一种防死锁油压剎车系统架构及其实施方法与流程

本发明涉及一种适用于油压式剎车系统的防死锁油压剎车系统架构及其实施方法，尤指可让油压式剎车夹器提供全自动的机械式或电动式“防死锁剎车”功能的防死锁油压剎车系统架构及其实施方法。

背景技术：

近年来，许多国家已经或是即将立法强制要求所有出厂的全新摩托车皆必须安装防死锁剎车系统，以有效降低肇事率与人员伤亡，证明了防死锁剎车系统确实可以有效预防摩托车事故的发生。但是，请参阅图1a与图1b，目前不论是使用油压式剎车把手操作的全油压式剎车系统，或是使用拉线式剎车把手操作的半油压式(拉线致动)油压剎车系统，都还无法让一般自行车具备防死锁安全剎车功能，因此非常需要一种简单、可靠又便宜的防死锁油压剎车系统，来保护全球众多自行车骑车人的生命安全。

技术实现要素：

鉴于前述现有技术缺点，针对前述现有防死锁油压剎车系统架构既复杂又昂贵之缺点，悉心研究最佳设计，终于设计出此种简单、可靠又便宜的防死锁油压剎车系统架构及其实施方法，请参阅图2与图3，该项创新设计让各种两轮车辆都能以更低的价格来安装使用具备“防死锁剎车”功能的剎车系统，获得更安全可靠的行车保护，因此具备高度实用价值。

本发明的技术方案如下：

防死锁油压剎车系统架构，其包括一油压剎车致动模块、一壳体模块、一集合油路模块、一节流阻尼模块、一油压夹剎模块、一油压波形致动模块及一驱动模块，并可视需求再增设一拉线致动活塞推杆成为“半油压式”防死锁油压剎车系统架构。

本发明的技术效果为：

藉由高度整合设计的节流阻尼模块、驱动模块与油压波形致动模块之间的交互运作，有效简化防死锁剎车系统架构，让油压式剎车夹器本身就可以单独执行“防死锁剎车”功能，而且由于构造简单，安装简便，因此制造、销售与维护成本也将大幅降低，让摩托车、电动自行车与一般自行车等各类两轮车辆都可以广泛使用，进而发挥“降低产销应用成本、扩大应用范围、拯救更多生命”的显着效益。

