본 개시의 제1 실시예에 따른 휠브레이크 중 일부에 선택적으로 유압을 공급하는 때 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 9는 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제2 펌프를 구동할 때의 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 10은 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치의 펌프를 구동할 때의 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 11은 종래의 차량용 제동장치의 유압회로를 간략히 나타낸 블록도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에서 구성요소들이 연결된다는 것은 그 구성요소들이 유체연통됨을 의미한다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치를 나타낸 유압회로도이다.
도 2는 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치를 나타낸 유압회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 제1 및 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치(brake apparatus for vehicle; 100 및 200)는 유체저장부(fluid storage unit; 120 및 130, 및 220 및 230), 유체가압부(fluid pressing unit; 150 및 160, 및 250 및 260), 휠브레이크(wheel brake; w1 및 w2), 3-웨이 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve; 170, 및 270 및 280), 트랙션 컨트롤밸브(traction control valve; TCV1 및 TCV2), 고압 스위치밸브(high pressure switch valve; HSV1 및 HSV2) 및 전자식 주차브레이크(electronic parking brake; EPB1 및 EPB2)의 전부 또는 일부를 포함한다.
휠브레이크(w1 및 w2)는 내부의 유압을 이용하여 차량에 제동력을 가하도록 구성된다. 휠브레이크(w1 및 w2)는 캘리퍼 브레이크(caliper brake) 또는 드럼 브레이크(drum brake)일 수 있다. 차량용 제동장치(100 및 200)는 좌전륜, 우전륜, 좌후륜 및 우후륜 휠브레이크(front left wheel, front right wheel, rear left wheel, and rear right wheel brakes; FL1, FR1, RL1 및 RR1, 및 FL2, FR2, RL2 및 RR2)를 포함할 수 있다. 각 휠브레이크(w1 및 w2)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(170, 및 270 및 280)를 사이에 두고 유체저장부(120 및 130, 및 220 및 230) 및 유체가압부(150 및 160, 및 250 및 260)에 연결될 수 있다. 유체가압부(150 및 160, 및 250 및 260)에서 가압된 유체가 휠브레이크(w1 및 w2)에 전달되면 휠브레이크(w1 및 w2) 내부의 유압이 증가한다. 이로써 휠브레이크(w1 및 w2)가 휠에 가하는 제동압력이 증가한다. 휠브레이크(w1 및 w2) 내부의 유체가 유체저장부(120 및 130, 및 220 및 230)로 전달되면 휠브레이크(w1 및 w2) 내부의 유압이 감소한다. 이로써 휠브레이크(w1 및 w2)가 휠에 가하는 제동압력이 감소한다. 휠브레이크(w1 및 w2) 내부의 유압이 유지되면, 제동압력이 유지된다.
유체저장부(120 및 130, 및 220 및 230)는 유체를 저장하도록 구성된다. 유체저장부(120 및 130, 및 220 및 230) 측의 유체가 유체가압부(150 및 160, 및 250 및 260)에 공급될 수 있다. 유체저장부(120 및 130, 및 220 및 230)는 오일리저버(120 및 220) 및/또는 어큐뮬레이터(130 및 230)를 포함할 수 있다.
오일리저버(120 및 220) 내부의 유체는 유체가압부(150 및 160, 및 250 및 260)를 거쳐 휠브레이크(w1 및 w2)에 전달될 수 있다. 펌프(pump; 160 및 260)의 유입구 및 휠브레이크(w1 및 w2)가 오일리저버(120 및 220)에 병렬연결될 수 있다. 오일리저버(120 및 220)와 휠브레이크(w1 및 w2) 사이에 마스터실린더(150 및 250)가 직렬연결될 수 있다. 오일리저버(120 및 220)는 제1 리저버챔버(first reservoir chamber; 121 및 221) 및 제2 리저버챔버(second reservoir chamber; 122 및 222)를 포함할 수 있다. 제1 리저버챔버(121 및 221)와 휠브레이크(w1 및 w2) 사이에 제1 유압챔버(first hydraulic chamber; 151 및 251)가 직렬연결되고, 제2 리저버챔버(122 및 222)와 휠브레이크(w1 및 w2) 사이에 제2 유압챔버(second hydraulic chamber; 152 및 252)가 직렬연결될 수 있다. 제1 리저버챔버(121 및 221) 측의 유체가 제1 유압챔버(151 및 251)를 거쳐 제1 펌프(first pump; 161 및 261)로 공급될 수 있다. 제2 리저버챔버(122 및 222) 측의 유체가 제2 유압챔버(152 및 252)를 거쳐 제2 펌프(second pump; 162 및 262)로 공급될 수 있다.
어큐뮬레이터(accumulator; 130 및 230)는 제동압력 감압 시 휠브레이크(w1 및 w2)로부터 유체를 전달받도록 구성된다. 차량용 제동장치(100 및 200)는 제1 어큐뮬레이터(first accumulator; 131 및 231) 및 제2 어큐뮬레이터(second accumulator; 132 및 232)를 포함할 수 있다. 제1 어큐뮬레이터(131 및 231)가 제1 펌프(161 및 261), 좌전륜 휠브레이크(FL1 및 FL2) 및 우후륜 휠브레이크(RR1 및 RR2)에 연결되고, 제2 어큐뮬레이터(132 및 232)가 제2 펌프(162 및 262), 우전륜 휠브레이크(RR1 및 RR2) 및 좌후륜 휠브레이크(RL1 및 RL2)에 연결될 수 있다. 어큐뮬레이터(130 및 230)가 펌프(160 및 260)의 유입구에 연결되어 어큐뮬레이터(130 및 230)로부터 펌프(160 및 260)로 전달된 유체가 펌프(160 및 260) 내에서 가압될 수 있다.
