CN102859463B - 车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种与两只脚一起使用的踏板(2)，其中用一只脚下压进行加速，而用另一只脚下压进行制动。踏板围绕使用者的中线枢转。本发明还包括一种用于探测踏板的枢转方向的变化的系统，该系统根据探测到的变化而自动地在加速与制动之间进行切换。

Description

车辆控制系统

本发明涉及车辆控制系统，具体涉及踏板。

手动变速车辆的踏板包括加速器踏板、制动器踏板和离合器踏板；自动变速车辆不需要离合器踏板。加速器(也称为油门踏板或节气门)控制供应至车辆(可以是机动车)的发动机的燃料和/或空气。

在一些车辆中提供额外的停车制动踏板。提供这种停车制动踏板来大力手动制动器。

踏板通常设置在直立式装置或悬挂式装置中。直立式踏板从车辆的地板上突出，而悬挂式踏板向下伸入车辆的脚部空间。

在各个踏板后面需要一定空间，以便车辆的驾驶员能够下压踏板。车辆的驾驶员通过将脚压在踏板并且向车辆前部移动来起动踏板。

因此，在已知的车辆中，在踏板的周围、上方和/或下方存在一定空间。该空间可能会对车辆运行产生危害。物体可能会塞入踏板中或踏板周围，或者车辆内部的零件可能会干扰踏板的正当并且安全的操作。这些物体包括车辆脚部空间中的缠住踏板的地毯和垫子。因此，地毯(或其他物体)可能会通过以下方式约束车辆驾驶员对一个或多个踏板的正当操作：阻挡接近踏板，干扰踏板的机械装置，抑制踏板的运动活动或者妨碍人的反射作用。反过来，这会导致驾驶员对车辆失去控制或者不能完全控制。

本发明的目的是降低车辆踏板对车辆内部和周围物体产生的危害。

根据第一方面，本发明提供了一种用于车辆的踏板，包括控制表面和支点，使得所述控制表面围绕所述支点枢转，其中所述控制表面沿着第一方向的枢转与所述车辆的制动系统关联，而所述控制表面沿着第二方向的枢轴与所述车辆的加速系统关联，使得所述控制表面围绕所述支点的枢转使所述车辆制动或加速，并且其中踏板适合于通过使用者的两只脚进行操作，其中第一只脚用于使踏板沿着第一方向枢轴并且第二只脚用于使踏板沿着第二方向枢转。

踏板还可以包括离合器踏板，其中离合器踏板位于第一控制表面与车辆驾驶员之间。

离合器踏板可以位于支点与使用者的位置之间。

控制表面相对于使用者可以是凹陷的。

控制表面的方向可以基本上垂直于使用者的方向。

根据其他方面，本发明提供了一种可用车辆驾驶员的两只脚操作的车辆控制装置，所述控制装置设置在所述车辆内，使得驾驶员的第一只脚在第一控制表面的第一侧上施加的压力向车辆发出加速指示，而驾驶员的第二只脚在第一控制表面的第二侧上施加的压力向车辆发出制动指示，并且其中所述控制装置设置成不可能同时发出加速指示和制动指示。

根据其他方面，本发明提供了一种用于车辆的踏板，包括控制表面和支点，使得所述控制表面围绕所述支点枢转，其中所述控制表面沿着第一方向的枢转与所述车辆的制动系统关联，而所述控制表面沿着第二方向的枢轴与所述车辆的加速系统关联，使得所述控制表面围绕所述支点的枢转使所述车辆制动或加速，并且其中所述支点的方向基本上平行于踏板使用者的中线并且基本上垂直于车辆的地板表面。

根据其他方面，本发明提供了一种用于车辆的控制系统，所述车辆包括加速系统和制动系统，所述控制系统包括安装成围绕支点枢转运动的控制表面，所述控制表面与所述加速系统和所述制动系统连接，使得所述控制表面沿着第一方向的枢转使所述车辆加速，而沿着第二方向的枢转使所述车辆制动，所述控制系统还包括用于测定所述控制系统的枢转方向的变化的装置，所述控制系统适合于在制动与加速之间或在加速与制动之间切换或者探测所述控制表面的枢转方向的所述变化。

