力值可调节的离合器踏板系统和离合器踏板力值的调整方法

摘要

本发明公开了一种力值可调节的离合器踏板系统，包括踏板支架、踏板臂和弹簧，所述踏板臂的一端为旋转中心点，所述踏板臂的另一端为踩踏点，所述旋转中心点与所述踏板支架之间可转动连接，所述弹簧的支架固定侧端子连接支架侧固定轴，所述弹簧的踏板臂固定侧端子连接踏板臂侧固定轴，所述支架侧固定轴安装在所述踏板支架上，所述踏板臂侧固定轴安装在所述踏板臂的中段，所述踏板支架上开设有调节槽，所述支架侧固定轴能够在所述调节槽中移动用于调节所述离合器踏板系统的踏板力。本发明还公开了一种离合器踏板力值的调整方法。本发明具有易于设计、调整方案灵活、设计时间短、成本低的优点。

权利要求

1.一种力值可调节的离合器踏板系统，包括踏板支架、踏板臂和弹簧，所述踏板臂安装在所述踏板支架上的一端为旋转中心点，所述踏板臂的另一端为踩踏点，所述踏板臂通过所述旋转中心点与所述踏板支架之间可转动直接连接，所述弹簧的支架固定侧端子连接支架侧固定轴，所述弹簧的踏板臂固定侧端子连接踏板臂侧固定轴，所述支架侧固定轴安装在所述踏板支架上，所述踏板臂侧固定轴安装在所述踏板臂的中段，其特征在于，所述支架侧固定轴是可移动的，所述支架侧固定轴的调节轨迹设置为移动所述支架侧固定轴时能够调节所述离合器踏板系统的踏板力。

2.根据权利要求1所述的力值可调节的离合器踏板系统，其特征在于，所述踏板支架上开设有调节槽，所述支架侧固定轴被限定在所述调节槽中，并能够沿着所述调节槽移动。

3.根据权利要求2所述的力值可调节的离合器踏板系统，其特征在于，所述支架侧固定轴穿过所述调节槽并与所述调节槽间隙配合，所述支架侧固定轴的一端与所述弹簧连接，所述支架侧固定轴的另一端连接有锁紧螺母。

4.根据权利要求2所述的力值可调节的离合器踏板系统，其特征在于，所述支架侧固定轴穿过所述调节槽并与所述调节槽间隙配合，所述支架侧固定轴连接有传动杆，所述传动杆与自锁电机连接，所述自锁电机安装在所述踏板支架上。

5.根据权利要求2-4任一项所述的力值可调节的离合器踏板系统，其特征在于，所述调节槽能够限定所述支架侧固定轴在所述调节槽中的调节轨迹满足以下公式：Fpad＝F′*|AC|*(Ho+L-|BC|)*sinA/(λ*|BC|)其中，所述旋转中心点为A点；

所述踏板臂侧固定轴为B点；

所述支架侧固定轴为C点；

Fpad：踏板踏力，Fpad为垂直于踏板中心的力；

F′：弹簧刚度；

λ：踏板臂与弹簧的杠杆比；

Ho：弹簧两端固定端子端头总长度；

L：L＝L1+L2，L1是支架固定侧端子的端头长度，L2是踏板臂固定侧端子的端头长度；

|AB|表示A点到B点的距离；|AC|表示A点到C点的距离；|BC|表示B点到C点的距离；sinA和cosA表示A点的夹角的函数值，A点的夹角为AC连线与AB连线之间的夹角。

6.根据权利要求5所述的力值可调节的离合器踏板系统，其特征在于，所述调节槽为弧形，且所述调节槽限定所述支架侧固定轴的位置C点到A点的距离|AC|是以∠A的三角函数值为自变量的8次方函数，当所述支架侧固定轴位于所述调节槽中的任意位置时，所述踏板在行程为零的初始位置的踏板踏力Fpad相同。

7.根据权利要求5所述的力值可调节的离合器踏板系统，其特征在于，所述调节槽为沿AC直线的直线槽，当所述支架侧固定轴位于所述调节槽中的任意位置时，所述踏板在运动过程中死点位置相同。

