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KR960001879B1 - 안티-로크 브레이크 시스템용 제어 밸브 - Google Patents

안티-로크 브레이크 시스템용 제어 밸브 Download PDF

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KR960001879B1
KR960001879B1 KR1019860006604A KR860006604A KR960001879B1 KR 960001879 B1 KR960001879 B1 KR 960001879B1 KR 1019860006604 A KR1019860006604 A KR 1019860006604A KR 860006604 A KR860006604 A KR 860006604A KR 960001879 B1 KR960001879 B1 KR 960001879B1
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엔. 풀러 에드워드
티. 아이어스 데이비드
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켈세이-헤이스 캄파니
티. 닐 콤즈
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Abstract

내용 없음.

Description

안티-로크 브레이크 시스템용 제어 밸브
제1도는 본 발명의 제어 밸브를 활용한 스키드 제어 시스템을 도시하는 개략도.
제2도 및 제3도는 본 발명의 제어 밸브의 양호한 실시예에 대한 사시도.
제4도는 제3도의 선 4-4를 따라 취해졌으며, 차단 밸브, 덤프 밸브 및 제어 밸브내의 축압기의 위치들을 보여주는 단면도.
제5도는 제2도의 선 5-5을 따라 취해졌으며, 제어 밸브내의 압력 차동 스위치의 위치를 보여주는 단면도.
제6도는 차단 밸브 및 덤프 밸브의 각 부품을 도시하는 분해 사시도.
제7도는 압력 차동 스위치의 각 부품을 도시하는 분해 사시도.
제8도는 제4도에 도시된 것과 같은 차단 밸브의 확대 단면도.
제9도는 제4도에 도시된 것과 같은 덤프 밸브의 확대 단면도.
제10도는 제5도에 도시된 것과 같은 압력 차동 스위치의 확대 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제어 밸브 14 : 실린더
18 : 콤비네이션 밸브 28 : 축압기
44 : 압력 차동 스위치 50 : 하우징
54 : 공동 62 : 장착 구멍
66 : 코어 부재 68 : 플러그
70 : 차단 밸브 아마츄어 78 : 밀봉볼
80 : 스프링 82 : 와셔
100 : 덤프 밸브 아마츄어 110 : 플로팅 피스톤
111 : 밀봉링 120 : 스프링
130 : 차동 밸브 138 : 접점 터미널.
[발명의 배경]
본 발명은 차량 스키드 제어 시스템용 제어 밸브에 관한 것으로 특히, 스키드 제어 시스템에 의해 다륜 차량의 소정 개수의 휠은 제동 제어되고 차량의 적어도 하나의 피제동 휠은 제어되지 않는 차량 스키드 제어 시스템용 제어 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 비, 눈, 얼음과 같은 악조건하에서 차량운전자는 차량을 통제가능하게 제동(braking)하기 위하여 브레이크의 정밀한 운용을 필요로 한다. 상기와 같은 조건 또는 급작스런 정지 상황하에서 운전자는 종종 과도한 브레이크압을 가하여 휠과 노면 사이에 과도한 미끄러짐이 발생하도록 휠을 로크, 즉 고정시킨다. 휠 로드 업 상태(wheel lock up conditions)는 방향 안정성을 잃게 하며 차량이 제어되지 않는 상태로 도로에서 이탈하게 할 수 있다.
차량의 운전 안전성을 개선하기 위해 계속적인 노력으로 스키드 제어 제동 시스템의 개발에 많은 회사들이 참여하였다. 전형적으로, 상기와 같은 시스템이 차량의 각 피제동 휠을 제동 제어하도록 되어 있더라고, 일부 시스템은 피제동 휠중 일부만을 제동 제어하도록 개발되었다. 종래 기술의 스키드 제어 시스템으로는 미합중국 특허 제3,515,440호, 제3,870,376호, 및 제3,880,474호에 개시된 것이 있다.
일반적으로 종래 기술의 스키드 제어 시스템은 제어되는 휠의 감속을 측정하기 위해 제어되는 휠의 속도를 모니터하는 중앙 제어 유니트를 포함한다. 차량의 브레이크가 인가되고, 모니터된 휠의 휠 감속이 휠이 미끄러지고 있으며 휠이 로크업 상태에 다다르고 있다는 것을 나타내는 소정의 감속 임계치를 초과할 때, 중앙 제어 유니트를 피제어 휠의 로크를 방지하기 위해 관련 브레이크에 적당한 밸브 수단을 통한 유압의 인가를 제어하는 기능을 한다. 전형적으로 스키드 제어 시스템은 운전자가 원하는 만큼 차량을 감속시키기 위해 적당한 토오크를 계속 발생시키면서 휠의 미끄럼(skid)을 안전한 수준으로 제한하도록 관련 브레이크에 대한 압력을 주기적으로 제거하고 다시 재인가하는 수단을 포함한다. 이러한 시스템에서 압력 재인가 수단은 일반적으로 별도의 유압원이다. 스키드 제어 시스템은 악제동 상황하에서 차량을 통제가능하게 정지시킬 수 있는 여러 가지 장점에도 불구하고 상기와 같은 제어 시스템이 실제로 구비된 차량은 거의 없다. 이에 대한 중요한 이유중 하나는 제어 유니트와 상기 시스템의 관련 밸브 작용이 다소 복잡하고 비용이 많이 들기 때문이며, 따라서, 일반적으로 상당히 고가의 차량에서만 볼 수 있다.
