专利名称：控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的控制装置。本发明还涉及一种如后附权利要求14前序部分所述的方法。
轿车和其它机动车的控制装置通常包括踏板控制装置。例如，装有手动变速器的轿车通常包括三个单独的脚踏板，也就是，离合踏板、制动踏板和加速踏板，驾驶时，驾驶员需要利用其双脚操纵所述脚踏板。在装有自动变速器的轿车中，不设单独的离合踏板，驾驶时，可只用一只脚来操纵制动和加速踏板。但是，对于下肢严重残疾或完全失去下肢或完全失去下肢能力的残疾人，在没有单独的辅助装置的情况下，即使是使用装有自动变速器和脚踏板的轿车也是不可能的。
由于具有下肢限制行为能力的人只占车辆驾驶员总量中的一小部分，因此，对于车辆制造商而言，制造装有为这类残疾人单独设计的控制装置的车辆是不经济的。因此，对于具有限制行为能力的这些人来说，普通车辆设有辅助装置，且该辅助装置向后安装在所述车辆上，这就使得在驾驶时可利用手来操纵需要脚控的控制装置。通常，在装有自动变速器的轿车中进行这种改进，也就是，将制动和加速踏板的操作转化为通过手动进行操作。在所述的改进方案中，通常必须单独考虑具有行为限制能力的人的能力和其局限性，以便于充分满足人机工程学的要求。
下面将主要对现有技术中的一些有关将车辆踏板控制装置转化为手动操作的方案进行讨论。相对于本发明，其关注点集中于有关将力直接作用于车辆的原始踏板或者与其密切相关的车辆的其它机构上的技术方案。
US5129492公开了一种固定在轿车转向柱下面的手动控制装置，其中，采用与驾驶员手柄相连且主要由刚性杆构成的机械杠杆来作用于车辆的原加速踏板和制动踏板。当驾驶员朝其自身方向拉所述手柄或沿离开其自身的方向推手柄时，杠杆就可对加速踏板和制动踏板施压。
FR2745534公开了另一种机械手动控制装置，其也与车辆的转向柱相连，并包括位于驾驶员能及范围之内且安装在方向盘附近的手柄。当驾驶员沿转向柱方向移动手柄，也就是沿离开其自身的方向推手柄或朝自身方向拉手柄时，与手柄相连的机械杠杆就将运动传递给制动踏板。手柄沿所述运动的横向方向的运动将手柄的运动传递给带有护壳的金属线，该金属线又与控制车辆节气门位置的机构相连。
包括机械杠杆并以固定的方式固定到车辆上的手动控制装置，例如US5129492和FR2745534中的手动控制装置所普遍存在的问题是由于设有所述的杠杆，因此驾驶员操作手柄不能自由设置在车辆中所希望的位置上。另外，设置杠杆或类似的机械办法需要占用空间，特别是影响了驾驶员伸腿的空间。因此，在车辆由健康人驾驶的情况下，脚踏板就很难正常使用或者完全不能使用。当踏板由脚正常操纵时，手动控制装置中的杠杆或类似装置的运动以及手柄自身的运动也会妨碍正常驾驶。
US5813944公开了另一种手动控制装置，其中，驾驶员所用的手柄是一个其下端可相对于安装在支承结构上的轴转动的杆。所述手柄或手动杆向前或向后移动通过带有护壳的金属线传递给车辆的制动和加速机构。与包括刚性机械杆的上述装置的手柄相比，US5813944的手动控制装置的手柄在一定程度上更自由地设置在所需要的车辆位置上。但是，在该专利的手动控制装置的结构中，用于控制加速和制动机构的金属线从手柄的支承部分相互沿相反的方向延伸，这样就使得自由布置手柄更为困难。这是因为在不加强金属线操纵的情况下，由于金属线外壳与芯部之间的摩擦较大，上述金属线不能弯曲成比给定的最小半径更为突变的曲线。另外，为了确保灵敏地操纵金属线从而在使用时具有良好的响应，金属线的长度应尽可能的短，这样就使得在车辆中自由布置手柄更为困难。
而且，代替驾驶员自身的肌肉力量，一种已知的手动控制装置可将外部动力源产生的另一个力转化为作用于车辆踏板控制装置上的力。US4722416公开了一种技术方案，其中，用作手柄的操纵杆用于操纵控制阀，控制阀将液压泵产生的液压力传递给与制动和加速踏板相连的液压缸。该技术方案的优点是驾驶员只需要很小的力度就可移动操纵杆/手柄，其中，该技术方案特别适合于上肢残疾或上肢具有限制行为能力的人。但其缺点是工作时该装置需要外部动力源，例如液压泵，因此，手动控制装置的结构较为复杂且价格昂贵。另外，与所述机械方案相比，当使用操纵杆时，使用灵敏度通常较低。
