УЗЕЛ ТОРМОЗНОЙ ПЕДАЛИ (ВАРИАНТЫ) И УЗЕЛ РЕГУЛИРУЕМОЙ ТОРМОЗНОЙ ПЕДАЛИ
BRAKE PEDAL ASSEMBLY (VERSIONS) AND ADJUSTABLE BRAKE PEDAL ASSEMBLY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системам тормозной педали, более точно, к системам тормозной педали с электрическим управлением тормозами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Тормозные системы в автомобиле типично включают в себя колесные тормоза с гидравлическим приводом, главный цилиндр и узел тормозной педали, присоединенный к главному цилиндру через усилитель тормозов. По мере того, как водитель приводит в действие узел тормозной педали, усилитель тормозов/главный цилиндр вводится в действие, и давление текучей среды направляется в колесные тормоза, такие 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. Водители моторных транспортных средств воспринимают эту зависимость между перемещением узла тормозной педали и возрастающей сопротивляющейся силы в качестве «ощущения педали» тормозной системы. Водители ожидают этого «ощущения педали» от всех тормозных систем моторных транспортных средств. В тормозной системе моторного транспортного средства, в которой давление текучей среды для нажатия колесных тормозов создается независимо от непосредственного механического соединения между тормозной педалью и усилителем тормозов/главным цилиндром, то есть, тормозной системе с «электрическим управлением тормозами», это «ощущение педали» может не ощущаться водителем. Поэтому, может быть полезным обеспечивать подобное «ощущение педали» традиционной тормозной системы в тормозной системе с «электрическим управлением тормозами».
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для по меньшей мере частичного преодоления проблем уровня техники в одном из аспектов изобретения предложен узел тормозной педали, содержащий:
рычаг тормозной педали, имеющий начальное положение;
регулировочный подузел, выполненный с возможностью регулировки начального положения;
пружину предварительного нагружения, выполненную с возможностью обеспечения усилия предварительного нагружения на рычаг тормозной педали; и
регулировочный кулачок предварительного нагружения во взаимодействии с рычагом тормозной педали, причем регулировочный подузел и пружина предварительного нагружения выполнены с возможностью изменения усилия предварительного нагружения в ответ на изменение начального положения.
В одном из вариантов предложен узел, в котором рычаг тормозной педали содержит установочный штифт, продолжающийся от него, а регулировочный кулачок предварительного нагружения образует установочную щель, выполненную с возможностью приема установочного штифта.
В одном из вариантов предложен узел, в котором регулировочный подузел содержит поворотный элемент, продолжающийся от него, а регулировочный кулачок предварительного нагружения образует поворотное отверстие для приема поворотного элемента, а взаимодействие установочного штифта с установочной щелью поворачивает регулировочный кулачок предварительного нагружения вокруг поворотного элемента.
В одном из вариантов предложен узел, в котором регулировочный кулачок предварительного нагружения образует кулачковую поверхность в скользящем взаимодействии с концевой частью пружины предварительного нагружения, а поворот регулировочного кулачка предварительного нагружения перемещает концевую часть пружины предварительного нагружения для изменения усилия предварительного нагружения.
В одном из вариантов предложен узел, дополнительно содержащий шток усилителя тормозов, продолжающийся между подузлом регулятора и усилителем тормозов, при этом шток усилителя тормозов выполнен с возможностью поддержания рычага тормозной педали в начальном положении.
В одном из вариантов предложен узел, дополнительно содержащий установочный кронштейн, образующий ось поворота нажимания тормозной педали, при этом пружина предварительного нагружения расположена вокруг оси поворота нажимания тормозной педали с наружным концом, контактирующим с установочным кронштейном, и внутренним концом, контактирующим с регулировочным кулачком предварительного нагружения.
В одном из вариантов предложен узел, в котором рычаг тормозной педали выполнен с возможностью поворота вокруг оси поворота нажатия тормозной педали по мере того, как регулируется начальное положение.
В одном из вариантов предложен узел, дополнительно содержащий имитатор ощущения педали.
В одном из вариантов предложен узел, в котором имитатор ощущения педали содержит рычаг ощущения педали, присоединенный к регулировочному подузлу, при этом рычаг имитатора ощущения педали имеет подпружиненный кулачковый следящий элемент, продолжающийся от него, и поверхность ощущения педали, продолжающуюся от установочного кронштейна, при этом подпружиненный кулачковый следящий элемент, продолжающийся от рычага ощущения педали, скользит по поверхности ощущения педали, чтобы сопротивление ощущения педали обеспечивалось при повороте рычага тормозной педали вокруг оси поворота нажатия тормозной педали.
В одном из дополнительных аспектов предложен узел тормозной педали, содержащий:
рычаг тормозной педали, шарнирно присоединенный к установочному кронштейну;
упругий элемент, выполненный с возможностью обеспечения усилия предварительного нагружения между рычагом тормозной педали и установочным кронштейном;
регулировочный узел, выполненный с возможностью изменения начального положения рычага тормозной педали; и
регулировочный кулачок, шарнирно установленный на регулировочный подузел, выполненный с возможностью взаимодействия с рычагом тормозной педали и упругим элементом, чтобы в ответ на изменение начального положения рычага тормозной педали регулировалось усилие предварительного нагружения.
В одном из вариантов предложен узел, в котором упругий элемент выполнен с возможностью взаимодействия с рычагом тормозной педали и регулировочным кулачком.
В одном из вариантов предложен узел, дополнительно содержащий тормозной шток, выполненный с возможностью взаимодействия с рычагом тормозной педали, при этом тормозной шток выполнен с возможностью поддержания рычага тормозной педали в начальном положении.
В одном из вариантов предложен узел, в котором регулировочный узел выполнен с возможностью перевода рычага тормозной педали из первого начального положения во второе начальное положение.
В одном из вариантов предложен узел, в котором рычаг тормозной педали снабжен штифтом, продолжающимся от боковой поверхности рычага тормозной педали, а регулировочный кулачок образует щель, выполненную с возможностью приема штифта и поворота регулировочного кулачка вокруг точки поворота в ответ на штифт, взаимодействующий с щелью, для регулировки усилия предварительного нагружения.
В одном из вариантов предложен узел, в котором рычаг тормозной педали выполнен с возможностью шарнирного поворота относительно регулировочного узла и кронштейна в ответ на перевод рычага тормозной педали из первого положения во второе положение.
В одном из вариантов предложен узел, в котором рычаг тормозной педали и регулировочный узел выполнены с возможностью шарнирного поворота относительно установочного кронштейна в ответ на приведение в действие водителем рычага тормозной педали.
В одном из вариантов предложен узел, в котором усилие срабатывания тормозной педали остается по существу постоянным при изменении усилия предварительного нагружения от первого начального положения ко второму начальному положению.
В одном из еще дополнительных аспектов предложен узел регулируемой тормозной педали, содержащий:
установочный корпус, образующий шарнир;
регулировочный подузел, шарнирно установленный на корпус на шарнире;
рычаг тормозной педали, шарнирно установленный на корпус на шарнире и присоединенный к регулировочному подузлу ; и
кулачок предварительного нагружения, образующий поворотное отверстие, щель взаимодействия и кулачковую поверхность, при этом регулировочный узел имеет поворотный штифт, продолжающийся от него и принимаемый внутри поворотного отверстия, рычаг тормозной педали имеет установочный штифт, продолжающийся от него, принимаемый внутри щели взаимодействия, и пружину, расположенную вокруг шарнира, причем пружина имеет наружный конец, взаимодействующий с установочным корпусом, и внутренний конец, с возможностью скольжения контактирующий с кулачковой поверхностью, чтобы перемещение рычага тормозной педали узлом регулятора вызывало взаимодействие установочного штифта с щелью взаимодействия, тем самым, поворачивая кулачок предварительного нагружения вокруг поворотного штифта и вызывая скольжение кулачковой поверхности вдоль участка внутреннего конца пружины, чтобы менять усилие предварительного нагружения пружины, приложенное к рычагу тормозной педали.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - вид сбоку узла тормозной педали с регулировочным кулачком предварительного нагружения.