用于探测所述控制表面的枢转方向的变化的装置可以包括用于探测所述控制表面与所述车辆的脚部空间之间的距离的装置。

用于探测所述控制表面的枢转方向的变化的装置可以包括直杆编码器。

用于探测所述控制表面的枢转方向的变化的装置可以包括旋转杆编码器。

车辆可以是机动车。

踏板的控制表面可以通过悬挂式连接或直立式连接安装。控制表面可以固定在脚部空间内的适当位置，或者可以以电子或机械方式调节来改变在脚部空间内的位置。

本发明提供了一种踏板，该踏板不可能塞入或缠绕车辆脚部空间中的物体(例如，垫子)。此外，例如在地毯至少部分地覆盖本发明的踏板的情况下，该踏板仍然可以进行操作。

踏板围绕支点的枢转提供了一种可以下压控制系统的第一或第二侧(或端)来产生控制信号的机构。然而，控制表面的两侧(或端)不能被同时下压来产生与控制表面的两侧(或端)相对应的多重控制信号。

本发明的踏板提供了对车辆的控制，使其不能同时加速和制动。因此，提供了更安全、更可靠的车辆控制并且避免了制动片和制动盘的不必要的磨损和破碎。

由于本发明踏板的面积与脚部空间的尺寸相当，本发明的实施例降低了驾驶员在紧急状况时未踩中所需要的端或侧的机率。

除了在操作车辆期间增强安全性以外，本发明的优点包括更好地利用踏板后面的区域。当车辆脚部空间中踏板后面的中空部分减小时，可以利用该空间缩短车辆或者在该空间或车辆的不同部分中提供更多的存储物。

可以使用一个或多个传感器来识别驾驶员提供的使控制表面围绕支点枢转的力。还可以测量围绕支点作用的扭力或围绕支点的旋转，从而将驾驶员的动作转换为对车辆的控制。

此外，可以在控制表面的至少一侧后面设置液压、气压、电动或电子系统，以便将驾驶员对控制表面的任一侧施加的力传递至车辆的制动系统或加速系统。

现在，将参考附图描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的踏板的示意性主视图；

图2是图1所示踏板的示意性俯视图；

图3是根据本发明第二实施例的踏板的示意性俯视图；

图4是根据本发明第二实施例的踏板的立体图；

图5是根据本发明第二实施例的踏板的示意性俯视图；

图6是根据本发明第三实施例的踏板的一部分的示意性俯视图；

图7是根据本发明第四实施例的踏板的示意性俯视图；

图8是根据本发明第二实施例的在脚部空间内的踏板和脚踏板的立体图；

图9是根据本发明第五实施例的踏板和气动连接件的示意性俯视图；

图10是根据本发明第六实施例的踏板的示意性俯视图；

图11是根据设置在车辆内的图10所示实施例的控制表面的示意图；以及

图12是根据本发明实施例的控制表面的示意性俯视图，示出控制表面的操作。

参考图1，踏板1包括具有第一侧3和第二侧4的控制表面2。邻接第一控制表面2的是脚踏板6。第一控制表面2可以独立于脚踏板6移动。支点5与控制表面2连接并且将控制表面分割成第一侧3和第二侧4。

在向第一控制表面2的第一侧3或第一控制表面2的第二侧4施加力时，控制表面2围绕支点5枢转。

参考图2，踏板1位于机动车的脚部空间9内。支点5布置在控制表面2后面。在所示实施例中，支点的定位使得第二侧4的面积大于第一侧3的面积。如图2所示，使用者的左脚20和右脚22(两者的轮廓用虚线示出)放置在脚部空间9中。虚线24表示使用者的中线，而左脚20和右脚22放置在中线24的两侧。控制表面2定向为左脚20操作第二侧4，右脚22操作第一侧3。因为控制表面2围绕支点5枢转，所以可以意识到使用者不能同时下压第一侧3和第二侧4。

向第一控制表面2的第一侧3或第二侧4施加的力将导致第一控制表面2围绕支点5枢转。

第一控制表面2围绕支点5的枢转为车辆的加速系统和制动系统提供了输入。在所示的实施例中，通过机械联动装置提供向加速系统和制动系统提供输入。在其他实施例中，可以提供液压、气压或电子联动装置。机械联动装置的功能类似于已知机动车中的直立式或悬挂式踏板，其中机械联动装置使第一控制表面2与机动车的加速系统和制动系统连接。

在使用电子系统的情况下，传感器检测第一控制表面2的位置或移动。然后，该信息被发送至控制加速系统和/或制动系统的传动装置。

在其他实施例中，可以使用上述类型的控制系统的结合。可以使用多种控制系统来增强加速系统和制动系统的可靠性。

图3示出具有控制表面2和离合器7的踏板1的第二实施例的俯视图。控制表面2包括第一侧3和第二侧4。

离合器踏板7位于控制表面2和支点5二者的前部。离合器踏板7与离合器连接，离合器在下压离合器踏板7时起作用。

在图3中，离合器踏板7通过驾驶员施加的力起作用。用虚线示出离合器踏板7的下压状态8。

图4示出控制表面2和离合器踏板7。在本实施例中，离合器踏板7不会延伸出第一控制表面2的整个高度。然而，在其他实施例中，离合器踏板7延伸出第一控制表面2的整个高度。

图5示出控制表面2和相关支点5。图5还示出了离合器7、枢轴点11以及使枢轴点11与离合器7连接的杆10。

在该实施例中，离合器踏板7与压力传感器(未示出)连接。压力传感器用于在车辆司机下压离合器踏板7时进行检测。来自压力传感器的信号被发送至控制车辆离合器的传动装置。

压力传感器位于离合器踏板7与第一控制表面2之间。为了避免施加给离合器踏板7的力引起控制表面2旋转，在支点5的前面安装有离合器板。在其他实施例中，控制表面2包括与离合器的传动装置连接而不是与离合器踏板连接的压力传感器。

枢轴点11与离合器7连接，使得离合器7的任何移动都提供使枢轴11移动的力。枢轴点11与机动车的离合器连接。在本实施例中，枢轴点11通过机械联动装置与离合器7连接。在其他实施例中，这种连接可以是液压、气压或电子方式。

在图5所示的实施例中，杆10在支点5的上方穿过第一控制表面2。杆10与第一控制表面2的后面接触。在一些实施例中，支点5延伸出第一控制表面2的整个竖向长度。

在图6中，杆18不穿过支点5。作为替换方式，在本实施例中，杆18在支点5右侧的点处穿过第一控制表面2(如图6所示)。杆18包括三段。

在图7所示的实施例中，枢轴点11位于第一控制表面2的前面，并且杆19不穿过第一控制表面2。因此，杆19被制作成相对较短的长度，这样使枢轴点11能够位于离合器7的后表面。

图8示出位于车辆的脚部空间9内的第一控制表面2、离合器7和脚踏板6。

图9示出根据第五实施例的控制表面2和离合器踏板7。控制表面2和7都与气动系统13连接。第二控制表面7通过气动气缸14和流动线12与气动系统13连接。弹簧15提供了在取消下压力时保证第二控制表面返回到未下压状态的偏压装置。

