KR970001877B1 - 차량 로크 방지 브레이크 시스템 - Google Patents

차량 로크 방지 브레이크 시스템 Download PDF

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KR970001877B1
KR970001877B1 KR1019890018444A KR890018444A KR970001877B1 KR 970001877 B1 KR970001877 B1 KR 970001877B1 KR 1019890018444 A KR1019890018444 A KR 1019890018444A KR 890018444 A KR890018444 A KR 890018444A KR 970001877 B1 KR970001877 B1 KR 970001877B1
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pressure
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wheel
lock
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엠. 앳킨스 토마스
씨. 턱 브라이언
엔. 풀러 에드워드
에브리 피터
Original Assignee
켈시 헤이즈 캄파니
죤 제이. 가버
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Abstract

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Description

차량 로크 방지 브레이크 시스템
제1도는 차량의 전방 브레이크와 후방 브레이크로 분활된 이중 브레이크 회로를 갖는 차량용으로 본 발명을 구체화시킨 4륜 방지 시스템을 도시한 도면.
제2도는 하나의 전방 휘일과 대각선으로 대향한 후방 휘일이 각각의 회로에서 브레이크되는 대각선 분할형 브레이크 시스템용 4륜 로크 방지 브레이크 시스템을 도시한 도면.
제3도는 차량의 전방 브레이크가 펌프식 로크 방지 시스템에 의해 제어되고 후방 브레이크가 비펌프식(pumpless) 로크 방지 시스템에 의해 제어되는 4륜 수직 분할형 브레이크 시스템의 다른 실시예를 도시한 도면.
제4도는 각각의 브레이크 회로의 압력을 선택적으로 제어하도록 3방향 밸브에 공급될 수 있는 3개의 분리된 PWM 파형을 도시한 도면.
제5도는 특별한 브레이크 조건하에서 로크 방지 시스템의 작동을 보여주는 파형 다이아그램.
제6도는 본 발명의 로크 방지 시스템의 기본 동작을 보여주는 단순화된 계통도.
제7도는 본 발명과 함께 이용될 수 있는 솔레노이드 작동식 2위치-3방향 밸브의 구조를 도시한 횡단면도.
제8도는 본 발명의 로크 방지 제어 시스템과 함께 이용될 수 있는 조합된 고압 어큐뮬레이터/바이패스 밸브를 도시한 횡단면도.
제9도는 본 발명과 함께 이용될 수 있는 격리 밸브의 횡단면도.
제10도는 본 발명과 함께 이용될 수 있는 리세트 스위치의 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 브레이크 페달 12 : 주 실린더
28,46,51 : 격리 밸브 29,47,53,73,94 : 3방향 밸브
33 : 펌프 34 : 모터
37,96 : 어큐뮬레이터 38 : 체크 밸브
44 : 스위치 95 : 덤프 밸브
본 출원은 미합중국 특허 제4,673,226호인 1985년 2월 19일 미합중국 특허출원 제702,765호의 일부 계속 출원인 계류중인 1987년 6월 15일 미합중국 특허출원 제07/063,361호의 일부 계속 출원이다. 또한, 본 출원은 미합중국 특허 제 4,668,023호인 1985년 8월 9일 미합중국 특허출원 제764,162호의 일부 계속 출원인 계류중인 1987년 5월 22일 미합중국 특허출원 제07/053,221호의 일부 계속 출원이기도 하다.
[발명의 배경]
본 발명은 일반적으로 차량 브레이크 제어 시스템에 관한 것으로서 특히, 로크 방지 브레이크 조건에서, 휘일 속도를 선택된 슬립(slip) 범위내에 유지하기 위해서 선택된 휘일 브레이크에 압력을 주기적으로 완화 및 재적용함으로써 차량의 적어도 하나의 선택된 휘일에 최대 제동력을 유지하도록 작용하는 로크 방지 제어 시스템(anti-lock control system)에 관한 것이다.
일반적으로, 눈, 비, 또는 빙판과 같은 불리한 조건하에서 제어 방식으로 차량을 제동하는 것은 차량 운전자에 의한 브레이크의 정확한 적용을 요한다. 이들 조건하에서, 또는 갑작스러운 정지 상황에서 운전자는 가끔 과도한 브레이크 압력을 가하고, 그리하여 휘일과 노면 사이에 과도한 슬립이 일어나도록 휘일을 로크 시킬 것이다. 이러한 휘일의 로크강화(lock-up)상태는 방향 안정성의 손실을 유발하거나 차량이 도로에서 튀어나가는 것을 제어할 수 없게 만든다.
차량의 작동 안정성을 개선하기 위해 계속적인 노력으로서, 많은 회사들이 로크 방지 브레이크 시스템의 개발에 적극적으로 참여해왔다. 전형적으로, 그러한 시스템이 차량의 각 제동된 휘일의 제동을 제어하기에 적합하지만, 제동된 휘일의 일부분만의 제동을 제어하기 위한 몇가지 시스템이 개발되어 왔다.
일반적으로 공지의 로크 방지 브레이크 시스템은 휘일 로크강화 상태가 임박해 있음을 판정하기 위해 제어된 휘일의 속도를 모니터(monitor)하는 중앙 제어 장치(central control unit)를 포함한다. 차량의 브레이크가 적용되고 예정된 슬립이 제어 휘일에서 감지 되었을 때, 중앙 제어 장치는 제어된 휘일의 로크강화를 방지하기 위해 제어 밸브를 통해 관련 브레이크로의 유압의 적용을 제어하는 기능을 한다. 전형적으로, 로크방지 브레이크 시스템은 운전자가 원하는 대로 차량을 감속하기 위해 적절한 브레이크 토크를 연속 발생시키는 동안, 휘일 슬립을 안전한 레벨로 제한하기 위해 관련 브레이크에 대한 압력을 주기적으로 완화 및 재적용하기 위한 수단을 포함한다. 이들 시스템에서, 압력을 재적용하기 위한 수단은 일반적으로 분리된 유압동력 공급원이고, 선택된 휘일 브레이크로의 유압의 적용을 제어하기 위해서는 솔레노이드 작동식 밸브들이 이용된다.
[발명의 개요]
본 발명은 각각의 휘일 브레이크 회로로의 압력의 적용을 제어하기 위해 브레이크 시스템의 각각의 제어된 채널에 있는 독립된 솔레노이드 작동식 2위치-3방향 밸브를 이용하는 차량 브레이크 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 양호한 실시예는 로크 방지 브레이크 시스템이지만 또한 본 발명은 차량 트랙션 제어 시스템(vehicle traction control system)에도 합체될 수 있다.
3방향 밸브는 제어 휘일 브레이크에 연결된 제1포트와, 유압 펌프의 배출구에 연결된 제2포트와, 유압펌프의 인입구에 연결된 제3포트를 구비하고 있다. 밸브는 휘일 브레이크로의 압력을 증가시키기 위해 펌프의 배출구가 휘일 브레이크에 연결되는 제1위치와, 휘일 브레이크로의 압력을 감소시키기 위해 휘일 브레이크가 펌프의 인입구에 연결되는 제2위치 사이로만 이동이 가능하다.
선택된 휘일 브레이크로의 압력의 적용을 제어하기 위해서 밸브 작동용 전자 제어 수단이 제공된다.
이 제어 수단은 휘일 브레이크로의 압력을 교대로 증가 및 감소시키기 위해 예정된 기간중에 제1위치와 제2위치 사이를 밸브를 주기적으로 이동시키는 수단을 포함한다. 특히 제어 수단은 관련 휘일의 로크강화 상태를 방지하기 위해 예정된 기간동안 휘일 브레이크로의 총증가, 감소 또는 일정 압력을 얻기 위해 휘일 브레이크로의 압력을 효율적으로 제어할 수 있도록 밸브가 제1위치 또는 제2위치에 유지되는 기간을 조절 하도록 작동될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예의 경우, 밸브는 제어된 휘일 브레이크로의 압력의 주기적인 완화 및 재적용을 조절하도록 변화되는 듀티사이클(duty cycle)을 갖는 펄스폭 변조(pulse width modulated:PWM)신호에 의해 제어된다. 적절히 신속한 압력 증가 및 감소를 수용하기 위해서 고압 어큐뮬레이터(accumulator)는 펌프의 배출구와 연통되고, 반면에 저압 어큐뮬레이터는 펌프의 인입구와 연통된다. 또한, 솔레노이드 작동식 정상 개방 격리 밸브는 차량의 주 실린더(master cylinder)와 관련 3방향 밸브 사이에 연결된다.
