专利名称：无动力踏板辅助装置以及包括其的车辆离合器组件的制作方法
技术领域：
以下公开总体上涉及车辆离合器组件，且更具体地涉及适合于与离合器组件或其它车辆控制踏板组件一起使用的无动力踏板辅助装置的实施例。
背景技术：
车辆离合器组件是用于在发动机操作期间从车辆内燃机选择性地脱离自动或手动变速器的熟知装置。最常见类型的车辆离合器组件之一包括离合器盘、压力板、膜片弹簧 (也称为“板簧”)、以及止推轴承(也称为“离合器分离轴承”)。离合器盘、压力板和膜片弹簧围绕变速器输入轴可滑动地安装且与其一起旋转。止推轴承也围绕变速器输入轴可滑动地安装，但在输入轴旋转时通常保持固定。离合器组件正常位于接合位置，其中，离合器盘与发动机驱动的飞轮摩擦地接合，从而导致离合器盘、压力板、膜片弹簧和变速器输入轴的旋转。为了脱离离合器组件，止推轴承被压靠膜片弹簧，这促使压力板和离合器盘移动离开发动机驱动的飞轮，从而与飞轮摩擦地脱离。在离合器组件移动到脱离位置时，离合器盘、压力板、膜片弹簧和变速器输入轴的旋转被减慢或中止，以利于变速器档位变化。在手动变速器的情况下，离合器组件的脱离通常通过驾驶员致动的离合器踏板控制，离合器踏板通过一个或多个中间结构(例如，离合器杆和/或液压系统)与止推轴承机械连接。措辞“离合器踏板施加力”通常用于描述驾驶员必须施加以便踩下离合器踏板的力。离合器踏板施加力在离合器踏板行程范围内变化，且通常在离合器组件脱离附近处于峰值。对于许多驾驶员(例如，具有关节炎膝盖的驾驶员)来说，使用需要相对高的离合器踏板施加力的离合器踏板会是不舒适的。驾驶员不舒适在高马力平台中尤其有问题，其中，峰值施加力往往相对高(例如，趋近或超过大约130牛顿)。在一些车辆(例如，半拖车货车)中已经采用有限数量的带动力和无动力踏板辅助装置，以在离合器踏板行程范围的一部分内或全部内降低驾驶员所需施加力。然而，在带动力踏板辅助装置的情况下，这种辅助装置往往相对复杂，实施昂贵，且通常在驾驶员致动离合器踏板和产生辅助力之间展现显著的滞后。此外，在某些提出的无动力踏板辅助装置的情况下，辅助装置在踏板的初始行程范围内可能朝踩下位置偏压离合器踏板，这会导致离合器组件部件(例如，止推轴承和旋转的膜片弹簧)之间的不希望磨损。最后，在带动力和常规无动力踏板辅助装置两者的情况下，这种装置通常直接结合到离合器组件中(例如，作为离合器踏板杆的一部分整体形成)，因而对于现有离合器组件的改型是不可实践的。因而，持续需要提供与离合器组件(或其它车辆控制踏板组件)一起使用的无动力踏板辅助装置的实施例，其显著地减少离合器踏板施加力，实施相对便宜，可靠，且在驾驶员致动离合器踏板和产生辅助力之间展现大致零滞后。期望这种无动力踏板辅助装置的实施例易于在现有车辆上市场后安装。还期望这种辅助装置将朝未踩下位置初始偏压离合器踏板，以确保在被踩下之后离合器踏板返回未踩下或直立位置，以使得离合器组件部件之间的磨损最小化。最后，期望提供包括这种无动力踏板辅助装置的离合器组件的实施例。本发明的其它期望特征和特性将从随后的详细说明和所附权利要求结合附图以及该背景技术显而易见。
发明内容
提供一种与车辆控制踏板一起使用的无动力踏板辅助装置的实施例，所述车辆控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动。在一个实施例中，所述无动力踏板辅助装置包括多杆连接件(multi-bar linkage)和联接到所述多杆连接件的至少一个弹性元件。所述多杆连接件配置成被联接到车辆控制踏板，且在如此联接时，随着车辆控制踏板从未踩下位置移动到踩下位置，所述多杆连接件从起点位置移动到终点位置。所述至少一个弹性元件配置成以如下方式偏压所述多杆连接件(i)在车辆控制踏板的初始行程范围内朝起点位置，以及(ii)在车辆控制踏板的主要行程范围内朝终点位置。还提供一种车辆离合器组件的实施例。在一个实施例中，所述车辆离合器组件包括无动力踏板辅助装置和离合器踏板，所述离合器踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动。所述无动力踏板辅助装置包括四杆连接件和联接到所述四杆连接件的至少一个弹性元件。所述四杆连接件机械地连接到离合器踏板，且配置成与其一起在起点位置和终点位置之间移动，起点位置和终点位置分别对应于未踩下位置和踩下位置。所述至少一个弹性元件以如下方式偏压所述四杆连接件(i)在离合器踏板的初始行程范围内朝起点位置，以便朝未踩下位置偏压离合器踏板，以及(ii)在离合器踏板的主要行程范围内朝终点位置， 以便朝踩下位置偏压离合器踏板。方案1. 一种与车辆控制踏板一起使用的无动力踏板辅助装置，所述车辆控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动，所述无动力踏板辅助装置包括
