KR102594970B1 - 3-웨이 솔레노이드 밸브, 이를 포함하는 차량용 제동시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

3-웨이 솔레노이드 밸브, 이를 포함하는 차량용 제동시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

3-웨이 솔레노이드 밸브, 이를 포함하는 차량용 제동시스템 및 이의 제어방법을 개시한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 차량의 각 휠에 유압을 이용하여 제동압을 가하도록 배치된 하나 이상의 휠실린더; 상기 하나 이상의 휠실린더에게 공급되는 유압을 증압 또는 감압시키도록 배치된 하나 이상의 3-웨이 솔레노이드 밸브; 및 브레이크페달에 가해지는 답력 또는 유압펌프의 구동을 이용하여 상기 휠실린더에게 유압을 공급하도록 배치된 제동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동시스템을 제공한다.

Description

3-웨이 솔레노이드 밸브, 이를 포함하는 차량용 제동시스템 및 이의 제어방법{3-Way Solenoid Valve, Brake System for Vehicle Including the Same, And Controlling Method for the Same}
본 개시는 3-웨이 솔레노이드 밸브, 이를 포함하는 차량용 제동시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
종래의 차량용 제동시스템에는 노말 오픈 타입(normal open type)의 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 또는 노말 클로즈 타입(normal close type)의 솔레노이드 밸브가 장착된다. 노말 오픈 타입의 솔레노이드 밸브란, 제어부로부터 전류가 인가되지 않을 때, 즉, 평상시에 유로(flow path)가 개방되어 있는 솔레노이드 밸브를 의미한다. 한편, 노말 클로즈 타입의 솔레노이드 밸브란, 제어부로부터 전류가 인가되지 않을 때, 즉, 평상시에 유로가 닫혀 있는 솔레노이드 밸브를 의미한다.
종래의 차량용 제동시스템은 노말 오픈 타입의 솔레노이드 밸브와 노말 클로즈 타입의 솔레노이드 밸브가 각각 장착되어 제동장치로부터 전달받은 유압 오일을 휠브레이크(wheel brake)에 공급한다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 제동시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 제동장치(1)에서 제공되는 유압 오일이 인렛밸브(3) 및 아웃렛밸브(5)에게 공급된다. 여기서 인렛밸브(3)는 노말 오픈 타입, 아웃렛밸브(5)는 노말 클로즈 타입이다. 또한 인렛밸브(3)에는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)로부터 제동장치(1) 측 방향으로만 흐르게 하는 체크밸브(4)가 배치되어 있다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)로부터 공급된 유압을 감압시킬 때에는 아웃렛밸브(5)를 개방하여 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 유압 오일을 제동장치(1) 측으로 배출한다.
이처럼, 종래의 차량용 제동시스템은 내부에 노말 오픈 타입의 인렛밸브(3), 노말 클로즈 타입의 아웃렛밸브(5), 및 체크밸브(4)를 모두 장착해야 하기 때문에 제동 시스템(braking system)을 구현하기 위한 솔레노이드 밸브의 개수가 증가함으로써 제조원가가 증가하고 제동시스템의 부피와 무게 또한 증가하는 문제가 존재한다.
이에, 본 개시는 차량용 제동시스템 내 배치되는 솔레노이드 밸브의 개수를 줄임으로써 차량용 제동시스템의 부피와 무게를 감소시키는 데 주된 목적이 있다.
또한, 본 개시는 인렛밸브와 아웃렛밸브를 3-웨이 솔레노이드 밸브로 대체함으로써 제조원가를 절감하는 데 주된 목적이 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, 밸브챔버(valve chamber), 상기 밸브챔버와 유체 연통(fluid communication)하는 제1 유체포트(first fluid port), 제2 유체포트(second fluid port) 및 제3 유체포트(third fluid port)를 포함하는 밸브블록(valve block); 공급되는 전류에 따라 전자기력이 형성되도록 구성되는 전기자(armature); 일단이 상기 전기자의 적어도 일부와 접하고, 상기 전기자의 전자기력에 따라 타단으로 가압하는 힘을 전달하도록 구성되는 플런저(plunger); 상기 전기자의 하부에 배치되며 상기 플런저의 적어도 일부가 내부를 관통하도록 구성되는 몸체; 및 상기 제1 유체포트와 상기 제2 유체포트 사이 유체의 흐름을 차단 또는 공급하도록 구성되는 제1 개폐유로, 상기 제2 유체포트와 상기 제3 유체포트 사이 유체의 흐름을 차단 또는 공급하도록 구성되는 제2 개폐유로, 및 상기 플런저가 가압하는 방향으로 탄성력을 제공하도록 내부에 구성되는 제1 탄성부를 포함하고, 상기 플런저가 가압하는 힘의 크기에 따라 상기 제1 개폐유로 및 상기 제2 개폐유로의 개폐를 조절하도록 구성되는 유로조절 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브를 제공한다.
또한, 차량의 각 휠에 유압을 이용하여 제동압을 가하도록 배치된 하나 이상의 휠실린더; 상기 하나 이상의 휠실린더에게 공급되는 유압을 증압 또는 감압시키도록 배치된 하나 이상의 3-웨이 솔레노이드 밸브; 및 브레이크페달에 가해지는 답력 또는 유압펌프의 구동을 이용하여 상기 휠실린더에게 유압을 공급하도록 배치된 제동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동시스템을 제공한다.
또한, 차량의 가압장치, 휠실린더 및 어큐뮬레이터 간의 유체의 흐름을 조절하도록 구성된 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법에 있어서, 상기 휠실린더의 압력이 유지, 증가 또는 감소되어야 하는지 여부를 판단하는 판단과정; 상기 휠실린더의 압력을 제어하기 위해 상기 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 전자기력을 형성하는 전자기력 형성과정; 및 상기 전기자에 형성된 전자기력에 따라 상기 어큐뮬레이터와 상기 휠실린더 간의 유체의 흐름을 조절하는 제1 개폐유로 및 상기 휠실린더와 상기 가압장치 간의 유체의 흐름을 조절하는 제2 개폐유로의 개폐를 조절하는 유로조절과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 3-웨이 솔레노이드 밸브 및 이를 포함하는 차량용 제동시스템은 세 방향의 유체포트 및 체크밸브의 역할을 하는 씰링부를 구성하는 솔레노이드 밸브를 이용하여 차량용 제동시스템 내에 배치되는 밸브의 개수를 최소화하여, 차량용 제동시스템을 경량화 및 소형화하고 생산단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 제동시스템의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 전자기력이 형성되지 않았을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제2 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제3 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제1 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 8은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 전자기력이 형성되지 않았을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제2 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제3 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제1 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브를 포함하는 차량용 제동시스템의 블록도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법의 흐름도이다.