8.根据权利要求5所述的力值可调节的离合器踏板系统，其特征在于，所述调节槽为以A点为圆心的半径不变的弧形槽，当所述支架侧固定轴位于所述调节槽中的任意位置时，所述踏板的踏板踏力Fpad的最大值相同。

9.一种使用权利要求1-8任一项所述的力值可调节的离合器踏板系统的离合器踏板力值的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：设计所述支架侧固定轴的调节轨迹；

根据设计出的调节轨迹，开设调节槽；

所述支架侧固定轴沿所述调节槽来调节所述离合器踏板系统的踏板力；

调节完成后，将所述支架侧固定轴锁紧在所述调节槽的相应位置上。

说明书

力值可调节的离合器踏板系统和离合器踏板力值的调整方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种力值可调节的离合器踏板系统和离合器踏板力值的调整方法。

背景技术

[0002] 现有的离合器踏板存在以下问题：

[0003] 1.离合器踏板的踏力常常被客户抱怨不合适，为了匹配离合器系统的性能要求，需要重新设计踏板的弹簧。在重新设计弹簧时，经常会出现某一段行程的力值调整后满足要求，但调整前不需要进行明显调整的部分却在调整后也发生了变化不满足要求的情况，比如最大踏力虽然下降，但初始踏力却有所增加超出设计目标值的情况。

[0004] 2.即使以上情况经调整后可以被顾客接受，由于弹簧重新设计，弹簧需要重新制作，安装位置需要更改，踏板支架需要修模，花费工时的同时还会产生费用。

[0005] 3.弹簧更换后，需重新进行耐久试验，所需时间长达40天以上，对于需紧急改善的课题设计变更周期过长。

[0006] 4.在驾驶者操作车辆时，由于驾驶者对踏力接受的范围不一致，对踏板踏力轻重的偏好也不相同，单一力值范围的设定难以覆盖所有驾驶者的喜好，可能会引起客户对力值轻重不合适的抱怨。

[0007] 因此，有必要设计一种易于设计、调整方案灵活、设计时间短、成本低的力值可调节的离合器踏板系统和离合器踏板力值的调整方法。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种易于设计、调整方案灵活、设计时间短、成本低的力值可调节的离合器踏板系统和离合器踏板力值的调整方法。

[0009] 本发明的技术方案提供一种力值可调节的离合器踏板系统，包括踏板支架、踏板臂和弹簧，所述踏板臂的一端为旋转中心点，所述踏板臂的另一端为踩踏点，所述旋转中心点与所述踏板支架之间可转动连接，所述弹簧的支架固定侧端子连接支架侧固定轴，所述弹簧的踏板臂固定侧端子连接踏板臂侧固定轴，所述支架侧固定轴安装在所述踏板支架上，所述踏板臂侧固定轴安装在所述踏板臂的中段，所述支架侧固定轴是可移动的，所述支架侧固定轴的调节轨迹设置为移动所述支架侧固定轴时能够调节所述离合器踏板系统的踏板力。

[0010] 进一步地，所述踏板支架上开设有调节槽，所述支架侧固定轴被限定在所述调节槽中，并能够沿着所述调节槽移动。

[0011] 进一步地，所述支架侧固定轴穿过所述调节槽并与所述调节槽间隙配合，所述支架侧固定轴的一端与所述弹簧连接，所述支架侧固定轴的另一端连接有锁紧螺母。

[0012] 进一步地，所述支架侧固定轴穿过所述调节槽并与所述调节槽间隙配合，所述支架侧固定轴连接有传动杆，所述传动杆与自锁电机连接，所述自锁电机安装在所述踏板支架上。

[0013] 进一步地，所述调节槽能够限定所述支架侧固定轴在所述调节槽中的调节轨迹满足以下公式：

[0014] Fpad＝F′*|AC|*(Ho+L-|BC|)*sinA/(λ*|BC|)

[0015]

[0016] 其中，所述旋转中心点为A点；

[0017] 所述踏板臂侧固定轴为B点；

[0018] 所述支架侧固定轴为C点；

[0019] Fpad：踏板踏力，Fpad为垂直于踏板中心的力；

[0020] F′：弹簧刚度；

[0021] λ：踏板臂与弹簧的杠杆比；

[0022] Ho：弹簧两端固定端子端头总长度；

[0023] L：L＝L1+L2，L1是支架固定侧端子的端头长度，L2是踏板臂固定侧端子的端头长度。

[0024] 进一步地，所述调节槽为弧形，且所述调节槽限定所述支架侧固定轴的位置C点到A点的距离|AC|是以∠A的三角函数值为自变量的8次方函数，当所述支架侧固定轴位于所述调节槽中的任意位置时，所述踏板在行程为零的初始位置的踏板踏力Fpad相同。