[발명의 개요]
본 발명은 차량 안티-로크 브레이크 시스템(anti-lock braking system)과 더불어 사용되는 독특한 제어 밸브에 관한 것이다. 근본적으로 안티-로크 브레이크 시스템은 차량의 피제동 휠중 적어도 한 개의 선택된 피제동 휠에 대해 브레이크 유압의 인가를 제어 밸브를 통해 제어하기 위해 구비된다. 제어되는 휠중에서 휠로크 상태가 검출되었을 때, 피제어 휠 브레이크에 대한 유압 인가는 제어 밸브에 의해 차단되고 동시에 피제어 휠 브레이크에 대한 유압은 비교적 일정한 수준으로 유지되며, 어떤 상황이 나타나지 않는한 휠멈춤이 실현되는 동안 상기 수준에서 유지된다. 예컨대, 브레이크 압력이 유지된 후에 피제어 휠의 감속이 소정의 양을 초과하면, 제어 밸브는 과도한 휠 미끄러짐을 감소시키기 위하여 피제어 휠에 대한 브레이크 압력을 선택적으로 감소시키도록 작동된다.
또한, 휠 미끄러짐 상태가 교정된 후에, 시스템은 차량이 비교적 낮은 마찰 표면(즉, 얼음)에 비교적 높은 마찰 표면(즉, 콘크리트)으로 이동될 때를 검출하도록 설계된다. 상기 상황에서, 상기 스키드 제어 시스템에 의해 제어되지 않은 브레이크 휠은 차량이 큰 비율로 감속되도록 한다. 이러한 상황하에서 피제어 휠에 인가된 브레이크 압력은 일반적으로 로크 상태를 야기함 없이 증가될 수 있다. 브레이크 시스템은 감속의 증가를 검출하고 추가 압력이 피제어 휠 브레이크에 선택적으로 공급되게끔 제어 밸브를 작동시킨다.
본 발명의 제어 밸브는 제1, 2세트의 휠 브레이크를 구비한 차량용 스키드 제어 시스템에서 사용되도록 특별히 설계되어 있다. 브레이크 페달은 차량 운전자에 의해 작동 가능하며 가압된 브레이크유를 공급하기 위한 마스터 실린더를 작동시키기 위해 연결되어 있다. 가압된 브레이크유는 제1세트의 휠 브레이크를 작동시키도록 제1브레이크 가압 회로에 공급되고, 또한 제2세트의 휠 브레이크를 작동시키도록 제2브레이크 가압 회로에도 공급된다. 본 발명의 제어 밸브는 제2브레이크 가압 회로내에 접속되고 컴퓨터 제어 수단에 의해 작동가능하다.
보다 상세히는, 제어 밸브는 마스터 실린더에서 나온 가압 브레이크유를 받아들이도록 연결된 유입구(inlet)와 제2세트의 휠 브레이크에 가압 브레이크유를 공급하도록 연결된 유출구(outlet)와 외부 하우징을 포함한다. 유입구를 유출구에 접속시키는 통로가 하우징내에서 형성된다. 정상 상태에는 개방한 차단 밸브(isolation valve)는 통로내에 위치되고 유입구 및 유출구 사이의 통로를 통과하는 유체 흐름을 제어하는데 이용된다. 제어 밸브는 제2세트의 휠 브레이크에 대한 유압을 비교적 일정한 수준으로 유지시키도록 차단 밸브를 폐쇄시키기는 수단을 포함한다. 또, 밸브는 상기 밸브가 폐쇄된 후 마스터 실린더로부터 제2세트의 휠 브레이크로 압력을 선택적으로 재공급하기 위하여 차단 밸브를 즉각 개방시키는 수단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 차단 밸브가 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동될 때 차단 밸브의 이동을 댐핑, 즉 감쇄하기 위하여 댐핑 수단(damping means)이 차단 밸브와 결합되어 있다. 이러한 것은 제2세트의 휠 브레이크에 대한 압력의 재인가를 정밀하게 제어할 수 있게 한다.
차단 밸브의 댐핑은 특유한 방법으로 성취된다. 특히, 차단 밸브는 하우징과 협동하여 브레이크유를 수용하는 챔버를 한정하며, 상기 챔버는 차단 밸브가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동함에 따라 체적이 변화된다. 본 발명의 양호한 실시예에서 댐핑 수단은 상기 밸브가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동될 때 소정의 유체가 하우징 통로와 챔버 사이를 흐르도록 허용하는 수단과, 밸브가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동할 때 하우징 통로와 챔버 사이를 흐르는 유체를 부분적으로 제한하는 수단을 포함하며, 이에 따라 차단 밸브의 개방중 차단 밸브의 바람직한 댐핑이 이루어진다.
본 발명의 다른 장점은 물론 상기 장점은 첨부된 도면을 참조로 한 본 발명의 하기 상세한 설명으로부터 본 분야에 숙련된 사람에게는 쉽게 이해될 것이다.
도면을 참조해보면, 특히 제1도에는 본 발명의 특징을 구체화한 제어 밸브(10)를 이용한 안티-스키드 제어 시스템의 개략도가 도시되어 있다. 안티-스키드 제어 시스템은 안티-스키드 제어 시스템에 연결되어 않는 적어도 하나의 피제동 휠을 갖고 있는 다륜 차량의 휠중 소정 개수의 휠에 대한 제동을 모니터 및 제어하는데 특히 적합하다. 예를 들어, 제1도에 도시된 바와 같이, 안티-스키드 제어 시스템은 4륜 차량의 리어 휠(rear wheel)에 대한 제동을 제어하는데 활용될 수 있으며, 이때 차량의 프론트 브레이크는 안티스키드 제어 시스템에 의해 제어되지 않는다. 이 시스템은 예를 들어 작은 트럭과 같은 자동차에 특히 적합하며, 리어 휠에 의해 지지되는 무게는 트럭이 운송할 수 있는 넓은 범위의 하중에 기인하여 상당히 변할 수 있다.