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 명세서에서, '좌측(left-hand side)'/'우측(right-hand side)' 또는 '상부(upper part)'/'하부(lower part)'라는 용어는 어떠한 구성요소가 도면 상에 도시된 방향을 나타내기 위에 불과하며, 그 배치 방향 및 위치로 본 개시 내용이 한정 해석되지 않는다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 단면도이다. 본 명세서에서, 3-웨이 솔레노이드 밸브의 길이방향을 Y축으로 정의하고, 3-웨이 솔레노이드 밸브의 길이방향과 수직한 방향을 X축으로 정의한다. 도면 상에 도시된 방향 중 상부 방향을 '양의 Y축', 하부 방향을 '음의 Y축'으로 정의한다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve, 100)는 전기자(armature, 110), 플런저(plunger, 120), 몸체(body, 130), 실링부재(sealing member, 140), 유로조절 어셈블리(flow path control assembly, 150), 체크밸브(check valve, 170) 및 밸브블록(valve block, 180)의 전부 또는 일부를 포함한다.
전기자(110)는 공급되는 전류에 따라 전자기력(electromagnetic force)이 형성되도록 구성된다. 구체적으로, 전기자(110)는 코일(coil, 미도시)로 감싸질 수 있는데, 코일에 인가되는 전류에 따라 전자기력을 형성한다. 전기자(110)에 형성되는 전자기력이 증가될수록 전기자(110)와 몸체는 상호 더 근접하게 된다.
몸체(130)는 전기자(110)의 하부에 배치되며, 플런저(120)의 적어도 일부가 내부를 관통(penetrate)하도록 중공부(hollow)가 형성되어 있다. 전기자(110)에 전자기력이 형성되면 전기자(110)는 몸체(130) 측으로 이동하려는 힘이 발생한다.
플런저(120)는 일단이 전기자(110)의 적어도 일부와 접하고, 전기자(110)의 전자기력에 따라 플런저(120)의 타단으로 가압하는 힘을 전달하도록 구성된다. 즉, 플런저(120)는 전기자(110)의 움직임에 영향을 받는다. 플런저(120)는 전기자(110)의 적어도 일부 중 전기자(110)의 하부면 중앙과 접하도록 배치될 수 있다.
전기자(110)에 전자기력이 형성되어 몸체(130) 측으로 이동하면서 플런저(120)를 음의 Y방향으로 가압한다. 플런저(120)가 음의 Y축 방향으로 가압되면 플런저(120)의 타단에 연결된 구성, 즉 제1 유체조절부(151)가 음의 Y방향으로 가압된다.
플런저(120)의 하단은 유로조절 어셈블리(150)의 일부를 관통하도록 배치될 수 있다. 이러한 배치로 인해 플런저(120)가 전기자(110)에 의해 가압될 경우 유로조절 어셈블리(150) 내부에 배치된 제1 탄성부(154)를 가압할 수 있다. 플런저(120)의 하부의 단면적은 유로조절 어셈블리(150)의 일부를 관통하기 위해 플런저(120)의 상부의 단면적보다 작게 구성될 수 있다. 여기서 단면적은 Y축에 수직한 평면의 단면적을 지칭한다.
실링부재(140)는 유로조절 어셈블리(150)와 몸체(130) 사이에 배치된다. 실링부재(140)는 유로조절 어셈블리(150)의 상부 하우징(152)의 외주면을 밀착하여 감싸고 몸체(130)의 내주면과 밀착하여, 유로조절 어셈블리(150)와 몸체(130) 사이에 유체가 흐르는 것을 방지한다. 따라서 유체는 유로조절 어셈블리(150) 내부에 형성된 공간을 통하여(through) 이동할 수 있다.
유로조절 어셈블리(150)는 제1 유체조절부(first flow control part, 151), 하우징(housing, 152 및 153) 제1 탄성부(first elastic part, 154), 제2 유체조절부(second flow control part, 155) 및 밸브시트(valve seat, 156)의 전부 또는 일부를 포함한다.
유로조절 어셈블리(150)는 제1 유체포트(first fluid port, A)와 제2 유체포트(second fluid port, B) 사이 유체의 흐름을 차단 또는 공급하도록 구성되는 제1 개폐유로(first opening and closing flow path, P1)를 포함한다. 제1 개폐유로(P1)는 상부 하우징(152)의 개구부와 제1 유체조절부(151) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
또한, 유로조절 어셈블리(150)는 제2 유체포트(B)와 제3 유체포트(third fluid port, C) 사이 유체의 흐름을 차단 또는 공급하도록 구성되는 제2 개폐유로(second opening and closing flow path, P2)를 포함한다. 제2 개폐유로(P2)는 밸브시트(156)의 중공부와 제2 유체조절부(155) 사이에 형성된 공간일 수 있다.
유로조절 어셈블리(150)는 플런저(120)가 가압하는 힘의 크기에 따라 제1 개폐유로(P1) 및 제2 개폐유로(P2)의 개폐를 조절하도록 구성된다.
제1 유체조절부(151)는 제1 개폐유로(P1)를 개폐하고, 제1 탄성부(154)의 일단과 접하고 유로조절 어셈블리(150)의 내부에 배치된다. 제1 유체조절부(151)는 플런저(120)의 하단에 접하도록 배치된다.
