可變比率制動(dòng)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(dòng)總成，例如具有可變踏板比率的制動(dòng)踏板總成。
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛中踏板(例如制動(dòng)踏板)被安裝至緩沖板以使駕駛員易于通過(guò)他/她的腳部接近和操控。例如，已知的制動(dòng)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(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(dòng)助力推桿，所述制動(dòng)助力推桿配置成驅(qū)動(dòng)車輛制動(dòng)系統(tǒng)的主缸以便選擇性地接合或脫離車輛的制動(dòng)。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(duì)端處的踏板腳墊之間。
[0003]操作人員所體驗(yàn)的制動(dòng)作用的感受和效果可通過(guò)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(dòng)踏板總成的杠桿與樞轉(zhuǎn)點(diǎn)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(dòng)助力桿)的力的量。對(duì)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(dòng)點(diǎn)之間的距離，而b是操作樞轉(zhuǎn)軸線與主缸推桿附接點(diǎn)(即，助力銷)之間的距離。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)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(dòng)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(dòng)作用中的“踏板感受”，從而改變操作人員的舒適感覺(jué)或合理的操作。
[0004]可變比率制動(dòng)踏板總成是本領(lǐng)域已知的。例如，見(jiàn)美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2003/0106392和美國(guó)專利N0.4615235和N0.7219576。然而，這些可變比率制動(dòng)踏板總成包括復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)。帶有長(zhǎng)連桿的機(jī)構(gòu)會(huì)給出可變比率的連續(xù)增加曲線，這是不理想的因?yàn)樵卺尫胖苿?dòng)時(shí)駕駛員會(huì)感受到回推?，F(xiàn)有設(shè)計(jì)也具有較高程度的移動(dòng)(例如，達(dá)40mm)。帶有較短連桿的機(jī)構(gòu)可提供較好的性能曲線，但是它們會(huì)與儀表板下方的踏板機(jī)構(gòu)/足部控制的封裝發(fā)生干涉，尤其是在穿有大號(hào)鞋或工作靴的用戶驅(qū)動(dòng)控制時(shí)。帶有凸輪設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)會(huì)易于產(chǎn)生磨耗和噪聲性能問(wèn)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(dòng)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(xì)長(zhǎng)杠桿結(jié)構(gòu)；腳踏板，其設(shè)置在踏板臂的細(xì)長(zhǎng)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(duì)于車輛安裝支架樞轉(zhuǎn)；至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)連桿、輸入連桿、和中間連桿。所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)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(gè)驅(qū)動(dòng)連桿的第二端連接至踏板臂的細(xì)長(zhǎng)杠桿結(jié)構(gòu)。輸入連桿連接到驅(qū)動(dòng)車輛的功能系統(tǒng)的推桿，并且操作地連接至驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿使樞轉(zhuǎn)管相對(duì)于車輛安裝支架樞轉(zhuǎn)地運(yùn)動(dòng)。樞轉(zhuǎn)管的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠驅(qū)動(dòng)輸入連桿的運(yùn)動(dòng)以使推桿能夠由于踏板臂的樞轉(zhuǎn)而推動(dòng)。輸入連桿的運(yùn)動(dòng)能夠驅(qū)動(dòng)中間連桿相對(duì)于輸入連桿和車輛支架的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(xì)長(zhǎng)杠桿結(jié)構(gòu)；腳踏板，其設(shè)置在踏板臂的細(xì)長(zhǎng)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(jìn)行樞轉(zhuǎn)；至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)連桿、輸入連桿、和中間連桿。所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)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(gè)驅(qū)動(dòng)連桿的第二端連接至踏板臂的細(xì)長(zhǎng)杠桿結(jié)構(gòu)。輸入連桿連接到驅(qū)動(dòng)車輛的功能系統(tǒng)的推桿，并且操作地連接至驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿使樞轉(zhuǎn)管相對(duì)于車輛安裝支架樞轉(zhuǎn)地運(yùn)動(dòng)。樞轉(zhuǎn)管的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠驅(qū)動(dòng)輸入連桿的運(yùn)動(dòng)以使推桿能夠由于踏板臂的樞轉(zhuǎn)而推動(dòng)。輸入連桿的運(yùn)動(dòng)能夠驅(qū)動(dòng)中間連桿關(guān)于輸入連桿和車輛支架的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)而變化的比率。
[0007]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)通過(guò)下面的詳細(xì)說(shuō)明書、附圖和所附權(quán)利要求書而變得顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)機(jī)構(gòu)的基于分離杠桿的碰撞和運(yùn)動(dòng)的踏板總成的分離機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。