제1도에 도시된 바와 같이, 안티-스키드 제어 시스템은 이중 용기식 마스터 실린더(14)를 동작시키기 위해 연결된 브레이크 페달(12)로 구성된 유압 제동 시스템을 갖고 있는 차량에 설치된다. 차량 운전자가 브레이크 페달(12)를 밟았을 때, 마스터 실린더(14)는 압력하에 있는 작동액을 유압관(16a) 및 유압관(16b)을 통해 각각 전방 용기(14a) 및 후방 용기(14b)로부터 통상의 콤비네이션 밸브(18)로 공급한다. 상기 콤비네이션 밸브(18)는 차량의 프론트 브레이크(19a, 19b)를 작동시키기 위해 작동액을 소정의 제1압력으로 공급하도록 된 제1출력관(18a)과, 차량의 리어 브레이크(20a 및 20b)를 작동시키기 위해 작동액을 소정의 제2압력으로 공급하는 제2출력관(18b)을 포함한다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 콤비네이션 밸브(18)에는 관(16a, 16b) 내부에 있는 작동액간의 소정 압력차를 검출하기 위한 일체식 압력 차동 스위치가 구비되어 있으며, 상기 압력 차이는 부분적인 제동 장치를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 안티-로크 제어 밸브(10)에는 관(18b)과 가입된 브레이크유를 리어 브레이크(20a, 20b)에 공급하는 관(24) 사이에 연결된 정상 상태에는 개방한 차단 밸브(22)가 제공되어 있다. 다음에 설명되겠지만, 상기 차단 밸브(22)는 솔레노이드로 작동하며, 후방 휠 로크 상태가 임박한 경우가 검출될 때 관(4)의 압력을 유지하기 위하여 폐쇄되며, 따라서 출력관(18b)에서의 압력 증기가 관(24)에 공급되는 것이 방지된다.
또한 본 발명에 따르면, 안티-로크 제어 밸브(10)는 관(24)과 축압기(28)에 연결된 관(27) 사이에 연결된 정상시 폐쇄된 덤프 밸브(dump valve; 26)를 포함한다. 축압기(28)는 스프링(28c)에 의해 편의되는 미끄럼가능한 피스톤(28b)에 의해 약간 상승된 압력으로 유지된 작동유를 수용하기 위한 가변 체적식 유체용기(28a)를 포함한다. 보다 상세히는, 스프링(28c)은 축압기내의 유압을 관(24)안의 작동하지 않는 상태의 유체 압력보다 약간 높게 유지한다. 기술되는 바와 같이, 차단 밸브(22)가 폐쇄되고 관(24)에 유지된 압력이 리어 휠의 과도한 미끄러짐을 초래할 때, 덤프 밸브(26)는 관(24)내의 압력을 감소시켜 리어 브레이크의 로크를 방지하도록 축압기(28)내의 유체를 보내도록 선택적으로 개방된다.
브레이크 페달이 해제된 후, 덤프 밸브(26)는 축압기(28)내의 작동유를 관(24)으로 되돌려 보내도록 즉시 개방될 수 있다.
차단 밸브(22)와 덤프 밸브(26)의 동작은 컴퓨터 제어 모듈(30)에 의해 제어된다. 상기 차단 밸브(22) 및 덤프 밸브(26)는 각각 전선(32, 34)에 의해 컴퓨터 제어 모듈에 접속될 수 있는 솔레노이드 작동식 밸브이다. 차량 운전자가 자동차의 제동 과정에 있는지의 여부를 결정하기 위하여, 컴퓨터 제어 모듈(30)은 브레이크 페달(12)이 압축되어 있는가를 모니터하도록 라인(38)에 의해 브레이크등 스위치(36)에 접속된다. 컴퓨터 제어 모듈(30)은 또한 차량의 리어 휠 속도를 모니터하도록 라인(42)에 의해 속도 감지기(40)에 접속된다.
더불어, 브레이크등 스위치(36)를 통해 브레이크 페달(12)의 위치와 속도 감지기(10)를 통한 리어 휠 속도를 모니터하는 것에 더하여, 컴퓨터 제어 모듈(30)은 라인(46)에 의해 압력 차동 스위치(44)에 접속된다. 압력 차동 스위치(44)는 관(18b, 24)내의 작동유간의 압력차를 모니터하도록 접속되며, 관(18b)내의 압력이 관(24)내의 압력보다 클 때 폐쇄되도록 되어 있다. 상기 압력 차동 스위치가 온(ON) 상태에 있을 때는, 차단 밸브가 폐쇄되어 있다는 것과 관(18b)내의 압력이 관(24)내의 압력보다 크다는 것을 나타내며, 스위치가 오프(OFF)상태에 있을 때는 관(18b)내의 압력이 관(24)내의 압력 이하로 떨어지거나 같음을 나타낸다.
상기 스위치(44)가 온되고, 차후에 오프되는 경우에 있어서, 이것은 운전자가 처음에는 비교적 큰 제동 의사를 브레이크 페달에 가하므로써 기어 휠의 로크를 방지하도록 차단 밸브가 폐쇄되며, 차후에 페달을 필연적으로 완전히 해제시킴 없이 감소된 제동 의사를 페달에 가한 상황을 나타낸다. 이것은 안티-로크 모드를 해제하여 제동 시스템이 정상 작동 모드로 복귀하는 것이 바람직한 경우이다. 이와같이, 시스템이 압력 차동 스위치(44)가 한 순간에는 온(ON)이었지만 현재는 오프(OFF)인 것을 감지하면, 시스템은 정상 제동 모드 및 루프의 초기 상태로 복귀한다. 통상, 압력 차동 스위치(44)의 작동에 관련하여 약간의 문제점이 있는데 이것은 관(18b)안의 압력이 관(24)안의 압력과 비교적 동일하게 유지될 때 차동 스위치(44)는 온 상태와 오프 상태 사이를 전환하지 않는다는 것이다. 또한, 제어 모듈(30)은 안티-로크 제어 시스템의 장애가 검출되어지는 경우에 작동되는 브레이크 경고등(48)에 연결되어 있다.