[0025] 进一步地，当所述支架侧固定轴位于所述调节槽中的任意位置时，所述踏板在运动过程中死点位置相同。

[0026] 进一步地，所述调节槽为以A点为圆心的半径不变的弧形槽，当所述支架侧固定轴位于所述调节槽中的任意位置时，所述踏板的踏板踏力Fpad的最大值相同。

[0027] 本发明还提供一种使用上述任一项所述的力值可调节的离合器踏板系统的离合器踏板力值的调整方法，包括以下步骤：

[0028] 设计所述支架侧固定轴的调节轨迹；

[0029] 根据设计出的调节轨迹，开设调节槽；

[0030] 所述支架侧固定轴沿所述调节槽来调节所述离合器踏板系统的踏板力;

[0031] 调节完成后，将所述支架侧固定轴锁紧在所述调节槽的相应位置上。

[0032] 进一步地，所述调节槽能够限定所述支架侧固定轴在所述调节槽中的调节轨迹满足以下公式：

[0033] Fpad＝F′*|AC|*(Ho+L-|BC|)*sinA/(λ*|BC|)

[0034]

[0035] 其中，所述旋转中心点为A点；

[0036] 所述踏板臂侧固定轴为B点；

[0037] 所述支架侧固定轴为C点；

[0038] Fpad：踏板踏力，Fpad为垂直于踏板中心的力；

[0039] F′：弹簧刚度；

[0040] λ：踏板臂与弹簧的杠杆比；

[0041] Ho：弹簧两端固定端子端头总长度；

[0042] L：L＝L1+L2，L1是支架固定侧端子的端头长度，L2是踏板臂固定侧端子的端头长度。

[0043] 采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

[0044] 本发明中通过对支架侧固定轴的位置调节，即C点的调节。C点调节的变量少并且得出的调整组合方案灵活，在空间布置方面也有足够空间，仅是移动弹簧一端固定点。并且不需要更换弹簧，设计方便，设计时间短，成本低。

