CN107512173B - 一种刹车和油门踏板总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刹车和油门踏板总成，为了解决现有的刹车油门踏板采用独立式设计，刹车时需要判断所踩踏板为油门还是刹车，在紧急情况误踩油门情况经常发生。该总成只有一套踏板机构，由铰链吊挂在驾驶室前围或单独支架上，由踏板连杆、踏板、开关、油门限位块、刹车限位块及相应的电子油门传感器电路、和油门限位块控制电路，油门顶杆及回位弹簧，刹车顶杆及回位弹簧组成。其中油门限位块在其控制电路接通时高出驾驶室地板，起到油门限位作用，断路时低于驾驶室地板，不起限位作用。鞋跟落地踩下开关后，该踏板为油门踏板，鞋跟离地，开关被弹起后，该踏板为刹车踏板。

Description

一种刹车和油门踏板总成
技术领域
本发明属于汽车设计制造领域，具体涉及一种刹车和油门踏板总成。
背景技术
目前汽车油门踏板和刹车踏板(以下简称其方案为传统方案)，其操作动作规范为：
1)【加油】鞋跟着地，踝关节发力，由脚掌柔和地向下踩油门踏板，此时脚掌底部相对踏板表面向后滑动，以下称此动作为“点击”。
2)【只收油而不需刹车】鞋跟着地，踝关节发力将脚掌从油门踏板抬起，此时脚掌底部相对踏板表面向前滑动。
3)【从加油切换到刹车】如图1所示，要依次正确完成三个动作。A：抬腿使鞋跟离开地板10，同时脚掌从油门踏板17抬起并高过刹车踏板18；B：凭感觉将脚悬空横向左移到刹车踏板18上方，C：脚掌踏下刹车踏板18。(反之，从刹车切换到加油，要按相反顺序、反方向完成C、B、A三个动作。)
因为紧急刹车时，司机本能要大力甚至要全力踏下刹车踏板，且司机身体会因急刹车而前倾,所以传统方案为了从油门踏板换到刹车踏板并踏下时司机不会有“登空”感，刹车踏板必须高于油门踏板，且两者还有一定的横向距离。故每次切换加油、刹车，司机都得抬脚、移脚、落脚，次数一多，容易造成司机精神和肢体紧张疲劳。
进一步分析，传统方案存在2个明显缺陷，可能导致行车安全隐患。
缺陷1：可能导致“刹车误踩油门”的情况。
在完全收油而不需要立即刹车时，因传统方案容易导致司机疲劳，多数司机、多数时间不会主动把脚移到刹车踏板18上，而是仍放在油门踏板17上。所以突然遭遇紧急情况需要刹车，司机须先准确判断当下脚正放在哪个踏板上，若误判即可能“刹车误踩油门。”因为“刹车”的要素有两个：
①完成肢体动作“脚掌踩下踏板”。
②保证所踩下的踏板一定是刹车踏板2。
传统方案车辆加速和刹车时，对相应踏板都是用脚掌“踩下”，因此无法由要素①的正确性来确保要素②的正确性，慌乱时容易造成“刹车误踩油门。”新司机乃至驾龄多年经验丰富的老司机，都不乏因“刹车误踩油门”而造成重大交通事故的实例报道，而传统方案本身的缺欠是不可忽视的原因之一。
缺陷2：刹车滞后。
参阅文献《汽车制动与加速踏板高度差的工效学研究》刘浩学杨立本何树坤《人类工效学》1998年03期的定义：从司机发现情况想要刹车(此为时间起点)，到脚从油门踏板抬起的时间称为反应时间t1，脚从油门踏板抬起到脚踩到刹车踏板的时间称为踏板更换时间t2，t1+t2＝T为刹车反应动作时间。该时间内汽车行驶距离S为刹车反应动作距离。该文献的结论是：T和t2都随着刹车踏板与油门踏板高度差的增加而延长。t2的统计平均值≥0.30秒。