플런저(120)가 전기자(110)의 전자기력 형성에 의해 가압되면, 플런저(120)의 하단에 접한 제1 유체조절부(151)도 음의 Y축 방향으로 가압된다. 즉, 제1 유체조절부(151)의 상단이 플런저(120)의 하단과 접하고, 플런저(120)가 제1 유체조절부(151)를 가압하여 제1 탄성부(154)에게 힘을 전달할 수 있다. 플런저(120)가 제1 탄성부(154)를 압축할 정도의 충분한 힘으로 제1 유체조절부(151)를 가압하는 경우 제1 개폐유로(P1)가 열릴 수 있다.
제1 유체조절부(151)는 도 2에 도시된 바와 같이 구체(sphere) 형상으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 하우징(152 및 153) 내에 배치되어 제1 개폐유로(P1)를 폐쇄할 수 있는 형상이면 족하다.
하우징(152 및 153)은 밸브챔버(D) 내에 측면이 고정되어 Y축 방향으로 직선운동하도록 구성된다. 하우징(152 및 153)의 일부에는 관통홀(penetration hole)이 형성되어 하우징 외부의 유체가 하우징 내부로 유입될 수 있다.
관통홀에는 오리피스(orifice)가 적용될 수 있다. 예컨대, 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)가 차량의 전륜 휠브레이크에 흐르는 유압을 조절하는지 또는 후륜 휠브레이크에 흐르는 유압을 조절하는지에 따라 오리피스의 유무 및 형상이 다를 수 있다.
하우징(152 및 153)의 상부에는 플런저(120)의 일부가 관통될 수 있도록 개구부(opening)가 형성된다. 플런저(120)가 하우징(152 및 153)의 상부에 관통되어 배치된 부분에 유체가 흐를 수 있다. 하우징(152 및 153)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부 하우징(152)과 하부 하우징(153)으로 구성될 수 있으나, 일체로 형성될 수도 있다.
제1 탄성부(154)는 하우징(152 및 153)의 내부에 배치되며, 일단이 제1 유체조절부(151)와 접하고 타단이 하우징(152 및 153)의 하부면과 접하도록 배치될 수 있다. 제1 탄성부(154)는 플런저(120)가 가압하는 방향으로 탄성력(elastic force)을 제공할 수 있다.
제1 탄성부(154)는 제1 유체조절부(151)에 의해 음의 Y방향으로 가압될 경우, 하우징(152 및 153)을 음의 Y방향으로 가압할 수 있다.
제2 유체조절부(155)는 하우징(152 및 153)의 외측 하단에 고정되어 배치될 수 있다. 즉, 제2 유체조절부(155)는 제2 개폐유로(P2)를 개폐하도록 유로조절 어셈블리(150)의 하단에 배치된다. 제2 유체조절부(155)는 하우징(152 및 153)과 별도로 제조되어 결합되지 않고, 하우징(152 및 153)의 일부에 제2 유체조절부(155)가 일체로서 사출된 형상으로 제조될 수 있다.
밸브시트(156)는 제2 유체조절부(155)의 하단에 배치되고, 중앙에 유체가 흐르는 중공부가 형성된다. 밸브시트(156)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(100) 내에서 고정되어 배치된다. 제2 유체조절부(155)가 밸브시트(156)의 상단에서 Y축 방향으로 움직이면서 제2 개폐유로(P2)의 개폐를 조절할 수 있다.
체크밸브(170)는 제2 유체포트(B)에서 제3 유체포트 측으로만 유체가 흐르도록 구성된다. 체크밸브(170)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)의 하부에 배치될 수 있다. 특히, 전기자(110)에 전자기력이 형성되지 않아 제2 유체포트(B)와 제3 유체포트(C) 간에 유체가 제2 개폐유로(P2)를 통해 흐를 때(도 3 참조), 동시에 체크밸브(170)를 통해 제2 유체포트(B)로부터 제3 유체포트(C)로 일방향으로 유체가 흐를 수 있다.
밸브블록(180)은 밸브챔버(valve chamber, D), 제1 유체포트(first fluid port, A), 제2 유체포트(second fluid port, B) 및 제3 유체포트(third fluid port, C)를 포함한다. 제1 유체포트(A), 제2 유체포트(B) 및 제3 유체포트(C)는 밸브챔버(D)와 유체 연통(fluid communication)된다.
여기서, 제1 유체포트(A)는 제동장치(brake device, 300, 도 12 참조)측 방향, 특히 어큐뮬레이터(accumulator, 미도시) 또는 레저버(reservoir, 미도시)와 연결된 유체의 유입구(inlet) 또는 유출구(outlet)일 수 있다. 일반적으로 휠실린더(wheel cylinder, W1, W2, W3 또는 W4, 도 12 참조)를 감압할 때 제2 유체포트(B)로부터 제1 유체포트(A) 측으로 유체가 흐를 수 있다.
제2 유체포트(B)는 차량의 휠에 배치된 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4, 도 6 참조)와 연결된 유체의 유입구 또는 유출구일 수 있다.
제3 유체포트(C)는 본 개시의 일 실시예에 따른 제동장치(300, 도 12 참조), 특히 가압장치(미도시)와 연결된 유체의 유입구 또는 유출구일 수 있다. 일반적으로 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4, 도 12 참조)를 증압할 때 제3 유체포트(C)로부터 제2 유체포트(B) 측으로 유체가 흐를 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 유체포트(A) 및 제2 유체포트(B)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)의 측면에 형성될 수 있다. 제3 유체포트(C)는 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)의 하부에 배치될 수 있다.
다만 제1 내지 제3 유체포트(A, B 및 C)는 위에서 설명한 구성과 연결에 제한되지 않는다. 제1 내지 제3 유체포트(A, B 및 C)로부터 유입 또는 유출되는 유체는 밸브블록(180) 내 밸브챔버(D)를 통하여(through) 흐른다.