在通过手柄进行制动或加速的过程中使用控制装置时的响应也就是手柄的反作用力或一种反馈感觉以及便于使用是安全使用车辆的一个重要的因素。在专利US5813944中就进行了考虑，与同一发明人的US5282522专利相比，该专利的另一个特点是改进了反馈感觉且因此便于驾驶员进行调整。但是，在这两个专利中，来自驾驶员手柄的力和运动是通过金属线传递给车辆控制装置的。在这些专利中，其目的是通过改变用于将手柄的运动传递给金属线的机构的传动比和结构来改善驾驶员的反馈感觉和调整能力。
在本发明中，主要目的是提供一种可利用车辆的原踏板控制装置并且简单和成本低廉的控制装置，从而克服现有技术的上述方案中所存在的缺陷和/或限制。另外，本发明的目的是提供一种用于将车辆的原踏板控制装置转化成可由安装在车辆内的一种控制装置进行操纵的方法。
为实现上述目的，本发明控制装置的特征主要在于独立权利要求1特征部分所述的特征。
本发明方法的特征主要在于独立权利要求14特征部分所述的特征。
其它从属权利要求限定了本发明的一些优选实施方式。
本发明是基于这样的发明新构思，即通过将作用于控制装置的致动装置上的由驾驶员自身肌肉力量所产生的力和运动不通过机械或类似的结构而是通过流体静压力来传递给车辆的一个或多个原脚踏板或与脚踏板密切相关的其它机构。
在本发明的一个优选实施例中，以这样的方式来实现，即控制装置的致动装置，例如控制装置的手柄，其产生的运动将力作用在与所述致动装置相连的第一液压缸的第一活塞装置上，由所述活塞装置的运动所产生的液压流体的体积流动和流体压力从该液压缸沿管道被导入到车辆踏板附近的另一个液压缸，液压缸第二活塞装置的运动和力又被传递给车辆踏板/踏板机构。因此，与控制装置的致动装置相连的所述第一液压缸、设置在车辆原脚踏板附近的第二液压缸以及连接所述液压缸的管道就构成一个独立的液压回路，除了驾驶员自身的肌肉力量外，该液压回路不包含其它外部动力源，例如伺服装置、液压泵或类似装置。因此，所述独立液压回路只通过驾驶员自身的肌肉力进行驱动。
在本发明的一个优选实施例中，当驾驶员沿第一方向例如离开自身的方向推用作致动装置的手柄时，通过上述形式的液压回路将力作用在车辆制动踏板机构上，而当驾驶员沿相反方向例如朝自身方向拉手柄时，通过与所述第一液压回路分离的一个液压回路以对应的方式将力作用在加速踏板机构上。所述方案易于使用，并可避免驾驶员不经意地同时使用加速和制动踏板。
在本发明的一个优选实施例中，控制装置的反馈感觉是最优化的，而且/或者驾驶员和/或车辆对控制装置性能的适应性可通过改变液压回路的所述第一和第二液压缸的活塞装置的面积比来进行调整。换句话说，改变所述面积比就可调整致动装置例如手柄的移动长度和产生所述移动所需的力，这是产生一定的运动和作用于车辆脚踏板机构上的力所必须的。
在本发明的一个优选实施例中，通过改变致动装置的杠杆臂长度，就可改善反馈感觉和/或调整驾驶员对控制装置性能的特定的适应能力。为了使其更精确，通过改变用于将致动装置的运动转化为第一液压缸中的活塞装置的运动的杠杆臂，就可使用于产生所述活塞装置运动的致动装置的运动的长度及其所需的力发生变化。
与现有技术的上述技术方案相比，本发明控制装置具有如下的大部分主要优点其中一些。
在本发明的控制装置中，驾驶员使用的致动装置可比现有技术解决方案更为自由地安装在车内选定位置上。例如，如果致动装置是一个手柄，该手柄可设置成由驾驶员的右手或左手进行操作。由于与致动装置相连的第一液压缸和与踏板机构相连的第二液压缸之间的连接可通过利用小直径的耐压密闭管或管道来实现，因此这是可能的。最好，例如使用塑料、橡胶或类似的柔性液压管，其中，当驾驶员坐到车辆座位上或从座位上起来时，或者车辆由踏板控制装置以正常的方式进行操作时，还可方便地将致动装置移到旁边。本发明控制装置的致动装置也可固定到例如驾驶员座位上，其中，当调整座位和方向盘之间的距离时，其可与座位一起移动。另外，本发明控制装置不包括任何会影响车辆其他乘客的部件。
如果需要，所述液压管或管道还可弯曲成突变的曲线或者装有单独的弯管配件、快卸接头或类似装置，而不会影响控制装置的灵敏度、反馈感觉或其它操作。这就使得可将管道以远离驾驶员进出通道并最好整齐地隐藏在车辆控制面板或类似装置的结构中的方式设置和安装在车辆上。在不损坏车辆原始车内饰品或其它结构的情况下，就可对液压管道进行安装。另外，液压管道的长度基本上是没有限制的，这就进一步便于将本发明的控制装置布置在车辆中。
