Узел тормозной педали с электрическим управлением тормозами и узел регулируемой тормозной педали (варианты) - RU2675766C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к узлам тормозной педали, в частности к узлам, имеющим регулируемые тормозные педали в системах с электрическим управлением тормозами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционные тормозные системы в моторном транспортном средстве типично включают в себя колесные тормоза с гидравлическим приводом, главный цилиндр в сообщении по текучей среде с колесными тормозами и тормозную педаль, механически присоединенную к главному цилиндру через усилитель тормозов. По мере того, как водитель нажимает тормозную педаль, шток усилителя тормозов заставляет усилитель/главный цилиндр перемещать поршень внутри главного цилиндра, который усиливает давление гидравлической жидкости в колесных тормозах, таких как тормозные скобы или барабанные тормоза, которые, в свою очередь, прикладывают силу трения к роторам или барабанам, соответственно. Ввод в действие усилителя тормозов/главного цилиндра подвергается сопротивлению или противодействию силы, приписываемой давлению текучей среды в каналах для гидравлической жидкости и тормозных накладок или колодок, прижимающихся к роторам или барабанам. Эта сопротивляющаяся или противодействующая сила возрастает относительно перемещения узла тормозной педали по мере того, как тормозная сила прикладывается к колесным тормозам. Другими словами, чем дальше нажимается тормозная педаль, тем жестче она начинает толкать ее. Водители моторных транспортных средств воспринимают эту зависимость между перемещением узла тормозной педали и возрастающей сопротивляющейся силы в качестве «ощущения педали» тормозной системы. Водители ожидают некоторой формы ощущения педали от всех тормозных систем моторных транспортных средств.

Были сконструированы тормозные системы моторных транспортных, в которых давление текучей среды для нажатия колесного тормоза может создаваться независимо от непосредственной механической связи между тормозной педалью и усилителем тормозов/главным цилиндром. Системы, такие как эта, часто указываются ссылкой как система с «электрическим управлением тормозами». Поскольку непосредственное механическое соединение может быть разъединено во время некоторых или всех режимов, аспект оттеснения ощущения педали может не ощущаться водителем. Транспортные средства, имеющие тяговую аккумуляторную батарею и возможность рекуперативного торможения, часто требуют систему с электрическим управлением тормозами. Поскольку водители ожидают некоторой формы ощущения педали от тормозов всех транспортных средств, может быть полезным обеспечивать имитированное ощущение педали традиционной тормозной системы в тормозной системе с электрическим управлением тормозами.

Вдобавок, в традиционных тормозных системах (системах не с электрическим управлением тормозами), регулируемые педали были предусмотрены, чтобы приспосабливаться к водителям разного роста. Таким образом, регулировочное устройство предоставляет педали/узлу педали возможность перемещаться ближе к или дальше от водителя ради улучшенного доступа. Возможность регулировки тормозной педали может изменять ощущение педали и, таким образом, может быть полезно обеспечивать компенсацию в традиционной тормозной системе для поддержания по существу подходящего ощущения педали независимо от настроенного положения. В дополнение, может быть полезным предоставить регулируемую тормозную педаль для системы с электрическим управлением тормозами, к тому же, наряду с обеспечением по существу подходящего ощущения педали во всех настроенных положениях.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один из аспектов этого раскрытия направлен на тормозную педаль с электрическим управлением тормозами. Узел имеет установочный кронштейн, выполненный с возможностью присоединения к транспортному средству и образования оси поворота тормозной педали. Узел имеет регулировочный подузел, шарнирно присоединенный к установочному кронштейну вокруг оси поворота. Узел имеет имитатор ощущения педали, выполненный с возможностью обеспечения обратной связи ощущения педали при шарнирном повороте регулировочного подузла относительно установочного кронштейна. Узел также имеет рычаг тормозной педали, с возможностью регулировки присоединенный к регулировочному подузлу.

