專利名稱：制動踏板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及制動踏板裝置，更具體地涉及制動踏板裝置的改進，其中，杠桿比特性根據(jù)踩踏力而改變。
背景技術(shù)：
已知一種制動踏板裝置，該裝置具有(a)設(shè)置成可圍繞第一軸線樞轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動)的操作踏板，(b)設(shè)置成可圍繞平行于第一軸線的第二軸線樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)件，該樞轉(zhuǎn)件經(jīng)由連接桿連接到操作踏板，以便響應(yīng)施加在該操作踏板上的踩踏操作而圍繞第二軸線機械地樞轉(zhuǎn)；以及(c)由于樞轉(zhuǎn)件的樞轉(zhuǎn)運動而被機械地擠壓或拉動的輸出件。作為這種制動踏板裝置的一個示例，專利文獻1公開了一種裝置，其中，代表輸出與作用在操作踏板上的踩踏力的比率的杠桿比根據(jù)踏板行程而改變，并且杠桿比特性——即，與踏板行程的改變有關(guān)的杠桿比的特性——取決于連接桿的連接位置。
同時，專利文獻2公開了一種裝置，其中，輸出件(推桿)直接連接到操作踏板。當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，抵抗彈簧的偏壓力而改變該輸出件連接到操作踏板的連接位置，從而增大杠桿比。即，當(dāng)施加大的踩踏力時，例如當(dāng)發(fā)生緊急制動時，可產(chǎn)生較大的制動力。
專利文獻1JP-H7-205776A專利文獻2JP-H5-301565A但是，在專利文獻1內(nèi)，僅根據(jù)取決于連接桿的連接位置的恒定杠桿比特性改變杠桿比。因此，例如，當(dāng)通過向制動踏板裝置施加大的踩踏力來操作該裝置以便快速獲得大的制動力時，未必能夠獲得與車輛駕駛員給出的制動指令相對應(yīng)的制動力和制動操作感覺。在專利文獻2中，由于杠桿比特性根據(jù)車輛駕駛員施加的踩踏力改變，因此可獲得改進的制動操作感覺。但是，在專利文獻2中，輸出件連接到操作踏板的連接位置的改變會導(dǎo)致輸出件的姿態(tài)(角度)改變，從而限制連接位置的可能的位移量，因此難以較大地改變杠桿比特性。此外，在專利文獻2中，連接位置直接由彈簧偏壓，該彈簧需要產(chǎn)生很大的彈簧力，因此彈簧尺寸較大且成本較高。
基于上述背景技術(shù)提出本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的是以較低的成本制造尺寸緊湊的制動踏板裝置，該裝置能夠根據(jù)車輛駕駛員給出的制動指令(踩踏力)通過較大地改變其杠桿比特性來提供令人滿意的制動操作感覺。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，第一發(fā)明提供了一種制動踏板裝置，該裝置具有(a)設(shè)置成可圍繞第一軸線樞轉(zhuǎn)的操作踏板；(b)設(shè)置成可圍繞平行于該第一軸線的第二軸線樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)件，該樞轉(zhuǎn)件經(jīng)由連接桿連接到操作踏板，以便響應(yīng)施加在該操作踏板上的踩踏操作而圍繞第二軸線機械地樞轉(zhuǎn)；以及(c)由于樞轉(zhuǎn)件的樞轉(zhuǎn)運動而被機械地擠壓或拉動的輸出件，其中，(d)代表輸出與作用在操作踏板上的踩踏力的比率并與踏板行程的改變有關(guān)的杠桿比特性取決于連接桿的連接位置，該制動踏板裝置的特征在于，具有(e)杠桿比特性改變裝置，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該裝置通過變換連接桿的其中一個連接位置來改變杠桿比的特性。
第二發(fā)明的特征在于，在第一發(fā)明的制動踏板裝置中，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該杠桿比特性改變裝置變換連接桿的該其中一個連接位置，使杠桿比增大。
第三發(fā)明的特征在于，在第一或第二發(fā)明的制動踏板裝置中，杠桿比特性改變裝置配備有(a)控制桿，該控制桿可圍繞平行于第一軸線的第三軸線樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在連接位置改變部件上，該連接位置改變部件在可變位置連接到連接桿，并且該控制桿連接到該連接桿，該控制桿圍繞第三軸線樞轉(zhuǎn)以變換該連接桿的該其中一個連接位置，從而改變杠桿比特性；以及(b)在該連接位置改變部件和該控制桿的接合部之間延伸的樞轉(zhuǎn)裝置，該接合部設(shè)置成與該連接桿的該其中一個連接位置相距一個距離，該距離大于該其中一個連接位置和第三軸線之間的距離，當(dāng)踩踏力不超過預(yù)定值時，該樞轉(zhuǎn)裝置將該控制桿保持在圍繞第三軸線固定的基準(zhǔn)位置，而當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該樞轉(zhuǎn)裝置使該控制桿樞轉(zhuǎn)離開該基準(zhǔn)位置以便變換該其中一個連接位置。
