專利名稱：控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的控制裝置。本發(fā)明還涉及一種如后附權(quán)利要求14前序部分所述的方法。
轎車和其它機動車的控制裝置通常包括踏板控制裝置。例如，裝有手動變速器的轎車通常包括三個單獨的腳踏板，也就是，離合踏板、制動踏板和加速踏板，駕駛時，駕駛員需要利用其雙腳操縱所述腳踏板。在裝有自動變速器的轎車中，不設(shè)單獨的離合踏板，駕駛時，可只用一只腳來操縱制動和加速踏板。但是，對于下肢嚴(yán)重殘疾或完全失去下肢或完全失去下肢能力的殘疾人，在沒有單獨的輔助裝置的情況下，即使是使用裝有自動變速器和腳踏板的轎車也是不可能的。
由于具有下肢限制行為能力的人只占車輛駕駛員總量中的一小部分，因此，對于車輛制造商而言，制造裝有為這類殘疾人單獨設(shè)計的控制裝置的車輛是不經(jīng)濟(jì)的。因此，對于具有限制行為能力的這些人來說，普通車輛設(shè)有輔助裝置，且該輔助裝置向后安裝在所述車輛上，這就使得在駕駛時可利用手來操縱需要腳控的控制裝置。通常，在裝有自動變速器的轎車中進(jìn)行這種改進(jìn)，也就是，將制動和加速踏板的操作轉(zhuǎn)化為通過手動進(jìn)行操作。在所述的改進(jìn)方案中，通常必須單獨考慮具有行為限制能力的人的能力和其局限性，以便于充分滿足人機工程學(xué)的要求。
下面將主要對現(xiàn)有技術(shù)中的一些有關(guān)將車輛踏板控制裝置轉(zhuǎn)化為手動操作的方案進(jìn)行討論。相對于本發(fā)明，其關(guān)注點集中于有關(guān)將力直接作用于車輛的原始踏板或者與其密切相關(guān)的車輛的其它機構(gòu)上的技術(shù)方案。
US5129492公開了一種固定在轎車轉(zhuǎn)向柱下面的手動控制裝置，其中，采用與駕駛員手柄相連且主要由剛性桿構(gòu)成的機械杠桿來作用于車輛的原加速踏板和制動踏板。當(dāng)駕駛員朝其自身方向拉所述手柄或沿離開其自身的方向推手柄時，杠桿就可對加速踏板和制動踏板施壓。
FR2745534公開了另一種機械手動控制裝置，其也與車輛的轉(zhuǎn)向柱相連，并包括位于駕駛員能及范圍之內(nèi)且安裝在方向盤附近的手柄。當(dāng)駕駛員沿轉(zhuǎn)向柱方向移動手柄，也就是沿離開其自身的方向推手柄或朝自身方向拉手柄時，與手柄相連的機械杠桿就將運動傳遞給制動踏板。手柄沿所述運動的橫向方向的運動將手柄的運動傳遞給帶有護(hù)殼的金屬線，該金屬線又與控制車輛節(jié)氣門位置的機構(gòu)相連。
包括機械杠桿并以固定的方式固定到車輛上的手動控制裝置，例如US5129492和FR2745534中的手動控制裝置所普遍存在的問題是由于設(shè)有所述的杠桿，因此駕駛員操作手柄不能自由設(shè)置在車輛中所希望的位置上。另外，設(shè)置杠桿或類似的機械辦法需要占用空間，特別是影響了駕駛員伸腿的空間。因此，在車輛由健康人駕駛的情況下，腳踏板就很難正常使用或者完全不能使用。當(dāng)踏板由腳正常操縱時，手動控制裝置中的杠桿或類似裝置的運動以及手柄自身的運動也會妨礙正常駕駛。
US5813944公開了另一種手動控制裝置，其中，駕駛員所用的手柄是一個其下端可相對于安裝在支承結(jié)構(gòu)上的軸轉(zhuǎn)動的桿。所述手柄或手動桿向前或向后移動通過帶有護(hù)殼的金屬線傳遞給車輛的制動和加速機構(gòu)。與包括剛性機械桿的上述裝置的手柄相比，US5813944的手動控制裝置的手柄在一定程度上更自由地設(shè)置在所需要的車輛位置上。但是，在該專利的手動控制裝置的結(jié)構(gòu)中，用于控制加速和制動機構(gòu)的金屬線從手柄的支承部分相互沿相反的方向延伸，這樣就使得自由布置手柄更為困難。這是因為在不加強金屬線操縱的情況下，由于金屬線外殼與芯部之間的摩擦較大，上述金屬線不能彎曲成比給定的最小半徑更為突變的曲線。另外，為了確保靈敏地操縱金屬線從而在使用時具有良好的響應(yīng)，金屬線的長度應(yīng)盡可能的短，這樣就使得在車輛中自由布置手柄更為困難。
而且，代替駕駛員自身的肌肉力量，一種已知的手動控制裝置可將外部動力源產(chǎn)生的另一個力轉(zhuǎn)化為作用于車輛踏板控制裝置上的力。US4722416公開了一種技術(shù)方案，其中，用作手柄的操縱桿用于操縱控制閥，控制閥將液壓泵產(chǎn)生的液壓力傳遞給與制動和加速踏板相連的液壓缸。該技術(shù)方案的優(yōu)點是駕駛員只需要很小的力度就可移動操縱桿/手柄，其中，該技術(shù)方案特別適合于上肢殘疾或上肢具有限制行為能力的人。但其缺點是工作時該裝置需要外部動力源，例如液壓泵，因此，手動控制裝置的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且價格昂貴。另外，與所述機械方案相比，當(dāng)使用操縱桿時，使用靈敏度通常較低。