В этом узле, рычаг тормозной педали может иметь проксимальный конец с накладкой тормозной педали, установленной на нем, дистальный конец, продолжающийся к и шарнирно поворачиваемый вокруг оси поворота, и среднюю часть, расположенную между проксимальным и дистальным концами, с возможностью регулировки присоединенную к регулировочному подузлу. Регулировочный подузел также может иметь механизм регулятора, присоединенный к рычагу тормозной педали, выполненный с возможностью перемещения тормозной педали относительно регулировочного подузла. В этом случае, регулировочный подузел может образовывать щель, рычаг тормозной педали может иметь мини-ось, продолжающуюся от него, поддерживающую стабилизирующее колесико, стабилизирующее колесико может быть расположено в щели, и приведение в действие механизма регулятора может вызывать перемещение стабилизирующего колесика в щели.

Имитатор ощущения педали может иметь рычаг ощущения педали, жестко присоединенный смежно регулировочному подузлу. Рычаг ощущения педали может продолжаться от регулировочного подузла. Кронштейн имитатора может продолжаться от установочного кронштейна, имеющего кулачковую поверхность ощущения педали. Кулачковый следящий элемент может продолжаться от рычага ощущения педали и контактировать с кулачковой поверхностью ощущения педали, чтобы имитировать ощущение педали, когда рычаг ощущения педали перемещается.

Узел может иметь шток усилителя тормозов, присоединенный к рычагу ощущения педали. Рычаг ощущения педали может продолжаться до и является шарнирно поворачиваемым вокруг оси поворота. Вдобавок, имитатор ощущения педали также может иметь пружину в контакте с установочным кронштейном, выполненную с возможностью приложения усилия предварительного нагружения к рычагу тормозной педали.

Еще один аспект этого раскрытия направлен на узел регулируемой тормозной педали. В этом узле, регулировочный подузел является шарнирно присоединяемым к транспортному средству; рычаг тормозной педали присоединен с возможностью перемещения к регулировочному подузлу. Рычаг тормозной педали также продолжается вниз от регулировочного подузла. К тому же, в этом узле, имитатор ощущения педали является частично присоединяемым к транспортному средству вблизи регулировочного подузла. Имитатор ощущения педали взаимодействует с регулировочным подузлом, чтобы обеспечивать по существу подходящую имитацию ощущения педали при перемещении регулировочного подузла независимо от регулировки рычага тормозной педали.

Узел также может иметь установочный кронштейн, присоединяемый к транспортному средству. Установочный кронштейн может образовывать ось поворота, на которой регулировочный подузел может шарнирно присоединяться к установочному кронштейну вкруг оси поворота. Регулировочный подузел может иметь механизм регулятора, присоединенный к рычагу тормозной педали, выполненный с возможностью перемещения рычага тормозной педали относительно регулировочного подузла. Рычаг тормозной педали может иметь проксимальный конец с накладкой тормозной педали, установленной на нем. Рычаг тормозной педали может иметь дистальный конец, продолжающийся до и шарнирно поворачиваемый вокруг оси поворота. Рычаг тормозной педали также может иметь среднюю часть, расположенную между проксимальным и дистальным концами, с возможностью регулировки присоединенную к регулировочному подузлу.

Имитатор ощущения педали может иметь кронштейн имитатора, имеющий кулачковую поверхность, присоединенную к установочному кронштейну. Имитатор ощущения педали может иметь рычаг ощущения педали, присоединенный к и продолжающийся от регулировочного подузла. Имитатор ощущения педали может иметь кулачковый следящий элемент, присоединенный к и продолжающийся от рычага ощущения педали. Кулачковый следящий элемент может иметь ролик на одном конце в контакте с кулачком для обеспечения обратной связи ощущения педали по мере того, как нажимается рычаг тормозной педали. Шток усилителя тормозов также может быть присоединен к рычагу ощущения педали.

Дополнительный аспект этого раскрытия направлен на узел регулируемой тормозной педали для транспортного средства с тяговой аккумуляторной батареей. В этом узле, установочный кронштейн выполнен с возможностью присоединения к транспортному средству в водительском углублении для ног в полу кузова. Установочный кронштейн образует ось поворота. Рычаг тормозной педали имеет дистальный конец, шарнирно присоединенный к установочному кронштейну вокруг оси поворота. Рычаг тормозной педали также имеет проксимальный конец, продолжающийся от дистального конца, имеющий накладку тормозной педали, расположенную на нем.

