專利名稱：無動(dòng)力踏板輔助裝置以及包括其的車輛離合器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下公開總體上涉及車輛離合器組件，且更具體地涉及適合于與離合器組件或其它車輛控制踏板組件一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置的實(shí)施例。
背景技術(shù)：
車輛離合器組件是用于在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間從車輛內(nèi)燃機(jī)選擇性地脫離自動(dòng)或手動(dòng)變速器的熟知裝置。最常見類型的車輛離合器組件之一包括離合器盤、壓力板、膜片彈簧 (也稱為“板簧”)、以及止推軸承(也稱為“離合器分離軸承”)。離合器盤、壓力板和膜片彈簧圍繞變速器輸入軸可滑動(dòng)地安裝且與其一起旋轉(zhuǎn)。止推軸承也圍繞變速器輸入軸可滑動(dòng)地安裝，但在輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)通常保持固定。離合器組件正常位于接合位置，其中，離合器盤與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛輪摩擦地接合，從而導(dǎo)致離合器盤、壓力板、膜片彈簧和變速器輸入軸的旋轉(zhuǎn)。為了脫離離合器組件，止推軸承被壓靠膜片彈簧，這促使壓力板和離合器盤移動(dòng)離開發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛輪，從而與飛輪摩擦地脫離。在離合器組件移動(dòng)到脫離位置時(shí)，離合器盤、壓力板、膜片彈簧和變速器輸入軸的旋轉(zhuǎn)被減慢或中止，以利于變速器檔位變化。在手動(dòng)變速器的情況下，離合器組件的脫離通常通過駕駛員致動(dòng)的離合器踏板控制，離合器踏板通過一個(gè)或多個(gè)中間結(jié)構(gòu)(例如，離合器桿和/或液壓系統(tǒng))與止推軸承機(jī)械連接。措辭“離合器踏板施加力”通常用于描述駕駛員必須施加以便踩下離合器踏板的力。離合器踏板施加力在離合器踏板行程范圍內(nèi)變化，且通常在離合器組件脫離附近處于峰值。對(duì)于許多駕駛員(例如，具有關(guān)節(jié)炎膝蓋的駕駛員)來說，使用需要相對(duì)高的離合器踏板施加力的離合器踏板會(huì)是不舒適的。駕駛員不舒適在高馬力平臺(tái)中尤其有問題，其中，峰值施加力往往相對(duì)高(例如，趨近或超過大約130牛頓)。在一些車輛(例如，半拖車貨車)中已經(jīng)采用有限數(shù)量的帶動(dòng)力和無動(dòng)力踏板輔助裝置，以在離合器踏板行程范圍的一部分內(nèi)或全部?jī)?nèi)降低駕駛員所需施加力。然而，在帶動(dòng)力踏板輔助裝置的情況下，這種輔助裝置往往相對(duì)復(fù)雜，實(shí)施昂貴，且通常在駕駛員致動(dòng)離合器踏板和產(chǎn)生輔助力之間展現(xiàn)顯著的滯后。此外，在某些提出的無動(dòng)力踏板輔助裝置的情況下，輔助裝置在踏板的初始行程范圍內(nèi)可能朝踩下位置偏壓離合器踏板，這會(huì)導(dǎo)致離合器組件部件(例如，止推軸承和旋轉(zhuǎn)的膜片彈簧)之間的不希望磨損。最后，在帶動(dòng)力和常規(guī)無動(dòng)力踏板輔助裝置兩者的情況下，這種裝置通常直接結(jié)合到離合器組件中(例如，作為離合器踏板桿的一部分整體形成)，因而對(duì)于現(xiàn)有離合器組件的改型是不可實(shí)踐的。因而，持續(xù)需要提供與離合器組件(或其它車輛控制踏板組件)一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置的實(shí)施例，其顯著地減少離合器踏板施加力，實(shí)施相對(duì)便宜，可靠，且在駕駛員致動(dòng)離合器踏板和產(chǎn)生輔助力之間展現(xiàn)大致零滯后。期望這種無動(dòng)力踏板輔助裝置的實(shí)施例易于在現(xiàn)有車輛上市場(chǎng)后安裝。還期望這種輔助裝置將朝未踩下位置初始偏壓離合器踏板，以確保在被踩下之后離合器踏板返回未踩下或直立位置，以使得離合器組件部件之間的磨損最小化。最后，期望提供包括這種無動(dòng)力踏板輔助裝置的離合器組件的實(shí)施例。本發(fā)明的其它期望特征和特性將從隨后的詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求結(jié)合附圖以及該背景技術(shù)顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種與車輛控制踏板一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置的實(shí)施例，所述車輛控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括多桿連接件(multi-bar linkage)和聯(lián)接到所述多桿連接件的至少一個(gè)彈性元件。所述多桿連接件配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板，且在如此聯(lián)接時(shí)，隨著車輛控制踏板從未踩下位置移動(dòng)到踩下位置，所述多桿連接件從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置。所述至少一個(gè)彈性元件配置成以如下方式偏壓所述多桿連接件(i)在車輛控制踏板的初始行程范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置，以及(ii)在車輛控制踏板的主要行程范圍內(nèi)朝終點(diǎn)位置。還提供一種車輛離合器組件的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，所述車輛離合器組件包括無動(dòng)力踏板輔助裝置和離合器踏板，所述離合器踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)。所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括四桿連接件和聯(lián)接到所述四桿連接件的至少一個(gè)彈性元件。