유체가압부(150 및 160, 및 250 및 260)는 유체를 가압하도록 구성된다. 유체가압부(150 및 160, 및 250 및 260)는 제동신호에 상응하는 유압을 형성하도록 구성된다. 여기서 제동신호는 운전자의 페달(153 및 253) 답입량 또는 자율주행 시스템에서 제공하는 감속신호에 상응하는 신호일 수 있다. 유체가압부(150 및 160, 및 250 및 260)는 마스터실린더(master cylinder; 150 및 250) 및 펌프(pump; 160 및 260)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 마스터실린더(150 및 250)는 페달(pedal; 153 및 253), 제1 유압챔버(151 및 251) 및 제2 유압챔버(152 및 252)를 포함할 수 있다. 제1 유압챔버(151 및 251)에 좌전륜 및 우후륜 휠브레이크(FL1 및 RR1, 및 FL2 및 RR2)가 병렬연결되어 제1 유압챔버(151 및 251)에서 가압된 유체가 좌전륜 및 우후륜 휠브레이크(FL1 및 RR1, 및 FL2 및 RR2)에 전달될 수 있다. 제2 유압챔버(152 및 252)에 우전륜 및 좌후륜 휠브레이크(FR1 및 RL1, 및 FR2 및 RL2)가 병렬연결되어 제2 유압챔버(152 및 252)에서 가압된 유체가 우전륜 및 좌후륜 휠브레이크(FR1 및 RL1, 및 FR2 및 RL2)에 전달될 수 있다. 그러나 본 개시는 이와 같은 연결관계에 제한되지 않는다. 예를 들어 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(100 및 200)는, 각 휠브레이크(w1 및 w2)가 제1 유압챔버(151 및 251) 및 제2 유압챔버(152 및 252)에서 가압된 유체를 모두 공급받도록 구성될 수도 있다.
펌프(160 및 260)는 마스터실린더(150 및 250)에서 형성되는 제동유압이 요구제동력을 형성하는 데에 충분하지 않을 경우, 마스터실린더(150 및 250)를 보조하여 제동유압을 발생시키도록 구성될 수 있다. 자율주행 차량의 차량용 제동장치(100 및 200)에는, 운전자의 페달압을 입력받는 마스터실린더(150 및 250)가 장착되지 않고, 펌프(160 및 260)만이 장착될 수 있다. 펌프(160 및 260)는 자율주행 시스템에서 제공하는 감속신호에 상응하는 유압을 발생시킬 수 있다. 차량용 제동장치(100 및 200)는 제1 펌프(161 및 261) 및 제2 펌프(162 및 262)를 포함할 수 있다. 제1 펌프(161 및 261)에 좌전륜 및 우후륜 휠브레이크(FL1 및 RR1, 및 FL2 및 RR2)가 병렬연결되어 제1 펌프(161 및 261)에서 가압된 유체가 좌전륜 및 우후륜 휠브레이크(FL1 및 RR1, 및 FL2 및 RR2)에 전달될 수 있다. 제2 펌프(162 및 262)에 우전륜 및 좌후륜 휠브레이크(FR1 및 RL1, 및 FR2 및 RL2)가 병렬연결되어 제2 펌프(162 및 262)에서 가압된 유체가 우전륜 및 좌후륜 휠브레이크(FR1 및 RL1, 및 FR2 및 RL2)(FR1 및 RL1, 및 FR2 및 RL2)에 전달될 수 있다. 그러나 본 개시는 이와 같은 연결관계에 제한되지 않는다. 예를 들어 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(100 및 200)는, 각 휠브레이크(w1 및 w2)가 제1 펌프(161 및 261) 및 제2 펌프(162 및 262)에서 가압된 유체를 모두 공급받도록 구성될 수도 있다. 본 개시의 펌프(160 및 260)는 모터(163 및 263)의 편심회전축(eccentric shaft, 미도시)에 의하여 반경방향으로 가압되도록 구성되는 모터펌프이거나, 모터(163 및 263)의 회전축과 결합하여 회전하는 주동기어(driving gear, 미도시) 및 능동기어에 맞물려 회전하는 종동기어(driven gear, 미도시)를 포함하는 기어펌프일 수 있다.
차량용 제동장치(100 및 200)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(170, 및 270 및 280), 트랙션 컨트롤밸브(traction control valve; TCV1 및 TCV2), 및 고압 스위치밸브(high pressure switch valve; HSV1 및 HSV2) 의 전부 또는 일부를 포함한다. 3-웨이 솔레노이드 밸브(170, 및 270 및 280), 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 및 TCV2) 및 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)는 밸브제어신호에 응답하여 차량용 제동장치(100 및 200)에서 유체가 유동하는 경로 및/또는 유동경로에 흐르는 유체량을 변경할 수 있도록 구성된다. 3-웨이 솔레노이드 밸브(170, 및 270 및 280), 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 및 TCV2) 및 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)는, 그에 인가되는 전류의 크기에 따라서 그 개폐상태가 변경되도록 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 제1 실시예에 따란 차량용 제동장치에서 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 및 TCV2)가 마스터실린더(150)와 휠브레이크(w1)를 연결하는 유로 상에 장착된다. 제1 트랙션 컨트롤밸브(first traction control valve; TCV1)가 제1 유압챔버(151), 좌전륜 휠브레이크(FL1) 및 우후륜 휠브레이크(RR1)에 연결되고, 제2 트랙션 컨트롤밸브(second traction control valve; TCV2)가 제2 유압챔버(152), 우전륜 휠브레이크(RR1) 및 좌후륜 휠브레이크(RL1)에 연결될 수 있다. 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 및 TCV2)는 마스터실린더(150)로부터 휠브레이크(w1) 측에 전달되는 유체의 흐름을 조절한다. 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 및 TCV2)는 코일(미도시)에 전류가 인가되지 않을 때 유로가 개방되는 노말 오픈형 밸브(normal open type valve)일 수 있다. 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)가 유체저장부(120 및 130)와 펌프(160)의 유입구를 연결하는 유로 상에 장착된다. 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)는 펌프(160)의 유입구와 오일리저버(120)를 연결하는 유로 상에 장착될 수 있다. 제1 고압 스위치밸브(first high pressure switch valve; HSV1)가 제1 유압챔버(151) 및 제1 펌프(161)에 연결되고, 제2 고압 스위치밸브(second high pressure switch valve; HSV2)가 제2 유압챔버(152) 및 제2 펌프(162)에 연결될 수 있다. 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)는 유체저장부(120 및 130)로부터 펌프(160)의 입구로 전달되는 유체의 흐름을 조절한다. 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)는 코일에 전류가 인가되지 않았을 때 유로를 폐쇄하는 노말 클로즈형 밸브(normal close type valve)일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전자식 주차브레이크(EPB1 및 EPB2)가 후륜에 장착될 수 있다. 전자식 주차브레이크는 본 개시의 휠브레이크를 보조하여 제동력을 발생시키도록 구성된다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 3-웨이 솔레노이드 밸브의 단면도이다. 본 개시에서, 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)의 길이방향을 Y축 방향으로 칭한다. 도면 상에 도시된 방향 중 상부 방향을 '양의 Y방향', 하부 방향을 '음의 Y방향'이라 칭한다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve, 170)는 제1 내지 제3 포트(first to third ports; 175_a 내지 175_c), 제1 및 제2 개폐유로(first and second opening/closing flow passages; 179_a 및 179_b), 제1 및 제2 몸체(first and second bodies; 173 및 174), 코일(coil, 미도시), 전기자(armature, 171), 플런저(plunger, 172), 실링부재(sealing member, 176), 제1 및 제2 유체조절부(first and second fluid control units; 177_a 및 177_b), 탄성부(elastic member, 177_e) 및 체크밸브(check valve, 178)의 전부 또는 일부를 포함한다.
