用于车辆的电子离合器踏板的制作方法

本实用新型总体上涉及一种用于车辆的控制踏板，以及更具体地涉及一种电子离合器踏板。

背景技术：

如众所周知的那样，电子离合器踏板配置成不通过踏板和离合器控制元件(压力板)之间的机械连接或液压连接而是通过电子控制单元将命令传递到车辆离合器，该电子控制单元根据通过适当的位置传感器所检测到的踏板的位移而将相应的控制信号发送到作用于离合器控制元件上的致动器。因此，利用电子离合器踏板，电子控制单元基于由驾驶员经由踏板施加的命令而向离合器致动器发送控制信号，该命令由位置传感器检测，所述位置传感器设计为向电子控制单元提供指示踏板位置的信号。

电子离合器踏板通常包括：将被安装在车辆乘员舱室内部的固定位置处的支撑主体；由支撑主体可旋转地支撑以围绕旋转轴线旋转的踏板臂，该轴线旋转特别是沿着车辆的横向或侧向方向指向的水平旋转轴线；位置传感器，其布置成提供指示踏板臂位置(围绕前述旋转轴线的角度位置)的信号；以及反作用力产生装置，其布置成在踏板臂上产生反作用力，所述反作用力与当驾驶员用他的脚踩压在离合器踏板上时由驾驶员所施加的力相反。反作用力产生装置的功能是为了通过反向施加一定的反作用力来抵消由驾驶员对离合器踏板的下压。

已经发现的是希望能够在踏板臂上产生具有附图中的图1中所示类型的趋势的反作用力，其中所述趋势具有：第一段，其中反作用力随着踏板行程的增加而增加，而斜率逐渐减小(凹度向下)，直到其达到某一最大值；中间段，其中反作用力随着行程增加而减小，而斜率逐渐增加(凹度向下)；以及最终段，其中反作用力随着行程的增加而减小，而斜率逐渐减小(凹度向上)。此外，如图1中所示，希望能够在踏板臂上产生具有滞后趋势的反作用力，更具体地，针对每个踏板行程值而言，在踏板下压阶段中具有的力值比在踏板释放阶段中具有的力值大。在图1中，标记为C1的曲线(上曲线)表示在踏板下压阶段(离合器脱离接合的阶段)中的反作用力相对于离合器踏板行程的特性，而标记为C2的曲线(下曲线)表示在踏板释放阶段(离合器接合的阶段)中的反作用力相对于离合器踏板行程的特性。如图所示，两条曲线具有彼此相似的趋势。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于车辆的电子离合器踏板，其在踏板下压阶段和释放阶段中具有与图1所示特性类似的反作用力相对于行程的特性。

根据本实用新型，该目的和其它目的通过用于车辆的电子离合器踏板来全面实现，其中反作用力产生装置包括布置成在踏板臂上产生相应的弹性反作用力的第一弹簧机构和第二弹簧机构以及布置成在所述踏板臂上产生制动力的制动机构，其中所述第一弹簧机构配置成施加随着所述踏板行程连续增加的弹性反作用力，其中所述第二弹簧机构配置成施加弹性反作用力，所述弹性反作用力随着踏板行程从初始静止位置(空行程)直到给定行程值而增加，并且所述弹性反作用力从所述给定行程值开始而随着踏板行程减小，直到其采取负值，即直到其对踏板臂施加促进而不是阻碍踏板下压的作用，并且其中所述制动机构布置成在踏板臂上施加制动力，所述制动力添加到由第一弹簧机构和第二弹簧机构所产生的弹性反作用力上，并且所述制动力在踏板下压阶段中比在踏板释放阶段中大，由此在踏板下压阶段中施加在踏板臂上(并且因此必须通过由驾驶员施加在踏板上的力所克服)的总反作用力比在踏板释放阶段中施加的总反作用力大。

通过使用如此构造的第一弹簧机构和第二弹簧机构，根据本实用新型的踏板的反作用力产生装置提供反作用力相对于行程的特性，其中反作用力是由第一弹簧机构和第二弹簧机构施加的具有类似于图1所示趋势的弹性反作用力的结果。此外，通过使用如此构造的制动机构，获得诸如图1中所示的踏板滞后行为，即，对于每个踏板行程值而言，在踏板下压阶段中的总反作用力大于在踏板释放阶段中的总反作用力。