在通過手柄進(jìn)行制動或加速的過程中使用控制裝置時的響應(yīng)也就是手柄的反作用力或一種反饋感覺以及便于使用是安全使用車輛的一個重要的因素。在專利US5813944中就進(jìn)行了考慮，與同一發(fā)明人的US5282522專利相比，該專利的另一個特點是改進(jìn)了反饋感覺且因此便于駕駛員進(jìn)行調(diào)整。但是，在這兩個專利中，來自駕駛員手柄的力和運動是通過金屬線傳遞給車輛控制裝置的。在這些專利中，其目的是通過改變用于將手柄的運動傳遞給金屬線的機構(gòu)的傳動比和結(jié)構(gòu)來改善駕駛員的反饋感覺和調(diào)整能力。
在本發(fā)明中，主要目的是提供一種可利用車輛的原踏板控制裝置并且簡單和成本低廉的控制裝置，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的上述方案中所存在的缺陷和/或限制。另外，本發(fā)明的目的是提供一種用于將車輛的原踏板控制裝置轉(zhuǎn)化成可由安裝在車輛內(nèi)的一種控制裝置進(jìn)行操縱的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明控制裝置的特征主要在于獨立權(quán)利要求1特征部分所述的特征。
本發(fā)明方法的特征主要在于獨立權(quán)利要求14特征部分所述的特征。
其它從屬權(quán)利要求限定了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方式。
本發(fā)明是基于這樣的發(fā)明新構(gòu)思，即通過將作用于控制裝置的致動裝置上的由駕駛員自身肌肉力量所產(chǎn)生的力和運動不通過機械或類似的結(jié)構(gòu)而是通過流體靜壓力來傳遞給車輛的一個或多個原腳踏板或與腳踏板密切相關(guān)的其它機構(gòu)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，以這樣的方式來實現(xiàn)，即控制裝置的致動裝置，例如控制裝置的手柄，其產(chǎn)生的運動將力作用在與所述致動裝置相連的第一液壓缸的第一活塞裝置上，由所述活塞裝置的運動所產(chǎn)生的液壓流體的體積流動和流體壓力從該液壓缸沿管道被導(dǎo)入到車輛踏板附近的另一個液壓缸，液壓缸第二活塞裝置的運動和力又被傳遞給車輛踏板/踏板機構(gòu)。因此，與控制裝置的致動裝置相連的所述第一液壓缸、設(shè)置在車輛原腳踏板附近的第二液壓缸以及連接所述液壓缸的管道就構(gòu)成一個獨立的液壓回路，除了駕駛員自身的肌肉力量外，該液壓回路不包含其它外部動力源，例如伺服裝置、液壓泵或類似裝置。因此，所述獨立液壓回路只通過駕駛員自身的肌肉力進(jìn)行驅(qū)動。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，當(dāng)駕駛員沿第一方向例如離開自身的方向推用作致動裝置的手柄時，通過上述形式的液壓回路將力作用在車輛制動踏板機構(gòu)上，而當(dāng)駕駛員沿相反方向例如朝自身方向拉手柄時，通過與所述第一液壓回路分離的一個液壓回路以對應(yīng)的方式將力作用在加速踏板機構(gòu)上。所述方案易于使用，并可避免駕駛員不經(jīng)意地同時使用加速和制動踏板。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，控制裝置的反饋感覺是最優(yōu)化的，而且/或者駕駛員和/或車輛對控制裝置性能的適應(yīng)性可通過改變液壓回路的所述第一和第二液壓缸的活塞裝置的面積比來進(jìn)行調(diào)整。換句話說，改變所述面積比就可調(diào)整致動裝置例如手柄的移動長度和產(chǎn)生所述移動所需的力，這是產(chǎn)生一定的運動和作用于車輛腳踏板機構(gòu)上的力所必須的。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，通過改變致動裝置的杠桿臂長度，就可改善反饋感覺和/或調(diào)整駕駛員對控制裝置性能的特定的適應(yīng)能力。為了使其更精確，通過改變用于將致動裝置的運動轉(zhuǎn)化為第一液壓缸中的活塞裝置的運動的杠桿臂，就可使用于產(chǎn)生所述活塞裝置運動的致動裝置的運動的長度及其所需的力發(fā)生變化。
與現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)方案相比，本發(fā)明控制裝置具有如下的大部分主要優(yōu)點其中一些。
在本發(fā)明的控制裝置中，駕駛員使用的致動裝置可比現(xiàn)有技術(shù)解決方案更為自由地安裝在車內(nèi)選定位置上。例如，如果致動裝置是一個手柄，該手柄可設(shè)置成由駕駛員的右手或左手進(jìn)行操作。由于與致動裝置相連的第一液壓缸和與踏板機構(gòu)相連的第二液壓缸之間的連接可通過利用小直徑的耐壓密閉管或管道來實現(xiàn)，因此這是可能的。最好，例如使用塑料、橡膠或類似的柔性液壓管，其中，當(dāng)駕駛員坐到車輛座位上或從座位上起來時，或者車輛由踏板控制裝置以正常的方式進(jìn)行操作時，還可方便地將致動裝置移到旁邊。本發(fā)明控制裝置的致動裝置也可固定到例如駕駛員座位上，其中，當(dāng)調(diào)整座位和方向盤之間的距離時，其可與座位一起移動。另外，本發(fā)明控制裝置不包括任何會影響車輛其他乘客的部件。