전기자(171)는 코일에 인가되는 전류의 크기에 상응하는 전자기력(electromagnetic force)을 형성하도록 구성된다. 코일은 전기자(171)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다. 전기자(171)가 형성하는 전자기력은 전기자(171)를 제1 몸체(173) 측으로 이동시키도록 전기자(171)에 작용한다. 전기자(171)에 형성되는 전자기력이 커질수록 전기자(171)와 제1 몸체(173)가 상호 더 근접하게 된다. 이하 전기자(171)가 형성하는 전자기력을 단순히 '전자기력'이라 칭한다.
제1 몸체(173)는 일측이 전기자(171)와 대향하도록 배치되고 내부에 중공(hollow)을 가진다. 제2 몸체(174)는 일 측이 제1 몸체(173)의 타 측과 대향하도록 배치되고 내부에 중공을 가진다. 제1 및 제2 몸체(173 및 174)의 중공 내에서 플런저(172)가 슬라이딩하며 Y축 방향으로 직선운동할 수 있다. 제1 몸체(173)의 하단에 형성된 홈(groove)과 제2 몸체(174)의 상측면이 제1 포트(175_a), 제2 포트(175_b) 또는 제3 포트(175_c)와 제2 몸체(174) 내부의 중공을 연결하도록 구성되는 유로의 외주면을 이룰 수 있다. 이와 달리 제2 몸체(174)의 상단에 형성된 홈과 제2 몸체(174)의 하측면이 제1 포트(175_a), 제2 포트(175_b) 또는 제3 포트(175_c)와 제2 몸체(174) 내부의 중공을 연결하도록 구성될 수도 있다. 제1 몸체(173)의 하측면에는 오목하게 형성되는 홈부(groove portion, 173_a) 가 형성되고, 제2 몸체(174)의 적어도 일부가 홈부(173_a)에 수용된다. 이렇게 구성된 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)는 일반적인 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)보다 그 길이가 짧고 형상이 단순하여 제동장치의 부피를 줄이고 제조원가를 감축할 수 있다. 제1 몸체(173)의 하단에는 플랜지부(flange portion, 173_b)가 형성된다.
플런저(172)의 적어도 일부가 제1 몸체(173) 내부의 중공 및 제2 몸체(174) 내부의 중공을 관통하도록 구성된다. 플런저(172)의 일단면은 전기자(171)와 대향한다. 플런저(172)와 전기자(171)는 중심선을 공유하는 원기둥 형상을 가지고, 플런저(172)가 전기자(171)의 하측면과 접하도록 배치될 수 있다. 플런저(172)의 타단면은 유로조절 어셈블리(flow path control assembly, 177)와 대향한다. 유로조절 어셈블리(177)는 제1 개폐유로(179_a)를 개폐하는 제1 유체조절부(177_a)를 포함하고, 플런저(172)의 하측면이 제1 유체조절부(177_a)와 대향하도록 배치될 수 있다. 플런저(172)는 일단이 전기자(171)에 의하여 가압되어 이동하도록 구성된다. 전기자(171)가 전자기력에 의하여 제1 몸체(173) 측으로 이동하면서 플런저(172)를 음의 Y방향으로 가압한다. 플런저(172)가 음의 Y방향으로 가압되면 제1 유체조절부(177_a)가 음의 Y방향으로 가압된다. 이하 플런저(172)가 제1 유체조절부(177_a)를 가압하는 힘을 가압력이라 칭한다.
플런저(172)의 하단은 유로조절 어셈블리(177)의 일부를 관통하도록 배치될 수 있다. 탄성부(177_e)가 유로조절 어셈블리(177)의 내부에 배치된다. 이러한 배치로 인해 전기자(171)가 플런저(172)를 가압하면 플런저(172)가 탄성부(177_e)를 가압할 수 있다. 플런저(172)는 전기자(171)가 형성하는 전자기력에 상응하는 가압력을 탄성부(177_e)에 가한다. 플런저(172)의 하부의 단면적은 유로조절 어셈블리(177)의 일부를 관통하기 위해 플런저(172)의 상부의 단면적보다 작게 형성될 수 있다. 여기서 단면적은 Y축에 수직한 평면의 단면적을 지칭한다.
실링부재(176)는 유로조절 어셈블리(177)와 제2 몸체(174) 사이에 배치된다. 실링부재(176)가 상부하우징(upper housing, 177_c)의 외주면 및 제2 몸체(174)의 내주면과 밀착하여 유로조절 어셈블리(177)와 제2 몸체(174) 사이에 유체가 흐르는 것을 방지한다. 유체는 유로조절 어셈블리(177) 내부에 형성된 공간을 통하여(through)만 이동할 수 있다.
유로조절 어셈블리(177)는 제2 몸체(174)의 내부에 배치된다. 유로조절 어셈블리(177)는 제1 유체조절부(177_a), 하우징(housing; 177_c 및 177_d) 및 153), 탄성부(177_e) 및 제2 유체조절부(177_b)의 전부 또는 일부를 포함한다.