所述四桿連接件機(jī)械地連接到離合器踏板，且配置成與其一起在起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置之間移動(dòng)，起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置分別對(duì)應(yīng)于未踩下位置和踩下位置。所述至少一個(gè)彈性元件以如下方式偏壓所述四桿連接件(i)在離合器踏板的初始行程范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置，以便朝未踩下位置偏壓離合器踏板，以及(ii)在離合器踏板的主要行程范圍內(nèi)朝終點(diǎn)位置， 以便朝踩下位置偏壓離合器踏板。方案1. 一種與車輛控制踏板一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置，所述車輛控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括
多桿連接件，所述多桿連接件配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板，且在如此聯(lián)接時(shí)，隨著車輛控制踏板從未踩下位置移動(dòng)到踩下位置，所述多桿連接件從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置； 和
至少一個(gè)彈性元件，所述至少一個(gè)彈性元件聯(lián)接到所述多桿連接件且配置成以如下方式偏壓所述多桿連接件(i)在車輛控制踏板的初始行程范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件，以及(ii)在車輛控制踏板的主要行程范圍內(nèi)朝終點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件。方案2.根據(jù)方案1所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述多桿連接件包括 框架聯(lián)桿；
均可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述框架聯(lián)桿的第一和第二固接聯(lián)桿；和可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在第一和第二固接聯(lián)桿之間的聯(lián)接器聯(lián)桿。方案3.根據(jù)方案2所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述多桿連接件還能移動(dòng)通過偏心位置，其中，聯(lián)接器聯(lián)桿和第一固接聯(lián)桿直線對(duì)齊。方案4.根據(jù)方案3所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述至少一個(gè)彈性元件包括被聯(lián)接到所述多桿連接件的主彈簧，所述主彈簧以如下方式偏壓所述多桿連接件(i) 當(dāng)多桿連接件在偏心位置和起點(diǎn)位置之間時(shí)朝起點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件，以及(ii)當(dāng)多桿連接件在偏心位置和終點(diǎn)位置之間時(shí)朝終點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件。方案5.根據(jù)方案4所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，主彈簧連接到第二固接聯(lián)桿。方案6.根據(jù)方案5所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，第二固接聯(lián)桿包括連接到主彈簧的第一端部；
可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架聯(lián)桿的第二相對(duì)端部；和
可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到聯(lián)接器聯(lián)桿的中間部分。方案7.根據(jù)方案5所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，在多桿連接件從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置時(shí)，第二固接聯(lián)桿以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且其中，主彈簧偏壓第二固接聯(lián)桿以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。方案8.根據(jù)方案4所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述至少一個(gè)彈性元件還包括復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧被聯(lián)接到多桿連接件且朝起點(diǎn)位置偏壓多桿連接件。方案9.根據(jù)方案8所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述復(fù)位彈簧連接到包括聯(lián)接器聯(lián)桿和第一固接聯(lián)桿的組中的一個(gè)。方案10.根據(jù)方案2所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，還包括力施加桿，所述力施加桿具有被聯(lián)接到第一固接聯(lián)桿的第一端部和配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板的第二端部。方案11.根據(jù)方案10所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，第一固接聯(lián)桿包括 可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在框架聯(lián)桿和聯(lián)接器聯(lián)桿之間的主體；和