전자 제어 수단이 제어된 휘일의 급격한 로크강화 상태를 감지하지 못한 차량 브레이크 상태하에서, 압력 브레이크 유체는 차량 주 실린더로부터 정상 개방 격리 밸브 및 3방향 밸브를 통해 선택된 휘일 브레이크로 직접 공급되게 된다. 제어된 휘일의 급격한 로크강화 상태를 감지했을 때, 전자 제어 수단은 주 실린더로부터의 어떤 더 이상의 증가된 유체 압력이 제어 브레이크로 공급되는 것을 방지하기 위해 격리 밸브를 직접 작동시키도록 작용한다. 그 다음에, 전자 제어 수단은 관련 브레이크의 로크강화를 야기시키지 않고 최대 가능 압력으로 관련 브레이크 라인의 압력을 유지시키기 위해 3방향 밸브를 제어하도록 PWM 신호를 발생한다.
PWM 신호에 의해 제어되는 2위치-3방향 밸브는 휘일 브레이크로의 압력의 적용이 다양한 노면 상태에 따라 정확히 제어될 수 있다. 본 발명의 다음 상세한 설명을 첨부된 도면과 관련하여 인자할 때 본 기술분야에 숙련된 사람들은 본 발명의 상술한 이점 및 다른 이점들을 쉽게 알 수 있을 것이다.
［실시예］
본 발명의 로크 방지 원리는 다양한 브레이크 시스템용으로 사용될 수 있음을 본 설명의 서두에서 주목해야 한다. 예를들어, 본 출원은 본 발명의 원리를 이용하는 3개의 독립된 로크 방지 제어 시스템에 대해서 특별히 언급하고 있다. 그러나, 이들 시스템을 검토한 후, 본 발명의 원리는 다른 로크 방지 브레이크 시스템 또는 트랙션 제어 시스템에도 이용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 출원에 개시된 3개의 로크 방지 시스템은 제1도, 제2도 및 제3도에 도시되어 있다. 제1도는 차량의 전방 브레이크와 후방 브레이크 사이에 분활된 2중 브레이크 회로를 갖는 차량에 사용하기 위해 본 발명을 구체화한 4륜 로크 방지 시스템을 도시하고 있다. 이러한 형태의 시스템은 수직 분할 시스템으로 알려져 있다. 제2도는 하나의 전방 휘일 및 대각선으로 대향한 후방 휘일이 각각의 회로에서 브레이크되는 대각선 분할형 브레이크　시스템에 사용하기 위한 4륜 로크 방지 브레이크 시스템에 의해 도시하고 있다. 제3도는, 차량의 전방 브레이크가 제1도에 도시된 것과 같은 펌프식 로크 방지 시스템에 의해 제어되는 반면에 후방 브레이크는 본 명세서에 참조로 반영된 상기한 미합중국 특허 제4,668,023호와 제4,673,226호 그리고 미합중국 특허출원 제07/063,361호와 제07/053,221호에 기술된 형태의 비펌프식 로크 방지 시스템에 의해 제어되는 4륜 수직 분할형 브레이크 시스템의 다른 실시예를 도시하고 있다.
제1도에 도시된 시스템을 보다 상세히 설명하면, 제1도에는 종래의 제동등 스위치(11a)를 작동시키고 2중 저장기 직렬식 주 실린더(dual reservoir tandem master cylinder)(12)에 연결되는 차량 브레이크 페달(11)이 도시되어 있다. 브레이크 페달(11)을 차량 운전자가 밟으면, 주 실린더(12)는 브레이크 라인(13)을 통해 전방 브레이크 회로로, 그리고 압력 조절 밸브(14) 및 브레이크 라인(15)을 통해 후방 브레이크 회로로 압력하에서 작동유(hydraulic fluid)를 공급한다. 압력 조절 밸브(14)를 통상의 것으로서, 차량의 전방 브레이크와 후방 브레이크 사이에서 특정 비율의 제동력 분배를 달성하기 위해 제공된다. 통상적으로, 직렬식 주 실린더(12)는 하나의 브레이크 회로에서의 압력 손실이 다른 브레이크 회로에서의 압력 손실을 야기시키지 않도록 안전상의 이유로 전방 브레이크 라인(13)과 후방 브레이크 라인(15)을 서로 격리시킨다.
제1도의 수직 분할형 브레이크 시스템의 경우, 독립된 각각의 압력 제어 회로가 각각의 전방 휘일 브레이크에 설치되고, 단일 압력 제어 회로가 양쪽 후방 휘일 브레이크에 설치된다. 일반적으로, 좌측 전방 브레이크는 도면부호(16)으로, 우측 전방 브레이크는 도면부호(17)로, 좌측 후방 브레이크는 도면부호(18)로 그리고 우측 후방 브레이크는 도면부호(19)로 표시되어 있다.
제1도 내지 제3도에서, 시스템 부품들 사이의 작동유 연통은 실선으로 표시되고, 전기 접속은 긴 대시라인(deshed lines)으로 표시되고, 기계식 접속은 짧은 점선으로 표시되어 있다. 단순화를 위해, 전기 접속은 대시 라인(22)에 의해 중앙 전자 제어 장치(21)에 접속된 것으로 도시되어 있다. 대시 라인(22)은 여러 시스템 감지기들로부터 신호를 수신할뿐만 아니라 여러 종류의 전기적 작동식 시스템 부품들에 신호를 보내는데 필요한 다수의 각각의 도선들을 나타낸다. 예를들어, 제1도에서, 전자 제어 장치(21)는 각기 좌측 전방, 우측 전방, 좌측 후방 및 우측 우방 휘일의 속도을 모니터하기 위해 차례로 접속된 휘일 속도 감지기(23,24,25,26)들에 라인(22)을 통해 접속되어 있다. 제1도, 제2도 및 제3도에서는 모두 네 개의 휘일에 독립된 감지기들이 도시되어 있지만, 중앙 후방 디퍼렌셜(differential)에 의해 구동 가능하게 상호 접속된 후방 휘일을 갖는 차량의 경우, 후방 휘일의 평균 속도를 모니터하기 위해 디퍼렌셜의 인입부에 접속된 단일 후방 감지기를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
제1도에서, 로크 방지 상황에서 차량 후방 브레이크로의 압력을 제어하기 위해 이용되는 시스템 부품들은 도면부호(27)로 표시된 블록내에 내장된다. 다음에 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 로크 방지 시스템의 모든 기본 부품들은 블록(27)내에 내장되고, 제어되는 다른 휘일 브레이크 회로의 수에 따라 필요에 의해서 배가되기도 한다. 본래, 로크 방지 제어가 이루어지지 않는 브레이크 상태하에서, 후방 브레이크 라인(15)의 유체 압력은 정상 개방 격리 밸브(28) 및 3방향 압력 제어 밸브(29)를 통해 후방 브레이크(18,19)에 공급된다. 중간 공급 라인(31)은 격리 밸브(28)를 3방향 밸브(29)의 제1포트(29a)에 연결하고, 최종 후방 공급 라인(32)은 3방향 밸브(29)의 제2포트(29b)를 후방 브레이크에 연결한다. 상기 밸브(28,29)들은 모두 솔레노이드 작동식이고, 전자 제어 장치(21)에 의해 제어되는 전기 라인(22)에 접속된다. 제1도에 도시된 것처럼, 밸브(28,29)들은 정상 상태에서는 주 실린더로부터 후방 브레이크에 직접 유체를 공급하는 위치에 유지된다.
또한, 후방 브레이크 제어 회로(27)는 전기 모터(34)에 의해 작동되고 저압 라인(35)에 연결된 인입구와 고압 라인(36)에 연결된 배출구를 갖는 유압 펌프(33)를 포함한다. 모터(34)와 펌프(33) 사이의 기계식 상호 접속은 점선(34a)으로 표시되어 있다. 고압 라인(36)은 고압 어큐뮬레이터(37)에 직접 연결되고, 중간 공급 라인(31)에는 체크 밸브(38)를 통해 연결된다. 저압 라인(35)은 저압 어큐뮬레이터(39)와 3방향 밸브(29)의 제3포트(29c)에 모두 직접 연결된다. 고압 바이패스 밸브(41)는 라인(35,36)들 사이에 연결되어 있고, 고압 라인(36)내의 압력을 모니터하기 위해 접속된 파일럿 포트(pilot port)(42)를 갖고 있다.