与采用机械杠杆和金属线的现有技术解决方案相比，由控制装置的致动装置通过流体静压力传递给踏板机构的运动和力可为使用者带来更好的反馈感觉。例如，这是因为作用在液压回路中的摩擦比机械方案例如采用带护壳的金属线的方案保持得更稳定。另外，在本发明的技术方案中，其所存在的间隙或通常由于磨损而在机械杆连接中所形成的类似偏差或者影响反馈感觉的其它误差不会到达象很多现有技术的手动控制装置那样的程度。
由于本发明控制装置的所述第二液压缸布置成将力直接作用在车辆原踏板上，最好是作用在供脚使用的使用表面上方的踏板臂上，因此，在车内安装本发明控制装置只需作轻微的改动。所述液压缸很少占据车辆中供驾驶员伸腿所用的空间，且踏板还可由脚按照正常的方式使用。当踏板由脚使用时，本发明控制装置的致动装置或其它部件进行移动时不会妨碍驾驶员。
本发明的控制装置在发生意外的情况下其本身不会对驾驶员造成更大的伤害，而且也不会以任何方式影响车辆安全机构的工作。换句话说，由于本发明的控制装置不包括任何设置在驾驶员胸部或下肢前面的杆或其它刚性结构，因此，控制装置的结构部件在发生碰撞时不会对驾驶员造成更大的伤害。而且，为了吸收碰撞的能量，车辆制造商可设计成在碰撞发生时使车辆转向柱、控制面板或其它结构部件发生塌陷破坏。
本发明的控制装置结构简单、价格低廉，并可按照使驾驶员最符合人机工程学原理地进行使用的方式方便地安装在各种车辆上。驾驶员对本发明控制装置的反馈感觉良好，该控制装置使用方便、安全。
由于本发明控制装置与采用杆和金属线的已知机械方案一样可靠或者更为可靠，因此，本发明的控制装置可经官方认可用于公路运输中。
对于本领域技术人员来说，下面对本发明所进行的详细描述可更清楚地显示出本发明可能的实施方式以及本发明相对于现有技术所能获得的优点。
下面将结合附图对本发明进行详细描述，其中
图1是本发明控制装置的一个实施例及其工作过程的原理图；图2示出了图1所示实施例的控制装置在车辆脚踏板被脚正常踩踏时所处的位置；图3是图2中“X”区域的局部放大图；图4示出了图1所示实施例在开始上坡状态下的工作过程；图5是与车辆脚踏板相连的本发明控制装置的部件的布置图；图6是车辆驾驶室内本发明控制装置的部件的布置图；图7是本发明控制装置的致动装置的第二可替换实施例的原理图；以及图8是本发明控制装置的致动装置的第三可替换实施例。
为清楚起见，在下面的实施例和图1-8中，将通过控制装置的致动装置为手动操作的本发明的这种实施例来对本发明的方法和装置进行描述。但是，本发明实施例并不仅仅局限于手动操作的控制装置，本发明的控制装置也可部分或全部由具有限制行为能力的驾驶员的一个或多个其它身体部位以最符合其个人特点和技能的方式来进行操作。
图1是本发明控制装置HC的优选实施例的原理图。操作部分11包括一个致动装置也就是手柄13，手柄13的下端相对于轴12可进行转动，并装有压力装置14和15，当手柄13相对于轴12转动时，压力装置14和15就作用于活塞装置16和17上。所述活塞装置16和17设置在液压缸18和19内。所述第一液压缸18和19通过管道20和21与固定在车辆踏板机构附近的第二液压缸22和23相连。第一液压缸18、管道20和第二液压缸22构成一个单独的独立第一液压回路，相应地，液压缸19、管道21和液压缸23构成一个单独的独立第二液压回路。
如图1所示，当手柄13沿箭头所示方向朝手柄位置B移动时，压力装置14就压活塞装置16，从而活塞装置16使第一液压缸18的空间容积减小，并因此而使液压流体从第一液压缸18沿管道20流入到第二液压缸22中。所述第二液压缸22的活塞装置24被向外推在液压缸22内，并与手柄13的移动距离和作用于所述手柄上的力成比例地压缩脚踏板26。