기본적으로, 안티-로크 제어 시스템은 차량이 정지하고 있는 동안, 리어 휠의 속도 및 감속을 모니터하며, 브레이크의 로크업 상태를 방지하기 위하여 제어 밸브(10)를 통하여 차량의 리어 브레이크에 대한 유압의 인가를 제어하는 기능을 한다. 리어 브레이크가 로크 업 상태에 접근하고 있다는 것을 표시하는 휠 미끄러짐 또는 휠 스립(sheel slip) 상태가 검출되는 경우에, 제어 모듈(30)은 관(24)안의 압력이 그 현재의 값을 유지하도록 차단 밸브(22)를 폐쇄한다. 만일 차단 밸브(22)가 폐쇄된 후에, 리어 휠 감속률이 소정치를 초과하면, 덤프 밸브(26)가 선택적으로 개방되어 관(24)의 압력을 감소시켜 브레이크의 로크업 상태를 방지할 수 있다.
또한, 임박한 로크 업 상태가 교정되어진 후에, 리어 휠의 감소 변화율이 모니터되어 차량과 노면간의 마찰계수(μ)가 비교적 낮은 빙판과 같은 노면(저 마찰 표면)에서부터, 차량과 노면간의 마찰계수(μ)가 비교적 높은 콘크리트와 같은 노면(고 마찰 표면)으로 차량이 이동하는 경우를 탐지한다. 이러한 경우에 차량의 프론트 휠이 보다 높은 마찰 표면과 접촉할 때, 제어되지 않는 프론트 브레이크는 저 마찰 표면에서 고마찰 표면으로 차량이 이동할 때 차량의 감속율을 증가시킬 것이다. 이러한 상태하에서, 리어 브레이크쪽 관(24)에 유지된 압력이 대체로 증가될 수 있어 리어 브레이크의 로크 업 상태를 일으키지 않으면서도 또다른 제동을 제공하게 된다. 이것은 차단 밸브(22)를 순간적으로 개방시켜 관(18b)의 보다 높은 압력의 유체가 관(24)에 공급될 수 있게 하므로써 달성된다. 험한 제동 상황하에서 운전자가 차량 브레이크 페달을 연속적으로 밞음에 따라, 관(18b)의 압력은 대체로 관(24)의 압력보다 클 것이다. 기술된 바와 같이, 차단 밸브(22)에는 리어 브레이크에 대한 압력 증가를 조정하기 위하여 밸브의 순간적인 개방을 정확하게 제어할 수 있는 댐핑 수단이 제공되어 있다.
제어 밸브(10)의 특수한 구성을 지금부터 보다 상세히 기술하고자 한다. 제2 및 3도를 참조하면, 안티-로크 제어밸브(10)의 바람직한 실시예에 대한 사시도가 도시되어 있다. 이 제어 밸브(10)는 도면에 도시된 바와 같이 좌측단 하우징부(50a) 및 우측단 하우징부(50b)로 구성되어 있는 외부 2편식 하우징(50)을 포함한다. 중간 개스킷 부재(52)(제7도에 사시도로 도시되어 있음)는 제4도에서 도시된 바와 같이 하우징부(50a, 50b)의 대면하는 단부 표면 사이에 위치되어 하우징(50)내에 형성된 길이방향 연장된 내부 공동(54)을 밀봉시키는 기능을 한다. 상기 하우징부(50a, 50b)는 우측단 하우징부(50b)내에 형성된 구멍을 통해 연장되는 다수의 가늘고 긴 볼트(55)에 의해서 함께 체결되며 좌측단 하우징부(50a)에 형성된 암나사 구멍과 협동하여 나사 결합된다.
밸브(10)는 제4도에서 도시된 바와 같이, 우측단 하우징(50b)의 측벽내로 나사 체결되고 O-링(56a)에 의해서 그곳에 밀봉가능하게 연결된 유입구(56)를 포함한다. 이 유입구(56)는 관(18b)에 연결되도록 되어 있어 콤비네이션 밸브(18)로부터 나온 가압된 브레이크유를 받아들인다. 유출구(58)는 개스킷 부재(52)내에 형성된 구멍(52a)(제7도 참조)을 통해 연장하며 관(24)에 연결되도록 되어 있고 리어 브레이크에 가입된 유체를 공급한다. 통상적인 브리드 나사(60)가 좌측단하우징부(50a)의 측벽내에 나사 체결되고 밸브(10)내에 포함된 관련 유체 통로를 브리드(bleed), 즉 추가시키기 위하여 제동시스템의 설치 또는 서비스동안 사용된다. 또한, 밸브를 차량 보디(도시되지 않음)에 부착시키기 위해 다수의 암나사 가공된 장착 구멍(62)이 하우징(50a, 50b)에 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어 밸브(10)는 차단 밸브(22), 덤프 밸브(26), 축압기(28) 및 압력 차동 스위치(44)를 포함하고 있으며, 이들 모두는 제1도에서 개개의 박스로 도시되어 있다.
제4도에 도시된 바와 같이, 차단 밸브(22) 및 덤프 밸브(26)의 부품들은 좌측단 하우징부(50a), 개스킷부재(52), 및 우측단 하우징부(50b)가 함께 한정한 길이 방향으로 연장한 공동(54)내에 수용되어 장착된다. 차단 밸브 부품 및 덤프 밸브 부품들은 중간의 중심 코어 부재(66)에 의해 하우징 공동(54)내에서 분리되어 있다.