如果需要，所述液壓管或管道還可彎曲成突變的曲線或者裝有單獨的彎管配件、快卸接頭或類似裝置，而不會影響控制裝置的靈敏度、反饋感覺或其它操作。這就使得可將管道以遠(yuǎn)離駕駛員進(jìn)出通道并最好整齊地隱藏在車輛控制面板或類似裝置的結(jié)構(gòu)中的方式設(shè)置和安裝在車輛上。在不損壞車輛原始車內(nèi)飾品或其它結(jié)構(gòu)的情況下，就可對液壓管道進(jìn)行安裝。另外，液壓管道的長度基本上是沒有限制的，這就進(jìn)一步便于將本發(fā)明的控制裝置布置在車輛中。
與采用機械杠桿和金屬線的現(xiàn)有技術(shù)解決方案相比，由控制裝置的致動裝置通過流體靜壓力傳遞給踏板機構(gòu)的運動和力可為使用者帶來更好的反饋感覺。例如，這是因為作用在液壓回路中的摩擦比機械方案例如采用帶護(hù)殼的金屬線的方案保持得更穩(wěn)定。另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，其所存在的間隙或通常由于磨損而在機械桿連接中所形成的類似偏差或者影響反饋感覺的其它誤差不會到達(dá)象很多現(xiàn)有技術(shù)的手動控制裝置那樣的程度。
由于本發(fā)明控制裝置的所述第二液壓缸布置成將力直接作用在車輛原踏板上，最好是作用在供腳使用的使用表面上方的踏板臂上，因此，在車內(nèi)安裝本發(fā)明控制裝置只需作輕微的改動。所述液壓缸很少占據(jù)車輛中供駕駛員伸腿所用的空間，且踏板還可由腳按照正常的方式使用。當(dāng)踏板由腳使用時，本發(fā)明控制裝置的致動裝置或其它部件進(jìn)行移動時不會妨礙駕駛員。
本發(fā)明的控制裝置在發(fā)生意外的情況下其本身不會對駕駛員造成更大的傷害，而且也不會以任何方式影響車輛安全機構(gòu)的工作。換句話說，由于本發(fā)明的控制裝置不包括任何設(shè)置在駕駛員胸部或下肢前面的桿或其它剛性結(jié)構(gòu)，因此，控制裝置的結(jié)構(gòu)部件在發(fā)生碰撞時不會對駕駛員造成更大的傷害。而且，為了吸收碰撞的能量，車輛制造商可設(shè)計成在碰撞發(fā)生時使車輛轉(zhuǎn)向柱、控制面板或其它結(jié)構(gòu)部件發(fā)生塌陷破壞。
本發(fā)明的控制裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，并可按照使駕駛員最符合人機工程學(xué)原理地進(jìn)行使用的方式方便地安裝在各種車輛上。駕駛員對本發(fā)明控制裝置的反饋感覺良好，該控制裝置使用方便、安全。
由于本發(fā)明控制裝置與采用桿和金屬線的已知機械方案一樣可靠或者更為可靠，因此，本發(fā)明的控制裝置可經(jīng)官方認(rèn)可用于公路運輸中。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，下面對本發(fā)明所進(jìn)行的詳細(xì)描述可更清楚地顯示出本發(fā)明可能的實施方式以及本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)所能獲得的優(yōu)點。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中

圖1是本發(fā)明控制裝置的一個實施例及其工作過程的原理圖；圖2示出了圖1所示實施例的控制裝置在車輛腳踏板被腳正常踩踏時所處的位置；圖3是圖2中“X”區(qū)域的局部放大圖；圖4示出了圖1所示實施例在開始上坡狀態(tài)下的工作過程；圖5是與車輛腳踏板相連的本發(fā)明控制裝置的部件的布置圖；圖6是車輛駕駛室內(nèi)本發(fā)明控制裝置的部件的布置圖；圖7是本發(fā)明控制裝置的致動裝置的第二可替換實施例的原理圖；以及圖8是本發(fā)明控制裝置的致動裝置的第三可替換實施例。
為清楚起見，在下面的實施例和圖1-8中，將通過控制裝置的致動裝置為手動操作的本發(fā)明的這種實施例來對本發(fā)明的方法和裝置進(jìn)行描述。但是，本發(fā)明實施例并不僅僅局限于手動操作的控制裝置，本發(fā)明的控制裝置也可部分或全部由具有限制行為能力的駕駛員的一個或多個其它身體部位以最符合其個人特點和技能的方式來進(jìn)行操作。
圖1是本發(fā)明控制裝置HC的優(yōu)選實施例的原理圖。操作部分11包括一個致動裝置也就是手柄13，手柄13的下端相對于軸12可進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并裝有壓力裝置14和15，當(dāng)手柄13相對于軸12轉(zhuǎn)動時，壓力裝置14和15就作用于活塞裝置16和17上。所述活塞裝置16和17設(shè)置在液壓缸18和19內(nèi)。所述第一液壓缸18和19通過管道20和21與固定在車輛踏板機構(gòu)附近的第二液壓缸22和23相連。第一液壓缸18、管道20和第二液壓缸22構(gòu)成一個單獨的獨立第一液壓回路，相應(yīng)地，液壓缸19、管道21和液壓缸23構(gòu)成一個單獨的獨立第二液壓回路。
