[发明专利]轻质悬臂控制系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于无线应用中的手动操作控制，且 更具体地涉及用于线控技术的手动操作悬臂控制系统。

背景技术

典型机动车辆由车辆驾驶员或操作者与机动车辆的主要 部件(例如发动机和制动)之间的复杂机械式或机电式连接件来操作。 在降低机动车辆的成本和重量上的努力已经使得机动车辆设计人员有 责任设计出用于车辆的可替换控制装置，该装置能够节省材料、减轻 重量并增强安全特征。

机械式或机电式控制系统的一种替换方式已知为“线控” 技术。在线控技术中，操作者输入通过接口(在制动或节气门控制的 情况下通常为踏板)机动车辆的控制。所述输入然后通过电子或电磁 方法而不是机械或机电方法被传输至底层控制。

通过并入线控技术，机动车辆不再需要笨重的机械或机 电连接件，这得到几个优势。例如，由于机械连接件通常体积大且较 重，因而采用线控技术具有减轻重量并提供更多舱内空间的可能性。 此外，线控技术也允许更标准化的驾驶员控制接口，因为不需要适应 由于不同的发动机、变速器和其它主要部件引起的机械连接件上的差 异。此外，通过在设计中并入微处理器，在驾驶员输入与制动或节气 门致动之间可添加附加的分析和控制。

因而，可以看出线控技术提供重新设计和改进驾驶员接 口的机会。机动车辆的制动踏板由于其应用的重要性质而在这些控制 系统中最受关注。常规地，在制动系统的人用接口设计中已经作出了 主观努力。随着在SAE技术文献940331“Objective Characterization of Vehicle Brake Feel”中报道的制动感觉标引(Brake Feel Index，BFI) 的出现，研究出一种将客观工程参数与这些主观估计值相关联的方法。 在BFI的情形中，将例如踏板作用力、踏板行程和踏板预载方面与期 望响应进行比较。这些参数被确定以匹配车辆的属性，对于所包括的 每种类别或类型的车辆，驾驶员习惯于其机械和机电连接件。

美国专利6186026、6298746、6330838、6367886、6464306 和6591710总体上示出了线控制动踏板的操作属性。在这些专利中特 别关注的是美国专利6186026，其公开了具有附连传感器的柔性悬臂踏 板杆，其中由固定反作用表面提供挠曲控制，当驾驶员的脚上力施加 到脚踏板(或踏板垫)时该固定反作用表面与踏板杆的挠曲相互作用， 其中调整反作用表面轮廓以提供对常规枢转制动踏板的感觉的仿真。

这些现有技术的线控制动踏板概念通过节省质量及节省 成本而可能地降低燃料消耗，但是需要克服许多缺陷以便于其广泛实 施。例如，踏板杆在弹性部段处结构上较脆弱，这在施加偏心作用力 负载至脚踏板(即，存在踏板扭矩时)的情况下可能不利地影响踏板 的操作。同样，踏板杆由于磨损可能失去弹性，这可导致其功能降级， 尤其是在过量负载施加到制动踏板上的紧急制动情形中。此外，现有 技术的线控制动踏板概念并没有包括精确挠曲控制特征。从这方面讲， 虽然已知现有技术的线控制动踏板可允许调整对粗略挠曲控制的感觉 (即，美国专利6186026)，但是仍存在提供精确挠曲控制的需求。

因此，本领域仍需要的是适用于线控系统的悬臂控制系 统，该系统通过节省材料提供燃料节约并克服现有技术中尤其关于偏 心加载的结构脆弱、安全和过量加载的问题，并利于粗略挠曲控制和 精确挠曲控制。

发明内容

本发明是适用于线控系统的悬臂控制系统，该系统通过 节省材料提供燃料节约同时克服现有技术中与结构脆弱(尤其在偏心 加载中)、安全和过量加载有关的问题，并提供粗略挠曲控制和精确 挠曲控制。

本发明的悬臂控制系统包括悬臂控制臂和至少一个带接 口传感器，其中所述至少一个传感器的输出提供控制输入给电子系统 (即，线控系统)。举例来说，电子系统可为机动车辆线控电子系统， 例如制动系统，但是本发明的悬臂控制系统的使用环境可应用于机动 车辆的其它电子系统并进一步可应用于机动车辆之外的应用中的电子 系统。