CN117043707A - 带线性踏板阻力和旋转阻尼器/位置传感器组件的车辆制动踏板 - Google Patents

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Abstract

一种车辆制动踏板，其包括底座和联接至所述底座并且能够相对于所述底座旋转的踏板臂。线性踏板阻力组件在所述底座和所述踏板臂之间延伸，并且适于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻力。旋转踏板阻尼器组件与所述底座相连并且适于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻尼力。旋转踏板位置传感器组件与所述底座相连并且适于响应于所述踏板臂的旋转感测所述踏板臂的位置。在一个实施例中，线性踏板阻力组件包括外壳，其具有适于响应于所述踏板臂的旋转压缩并且对所述踏板臂施加阻力的所述多个弹簧。

Description

带线性踏板阻力和旋转阻尼器/位置传感器组件的车辆制动 踏板
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2021年4月2日提交的美国临时专利申请序列号63/169,976的优先权和申请日利益，其全部公开内容明确整体援引纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种车辆制动踏板，其具有线性踏板阻力组件、旋转阻尼器组件和旋转位置传感器组件。
背景技术
线控制动车辆制动踏板未利用常规真空或液压系统来制动。
期望在线控制动车辆制动踏板中复制或模拟常规真空或液压制动系统的感觉。
本发明涉及一种线控制动车辆踏板，其包括线性踏板阻力组件和旋转阻尼器组件，它们一起复制或模拟常规真空或液压制动系统的阻力感和阻尼感。
本发明还涉及引入踏板力传感器的线性踏板阻力组件和旋转踏板位置传感器组件。
发明内容
本发明整体涉及一种车辆制动踏板，其包括底座、联接至所述底座并且能够相对于所述底座旋转的踏板臂、在所述底座和所述踏板臂之间延伸并且适于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻力的线性踏板阻力组件、与所述底座相连并且适于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻尼力的旋转踏板阻尼器组件以及与所述底座相连并且适于响应于所述踏板臂的旋转感测所述踏板臂的位置的旋转踏板位置传感器组件。
在一个实施例中，线性踏板阻力组件包括带有多个弹簧的外壳，所述弹簧适用于响应于所述踏板臂的旋转压缩并且对所述踏板臂施加阻力。
在一个实施例中，所述线性踏板阻力组件包括踏板力传感器。
在一个实施例中，所述车辆制动踏板还包括位于所述底座上的轴杆，所述踏板臂联接至所述轴杆并且能够相对于所述轴杆旋转，所述旋转踏板阻尼器组件和所述旋转踏板位置传感器组件与所述轴杆共线地定位。
从下文对本发明实施例的详细描述、附图和所附权利要求书将更加容易了解本发明的其他优势和特点。
附图说明
通过对以下附图的描述，可以最佳地理解本发明的这些及其它特征：
图1为根据本发明的车辆制动踏板的立体图，其具有线性踏板阻力组件、旋转阻尼器组件和旋转位置传感器组件；和
图2是图1中示出的车辆制动踏板的竖向横截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的车辆制动踏板组件10，其包括线性踏板阻力组件或模块或构件或模拟器100、旋转踏板阻力/阻尼器组件200和旋转制动踏板位置传感器组件300。
车辆制动踏板组件10包括底座/支架12和细长制动踏板臂14，该细长制动踏板臂在一端枢转连接至轴杆15，该轴杆15在底座/支架12上间隔开的底座/支架臂12A和12B之间延伸，以允许踏板臂14相对于踏板底座/支架12逆时针/接合/制动地和顺时针/脱离接合/非制动地旋转和运动。该轴杆15为踏板臂14限定出旋转枢转点和旋转枢转轴线。
线性踏板阻力组件100通过以下方式可操作地联接到制动踏板组件10，即在底座/支架12上的臂17与踏板臂14的下侧之间延伸，并且进一步其第一端支架或球头螺栓122可操作地联接到踏板臂14的下侧，并且图2中示出的相对的第二端支架或可调节孔眼123联接至踏板底座/支架12上的臂17。
线性踏板阻力组件100大致成型为且形状设计为细长中空柱形或壳体或管，其包括具有外周壁132的第一居中大致柱形细长中空内部柱体或管状壳体或套筒130，该外周壁132限定并形成内部中空细长柱形或管状容器或空腔或腔室134。
第一密封帽或筒或压盖或保持件112遮盖并密封套筒130的一端。端部支架123包括用于固定至套筒130的内螺纹的外螺纹并且覆盖和密封套筒130的相对端。
踏板阻力组件100还包括细长轴杆或杆件140，该细长轴杆或杆件以与套筒130和踏板阻力组件100的纵轴线大体共线的方式大致居中地延伸经过套筒130的腔室134的内部。
轴杆或杆件140包括延伸穿过周向套筒支架或轴环141的内部并固定在其中的第一端，该周向套筒支架或轴环141从端部支架123向内伸入到套筒130内的腔室134的内部。轴杆或杆件140的相对端延伸入第二柱形套筒150的内部，该第二柱形套筒150延伸穿过密封盖或压盖或保持件112并且延伸入套筒130的腔室134的内部。