후방 휘일 속도 감지기(25,26)들중의 어느 것도 후방 휘일들중의 어느 것의 급격한 로크강화 상태를 감지하지 못한 브레이크 상태하에서, 밸브(28,29)들은 브레이크 라인(15)내의 압력 브레이크 유체가 밸브들을 통해 후방 브레이크들에 직접 공급되도록 제1도에 도시된 것처럼 정상 비작동 상태를 유지하게 된다. 후방 휘일중의 어느 것의 급격한 로크강화 상태를 감지했을 때, 전자 제어 장치(21)는 격리 밸브(28)를 직접 작동시키도록 작용함으로써 밸브(28)를 폐쇄하여 주 실린더로부터의 어떤 더 이상의 유체 압력 증가가 후방 브레이크에 공급되는 것을 방지한다. 동시에, 모터(34)는 여자되어 펌프(33)를 구동시키고 고압 어큐뮬레이터(37)를 충전한다. 그 다음에, 전자 제어 장치(21)는 후방 브레이크들중의 어느 것의 로크강화를 야기시킴이 없이 후방 브레이크 라인(32)내의 압력을 최대 가능 압력으로 유지시키도록 하는 방식으로 3방향 밸브(29)를 제어하도록 작동된다.
본 발명에 따르면, 3방향 밸브(29)는 후방 브레이크에 예정된 제어 압력을 제공하기 위해 선택된 다양한 듀티사이클을 갖는 전자 제어 장치로부터의 펄스폭 변조(PWM) 신호를 수신한다.
밸브가 제1도에 도시된 위치에 있을 때, 라인(36)으로부터의 고압 유체는 체크 밸브(38)를 통해 후방 브레이크로 공급되게 된다. 밸브(29)가 작동될 때, 후방 브레이크 라인(32)은 이 후방 브레이크 라인내의 유체가 저압 어큐뮬레이터(39)속으로 향하게 되어 후방 브레이크 압력을 감소시키도록 저압 라인(35)에 연결되게 된다. 밸브로 향한 PWM신호는 후방 브레이크로의 압력 증가 및 감소를 정확하게 제어하는데 사용될 수 있다는 것을 알았다. 통상적으로, (후방 브레이크 압력의 함수인) 예정된 듀티사이클에서, 후방 브레이크로의 압력은 비교적 일정한 레벨을 유지하게 된다. 이 지점에서 튜티사이클을 증가시킴으로써, 솔레노이드 더 긴 기간동안 작동을 유지하게 되어, 결과적으로, 더 많은 유체가 저압 어큐뮬레이터로 흘러 후방 브레이크로의 압력을 감소시키게 된다. 달리, 듀티사이클을 낮추는 것은 더 높은 압력의 유체가 후방 브레이크에 공급되게 함으로써 결과적으로 브레이크 압력을 증가시키게 된다.
로크 방지 시스템이 작동을 유지하는 한, 모터(34)는 계속 가동되어 펌프(33)를 구동시킨다. 3방향 밸브(29)가 작동되는 (저압 라인(35)이 후방 브레이크 라인(32)에 연결되는 ) PWM 튜티사이클의 부분중에, 어떠한 고압 유체도 브레이크에서 의해 요구하지 않고, 유체는 고압 어큐뮬레이터(37)속으로 펌프되게 된다. 어큐뮬레이터(37)는 밸브(29)가 비작동 위치로 복귀될 때 펌프와 합동하여, 브레이크에 충분한 고압을 공급하도록 하는 크기로 만들어진다. 어큐뮬레이터(37)가 충만되고 밸브(29)가 작동될 때, 바이패스 밸브(41)는 예정된 양 이상의 라인(36)내의 압력 증가를 감지하고, 고압 라인(36)내의 압력을 예정된 양으로 유지하면서 유체를 저압 어큐큘레이터(39)로 전환하도록 개방한다. 체크 밸브(38)는 후방 로크 방지 회로가 작동되지 않는 차량 제동중에 주 실린더(12)로부터 고압 라인(36) 및 어큐뮬레이터(37)로의 유체 흐름을 방지하기 위해 제공된다. 저압 어큐뮬레이터(39)는 후방 브레이크 라인(32)내의 신속한 압력 감소를 허용할 뿐만 아니라, 격리 밸브(28)가 폐쇄되었기 때문에 로크 방지 제어중에 주 실린더로 복귀될 수 없는 어떤 과다란 브레이크 유체를 수용하기 위해 제공된다.
또한, 후방 브레이크 회로(27)는 주 실린더 배출 라인(15), 후방 브레이크 라인(32) 및 저압 라인(35)내의 유체 압력을 모니터하는 리세트 스위치(reset switch)(44)를 포함한다. 리세트 스위치(44)는 정상 상태에서 폐쇄되어, 두 개의 별도의 기능을 제공한다. 첫째, 시스템이 로크 방지 모드로 작동될 때, 리세트 스위치(44)는 주 실린더 배출 라인(15)과 후방 브레이크 라인(32) 사이의 차압을 모니터하기 위해 사용된다. 둘째, 시스템이 로크 방지 모드에 있지 않고 차량이 정상 브레이크 모드에 있을 때, 리세트 스위치(44)는 라인(35)내의 압력을 모니터함으로써 3방향 밸브(29)의 상태를 모니터하기 위해 사용된다.
첫 번째 기능을 수행하기 위해, 리세트 스위치(44)는 라인(15,32)들 사이의 유체의 차압을 모니터하도록 접속되고, 라인(32)내의 압력이 라인(15)내의 압력보다 더 클 때 스위치 접촉을 개방하도록 되어 있다. 시스템이 로크 방지 모드에 있고, 리세트 스위치 접촉이 개방되어 있을때는 격리 밸브(28)가 폐쇄되고 라인(15)내의 압력이 라인(32)내의 압력보다 큼을 나타내고, 스위치 접촉이 폐쇄될때는 라인(15)내의 압력이 라인(32)내의 압력과 같거나 그 이하로 떨어짐을 나타낸다.
스위치 접촉이 개방되고 이어서, 제동등 쉬치(11a)가 작동 상태로 유지되는 동안 스위치 접촉이 폐쇄되는 경우는, 운전자가 처음에는 브레이크 페달에 비교적 무거운 제동 노력을 하여 시스템을 로크 방지 모드로 들어가도록 하여, 후방 휘일의 로크강화를 방지하도록 격리 밸브를 폐쇄하고, 이어서, 페달을 완전히 완화할 필요없이 페달에 대한 제동 노력을 감소시킨 상황임을 가리킨다. 이러한 상황에서는 로크 방지 모드를 해제하고 정상 작동 모드로 브레이크 시스템을 복귀시키는 것이 바람직하다. 따라서, 만일, 시스템이 로크 방지 모드에 있고 컴퓨터 제어 장치(21)가 리세트 스위치 접촉이 한 지점에서 개방되었지만 이제 폐쇄되고 브레이크 페달이 아직 눌려진 것을 감지한다면, 시스템은 정상 브레이크 모드로 복귀하게 된다. 통상적으로, 라인(15)내의 압력이 라인(15)내의 압력과 비교적 동일하게 유지될 때 스위치 접촉이 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 덜걱거리지 않도록 리세트 스위치의 작동과 관련한 약간의 히스테리시스(hyteresis)가 존재한다.
브레이크 시스템이 로크 방지 모드에서 작동되고 있지 않을 때, 리세트 스위치(44)는 저압 어큐뮬레이터(39)의 유체 압력을 모니터함으로써 3방향 밸브(29)의 밸브 시트(valve seat)들중의 하나의 상태를 체크하도록 접속된다. 이때에, 어큐뮬레이터(39)는 비어있어야 하고, 3방향 밸브(29)의 포트(29c)와 관련된 밸브시트는 라인(31,32)들내의 압력 유체가 어큐뮬레이터(39)에 공급되는 것을 방지해야 한다. 그러나, 유체가 밸브 시트를 지나 어큐뮬레이터속으로 누설되는 경우에, 라인(35)내의 압력 증가는 스위치(44)에 의해 감지되게 되고 스위치 접촉은 위치적으로 불완전한 3방향 밸브의 제어 장치(21)에 신호를 보내도록 개방된다. 제어 장치는 로크 방지 브레이크 시스템의 실패가 감지되는 경우에 작동되는 브레이크 실패 경고등(45)에 접속된다.
