KR101021502B1

KR101021502B1 - 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브

Info

Publication number: KR101021502B1
Application number: KR1020050120181A
Authority: KR
Inventors: 윤현섭
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2011-03-16
Also published as: KR20070060525A

Abstract

종래보다 제조를 용이하게 할 수 있도록 하는 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브를 개시한다. 이 솔레노이드밸브는 유체의 흐름을 위한 입구와 출구를 구비한 중공의 밸브코어와, 밸브코어의 일단에 결합된 밸브돔과, 밸브돔 내부에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 밸브돔의 외측에 설치된 여자코일과, 밸브코어 내에 마련되며 오리피스를 구비하는 밸브시트와, 아마츄어의 동작에 의해 진퇴하며 오리피스를 개폐하도록 밸브코어 내에 설치된 플런저와, 오리피스의 개방을 위해 플런저를 아마츄어 쪽으로 가압하는 복원스프링과, 플런저가 오리피스를 폐쇄한 상태에서 출구 쪽 유압이 설정압력 이상일 때 플런저가 유압에 의해 밀리면서 오리피스가 개방될 수 있도록 하는 릴리프장치를 포함하며, 릴리프장치는 플런저의 외면에 끼워지며 일단이 플런저 외면에 형성된 지지턱에 지지되는 릴리프스프링과, 플런저의 외면에 진퇴 가능하게 결합되며 일단이 릴리프스프링에 지지되고 타단이 아마츄어에 지지되는 중공의 가이드부재를 포함한다.

Description

브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE FOR BRAKE TRACTION CONTROL SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브가 적용된 브레이크시스템의 유압회로도이다.

도 2는 본 발명에 따른 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2의 "A"부 상세도로, 오리피스가 폐쇄된 상태를 도시한 것이다.

도 4는 도 2의 "A"부 상세도로, 릴리프기능에 의해 오리피스가 개방된 상태를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브의 플런저와 릴리프장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 마스터실린더, 13: NO형 솔레노이드밸브,

14: NC형 솔레노이드밸브, 15: 유압펌프,

16: 저압어큐뮬레이터, 17: 고압어큐뮬레이터,

19: 왕복형 유압밸브, 20: TC용 솔레노이드밸브,

21: 밸브코어, 25: 밸브돔,

26: 아마츄어, 27: 여자코일,

30: 밸브시트, 31: 오리피스,

40: 플런저, 43: 복원스프링,

50: 릴리프장치, 51: 릴리프스프링,

52: 가이드부재, 53: 가이드홈,

54: 걸림턱.

본 발명은 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압라인의 압력이 설정압력 이상으로 상승할 때 밸브를 개방하는 릴리프기능을 갖춘 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브에 관한 것이다.

브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브의 예는 미국특허 5,318,066호에 개시되어 있다. 이러한 솔레노이드밸브는 통상적으로 마스터실린더의 하류 측에 설치되고, 트랙션 제어가 이루어질 때 유로를 폐쇄함으로써 유압펌프로부터 생성된 유압이 차량 바퀴의 휠실린더 쪽으로 공급될 수 있도록 한다. 또 이러한 솔레노이드밸브는 유압펌프의 동작에 의하여 생성된 제동압력이 설정압력 이상일 때 오일이 마스터실린더 쪽으로 흐를 수 있도록 하여 제동압력이 적절히 유지되도록 하는 릴리프기능을 갖추고 있다.