如圖1所示，當(dāng)手柄13沿箭頭所示方向朝手柄位置B移動時，壓力裝置14就壓活塞裝置16，從而活塞裝置16使第一液壓缸18的空間容積減小，并因此而使液壓流體從第一液壓缸18沿管道20流入到第二液壓缸22中。所述第二液壓缸22的活塞裝置24被向外推在液壓缸22內(nèi)，并與手柄13的移動距離和作用于所述手柄上的力成比例地壓縮腳踏板26。
當(dāng)駕駛員從圖1中的位置B反向?qū)⑹直?3拉回正常位置A時，壓在腳踏板上的力停止作用之后，腳踏板26就將返回到其松開位置，腳踏板26的松開位置在圖1中由虛線進(jìn)行表示。與此同時，腳踏板26的返回彈簧所產(chǎn)生的力或由另一個返回機構(gòu)所產(chǎn)生的力也將活塞裝置24和活塞裝置16壓回到正常位置，其方式是活塞裝置16將跟隨手柄13的移動而移動，并保持活塞裝置16與壓力裝置14接觸。除了車輛腳踏板26的返回機構(gòu)以外，控制裝置HC的第一液壓缸18(和對應(yīng)的液壓缸19)和/或第二液壓缸22(和對應(yīng)的液壓缸23)還可包括一個返回裝置，例如彈簧，該返回裝置可使所述液壓缸的活塞裝置返回到與手柄13的位置A相對應(yīng)的松開位置。圖1示出了安裝在第一液壓缸18和19內(nèi)的返回裝置28和29。以對應(yīng)的方式，第二液壓缸22和23也裝有返回裝置30和31，并將其設(shè)置在液壓缸22和23的外部并相應(yīng)地設(shè)置在活塞裝置24和25的外部。下面將結(jié)合圖2和3來詳細(xì)地對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
當(dāng)活塞裝置16和/或17在其自身的第一液壓缸18和/或19中處于與手柄13的位置A相對應(yīng)的正常(上端)位置時，包含在操作部分11中的容器35與所述第一液壓缸相連。換句話說，當(dāng)所述活塞裝置處于其上端位置時，如果需要，液壓流體就會從容器35經(jīng)孔或類似裝置流入到所述液壓缸中，反之亦然。因此，當(dāng)空氣同時從所述液壓缸排出時，例如在任何一個獨立液壓回路中出現(xiàn)流體不足/損失的情況下，所述液壓回路的液壓流體量可通過從容器35流出的流體來得到補充。以相應(yīng)的方式，由熱膨脹所產(chǎn)生的液壓回路中液壓流體的體積變化也會使液壓流體從所述回路流入到容器35中。因此當(dāng)手柄13處于位置A時，容器35可用作膨脹容器以避免所述液壓回路出現(xiàn)所不希望的壓力。當(dāng)活塞裝置16和17在相應(yīng)的壓力裝置的壓力作用下從其上端位置移動時，容器35和所述液壓缸18之間或者容器35和液壓缸19之間的聯(lián)系就被切斷，其中，所述獨立液壓回路可在駕駛員作用于手柄13上的力的作用下相應(yīng)地產(chǎn)生壓力。
在手柄13從正常位置A向位置B返回且駕駛員松開其所握的手柄13時，在上述返回機構(gòu)的作用下，手柄13就會返回到正常位置A。為了確保如此，手柄13也可裝有與軸12相連的單獨返回裝置，例如返回彈簧。上述與軸12相連的返回裝置還可用于調(diào)整手柄13的反饋感覺。
如圖1所示，當(dāng)手柄13從正常位置A向位置B移動時，力將只作用于由液壓缸18、管道20和液壓缸22構(gòu)成的第一液壓回路中。由液壓缸19、管道21和液壓缸23構(gòu)成的第二液壓回路將保持在松開位置而不對腳踏板27產(chǎn)生作用。以相應(yīng)的方式，當(dāng)手柄13從正常位置A向位置C移動時，力將只作用于所述第二液壓回路和腳踏板27。
圖2示出了圖1所示的本發(fā)明實施例在腳以正常方式踩踏車輛腳踏板26時所處的狀態(tài)。在圖2中，手柄13處于正常位置A。因此，由于包含在液壓缸22內(nèi)的活塞裝置24不以靜止方式固定到踏板26上，當(dāng)腳正常操作腳踏板26時，手柄13將不從正常位置A移動。返回裝置28和29和/或30和31將使手柄13保持在所述正常位置A。對于腳踏板27也具有相應(yīng)的操作原理。圖3是圖2中“X”區(qū)域的詳細(xì)放大圖。
圖3示出了連接到腳踏板26(或腳踏板27)上的第二液壓缸22(或液壓缸23)的有利實施方式的原理圖?；钊b置24設(shè)置得可在液壓缸22內(nèi)移動，其方式是，在液壓流體的體積流動和液壓壓力通過管道20的作用下，布置在所述液壓缸和所述活塞裝置外部的返回裝置30，例如返回彈簧可使活塞裝置24返回到其正常位置。
另外，液壓缸22最好裝有護(hù)管32，護(hù)管32可轉(zhuǎn)動地與固定在腳踏板26的臂上的反作用件33相連。當(dāng)腳正常踩踏所述腳踏板時，護(hù)罩32可與腳踏板26一起移動。護(hù)管32的作用是防止任何布置在車輛控制踏板下部的導(dǎo)體、導(dǎo)線等額外元件伸入到活塞裝置24和踏板26之間的間隙中而使控制裝置HC在使用過程中產(chǎn)生危險。另外，護(hù)管32可保護(hù)活塞裝置24和液壓缸22以避免砂子和灰塵影響其正常工作，如果需要，還避免活塞24相對于液壓缸22移動。反作用件33最好使該反作用件面向活塞裝置24的表面由柔性材料制成，其中，在使用控制裝置HC的過程中，當(dāng)活塞裝置24碰擊到反作用件33時，不會產(chǎn)生機械噪聲。另外，活塞裝置24面向反作用件33的端部表面可設(shè)置成柔性的。但是，所述表面也可是非柔性的，例如由金屬制成。
