踏板装置的机械连杆系统的制作方法

本发明总体上涉及用于踏板装置的机械连杆系统。

背景技术：

在现有技术中已经知道通过使用加速踏板来优化燃料消耗，其中，防止加速器的过度下压。在美国US 20100294074 A1中，在踏板装置中布置了施加推动力使踏板回到静止位置的第一复位弹簧。该装置还增加了反作用力增加机构，该反作用力增加机构包括相对于该第一复位弹簧串联布置的可锁定的可移动构件。基于说明驾驶员处于压下加速踏板的状态的检测信号来进一步控制由致动器控制的锁构件。在检测到压下状态时，防止该可移动构件的运动的锁被启动，从而总的弹簧反作用力增大，并且抵抗驾驶员的线程力的阻力也增大。所以，能够抑制驾驶员的过度下压。

这种加速踏板装置的缺点是复杂性增加，其需要基于传感器和致动器的智能系统来限定所期望的线程力曲线。

技术实现要素：

本发明的目的是减轻现有技术中的某些缺点，为该踏板装置提供一种更简单、更便宜且更稳健的机械连杆系统。

本发明的另一个目的是提供一种用于踏板装置的机械连杆系统，该机械连杆系统有助于根据当前的需要和要求来创建多个单独的踏板力曲线。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于踏板装置的机械连杆系统，该机械连杆系统包括：

支架装置，踏板臂，该踏板臂在该踏板臂的第一部分处相对于该支架装置枢转地布置，其中在增加或减少该踏板臂上的负载时该踏板臂可至少在第一位置、第二位置和第三位置之间枢转，其中该踏板臂在第一位置被卸载，并且其中需要增加负载来使该踏板臂从该第一位置经由该第二位置枢转到该第三位置，第一连杆臂，第二连杆臂，第一弹簧装置，第二弹簧装置，其中该踏板臂机械地互连到该第一连杆臂，其中该第一连杆臂的第一部分被枢转地布置到该第一弹簧装置的第一部分上，并且其中该第一弹簧装置的第二部分被布置到该支架装置上，其中该第二连杆臂的第一部分被枢转地布置到该支架装置上，其中该第二连杆臂的第二部分被枢转地布置到该第一连杆臂的第二部分上，其中该第二连杆臂的第三部分被连接到该第二弹簧装置的第一部分上，其中该第二弹簧装置的第二部分被布置到该支架装置上，其中该踏板臂从该第一位置朝向该第二位置的枢转使得该第一弹簧装置以比该第二弹簧装置更高的比率被压缩，其中该踏板臂从该第二位置到该第三位置的枢转使得该第二弹簧装置以比该第一弹簧装置更高的比率被压缩。

根据另一个实施例，该踏板臂经由滑动地连接到该第一连杆臂上的引导元件来与该第一连杆臂机械地互连。

根据一个实施例，该踏板臂在该踏板臂的第三部分处枢转地布置到引导元件上，其中该第三连杆臂的滑动部分滑动地布置在该第一连杆臂上。

根据一个实施例，该滑动部分包括被适配成在该第一连杆臂的表面部分上滑动的至少一个迟滞元件。

根据一个实施例，该迟滞元件包括摩擦垫。

根据一个实施例，从该踏板臂的第一位置(2a)到该第三位置的距离是在踏板臂2的总长度的30％至20％之间，即端部2a和2b之间的距离。

根据一个实施例，该第二连杆臂的长度l2在该第一连杆臂的长度l1的75％≤l2≤125％的范围内。

根据一个实施例，其中，当该踏板臂处于第一位置时，该踏板臂和该第一连杆臂之间的相对角度优选地在40°和75°之间，其中该相对角度更优选地在45°和55°之间。

根据一个实施例，该第一弹簧装置的弹簧力比该第二弹簧装置的弹簧力低。

根据一个实施例，该第一弹簧装置的第一弹簧刚度k1在4N/mm≤k1≤40N/mm的范围内，更优选地在7N/mm≤k1≤15N/mm的范围内，最优选地为10N/mm。

根据一个实施例，该第二弹簧装置的第二弹簧刚度k2在5N/mm≤k2≤25N/mm的范围内，更优选地在8N/mm≤k2≤16N/mm的范围内。

根据一个实施例，该踏板装置是制动踏板装置、加速踏板装置或离合器踏板装置。

附图说明

现在通过举例并参考以下附图来描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的用于踏板装置的机械连杆系统的透视图。