기술되는 바와 같이, 코어 부재(66)에는 밸브를 통해 유체 흐름을 유도하기 위한 복수개의 내부 통로가 구비된다. 예를 들면, 제4도에 도시된 바와 같이, 유입구(56)를 통해 밸브(10)로 들어가 정상시 개방된 차단 밸브(22)로 통과하는 가압된 브레이크유는 코어 부재(66)를 통해 형성된 길이 방향으로 연장된 통로(66a)를 통과하여, 통로(66a)를 횡방향 연장하는 유출 통로(66b)를 통해 유출구(58)에 공급된다. 유출구(58)는 통로(66b)에 나사 체결되며 O링(58a)에 의해 밀봉가능하게 연결된다. 제4도에 도시된 바와 같이, 한쌍의 솔레노이드 코일(64a, 64b)이 하우징 공동(54)내에 위치되고 코어 부재(66)에 의해 축방향으로 일정한 간격을 둔 상태로 유지된다.
솔레노이드 코일(64a)은 차단 밸브(22)를 작동시키도록 되어 있는 반면에, 솔레노이드 코일(64b)은 덤프 밸브(26)를 작동시킬 수 있다. 축압기(28)의 부품은 하우징(50a)의 외측단부에 형성된 공동(50c)내에 위치된다. 공동(50c)의 외측 개방 단부는 숫나사 가공된 플러그(68) 및 협동하는 O링(68a)에 의해 밀봉 폐쇄된다. 제5도에 도시한 바와 같이, 압력 차동 스위치(44)의 부품은 길이 방향 통로(66a)에 대하여 횡방향으로 연장하는 코어 부재(66)내의 구멍(66c)내에 위치된다.
제4, 6 및 8도를 참조하여, 차단 밸브(22)를 포함한 개개의 부품과 그 작동 관계에 대하여 하기에서 더욱 상세히 설명한다. 차단 밸브(22)의 부품은 제6도의 분해 사시도로 개별적으로 도시되어 있다. 좀더 상세하게는, 차단 밸브(22)는 슬리브(72)내에 미끄럼 가능하게 수용되는 원통형 단부(71)를 가지며 적절한 강자성 재료로 이루어진 축방향 변위가능한 아마츄어(armature : 70)를 포함한다. 슬리브(72)의 한 단부는 코어 부재(66)의 축방향 연장하는 축소된 직경부분(66d)위로 미끄러지며, 반면에 슬리브(72)의 대향 단부는 우측단 하우징부(50b)에 형성된 축소된 직경 보어 구멍(54a)에 삽입된다(제8도에 더욱 자세히 도시됨). 슬리브(72)의 내벽은 O링(72)에 의해 코어부재(66)의 축소된 직경 부분(66)의 외측 환형 표면에 밀봉 연결되어 있는 반면에, 슬리브 부재(72)의 외벽은 O링(76)에 의해 보어 구멍(54a)의 내벽에 밀봉 연결되어 있다.
제8도에 도시된 바와 같이, 밀봉 볼(sealing ball; 78)은 차단 밸브 아마츄어(70)의 단부면(70b)에 형성된 공동(70a)내에 압압되어 마찰식으로 유지된다. 밀봉 볼(78)은 단부면(70b)을 지나서 외향 축방향으로 돌출하도록 되어 있다. 솔레이노 코일(64a)이 여기되면, 그에 의해 발생된 자계가 아마츄어(70)를 코어부재(66)쪽으로 가압시키며, 밀봉볼(78)은 통로(66a)로 유체가 흘러들어가는 것을 막기 위하여 코어 부재(66)의 단부면(66f)에 형성된 볼 시이트(ball seat; 66e)를 밀봉가능하게 맞춘다. 차단 밸브 아마츄어(70)는 제8도에 도시된 바와 같이 아마츄어(70)의 중간 축소된 직경 부분(70c) 주위에 동축적으로 위치된 테이퍼형 코일 스프링(80)에 의하여 정상시 개방 위치로 유지된다. 스프링(80)의 한 단부는 슬리브(72)의 외측단부에 맞닿는 대향면을 갖는 와셔(82)의 한 면과 대향되어 안착되어 있고, 반면에 스프링의 대향 단부는 차단 밸브 아마츄어(70)의 외측 단부상에 구비된 견부(70d)에 대향되어 안착된다. 차단 밸브가 여기되지 않을 때, 제4 및 제8도에 도시된 바와 같이, 스프링(80)은 하우징 공동(54)의 단부 벽(54b)에 대항하여 아마츄어의 외측단부면(70e)을 떠민다. 논의되는 바와 같이 본 발명에 따르면, 차단 밸브 아마츄어(70)의 외측단부에는 밸브가 그 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동될 때 아마츄어의 이동을 감쇄하는데 이용되며 아마츄어의 외측 단부를 감싸고 있는 댐핑 링(damping ring; 84)이 구비되어 있다.
