KR100476028B1 - Piezo-valve modulator and anti-lock brake system comprising the same - Google Patents
Piezo-valve modulator and anti-lock brake system comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100476028B1 KR100476028B1 KR10-2003-0001420A KR20030001420A KR100476028B1 KR 100476028 B1 KR100476028 B1 KR 100476028B1 KR 20030001420 A KR20030001420 A KR 20030001420A KR 100476028 B1 KR100476028 B1 KR 100476028B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nozzle
- piezoelectric
- hydraulic pump
- piezoelectric valve
- valve
- Prior art date
Links
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 11
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000002520 smart material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
- B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
- B60T8/36—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
- B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
- B60T8/369—Valves using piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
- B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
- B60T8/42—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having expanding chambers for controlling pressure, i.e. closed systems
- B60T8/4208—Debooster systems
- B60T8/4225—Debooster systems having a fluid actuated expansion unit
- B60T8/4233—Debooster systems having a fluid actuated expansion unit with brake pressure relief by introducing fluid pressure into the expansion unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
- B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
- B60T8/42—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition having expanding chambers for controlling pressure, i.e. closed systems
- B60T8/4275—Pump-back systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
본 발명은 압전밸브를 이용한 압전밸브 모듈레이터 및 이를 이용한 ABS에 관한 것으로서, 유압회로의 압력을 제어하기 위한 모듈레이터에 있어서, 내부에 구비된 공간부 일측의 상호 대향하는 위치에 각각의 팁부분이 소정간격을 갖도록 장착되는 제1노즐 및 제2노즐을 구비하고 유압펌프의 입력측과 연결되는 배출포트를 구비하는 몸체와, 일측의 자유단이 상기 제1노즐 및 제2노즐 사이에 위치하도록 다른 일측의 고정단이 상기 공간부의 소정위치에 고정되어, 전기장 인가시 상기 자유단 부분이 제1노즐 또는 제2노즐을 선택적으로 폐쇄하는 압전작동부재를 포함하는 압전밸브; 및 상기 압전밸브에 의해 제어되는 작동유체에 의해 피스톤이 왕복하는 제1실린더부 및 이 제1실린더부와 피스톤로드에 의해 연동하도록 일체화되며 이종의 유체가 채워지는 제2실린더부를 구비하는 듀얼타입 실린더 어셈블리;를 포함하여 구성되는 압전밸브 모듈레이터를 제공하고, 더불어 압전밸브 모듈레이터 및 브레이크 유압회로를 포함하는 압전밸브 모듈레이터를 포함하는 안티록 브레이크 시스템(ABS)을 제공함으로써, 신속한 브레이크의 응답성 및 제동효율의 향상시킬 수 있도록 하고, 아울러 구성부품을 줄여 효율적인 생산이 가능하도록 한다. The present invention relates to a piezoelectric valve modulator using a piezoelectric valve and an ABS using the same, in the modulator for controlling the pressure of a hydraulic circuit, each tip portion is located at a mutually opposite position on one side of a space part provided therein. A body having a first nozzle and a second nozzle mounted to have a body and having a discharge port connected to an input side of the hydraulic pump, and fixed at the other side such that a free end of one side is positioned between the first nozzle and the second nozzle A piezoelectric valve having a stage fixed to a predetermined position of the space part and including a piezoelectric actuating member configured to selectively close the first nozzle or the second nozzle when the electric field is applied; And a first cylinder portion reciprocating by a working fluid controlled by the piezoelectric valve and a second cylinder portion integrated with the first cylinder portion by a piston rod and filled with heterogeneous fluids. By providing an anti-lock brake system (ABS) comprising a piezoelectric valve modulator comprising an assembly, and a piezoelectric valve modulator including a piezoelectric valve modulator and a brake hydraulic circuit, thereby providing a quick brake response and braking efficiency To reduce the number of components and enable efficient production.
Description
본 발명은 압전밸브를 이용한 압전밸브 모듈레이터 및 이를 이용한 ABS에 관한 것으로서, 특히 인가되는 전기장을 강도를 조절하여 압전재료(piezo-material)의 변위를 제어함으로써 발생되는 두 노즐사이의 압력차에 의해 작동유체의 방향 및 압력을 제어하는 압전밸브를 포함하는 압전밸브 모듈레이터 및, 이 압전밸브 모듈레이터를 사용하여 제동에 필요한 유압을 연속적으로 제어할 수 있도록 함으로써 제동효율의 향상과 브레이크 페달의 감도 또는 감각을 높일 수 있도록 하고 아울러 신속한 브레이크의 응답특성을 얻을 수 있도록 한 압전밸브 모듈레이터를 포함하는 ABS에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric valve modulator using a piezoelectric valve and an ABS using the same. In particular, the present invention is operated by a pressure difference between two nozzles generated by controlling the displacement of piezo-material by controlling the strength of an applied electric field. A piezoelectric valve modulator including a piezoelectric valve that controls the direction and pressure of the fluid, and the piezoelectric valve modulator enables continuous control of the hydraulic pressure required for braking, thereby improving braking efficiency and increasing the sensitivity or sense of the brake pedal. The present invention relates to an ABS including a piezoelectric valve modulator, which makes it possible to achieve fast brake response characteristics.
일반적으로 자동차에는 주행시 차량의 속도를 감속 또는 정지를 위한 브레이크 시스템이 구비되어 있으며, 이러한 브레이크 시스템은 운전자가 주행 중 차량의 속도를 줄이거나 정지시키기 위하여 브레이크 페달을 밟게 되면 브레이크 페달이 운전자에 의한 조작력을 기계적 힘으로 변환시키고, 브레이크 페달에 의하여 변환된 기계적 힘에 의하여 마스터실린더가 유압을 발생시킨다. In general, a vehicle is provided with a brake system for decelerating or stopping the vehicle's speed when driving. When the driver presses the brake pedal to reduce or stop the vehicle speed while driving, the brake pedal is operated by the driver. The hydraulic pressure is generated by the master cylinder by the mechanical force converted by the brake pedal.
그리고 마스터실린더에 의하여 발생된 유압은 브레이크 유압라인을 통하여 각각의 휠실린더로 전달되고, 브레이크 유압라인을 통해 유압을 전달받은 휠실린더는 피스톤을 작동시켜 브레이크 패드나 드럼을 가압하게 됨에 따라 바퀴의 회전속도를 줄임으로써, 차량이 정지하게 되는 것이다.The hydraulic pressure generated by the master cylinder is transmitted to each wheel cylinder through the brake hydraulic line, and the wheel cylinder received hydraulic pressure through the brake hydraulic line operates the piston to pressurize the brake pad or drum to rotate the wheel. By slowing down, the vehicle stops.
그러나, 이러한 통상의 브레이크 시스템은 각각의 바퀴가 순간적으로 잠김(locking)상태에 놓임에 따라 차량의 자세 안정성 및 조향능력이 상실되는 문제점이 있었다.However, this conventional brake system has a problem in that the attitude stability and steering ability of the vehicle are lost as each wheel is momentarily locked.
이러한 문제점을 해소하기 위한 방안으로 현재 안티록 브레이크 시스템 (antilock brake system ; ABS)이 개발되었고, 근래 들어 ABS가 장착된 차량이 널리 보급되고 있는 추세에 있다. In order to solve this problem, an antilock brake system (ABS) has been developed. In recent years, vehicles equipped with ABS have been widely used.
ABS는 각각의 차륜에 구비된 휠실린더로 가해지는 유압을 각 차륜의 회전상태에 따라 급속하게 감소 또는 증가하도록 제어함으로써, 제동시에 각각의 바퀴가 잠김상태에 이르는 것을 방지하고, 항상 조향안정성을 유지하는 동시에 차량이 최단거리로 정지할 수 있도록 한다. ABS controls the hydraulic pressure applied to the wheel cylinders provided on each wheel to rapidly decrease or increase according to the rotational state of each wheel, thereby preventing each wheel from being locked during braking and maintaining steering stability at all times. At the same time, it allows the vehicle to stop at the shortest distance.