輸出臂，所述輸出臂從所述主體在角度上偏移且被聯(lián)接到力施加桿。方案12.根據(jù)方案2所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述至少一個(gè)彈性元件包括軟止擋彈簧，所述軟止擋彈簧設(shè)置成在多桿連接件處于起點(diǎn)位置時(shí)由包括第一固接聯(lián)桿和聯(lián)接器聯(lián)桿的組中的一個(gè)壓縮。方案13.根據(jù)方案1所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置提供這樣的力輔助輸出曲線在車輛控制踏板的初始行程范圍內(nèi)具有第一平均斜率且在車輛控制踏板的隨后行程范圍內(nèi)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.根據(jù)方案13所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，第二斜率是負(fù)的。方案15. —種與車輛控制踏板一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置，所述車輛控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括
四桿連接件，所述四桿連接件配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板，且在如此聯(lián)接時(shí)，隨著車輛控制踏板從未踩下位置移動(dòng)到踩下位置，所述四桿連接件從起點(diǎn)位置通過偏心位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置；和
至少一個(gè)彈性元件，所述至少一個(gè)彈性元件聯(lián)接到所述四桿連接件且配置成以如下方式偏壓所述四桿連接件(i)當(dāng)四桿連接件位于偏心位置和起點(diǎn)位置之間時(shí)朝起點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件，以將車輛控制踏板朝未踩下位置偏壓，以及(ii)當(dāng)四桿連接件位于偏心位置和終點(diǎn)位置之間時(shí)朝終點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件，以將車輛控制踏板朝踩下位置偏壓。方案16.根據(jù)方案15所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述至少一個(gè)彈性元件包括主彈簧，所述四桿連接件包括
框架聯(lián)桿；
可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述框架聯(lián)桿的第一固接聯(lián)桿； 可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在所述框架聯(lián)桿和主彈簧之間的第二固接聯(lián)桿；和可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在第一固接聯(lián)桿和第二固接聯(lián)桿之間的聯(lián)接器聯(lián)桿。方案17.根據(jù)方案16所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，還包括力施加桿，所述力施加桿具有被可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到第一固接聯(lián)桿的第一端部和配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板的第
二端部。方案18.根據(jù)方案16所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，還包括復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧聯(lián)接到包括聯(lián)接器聯(lián)桿和第一固接聯(lián)桿的組中的一個(gè)，所述復(fù)位彈簧朝起點(diǎn)位置偏壓四桿連接件。方案19. 一種車輛離合器組件，包括
離合器踏板，所述離合器踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)；和無動(dòng)力踏板輔助裝置，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括
四桿連接件，所述四桿連接件機(jī)械地連接到離合器踏板，且配置成與其一起在起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置之間移動(dòng)，起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置分別對(duì)應(yīng)于未踩下位置和踩下位置；和
至少一個(gè)彈性元件，所述至少一個(gè)彈性元件聯(lián)接到所述四桿連接件且以如下方式偏壓所述四桿連接件(i)在離合器踏板的初始行程范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件， 以便朝未踩下位置偏壓離合器踏板，以及(ii)在離合器踏板的主要行程范圍內(nèi)朝終點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件，以便朝踩下位置偏壓離合器踏板。方案20.根據(jù)方案19所述的車輛離合器組件，其中，四桿連接件包括固接聯(lián)桿， 且其中，車輛離合器組件還包括聯(lián)接在固接聯(lián)桿和離合器踏板之間的力施加桿。


本發(fā)明的至少一個(gè)示例將在下文結(jié)合以下附圖描述，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且
圖1和2是根據(jù)示例性實(shí)施例的包括分別處于未踩下位置和踩下位置的離合器踏板的無動(dòng)力踏板輔助裝置和車輛動(dòng)力系的功能圖3、4和5是根據(jù)示例性實(shí)施例的在圖1和2中示出且包括分別處于起點(diǎn)、中間或偏心、和終點(diǎn)位置的四桿連接件的無動(dòng)力踏板輔助裝置的總體平面圖；和