附图说明

图1a、图1b为目前习用油压式剎车系统架构示意图。

图2为本发明的内置型防死锁油压剎车系统。

图3为本发明的外置型防死锁油压剎车系统。

图4a、图4b、图4c为本发明的节流阻尼模块第一实施例动作示意图。

图5a为本发明的节流阻尼模块第二实施例示意图。

图5b为本发明的节流阻尼模块第三实施例示意图。

图6a、图6b、图6c为本发明的三种机械能驱动模块示意图。

图7a、图7b、图7c为本发明的三种电能驱动模块示意图。

图8a、图8b为本发明的内置型机械能驱动模块第一实施例示意图。

图9为本发明的外置型机械能驱动模块第一实施例示意图。

图10为本发明的机械能驱动模块第二实施例示意图。

图11a、图11b为本发明的机械能驱动模块第三实施例示意图。

图12为本发明的机械能驱动模块第四实施例示意图。

图13为本发明的内置型电能驱动模块第一实施例示意图。

图14为本发明的外置型电能驱动模块第一实施例示意图。

图15为本发明的外置型电能驱动模块第二实施例示意图。

图16为本发明的外置型电能驱动模块第三实施例示意图。

附图标记说明

1--------油压式剎车把手

2--------拉线式剎车把手

3--------油压剎车致动模块

4--------剎车油管

5--------剎车碟盘

6--------拉线致动活塞推杆

8--------剎车线管

9--------油压夹剎压力变化曲线

10-------壳体模块

20-------集合油路模块

30-------节流阻尼模块

31-------前挡片

32-------后挡片

33-------前压缩弹簧

34-------后压缩弹簧

35-------穿孔

36-------挡片

37-------细穿孔

41-------电磁线圈

42-------导磁性金属块

43-------压缩弹簧

45-------密封罩壳

46-------油封环

47-------螺帽

48-------节流通道口

50-------油压夹剎模块

51-------活塞

60-------油压波形致动模块

61-------活塞杆

62-------压缩弹簧

63-------密封环

70-------驱动模块

70a------碟盘型式驱动模块

70b------车轮型式驱动模块

70c------轮轴型式驱动模块

70d------电动机型式驱动模块

70e------压电致动装置型式驱动模块

70f------电磁铁型式驱动模块

71-------碟盘

711------碟盘动力转换机构

713------曲柄

715------转轴

716------滑轮

717------扭力弹簧

718------调整螺栓

719------偏心轮

72-------车轮

721------车轮动力转换机构

73-------轮轴

731------轮轴动力转换机构

74-------电动机模块

741------电动机动力转换机构

742------电动机控制电路模块

745------凸轮转轴

746------定子线圈

747------定子铁心

748------转子永久磁铁

749------滚珠轴承

75-------压电致动装置

752------压电致动装置控制电路模块

753------积层式压晶体管

755------压晶体管正电极

756------压晶体管负电极

76-------电磁铁模块

762------电磁铁控制电路模块

763------导磁性金属体

764------电磁线圈

765------压缩弹簧

77-------电源

78-------剎车动作侦测装置

具体实施方式

本发明的一种防死锁油压剎车系统架构及其实施方法的主要特点就是构造简单、动作可靠，会在每次骑车人执行剎车动作时同步执行防死锁剎车功能，而且除了可将所有相关模块组件同时内置于单一壳体内，也可以将不同模块组件分别安置于不同壳体，更可以选择使用机械能形式或是电能形式的动力源，因此可以依据各种应用需求来整合所需的特定构型。在此将先以最基本的组合构型作为本发明的第一实施例，详细说明该系统架构、实施方法与动作，然后再逐步说明其它实施例。

首先说明本发明的一种防死锁油压剎车系统架构及其实施方法，请参阅图2与图3所示，该系统架构至少包括一油压剎车致动模块3、一壳体模块10、一集合油路模块20、一节流阻尼模块30、一油压夹剎模块50、一油压波形致动模块60及一驱动模块70，并可视需求再增设一拉线致动活塞推杆6成为“半油压式”防死锁油压剎车系统架构，其中，壳体模块10形设容纳空间容置各模块，该节流阻尼模块30、该油压波形致动模块60及该驱动模块70可共同运作来对该油压夹剎模块50内部的活塞51受力面施加一连续性往复式变化的高/低压力波力量，因此可以让活塞51持续在剎车碟盘5上面施加一紧一松的快速点剎效果，进而产生持续性的“防死锁”剎车效果。该连续性往复式变化的高/低压力波的产生，主要是因为当油路内部压力快速变化时，该节流阻尼模块30可以提供高阻尼效果，该高阻尼效果就能有效维持其后方油路内部压力变化的幅度不会被减弱，进而产生有效的一紧一松快速点剎效果。