圖4示出了利用本發(fā)明控制裝置上坡時控制裝置HC的工作過程。當(dāng)車輛沿行駛方向例如在交通燈方向停止在坡上時，駕駛員通過將手柄13朝位置B的方向向前壓從而將力作用于制動踏板26上，就可將車輛保持在該位置上。當(dāng)開始運動時，駕駛員可使手柄13從位置B經(jīng)正常位置A向位置C移動。這樣為防止車輛向后運動，駕駛員可同時將設(shè)置在手柄13上的操作桿41沿手柄13的臂的方向向上提起。通過杠桿裝置42、43，操作桿41將力作用于液壓缸18的活塞裝置16上，其中，力還進(jìn)一步作用在制動踏板26上。在駕駛員沿方向C將手柄13轉(zhuǎn)到這種位置以使力作用在液壓缸18的活塞裝置17上，其方式是通過作用于加速踏板27而使車輛仍保持在坡上的位置時，駕駛員可松開操作桿41從而通過返回裝置48的作用而使其返回到其正常位置。在因此而松開制動踏板26時，通過進(jìn)一步朝位置C方向推手柄13就可使車輛加速運動。因此，通過使用控制裝置HC，操作桿41可按照駕駛員的意圖同時將力作用于車輛的加速和制動踏板上。
為了在駕駛員必須松開其所握的手柄13以便例如將帶有自動變速器的車輛的齒輪選擇裝置從“空檔”位置移動到“驅(qū)動”位置時，通過制動器使車輛保持在其所處的位置上，可利用圖1所示的鎖定桿44將手柄13的位置向位置B鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。換句話說，例如當(dāng)起動車輛并開始行駛時，駕駛員首先在連接上車輛制動器的情況下向位置B推手柄13，此后，駕駛員向下沿手柄13的方向推設(shè)置在手柄13上的鎖定桿44，將手柄13鎖定在該位置。鎖定桿44通過桿裝置45和鎖定裝置46將手柄13相對于包括液壓缸18和19在內(nèi)的操作部分的框架部鎖定在所述位置。操作部分11的框架部包括與鎖定裝置46中的鎖定爪或類似件相配合的孔或類似裝置，所述孔可防止所述鎖定爪和手柄13向位置A轉(zhuǎn)動，但通過進(jìn)一步向位置B推手柄13可將制動器張緊在所需的位置上。這樣就連接上制動器，駕駛員可松開其所握的手柄13，起動車輛發(fā)動機，并使齒輪選擇裝置從“空檔”位置移動到“驅(qū)動”位置而不會不經(jīng)意地使車輛產(chǎn)生運動。當(dāng)開始運動時，駕駛員通過沿方向B輕輕地推手柄就可松開手柄13，其中，當(dāng)松開裝置47使鎖定桿44向上移動到其正常位置時就可解除鎖定，而不需要駕駛員去提起鎖定桿44。當(dāng)以上述方式解除鎖定時，駕駛員的手就處于手柄13上并可利用手柄13以正常的方式使車輛開始運動。因此，鎖定桿44使得可以與單獨的手動制動裝置相同的方式來使用本發(fā)明的控制裝置。出于安全的考慮，將鎖定桿44的操作布置成使手柄13不能被鎖定在將力作用在加速踏板上的位置。而且，為了將鎖定桿44從制動位置上松開，手柄13必須始終向方向B推，用于確保在鎖定解除時，如果需要，駕駛員可通過手柄13本身繼續(xù)進(jìn)行制動。
圖5示出了與車輛腳踏板相連的本發(fā)明控制裝置HC的部件的一種可能的布置情況。如圖5所示，液壓缸22通過固定裝置53固定在車輛駕駛室/框架的固定結(jié)構(gòu)上，例如，駕駛室和發(fā)動機艙之間的防火壁。液壓缸22可設(shè)置在踏板26的臂上，并位于所述踏板的樞軸51和踏板26的原有使用表面56之間的部位上。以相應(yīng)的方式，液壓缸23通過固定裝置54固定在車輛的結(jié)構(gòu)上，其方式是，該液壓缸設(shè)置在位于所述踏板27的樞軸52上方的踏板臂上。為此，如果需要，可將輔助裝置55固定到踏板27的臂上。而且，輔助裝置55可包括杠桿機構(gòu)等，通過杠桿機構(gòu)液壓缸23可設(shè)置得離踏板27更遠(yuǎn)一些。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然可通過多種方式將第二液壓缸固定在車輛上，并且將包含在所述液壓缸內(nèi)的活塞裝置的運動傳遞到車輛腳踏板或傳遞到與腳踏板相連的輔助機構(gòu)上。
圖6示出了本發(fā)明控制裝置HC的不同部件在帶有自動變速器的車輛中的一種可能的布置方式，其中，制動踏板26和加速踏板27可通過操作部分11中的手柄13來進(jìn)行操作。最好，控制裝置的操作布置成在駕駛員朝其自身方向拉手柄13時，力就作用于加速踏板27，而且，以相應(yīng)的方式，當(dāng)駕駛員沿離開其自身的方向推手柄13時，力就作用于制動踏板26。與圖6所示的實施例相對比，操作部分11可相對于方向盤61設(shè)置在需要的位置上，將其設(shè)置在方向盤61右側(cè)或左側(cè)的需要位置上。因此，致動裝置13例如手柄可布置成由駕駛員的右手或左手進(jìn)行操作。操作部分11可以固定的方式或以可方便地將該操作部分11從使用位置U拆下并置于非使用位置NU(圖6中虛線所示)的方式固定在車輛駕駛室內(nèi)的結(jié)構(gòu)上。在非使用位置NU，操作部分11位于駕駛員上下車輛所經(jīng)通道之外的地方，例如，當(dāng)駕駛員下車或上車時，放置在駕駛員座位上。在非使用位置NU，操作部分11還可通過腳踏板以正常的方式來驅(qū)動車輛，而不會妨礙駕駛員或乘客?？