專利名稱：機動車中的單踏板系統及制造這種單踏板系統的方法
技術領域：
本發明一般涉及機動車中控制發動機速度和剎車作用的一種單踏板系統。更確切地說，本發明涉及一種依據權利要求1前序部分的單踏板系統。這樣的單踏板系統是在SE7604223-3中公開的。本發明也涉及通過轉換現有的采用獨立剎車和油門踏板的多踏板系統而制造這種單踏板系統的方法。
背景技術：
機動車通常有三個腳踏板，一個離合器踏板、一個剎車踏板和一個加速器。駕駛員用其左腳操作離合器，右腳則在剎車踏板和加速器之間移動。發動機速度的控制是通過駕駛員先將其右腳跟放在機動車地板上，然后繞踝關節向前下方轉動右腳來實現的。要剎車，駕駛員就將其右腳在腿下部的方向上踩向地板。
具備自動換檔的機動車沒有離合器踏板，但是發動機速度和剎車控制在任何情況下，依據現行規則，都必須按上述方法進行，即在剎車踏板和加速器之間移動右腳。
尤其是在緊急剎車時，這種多踏板系統可包含相當危險的因素。在緊急情況下，由于移動右腳需要時間，因而延長了制動距離，此外，右腳的移動還包含駕駛員踩錯踏板或者腳從剎車踏板上滑落的危險。
為了消除這些危險因素，已經提出過多種組合的油門和剎車踏板(單踏板系統)，在這些系統中人們試圖最大限度地減少緊急情況下所需的右腳移動。
SE7604223-3專利公開了一種具有可轉動固定的踏板架的單踏板系統，該踏板架支持一個踏板，踏板繞一個安裝在踏板架上銷軸轉動，該銷軸與踏板支架的轉動平面垂直。發動機的速度和正常的剎車是通過踏板圍繞上述銷軸相對運動來控制的。通過右腳繞腳踝向前轉動就增加發動機的速度，而通過右腳的向后轉動就進行剎車。在這些腳的運動過程中，踏板架由彈簧驅使向著靜止位置。該踏板架以如此的方式設計，從而使機動車的緊急剎車可由踏板的、沿腿下部方向的、相對有力的向下踩動來完成，此時，踏板支架沿腿下部的方向移動離開靜止位置。緊急剎車之后，踏板支架由彈簧驅使返回到其靜止位置。
然而，根據SE7604223-3專利的單踏板系統具有幾個缺點，特別是駕駛員不能按傳統的方式操作踏板。正常剎車的方式對駕駛員來說是全新的-繞踝關節向上轉動腳。更糟糕的是緊急剎車以不同的方式進行。當駕駛員最終適應了這種新的正常剎車方式時，在緊急情況下沿腿下部的方向熟練踩剎車板的動作也就退化了。不可否認，與傳統多踏板系統相比，該系統在理論上可以導致較短的反應時間，但在實際上，反應時間很可能會變得更長，因為緊急剎車的動作與該系統正常剎車的動作不是一致的，因而不能本能地進行。
駕駛員需要相當長的學習時間才能掌握可靠的操作，如果可能的話。而且，當換一輛具有傳統多踏板系統的汽車時，很可能出現困難和危險。
當踏板沿腿下部的方向踩下時，由于彈簧的作用增加了阻力，故這一單踏板系統在緊急剎車的情況下會導致踏板壓力的明顯變差。當急需要踏板壓力時，彈簧對緊急制動的反作用就會降低壓力。
此外，要將這種現有技術的單踏板系統推向市場很可能是困難的，因為用戶必須使自己適應踏板，而不是相反。
當將該單踏板系統安裝在現有的機動車上時，還需要作相當大的改進。這樣，將現有的傳統多踏板系統改變為這一單踏板系統就將是高成本的和復雜的。
EP-A-0522556揭示了一種具有分開的油門和剎車踏板的踏板系統，然而，該系統的布局方式卻使駕駛員能用一只腳來操作踏板。一個獨立的剎車踏板在駕駛員的腳未踩上去時通過兩個相應的永久磁鐵保持在靜止位置。一個獨立的可轉動的加速器置于該剎車踏板上方。發動機的速度是通過將腳跟置于地板的同時向側面轉動加速器來控制的。正常剎車和緊急剎車都是通過駕駛員繞踝關節向前下方轉動腳來進行的。同樣，這一踏板系統也需要與傳統的多踏板系統完全不同的腳動作，所以也具有上述缺點。