第一控制表面2通过气动弹簧气缸16与气动系统13连接。这样提供了与弹簧结合的气动气缸。

图10示出本发明的踏板或控制系统的其他实施例。该控制系统或踏板100包括与图2所示的实施例类似的部件并且使用类似的附图标记指示相同的特征。另外，控制系统100包括与脚部空间9的后壁26连接的直杆编码器28。直杆编码器28还与控制表面2连接。直杆编码器28测量控制表面2的后面与脚部空间9的后壁26之间的距离。因此，当使用者下压控制表面2的第一侧3时，控制表面2的第二侧4与后壁26之间的距离增加，并且该距离被直杆编码器28测量。类似的是，当使用者下压控制表面2的第二侧4时，控制表面2的后面与脚部空间9的后壁26之间的距离减小，并且该距离被直杆编码器28测量。

图11是设置在车辆中的控制表面100的排列方式的示意图。如图11所示，控制表面100与图10所示的线性编码器28连接。线性编码器28反过来又与控制器34连接。控制器34控制车辆的加速和制动并因而与制动系统36和加速系统38连接。可以意识到，图11所示的制动系统36和加速系统38是现有技术中已知的，因而在本文中不再进一步描述。

随着控制表面100围绕支点5枢转，控制表面2与脚部空间9的后壁26之间的距离以上述方式变化。这种距离上的变化被线性编码器28检测到并且发送至控制器34。控制器34通过连续监控线性编码器28所报告的距离而能够在控制表面2枢转的方向变化时进行测定。换句话说，控制器能够在使用者下压控制表面2的相反侧时进行测定。

控制器34适合于对通过在加速系统38与制动系统36之间进行切换而改变控制表面2的枢转方向的测定作出反应。在图10所示的实施例中，控制表面2的第一侧3与加速系统38连接，而控制表面2的第二侧4与制动系统36连接。

当使用者用脚22下压控制表面2的第一侧3时，控制器与加速系统38接合。然后，当使用者通过用脚20下压第二侧4以使控制表面2沿着相反方向枢转时，控制器34将会检测到该枢转方向的变化并且立即将加速系统38转换为制动系统36。

按照这种方式，控制器能够检测出控制表面2的枢转方向的变化并且立即将枢转方向的变化转换为加速与制动之间的变化。这具有以下优点：在紧急状况下，系统不必依赖于在接合制动系统之前使控制表面首先返回到空挡位置而产生的延迟，而在现有技术中已知的控制表面的情况下会出现这种延迟。

虽然以上描述应用于加速与制动之间的变化，但是可以意识到在制动与加速之间应用相同的条件。此外，虽然在使用者使用分开的脚来操作控制表面2的两侧的情况下描述了上述实施里，但是可以意识到使用者可以通过使脚在控制表面2的两侧3和4之间移动而使用一只脚。

可以使用旋转杆编码器代替直杆编码器28来测量控制表面2的角度位移。也可以使用用于测量距离或控制表面2的枢转范围的其他系统或传感器。

图12是根据本发明实施例的控制表面2和支点5的示意性俯视图，示出控制表面的操作。在图12中示出控制表面2位于空档位置2N，空档位置是在车辆静止时控制表面所在的位置。箭头40表示移动控制表面2来产生加速的方向。类似的是，箭头42表示移动控制表面2来产生制动缸的方向。

在图12中2′所示的位置是用于加速的最大范围的位置。换句话说，当控制表面2到达控制表面的第一侧3与脚部空间9的后壁26抵接的位置2时，控制表面2不能够再沿着该方向进一步延伸女，因而该位置2与车辆的最大加速度相对应。类似的是，位置2″表示与第二侧4抵接脚部空间9的后壁26的车辆最大制动相对应的位置。

如图12所示，当控制表面位于位置2N时，控制表面的任一侧能够位移的最大直线距离为距离HR并且在图12中用虚线表示。然而，当控制表面位于位置2′或2″中的任一位置时，相应的一侧可以位移的最大线性距离为HM(在图12中同样用虚线示出)。