圖6是踏板行程(水平軸)對(duì)比力(豎直軸)的曲線圖，部分地表示在沒有來自于圖1-5 所示的無動(dòng)力踏板輔助裝置的輔助的情況下踩下圖1和2所示離合器踏板所需的踏板施加力，以及在來自于圖1-5所示的無動(dòng)力踏板輔助裝置的輔助的情況下踩下圖1和2所示離合器踏板所需的踏板施加力。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說明本質(zhì)上僅為示例性的且不旨在限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。 此外，并非旨在受限于前述背景技術(shù)或以下詳細(xì)說明中提出的任何理論。雖然下文主要在車輛離合器組件的上下文中描述，但是需要強(qiáng)調(diào)的是，無動(dòng)力踏板輔助裝置的實(shí)施例適合于與其它類型的車輛控制踏板組件一起使用，包括例如制動(dòng)踏板組件。如本文所述，措辭 “彈性元件”用于指代結(jié)構(gòu)元件或結(jié)構(gòu)元件組件，例如彈簧或彈性帶，其被內(nèi)在地偏壓，以在變形或者以其它方式從初始位置或狀態(tài)移動(dòng)時(shí)返回初始位置或狀態(tài)。圖1和2是根據(jù)示例性實(shí)施例的車輛動(dòng)力系10 (部分示出)和無動(dòng)力踏板輔助裝置12的功能圖。動(dòng)力系10包括內(nèi)燃機(jī)14、離合器組件16和具有輸出軸20的手動(dòng)變速器 18。離合器組件16包括離合器踏板22 (例如，桿臂和腳踏板)、離合器殼體對(duì)、和各種附加
7部件(例如，離合器盤、壓力板、膜片彈簧、止推軸承等)，這是機(jī)動(dòng)車行業(yè)熟知的且為了清楚起見在圖1和2中未示出。在圖1和2所示的簡(jiǎn)化示例中，離合器踏板22直接安裝到離合器殼體M ；然而，在離合器組件16的實(shí)際實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)中間結(jié)構(gòu)元件(例如，一個(gè)或多個(gè)附加桿和/或液壓系統(tǒng))將通常連接在離合器踏板22和離合器殼體M之間。如圖1所示，離合器踏板22正常處于直立或未踩下位置，這與離合器組件16的接合位置相對(duì)應(yīng)。如圖2所示，離合器踏板22可以通過駕駛員踩下，以將離合器踏板22旋轉(zhuǎn)至踩下位置， 脫離離合器組件16，且允許駕駛員改變手動(dòng)變速器18的傳動(dòng)比。駕駛員將通常使用他或她的腳來踩下離合器踏板22且將離合器踏板22從圖1所示的未踩下位置朝圖2所示的完全踩下位置移動(dòng)。然而，在某些情況下，例如在殘疾駕駛員不能完全使用他或她的腿或腳時(shí)，駕駛員可使用不同手動(dòng)控制器(例如，安裝在車輛方向盤附近的手致動(dòng)桿)將離合器踏板從未踩下位置移動(dòng)到踩下位置。至少由于該原因，術(shù)語“踏板”、措辭“離合器踏板”、措辭“車輛控制踏板”以及類似術(shù)語和措辭在本文以廣泛涵義使用，以涵蓋能夠由駕駛員使用的任何人工致動(dòng)的控制器(例如，離合器踏板、在乘用車輛上配置的手致動(dòng)桿、在摩托車上配置的手致動(dòng)桿等)，以選擇性地脫離車輛離合器組件，例如圖1和2所示的離合器組件16。此外，無動(dòng)力踏板輔助裝置12的實(shí)施例也可以與其它類型的車輛控制踏板一起使用，例如制動(dòng)踏板。因而，如本文所述，措辭“無動(dòng)力踏板輔助裝置” 和類似措辭用于指代幫助駕駛員致動(dòng)離合器踏板、制動(dòng)踏板和前文定義的任何其它車輛控制踏板的裝置的實(shí)施例。為了將無動(dòng)力踏板輔助裝置12的力輸出傳輸?shù)杰囕v離合器組件16，裝置12通過一個(gè)或多個(gè)剛性聯(lián)桿常規(guī)地機(jī)械連接到離合器組件16。例如，如圖1和2所示，無動(dòng)力踏板輔助裝置12可以通過力施加桿30機(jī)械連接到離合器組件16，力施加桿30可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在無動(dòng)力踏板輔助裝置12的輸出構(gòu)件(例如，下文結(jié)合圖3-5所述的固接聯(lián)桿44)和離合器踏板22的桿之間。盡管描述該示例，但是無動(dòng)力踏板輔助裝置12可以使用任何數(shù)量和類型的中間結(jié)構(gòu)元件機(jī)械地連接到離合器踏板22或離合器組件16的任何其它部件，所述結(jié)構(gòu)元件協(xié)作以有效地將無動(dòng)力踏板輔助裝置12的力輔助輸出傳輸?shù)诫x合器組件16。此外，無動(dòng)力踏板輔助裝置12能在三維空間中以任何期望取向安裝。例如，在一個(gè)具體實(shí)施例中， 無動(dòng)力踏板輔助裝置12可以在車輛擋泥板下方橫向安裝且使用鐘形曲柄組件機(jī)械地連接到離合器踏板22。在圖1和2所示的示例性實(shí)施例中，且與某些其它踏板輔助裝置相比，無動(dòng)力踏板輔助裝置12不整體形成到離合器組件16內(nèi)；例如，在下文描述且包括在輔助裝置12內(nèi)的四桿連接件與離合器踏板22結(jié)構(gòu)上分開且遠(yuǎn)距離定位。因而，車輛可以在初始制造期間配備有無動(dòng)力踏板輔助裝置12，或者相反經(jīng)由市場(chǎng)后安裝隨后配備有輔助裝置12。在該后一種情況，無動(dòng)力踏板輔助裝置12可以至少部分地安裝在駕駛員座椅下且使用細(xì)長(zhǎng)剛性聯(lián)桿(例如，如圖1和2所示的力施加桿30)連接到離合器踏板22?？勺⒁獾?，無動(dòng)力踏板輔助裝置12的力輸出曲線可以被定制以補(bǔ)充具體車輛內(nèi)包括的離合器組件的阻力特性和/ 或符合駕駛員偏好。無動(dòng)力踏板輔助裝置12的力輸出曲線可以通過改變無動(dòng)力踏板輔助裝置12連接到離合器踏板22的角度(在圖1和2中由雙頭箭頭33所示)和/或通過改變輔助裝置12的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)(例如，彈簧常數(shù)、桿長(zhǎng)度、樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置等)來調(diào)節(jié)，如下文更充分所述。