第四發(fā)明的特征在于，在第三發(fā)明的制動踏板裝置中，該樞轉(zhuǎn)裝置配備有(a)負荷傳感器，該負荷傳感器設(shè)置在待傳遞踩踏力的傳遞路徑內(nèi)，以便檢測傳遞的負荷；以及(b)連接到控制桿的接合部的電驅(qū)動裝置，當(dāng)傳遞的負荷不超過與預(yù)定值對應(yīng)的閾值時，該電驅(qū)動裝置將該控制桿保持在基準(zhǔn)位置，而當(dāng)傳遞的負荷超過該閾值時，該電驅(qū)動裝置使該控制桿圍繞該第三軸線樞轉(zhuǎn)。
第五發(fā)明的特征在于，在第三發(fā)明的制動踏板裝置中，該樞轉(zhuǎn)裝置是彈性件，該彈性件可圍繞第三軸線沿第一方向偏壓該控制桿，以便將該控制桿壓靠在限定基準(zhǔn)位置的基準(zhǔn)止擋上，同時，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該彈性件機械地允許該控制桿基于該踩踏力沿與該第一方向相反的方向樞轉(zhuǎn)離開該基準(zhǔn)位置。
在上述構(gòu)造的制動踏板裝置中，連接桿的其中一個連接位置適于改變，當(dāng)踩踏力超過該預(yù)定值時，該其中一個連接位置變換，從而改變杠桿比特性。這種設(shè)置可提供與踩踏力相對應(yīng)的更令人滿意的制動操作感覺。此外，與變換輸出件的連接位置的設(shè)置相比，這種設(shè)置允許連接位置以較大的自由度變換，這是因為不存在由于改變該輸出件的姿態(tài)而產(chǎn)生的限制。該連接位置的變換具有較高的自由度，使得可根據(jù)車輛駕駛員給出的制動指令(踩踏力)大大改變杠桿比特性。
在第三發(fā)明中，杠桿比特性改變裝置構(gòu)造成具有控制桿和樞轉(zhuǎn)裝置，其中，可用與該控制桿的杠桿比(作用在連接位置上的力的力矩臂的長度與作用在接合部上的力的力矩臂的長度之間的比率)相對應(yīng)的樞轉(zhuǎn)裝置的較小的力將該控制桿保持在基準(zhǔn)位置。這種設(shè)置使包括該樞轉(zhuǎn)裝置的杠桿比特性改變裝置尺寸緊湊且成本降低。
在第四發(fā)明中，電驅(qū)動裝置用于該樞轉(zhuǎn)裝置，從而控制桿設(shè)置成可電動樞轉(zhuǎn)。這種設(shè)置有助于確定使杠桿比特性改變的踩踏力的值(預(yù)定值)，從而可根據(jù)例如車輛類型自由地確定該值。此外，在這種設(shè)置中，當(dāng)踩踏力達到預(yù)定值時，可在單獨一個步驟內(nèi)改變杠桿比特性，或可選擇地，可根據(jù)踩踏力逐漸地或在多個步驟內(nèi)改變杠桿比特性。即，可自由確定杠桿比特性的改變方式。此外，還可相對于車況選擇合適的模式，根據(jù)該模式來改變預(yù)定值和(杠桿比特性的)改變方式。
在第五發(fā)明中，樞轉(zhuǎn)裝置由彈性件構(gòu)成，從而控制桿被該彈性件的偏壓力保持在基準(zhǔn)位置，并且，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，機械地允許控制桿抵抗該彈性件的偏壓力而樞轉(zhuǎn)離開基準(zhǔn)位置。在這種設(shè)置中，由于由彈性件的彈性變形而產(chǎn)生的偏壓力連續(xù)改變，因此杠桿比特性逐漸改變。此外，與控制桿設(shè)置成通過使用電驅(qū)動裝置樞轉(zhuǎn)的設(shè)置相比，該裝置更易于制造且更經(jīng)濟，并且不需要復(fù)雜的控制。
連接桿例如由在操作踏板和樞轉(zhuǎn)件之間延伸且連接在它們之間的單個連桿件提供。連接位置改變部件由操作踏板或樞轉(zhuǎn)件提供。但是，該連接桿可由多個順次連接的連桿件提供。在此情況下，連接位置改變部件可由其中一個連桿件提供以代替操作踏板和樞轉(zhuǎn)件。
輸出件由例如制動助力器的桿提供，該輸出件響應(yīng)施加在操作踏板上的踩踏操作而被擠壓。但是，輸出件可由響應(yīng)踩踏操作而被拉動的制動拉索提供。此外，本發(fā)明還適用于電制動系統(tǒng)，其中制動力由施加在輸出件上的電檢測負荷和輸出件的位移來控制。
在第二發(fā)明中，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，變換連接位置，使得杠桿比增大，從而用相同的踩踏力來獲得較大的制動力。但是，例如，為了防止在裝有自動的制動蹄間隙調(diào)節(jié)裝置的制動系統(tǒng)中發(fā)生過調(diào)節(jié)，或者為了防止由于在下雪模式下可能產(chǎn)生的過大的制動力而引起滑動，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，可按減小杠桿比的方式變換連接位置。
