KR20080035767A - 이 에스 피 용 고압스위치 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이 에스 피 용 고압스위치 밸브에 관한 것으로, 고압스위치밸브의 유량 흐름 통로를 형성하는 스풀에 전자기력 특성을 갖도록 해, 스풀과 스풀시트사이에 탄발 지지되는 스프링을 사용하지 않으면서 브레이크 오일의 유동 저항을 없애고 흡입 성능도 높여주도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크페달(P)의 답력을 배력하는 부스터를 통해 마스터실린더(M)에서 발생된 브레이크 제동 유압을 브레이크기구(B)쪽으로 공급하는 노말 클로우즈 타입(Normal Close Type) 고압스위치밸브(HPSV; High Pressure Shuttle Valve)가,

공급되는 전원을 통해 전자기력을 발생해 밸브바디(4)내 흐름통로를 형성하는 스테이터(1)와 플런저(2) 및 스풀(5)이 모두 자성체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

이 에스 피 용 고압스위치 밸브{High pressure switch valve for Electronic Stability Program in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 이 에스 피 용 고압스위치 밸브의 내부 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스테이터 2 : 플런저

2a : 밀착면 3 : 스프링

4 : 밸브바디 4a : 유입홀

4b,5a,7a : 챔버

5 : 스풀 6 : 볼

7 : 스풀시트 8 : 하우징

M : 마스터실린더 P : 브레이크페달

본 발명은 차량의 이 에스 피(ESP, Electronic Stability Program)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이 에스 피 용 고압스위치 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 운전자의 브레이크 페달 조작력을 배력하는 유압을 이용해 주행중인 차량을 제동하는 제동시스템은, 회전중인 차륜을 잡아 회전을 못하게 하는 단순 방식으로 인해 차량의 주행 상태와 노면 조건에 따라 최적의 제동 성능을 구현하지 못하게 된다.

이와 같은, 단순 제동시스템의 한계를 극복하기 위해 차륜속도로부터 연산되는 슬립률에 따라 휠에 가해지는 제동압을 적절히 조절하여 바퀴의 록킹(locking)을 방지하는 안티록 브레이크 시스템(Anti lock brake system)을 사용하거나 또는, 차량의 급 발진이나 급 가속시 과대한 슬립을 방지하기 위해 엔진의 구동력을 조절하는 트랙션 콘트롤 시스템(Traction control system)을 이용하여, 차량의 안정성을 향상하게 된다.

또한 제동과 구동 및 조향시스템의 3가지를 모두 고려 즉, 휠속도센서와 요 레이트센서(Yaw rate sensor), 횡가속도센서 및 조향각도센서로 부터 입력되는 측정신호에 따라 오버스티어(Oversteer)나 언더스티어(Understeer)를 판단해 종합적으로 제어함으로써, 운전자가 요구하는 차량주행방향과 실제 차량의 주행방향과의 차이를 최소화시켜 어떠한 운전조건에서도 안전하게 운전자가 의도한 차량의 주행방향을 유지시켜 주는 ESP(Electronic Stability Program) 시스템이 적용되고 있다.

즉, 후륜에서 먼저 타이어와 노면 사이에 접착한계에 도달하거나 선회 바깥쪽 전륜에 과도한 선회력이 작용하면, 운전자가 조작한 조향각보다 차량이 더 심하게 조향이 되는 오버스티어(oversteer)현상이 나타나게 되고 이때, ESP는 전륜의 제동장치를 제어하여 전륜에 의해 발생하는 과도한 선회모멘트를 줄여주게 된다.

그리고, 전륜에서 먼저 타이어와 노면 사이에 접착한계에 도달하거나, 선회 안쪽 후륜에 과도한 선회력이 작용하면, 운전자가 조작한 조향각보다 차량이 덜 조향이 되는 언더스티어(understeer) 현상이 나타나게 되고 이때, ESP는 적절히 제어하여, 운전자가 원하는 방향으로 차량을 제어하여 안정성과 조향성을 향상시켜 주게 된다.

