可變比率制動踏板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及車輛的踏板總成，并且更具體地，涉及用于車輛的可變比率制動總成，例如具有可變踏板比率的制動踏板總成。
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛中踏板(例如制動踏板)被安裝至緩沖板以使駕駛員易于通過他/她的腳部接近和操控。例如，已知的制動踏板總成包括踏板臂，踏板臂的一端樞轉(zhuǎn)地安裝至設(shè)置在車輛中的安裝結(jié)構(gòu)(例如，支架)，使得踏板臂能夠繞操作樞轉(zhuǎn)軸線進行樞轉(zhuǎn)運動。踏板臂包括助力銷形式的輸入連接器。該助力銷操作地連接至主缸或制動助力推桿，所述制動助力推桿配置成驅(qū)動車輛制動系統(tǒng)的主缸以便選擇性地接合或脫離車輛的制動。助力銷定位在踏板臂的操作樞轉(zhuǎn)軸線和在踏板臂的與操作樞轉(zhuǎn)軸線端相對端處的踏板腳墊之間。
[0003]操作人員所體驗的制動作用的感受和效果可通過改變幾何踏板比率變化，所述幾何踏板比率是指構(gòu)成制動踏板總成的杠桿與樞轉(zhuǎn)點之間的幾何關(guān)系。該幾何比率涉及到踏板的力比Fb/Fa，F(xiàn)a是施加到輸入部分(例如，踏板墊)的力的量，而F B是施加到輸入元件(例如，制動助力桿)的力的量。對于杠桿間固定關(guān)系的幾何踏板比率通常表示成R = a/b，a是操作樞轉(zhuǎn)軸線與踏板腳墊上驅(qū)動點之間的距離，而b是操作樞轉(zhuǎn)軸線與主缸推桿附接點(即，助力銷)之間的距離。一般來說，對于給定輸入力的給定踏板臂行程，帶有較高幾何踏板比率的踏板總成產(chǎn)生施加到制動系統(tǒng)的較大的力。然而，較高的踏板比率導(dǎo)致主缸推桿的較短的行程。此外，較高的踏板比率影響用戶在制動作用中的“踏板感受”，從而改變操作人員的舒適感覺或合理的操作。
[0004]可變比率制動踏板總成是本領(lǐng)域已知的。例如，見美國專利申請公開N0.2003/0106392和美國專利N0.4615235和N0.7219576。然而，這些可變比率制動踏板總成包括復(fù)雜的連桿機構(gòu)。帶有長連桿的機構(gòu)會給出可變比率的連續(xù)增加曲線，這是不理想的因為在釋放制動時駕駛員會感受到回推。現(xiàn)有設(shè)計也具有較高程度的移動(例如，達40mm)。帶有較短連桿的機構(gòu)可提供較好的性能曲線，但是它們會與儀表板下方的踏板機構(gòu)/足部控制的封裝發(fā)生干涉，尤其是在穿有大號鞋或工作靴的用戶驅(qū)動控制時。帶有凸輪設(shè)計的機構(gòu)會易于產(chǎn)生磨耗和噪聲性能問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明一方面提供了一種用于操作驅(qū)動車輛的功能系統(tǒng)的推桿的可變比率踏板總成。踏板總成包括:踏板臂，其具有帶有第一端和第二端的細長杠桿結(jié)構(gòu)；腳踏板，其設(shè)置在踏板臂的細長杠桿結(jié)構(gòu)的第二端上用于被駕駛員的腳部下壓；車輛安裝支架；樞轉(zhuǎn)管，其能夠相對于車輛安裝支架樞轉(zhuǎn)；至少一個驅(qū)動連桿、輸入連桿、和中間連桿。所述至少一個驅(qū)動連桿的第一端連接至樞轉(zhuǎn)管用于隨其樞轉(zhuǎn)，并且所述至少一個驅(qū)動連桿的第二端連接至踏板臂的細長杠桿結(jié)構(gòu)。輸入連桿連接到驅(qū)動車輛的功能系統(tǒng)的推桿，并且操作地連接至驅(qū)動連桿。