图2a至图2c示出了在三个单独的位置中，用于根据图1的踏板装置的机械连杆系统。

图2a'至图2c'分别示出了根据图2a至图2c的本发明的侧视图。

图3a至图3d示出了在对应于图2a至图2c位置的踏板力曲线中的位置。

具体实施方式

以下将给出本发明的详细描述。在附图中，贯穿若干附图，相同的参考数字指代相同的或相应的元件。应当理解，这些附图仅用于说明，而不以任何方式限制本发明的范围。

图1示出了根据本发明的用于踏板装置10的机械连杆系统1的透视图。踏板臂2借助于枢轴2a'在踏板臂2的部分2a处相对于支架5枢转地布置。通过相对于支架5枢转地布置，踏板臂2可以直接或经由其他部分布置到支架5上。根据一个实施例，部分2a基本上位于踏板臂2的端点处。根据一个实施例，踏板部分被布置在踏板臂2的相反的端部2b处。支架5可以刚性地布置到另一个第二支架4(未示出)或车身上。提供了机械连杆系统1的第一连杆臂6，其中，第一连杆臂6被适配成相对于支架5枢转。根据一个实施例，部分6a基本上位于第一连杆臂6的端点处，如在图2a至图2a'中可见。滑动元件11经由从踏板臂2基本上垂直延伸的相对较短的销部来布置在踏板臂2的第三部分2c处。根据一个实施例，滑动元件11借助于枢转轴线2c'枢转地布置在第三部分2c处。根据一个实施例，第三部分2c/枢转轴线2c'布置成与端部2a相距一定距离，该距离在踏板臂2的总长度的30％至20％之间，即端部2a和2b之间的距离。根据一个实施例，枢转轴线2c'被设置在与端部2a相距一定距离处，该距离是踏板臂2的总长度的25％。引导元件11的第二部分11b布置在第一连杆臂6上，其中，踏板臂2与第一连杆臂6机械地互连。根据一个实施例，踏板臂2和第一连杆臂之间的机械互连表现为：该引导元件11被滑动地布置在第一连杆臂6上。根据一个实施例，引导元件11包括滑动部分11b，该滑动部分至少包括被适配成在第一连杆臂6的表面部分上滑动的迟滞元件11d。根据一个实施例，对应于枢转轴线2c'的位置，连杆臂11的第二部分11b的中心点布置在与部分6a相距一定距离处，该距离对应于连杆臂6的总长度的40％至60％之间，即第一连杆臂6的6a和6b之间的距离。根据一个实施例，对应于枢转轴线2c'的位置，连杆臂11的第二部分11b的中心点布置在与部分6a相距一定距离处，该距离对应于连杆臂6的总长度的45％和55％之间，即第一连杆臂6的6a和6b之间的距离。根据一个实施例，当踏板臂2处于第一位置时，踏板臂2和第一连杆臂6之间的相对角度(即“迎角”)在40°和75°之间。根据一个实施例，该相对角度在45°和55°之间。根据一个实施例，该相对角度为47°。根据一个实施例，迟滞元件11d包括塑料垫或摩擦垫。根据一个实施例，被适配成用来接收迟滞部分11d的第一连杆臂6的表面部分是弯曲的表面部分6d。根据一个实施例，被适配成用来接收迟滞部分11d的第一连杆臂6的表面部分是直的表面部分6d。根据一个实施例，滑动部分11b包括多个壁部，这些壁部至少部分地包围第一连杆臂6，并且这些壁部的内部部分被适配成在第一连杆臂6的相应表面部分上滑动。根据一个实施例，第一连杆臂6的长度l1在65mm≤l1≤85mm范围内。根据一个实施例，l1为81mm。

第二连杆臂7在第二连杆臂7的第一部分7a处枢转地布置到支架装置5上。根据一个实施例，第二连杆臂7借助于枢转轴7a'枢转地布置到支架装置5上。根据一个实施例，第一部分7a布置在第二连杆臂7的端部。第二部分7b在第一连杆臂6的第二部分6b处枢转地布置到第一连杆臂6上。根据一个实施例，第一连杆臂和第二连杆臂6、7通过枢轴6b'枢转地连接。根据一个实施例，第二连杆臂7的长度l2在l1的75％-125％的范围内，即从7a到7b的距离。根据一个实施例，l2为69mm。