附图说明

本实用新型的其它特征和优点将从下面的详细描述中变得更加清楚，其中仅参考附图通过非限制性示例的方式提供该详细描述，其中：

图1示出用于车辆的离合器踏板的希望的反作用力相对于行程的特性；

图2和图3是从两个不同角度示出根据本实用新型实施例的用于车辆的电子离合器踏板的透视图；

图4是图2和图3所示的离合器踏板的踏板臂的分解视图；

图5是图2和图3所示的离合器踏板的分解视图；

图6和图7是分别示出图2和图3所示的离合器踏板处于初始静止位置(离合器接合)和处于完全压下位置(离合器脱离接合)下的侧视图；

图8示出图2和图3所示的离合器踏板的反作用力产生装置的两个弹簧中的每一个的反作用力相对于行程的特性以及由这两个特性的总和产生的特性；

图9是详细示出图2和图3所示离合器踏板的制动机构的剖视图；

图10是详细示出用于检测图2和图3所示离合器踏板的踏板臂位置的位置传感器装置的侧视图；以及

图11和图12是详细示出图10所示的位置传感器分别处于踏板的初始静止位置和完全下压位置的剖视图。

具体实施方式

首先参考图2至图7，根据本实用新型实施例的用于车辆的电子离合器踏板总体上表示为10。踏板10首先包括设计为被安装在车辆乘员舱室内部的固定位置处的支撑主体12和由支撑主体12可旋转地支撑以围绕旋转轴线x旋转的踏板臂14，该旋转轴线通常沿着车辆的横向或侧向方向指向。踏板10还包括反作用力产生装置，其布置成在踏板臂14上产生反作用力，所述反作用力与当驾驶员用他的脚踩压在离合器踏板上时由驾驶员所施加的力相反，从而通过一定的反作用力来抵消由驾驶员对离合器踏板的下压。踏板10还包括位置传感器装置16(在图10中详细示出)，其布置成向电子控制单元(未示出)提供指示踏板臂14围绕旋转轴线x的角度位置的信号(即，指示踏板行程的信号，踏板行程意味着相对于初始静止位置的踏板的下压量)，使得电子控制单元基于这些信号处理和发送适当的控制信号到布置成操作离合器控制构件(压力板)的致动器。

支撑主体12和踏板臂14有利地由加载有增强纤维(例如玻璃纤维)的塑料材料制成。然而，很清楚的是本实用新型并不限于使用这种类型的材料，因此支撑主体12和踏板臂14均可由用于该目的的任何其它材料制成。

以公知的方式，踏板臂14在其上端部处具有通孔18，铰链销22插入到通孔18中，优选地以间置有衬套20的方式插入到通孔18中，以便使得踏板臂14在支撑主体12中枢转，而在其下端部处，踏板臂14形成板垫24，驾驶员可在其上用脚来踩压踏板以控制离合器的脱离接合(打开)。

为了获得如图1中所示的反作用力相对于行程的特性，如图5至图7中具体示出的那样，根据本实用新型的踏板10的反作用力产生装置包括总体上以26表示的第一弹簧机构、总体上以28表示的第二弹簧机构和总体上以30表示的制动机构，这些机构中的每个均配置成根据踏板行程在踏板臂14上施加具有给定趋势的反作用力，施加在踏板臂14上的总反作用力因此是由第一弹簧机构26和第二弹簧机构28施加的弹性反作用力和由制动机构30施加的制动力的总和。

第一弹簧机构26包括弹簧32并且以如此的方式布置在支撑主体12和踏板臂14之间以至于使得弹簧32沿其将弹性力施加到踏板臂14上的方向(图5至图7中以S1所示的方向)总是位于旋转轴线x的下方(也就是说，相对于旋转轴线x与板垫24在同一侧上)，因此该弹性力总是倾向于将踏板臂14推向初始静止位置(如图6中所示)。此外，第一弹簧机构26以如此的方式配置成使得弹簧32以增加的程度被压缩，并且因此随着踏板行程的增加而在踏板臂14上施加增大的弹性力。优选地，弹簧32是圆柱形螺旋弹簧并且围绕一对引导元件34和36安装，所述引导元件沿着方向S1以滑动方式联接到彼此并且分别抵靠踏板臂14和支撑主体12搁置。引导元件34和36形成相应的肩部38和40，这些肩部限定适于弹簧32相应端部的邻接表面。

在所提出的示例中，弹簧32是单刚度弹簧，使得由第一弹簧机构26施加在踏板臂14上的弹性反作用力随着踏板行程从零行程值直到最大行程值T_max连续地增加(如由图8中的曲线F所示)。如从图8可以看出的那样，随着行程的增加，曲线F的斜率以连续的方式略微减小(由此曲线F具有向下的凹度)，因为弹簧32沿其施加弹性力的方向S1随着行程增加而变得越来越接近于踏板臂14的旋转轴线x。

根据替代实施例(未示出)，第一弹簧机构可具有双刚度弹簧或三刚度弹簧，其具有下述刚度特性(力相对于位移的特性)，其中在双刚度弹簧的情况下，其具有带有较低刚度的第一段和带有较高刚度的第二段，以及在三刚度弹簧的情况下，其具有带有较低刚度的第一段、与第一段相比具有较高刚度的第二段，以及与第二段相比具有较高刚度的第三段。例如，在三刚度弹簧的情况下，作为行程的函数由第一弹簧机构施加在踏板臂上的弹性反作用力的趋势具有以给定斜率以基本上线性的方式增加的第一段，以基本上线性的方式增加的第二段，以及以基本上线性的方式增加的第三段，其中第二段与第一段相比具有更高的斜率，第三段与第二段相比具有更高的斜率。

第二弹簧机构28包括弹簧42并且在支撑主体12和踏板臂14之间布置在第一弹簧机构26的上方，即，比第一弹簧机构26更接近踏板臂14的旋转轴线x。更具体地，第二弹簧机构28以如此的方式配置以至于使得在踏板行程的初始阶段中，弹簧42沿其在踏板臂14上施加弹性力的方向位于旋转轴线x的下方(也就是说，相对于旋转轴线x与板垫24在相同侧上)，因此该弹性力以及由弹簧32施加的弹性力倾向于将踏板臂14推向初始静止位置，而在踏板行程的最后阶段中，弹簧42沿其在踏板臂14施加弹性力的方向位于旋转轴线x的上方(也就是说，相对于旋转轴线x在与板垫24相对的一侧上)，并且因此该弹性力倾向于将踏板臂14推向最大行程的最终位置(图7中所示的位置)，从而辅助而不是抵消由驾驶员对踏板的下压。根据所提出的实施例，弹簧42是圆柱形螺旋弹簧，并且在支撑主体12一侧抵靠第一邻接元件44搁置以及在踏板臂14一侧抵靠第二邻接元件46搁置。第一邻接元件44铰接到支撑主体12，例如通过从该元件的径向相对侧突出的一对铰链销48铰接到支撑主体12，以便能够相对于支撑主体12围绕平行于踏板臂14的旋转轴线x指向的旋转轴线x1旋转并且驱动地连接到支撑主体12。第二邻接元件46铰接到踏板臂14，例如通过由后者即踏板臂14形成的一对枢转销50铰接到踏板臂14，以便能够相对于踏板臂14围绕与前述旋转轴线x和x1平行的旋转轴线x2旋转并且驱动地连接到踏板臂。第二邻接元件46包括圆柱形引导部分46a和板46b，弹簧42围绕该圆柱形引导部分46a安装，弹簧42的面向踏板臂14的端部抵靠该板46b搁置。圆柱形引导部分46a可滑动地联接到第一邻接元件44，以沿着延伸通过旋转轴线x1和x2的轴线S2滑动。限定弹簧42沿其在踏板臂14上施加其弹性力的方向的轴线S2随着踏板臂14围绕旋转轴线x的角度位置的改变而改变其取向，如可以通过比较图6和图7可注意到的那样。更具体地，在踏板行程的初始阶段中(如图6中所示)，轴线S2在旋转轴线x的下方延伸，因此第二弹簧机构28施加正的反作用力，即与由驾驶员对踏板的下压相反的反作用力，而在踏板行程的最后阶段中(如图7中所示)，轴线S2在旋转轴线x的上方延伸，因此第二弹簧机构28施加负的反作用力，即辅助由驾驶员下压踏板的反作用力。如图8中所示，作为行程函数的由第二弹簧机构28施加在踏板臂14上的的弹性反作用力的趋势(曲线F*)具有第一段(从零行程值到行程值T₁*)，其中反作用力随着行程而增加，直到达到给定的最大值，然后具有第二段(从行程值T₁*直到最大行程值T_max)，其中反作用力减小直到变为零，然后再次减小直到其达到负值，在最大行程值T_max处具有最大负值。在第一段中，曲线的斜率随着行程而减小，使得曲线具有向下的凹度。在第二段中，曲线最初具有向下的凹度，然后大致从反作用力为零的行程值(指示为T₂*)开始具有向上的凹度。