多杆连接件，所述多杆连接件配置成被联接到车辆控制踏板，且在如此联接时，随着车辆控制踏板从未踩下位置移动到踩下位置，所述多杆连接件从起点位置移动到终点位置； 和
至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件联接到所述多杆连接件且配置成以如下方式偏压所述多杆连接件(i)在车辆控制踏板的初始行程范围内朝起点位置偏压所述多杆连接件，以及(ii)在车辆控制踏板的主要行程范围内朝终点位置偏压所述多杆连接件。方案2.根据方案1所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述多杆连接件包括 框架联杆；
均可枢转地联接到所述框架联杆的第一和第二固接联杆；和可枢转地联接在第一和第二固接联杆之间的联接器联杆。方案3.根据方案2所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述多杆连接件还能移动通过偏心位置，其中，联接器联杆和第一固接联杆直线对齐。方案4.根据方案3所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述至少一个弹性元件包括被联接到所述多杆连接件的主弹簧，所述主弹簧以如下方式偏压所述多杆连接件(i) 当多杆连接件在偏心位置和起点位置之间时朝起点位置偏压所述多杆连接件，以及(ii)当多杆连接件在偏心位置和终点位置之间时朝终点位置偏压所述多杆连接件。方案5.根据方案4所述的无动力踏板辅助装置，其中，主弹簧连接到第二固接联杆。方案6.根据方案5所述的无动力踏板辅助装置，其中，第二固接联杆包括连接到主弹簧的第一端部；
可枢转地联接到框架联杆的第二相对端部；和
可枢转地联接到联接器联杆的中间部分。方案7.根据方案5所述的无动力踏板辅助装置，其中，在多杆连接件从起点位置移动到终点位置时，第二固接联杆以第一旋转方向旋转，且其中，主弹簧偏压第二固接联杆以第一旋转方向旋转。方案8.根据方案4所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述至少一个弹性元件还包括复位弹簧，所述复位弹簧被联接到多杆连接件且朝起点位置偏压多杆连接件。方案9.根据方案8所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述复位弹簧连接到包括联接器联杆和第一固接联杆的组中的一个。方案10.根据方案2所述的无动力踏板辅助装置，还包括力施加杆，所述力施加杆具有被联接到第一固接联杆的第一端部和配置成被联接到车辆控制踏板的第二端部。方案11.根据方案10所述的无动力踏板辅助装置，其中，第一固接联杆包括 可枢转地联接在框架联杆和联接器联杆之间的主体；和
输出臂，所述输出臂从所述主体在角度上偏移且被联接到力施加杆。方案12.根据方案2所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述至少一个弹性元件包括软止挡弹簧，所述软止挡弹簧设置成在多杆连接件处于起点位置时由包括第一固接联杆和联接器联杆的组中的一个压缩。方案13.根据方案1所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述无动力踏板辅助装置提供这样的力辅助输出曲线在车辆控制踏板的初始行程范围内具有第一平均斜率且在车辆控制踏板的随后行程范围内具有第二平均斜率，第二平均斜率小于第一平均斜率。方案14.根据方案13所述的无动力踏板辅助装置，其中，第二斜率是负的。方案15. —种与车辆控制踏板一起使用的无动力踏板辅助装置，所述车辆控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动，所述无动力踏板辅助装置包括