제1 유체조절부(177_a)는 가압력의 크기에 따라 제1 개폐유로(179_a)를 개방하거나 폐쇄하도록 구성된다. 제1 유체조절부(177_a)는 유로조절 어셈블리(177)의 내부에서 플런저(172)의 하단 및 탄성부(177_e)의 상단과 접하도록 배치된다. 플런저(172)가 전기자(171)에 의해 가압되면, 플런저(172)의 하단에 접한 제1 유체조절부(177_a)가 플런저(172)에 의하여 음의 Y방향으로 가압된다. 플런저(172)가 충분한 힘으로 제1 유체조절부(177_a)를 가압하는 경우 제1 유체조절부(177_a)가 탄성부(177_e) 측으로 이동하면서 제1 개폐유로(179_a)가 개방된다. 제1 유체조절부(177_a)는 도 3에 도시된 바와 같이 구체(sphere) 형상으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 하우징(177_c 및 177_d) 내에 배치되어 제1 개폐유로(179_a)를 폐쇄할 수 있는 형상이면 족하다.
하우징(177_c 및 177_d)은 제1 및 제2 몸체(173 및 174) 내에서 Y축 방향으로 직선운동하도록 구성된다. 하우징(177_c 및 177_d) 외부의 유체가 하우징(177_c 및 177_d)에 형성된 오리피스(orifice)를 통하여 하우징(177_c 및 177_d) 내부에 유입될 수 있다. 하우징(177_c 및 177_d)의 상부에는 플런저(172)의 일부가 관통될 수 있도록 개구부(opening)가 형성된다. 하우징(177_c 및 177_d)은 도 3에 도시된 바와 같이 상부하우징(177_c)과 히부하우징(177_d)으로 구성될 수 있으나, 일체로 형성될 수도 있다.
탄성부(177_e)는 하우징(177_c 및 177_d)의 내부에 배치되며, 일단이 제1 유체조절부(177_a)와 접하고 타단이 하우징(177_c 및 177_d)의 하부면과 접하도록 배치될 수 있다. 탄성부(177_e)는 제1 유체조절부(177_a)와 히부하우징(177_d)에 탄성력(elastic force)을 제공할 수 있다. 탄성부(177_e)의 탄성력의 크기는 가압력의 크기에 상응한다. 탄성부(177_e)는 제1 유체조절부(177_a)에 의해 음의 Y방향으로 가압될 경우, 하우징(177_c 및 177_d)이 음의 Y방향으로 가압된다.
제2 유체조절부(177_b)는 하우징(177_c 및 177_d)의 외측 하단에 배치될 수 있다. 제2 유체조절부(177_b)가 제2 개폐유로(179_b)의 상단에서 Y축 방향으로 움직이면서 제2 개폐유로(179_b)가 개방되거나 폐쇄된다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(170)는 유체가 일 방향으로만 흐르도록 하는 체크밸브(178)를 포함할 수 있다. 구체적으로 체크밸브(178)는 유체가 제2 포트(175_b)에서 제3 포트(175_c) 측으로만 흐르도록 한다. 체크밸브(178)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)의 하부에 배치될 수 있다. 체크밸브(178)는 유체가 제2 포트(175_b)에서 제3 포트(175_c) 측 방향으로만 흐르도록 형성되어 있는데, 이는 종래의 인렛 밸브에 배치되어 있는 체크밸브(178)의 역할을 대신한다.
제1 포트(175_a) 및 제2 포트(175_b)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)의 측면에 형성될 수 있다. 제3 포트(175_c)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)의 하부에 형성될 수 있다. 그러나 본 개시의 제1 내지 제3 포트(175_a 내지 175_c)는 위에서 설명한 구성과 연결관계에 제한되지 않는다. 제1 내지 제3 포트(175_a 내지 175_c) 중 일부로 유입된 유체가 밸브챔버(D)를 지나 제1 내지 제3 포트(175_a 내지 175_c) 중 다른 일부로 흐를 수 있다.
본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(170) 중 적어도 일부의 제1 포트(175_a)가 유체저장부(120 및 130) 측에 연결되고, 제2 포트(175_b)가 휠브레이크(w1) 측에 연결되고, 제3 포트(175_c)가 유체가압부(150 및 160)의 유출구 측에 연결된다. 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(170) 중 적어도 일부의 제1 포트(175_a)가 어큐뮬레이터(130) 측에 연결되고, 제2 포트(175_b)가 휠브레이크(w1) 측에 연결되고, 제3 포트(175_c)가 펌프(160)의 유출구 측에 연결될 수 있다. 본 개시에서 이렇게 연결된 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)를 휠측 통합밸브(wheel side integrated valve, 170)라고 한다. 차량용 제동장치(100)는 좌전륜측 통합밸브(170_a), 우전륜측 통합밸브(170_b), 좌후륜측 통합밸브(170_c) 및 우후륜측 통합밸브(170_c)를 포함할 수 있다. 좌전륜 및 우후륜측 통합밸브(170_a 및 170_d)가 제1 어큐뮬레이터(131), 제1 펌프(161) 및 제1 유압챔버(151)에 연결되고 좌우륜 및 좌후륜측 통합밸브(170_b 및 170_c)가 제2 어큐뮬레이터(132), 제2 펌프(162) 및 제2 유압챔버(152)에 연결될 수 있다. 각 휠측 통합밸브(170)는 인렛밸브 및 아웃렛밸브의 기능을 모두 한다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(170)에 인가되는 전류의 크기를 조절함으로써 전자기력의 크기를 조절할 수 있다. 전자기력의 크기를 조절함으로써 제1 개폐유로(179_a) 및 제2 개폐유로(179_b)의 개폐를 조절할 수 있다. 여기서 제1 내지 제3 전자기력은 기 설정된 값으로, 이는 실험적으로 구하여 제어부의 메모리에 LUT(Look-Up Table)의 형태로 저장될 수 있다. 제1 내지 제3 전자기력은 각각 일정 범위 내에서 정해지는 값일 수 있다. 제2 전자기력은 제1 전자기력보다 크고, 제3 전자기력은 제2 전자기력보다 크다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(170)에 전류가 인가되지 않으면, 전기자(171)에 전자기력이 인가되지 않는다. 전기자(171)에 전자기력이 인가되지 않을 때 전기자(171)는 플런저(172)를 가압하지 않는다. 제2 개폐유로(179_b)는 제2 및 제3 포트(175_b 및 175_c)와, 제1 포트(175_a) 간의 압력 차이에 의하여 개폐될 수 있다. 구체적으로, 전기자(171)에 전자기력이 인가되지 않으면 전기자(171)가 제1 몸체(173) 측으로 이동하지 않는다. 따라서 플런저(172)가 유로조절 어셈블리(177)를 가압하지 않는다. 이러한 경우 탄성부(177_e)의 탄성력에 의하여 제1 유체조절부(177_a)가 상측으로 가압되어 제1 개폐유로(179_a)가 폐쇄된다.