앞에서 말한 바와 같이 차단 밸브(22)는 정상시 유출구(56)를 통해 리어 브레이크에 공급되는 브레이크 유압이 유입구(56)의 압력과 동일한 압력이 되도록 개방 위치에 유지된다. 더욱 상세하게는, 브레이크유는 유입구(56)로부터 하우징부(50b)의 측벽에 형성된 통로(88)로 흐른다. 필터 스크린(90)은 밸브로 유입되는 유체를 거르기 위해 통로(88)내에 위치할 수 있다. 통로(88)로부터, 유체는 아마츄어(70)의 축소된 직경 부분(70c)을 둘러싸는 챔버(92)안으로 흐른다. 유체는 아마츄어(70)에 형성된 길이방향 연장하는 슬롯(70f)을 축방향으로 통과하여 코어부재(66)의 단부면(66f)과 아마츄어(70)의 내부단부면(70b) 사이의 틈(gap)으로 흐른다. 제8도에 도시된 바와 같이, 차단 밸브가 폐쇄되어진 후에 리어 브레이크에 대한 압력 증가가 정확히 조절될 수 있도록 차단 밸브를 시시각각 개방하므로써 리어 브레이크에 압력을 재공급할 수 있게 상기틈은 소정의 거리 G1로 바람직하게 설정된다. 상기 틈(G1)으로 흘러간 후에, 유체는 볼(78)을 지나서 길이 방향으로 연장한 통로(66a)로 흐르는데 이곳에서 유체는 유출포트(66b)를 경유해 유출구(58)로 공급된다.
솔레노이드 코일(64a)을 통전하면, 이에 따라 발생된 자력은 스프링력(80)에 대향하여 아마츄어(70)를 축방향으로 밀어내며 볼(78)이 관련 볼 시이트(66e)를 밀봉 맞물림하게 하며, 그렇게 하여 리어 브레이크에 대한 압력을 일정한 수준으로 유지하기 위해 유입구(56)로부터 유출구(58)로 까지의 유체 유동을 막는다.
상술된 바와 같이, 어떤 경우는 리어 브레이크에 소정량의 압력 증가를 제공하기 위해 선택적으로 차단 밸브를 개방시키는 것이 바람직하다. 리어 브레이크에 대한 압력 증가를 정확히 제어하기 위해, 차단 밸브의 선택된 개방이 정확히 제어되어야 한다는 것이 밝혀졌다. 그렇게 제어하기 위해, 본 발명은 차단 밸브의 개방을 제어하기 위해 차단 밸브와 결합되는 댐핑 수단을 포함하고, 그것에 의해 리어 브레이크에 대한 압력증가를 규제한다.
더욱 상세히는, 이러한 댐핑은 차단 밸브 아마츄어의 외측 단부에 형성된 환형홈내에 위치한 댐핑링(84)에 의해 제공된다. 댐핑링(84)은 밸브가 개방에서 폐쇄되는 위치로 움직일 때 링(84)은 밸브가 개방에서 폐쇄되는 위치로 움직일 때 링(84)의 외측 환형면(84a)과 공동(54)의 내측환형면(54c)사이의 유체 유동을 막고 상기 밸브가 그 개방 위치에서 폐쇄 위치로 움직일 때는 환형면(84a, 54c) 사이에 유체 유동을 허용하도록 특별히 설계되었다.
밸브가 그 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하면, 유체는 링의 환형면(84a)과 공동의 내측 환형면(54c)사이에서 유동하고 아마츄어의 단부면(70e)과 공동의 내측 단부벽(54b) 사이에 형성된 챔버를 채운다. 또한, 유체는 축소된 직경부분(70h)을 갖는 축방향으로 연장하는 통로(70g)와 연이어 통하는 아마츄어(70)내에 형성된 가로로 연장하는 보어 구멍(70i)을 경유하여 상기 챔버로 흘러 들어갈 것이다. 그러나, 폐쇄 위치에서 개방 위치로까지 이동되면, 댐핑 링(84)은, 아마츄어(70)가 폐쇄 위치에서 개방 위치까지 오른쪽으로 이동될 때 그 외측환형면(84a)을 가로질러 흐르는 유체 흐름이 방지되도록 설계되어 있기 때문에, 아마츄어(70)의 단부면(70e)과 공동의 단부벽(54b) 사이에서 챔버내에 위치된 유체는 밸브가 오른쪽으로 이동되기 전에 통로(70g)의 축소된 직경 부분(70h)을 통해 흘러야 한다. 본 발명에 따르면, 상기 부분(70h)의 직경(D1)은 챔버로부터 유체 흐름을 부분적으로 제한하여 아마츄어(70)의 개방 이동을 댐핑, 즉 감쇄하도록 선택된다. 이러한 댐핑은 리어 브레이크에 대한 압력의 재인가를 더욱 정확히 제어할 수 있게 하는 것으로 밝혀졌다.
제4도, 6도 및 9도를 참조하여, 이제부터 덤프 밸브(26)의 특별한 구성 및 작동이 더욱 상세히 기술될 것이다, 상술된 바와 같이, 덤프 밸브는 정상시 폐쇄 상태로 유지되지만, 후방 브레이크에 대한 압력을 선택적으로 감소시키기 위해 차단 밸브가 유체를 축압기(28)쪽으로 감쇄하도록 폐쇄된 후 선택적으로 개방될 수 있다. 상기 덤프 밸브(26)의 부품들은 제6도의 분해 사시도로 각각 도시된다. 상기 덤프 밸브(26)는 솔레노이드 코일(64b)의 작동에 따라 축방향으로 변위가능한 강자성 재료로 구성된 아마츄어(100)를 포함한다. 제4도 및 제9도에 도시된 바와 같이, 아마츄어(100)는 한 단부가 아마츄어(100)의 내측 단부내 개구내에 수용되고 그 대향 단부가 코어 통로(66a)내에 위치된 필터(102)를 맞물고 있는 압축 코일 스프링(101)에 의해 정상시 폐쇄 위치로 편의되어 있다. 상기 아마츄어(100)는 슬리브 부재(103)내에 미끄럼가능하게 장착되어 있으며, 이 슬리브부재는 그 한단부가 코어부재(66)의 축소된 직경단부(66g)위로 미끄러지고 O링(104)에 의해 그것에 밀봉 연결되어 있고 그 대향 단부가 공동(54)의 축소된 직경부분(54b)안으로 삽입되어 O링(106)에 의해 그것에 밀봉 연결되어 있다.