复说明该节流阻尼模块30之所以能对连续性往复式变化的高/低压力波产生高阻尼效果的原因，请参阅图2、图3及图4a～图4c所示，该节流阻尼模块的内部可形设一容纳空间，该容纳空间的前半部截面积大于后半部截面积，该容纳空间前半部设置一面积大于后半部截面积的前挡片31，该容纳空间后半部则设置一面积小于后半部空间截面积的后挡片32，该前挡片31中央穿设一穿孔35，该前挡片31与该后挡片32互相贴合，另设置一前压缩弹簧33抵靠该前挡片31前面与一后压缩弹簧34抵靠该后挡片32后面，藉由该前挡片31与该后挡片32具有的黏滞阻力与该二压缩弹簧33及34具有的推力，提供“流体压力变化速率越快则流动阻尼越大”的功能。图4a显示当骑车人刚开始剎车时，剎车油会经由该穿孔35顺向推开该后挡片32并持续流往后方的油压夹剎模块50，此时该节流阻尼模块30为“顺向大流量低阻尼模式”，图4b则显示当骑车人持续拉紧剎车把手时，该驱动模块70会产生往复式驱动力来持续驱动该油压波形致动模块60在油路内部产生连续性高压/低压变化的油压夹剎压力变化曲线9，当该连续性高压/低压变化速率很快时，该节流阻尼模块30的该前挡片31与该后挡片32之间的“接合面黏滞效果”以及抵靠压该后挡片32之后压缩弹簧34的推力会直接加大该后挡片32在对应后方油压压力快速降低时的开启阻力，而该前挡片31与管壁之间的“接合面黏滞效果”与抵靠该前挡片31之前压缩弹簧33的推力则是会直接加大该前挡片31在后方油压压力快速升高时的开启阻力，因此会让该节流阻尼模块30在“顺向微流量高阻尼模式”与“逆向微流量高阻尼模式”之间快速交替，形成一种具有“压力差变化速率越快则流动阻尼越大”功能的“频率性阻尼效果”，最后，当骑车人放开剎车把手时，图4c显示此时的剎车油会从该油压夹剎模块50逆向推开该前挡片31并持续流回前方油路，直至压力完全释放为止，在此一回流释压过程中，该节流阻尼模块30为“逆向大流量低阻尼模式”。

前述由两个挡片与两个压缩弹簧组成的该节流阻尼模块30，可简化为由一挡片与一压缩弹簧组成，仍然可提供一类似之节流阻尼效果，请先参阅图2、图3及图5a所示，简化之后，该节流阻尼模块的内部容纳空间只需设置一挡片36，该挡片36中央穿设一细穿孔37，再设置一前压缩弹簧33抵靠该挡片36前面，藉由该挡片36的黏滞阻力、该前压缩弹簧33的推力及该细穿孔37的节流阻力，仍然可产生类似图4a～图4c所示的动作模式并提供“流体压力变化速率越快则流动阻尼越大”的功能，其唯一差异在于刚开始剎车时，剎车油要通过该细穿孔37时会受到比较大的阻力，让后方该油压夹剎模块50的开始夹剎时间会稍微延迟。

该节流阻尼模块30也可使用一常开式的电动节流阀模块来提供阻尼效果，请先参阅图5b所示，该常开式电动节流阀模块包含一电磁线圈41、一导磁性金属块42、一压缩弹簧43、一密封罩壳45及一节流通道口48，当一驱动电路持续送出电流驱动该电磁线圈41时，便可推动该导磁性金属块42伸出，在该节流通道口48形成一窄小通道并产生一节流阻力。

复说明本发明的防死锁油压剎车系统架构中的该驱动模块70，请参阅图2、图3、图6a～图6c与图7a～图7c所示，该驱动模块70可区分为图6a～图6c所示的机械能驱动模块与图7a～图7c所示的电能驱动模块两种，其中，该机械能驱动模块的实施方式还可区分为图6a的碟盘型式驱动模块70a、图6b的车轮型式驱动模块70b以及图6c的轮轴型式驱动模块70c等三种驱动模块，该电能驱动模块的实施方式则是可区分为图7a的电动机型式驱动模块70d、图7b的压电致动装置型式驱动模块70e以及图7c的电磁铁型式驱动模块70f等三种电能驱动模块，本说明书将分别以碟盘型式驱动模块以及电动机型式驱动模块来分别详细说明，其它种类的动力源再参照这两种较佳实施例来进行说明。