Фиг. 2 - изображение в разобранном виде узла тормозной педали по фиг. 1.
Фиг. 3 - вид регулировочного кулачка предварительного нагружения в первом положении и втором положении.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как требуется, в материалах настоящего описания раскрыты детализированные варианты осуществления настоящего изобретения; однако, следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются всего лишь примером изобретения, который может быть воплощен в различных и альтернативных формах. Фигуры не обязательно должны определять масштаб; некоторые элементы могут быть преувеличены или сведены к минимуму, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Поэтому, специфичные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в материалах настоящего описания, не должны интерпретироваться в качестве ограничивающих, а только качестве представляющих основу для изучения специалистом в данной области техники для различного применения настоящего изобретения.
Фиг. 1 показывает узел 10 тормозной педали для использования в транспортных средствах, который может предусматривать разъединенную механическую связь от узла 10 тормозной педали до тормозов на транспортном средстве (не показано). Узел 10 тормозной педали может быть установлен на конструкцию транспортного средства посредством установочного корпуса или установочного кронштейна 12. Узел 10 тормозной педали может использовать датчик положения (не показан) для контроля положения рычага 14 тормозной педали, шарнирно присоединенного к узлу 10 тормозной педали. Контроллер тормозной системы может находиться на связи с датчиком положения и использовать данные положения, чтобы надлежащим образом прикладывать силы торможения на колесах благодаря электронным исполнительным механизмам.
Эти системы с электрическим управлением тормозами желательны по той причине, что они могут отсоединять прямую механическую связь от колес и тормозов на транспортном средстве и узла 10 тормозной педали, и, по существу, препятствуют передаче шума, вибрации и неплавности движения с дороги и/или от взаимодействия тормозных накладок и роторов на водителя через рычаг 14 тормозной педали. Узел 10 тормозной педали, в частности, приспособлен для использования в транспортном средстве с электрическим приводом или транспортном средстве с гибридным приводом, в которых меняющиеся доли энергии торможения могут использоваться для рекуперативного торможения наряду с сохранением одной и той же длины хода рычага 14 тормозной педали.
Узел 10 тормозной педали может быть выполнен в виде узла регулируемой тормозной педали. Узел регулируемой тормозной педали может предоставлять водителю возможность регулировать начальное отпущенное положение рычага 14 тормозной педали и его связанной накладки 16 тормозной педали. Регулировочный подузел 30 может быть предусмотрен для регулировки начального отпущенного положения рычага 14 тормозной педали в направлении первого, более высокого начального положения 22 или в направлении второго, более низкого начального положения 24
Рычаг 14 тормозной педали может быть расположен в пределах или ближе к корпусу 32 регулятора. Корпус 32 регулятора может быть оснащен первым кронштейном 34 корпуса, расположенным прямо напротив и на определенном расстоянии от второго кронштейна 36 корпуса. Рычаг 14 тормозной педали может быть расположен между первым и вторым кронштейнами 34, 36 корпуса. Корпус 32 регулятора может быть шарнирно присоединен к установочному кронштейну 12 через штифт 18 шарнира. В по меньшей мере одном варианте осуществления, рычаг 14 тормозной педали и корпус 32 регулятора шарнирно присоединены к установочному кронштейну 12 через штифт 18 шарнира и оба выполнены с возможностью шарнирного поворота вокруг оси 20 поворота нажатия тормозной педали штифта 18 шарнира.