전방 브레이크들중의 어느 것의 급작스러운 로크 강화가 감지되는 경우에, 각각의 전방 휘일 브레이크로의 브레이크 압력은 후방 브레이크를 위해 상술한 것과 동일한 방식으로 독립적으로 제어된다. 따라서, 각각의 전방 휘일 브레이크는, 자체의 격리 밸브와 함께, 그와 관련된 자체의 2위치-3방향 밸브를 가지게 된다. 그러나, 다음에 보다 상세히 논의되는 것처럼, 주 실린더로부터의 단일 전방 공급관(13)이 양쪽 전방 휘일 브레이크에 유체 압력을 공급하기 때문에 양쪽 전방 브레이크들을 제어하기 위해서는 단일 저압 및 고압 어큐뮬레이터와 함께, 단지 하나의 단일 펌프만이 요구된다.
제1도에 도시된 것처럼, 라인내의 압력 브레이크 유체는 격리 밸브(46)와 3방향 압력 제어 밸브(47)를 통해 좌측 전방 브레이크(16)에 공급된다. 중간 공급 라인(48)은 격리 밸브(46)와 3방향 밸브(47)의 한 포트 사이에 연결되고, 최종 공급 라인(49)은 3방향 밸브(47)의 제2포트와 브레이크(16) 사이에 연결된다. 압력은 격리 밸브(51), 중간 공급 라인(52), 3방향 압력 제어 밸브(53) 및 최종 공급 라인(54)을 통해 동일한 방식으로 우측 전방 즈레이크(17)에 공급된다. 밸브(46,47,51,53)들은 모두 솔레노이드 작동식이고, 전기 라인(22)에 접속되어 있다.
제2펌프(55)는 모터(34)에 의해 작동되고, 고압 라인(57)에 의해 고압 어큐뮬레이터(56)에 연결된 배출구와, 저압 라인(59)에 의해 저압 어큐뮬레이터(58)에 연결된 유입구를 가진다. 고압 라인(57)은 체크 밸브(61)를 통해 좌측 전방 중간 공급 라인(48)에 연결되고, 체크 밸브(62)를 통해 우측 전방 중간 공급 라인(52)에 연결된다. 저압 라인(59)은 3방향 밸브(47,53)들의 제3포트들의 둘 다에 연결된다. 고압 바이패스 밸브(63)는 고압 라인(57)내의 유체 압력을 모니터하기 위해 접속된 감지 라인(64)을 갖고 있다.
후방 브레이크 회로의 리세트 스위치(44)와 동일한 구조와 기능을 갖고 있는 독립된 리세트 스위치가 각각의 전방 브레이크 회로를 위해 제공된다. 특히, 리세트 스위치(65)는 좌측 전방 브레이크 회로와 관련되어, 라인(13,49,59)내의 압력을 모니터하도록 연결되어 있다. 리세트 스위치(66)는 우측 전방 브레이크 회로와 관련되어, 라인(13,54,59)내의 압력을 모니터하도록 연결되어 있다.
전방 속도 감지기(23,24)들중의 어느것도 후방 휘일들중의 어느 것의 갑작스러운 로크강화 상태를 감지하지 않는 브레이크 상태하에서, 라인(14)내의 압력은 격리 밸브(46,51)들과 관련된 3방향 밸브(47,53)들을 통해 각각의 전방 휘일 브레이크들에 직접 공급된다. 그러나, 차량의 제동중에, 속도 감지기(23,24)들중의 어느 것이 전방 휘일 브레이크들중의 하나가 로크강화 상태에 접근하고 있음을 지시하는 속도 신호를 전자 제어장치(21)에 발생하면, 제어 장치(21)는 특정 휘일 회로와 관련된 각각의 격리 밸브를 작동시켜, 펌프(55)를 작동시키기 위해 모터(34)를 여자하도록 작용한다. 그 다음에, 각각의 3방향 밸브는 로크강화 상태를 야기시킴이 없이 관련 브레이크에 최대 유체 압력을 제공하도록 하는 방식으로 관련 휘일 브레이크로의 압력을 제어하기 위해서 전자 제어 장치로부터 PWM 신호를 수신한다.
이제, 대각선 분할형 브레이크 시스템을 위한 로크 방지 시스템을 도시한 제2도를 참조하면, 제1도의 부품들과 동일한 구조와 기능을 갖는 이 시스템의 부품들은 동일 도면부호에 의해 동일시되어 있다. 제2도에서, 대각선 분할 시스템은 각각의 휘일 브레이크에 대해 독립된 3방향 압력 제어 밸브를, 그리고 각각의 주 실린더에 대해 독립된 격리 밸브를 이용하고 있다. 따라서, 제2도의 경우, 두 개의 격리 밸브가 요구되고, 4개의 3방향 압력 제어 밸브들이 필요하다. 특히, 제1주 실린더 회로는 라인(70)내의 압력 유체를 격리 밸브(71), 중간 공급 라인(72) 및 3방향 밸브(73)를 통해 좌측 전방 브레이크 공급 라인(74)내에 공급한다. 또한, 라인(70)으로부터의 압력 유체는 격리 밸브(71)와 중간 공급 라인(72)을 거쳐, 압력 조절 밸브(75)와 3방향 밸브(76)를 통해 우측 후방 브레이크 공급 라인(77)으로 공급된다. 마찬가지로 제 2주 실린더 회로는 라인(78)내의 브레이크 압력 유체를 제 2격리 밸브(79), 제2중간 공급 라인(80) 및 3방향 밸브(81)를 통해 전방 우측 브레이크 공급 라인(82)에 공급한다. 또한, 라인(78)내의 압력 유체는 격리 밸브(79)와 중간 공급 라인(80)을 거쳐, 압력 조절 밸브(83)와 3방향 밸브(84)를 통해 좌측 후방 브레이크 공급 라인(85)으로 공급된다. 제1도의 체크 밸브(38)와 동일한 방식으로 작용하는 체크 밸브(86)는 고압 라인(36)과 중간 공급 라인(72) 사이에 연결된다. 제2체크 밸브(87)는 고압 라인(57)과 제2중간 공급 라인(80) 사이에 연결된다. 제2도의 시스템은 각기 좌측 전방 및 우측 전방 브레이크 회로와 연관된 독립된 리세트 스위치(88,89)들을 포함한다.
제2도의 격리 및 3방향 밸브들은 제1도의 밸브들과 동일한 방식으로 작동한다. 특히, 어떤 휘일의 어떠한 갑작스러운 로크강화 상태도 감지되지 않았을 때, 밸브들은 충분한 브레이크 제어가 브레이크 페달을 통해 차량 운전자에 의해 이루어지도록 제2도에 도시된 비작동 상태에서 유지된다. 그러나, 전자 제어 장치(21)가 속도 감지기를 통해 갑작스러운 휘일 로크강화 상태를 감지할때, 제어 장치는 각각의 휘일 브레이크로의 더 이상의 압력 증가를 방지하도록 갑작스러운 로크강화 휘일과 관련된 격리 밸브를 즉시 여자시켜 폐쇄하도록 작동되는 동시에, 모터(34)를 여자시켜 펌프(33,55)를 작동시킨다. 그 다음에, 제어 장치는 휘일 로크강화 없이 최대 제동을 얻을 수 있도록 하는 압력으로 제어하기 위해 관련 3방향 밸브에 PWM 신호를 발생시킨다. 4개의 모든 휘일들이 로크 방지 제어하에 있는 경우에, 3방향 압력 제어 밸브(73,76,81,84)들의 각각은 각각의 휘일 브레이크로의 압력을 제어하도록 독립된 PWM 신호에 의해 각기 제어된다. 만일, 로크 방지 제어중에, 부가적인 브레이크 유체가 특정 휘일 브레이크 회로에 요구된다면, 관련 격리 밸브는 선택적 펄스로서 개방 상태로 될 수 있다. 이러한 제어는 차량이 정지될때까지 또는 운전자가 제동등 스위치(11a)를 개방하도록 브페이크 페달을 완전히 완화하거나 하나 이상의 리세트 스위치들이 격리 밸브들중의 어느 하나 또는 둘다가 회로를 정상 제동으로 복귀시키도록 개방되어야 함을 지시하는 지점까지 페달을 해제할 때 까지 계속된다.