以下说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用碟盘做为内置型机械能驱动模块第一实施例的实施方法，请参阅图6a、图8a与图8b所示，该内置型机械能驱动模块70a包含一曲柄713及一具有凸轮形状外缘的碟盘71，该碟盘71外缘的凹点与凸点之间的差异量为p，该曲柄713枢设一转轴715，该转轴713套设一扭力弹簧717使该曲柄713的一端接触该油压波形致动模块60的活塞杆61，另一端可枢设一滑轮716，并可再设置一调整螺栓718来调整设定该滑轮与716该碟盘71最外缘之间保持一适当间距g，当骑车人开始剎车时，该油压波形致动模块60的活塞杆61会自动被压力升高的内部剎车油推出，从而驱动该曲柄713的一端，并使其另一端的该滑轮716接触该碟盘71外缘，该碟盘71的动能便可通过该曲柄713的转换作用，在该油压波形致动模块60的活塞杆61上面持续产生行程距离为z的往复式移动，藉由上述“频率性阻尼效果”，就可产生一往复式高/低压力波，提供点剎效果的“防死锁”剎车功能。

复说明本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用碟盘做为外置型机械能驱动模块较佳实施例的实施方法，请参阅图9所示，由图9所示内容可明显看出，外置型与内置型机械能驱动模块的机械动能转换机构，彼此完全相同，因此对于后续所有内置型机械能驱动模块实施例，将不再重复说明其外置型的较佳实施例。

复说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用碟盘做为内置型机械能驱动模块第二实施例的实施方法，请参阅图6a、图8a与图10所示，该机械能驱动模块70a包含一曲柄713及一具有圆形外缘之碟盘71a，该曲柄713枢设一转轴715，该转轴715套设一扭力弹簧717使该曲柄713的一端接触该油压波形致动模块60的活塞杆61，另一端枢设一偏心轮719，该偏心轮719的圆心与轴心之间距离的两倍为p，另可设置一调整螺栓718来调整设定该偏心轮719与该碟盘71a最外缘之间保持一适当间距g，当骑车人开始剎车时，该油压波形致动模块60的活塞杆61会自动被压力升高的内部剎车油推出，从而驱动该曲柄713的一端，并使其另一端之该偏心轮719接触该碟盘71a外缘，该碟盘71a的动能便可通过该偏心轮719与该曲柄713的转换作用，在该油压波形致动模块60的活塞杆61上面持续产生行程距离为z的往复式移动，藉由上述“频率性阻尼效果”，就可产生一往复式高/低压力波，提供点剎效果的“防死锁”剎车功能。

复说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用碟盘做为内置型机械能驱动模块第三实施例的实施方法，请参阅图6a、图11a与图11b所示，该机械能驱动模块70a包含一具有凸轮形状外缘的碟盘71，该碟盘71外缘的凹点与凸点之间的差异量为z，该油压波形致动模块60的活塞杆61的外露端枢设一滑轮716，该滑轮716与该碟盘71最外缘之间保持一适当间距g，当骑车人开始剎车时，该油压波形致动模块60的活塞杆61会自动被压力升高的内部剎车油推出，从而让该滑轮716开始接触该碟盘71外缘，该碟盘71的动能便可在该油压波形致动模块60的活塞杆61上面持续产生行程距离为z的往复式移动，藉由上述“频率性阻尼效果”，就可产生一往复式高/低压力波，提供点剎效果的“防死锁”剎车功能。

复说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用碟盘做为内置型机械能驱动模块第四实施例的实施方法，请参阅图6a、图11a与图12所示，该机械能驱动模块70a包含一具有圆形外缘的碟盘71a，先在一油压波形致动模块60的活塞杆61的外露端枢设一偏心轮719，该偏心轮719与该碟盘71a最外缘之间保持一适当间距g，该偏心轮719的圆心与轴心之间距离的两倍为z，当骑车人开始剎车时，该油压波形致动模块60的活塞杆61会自动被压力升高的内部剎车油推出，从而让该偏心轮719接触该碟盘71a外缘，该碟盘71a的动能便可在该油压波形致动模块60的活塞杆61上面持续产生行程距离为z的往复式移动，藉由上述“频率性阻尼效果”，就可产生一往复式高/低压力波，提供点剎效果的“防死锁”剎车功能。