在第三發(fā)明中，杠桿比特性改變裝置構(gòu)造成具有控制桿和樞轉(zhuǎn)裝置，其中，樞轉(zhuǎn)裝置設(shè)置成，可用與控制桿的杠桿比相對應(yīng)的樞轉(zhuǎn)裝置的較小的力將控制桿保持在基準(zhǔn)位置。但是，第一和第二發(fā)明均可由多種設(shè)置中的任何一種實現(xiàn)，例如，用彈性件或電驅(qū)動裝置直接定位或移動該連接桿的連接位置的設(shè)置。
杠桿比特性改變裝置構(gòu)造成例如將控制桿定位在兩個位置——即上述基準(zhǔn)位置和杠桿比改變位置——中的選定的一個位置?？刂茥U優(yōu)選地設(shè)置成，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，由于踩踏力的增大該控制桿向杠桿比改變位置平滑地樞轉(zhuǎn)，并最終定位在樞轉(zhuǎn)終端。該控制桿可設(shè)置成，一旦踩踏力超過預(yù)定值，則控制桿就迅速樞轉(zhuǎn)到杠桿比改變位置，或可選擇地設(shè)置成，控制桿的樞轉(zhuǎn)運動量逐漸地增大，直到踩踏力大大超過預(yù)定值。因此，可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)馗淖兛刂茥U的樞轉(zhuǎn)運動的方式。直接變換連接桿的連接位置的情況也是這樣。
第四發(fā)明的電驅(qū)動裝置可采用多種設(shè)置中的任何一種，例如設(shè)在該控制桿內(nèi)的螺母通過由電機帶動旋轉(zhuǎn)的進給螺桿而沿直線運動的設(shè)置，控制桿通過由電機致動的齒條與小齒輪或齒輪組而樞轉(zhuǎn)的設(shè)置，控制桿通過液壓致動器——例如通過選擇性地打開和關(guān)閉電磁閥建立選定的油路來致動的液壓缸——而樞轉(zhuǎn)的設(shè)置，以及控制桿通過由于電磁力而向前或向后移動的輸出桿而樞轉(zhuǎn)的設(shè)置。負荷傳感器可由多種已知的傳感器中的任何一種提供，例如測力計和應(yīng)變計，或者可由ON-OFF開關(guān)提供，其中通過在該開關(guān)上施加預(yù)定負荷來打開或關(guān)閉信號。
第五發(fā)明的彈性件可由多種彈性件中的任何一種提供，例如彈簧件(例如，壓縮螺旋彈簧、拉伸螺旋彈簧、扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧、板簧、扭簧)、空氣彈簧和橡膠塊。此外，可使用多個彈性件以便根據(jù)踩踏力在多個步驟內(nèi)改變作為該連接桿的連接位置的控制桿的樞轉(zhuǎn)運動量。
第五發(fā)明的基準(zhǔn)止擋可采取多種形式中的任何一種。例如，第五發(fā)明可用這樣一種設(shè)置實現(xiàn)，其中，長形孔形成在該連接位置改變部件內(nèi)，以便沿一圓弧延伸，該圓弧的圓心在第三軸線上，同時，使連接桿與控制桿連接的連接銷設(shè)置成穿過該長形孔。該連接銷與用作基準(zhǔn)止擋的該長形孔的一個端部保持相接觸，從而該控制桿定位在基準(zhǔn)位置。在這種設(shè)置中，該長形孔的另一端部可設(shè)置成用作杠桿比改變止擋，該止擋限定了上述杠桿比改變位置。該長形孔不一定必須為弓形，而是可以為其它形狀，例如矩形，只要該長形孔的形狀允許連接銷圍繞第三軸線樞轉(zhuǎn)運動就可以。此外，除了連接銷之外，還可設(shè)置止動銷等。
第四或第五發(fā)明均可與第三發(fā)明一起實現(xiàn)?？刂茥U的存在使得可使用能夠產(chǎn)生較小的力的電驅(qū)動裝置或彈性件。但是，該控制桿可由其它助力器裝置代替，例如肘節(jié)機構(gòu)以及大齒輪和小齒輪的組合，該助力器與類似的電驅(qū)動裝置或彈性件一起使用，以改變杠桿比特性。
通常，改變杠桿比特性，以便根據(jù)踏板行程改變杠桿比。但是，連接桿可按形成平行四邊形連桿的方式設(shè)置，以建立使杠桿比可基本保持恒定的杠桿比特性，正如其中輸出件直接連接到操作踏板的設(shè)置。


圖1是示意性示出應(yīng)用本發(fā)明的制動踏板裝置的正視圖；圖2a是放大地示出圖1的實施例的杠桿比特性改變裝置的正視圖，其中未示出托架；圖2b是沿圖2a的線2B-2B放大地示出圖1的實施例的杠桿比特性改變裝置的剖視圖；圖3是說明圖1的實施例的杠桿比特性的視圖；圖4是與圖2a相對應(yīng)的正視圖，示出本發(fā)明的另一實施例。
圖5是與圖2a相對應(yīng)的正視圖，示出本發(fā)明的又一實施例。