이제, 제3도를 참조하면, 제3도에는 후방 브레이크 회로 제어 섹션(27)이 상술한 미합중국 특허 제4,673,226호에 기술된 형태의 비펌프식(pumpless) 로크 방지 제어 시스템(93)으로 대체된 점을 제외하고는 제1도에 도시된 시스템과 아주 유사한 수직 분할형 브레이크 시스템이 도시되어 있다. 제3도에 도시된 것처럼, 비펌프식 제어 회로는 압력 조절 밸브(14)의 배출구와 후방 브레이크 라인(32) 사이에 연결된 솔레노이드 작동식 정상 개방 격리 밸브(94)를 포함한다. 솔레노이드 작동식 정상 폐쇄 덤프 밸브(dump valve)(95)는 후방 브레이크 라인(32)과 저압 유체 어큐뮬레이터(96) 사이에 연결된다. 리세트 스위치(97)는 어큐뮬레이터(96)와 라인(15,32)내의 압력을 모니터하기 위해 연결된다.
작동시에, 후방 휘일의 슬립 상태가 감지될 때 전자 제어 장치(21)는 후방 브레이크로의 유체 압력을 비교적 일정한 레벨에 고정하기 위해 격리 밸브(94)를 폐쇄한다. 만일, 제어 휘일의 감속이 예정된 양을 초과한다면, 전자 제어 장치는 어큐뮬레이터(96)속으로 유체를 흘러가게 함으로써 후방 휘일의 감속을 감소시키고 휘일 슬립 상태를 바로잡도록 덤프 밸브(95)를 선택적으로 개방하게 된다. 노면 상태가 동일하게 유지되는 한, 이 시스템은 정지의 종료시까지 후방 브레이크 압력을 일정 레벨로 유지하게 된다. 그러나, 전자 제어 장치는 차량이 저 마찰면으로부터 고 마찰면으로 주행하는 경우를 감지할 수 있는데, 그 이유는 이들 환경하에서 펌프 시스템에 의해 제어되는 시스템의 전방 브레이크 휘일이 차량의 감속을 자동적으로 증가시키게 되기 때문이다. 이들 상태에서, 일반적으로, 후방 브레이크의 압력은 로크강화 상태를 야기시킴이 없이 증가될 수 있다. 따라서, 제어 장치는 후방 휘일 브레이크로의 입력을 점진적으로 증가시키도록 격리 밸브(94)를 선택적으로 개방하게 된다.
이제, 제4도, 제5도 및 제6도를 참조하여, 제1도의 로크 방지 시스템의 일반적인 작동을 다시 살펴본다. 우선, 제4도를 참조하면, 제4도에는 제1도의 후방 브레이크 제어 회로(27)와 같은 각각의 휘일 브레이크 회로내의 압력을 선택적으로 제어하는데 이용될 수 있는 세 개의 독립된 PWM파형의 예들이 도시되어 있다. 도면부호(101)로 표시된 제4도의 상단의 파형은 기간 t 및 대략 33퍼센트의 듀티사이클을 갖는 파형을 나타낸다. 전술한 것처럼, 3방향 밸브(29)가 비작동 상태일 때, 후방 브레이크 라인(32)은 중간 공급라인(31)에 직접 연결된다. 따라서, 시스템이 로크 방지 모드에 있고 격리 밸브(28)가 폐쇄될 때, 펌프(33)로부터의 압력 유체는 브레이크로의 압력을 증가시키도록 3방향 밸브(29)를 통해 후방 브레이크 라인(32)속으로 직접 흐를 수 있다. 밸브가 작동될 때, 후방 브레이크 라인(32)은 시간의 67퍼센트동안 고압 라인(36)에 연결되고 시간의 33퍼센트동안 저압 라인(35)에 연결되게 된다. 따라서, PWM 신호의 소정의 사이클에 대하여, 후방 브레이크로의 총 압력 증가는 압력 감소보다 더 크게 된다. 따라서, (예정된 기간 P로서 제4도에 도시된) 다수의 PWM 사이클에 걸쳐서 이러한 듀티사이클을 유지함으로써, 후방 브레이크로의 효율적인 총 압력 증가가 이루어진다.
도면부호(102)는 제4도에 도시된 중간의 파형은 대략 45 내지 50퍼센트이 듀티사이클을 갖는 PWM 파형을 도시하고 있다. 이러한 파형이 3방향 밸브(29)에 공급될 때, 밸브가 작동되지 않는 시간동안의 압력의 증가와 밸브가 작동되는 시간 동안의 압력의 감소는 서로 거의 동일하게 되어, 결과적으로, 후방 브레이크로의 압력의 총 증가 또는 감소는 제로가 된다. 이러한 상황에서, 후방 브레이크 압력은 비교적 일정 레벨로 유지된다. 후방 브레이크로의 압력 유지 상황을 가져오는 특별한 듀티사이클은, 3방향 밸브의 특별한 유동특성과 더불어, 시스템내에 존재하는 상대적인 압력 값에 따라 변화될 수 있음을 주목해야 한다.
도면부호(103)으로 제4도에 도시된 하단의 파형은 67퍼센트 듀티사이클을 갖는 PWM 파형을 도시하고 있다. 소정의 사이클동안, 후방 브레이크에 대한 압력은 시간의 67퍼센트동안 감소되고 시간의 33퍼센트동안 증가되게 된다. 이것은 후방 브레이크로의 총 압력을 감소시킨다. 제4도를 참조하여 기술된 파형은 2위치-3방향 밸브가 후방 브레이크로의 압력을 어떻게 증가, 유지 또는 감소시키는데 이용될 수 있는지의 예로서 든 것임을 이해해야 한다. 실제로, 후방 브레이크로의 압력을 제어할 때, 밸브에 적용되는 PWM 파형의 듀티사이클은 브레이크에 대한 요구한 정확한 압력 제어를 얻을 수 있도록 0 내지 100퍼센트 사이에서 변화될 수 있다.
제5도에서는, 제1도의 후방 브레이크 제어 회로(27)를 참조하여 특별한 브레이크 상태하에서의 로크 방지 시스템의 작동을 기술하는데 이용될 수 있는 파형 다이아그램이 도시되어 있다. 제5도에서, 관련 3방향 밸브(29)의 작동은 파형(104)으로 나타내고, 관련 후방 휘일의 실제 속도는 파형(105)으로 나타내고, 관련 후방 브레이크 압력은 하단의 파형(106)으로 나타낸다. 처음에, 시간 t0에서, 차량은 차량 브레이크를 적용함이 없이 Vt의 속도로 주행하고 있다. 이때에, 각각의 브레이크 제어 회로내의 격리 밸브와 관련 3방향 밸브는 주 실린더 압력이 관련 휘일 브레이크에 직접 공급될 수 있도록 비작동 상태에 있다. 시간 t1에서, 운전자는 후방 브레이크로의 라인(32)내의 브레이크 압력을 신속히 증가시켜 차량을 감속시키기 위해 후방 휘일들중 어느것의 어떤 로크강화를 야기시키기에는 충분치 않다. 그러나, 시간 t1직후에서, 후방 휘일 속도는 실제 차량 속도(대시 라인(107)로 표시됨)에 관하여 슬립하기 시작하여 후방 휘일이 제1휘일 속도 출발 사이클(108)로 들어가도록 한다.
실제 차량 속도가 예정된 슬립 임계값에 의해 실제 차량 속도 이하로 떨어질때는 관련 휘일 브레이크에 대한 로크 방지 제어 모드로 들어가는 것이 바람직함을 표시하는 것이다. 시간 t2에서, 전자 제어 장치는 격리 밸브(28)를 즉시 폐쇄시키고 모터(34)를 여자시켜 펌프(33)를 작동시키는 작용을 한다. 그 다음에, PWM 신호는 후방 브레이크 라인(32)내의 압력의 총 감소를 발생시키도록 선택된 예정 듀티사이클 A로 3방향 밸브(29)에 공급된다. PWM 신호는 실제 휘일 감속이 예정된 레벨 이하로 떨어진 것을 전자 제어 장치가 감지하는 시간인 시간 t3가 될 때까지 예정된 기간동안 그러한 듀티사이클로 유지된다. 이 지점에서, PWM 듀티사이클은 후방 휘일로의 압력 증가를 효율적으로 야기시키는 레벨 B까지 즉시 떨어진다. 그 다음에, 파형(104)에 도시된 것처럼, 듀티사이클은 0퍼센트의 듀티사이클을 향해 경사면(104a)을 따라 계속 아래로 경사를 이룬다. 압력이 후방 브레이크로 증가됨에 따라, 실제 휘일 속도는 다른 휘일 속도 출발 사이클(109)을 야기시키도록 다시 슬립하기 시작한다. 그 다음에, 3방향 밸브(29)는 휘일 속도 출발 사이클(109)을 보정하고 지점(110)에서 또다른 휘일 속도 출발 사이클을 시작하도록 동일한 방식으로 제어될 수 있다.