赏ㄟ^可樞轉(zhuǎn)的臂或類似裝置將操作部分11安裝在駕駛室結(jié)構(gòu)上，其中，操作部分11可從使用位置U轉(zhuǎn)動/移動到非使用位置NU，而不必將操作部分11實際從車輛上取下。操作部分11的非使用位置NU也可是這樣的一個位置，與使用位置U相比，只轉(zhuǎn)動操作部分11從而使手柄13基本上指向車輛的前方或后方，其中，手柄13很少妨礙駕駛員的動作。最好，操作部分11可鎖定在使用位置U和非使用位置NU，以免在駕駛車輛過程中不經(jīng)意地移動操作部分11。另外，當(dāng)操作部分11處于非使用位置NU時，可將操作部分11的手柄13鎖定保持不動。除了固定結(jié)構(gòu)以外，操作部分11也可固定到駕駛員座位62上，其中，例如，為適合于駕駛員進(jìn)行駕駛而調(diào)整座位和方向盤61之間的距離時，操作部分可與所述座位一起移動。操作部分11還可布置成隨著方向盤61的運動而運動。
當(dāng)液壓管道20和21的材料采用柔性耐壓密閉管時，在不將管道20和21從操作部分11上取下的情況下，就可使操作部分11以上述的方式從使用位置U移動到非使用位置NU。當(dāng)然，如圖6所示，管道20和21還可裝有接頭63和64，例如，快卸接頭，這使得可在適當(dāng)?shù)奈恢锰幮断禄蚯袛嗨龉艿?，而不會使液壓流體從管道20和21中泄漏出來和/或使空氣進(jìn)入到管道中。因此，可快速和方便地將操作部分11完全從車輛上卸下。
另外，圖7和8是本發(fā)明控制裝置HC的操作部分11的另外一些實施例的原理圖，其更詳細(xì)地示出了對有關(guān)控制裝置的反饋感覺方面的因素進(jìn)行調(diào)整的可能性。
圖7是本發(fā)明控制裝置HC的操作部分11的一個實施例的原理圖，其中，第一液壓缸18和19布置成可在其下端沿手柄13的移動方向相對于軸71在該手柄前方和后方進(jìn)行轉(zhuǎn)動，其方式是，手柄13上端和下端之間的臂部直接作用在活塞裝置16和17上。如下的方式可影響控制裝置HC的反饋感覺和/或駕駛員或車輛對手動控制裝置的適應(yīng)性。例如，通過改變液壓缸18和構(gòu)成手柄樞軸的軸71之間的距離，如圖7中虛線所示，就可改變用于將手柄13的運動轉(zhuǎn)化為活塞裝置16的運動的杠桿臂的長度。換句話說，可通過上達(dá)的方式來改變用于使所述活塞裝置在給定距離產(chǎn)生運動的手柄13的運動長度及其所需的力。在圖7的原理圖所示操作部分11的實施例中，由于液壓缸18和19設(shè)置在距手柄13的軸71具有不同距離的位置處，因此，液壓缸18和19的活塞裝置16和17的杠桿臂是不同的。
通過改變構(gòu)成獨立液壓回路并位于操作部分11中的第一活塞裝置的表面面積與作用于踏板的第二活塞裝置的表面面積之間的比值，就可改變反饋感覺和/或駕駛員或車輛的適應(yīng)性。在圖7所示的實施例中，可選擇第一液壓缸18和19具有不同的直徑，其中，如果作用于腳踏板26和27的第二液壓缸22和23具有相同的直徑，手柄13的運動就對不同的踏板具有不同的作用。
另外，圖8是操作部分11的一個實施例的原理圖，其中，第一液壓缸18和19設(shè)置在由手柄13的軸71構(gòu)成的樞轉(zhuǎn)點的不同側(cè)面上。這就使得可將操作部分11中的所述液壓缸都沿手柄13的移動方向進(jìn)行設(shè)置，例如，設(shè)置在手柄的前方，例如，這可使液壓管道20和21相應(yīng)地沿操作部分11前面的自然路線向前延伸。這樣在一些情況下就便于將操作部分11安裝到車輛駕駛室中。圖8通過虛線在原理上還示出了一種可能的調(diào)整形式，液壓缸19可以在距軸71具有不同距離的位置上進(jìn)行移動，從而以前面所描述的方式來調(diào)整作用在所述液壓缸上的杠桿臂。
與正常人相比，下肢限制行為能力的人通常使用手的能力也受到限制，因此，以上述的方式安裝控制裝置HC以及可按照人機工程學(xué)的原理將其調(diào)整為最適合于每一個駕駛員操作是非常重要的。而且在一定程度上，安裝控制裝置HC的各種車輛在使用腳踏板所需的力以及腳踏板路徑長度方面也互不相同。因此，由于具有上述的可調(diào)整性，因此，本發(fā)明控制裝置還可很方便地安裝到不同的車輛上。在使用控制裝置HC過程中，使用車輛制動器的制動墊所引起的磨損也應(yīng)考慮，這會擴(kuò)大車輛制動踏板的下降量。因此，在用于制動的液壓回路中，將活塞裝置的運動路徑設(shè)置得足夠長以彌補制動踏板下降量的增大。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然，本發(fā)明的實施方式并不僅僅局限于上述的例子，在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的發(fā)明構(gòu)思內(nèi)還可作出各種的變型。
在本發(fā)明的控制裝置中，可采用任何適當(dāng)?shù)?、基本上不可壓縮且防凍的流體來作為液壓流體。流體也可以是液壓油以外的另一種流體。