제2 포트(175_b)와 제3 포트(175_c)로 유입된 유체가 제1 면적(X1)을 양의 Y방향으로 가압하여 제2 개폐유로(179_b)가 개방된다. 유체가압부(150 및 160)의 내부에서 가압된 유체는 제2 개폐유로(179_b)와 제2 포트(175_b)를 순차적으로 지나 휠브레이크(w1)에 전달된다. 유체가압부(150 및 160)의 압력이 해제되면, 제2 개폐유로(179_b)가 개방되어 유체가 제2 포트(175_b)로부터 제3 포트(175_c)측으로 흐름으로써 휠브레이크(w1)의 압력이 감소하게 된다. 유체가 제2 포트(175_b)로부터 제3 포트(175_c)측으로 흐를 때에는 유체가 체크밸브(178)를 통하여도 흐를 수 있다. 결국 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)는 코일에 전류가 인가되지 않을 때 제2 포트(175_b)와 제3 포트(175_c) 사이의 제2 개폐유로(179_b)가 개방되고, 제1 포트(175_a)와 제2 포트(175_b) 사이의 제1 개폐유로(179_a)가 폐쇄된다.
휠측 통합밸브(170)의 제1 개폐유로(179_a)가 폐쇄되고, 제2 개폐유로(179_b)가 개방되면, 유체가압부(150 및 160)에서 형성된 유압이 휠브레이크(w1)에 전달되고, 휠브레이크(w1) 내부의 유체가 어큐뮬레이터(130)에 전달되지 않는다. 이러한 유체 유동경로는 일반적인 차량용 제동장치에서 인렛밸브를 개방하고 아웃렛밸브를 폐쇄한 때의 유체 유동경로에 대응한다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(170)에 제2 전자기력에 상응하는 제2 전류를 인가되면 전기자(171)에 제2 전자기력을 인가된다. 제2 전자기력은 제3 포트(175_c)로 유입되는 유체가 유로조절 어셈블리(177)에 가하는 힘과 제2 포트(175_b)로 유입되는 유체가 유로조절 어셈블리(177)에 가하는 힘의 합력보다 크다. 여기서 제3 포트(175_c)로 유입되는 유체가 유로조절 어셈블리(177)에 가하는 힘은 제3 포트(175_c)로 유입된 유체가 제3 면적에 가하는 압력에 의한 것이다. 제2 포트(175_b)로 유입되는 유체가 유로조절 어셈블리(177)에 가하는 힘은 제2 포트(175_b)로 유입된 유체가 제1 면적(X1)에 가하는 압력과 제3 면적(X3)에 가하는 압력에 의한 것이다. 아울러 제2 전자기력은 제2 포트(175_b)로 유입된 유체가 제2 면적(X2)에 가하는 힘과 탄성부(177_e)의 탄성력을 더한 힘보다는 작다.
제2 전자기력이 가해진 전기자(171)는 제2 유체조절부(177_b)를 간접적으로 가압하여 제2 개폐유로(179_b)를 폐쇄시킨다. 제2 전자기력이 형성된 전기자(171)가 탄성부(177_e)를 가압하는 힘은 탄성부(177_e)를 변형시킬 만큼 크지 않아 제1 개폐유로(179_a) 또한 폐쇄된다. 여기서, 전기자(171)가 간접적으로 가압한다는 것은 전기자(171)의 전자기력으로 인해 플런저(172)가 음의 Y방향으로 움직이고, 플런저(172)가 유로조절 어셈블리(177)의 구성을 가압하는 것을 의미한다. 전기자(171)에 제2 전자기력이 인가되면 전기자(171)와 제1 몸체(173) 사이의 간격이 작아진다. 전기자(171)에 제2 전자기력이 형성된 경우 제1 및 제2 개폐유로(179_a 및 179_b)가 모두 폐쇄된다.
휠측 통합밸브(170)의 제1 및 제2 개폐유로(179_a 및 179_b)가 모두 폐쇄되면 유체가압부(150 및 160)에서 형성된 유압이 휠브레이크(w1)에 전달되지 않는다. 휠브레이크(w1)의 유체가 어큐뮬레이터(130)에 전달되지 않는다. 이렇게 됨으로써 휠브레이크(w1) 내부의 유압이 유지된다. 이와 같은 유체 유동경로는 인렛밸브와 아웃렛밸브를 모두 폐쇄하였을 때의 유체 유동경로에 대응된다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(170)에 제3 전자기력에 상응하는 제3 전류가 인가되면 제3 전류에 상응하는 제3 전자기력이 전기자(171)에 인가되고, 전기자(171)가 플런저(172)를 가압한다. 제3 전자기력은 제2 포트(175_b)로 유입된 유체가 제2 면적(X2)에 가하는 힘과 탄성부(177_e)의 탄성력의 합력보다 크도록 설정된다. 제3 전자기력이 인가된 전기자(171)는 제2 유체조절부(177_b)를 간접적으로 가압하여 제2 개폐유로(179_b)를 폐쇄시킨다. 아울러 전기자(171)는 탄성부(177_e)를 간접적으로 가압하여 탄성부(177_e)를 압축시킨다. 탄성부(177_e)가 압축됨에 따라 제1 개폐유로(179_a)가 개방된다. 결국 전기자(171)에 제3 전자기력이 인가될 때 제1 개폐유로(179_a)가 개방되고 제2 개폐유로(179_b)가 폐쇄된다.
휠측 통합밸브(170)의 제1 개폐유로(179_a)가 개방되고 제2 개폐유로(179_b)가 폐쇄되면, 유체가압부(150 및 160)에서 형성된 유압이 휠브레이크(w1)에 전달되지 않고, 휠브레이크(w1) 내부의 유체가 제2 포트(175_b)와 제1 포트(175_a)를 순차적으로 거쳐 어큐뮬레이터(130)에 전달된다. 이렇게 됨으로써 휠브레이크(w1) 내부의 유압이 감소된다. 이와 같은 유체 유동경로는 일반적인 차량용 제동장치에서 인렛밸브를 폐쇄하고 아웃렛밸브를 개방하였을 때의 유체 유동경로에 대응된다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(170)에 제1 전자기력에 상응하는 제1 전류를 인가하면, 전기자(171)에 제1 전자기력이 인가되고, 전기자(171)가 플런저(172)를 가압한다. 제1 개폐유로(179_a)는 폐쇄된다. 전기자(171)가 제2 유체조절부(177_b)를 간접적으로 가압하는 힘은 제3 포트(175_c)로 유입되는 유체가 제2 유체조절부(177_b)에 가하는 힘보다 작다. 따라서 제2 개폐유로(179_b)가 일부 개방되고 유체가 제3 포트(175_c)로부터 제2 포트(175_b)로 흐른다. 전기자(171)에 제1 전자기력이 인가되는 경우 제2 개폐유로(179_b)가 일부 개방된다.