因此，利用控制表面2(图9和10)的位置的线性和径向测量，控制器34(如图11所示)能够使用控制表面从首次下压的位置起的整个可利用的移动范围作为车辆的制动或加速的整个范围的全部距离。在其他实施例中，控制表面可以与机电界面一起使用，该机电界面在相同申请人的、代理人卷号为P525821GB的共同在审申请No.中描述。

举例来说，假设控制表面由于车辆经过制动而位于图12所示的位置2″，那么使用者通过下压控制表面的第一侧3的方式发出加速指示。控制器34测定出完整距离H可用并因此将经过该距离的运动范围映射为加速的程度，使得可用加速的整个动态范围表述为控制表面在位置2″与位置2′之间的位置。类似的是，如果当控制表面位于位置2N时下压第一侧3，那么控制器34将可用线性距离HR映射为加速指示的完全动态范围。

可以意识到，这不仅应用于图12所示的极端位置，而且在可能的情况下，控制器能够将所有的可用位置转换为可用于加速或制动的全部动态范围。因此，从加速到制动或者从制动到加速的任何变化都适当地通过控制器34体现。

在其他实施例中，气动系统包括分别用于加速和制动车辆的独立气动系统。

在其他实施例中，也可以为控制表面2和7提供阻尼。阻尼可以调节为向车辆驾驶员提供适当且优化的触觉反应。可以使用与控制表面2和7连接或者位于气动系统13内的独立阻尼元件来实现阻尼。

Claims (14)

1.一种用于车辆的踏板，包括第一控制表面和支点，使得所述第一控制表面围绕所述支点枢转，其中所述第一控制表面延伸跨过所述支点，所述支点的方向基本上平行于使用者的中线；其中所述第一控制表面围绕所述支点沿着第一方向的枢转与所述车辆的制动系统关联，而所述第一控制表面围绕所述支点沿着第二方向的枢轴与所述车辆的加速系统关联，使得所述第一控制表面围绕所述支点的枢转使所述车辆制动或加速，并且其中所述第一控制表面适合于在放置在使用者的中线的任一一侧时通过使用者的两只脚进行操作，其中第一只脚用于使第一控制表面整体围绕所述支点沿着第一方向枢轴并且第二只脚用于使第一控制表面整体围绕所述支点沿着第二方向枢转。

2.根据前述权利要求所述的踏板，其中第一控制表面沿着第一方向产生制动的运动范围是动态的。

3.根据权利要求2所述的踏板，其中第一控制表面沿着第一方向产生制动的运动范围取决于所述第一控制表面整体围绕支点的位置。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的踏板，其中第一控制表面沿着第二方向产生加速的运动范围是动态的。

5.根据权利要求4所述的踏板，其中第一控制表面沿着第二方向产生加速的运动范围取决于所述第一控制表面整体围绕支点的位置。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的踏板，还包括离合器踏板，其中离合器踏板位于第一控制表面与车辆驾驶员之间。

7.根据权利要求6所述的踏板，其中所述离合器踏板位于支点与使用者的位置之间。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的踏板，其中所述第一控制表面相对于使用者是凹陷的。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的踏板，其中所述第一控制表面的方向基本上垂直于使用者的方向。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的踏板，其中所述支点的方向基本上垂直于车辆的地板表面。

11.一种用于车辆的控制系统，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的踏板，所述车辆包括加速系统和制动系统，所述控制系统还包括用于测定所述第一控制表面的枢转方向的变化的装置，所述控制系统适合于在制动与加速之间或在加速与制动之间切换或者探测所述第一控制表面的枢转方向的所述变化。

12.根据权利要求11所述的控制系统，其中所述用于探测所述控制表面的枢转方向的变化的装置包括用于探测所述第一控制表面与所述车辆的脚部空间之间的距离的装置。

13.根据权利要求11所述的控制系统，其中所述用于探测所述第一控制表面的枢转方向的变化的装置包括直杆编码器。

14.根据权利要求11所述的控制系统，其中所述用于探测所述第一控制表面的枢转方向的变化的装置包括旋转杆编码器。