紧急刹车时若起点的车速范围在36km/h～108km/h，则在t2时间车辆行驶距离分别可达3.0米～9.0米。近年因刹车滞后导致的较大及以上级别交通事故比例明显上升。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种刹车和油门踏板总成，在不改变现有的规范操作的前提下，能够有效地可靠地防止刹车时误踩油门的状况出现，又能在不增大后车追尾风险的基础上显著缩短刹车滞后，还能有效减轻司机的紧张疲劳。
本发明所采用的技术方案具体如下：
一种刹车和油门踏板总成，主要包括：踏板3、踏板连杆2、踏板连杆固定铰链1、开关6、开关回位弹簧7、油门限位块11、油门限位块回位弹簧9、刹车顶杆14、刹车顶杆回位弹簧13、油门顶杆15、油门顶杆回位弹簧16。用于安装开关回位弹簧7和油门限位块回位弹簧9的支撑底座8。
踏板3固定在踏板连杆2上，踏板连杆2通过踏板连杆固定铰链1与驾驶室前围12连接或者与单独的支架连接。
油门顶杆15和刹车顶杆14安装在驾驶室前围12上，并且位于踏板连杆2的运动方向上；此外，油门顶杆15位于刹车顶杆14的上方，油门顶杆15在油门顶杆回位弹簧16伸长时的伸出长度大于刹车顶杆14在刹车顶杆回位弹簧13伸长时的伸出长度。
开关6和油门限位块11分别通过开关回位弹簧7和油门限位块回位弹簧9安装在驾驶室地板10下方的支撑底座8上。
电子油门传感器电路和电磁铁电路，都由开关6控制接通或断开。
当司机右脚鞋跟落地，踩下开关6时，两个电路都接通。电磁铁电路接通便吸引油门限位块11上行且高于驾驶室地板10，对踏板3的行程起到限位作用。电子油门传感器电路接通后，供油量和踏板3的行程成正比。此时踏板3的往返行程起到的作用是加油和收油。当踏板3与油门限位块11接触时供油量达到最大。
当司机右脚鞋跟离地，开关6弹起，两个电路都断开。电磁铁电路断开后，油门限位块11被其回位弹簧9拉着下行且低于驾驶室地板10，对踏板3的行程不再起限位作用。电子油门传感器电路断开后，供油量始终保持怠速油量而和踏板3的行程无关。此时踏板3的往返行程起到的作用是刹车和解除刹车。
踏板3分为上下两部分，上部表面使用采用摩擦系数大的材料或形式，确保刹车时脚掌不打滑；下部表面使用摩擦系数小的材料形式，确保加油、收油的过程中脚掌能够滑动顺畅。
刹车回位弹簧13的刚度远大于油门回位弹簧16，使司机知道已经开始刹车及调整刹车的程度。
本发明的有益效果：
1、本发明公开的一种刹车和油门踏板总成，只有一套踏板3，当鞋跟落地踩下开关6时是油门踏板；当鞋跟离地，开关6弹起后则是刹车踏板，比传统方案节省1个踏板。
2、本发明加油、刹车切换时无需更换踏板。只要牢记“落地加”(鞋跟落地加油)，“离地刹”(鞋跟离地刹车)即可，而鞋跟离地或落地可通过触觉直接感知，无需判断。而且，鞋跟落地，最便于脚掌经踝关节发力(力小)，“点击”踏板下部，从而实现加油、收油。鞋跟离地，脚掌经膝关节发力(力大)，最便于踩下、抬起踏板上部，从而实现刹车、解除刹车。这和传统方案的规范操作完全一致。
3、通过踏板力的突然变化，司机能准确知道何时已经开始刹车，何时完全解除刹车，便于司机落脚时能准确踩下开关6，准确实现油门踏板和刹车踏板的切换。