發明概述因此，本發明的目的就是提供一種改進的單踏板系統用于控制機動車發動機的速度和剎車作用，該系統完全或者起碼是基本上消除了上述技術的缺點。這種單踏板系統就縮短了緊急剎車時的反應時間，而且消除了、或者起碼是基本上消除了緊急剎車時駕駛員踩錯踏板或者其腳從踏板上滑落的危險。
本發明的一個特別的目的是提供這樣一種單踏板系統，它能容易地、不用作大的改進就安裝在現在具有獨立的油門和剎車踏板的每種機動車上。根據本發明的單踏板系統還應能夠同傳統的剎車系統一起發揮作用。
根據本發明，該單踏板系統的一個特別的目的是當操作的時候，駕駛員能夠采用熟練的動作方式，即，繞踝關節轉動以控制發動機的速度，并通過大腿肌肉沿腿的下部踩下踏板來完成剎車。最好是正常剎車和緊急剎車應按照駕駛員相同或相似的動作方式來完成。
本發明進一步的目的是提供一種能夠與電子油門控制桿結合使用的單踏板系統。
根據本發明，通過如所附權利要求書確定的類型的單踏板系統實現了這些及其它的目的。
因此，本發明提供了一種用于控制機動車發動機速度和剎車作用的單踏板系統，所述系統包含一個踏板架和一個踏板，踏板架使踏板移動離開靜止位置用于有效的剎車，而踏板由踏板架支持且可轉動以用于機動車的發動機速度控制。該單踏板系統的特征在于一個鎖定裝置，在系統功能的非剎車狀態，該鎖定裝置將踏板架保持在其靜止位置，當一個大于預定值的力施加于踏板架時，該踏板架就從其靜止位置移動開從而進入系統功能的剎車狀態。
根據本發明，還提供一種通過轉換現有的采用獨立剎車和油門踏板的多踏板系統而制造這種單踏板系統的方法。根據本發明，該方法是利用已有剎車踏板架作為支架用于油門和剎車的組合踏板。
上述術語“靜止位置”在此還可以認為包含這樣一些情況，其中返回位置不是一個精確界定的位置，而是一個位置范圍，在該范圍內，踏板架基本是固定的，且當進入系統功能的剎車狀態時具有相對大的初始慣性。
在正常情況下，該系統提供一種收縮裝置，比如一個返回彈簧和/或剎車系統產生的返回力，以驅使踏板架進入非剎車功能狀態，這在本質上與傳統的剎車踏板相似。
在正常情況下，上述力是通過上述踏板施加到踏板架上的，駕駛員的一只腳置于踏板上。
本發明的單踏板系統的一個重要優點是，它能夠通過設計使使用者采取與在傳統的獨立油門和剎車踏板系統中相同的動作方式。按照本發明，該系統可以設計為通過腳繞踝關節以傳統的方式轉動來加速發動機的速度，而正常剎車以及緊急剎車則是通過沿腿的下部方向踩下踏板來實現的。在緊急情況下，作為反射動作，駕駛員可以快速而方便的方式用力踩下踏板以克服鎖定裝置的保持鎖定力。在此情況下，也沒有駕駛員在緊急情況下踩錯踏板的危險，因為不需要變換踏板。
進一步的優點是根據本發明的單踏板系統能夠以這樣的方式設計，從而毫無困難地安裝在傳統的機動車上。根據本發明，將現有的加速器移去，現有剎車踏板則更換為一個具有本發明單踏板系統的插件。原來的剎車系統能以傳統的方式連接到踏板架上。而且該踏板可以通過比如油門纜線以現有技術的方式連接到發動機。該發明還可與電子油門控制桿結合使用。
根據優選實施例，鎖定裝置包含一個與踏板架共同作用的電磁鐵。通過對該電磁鐵施加一個合適的操作電壓，就可在駕駛員方便的范圍內以極其簡單的方式調節鎖定力，比如通過機動車儀表盤上的控制方式。萬一電源斷開，該機動車仍然能夠可靠地剎車，因為該鎖定力將消失。從安全的角度看，進一步的優點是在固定踏板架時沒有機械連接，因而也就沒有由于機械部件故障或阻塞而將踏板架鎖定在一個永久位置的危險。應該特別指出，使用通過電磁鐵進行鎖定的實施例意味著鎖定力是可以忽略的，通過使用者對踏板施加足夠大的壓力就可克服。