中間連桿的第一端樞轉(zhuǎn)地連接至輸入連桿，并且中間連桿的第二端樞轉(zhuǎn)地連接至車輛支架。踏板臂的樞轉(zhuǎn)運動能夠通過驅(qū)動連桿使樞轉(zhuǎn)管相對于車輛安裝支架樞轉(zhuǎn)地運動。樞轉(zhuǎn)管的樞轉(zhuǎn)運動能夠驅(qū)動輸入連桿的運動以使推桿能夠由于踏板臂的樞轉(zhuǎn)而推動。輸入連桿的運動能夠驅(qū)動中間連桿相對于輸入連桿和車輛支架的樞轉(zhuǎn)運動，使得輸入連桿與中間連桿之間的角度發(fā)生變化。輸入連桿與中間連桿之間的角度變化產(chǎn)生隨著踏板臂運動而變化的比率。
[0006]本發(fā)明另一方面提供具有可變比率踏板總成的車輛?？勺儽嚷侍ぐ蹇偝砂?踏板臂，其具有帶有第一端和第二端的細長杠桿結(jié)構(gòu)；腳踏板，其設(shè)置在踏板臂的細長杠桿結(jié)構(gòu)的第二端上用于被駕駛員的腳部下壓；車輛安裝支架；樞轉(zhuǎn)管，其能夠關(guān)于車輛安裝支架進行樞轉(zhuǎn)；至少一個驅(qū)動連桿、輸入連桿、和中間連桿。所述至少一個驅(qū)動連桿的第一端連接至樞轉(zhuǎn)管用于隨其樞轉(zhuǎn)，并且所述至少一個驅(qū)動連桿的第二端連接至踏板臂的細長杠桿結(jié)構(gòu)。輸入連桿連接到驅(qū)動車輛的功能系統(tǒng)的推桿，并且操作地連接至驅(qū)動連桿。中間連桿的第一端樞轉(zhuǎn)地連接至輸入連桿，并且中間連桿的第二端樞轉(zhuǎn)地連接至車輛支架。踏板臂的樞轉(zhuǎn)運動能夠通過驅(qū)動連桿使樞轉(zhuǎn)管相對于車輛安裝支架樞轉(zhuǎn)地運動。樞轉(zhuǎn)管的樞轉(zhuǎn)運動能夠驅(qū)動輸入連桿的運動以使推桿能夠由于踏板臂的樞轉(zhuǎn)而推動。輸入連桿的運動能夠驅(qū)動中間連桿關(guān)于輸入連桿和車輛支架的樞轉(zhuǎn)運動，使得輸入連桿與中間連桿之間的角度發(fā)生變化。輸入連桿與中間連桿之間的角度變化產(chǎn)生隨著踏板臂運動而變化的比率。
[0007]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將會通過下面的詳細說明書、附圖和所附權(quán)利要求書而變得顯而易見。
【附圖說明】
[0008]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的安裝在車輛中的可變比率踏板總成的左側(cè)立體視圖。
[0009]圖2示出了圖1的踏板總成的分解視圖。
[0010]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖1的踏板總成的右側(cè)立體視圖。
[0011]圖4示出了圖1的踏板結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0012]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于安裝在車輛中的可變比率踏板總成的左側(cè)立體視圖。
[0013]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖5的踏板總成的右側(cè)立體視圖。
[0014]圖7示出了圖5的踏板結(jié)構(gòu)的后視圖。
[0015]圖8示出了圖7的踏板總成分解視圖。
[0016]圖9A-9E示出了根據(jù)圖1-4中所示實施例的可變比率踏板總成的零件的側(cè)視圖，示出了利用驅(qū)動機構(gòu)的基于分離杠桿的碰撞和運動的踏板總成的分離機構(gòu)的驅(qū)動。