踏板阻尼器活塞146位于套筒130的腔室134内，并且固定至且包围第二套筒150的端部。踏板阻尼器活塞146能够在腔室134的内部沿着套筒130和踏板阻力阻尼组件100二者的纵轴线线性运动。
一对阻力弹簧或螺旋弹簧154和155也位于套筒130的腔室134中。阻力弹簧154包围套筒支架或轴环141并且包括抵靠端部支架123的第一端。阻力弹簧155包围阻力弹簧154和套筒支架或轴环141并与其间隔开，并且包括抵靠端部支架123的一端和抵靠踏板阻尼器活塞146的相对端。
踏板阻力组件100进一步还包括周向延伸且大致管状的外罩161，该外罩包括周向延伸的外壁162，该外壁162限定出内腔163且包括包围踏板阻力组件或模块100的套筒130的壁132的第一开口端和限定封闭相对端的相对径向端壁。
第二套筒150以与踏板阻力组件100的纵轴线共线的方式延伸穿过外罩161的内腔163，并且延伸入套筒130的内腔134。
阻力螺旋弹簧167以与踏板阻力组件100的纵轴线共线的方式位于套筒150的内部并且纵向延伸通过其中。螺旋弹簧167的第一端包围轴杆或杆件140的端部。
阻力螺旋弹簧168通过以下方式位于外罩161的腔室163的内部并纵向延伸通过其中，即与踏板阻力组件100的纵轴线共线并且进一步包围第二套筒150且与其间隔开，其中第一端抵靠包围套筒150的保持件112，并且相对端抵靠外罩161的封闭端壁162B。
踏板阻力组件100还包括踏板力感测模块或构件或组件170，其包括用于彼此抵靠的力传感器板172和力传感器基板174的外壳171。外壳171以及由此踏板力感测模块170位于支架122与外罩161之间。
在一个实施例中，力传感器基板174是其上安装有本领域已知的惠斯通电桥应变仪元件(未示出)的应变仪基板的实施例，该惠斯通电桥应变仪元件适于响应于基板的变形而生成电信号，该基板的变形响应于由力传感器板172和球头螺栓123在其上施加的压缩力，所施加的压缩力响应于下压车辆踏板臂14。
踏板力感测模块或构件170还包括球头螺栓或支架122，该球头螺栓或支架122包括轴环122B和轴杆122A，轴环122B抵靠力传感器板172的外表面，轴杆122A延伸穿过力传感器板172的中心和外壳171。球头螺栓122、轴环122B和螺纹轴杆122A均以与线性踏板阻力组件100的纵轴线共线的方式定位。
在所示实施例中，第一级外踏板力阻力弹簧155、第一级内踏板力阻力弹簧167、第二级踏板力阻力弹簧168和第三级踏板力阻力弹簧154都以彼此共线且与踏板阻力组件100的纵轴线共线的方式定位和定向。
此外，在所示实施例中，第一级阻力外弹簧155包围第三级阻力弹簧154并与其间隔开，并且两者均布置在且定位在踏板阻力组件100一端、位于踏板阻力组件100的端部支架123的内部部件与活塞146之间，而第二级阻力弹簧168包围第一级内部踏板力阻力弹簧167并与其间隔开，并且两者均布置在且定位在踏板阻力组件100的相对端、位于阻力模块160的端壁162B与压盖112之间。
由此，在所示实施例中，踏板阻力组件100共包括四个踏板力阻力弹簧，其中两个此类阻力弹簧154和155位于踏板阻力组件100的一端，另外两个此类阻力弹簧167和168位于线性踏板阻力组件100的相对端，其中踏板阻尼器活塞146定位且布置在阻力弹簧154和155与阻力弹簧167和168之间并且将它们分开。
同样，在所示实施例中，踏板力感测模块170位于踏板阻力组件100的一端。
踏板阻力组件100适于在具有线控制动系统的车辆操作过程中响应于踏板臂14的行进或运动或行程而对踏板臂14产生线性阻力和阻尼力，并且模拟具有常规真空或液压制动系统的车辆的阻力感和阻尼感。
还应当理解，下压车辆踏板臂14导致球头螺栓122对踏板力传感模块170的力传感板172施加线性压缩力，这导致力传感基板174变形，进而导致生成与电气控制单元(未示出)通信的电信号。该电气控制单元联接至踏板力传感模块170以接收车辆踏板14的感测和测量的力。
旋转踏板阻力/阻尼组件200包括如图1所示的外部中空柱形或外壳或管或外壳202，其联接至底座/支架臂12A的外侧面并且从该外侧面处朝外延伸。
虽然附图中未示出但应理解的是，旋转踏板阻力/阻尼组件200的内部包括适用弹簧或类似结构以响应于踏板臂14的旋转生成阻力或阻尼力并且通过轴15对踏板臂14施加阻力或阻尼力。
旋转制动踏板位置传感器组件300以与旋转踏板阻力/阻尼组件200共线并且间隔开的方式从另一个底座/支架臂12B的外侧面向外延伸。
组件200和300与轴杆15共线地定位。
虽然附图中未示出但应理解的是，旋转踏板位置传感器组件300包括适用的接触结构或非接触结构，以允许响应于踏板臂14相对于踏板底座/支架12的旋转确定踏板臂14的位置，该结构例如包括非接触式霍尔效应传感器结构，其包括位于轴杆15的径向端面上的磁体以及位于旋转踏板位置传感器组件300的外壳内部的霍尔效应传感器(比如霍尔效应传感器集成电路IC)，该霍尔效应传感器适于感测由联接至轴杆15的磁体生成的磁场的大小和方向的变化，以感测和测量轴杆15的旋转位置，并且由此感测和测量踏板杆14的位置。
在不脱离本发明的新颖特征的精神和范围的情况下，可以对如上所述的本发明的车辆制动踏板的实施例进行许多变化和修改。应当理解，不旨在或不应该推断出对本文所示实施例的限制。当然，旨在通过所附权利要求来覆盖所有这些落入权利要求范围内的修改。