复说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用电动机模块做为内置型电能驱动模块实施例的实施方法，请参阅图7a与图13所示，该电能驱动模块70d包含一电源77、一电动机控制电路模块742、一剎车状态侦测装置78与一直流无刷外转子型式的电动机模块74，该电动机控制电路模块742电连接该电源77、该剎车状态侦测装置78与该电动机模块74，该剎车状态侦测装置78可侦测剎车状态并将剎车状态信号传送至该电动机控制电路模块742，该电动机模块74设置一有凸轮外型且凹点与凸点之间的差异量为z的动力输出用途凸轮转轴745，该凸轮转轴745的外缘接触该油压波形致动模块60的该活塞杆61，该剎车状态侦测装置78可为一安装于剎车把手上的机械式把手位置感测开关或是一与该集合油路连接的液压压力感测开关，当骑车人开始剎车时，该剎车状态侦测装置78将“正在剎车中”状态信号传送至该电动机控制电路模块742，从而使该电动机控制电路模块742驱动该电动机模块74持续转动，该电动机模块74的动力便可通过该凸轮转轴745的转换作用在该油压波形致动模块60的活塞杆61上面持续产生行程距离为z的往复式移动，藉由上述“频率性阻尼效果”，就可产生一往复式高/低压力波，提供点剎效果的“防死锁”剎车功能。

复说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用电动机模块做为外置型电能驱动模块实施例的实施方法，请参阅图7a与图14所示，由图14所示内容可明显看出，外置型与内置型电能驱动模块的动能传递转换机构完全相同，因此不再重复说明。

复说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用压电致动装置做为外置型电能驱动模块实施例的实施方法，请参阅图7b与图15所示，该电能驱动模块70e包含一电源77、一压电致动装置控制电路模块752、一剎车状态侦测装置78与一压电致动装置75，该压电致动装置75由一积层式压晶体管753与正电极755、负电极756所组成，该积层式压晶体管753会产生长度变化的一端接触该活塞杆61，该压电致动装置控制电路模块752电连接该电源77、该剎车状态侦测装置78、该正电极755及该负电极756，该剎车状态侦测装置78可侦测剎车状态并将剎车状态信号传送至该压电致动装置控制电路模块752，该剎车状态侦测装置78可为一安装于剎车把手上的机械式把手位置感测开关或是一与该集合油路连接的液压压力感测开关，当骑车人开始剎车时，该剎车状态侦测装置78立即将“正在剎车中”状态信号传送至该压电致动装置控制电路模块752，从而使该压电致动装置控制电路模块752立即藉由该正电极755及该负电极756驱动该积层式压晶体管753产生往复式长度变化，故可在该油压波形致动模块60的活塞杆61上面持续产生行程距离为z的往复式移动，藉由上述“频率性阻尼效果”，就可产生一往复式高/低压力波，提供点剎效果的“防死锁”剎车功能。

复说明在本发明的防死锁油压剎车系统架构中使用电磁铁模块做为外置型电能驱动模块实施例的实施方法，请参阅图7c与图16所示，该电能驱动模块70f包含一电源77、一电磁铁控制电路模块762、一剎车状态侦测装置78与一电磁铁模块76，该电磁铁模块76由一导磁性金属体763、一电磁线圈764与一压缩弹簧765所组成，该电磁铁控制电路模块762电连接该电源77、该剎车状态侦测装置78与该电磁线圈764，该剎车状态侦测装置78可侦测剎车状态并将剎车状态信号传送至该电磁铁控制电路模块762，该导磁性金属体763穿设于该电磁线圈764的空心部位之后，其中一端抵靠该压缩弹簧765，另一端则接触该油压波形致动模块60的活塞杆61，该剎车状态侦测装置78可为一安装于剎车把手上的机械式把手位置感测开关或是一与该集合油路连接的液压压力感测开关，当骑车人开始剎车时，该剎车状态侦测装置78立即将“正在剎车中”状态信号传送至该电磁铁控制电路模块762，从而使该电磁铁控制电路模块762立即驱动该电磁线圈764产生电磁吸力，该电磁吸力与该压缩弹簧765便可推动该导磁性金属体763产生往复式位移变化，因此可在该油压波形致动模组60的活塞杆61上面持续产生行程距离为z的往复式移动，藉由上述“频率性阻尼效果”，就可产生一往复式高/低压力波，提供点剎效果的“防死锁”剎车功能。