도 2에서, 실링부재(140)가 감싸는 유로조절 어셈블리(150)의 상단부의 X방향 단면적은 제1 면적(X1), 제1 개폐유로(P1)가 제1 유체조절부(151)에 의해 실링되는 부분의 X방향 단면적은 제2 면적(X2), 및 제2 개폐유로(P2)가 제2 유체조절부(155)에 의해 실링되는 부분의 X방향 단면적은 제3 면적(X3)이라 지칭한다.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 전자기력이 형성되지 않았을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제2 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다. 도 5는 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제3 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다. 도 6은 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제1 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
전기자(110)는 형성되는 전자기력이 증가함에 따라 플런저(120)를 가압하는 힘이 증가한다. 즉, 전기자(110)에 형성되는 전자기력에 따라 제1 개폐유로(P1) 및 제2 개폐유로(P2)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 고정된 값이 아니라 일정 범위로 저장될 수 있다. 제2 전자기력은 제1 전자기력보다 크고, 제3 전자기력은 제2 전자기력보다 크다.
이하 도 3 내지 도 6에 대한 설명에서는 제1 유체포트(A)는 어큐뮬레이터(미도시) 또는 레저버(미도시)와 직접적 또는 간접적으로 연결된 포트, 제2 유체포트(B)는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)와 직접적 또는 간접적으로 연결된 포트, 및 제3 유체포트(C)는 제동장치(300) 내 가압장치(미도시)와 직접적 또는 간접적으로 연결된 포트로 정의된다. 여기서 가압장치(미도시)는 마스터실린더일 수 있다.
도 3을 참조하면, 전기자(110)에 전자기력이 형성되지 않음으로써 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하지 않는다. 제2 개폐유로(P2)는 제2 및 제3 유체포트(B 및 C)와, 제1 유체포트(A) 간의 압력 차이로 인해 개폐될 수 있다. 이하 상세히 설명한다.
전기자(110)에 전자기력이 형성되지 않으면 전기자(110)가 몸체(130) 측으로 이동하려는 힘이 형성되지 않는다. 따라서 유로조절 어셈블리(150)는 플런저(120)로부터 외력을 받지 않는다. 이러한 경우에는 제1 탄성부(154)의 탄성력으로 인해 제1 유체조절부(151)는 상부 방향으로 가압되어 제1 개폐유로(P1)가 닫히게 된다. 제2 개폐유로(P2)는 제2 유체포트(B)와 제3 유체포트(C)에서 발생하는 압력이 제1 면적(X1)을 양의 Y방향으로 가압하기 때문에 제2 개폐유로(P2)는 개방된다.
구체적으로, 가압장치(미도시)로부터 제3 유체포트(C)에 압력이 인가되면, 제2 개폐유로(P2)가 개방되어 유체가 제2 유체포트(B)를 지나 휠실린더(W1, W2, W3 및 W4)에게 전달된다. 가압장치(미도시)의 압력이 해제되면, 제2 개폐유로(P2)가 개방되어 유체가 제2 유체포트(B)로부터 제3 유체포트(C)측으로 흐름으로써 휠 실린더(W1, W2, W3 및 W4)의 압력이 감소하게 된다. 유체가 제2 유체포트(B)로부터 제3 유체포트(C)측으로 흐를 때에는 유체가 체크밸브(170)를 통하여도 흐를 수 있다.
일반적으로 차량용 제동시스템에서 인렛 밸브(inlet valve)는 전류가 인가되지 않았을 때 유로가 개방되어 있는 노말 오픈 타입(normal open type)이고, 아웃렛 밸브(outlet valve)는 전류가 인가되지 않았을 때 유로가 폐쇄되어 있는 노말 클로즈 타입(normal close type)이다.
본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)는 전류가 인가되지 않았을 때 제2 유체포트(B)와 제3 유체포트(C) 사이의 제2 개폐유로(P2)는 개방되어 있고, 제1 유체포트(A)와 제2 유체포트(B) 사이의 제1 개폐유로(P1)는 폐쇄되어 있다. 따라서, 본 개시의 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)는 종래의 노말 오픈 타입의 인렛 밸브와 노말 클로즈 타입의 아웃렛 밸브의 모든 특징을 가지고 있다.
또한, 체크밸브(170)는 유체가 제2 유체포트(B)에서 제3 유체포트(C) 측 방향으로만 흐르도록 형성되어 있는데, 이는 종래의 인렛 밸브에 배치되어 있는 체크밸브의 역할을 대체한다.
도 4를 참조하면, 전기자(110)에 제2 전자기력이 형성되므로 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하게 된다. 여기서 제2 전자기력은 제3 유체포트(C)가 제3 면적(X3)에 인가하는 압력, 및 제2 유체포트(B)가 제1 면적(X1)과 제3 면적(X3)의 차이의 면적에 인가하는 압력을 더한 힘보다 더 크게 설정될 수 있다. 다만, 제2 전자기력은 제2 유체포트(B)가 제2 면적(X2)에 인가하는 압력과 제1 탄성부(154)의 팽창력을 더한 힘보다는 작도록 설정되어야 한다.
제2 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제2 유체조절부(155)를 간접적으로 가압하여 제2 개폐유로(P2)를 폐쇄시킬 수 있다. 하지만 제2 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제1 탄성부(154)를 간접적으로 가압하여 압축시킬 수는 없어 제1 개폐유로(P1) 또한 폐쇄된다.
여기서, 전기자(110)가 간접적으로 가압한다는 것은 전기자(110)의 전자기력으로 인해 플런저(120)가 음의 Y방향으로 움직임으로써 유로조절 어셈블리(150)에 전달되는 힘에 의해 유로조절 어셈블리(150)의 구성이 가압된다는 것을 의미한다. 전기자(110)에 제2 전자기력이 인가되면 전기자(110)와 몸체(130) 사이의 간격이 좁아지지만, 서로 밀착될 정도로 가까워지지는 않는다.
전기자(110)에 제2 전자기력이 형성된 경우 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되므로 가압장치(미도시)에서 형성된 유압이 제3 유체포트(C)에서 제2 유체포트(B)를 거쳐 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 전달될 수 없다. 또한, 제1 개폐유로(P1)도 폐쇄되므로 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 형성되어 있는 유압이 제2 유체포트(B)에서 제1 유체포트(A)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시) 또는 레저버(미도시)에게 전달될 수 없다. 즉, 전기자(110)에 제2 전자기력이 형성됐을 때는 휠실린더(W1, W2, W3 및 W4)에 형성되어 있는 유압이 유지된다.
도 4의 과정은 종래기술의 차량용 제동시스템에서 인렛 밸브와 아웃렛 밸브를 모두 폐쇄하였을 때와 대응된다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 공급된 제동압을 유지시키기 위해 도 4의 과정이 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 전기자(110)에 제3 전자기력이 형성되므로 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하게 된다. 이때 제3 전자기력은 제2 유체포트(B)가 제2 면적(X2)에 인가하는 압력과 제1 탄성부(154)의 팽창력을 더한 힘보다 크게 설정될 수 있다.
제3 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제2 유체조절부(155)를 간접적으로 가압하여 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되고, 제1 탄성부(154)를 간접적으로 가압하여 제1 탄성부(154)를 압축시켜 제1 개폐유로(P1)가 개방된다.
전기자(110)에 제3 전자기력이 형성된 경우 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되므로 가압장치(미도시)에서 형성된 유압이 제3 유체포트(C)에서 제2 유체포트(B)를 거쳐 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 전달될 수 없다. 하지만 제1 개폐유로(P1)는 개방되므로 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 형성되어 있는 유압이 제2 유체포트(B)에서 제1 유체포트(A)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시) 또는 레저버(미도시)에게 전달된다. 즉, 전기자(110)에 제3 전자기력이 형성됐을 때는 휠실린더(W1, W2, W3 및 W4)에 형성되어 있는 유압이 감소된다.
도 5의 과정은 종래기술의 차량용 제동시스템에서 인렛 밸브를 폐쇄하고 아웃렛 밸브를 개방하였을 때와 대응된다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 공급된 제동압을 감소시키기 위해 도 5의 과정이 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 전기자(110)에 제1 전자기력이 형성되므로 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하게 된다. 제1 전자기력은 제2 전자기력보다 작도록 설정될 수 있다. 제1 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제2 유체조절부(155)를 간접적으로 가압하지만, 제3 유체포트(C)의 압력보다 작은 힘으로 가압하므로 제2 개폐유로(P2)를 완전히 폐쇄할 수 없다. 따라서 유체가 제3 유체포트(C)로부터 제2 유체포트(B)로 흐를 수 있다. 제1 개폐유로(P1)는 폐쇄된다.
전기자(110)에 제1 전자기력이 형성된 경우 제2 개폐유로(P2)가 일부 개방되므로 가압장치(미도시)에서 형성된 유압이 제3 유체포트(C)에서 제2 유체포트(B)를 거쳐 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 전달될 수 있다. 제1 개폐유로(P1)는 폐쇄되므로 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 형성되어 있는 유압이 제2 유체포트(B)에서 제1 유체포트(A)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시)에게 전달될 수 없다. 즉, 전기자(110)에 제1 전자기력이 형성됐을 때는 휠실린더(W1, W2, W3 및 W4)에 형성되어 있는 유압이 증가된다.
도 6의 과정은 종래기술의 차량용 제동시스템에서 인렛 밸브를 개방하고 아웃렛 밸브를 폐쇄하였을 때와 대응된다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 공급된 제동압을 증가시키기 위해 도 6의 과정이 적용될 수 있다.
도 6의 과정을 이용하여 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력을 증가시킬 경우에는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 급격히 증가하여 주행 중 미끄러짐 현상 또는 휠락(wheel-lock)이 발생할 수 있다. 따라서, 제1 개폐유로(P1)가 개방되기 직전만큼의 힘에 대응되는 제1 전자기력을 전기자(110)에 형성시킨 후, 제1 전자기력을 선형적으로 감소시켜 제2 개폐유로(P2)를 부분적으로 개방시킴으로써 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 유압을 점진적으로 증가시킬 수 있다.
도 7은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(200)는 전기자(110), 플런저(120), 몸체(130), 실링부재(140), 유로조절 어셈블리(150), 제2 탄성부(210), 체크밸브(170) 및 밸브블록(180)의 전부 또는 일부를 포함한다.
도 7의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(200)는 도 2의 제1 실시예에 따른 솔레노이드 밸브(100)와 비교하여 하우징(152 및 153)의 형상에 따른 차이가 있다. 그 외의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(200)의 구성은 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(200)에서 하부 하우징(152 및 153)은 상단에 X방향을 포함하고 Y방향에 수직인 평면을 따라 돌출된 부분을 가진다. 이러한 하부하우징(153)의 형상에 의해 전기자(110)에 전자기력이 형성되지 않은 상태에서는 플런저(120)의 내구성을 향상시킬 수 있다는 기술적 특징이 있다. 기술적 특징에 대한 상세한 설명은 도 8에서 상세히 기술한다.
제2 탄성부(210)는 밸브챔버(D)에 배치되며, 일단이 밸브시트(156)의 상면과 접하고, 하우징(152 및 153)에게 양의 Y방향으로 팽창력을 공급하도록 구성될 수 있다. 제2 탄성부(210)는 유로조절 어셈블리(150)의 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 제2 탄성부(210)는 스프링일 수 있다. 제2 탄성부(210)의 탄성계수(elastic modulus)는 제1 탄성부(154)의 탄성계수보다 낮을 수 있다.
제1 탄성부(154)가 제공하는 탄성력의 방향과 제2 탄성부(210)가 제공하는 탄성력의 방향은 서로 평행할 수 있다. 제1 탄성부(154)는 유로조절 어셈블리(150)의 내에 배치되어 있고, 제2 탄성부(210)는 유로조절 어셈블리(150)의 외주면을 감싸면서 배치됨으로써 공간 효율성을 확보할 수 있다.
제2 탄성부(210)는 반드시 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(200)에만 구성되어야 하는 것은 아니고, 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)에도 구성될 수 있다. 즉, 제1 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(100)에서, 제2 탄성부(220)는 일측이 하우징(152 및 153)에 접하고 타측이 밸브시트(156)에 접하도록 배치될 수 있다.
도 8은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 전자기력이 형성되지 않았을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다. 도 9는 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제2 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다. 도 10은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제3 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다. 도 11은 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 제1 전자기력이 형성되었을 때의 유체의 흐름을 설명하기 위한 단면도이다.
이하 도 8 내지 도 11에 대한 설명에서는 제1 유체포트(A)는 어큐뮬레이터(미도시)와 직접적 또는 간접적으로 연결된 포트, 제2 유체포트(B)는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)와 직접적 또는 간접적으로 연결된 포트, 및 제3 유체포트(C)는 제동장치(300) 내 가압장치(미도시)와 직접적 또는 간접적으로 연결된 포트로 정의된다. 여기서 가압장치(미도시)는 마스터실린더일 수 있다.
도 8을 참조하면, 전기자(110)에 전자기력이 형성되지 않으므로 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하지 않는다. 제2 개폐유로(P2)는 제2 유체포트(B) 및 제3 유체포트(C)의 유압으로 인해 개방될 수 있다.
제2 개폐유로(P2)가 개방되면서, 하부하우징(153)의 양의 Y방향으로 이동하게 된다. 제1 실시예의 경우 하부하우징(153)의 양의 Y방향으로 이동하면서 플런저(120)를 가압하게 된다. 반면에 제2 실시예의 경우 하부하우징(153)의 상단에 돌출된 부분의 상면이 몸체(130)의 일부에 걸리게 됨으로써 유로조절 어셈블리(150)가 고정될 수 있다. 그 결과 전기자(110)에 전자기력이 형성되지 않을 때에는 플런저(120)를 가압하는 힘이 없어 플런저(120)의 내구도가 향상된다는 기술적 특징이 있다.
본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(200)는 전류가 인가되지 않았을 때 제2 유체포트(B)와 제3 유체포트(C) 사이의 제2 개폐유로(P2)는 개방되어 있고, 제1 유체포트(A)와 제2 유체포트(B) 사이의 제1 개폐유로(P1)는 폐쇄되어 있다. 따라서, 본 개시의 제2 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브(200)는 종래의 노말 오픈 타입의 인렛 밸브와 노말 클로즈 타입의 아웃렛 밸브의 모든 특징을 가지고 있다.
도 9를 참조하면, 전기자(110)에 제2 전자기력이 형성되므로 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하게 된다. 여기서 제2 전자기력은 제3 유체포트(C)가 제3 면적(X3)에 인가하는 압력, 및 제2 유체포트(B)가 제1 면적(X1)과 제3 면적(X3)의 차이의 면적에 인가하는 압력을 더한 힘보다 더 크게 설정될 수 있다. 다만, 제2 전자기력은 제2 유체포트(B)가 제2 면적(X2)에 인가하는 압력과 제1 탄성부(154)의 팽창력을 더한 힘보다는 작도록 설정되어야 한다.
즉, 제2 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제2 유체조절부(155)를 간접적으로 가압해 제2 개폐유로(P2)를 폐쇄시킨다. 또한 제2 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제1 탄성부(154)를 간접적으로 가압하여 압축시킬 수는 없어 제1 개폐유로(P1) 또한 폐쇄된다.
전기자(110)에 제2 전자기력이 형성된 경우 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되므로 가압장치(미도시)에서 형성된 유압이 제3 유체포트(C)에서 제2 유체포트(B)를 거쳐 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 전달될 수 없다. 또한, 제1 개폐유로(P1)도 폐쇄되므로 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 형성되어 있는 유압이 제2 유체포트(B)에서 제1 유체포트(A)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시)에게 전달될 수 없다. 즉, 전기자(110)에 제2 전자기력이 형성됐을 때는 휠실린더(W1, W2, W3 및 W4)에 형성되어 있는 유압이 유지된다.
도 9의 과정은 종래기술의 차량용 제동시스템에서 인렛 밸브와 아웃렛 밸브를 모두 폐쇄하였을 때와 대응된다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 공급된 제동압을 유지시키기 위해 도 9의 과정이 적용될 수 있다. 도 9 내지 도 11의 과정은 제1 실시예와 유사한 과정을 가진다.
도 10을 참조하면, 전기자(110)에 제3 전자기력이 형성되므로 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하게 된다. 이때 제3 전자기력은 제2 유체포트(B)가 제2 면적(X2)에 인가하는 압력과 제1 탄성부(154)의 팽창력을 더한 힘보다 크거나 같도록 설정될 수 있다.
제3 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제2 유체조절부(155)를 간접적으로 가압하여 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되고, 제1 탄성부(154)를 간접적으로 가압하여 제1 탄성부(154)를 압축시켜 제1 개폐유로(P1)가 개방된다.
전기자(110)에 제3 전자기력이 형성된 경우 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되므로 가압장치(미도시)에서 형성된 유압이 제3 유체포트(C)에서 제2 유체포트(B)를 거쳐 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 전달될 수 없다. 하지만 제1 개폐유로(P1)는 개방되므로 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 형성되어 있는 유압이 제2 유체포트(B)에서 제1 유체포트(A)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시)에게 전달된다. 즉, 전기자(110)에 제3 전자기력이 형성됐을 때는 휠실린더(W1, W2, W3 및 W4)에 형성되어 있는 유압이 감소된다.
도 10의 과정은 종래기술의 차량용 제동시스템에서 인렛 밸브를 폐쇄하고 아웃렛 밸브를 개방하였을 때와 대응된다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 공급된 제동압을 감소시키기 위해 도 5의 과정이 적용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 전기자(110)에 제1 전자기력이 형성되므로 전기자(110)가 플런저(120)를 가압하게 된다. 제1 전자기력은 제2 전자기력보다 작도록 설정될 수 있다.
제1 전자기력이 형성된 전기자(110)는 제2 유체조절부(155)를 간접적으로 가압하지만, 제3 유체포트(C)의 압력보다 작은 힘으로 가압하므로 제2 개폐유로(P2)를 완전히 폐쇄할 수 없다. 따라서 유체가 제3 유체포트(C)로부터 제2 유체포트(B)로 흐를 수 있다. 제1 개폐유로(P1)는 폐쇄된다.
전기자(110)에 제1 전자기력이 형성된 경우 제2 개폐유로(P2)가 일부 개방되므로 가압장치(미도시)에서 형성된 유압이 제3 유체포트(C)에서 제2 유체포트(B)를 거쳐 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 전달될 수 있다.
제1 개폐유로(P1)는 폐쇄되므로 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 형성되어 있는 유압이 제2 유체포트(B)에서 제1 유체포트(A)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시)에게 전달될 수 없다. 즉, 전기자(110)에 제1 전자기력이 형성됐을 때는 휠실린더(W1, W2, W3 및 W4)에 형성되어 있는 유압이 증가된다.
도 11의 과정은 종래기술의 차량용 제동시스템에서 인렛 밸브를 개방하고 아웃렛 밸브를 폐쇄하였을 때와 대응된다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 공급된 제동압을 증가시키기 위해 도 11의 과정이 적용될 수 있다.
도 11의 과정을 이용하여 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력을 증가시킬 경우에는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 급격히 증가하여 주행 중 미끄러짐 현상 또는 휠락(wheel-lock)이 발생할 수 있다. 따라서, 제1 개폐유로(P1)가 개방되기 직전만큼의 힘에 대응되는 제1 전자기력을 전기자(110)에 형성시킨 후, 제1 전자기력을 선형적으로 감소시켜 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 유압을 점진적으로 증가시켜 미끄러짐 등의 현상을 방지할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브를 포함하는 차량용 제동시스템의 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 차량용 제동시스템(1000)은 제동장치(300), 하나 이상의 3-웨이 솔레노이드 밸브(100 또는 200) 및 하나 이상의 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)를 포함한다. 여기서 3-웨이 솔레노이드 밸브(100 또는 200)는 도 2 내지 도 11에서 설명한 바와 같다.
휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)는 차량의 각 휠에 유압을 이용하여 제동압을 가하도록 차량의 각 휠에 배치된다. 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에 유압이 공급되면 차량의 휠에 배치된 브레이크패드가 휠디스크와 접촉하여 마찰력을 발생시킴으로써 제동력이 발생된다.
제동장치(300)는 브레이크페달에 가해지는 답력 또는 유압펌프의 구동을 이용하여 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)에게 유압을 공급하도록 배치된다. 여기서 제동장치(300)는 운전자가 브레이크페달을 답입하였을 때 발생하는 답력을 증폭시켜 그 힘으로 유압을 공급하거나, 전자식으로 운전자의 답입량을 입력받아 답입량에 대응하는 만큼 유압펌프를 작동시켜 유압을 공급할 수 있다.
이상 도 12에 도시된 차량용 제동시스템의 블록도는 예시적인 것으로, 도 12에 도시된 구성 및 배치에 한정되지 아니하고 본 개시의 3-웨이 솔레노이드 밸브를 사용하는 차량용 제동시스템이라면 본 개시에 포함될 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법의 흐름도이다. 흐름도에 대한 설명 중 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략한다.
제어부(미도시)는 휠실린더의 압력이 유지, 증가 또는 감소되어야 하는지 여부를 판단한다(S10).
제어부(미도시)는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력을 제어하기 위해 3-웨이 솔레노이드 밸브(100 또는 200)의 전기자에 전자기력을 형성하도록 제어한다(S20). 전기자(110)는 제1 전자기력, 제1 전자기력보다 큰 제2 전자기력 및 제2 전자기력보다 큰 제3 전자기력을 형성하도록 구성된다. 제1 내지 제3 전자기력값은 실험을 통해 적정한 값으로 설정될 수 있으며, 도 2 내지 도 11에서 설명한 바와 같이 정해질 수도 있다.
전기자(110)에 형성되는 전자기력에 따라 제1 개폐유로(P1) 및 제2 개폐유로(P2)의 개폐를 조절할 수 있다.
제어부(미도시)가 S10 과정에서 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 증가되어야 한다고 판단한 경우, 전기자(110)에 제1 전자기력이 형성되도록 제어를 수행한다. 이 때 제어부(미도시)는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력을 선형적으로 증가시키기 위해 제1 전자기력을 선형적으로 감소시킬 수 있다.
제어부(미도시)가 S20 과정에서 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 유지되어야 한다고 판단한 경우, 전기자(110)에 제2 전자기력이 형성되도록 제어를 수행한다.
제어부(미도시)가 S30 과정에서 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 감소되어야 한다고 판단한 경우, 전기자(110)에 제3 전자기력이 형성되도록 제어를 수행한다.
3-웨이 솔레노이드 밸브(100 또는 200)는 전기자에 형성된 전자기력에 따라 제1 개폐유로(P1) 및 제2 개폐유로(P2)의 개폐를 조절한다(S30). 여기서 제1 개폐유로(P1)는 어큐뮬레이터 또는 레저버와 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4) 간의 유체의 흐름을 조절하는 유로이다. 제2 개폐유로(P2)는 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)와 가압장치 간의 유체의 흐름을 조절하는 유로이다.
전기자(110)에 제1 전자기력이 형성된 경우 제1 개폐유로(P1)가 폐쇄되고 제2 개폐유로(P2)가 개방되어 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 증가될 수 있다.
전기자(110)에 제2 전자기력이 형성된 경우, 제1 개폐유로(P1) 및 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되어 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 유지될 수 있다.
전기자(110)에 제3 전자기력이 형성된 경우, 제1 개폐유로(P1)가 개방되고 제2 개폐유로(P2)가 폐쇄되어 휠실린더(W1, W2, W3 또는 W4)의 압력이 감소될 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.