附图说明

[0045] 参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

[0046] 图1是本发明实施例一的力值可调节的离合器踏板系统的立体图；

[0047] 图2是本发明实施例一的力值可调节的离合器踏板系统的主视图；

[0048] 图3是本发明实施例一的力值可调节的离合器踏板系统的踏板支架的主视图；

[0049] 图4是本发明实施例一的力值可调节的离合器踏板系统的踏板力调节曲线图；

[0050] 图5是本发明实施例二的力值可调节的离合器踏板系统的主视图；

[0051] 图6是本发明实施例三的力值可调节的离合器踏板系统的主视图；

[0052] 图7是本发明实施例三的力值可调节的离合器踏板系统的踏板支架的主视图；

[0053] 图8是本发明实施例三的力值可调节的离合器踏板系统的踏板力调节曲线图；

[0054] 图9是本发明实施例四的力值可调节的离合器踏板系统的主视图；

[0055] 图10是本发明实施例四的力值可调节的离合器踏板系统的踏板支架的主视图；

[0056] 图11是本发明实施例四的力值可调节的离合器踏板系统的踏板力调节曲线图。

[0057] 附图标记对照表：

[0058] 1-踏板支架         2-踏板臂            3-弹簧

[0059] 31-支架固定侧端子  32-踏板臂固定侧端子

[0060] 4-传动杆           5-自锁电机          6-踏板

[0061] 11-调节槽          A-旋转中心点        B-踏板臂侧固定轴

[0062] C-支架侧固定轴     D-踩踏点

具体实施方式

[0063] 下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

[0064] 容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

[0065] 在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

[0066] 实施例一：

[0067] 参见图1-4，为本发明实施例一的示意图。

[0068] 力值可调节的离合器踏板系统，包括踏板支架1、踏板臂2和弹簧3，踏板臂2的一端为旋转中心点A，踏板臂2的另一端为踩踏点D，踩踏点D处设有踏板6，踩踏点D对应踏板6的中心。旋转中心点A与踏板支架1之间可转动连接，弹簧3的支架固定侧端子31连接支架侧固定轴C，弹簧3的踏板臂固定侧端子32连接踏板臂侧固定轴B，支架侧固定轴C安装在踏板支架1上，踏板臂侧固定轴B安装在踏板臂2的中段，踏板支架1上开设有调节槽11，支架侧固定轴C被限定在调节槽11中，支架侧固定轴C能够沿着调节槽11移动用于调节离合器踏板系统的踏板力。

[0069] 由于通过对支架侧固定轴的位置调节，即C点的调节。C点调节的变量少并且得出的调整组合方案灵活，在空间布置方面也有足够空间，仅是移动弹簧一端固定点。并且不需要更换弹簧，设计方便，设计时间短，成本低。

[0070] 如果移动A点：踏板臂的长度会发生变化，会导致踏板臂与主缸连接处的杠杆比的变化，而该杠杆比通常是一个定值，这种变化是设计上不希望得到的。同时踏板的行程也会发生变化，这会影响人机特性。

[0071] 另外，A点是通过铆轴连接踏板的左右支架固定的，受到整个踏板的踏力，如需移动，固定时需要非常大的扭矩，在结构设计中基本难以实现。

[0072] 如果移动B点：B点设置在踏板臂上，如移动B点，弹簧对踏板臂的力臂长度会发生变化，踏板初始状态弹簧与踏板臂夹角也会发生变化，导致计算过程中变量过多。同时，由于踏板臂的空间要求，如弹簧的安装点比较靠近踏板垫的位置，调节装置可能外露，而且有可能与脚的操作空间干涉。

[0073] 进一步地，支架侧固定轴C穿过调节槽11并与调节槽11间隙配合，支架侧固定轴C的一端与弹簧3连接，支架侧固定轴C的另一端连接有锁紧螺母(图未示)。

[0074] 由于支架侧固定轴C处的固定点受力小，使用普通螺母即可固定。当需要调整支架侧固定轴C时，将锁紧螺母松开，手动拨动支架侧固定轴C沿调节槽11移动。当调整完成后，将锁紧螺母锁紧，使得支架侧固定轴C保持在调节槽11的相应位置上。

[0075] 进一步地，调节槽11能够限定支架侧固定轴C在调节槽11中的调节轨迹满足以下公式：

[0076] Fpad＝F′*|AC|*(Ho+L-|BC|)*sinA/(λ*|BC|)

[0077]

[0078] 其中，旋转中心点为A点；

[0079] 踏板臂侧固定轴为B点；

[0080] 支架侧固定轴为C点；

[0081] Fpad：踏板踏力，Fpad为垂直于踏板6中心的力；

[0082] F′：弹簧刚度；

[0083] λ：踏板臂与弹簧的杠杆比；

[0084] Ho：弹簧两端固定端子端头总长度；

[0085] L：L＝L1+L2，L1是支架固定侧端子31的端头长度，L2是踏板臂固定侧端子32的端头长度。

[0086] 具体为，|AB|表示A点到B点的距离；|AC|表示A点到C点的距离；|BC|表示B点到C点的距离；sinA和cosA表示A点的夹角的函数值，∠A为AC与AB之间的夹角。

[0087] 进一步地，当所述踏板臂处于行程为零的初始位置时，Fpad设为任意定值时，支架侧固定轴C在调节槽11中的调节轨迹设计为使得踏板力的调节前后的初始力值保持不变。即当支架侧固定轴C位于调节槽11中的任意位置时，踏板在行程为零的初始位置的踏板踏力Fpad相同。

[0088] 如图3所示，当踏板臂位于行程为零的初始位置时，设定Fpad为任意定值，上述方程组中仅有|AC|和∠A两个变量。此时，|AC|是以∠A的三角函数值为自变量的8次方函数，C点的调节轨迹如图3为半径不等的弧形，使得踏板踏力调节前后的初始力值保持不变。