第一和第二液壓缸的結(jié)構(gòu)可以是這樣任何的結(jié)構(gòu)形式，其中，采用O形密封圈來密封液壓缸中的活塞，或者可設(shè)置由適當(dāng)材料(例如Teflon)制成的活塞結(jié)構(gòu)，以便在液壓缸中不設(shè)置單獨密封的情況下進(jìn)行工作。最好，第一液壓缸18和19通過直接在操作部分11的框架內(nèi)機加工所述液壓缸而制成。但是，也可使用固定在操作部分11框架上的、作為單獨部件的適當(dāng)液壓缸。
液壓管道20和21可由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。如果需要，液壓管道也可利用剛性金屬管制成?br> 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯然，如果需要，也可通過采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的技術(shù)方案將本發(fā)明控制裝置中的獨立第一液壓回路18、20、22和/或獨立第二液壓回路19、21、23設(shè)置為雙倍的。例如，在作用于制動踏板的第一液壓回路18、20、22中，可使用兩個第一液壓缸18，所述液壓缸并行作用于操作部分11中，且分別通過單獨的管或管道20與并行操作且作用于制動踏板26的兩個第二液壓缸22相連。通過這種結(jié)構(gòu)，可提高控制裝置的可靠性，因為在兩個并行液壓回路中的任何一個損壞的情況下，剩下的一個液壓回路仍可將力作用在車輛制動踏板上。
與前述實施例相對比，操作部分11可設(shè)置在駕駛員所能及的車輛范圍內(nèi)，其方式是，在手柄13的使用位置，手柄13可沿側(cè)向、向下或沿可按人機工程學(xué)的方式適合于駕駛員操作的其它位置方向延伸。還可沿大致相應(yīng)于車輛運動方向的方向以外的另一個方向移動手柄13，將力作用于腳踏板。另外，本發(fā)明的控制裝置HC可具有單獨的手柄來將力作用在不同的液壓回路和不同的腳踏板上。
本發(fā)明的實施例并不僅僅局限于手動控制裝置，本發(fā)明的控制裝置還可部分或全部由具有限制行為能力的駕駛員的一個或多個其它身體部位以最符合其個人特點和能力的方式來進(jìn)行操作。
權(quán)利要求
1.一種用于操縱車輛的一個或多個腳踏板控制裝置(26、27)的控制裝置(HC)，其特征在于該控制裝置(HC)包括用于將作用于該控制裝置(HC)的致動裝置(13)的駕駛員以其自身肌肉力所產(chǎn)生的運動和力通過流體靜壓力傳遞給一個或多個車輛腳踏板控制裝置(26、27)的裝置(11、12、22；11、21、23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置(HC)，其特征在于該控制裝置(HC)包括至少一個布置在駕駛員所能及范圍內(nèi)的操作部分(11)，至少一個包括在該操作部分(11)中并設(shè)置成可相對于操作部分(11)移動的致動裝置(13)，至少一個包括在操作部分(11)中的第一液壓缸(18、19)，且活塞裝置(16、17)屬于該第一液壓缸，用于將致動裝置(13)的運動傳遞給第一液壓缸(18、19)的活塞裝置(16、17)的機構(gòu)(13、14、15)，至少一個布置成可作用于車輛腳踏板控制裝置(26、27)的第二液壓缸(22、23)，且活塞裝置(24、25)屬于該第二液壓缸，至少一個用于連接第一(18、19)和第二(22、23)液壓缸的管/管道(20、21)，所述第一液壓缸(18、19)、管/管道(20、21)以及第二液壓缸構(gòu)成至少一個第一獨立液壓回路(18、20、22；19、21、23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置(HC)，其特征在于控制裝置(HC)包括用于不同的車輛腳踏板控制裝置(26、27)的單獨的獨立液壓回路(18、20、22；19、21、23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置(HC)，其特征在于控制裝置(HC)包括一個致動裝置(13)，該致動裝置(13)布置成可通過第一獨立液壓回路(18、20、22)而作用于車輛第一腳踏板控制裝置(26)，例如，制動踏板，并可通過第二獨立液壓回路(19、21、23)作用于車輛第二腳踏板控制裝置(27)，例如，加速踏板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置(HC)，其特征在于致動裝置(13)布置成當(dāng)駕駛員沿第一方向移動/轉(zhuǎn)動所述致動裝置(13)時就作用于所述第一液壓回路(18、20、22)，且致動裝置(13)布置成當(dāng)駕駛員沿相反方向轉(zhuǎn)動/移動所述致動裝置(13)時就作用于所述第二液壓回路(19、21、23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的控制裝置(HC)，其特征在于液壓回路(18、20、22；19、21、23)包括一個或多個用于在致動裝置(13)結(jié)束作用后使所述液壓回路返回到其正常位置的裝置(28、30；29、31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項所述的控制裝置(HC)，其特征在于為了根據(jù)駕駛員和/或車輛來調(diào)整控制裝置(HC)的性能，可將與液壓流體相互作用的第一液壓缸(18、19)的活塞裝置(16、16)的橫截面面積相對于同一液壓回路(18、20、22；19、21、23)中第二液壓缸(22、23)的活塞裝置(24、25)的相應(yīng)面積進(jìn)行變化/改變。