이러한, ESP 시스템의 경우에는 마스터실린더와 휠 사이에서 제동유압을 공급하는 브레이크 라인과는 별도로, 상기 마스터실린더로부터 오일을 펌핑(Pumping)해 휠 쪽으로 제동 압을 제공하면서 예기치 못한 차량의 회전(예를 들어, 빙판길의 경우) 현상을 방지하도록 작용하게 되는데, 이때 상기 마스터실린더와 펌프사이에 오일 흐름 통로를 형성하도록 고압스위치밸브(HPSV; High Pressure Shuttle Valve)(통상 솔레노이드밸브라 칭함)를 이용하게 된다.

그러나, 마스터실린더와 펌프사이에 오일 흐름 통로를 형성하는 고압스위치밸브는 노말 클로우즈 타입(Normal Close Type)으로서, 탄성 복원력을 발생하는 스프링(Spring)이 2개 사용되는 2단 시트(Seat)타입으로 이루는데, 즉 전원 공급에 따라 자화되는 스테이터와 플런저사이에 탄발 지지되는 스프링이 개재됨과 더불어, 유량 흐름 통로를 형성하는 스풀과 스풀시트사이에 탄발 지지되는 스프링이 개재되고, 이러한 2개의 스프링을 사용하는 2단 시트(Seat)타입인 경우는 작동 시 좋지 않은 여려 현상을 나타내는 한계를 갖게 된다.

예를 들어, 유량 흐름 통로를 형성하는 스풀과 스풀시트사이에 탄발 지지되 는 스프링의 경우는, 마스터 실린더와 펌프 유입구(Inlet)사이의 압력차가 스프링의 힘보다 크게 되면, 밸브 코일에 전류가 인가되더라도 스풀만이 개방되어 스풀시트와 함께 개방되는 경우보다 적은 유량이 통과하는 현상이 있게 된다.

이에 더해 유량 흐름 통로를 형성하는 스풀과 스풀시트사이에 탄발 지지되는 스프링의 경우는, 브레이크를 밟지 않았을 때 ESP가 작동하면 스풀시트가 개방되어 보다 많은 유량을 흡입(Suction)할 수 있지만, 스풀에 의한 유동 저항이 발생되는 현상이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 고압스위치밸브의 유량 흐름 통로를 형성하는 스풀에 전자기력 특성을 갖도록 해, 스풀과 스풀시트사이에 탄발 지지되는 스프링을 사용하지 않으면서 브레이크 오일의 유동 저항을 없애고 흡입 성능도 높여주도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고압스위치밸브가 스프링으로 탄발 지지되어 전원이 공급되는 코일에 감싸 인 자성체인 스테이터에 의해 작동되어, 그 선단의 밀착면에 구비된 볼을 이동시켜 유로를 개·폐하도록 자성체로 이루어진 플런저와;

내부의 챔버로 플런저를 수용하면서 브레이크 유압 라인의 오일 흐름 통로인 유입홀이 챔버와 연통된 밸브바디;

상기 밸브바디의 챔버에 수용되어 플런저의 밀착면에 일치되는 밀착면을 형 성해, 스테이터와 플런저의 자화에 따라 함께 자화되어 이동됨에 따라 볼을 통해 그 내부의 챔버가 밀폐되도록 자성체로 이루어진 스풀;

상기 스풀의 이동에 따라 흐름 통로를 형성해 밸브바디의 유입홀로 유입된 브레이크 유압이 챔버로 배출시키는 스풀시트 및;

상기 스테이터에서 밸브바디의 일부부위를 결합하는 하우징;으로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이 에스 피 용 고압스위치 밸브의 내부 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 브레이크페달(P)의 답력을 배력하는 부스터를 통해 마스터실린더(M)에서 발생된 브레이크 제동 유압을 브레이크기구(B)쪽으로 공급하는 노말 클로우즈 타입(Normal Close Type) 고압스위치밸브(HPSV; High Pressure Shuttle Valve)가,