Узел имеет регулировочный подузел, шарнирно присоединенный к установочному кронштейну вокруг оси поворота. Регулировочный подузел имеет механизм регулятора, присоединенный к рычагу тормозной педали, выполненный с возможностью перемещения накладки тормозной педали относительно механизма регулятора. Тот же самый узел также имеет имитатор ощущения педали с кулачковой поверхностью, присоединенной к и продолжающейся от установочного кронштейна. Имитатор ощущения педали также имеет кулачковый следящий элемент, присоединенный к регулировочному подузлу так, чтобы шарнирный поворот регулировочного подузла вокруг оси поворота создавал сопротивление при торможении.

Регулировочный подузел может иметь внутреннюю панель и наружную панель, чтобы часть рычага тормозной педали была расположена между ними. Механизм регулятора может иметь электродвигатель, расположенный на задних краях внутренней и наружной панелей. Электродвигатель может быть присоединен к рычагу тормозной педали между внутренней и наружной панелями. Приведение в действие электродвигателя в первом направлении может перемещать накладку тормозной педали по существу назад в углублении для ног в полу кузова относительно регулировочного подузла, а приведение в движение электродвигателя во втором направлении может перемещать накладку тормозной педали по существу вперед в углублении для ног в полу кузова. Внутренняя панель может образовывать удлиненную щель. Рычаг тормозной педали может иметь стабилизирующий элемент, продолжающийся от него и расположенный в щели.

Узел может включать в себя рычаг ощущения педали, шарнирно присоединенный к установочному кронштейну вокруг оси поворота. Рычаг ощущения педали может быть присоединен к наружной панели регулировочного подузла. Кулачковый следящий элемент может быть присоединен к и продолжаться от рычага педали. Присоединение кулачкового следящего элемента к рычагу ощущения педали и присоединение рычага ощущения педали к регулировочному подузлу является тем, каким образом кулачковый следящий элемент может быть присоединен к регулировочному подузлу. Узел также может иметь упругий элемент в контакте с установочным кронштейном и регулировочным подузлом, выполненный с возможностью обеспечения усилия предварительного нагружения, смещающего тормозную накладку по существу назад от установочного кронштейна.

Вышеприведенные аспекты этого раскрытия и другие аспекты будут подробнее пояснены ниже со ссылкой на приложенные чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - общий вид правой стороны узла регулируемой тормозной педали.

Фиг. 2 - общий вид левой стороны узла регулируемой тормозной педали.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проиллюстрированные варианты осуществления раскрыты со ссылкой на чертежи. Однако, следует понимать, что раскрытые варианты осуществления подразумеваются только примерами, которые могут быть воплощены в различных и альтернативных формах. Фигуры не обязательно должны определять масштаб, и некоторые признаки могут быть преувеличены или сведены к минимуму, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Раскрытые специфичные конструктивные и функциональные детали должны интерпретироваться не в качестве ограничивающих, а в качестве представляющих основу для обучения специалиста в данной области техники, каким образом осуществить раскрытые концепции на практике.

Фиг. 1 и 2 показывают виды справа и слева, соответственно, узла 10 тормозной педали. Узел 10 тормозной педали может использоваться с транспортным средством с тяговой аккумуляторной батареей (не показана), таким как транспортное средство с электрическим приводом и батарейным питанием (BEV) или транспортное средство с гибридным электрическим приводом (HEV), или любое транспортное средство с системой с электрическим управлением тормозами (также не показано). Узел 10 тормозной педали имеет установочный кронштейн 12, присоединяемый к транспортному средству. Установочный кронштейн 12 может быть выполнен с возможностью присоединения к транспортному средству в водительском углублении для ног в полу кузова пассажирского отделения транспортного средства, как указано стрелками 14. Хотя показаны с установочным кронштейном 12 в качестве части полного узла, также предвидится, что отдельные компоненты узла могли бы быть присоединены в водительском углублении для ног в полу кузова без использования установочного кронштейна 12.