圖3-5是根據(jù)輔助裝置12的示例性實(shí)施方式的包括四桿連接件32和多個(gè)彈性元件34、36、38的無動(dòng)力踏板輔助裝置12的平面圖。四桿連接件32能從起點(diǎn)位置(在圖3中示出)移動(dòng)通過中間或“偏心”位置(在圖4中示出)到達(dá)終點(diǎn)位置(在圖5中示出)。如上所述且如下文更充分所述，在無動(dòng)力踏板輔助裝置12安裝在車輛內(nèi)時(shí)，四桿連接件32通過力施加桿30機(jī)械地連接到離合器踏板22。當(dāng)四桿連接件32以這種方式機(jī)械地連接到離合器踏板22時(shí)，四桿連接件32的起點(diǎn)位置(圖3)和終點(diǎn)位置(圖5)分別對(duì)應(yīng)于離合器踏板22 的未踩下位置(圖1)和完全踩下位置(圖2)。因而，當(dāng)離合器踏板22正常處于未踩下位置 (圖1)時(shí)，四桿連接件32將正常處于起點(diǎn)位置(圖3)；且離合器踏板22移動(dòng)到完全踩下位置(圖2)將導(dǎo)致四桿連接件32相應(yīng)地移動(dòng)到終點(diǎn)位置(圖5)。四桿連接件32包括框架聯(lián)桿42 (通常也稱為“固定連接件”或“地面連接件”)、第一固接聯(lián)桿44、第二固接聯(lián)桿46、聯(lián)接器聯(lián)桿48。聯(lián)接器聯(lián)桿48可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在第一固接聯(lián)桿44的上端部50和第二固接聯(lián)桿46的中間部分52之間。第一固接聯(lián)桿44的上端部50繼而在第一位置可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架聯(lián)桿42 ；且第二固接聯(lián)桿46的下端部在與第一位置縱向隔開的第二位置可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架聯(lián)桿42。最后，第一固接聯(lián)桿44可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到力施加桿30的第一端，其相對(duì)端聯(lián)接到前述離合器踏板22 (圖1和2)的桿臂?？勺⒁獾剑趫D3-5所示的示例性實(shí)施例中，力施加桿30不直接連接到第一固接聯(lián)桿44的主體；相反，力施加桿30連接到第一固接聯(lián)桿44的輸出臂58，輸出臂58剛性地結(jié)合到固接聯(lián)桿44的主體且在固接聯(lián)桿44的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)與固接聯(lián)桿44的主體在角度上偏移。輸出臂58改變?cè)谄涑跏歼\(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)四桿連接件32的機(jī)械效益與在其朝終點(diǎn)位置的運(yùn)動(dòng)范圍結(jié)束時(shí)的機(jī)械效益的比率，因而調(diào)節(jié)輔助力在行程早期建立的速率以及在由無動(dòng)力踏板輔助裝置12產(chǎn)生峰值輔助力之后力衰減的速率。固接聯(lián)桿44的主體和輸出臂58之間的角度可以根據(jù)期望增加或減少，以調(diào)節(jié)無動(dòng)力踏板輔助裝置12的力輔助曲線，以便符合駕駛員偏好和/或補(bǔ)充具體離合器組件的阻力特性。盡管前文所述，但是在可選實(shí)施例中，固接聯(lián)桿44可以不包括輸出臂，且力施加桿30可以直接可樞轉(zhuǎn)地結(jié)合到固接聯(lián)桿44的主體(例如，固接聯(lián)桿44的中央部分)上。在圖3-5所示的示例性實(shí)施例中，彈性元件34、36、38包括主彈簧34、復(fù)位彈簧36 和軟止擋彈簧38。主彈簧34呈現(xiàn)螺旋拉伸彈簧的形式，其聯(lián)接在一般靜止安裝結(jié)構(gòu)60和固接聯(lián)桿46的上端部62之間。在輔助裝置12的操作期間，主彈簧34偏壓固接聯(lián)桿46以第一旋轉(zhuǎn)方向(在所示取向中逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)。復(fù)位彈簧36類似地呈現(xiàn)螺旋拉伸彈簧的形式， 其聯(lián)接在一般靜止安裝結(jié)構(gòu)64和聯(lián)接器聯(lián)桿48的中間部分之間。在輔助裝置12的操作期間，復(fù)位彈簧36偏壓聯(lián)接器聯(lián)桿48以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。最后，軟止擋彈簧38呈現(xiàn)螺旋壓縮彈簧的形式，其安裝到從框架聯(lián)桿42突出的安裝結(jié)構(gòu)66且定位成在四桿連接件32 處于起點(diǎn)位置(圖3)時(shí)由固接聯(lián)桿44壓縮。因而，在起點(diǎn)位置(圖3)，四桿連接件32偏壓固接聯(lián)桿44以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且更具體地，將四桿連接件32朝偏心位置(圖4)偏壓。 盡管前文所述，但是彈簧34、36、38與四桿連接件32互連的方式在不同實(shí)施例之間將必然變化；例如，復(fù)位彈簧36在可選實(shí)施例中可聯(lián)接到固接聯(lián)桿44且/或軟止擋彈簧38可定位成在起點(diǎn)位置(圖3)時(shí)由聯(lián)接器聯(lián)桿48壓縮。在另外的實(shí)施例中，彈簧34、36、38中的一個(gè)或多個(gè)可以省去或者由不同類型的彈性元件取代；例如，在可選實(shí)施例中，主彈簧34和/ 或復(fù)位彈簧36可以由彈性帶或者由圍繞連接件32樞轉(zhuǎn)接點(diǎn)設(shè)置的扭簧取代。
