CN105667469B - 具有可变踏板比的制动踏板装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有可变踏板比的制动踏板装置，其包括：踏板轴，其可旋转地设置于踏板区板件中。制动踏板接合至所述踏板轴。滑动件接合至所述踏板轴，以在能够连同所述踏板轴一起旋转的同时相对于所述踏板轴轴向可移动。驱动单元可以根据驾驶员的动作而轴向地移动所述滑动件。调节杆固定至所述滑动件并且倾斜地设置。传动轴接合至所述调节杆从而可移动，并且接合至双回路制动器阀以操作该双回路制动器阀。在传动轴接合至所述双回路制动器阀的情况下，在所述滑动件的轴向移动期间，当所述调节杆连同所述滑动件一起移动时调节踏板比。

Description

具有可变踏板比的制动踏板装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的制动踏板装置。更具体而言，本发明涉及这样一种制动踏板装置，其能够提高制动操作期间驾驶员通过制动踏板而感受到的制动感受。

背景技术

通常，在重量较大的大型商用车辆(例如卡车和大客车)中，会使用到具有良好的制动力、较少发生故障、并且易于操作的空气制动系统。

空气制动系统利用压缩空气的气压而借助较小的踏板踩踏力来获取较大的制动力。在这种制动系统中，由空气压缩机压缩的空气被存储在储气罐中，双回路制动器阀的两个入口连接至该储气罐，双回路制动器阀的两个出口连接至前车轮和后车轮的制动腔室，并且前车轮制动单元和后车轮制动单元连接至每个制动腔室的输出轴。

双回路制动器阀(dual brake valve)是这样的阀：其在驾驶员踩踏制动踏板时将压缩空气从储气罐供应至前车轮和后车轮的制动腔室，并且该双回路制动器阀具有同时将空气的流动连通至前车轮和后车轮或者阻挡空气的流动的双回路式结构。

就大型商用车辆的空气制动系统而言，针对安全规范的规则设置了两条独立的气压供应回路，以在车辆制动时经由双回路制动器阀独立地将气压传输至前车轮和后车轮。

从而，气压经由双回路制动器阀而独立地传输至前车轮制动单元回路和后车轮制动单元回路，或者同时对气压进行阻挡，即使两条回路中的任何一条回路发生了故障，也仍然能保持另一条回路以确保制动安全。

另外一方面，当驾驶员踩踏制动踏板以执行制动输入时，经由制动踏板接收到的感受被称为制动感受，并且经由制动踏板能够感受到下述制动感受：例如，困难、完全下压、推动以及卡紧。

通过这样的关系而确定制动感受：例如，通过踏板行程与车辆减速度所感受到的控制感受(踏板行程和车辆减速度)，以及通过踏板操纵力与车辆减速度所感受到的效率感受(踏板操纵力和车辆减速度)。

如上所述的空气制动系统所应用至的大型商用车辆的制动利用气压作为增压介质(boost mediator)，并且在考虑到双回路制动器阀的特性(踏板行程、操纵力以及压力)以及在车辆设计时优选的驾驶员制动感受的情况下来确定具体的踏板比。

图1为制动踏板模块的立体图，其示出了制动踏板1、双回路制动器阀2、踏板区板件(pedal plate)3以及踏板轴4，制动踏板1通过驾驶员操作而用于制动输入；双回路制动器阀2连同制动踏板1的操作一起控制为将空气从储气罐供应至前车轮和后车轮的制动腔室，或者阻挡空气从储气罐供应至前车轮和后车轮的制动腔室；制动踏板1和双回路制动器阀2安装于踏板区板件3；踏板轴4可旋转地安装至踏板区板件3并且被接合，从而支撑制动踏板1。

当驾驶员操作制动踏板1时，经由传动轴5将踏板操作力传递至双回路制动器阀2，因此，执行双回路制动器阀2的动作，以通过内部活塞的运动而将压缩的空气从储气罐传输至前车轮和后车轮的制动腔室。

图2为示出了制动踏板的踏板比的示意图，其中，A/B的值为踏板比，并且踏板比固定为特定值(其取决于车辆型号)。

制动感受基于踏板比而不同，并且图3A和图3B示出了根据制动感受的踏板行程与车辆减速度之间的关系所感受到的制动控制感受和根据踏板操纵力与车辆减速度之间的关系所感受到的制动效率感受依据车辆模型(由于固定的踏板比)而不同。

然而，由于踏板比基于车辆模型而固定为特定值，因此可能无法满足取决于用户的制动感受，更具体而言，会导致对制动感受中的控制感受(踏板行程和车辆减速度)的大量的不满。

公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本发明背景技术的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。