四杆连接件，所述四杆连接件配置成被联接到车辆控制踏板，且在如此联接时，随着车辆控制踏板从未踩下位置移动到踩下位置，所述四杆连接件从起点位置通过偏心位置移动到终点位置；和
至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件联接到所述四杆连接件且配置成以如下方式偏压所述四杆连接件(i)当四杆连接件位于偏心位置和起点位置之间时朝起点位置偏压所述四杆连接件，以将车辆控制踏板朝未踩下位置偏压，以及(ii)当四杆连接件位于偏心位置和终点位置之间时朝终点位置偏压所述四杆连接件，以将车辆控制踏板朝踩下位置偏压。方案16.根据方案15所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述至少一个弹性元件包括主弹簧，所述四杆连接件包括
框架联杆；
可枢转地联接到所述框架联杆的第一固接联杆； 可枢转地联接在所述框架联杆和主弹簧之间的第二固接联杆；和可枢转地联接在第一固接联杆和第二固接联杆之间的联接器联杆。方案17.根据方案16所述的无动力踏板辅助装置，还包括力施加杆，所述力施加杆具有被可枢转地联接到第一固接联杆的第一端部和配置成被联接到车辆控制踏板的第
二端部。方案18.根据方案16所述的无动力踏板辅助装置，还包括复位弹簧，所述复位弹簧联接到包括联接器联杆和第一固接联杆的组中的一个，所述复位弹簧朝起点位置偏压四杆连接件。方案19. 一种车辆离合器组件，包括
离合器踏板，所述离合器踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动；和无动力踏板辅助装置，所述无动力踏板辅助装置包括
四杆连接件，所述四杆连接件机械地连接到离合器踏板，且配置成与其一起在起点位置和终点位置之间移动，起点位置和终点位置分别对应于未踩下位置和踩下位置；和
至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件联接到所述四杆连接件且以如下方式偏压所述四杆连接件(i)在离合器踏板的初始行程范围内朝起点位置偏压所述四杆连接件， 以便朝未踩下位置偏压离合器踏板，以及(ii)在离合器踏板的主要行程范围内朝终点位置偏压所述四杆连接件，以便朝踩下位置偏压离合器踏板。方案20.根据方案19所述的车辆离合器组件，其中，四杆连接件包括固接联杆， 且其中，车辆离合器组件还包括联接在固接联杆和离合器踏板之间的力施加杆。
本发明的至少一个示例将在下文结合以下附图描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且
图1和2是根据示例性实施例的包括分别处于未踩下位置和踩下位置的离合器踏板的无动力踏板辅助装置和车辆动力系的功能图3、4和5是根据示例性实施例的在图1和2中示出且包括分别处于起点、中间或偏心、和终点位置的四杆连接件的无动力踏板辅助装置的总体平面图；和
图6是踏板行程(水平轴)对比力(竖直轴)的曲线图，部分地表示在没有来自于图1-5 所示的无动力踏板辅助装置的辅助的情况下踩下图1和2所示离合器踏板所需的踏板施加力，以及在来自于图1-5所示的无动力踏板辅助装置的辅助的情况下踩下图1和2所示离合器踏板所需的踏板施加力。
具体实施例方式以下详细说明本质上仅为示例性的且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。 此外，并非旨在受限于前述背景技术或以下详细说明中提出的任何理论。虽然下文主要在车辆离合器组件的上下文中描述，但是需要强调的是，无动力踏板辅助装置的实施例适合于与其它类型的车辆控制踏板组件一起使用，包括例如制动踏板组件。如本文所述，措辞 “弹性元件”用于指代结构元件或结构元件组件，例如弹簧或弹性带，其被内在地偏压，以在变形或者以其它方式从初始位置或状态移动时返回初始位置或状态。图1和2是根据示例性实施例的车辆动力系10 (部分示出)和无动力踏板辅助装置12的功能图。动力系10包括内燃机14、离合器组件16和具有输出轴20的手动变速器 18。离合器组件16包括离合器踏板22 (例如，杆臂和脚踏板)、离合器壳体对、和各种附加