靜止安裝結(jié)構(gòu)60和64在無動(dòng)力踏板輔助裝置12操作期間通常保持固定，但是絕不排除在輔助裝置12未使用時(shí)結(jié)構(gòu)60和64可以由駕駛員或技術(shù)人員重新定位的可能性。 靜止安裝結(jié)構(gòu)60和64可以呈現(xiàn)基部構(gòu)件或剛性地安裝到車輛底盤、駕駛員座椅、車輛擋泥板、客艙底板等的任何其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形式。在四桿連接件32在起點(diǎn)(圖3)和終點(diǎn)(圖5) 位置之間移動(dòng)時(shí)，且更具體地在聯(lián)桿44、46和48從第一取向(即，圖3所示的取向)到第二取向(S卩，圖5所示的取向)改變相對(duì)取向時(shí)，固定聯(lián)桿42將類似地保持固定。在無動(dòng)力踏板輔助裝置12的正常操作期間，固定聯(lián)桿42、靜止安裝結(jié)構(gòu)60和靜止安裝結(jié)構(gòu)64的相對(duì)空間定位因而通常保持固定。當(dāng)四桿連接件32移動(dòng)到圖4所示的偏心位置時(shí)，固接聯(lián)桿44和聯(lián)接器聯(lián)桿48旋轉(zhuǎn)成直線對(duì)齊(即，聯(lián)桿44和48的縱軸線平行)，且有效地用作固接聯(lián)桿46和框架聯(lián)桿42 之間的斜撐。因而，當(dāng)四桿連接件32處于偏心位置(圖4)時(shí)，主彈簧34在四桿連接件32 上施加很少的偏壓至沒有偏壓。在所有其它位置，主彈簧34都朝起點(diǎn)位置(圖3)或終點(diǎn)位置(圖5)偏壓四桿連接件32。具體地，當(dāng)四桿連接件32在起點(diǎn)位置(圖3)和偏心位置(圖 4)之間時(shí)，主彈簧34朝起點(diǎn)位置(圖3)偏壓四桿連接件32，且力施加桿30在離合器踏板 22施加拉力，從而將踏板22朝未踩下位置(在圖1中由箭頭沈表示)偏壓。相反，當(dāng)四桿連接件32在偏心位置(圖4)和終點(diǎn)位置(圖5)之間時(shí)，主彈簧34朝終點(diǎn)位置(圖5)偏壓四桿連接件32，且力施加桿30在離合器踏板22施加推力，從而將踏板22朝完全踩下位置 (在圖2中由箭頭觀表示)偏壓。相比而言，復(fù)位彈簧36在連接件32的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置(圖3)偏壓四桿連接件32。因而，在四桿連接件32移動(dòng)到終點(diǎn)位置(圖5)之后，復(fù)位彈簧36幫助使得四桿連接件32返回到起點(diǎn)位置(圖3)且防止在四桿連接件32旋轉(zhuǎn)通過偏心位置(圖4)時(shí)的鎖定狀況。由于上述結(jié)構(gòu)設(shè)置，無動(dòng)力踏板輔助裝置12在離合器踏板 22的行程范圍內(nèi)提供獨(dú)特的雙向力輔助輸出曲線，如下文結(jié)合圖6更充分所述。圖6是踏板行程(水平軸)對(duì)比力(豎直軸)的曲線圖，表示(i)在無動(dòng)力踏板輔助裝置12未聯(lián)接到離合器踏板22時(shí)踩下示例性離合器踏板22 (圖1和2)所需的踏板施加力(本文稱為“未輔助踏板施加力曲線”且在圖6中以70示出)，(ii)在示例性離合器踏板22行程范圍內(nèi)由無動(dòng)力踏板輔助裝置12產(chǎn)生的力輔助輸出曲線(在圖6中以72示出)， 以及(iii)在輔助裝置12聯(lián)接到其上時(shí)踩下離合器踏板22所需的踏板施加力(本文稱為 “輔助踏板施加力曲線”且在圖6中以74示出)。此外，圖6以圖形形式示出了離合器踏板 22的踏板釋放力曲線；即，在踩下之后能夠施加到離合器踏板22上且仍允許踏板22返回未踩下位置(圖1)的最大力(在圖6中以76示出)。當(dāng)然，在圖6中以圖形形式示出且在下文描述的力曲線和值僅僅通過非限制性示例的方式提供，且將在無動(dòng)力踏板輔助裝置12 和離合器組件16的不同實(shí)施例之間變化。在6所示的示例性實(shí)施例中，未輔助踏板施加力曲線70在離合器踏板22的初始行程范圍(例如，大約0-20毫米)內(nèi)具有相對(duì)緩的斜率。在該初始行程范圍(通常稱為“踏板無間隙區(qū)域”)期間，離合器組件16的止推軸承朝膜片彈簧移動(dòng)，但不接合膜片彈簧。接下來，在第二行程范圍(例如，大約20-55毫米)內(nèi)，未輔助踏板施加力曲線70具有相對(duì)陡的斜率，總體上對(duì)應(yīng)于膜片彈簧的偏轉(zhuǎn)和離合器組件16的脫離。在第二行程范圍結(jié)束時(shí)，未輔助踏板施加力曲線70隨著離合器組件16移動(dòng)到完全脫離位置而幅值處于峰值(本文稱為“未輔助峰值施加力”)。在所示示例中，離合器踏板22的未輔助峰值施加力大約130牛頓。最后，在最后行程范圍(例如，大約55-100毫米)內(nèi)，未輔助踏板施加力曲線70具有平緩的負(fù)斜率，總體上對(duì)應(yīng)于在離合器組件16脫離之后膜片彈簧的進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)。如圖6所示，無動(dòng)力踏板輔助裝置12的示例性力輔助輸出曲線72在離合器踏板 22的初始行程范圍(例如，大約0-20毫米)內(nèi)是負(fù)的。更具體地，由無動(dòng)力踏板輔助裝置12 提供的輔助力在離合器踏板22初始從未踩下位置(圖1)移動(dòng)時(shí)是大約-20牛頓，且在踏板 22已經(jīng)行進(jìn)大約20毫米之后相對(duì)快速地增加至大約0牛頓。在聯(lián)接到離合器踏板22時(shí)， 輔助裝置12因而在初始行程范圍內(nèi)將離合器踏板22朝未踩下位置(圖1)偏壓。由此，無動(dòng)力踏板輔助裝置12有助于確保在離合器組件16處于接合位置(圖1)時(shí)離合器組件16 的內(nèi)部部件(例如，止推軸承和膜片)之間的摩擦磨損最小化或消除。此外，通過在離合器踏板22的初始運(yùn)動(dòng)范圍(具體地在踏板無間隙區(qū)域)內(nèi)將負(fù)輔助力快速減少至零，無動(dòng)力踏板輔助裝置12僅邊際地增加初始踩下離合器踏板22所需的駕駛員努力。無動(dòng)力踏板輔助裝置12的示例性力輔助輸出曲線72在離合器踏板22的其余行程范圍(本文稱為踏板的“主要行程范圍”；在所示示例中大約20-100毫米)內(nèi)是正的。更具體地，力輔助輸出曲線72在踏板22已經(jīng)行進(jìn)大約20毫米之后稍微大于大約0牛頓，在踏板22已經(jīng)行進(jìn)大約65毫米之后增加到大約70牛頓的峰值輔助力，且在踏板22已經(jīng)行進(jìn)大約100毫米之后逐漸減少至大約55牛頓。