스프링(3)으로 탄발 지지되어 전원이 공급되는 코일에 감싸 인 스테이터(1)에 의해 작동되어, 그 선단의 밀착면(2a)에 구비된 볼(6)을 이동시켜 유로를 개·폐하는 플런저(2)와, 내부의 챔버(4b)로 플런저(2)를 수용하면서 브레이크 유압 라인의 오일 흐름 통로인 유입홀(4a)이 챔버(4b)와 연통된 밸브바디(4), 상기 밸브바디(4)의 챔버(4b)에 수용되어 플런저(2)의 밀착면(2a)에 일치되는 밀착면(5b)을 형성해, 스테이터(1)와 플런저(2)의 자화에 따라 함께 자화되어 이동됨에 따라 볼(6) 을 통해 그 내부의 챔버(5a)가 밀폐되는 스풀(5), 상기 스풀(5)의 이동에 따라 흐름 통로를 형성해 밸브바디(4)의 유입홀(4a)로 유입된 브레이크 유압이 챔버(7a)로 배출시키는 스풀시트(7) 및 상기 스테이터(1)에서 밸브바디(4)의 일부부위를 결합하는 하우징(8)으로 구성되어진다.

여기서, 상기 스테이터(1)와 플런저(2) 및 스풀(5)은 모두 자성체 재질로 이루어져, 스테이터(1)로 공급된 전원을 통해 자화되면서 플런저(2)가 스풀(5)을 끌고 스테이터(1)로 이동되는데, 이를 위해 상기 스테이터(1)와 플런저(2) 및 스풀(5)은 모두 이동하기에 충분한 전자기력을 발생하는 크기를 갖게 된다.

또한, 상기 스테이터(1)와 플런저(2) 및 스풀(5)의 자성체 특성에 따라, 밸브바디(4)와 스풀시트(7) 및 하우징(8)등은 모두 비 자성체 재질로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 차량의 급격한 선회나 빙판길과 같이 미끄러운 도로에서 차륜에 발생되는 오버스티어(Oversteer)나 언더스티어(Understeer)현상에 따른 안정성 저하를 방지하게 되는데 즉, 운전자가 브레이크를 조작하거나 하지 않더라도 차량에 대한 여러 센서들의 신호를 바탕으로 ESP가 작동하여 예기치 못한 상황에서도 주행 안정성을 유지하도록 한 것이다.

이러한 ESP 작동 시 마스터실린더(M)에서 브레이크기구(B)쪽으로 충분한 브레이크 유압이 공급되도록 하는 고압스위치밸브는, 마스터실린더(M)로부터 공급되는 브레이크 오일의 유량을 충분한 정도로 흡입(Suction)함과 더불어, 흡입된 유량 을 배출할 때 내부의 유동 저항을 최소화 시켜 주도록 작용하게 된다.

즉, ESP가 작동됨에 따라 노말 클로우즈 타입(Normal Close Type) 고압스위치밸브는 전원 공급을 통해 열림(Open)상태로 전환되는데, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 전원을 공급받은 코일은 이에 감싸 인 스테이터(1)와 플런저(2)를 전자화시키게 되고, 이로 인해 상기 스테이터(1)는 전자기력으로 스프링(3)으로 탄발 지지 된 플런저(2)를 스테이터(1)쪽으로 잡아당기게 된다.

이어 상기 플런저(2)가 스프링(3)을 압축하면서 뒤로 이동됨과 더불어, 코일로 전원이 공급됨에 따라 함께 전자화된 스풀(5)도 인접된 플런저(2)와의 전자기력을 통해 이동 즉, 플런저(2)쪽으로 이동되면서 플런저(2)와 스풀(5)의 밀착면(2a,5b)이 밀착되고, 이들 사이에 위치된 볼(6)이 스풀(5)의 챔버(5a)를 차단하게 된다.