圖6是與圖2a相對應(yīng)的正視圖，示出本發(fā)明的再一實施例。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖1是示意性示出形式為制動踏板裝置10的本發(fā)明的一個實施例的正視圖，該制動踏板裝置將用于車輛的行車制動系統(tǒng)。這種制動踏板裝置10設(shè)置在整體固定在車體上的托架12、14內(nèi)。操作踏板18設(shè)置在托架12內(nèi)，以便可圍繞基本水平的第一支承軸16的軸線樞轉(zhuǎn)。托架12、14通過第二支承軸20連接，樞轉(zhuǎn)件22安裝在該第二支承軸20上，以便可圍繞該第二支承軸20的軸線樞轉(zhuǎn)。連接桿24設(shè)置成在操作踏板18和樞轉(zhuǎn)件22之間延伸。第一和第二支承軸16、20保持相互平行，并且第一和第二支承軸16、20的軸線分別相當(dāng)于第一和第二軸線。
如圖1所示，當(dāng)車輛駕駛員踩踏設(shè)置在操作踏板18的下端部的踏板墊26時，該操作踏板18圍繞第一支承軸16順時針樞轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致樞轉(zhuǎn)件22通過連接到操作踏板18的上端部的連接桿24而圍繞第二支承軸20逆時針機械地樞轉(zhuǎn)。桿30連接到樞轉(zhuǎn)件22的上端部，以便可圍繞平行于第二支承軸20的連接銷28的軸線相對于樞轉(zhuǎn)件22樞轉(zhuǎn)。由于樞轉(zhuǎn)件22的樞轉(zhuǎn)運動，桿30被機械地如圖1所示向左擠壓，從而推動主缸(未示出)的推桿，以便產(chǎn)生制動液壓。該桿30被偏壓而向制動助力器的外部突出。因此，當(dāng)解除作用在踏板墊26上的踩踏操作時，桿30的偏壓力使樞轉(zhuǎn)件22圍繞第二支承軸20順時針樞轉(zhuǎn)回來，操作踏板18圍繞第一支承軸16逆時針樞轉(zhuǎn)回來，從而回到圖1中所示的初始位置。應(yīng)指出，桿30相當(dāng)于輸出件。
在上述制動踏板裝置10中，根據(jù)圖3中的實線所示的一種基準(zhǔn)模式(杠桿比的基準(zhǔn)特性)，代表作用在桿30上的輸出與施加在操作踏板18上的踩踏力(輸入)的比率的杠桿比根據(jù)踏板行程(操作踏板18的踩踏量)而連續(xù)改變。隨著杠桿比增大，輸出相對于輸入(踩踏力)增加。由于杠桿比根據(jù)踏板行程逐漸改變，因此在制動操作期間車輛駕駛員可獲得良好的感覺，這是因為，操作踏板18的踩踏阻力(剛性感覺)和制動力在具有良好平衡的條件下改變。例如，通過調(diào)整連接桿24的長度和連接桿24的連接位置，可適當(dāng)?shù)卮_定基準(zhǔn)模式。
同時，在本實施例中，如圖2a、2b所示，連接桿24在其相對端部中的一個端部處通過平行于第一支承軸16的連接銷32連接到操作踏板18的上端部，從而連接桿24和操作踏板18可圍繞連接銷32相對于彼此樞轉(zhuǎn)。連接桿24在其相對端部中的另一端部處通過杠桿比特性改變裝置40連接到樞轉(zhuǎn)件22，從而杠桿比特性可隨連接桿24的連接位置的變換而改變，該變換是踩踏力導(dǎo)致的。圖2a是放大的正視圖，其中沒有示出上述托架12、14，圖2b是沿圖2a的線2B-2B的剖視圖。杠桿比特性改變裝置40配備有控制桿44和壓縮螺旋彈簧46?？刂茥U44設(shè)置成通過與第二支承軸20平行的支承銷42連接到樞轉(zhuǎn)件22的下端部，從而控制桿44和樞轉(zhuǎn)件22可圍繞支承銷42相對于彼此樞轉(zhuǎn)。壓縮螺旋彈簧46設(shè)置成在控制桿44和樞轉(zhuǎn)件22之間延伸。在本實施例中，樞轉(zhuǎn)件22相當(dāng)于連接位置改變部件。支承銷42的軸線相當(dāng)于第三軸線。壓縮螺旋彈簧46相當(dāng)于用作樞轉(zhuǎn)裝置的彈性件。
連接桿24通過連接銷48連接到控制桿44，該連接銷位于支承銷42附近且與支承銷42平行，從而連接桿24和控制桿44可圍繞連接銷48相對于彼此樞轉(zhuǎn)。連接銷48設(shè)置成穿過長形孔50，該長形孔形成為穿過樞轉(zhuǎn)件22并沿一圓弧延伸，該圓弧的圓心與支承銷42相對應(yīng)。連接銷48因而接合在該長形孔50內(nèi)，從而限定了控制桿44的樞轉(zhuǎn)范圍，并且還限定了作為連接桿24的連接位置的連接銷48的用以改變杠桿比特性的移動范圍。
控制桿44沿樞轉(zhuǎn)件22向上延伸，并在其遠端部，即接合部44s處與壓縮螺旋彈簧46接合。控制桿44的接合部44s遠離支承銷42一段距離，該距離遠大于連接銷48和支承銷42之間的間距。由于壓縮螺旋彈簧46的偏壓力，控制桿44被保持在這樣一種狀態(tài)下，即，桿44基本一體地固定在樞轉(zhuǎn)件22上，從而將連接桿24與控制桿44連接在一起的連接銷48本質(zhì)上用作連接桿24連接到樞轉(zhuǎn)件22的連接位置。