根據進一步的優選實施例，該單踏板系統提供一種脫開裝置，優選為一個微型開關，當踏板在某一位置時，微型開關將踏板架脫開，優選的踏板位置是在該位置發動機的速度不增加，或者基本不增加。所以可以獲得軟剎車的效果。此外，正常剎車將由意志力控制，因為當駕駛員從容地將該踏板置于一定位置時，就實現了這樣的軟剎車。而緊急剎車則是通過本能地沿腿下部方向踩下踏板來進行的。
在進一步的實施例中，該踏板提供一個較低的支架用于放置駕駛員的腳跟。這就導致了更舒適的駕駛位置，而且由于駕駛員的腳以一種更合適的方式固定在踏板上，故進一步提高了安全性。
在一個實施例中，該踏板以這樣的方式連接到汽車的發動機，即踏板架從靜止位置移動到剎車位置時將引起發動機速度的降低。這是有利的，因為它消除了剎車時使發動機空轉的危險。
上述實施例可以相互結合使用。
附圖簡介現在將對照附圖更詳細地描述本發明及其優點，這些附圖用于舉例的目的，并無限制性地顯示本發明的優選實施例，其中

圖1和2是根據本發明具有電磁鎖定的單踏板系統的剎車及非剎車狀態的側視示意圖；圖3是根據本發明具有電磁鎖定的單踏板系統剎車狀態的側視示意圖；圖4以放大的尺寸顯示圖3中該系統的剖開部分；圖5是產生磨擦力的纜線轉向裝置的側視圖；圖6是圖5中沿Ⅵ-Ⅵ線的頂部平面視圖；圖7是根據本發明具有電子油門控制桿的單踏板系統的側視示意圖；圖8是圖7中單踏板系統在非剎車狀態的側視圖；圖9是圖7和8中單踏板系統的加速器在系統安裝時的底部透視圖；圖10A、B和圖11A、B顯示了圖7和8中系統的油門轉換器的第一半和第二半的兩種類型，以及圖12是本發明的一種變型的示意圖。
優選實施例圖1和2的單踏板系統包含一個踏板架即剎車桿1，它相應于傳統三踏板系統中的剎車踏板的傳統踏板架。踏板架1的上端繞上部轉動軸2轉動。組合的油門和剎車踏板3安裝在踏板架1的下端部分，安裝方式將在下文描述。
踏板架1通過一個連接臂8和一個連接點9連接到剎車系統(未示出)。本發明并不局限于某一特定剎車系統，圖1和2中的示意圖僅可認為是一種非限制實例。在所示實施例中剎車系統及其連接可獨立選擇，踏板架1可繞軸2轉動，從靜止位置(圖1)即代表系統功能的非剎車狀態，轉動到向前的轉動位置(圖2)即代表系統功能的剎車狀態。這一轉動是由駕駛員以傳統方式用其腳踩在踏板3上而實現的。
該單踏板系統還包含一個返回裝置(未示出)，安裝這一裝置是為了使踏板架1返回到圖1中的靜止位置，該裝置可以包含，比如，安裝在踏板架1和車體之間的一個彈簧。也可能在現有剎車系統中就已有這樣的返回作用，在此情況下就不再需要安裝多余的返回裝置。
上述剎車和油門的組合踏板3可相對于踏板架1繞一個較低的、優選為水平的轉動軸在參考數碼4處轉動。在所示實施例中，踏板3置于踏板架1的右邊，可轉動地安裝在踏板架1右邊突出的支承銷軸4上。踏板3延伸穿過支承銷軸4，優選為垂直于支承銷軸4，踏板3的布局是為了用駕駛員的一只腳操作，優選為使用右腳。踏板3相對于支承銷軸4的如此定位是為了使踏板3較短的下部位于支承銷軸4下面，而踏板3的相對長的上部位于支承銷軸4的上面。踏板的這一懸掛使得踏板的操作更為容易，特別是可能通過在降低發動機速度的方向(圖1中順時鐘)上踩下腳跟來轉動踏板。
在其較低的端部。踏板3具有一個肩形凸出部5，它是為了支持腳的后跟部位。這一支持體相應于傳統踏板系統中腳跟支持體，即座位區域的車底板。
踏板3的上端部分連接到油門纜線6的一端，該纜線通過安裝在踏板架1上的滑輪7，其另一端連接到汽車發動機的油門或類似裝置上(未示出)。油門纜線6到發動機的連接為傳統的設計，在此將不詳述。但是，通過拉緊油門纜線6，即從其套管6a中拉出油門纜線，發動機的速度就增加。滑輪7在纜線6不拉緊時本質上是一個空轉型滑輪，而拉緊的纜線6要在滑輪7上產生一個轉動阻力，相應于踩下傳統的加速器時的摩擦力。下文將參照圖5和6更詳細地描述安裝滑輪7的優選實施例。
鎖定裝置是為了在非剎車功能狀態把踏板架1固定到其靜止位置(圖1)。在圖1和2所示實施例中，鎖定裝置包含一個固定電磁鐵10，它通過一個夾持件11固定安裝在踏板架體上，并通過電磁力與踏板架1上的磁體或金屬板10a或者相當的構件共同作用。當踏板架1向其靜止位置移動時，夾持件11與電磁鐵10還為踏板架1起著支座的作用。另一種選擇是機械逆向結構，電磁鐵10可由踏板架1支持。以便與固定金屬板共同起電磁作用。
通過改變電磁鐵10的工作電壓，有可能將電磁鎖定力設定在適當的強度。這樣的設定可由比如旋轉式電位計(未示出)來執行，且可以是工廠特別設定的。該電磁力也可用其它方式改變。
圖1和2的單踏板系統還包含一個脫開裝置，在此情況下位于踏板3的下面端部，在踏板3相對于踏板架1的預定轉動位置，這是一個鎖定裝置10的鎖定力的脫開裝置。在圖1和2所示實施例中，該脫開裝置包含一個微型開關12形式的開關，用于接通/斷開電磁鐵10的工作電壓。一個用于操縱微型開關12的部件13固定地連接到踏板架1的下端部分并從此向下延伸。在所示實施例中，當踏板3的上部最大限度地轉向駕駛員時(圖2)，微型開關12由部件13驅動。該部件13也起著踏板3向其靜止位置轉動時的支座作用。
當踏板3占據其最終位置時，電磁鐵10的工作電壓就中斷，這樣踏板架1就可更容易地從其靜止位置踩下，以便進行機動車的正常剎車。
該脫開裝置能夠以某些其它方式裝配以實現同樣的功能，比如，微型開關12和部件13可變換位置。工作電壓也可在兩個值之間控制，而不是采用接通和斷開的方式，從而獲得在靜止位置也有一定的、有限的保持力。
圖1和2所示實施例也可以有兩個不同的踏板3的移動范圍，這將在本文的結尾處描述。
現在將更詳細地描述圖1和2中的單踏板系統的功能。在圖1中，該系統是在其非剎車功能狀態，此時踏板架1由電磁鐵10保持鎖定在其靜止位置。在此靜止位置，機動車的剎車系統未激活。駕駛員的腳(未示出)置于踏板3上，且當正常駕駛時能夠通過踏板3如圖中箭頭A所示繞支承銷軸4向前和向后轉動來控制發動機的速度。當踏板3逆時針轉動時，發動機的速度增加，反之降低。在系統的非剎車功能狀態，駕駛員就能以完全傳統的方式控制發動機的速度，而無需顧及這一踏板系統和傳統系統之間的任何差異。考慮到駕駛員對該系統的經驗，應當特別提及腳跟支架5的支持功能，在傳統的多踏板系統中它相應于座位區域車底板所提供的支持。
對于汽車的正常剎車，駕駛員將先釋放加速器，在實施例中這意味著踏板3向其極端位置順時針轉動。然后當踏板3到達其極端位置(在此情況下，它處于與踏板架1相平行的位置)，微型開關12被激活，這樣電磁鐵10的操縱電壓就被中斷。也可以有一個范圍(準備位置)具有閑置和非剎車保持力。現在踏板架1上的保持力減弱了，這樣踏板架1就能更容易地從其靜止位置向下移動。在汽車剎車的下一步，駕駛員通過踏板3踩下踏板架1。在此剎車操作中，踏板3和踏板架1合并起來起著傳統剎車踏板的作用，操作也是一樣的，除施加在踏板架1上的傳統的返回力以外沒有任何其它阻力。在其剎車功能狀態，該單踏板系統的位置就是相應于圖2中的位置。
然而，在駕駛過程中，即發動機的速度不為零時，如果駕駛員必須快速剎車(緊急剎車)，他就對踏板架1施加一個壓力，該力超過電磁鐵10的設定鎖定力(實際上，電磁鎖定力加上上述也作用于踏板架1的返回力)。這樣的緊急剎車是由駕駛員在其腿的下部方向上較用力地踩下踏板3來實現的。隨后，踏板架1首先從與電磁鐵10的結合位置脫開，然后向下轉動以進行剎車。
在較簡單的變型中，該脫開裝置(微型開關12)可以省略。在這樣的變型中，正常剎車以及緊急剎車時都必須克服鎖定裝置的鎖定力。
由于油門纜線6繞踏板架1的滑輪7偏轉，隨著踏板架1轉動離開電磁鐵10，該纜線6將自動松弛。這可防止了在緊急剎車情況下發動機的空轉，即使當踏板3處于全速位置。
但是另一方面，當纜線6拉緊時，即當調節發動機的速度時，速度調節也應有一定的慣性(摩擦力)，以防止小的且是不希望的踏板運動被立即傳送到發動機。否則，將可能有這樣的危險，即，比如當汽車行駛在不平整的公路上時，這種不希望的運動通過纜線6影響發動機。這可能導致調節速度的失控的振蕩作用。
圖1用點劃線示出了一個用于控制纜線套管6a的裝置。該裝置可以看成是一個選件，其目的是防止同時打開纜線和剎車。該裝置包含一個L形托架45a和45b，在其彎角部分，該托架可轉動地連接到支承銷軸46以便在箭頭C的方向上轉動。托架的一臂45a的一端通過一個銷子48或類似部件可活動地連到踏板架1，銷子47可在踏板架1上的伸長開口48中滑動。托架的另一臂45b在其一端連接到纜線套管6a。這一裝置的功能如下當踏板架1在剎車情況下踩下時，導致銷子47在開口48中向上移動，這又使得L形托架45a和45b逆時針轉動。這就使得纜線套管6a被拉向圖1中相對于油門纜線6的右邊，因而減弱了纜線的拉緊程度。這就保證了剎車和油門的打開不會同時發生。在一種變型中，油門纜線套管可以通過獨立的纜線系統控制。
如果該剎車系統的沖程短，即如果踏板架1在其靜止位置和剎車位置之間轉動距離短，汽車剎車將是不平穩的。這是由于駕駛員必須施加相對大的力到踏板3以克服電磁鐵10的鎖定力。當此電磁鐵10松開夾持時，在這樣一種結構中的踏板架1將快速轉動到其剎車極端位置，這將導致突然剎車。這樣的短沖程可以是所希望的，比如當與電子控制油門桿相連接時。
所以，特別對于短的沖程，建議將上述脫開裝置12裝配在該單踏板系統中。當踏板3轉動到一個預定位置時，脫開裝置12被激活，在該實施例中，這意味著微型開關與固定安裝在踏板架1上的支座13接觸，然后電磁鐵10脫開，且踏板架1可向其剎車位置轉動，而沒有來自電磁鐵10的阻力。以此方式便實現了正常駕駛時的軟剎車。為了防止每次踏板3移動靠近其靜止位置時，比如在正常發動機減速時，踏板架1被釋放，脫開裝置12可以這樣的方式安裝，比如在加速器的靜止位置也在電磁鐵上保持一個低的工作電壓，以致駕駛員為了激活脫開裝置12必須克服一個很小的阻力。
總之，可以設計和制造這樣的系統，正常剎車和緊急剎車都以一種使用者所熟知的方式進行，即沿腿的下部方向上踩下踏板3。如果該單踏板系統包含一個脫開裝置12，駕駛員就只需在正常剎車前繞踩關節向上轉動腳。在這方面這也是一個正常的動作，因為發動機的速度因此而降低。然而在緊急剎車時，能夠立即進行剎車，而沒有任何向上轉動踏板的過程，這就縮短了總的剎車距離。
圖3和4所示為根據本發明的單踏板系統的一個實施例，它具有機械鎖定裝置10。與圖1和2中相當的部件具有相同的標號，這些部件的功能將不再重復。該機械鎖定裝置10一方面包含第一臂14，它通過第一連接件15可轉動地連接到踏板架1，另一方面第二臂16通過第二連接件17可轉動地連接到第一臂14。第二臂16的另一端又連接到銷軸18上。銷軸18與汽車車體相連，其上安裝一個可轉動的板19。板19上形成凸塊20，該凸塊在垂直于臂14和16轉動平面的平面上延伸。在鎖定裝置10的鎖定位置該凸塊20設計來構成第二臂16的上部支座。彈簧元件21與第一連接件15相鄰，用于順時針方向推動第一臂，這樣就使踏板架1容易返回其鎖定的靜止位置。
鎖定裝置10的鎖定力是由第一臂14和第二臂16之間的角度決定的。可以理解，機械鎖定裝置10將踏板架1固定在其靜止位置，而當足夠的壓力施加到踏板架1上時，臂14和16繞第二連接件17相互向對方轉動可使踏板架1離開其鎖定的靜止位置。踏板架1釋放后，鎖定力基本上就可忽略了，所以踏板架1將轉向剎車位置。
如圖4所示，可轉動的板19連接到纜線22上，用于設定鎖定裝置10的鎖定力。當纜線22拉緊時，板19以及凸塊20就順時針轉動，這將導致臂14和16之間的角度減小，從而引起鎖定裝置10的鎖定力的減小。
現在參看圖5和6，其中顯示一個產生摩擦力的纜線轉向裝置50，它可用于以上實施例中，當油門纜線6拉緊時產生摩擦力。裝置50包含滑輪7，它通過銷軸53可轉動地安裝在可移動的內部支架51上。后者可平移地(箭頭B)安裝在固定的外部支架54上，支架54又可通過連接件55安裝在踏板架上。在所述平移過程中，銷軸53被限定在長形開口52中。一個摩擦件57，比如橡膠元件，穿過外部支架54延伸并被一個夾緊件58夾持。兩個壓縮彈簧56推動內部支架51離開外部支架54，這樣滑輪7和磨擦組件57之間就有一個空間。當拉緊油門纜線6(未示出)時，彈簧56被壓縮，而滑輪7移動到與磨擦件接觸，這就導致了所需的摩擦力。
圖7-11顯示根據本發明的單踏板系統的一個實施例，它具有電磁鎖定裝置用于有電子/電動油門控制桿的機動車，而不是前面實施例中的纜線控制油門控制桿。圖7-11的實施例采用了根據圖1和2實施例的電磁鎖定裝置。與上述實施例中相當的部件具有相同的標號，這些部件的功能將不再重復。標號8′指傳統剎車系統的部件。
圖7所示系統為俯視圖，從中可看出踏板3是如何懸掛在踏板架1的右邊的。圖7還顯示“正常”剎車踏板25是如何安裝在組合踏板3的左邊的。安裝這一踏板25是為安全考慮，防止萬一駕駛員在剎車時習慣性地將其右腳移動到左邊。為符合管理部門頒發的任何要求，剎車踏板25也可能是必需的。這一安全或輔助剎車踏板25可安裝在本發明的所有實施例中。在一個優選實施例中，這一安全踏板25可附加一個開關(未示出)或類似裝置，以使鎖定裝置在一旦踏板25被踩下時減少或中斷施加到踏板架1上的鎖定力。
圖7還顯示一個安裝在支承銷軸4上的返回彈簧41，它將踏板3推向其靜止位置，它的功能相應于通常存在于傳統的機械油門控制桿中的返回力。
組合件26在踏板3右邊安裝在支承銷軸4上，其功能為1．用于電子油門控制桿的轉換器，2．用于限定踏板3的極端位置的支座，3．用于電磁鐵10的開關，及4．用于踏板3的磨擦元件。
該組合件26基本上為半圓形狀，它包含根據圖10A和10B的一個第一半固定件27和根據圖11A和10B的第二半移動件28。
第一半27(圖10A和10B)固定在支承銷軸4上(見圖9)且由外壁和內壁29、30組成，內外壁為圓弧形狀并通過一個角度α(在該實施例中為180°)延伸，它們確定了一個徑向空間31。具有圓弧形狀的兩壁29、30被半圓板23支承，半圓板23的里面以碳軌(carbon path)33或類似物的形式提供了一個電阻。在本例中碳軌33為U-形。壁29、30和板32用一個直徑底壁34相連接，底壁34固定連接到支承銷軸4上。