[0089] 可选地，Fpad可以为-50～50N。理论上来说，Fpad为任意定值时，就能满足使得踏板踏力调节前后的初始力值保持不变的设计要求。在实际生产设计时，为了节省成本，或降低设计难度，或符合人机工程学等要求，将Fpad设定在-50～50N中的任意定值比较合适。

[0090] 如图4所示，横坐标为踏板臂的行程，即踩下踩踏点D的行程，该行程垂直于AD线；纵坐标为踏板力。可以看出，踏板臂的初始位置的踏板力保持不变，只调节中间行程的踏板力。图4中的三条曲线为不同调节点对应的三条踏板力变化曲线。

[0091] 当整车的踏板力的初始力值已经满足要求，但是踏板力的中间值并不理想的情况下。可以通过实施例一的方式来调整踏板力。

[0092] 实施例二：

[0093] 参见图5所示，为实施例二的结构示意图。

[0094] 实施例二与实施例一不同的是：支架侧固定轴C穿过调节槽11并与调节槽11间隙配合，支架侧固定轴C连接有传动杆4，传动杆4与自锁电机5连接，自锁电机5安装在踏板支架1上。

[0095] 实施例二通过自锁电机5和传动杆4来自动调节支架侧固定轴C，不需要通过人力来调节，调节结果更加精准。同时，也不需要锁紧螺母，通过自锁电机5的控制，可以让支架侧固定轴C定位在任何一处调节后的位置上。

[0096] 本实施例中，传动杆4有两根。可选地，也可以通过其他个数，或其他形状的传动杆件来实现对支架侧固定轴C的控制。

[0097] 实施例三：

[0098] 参见图6-8所示，为实施例三的示意图。

[0099] 实施例三与实施例一不同的是：当sinA＝0，Fpad＝0时，为离合器踏板的死点位置，也就是力值方向发生翻转的位置，此时支架侧固定轴C沿调节槽11的调节轨迹保持∠A为任意固定值(包括零度)，调节槽11为沿AC直线的直线槽，支架侧固定轴C的调节轨迹为沿AC的直线，支架侧固定轴C在调节槽11中的调节轨迹设计为使得踏板力调节前后的死点始终保持不变。即支架侧固定轴C位于调节槽11中的任意位置时，踏板在运动过程中死点位置相同。

[0100] 其中，“死点”为力值方向翻转点。本实施例中(参见图8)，“死点”为踏板臂行程40mm时，此时踏板力为0；当踏板行程在0-40mm之间时，Fpad大于0，当踏板行程大于40mm时，Fpad小于0。三条踏板力曲线的死点不变，其他行程的踏板力均发生了变化。

[0101] 实施例四：

[0102] 参见图9-11所示，为实施例四的示意图。

[0103] 实施例四与实施例一不同的是：当保持|AC|的长度不变时，支架侧固定轴C在调节槽11中的调节轨迹设计为Fpad的最大值保持不变。即当支架侧固定轴C位于调节槽11中的任意位置时，踏板的踏板踏力Fpad的最大值相同。

[0104] 此时，调节槽11为等半径的弧形槽，以A点为圆心；即支架侧固定轴C沿调节槽11的调节轨迹为弧形。

[0105] 如图11所示，Fpad的最大值为-13N，三条踏板力曲线在其他行程踏板力均发生了变化。

[0106] 可选地，调节槽11也可以不开设在踏板支架1上，可以另外增加一块安装板，固定在踏板支架1上，将调节槽11开设在该安装板上。

[0107] 实施例五：

[0108] 力值可调节的离合器踏板系统的离合器踏板力值的调整方法，包括以下步骤：

[0109] 步骤S501:设计支架侧固定轴C的调节轨迹；

[0110] 步骤S502:根据设计出的调节轨迹，在踏板支架1上开设调节槽11；

[0111] 步骤S503:支架侧固定轴C沿调节槽11来调节离合器踏板系统的踏板力；

[0112] 步骤S504:调节完成后，将支架侧固定轴C锁紧在调节槽11的相应位置上。

[0113] 本发明中通过对支架侧固定轴的位置调节，即C点的调节。C点调节的变量少并且得出的调整组合方案灵活，在空间布置方面也有足够空间，仅是移动弹簧一端固定点。并且不需要更换弹簧，仅需要在踏板支架上开设调节槽，设计方便，设计时间短，成本低。

[0114] 以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。