因而，無動(dòng)力踏板輔助裝置12提供這樣的力輔助輸出曲線在離合器踏板22的初始行程范圍(例如，在所示示例中大約0-70毫米)內(nèi)具有第一平均斜率且在離合器踏板22的隨后行程范圍(例如，在所示示例中大約70-100毫米)內(nèi)具有第二平均斜率，第二平均斜率是負(fù)的且小于第一平均斜率。考慮圖6所示的力輔助輸出曲線72，應(yīng)當(dāng)理解的是，在被聯(lián)接到離合器踏板22時(shí)， 無動(dòng)力踏板輔助裝置12在其主要行程范圍(例如，大約20-100毫米)內(nèi)顯著地減少駕駛員踩下離合器踏板22所需的力。這可以通過離合器踏板22的未輔助踏板施加力曲線70至輔助踏板施加力曲線74更充分地理解，如圖6進(jìn)一步所示?？梢钥闯觯诒宦?lián)接到離合器踏板22時(shí)，無動(dòng)力踏板輔助裝置12將駕駛員進(jìn)一步踩下離合器踏板22所需的峰值施加力減少超過一半，從大約130牛頓至大約55牛頓。此外，力輔助輸出曲線72在踏板22的行程范圍內(nèi)并不超過離合器踏板22的踏板力釋放曲線76 ；因而，在駕駛員施加的力去除時(shí)， 輔助裝置12將不干擾離合器踏板22正常復(fù)位至未踩下位置(圖1)。因而，前文提供用于與車輛離合器組件(或其它車輛控制踏板組件)一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置的至少一個(gè)示例性實(shí)施例，其顯著地減少駕駛員踩下離合器踏板(或其它控制踏板)所需的力，以增加駕駛員舒適性，尤其是在高性能或高馬力平臺(tái)的環(huán)境中?？勺⒁獾?，上述示例性輔助裝置最初將離合器踏板朝未踩下位置偏壓，以確保在被踩下之后離合器踏板復(fù)位到未踩下或直立位置，以使得離合器組件部件之間的磨損最小化。此外，上述示例性輔助裝置實(shí)施相對(duì)便宜，可靠，且在駕駛員致動(dòng)離合器踏板和產(chǎn)生輔助力之間展現(xiàn)大致零滯后。此外，在上述示例性實(shí)施例中，無動(dòng)力踏板輔助裝置不整體形成到車輛離合器組件內(nèi)(例如，四桿連接件32與離合器踏板22獨(dú)立地形成且遠(yuǎn)距離定位，如圖1-5所示)；因而，上述輔助裝置非常適合于在現(xiàn)有車輛上市場(chǎng)后安裝。雖然在前述示例中無動(dòng)力踏板輔助裝置采用四桿連接件，但是無動(dòng)力踏板輔助裝置可以包括其它類型的可移動(dòng)連接件，其在另外的示例中具有不同數(shù)量的聯(lián)桿(例如，五個(gè)或更多聯(lián)桿)。為此，在本文可以使用措辭“多桿連接件”來涵蓋包括能夠在起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置之間移動(dòng)以產(chǎn)生前文所述的力輔助輸出曲線的三個(gè)或更多聯(lián)桿的可移動(dòng)連接件。 雖然已經(jīng)在上述詳細(xì)描述中闡述了至少一個(gè)示例性實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解存在大量的變型。還應(yīng)當(dāng)理解的是，示例性實(shí)施例或多個(gè)示例性實(shí)施例僅僅是示例，并不意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或配置。相反，上述詳細(xì)描述將為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供實(shí)施本發(fā)明示例性實(shí)施例的便捷路徑。應(yīng)當(dāng)理解的是，可對(duì)在示例性實(shí)施例中所述的元件的功能及設(shè)置進(jìn)行各種改變而不脫離由所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍。此外，如所附權(quán)利要求所述，措辭“連接”以相對(duì)涵義使用以表明第一指定元件比給定權(quán)利要求和從屬于給定權(quán)利要求的任何權(quán)利要求中記載的任何其它結(jié)構(gòu)元件更直接地聯(lián)接到第二指定元件。于是，措辭“連接”并不排除中間結(jié)構(gòu)元件的可能性。例如，在確實(shí)記載特征聯(lián)桿A、聯(lián)桿B和聯(lián)桿C的權(quán)利要求的上下文中，表述“聯(lián)桿A連接到聯(lián)桿B”表明聯(lián)桿A比聯(lián)桿C更直接地聯(lián)接到聯(lián)桿B。
權(quán)利要求
1.一種與車輛控制踏板一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置，所述車輛控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括多桿連接件，所述多桿連接件配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板，且在如此聯(lián)接時(shí)，隨著車輛控制踏板從未踩下位置移動(dòng)到踩下位置，所述多桿連接件從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置； 和至少一個(gè)彈性元件，所述至少一個(gè)彈性元件聯(lián)接到所述多桿連接件且配置成以如下方式偏壓所述多桿連接件(i)在車輛控制踏板的初始行程范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件，以及(ii)在車輛控制踏板的主要行程范圍內(nèi)朝終點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述多桿連接件包括框架聯(lián)桿；均可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述框架聯(lián)桿的第一和第二固接聯(lián)桿；和可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接在第一和第二固接聯(lián)桿之間的聯(lián)接器聯(lián)桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