当驾驶员从图1中的位置B反向将手柄13拉回正常位置A时，压在脚踏板上的力停止作用之后，脚踏板26就将返回到其松开位置，脚踏板26的松开位置在图1中由虚线进行表示。与此同时，脚踏板26的返回弹簧所产生的力或由另一个返回机构所产生的力也将活塞装置24和活塞装置16压回到正常位置，其方式是活塞装置16将跟随手柄13的移动而移动，并保持活塞装置16与压力装置14接触。除了车辆脚踏板26的返回机构以外，控制装置HC的第一液压缸18(和对应的液压缸19)和/或第二液压缸22(和对应的液压缸23)还可包括一个返回装置，例如弹簧，该返回装置可使所述液压缸的活塞装置返回到与手柄13的位置A相对应的松开位置。图1示出了安装在第一液压缸18和19内的返回装置28和29。以对应的方式，第二液压缸22和23也装有返回装置30和31，并将其设置在液压缸22和23的外部并相应地设置在活塞装置24和25的外部。下面将结合图2和3来详细地对该结构进行描述。
当活塞装置16和/或17在其自身的第一液压缸18和/或19中处于与手柄13的位置A相对应的正常(上端)位置时，包含在操作部分11中的容器35与所述第一液压缸相连。换句话说，当所述活塞装置处于其上端位置时，如果需要，液压流体就会从容器35经孔或类似装置流入到所述液压缸中，反之亦然。因此，当空气同时从所述液压缸排出时，例如在任何一个独立液压回路中出现流体不足/损失的情况下，所述液压回路的液压流体量可通过从容器35流出的流体来得到补充。以相应的方式，由热膨胀所产生的液压回路中液压流体的体积变化也会使液压流体从所述回路流入到容器35中。因此当手柄13处于位置A时，容器35可用作膨胀容器以避免所述液压回路出现所不希望的压力。当活塞装置16和17在相应的压力装置的压力作用下从其上端位置移动时，容器35和所述液压缸18之间或者容器35和液压缸19之间的联系就被切断，其中，所述独立液压回路可在驾驶员作用于手柄13上的力的作用下相应地产生压力。
在手柄13从正常位置A向位置B返回且驾驶员松开其所握的手柄13时，在上述返回机构的作用下，手柄13就会返回到正常位置A。为了确保如此，手柄13也可装有与轴12相连的单独返回装置，例如返回弹簧。上述与轴12相连的返回装置还可用于调整手柄13的反馈感觉。
如图1所示，当手柄13从正常位置A向位置B移动时，力将只作用于由液压缸18、管道20和液压缸22构成的第一液压回路中。由液压缸19、管道21和液压缸23构成的第二液压回路将保持在松开位置而不对脚踏板27产生作用。以相应的方式，当手柄13从正常位置A向位置C移动时，力将只作用于所述第二液压回路和脚踏板27。
图2示出了图1所示的本发明实施例在脚以正常方式踩踏车辆脚踏板26时所处的状态。在图2中，手柄13处于正常位置A。因此，由于包含在液压缸22内的活塞装置24不以静止方式固定到踏板26上，当脚正常操作脚踏板26时，手柄13将不从正常位置A移动。返回装置28和29和/或30和31将使手柄13保持在所述正常位置A。对于脚踏板27也具有相应的操作原理。图3是图2中“X”区域的详细放大图。
图3示出了连接到脚踏板26(或脚踏板27)上的第二液压缸22(或液压缸23)的有利实施方式的原理图。活塞装置24设置得可在液压缸22内移动，其方式是，在液压流体的体积流动和液压压力通过管道20的作用下，布置在所述液压缸和所述活塞装置外部的返回装置30，例如返回弹簧可使活塞装置24返回到其正常位置。
另外，液压缸22最好装有护管32，护管32可转动地与固定在脚踏板26的臂上的反作用件33相连。当脚正常踩踏所述脚踏板时，护罩32可与脚踏板26一起移动。护管32的作用是防止任何布置在车辆控制踏板下部的导体、导线等额外元件伸入到活塞装置24和踏板26之间的间隙中而使控制装置HC在使用过程中产生危险。另外，护管32可保护活塞装置24和液压缸22以避免砂子和灰尘影响其正常工作，如果需要，还避免活塞24相对于液压缸22移动。反作用件33最好使该反作用件面向活塞装置24的表面由柔性材料制成，其中，在使用控制装置HC的过程中，当活塞装置24碰击到反作用件33时，不会产生机械噪声。另外，活塞装置24面向反作用件33的端部表面可设置成柔性的。但是，所述表面也可是非柔性的，例如由金属制成。
图4示出了利用本发明控制装置上坡时控制装置HC的工作过程。当车辆沿行驶方向例如在交通灯方向停止在坡上时，驾驶员通过将手柄13朝位置B的方向向前压从而将力作用于制动踏板26上，就可将车辆保持在该位置上。当开始运动时，驾驶员可使手柄13从位置B经正常位置A向位置C移动。这样为防止车辆向后运动，驾驶员可同时将设置在手柄13上的操作杆41沿手柄13的臂的方向向上提起。通过杠杆装置42、43，操作杆41将力作用于液压缸18的活塞装置16上，其中，力还进一步作用在制动踏板26上。在驾驶员沿方向C将手柄13转到这种位置以使力作用在液压缸18的活塞装置17上，其方式是通过作用于加速踏板27而使车辆仍保持在坡上的位置时，驾驶员可松开操作杆41从而通过返回装置48的作用而使其返回到其正常位置。在因此而松开制动踏板26时，通过进一步朝位置C方向推手柄13就可使车辆加速运动。因此，通过使用控制装置HC，操作杆41可按照驾驶员的意图同时将力作用于车辆的加速和制动踏板上。