그러나 이러한 솔레노이드밸브는 밸브시트의 유로를 개폐하는 밸브니들이 아 마츄어의 내부로 진입하도록 되어 있고, 릴리프기능을 수행하는 제2스프링이 아마츄어의 내부에 수용된 상태에서 밸브니들을 지지하도록 되어 있으며, 제2스프링을 지지하는 고정부재를 아마츄어 내에 압입 고정되는 구조이기 때문에 제조가 어려운 결점이 있었다. 즉 밸브를 제조할 때 제2스프링을 설치하기 위해 아마츄어 내에 보어를 가공해야 할 뿐 아니라 아마츄어, 밸브니들, 제2스프링, 고정부재를 하나의 유닛형태로 조립한 상태에서 아마츄어를 밸브돔 내에 설치해야 하기 때문에 제조가 어려운 결점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래보다 제조를 용이하게 할 수 있도록 하는 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브는 유체의 흐름을 위한 입구와 출구를 구비한 중공의 밸브코어와, 상기 밸브코어의 일단에 결합된 밸브돔과, 상기 밸브돔 내부에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 상기 밸브돔의 외측에 설치된 여자코일과, 상기 밸브코어 내에 마련되며 오리피스를 구비하는 밸브시트와, 상기 아마츄어의 동작에 의해 진퇴하며 상기 오리피스를 개폐하도록 상기 밸브코어 내에 설치된 플런저와, 상기 오리피스의 개방을 위해 상기 플런저를 아마츄어 쪽으로 가압하는 복원스프링과, 상기 플런저가 상기 오리피스를 폐쇄한 상태에서 상기 출구 쪽 유압이 설정압력 이상일 때 상기 플런저가 유압에 의해 밀리면서 상기 오리피스가 개방될 수 있도록 하는 릴리프장치를 포함하며, 상기 릴리프장치는 상기 플런저의 외면에 끼워지며 일단이 상기 플런저 외면에 형성된 지지턱에 지지되는 릴리프스프링과, 상기 플런저의 외면에 진퇴 가능하게 결합되며 일단이 상기 릴리프스프링에 지지되고 타단이 상기 아마츄어에 지지되는 중공의 가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 가이드부재와 상기 플런저의 진퇴 가능한 결합을 위해 상기 플런저의 외면에 형성된 가이드홈과, 상기 가이드부재가 결합될 때 상기 가이드홈에 진입하여 걸리며 상기 가이드홈 내에서 진퇴할 수 있도록 상기 가이드부재의 내면으로부터 돌출된 걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 가이드부재와 상기 플런저의 용이한 결합을 위해 상기 걸림턱에는 상기 가이드부재가 결합되는 방향에 경사면이 형성되고, 상기 플런저 외면에는 상기 가이드부재 내부로 진입하는 쪽 외면에 테이퍼면이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 브레이크시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 마스터실린더(10)에서 바퀴 측 휠실린더(12)로 연결된 유압라인의 중도에 설치되어 유로를 개폐하는 NO(Normal Open)형 솔레노이드밸브(13), 바퀴 측에서 복귀하는 오일의 유로를 개폐하는 NC(Normal Close)형 솔레노이드밸브(14)를 구비한다. 또 바퀴 측 휠실린더(12)에서 복귀하는 오일을 NO형 솔레노이드밸브(13)의 상류 측 유로로 재 가압하는 유압펌프(15)와, 유압펌프(15)의 상류와 하류 측 유로에 각각 설치되어 완 충공간(BUFFER)을 이루는 저압어큐뮬레이터(16) 및 고압어큐뮬레이터(17)를 구비한다.

이러한 브레이크시스템에서 NO형 솔레노이드밸브(13)가 열릴 때는 NC형 솔레노이드밸브(14)가 닫혀서 바퀴 측에 제동압이 가해지도록 하고, NO형 솔레노이드밸브(13)가 닫힐 때는 NC형 솔레노이드밸브(14)가 열려서 바퀴의 제동압이 해제되도록 한다. 유압펌프(15) 상류 측에 설치되는 저압큐뮬레이터(16)는 바퀴 측에서 복귀하는 브레이크 오일이 일시 저장되었다가 유압펌프(15) 쪽으로 공급되도록 하고, 유압펌프(15)의 하류 측에 설치되는 고압어큐뮬레이터(17)는 유압펌프(15)에서 가압된 오일이 일시 저장되면서 유압펌프(15)의 동작에 따른 압력맥동이 감쇠되도록 한다. 그리고 이러한 장치들은 도면에 도시하지는 않았지만, 전자제어장치(ECU: ELECTRIC CONTROL UNIT)에 의해 동작이 제어된다. 즉 전자제어장치는 NO형 및 NC형 솔레노이드밸브(13,14)를 제어하여 바퀴 측으로 단속적인 제동압이 가해지도록 하고, 유압펌프(15)의 구동을 제어하여 저압어큐뮬레이터(16) 쪽 오일이 바퀴 측으로 재 가압되도록 한다.

또 이 브레이크시스템은 차량의 급출발 시에 바퀴와 노면의 슬립현상을 방지하여 차량이 원활하게 출발할 수 있도록 하는 트랙션 제어시스템(TCS: TRACTION CONTROL SYSTEM)을 구비한다.

트랙션 제어시스템은 마스터실린더(10)의 출구 측 유압라인과 유압펌프(15)의 입구 측 유압라인을 연결하는 별도의 우회유로(18)와, 우회유로(18)에 설치된 왕복형 유압밸브(19)와, 마스터실린더(10)의 출구 측과 고압어큐뮬레이터(17)의 출 구 측을 연결하는 유압라인에 설치된 트랙션 제어(Traction Control)용 솔레노이드밸브(20, 이하 "TC용 솔레노이드밸브"함)를 포함한다.