Claims (12)

1.一种车辆制动踏板，其包括：
底座；
踏板臂，其联接至所述底座并且能够相对于所述底座旋转；
线性踏板阻力组件，其在所述底座和所述踏板臂之间延伸，并且适于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻力；
旋转踏板阻尼器组件，其与所述底座相关联并且适于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻尼力；和
旋转踏板位置传感器组件，其与所述底座相关联并且适于响应于所述踏板臂的旋转感测所述踏板臂的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆制动踏板，其中所述线性踏板阻力组件包括带有多个弹簧的外壳，所述弹簧适用于响应于所述踏板臂的旋转而压缩并且对所述踏板臂施加阻力。
3.根据权利要求1所述的车辆制动踏板，其中所述线性踏板阻力组件包括踏板力传感器。
4.根据权利要求1所述的车辆制动踏板，还包括位于所述底座上的轴杆，所述踏板臂联接至所述轴杆并且能够相对于所述轴杆旋转，所述旋转踏板阻尼器组件和所述旋转踏板位置传感器组件定位成与所述轴杆共线。
5.一种车辆制动踏板，其包括：
底座；
踏板臂，其连接至所述底座并且能够相对于所述底座旋转；
线性踏板阻力组件，其在所述底座与所述踏板臂之间延伸，并且适于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻力，所述线性踏板阻力组件包括：
外壳；
第一端部支架，其可操作地连接至所述踏板臂的下侧；
第二相对端部支架，其联接至所述底座；和
多个弹簧，其适用于响应于所述踏板臂的旋转而压缩并且对所述踏板臂施加阻力。
6.根据权利要求5所述的车辆制动踏板，其中所述第一端部支架包括球头螺栓，第二端部支架包括可调节孔眼。
7.根据权利要求5所述的车辆制动踏板，其中所述线性踏板阻力组件包括可移动套筒，所述可移动套筒为由所述外壳内部的外周壁限定的细长中空柱形。
8.根据权利要求7所述的车辆制动踏板，其中所述线性踏板阻力组件包括覆盖并且密封所述套筒的一端的密封盖。
9.根据权利要求7所述的车辆制动踏板，其中所述线性踏板阻力组件包括轴杆，所述轴杆以与所述套筒和所述线性踏板阻力组件的纵轴线基本共线的方式基本居中地延伸穿过所述细长中空柱形。
10.根据权利要求7所述的车辆制动踏板，其中适于响应于所述踏板臂的旋转而压缩并且对所述踏板臂施加阻力的所述多个弹簧包括：
位于所述外壳的一端的第一弹簧和第二弹簧，它们能够响应于所述套筒在所述外壳内的滑动运动而压缩；和
位于所述外壳的相对端的第三弹簧和第四弹簧，它们能够响应于所述套筒在所述外壳的内部空腔的滑动运动而压缩。
11.根据权利要求5所述的车辆制动踏板，包括旋转踏板阻尼器组件，其与所述底座相关联并且适用于响应于所述踏板臂的旋转对所述踏板臂施加阻尼力。
12.根据权利要求11所述的车辆制动踏板，包括旋转踏板位置传感器组件，其与所述底座相关联并且适用于响应于所述踏板臂的旋转感测所述踏板臂的位置。
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