Установочный кронштейн 12 может иметь переднюю стенку 16 с некоторым количеством установочных проходных изолирующих втулок 18, продолжающихся от передней стеки 16 по существу продольно вперед. Установочные проходные изолирующие втулки 18 могут быть посажены в приемных отверстиях/прорезях в пределах углубления 14 для ног в полу кузова транспортного средства. Установочный кронштейн 12 может иметь верхнюю стенку 20, продолжающуюся по существу продольно назад и вверх от передней стенки 16. Две по существу параллельных боковых стенки 22, 24 могут продолжаться по существу вниз от верхней стенки 20. Крепежные детали (не показаны) могут использоваться для присоединения установочного кронштейна 12 к панели (не показана) в углублении 14 для ног в полу кузова. Крепежные детали могут присоединять переднюю стенку 16 или верхнюю стенку 20, или ту и другую, к панели в углублении 14 для ног в полу кузова транспортного средства. Боковые стенки 22, 24 каждая образует отверстие 26, 28 оси поворота, и два отверстия 26, 28 взаимодействуют, чтобы образовывать ось 30 поворота тормозной педали. Штифт 32 может быть вставлен через два отверстия 26, 28.

Узел 10 тормозной педали имеет рычаг 36 тормозной педали. Рычаг 36 тормозной педали может иметь дистальный конец 38, шарнирно присоединенный к установочному кронштейну 12 вокруг оси 30 поворота для дополнительной опоры, хотя это не требуется. Рычаг 36 тормозной педали может иметь проксимальный конец 40 с накладкой 42 тормозной педали, установленной на нем. Рычаг 36 тормозной педали может иметь среднюю часть 44, расположенную между проксимальным и дистальным концами 40, 38. Рычаг 36 тормозной педали может иметь стабилизирующий элемент 46, продолжающийся поперечно из средней части 44. Стабилизирующий элемент 46 может быть мини-осью 48, продолжающейся от средней части 44, со стабилизирующим колесиком 50, расположенным на ней.

Узел 10 тормозной педали имеет регулировочный подузел 56, шарнирно присоединенный к установочному кронштейну 12 вокруг оси 30 поворота. Регулировочный подузел 56 может иметь внутреннюю панель 58 и наружную панель 60. Внутренняя и наружная панели 58, 60 могут быть по существу параллельны друг другу. Часть рычага 36 тормозной педали может быть расположена между внутренней и наружной панелями 58, 60. Внутренняя панель 58 может образовывать удлиненную щель 62, в которой может быть расположен стабилизирующий элемент 46.

Механизм 64 регулятора может быть присоединен к средней части 44 рычага 36 тормозной педали. Механизм 64 регулятора может быть присоединен к рычагу 36 тормозной педали между внутренней и наружной панелями 58, 60. Механизм 64 регулятора выполнен с возможностью перемещения рычага 36 тормозной педали относительно регулировочного подузла 56. Приведение в действие механизма 64 регулятора вызывает перемещение стабилизирующего элемента 46 в щели 62, как указано стрелкой 65. Приведение в действие механизма 64 регулятора заставляет накладку 42 тормозной педали перемещаться вперед или назад в пределах углубления 14 для ног в полу кузова. Таким образом, средняя часть 44 рычага 36 тормозной педали может быть с возможностью регулировки присоединена к регулировочному подузлу.

Электродвигатель 66 может быть расположен на задних краях 68 внутренней и наружной панелей 58, 60 и использоваться для приведения в действие механизма 64 регулятора. Переключатель (не показан) может приводиться в действие водителем для подачи питания на электродвигатель 66, чтобы вращался в двух разных направлениях. Приведение в действие электродвигателя 66 в первом направлении может перемещать накладку 42 тормозной педали по существу продольно назад в углублении 14 для ног в полу кузова. Приведение в действие электродвигателя 66 во втором направлении может перемещать накладку 42 тормозной педали по существу продольно вперед в углублении 14 для ног в полу кузова. Регулировочный подузел 56 может оставаться неподвижным, когда накладка 42 тормозной педали регулируется, таким образом, электродвигатель 66 перемещает накладку 42 тормозной педали и по меньшей мере часть рычага 36 тормозной педали относительно регулировочного подузла 56. Таким образом, рычаг 36 тормозной педали, с возможностью регулировки присоединенный к регулировочному подузлу 56. Вдобавок, рычаг 36 тормозной педали, или по меньшей мере его часть, может продолжаться вниз от регулировочного подузла 56.