为了在驾驶员必须松开其所握的手柄13以便例如将带有自动变速器的车辆的齿轮选择装置从“空档”位置移动到“驱动”位置时，通过制动器使车辆保持在其所处的位置上，可利用图1所示的锁定杆44将手柄13的位置向位置B锁定在适当的位置上。换句话说，例如当起动车辆并开始行驶时，驾驶员首先在连接上车辆制动器的情况下向位置B推手柄13，此后，驾驶员向下沿手柄13的方向推设置在手柄13上的锁定杆44，将手柄13锁定在该位置。锁定杆44通过杆装置45和锁定装置46将手柄13相对于包括液压缸18和19在内的操作部分的框架部锁定在所述位置。操作部分11的框架部包括与锁定装置46中的锁定爪或类似件相配合的孔或类似装置，所述孔可防止所述锁定爪和手柄13向位置A转动，但通过进一步向位置B推手柄13可将制动器张紧在所需的位置上。这样就连接上制动器，驾驶员可松开其所握的手柄13，起动车辆发动机，并使齿轮选择装置从“空档”位置移动到“驱动”位置而不会不经意地使车辆产生运动。当开始运动时，驾驶员通过沿方向B轻轻地推手柄就可松开手柄13，其中，当松开装置47使锁定杆44向上移动到其正常位置时就可解除锁定，而不需要驾驶员去提起锁定杆44。当以上述方式解除锁定时，驾驶员的手就处于手柄13上并可利用手柄13以正常的方式使车辆开始运动。因此，锁定杆44使得可以与单独的手动制动装置相同的方式来使用本发明的控制装置。出于安全的考虑，将锁定杆44的操作布置成使手柄13不能被锁定在将力作用在加速踏板上的位置。而且，为了将锁定杆44从制动位置上松开，手柄13必须始终向方向B推，用于确保在锁定解除时，如果需要，驾驶员可通过手柄13本身继续进行制动。
图5示出了与车辆脚踏板相连的本发明控制装置HC的部件的一种可能的布置情况。如图5所示，液压缸22通过固定装置53固定在车辆驾驶室/框架的固定结构上，例如，驾驶室和发动机舱之间的防火壁。液压缸22可设置在踏板26的臂上，并位于所述踏板的枢轴51和踏板26的原有使用表面56之间的部位上。以相应的方式，液压缸23通过固定装置54固定在车辆的结构上，其方式是，该液压缸设置在位于所述踏板27的枢轴52上方的踏板臂上。为此，如果需要，可将辅助装置55固定到踏板27的臂上。而且，辅助装置55可包括杠杆机构等，通过杠杆机构液压缸23可设置得离踏板27更远一些。对于本领域技术人员，显然可通过多种方式将第二液压缸固定在车辆上，并且将包含在所述液压缸内的活塞装置的运动传递到车辆脚踏板或传递到与脚踏板相连的辅助机构上。
图6示出了本发明控制装置HC的不同部件在带有自动变速器的车辆中的一种可能的布置方式，其中，制动踏板26和加速踏板27可通过操作部分11中的手柄13来进行操作。最好，控制装置的操作布置成在驾驶员朝其自身方向拉手柄13时，力就作用于加速踏板27，而且，以相应的方式，当驾驶员沿离开其自身的方向推手柄13时，力就作用于制动踏板26。与图6所示的实施例相对比，操作部分11可相对于方向盘61设置在需要的位置上，将其设置在方向盘61右侧或左侧的需要位置上。因此，致动装置13例如手柄可布置成由驾驶员的右手或左手进行操作。操作部分11可以固定的方式或以可方便地将该操作部分11从使用位置U拆下并置于非使用位置NU(图6中虚线所示)的方式固定在车辆驾驶室内的结构上。在非使用位置NU，操作部分11位于驾驶员上下车辆所经通道之外的地方，例如，当驾驶员下车或上车时，放置在驾驶员座位上。在非使用位置NU，操作部分11还可通过脚踏板以正常的方式来驱动车辆，而不会妨碍驾驶员或乘客。可通过可枢转的臂或类似装置将操作部分11安装在驾驶室结构上，其中，操作部分11可从使用位置U转动/移动到非使用位置NU，而不必将操作部分11实际从车辆上取下。操作部分11的非使用位置NU也可是这样的一个位置，与使用位置U相比，只转动操作部分11从而使手柄13基本上指向车辆的前方或后方，其中，手柄13很少妨碍驾驶员的动作。最好，操作部分11可锁定在使用位置U和非使用位置NU，以免在驾驶车辆过程中不经意地移动操作部分11。另外，当操作部分11处于非使用位置NU时，可将操作部分11的手柄13锁定保持不动。除了固定结构以外，操作部分11也可固定到驾驶员座位62上，其中，例如，为适合于驾驶员进行驾驶而调整座位和方向盘61之间的距离时，操作部分可与所述座位一起移动。操作部分11还可布置成随着方向盘61的运动而运动。