휠측 통합밸브(170)의 제1 개폐유로(179_a)가 폐쇄되고 제2 개폐유로(179_b)가 완전히 개방되면, 휠브레이크(w1)의 압력이 가파르게 증가하여 휠슬립(wheel-slip) 또는 휠락(wheel-lock) 현상이 발생할 수 있다. 휠슬립 또는 휠락 현상을 방지하기 위하여 제1 개폐유로(179_a)가 개방되기 직전만큼의 힘에 대응되는 제1 전자기력을 전기자(171)에 형성시킨 후, 제1 전자기력을 선형적으로 감소시켜 제2 개폐유로(179_b)를 부분적으로 개방시킬 수 있다.
휠측 통합밸브(170)의 제1 개폐유로(179_a)가 폐쇄되고 제2 개폐유로(179_b)가 일부 개방되면, 유체가압부(150 및 160)에서 가압된 유체가 제3 포트(175_c)에서 제2 포트(175_b)를 순차적으로 거쳐 휠브레이크(w1)에 전달된다. 제1 개폐유로(179_a)는 폐쇄되므로 휠브레이크(w1) 내부의 유압이 어큐뮬레이터(130)에 전달되지 않는다. 이렇게 됨으로써 휠브레이크(w1) 내부의 유압이 증가한다. 이와 같은 유체 유동경로는 일반적인 차량용 제동장치에서 인렛밸브를 일부 개방하고 아웃렛밸브를 폐쇄하였을 때의 유체 유동경로에 대응한다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(170)는 코일에 인가되는 전류가 연속적으로 변함에 따라 제1 내지 제3 포트(175_a 내지 175_c) 상호 간에 흐르는 유체량이 변화하도록 구성될 수 있다. 차량용 제동장치(100)가 포함하는 복수의 솔레노이드 밸브의 개폐상태는 상호 독립적으로 제어될 수 있다.
도 4는 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치의 휠측 통합밸브를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브 중 일부의 제1 포트(275_a)가 유체저장부 측에 연결되고, 제2 포트(275_b)가 휠브레이크(w2) 측에 연결되고, 제3 포트(275_c)가 유체가압부(250 및 260)의 유출구 측에 연결된다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브 중 일부의 제1 포트(275_a)가 어큐뮬레이터 측에 연결되고, 제2 포트(275_b)가 휠브레이크(w2) 측에 연결되고, 제3 포트(275_c)가 펌프(260)의 유출구 측에 연결될 수 있다. 본 개시에서 이렇게 연결된 3-웨이 솔레노이드 밸브(270)를 휠측 통합밸브(270)라고 한다. 차량용 제동장치(200)는 좌전륜측 통합밸브(270a), 우전륜측 통합밸브(270b), 좌후륜측 통합밸브(270c) 및 우후륜측 통합밸브(270d)를 포함할 수 있다. 휠측 통합밸브(270)는 인렛밸브 및 아웃렛밸브의 기능을 모두 한다. 제2 실시예에 따른 휠측 통합밸브(270)의 구조, 작동 메커니즘 및 기능은 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)와 실직적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 5는 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치(200)의 가압부측 통합밸브를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브 중 적어도 일부의 제1 포트(285_a)가 펌프(260)의 유입구 측에 연결되고, 제2 포트(285_b)가 마스터실린더(250) 측에 연결되고, 제3 포트(285_c)가 휠브레이크(w2) 측에 연결된다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브 중 적어도 일부의 제1 포트(285_a)가 펌프(260)의 유입구 측에 연결되고, 제2 포트(285_b)가 마스터실린더(250) 측에 연결되고, 제3 포트(285_c)가 휠브레이크(w2) 측에 연결될 수 있다. 본 개시에서 이렇게 연결된 3-웨이 솔레노이드 밸브를 가압부측 통합밸브(presser portion integrated valve, 280)라고 한다. 차량용 제동장치(200)는 제1 가압부측 통합밸브(first presser portion integrated valve, 280) 및 제2 가압부측 통합밸브(second presser portion integrated valve, 280)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 오일리저버와 가압부측 통합밸브(280) 사이에 마스터실린더(250)가 직렬연결되고, 가압부측 통합밸브(280)가 마스터실린더(250), 펌프(260)의 유입구 및 휠브레이크(w2)에 연결된다. 가압부측 통합밸브(280)는 노말오픈 타입의 트랙션 컨트롤밸브 및 노말클로즈 타입의 고압 스위치밸브의 기능을 모두 한다. 제1 가압부측 통합밸브(280)는 제1 내지 제3 포트(285_c)를 통하여 제1 펌프(260), 제1 유압챔버, 좌전륜측 휠브레이크(w2) 및 우후륜측 휠브레이크(w2)에 연결된다. 제2 가압부측 통합밸브(280)는 제1 내지 제3 포트(285_c)를 통하여 제2 펌프(260), 제2 유압챔버, 우전륜측 휠브레이크(w2) 및 좌후륜측 휠브레이크(w2)에 연결된다. 가압부측 통합밸브(280)의 제1 개폐유로(289_a)는 제1 포트(285_a) 및 제2 포트(285_b)를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성된다. 제2 개폐유로(289_b)는 제2 포트(285_b) 및 제3 포트(285_c)를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성된다. 가압부측 통합밸브(280)의 제1 개폐유로(289_a)가 폐쇄되고 제2 개폐유로(289_b)가 개방되면 마스터실린더(250)로부터 가압된 유체가 휠브레이크(w2)에 전달될 수 있고, 오일리저버 측의 유체가 펌프(260)유입구에 전달되지 않는다. 이와 같은 유체 유동경로는 종래의 차량용 제동장치에서 트랙션 컨트롤밸브를 개방하고 고압 스위치밸브를 폐쇄한 때의 유체 유동경로에 대응된다. 가압부측 통합밸브(280)의 제1 개폐유로(289_a)가 폐쇄되고 제2 개폐유로(289_b)가 개방되면 마스터실린더(250)로부터 가압된 유체가 휠브레이크(w2)에 전달되지 않고, 오일리저버 측의 유체가 펌프(260)에 유입된다. 