Как указанно выше, рычаг 36 тормозной педали не должен продолжаться и присоединяться к оси 30 поворота, как показано на фигурах, скорее, рычагу 36 тормозной педали нужно присоединяться всего лишь к регулировочному подузлу 56 и продолжаться из него.

Имитатор 70 ощущения педали может использоваться во взаимодействии со регулировочным подузлом 56 для обеспечения имитации ощущения педали при перемещении регулировочного подузла 56. Как указанно выше, ощущение педали является прогрессивной силой сопротивления, которая возрастает относительно перемещения тормозной педали. Другими словами, имитатор 70 ощущения педали делает более тем более жестким нажатие рычага 36 тормозной педали, чем дальше нажимается рычаг 36 тормозной педали. Имитатор 70 ощущения педали дает по существу подходящую кривую ощущения педали (повышение силы сопротивления перемещению тормозной педали) независимо от регулировки рычага тормозной педали.

Нажатие накладки 42 тормозной педали ступней водителя, как показано стрелкой 71, перемещает рычаг 36 тормозной педали, который присоединен к регулировочному подузлу 56, вызывая шарнирный поворот регулировочного подузла 56 вокруг оси 30 поворота. Поворот регулировочного подузла 56 вокруг оси 30 поворота создает обратную связь ощущения педали, в качестве имитированной имитатором 70 ощущения педали, в направлении накладки 42 тормозной педали и обратно на ступню водителя.

Имитатор 70 ощущения педали может иметь рычаг 72 ощущения педали, неподвижно присоединенный к регулировочному подузлу 56. Рычаг 72 ощущения педали может присоединяться к дистальной панели 60. Рычаг 72 ощущения педали также может быть шарнирно присоединен к установочному кронштейну 12 вокруг оси 30 поворота. Рычаг 72 ощущения педали выполнен с возможностью быть неподвижным при повороте регулировочного подузла 56. В случае узла без установочного кронштейна 12, имитатор 70 ощущения педали может быть присоединяемым между регулировочным подузлом 12 и панелью (не показана) транспортного средства, ближайшей к регулировочному подузлу 56.

Имитатор 70 ощущения педали также может иметь кронштейн 74 имитатора. Кронштейн 74 имитатора может быть присоединен к и продолжаться от установочного кронштейна 12. Кронштейн 74 имитатора может образовывать кулачковую поверхность 76 ощущения педали. Имитатор 70 ощущения педали также имеет кулачковый следящий элемент 78 в контакте с кулачковой поверхностью 76 ощущения педали. Кулачковый следящий элемент 78 выполнен с возможностью имитации ощущения педали, когда кулачковый следящий элемент 78 перемещается от края до края кулачковой поверхности 76 ощущения педали. Кулачковый следящий элемент перемещается от края до края кулачковой поверхности ощущения педали, когда рычаг 36 тормозной педали нажимается; рычаг 36 тормозной педали перемещает регулировочный подузел 56, к которому он прикреплен, который, в свою очередь, перемещает рычаг 72 ощущения педали, к которому он прикреплен, который, в свою очередь, осуществляет скольжение кулачкового следящего элемента 78 от края до края кулачковой поверхности 76. Рычаг 72 ощущения педали и регулировочный подузел 56 всегда имеют одинаковое поворотное движение относительно установочного кронштейна 12 независимо от того, докуда была настроена накладка 42 тормозной педали.

Кулачковый следящий элемент 78 может быть присоединен к и продолжаться от рычага 72 ощущения педали. Кулачковый следящий элемент 78 может иметь ролик 80 на одном конце, причем, другой конец шарнирно присоединен к рычагу 72 ощущения педали. Ролик 80 может находиться в контакте с и придерживаться кулачковой поверхности 76 ощущения педали. Кулачковый следящий элемент 78 может включать в себя пружину 83 сжатия. Кулачковый следящий элемент 78 также может иметь установочное звено 84, шарнирно присоединенное на ролике 80, а также шарнирно присоединенное к рычагу 72 ощущения педали. В альтернативном варианте осуществления, кулачковый следящий элемент 78 может быть присоединен к и продолжаться от регулировочного подузла 56.