当液压管道20和21的材料采用柔性耐压密闭管时，在不将管道20和21从操作部分11上取下的情况下，就可使操作部分11以上述的方式从使用位置U移动到非使用位置NU。当然，如图6所示，管道20和21还可装有接头63和64，例如，快卸接头，这使得可在适当的位置处卸下或切断所述管道，而不会使液压流体从管道20和21中泄漏出来和/或使空气进入到管道中。因此，可快速和方便地将操作部分11完全从车辆上卸下。
另外，图7和8是本发明控制装置HC的操作部分11的另外一些实施例的原理图，其更详细地示出了对有关控制装置的反馈感觉方面的因素进行调整的可能性。
图7是本发明控制装置HC的操作部分11的一个实施例的原理图，其中，第一液压缸18和19布置成可在其下端沿手柄13的移动方向相对于轴71在该手柄前方和后方进行转动，其方式是，手柄13上端和下端之间的臂部直接作用在活塞装置16和17上。如下的方式可影响控制装置HC的反馈感觉和/或驾驶员或车辆对手动控制装置的适应性。例如，通过改变液压缸18和构成手柄枢轴的轴71之间的距离，如图7中虚线所示，就可改变用于将手柄13的运动转化为活塞装置16的运动的杠杆臂的长度。换句话说，可通过上达的方式来改变用于使所述活塞装置在给定距离产生运动的手柄13的运动长度及其所需的力。在图7的原理图所示操作部分11的实施例中，由于液压缸18和19设置在距手柄13的轴71具有不同距离的位置处，因此，液压缸18和19的活塞装置16和17的杠杆臂是不同的。
通过改变构成独立液压回路并位于操作部分11中的第一活塞装置的表面面积与作用于踏板的第二活塞装置的表面面积之间的比值，就可改变反馈感觉和/或驾驶员或车辆的适应性。在图7所示的实施例中，可选择第一液压缸18和19具有不同的直径，其中，如果作用于脚踏板26和27的第二液压缸22和23具有相同的直径，手柄13的运动就对不同的踏板具有不同的作用。
另外，图8是操作部分11的一个实施例的原理图，其中，第一液压缸18和19设置在由手柄13的轴71构成的枢转点的不同侧面上。这就使得可将操作部分11中的所述液压缸都沿手柄13的移动方向进行设置，例如，设置在手柄的前方，例如，这可使液压管道20和21相应地沿操作部分11前面的自然路线向前延伸。这样在一些情况下就便于将操作部分11安装到车辆驾驶室中。图8通过虚线在原理上还示出了一种可能的调整形式，液压缸19可以在距轴71具有不同距离的位置上进行移动，从而以前面所描述的方式来调整作用在所述液压缸上的杠杆臂。
与正常人相比，下肢限制行为能力的人通常使用手的能力也受到限制，因此，以上述的方式安装控制装置HC以及可按照人机工程学的原理将其调整为最适合于每一个驾驶员操作是非常重要的。而且在一定程度上，安装控制装置HC的各种车辆在使用脚踏板所需的力以及脚踏板路径长度方面也互不相同。因此，由于具有上述的可调整性，因此，本发明控制装置还可很方便地安装到不同的车辆上。在使用控制装置HC过程中，使用车辆制动器的制动垫所引起的磨损也应考虑，这会扩大车辆制动踏板的下降量。因此，在用于制动的液压回路中，将活塞装置的运动路径设置得足够长以弥补制动踏板下降量的增大。
对于本领域技术人员，显然，本发明的实施方式并不仅仅局限于上述的例子，在本发明权利要求书所限定的发明构思内还可作出各种的变型。
在本发明的控制装置中，可采用任何适当的、基本上不可压缩且防冻的流体来作为液压流体。流体也可以是液压油以外的另一种流体。
第一和第二液压缸的结构可以是这样任何的结构形式，其中，采用O形密封圈来密封液压缸中的活塞，或者可设置由适当材料(例如Teflon)制成的活塞结构，以便在液压缸中不设置单独密封的情况下进行工作。最好，第一液压缸18和19通过直接在操作部分11的框架内机加工所述液压缸而制成。但是，也可使用固定在操作部分11框架上的、作为单独部件的适当液压缸。