7部件(例如，离合器盘、压力板、膜片弹簧、止推轴承等)，这是机动车行业熟知的且为了清楚起见在图1和2中未示出。在图1和2所示的简化示例中，离合器踏板22直接安装到离合器壳体M ；然而，在离合器组件16的实际实施方式中，一个或多个中间结构元件(例如，一个或多个附加杆和/或液压系统)将通常连接在离合器踏板22和离合器壳体M之间。如图1所示，离合器踏板22正常处于直立或未踩下位置，这与离合器组件16的接合位置相对应。如图2所示，离合器踏板22可以通过驾驶员踩下，以将离合器踏板22旋转至踩下位置， 脱离离合器组件16，且允许驾驶员改变手动变速器18的传动比。驾驶员将通常使用他或她的脚来踩下离合器踏板22且将离合器踏板22从图1所示的未踩下位置朝图2所示的完全踩下位置移动。然而，在某些情况下，例如在残疾驾驶员不能完全使用他或她的腿或脚时，驾驶员可使用不同手动控制器(例如，安装在车辆方向盘附近的手致动杆)将离合器踏板从未踩下位置移动到踩下位置。至少由于该原因，术语“踏板”、措辞“离合器踏板”、措辞“车辆控制踏板”以及类似术语和措辞在本文以广泛涵义使用，以涵盖能够由驾驶员使用的任何人工致动的控制器(例如，离合器踏板、在乘用车辆上配置的手致动杆、在摩托车上配置的手致动杆等)，以选择性地脱离车辆离合器组件，例如图1和2所示的离合器组件16。此外，无动力踏板辅助装置12的实施例也可以与其它类型的车辆控制踏板一起使用，例如制动踏板。因而，如本文所述，措辞“无动力踏板辅助装置” 和类似措辞用于指代帮助驾驶员致动离合器踏板、制动踏板和前文定义的任何其它车辆控制踏板的装置的实施例。为了将无动力踏板辅助装置12的力输出传输到车辆离合器组件16，装置12通过一个或多个刚性联杆常规地机械连接到离合器组件16。例如，如图1和2所示，无动力踏板辅助装置12可以通过力施加杆30机械连接到离合器组件16，力施加杆30可枢转地联接在无动力踏板辅助装置12的输出构件(例如，下文结合图3-5所述的固接联杆44)和离合器踏板22的杆之间。尽管描述该示例，但是无动力踏板辅助装置12可以使用任何数量和类型的中间结构元件机械地连接到离合器踏板22或离合器组件16的任何其它部件，所述结构元件协作以有效地将无动力踏板辅助装置12的力辅助输出传输到离合器组件16。此外，无动力踏板辅助装置12能在三维空间中以任何期望取向安装。例如，在一个具体实施例中， 无动力踏板辅助装置12可以在车辆挡泥板下方横向安装且使用钟形曲柄组件机械地连接到离合器踏板22。在图1和2所示的示例性实施例中，且与某些其它踏板辅助装置相比，无动力踏板辅助装置12不整体形成到离合器组件16内；例如，在下文描述且包括在辅助装置12内的四杆连接件与离合器踏板22结构上分开且远距离定位。因而，车辆可以在初始制造期间配备有无动力踏板辅助装置12，或者相反经由市场后安装随后配备有辅助装置12。在该后一种情况，无动力踏板辅助装置12可以至少部分地安装在驾驶员座椅下且使用细长刚性联杆(例如，如图1和2所示的力施加杆30)连接到离合器踏板22。可注意到，无动力踏板辅助装置12的力输出曲线可以被定制以补充具体车辆内包括的离合器组件的阻力特性和/ 或符合驾驶员偏好。无动力踏板辅助装置12的力输出曲线可以通过改变无动力踏板辅助装置12连接到离合器踏板22的角度(在图1和2中由双头箭头33所示)和/或通过改变辅助装置12的各个结构参数(例如，弹簧常数、杆长度、枢转点的位置等)来调节，如下文更充分所述。