[0017]圖10A-10C示出了根據(jù)圖5-8中所示實施例的可變比率踏板總成的零件的側(cè)視圖，示出了利用驅(qū)動機構(gòu)的基于分離杠桿的碰撞和運動的踏板總成的分離機構(gòu)的驅(qū)動。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明所公開的踏板總成具有連桿布置以例如在制動踏板中產(chǎn)生可變力輸出。連接的組合和布置遠高于輸出連接，以避免與用戶操控踏板或控制發(fā)生任何干涉(例如，與大尺碼工作靴接觸)。
[0019]另外，在一種實施例中，零件的幾何結(jié)構(gòu)和形狀是這樣的，當(dāng)發(fā)生碰撞事件時，分離杠桿被與分離杠桿相鄰的安裝到車輛結(jié)構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)(例如，支架)卡住。反應(yīng)支架接著會引起分離杠桿旋轉(zhuǎn)并將踏板零件從推桿分離。具體地，如下面詳細描述的，分離杠桿能夠在車輛碰撞期間從第一位置運動至第二位置。基于到其第二位置的旋轉(zhuǎn)，通過迫使細長踏板結(jié)構(gòu)從驅(qū)動連桿分離，分離杠桿從踏板臂的細長杠桿結(jié)構(gòu)脫離，從而分離推桿與踏板臂之間的任何直移運動。踏板總成的分離減少并且/或者防止能量傳遞至駕駛員的腳部，從而降低對駕駛員的傷害。
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的制動總成10的立體視圖。本文所述的制動總成10設(shè)計成與踏板運動相比產(chǎn)生變化的力比并將其施加到功能系統(tǒng)，例如，制動助力器。在示出的實施例中，制動總成10是踏板總成或“踏板”的形式，并且尤其是用于車輛的制動踏板總成的形式。制動踏板總成10可以是可調(diào)節(jié)類型的或是常規(guī)不可調(diào)節(jié)類型的。然而，總成10可以是具有用于產(chǎn)生期望的可變踏板比率的杠桿的停車制動踏板總成或任何其它杠桿總成。
[0021]另外，它被設(shè)計成使得其組件或結(jié)構(gòu)在例如與其它物體的沖擊(impact)、撞擊(crash)或碰撞(collis1n)事件中從車輛的部分脫離或斷開連接。僅為簡化起見，本文將此類事件稱為“事故”。當(dāng)然，該術(shù)語不應(yīng)被限制，并且應(yīng)該理解成包括與物體或其它車輛的沖擊，其中力大到足以對車輛的駕駛員或使用者造成傷害。更具體地，在事故中，踏板10可被釋放以相對于車輛結(jié)構(gòu)運動，根據(jù)車輛結(jié)構(gòu)的壓縮情況和其零件及車輛前端的受迫運動，使得對駕駛員的傷害得以降低。防止能量傳遞至駕駛員的腳部，從而減少對駕駛員的傷害。由于事故產(chǎn)生的力所引起的車輛零件的運動和/或駕駛員的運動會對駕駛員的身體尤其是對于包括腳踝或膝蓋的下肢造成傷害或損害。例如，駕駛員或使用者會被向前方向的慣性迫使朝向車輛的儀表板和/或緩沖板(即，因為在前端撞擊中車輛的剩余部分會隨著前端的壓碎而向前行進)。此外，在事故中，對駕駛員的傷害可能會被加劇，尤其是在事故期間當(dāng)踏板10是制動踏板，并且制動推桿可被相對地向后驅(qū)動來迫使踏板靠著駕駛員的下肢時。也就是說，由于駕駛員將要壓下踏板以制動車輛的自然趨勢，駕駛員會經(jīng)受由事故引起的力和踏板、車輛零件以及駕駛員自身的相對運動所造成的更大的傷害。因此，本文所述的踏板總成10的零件的脫離或斷開連接的目的是通過釋放踏板安裝位置的至少部分來實質(zhì)地減少或消除這樣的傷害或損害。