PWM 파형이 발생된 특정 주파수는 하나의 브레이크 시스템으로부터 다른 브레이크 시스템으로 변화될 수 있다. 그러나, 최단 휘일 속도 출발 사이클과 관련된 시간보다 짧은 기간을 갖는 주파수를 선택하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 3방향 밸브는 소정의 압력 감소 또는 압력 증가 상황동안에 두 위치 사이를 왕복 이동하게 될 것이다. 예를들어, 경량 트럭과 같은 자동차의 경우, 건조한 콘크리트와 같은 비교적 큰 마찰계수(mμ)면에서의 휘일 속도 출발 사이클은 60/1000초보다 짧을 수 있고, 눈 또는 빙판과 같은 비교적 낮은 마찰계수(mμ)면에서의 휘일 속도 출발 사이클은 수초가 될 수 있음이 밝혀졌다. 50헤르쯔(20/1000초와 동일한 기간)에서 PWM 신호를 작동하는 것이 만족스러운 결과를 제공하는 것으로 밝혀졌다.
이제, 제6도를 참조하면, 제6도에서는 본 발명의 로크 방지 시스템의 기본 작동을 설명하는 단순화된 계통도가 도시되어 있다. 제6도에서, 처리 기능(114)은 로크 방지 시스템이 작동되지 않고 차량 브레이크 압력이 차량 운전자의 충분한 제어하에 있는 정상 브레이크 상태임을 나타낸다. 그러한 브레이크 상태하에서, 본 발명의 로크 방지 시스템은 실제 차량 속도를 계속 모니터하고, 각각의 휘일의 감속 및 슬립 레벨을 산출하여, 이들 값을 예정된 로크 방지 작용 임계값과 비교한다. 이러한 비교 기능은 만일 어떠한 로크 방지 임계값도 초과되지 않는다면 시스템이 지점(114)에서 정상 브레이크 모드로 유지되는 결정 지점(115)으로 표시된다. 그러나, 로크 방지 임계값이 초과된 경우에, 시스템은 도면 부호(116)에서 로크 방지 모드로 들어간 다음, 로크 방지 임계값이 초과된 경우 다음에, 시스템은 PWM 신호가 예정 비율로 브레이크 압력을 감소시키기 위해 예정된 듀티사이클에서 각각이 3방향 밸브에 공급되는 처리 기능(118)속으로 들어간다. 통상적으로 PWM 신호의 특정 듀티사이클은 현재의 휘일 감속 및 슬립 레벨의 함수이다. 일단, 브레이크 압력 감소가 휘일 감속을 예정된 레벨로 감소시키게 되면, 시스템은 PWM 신호의 듀티사이클이 휘일 속도를 차량 속도로 복귀시키고 또다른 휘일 속도 출발 사이클을 야기시키기 위해 관련 휘일로의 압력을 신속히 증가시키도록 변화되는 처리 기능(118)으로 들어간다.
그 다음에, 시스템은 3방향 밸브를 작동시킴으로써 제공된 압력의 증가가 또다른 휘일 속도 출발 사이클을 야기시키기에 충분한 압력 증가를 일으켰는지의 여부를 결정하는 결정 지점(120)으로 들어간다. 그렇지 않으면, 프로그램은 아니오에서 분기되어, 또다른 휘일 속도 출발 사이클을 야기시키기에 충분한 관련 후방 브레이크로의 부가적인 유체 압력을 제공하도록 관렬 격리 밸브가 임시적으로 펄스되는 처리 기능(121)속으로 들어간다. 그 다음에, 시스템은 압력을 감소시키고 휘일 속도 출발 사이클을 보정하기 위해 PWM 신호가 3방향 밸브로 공급되는, 처리 기능(118)과 동일한, 처리 기능(122)속으로 들어간다. 이 지점으로부터, 시스템은 특정 3방향 밸브와 관련된 리세트 스위치의 상태를 체크하기 위해 결정 지점(123)속으로 들어간다. 만일, 리세트 스위치가 지금 개방된다면, 이것은 운전자가 시스템이 로크 방지 모드로 들어가도록 처음에 브레이크를 강하게 적용했지만, 이제, 주 실린더 배출 압력이 브레이크로의 제어 압력 이하로 떨어지도록 브레이크 페달을 완전히 완화하지 않고 브레이크 압력을 부분적으로 완화하였음을 나타낸다. 이 상황에서, 로크 방지 브레이크 제어는 더 이상 요구되지 않고, 시스템은 예로 분기되어, 정상 브레이크 모드로 복귀된다. 그러나, 만일 관련 리세트 스위치가 개방되어 있지 않으면, 시스템은 아니오로 분기되어, 로크 방지 제어를 유지하고 또다른 휘일 속도 출발 사이클을 야기시키기 위해 처리 기능(119)으로 복귀한다.
제7도 내지 제10도를 참조하여, 이제, 각 밸브 부품의 특별한 구성을 상세히 설명하겠다. 우선, 제7도를 참조하면, 여기에는 제1도의 3방향 입력 제어 밸브(29)의 횡단면도가 도시되어 있다. 시스템의 다른 3방향 밸브의 동일한 구성을 가질 수 있음을 이해해야 한다. 제7도에서, 3방향 밸브(29)는 밸브 몸체(130)에 장착된 것으로 도시되어 있다. 밸브 몸체(130)는 시스템의 각 부품들을 규정한 방식으로 연결하는 연결 통로들과 여러 장착 위치들을 갖추고 있다. 밸브 조립체의 특별한 구성은 필요한 부품의 수에 따라 변화될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 전자 제어 장치는 밸브 몸체에 인접하여 또는 밸브 몸체와 일체식으로 장착되는 것이 양호하다.
밸브는 상부 또는 제1코어 부재(132)와 하부 또는 제2코어 부재(133) 사이에 위치된 축방향으로 이동가능한 전기자(armature)(131)를 포함한다. 전기자(131)의 상부 단부와 제1코어(132)의 하부 단부는 협력하며 정상 개방 제1볼 밸브(ball valve; 134)를 한정하고, 전기자(131)의 하부 단부와 하부 코어(133)의 상부 단부는 협력하여 정상 폐쇄 제2볼 밸브(135)를 한정한다. 나선형 코일 스프링(136)은 전기자(131)의 상부 부분을 에워싸고, 볼 밸브(135)를 정상 폐쇄 위치로 유지하기 위해 축방향 하방으로 전기자(131)를 편향(bias)시킨다. 전기자(131)는 상부 코어 부재(132) 및 전기자(131)의 일부를 에워싸는 코일(137)을 여자시킴으로써 볼 밸브(135)를 개방하고 볼 밸브(133)를 폐쇄하도록 축방향 상방으로 이동될 수 있다.
3방향 밸브(29)는 밸브 몸체(130)속으로 나사 삽입된 어댑터(adapter)(138)에 의해 밸브 몸체(130)에 고정된다. 실린더형 보호 캡(139)은 코일(137)을 에워싸고 있고, 어댑터(138)위를 누르는 하부 단부와, 상부 코어(132)의 중간 부분 위를 누르는 소직경의 상부 단부를 갖고 있다. 상부 코어의 최상단부는 그곳에 밀봉 결합된 연결 부재(142)를 갖고 있다. 연결 부재(142)는 라인(36,31)을 통해 고압 브레이크 유체를 받아들이기 위해 접속된 통로(143)를 갖추고 있다. 상부 코어(132)는 볼 밸브(134)에 압력 브레이크 유체를 공급하는 중앙 통로(144)를 갖추고 있다.