이와 같이 전원이 공급된 고압스위치밸브가 열리면 즉, 스테이터(1)와 플런저(2) 및 스풀(5)들이 이동됨에 따라 밸브바디(4)의 챔버(4b)내에는 스풀(5)과 스풀시트(7)사이에 흐름통로가 형성되고, 이러한 흐름 통로는 밸브바디(4)의 유입홀(4a)을 통한 브레이크 유압의 유량이 신속히 유입되도록 한다.

이어 상기 유입홀(4a)을 통해 밸브바디(4)의 챔버(4b)로 유입된 유량은 스풀시트(7)의 챔버(7a)를 통해 신속히 배출되어, 브레이크기구(B)쪽으로 공급되어 진다.

또한, 상기 밸브바디(4)내 챔버(4b)내 구비된 스풀(5)과 스풀시트(7)사이에 형성된 흐름 통로는, 유입된 브레이크 오일의 흐름을 방해하는 유동 저항을 거의 형성하지 않게 되는데, 이는 상기 스풀(5)과 스풀시트(7)사이에 이들을 탄발 지지하기 위한 스프링이 개재되지 않기 때문이며, 이러한 스프링의 미사용은 비 자성체인 스풀시트(7)에 비해 스풀(5)이 자성체 재질로 이루어진 때문이다.

이와 같은 본 발명의 고압스위치밸브는 스풀(5)이 전원 공급에 따라 전자기력을 통해 이동됨에 따라 밸브바디(4)내 흐름 통로를 형성하게 되며, 이러한 스프링을 통한 작용이 없이도 밸브바디(4)내 흐름 통로를 형성하는 특성은 ESP가 작동할 때, 브레이크 페달(P)을 밟고 있는 상황에서도 ESP 동작에 필요한 유량을 흡입(Suction) 할 수 있게 된다.

이러한 유량 흡입은 고압스위치밸브는에서 반드시 요구되는 성능으로 예를 들면, ESP가 작동할 때 브레이크 페달(P)을 밟고 있는 상황에서 마스터실린더(M)와의 압력차가 35.36bar 이하일 때, ESP 동작에 필요한 브레이크 오일 유량은 약 6cc/s 정도이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고압스위치밸브의 스풀이 전원 공급을 통한 전자기력을 이용해 스풀시트로부터 이동되면서 밸브바디 내 브레이크 오일 흐름 통로를 형성하므로, 스풀과 스풀시트 사이에 스프링을 사용하지 않게 되어 조립 공정 축소는 물론 스프링으로 인한 흐름 통로 내 유동 저항도 크게 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 ESP가 작동할 때 브레이크 페달을 밟고 있는 상황에서 고압 스위치밸브로 공급되는 전원을 통해 스풀의 이동이 형성되므로, ESP 동작에 필요한 브레이크 오일을 흡입(Suction) 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 스프링(3)으로 탄발 지지되어 전원이 공급되는 코일에 감싸 인 자성체인 스테이터(1)에 의해 작동되어, 그 선단의 밀착면(2a)에 구비된 볼(6)을 이동시켜 유로를 개·폐하도록 자성체로 이루어진 플런저(2)와;

   내부의 챔버(4b)로 플런저(2)를 수용하면서 브레이크 유압 라인의 오일 흐름 통로인 유입홀(4a)이 챔버(4b)와 연통된 밸브바디(4);

   상기 밸브바디(4)의 챔버(4b)에 수용되어 플런저(2)의 밀착면(2a)에 일치되는 밀착면(5b)을 형성해, 스테이터(1)와 플런저(2)의 자화에 따라 함께 자화되어 이동됨에 따라 볼(6)을 통해 그 내부의 챔버(5a)가 밀폐되도록 자성체로 이루어진 스풀(5);

   상기 스풀(5)의 이동에 따라 흐름 통로를 형성해 밸브바디(4)의 유입홀(4a)로 유입된 브레이크 유압이 챔버(7a)로 배출시키는 스풀시트(7) 및;

   상기 스테이터(1)에서 밸브바디(4)의 일부부위를 결합하는 하우징(8);으로 구성되어진 이에스피 용 고압스위치밸브.

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