이상과 같은 제동을 가능하게 하기 위해 ABS는 전자제어장치(ECU)에 의해 제어되며, ECU는 휠속도센서로부터 검출되는 신호에 의해 각 차륜의 속도를 검출하고 이로부터 슬립률을 연산한 다음 이 슬립률에 기초하여 휠실린더에 인가되는 유압이 증가 또는 감소되도록 ABS를 제어하여 적정한 제동력이 제공되도록 구성되어 있다.In order to enable the braking as described above, ABS is controlled by an electronic control unit (ECU), and ECU detects the speed of each wheel by the signal detected from the wheel speed sensor, calculates the slip ratio therefrom, and then It is configured to provide an appropriate braking force by controlling the ABS so that the hydraulic pressure applied to the wheel cylinder is increased or decreased based on the rate.
도 1은 종래 기술에 따른 ABS 브레이크 시스템의 구성도로서, 제동시 운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달(10)과, 브레이크 페달(10)로부터 전달된 힘을 증폭시켜 유압 작용력을 생성시키기 위한 브레이크 부스터(20) 및 마스터실린더 (30)가 구비되어 있다.1 is a configuration diagram of an ABS brake system according to the prior art, a brake pedal 10 to be operated by the driver during braking, and a brake booster for amplifying the force transmitted from the brake pedal 10 to generate a hydraulic action force ( 20) and a master cylinder (30).
또한, 이때 생성된 유압을 각 차륜의 브레이크 패드(40)를 가압시키기 위해 미도시한 휠실린더로 공급하기 위한 솔레노이드 밸브(50)(52)와, 휠실린더에서 토출되는 브레이크용 유압유가 일정 압력을 유지한 채 일시적으로 저장되는 어큐뮬레이터(60)와, 어큐뮬레이터(60)에 저장된 브레이크 액을 펌핑하여 마스터실린더(30) 또는 휠실린더로 공급하기 위한 펌프(70), 펌프(70)의 구동시 공급되는 유압유의 맥동을 감쇄시키기 위한 댐퍼챔버(80) 및 체크밸브(90)로 구성되어 있다.In addition, the solenoid valve 50, 52 for supplying the generated hydraulic pressure to the wheel cylinder (not shown) for pressurizing the brake pad 40 of each wheel, and the hydraulic fluid for brake discharged from the wheel cylinder to a predetermined pressure Accumulator 60, which is temporarily stored while being maintained, and pump 70 for pumping brake fluid stored in the accumulator 60 to the master cylinder 30 or the wheel cylinder, are supplied when the pump 70 is driven. It consists of the damper chamber 80 and the check valve 90 for reducing the pulsation of hydraulic oil.
상기 솔레노이드 밸브(50)(52)는 마스터실린더(30)에서 발생되어 휠실린더로 전달되는 유압유의 유압을 제어하기 위한 것으로서. 휠실린더의 입구측과 출구측에 각각 배설되는데, 솔레노이드 밸브(50)는 평상시(off) 개방상태를 유지하는 노말오픈형 (NO)이고, 다른 솔레노이드 밸브(52)는 평상시(off) 폐쇄상태를 유지하는 노말클로즈형(NC)이다. The solenoid valve (50) (52) is to control the hydraulic pressure of the hydraulic oil generated in the master cylinder (30) and delivered to the wheel cylinder. It is disposed at the inlet side and the outlet side of the wheel cylinder, respectively, and the solenoid valve 50 is a normal open type (NO) which maintains an off state, and the other solenoid valve 52 maintains an off state. Normal closed type (NC).
이와 같은 구성을 갖는 ABS 브레이크 시스템은 제동시 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟아서 차량을 제동하는 경우, 솔레노이드밸브(50)와 솔레노이드밸브(52)는 모두 '오프'되어 있어서 각각 개방상태와 폐쇄상태를 유지하므로 휠실린더에 유압이 작용하게 된다. ABS brake system having such a configuration is that when the driver brakes the vehicle by stepping on the brake pedal 10 during braking, both the solenoid valve 50 and the solenoid valve 52 are 'off', so that the open and closed states are respectively. The hydraulic pressure acts on the wheel cylinder by maintaining.
이때, 과도한 슬립률이 발생되면 감압모드-유지모드-증압모드로 구분되는 ABS 제어모드에 따라 ABS 제동을 수행하게 된다. At this time, when excessive slip ratio is generated, the ABS braking is performed according to the ABS control mode divided into the decompression mode, the maintenance mode, and the boost mode.
즉, 감압모드에서 전자제어장치는 솔레노이드 밸브(50)를 '온'시켜 폐쇄상태로 하고 솔레노이브 밸브(52)를 '온'시켜 개방상태로 하여 휠실린더에 유입된 유압유를 어큐뮬레이터(60) 측으로 토출되게 한다. That is, in the depressurization mode, the electronic controller accumulates the hydraulic oil flowing into the wheel cylinder by turning the solenoid valve 50 'on' to a closed state and turning the solenoid valve 52 'on' to an open state. To be discharged to the side.
이 감압상태에서 유지모드로 전환하게 되면 전자제어장치는 솔레노이드 밸브(50)를 '온'시켜 폐쇄하고 솔레노이드 밸브(42)를 '오프'시켜 폐쇄함으로써 휠실린더(2)에 작용하는 유압을 변화없이 유지하게 된다. When switching to the maintenance mode from the depressurized state, the electronic controller closes the solenoid valve 50 by turning it on and closes the solenoid valve 42 by turning it off so that the hydraulic pressure acting on the wheel cylinder 2 is not changed. Will be maintained.
이 유지모드에서 증압모드로 전환할 경우, 전자제어장치는 솔레노이드 밸브(50)와 다른 솔레노이드 밸브(52)를 모두 '오프'시켜 각각 개방상태와 폐쇄상태로 하여 유압유에 의한 압력이 휠실린더에 작용하도록 한다. When switching from the holding mode to the boosting mode, the electronic control unit turns off both the solenoid valve 50 and the other solenoid valves 52, and puts them in an open state and a closed state, respectively, so that the pressure of the hydraulic oil acts on the wheel cylinder. Do it.
이와 같이, 유지모드에서 증압모드로 변환할때 솔레노이드 밸브(50)는 '온'→'오프'로 전환되면서 폐쇄상태에서 개방상태로 바뀌게 되며, 이때 유압유에 맥동류가 발생하게 된다. As such, when switching from the maintenance mode to the boost mode, the solenoid valve 50 is switched from the on state to the off state by switching from 'on' to 'off', whereby pulsation flow occurs in the hydraulic oil.
즉, 유지모드에서 증압모드로 전환되면서 솔레노이드 밸브(50)에 인가되는 구동전류가 차단됨에 따라 휠실린더와 연통된 유로가 개방되여 마스터실린더(30)로부터 유압유가 유압라인을 통해 휠실린더측으로 유입되게 된다. That is, as the driving current applied to the solenoid valve 50 is cut off while being switched from the maintenance mode to the boost mode, the flow path communicating with the wheel cylinder is opened so that the hydraulic oil flows from the master cylinder 30 to the wheel cylinder side through the hydraulic line. do.
이때, 마스터실린더(30)측이 고압이고 휠실린더측은 상대적으로 저압으로 형성되여 압력차가 발생하고, 이 압력차에 의하여 유압유가 급격하게 휠실린더로 유입되는 과정에서 맥동류가 나타나게 되는데, 이러한 맥동류는 그대로 휠실린더에 전달되어 제동작용을 불안정하게 하고 운전자에게 불쾌감을 유발시키는 문제점이 있었다.At this time, the master cylinder 30 side is a high pressure and the wheel cylinder side is formed at a relatively low pressure to generate a pressure difference, the pulsating flow appears in the process of the hydraulic oil is rapidly introduced into the wheel cylinder by this pressure difference, such a pulsating flow Is transmitted to the wheel cylinder as it is, there is a problem that makes the braking action unstable and cause discomfort to the driver.
이와 같이 종래기술에 따른 ABS는 전자제어장치가 구동전류를 공급 또는 차단하여 온,오프시키는 방식으로 솔레노이드 밸브를 제어하였기 때문에 순간적인 압력차에 의한 맥동류가 발생되는 문제점이 있었다.As described above, the ABS according to the related art controls the solenoid valve in such a manner that the electronic controller supplies or cuts off the driving current to turn on and off, thereby causing a pulsation flow caused by a momentary pressure difference.
또한, 이러한 문제점으로 인해 제동시 브레이크 페달의 감각이 저하될 뿐만 아니라 제동력이 저하되어 승차자의 안전을 위협할 수도 있는 또 다른 문제점이 있었다.In addition, due to this problem, there is another problem that may not only reduce the sense of the brake pedal during braking but also lower the braking force, which may threaten the safety of the occupant.
이와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서,In order to solve such problems of the prior art,
본 발명의 목적은 압전재료에 인가되는 전기장의 강도변화에 따라 발생하는 압력차를 이용하여 작동유체의 방향 및 압력을 제어할 수 있도록 하는 압전밸브를 포함하며, 따라서 제동시에 각 차륜에 전달되는 유압을 연속적으로 제어할 수 있도록 하는 압전밸브 모듈레이터를 제공하는 것이다. An object of the present invention includes a piezoelectric valve for controlling the direction and pressure of the working fluid by using the pressure difference generated in accordance with the change in the strength of the electric field applied to the piezoelectric material, so that the hydraulic pressure transmitted to each wheel during braking It is to provide a piezoelectric valve modulator that can control the continuously.
본 발명의 다른 목적은 압전밸브 모듈레이터를 사용하여 신속한 브레이크의 응답성을 구비하고 제동효율을 향상시킬 수 있도록 하며, 아울러 구성부품을 줄여 경제성을 구비하는 압전밸브 모듈레이터를 구비한 ABS을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an ABS having a piezoelectric valve modulator, which is equipped with a piezoelectric valve modulator, which enables quick brake response and improves braking efficiency, and reduces economical components.
이를 실현하기 위한 본 발명은, The present invention for realizing this,
유압회로의 압력을 제어하기 위한 모듈레이터에 있어서, In the modulator for controlling the pressure of the hydraulic circuit,
내부에 구비된 공간부 일측의 상호 대향하는 위치에 각각의 팁부분이 소정간격을 갖도록 장착되는 제1노즐 및 제2노즐을 구비하고, 유압펌프의 입력측과 연결되는 배출포트를 구비하는 몸체와,A body having a first nozzle and a second nozzle, each tip portion of which is mounted at a mutually opposite position on one side of the space portion provided therein to have a predetermined interval, and having a discharge port connected to an input side of the hydraulic pump;
일측의 자유단이 상기 제1노즐 및 제2노즐 사이에 위치하도록 다른 일측의 고정단이 상기 공간부의 소정위치에 고정되어, 전기장 인가시 상기 자유단 부분이 제1노즐 또는 제2노즐을 선택적으로 폐쇄하는 압전작동부재를 포함하는 압전밸브; 및 The fixed end of the other side is fixed to a predetermined position of the space part so that one free end is located between the first nozzle and the second nozzle, and the free end portion selectively selects the first nozzle or the second nozzle when an electric field is applied. A piezoelectric valve including a closed piezoelectric operation member; And
상기 압전밸브에 의해 제어되는 작동유체에 의해 피스톤이 왕복하는 제1실린더부 및, 이 제1실린더부와 피스톤로드에 의해 연동하도록 일체화되며 이종의 유체가 채워지는 제2실린더부를 구비하는 듀얼타입 실린더 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전밸브 모듈레이터를 제공한다. Dual-type cylinder having a first cylinder portion reciprocating the piston by the working fluid controlled by the piezoelectric valve, and a second cylinder portion which is integrally interlocked with the first cylinder portion by the piston rod and filled with different kinds of fluids. It provides a piezoelectric valve modulator comprising an assembly.
그리고, 본 발명은, And the present invention,
이상의 압전밸브 모듈레이터 및 이 압전밸브 모듈레이터에 의해 압력이 조절되는 브레이크 유압회로를 포함하는 안티록 브레이크 시스템(ABS)을 제공한다.An antilock brake system (ABS) including the above piezoelectric valve modulator and a brake hydraulic circuit whose pressure is controlled by the piezoelectric valve modulator.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention, the same reference numerals are used for the same configuration as the prior art.
본 발명에 따른 압전밸브 모듈레이터(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 압전밸브(250)와 하나의 듀얼타입 실린더 어셈블리(300)를 포함한다. As illustrated in FIG. 2, the piezoelectric valve modulator 200 according to the present invention includes one piezoelectric valve 250 and one dual type cylinder assembly 300.
상기 압전밸브(250)는 내부에 구비된 공간부 일측의 상호 대향하는 위치에 각각의 팁부분이 소정간격을 갖도록 장착되는 제1노즐(223) 및 제2노즐(224)과 유압펌프(70)의 입력측과 연결되는 배출포트(225)를 구비하는 몸체(210)와, 일측의 자유단이 상기 제1노즐(223) 및 제2노즐(224) 사이에 위치하도록 다른 일측의 고정단이 상기 공간부의 소정위치에 고정되어 전기장 인가시 상기 자유단 부분이 제1노즐(223) 또는 제2노즐(224)을 선택적으로 폐쇄하는 압전작동부재(230)로 이루어진다. The piezoelectric valve 250 is the first nozzle 223 and the second nozzle 224 and the hydraulic pump 70 is mounted so that each tip portion has a predetermined interval at mutually opposite positions of one side of the space provided therein Body 210 having a discharge port 225 connected to the input side of the other side and the fixed end of the other side so that the free end of one side is located between the first nozzle 223 and the second nozzle 224 The free end portion is fixed to a predetermined position of the negative portion when the electric field is applied to the piezoelectric operation member 230 to selectively close the first nozzle 223 or the second nozzle 224.
그리고, 상기 듀얼타입 실린더 어셈블리(300)는, 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 서로 다른 두 종류의 작동유체가 내부에 흐르는 것으로서, 상기 압전밸브(250)에 의해 제어되는 작동유체에 의해 피스톤(120)이 왕복하는 제1실린더부(110) 및, 이 제1실린더부(110)와 피스톤로드(130)에 의해 연동하도록 일체화되며 이종의 유체가 채워지는 제2실린더부(320)로 구성된다.As shown in FIGS. 2 and 6, the dual type cylinder assembly 300 has two different kinds of working fluids flowing therein and is controlled by the working fluid controlled by the piezoelectric valve 250. The first cylinder portion 110 to which the piston 120 reciprocates, and the second cylinder portion 320 integrated with the first cylinder portion 110 and the piston rod 130 to be interlocked and filled with different kinds of fluids. It is composed.
유압펌프(70)의 출력측에서 분기되는 두 배관(241)(242)이 상기 제1노즐(223) 및 제2노즐(224)과 각각 연결되고, 이 배관상에는 각각 오리피스(243)(244)가 설치된다. 그리고, 제1노즐(223)은 상기 제1실린더부(110)의 피스톤(120) 상부와 배관에 의해 연결되고, 제2노즐(224)은 상기 제1실린더부(110)의 피스톤(120) 하부와 연결되며, 상기 압전밸브(250)의 몸체(210)에 형성된 배출포트(225)는 상기 유압펌프(70)의 입력측에 연결됨으로써 유압회로를 형성한다. Two pipes 241 and 242 branched from the output side of the hydraulic pump 70 are connected to the first nozzle 223 and the second nozzle 224, respectively, and the orifices 243 and 244 are respectively disposed on the pipes. Is installed. The first nozzle 223 is connected to the upper portion of the piston 120 of the first cylinder part 110 by a pipe, and the second nozzle 224 is the piston 120 of the first cylinder part 110. It is connected to the lower portion, the discharge port 225 formed in the body 210 of the piezoelectric valve 250 is connected to the input side of the hydraulic pump 70 to form a hydraulic circuit.
상기 압전밸브(250)에 관한 일 실시예로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 소정의 길이를 갖는 플레이트(227)와, 상기 플레이트(227)의 상하부에 각각 부착되는 압전세라믹판(229)으로 이루어지는 압전작동부재(230')를 포함하는 압전밸브(250')가 사용된다. As an example of the piezoelectric valve 250, as shown in FIG. 3, a plate 227 having a predetermined length and a piezoelectric ceramic plate 229 attached to upper and lower portions of the plate 227, respectively. A piezoelectric valve 250 'comprising a piezoelectric actuating member 230' is used.
상기 압전작동부재(230')는 평상시에 자유단부분이 상기 제1노즐(223) 및 제2노즐(224)과 각각 수십 미크론 정도의 미세한 간격을 유지하도록 설치되는 것으로서, 상기 플레이트(227)는 굽힘(bending)이 용이한 유연한 재료로 형성되며, 전기장 인가시에 플레이트(227)의 상하면에 각각 부착되는 압전세라믹판(229)의 인장 또는 압축으로 인해 압전작동부재(230')의 자유단이 일측으로 굽혀짐에 의해 제1노즐(223) 또는 제2노즐(224)을 선택적으로 폐쇄하게 된다. The piezoelectric actuating member 230 ′ is generally installed such that the free end portion maintains a minute gap with the first nozzle 223 and the second nozzle 224 about tens of microns, respectively, and the plate 227 is The free end of the piezoelectric actuating member 230 ′ is formed of a flexible material which is easy to bend, and is pulled or compressed by the piezoelectric ceramic plate 229 attached to the upper and lower surfaces of the plate 227 when the electric field is applied. By bending to one side, the first nozzle 223 or the second nozzle 224 is selectively closed.
상기 압전밸브(250)에 관한 다른 일 실시예로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 소정의 길이를 갖는 강체플레이트(237)와 상기 강체플레이트(237)의 고정단측 상하부에 각각 장착되는 압전세라막적층판(239)으로 이루어지는 압전작동부재(230")와, 상기 압전세라막적층판(239) 각각의 두께방향 신축을 가이드하는 상호 대향하는 한 쌍의 가이드부재(215)를 내부에 더 구비하는 몸체(210")를 포함하여 이루어지는 압전밸브(250")가 사용될 수 있다. As another embodiment of the piezoelectric valve 250, as shown in FIG. 4, a rigid plate 237 having a predetermined length and a piezoelectric ceramic film mounted on upper and lower sides of the fixed end side of the rigid plate 237, respectively. A body further comprising a piezoelectric actuating member 230 " made of a laminated plate 239 and a pair of mutually opposing guide members 215 for guiding stretching in the thickness direction of each of the piezoelectric ceramic laminated sheets 239 ( A piezoelectric valve 250 "including 210" may be used.
이 경우에도 역시, 상기 압전작동부재(230")는 평상시에 자유단부분이 상기 제1노즐(223) 및 제2노즐(224)과 각각 수십 미크론 정도의 미세한 간격을 유지하도록 설치되고, 상기 강체플레이트(237)는 굽힘이 어려운 강성을 구비하는 재료로 형성되며, 강체플레이트(237)의 고정단측에 장착되는 상기 압전세라믹적층판(239)이 전기장 인가시 상기 가이드부재(215) 내에서 두께방향을 향해 직선으로 팽창 또는 수축함으로 인해 상기 강체플레이트(237)가 승강하여 그 자유단부분이 제1노즐(223) 또는 제2노즐(224)을 선택적으로 폐쇄하게 된다. Also in this case, the piezoelectric actuating member 230 " is usually installed such that the free end portion maintains a minute gap of about several tens of microns, respectively, with the first nozzle 223 and the second nozzle 224, and the rigid body The plate 237 is formed of a material having rigidity that is difficult to bend, and when the piezoelectric ceramic laminated plate 239 mounted on the fixed end side of the rigid plate 237 is applied with an electric field, the plate 237 has a thickness direction in the guide member 215. Due to the expansion or contraction in a straight line toward the rigid plate 237 is raised and its free end selectively closes the first nozzle 223 or the second nozzle (224).
상기 듀얼타입 실린더 어셈블리(300)에 관해 좀 더 상세히 설명하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제 1실린더부(110) 내에 피스톤(120)이 위치하고, 피스톤(120)의 로드(130)가 상기 제 2실린더부(320) 내부로 연장되어 있다. 상기 제 2실린더부(320)의 내에는 압전밸브 모듈레이터(200)의 작동유체가 아닌 다른 유압회로의 작동유체로 사용되는 이종의 유압유(310)가 채워지게 되는 것으로서, 그 내부에 위치하는 피스톤로드(130)의 단부가 플런져 역할을 수행하게 된다. Referring to the dual type cylinder assembly 300 in more detail, as shown in Figure 6, the piston 120 is located in the first cylinder portion 110, the rod 130 of the piston 120 is The second cylinder part 320 extends into the inside. The second cylinder part 320 is filled with heterogeneous hydraulic oil 310 used as a working fluid of a hydraulic circuit other than the working fluid of the piezoelectric valve modulator 200, and a piston rod located therein. An end portion of 130 serves as a plunger.
즉, 상기 압전밸브(250)에 전자제어장치(ECU) 등에 의해 전기장이 인가되면 상기 피스톤(120)의 양단에 압력차가 발생하며, 이 압력차에 의한 힘은 피스톤로드(130)에 의해 제 2실린더부(320)에 전달되어 내부에 채워진 유압유(310)를 가압 또는 감압함으로써 다른 유압회로의 압력을 조절하게 된다. 다시 말해, 듀얼타입 실린더 어셈블리(300)는 두 유압회로의 작동을 연계하는 인터페이스 역할을 수행하게 되는 것이다. That is, when an electric field is applied to the piezoelectric valve 250 by an electronic control unit (ECU) or the like, a pressure difference occurs at both ends of the piston 120, and the force caused by the pressure difference is generated by the piston rod 130. The pressure of the other hydraulic circuit is adjusted by pressurizing or reducing the hydraulic oil 310 delivered to the cylinder part 320 and filled therein. In other words, the dual type cylinder assembly 300 is to serve as an interface for connecting the operation of the two hydraulic circuits.
이상과 같은 압전밸브 모듈레이터(200)는 작동유체를 가압하는 유압펌프(70)와, 유압펌브(70)의 전후에 장착되는 복수의 체크밸브(90) 및 어큐뮬레이터(60) 등으로 구성되는 가압부(500)를 포함하여 완전한 하나의 유압회로를 형성한다. The piezoelectric valve modulator 200 as described above is a pressurizing part composed of a hydraulic pump 70 for pressurizing a working fluid, a plurality of check valves 90, an accumulator 60, and the like installed before and after the hydraulic pump 70. 500 to form a complete hydraulic circuit.
상기 가압부에 관해 좀 더 상세히 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 및 2체크밸브(90)(90')가 유압펌프(70)의 입력측과 출력측에 각각 일방향의 유동만 가능하도록 설치되어 연속적인 유압을 생성시켜 압전밸브(250)측에 공급하도록 구비되는 것으로서, 출력측에는 댐퍼챔버(80)이 구비되고 입력측에는 어큐뮬레이터(60)가 위치하여 급격한 압력변화를 방지하도록 구성된다. In more detail with respect to the pressurization portion, as shown in Figure 2, the first and second check valves 90, 90 'so that only one-way flow on the input side and the output side of the hydraulic pump 70, respectively It is installed to provide a continuous hydraulic pressure to supply to the piezoelectric valve 250 side, the output side is provided with a damper chamber 80 and the input side is configured to prevent the sudden pressure change.
상기 유압펌프(70)는 공지의 다양한 유압펌프가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 이하에 설명하는 압전유압펌프(70')가 사용될 수 있다. The hydraulic pump 70 may be used a variety of known hydraulic pump, preferably a piezoelectric hydraulic pump 70 'described below may be used.
압전유압펌프(70')는 전자제어장치로 부터 인가되는 신호에 따라 진동하는 진동자(71)에 의해 몸체(72)의 내부에 구비된 다이아프레임(75)을 왕복운동하도록 작동시켜 연속적으로 유압을 공급한다. The piezoelectric hydraulic pump 70 'operates to reciprocate the diaphragm 75 provided in the body 72 by the vibrator 71 which vibrates according to a signal applied from the electronic control device, thereby continuously operating hydraulic pressure. Supply.
즉, 다이어프레임(75)의 작동으로 발생하는 압력의 변화로 인해 어큐뮬레이터(60)가 구비된 입력측으로부터 공급되는 유압유는 제1체크밸브(90)에 의해 역류가 방지되며, 제2체크밸브(90')는 고압시에 댐퍼챔버(80)가 구비된 출력측으로 토출되는 유압유가 펌프로 재역류되는 것을 방지하게 된다. That is, the hydraulic oil supplied from the input side with the accumulator 60 due to the change in pressure generated by the operation of the diaphragm 75 is prevented from backflow by the first check valve 90, the second check valve 90 ') Prevents the hydraulic oil discharged to the output side provided with the damper chamber 80 at the high pressure to flow back to the pump.
상기 진동자(71)는 역시 전기장이 인가됨에 따라 진동을 발생시키는 압전재료로 형성된다. The vibrator 71 is also formed of a piezoelectric material that generates vibration as an electric field is applied.
상기 압전재료(piezo-material)는 지능재료(smart material)의 하나로서, 기존의 구조물과 결합하여 폴리머의 극전하 현상으로 인해 물리적인 힘이나 압력에 의해 발생되는 재료의 변형을 전기적인 에너지로 변환시키며, 역으로 전기적인 에너지를 다시 재료의 변형과 같은 물리적 에너지로 변환시키는 기능을 갖는 특성을 갖고 있다.The piezo-material is a smart material, which is combined with an existing structure to convert the deformation of a material generated by physical force or pressure due to the extreme charge phenomenon of the polymer into electrical energy. Conversely, it has the function of converting electrical energy back into physical energy such as deformation of a material.
즉, 압전재료는 전기장 부하시 인장 또는 압축변형을 수행하게 되며, 전기장의 크기를 변화시키면 연속적인 제어가 가능하게 된다. 또한, 압전재료는 수 ms 정도의 매우 빠른 반응속도를 보이며, 전기장의 부하에 대하여 연속적이고 가역적인 반응을 나타내는 특성을 구비한다.That is, the piezoelectric material performs tensile or compressive deformation under electric field load, and continuous control is possible by changing the size of the electric field. In addition, the piezoelectric material has a very fast reaction speed of about several ms, and has a characteristic of exhibiting a continuous and reversible response to an electric field load.
따라서, 전기장의 강도를 조절하여 압전재료로 형성되는 압전작동부재(230)가 제1노즐(223) 또는 제2노즐(224)을 선택적으로 폐쇄함으로써, 양측에 압력차를 발생시키게 되고, 이렇게 발생되는 압력차는 상기 듀얼 실린더 어셈블리(300)의 피스톤(120)을 왕복운동시키는 동력으로 작용하게 된다. Therefore, the piezoelectric actuating member 230 formed of the piezoelectric material by controlling the strength of the electric field selectively closes the first nozzle 223 or the second nozzle 224, thereby generating a pressure difference on both sides. The pressure difference is acted as a power to reciprocate the piston 120 of the dual cylinder assembly 300.
참고로, 이상에서 언급한 폐쇄(close)라함은 개방(open)에 대비되는 이분법적인 표현으로 한정하는 것은 아니며, 평상시 압전작동부재(230)의 자유단부분이 상기 제1노즐(223) 및 제2노즐(224)의 팁부분과 등간격으로 유지되고, 전기장 인가시 일측 노즐의 팁부분을 향해 접근하게 되고 전기장의 강도를 조절함에 따라 최종적으로 폐쇄에 이를 수 있음을 의미하는 것이다. 또한, 일측의 노즐이 폐쇄되는 경우에 한하여 두 노즐사이에 압력차가 발생하는 것이 아니라, 간격의 불균형이 발생함과 동시에 압력차가 발생하게 되고, 간격차에 의해 압력차 역시 조절되는 것이다. 물론, 일측의 노즐이 완전히 폐쇄된 상태에서 최대압력차를 얻을 수 있게 된다. For reference, the above-mentioned close is not limited to the dichotomous expression in contrast to the open, and usually the free end of the piezoelectric actuating member 230 is the first nozzle 223 and the first. It is maintained at equal intervals with the tip portion of the two nozzles 224, it means that the approach to the tip portion of one nozzle when the electric field is applied and finally closes by adjusting the strength of the electric field. In addition, the pressure difference does not occur between the two nozzles only when the nozzle on one side is closed, the pressure difference occurs at the same time as the unbalance of the gap occurs, the pressure difference is also adjusted by the gap. Of course, it is possible to obtain the maximum pressure difference in a state in which the nozzle on one side is completely closed.
이상과 같은 압전밸브 모듈레이터(200)의 작동에 관하여 좀 더 상세히 설명하면, 예를 들어 압전밸브(250)의 압전작동부재(230)에 제어된 전기장을 인가하여 그 자유단부분이 하부에 위치한 제2노즐(224)을 폐쇄하게 되면, 제2노즐(224)측에는 제1노즐(223)측과 비교했을 때 상대적으로 고압상태에 놓이게 되고, 따라서 유압펌프(70)로 부터 공급되는 유압유가 상기 제1실린더부(110)의 피스톤(120) 하부로 공급되어 피스톤(120)을 상승시키게 된다. 피스톤(120)의 상승에 따라 배출되는 제1실린더부(110)의 피스톤(120) 상부의 유압유는 개방상태에 놓이는 제1노즐(223)을 통해 압전밸브 몸체(210) 내부로 유입되고, 배출포트(225)를 통해 다시 유압펌프(70)로 이어진다.Referring to the operation of the piezoelectric valve modulator 200 as described above in more detail, for example, by applying a controlled electric field to the piezoelectric actuating member 230 of the piezoelectric valve 250, the free end of the When the two nozzles 224 are closed, the second nozzle 224 is placed at a relatively high pressure as compared with the first nozzle 223, so that the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 70 is 1 is supplied to the lower portion of the piston 120 of the cylinder unit 110 to raise the piston (120). Hydraulic oil of the upper portion of the piston 120 of the first cylinder portion 110 discharged as the piston 120 rises is introduced into the piezoelectric valve body 210 through the first nozzle 223 which is in an open state, and discharged. The port 225 leads back to the hydraulic pump 70.