상기 덤프 밸브 아마츄어(100)에는 중앙, 축방향 연장하는 통로(100a)가 구비되어 있다. 밀봉 볼(108)은 통로(100a)의 외측 단부내에 압압되어 마찰식으로 유지되고, 플로팅 피스톤(110)의 단부면(110b)에 형성된 볼 시이트(110a)와 밀봉식으로 맞물리도록 되어 있다. 덤프 밸브 아마츄어(100)와 필터(102)사이에 압축된 스프링(101)은 덤프 밸브 아마츄어를 정상 상태에 폐쇄 위치로 유지시킨다. 이 피스톤(110)은 볼 시이트(110a)에 인접하게 축소된 직경부분(110d)을 가진 중앙, 축방향 연장하는 통로(110c)를 포함한다. 이 통로(110c)는 덤프 밸브가 개방되어 있을 때 축압기(28)안으로 브레이크유를 공급하는 공동(54)의 단부벽에 형성된 통로(50d)와 축방향 정렬한다. 환형 밀봉 링(111)은 피스톤(110)을 둘러싸고 공동(54)의 환형 벽(54e)을 밀봉식으로 맞문다.
축압기(28)는 하우징부(50a)의 한 단부에 형성되어 플러그(68)에 의해 폐쇄된 공동(50c)내에서 활주식으로 장착된 피스톤(112)[제1도의 피스톤(28b)에 대응함]을 포함하고 있다. O링(114)은 공동(50c)내에 형성된 환형 홈내에 위치하여 피스톤(122)의 외측 원통형 벽과 밀봉식으로 결합되어 있다. 정상 상태에서 피스톤(112)은 코일 스프링(120)[제1도에 개략적으로 도시된 스프링(28c)과 대응함]에 의해 축방향 내측으로 떠밀려서 피스톤(112)의 단부면(112a)은 공동(50c)의 내측 단부벽(50e)에 접한다. 덤프 밸브가 시시각각으로 개방되어 리어 브레이크 대한 압력을 선별적으로 감소시키면, 브레이크유는 공동(50c)내로 공급되어 피스톤(112)을 축방향 좌측으로 떠밀어 스프링(120)을 압축시킨다. 본 발명에 의하면, 플로팅 피스톤(110)을 둘러싸는 환형 밀봉 링(111)은 유체가 피스톤(110)의 외부벽 사이에서 축압기내로 유동하지 못하게 하지만, 리어 브레이크회로내의 압력이 축압기내의 압력보다 낮아질 때, 유체는 환형 밀봉링(111)을 지나 상기 아마츄어(100)의 외측 단부를 둘러싸고 있는 챔버(122)속으로 흘러 리어 브레이크 회로로 복귀될 수 있다.
상술된 바와 같이, 덤프 밸브는 정상 상태에서 폐쇄되어서 유체가 필터(102)를 통해 길이 방향의 아마츄어 통로(100a)를 통과한 후에 횡방향으로 연장하는 아마츄어 통로(100b)를 통해 아마츄어(100)의 외측 단부를 둘러싸는 챔버(122)로 들어가지만, 유체는 볼(108)과 링(111)의 밀봉에 기인하여 축압기(28)안으로 유입되지 않을 것이다. 리어 브레이크에 공급되는 유압을 감소시키는 것이 바람직할 때에는 솔레노이드 코일(64b)이 즉시 작동되어 아마츄어(100)를 변위시키고 볼 시이트(110a)로부터 볼(108)을 분리시킨다. 이것은 유체가 통로(110a)를 경유하여 축압기 안으로 유입하게 한다. 리어 휠에 대한 브레이크압의 해제 및 제어 중단을 완료한 후에, 축압기내의 유체는 상술된 바와 같이 자동으로 시스템으로 귀환될 것이다. 통로(110d)의 직경(D2)과, 아마츄어(100)의 단부면(100c)와 코어 부재(66)의 단부면(66h) 사이의 틈 치수(G2)를 적절히 선택함으로써 압력 감소량을 정확하게 제어할 수 있다.
제5도, 제7도 및 제10도를 참고하여 압력 차동 스위치(44)의 특정한 구조 및 작동을 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이, 압력 차동 스위치(44)는 제1도의 콤비네이션 밸브(18)에서 수령된 압력과 리어 브레이크에 가해진 압력간의 차이를 모니터한다. 보통, 리어 브레이크에 가해진 압력이 관(18b)상의 차단 밸브로 부터 수령된 압력보다 적거나 동일하면, 스위치는 개방 상태에 있게 된다. 그러나 시스템이 안티-로크 모드로 들어감을 지시하는, 관(18b)상의 콤비네이션 밸브에 의해 가해진 압력이 리어 브레이크에 가해진 압력보다 클 때는 스위치는 폐쇄된다.
기본적으로, 스위치의 부품은 축방향 통로가 교차하여 횡방향 연장하는 코어부재(66)내에 형성된 구멍(66c)내에 위치된다. 압력 차동 스위치(44)의 각 부품들은 제7도의 분해 사시도로 보다 상세하게 도시되어 있다. 보다 상세히는, 압력 차동 스위치(44)는 차동 밸브(130), 편의용 코일 스프링(132), 및 밸브(130)가 위치된 공동(6c)의 선택된 외측 환형면을 밀봉식으로 맞물고 밸브(130)의 선택된 부분들을 밀봉식으로 둘러싸는 기능을 갖는 O링(134a, 134b, 134c)들을 포함한다. 또한 상기 스위치(44)는 제10도에 도시된 바와 같이 구멍(66c)의 상단부에 나사 체결되고 O링(136a)에 의해 그곳에 밀봉식으로 연결된 수나사식 플러그(136)를 포함한다. 통상, 제10도에 도시된 바와 같이 플러그(36)의 하단부와 맞물리는 한 단부와 밸브(130)상에 형성된 견부(130a)와 맞물리는 하단부를 가진 코일 스프링(132)은 밸브의 접점 팁(130b)을 절연 부재(140)에 의해 감싸여 있고 플러그의 상단부 안에 위치한 접점 터미널(138)과 연결되지 않은 상태로 이격되게 유지시키기 위하여 밸브를 아래로 누른다. 밸브의 중간부는 통로(66a)를 통해 리어 브레이크 압력에 노출되는 반면에, 밸브(130)의 하부 견부(130c)는 차단 밸브 아마츄어(70)를 감싸고 있는 유체와 연이어 통하는 통로(66j)를 통해 콤비네이션 밸브로부터 받아들인 압력에 노출된다.
차단 밸브가 폐쇄될 때, 견부(130c)상의 유압에 의해 밸브(130)에 가해진 상향력은 코일 스프링(132)과 통로(66a)안의 유체를 통해 밸브에 가해진 압력의 합성 하향력보다 크며, 밸브는(제10도에 도시된 바와 같이) 상향으로 떠밀려서 밸브의 상부 팁(130b)이 터미널(138)과 접촉하여 접지 전위 신호가 결합된 전선(46)에 발생되도록 한다. 통로(66j)안의 압력이 떨어져 차동 밸브상의 상향력이 코일 스프링과 통로(66a)안의 리어 브레이크 압력에 의해 하향력의 합보다 적게되면, 차동밸브는 하향 이동하고 압력 차동 스위치(44)는 개방된다.
본 발명에 따라, 본 발명의 작동 원리 및 작동 모드를 그 양호한 실시예를 나타낼 수 있도록 도시하고 기술하였다. 그러나, 본 발명은 다음의 청구범위의 정신을 벗어남이 없이 상기에서 도시하고 기술한 것과는 다른 것을 실시할 수 있음을 이해해야만 한다.

Claims (7)

  1. 안티-로크 브레이크 시스템내의 브레이크유 유동 제어용 제어 밸브에 있어서, 제1브레이크유 통로와 제2브레이크유 통로를 가지고 있는 하우징과, 상기 하우징내에 형성되고 상기 제1 및 제2브레이크유 통로에 연이어 통해 있는 원통형 공동과, 상기 공동내에 배치되어 있고 외측의 원주 방향 홈을 가지고 있음과 함께 상기 제1 및 제2통로에 연이어 통하는 축방향 연장하는 중앙 통로를 가지고 있으며 상기 중앙 통로의 한 단부에 볼 시이트가 구비된 플로팅 피스톤과, 상기 공동내에 적어도 부분적으로 배치되어 있고 강자성 재료로 형성되어 있으며 솔레노이드 코일의 작동시 축방향으로 변위가능한 아마츄어, 및 상기 플로팅 피스톤의 홈에 의해 지지되고 상기 공동의 환형벽을 맞물고 있는 환형 밀봉링을 포함하고 있으며, 상기 아마츄어는 밀봉볼을 지지하는 단부를 가지고 있고, 상기 아마츄어와 밀봉볼은 상기 볼 시이트와 협동하여 솔레노이드 밸브를 형성하며, 상기 솔레노이드 밸브는 폐쇄될 때 상기 플로팅 피스톤의 중앙 통로를 통한 상기 제1통로와 제2통로 사이의 유체 유동을 저지하도록 작동가능하며, 상기 환형 밀봉링은 상기 솔레노이 밸브의 폐쇄시 상기 제1통로내 브레이크 유압이 상기 제2통로내 브레이크 유압보다 클 때는 밀봉링을 지나 상기 제1통로로 부터 상기 제2통로로 브레이크유가 흐르는 것을 방지하고 또한 상기 제1통로내의 브레이크 유압이 상기 제2통로내의 브레이크 유압보다 낮을 때는 밀봉링을 지나 상기 제2통로로부터 상기 제1통로로브레이크유가 흐르도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원통형 공동은 상기 플로팅 피스톤을 밀봉링과 함께 수용하기 위해 그 한단부가 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 아마츄어 상기 플로팅 피스톤에 바깥쪽으로 상기 플로팅 피스톤과 동축적 관계로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1통로는 마스터 실린더에 연결되어 있고, 브레이크유는 상기 솔레노이드 밸브가 폐쇄되어 있고 상기 제2통로내의 브레이크 유압이 상기 제1통로내의 브레이크 유압보다 클 때 상기 밀봉링을 지나 상기 마스터 실린더로 복귀되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1통로는 가압된 브레이크유를 선택된 휠 브레이크에 제공하는 유출구(58)에 연결되어 있고 상기 제2통로는 브레이크유 축압기에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
  6. 제5항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브는 정상 상태시 폐쇄되는 덤프 밸브인 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
  7. 제6항에 있어서, 상기 밀봉링은 상기 솔레노이드 밸브가 폐쇄되어 있고 상기 유출구에서의 브레이크 유압이 상기 브레이크유 축압기내 상기 소정의 브레이크 유압보다 높으면 상기 유출구로부터 상기 브레이크유 축압기로 브레이크유가 흐르는 것을 방지하고 또한 상기 밀봉링은 상기 솔레노이드 밸브가 폐쇄되어 있고 상기 축압기내 브레이크 유압이 상기 유출구에서의 브레이크 유압보다 높으면 상기 축압기로부터 상기 유출구로 브레이크유가 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
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