图3-5是根据辅助装置12的示例性实施方式的包括四杆连接件32和多个弹性元件34、36、38的无动力踏板辅助装置12的平面图。四杆连接件32能从起点位置(在图3中示出)移动通过中间或“偏心”位置(在图4中示出)到达终点位置(在图5中示出)。如上所述且如下文更充分所述，在无动力踏板辅助装置12安装在车辆内时，四杆连接件32通过力施加杆30机械地连接到离合器踏板22。当四杆连接件32以这种方式机械地连接到离合器踏板22时，四杆连接件32的起点位置(图3)和终点位置(图5)分别对应于离合器踏板22 的未踩下位置(图1)和完全踩下位置(图2)。因而，当离合器踏板22正常处于未踩下位置 (图1)时，四杆连接件32将正常处于起点位置(图3)；且离合器踏板22移动到完全踩下位置(图2)将导致四杆连接件32相应地移动到终点位置(图5)。四杆连接件32包括框架联杆42 (通常也称为“固定连接件”或“地面连接件”)、第一固接联杆44、第二固接联杆46、联接器联杆48。联接器联杆48可枢转地联接在第一固接联杆44的上端部50和第二固接联杆46的中间部分52之间。第一固接联杆44的上端部50继而在第一位置可枢转地联接到框架联杆42 ；且第二固接联杆46的下端部在与第一位置纵向隔开的第二位置可枢转地联接到框架联杆42。最后，第一固接联杆44可枢转地联接到力施加杆30的第一端，其相对端联接到前述离合器踏板22 (图1和2)的杆臂。可注意到，在图3-5所示的示例性实施例中，力施加杆30不直接连接到第一固接联杆44的主体；相反，力施加杆30连接到第一固接联杆44的输出臂58，输出臂58刚性地结合到固接联杆44的主体且在固接联杆44的运动范围内与固接联杆44的主体在角度上偏移。输出臂58改变在其初始运动范围内四杆连接件32的机械效益与在其朝终点位置的运动范围结束时的机械效益的比率，因而调节辅助力在行程早期建立的速率以及在由无动力踏板辅助装置12产生峰值辅助力之后力衰减的速率。固接联杆44的主体和输出臂58之间的角度可以根据期望增加或减少，以调节无动力踏板辅助装置12的力辅助曲线，以便符合驾驶员偏好和/或补充具体离合器组件的阻力特性。尽管前文所述，但是在可选实施例中，固接联杆44可以不包括输出臂，且力施加杆30可以直接可枢转地结合到固接联杆44的主体(例如，固接联杆44的中央部分)上。在图3-5所示的示例性实施例中，弹性元件34、36、38包括主弹簧34、复位弹簧36 和软止挡弹簧38。主弹簧34呈现螺旋拉伸弹簧的形式，其联接在一般静止安装结构60和固接联杆46的上端部62之间。在辅助装置12的操作期间，主弹簧34偏压固接联杆46以第一旋转方向(在所示取向中逆时针)旋转。复位弹簧36类似地呈现螺旋拉伸弹簧的形式， 其联接在一般静止安装结构64和联接器联杆48的中间部分之间。在辅助装置12的操作期间，复位弹簧36偏压联接器联杆48以第一旋转方向旋转。最后，软止挡弹簧38呈现螺旋压缩弹簧的形式，其安装到从框架联杆42突出的安装结构66且定位成在四杆连接件32 处于起点位置(图3)时由固接联杆44压缩。因而，在起点位置(图3)，四杆连接件32偏压固接联杆44以第一旋转方向旋转，且更具体地，将四杆连接件32朝偏心位置(图4)偏压。 尽管前文所述，但是弹簧34、36、38与四杆连接件32互连的方式在不同实施例之间将必然变化；例如，复位弹簧36在可选实施例中可联接到固接联杆44且/或软止挡弹簧38可定位成在起点位置(图3)时由联接器联杆48压缩。在另外的实施例中，弹簧34、36、38中的一个或多个可以省去或者由不同类型的弹性元件取代；例如，在可选实施例中，主弹簧34和/ 或复位弹簧36可以由弹性带或者由围绕连接件32枢转接点设置的扭簧取代。
静止安装结构60和64在无动力踏板辅助装置12操作期间通常保持固定，但是绝不排除在辅助装置12未使用时结构60和64可以由驾驶员或技术人员重新定位的可能性。 静止安装结构60和64可以呈现基部构件或刚性地安装到车辆底盘、驾驶员座椅、车辆挡泥板、客舱底板等的任何其它结构构件的形式。在四杆连接件32在起点(图3)和终点(图5) 位置之间移动时，且更具体地在联杆44、46和48从第一取向(即，图3所示的取向)到第二取向(S卩，图5所示的取向)改变相对取向时，固定联杆42将类似地保持固定。在无动力踏板辅助装置12的正常操作期间，固定联杆42、静止安装结构60和静止安装结构64的相对空间定位因而通常保持固定。当四杆连接件32移动到图4所示的偏心位置时，固接联杆44和联接器联杆48旋转成直线对齐(即，联杆44和48的纵轴线平行)，且有效地用作固接联杆46和框架联杆42 之间的斜撑。因而，当四杆连接件32处于偏心位置(图4)时，主弹簧34在四杆连接件32 上施加很少的偏压至没有偏压。