Механизм 40 регулятора тормозной педали может быть оперативно присоединен к рычагу 14 тормозной педали. Механизм 40 регулятора тормозной педали может быть выполнен с возможностью регулировки начального положения рычага тормозной педали между множеством начальных положений в ответ на входной сигнал водителя для регулировки высоты накладки 16 тормозной педали. Первый кронштейн 34 корпуса может быть оснащен удлиненной щелью 42, выполненной с возможностью принимать элемент 44, продолжающийся от боковой поверхности 46 рычага 14 тормозной педали. Удлиненная щель 42 может быть выполнена с возможностью взаимодействия с и удержания элемента 44 в пределах щели, и ограничивать перемещение рычага 14 тормозной педали не в направлении поступательного движения.
По мере того, как начальное отпущенное положение рычага 14 тормозной педали регулируется, рычаг 14 тормозной педали может быть выполнен с возможностью шарнирного поворота вокруг штифта 18 шарнира. Рычаг 14 тормозной педали может шарнирно поворачиваться относительно регулировочного подузла 30 и установочного кронштейна 12. По мере того, как узел 10 регулируемой тормозной педали приводится в действие или нажимается водителем транспортного средства, рычаг 14 тормозной педали и регулировочный подузел 30 может шарнирно поворачиваться относительно установочного кронштейна 12.
В применениях транспортных средств, которые не оснащены прямой механической связью между узлом 10 тормозной педали и усилителем тормозов или главным цилиндром, может быть предусмотрен упругий элемент 50, такой как возвратная пружина или пружина предварительного нагружения. Упругий элемент 50 может выдавать усилие предварительного нагружения на рычаг 14 тормозной педали или на регулировочный подузел 30.
Усилие предварительного нагружения может выдавать усилие, приблизительно равносильное усилию предварительного нагружения усилителя тормозов, когда рычаг 14 тормозной педали находится в начальном отпущенном положении; если бы была непосредственная механическая связь между узлом 10 тормозной педали и усилителем тормозов. Упругий элемент 50 может быть расположен вокруг штифта 18 шарнира и оси 20 поворота.
Далее, со ссылкой на фиг. 1 и 2, упругий элемент 50 может иметь наружный конец (не показан) в контакте с установочным кронштейном 12 и внутренний конец 52 в контакте с рычагом 14 тормозной педали. Внутренний конец 52 упругого элемента 50 может опосредованно прикладывать усилие предварительного нагружения к рычагу 14 тормозной педали, прикладывая усилие предварительного нагружения к корпусу 32 регулятора.
По мере того, как начальное отпущенное положение рычага 14 тормозной педали меняется регулировочным подузлом 30, усилие предварительного нагружения, выдаваемое упругим элементом 50, может меняться. По мере того, как усилие предварительного нагружения меняется, сила нажатия тормозной педали, приложенная водителем к накладке тормозной педали, также может меняться. Например, по мере того, как рычаг 14 тормозной педали перемещается в направлении первого, более высокого начального положения 22, угловое положение упругого элемента 50 может возрастать, давая в результате уменьшение усилия срабатывания тормозной педали. Уменьшение усилия срабатывания тормозной педали означает, что меньшее усилие может требоваться для нажатия рычага 14 тормозной педали.
Узел 10 тормозной педали может быть оснащен штоком 58 усилителя тормозов. Шток 58 усилителя тормозов может продолжаться между регулировочным узлом 30 и усилителем тормозов (не показан), если предусмотрен. Шток 58 усилителя тормозов может быть выполнен с возможностью взаимодействия с рычагом 14 тормозной педали, чтобы поддерживать начальное отпущенное положение рычага 14 тормозной педали. Шток 58 усилителя тормозов может быть оснащен частью взаимодействия, способной к обеспечению регулировки начального отпущенного положения рычага 14 тормозной педали.
По мере того, как рычаг 14 тормозной педали перемещается в направлении второго, более низкого начального положения 24, угловое положение упругого элемента 50 может понижаться, давая в результате увеличение усилия срабатывания тормозной педали. Увеличение усилия срабатывания тормозной педали означает, что меньшее усилие может требоваться для нажатия рычага 14 тормозной педали.