一方面，本发明的目标在于提供一种制动踏板装置，其能够提高在制动期间使用者经由制动踏板所感受到的制动感受。

此外，另一方面，本发明的实施方案提供这样一种制动踏板装置：其配置为使得驾驶员能够经由简单的动作来亲自选择和调节所感受的制动控制感受(踏板行程和车辆减速度)。

为了实现上述目标，根据本发明，提供了一种具有可变踏板比的制动踏板装置，其包括踏板轴，该踏板轴可旋转地设置于踏板区板件中。制动踏板接合至所述踏板轴，并且配置为在驾驶员的制动操作期间绕所述踏板轴(在某些实施方案中，该踏板轴为铰链轴)旋转地移动的同时使所述踏板轴旋转。滑动件，其接合至所述踏板轴以相对于所述踏板轴轴向可移动，同时所述滑动件可以与所述踏板轴一起旋转。驱动单元配置为根据驾驶员的动作而轴向地移动所述滑动件。调节杆固定至所述滑动件，并且倾斜地设置以使得所述调节杆与所述踏板轴之间的距离在所述踏板轴的轴向方向上增大。传动轴接合至所述调节杆以沿着该调节杆的轴向方向而相对于该调节杆可移动，并且在该传动轴的端部处接合至双回路制动器阀，以根据驾驶员的制动操作而在所述传动轴的竖直移动期间操作所述双回路制动器阀，在所述传动轴接合至所述双回路制动器阀的情况下，在所述滑动件的轴向移动期间，当所述调节杆连同所述滑动件一起移动时调节踏板比。

在某些实施方案中，所述滑动件为外部管件，其通过锯齿接合结构或者键与键槽接合结构接合至所述踏板轴的外圆周。

在某些实施方案中，所述滑动件在所述踏板轴的轴向方向上可以具有两个相对侧，支撑杆可以从所述滑动件的两个相对侧延伸，并且所述调节杆可以连接并设置在所述支撑杆之间。

在某些实施方案中，所述传动轴可以从所述调节杆处竖直地延伸，接合至所述双回路制动器阀的传动轴的端部可以为该传动轴的下端部，并且所述传动轴可以可旋转地接合至所述调节杆。

在某些实施方案中，所述驱动单元可以包括气动缸，该气动缸具有缸体和活塞杆，所述缸体可以固定地安装至所述踏板区板件，并且所述活塞杆可以接合至所述滑动件。

在某些实施方案中，所述驱动单元可以进一步包括：储气罐，其填充有压缩空气；空气供应管路，压缩空气可以经由该空气供应管路而从所述储气罐供应至所述气动缸；以及控制阀开关，其配置为控制向所述气动缸的空气的供应，以向前和向后调节所述活塞杆的移动位置。

在某些实施方案中，所述控制阀开关可以包括阀装置，该阀装置配置为通过控制来自所述空气供应管路的空气的流动来驱动所述气动缸，并且所述控制阀开关可以为机械按钮式操作阀开关，该机械按钮式操作阀开关配置为使得可以执行驾驶员操作的阀装置的致动。

因此，根据本发明的实施方案的制动踏板装置，由于其配置为可以选择性地调节踏板比，以使得驾驶员能够通过简单的动作而感受到所希望的制动控制感受，因此可以有助于改善驾驶员的制动感受并且提高车辆适销性。

下面讨论本发明的其它方面和优选的实施方案。

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如具有汽油动力和电力动力两者的车辆。

附图说明

接下来将参照由所附附图显示的本发明的某些示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以显示的方式给出，因而对本发明是非限定性的，在这些附图中：

图1为示出了常规的制动踏板模块的立体图；

图2为示出了制动踏板的踏板比的示意图；

图3A和图3B为示出了常规问题的示意图，其中，图3A示出了各个车辆模型的减速度与踏板行程之间的关系，图3B示出了各个车辆模型的减速度与操纵力之间的关系；

图4为根据本发明的实施方案的制动踏板装置的平面图；

图5A至图5E为示出了在根据本发明实施方案的制动踏板装置中的踏板比可变的操作状态的示意图；其中，图5A为踏板比为中间水平状态下的俯视图，图5B为踏板比为中间水平状态下的主视图，图5C为踏板比为最大(驾驶员的踏板行程最长)状态下的俯视图，图5D为踏板比为最大(驾驶员的踏板行程最长)状态下的主视图。

图6为示出了双回路制动器阀的示例的示意图；

图7为示出了包括根据本发明实施方案的制动踏板装置中的致动器的驱动单元的示意图；

图8A至图8C为示意性地示出了在根据本发明实施方案的制动踏板装置中的气动缸的工作状态的示意图，其中，图8A示出了气动缸左右平衡的状态，图8B示出了踏板比减小、左气动缸减压的状态，图8C示出了踏板比增大、右气动缸减压的状态；