組合件26的第二半28(圖11A和11B)包含一個具有圓弧形狀的中間壁35，它具有這樣的曲率半徑，使其進入具有圓弧形狀的固定壁29和30之間的空間31，并通過一個角度β延伸，β＜α。中間壁35通過三個輻條36-38連接到中心套管39上，支承銷軸4安裝在該套管上，套管與踏板3剛性連接。兩個尾狀接觸件40(圖11B)安裝在一個輻條38上以便在碳軌33上滑動并與碳軌33共同起作用。
為控制發動機的速度，踏板3繞支承銷軸4向后或向前轉動，與此相應，中間壁35在空間31中向后或向前移動。角度差α-β(比如15-20°)就確定了踏板3在靜止位置和全速位置之間可能移動的角度。當可移動中間壁35靠緊固定底壁34時，就達到了極端位置。
組合件26還起著電子油門控制桿的轉換器的作用，通過碳軌33和尾狀接觸件40一起構成可變電阻，并以未加詳述的方式與機動車的電子油門控制桿(未示出)相連成電路。由于U形的碳軌33而獲得了“傳動比”，因而，盡管踏板3有限的轉動角度(此時為15-20°)，仍可獲得足夠的電阻差。
該組合件26還可用于控制鎖定裝置，在所述實施例中，比如，作為開關在靜止位置中斷電磁鐵10的工作電壓，從而保持施加到踏板架1上的力。這可以通過在兩個半圓27和28上安裝一個開關(未示出)來實現。這一開關可以是，比如，固定半圓27上另一個碳軌的形式。
當轉動踏板3時，該組合件26還可起到產生摩擦力裝置的作用。如果固定套管39的內直徑比支承銷軸4的外直徑稍微大一點就可實現這一點。當駕駛員的腳對踏板3施加一個壓力時，套管39的中心就相對于支承銷軸4向下移動，這樣，可移動的中間壁35與固定內壁29相接合。踏板3的轉動導致了這兩個表面之間的相互磨擦。這就導致了相當于與傳統的油門控制桿的纜線控制相關的摩擦力上升。可以理解，摩擦力的大小取決于該組合件的寬度和內徑。
現在已參照某些非限定實施例對本發明進行了描述，它可以在權利要求書的范圍內以各方法進行改進。
可以使用其它鎖定裝置，比如一個通過彈簧連接到車體的球，它垂直于踏板架的轉動平面偏置。在踏板架的靜止位置，該球置于踏板架上形成的一個凹處。當駕駛員對踏板架施加一個超過預定值的壓力時，該球與踏板架之間的嚙合就松開，此后踏板就可轉動到剎車位置。
同樣可以理解，上述機械鎖定裝置也可由機械方式或電的方式連接到脫開裝置，從而使某一踏板位置時踏板架的脫開更為容易。
此外，根據本發明的該單踏板系統可以以這樣的方式設計，即在踏板架的所有轉動位置都可以控制速度。比如在賽車時這可能是需要的，通過油門纜線的不同偏轉就可實現這一目的，對于該技術領域中技術人員來說這是顯而易見的。
而且，踏板架和踏板的運動也可以采用與實施例中不同的方式，比如，線性運動或者轉動和線性運動的組合。
在圖示和描述的實施例中，踏板的銷軸4位于踏板下面。然而，也可以優選為(比如出于人類工程學的考慮)踏板銷軸4向上運動，以便更靠近踝關節，或者與踝關節相吻合。另外還可以與實施例不同，銷軸4相對于踏板向上或向下運動。
還可以想象，將電磁鐵10安裝在與板10a很靠近的位置。以致于電磁力也可對踏板架1返回到其靜止位置有貢獻。
在本發明的所有實施例中，踏板3的轉動范圍可以分為離兩個小的范圍“Ⅰ”和“Ⅱ”，如圖12所示。如果總的角度范圍比如說是15°，那么小范圍“Ⅰ”可以只是比如1-5°。在范圍“Ⅰ”只是閑置，且基本沒有返回力作用于踏板3。在小范圍“Ⅱ”，發動機的速度是連續增加的。當踏板3最大限度地向上轉動到范圍“Ⅰ”的極端位置時，鎖定裝置(磁鐵10)將松開。這樣的變型的優點是類似于在雙踏板系統中駕駛員通常有的“準備位置”，在雙踏板系統中，駕駛員從加速器抬起腳置于剎車踏板之上并保持在準備狀態。特別是，本發明的這一變型可以借助于組合件26來完成，這樣，組合件26就將有附加的功能。
權利要求