壓縮螺旋彈簧46設(shè)置在接合部44s和彈簧接納器52之間，該彈簧接納器例如通過焊接一體地固定在樞轉(zhuǎn)件22上。設(shè)置在接合部44s和彈簧接納器52之間的壓縮螺旋彈簧46保持被壓縮和變形，從而由彈簧46的壓縮變形產(chǎn)生的偏壓力沿第一方向偏壓控制桿44，該第一方向?qū)?yīng)于圖2a中所示的圍繞支承銷42的逆時針方向，從而控制桿44被定位和保持在一基準(zhǔn)位置，在該基準(zhǔn)位置，銷48與長形孔50的其中一個相對端部接觸，如圖2a所示。在施加在操作踏板18上的踩踏力不大于預(yù)定值的正常踏板操作中，控制桿44由于壓縮螺旋彈簧46的偏壓力而保持在基準(zhǔn)位置，杠桿比根據(jù)圖3的實線所示的基準(zhǔn)模式逐漸改變。長形孔50的上述其中一個相對端部相當(dāng)于限定控制桿44的基準(zhǔn)位置的基準(zhǔn)止擋。
另一方面，當(dāng)施加在操作踏板18上的踩踏力超過上述預(yù)定值時，控制桿44抵抗壓縮螺旋彈簧46的偏壓力，在圖2a中所示的順時針方向上圍繞支承銷42相對于樞轉(zhuǎn)件22樞轉(zhuǎn)?？刂茥U44的順時針樞轉(zhuǎn)運動導(dǎo)致連接銷48的位置沿遠離第二支承軸20的方向移動，從而長度L1與L2的比率(L1/L2)減小，其中，長度L1是從操作踏板18通過連接銷32施加到連接桿24的輸出的力矩臂的長度，長度L2是從連接桿24通過連接銷48施加到樞轉(zhuǎn)件22的輸出的力矩臂的長度，因此杠桿比特性改變，從而，如圖3中的單點劃線或雙點劃線所示，杠桿比增大到大于基準(zhǔn)模式的杠桿比。此外，控制桿44的順時針樞轉(zhuǎn)運動增大了壓縮螺旋彈簧46的壓縮變形量，從而增大了偏壓力，即控制桿44的樞轉(zhuǎn)運動的阻力，從而杠桿比隨著踩踏力的增大而逐漸增大。當(dāng)控制桿44到達其中連接銷48與長形孔50的另一個相對端部接觸的杠桿比改變位置時，杠桿比特性終止改變，從而阻止控制桿44進一步樞轉(zhuǎn)。根據(jù)上述預(yù)定值確定壓縮螺旋彈簧46的彈簧常數(shù)和預(yù)變形量，即，當(dāng)踩踏力超過該預(yù)定值時，螺旋彈簧46允許控制桿44開始離開基準(zhǔn)位置向杠桿比改變位置樞轉(zhuǎn)。壓縮螺旋彈簧46可為具有較小彈簧力的小尺寸彈簧，這是因為，接合部44s遠離支承銷42，從而支點對應(yīng)于支承銷42的力矩臂的長度大到足以抵抗作用在連接銷48上的輸入。應(yīng)指出，該長形孔50的另一端部用作限定控制桿44的杠桿比改變位置的杠桿比改變止擋。
圖3的單點劃線代表這樣的情況，例如緊急制動，在這種情況下，從踩踏操作的初始階段就使用超過預(yù)定值的大的踩踏力踩踏操作踏板18，從而在該初始階段控制桿44就抵抗壓縮螺旋彈簧46的偏壓力而樞轉(zhuǎn)到杠桿比改變位置。在這種情況下，杠桿比大于圖3的實線所示的基準(zhǔn)模式中的杠桿比，從而通過作用在操作踏板18上的快速踩踏操作快速產(chǎn)生大的制動力。圖3中的虛線代表這樣的情況，其中，踩踏力在踩踏操作的中間階段減小，從而控制桿44由于壓縮螺旋彈簧46的偏壓力而從杠桿比改變位置返回到基準(zhǔn)位置，因此杠桿比特性恢復(fù)到基準(zhǔn)模式。圖3中的雙點劃線代表這樣的情況，其中，在正常制動操作的最后階段需要較大的制動力，從而在該最后階段用超過預(yù)定值的大的踩踏力有力地踩踏操作踏板18，因此，由于杠桿比增大，可容易地獲得較大的制動力。
在控制桿44和彈簧接納器52之間設(shè)有穿過壓縮螺旋彈簧46的定位螺栓54，以便調(diào)節(jié)壓縮螺旋彈簧46的姿態(tài)。螺母56一體地固定到螺栓54的遠端部，即螺栓54的從控制桿44的接合部44s突出的部分，從而在螺母56和控制桿44之間存在間隙。此外，在定位螺栓54和控制桿44之間設(shè)置預(yù)定量的間隙，或可選擇地，定位螺栓54設(shè)置成可傾側(cè)，以使控制桿44可圍繞支承軸42在基準(zhǔn)位置和杠桿比改變位置之間樞轉(zhuǎn)。應(yīng)指出，長形孔50可在上述其中一個相對端部內(nèi)擴展，從而控制桿44的基準(zhǔn)位置由控制桿44與螺母56的接觸限定。
連接銷32、48和支承銷42受到與踩踏力相對應(yīng)的較大的負荷。但是，因為每個銷32、48、42均通過支承襯套與操作踏板18或樞轉(zhuǎn)件22保持接合，所以它們的耐用性對于實際應(yīng)用是足夠的。
在本實施例的制動踏板裝置10中，操作踏板18通過連接桿24和樞轉(zhuǎn)件22連接到桿30，控制桿44保持在圖2a中所示的基準(zhǔn)位置，因此，當(dāng)在正常制動操作期間踩踏力不大于預(yù)定值時，杠桿比根據(jù)預(yù)定基準(zhǔn)模式(圖3的實線所示)改變。當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，控制桿44抵抗壓縮螺旋彈簧46的偏壓力而樞轉(zhuǎn)，從而變換連接銷48的連接位置并使杠桿比大于基準(zhǔn)模式中的杠桿比。因此，在制動操作中，車輛駕駛員可獲得與車輛駕駛員給出的指令相對應(yīng)的感覺。