이 과정에서, 피스톤로드(130)는 제2실린더부(320) 내부의 유압유(310)를 가압하여, 이 유압유(310)를 작동유체로 하는 유압회로의 압력을 상승시키게 된다. 또한, 가압 중에도 압전밸브(250)에 인가되는 전기장을 제어하여 가압력을 조절할 수 있게 된다. In this process, the piston rod 130 pressurizes the hydraulic oil 310 inside the second cylinder 320 to increase the pressure of the hydraulic circuit using the hydraulic oil 310 as the working fluid. In addition, it is possible to adjust the pressing force by controlling the electric field applied to the piezoelectric valve 250 even during pressurization.
반대로, 압전밸브(250)의 압전작동부재(230)에 제어된 전기장을 인가하여 그 자유단부분이 상부에 위치한 제1노즐(223)을 폐쇄하게 되면, 제1노즐(223)측에는 제2노즐(224)측과 비교했을 때 상대적으로 고압상태에 놓이게 되고, 따라서 유압펌프(70)로 부터 공급되는 유압유가 상기 제1실린더부(110)의 피스톤(120) 상부로 공급되어 피스톤(120)을 하강시키게 된다. 피스톤(120)의 하강에 따라 배출되는 제1실린더부(110)의 피스톤(120) 하부의 유압유는 개방상태에 놓이는 제2노즐(224)을 통해 압전밸브 몸체(210) 내부로 유입되고, 역시 배출포트(225)를 통해 다시 유압펌프(70)로 이어진다.On the contrary, when the controlled electric field is applied to the piezoelectric actuating member 230 of the piezoelectric valve 250 to close the first nozzle 223 having the free end thereof located thereon, the second nozzle is disposed on the first nozzle 223 side. When compared with the (224) side is placed in a relatively high pressure state, therefore, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 70 is supplied to the upper portion of the piston 120 of the first cylinder portion 110 to the piston 120 Descended. Hydraulic oil of the lower part of the piston 120 of the first cylinder part 110 discharged as the piston 120 descends is introduced into the piezoelectric valve body 210 through the second nozzle 224 which is in an open state. The discharge port 225 leads to the hydraulic pump 70 again.
역시, 이 과정에서, 피스톤로드(130)가 하강하게 됨에 따라 제2실린더부(320) 내부의 유압유가 감압상태에 놓이게 되고, 이 유압유(310)를 작동유체로 하는 유압회로의 압력을 하강시키게 된다. Also, in this process, as the piston rod 130 is lowered, the hydraulic oil inside the second cylinder 320 is placed under a reduced pressure, and the pressure of the hydraulic circuit using the hydraulic oil 310 as the working fluid is lowered. do.
이와 같은 압전밸브 모듈레이터(200)는 상기 각 노즐(223)(224)의 유압펌프측 배관(241)(242)에 오리피스(243)(244)를 구비하고 있으며, 상기 오리피스(243)(244)는 고정적 압력강하 저항으로 작용하여 유압펌프(70)로부터 공급되는 가압된 유압유의 압력 및 유량을 조절하여 얻을 수 있는 압력차를 극대화시키고, 에너지 손실을 최소화시키기 위한 역할을 수행한다. 즉, 일측의 노즐에 상대적인 저압이 형성된 상태에서 유압펌프(70)로 부터 공급되어 저압측 노즐을 통해 바로 유압펌프의 입력측으로 환류하는 유압유의 양을 최소화시킬 수 있게 된다. 또한, 오리피스(243)(244)는 양단간에 발생하는 압력차로 인해 고압측에 더 큰 압력이 작용할 수 있도록 작용하여, 제공가능한 듀얼 실린더 어셈블리(300)의 출력절대값을 상승시키는 역할을 수행한다. The piezoelectric valve modulator 200 is provided with orifices 243 and 244 in the hydraulic pump side pipes 241 and 242 of the nozzles 223 and 224, respectively. Serves as a fixed pressure drop resistance to maximize the pressure difference that can be obtained by adjusting the pressure and flow rate of the pressurized hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 70, and serves to minimize the energy loss. That is, it is possible to minimize the amount of hydraulic oil which is supplied from the hydraulic pump 70 in the state in which the low pressure relative to the nozzle of one side is returned to the input side of the hydraulic pump directly through the low pressure side nozzle. In addition, the orifices 243 and 244 act to allow a greater pressure to act on the high pressure side due to the pressure difference generated between both ends, thereby increasing the output absolute value of the dual cylinder assembly 300 that can be provided.
이상과 같은 압전밸브 모듈레이터(200)는 연속적인 압력조절이 요구되는 다양한 유압회로와 연계되어 신속하고 연속적인 압력제어를 수행하는데 적용할 수 있다. 예를 들어, ABS, TCS(traction control system), BITC(brake intervention traction control), EBA(electronic braking apportioning), VDC(vehicle dynamic control) 등의 기술에 적용되는 것이 가능하다. The piezoelectric valve modulator 200 as described above may be applied to perform rapid and continuous pressure control in connection with various hydraulic circuits requiring continuous pressure regulation. For example, it is possible to be applied to technologies such as ABS, traction control system (TCS), brake intervention traction control (BITC), electronic braking apportioning (EVA), vehicle dynamic control (VDC), and the like.
이하, 본 발명에 따른 압전밸브 모듈레이터(200)를 포함하는 안티록 브레이크 시스템(ABS)을 바람직한 실시예를 통해 설명한다.Hereinafter, the anti-lock brake system ABS including the piezoelectric valve modulator 200 according to the present invention will be described through a preferred embodiment.
본 발명에 따른 ABS는, 도 2에 도시한 바와 같이, 이상에 설명한 본 발명에 따른 ER 밸브 모듈레이터(200)와, 브레이크 유압회로를 포함한다. As shown in FIG. 2, the ABS according to the present invention includes the ER valve modulator 200 and the brake hydraulic circuit according to the present invention described above.
상기 브레이크 유압회로는 일반적인 유압식 브레이크에서 쉽게 볼 수 있는 공지기술에 해당하는 것으로, 여러 다양한 형태로 제공될 수 있으나, 기본적으로 운전자의 페달 답력에 의해 발생하고 부스터(20)에서 증폭되는 기계적인 힘을 유압으로 변환하는 마스터실린더(30) 및 유압을 전달받아 브레이크패드(40)를 기계적으로 가압하는 휠실린더(도시 안됨)를 포함한다. The brake hydraulic circuit corresponds to a well-known technique that can be easily seen in a general hydraulic brake, but may be provided in various forms, but basically the mechanical force generated by the pedaling force of the driver and amplified by the booster 20. It includes a master cylinder 30 for converting the hydraulic pressure and a wheel cylinder (not shown) for mechanically pressing the brake pad 40 receives the hydraulic pressure.
상기 압전밸브 모듈레이터(200)의 제2실린더부(320)가 상기 브레이크 유압회로와 연결되어, 필요에 따라 휠실린더(도시 안됨)를 가압 또는 감압하게 된다. The second cylinder part 320 of the piezoelectric valve modulator 200 is connected to the brake hydraulic circuit to pressurize or depress a wheel cylinder (not shown) as necessary.
한편, 듀얼타입 실린더 어셈블리(300)의 제2실린더부(320)와 휠실린더를 연결하는 배관상에 모드선택용 밸브 어셈블리(400)를 구비할 수 있다. Meanwhile, the valve assembly 400 for mode selection may be provided on a pipe connecting the second cylinder part 320 and the wheel cylinder of the dual type cylinder assembly 300.