在所有其它位置，主弹簧34都朝起点位置(图3)或终点位置(图5)偏压四杆连接件32。具体地，当四杆连接件32在起点位置(图3)和偏心位置(图 4)之间时，主弹簧34朝起点位置(图3)偏压四杆连接件32，且力施加杆30在离合器踏板 22施加拉力，从而将踏板22朝未踩下位置(在图1中由箭头沈表示)偏压。相反，当四杆连接件32在偏心位置(图4)和终点位置(图5)之间时，主弹簧34朝终点位置(图5)偏压四杆连接件32，且力施加杆30在离合器踏板22施加推力，从而将踏板22朝完全踩下位置 (在图2中由箭头观表示)偏压。相比而言，复位弹簧36在连接件32的运动范围内朝起点位置(图3)偏压四杆连接件32。因而，在四杆连接件32移动到终点位置(图5)之后，复位弹簧36帮助使得四杆连接件32返回到起点位置(图3)且防止在四杆连接件32旋转通过偏心位置(图4)时的锁定状况。由于上述结构设置，无动力踏板辅助装置12在离合器踏板 22的行程范围内提供独特的双向力辅助输出曲线，如下文结合图6更充分所述。图6是踏板行程(水平轴)对比力(竖直轴)的曲线图，表示(i)在无动力踏板辅助装置12未联接到离合器踏板22时踩下示例性离合器踏板22 (图1和2)所需的踏板施加力(本文称为“未辅助踏板施加力曲线”且在图6中以70示出)，(ii)在示例性离合器踏板22行程范围内由无动力踏板辅助装置12产生的力辅助输出曲线(在图6中以72示出)， 以及(iii)在辅助装置12联接到其上时踩下离合器踏板22所需的踏板施加力(本文称为 “辅助踏板施加力曲线”且在图6中以74示出)。此外，图6以图形形式示出了离合器踏板 22的踏板释放力曲线；即，在踩下之后能够施加到离合器踏板22上且仍允许踏板22返回未踩下位置(图1)的最大力(在图6中以76示出)。当然，在图6中以图形形式示出且在下文描述的力曲线和值仅仅通过非限制性示例的方式提供，且将在无动力踏板辅助装置12 和离合器组件16的不同实施例之间变化。在6所示的示例性实施例中，未辅助踏板施加力曲线70在离合器踏板22的初始行程范围(例如，大约0-20毫米)内具有相对缓的斜率。在该初始行程范围(通常称为“踏板无间隙区域”)期间，离合器组件16的止推轴承朝膜片弹簧移动，但不接合膜片弹簧。接下来，在第二行程范围(例如，大约20-55毫米)内，未辅助踏板施加力曲线70具有相对陡的斜率，总体上对应于膜片弹簧的偏转和离合器组件16的脱离。在第二行程范围结束时，未辅助踏板施加力曲线70随着离合器组件16移动到完全脱离位置而幅值处于峰值(本文称为“未辅助峰值施加力”)。在所示示例中，离合器踏板22的未辅助峰值施加力大约130牛顿。最后，在最后行程范围(例如，大约55-100毫米)内，未辅助踏板施加力曲线70具有平缓的负斜率，总体上对应于在离合器组件16脱离之后膜片弹簧的进一步偏转。如图6所示，无动力踏板辅助装置12的示例性力辅助输出曲线72在离合器踏板 22的初始行程范围(例如，大约0-20毫米)内是负的。更具体地，由无动力踏板辅助装置12 提供的辅助力在离合器踏板22初始从未踩下位置(图1)移动时是大约-20牛顿，且在踏板 22已经行进大约20毫米之后相对快速地增加至大约0牛顿。在联接到离合器踏板22时， 辅助装置12因而在初始行程范围内将离合器踏板22朝未踩下位置(图1)偏压。由此，无动力踏板辅助装置12有助于确保在离合器组件16处于接合位置(图1)时离合器组件16 的内部部件(例如，止推轴承和膜片)之间的摩擦磨损最小化或消除。此外，通过在离合器踏板22的初始运动范围(具体地在踏板无间隙区域)内将负辅助力快速减少至零，无动力踏板辅助装置12仅边际地增加初始踩下离合器踏板22所需的驾驶员努力。无动力踏板辅助装置12的示例性力辅助输出曲线72在离合器踏板22的其余行程范围(本文称为踏板的“主要行程范围”；在所示示例中大约20-100毫米)内是正的。更具体地，力辅助输出曲线72在踏板22已经行进大约20毫米之后稍微大于大约0牛顿，在踏板22已经行进大约65毫米之后增加到大约70牛顿的峰值辅助力，且在踏板22已经行进大约100毫米之后逐渐减少至大约55牛顿。因而，无动力踏板辅助装置12提供这样的力辅助输出曲线在离合器踏板22的初始行程范围(例如，在所示示例中大约0-70毫米)内具有第一平均斜率且在离合器踏板22的随后行程范围(例如，在所示示例中大约70-100毫米)内具有第二平均斜率，第二平均斜率是负的且小于第一平均斜率。考虑图6所示的力辅助输出曲线72，应当理解的是，在被联接到离合器踏板22时， 无动力踏板辅助装置12在其主要行程范围(例如，大约20-100毫米)内显著地减少驾驶员踩下离合器踏板22所需的力。这可以通过离合器踏板22的未辅助踏板施加力曲线70至辅助踏板施加力曲线74更充分地理解，如图6进一步所示。可以看出，在被联接到离合器踏板22时，无动力踏板辅助装置12将驾驶员进一步踩下离合器踏板22所需的峰值施加力减少超过一半，从大约130牛顿至大约55牛顿。此外，力辅助输出曲线72在踏板22的行程范围内并不超过离合器踏板22的踏板力释放曲线76 ；因而，在驾驶员施加的力去除时， 辅助装置12将不干扰离合器踏板22正常复位至未踩下位置(图1)。因而，前文提供用于与车辆离合器组件(或其它车辆控制踏板组件)一起使用的无动力踏板辅助装置的至少一个示例性实施例，其显著地减少驾驶员踩下离合器踏板(或其它控制踏板)所需的力，以增加驾驶员舒适性，尤其是在高性能或高马力平台的环境中。可注意到，上述示例性辅助装置最初将离合器踏板朝未踩下位置偏压，以确保在被踩下之后离合器踏板复位到未踩下或直立位置，以使得离合器组件部件之间的磨损最小化。此外，上述示例性辅助装置实施相对便宜，可靠，且在驾驶员致动离合器踏板和产生辅助力之间展现大致零滞后。此外，在上述示例性实施例中，无动力踏板辅助装置不整体形成到车辆离合器组件内(例如，四杆连接件32与离合器踏板22独立地形成且远距离定位，如图1-5所示)；因而，上述辅助装置非常适合于在现有车辆上市场后安装。虽然在前述示例中无动力踏板辅助装置采用四杆连接件，但是无动力踏板辅助装置可以包括其它类型的可移动连接件，其在另外的示例中具有不同数量的联杆(例如，五个或更多联杆)。为此，在本文可以使用措辞“多杆连接件”来涵盖包括能够在起点位置和终点位置之间移动以产生前文所述的力辅助输出曲线的三个或更多联杆的可移动连接件。 虽然已经在上述详细描述中阐述了至少一个示例性实施例，但应当理解存在大量的变型。还应当理解的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅仅是示例，并不意在以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，上述详细描述将为本领域的技术人员提供实施本发明示例性实施例的便捷路径。应当理解的是，可对在示例性实施例中所述的元件的功能及设置进行各种改变而不脱离由所附权利要求界定的本发明的范围。此外，如所附权利要求所述，措辞“连接”以相对涵义使用以表明第一指定元件比给定权利要求和从属于给定权利要求的任何权利要求中记载的任何其它结构元件更直接地联接到第二指定元件。于是，措辞“连接”并不排除中间结构元件的可能性。例如，在确实记载特征联杆A、联杆B和联杆C的权利要求的上下文中，表述“联杆A连接到联杆B”表明联杆A比联杆C更直接地联接到联杆B。
权利要求
1.一种与车辆控制踏板一起使用的无动力踏板辅助装置，所述车辆控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动，所述无动力踏板辅助装置包括多杆连接件，所述多杆连接件配置成被联接到车辆控制踏板，且在如此联接时，随着车辆控制踏板从未踩下位置移动到踩下位置，所述多杆连接件从起点位置移动到终点位置； 和至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件联接到所述多杆连接件且配置成以如下方式偏压所述多杆连接件(i)在车辆控制踏板的初始行程范围内朝起点位置偏压所述多杆连接件，以及(ii)在车辆控制踏板的主要行程范围内朝终点位置偏压所述多杆连接件。
2.根据权利要求1所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述多杆连接件包括框架联杆；均可枢转地联接到所述框架联杆的第一和第二固接联杆；和可枢转地联接在第一和第二固接联杆之间的联接器联杆。