В попытке поддерживать по существу постоянное усилие срабатывания тормозной педали, может быть предусмотрен регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения. Регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения может быть выполнен с возможностью регулировки усилия предварительного нагружения тормозной педали, чтобы усилие срабатывания тормозной педали оставалось по существу постоянным по мере того, как рычаг 14 тормозной педали регулируется в направлении любого из первого или второго начального отпущенного положения, по сравнению с начальным отпущенным положением рычага тормозной педали.
Регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения может взаимодействовать с рычагом 14 тормозной педали, регулировочным подузлом 30 и упругим элементом 50. Регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения может быть оснащен поворотным отверстием 62, выполненным с возможностью принимать поворотный штифт или поворотный элемент 70, продолжающийся от первого кронштейна 34 корпуса. Поворотный элемент 70 может быть расположен на определенном расстоянии от удлиненного паза 42 и приспособлен для функционирования в качестве точки поворота для регулировочного кулачка 60 предварительного нагружения.
Регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения может образовывать щель взаимодействия или установочную щель 64, выполненную с возможностью приема установочного штифта 72, продолжающегося от боковой поверхности 46 рычага 14 тормозной педали. Установочный штифт 72 может быть расположен на определенном расстоянии от элемента 44 и выполнен с возможностью располагать рычаг 14 тормозной педали относительно регулировочного кулачка 60 предварительного нагружения. Установочный штифт 72 может с возможностью скольжения зацеплять установочную щель 64 в ответ на изменение начального отпущенного положения рычага 14 тормозной педали. Взаимодействие установочного штифта 72 с установочной щелью 64 может поворачивать регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения вокруг поворотного элемента 70.
Регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения может образовывать кулачковую поверхность 66. Кулачковая поверхность 66 может с возможностью скольжения зацеплять внутренний конец 52 упругого элемента 50. Кулачковая поверхность 66 может быть выполнена, чтобы, по мере того, как регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения поворачивается в ответ на взаимодействие установочного штифта 72 с установочной щелью 64, кулачковая поверхность 66 скользит на участке внутреннего конца 52 упругого элемента 50, чтобы менять усилие предварительного нагружения, прикладываемое упругим элементом 50.
Например, по мере того, как рычаг 14 тормозной педали перемещается в направлении первого, более высокого начального положения 22, кулачок кулачковая поверхность 66 может противодействовать увеличению углового положения упругого элемента 50. Кулачковая поверхность 66 может перемещать концевую часть упругого элемента 50, давая в результате увеличение усилия предварительного нагружения. Увеличение усилия предварительного нагружения, вызванное перемещением регулировочного кулачка 60 предварительного нагружения, может стремиться поддерживать по существу постоянное усилие срабатывания тормозной педали.
Например, по мере того, как рычаг 14 тормозной педали перемещается в направлении второго, более низкого начального положения 24, регулировочный кулачок предварительного нагружения может противодействовать уменьшению углового положения упругого элемента 50. Кулачковая поверхность 66 может перемещать внутренний конец 52 упругого элемента 50, давая в результате уменьшение усилия предварительного нагружения. Уменьшение усилия предварительного нагружения, вызванное перемещением регулировочного кулачка 60 предварительного нагружения, может стремиться поддерживать по существу постоянное усилие срабатывания тормозной педали.
Со ссылкой на фиг. 3, примерный вариант осуществления движения регулировочного кулачка 60 предварительного нагружения в ответ на перемещение рычага 14 тормозной педали из начального отпущенного положения 80a в первое, более высокое начальное положение 80b. В начальном отпущенном положении 80a, ближний конец 52a упругого элемента 50 может взаимодействовать с первым участком кулачковой поверхности 66a. В начальном отпущенном положении 80a, установочный штифт 72a может приниматься внутри установочного паза 64a.