Узел 10 тормозной педали может иметь упругий элемент 90 в контакте с установочным кронштейном 12, и выполненный с возможностью приложения усилия предварительного нагружения к рычагу 36 тормозной педали. Упругий элемент 90 может быть пружиной 90 кручения с частью пружины 90 кручения, навитой вокруг оси 30 поворота. Упругий элемент 90 находится в контакте с установочным кронштейном 12 и регулировочным подузлом 56, и выполнен с возможностью обеспечения усилия предварительного нагружения, смещающее тормозную накладку 42 по существу продольно назад от установочного кронштейна 12.

Узел 10 тормозной педали также может иметь шток 92 усилителя. Шток 92 усилителя может быть присоединен к рычагу 72 ощущения педали. В альтернативном варианте, шток 92 усилителя может быть присоединен к регулировочному подузлу 56. Присоединять шток 92 усилителя к рычагу 36 тормозной педали не настолько желательно, так как регулировка рычага 36 тормозной педали может изменять длину соединения штока 92 усилителя, и поскольку рычаг 72 ощущения педали и регулировочный подузел 56 поддерживают постоянную траекторию поворота вокруг оси 30 поворота, наличие в распоряжении штока 92 усилителя, присоединенного к любому из этих компонентов, поддерживает подходящую досягаемость по отношению к усилителю (не показан), когда тормозная педаль нажата, и тормозная система срабатывает.

Перемещение рычага 36 тормозной педали относительно регулировочного подузла 56, как показано стрелкой 65, не поворачивает регулировочный подузел 56 вокруг оси 30 поворота (поскольку усилие не добавляется к накладке 42 тормозной педали). Это предоставляет возможность, чтобы накладка 71 тормозной педали регулировалась в зависимости от предпочтения водителя. Перемещение рычага 36 тормозной педали относительно регулировочного подузла 56, как показано стрелкой 65, не вызывает перемещение имитатора 70 ощущения педали или штока 93 усилителя. Как только накладка 42 тормозной педали настроена на некоторое положение, регулировочный узел 56 поддерживает относительную регулировку, чтобы, когда накладка 42 тормозной педали нажимается, как указано стрелкой 71, регулировочный подузел 56 шарнирно поворачивается вокруг оси 30 поворота. Поворачивание регулировочного подузла 56 вокруг оси 30 поворота перемещает или приводит в действие имитатор 70 усилия на педали и перемещает шток 92 усилителя.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы раскрытых устройств и способа. Скорее, словесные формулировки, используемые в описании изобретения, предпочтительнее являются словесными формулировками описания, нежели ограничением, и понятно, что различные изменения могут быть произведены, не выходя из сущности и объема раскрытия в качестве заявленных в формуле изобретения. Признаки различных вариантов осуществления реализации могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления раскрытых концепций.

Реферат

Узел тормозной педали содержит как имитатор ощущения педали, так и регулируемую тормозную педаль. Имитатор ощущения педали имеет неподвижную кулачковую поверхность и подвижный кулачковый следящий элемент, который обеспечивает повышенное сопротивление, которое имитирует сопротивление реальной тормозной системы, по мере того как нажимается рычаг тормозной педали. Узел тормозной педали содержит поворотный регулировочный подузел, от которого может продолжаться кулачковый следящий элемент. Регулировочный подузел также содержит рычаг тормозной педали, с возможностью регулировки присоединенный к и продолжающийся от него. Регулировочный подузел обеспечивает совместимую траекторию поворачивания посредством нажатия тормозной педали, предоставляющую кулачковому следящему элементу возможность иметь по существу совместимое перемещение от края до края неподвижной кулачковой поверхности, обеспечивая по существу подходящую обратную связь ощущения педали независимо от того, докуда тормозная педаль была настроена в пределах углубления для ног в полу кузова. Достигается улучшение работы узла. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула