加热的踏脚板组件及方法与流程

本公开涉及一种用于机动车辆的踏脚板组件，并且特别地，涉及一种加热的踏脚板组件及对应方法。

背景技术：

运动型多功能车(suv)、卡车、皮卡车、厢式货车和其他车辆(诸如四轮驱动(4wd)车辆)具有相对高的离地间隙，这意味着地板处于地面上方相对高的高度处。

踏脚板是已知的，并且有时在用户拿取存储在车辆顶篷上的物品时使用。一些踏脚板是固定的并且相对于车身保持静止，而其他踏脚板是可缩回的，这意味着它们能够在缩回位置(有时称为“收起”位置)与展开位置之间选择性地移动。

技术实现要素：

根据本公开的示例性方面的踏脚板组件除其他事项之外包括踏脚板，所述踏脚板包括踏板(deck)，所述踏板具有由导热聚合物制成的多个间隔开的凸起部分。所述凸起部分还包括被构造为允许电流流过所述凸起部分的导电元件。

在前述踏脚板组件的另一非限制性实施例中，所述导电元件是导电线。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述导电线与所述踏板一起共挤出。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述导电线是镍铬合金。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述组件包括电联接到所述导电元件的电流源、温度传感器和热敏电阻。另外，所述电流源、所述温度传感器和所述热敏电阻电联接到所述导电元件。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述凸起部分由导热聚丙烯制成。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述凸起部分由导热聚丙烯和填料制成。所述填料是石墨、不锈钢、铜、石墨烯、碳纳米管和陶瓷材料中的一种。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述导电元件是导电聚合物。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述凸起部分一起限定所述踏脚板的最上表面。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述踏板包括在相邻凸起部分之间的多个通道。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述通道由电绝缘材料制成。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述通道由约70％的聚丙烯和约30％的玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的一种制成。

在前述踏脚板组件中任一个的另外的非限制性实施例中，所述通道位于由所述凸起部分的所述最上表面限定的平面下方的平面中。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述凸起部分中的每一个包括尖冠，所述尖冠被构造为管理水相对于所述踏脚板的流动。

在前述踏脚板组件中任一个的另一非限制性实施例中，所述凸起部分中的每一个包括相邻于所述相应尖冠的至少一个倾斜表面。

根据本公开的示例性方面的方法除其他事项之外包括：通过使电流流过踏脚板的踏板的多个间隔开的凸起部分来加热所述踏脚板。所述凸起部分由导热聚合物制成。

在前述方法的另一非限制性实施例中，所述凸起部分由通道间隔开，并且所述通道由电绝缘材料形成。

在前述方法中任一种的另一非限制性实施例中，所述凸起部分各自包括与其共挤出的导电线。

在前述方法中任一种的另一非限制性实施例中，所述加热步骤包括将电流从电流源引导至所述导电线。

在前述方法中任一种的另一非限制性实施例中，所述方法还包括：使用温度传感器监测所述踏脚板的温度；以及使用热敏电阻调整通过所述导电线的所述电流的流动。

附图说明

图1是具有示例性踏脚板组件的机动车辆的透视图。

图2是沿线2-2截取的剖视图并且示出示例性踏脚板的细节。

图3是图2中踏脚板的圈出区域的近视图，并且特别地示出踏脚板踏板的细节。

图4a是踏脚板的凸起部分的第一替代布置的视图。

图4b是踏脚板的凸起部分的第二替代布置的视图。

图4c是踏脚板的凸起部分的第三替代布置的视图。

具体实施方式

本公开涉及一种用于机动车辆的踏脚板组件，并且特别地，涉及一种加热的踏脚板及对应方法。示例性踏脚板组件包括踏脚板，所述踏脚板包括踏板，所述踏板具有多个间隔开的凸起部分。所述凸起部分由导热聚合物制成，并且包括被构造为允许电流流过所述凸起部分的导电元件。所公开的布置将热量安全地递送至踏脚板踏板的顶部表面，以融化任何积聚的雪和冰。所公开的布置可由相对低成本的部件并使用有效的制造技术(诸如共挤出)制成。从下面的描述将理解这些和其他益处。

参考附图，图1是机动车辆10的后透视图。车辆10具有相对高的间隙c，所述间隙c是地面表面与车辆10的地板之间的距离。如图所示，车辆10是运动型多功能车(suv)。虽然描绘了suv，但是本公开也适用于具有高离地间隙的其他类型的车辆，诸如厢式货车和卡车。

车辆10包括踏脚板组件12。在这个示例中，踏脚板组件12是能够从缩回位置移动至展开位置的可缩回踏脚板组件(或电动踏脚板组件)。踏脚板组件12在图1中被示出为处于展开位置。在这个示例中，可缩回踏脚板组件12包括踏脚板14以及将踏脚板14可旋转地连接到车身20的第一连杆16和第二连杆18，车身20包括车辆10的车架和镶板。虽然图1中示出了可缩回踏脚板组件，但是本公开扩展到不可缩回的踏脚板组件。在这类组件中，踏脚板14通过一个或多个刚性支撑托架保持在图2的展开位置中。

踏脚板14具有在平行于“向前”和“向后”方向的方向上延伸的长度l1，所述“向前”和“向后”方向在图1中被标记并且对应于车辆10的正常的“向前”和“向后”取向。在这个示例中，踏脚板14跨越车辆10的前车门22和后车门24的宽度的至少一大部分。虽然图1中仅示出一个踏脚板14，但是应当理解，类似的踏脚板可设置在车辆10的相反侧上。

当处于展开位置时，用户可在他们进入和离开车辆10时踩踏在踏脚板14上。具体地，用户可踩踏在踏脚板14的踏板26(或踩踏板或踩踏平台)上，在这个示例中，踏板26提供踏脚板14的最上表面。

在这个示例中，第一连杆16直接联接到马达28，所述马达28被构造为使踏脚板14在缩回位置与展开位置之间移动。在一个示例中，马达28与控制器30通信，控制器30例如基于车门22、24是打开还是关闭来指示马达28使踏脚板14在缩回位置与展开位置之间移动。

控制器30在图1中示意性地示出。应当理解，控制器30可以是整个车辆控制模块、诸如车辆系统控制器(vehiclesystemcontroller，vsc)的一部分，或者可以可替代地是与vsc分开的独立控制器。另外，控制器30可编程有用于与车辆10的各种部件交互并且操作所述各种部件的可执行指令。控制器30可响应于例如来自钥匙扣、车辆信息娱乐系统或用户的移动设备的信号而操作。控制器30另外包括用于执行车辆系统的各种控制策略和模式的处理单元和非暂时性存储器。

在一个示例中，马达28是电动马达，并且对来自控制器30的指令作出响应以选择性地来调整第一连杆16的位置。第二连杆18被构造为响应于第一连杆16的移动而移动。换句话讲，第二连杆18是从动连杆。然而，在另一个示例中，第二连杆18可以直接联接到马达28，并且第一连杆16可以是从动连杆。另外，虽然图1中示出两个连杆16、18，但是本公开扩展到具有一个或多个连杆的可缩回踏脚板组件。

图2是沿着图1的线2-2截取的踏脚板14的剖视图。特别地，踏脚板14包括基部结构32，所述基部结构32被构造为从下面支撑踏板26并且将踏板26联接到车辆10的车身20。基部结构32包括由金属材料(诸如不锈钢)制成的一个或多个支撑托架。基部结构32的其余部分可由玻璃填充的聚丙烯(诸如填充有约30体积％玻璃的聚丙烯)制成。如下文所论述，踏脚板14可使用共挤出工艺形成。在这一共挤出工艺之后，或者作为这一工艺的一部分，可将支撑托架附接到踏脚板14。

踏脚板14还包括由基部结构32的至少一部分支撑的踏板26。在这个示例中，踏板26包括多个凸起部分34a-34e和在相邻凸起部分34a-34e之间的多个通道36a-36d，它们呈交替布置(即，凸起部分、通道、凸起部分、通道)。虽然图2中示出五个凸起部分34a-34e和四个通道36a-36d，但是本公开扩展到具有不同数量的凸起部分和通道的踏脚板14。

凸起部分34a-34e一起限定踏脚板14的最上表面。另外，在本公开中，凸起部分34a-34e在侧向方向上彼此间隔开，所述侧向方向是相对于车辆10的正常姿态的大体上从一侧到另一侧的方向。侧向方向在附图中标记为移动远离车辆的“向外”和相反的“向内”方向。

图3详细地示出踏板26的一部分。特别地，图3示出凸起部分34b和34c以及通道36a-36c。虽然图3中未示出其余的凸起部分和通道，但是应当理解，它们以类似方式布置。

从凸起部分34b开始，凸起部分34b包括位于基本上水平平面p1中的冠表面38。在冠表面38的相反侧向侧上，凸起部分34b包括分别通向通道36a、36b的倾斜表面40、42。凸起部分34c以类似方式布置，包括位于平面p1中的冠表面44，并且还包括分别通向通道36b、36c的相背对的倾斜表面46、48。通道36a、36b、36c包括位于水平平面p2中的上表面50、52、54，水平平面p2与平面p1间隔开并在其下方。

在这个示例中，平面p1是踏脚板14的最上表面。因此，凸起部分34a-34e，并且特别地冠表面(即，冠表面38、44)，限定踏脚板14的与平面p1共同延伸的最上表面。以此方式，凸起部分34a-34e和通道36a-36d向踏脚板14提供多个脊，这增加了用户在踩踏在踏脚板14上时所感受到的抓地力的量并且有助于进行水管理。

为了提高踏脚板14在冷温度条件(诸如有雪或结冰条件)下的易用性，在本公开中对踏脚板14进行加热。特别地，在本公开中，凸起部分34a-34e由导热材料(诸如导热聚合物)制成，并且凸起部分34a-34e各自包括被构造为允许电流流过凸起部分的导电元件。以此方式，热量被直接施加到踏脚板14的最上表面，在所述最上表面处热量得到有效扩散。

关于凸起部分34a-34e的导热材料，在一个示例中，凸起部分34a-34e由导热聚丙烯制成。在另一示例中，凸起部分34a-34e由导热聚丙烯制成，并且还包含填料。填料可占凸起部分34a-34e的约25体积％，并且填料可以是石墨、不锈钢、铜、石墨烯、碳纳米管和陶瓷材料中的一种。在一个示例中，凸起部分34a-34e具有5瓦特每米开尔文的导热率，这相对于标准聚合物大幅提高(即，标准聚合物的导热率的约20倍)。本公开不限于用于凸起部分34a-34e的任何特定材料类型或填料，并且扩展到其他导热材料。

关于凸起部分34a-34e的导电元件，在一个示例中，凸起部分34a-34e各自与导电线56a-56e共挤出。导电线56a-56e直接嵌入凸起部分34a-34e中，恰好位于相应冠表面(即，冠表面38、44)下方并且侧向地位于相背对的倾斜表面(即，倾斜表面40、42、46、48)之间。

在一个示例中，导电线56a-56e是镍铬合金(nicr)线。在一个示例中，导电线56a-56e可由约80％的镍和20％的铬构成，并且符合电阻线的astmb267标准。在一个示例中，导电线56a-56e可以是24线规线。本公开不限于任何特定的线号，并且不限于镍铬合金线。换句话讲，本公开扩展到其他类型的导电线或电阻线。

在本公开的替代性实施例中，凸起部分34a-34e不包括导电线，而是替代地由导电聚合物制成。这类材料有时称为本征型导电聚合物(intrinsicallyconductivepolymer，icp)，并且包括传导电力的有机聚合物。为此，凸起部分34a-34e可由导电且导热的聚合物制成。

导电元件诸如导电线56a-56e或导电聚合物沿着踏脚板14的基本上整个长度l1延伸。导电元件可相对于电路串联地、并联地或以两者的某种组合布置。下文将论述示例性电路。

为了防止导电元件之间短路，在这个示例中，通道36a-36d由电绝缘材料制成。例如，在一个示例中，通道36a-36d由约70％的聚丙烯制成并且包含约30％的填充材料(在这个示例中，百分比按体积计)。填充材料可以是玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的一种。本公开不限于特定材料类型，并且扩展到其他电绝缘材料和结构纤维。另外，在替代性实施例中，通道36a-36d可由导电材料(诸如石墨)制成，其条件是导电线56a-56e涂覆有电绝缘材料。

在本公开的一个示例中，使用共挤出工艺制成踏脚板14。特别地，通过将形成基部结构32、凸起部分34a-34e、通道36a-36d和导电线56a-56e(如果存在的话)的不同材料一起按压通过模具来制成踏脚板14。本公开不限于通过共挤出制造的踏脚板14，尽管共挤出确实提供某些益处，包括降低成本、易于制造等。另外，共挤出允许容易地相对靠近踏板26的最上表面嵌入导电线56a-56e，这增加了加热踏板26的容易性。

返回参考图1，车辆10和踏脚板组件12包括相对于踏脚板14布置的电路58，以便引导电流通过凸起部分34a-34e的导电元件。在导电元件是导电线56a-56e的示例中，导电线56a-56e可串联地、并联地或以两者的某种组合连接到电路58。在图1中，电路58在踏脚板14的相反端部处电联接到导电线56a-56e。然而，电路58可以其他方式联接到导电线56a-56e。另外，虽然参考导电线56a-56e，但是电路58可相对于如上文所论述的不包括导电线而替代地由导电聚合物制成的凸起部分34a-34e使用。

在这个示例中，电路58包括可由车辆10的电池提供的电流源60、温度传感器62、以及热敏电阻64，其中的每一者电联接到踏脚板14，并且特别地电联接到导电线56a-56e。在一个示例中，电路58可电联接到控制器30，并且电路58的部件可对来自控制器30的命令作出响应。在另一个示例中，电路58是自调节的并且并不电联接到控制器30。

在一种示例性使用方法中，温度传感器62被构造为生成指示踏脚板14的温度的信号。在其他示例中，另一个温度传感器可用于生成指示环境空气温度的信号。如果踏脚板14的温度低于预定阈值，诸如低于3℃，那么电路58可以激活并且开始引导电流通过导电线56a-56e。在一个示例中，当感测到的温度下降到低于阈值时，控制器30命令电流源60将电流引导至导电线56a-56e，从而加热踏脚板14。电流电平可由控制器30或热敏电阻64调节。在一个示例中，热敏电阻64是电阻随温度的上升而增大的正温度系数(ptc)热敏电阻。因此，当温度上升时，热敏电阻64的电阻增大，并且较少的电流被引导至导电线56a-56e。

在这个示例中，热敏电阻64可具有约60℃的切换温度。特别地，热敏电阻64可在60℃下具有约2欧姆的电阻，在90℃下具有约1,000欧姆的电阻，并且在105℃下具有约10,000欧姆的电阻，其中的后者有效地停止任何电流流动。以此方式，当踏脚板14的温度升高时，电路58开始减小引导通过导电线56a-56e的电流。为此，热敏电阻64可电联接到温度传感器62和/或控制器30和/或环境温度传感器(如果存在的话)。本公开不限于任何特定的热敏电阻，并且可基于期望的行为选择适当的热敏电阻。

在本公开的一个示例中，在加热操作期间，电路58向导电线56a-56e提供一定电平的电流，使得导电线56a-56e被加热至约60-80℃之间。这一温度范围允许有效操作、对于用户是安全的、融化冰和雪、并且防止冰和雪积聚。

在本公开的一个方面，踏脚板14被构造为管理来自融化的雪和冰的水。图4a至图4c示出踏脚板14的凸起部分的三种替代布置。特别地，图4a至图4c示出凸起部分34a，但是应当理解，凸起部分34a-34e中的每一个可类似于本文所示的布置中的任何一种。

在图4a至图4c的布置中的每一个中，凸起部分34a包括尖冠，这与图3的钝的、水平平坦的冠表面38、44不同。凸起部分34a还包括相邻于尖冠的至少一个倾斜表面。

在第一替代布置中，凸起部分34a包括与凸起部分34a的中心线c重合的尖冠66(图4a)，以及在中心线c的任一侧上的相背对的倾斜表面68、70。在图4a中，凸起部分34a关于中心线c是基本上对称的。在第二替代布置中，凸起部分34a包括在中心线c的侧向外侧间隔开的尖冠72(图4b)，以及在侧向向内移动时向下偏斜的倾斜表面74。以此方式，图4b的布置使水相对于凸起部分34a在向内方向上流动。在基本上与图4b布置相反的第三替代布置中，凸起部分34a包括在中心线c的侧向内侧间隔开的尖冠76(图4c)，以及在侧向向外移动时向下偏斜的倾斜表面78。以此方式，水向凸起部分34a的外侧流动。在这些示例中的每一个中，尖冠66、72、76一起限定平面p1，所述平面p1与踏脚板14的最上表面共同延伸。虽然尖冠可具有增加的益处，但是本公开不限于凸起部分34a的任何特定布置。

应当理解，诸如“约”、“基本上”和“大体上”的术语不旨在是无边界术语，并且应当被解释为与本领域技术人员将解释这些术语的方式一致。另外，诸如“下面”、“向前”、“向后”、“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等的方向术语仅用于解释的目的，并且不应当以其他方式解释为是限制性的。

尽管不同示例具有在图示中示出的特定部件，但是本公开的实施例不限于那些特定组合。可将来自一个示例的一些部件或特征与来自另一个示例的特征或部件结合使用。此外，本公开的各个附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件或布置的某些细节。

本领域的普通技术人员将理解，上述实施例是示例性而非限制性的。也就是说，本公开的修改将落入权利要求的范围内。因此，应当研习随附权利要求以确定它们的真实范围和内容。