[0022]一般而言，整個說明書中可替換地使用的術(shù)語“踏板”、“踏板總成”或“踏板結(jié)構(gòu)”不意在限制特定類型的踏板裝置。其可用作制動踏板，在這種情況下它改變踏板與制動助力器的比率。所述踏板可與車輛的任何功能系統(tǒng)(例如，諸如制動系統(tǒng)的機械或機電系統(tǒng)、傳動裝置)一起使用。本文所公開的踏板的零件的制造方法并非意在限制，而且可包括單工序和/或次級工序。例如，所公開的踏板總成的零件可通過沖壓(stamping)、成型(molding)、穿孔(piercing)、沖裁(punching)、彎曲(bending)和/或人工加工進行制造或成形。同樣，用于制造踏板總成的材料不應(yīng)被限制。例如，踏板及其零件可以由一種或幾種諸如鋼(管式或刀片式)的金屬、或者塑料材料制成。踏板總成的零件也可由這些材料的組合制成(例如，既有金屬又有塑料)。
[0023]現(xiàn)在更具體地參考附圖，圖1中所示的踏板總成10是連接至制動助力器28的制動踏板10。僅出于解釋目的，將踏板10關(guān)于制動系統(tǒng)進行描述，但是不應(yīng)局限于此。例如，如上面所述，踏板總成10也可連接至離合器總成的部分。踏板總成10設(shè)置在車輛中使得其易于被駕駛員的腳部接近以進行下壓。例如，在一些情況下，踏板總成10關(guān)于緩沖板36和/或儀表板(IP)安裝。車輛的緩沖板36 (也被稱作“dash”)可包括彼此連接的上板和下板(例如，使用本領(lǐng)域已知的方法或設(shè)備)。在一些實施例中，上緩沖板和下緩沖板可包括整件或單件。所述板通常連接至車輛的多個設(shè)備。例如，緩沖板36可連接至另一車輛結(jié)構(gòu)26，有時被稱作緩沖板前部(在較低側(cè)或下側(cè))或防火墻。制動系統(tǒng)的制動助力器28固定至緩沖板前部或防火墻26，并且通過推桿14制動踏板10 (下面進行詳細描述)。
[0024]踏板總成10包括踏板臂12。踏板臂12具有細長杠桿結(jié)構(gòu)13，其配置成在例如第一端處或第一端附近或者沿所述結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)地安裝；并具有腳踏板16，其經(jīng)由連接裝置15設(shè)置(或附接)在其第二端或遠端上。在一些實施例中，細長杠桿結(jié)構(gòu)13可通過銷或軸66樞轉(zhuǎn)地連接至踏板支架20。踏板支架20可選擇地是用于安裝至車輛結(jié)構(gòu)26的車輛安裝支架(使用其孔21內(nèi)的緊固件和/或與其它支架或組合安裝件相結(jié)合，例如組合安裝件19)，用來將踏板臂12連接至車輛。當(dāng)然，用于安裝的裝置及其設(shè)計并不意味著限制；因此，可以使用用來將踏板連接至車輛的替代設(shè)計和總成而不應(yīng)被認為超出本發(fā)明的范圍。同樣，不意在限制踏板臂12的形狀和設(shè)計。例如，在一些實施例中，踏板臂12可以是實心結(jié)構(gòu)、管狀結(jié)構(gòu)、或者包括在其結(jié)構(gòu)中的和/或沿著其結(jié)構(gòu)的通道(例如，“U”形通道)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，本文所公開的踏板總成可實施其它設(shè)計、安裝、和結(jié)構(gòu)形狀而不脫離本發(fā)明。
[0025]參照圖4，踏板支架20可在第一端處連接至組合安裝件19 (例如，在二者之間提供空間并將踏板臂12放置在車輛內(nèi))。組合安裝件19連接至車輛結(jié)構(gòu)26的部分。組合安裝件19和/或踏板支架20可使用常規(guī)緊固裝置(例如螺母和螺栓)或通過其它方法(例如焊接)連接至車輛的板(或者緩沖板，一般來說)。同樣地，組合安裝件19和