하부 코어 부재(133)는 어댑터(138)의 하부 단부속으로 나사 삽입된 상부 단부와, 밸브 몸체에 형성된 통로(145)속으로 밀봉적으로 삽입되어 저압 어큐뮬레이터(39)와 펌프(33)의 인입구에 라인(35)에 의해 연결된 하부 단부를 갖고 있다. 중앙 통로(146)는 볼 밸브(135)에 라인(35)를 연결하기 위해 코어(133)를 통해 형성된다. 밸브 몸체(130)는 후방 브레이크 공급 라인(32)에 접속되도록 응용되어, 하부 코어 부재(133)내에 형성된 종방향 그루브(longitudinal groove)(149) 및 환형 필터 스크린(148)을 경유하여 두 볼 밸브(134,135)들과도 연통하고 있는 제2통로(147)를 갖추고 있다.
압력 제어 밸브(29)의 작동은 다음과 같이 요약될 수 있다. 코일(137)이 여자되지 않을 때, 전기자(131)는 볼 밸브(135)를 폐쇄하도록 스프링(136)에 의해 하방으로 편향된다. 이때, 볼 밸브(134)는 개방되어, 라인(31)으로부터의 유체 압력이 하방으로 중앙 통로(144)를 통해 볼 밸브(134)를 지나 전기자(131) 주위를 거쳐 종방향 슬롯(slot)(149)속으로 흐르도록 허용한다. 이 지점으로부터 유체는 환형 필터 스크린(148)을 통해 통로(147)속으로 흐르게 되고, 거기서, 후방 공급 라인(32)을 통해 후방 브레이크로 공급된다. 코일이 여자될 때, 전기자(131)에 가해진 자기력은 스프링(136)의 편향력에 대항하고, 볼 밸브(134)를 폐쇄하고 볼 밸브(135)를 개방하도록 상방으로 전기자(131)를 누른다. 이 기간동안, 브레이크 라인(32)내의 유체 압력은 통로(147)속으로 흘러 필터 스크린(148)을 통해 종방향 슬롯(149)속으로 흐르는 유체에 의해 감소된다. 이 지점으로부터, 유체는 볼 밸브(135)를 지나 중앙 코어 통로(146)속으로 흐르고, 거기서 밸브 몸체 통로(145)를 통해 저압 라인(35)으로 공급된다.
고압 어큐뮬레이터(37)와 바이패스 밸브(41)의 특별한 구성이 제8도에 도시되어 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 이들 두 부품들은 단일 조립체에 통합되어 있다. 제8도에 도시된 것처럼, 고압 어큐뮬레이터 조립체는 밸브 몸체(130)의 실린더형 보허(152)내의 활주식으로 장착된 외부 플런저(plunger)(151)를 포함한다. 외부 플런저(151)는 강력 나선형 압축 스프링(153)에 의해 상방으로 편향된다. 보유 캡(154)은 밸브 몸체속으로 나사 삽입되어 있고, 하부 단부에 공기 배출구(155)를 갖추고 있다. 내부 플런저(156)는 외부 플런저(151)의 중앙 보어내에 활주식으로 장착된 상부 단부를 갖고 있다. 공동(cavity)(152)의 상부 부분과 하부 플런저(151)의 상부 단부는 협력하여 고압 유체를 저장하는 챔버(159)를 형성한다. 챔버(159)는 밸브 몸체 통로(161)를 경유하여 고압 라인(36)에 접속되어 있다. 고압 유체는 챔버(159)속으로 가압되고, 플런저(151)는 스프링(153)을 압축하도록 하방으로 눌려지게 된다.
일반적으로, 고압 바이패스 밸브는 도면부호(162)로 나타낸다. 바이패스 밸브(162)는 스프링(164)에 의해 볼 시트(165)쪽으로 하방으로 편향된 볼(163)을 포함한다. 정상 상태에서, 볼(163)은 플런저(151)의 중앙 보어(157)속으로 흘러내리는 유체를 차단한다. 그러나, 내부 플런저(156)의 하부 단부면(166)이 캡(154)의 단부벽(167)과 결합하도록 외부 플런저(151)가 충분한 거리로 하방으로 이동했을 때, 내부 플런저(156)가 더 이상의 하방 이동이 방지되고, 외부 플런저(151)는 부가적인 거리 D만큼 하방으로 계속 이동 할 수 있다. 이 지점에서, 내부 플런저(156)의 최상단면(168)이 볼(163)과 걸합하여, 볼이 밸브 시트(165)로부터 들어올려지게 한다. 이것은 바이패스 밸브를 개방시켜, 유체를 외부 플런저(151)의 중앙 보어(157)속과, 외부 플런저(151)의 측벽에 형성된 횡방향 통로(169)속으로 흘러들어가게 한 다음, 밸브 몸체에 형성되어 저압 라인(35)에 연결된 통로(171)속으로 들어갈 수 있게 한다. 내부 플런저(156)가 바닥에서 벗어나고 바이패스 밸브(162)를 개방시키는 특정 압력은 예정된 스프링 상수를 갖는 스프링(153)를 선택함으로써 제어될 수 있다.
제9도를 참조하면, 격리 밸브(28)의 횡단면도가 도시되어 있다. 격리 밸브는 상술한 미국 특허출원 제07/053,221호에 개시된 격리 밸브와 거의 동일하므로 여기서는 상세히 설명하지 않는다. 상기 특허출원에 개시된 격리 밸브와 본 출원의 격리 밸브의 유일한 차이점은 본 출원의 경우, 밸브 시트 부재(172)의 하부 부분을 에워싸고, 밸브 몸체(130)에 형성된 실린더형 보어(173)속으로 삽입된 밀봉체(seal)(171)가 밸브 시트 부재(172)의 외부에 관하여 양쪽 방향으로 흐르는 유체를 차단하기 위해 채택된 표준 O형 밀봉체라는 점이다. 상기 미국 출원의 경우, 밀봉체는 한쪽 방향으로 유체 흐름을 허용하는 환형 립 밀봉체(ammular lipseal)이다.
격리 밸브(28)는 볼 밸브(176)가 정상 개방 위치에 유지되도록 스프링(175)에 의해 상방으로 탄성 편향된 축방향으로 이동 가능한 전기자(174)를 포함한다. 전기자(174)는 이것의 상방 이동을 제한하는 폐쇄된 상부 단부(178)를 갖는 슬리브 부재(177)내에 활주식으로 장착된다. 밸브 시트 부재(172)는 어댑터(130)속으로 나사 삽입되고, 다음에 이 어댑터는 밸브 몸체(130)속으로 나사 삽입되어 있다. 코일(181)은 밸브 시트 부재(172)의 상부 부분과 전기자(174)의 하부 부분을 에워싸고, 어댑터(179)와 슬리브(177)위로 프레스된 덮개(182)에 의해 보호된다. 또한, 이러한 덮개(182)는 어댑터(179)와 슬리브(176) 사이에 자속 경로를 완성시키도록 작용한다.
밸브가 비여자 위치에 있을 때, 볼 밸브(176)는 주 실린더로부터의 유체가 밸브 시트 부재(172)내에 제공된 중앙 통로(183)를 통해 상방으로 흘러 볼 밸브(176)를 지나, 밸브 시트 부재(172)를 따라 형성된 종방향 슬롯(184)을 따라 하방으로 흐를수 있도록 개방된다. 이 지점으로부터 유체는 밸브 시트 부재(172)를 에워싸고 있는 환형 통로(185)속으로 들어가서, 중간 공급 라인(31)에 연결된 횡방향 통로(186)를 통해 통로(185)를 빠져나간다. 코일이 여자될 때, 전기자(174)는 볼 밸브(176)를 폐쇄시키도록 하방으로 눌려지고 그 결과, 주 실린더 라인(15)과 중간 공급 라인(31) 사이의 유체 흐름을 차단하게 된다.
제10도를 참조하면, 리세트 스위치(44)의 횡단면도가 도시되어 있다. 리세트 스위치는 밸브 몸체(130)에 형성된 통로(191)속으로 나사 삽입된 중공 플러그(hollow plug)(190)를 포함한다. 통로(191)는 브레이크 공급 라인(32)으로부터 유체를 받아들이도록 연결된 제1횡방향 통로(192)와, 주 실린더 라인(15)으로부터 압력 유체를 받아들이도록 연결된 제2횡방향 통로(193)와, 저압 라인(35)으로부터 유체를 받아들이도록 연결된 제3통로(194)에 연결되어 있다. 플런저(195)는 통로(191)내에 활주식으로 장착되고, 서로 통로(192,193,194)들을 격리시키기 위해 장착된 O형 링(196a,196b,196c)을 갖고 있다.