왕복형 유압밸브(19)는 평소 개방된 상태를 유지하다가 운전자가 브레이크페달(11)을 밟아 제동압이 전달되면 우회유로(18)를 폐쇄한다. 이는 운전자가 브레이크페달(11)을 밟을 때 우회유로(18)가 폐쇄된 상태를 유지하여 제동압이 바퀴의 휠실린더(12) 쪽으로 가해질 수 있도록 한 것이다.

TC용 솔레노이드밸브(20)는 평소 열린 상태를 유지하다가 차량의 급출발 등으로 바퀴의 노면슬립이 발생할 때 유로를 폐쇄함으로써 유압펌프(15)의 동작에 의한 고압의 유체가 마스터실린더(10) 쪽으로 흐르지 않고 바퀴 쪽으로 흐르도록 한다. 또 TC용 솔레노이드밸브(20)는 유압펌프(15) 출구 쪽 유로의 압력이 설정압력 이상일 때 밸브가 스스로 열려서 오일의 일부가 마스터실린더(10) 쪽으로 흐르도록 함으로써 유압펌프(15) 출구 쪽 유압이 설정압력으로 유지될 수 있도록 한다.

이러한 TC용 솔레노이드밸브(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 길이방향의 관통공(22)이 형성되고 그 둘레와 하단에 오일의 흐름을 위한 입구(23)와 출구(24)가 형성된 마그네틱 밸브코어(21)를 구비한다.

밸브코어(21)의 상부에는 얇은 원통형의 밸브돔(25)이 결합되고, 밸브돔(25) 내에는 밸브돔(25) 내부를 소정구간 진퇴하는 원통형 아마츄어(26)가 설치된다. 그리고 밸브코어(21)와 밸브돔(25) 외측에는 전원을 인가받아 자기력을 발생시킴으로써 아마츄어(26)를 진퇴시키는 여자코일(27)이 설치된다.

밸브코어(21) 내에는 중앙에 오리피스(31)가 형성된 밸브시트(30)가 입구 (24)와 근접하는 쪽에 설치되고, 아마츄어(26)의 진퇴에 따라 관통공(22) 내부를 진퇴하면서 밸브시트(30)의 오리피스(31)를 개폐하는 플런저(40)가 설치된다. 밸브시트(30)는 원통형으로 이루어지고 외면이 밸브코어(21)의 내면에 압입 고정된다. 플런저(40)는 길이가 긴 봉형상으로 마련되며, 단차를 형성하도록 외면에 돌출된 지지턱(41)과, 오리피스(31)를 개폐하도록 하단에 결합된 개폐볼(42)를 구비한다.

플런저(40)의 지지턱(41)과 밸브시트(30) 사이에는 여자코일(27)에 전원이 인가되지 않을 때 플런저(40)를 아마츄어(26) 쪽으로 가압하여 오리피스(31)가 개방되도록 하는 복원스프링(43)이 설치된다. 그리고 지지턱(41) 상부의 플런저(40) 외면에는 플런저(40)에 의해 오리피스(31)가 폐쇄된 상태에서 출구(24) 쪽 유압이 설정압력 이상으로 상승할 때 플런저(40)가 유압에 의해 밀리면서 오리피스(31)가 개방될 수 있도록 하는 릴리프장치(50)가 설치된다.

릴리프장치(50)는 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 플런저(40)의 외면에 끼워지며 그 하단이 플런저(40)의 지지턱(41)에 지지된 릴리프스프링(51)과, 플런저(40)의 외면에 진퇴 가능하게 결합되며 하부가 릴리프스프링(51) 상단에 지지되고 상부가 아마츄어(26)에 지지되는 중공의 가이드부재(52)를 포함한다. 이때 릴리프스프링(51)은 복원스프링(43)의 탄성보다 크게 한다.