支架5可以借助于螺栓或螺钉和螺母连接被布置到第二支架4或车身(未示出)上。

第一弹簧装置8在第一弹簧装置8的第一部分8a处布置到第一连杆臂6上。根据一个实施例，第一部分8a经由枢轴，优选地经由枢转轴6a'，枢转地布置到第一连杆臂6上。第一弹簧装置8的第二部分8b布置到支架5上。根据一个实施例，第二部分8b以宽松铰接方式连接到支架5上。根据一个实施例，第一弹簧装置8经由枢轴8b'枢转地布置到支架5上。根据一个实施例，第一弹簧装置8的第一弹簧刚度k1在4N/mm≤k1≤40N/mm的范围内，更优选地在7N/mm≤k1≤15N/mm的范围内。根据一个实施例，第一弹簧刚度为10N/mm。根据一个实施例，该第一弹簧刚度低于第二弹簧装置9的弹簧刚度。根据一个实施例，第一弹簧装置8可包括多个弹簧。根据一个实施例，该多个弹簧可以相对于彼此同轴地布置。根据一个实施例，该多个弹簧可以具有不同的弹簧刚度。

第二弹簧装置9在第二弹簧装置9的第一部分9a处布置到第二连杆臂7上。根据一个实施例，该第二弹簧装置的第一部分9a布置到第二连杆臂7的第三部分7c上。根据一个实施例，该第二弹簧装置的第一部分9a以宽松的铰接方式布置到第二连杆臂7上。根据一个实施例，第二弹簧装置9经由枢轴7c'枢转地布置到第二连杆臂7上。第二弹簧装置9的第二部分9b布置在支架5上。根据一个实施例，第二部分9b以宽松的铰接方式连接到支架5上。根据一个实施例，第一弹簧装置9经由枢轴9b'枢转地布置到支架5上。根据一个实施例，第二弹簧装置9的第二弹簧刚度k2在5N/mm≤k2≤25N/mm的范围内，更优选地在8N/mm≤k2≤16N/mm的范围内。根据一个实施例，第二弹簧9的弹簧刚度低于第一弹簧装置8的弹簧刚度。根据一个实施例，第二弹簧装置9可以包括多个弹簧。根据一个实施例，该多个弹簧可以相对于彼此同轴地布置。根据一个实施例，该多个弹簧可以具有不同的弹簧刚度。

图2a和图2a'示出了在踏板臂2的第一位置中，踏板装置10的机械连杆系统1的侧视图。根据一个实施例，该第一位置对应于机械连杆系统1的平衡状态。根据一个实施例，该第一位置对应于机械连杆系统1的状态，其中踏板臂2处于其最大扩张状态，即最小压缩或激活状态。根据一个实施例，第一弹簧装置和第二弹簧装置8、9在相应的支点(未示出)上被预张紧，其中第二弹簧装置9比第一弹簧装置8预张紧的更多。因此，根据一个实施例，第二弹簧装置9的弹簧力大于第一弹簧装置8的弹簧力。此外，引导元件11处于沿着第一连杆臂6的第一位置中，并且第一弹簧装置8和第二弹簧装置9均处于在机械连杆系统1中可用的最大延伸位置。

图2b和图2b'示出了在踏板臂2的第二位置中踏板装置10的机械连杆系统1的侧视图，由此踏板臂2已经从图2a、2a'的位置围绕枢轴2a'枢转。由于枢转点2a'和6a'不在相同的空间位置上，第三臂11已经沿着第一连杆臂6轻微地滑动，即迟滞部分11d已经沿着第一连杆臂6的表面6c滑动。同时，力从踏板臂2经由引导元件11传递到第一连杆臂6，使得第一枢转臂6围绕枢转轴6b'枢转。第二弹簧装置9的相对较高的预张紧力将主要在这个运动期间压缩第一弹簧装置8，即以比第二弹簧装置9更高的比率压缩第一弹簧装置8。这种情况将会发生，直到在一点处第一弹簧装置8的弹簧力对应于第二弹簧装置9的弹簧力。这个第二位置示出了用于踏板装置10的机械连杆系统1的侧视图，由此第一弹簧装置8已经被完全压缩。稍稍在这个位置之前，第一弹簧装置8的弹簧力由于其压缩状态和增加的弹簧力而克服了第二弹簧装置9的弹簧力。因此，在所描述的运动期间，在较大程度上并且以比先前更高的比率，第二弹簧装置9开始被压缩。这种情况一直持续，直到弹簧装置8完全压缩。迟滞部分11d进一步沿着第一连杆臂6的表面6c滑动。根据一个实施例，该第二位置发生在踏板臂2的位置处，其中踏板臂2的进一步逐渐增长的枢转将导致第一弹簧装置8以与第二弹簧装置9的压缩率基本上相同的压缩率被压缩。此后，踏板臂2的任何进一步的枢转将导致第二弹簧装置9的压缩率比第一弹簧装置8更高。