В ответ на перемещение рычага 14 тормозной педали из начального отпущенного положения 80a в первое, более высокое начальное положение 80b, установочный штифт 72b может быть расположен в пределах установочного паза 64b. Взаимодействие установочного штифта 72b с установочной щелью 64b может поворачивать регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения вокруг поворотного элемента 70, расположенного в пределах поворотного отверстия 62. По мере того, как регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения поворачивается, внутренний конец 52b упругого элемента может с возможностью скольжения взаимодействовать с кулачковой поверхностью ближе к второму участку кулачковой поверхности 66b. Осуществление скольжения регулировочного кулачка 60 предварительного нагружения с первого участка 66a на второй участок 66b с внутренним концом 52 может менять усилие предварительного нагружения, прикладываемое упругим элементом 50 к рычагу 14 тормозной педали.
Наоборот, по мере того, как рычаг 14 тормозной педали перемещается из начального отпущенного положения 80 во второе, более низкое начальное положение, рычаг 14 тормозной педали может перемещаться от водителя транспортного средства. По мере того, как регулировочный кулачок 60 предварительного нагружения поворачивается, скользящее взаимодействие кулачковой поверхности с внутренним концом 52 может менять усилие предварительного нагружения, прикладываемого упругим элементом 50 к рычагу 14 тормозной педали.
В транспортном средстве, включающем в себя системы с электрическим управлением тормозами для снабжения водителя сходным ощущением педали, как традиционная тормозная система, включающая в себя прямую механическую связь между рычагом 14 тормозной педали и усилителем тормозов, может быть предусмотрен имитатор 90 ощущения педали. Имитатор 90 ощущения педали может эффективно имитировать ощущение традиционной тормозной педали, где давление текучей среды для нажатия колесных тормозов создавалось бы непосредственно пользователем, приводящим в действие главный тормозной цилиндр через связь с рычагом тормозной педали. Имитатор ощущения педали может иметь рычаг 92 ощущения педали, присоединенный к регулировочному подузлу 30 и шарнирно присоединенный к установочному кронштейну 12.
Рычаг 92 ощущения педали может включать в себя подпружиненный кулачковый следящий элемент 94, продолжающийся от него. Подпружиненный кулачковый следящий элемент 84 может быть выполнен с возможностью взаимодействовать с поверхностью 96 ощущения педали. Поверхность 96 ощущения педали может быть предусмотрена в качестве части кронштейна 98 имитатора, расположенного на установочном кронштейне 12. Подпружиненный кулачковый следящий элемент 94 может быть шарнирно присоединен к рычагу 92 ощущения педали и может иметь ролик в контакте с поверхностью 96 ощущения педали.
По мере того, как водитель нажимает накладку 16 тормозной педали, подпружиненный кулачковый следящий элемент 94 скользит по поверхности 96 ощущения педали, и сопротивление ощущения педали выдается по мере того, как рычаг 14 тормозной педали поворачивается. Подпружиненный кулачковый следящий элемент 94 может быть с возможностью поворота присоединен к рычагу 92 ощущения педали и расположен на поверхности 96 ощущения педали, чтобы улучшать силовую обратную связь и с обеспечением более реалистичного ощущения педали по мере того, как рычаг тормозной педали перемещается на протяжении своего полного поворотного движения во время остановки транспортного средства.
Поверхность 96 ощущения педали может быть оснащена вогнутой областью и выпуклой областью. По мере того, как подпружиненный кулачковый следящий элемент 94 скользит по поверхности 96 ощущения педали, кулачковый следящий элемент 94 проходит по вогнутой области, может обеспечивать первое сопротивление ощущения педали или диапазон усилий в зависимости от профиля вогнутой поверхности. По мере того, как кулачковый следящий элемент 94 продолжает проходить по поверхности 96 ощущения педали, кулачковый следящий элемент 94 переходит с вогнутой области на выпуклую область. Вогнутая область может обеспечивать второе сопротивление ощущения педали или диапазон усилий в зависимости от профиля выпуклой поверхности.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы изобретения. Предпочтительнее, словесные формулировки, используемые в описании изобретения, являются скорее словесными формулировками описания, нежели ограничением, и понятно, что различные изменения могут быть произведены, не выходя из сущности и объема изобретения. Дополнительно, признаки различных вариантов осуществления реализации могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления изобретения.