此外，在本實施例中，通過移動用作連接桿24和樞轉(zhuǎn)件22相互連接的連接位置的連接銷48來改變杠桿比特性，與通過變換樞轉(zhuǎn)件22連接到桿30處的連接銷28的位置來改變杠桿比特性的設(shè)置相比，連接銷48的位置允許以較大的自由度變換，這是因為不存在由于改變桿30的姿態(tài)而引起的限制。因此，通過適當(dāng)?shù)卮_定支承銷42和連接銷48的位置以及長形孔50的長度，可根據(jù)車輛駕駛員給出的制動指令(踩踏力)大大改變杠桿比特性。在改變桿30的姿態(tài)的設(shè)置中，例如由于桿30的姿態(tài)改變而造成的磨損，可能使裝置的耐用性和可靠性降低。
此外，杠桿比特性改變裝置40構(gòu)造成具有控制桿44和壓縮螺旋彈簧46，從而可通過與控制桿44的杠桿比(力矩臂的長度值之間的比率)相對應(yīng)的螺旋彈簧46的較小的力，使控制桿44保持在基準(zhǔn)位置。因此，可以使包括壓縮螺旋彈簧46的杠桿比特性改變裝置40尺寸緊湊且成本降低。
在本實施例中，控制桿44由壓縮螺旋彈簧46的偏壓力保持，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，可機械地允許該控制桿抵抗該壓縮螺旋彈簧46的偏壓力樞轉(zhuǎn)離開基準(zhǔn)位置。在這種設(shè)置中，由于由壓縮螺旋彈簧46的彈性變形導(dǎo)致的偏壓力連續(xù)改變，因此杠桿比特性逐漸改變。此外，與將控制桿44設(shè)置成通過使用電驅(qū)動裝置而樞轉(zhuǎn)的設(shè)置相比，該裝置更易于制造且更經(jīng)濟，并且不需要復(fù)雜的控制。
下面，將說明本發(fā)明的其它實施例。應(yīng)指出，使用與上述實施例中所用參考標(biāo)號相同的參考標(biāo)號來指示基本相同的部分，并省略其詳細說明。
圖4的制動踏板裝置60采取將杠桿比特性改變裝置40設(shè)在操作踏板18上的設(shè)置。在該設(shè)置中，操作踏板18相當(dāng)于連接位置改變部件，而控制桿44通過平行于第一支承軸16的支承銷62連接到操作踏板18，從而控制桿44和操作踏板18可圍繞支承銷62的軸線相對于彼此樞轉(zhuǎn)。連接桿24在其靠近樞轉(zhuǎn)件22的連接部位通過平行于第二支承軸20的連接銷64直接連接到樞轉(zhuǎn)件22。同時，連接桿24在其靠近操作踏板18的另一連接部位通過連接銷66連接到控制桿44，該連接銷66位于支承銷62附近且與支承銷62平行。該連接銷66設(shè)置成穿過長形孔68，該長形孔形成為穿過該操作踏板18并沿一圓弧延伸，該圓弧的圓心與支承銷62相對應(yīng)。
當(dāng)控制桿44由于壓縮螺旋彈簧46的偏壓力而保持在基準(zhǔn)位置時，——如圖4中所示，在該基準(zhǔn)位置內(nèi)，連接銷66保持與長形孔68的其中一個相對端部接觸——根據(jù)預(yù)定的基準(zhǔn)模式，杠桿比隨著作用在操作踏板18上的踩踏操作而改變。當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，作用在操作踏板18上的踩踏操作會使壓縮螺旋彈簧46壓縮和變形，從而控制桿44圍繞支承銷62沿逆時針方向從基準(zhǔn)位置相對樞轉(zhuǎn)到杠桿比改變位置，從而使連接銷66沿朝向第一支承軸16的方向移動且與長形孔68的另一相對端部接觸。在此情況下，連接銷66的運動減小了長度L1與L2的比率(L1/L2)，長度L1是從操作踏板18通過連接銷66施加到連接桿24的輸出的力矩臂的長度，長度L2是從連接桿24通過連接銷64施加到樞轉(zhuǎn)件22的輸出的力矩臂的長度，因此杠桿比特性改變，從而如上述實施例中所示，杠桿比增大到大于基準(zhǔn)模式中的杠桿比，由此提供與上述實施例相同的效果。
圖5的制動踏板裝置70與上述制動踏板裝置60的相同之處在于，杠桿比特性改變裝置40設(shè)置在操作踏板18上。但是，這種制動踏板裝置70是牽引式的，當(dāng)在操作踏板18上施加踩踏操作時，通過連接桿24拉動樞轉(zhuǎn)件72圍繞第二支承軸20沿順時針方向樞轉(zhuǎn)。當(dāng)該踩踏力超過預(yù)定值時，控制桿44由于作用在連接桿24上的張力而圍繞支承銷62沿逆時針方向相對樞轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致壓縮螺旋彈簧46壓縮和變形，并因此變換連接銷66的位置。連接銷66的位置改變會導(dǎo)致杠桿比特性改變和杠桿比隨后增大，從而提供與上述實施例相同的效果。在此實施例中，當(dāng)控制桿44保持在圖5所示的基準(zhǔn)位置時，第一支承軸16和連接銷66之間的連接線段與第二支承軸20和連接銷64之間的連接線段相互平行且長度相同，因此形成平行四邊形連桿，該平行四邊形連桿建立了這樣的杠桿比特性，即，不管踏板行程如何，杠桿比都保持基本恒定，這正如桿30直接連接到操作踏板18的設(shè)置一樣。但是，此杠桿比特性可通過改變連接桿24的長度和連接桿24的連接位置來適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 圖6的制動踏板裝置80與上述制動踏板裝置10的不同之處在于，用電驅(qū)動裝置82來代替壓縮螺旋彈簧46。此外，在樞轉(zhuǎn)件22和桿30相互連接在一起的連接部位設(shè)置負荷傳感器84，例如測力計，以便檢測根據(jù)施加在操作踏板18上的踩踏力而改變的傳遞的負荷。設(shè)置電子控制單元86，以根據(jù)傳遞的負荷來控制電驅(qū)動裝置82，以使控制桿44圍繞支承銷42樞轉(zhuǎn)，并因此改變杠桿比特性。即，樞轉(zhuǎn)裝置構(gòu)造成包括電驅(qū)動裝置82、負荷傳感器84和電子控制單元86，并與控制桿44配合以構(gòu)成杠桿比特性改變裝置88。電驅(qū)動裝置82包括輸出桿82a，該輸出桿保持與一螺母螺紋嚙合，例如可使用電機使該螺母在向前和相反方向上旋轉(zhuǎn)，從而使輸出桿82a突出和縮回。
當(dāng)負荷傳感器84檢測到的傳遞的負荷不大于與上述預(yù)定值相對應(yīng)的閾值時，電子控制單元86使電驅(qū)動裝置82的輸出桿82a突出，以使控制桿44圍繞支承銷42逆時針樞轉(zhuǎn)，從而將控制桿44定位和保持在基準(zhǔn)位置，在該基準(zhǔn)位置內(nèi)，連接銷48與長形孔50的其中一個相對端部接觸。在輸出桿82a和螺母內(nèi)形成的螺紋的尺寸設(shè)計成，當(dāng)斷開向電驅(qū)動裝置82的電力供應(yīng)時，可機械地阻止輸出桿82a移動。即，當(dāng)傳遞的負荷不大于該閾值時，不管制動操作如何，控制桿44均保持在基準(zhǔn)位置，從而杠桿比根據(jù)圖3中的實線所示的基準(zhǔn)模式改變。另一方面，當(dāng)傳遞的負荷超過上述閾值時，使電驅(qū)動裝置82的輸出桿82a縮回，從而控制桿44由于施加在操作踏板18上的踩踏力而圍繞支承銷42沿順時針方向樞轉(zhuǎn)，以便保持在杠桿比改變位置，在該位置，連接銷48與長形孔50的另一相對端部相接觸，由此杠桿比特性改變，從而如圖3中的單點劃線或雙點劃線所示，杠桿比增大到大于該基準(zhǔn)模式中的杠桿比。在本實施例中，輸出桿82a與控制桿44的接合部44s僅保持相接觸。但是，輸出桿82a可連接到接合部44s，從而可通過電驅(qū)動裝置82使控制桿44樞轉(zhuǎn)。
如上所述，在本實施例中，通過電驅(qū)動裝置82使控制桿44圍繞支承銷42的軸線樞轉(zhuǎn)，由此如在第一實施例中一樣，杠桿比特性根據(jù)踩踏力而改變，從而提供與第一實施例相同的效果。另外，由于電驅(qū)動裝置82用于使控制桿44電動地樞轉(zhuǎn)，因此易于確定使杠桿比特性改變的踩踏力的值(預(yù)定值)，從而可根據(jù)例如車輛類型自由地確定該值。
此外，在本實施例中，當(dāng)踩踏力達到預(yù)定值時，可通過樞轉(zhuǎn)控制桿44而在單獨一個步驟內(nèi)改變杠桿比特性，或可選擇地，可根據(jù)踩踏力逐漸地或在多個步驟內(nèi)改變杠桿比特性。即，可自由確定杠桿比特性的改變方式。此外，還可相對于車況——即，根據(jù)是否選擇下雪模式，是否執(zhí)行緊急制動，路面是否結(jié)冰，或者是否下雨——來選擇一種合適的模式，根據(jù)該模式來改變預(yù)定值和(杠桿比特性的)改變方式。此外，除了踩踏力之外或代替踩踏力，可根據(jù)踏板行程通過樞轉(zhuǎn)控制桿44來改變杠桿比特性。
已參照附圖詳細說明了本發(fā)明的實施例。但是，所說明的實施例僅是具體形式，根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員的知識，可用多種變型和改進來具體實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種制動踏板裝置，包括(a)待被踩踏以圍繞第一軸線樞轉(zhuǎn)的操作踏板；(b)可圍繞平行于第一軸線的第二軸線樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)件，該樞轉(zhuǎn)件經(jīng)由連接桿連接到操作踏板，以響應(yīng)對該操作踏板的踩踏而圍繞第二軸線樞轉(zhuǎn)；以及(c)待接收在該樞轉(zhuǎn)件樞轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生的輸出的輸出件，其中，該連接桿在相應(yīng)的連接位置連接到操作踏板和樞轉(zhuǎn)件，其中，該輸出與作用在操作踏板上的踩踏力的比率和操作踏板的踩踏量之間的關(guān)系根據(jù)連接桿的連接位置而改變，該制動踏板裝置還包括(d)比率特性改變裝置，當(dāng)踩踏力超過一預(yù)定值時，該比率特性改變裝置可操作以變換連接桿的至少一個連接位置，從而改變該比率和操作踏板的踩踏量之間的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