图2和图2c'示出了在踏板臂2的第三位置中踏板装置10的机械连杆系统1的视图，由此踏板臂2已经从图2b/图2b'的位置进一步围绕枢轴2a'枢转，由此第二弹簧装置9几乎被完全压缩。如所指出的，从踏板臂2的第二位置到第三位置，第一弹簧装置8保持完全压缩。迟滞部分11d进一步沿着第一连杆臂6的表面6c滑动。因此，分别参考图2a至图2c和图2a'至图2c'，踏板臂2从该第一位置枢转到但不包括第二位置的位置，即朝向第二位置枢转，使得第一弹簧装置8以比第二弹簧装置9更高的比率被压缩，其中踏板臂2从第二位置到第三位置的枢转使得第二弹簧装置9以比第一弹簧装置8更高的比率被压缩。

图3a至图3d示出了相对于踏板臂2的压缩/枢转量(即相对于图2a至图2c和图2a'至图2c'中所述的位置)作用在驾驶员上的踏板力，其中相应的标记a-c分别表示图3a中的所述位置。

图3a示出了踏板力曲线，其中，用于踏板装置10的机械连杆系统1可以使用在制动踏板装置中。在图3a中，在y轴上示出了以牛顿为单位的力，在X轴上示出了以mm为单位的行程。

根据一个实施例，制动踏板装置10可用于通常称为线控制动的电制动系统中，其中，位置传感器跟踪踏板臂2的位置以便在车轮上产生相应的制动力，从而模拟传统机械制动系统的感觉。在线控制动系统中，驾驶员可能感到不适，因为在没有这种模拟的情况下，允许驾驶员以平衡和安全的方式来驾驶的踏板力和制动力之间的共同关系是不存在的。此外，在线控制动系统中，需要提供故障防护制动能力，其中，如果电制动器出于任何原因而失效，则设置机械制动功能。一个挑战是使存在的模拟感觉和踏板力的机械连杆系统1与机械制动功能结合，使得可以使用机械制动功能而不需要不切实际的高压缩力。实质上，在正常驾驶期间，驾驶员压缩踏板臂2，使得其位置处于第一位置和第三位置之间的任何位置上。在紧急情况下，即在猛然制动期间，该踏板力可以处于第二位置和第三位置之间的位置X。如果机械制动功能启动，图3a中的点b和点c之间的线进一步示出了踏板力。通过使用机械连杆系统1建立的扁平曲线防止由驾驶员感觉到的总的力变得太高，即因为必须将用于激活机械制动功能所需的力添加到由机械连杆系统1提供的力中。因此，需要解决的是进一步压缩踏板而基本上不添加所需踏板力的组合。在该曲线中所示并对应于第二位置和第三位置之间的扁平曲线能够实现这一点。

图3b示出了踏板力曲线，其中，用于踏板装置10的机械连杆系统1可以适当地使用在离合器踏板装置中，即其中已经选择了上述机械连杆系统1的变量来实现这种踏板力曲线。

图3c示出了踏板力曲线，其中，用于踏板装置10的机械连杆系统1可以适当地使用在离合器踏板装置中，即其中已经选择了上述机械连杆系统1的变量来实现这种踏板力曲线。

图3d示出了踏板力曲线，其中，用于踏板装置10的机械连杆系统1可以适当地使用在加速踏板装置中，即其中已经选择了上述机械连杆系统1的变量来实现这种踏板力曲线。

已经描述了根据本发明的用于踏板装置的机械连杆系统的优选实施例。然而，本领域技术人员意识到，这可以在所附权利要求书的范围内变化而不脱离本发明的思想。

以上所有描述的替代实施例或者实施例的多个部分可以自由组合而不脱离本发明的思想，只要该组合不是矛盾的。