또 릴리프장치(50)는 플런저(40)의 외면에 결합되는 가이드부재(52)가 플런저(40) 외면으로부터 이탈하지 않도록 하기 위해 플런저(40)의 외면에 형성된 가이드홈(53)과, 가이드부재(52)의 내면으로부터 돌출하여 가이드홈(53)으로 진입하는 걸림턱(54)을 포함한다. 가이드홈(53)은 가이드부재(52)의 진퇴를 허용할 수 있도 록 플런저(40)의 길이 방향으로 길게 형성된다. 즉 가이드홈(53)이 걸림턱(54)의 상하 폭보다 길게 형성된다. 또 걸림턱(54)에는 도 5에 도시한 바와 같이, 가이드부재(52)가 결합되는 방향에 경사면(54a)이 형성되고, 플런저(40) 외면에는 가이드부재(52) 내부로 진입하는 상부 외면에 테이퍼면(40a)이 형성된다. 이는 가이드부재(52)가 플런저(40)의 외면에 결합될 때 경사면(54a)과 테이퍼면(40a)이 미끌리면서 용이하게 결합될 수 있도록 한 것이다. 가이드부재(52)의 결합이 완료된 후에는 걸림턱(54)이 가이드홈(53) 내에 위치하여 가이드홈(53)에 걸리므로 가이드부재(52)의 이탈이 방지된다. 또 이 상태에서 가이드부재(52)는 걸림턱(54)이 가이드홈(53) 내에서 움직일 수 있기 때문에 플런저(40)의 길이방향으로 진퇴할 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 솔레노이드밸브(20)는 릴리프장치(50)가 플런저(40)의 외면에 결합되는 릴리프스프링(51)과 가이드부재(52)로 이루어지기 때문에 종래 솔레노이드밸브에 비하여 구성이 간단하여 밸브의 제조를 용이하게 수행할 수 있다.

종래의 경우는 밸브를 제조할 때 밸브의 모든 부품을 조립라인에 비치한 상태에서 일련의 공정으로 밸브의 전체적인 조립을 실시해야 하기 때문에 제조가 까다로웠지만, 본 발명은 별도의 공정을 통해 플런저(40)의 외면에 릴리프장치(50)를 미리 결합시켜 둠으로써 추후 밸브 전체적인 조립을 할 때 릴리프장치(50)가 장착된 하나의 유닛형태 플런저(40)를 밸브코어(21)에 조립하기만 하면 되므로 밸브의 제조를 손쉽게 수행할 수 있다. 또 종래의 경우 아마츄어에 보어를 형성하기 위해 별도의 절삭가공 등을 수행해야 했지만 본 발명은 이러한 제조공정도 배제할 수 있 다. 또한 릴리프스프링(51)과 가이드부재(52)를 플런저(40)에 결합시킬 때도 플런저(40)의 외면에 릴리프스프링(51)을 끼운 후 플런저(40)의 외면에 단지 가이드부재(52)를 압입시키만 하면 되기 때문에 릴리프장치(50)의 조립도 손쉽게 수행할 수 있다.

다음은 이러한 TC용 솔레노이드밸브가 적용된 브레이크시스템 및 TC용 솔레노이드밸브의 동작에 관하여 설명한다.

운전자가 브레이크페달(11)을 밟으면, 마스터실린더(10)에서는 제동압이 형성되고, 이 유압은 NO형 솔레노이드밸브(13)를 통해 각 바퀴 측의 휠실린더(12)로 공급되어 차량의 제동이 이루어지도록 한다. 제동이 이루어지는 가운데 바퀴 쪽 휠센서(미도시)에 의해 바퀴의 슬립현상이 감지되면, 전자제어장치(미도시)는 NO형 솔레노이드밸브(13)를 폐쇄하고 NC형 솔레노이드밸브(14)를 개방하여 휠실린더(12)의 오일이 저압어큐뮬레이터(16) 쪽으로 흐르도록 함으로써 일시 제동을 해제하여 슬립현상을 방지한다.

NC형 솔레노이드밸브(14)의 개방을 통해 휠실린더(12)로부터 저압어큐뮬레이터(16)로 흐른 오일은 유압펌프(15)의 구동에 의해 재 가압이 되면서 고압어큐뮬레이터(17) 내부로 토출되며, 고압어큐뮬레이터(17)의 오일은 다시 NO형 솔레노이드밸브(13)의 상류 쪽으로 공급되어 제동압을 형성한다. 그리고 이러한 상태에서 전자제어장치는 NO형 솔레노이드밸브(13)를 개방하고 NC형 솔레노이드밸브(14)를 폐쇄시킴으로써 휠실린더(12)에 다시 제동압이 가해지도록 한다. 이러한 과정은 전자제어장치에 의해 계속 반복적으로 제어되어 휠실린더(12)에 단속적인 제동압이 가 해지도록 한다. 따라서 차량은 바퀴의 슬립이 없이 안정적으로 멈춘다.