스위치 접촉 조립체(196)는 중공 플러그(190)의 상부 부분내에 장착되어 있다. 특히, 플런저(195)가 제10도에 도시된 최하부 위치에 있을 때, 스위치 조립체는 정상 폐쇄 위치로 편향된다. 그러나, 플런저가 상방으로 이동될 때, 정상 폐쇄 스위치 접촉은 개방하게 된다. 이미 설명한 바와 같이, 스위치 조립체(196)는, 정상 브레이크 상태중에 통로(194)(저압 라인(35))내의 압력이 플런저(195)를 상방으로 누르기에 충분하도록 증가될 때, 정상 폐쇄 위치로부터 정상 개방 위치로 이동된다. 상술한 것처럼, 이것은 관련 3방향 밸브(29)내의 누설 밸브 시트의 표시이다. 또한, 상술한 것처럼, 로크 방지 브레이크 상태중에, 리세트 스위치는 주 실린더 압력(라인 15)과 후방 브레이크(라인 32)에 공급된 실제 압력 사이의 차압을 모니터하는 작용을 한다. 이들 경우에, 시스템이 로크 방지 모드로 들어가고 격리 밸브가 폐쇄될 때, 통로(193)내에 주 실린더 압력은 통로(192)내의 후방 브레이크 압력보다 더 크게 되어, 그 결과 스위치를 개방하도록 플런저(195)가 상방으로 힘을 받게 된다. 스위치는 통로(193)내의 주 실린더 압력이 통로(192)내의 후방 브레이크 압력과 같거나 더 낮게 될 때까지 개방 위치를 유지하게 된다. 이것은 로크 방지 제어를 완화시키는 것이 바람직하다는 지시를 제공한다.
양호한 실시예로서 본 발명을 설명하고 기술했지만, 본 발명은 특별히 설명하고 기술한 것과는 다른 방식으로 실시될 수 있음을 이해해야 한다. 예를들어, 여러 형태의 솔레노이드 작동식 밸브들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 본 출원의 제1도 내지 제3도에 도시된 특정 시스템 배열에 제한되지 않고, 다소간의 각 휘일 회로를 포함하고 있는 다른 로크 방지 시스템에도 쉽게 통합될 수 있다.

Claims (14)

  1. 휘일 차량의 적어도 하나의 휘일의 휘일 브레이크를 제어하는 브레이크 제어 시스템에 있어서, 인입구와 배출구를 갖고 유체 펌프와, 휘일 브레이크에 연결된 제1포트, 상기 펌프의 배출구에 연결된 제2포트 및 펌프의 인인구에 연결된 제3포트를 갖고 있고, 상기 제1포트가 휘일 브레이크로의 압력을 증가시키기 위해 상기 제2포트에 연결되는 제1위치와, 상기 제1포트가 휘일 브레이크로의 압력을 감소시키기 위해 상기 제3포트에 연결되는 제2위치 사이로만 이동가능한 2위치-3방향 밸브와, 휘일 브레이크로의 압력의 적용을 제어하도록 상기 밸브를 작동시키기 위해, 휘일 브레이크로의 압력을 교대로 증가 및 감소시키도록 예정된 기간동안 상기 제1위치와 제2위치 사이에서 상기 밸브를 주기적으로 이동시키는 수단을 포함하고, 상기 예정된 기간동안 휘일 브레이크로의 총 증가, 감소 또는 일정 압력을 얻기 위해 압력을 효율적으로 제어하도록 상기 밸브가 제1위치와 제2위치에서 유지되는 기간을 조정하도록 작동될 수 있는 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 3방향 밸브는 솔레노이드 작동식이고, 상기 제어 수단은 상기 밸브를 작동시키기 위해 펄스폭 변조 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 펄스폭 변조 신호는 상기 예정된 기간보다 짧은 기간을 갖는 주파수로 발생되는 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 주파수는 50헤르쯔인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 브레이크 시스템은 로크 방지 브레이크 시스템(anti-lock braking system)인 것을 특징으로 하는 브레이크 시스템.
  6. 휘일 브레이크와, 차량 운전자에 의해 작동가능한 브레이크 페달과, 브레이크 페달에 의해 작동되고 휘일 브레이크를 작동시키기 위해 압력 브레이크 유체를 공급하도록 연결된 배출구를 갖는 주 실린더를 갖춘 적어도 하나의 휘일을 갖고 있는 휘일 차량용 로크 방지 브레이크 시스템에 있어서, 인입구와 배출구를 갖고 있는 유체 펌프와, 휘일 브레이크에 연결된 제1포트, 상기 펌프의 배출구 및 상기 주 실린더의 배출구에 모두 연결된 제2포트 그리고 상기 펌프의 인입구에 연결된 제3포트를 갖고 있고, 상기 제1포트가 휘일 브레이크로의 압력을 증가시키기 위해 상기 제2포트에 연결된 제1위치와, 상기 제1포트가 휘일 브레이크로의 압력을 감소시키기 위해 상기 제3포트에 연결되는 제2위치 사이로만 이동가능한 2위치-3방향 밸브와 휘일 브레이크로의 압력의 적용을 제어하도록 상기 밸브를 작동시키기 위해, 휘일 브레이크로의 압력을 교대로 증가 및 감소키도록 예정된 기간동안 상기 제1위치와 상기 제2위치 사이에서 밸브를 주기적으로 이동시키는 수단을 포함하고, 관련 휘일의 로크 강화(lock-up)를 방지하기 위해 상기 예정된 기간동안 휘일 브레이크로의 총 증가, 감소 또는 일정 압력을 얻기 위해 압력을 효율적으로 제어하도록 밸브가 제1위치와 제2위치에서 유지되는 기간을 조정하도록 작동될 수 있는 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 3방향 밸브는 솔레노이드 작동식이고, 상기 제어 수단은 밸브를 작동시키기 위해 펄스폭 변조 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 주 실린더의 배출구와 밸브의 제2포트 사이에 연결된 솔레노이드 작동식 정상 개방 격리 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 주 실린더의 배출구에서의 유체와 상기 휘일 브레이크에 공급된 유체 사이의 차압을 모니터하기 위해 연결된 리세트 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 주 실린더로부터 펌프의 배출구로의 유체 흐름을 방지하기 위해 주 실린더의 배출구와 펌프의 배출구 사이에 연결된 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 펌프의 인입구에 연결된 저압 어큐뮬레이터(low pressure accumulator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 펌프의 배출구에 연결된 고압 어큐뮬레이터(high pressure accumulator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 펌프의 인입구와 배출구 사이에 연결된 고압 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
  14. 한쌍의 전방 휘일 브레이크 및 적어도 한쌍의 후방 브레이크, 차량 운저자에 의해 작동 가능한 브레이크 페달 그리고 전방 및 후방 브레이크를 작동시키도록 압력 브레이크 유체를 공급하기 위해 브레이크 페달에 의해 작동되는 주 실린더를 갖고 있는 휘일 차량용 로크 방지 브레이크 시스템에 있어서, 주 실린더와 전방 휘일 브레이크 사이에 연결되어 있고, 압력 브레이크 유체의 공급을 제공하는 펌프를 포함하고, 정지의 나머지에 걸쳐서 에정된 휘일 슬립(slip) 범위로 전방 휘일을 유지하기 위해 압력을 주기적으로 온화 및 재적용함으로써 전방 휘일 브레이크로의 유체 압력의 적용을 제어하도록 급격한 전방 로크강화 상태에서 작동가능한 제1로크 방지 제어 회로와, 주 실린더와 후방 휘일 브레이크 사이에 연결되어 있고, 정지의 나머지에 걸쳐서 비교적 일정한 레벨에서 후방 로크강화 상태를 보정하고 후방 압력을 유지하기 위해 압력을 선택적으로 완화시킴으로써 후방 휘일 브레이크로의 유체 압력의 적용을 제어하도록 급격한 후방 로크강화 상태에서 작동가능한 제2로크 방지 비펌프(pumpless) 제어 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 로크 방지 브레이크 시스템.
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