述多桿連接件還能移動(dòng)通過偏心位置，其中，聯(lián)接器聯(lián)桿和第一固接聯(lián)桿直線對(duì)齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述至少一個(gè)彈性元件包括被聯(lián)接到所述多桿連接件的主彈簧，所述主彈簧以如下方式偏壓所述多桿連接件(i)當(dāng)多桿連接件在偏心位置和起點(diǎn)位置之間時(shí)朝起點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件，以及(ii)當(dāng)多桿連接件在偏心位置和終點(diǎn)位置之間時(shí)朝終點(diǎn)位置偏壓所述多桿連接件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，主彈簧連接到第二固接聯(lián)桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，第二固接聯(lián)桿包括連接到主彈簧的第一端部；可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架聯(lián)桿的第二相對(duì)端部；和可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到聯(lián)接器聯(lián)桿的中間部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，在多桿連接件從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置時(shí)，第二固接聯(lián)桿以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，且其中，主彈簧偏壓第二固接聯(lián)桿以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無動(dòng)力踏板輔助裝置，其中，所述至少一個(gè)彈性元件還包括復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧被聯(lián)接到多桿連接件且朝起點(diǎn)位置偏壓多桿連接件。
9.一種與車輛控制踏板一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置，所述車輛控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括四桿連接件，所述四桿連接件配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板，且在如此聯(lián)接時(shí)，隨著車輛控制踏板從未踩下位置移動(dòng)到踩下位置，所述四桿連接件從起點(diǎn)位置通過偏心位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置；和至少一個(gè)彈性元件，所述至少一個(gè)彈性元件聯(lián)接到所述四桿連接件且配置成以如下方式偏壓所述四桿連接件(i)當(dāng)四桿連接件位于偏心位置和起點(diǎn)位置之間時(shí)朝起點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件，以將車輛控制踏板朝未踩下位置偏壓，以及(ii)當(dāng)四桿連接件位于偏心位置和終點(diǎn)位置之間時(shí)朝終點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件，以將車輛控制踏板朝踩下位置偏壓。
10.一種車輛離合器組件，包括離合器踏板，所述離合器踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)；和無動(dòng)力踏板輔助裝置，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括四桿連接件，所述四桿連接件機(jī)械地連接到離合器踏板，且配置成與其一起在起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置之間移動(dòng)，起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置分別對(duì)應(yīng)于未踩下位置和踩下位置；和至少一個(gè)彈性元件，所述至少一個(gè)彈性元件聯(lián)接到所述四桿連接件且以如下方式偏壓所述四桿連接件(i)在離合器踏板的初始行程范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件， 以便朝未踩下位置偏壓離合器踏板，以及(ii )在離合器踏板的主要行程范圍內(nèi)朝終點(diǎn)位置偏壓所述四桿連接件，以便朝踩下位置偏壓離合器踏板。
全文摘要
本發(fā)明涉及無動(dòng)力踏板輔助裝置以及包括其的車輛離合器組件。提供一種與車輛控制踏板一起使用的無動(dòng)力踏板輔助裝置的實(shí)施例，所述車輛控制踏板能在未踩下位置和踩下位置之間移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述無動(dòng)力踏板輔助裝置包括多桿連接件和聯(lián)接到所述多桿連接件的至少一個(gè)彈性元件。所述多桿連接件配置成被聯(lián)接到車輛控制踏板，且在如此聯(lián)接時(shí)，隨著車輛控制踏板從未踩下位置移動(dòng)到踩下位置，所述多桿連接件從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置。所述至少一個(gè)彈性元件配置成以如下方式偏壓所述多桿連接件(i)在車輛控制踏板的初始行程范圍內(nèi)朝起點(diǎn)位置，以及(ii)在車輛控制踏板的主要行程范圍內(nèi)朝終點(diǎn)位置。
文檔編號(hào)B60K23/02GK102233817SQ20111009912
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者B·K·巴特尼克 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司