基于以上三点，使本发明方案即能可靠防止刹车误踩油门，又缩短了踏板更换时间，且缩短的时间及相应的距离是在制动器工作之前，从制动器开始工作(此刻汽车的制动警告灯亮起)到停车的时间和距离并没缩短，不会增大后车追尾的风险，还有利于司机减轻精神及肢体疲劳。
附图说明
图1传统方案加油与刹车操作切换示意图；
图2本发明加油操作图(油门未到底时)；
图3本发明踏板用作油门踏板时的电路图；
图4本发明加油操作图(油门到底时)；
图5本发明踏板用作刹车踏板时的电路图；
图6本发明刹车操作图；
图7本发明踏板表面结构图。
附图标记如下：1-踏板连杆固定铰链，2-踏板连杆，3-踏板，4-脚，5-腿，6-开关，7-开关回位弹簧，8-支撑底座，9-油门限位块回位弹簧，10-地板，11-油门限位块，12-驾驶室前围，13-刹车顶杆回位弹簧，14-刹车顶杆，15-油门顶杆，16-油门顶杆回位弹簧，17-传统油门踏板，18-传统刹车踏板。
具体实施方式
下面以具体实施例方式对本发明技术方案作进一步解释和说明。
如图2所示，一种刹车和油门踏板总成，主要包括：踏板3、踏板连杆2、踏板连杆固定铰链1、开关6、开关回位弹簧7、油门限位块11、油门限位块回位弹簧9、刹车顶杆14、刹车顶杆回位弹簧13、油门顶杆15、油门顶杆回位弹簧16。用于安装开关回位弹簧7和油门限位块回位弹簧9的支撑底座8。
踏板3固定在踏板连杆2上，踏板连杆2通过踏板连杆固定铰链1与驾驶室前围12连接或者与单独的支架连接。
油门顶杆15和刹车顶杆14安装在驾驶室前围12上，并且位于踏板连杆2的运动方向上；此外，油门顶杆15位于刹车顶杆14的上方，油门顶杆15在油门顶杆回位弹簧16伸长时的伸出长度大于刹车顶杆14在刹车顶杆回位弹簧13伸长时的伸出长度。
开关6和油门限位块11分别通过开关回位弹簧7和油门限位块回位弹簧9安装在驾驶室地板10下方的支撑底座8上。
电子油门传感器电路和电磁铁电路，都由开关6控制接通或断开。
当司机右脚鞋跟落地，踩下开关6时，两个电路都接通。电磁铁电路接通便吸引油门限位块11上行且高于驾驶室地板10，对踏板3的行程起到限位作用。电子油门传感器电路接通后，供油量和踏板3的行程成正比。此时踏板3的往返行程起到的作用是加油和收油。当踏板3与油门限位块11接触时供油量达到最大。
当司机右脚鞋跟离地，开关6弹起，两个电路都断开。电磁铁电路断开后，油门限位块11被其回位弹簧9拉着下行且低于驾驶室地板10，对踏板3的行程不再起限位作用。电子油门传感器电路断开后，供油量始终保持怠速油量而和踏板3的行程无关。此时踏板3的往返行程起到的作用是刹车和解除刹车。
【加油、收油操作】
如图4所示，进行加油操作时，首先脚跟着地以踩下开关6，此时用于控制供油量的电子油门传感器电路和用于吸附油门限位块11的电磁铁电路都导通(如图3)，油门限位块11被电磁力吸附，克服其回位弹簧9向下的拉力，高出驾驶室地板10，从而对踏板3起到限位作用。在此基础上，踝关节用力，脚掌“点击”踏板3的下半部分，连杆2推动油门顶杆15，克服油门回位弹簧16的阻力左移即为加油，当踏板3碰到限位块11时即是油门到底(供油量最大)的状态(如图4)；反之脚跟着地，脚掌抬起，即为收油，油门顶杆15弹出，实现收油操作。
【刹车、解除刹车操作】