이와 같은 유체 유동경로는 종래의 차량용 제동장치에서 트랙션 컨트롤밸브를 개방하고 고압 스위치밸브를 폐쇄한 때의 유체 유동경로에 대응된다. 각 포트가 연결되는 구성요소의 차이 및 이에 따른 기능의 차이 이외에 가압부측 통합밸브(280)의 구조 및 작동 메커니즘은 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. 본 개시의 차량용 제동장치는 제1 및 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치(100 및 200)의 구성 및 배치에 제한되지 않는다. 예를 들어 본 개시의 차량용 제동장치는 적어도 하나의 3-웨이 솔레노이드 밸브, 인렛밸브 및 아웃렛밸브를 포함할 수 있다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동압력을 증가시킬 때 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 6을 참조하면, 운전자가 페달(153)을 가압한다. 운전자의 페달(153) 답입량에 상응하는 요구제동력을 마스터실린더(150)의 유압을 이용하여 형성할 수 있는 경우, 펌프(160)는 구동하지 않을 수 있다. 오일리저버(120)로부터 펌프(160)의 유입구로 유체가 전달되지 않도록 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)가 폐쇄된다. 마스터실린더(150) 내부의 유압이 휠브레이크(w1) 측으로 전달되도록 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 및 TCV2)가 개방된다. 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)가 휠브레이크(w1)로부터 어큐뮬레이터(130)에 연결되는 유로를 폐쇄하고, 마스터실린더(150)로부터 휠브레이크(w1)로 연결되는 유로를 개방한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)에 제1 전자기력이 인가되면 제1 개폐유로(179_a)가 폐쇄되고, 제2 개폐유로(179_b)가 개방되면서 유체가 도 6과 같은 경로로 안내된다. 마스터실린더(150)에서 형성된 유압이 휠브레이크(w1)에 전달됨으로써 휠브레이크(w1) 내부의 유압이 증가한다. 이로써 제동력이 증가한다.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동압력을 감소시킬 때 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 7을 참조하면, 운전자가 페달(153)을 가압한다. ABS기능이 휠락 현상을 방지하기 위하여 동작하거나 자율주행 차량의 시스템이 차량용 제동장치(100)의 제동력을 감소시켜야 판단한 경우, 운전자가 페달(153)을 가압함에도 불구하고 차량용 제동장치(100)가 제동력을 감소시켜야 할 수 있다. 이러한 경우 유체가 오일리저버(120)로부터 펌프(160)의 유입구에 전달되지 않도록 고압 스위치밸브(HSV1 및 HSV2)가 폐쇄된다. 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)는 유체가압부(150 및 160)로부터 휠브레이크(w1)로 연결된 유로를 폐쇄하고, 휠브레이크(w1)로부터 어큐뮬레이터(130)로 연결된 유로를 개방한다. 이렇게 함으로써 휠브레이크(w1) 내부의 유체가 어큐뮬레이터(130)로 전달되며 제동력이 감소한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(170)에 제3 전자기력이 인가되면 제1 개폐유로(179_a)가 개방되고, 제2 개폐유로(179_b)가 폐쇄되면서 유체가 도 7과 같은 경로로 안내된다.
도 8은 본 개시의 제1 실시예에 따른 휠브레이크 중 일부에 선택적으로 유압을 공급하는 때 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 8을 참조하면, 운전자가 페달(153)을 가압한다. 트랙션 컨트롤밸브(TCV1 및 TCV2)가 개방되므로 마스터실린더(150)에서 가압된 유체가 우전륜 휠브레이크(FR1) 측으로 전달될 수 있다. 차량용 제동장치(100)가 우전륜에 가하는 제동력만을 증가시키기 위하여, 우전륜측 통합밸브(170b)의 제1 개폐유로(179_a)를 폐쇄하고 제2 개폐유로(179_b)를 개방한다. 차량용 제동장치(100)가 좌전륜, 좌후륜 및 우후륜에 가하는 제동력은 감소시키기 위하여 좌전륜, 좌후륜 및 우후륜측 통합밸브(170_a, 170_b 및 170_d)의 제1 개폐유로(179_a)를 개방하고 제2 개폐유로(179_b)를 폐쇄한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치(100)는, 우전륜측 통합밸브(170b)에 제1 전류가 인가되고, 좌전륜, 좌후륜 및 우후륜측 통합밸브(170_a, 170_b 및 170_d)에는 제3 전류가 인가됨으로써 유체가 도 8과 같은 경로로 안내할 수 있다.
도 9는 본 개시의 제1 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제2 펌프를 구동할 때의 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
제동신호를 이용하여 산출된 요구제동력이 현재 차량용 제동장치(100)가 형성하는 제동력보다 작은 경우, 펌프(160)가 유체를 가압할 수 있다. 도 9를 참조하면 페달(153)은 가압되지 않는다. 제1 펌프(161)가 구동하지 않으므로 좌전륜 및 우후륜에 가해지는 제동압력은 유지된다. 제2 고압 스위치밸브(HSV2)가 개방된다. 제2 리저버챔버(122), 제2 유압챔버(152) 및 제2 고압 스위치밸브(HSV2)를 순차적으로 거쳐 제2 펌프(161)의 유입구에 유체가 전달된다. 우전륜측 통합밸브(170b)의 제1 개폐유로(179_a)가 폐쇄되고, 제2 개폐유로(179_b)가 개방된다. 제2 펌프(162)의 내부에서 가압된 유체가 우전륜측 통합밸브(170b)의 제3 포트와 제2 포트를 순차적으로 거쳐 우전륜 휠브레이크(FR1)에 전달된다. 이로써 우전륜에 가해지는 제동압력이 증가한다. 좌후륜측 통합밸브(170_c)의 제1 개폐유로(179_a)가 개방되고, 제2 개폐유로(179_b)가 폐쇄된다. 이로써 좌후륜 휠브레이크(RL1) 내부의 유압은 감소한다.