1．一種用于機動車中控制發動機速度和剎車作用的單踏板系統，所述系統包括一個踏板架(1)，它的安裝是從靜止位置移動用于剎車，以及一個踏板(3)，它可移動地安裝在踏板架(1)上，用于控制機動車的發動機速度，其特征在于，一個鎖定裝置(10)，它在系統功能的非剎車狀態用于將踏板架(1)保持在其靜止位置，而且為轉換到系統功能的剎車狀態，當一個超過預定值的力施加到踏板架(1)上時，允許踏板架(1)移動離開其靜止位置。
2．如權利要求1所述的一種單踏板系統，包含用于使踏板架(1)返回到其靜止位置的返回裝置。
3．如權利要求2所述的一種單踏板系統，其特征在于，所述鎖定裝置還產生使踏板架(1)返回到其靜止位置的返回作用。
4．如權利要求1所述的一種單踏板系統，其特征在于，踏板(3)可轉動地連接(在標號4)到踏板架(1)。
5．如權利要求1所述的一種單踏板系統，其特征在于，用于保持踏板架(1)在其靜止位置的鎖定裝置(10)能產生一個鎖定力，在系統功能的剎車狀態該鎖定力為零或基本可忽略。
6．如權利要求1或2所述的一種單踏板系統，包含設定所述預定值的裝置。
7．如前面權利要求任何一條所述的一種單踏板系統，其特征在于，鎖定裝置(10)包含一個電磁鐵。
8．如前面權利要求任何一條所述的一種單踏板系統，包含一個脫開裝置(12)，在一個預定的踏板(3)相對于踏板架(1)的位置，所述脫開裝置(12)使踏板架(1)的脫開更為容易。
9．如權利要求8所述的一種單踏板系統，其特征在于，脫開裝置(12)包含一個與踏板(3)相連的微型開關。
10．如前面權利要求任何一條所述的一種單踏板系統，其特征在于，踏板(3)包含一個支承腳的裝置(5)，比如一個腳跟支座。
11．如前面權利要求任何一條所述的一種單踏板系統，包含一個安裝在踏板架(1)上的可旋轉裝置(7)，它用于在踏板(3)和汽車發動機之間安置油門纜線(6)。
12．如前面權利要求任何一條所述的一種單踏板系統，其特征在于，踏板(3)連接到汽車發動機，這樣，踏板架(1)從其靜止位置移動到剎車位置就意味著發動機速度的降低。
13．如前面權利要求任何一條所述的一種單踏板系統，其特征在于，鎖定裝置(10)安置在踏板架(1)運動的路徑上，從而也起到踏板架(1)的支座的作用。
14．用于通過轉換現有多踏板系統來制造如前面權利要求任何一條所述的一種單踏板系統的方法，現有多踏板系統包含一個加速器和一個與加速器分離的剎車踏板，該剎車踏板由踏板架支承，該踏板架用于從一個靜止位置移動到有效剎車位置，其特征在于如下步驟拆去現有加速器，從踏板架上拆去現有剎車踏板，在踏板架上安裝一個組合踏板(3)，由踏板架(1)可移動地支承，用于控制發動機的速度，安裝一個鎖定裝置(10)，它在系統功能的非剎車狀態用于將踏板架(1)保持在其靜止位置，而且為轉換到系統功能的剎車狀態，當一個超過預定值的力施加到踏板架(1)上時，允許踏板架(1)移動離開其靜止位置。
全文摘要
本發明涉及機動車中控制發動機速度和剎車作用的一種單踏板系統。一個踏板架(1)的安裝是為了從靜止位置移動到剎車位置。踏板(3)由踏板架(1)可移動地支承用于控制汽車的發動機速度。一個返回裝置用于使踏板架(1)返回到靜止位置。一個鎖定裝置(10)在系統功能的非剎車狀態用于保持踏板架(1)在其靜止位置,當轉換到系統功能的剎車狀態時,如果一個超過預定值的力施加到踏板架(1)上,踏板架(1)移動離開其靜止位置。
文檔編號G05G1/00GK1210600SQ9719200
公開日1999年3月10日 申請日期1997年1月24日 優先權日1996年1月31日
發明者塞文·格斯塔福森 申請人:諾米克斯安全制動器股份公司