한편 운전자가 브레이크페달(11)을 조작하는 것과는 무관하게 차량의 급출발 등으로 차량 바퀴의 슬립현상이 감지될 때는 브레이크 트랙션 제어시스템이 가동된다. 이때는 전자제어장치의 제어에 의해 TC용 솔레노이드밸브(20)가 닫힌 상태에서 위와 같은 제동동작이 이루어짐으로써 바퀴의 제동이 이루어진다. 이때 오일은 마스터실린더(10)의 출구 쪽에서 왕복형 유압밸브(19)를 거쳐 유압펌프(15)로 공급된다.

이러한 동작이 이루어지는 과정에서 유압펌프(15)의 출구 쪽 제동압이 설정압력 이상으로 상승하여 제동력이 너무 클 때는 유압펌프(15)의 출구 측의 압력에 의해 TC용 솔레노이드밸브(20)의 릴리프장치(50)가 동작하여 밸브(20)의 오리피스(31)가 개방됨으로써 유압펌프(15) 출구 측 오일이 마스터실린더(10) 쪽으로 흐른다. 따라서 바퀴에 가해지는 제동압은 적절하게 유지된다.

TC용 솔레노이드밸브(20)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

여자코일(27)에 전원이 인가되어 아마츄어(26)가 밸브코어(21) 쪽으로 전진하면, 아마츄어(26)가 가이드부재(52)를 가압하고, 가이드부재(52)가 릴리프스프링(51)을 통해 플런저(40)를 가압하므로 도 3에 도시한 바와 같이, 플런저(40)가 밸브시트(30) 쪽으로 이동하여 밸브시트(30)의 오리피스(31)를 폐쇄한다.

이 상태에서 밸브코어(21)의 출구(24) 쪽 압력(유압펌프 출구 쪽 압력)이 설정압력 이상이면(릴리프스프링의 탄성보다 크면), 도 4에 도시한 바와 같이, 유체의 압력이 플런저(40)의 개폐볼(42)을 밀어 올리게 되므로 오리피스(31)가 개방된 다. 이때 릴리프스프링(51)은 유압에 의해 상부로 밀리는 플런저(40)에 의해 약간 압축된다. 즉 이때는 플런저(40)와 릴리프스프링(51)이 밀리면서 오리피스(31)가 개방되므로 유압펌프(15) 출구 쪽 압력이 설정압력으로 유지된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브는 릴리프기능을 위한 릴리프스프링과 가이드부재가 플런저의 외면에 결합되는 구조이기 때문에 종래 솔레노이드밸브의 릴리프장치에 비하여 구성을 단순화할 수 있다. 따라서 종래에 비하여 밸브의 제조를 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

유체의 흐름을 위한 입구와 출구를 구비한 중공의 밸브코어와, 상기 밸브코어의 일단에 결합된 밸브돔과, 상기 밸브돔 내부에 진퇴 가능하게 설치된 아마츄어와, 상기 밸브돔의 외측에 설치된 여자코일과, 상기 밸브코어 내에 마련되며 오리피스를 구비하는 밸브시트와, 상기 아마츄어의 동작에 의해 진퇴하며 상기 오리피스를 개폐하도록 상기 밸브코어 내에 설치된 플런저와, 상기 오리피스의 개방을 위해 상기 플런저를 아마츄어 쪽으로 가압하는 복원스프링과, 상기 플런저가 상기 오리피스를 폐쇄한 상태에서 상기 출구 쪽 유압이 설정압력 이상일 때 상기 플런저가 유압에 의해 밀리면서 상기 오리피스가 개방될 수 있도록 하는 릴리프장치를 포함하는 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브에 있어서,

상기 릴리프장치는 상기 플런저의 외면에 끼워지며 일단이 상기 플런저 외면에 형성된 지지턱에 지지되는 릴리프스프링과, 상기 플런저의 외면에 진퇴 가능하게 결합되며 일단이 상기 릴리프스프링에 지지되고 타단이 상기 아마츄어에 지지되는 중공의 가이드부재를 포함하되,

상기 가이드부재와 상기 플런저의 진퇴 가능한 결합을 위해 상기 플런저의 외면에 형성된 가이드홈과, 상기 가이드부재가 결합될 때 상기 가이드홈에 진입하여 걸리며 상기 가이드홈 내에서 진퇴할 수 있도록 상기 가이드부재의 내면으로부터 돌출된 걸림턱을 더 포함하고,

상기 가이드부재와 상기 플런저의 용이한 결합을 위해 상기 걸림턱에는 상기 가이드부재가 결합되는 방향에 경사면이 형성되고, 상기 플런저 외면에는 상기 가이드부재 내부로 진입하는 쪽 외면에 테이퍼면이 형성된 것을 특징으로 하는 브레이크 트랙션 제어시스템용 솔레노이드밸브.
삭제
삭제