以上所述仅为用以解释本发明的防死锁油压剎车系统架构的较佳实施例，并非据以对本发明做任何形式上的限制，其中，图1a与图1b指明习用油压剎车系统可分为全油压式与半油压式两种，因此，本发明的防死锁油压剎车系统架构同样可以视应用需求再加设一拉线致动活塞推杆，就能够成为以拉线式剎车把手执行剎车动作的“半油压式”防死锁油压剎车系统架构，图2与图3则指明该防死锁油压剎车系统架构中的各项模块，皆能以内置型或外置型这两种系统组合方式达成，图4a～图4c、图5a与图5b则指明该节流阻尼模块的主要功能是在后方油路内部压力变化速率越快时提供越大的流动阻尼，因此也可以使用其它节流阻尼模块实施方法，图6a～图6c以及图8～图12则指明机械能驱动模块的动力来源至少可包含碟盘、车轮或是轮轴等三种，而且车轮型式与轮轴型式与碟盘型式同样是旋转式动能储存载体，因此车轮型式与轮轴型式都同样能使用前述所有碟盘型式驱动模块的实施方法，据此以推，该项机械能驱动模块可涵盖所有能够将机械能转换成为驱动力的实施方式，同理，图7a～图7c以及图13～图16虽然指明电能驱动模块的动力来源至少可包含电动机、压电致动装置与电磁铁等三种，但是该项电能驱动模块其实也涵盖所有能够将电能转换成为驱动力的实施方式。再者，针对本发明的防死锁油压剎车系统架构中的油压夹剎模块，虽然本说明书内容皆以碟型油压夹剎模块做为较佳实施例说明内容，但是本发明其实绝不仅仅适用于碟型油压夹剎模块，也可以适用于其它种类的现用油压剎车模块，例如c型油压剎车模块、v型油压剎车模块或是鼓型油压剎车模块。另于本说明书中所述的各项以“凸轮形状”达成动力转换功能的组件和/或模块，也可以使用其它同样具有相同的动力转换功能的现用组件和/或模块，甚至，本发明中的该油压波形致动模块也不限于只能使用活塞杆型式的油压致动器，其它任何可以接受一往复式驱动力或是一旋转式驱动力而改变容积与压力的容积压力可变装置(例如一般人熟知的涡卷型式压缩机装置、转子型式压缩机装置、膜片型式压缩机装置或是螺杆型式压缩机装置)，同样都属于本发明的涵盖范围。再者，为了让整个车辆可以获得更完善的行车稳定性与剎车安全性，也可于电能驱动模块中的控制电路模块中电连接至少一车体运动状态物理量感测模块(例如以加速度传感器量取车身的姿态值、以陀螺仪传感器量取车身的角加速率值、以剎车油压力传感器量取剎车油的压力值和/或以转速传感器量取车轮转速值等)，以便让该控制电路模块利用各种实时行车状态来提高防死锁剎车控制性能。因此，本文于此所揭示的应用实施例应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的范围应由权利要求书所界定，并涵盖其合法均等物，并不限于先前的描述。

综上所述，本发明的一种防死锁油压剎车系统架构及其实施方法，确实具有前所未有的创新构造，所具有的实用功能也远非现有技术所能相比，符合我国专利法有关发明专利的申请要件的规定，乃依法提起专利申请。