3.根据权利要求2所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述多杆连接件还能移动通过偏心位置，其中，联接器联杆和第一固接联杆直线对齐。
4.根据权利要求3所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述至少一个弹性元件包括被联接到所述多杆连接件的主弹簧，所述主弹簧以如下方式偏压所述多杆连接件(i)当多杆连接件在偏心位置和起点位置之间时朝起点位置偏压所述多杆连接件，以及(ii)当多杆连接件在偏心位置和终点位置之间时朝终点位置偏压所述多杆连接件。
5.根据权利要求4所述的无动力踏板辅助装置，其中，主弹簧连接到第二固接联杆。
6.根据权利要求5所述的无动力踏板辅助装置，其中，第二固接联杆包括连接到主弹簧的第一端部；可枢转地联接到框架联杆的第二相对端部；和可枢转地联接到联接器联杆的中间部分。
7.根据权利要求5所述的无动力踏板辅助装置，其中，在多杆连接件从起点位置移动到终点位置时，第二固接联杆以第一旋转方向旋转，且其中，主弹簧偏压第二固接联杆以第一旋转方向旋转。
8.根据权利要求4所述的无动力踏板辅助装置，其中，所述至少一个弹性元件还包括复位弹簧，所述复位弹簧被联接到多杆连接件且朝起点位置偏压多杆连接件。
9.一种与车辆控制踏板一起使用的无动力踏板辅助装置，所述车辆控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动，所述无动力踏板辅助装置包括四杆连接件，所述四杆连接件配置成被联接到车辆控制踏板，且在如此联接时，随着车辆控制踏板从未踩下位置移动到踩下位置，所述四杆连接件从起点位置通过偏心位置移动到终点位置；和至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件联接到所述四杆连接件且配置成以如下方式偏压所述四杆连接件(i)当四杆连接件位于偏心位置和起点位置之间时朝起点位置偏压所述四杆连接件，以将车辆控制踏板朝未踩下位置偏压，以及(ii)当四杆连接件位于偏心位置和终点位置之间时朝终点位置偏压所述四杆连接件，以将车辆控制踏板朝踩下位置偏压。
10.一种车辆离合器组件，包括离合器踏板，所述离合器踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动；和无动力踏板辅助装置，所述无动力踏板辅助装置包括四杆连接件，所述四杆连接件机械地连接到离合器踏板，且配置成与其一起在起点位置和终点位置之间移动，起点位置和终点位置分别对应于未踩下位置和踩下位置；和至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件联接到所述四杆连接件且以如下方式偏压所述四杆连接件(i)在离合器踏板的初始行程范围内朝起点位置偏压所述四杆连接件， 以便朝未踩下位置偏压离合器踏板，以及(ii )在离合器踏板的主要行程范围内朝终点位置偏压所述四杆连接件，以便朝踩下位置偏压离合器踏板。
全文摘要
本发明涉及无动力踏板辅助装置以及包括其的车辆离合器组件。提供一种与车辆控制踏板一起使用的无动力踏板辅助装置的实施例，所述车辆控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之间移动。在一个实施例中，所述无动力踏板辅助装置包括多杆连接件和联接到所述多杆连接件的至少一个弹性元件。所述多杆连接件配置成被联接到车辆控制踏板，且在如此联接时，随着车辆控制踏板从未踩下位置移动到踩下位置，所述多杆连接件从起点位置移动到终点位置。所述至少一个弹性元件配置成以如下方式偏压所述多杆连接件(i)在车辆控制踏板的初始行程范围内朝起点位置，以及(ii)在车辆控制踏板的主要行程范围内朝终点位置。
文档编号B60K23/02GK102233817SQ20111009912
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者B·K·巴特尼克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司