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項所述的控制裝置(HC)，其特征在于為了根據(jù)駕駛員和/或車輛來調(diào)整控制裝置(HC)的性能，可對用于將致動裝置(13)的運動和力傳遞給第一液壓缸(18、19)的活塞裝置(16、17)的機構(gòu)的性能進(jìn)行變化/改變，例如，變化/改變所述機構(gòu)(13、14、15)的傳動比和/或構(gòu)成該機構(gòu)的一個或多個杠桿臂的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8中任一項所述的控制裝置(HC)，其特征在于致動裝置(13)包括用于將所述致動裝置鎖定在位置(B)上的裝置(44、45、46)，在該位置，控制裝置(HC)作用于車輛制動踏板(26)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-9中任一項所述的控制裝置(HC)，其特征在于致動裝置(13)包括用于在致動裝置(13)處于位置(C)的情況下作用于車輛制動踏板(26)的裝置(41、42、43)，在該位置，控制裝置(HC)同時作用于車輛加速踏板(27)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2-10中任一項所述的控制裝置(HC)，其特征在于控制裝置(HC)的操作部分(11)包括用于將所述操作部分從使用位置(U)轉(zhuǎn)變到非使用位置(NU)的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求2-11中任一項所述的控制裝置(HC)，其特征在于所述致動裝置(13)是可由上肢操作的手柄或可由下肢操作的腳桿。
13.根據(jù)權(quán)利要求2-12中任一項所述的控制裝置(HC)，其特征在于包含在控制裝置(HC)中的一個或多個單獨的獨立液壓回路(18、20、22；19、21、23)是雙倍的。
14.一種用于將車輛的一個或多個腳踏板控制裝置(26、27)轉(zhuǎn)化為可由安裝在車輛上的控制裝置(HC)進(jìn)行操作的方法，其特征在于車輛設(shè)有控制裝置(HC)，其中，作用于該控制裝置(HC)的致動裝置的駕駛員以其肌肉力所產(chǎn)生的運動和力可通過流體靜壓力傳遞給車輛的原有腳踏板控制裝置(26、27)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于作用于所述控制裝置(HC)的致動裝置(13)上的運動和力傳遞給第一液壓缸(18、19)的活塞裝置(16、17)，由所述活塞裝置(16、17)的運動所產(chǎn)生的液壓流體的體積流和流體壓力從第一液壓缸沿管/管道(20、21)被引入到第二液壓缸(22、23)，第二液壓缸活塞裝置(24、25)的運動和力通過由此而形成的第一獨立液壓回路(18、20、22；19、21、23)進(jìn)一步傳遞給車輛腳踏板控制裝置(26、27)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述控制裝置(HC)包括用于車輛的每個腳踏板控制裝置(26、27)的單獨的獨立液壓回路(18、20、22；19、21、23)，且所述液壓回路布置成可由同一個致動裝置(13)來進(jìn)行作用。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于一個或多個所述獨立液壓回路(18、20、22；19、21、23)是雙倍的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操縱車輛的一個或多個腳踏板控制裝置(26、27)的控制裝置(HC)。根據(jù)本發(fā)明，該控制裝置(HC)包括用于將作用于該控制裝置(HC)的致動裝置(13)的駕駛員自身肌肉力所產(chǎn)生的運動和力通過流體靜壓力傳遞給車輛腳踏板控制裝置(26、27)的裝置(11、12、22；11、21、23)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，致動裝置(13)布置成當(dāng)駕駛員沿第一方向(B)移動/轉(zhuǎn)動所述致動裝置(13)時就通過一個獨立液壓回路(18、20、22)作用于制動踏板(16)，且致動裝置(13)布置成當(dāng)駕駛員沿相反方向(C)轉(zhuǎn)動/移動所述致動裝置(13)時就作用于第二液壓回路(19、21、23)。
文檔編號B60W30/18GK1452569SQ01815282
公開日2003年10月29日 申請日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月8日
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