如图6所示，在进行刹车操作时，首先必须抬起脚，使脚跟离地；同时开关6在开关回位弹簧7的作用下弹起，从而使用于控制供油量的电子油门传感器电路和用于吸附油门限位块11的电磁铁电路都断路(如图5)，此时由于用于控制供油量的电子油门传感器电路处于断路状态，加油量不随踏板3的移动而变化，一直保持怠速供油量；同时由于电磁铁电路处于断路状态，则电磁铁对油门限位块11的吸附力消失，回位弹簧9将油门限位块11下拉至低于地板10的位置，而不再对踏板3起限位作用。然后用脚掌向前登踏板3，踏板连杆2先推动油门顶杆15克服油门回位弹簧16的阻力左移，继续左移则推动刹车顶杆14克服刹车回位弹簧13的阻力实现刹车动作，刹车回位弹簧13的刚度应当远大于油门回位弹簧16，司机会感到踏板阻力明显的变化，使司机知道已经开始刹车及调整刹车的程度。
解除刹车的操作与此相反。解除刹车时当踏板阻力突然变小，司机知道已经完全解除了刹车，此时脚自然下落，脚跟会准确踩下开关6，刹车踏板又转变为油门踏板。
为了使以上操作流畅进行，踏板3分为上下两部分，上部表面使用采用摩擦系数大的材料或形式，确保刹车时脚掌不打滑；下部表面使用摩擦系数小的材料形式，确保加油、收油的过程中脚掌能够滑动顺畅。

Claims (3)

1.一种刹车和油门踏板总成，其特征在于，该总成主要包括：踏板（3）、踏板连杆（2）、踏板连杆固定铰链（1）、开关（6）、开关回位弹簧（7）、油门限位块（11）、油门限位块回位弹簧（9）、刹车顶杆（14）、刹车顶杆回位弹簧（13）、油门顶杆（15）、油门顶杆回位弹簧（16）和用于安装开关回位弹簧（7）和油门限位块回位弹簧（9）的支撑底座（8）；
踏板（3）固定在踏板连杆（2）上，踏板连杆（2）通过踏板连杆固定铰链（1）与驾驶室前围（12）连接或者与单独的支架连接；
油门顶杆（15）和刹车顶杆（14）安装在驾驶室前围（12）上，并且位于踏板连杆（2）的运动方向上；此外，油门顶杆（15）位于刹车顶杆（14）的上方，油门顶杆（15）在油门顶杆回位弹簧（16）伸长时的伸出长度大于刹车顶杆（14）在刹车顶杆回位弹簧（13）伸长时的伸出长度；
开关（6）和油门限位块（11）分别通过开关回位弹簧（7）和油门限位块回位弹簧（9）安装在驾驶室地板（10）下方的支撑底座（8）上；
电子油门传感器电路和电磁铁电路，都由开关（6）控制接通或断开；
当司机右脚鞋跟落地，踩下开关（6）时，两个电路都接通；电磁铁电路接通便吸引油门限位块（11）上行且高于驾驶室地板（10），对踏板（3）的行程起到限位作用；电子油门传感器电路接通后，供油量和踏板（3）的行程成正比；此时踏板（3）的往返行程起到的作用是加油和收油；当踏板（3）与油门限位块（11）接触时供油量达到最大；
当司机右脚鞋跟离地，开关（6）弹起，两个电路都断开；电磁铁电路断开后，油门限位块（11）被其回位弹簧（9）拉着下行且低于驾驶室地板（10），对踏板（3）的行程不再起限位作用；电子油门传感器电路断开后，供油量始终保持怠速油量而和踏板（3）的行程无关；此时踏板（3）的往返行程起到的作用是刹车和解除刹车。
2.根据权利要求1所述的刹车和油门踏板总成，其特征在于，踏板（3）分为上下两部分，上部表面使用采用摩擦系数大的材料，下部表面使用摩擦系数小的材料。
3.根据权利要求1所述的刹车和油门踏板总成，其特征在于，刹车回位弹簧（13）的刚度远大于油门回位弹簧（16）。
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