도 10은 본 개시의 제2 실시예에 따른 차량용 제동장치의 펌프를 구동할 때의 유체의 유동경로를 나타낸 유압회로도이다.
도 10을 참조하면, 운전자는 페달(253)을 가압하지 않는다. 좌전륜 및 좌후륜에 가해지는 제동압력을 증가시키기 위하여 제1 및 제2 펌프(261 및 262)를 구동한다. 오일리저버(220) 측의 유체가 마스터실린더(250), 유체가압부측 통합밸브(280)의 제2 포트(285_b) 및 제1 포트(285_a)를 순차적으로 거쳐 펌프(260)의 유입구로 전달된다. 좌후륜 및 우후륜측 통합밸브(270c 및 270d)의 제1 개폐유로(279_a)가 개방되고, 제2 개폐유로(279_b)가 폐쇄된다. 이로써 좌후륜 휠브레이크(RL2) 내부의 유체가 제2 어큐뮬레이터(232)로 전달되어 좌후륜에 가해지는 제동압력이 감소한다. 우후륜 휠브레이크(RR2) 내부의 유체가 제1 어큐뮬레이터(231)로 전달되어 우후륜에 가해지는 제동압력이 감소한다. 좌전륜 및 우전륜측 통합밸브(270a 및 270b)의 제1 개폐유로(279_a)가 폐쇄되고, 제2 개폐유로(279_b)가 개방된다. 이로써 제1 펌프(261)에서 가압된 유체가 좌전륜 휠브레이크(FL2)로 공급되고, 제2 펌프(262)에서 가압된 유체가 우전륜 휠브레이크(FR2)로 공급되어 전륜에 가해지는 제동압력이 증가한다. 각 후륜에 장착된 전자식 주차브레이크(EPB2)를 이용하여 후륜에 제동력을 가할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
w1 및 w2: 휠브레이크
120, 130, 220 및 230: 유체저장부
150, 160, 250 및 260: 유체가압부
170, 270 및 280: 3-웨이 솔레노이드 밸브

Claims (14)

  1. 유체저장부(fluid storage unit), 유체가압부(fluid pressing unit), 내부의 유압을 이용하여 차량에 제동력을 가하도록 구성되는 복수 개의 휠브레이크(wheel brake) 및 상기 유체저장부, 상기 유체가압부 및 상기 휠브레이크를 선택적으로 연결하도록 구성되는 3-웨이 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve)를 적어도 하나 포함하는 차량용 제동장치에 있어서,
    상기 3-웨이 솔레노이드 밸브는 제1 내지 제3 포트(first to third ports);
    전자기력이 인가되는 전기자(armature);
    일측이 상기 전기자와 대향하도록 배치되고 내부에 중공을 가지는 제1 몸체(first body);
    일측이 상기 제1 몸체와 대향하도록 배치되고 내부에 중공을 가지는 제2 몸체(second body);
    적어도 일부가 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 내부의 중공을 관통하고, 일단이 상기 전기자에 의하여 가압되어 이동하도록 구성되는 플런저(plunger);
    상기 제1 포트와 상기 제2 포트를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성되는 제1 개폐유로(first opening/closing flow path); 및
    상기 제2 포트와 상기 제3 포트를 유체적으로 연통시키거나 차단시키도록 구성되는 제2 개폐유로(second opening/closing flow path)
    를 포함하는, 차량용 제동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 3-웨이 솔레노이드 밸브 중 적어도 일부의, 상기 제1 포트가 상기 유체저장부 측에 연결되고, 상기 제2 포트가 상기 휠브레이크 측에 연결되고, 상기 제3 포트가 상기 유체가압부의 유출구 측에 연결되는, 차량용 제동장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    마스터실린더(master cylinder)로부터 휠브레이크에의 유로를 단속하는 트랙션 컨트롤밸브(tractioncontrol valve); 및 오일리저버(oil reservoir)로부터 펌프(pump) 유입구에의 유로를 단속하는 고압 스위치밸브(high pressure switch valve)를 더 포함하되,
    상기 유체저장부는 오일리저버를 포함하고,
    상기 유체가압부는 마스터실린더 및 펌프를 포함하는, 차량용 제동장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유체가압부는 마스터실린더 및 펌프를 포함하고,
    상기 마스터실린더는 상기 유체저장부에 연결되고,
    상기 3-웨이 솔레노이드 밸브 중 적어도 일부의 상기 제1 포트가 상기 펌프의 유입구 측에 연결되고, 상기 제2 포트가 상기 마스터실린더 측에 연결되고, 상기 제3 포트가 상기 휠브레이크 측에 연결되는, 차량용 제동장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 휠 중 적어도 일부에 장착되는 전자식 주차브레이크(electronic parking brake)를 더 포함하는, 차량용 제동장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 몸체의 하단에 형성된 홈과 상기 제2 몸체의 상측면이 배출유로의 외주면을 이루는, 차량용 제동장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    제1 몸체의 상단에 형성된 홈과 상기 제1 몸체의 하측면이 배출유로의 외주면을 이루는, 차량용 제동장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 몸체의 하측면에 상측으로 오목하게 형성된 홈부(groove portion)가 형성되고,
    상기 제2 몸체의 적어도 일부가 상기 홈부에 수용되는, 차량용 제동장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 몸체의 하단에는 플랜지부(flange portion)가 형성되는, 차량용 제동장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자에 제1 전자기력이 인가되는 경우, 상기 제1 개폐유로가 닫히고 상기 제2 개폐유로가 열리는, 차량용 제동장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전기자에 상기 제1 전자기력보다 큰 제2 전자기력이 인가되는 경우, 상기 제1 개폐유로가 닫히고 상기 제2 개폐유로가 열리는, 차량용 제동장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 전기자에 상기 제2 전자기력보다 큰 제3 전자기력이 인가되는 경우,
    상기 제1 개폐유로가 열리고 상기 제2 개폐유로가 닫히는, 차량용 제동장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자에 전자기력이 인가되지 않는 경우,
    상기 제2 포트 측의 유압과 상기 제3 포트 측의 유압에 의하여 상기 제2 개폐유로가 개방되는, 차량용 제동장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 전기자에 인가되는 전자기력의 크기가 변화함에 따라 상기 제1 포트, 상기 제2 포트 및 상기 제3 포트 상호 간에 흐르는 유체량이 변화하는, 차량용 제동장치.
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