制動踏板裝置，其中，該輸出件接收在該樞轉(zhuǎn)件樞轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生的作為輸出的壓力或張力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的制動踏板裝置，其中，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該比率特性改變裝置進行操作以變換該連接桿的至少一個連接位置，使得輸出與踩踏力的比率增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的制動踏板裝置，其中，該比率特性改變裝置包括(d-1)在一可變位置連接到連接桿的連接位置改變部件；(d-2)控制桿，該控制桿連接到連接桿，并在平行于第一軸線的第三軸線處可圍繞該第三軸線樞轉(zhuǎn)地連接到連接位置改變部件，從而通過該控制桿的樞轉(zhuǎn)運動而變換作為該至少一個連接位置中的每個連接位置的可變位置，從而改變該比率與操作踏板的踩踏量之間的關(guān)系；以及(d-3)在該連接位置改變部件和該控制桿的一接合部之間延伸的樞轉(zhuǎn)裝置，該接合部與該可變位置相距一個距離，該距離大于該可變位置和第三軸線之間的距離，其中，當(dāng)踩踏力不超過該預(yù)定值時，該樞轉(zhuǎn)裝置將控制桿保持在一基準(zhǔn)位置，而當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該樞轉(zhuǎn)裝置使控制桿樞轉(zhuǎn)離開基準(zhǔn)位置，從而變換該可變位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的制動踏板裝置，其中，該樞轉(zhuǎn)裝置包括(d-3-1)負荷傳感器，該負荷傳感器設(shè)置在傳遞踩踏力的傳遞路徑中，以便檢測傳遞的負荷；以及(d-3-2)連接到該控制桿的接合部的電驅(qū)動裝置，其中，當(dāng)傳遞的負荷不超過與該預(yù)定值對應(yīng)的一閾值時，該電驅(qū)動裝置將控制桿保持在基準(zhǔn)位置，而當(dāng)傳遞的負荷超過該閾值時，該電驅(qū)動裝置使該控制桿圍繞該第三軸線樞轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的制動踏板裝置，其中，該樞轉(zhuǎn)裝置包括偏壓器，該偏壓器沿第一方向偏壓控制桿，從而將該控制桿壓靠在限定基準(zhǔn)位置的基準(zhǔn)止擋上，并且當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該偏壓器允許該控制桿基于該踩踏力沿與該第一方向相反的方向樞轉(zhuǎn)離開基準(zhǔn)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的制動踏板裝置，其中，該連接位置改變部件由該樞轉(zhuǎn)件提供，從而連接桿連接到樞轉(zhuǎn)件的連接位置用作為通過控制桿的樞轉(zhuǎn)運動而變換的可變位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的制動踏板裝置，其中，該連接位置改變部件由該操作踏板提供，從而連接桿連接到操作踏板的連接位置用作為通過該控制桿的樞轉(zhuǎn)運動而變換的可變位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制動踏板裝置，包括(a)待被踩踏以圍繞第一軸線樞轉(zhuǎn)的操作踏板；(b)可圍繞平行于第一軸線的第二軸線樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)件，該樞轉(zhuǎn)件經(jīng)由連接桿連接到操作踏板，以便響應(yīng)對操作踏板的踩踏而圍繞第二軸線樞轉(zhuǎn)；以及(c)待接收在該樞轉(zhuǎn)件樞轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生的輸出的輸出件。該連接桿在相應(yīng)的連接位置連接到操作踏板和樞轉(zhuǎn)件。該輸出與作用在操作踏板上的踩踏力的比率和操作踏板的踩踏量之間的關(guān)系根據(jù)連接桿的連接位置而改變。該制動踏板裝置還包括(d)比率特性改變裝置，當(dāng)踩踏力超過預(yù)定值時，該改變裝置可操作以變換連接桿的至少一個該連接位置，從而改變該比率和操作踏板的踩踏量之間的關(guān)系。
文檔編號B60T7/06GK1847065SQ20051012610
公開日2006年10月18日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月12日
發(fā)明者深瀨明彥 申請人:豐田鐵工株式會社