상기 모드선택용 밸브 어셈블리(400)는 솔레노이드 밸브(410) 및 체크밸브(420)가 병렬로 구성된 것으로서, 즉, ABS모드가 요구되는 경우에 솔레노이드 밸브(410)를 개방하고, 반대인 경우 폐쇄하는 방법으로 ABS모드의 선택적 사용이 가능하도록 하는 것이다. The mode selection valve assembly 400 is a solenoid valve 410 and the check valve 420 is configured in parallel, that is, when the ABS mode is required to open the solenoid valve 410, and vice versa In this way, the ABS mode can be selectively used.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 압전밸브 모듈레이터를 포함하는 ABS의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the ABS including the piezoelectric valve modulator according to the present invention configured as described above are as follows.
브레이크 시스템의 제동력에 필요한 유압은 일차적으로 운전자의 페달 답력에 의해 발생하게 되며, 이와 동시에 ECU는 휠속도센서로부터 검출되는 신호에 의해 각 차륜의 속도를 검출하고 이로부터 슬립률을 연산한 다음, 이 슬립률에 기초하여 휠실린더에 요구되는 유압을 계산하여, 압전밸브 모듈레이터(200)에 제어신호를 인가함으로써, 브레이크 패드를 가압하기 위해 휠실린더에 작용하는 유압을 증가 또는 감소시키게 된다. The hydraulic pressure required for the braking force of the brake system is primarily generated by the driver's pedal effort, and at the same time, the ECU detects the speed of each wheel based on a signal detected from the wheel speed sensor and calculates a slip ratio therefrom. By calculating the hydraulic pressure required for the wheel cylinder based on the slip ratio and applying a control signal to the piezoelectric valve modulator 200, the hydraulic pressure acting on the wheel cylinder to pressurize the brake pad is increased or decreased.
휠실린더에 작용하는 유압의 증가가 요구되는 경우에는, 압전밸브(250)에 제어된 전기장을 인가하여 압전작동부재(230)의 자유단이 제2노즐(224)을 폐쇄하는 방향으로 접근시킴으로써 압력차를 발생시키고, 따라서 유압펌프(70)에 의해 가압된 유압유의 흐름은 바로 상기 제1실린더부(110)의 하부로 이어져 피스톤(120)을 상승시킨다. 피스톤(120)의 상승에 의해 제1실린더부(110)의 상부에서 배출되는 유압유는 상대적 저압상태에 놓이는 제1노즐(223)을 통해 압전밸브(250)의 몸체(210) 내부로 유입된 뒤 다시 유압펌프(70)의 입력측으로 배출되게 된다. When an increase in the hydraulic pressure acting on the wheel cylinder is required, a controlled electric field is applied to the piezoelectric valve 250 so that the free end of the piezoelectric actuating member 230 approaches the direction in which the second nozzle 224 is closed. The difference is generated, and thus the flow of hydraulic oil pressurized by the hydraulic pump 70 immediately leads to the lower portion of the first cylinder portion 110 to raise the piston 120. The hydraulic oil discharged from the upper portion of the first cylinder part 110 by the rise of the piston 120 flows into the body 210 of the piezoelectric valve 250 through the first nozzle 223 placed in a relatively low pressure state. Again the discharge to the input side of the hydraulic pump (70).
이 과정에서, 피스톤로드(130)는 제2실린더부(320)의 내부의 유압유(310)를 가압하여, 휠실린더에 작용하는 압력을 상승시키게 되어 브레이크 패드에 더 큰 제동력이 작용하도록 한다. 또한, 가압 중에도 압전밸브(250)에 인가되는 전기장의 강도를 제어하여 제공되는 가압력을 연속적이고 탄력적으로 조절할 수 있게 된다.In this process, the piston rod 130 pressurizes the hydraulic oil 310 inside the second cylinder 320 to increase the pressure acting on the wheel cylinder so that a greater braking force may be applied to the brake pad. In addition, it is possible to continuously and elastically adjust the applied pressure by controlling the strength of the electric field applied to the piezoelectric valve 250 even during pressurization.
반대로, 슬립이 감지되는 경우와 같이 휠실린더에 작용하는 유압의 감소가 요구되는 경우에는, 가압시와 반대로 압전작동부재(230)의 자유단부가 제1노즐(223)을 폐쇄하는 방향으로 접근하도록 제어된 전기장을 인가하여 고압측과 저압측이 서로 바뀐 압력차를 발생시키고, 따라서 유압펌프(70)에 의해 가압된 유압유의 흐름이 상기 제1실린더부(110)의 피스톤(120) 상부로 이어져 피스톤(120)을 하강시킨다. 피스톤(120)의 하강에 의해 제1실린더부(110)의 하부에서 배출되는 유압유는 상대적 저압상태에 놓이는 제2노즐(224)을 통해 압전밸브(250)의 몸체 내부로 유입된 뒤 다시 유압펌프(70)의 입력측으로 배출되게 된다. On the contrary, when a reduction in hydraulic pressure acting on the wheel cylinder is required, such as when slip is sensed, the free end of the piezoelectric actuating member 230 approaches in the direction of closing the first nozzle 223 as opposed to pressing. By applying a controlled electric field, a high pressure side and a low pressure side generate a pressure difference. The flow of hydraulic oil pressurized by the hydraulic pump 70 is then directed to the upper portion of the piston 120 of the first cylinder unit 110. Lower the piston 120. The hydraulic oil discharged from the lower part of the first cylinder part 110 by the lowering of the piston 120 flows into the body of the piezoelectric valve 250 through the second nozzle 224 which is in a relatively low pressure state, and then the hydraulic pump again. It is discharged to the input side of 70.
이 과정에서, 피스톤로드(130)는 제2실린더부(320) 내부의 유압유(310)의 압력이 낮아지고, 따라서 휠실린더에 작용하는 압력이 하강하도록 하여 슬립과 같은 현상에 대응하도록 하는 것이다.In this process, the piston rod 130 is to reduce the pressure of the hydraulic oil 310 in the second cylinder 320, so that the pressure acting on the wheel cylinder is lowered to cope with a phenomenon such as slip.
그리고, 이상과 같은 가압 및 감압작용은 ECU에 의해 인가되는 전기장을 제어함으로써 순간적으로 전환되어 가압과 감압을 반복적이고 연속적으로 제공할 수 있게 되는 것이다. 이는 압전재료가 전기장에 대하여 빠른 응답특성을 구비하기 때문에 실현가능해지는 것이다. In addition, the pressurization and depressurization actions as described above are instantaneously switched by controlling the electric field applied by the ECU so that the pressurization and depressurization can be repeatedly and continuously provided. This becomes feasible because the piezoelectric material has a fast response to electric fields.
한편, 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 모드 조절용 밸브 어셈블리(400)를 구비하는 경우에는, 솔레노이드 밸브(410)의 개폐에 따라 ABS 모드 또는 일반제동모드로의 선택적 제어가 가능하다. 즉, ECU에서 차량의 주행상태에 관하여 분석한 결과, ABS 모드의 사용이 불필요한 경우에는 압전밸브 모듈레이터(200)에 의한 유압이 브레이크 유압회로에 전달되는 것을 차단하고, 필요시 솔레노이드 밸브(410)를 개방하여 압전밸브 모듈레이터(200)에 의해 제어된 상태의 압력이 브레이크 유압회로에 전달되도록 하게 된다.On the other hand, as shown in Figures 2 and 6, in the case of having a mode control valve assembly 400, depending on the opening and closing of the solenoid valve 410 it is possible to selectively control the ABS mode or the normal braking mode. That is, as a result of analysis of the vehicle driving state in the ECU, when the use of the ABS mode is unnecessary, the hydraulic pressure by the piezoelectric valve modulator 200 is blocked from being transmitted to the brake hydraulic circuit, and the solenoid valve 410 is closed if necessary. Open so that the pressure in the state controlled by the piezoelectric valve modulator 200 is transmitted to the brake hydraulic circuit.