液压管道20和21可由任何适当的材料制成。如果需要，液压管道也可利用刚性金属管制成。
对于本领域技术人员，显然，如果需要，也可通过采用现有技术中已知的技术方案将本发明控制装置中的独立第一液压回路18、20、22和/或独立第二液压回路19、21、23设置为双倍的。例如，在作用于制动踏板的第一液压回路18、20、22中，可使用两个第一液压缸18，所述液压缸并行作用于操作部分11中，且分别通过单独的管或管道20与并行操作且作用于制动踏板26的两个第二液压缸22相连。通过这种结构，可提高控制装置的可靠性，因为在两个并行液压回路中的任何一个损坏的情况下，剩下的一个液压回路仍可将力作用在车辆制动踏板上。
与前述实施例相对比，操作部分11可设置在驾驶员所能及的车辆范围内，其方式是，在手柄13的使用位置，手柄13可沿侧向、向下或沿可按人机工程学的方式适合于驾驶员操作的其它位置方向延伸。还可沿大致相应于车辆运动方向的方向以外的另一个方向移动手柄13，将力作用于脚踏板。另外，本发明的控制装置HC可具有单独的手柄来将力作用在不同的液压回路和不同的脚踏板上。
本发明的实施例并不仅仅局限于手动控制装置，本发明的控制装置还可部分或全部由具有限制行为能力的驾驶员的一个或多个其它身体部位以最符合其个人特点和能力的方式来进行操作。
权利要求
1.一种用于操纵车辆的一个或多个脚踏板控制装置(26、27)的控制装置(HC)，其特征在于该控制装置(HC)包括用于将作用于该控制装置(HC)的致动装置(13)的驾驶员以其自身肌肉力所产生的运动和力通过流体静压力传递给一个或多个车辆脚踏板控制装置(26、27)的装置(11、12、22；11、21、23)。
2.根据权利要求1所述的控制装置(HC)，其特征在于该控制装置(HC)包括至少一个布置在驾驶员所能及范围内的操作部分(11)，至少一个包括在该操作部分(11)中并设置成可相对于操作部分(11)移动的致动装置(13)，至少一个包括在操作部分(11)中的第一液压缸(18、19)，且活塞装置(16、17)属于该第一液压缸，用于将致动装置(13)的运动传递给第一液压缸(18、19)的活塞装置(16、17)的机构(13、14、15)，至少一个布置成可作用于车辆脚踏板控制装置(26、27)的第二液压缸(22、23)，且活塞装置(24、25)属于该第二液压缸，至少一个用于连接第一(18、19)和第二(22、23)液压缸的管/管道(20、21)，所述第一液压缸(18、19)、管/管道(20、21)以及第二液压缸构成至少一个第一独立液压回路(18、20、22；19、21、23)。
3.根据权利要求2所述的控制装置(HC)，其特征在于控制装置(HC)包括用于不同的车辆脚踏板控制装置(26、27)的单独的独立液压回路(18、20、22；19、21、23)。
4.根据权利要求3所述的控制装置(HC)，其特征在于控制装置(HC)包括一个致动装置(13)，该致动装置(13)布置成可通过第一独立液压回路(18、20、22)而作用于车辆第一脚踏板控制装置(26)，例如，制动踏板，并可通过第二独立液压回路(19、21、23)作用于车辆第二脚踏板控制装置(27)，例如，加速踏板。
5.根据权利要求4所述的控制装置(HC)，其特征在于致动装置(13)布置成当驾驶员沿第一方向移动/转动所述致动装置(13)时就作用于所述第一液压回路(18、20、22)，且致动装置(13)布置成当驾驶员沿相反方向转动/移动所述致动装置(13)时就作用于所述第二液压回路(19、21、23)。