踏板臂14上的弹性反作用力F_{r_el}等于由第一弹簧机构26施加的弹性反作用力F和由第二弹簧机构28施加的弹性反作用力F*的总和，因此弹性反作用力F_{r_el}作为行程的函数而变化，如图8中所示，其具有第一段，其中弹性反作用力F_{r_el}随着行程而增加，直到其达到某一最大值，并且具有第二段，其中弹性反作用力F_{r_el}随着行程而减小，首先其凹度向下，然后其凹度向上。

如上已经陈述的那样，由制动机构30产生的制动力也作用在踏板臂14上，使得施加在踏板臂14上的总反作用力F_{r_tot}是弹性反作用力F_{r_el}和制动力的总和。对于每个踏板行程值而言，由制动机构30所产生的制动力在踏板下压阶段中比在踏板释放阶段中大，使得施加在踏板臂14上的总反作用力具有作为行程函数的滞后趋势，如图1中所示。

具体参考图4和图9，制动机构30包括一对靴部52，其被接收在设置在踏板臂14的上端部处的相应的座54中，靠近孔18。靴部52具有相应的平坦的制动表面52a，它们彼此平行取向并且面向相应的平坦制动表面56a，所述平坦制动表面56a彼此平行取向并且与支撑主体12成一体。优选地，制动表面56a设置在固定到支撑主体12的特殊插入件56上，插入件56由与支撑主体12的材料不同的材料制成，例如由金属制成。制动机构30还包括弹簧58，其例如被制成为圆柱形螺旋弹簧，其被接收在踏板臂14的在座54之间延伸的通孔60中，并且被配置成将靴部52彼此远离推动以使得靴部52的制动表面52a接触抵靠支撑主体12的制动表面56a，并且因此由于制动表面52a和56之间的摩擦而在踏板臂14上产生制动力。

最后，参考图5至图7和图10至图12，根据所示实施例，位置传感器装置16首先包括可移动元件62，其作为踏板臂14围绕旋转轴线x旋转的结果而移动，并且其位置单独地与踏板臂14围绕旋转轴线x的角度位置相关联。可移动元件62设置有永磁体。可移动元件62可滑动地安装以在设置在支撑主体12中的引导槽64中滑动。圆柱形螺旋弹簧66布置在引导槽64中并作用在可移动元件62上，以将所述元件推向引导槽64的外部。可移动元件62具有销68，该销可滑动地接合在设置于在旋转轴线x上方向上延伸的踏板臂14的突出部72中的槽70中，从而踏板臂14围绕轴线旋转x的旋转导致可移动元件62在引导槽64中滑动。位置传感器装置16还包括霍尔效应磁场传感器74，其安装在固定到支撑主体12的板76上，以便可操作地暴露于由安装在可移动元件62上的永磁体产生的磁通量，并且布置成输出指示该磁通量的分量的信号。显然，本实用新型不应被解释为限于使用给定的位置传感器装置，因此可以使用除了在此提出的位置传感器装置之外的其它位置传感器装置。

自然地，在本实用新型的原理保持不变的情况下，结构的实施例和细节可相对于纯粹作为非限制性示例描述和示出的那些宽泛地变化，而不脱离如所附权利要求限定的本实用新型的范围。