이상과 같은 압전밸브 모듈레이터(200)를 포함하는 ABS와 같이, 압전밸브 모듈레이터(200)는 자동차, 항공기 등과 같은 운송장비의 제동 및 주행과 관련된 다양한 장비에 응용될 수 있다. 자동차의 경우에는 각 차축에 부하되는 전기장을 개별적으로 조절할 수 있음에 따라, 상기한 바와 같이 ABS 뿐만 아니라, TCS, BICT, EBA, VDC등의 기술에 응용이 가능하다.Like ABS including the piezoelectric valve modulator 200 as described above, the piezoelectric valve modulator 200 may be applied to various equipment related to braking and driving of transportation equipment such as automobiles and aircrafts. In the case of a vehicle, since the electric field loaded on each axle can be adjusted individually, it is possible to apply to technologies such as TCS, BICT, EBA, VDC as well as ABS as described above.
그리고 기계적 메커니즘이 아니라 전기적 메커니즘을 이용하기 때문에 자율자동차(autonomous vehicle), 무인자동차 등과 같은 차세대 지능형 제동시스템에 적용할 수 있다.And because it uses electrical mechanisms rather than mechanical mechanisms, it can be applied to next-generation intelligent braking systems such as autonomous vehicles and driverless vehicles.
이와 같이 본 발명은 인가되는 전기장의 강도 변화만으로 압전재료로 형성되는 압전작동부재를 제어하여 제1노즐 및 제2노즐을 선택적으로 폐쇄함으로써 압력차를 발생시킬 수 있는 압전밸브를 포함하는 압전밸브 모듈레이터를 제공하고, 또한 압전밸브 모듈레이터를 포함하는 ABS를 제공함으로써, 차량의 실제 제동압력에 필요한 유압을 연속적으로 제어할 수 있도록 함과 더불어 제동력을 향상시켜 사고의 위험을 줄일 수 있도록 한다. 아울러 브레이크 페달의 감도 내지는 감각을 높일 수 있으며, 또한 신속한 브레이크의 응답특성을 얻을 수 있도록 하면서 그 구성부품의 수를 줄여 효율적인 생산이 가능하도록 한 효과를 갖는다. 즉, 고성능, 고효율, 저비용의 장점을 갖는 것이다. As described above, the present invention provides a piezoelectric valve modulator including a piezoelectric valve capable of generating a pressure difference by selectively closing the first nozzle and the second nozzle by controlling the piezoelectric operation member formed of the piezoelectric material only by changing the strength of the applied electric field. In addition, by providing an ABS including a piezoelectric valve modulator, it is possible to continuously control the hydraulic pressure required for the actual braking pressure of the vehicle, and to improve the braking force to reduce the risk of an accident. In addition, it is possible to increase the sensitivity or the sense of the brake pedal, and also have the effect of enabling efficient production by reducing the number of components while obtaining a quick response response of the brake. That is, it has the advantages of high performance, high efficiency and low cost.
이상과 같은 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 설계변경 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다. While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments, it is conventional in the art that various design changes and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone with knowledge will know it easily.
도 1은 종래 기술에 따른 차량의 ABS 브레이크 시스템을 도시한 구성도,1 is a block diagram showing an ABS brake system of a vehicle according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 압전밸브 모듈레이터를 포함하는 ABS 브레이크 시스템을 도시한 구성도,2 is a block diagram showing an ABS brake system including a piezoelectric valve modulator according to the present invention;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전밸브 모듈레이터를 구성하는 압전밸브를 도시한 종단면도,3 is a longitudinal sectional view showing a piezoelectric valve constituting a piezoelectric valve modulator according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압전밸브 모듈레이터를 구성하는 압전밸브를 도시한 종단면도,4 is a longitudinal sectional view showing a piezoelectric valve constituting a piezoelectric valve modulator according to another embodiment of the present invention;
도 5는 도 2의 'A'부분을 확대도시한 단면도,5 is an enlarged cross-sectional view of portion 'A' of FIG. 2;
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 압전밸브 모듈레이터를 포함하는 ABS 브레이크 시스템을 도시한 구성도,6 is a block diagram showing an ABS brake system including a piezoelectric valve modulator according to another embodiment of the present invention,
도 7은 도 6의 'B'부분을 확대도시한 단면도,FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion 'B' of FIG. 6;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명** Brief description of symbols for the main parts of the drawings *
70: 유압펌프 71: 진동자70: hydraulic pump 71: vibrator
75: 다이아프렘 110: 제1실린더부75: diaphragm 110: first cylinder
120: 피스톤 130: 피스톤로드120: piston 130: piston rod
200: 압전밸브 모듈레이터 230: 압전작동부재200: piezoelectric valve modulator 230: piezoelectric operating member
223: 제1노즐 224:제2노즐223: first nozzle 224: second nozzle
225: 배출포트 243, 244: 오리피스225: discharge port 243, 244: orifice
250: 압전밸브 300: 듀얼타입 실린더 어셈블리250: piezoelectric valve 300: dual type cylinder assembly
320: 제2실린더부 400: 모드 조절용 밸브 어셈블리320: second cylinder portion 400: the mode control valve assembly
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2003-0001420A KR100476028B1 (en) | 2003-01-09 | 2003-01-09 | Piezo-valve modulator and anti-lock brake system comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2003-0001420A KR100476028B1 (en) | 2003-01-09 | 2003-01-09 | Piezo-valve modulator and anti-lock brake system comprising the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040064124A KR20040064124A (en) | 2004-07-16 |
KR100476028B1 true KR100476028B1 (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=37354790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2003-0001420A KR100476028B1 (en) | 2003-01-09 | 2003-01-09 | Piezo-valve modulator and anti-lock brake system comprising the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100476028B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150192119A1 (en) * | 2014-01-08 | 2015-07-09 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric blower |
-
2003
- 2003-01-09 KR KR10-2003-0001420A patent/KR100476028B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20040064124A (en) | 2004-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110065480B (en) | Wire control electronic hydraulic brake system based on accumulator compensation and control method | |
US6019437A (en) | Vehicle hydraulic braking systems incorporating micro-machined technology | |
US5261730A (en) | Brake pressure control device | |
EP0950593B1 (en) | Hydraulic braking system with pressure assisted master cylinder piston | |
US8527174B2 (en) | Brake controlling apparatus | |
JP2004182035A (en) | Brake device for vehicle | |
CN105329227B (en) | For the braking system of vehicle | |
CN102414064A (en) | Brake device | |
JP2002517355A (en) | Brake pressure transducer for vehicle hydraulic braking systems | |
US6247766B1 (en) | Brake control system with an isolation valve | |
KR100954555B1 (en) | Electronic control brake system with piezo actuator | |
KR100476028B1 (en) | Piezo-valve modulator and anti-lock brake system comprising the same | |
JPS60203560A (en) | Anti-skid controller | |
US6840586B2 (en) | Braking pressure generating apparatus for a vehicle | |
JP2009513412A (en) | Electro-hydraulic brake device for vehicles | |
KR100493784B1 (en) | Pump of electronic control brake system | |
KR100476026B1 (en) | Electro-rheological valve modulator and anti-lock brake system comprising the same | |
KR20150021629A (en) | Electronic hydraulic brake system and control method thereof | |
JP2009513411A (en) | Electrohydraulic brake system for automobile | |
KR100976216B1 (en) | Brake System For a Vehicle | |
JP2001071890A (en) | Brake hydraulic pressure source and brake device | |
JPH11315951A (en) | Solenoid opening/closing valve | |
CN112109685B (en) | Anti-lock control module and anti-lock system | |
KR20010045754A (en) | Method for controlling oil pressure of a brake system in a automobile | |
KR100379927B1 (en) | Brake hydraulic pressure control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130215 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140220 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150224 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160211 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161220 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180403 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181121 Year of fee payment: 15 |