图9为示出了依据踏板行程的车辆减速度的示意图；以及

图10为示出了在根据本发明实施方案的制动踏板装置中的可以被调节和选择的制动感受的示意图。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，而是呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记涉及本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

在下文中，将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

在下文中，将参考附图详细地描述本发明的某些实施方案，以使本领域技术人员能够容易地实现所述某些实施方案。

本发明的实施方案提供了一种制动踏板装置，其配置为使得驾驶员能够亲自调节驾驶员所感受到的制动控制感受(踏板行程和车辆减速度)。

根据本发明某些实施方案的制动踏板装置配置为使得驾驶员能够调节制动踏板的踏板比，并且在某些实施方案中，制动踏板的初始位置始终保持在相同的水平，但是所述装置配置为使得驾驶员能够通过由动作来调节踏板比而将制动行程调节为更长或更短。

图4为示出了根据本发明的实施方案的制动踏板装置的平面图，图5A至图5E为示出了在根据本发明的实施方案的制动踏板装置中的踏板比可变的操作状态的示意图。

如图所示，双回路制动器阀12固定地安装至踏板区板件11，此外，在双回路制动器阀12的上侧，踏板轴13可旋转地接合至踏板区板件11。

踏板轴13接合至踏板区板件11，以将长度方向水平设置在横向方向上；制动踏板14接合至踏板轴13，以在驾驶员操作制动踏板时使得制动踏板14和踏板轴13整体地工作。

即，当制动踏板14在驾驶员的操作期间绕作为旋转中心的踏板轴13竖直地旋转时，踏板轴13在踏板区板件11中旋转。

滑动件15接合至踏板轴13。在某些实施方案中，滑动件15可以是通过锯齿(serration)接合结构或键(key)与键槽接合结构而接合至踏板轴13的外圆周的外部管件(见图5E)，并且外部管件15可以适配为可以与踏板轴13整体地旋转。

在某些实施方案中，通过上述接合结构，外部管件15在踏板轴13的外圆周上沿着踏板轴13的轴向方向可移动，并且外部管件15为在连同踏板轴13一起可旋转的同时可以沿着踏板轴13轴向移动的滑动件的形式。

因此，外部管件15在踏板轴13的外圆周上轴向移动并且调节其位置，从而，实现踏板比的改变。

在某些实施方案中，在外部管件15的长度方向上的两侧设置有在横向方向上水平地延伸的支撑杆16，并且调节杆17在两个支撑杆16之间连接并安装，当在平面上观察时，调节杆17在倾斜方向上连接。在某些实施方案中，调节杆17可以具有圆形截面。

调节杆17在倾斜方向上安装，以使得调节杆17与外部管件15之间的距离沿着调节杆17的长度方向而线性改变，即，随着调节杆17的横向方向而线性地改变。

因此，调节杆17具有这样的结构：其沿着倾斜方向设置，从而使得在沿着踏板轴13的轴向方向的各个点处测量时，离踏板轴的距离增大，并且在相对于调节杆17的竖直方向上，接合为沿着轴向方向可滑移的传动轴18在调节杆17上延伸和安装。

在某些实施方案中，传动轴18用以将经由踏板轴13、外部管件15、支撑杆16以及调节杆17传递的制动踏板14的操作力传递至双回路制动器阀12，以使得双回路制动器阀12可以操作。

在某些实施方案中，传动轴18可旋转地安装于调节杆17上，并且传动轴18的下端部通过坐落于接合槽12a(其形成于双回路制动器阀12的上部)内而被插入。因此，传动轴18接合至双回路制动器阀12，以使得可以传递操作力。

此外，在某些实施方案中，当制动踏板14上下操作时，踏板轴13和外部管件15旋转，并且当外部管件15旋转时，传动轴18上下移动，从而使得通过传动轴18的竖直移动而传递的力竖直地移动双回路制动器阀12的内部活塞(如图6中的附图标记12b所示)，以使得双回路制动器阀12操作。

即，连同制动踏板14的操作一起执行双回路制动器阀12(双回路制动器阀12用于控制从储气罐21至前车轮和后车轮的制动腔室的空气的供应/阻挡)的操作。

此外，在某些实施方案中，在传动轴18的下端部接合至双回路制动器阀12以可以传递踏板操作力的状态下，传动轴18的上端接合至调节杆17上，当倾斜方向的调节杆17与外部管件15一起沿着图中的横向方向移动时，传动轴18(其在横向位置上的位置通过双回路制动器阀12来固定)必须可以在调节杆17上旋转。

因此，在用于可变踏板比的外部管件15和调节杆17的运动期间，接合传动轴18接合为可以确保对于调节杆17的相对轴向运动和绕作为旋转中心的调节杆17的旋转。

另一方面，图6为示出了双回路制动器阀的示例的示意图，由于双回路制动器阀的内部配置是已知技术，因此将不提供其详细的描述。图中所示的双回路制动器阀仅为一个示例，本发明并不限于此。

如图所示，在某些实施方案中，在常规的双回路制动器阀12的上部可以形成有接合槽12a，以使得可以接合用于传递制动踏板14的操作力的传动轴18。传动轴18的下端部被插入并接合至接合槽12a，因此，通过传动轴18的竖直运动而传递的力竖直地移动活塞12b。

另外一方面，在某些实施方案中，本发明的制动踏板装置包括致动器22，当对踏板比和制动控制感受进行控制时，致动器22沿着踏板轴的轴向方向移动外部管件15(滑动件)。

致动器22根据驾驶员的动作(例如，将外部管件15轴向地移动至调节位置的驾驶员的阀切换操作)而被驱动，从而执行踏板比调节，并且踏板行程和根据踏板行程而由驾驶员感受到的制动控制感受可以通过踏板比控制来进行控制。

图7为示出了根据本发明的实施方案的制动踏板装置中的包括致动器的驱动装置的示意图，如图所示，在某些实施方案中，致动器22可以是利用从车辆的储气罐21供应的气压来驱动的气动缸22。

在某些实施方案中，气动缸22的缸体22a固定地安装至踏板区板件11，并且活塞杆22b的引导端部固定至外部管件15，活塞杆22b适配为利用从储气罐21供应至缸体22a的气压而在缸体22a中前后移动。

此时，气动缸22安装为可以使踏板轴13上的外部管件15根据活塞杆22b的向前和向后操作而沿着轴向方向移动。

参考图7，驱动单元20为根据驾驶员的动作而使外部管件(滑动件)15沿着轴向方向移动的装置，并且驱动单元20包括储气罐21、致动器22、空气供应管路23以及控制阀开关24；储气罐21填充有高压压缩空气；致动器22在某些实施方案中为气动缸22(其中活塞杆22b的向前和向后移动利用从储气罐21供应的压缩空气的压力来执行)；压缩空气经由空气供应管路23而从储气罐21供应至气动缸22；控制阀开关24控制向气动缸22的空气供应，以调节活塞杆22b的向前和向后位置。

图7中的附图标记25为单向阀，其安装于空气供应管路23中并且旨在提供系统安全和保护(防止包括气动缸22的制动踏板装置的压缩空气对另外的气动装置的压力变化产生影响)。

大型商用车辆装备有储气罐，该储气罐始终填充有用于车辆气动系统(其利用高压压缩空气)的高压压缩空气，在本发明中，储气罐21中填充的压缩空气被用作驱动致动器的动力源。

在某些实施方案中，控制阀开关24可以为机械式按钮操作开关，其配置为包括阀装置24a(其用于控制空气供应管路23中的空气流动以驱动气动缸22)，并且使得驾驶员操作对阀装置24a的致动可以执行。在动作期间，控制阀开关24调节气动缸22中的活塞杆22b的向前和向后位置。

图8A至图8C为示出了气动缸22的工作状态的示意图。如图所示，控制阀开关24的阀装置24a的位置根据驾驶员的动作来确定，并且由于给气动缸22的空气的供应和排出控制根据此时阀装置24a的位置来执行，因此可以调整活塞杆22b的向前和向后位置。

如图8B中所示，随着活塞杆22b向前移动，踏板比增大，而如图8C中所示，随着活塞杆22b向后移动，踏板比减小。

在下文中，将参考图5A至图5D来描述工作状态(在所述工作状态中，对踏板比进行调节)。

图5A和图5B示出了踏板比为中间水平的状态，当在该状态下气动缸22工作并且活塞杆22b向前移动时，外部管件15向前移动至图中的踏板轴13的左侧。

此时，调节杆17一同移动至图中的左侧方向，接合至双回路制动器阀12的传动轴18利用调节杆17的倾斜布置形状而被拉向用作制动踏板14的铰链轴的踏板轴13，并且踏板比增大。

利用这种方式，与图5A和图5B的状态相比，当踏板比增大时，用于实现相同的车辆减速度的制动踏板14的行程增大。

图5C和图5D示出了将踏板比调节至最大水平的状态(图4中的踏板比＝A/B′)。

另一方面，在图5A和图5B的状态下，当气动缸22工作并且活塞杆22b向后移动时，外部管件15向后移动至图中的踏板轴13的右侧。

在这个时候，调节杆17一同移动至图中的右侧方向，接合至双回路制动器阀12的传动轴18利用调节杆17的倾斜布置形状而远离用作制动踏板14的铰链轴的踏板轴13侧，并且踏板比减小。

利用这种方式，与图5A和图5B的状态相比，当踏板比减小时，用于实现相同的车辆减速度的制动踏板14的行程减小。

此外，在活塞杆22b的最大向后移动位置处，即，在外部管件15和调节杆17移动至图5A至图5D的最右侧的状态下，踏板比变为图4中的A/B，从而变为最小值。

图9为示出了依据踏板行程的车辆减速度的示意图，图10为示出了在本发明的制动踏板装置中的可以根据驾驶员的偏好来调节和选择制动感受的示意图。

如上所述，通过利用控制阀开关24的动作来驱动气动缸22，以调节活塞杆22b的向前和向后位置以及外部管件15和调节杆17的位置，驾驶员可以将踏板比以及与踏板比相关的制动控制感受调节至所希望的水平。

虽然详细地描述了本发明的实施方案，但是本发明的范围并不限于此，本发明的范围还包括利用通过如随附权利要求所限定的本发明的基本构思的本领域技术人员的各种修改和改善。

虽然本发明已经对于优选的实施方案进行了描述。然而本领域技术人员应当理解，在不脱离如随附权利要求及其等价形式所限定的本发明的原则和精神的情况下，可以在这些实施方案中进行修改。

Claims (7)

1.一种具有可变踏板比的制动踏板装置，包括：

踏板轴，其能够旋转地设置于踏板区板件中；

制动踏板，其接合至所述踏板轴，并且配置为在驾驶员的制动操作期间，在绕所述踏板轴旋转地移动的同时使所述踏板轴旋转；

滑动件，其接合至所述踏板轴，以在能够连同所述踏板轴一起旋转的同时还相对于所述踏板轴能够轴向地移动；

驱动单元，其配置为根据驾驶员的动作而轴向地移动所述滑动件；

调节杆，其固定至所述滑动件，并且倾斜地设置以使得所述调节杆与所述踏板轴之间的距离沿所述踏板轴的轴向方向增大；以及

传动轴，其接合至所述调节杆以沿着该调节杆的轴向方向而相对于该调节杆能够移动，并且该传动轴在所述传动轴的端部处接合至双回路制动器阀，以根据驾驶员的制动操作而在所述传动轴的竖直移动期间操作所述双回路制动器阀，

其中，在所述传动轴接合至所述双回路制动器阀的情况下，在所述滑动件的轴向移动期间，当所述调节杆连同所述滑动件一起移动时，调节踏板比。

2.根据权利要求1所述的具有可变踏板比的制动踏板装置，其中，所述滑动件为外部管件，该外部管件通过锯齿接合结构或者键与键槽接合结构接合至所述踏板轴的外圆周。

3.根据权利要求1所述的具有可变踏板比的制动踏板装置，进一步包括支撑杆，其中所述滑动件在所述踏板轴的轴向方向上具有两个相对侧，所述支撑杆从所述滑动件的两个相对侧延伸，并且所述调节杆连接并设置在所述支撑杆之间。

4.根据权利要求1所述的具有可变踏板比的制动踏板装置，其中，所述传动轴从所述调节杆处竖直地延伸，接合至所述双回路制动器阀的所述传动轴的端部为该传动轴的下端部，所述传动轴能够旋转地接合至所述调节杆。

5.根据权利要求1所述的具有可变踏板比的制动踏板装置，其中，所述驱动单元包括气动缸，该气动缸具有缸体和活塞杆，所述缸体固定地安装至所述踏板区板件，所述活塞杆接合至所述滑动件。

6.根据权利要求5所述的具有可变踏板比的制动踏板装置，其中，所述驱动单元进一步包括：

储气罐，其填充有压缩空气；

空气供应管路，压缩空气经由该空气供应管路而从所述储气罐供应至所述气动缸；以及

控制阀开关，其配置为控制向所述气动缸的空气的供应，以向前和向后调节所述活塞杆的移动位置。

7.根据权利要求6所述的具有可变踏板比的制动踏板装置，其中，所述控制阀开关包括阀装置，该阀装置配置为通过控制来自所述空气供应管路的空气的流动来驱动所述气动缸，并且所述控制阀开关为机械按钮式操作阀开关，该机械按钮式操作阀开关配置为使得能够执行驾驶员操作的阀装置的致动。