[0017]圖10A-10C示出了根據(jù)圖5-8中所示實(shí)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(dòng)機(jī)構(gòu)的基于分離杠桿的碰撞和運(yùn)動(dòng)的踏板總成的分離機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明所公開(kāi)的踏板總成具有連桿布置以例如在制動(dòng)踏板中產(chǎn)生可變力輸出。連接的組合和布置遠(yuǎn)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(shí)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(shí)，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(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，支架)卡住。反應(yīng)支架接著會(huì)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(xì)描述的，分離杠桿能夠在車輛碰撞期間從第一位置運(yùn)動(dòng)至第二位置?；诘狡涞诙恢玫男D(zhuǎn)，通過(guò)迫使細(xì)長(zhǎng)踏板結(jié)構(gòu)從驅(qū)動(dòng)連桿分離，分離杠桿從踏板臂的細(xì)長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)。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(duì)駕駛員的傷害。
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制動(dòng)總成10的立體視圖。本文所述的制動(dòng)總成10設(shè)計(jì)成與踏板運(yùn)動(dòng)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(dòng)助力器。在示出的實(shí)施例中，制動(dòng)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(dòng)踏板總成的形式。制動(dòng)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(dòng)踏板總成或任何其它杠桿總成。
[0021]另外，它被設(shè)計(jì)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(kāi)連接。僅為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，本文將此類事件稱為“事故”。當(dāng)然，該術(shù)語(yǔ)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(duì)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(duì)于車輛結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，使得對(duì)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(duì)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(yùn)動(dòng)和/或駕駛員的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)駕駛員的身體尤其是對(duì)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(huì)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?yàn)樵谇岸俗矒糁熊囕v的剩余部分會(huì)隨著前端的壓碎而向前行進(jìn))。此外，在事故中，對(duì)駕駛員的傷害可能會(huì)被加劇，尤其是在事故期間當(dāng)踏板10是制動(dòng)踏板，并且制動(dòng)推桿可被相對(duì)地向后驅(qū)動(dòng)來(lái)迫使踏板靠著駕駛員的下肢時(shí)。也就是說(shuō)，由于駕駛員將要壓下踏板以制動(dòng)車輛的自然趨勢(shì)，駕駛員會(huì)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(kāi)連接的目的是通過(guò)釋放踏板安裝位置的至少部分來(lái)實(shí)質(zhì)地減少或消除這樣的傷害或損害。
[0022]一般而言，整個(gè)說(shuō)明書中可替換地使用的術(shù)語(yǔ)“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(dòng)踏板，在這種情況下它改變踏板與制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械或機(jī)電系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置)一起使用。本文所公開(kāi)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(jí)工序。例如，所公開(kāi)的踏板總成的零件可通過(guò)沖壓(stamping)、成型(molding)、穿孔(piercing)、沖裁(punching)、彎曲(bending)和/或人工加工進(jìn)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(dòng)助力器28的制動(dòng)踏板10。僅出于解釋目的，將踏板10關(guān)于制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)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(shí)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(gè)設(shè)備。例如，緩沖板36可連接至另一車輛結(jié)構(gòu)26，有時(shí)被稱作緩沖板前部(在較低側(cè)或下側(cè))或防火墻。制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)助力器28固定至緩沖板前部或防火墻26，并且通過(guò)推桿14制動(dòng)踏板10 (下面進(jìn)行詳細(xì)描述)。
[0024]踏板總成10包括踏板臂12。踏板臂12具有細(xì)長(zhǎng)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(yuǎn)端上。在一些實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)杠桿結(jié)構(gòu)13可通過(guò)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(lái)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(jì)并不意味著限制；因此，可以使用用來(lái)將踏板連接至車輛的替代設(shè)計(jì)和總成而不應(yīng)被認(rèn)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(jì)。例如，在一些實(shí)施例中，踏板臂12可以是實(shí)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(shí)到，本文所公開(kāi)的踏板總成可實(shí)施其它設(shè)計(jì)、安裝、和結(jié)構(gòu)形狀而不脫離本發(fā)明。
[0025]參照?qǐng)D4，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(guò)其它方法(例如焊接)連接至車輛的板(或者緩沖板，一般來(lái)說(shuō))。同樣地，組合安裝件19和