110: 전기자 120: 플런저
130: 몸체 140: 실링부재
150: 유로조절 어셈블리 151: 제1 유체조절부
152: 상부 하우징 153: 하부 하우징
154: 제1 탄성부 155: 제2 유체조절부
156: 밸브시트 170: 체크밸브
180: 밸브블록 210: 제2 탄성부

Claims (18)

  1. 밸브챔버(valve chamber), 상기 밸브챔버와 유체 연통(fluid communication)하는 제1 유체포트(first fluid port), 제2 유체포트(second fluid port) 및 제3 유체포트(third fluid port)를 포함하는 밸브블록(valve block);
    공급되는 전류에 따라 전자기력이 형성되도록 구성되는 전기자(armature);
    일단이 상기 전기자의 적어도 일부와 접하고, 상기 전기자의 전자기력에 따라 타단으로 가압하는 힘을 전달하도록 구성되는 플런저(plunger);
    상기 전기자의 하부에 배치되며 상기 플런저의 적어도 일부가 내부를 관통하도록 구성되는 몸체(body); 및
    상기 제1 유체포트와 상기 제2 유체포트 사이의 유체의 흐름을 차단 또는 공급하도록 구성되는 제1 개폐유로(first opening and closing flow path), 상기 제2 유체포트와 상기 제3 유체포트 사이의 유체의 흐름을 차단 또는 공급하도록 구성되는 제2 개폐유로(second opening and closing flow path), 및 상기 플런저가 가압하는 방향으로 탄성력을 제공하도록 내부에 구성되는 제1 탄성부(first elastic part)를 포함하고, 상기 플런저가 가압하는 힘의 크기에 따라 상기 제1 개폐유로 및 상기 제2 개폐유로의 개폐를 조절하도록 구성되는 유로조절 어셈블리(flow path control assembly)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로조절 어셈블리는,
    상기 제1 개폐유로를 개폐하도록 상기 제1 탄성부의 일단과 접하고 상기 유로조절 어셈블리의 내부에 배치되는 제1 유체조절부(first flow control part); 및
    상기 제2 개폐유로를 개폐하도록 상기 유로조절 어셈블리의 하단에 배치되는 제2 유체조절부(second flow control part)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유로조절 어셈블리는,
    상기 제2 유체조절부의 하단에 배치되고, 중앙에 유체가 흐르는 중공부(hollow)가 형성된 밸브시트(valve seat)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 유체조절부의 상단이 상기 플런저의 하단과 접하고,
    상기 플런저가 상기 제1 유체조절부를 가압하여 상기 제1 탄성부에게 힘을 전달하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기자는 제1 전자기력(first electromagnetic force), 상기 제1 전자기력보다 큰 제2 전자기력(second electromagnetic force) 및 상기 제2 전자기력보다 큰 제3 전자기력(third electromagnetic force)을 형성하도록 구성되며,
    상기 전기자에 형성되는 전자기력에 따라 상기 제1 개폐유로 및 상기 제2 개폐유로의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 전자기력으로 상기 전기자가 상기 플런저를 가압하는 경우,
    상기 제1 개폐유로가 닫히고 상기 제2 개폐유로가 열리는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 전자기력으로 상기 전기자가 상기 플런저를 가압하는 경우,
    상기 제1 개폐유로 및 상기 제2 개폐유로가 닫히는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 전자기력으로 상기 전기자가 상기 플런저를 가압하는 경우,
    상기 제1 개폐유로가 열리고 상기 제2 개폐유로가 닫히는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전기자가 상기 플런저를 가압하지 않는 경우,
    상기 제2 개폐유로는,
    상기 제2 유체포트와 상기 제3 유체포트의 압력에 의하여 열리는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전기자에 인가되는 전자기력에 따라 상기 제1 유체포트, 상기 제2 유체포트 및 상기 제3 유체포트 상호간에 흐르는 유체량이 연속적으로 변하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유체포트에서 상기 제3 유체포트 측으로만 유체가 흐르도록 구성된 체크밸브(check valve)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브.
  12. 차량의 각 휠에 유압을 이용하여 제동압을 가하도록 배치된 하나 이상의 휠실린더;
    상기 하나 이상의 휠실린더에게 공급되는 유압을 증압 또는 감압시키도록 배치된 하나 이상의 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 3-웨이 솔레노이드 밸브; 및
    브레이크페달에 가해지는 답력 또는 유압펌프의 구동을 이용하여 상기 휠실린더에게 유압을 공급하도록 배치된 제동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동시스템.
  13. 차량의 가압장치와, 휠실린더와, 어큐뮬레이터(또는 레저버) 간의 유체의 흐름을 조절하도록 구성된 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법에 있어서,
    상기 휠실린더의 압력이 유지, 증가 또는 감소되어야 하는지 여부를 판단하는 판단과정;
    상기 휠실린더의 압력을 제어하기 위해 상기 3-웨이 솔레노이드 밸브의 전기자에 전자기력을 형성하는 전자기력 형성과정; 및
    상기 전기자에 형성된 전자기력에 따라 상기 어큐뮬레이터 (또는 상기 레저버)와 상기 휠실린더 간의 유체의 흐름을 조절하는 제1 개폐유로 및 상기 휠실린더와 상기 가압장치 간의 유체의 흐름을 조절하는 제2 개폐유로의 개폐를 조절하는 유로조절과정
    을 포함하되,
    상기 전자기력 형성과정에서,
    상기 전기자는 제1 전자기력, 상기 제1 전자기력보다 큰 제2 전자기력 및 상기 제2 전자기력보다 큰 제3 전자기력을 형성하도록 구성되며,
    상기 전기자에 형성되는 전자기력에 따라 상기 제1 개폐유로 및 상기 제2 개폐유로의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 판단과정에서,
    상기 휠실린더의 압력이 증가되어야 한다고 판단한 경우,
    상기 전자기력 형성과정에서,
    상기 전기자에 상기 제1 전자기력을 형성하고,
    상기 유로조절과정에서,
    상기 제1 개폐유로가 폐쇄되고 상기 제2 개폐유로가 개방되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 판단과정에서,
    상기 휠실린더의 압력이 유지되어야 한다고 판단한 경우,
    상기 전자기력 형성과정에서,
    상기 전기자에 상기 제2 전자기력을 형성하고,
    상기 유로조절과정에서,
    상기 제1 개폐유로 및 상기 제2 개폐유로가 폐쇄되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 판단과정에서,
    상기 휠실린더의 압력이 감소되어야 한다고 판단한 경우,
    상기 전자기력 형성과정에서,
    상기 전기자에 상기 제3 전자기력을 형성하고,
    상기 유로조절과정에서,
    상기 제1 개폐유로가 개방되고 상기 제2 개폐유로가 폐쇄되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전자기력 형성과정에서,
    상기 휠실린더의 압력을 선형적으로 증가시키기 위해 상기 제1 전자기력을 선형적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 3-웨이 솔레노이드 밸브의 제어방법.
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