6.根据权利要求4或5所述的控制装置(HC)，其特征在于液压回路(18、20、22；19、21、23)包括一个或多个用于在致动装置(13)结束作用后使所述液压回路返回到其正常位置的装置(28、30；29、31)。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的控制装置(HC)，其特征在于为了根据驾驶员和/或车辆来调整控制装置(HC)的性能，可将与液压流体相互作用的第一液压缸(18、19)的活塞装置(16、16)的横截面面积相对于同一液压回路(18、20、22；19、21、23)中第二液压缸(22、23)的活塞装置(24、25)的相应面积进行变化/改变。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的控制装置(HC)，其特征在于为了根据驾驶员和/或车辆来调整控制装置(HC)的性能，可对用于将致动装置(13)的运动和力传递给第一液压缸(18、19)的活塞装置(16、17)的机构的性能进行变化/改变，例如，变化/改变所述机构(13、14、15)的传动比和/或构成该机构的一个或多个杠杆臂的长度。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的控制装置(HC)，其特征在于致动装置(13)包括用于将所述致动装置锁定在位置(B)上的装置(44、45、46)，在该位置，控制装置(HC)作用于车辆制动踏板(26)。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的控制装置(HC)，其特征在于致动装置(13)包括用于在致动装置(13)处于位置(C)的情况下作用于车辆制动踏板(26)的装置(41、42、43)，在该位置，控制装置(HC)同时作用于车辆加速踏板(27)。
11.根据权利要求2-10中任一项所述的控制装置(HC)，其特征在于控制装置(HC)的操作部分(11)包括用于将所述操作部分从使用位置(U)转变到非使用位置(NU)的装置。
12.根据权利要求2-11中任一项所述的控制装置(HC)，其特征在于所述致动装置(13)是可由上肢操作的手柄或可由下肢操作的脚杆。
13.根据权利要求2-12中任一项所述的控制装置(HC)，其特征在于包含在控制装置(HC)中的一个或多个单独的独立液压回路(18、20、22；19、21、23)是双倍的。
14.一种用于将车辆的一个或多个脚踏板控制装置(26、27)转化为可由安装在车辆上的控制装置(HC)进行操作的方法，其特征在于车辆设有控制装置(HC)，其中，作用于该控制装置(HC)的致动装置的驾驶员以其肌肉力所产生的运动和力可通过流体静压力传递给车辆的原有脚踏板控制装置(26、27)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于作用于所述控制装置(HC)的致动装置(13)上的运动和力传递给第一液压缸(18、19)的活塞装置(16、17)，由所述活塞装置(16、17)的运动所产生的液压流体的体积流和流体压力从第一液压缸沿管/管道(20、21)被引入到第二液压缸(22、23)，第二液压缸活塞装置(24、25)的运动和力通过由此而形成的第一独立液压回路(18、20、22；19、21、23)进一步传递给车辆脚踏板控制装置(26、27)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于所述控制装置(HC)包括用于车辆的每个脚踏板控制装置(26、27)的单独的独立液压回路(18、20、22；19、21、23)，且所述液压回路布置成可由同一个致动装置(13)来进行作用。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于一个或多个所述独立液压回路(18、20、22；19、21、23)是双倍的。
全文摘要
本发明涉及一种用于操纵车辆的一个或多个脚踏板控制装置(26、27)的控制装置(HC)。根据本发明，该控制装置(HC)包括用于将作用于该控制装置(HC)的致动装置(13)的驾驶员自身肌肉力所产生的运动和力通过流体静压力传递给车辆脚踏板控制装置(26、27)的装置(11、12、22；11、21、23)。在本发明的一个优选实施例中，致动装置(13)布置成当驾驶员沿第一方向(B)移动/转动所述致动装置(13)时就通过一个独立液压回路(18、20、22)作用于制动踏板(16)，且致动装置(13)布置成当驾驶员沿相反方向(C)转动/移动所述致动装置(13)时就作用于第二液压回路(19、21、23)。
文档编号B60W30/18GK1452569SQ01815282
公开日2003年10月29日 申请日期2001年9月7日 优先权日2000年9月8日
发明者M·劳卡宁 申请人:伊特拉-索曼汽车公司