CN101456358B - 风琴式加速器踏板组件 - Google Patents

Abstract

一种风琴式加速器踏板组件，其可包括振动生成模块，该振动生成模块与连接到脚踏板上的托架连接，并且通过动力传送构件与第一驱动器接合以带动托架振动；推力生成模块，该推力生成模块由第二驱动器驱动，并且可移动地设置在振动生成模块下以便当接触振动生成模块时向脚踏板提供推力；和/或控制单元，该控制单元控制第一驱动器和/或第二驱动器。

Description

风琴式加速器踏板组件

技术领域

本发明涉及一种风琴式加速器踏板组件，具体地是一种关于在紧急情况下通过强烈地振动脚踏板并且同时推动脚踏板来引起驾驶员注意的风琴式加速器踏板组件技术，该紧急情况例如，当车辆超过道路速度限制行驶的时候或者当与紧邻的前车的距离小于预定距离的时候。

背景技术

通常，车辆的加速器踏板组件是一种通过燃油喷射量来控制汽油发动机的混合气进气量和控制柴油发动机的每分钟转数(rpm)的装置，其被分成加速器踏板由仪表板悬挂的悬挂式和加速器踏板安装在地板面板上的风琴式。

近来，悬挂式加速器踏板组件被广泛应用，但是因为操作不平稳，其不能向驾驶员提供令人满意的操作灵敏度，因此增加了疲劳度。

相反，根据可以消除悬挂式的缺点的风琴式加速器踏板组件，通过提高驾驶员的操作灵敏度来降低疲劳度，并且节气门可以被精确地控制，使得同时满足经济性和安全性。此外，使用风琴式加速器踏板有助于通过提高内部美感来增加车辆的豪华感，使得近年来在豪华车中风琴式加速器的应用显著增加。

图1的视图示出常用的风琴式加速器踏板组件的概念配置，该组件包括壳体1，脚踏板2，枢转臂3，托架4，和弹簧5。壳体1被固定到驾驶员座椅下面的地板面板地板面板上。脚踏板2的一端铰接到壳体1上，并且当被驾驶员推动/释放时，其另一端相对于壳体1向上/向下绕轴转动。当脚踏板2被操作时，枢转臂3在壳体1内相对于位于中间部的中心轴3a作往复运动。托架4穿过壳体1，并且其两端连接到脚踏板2和枢转臂3的一端。弹簧5的两端连接到枢转臂3和壳体1的内侧，并且为枢转臂3的往复运动增加弹性回复力。

当上述风琴式加速器踏板组件电动操作时，安装在壳体1上的传感器检测由枢转臂3的往复运动产生的输出的改变，并向节气门控制单元(TCU)发送电信号，然后该节气门控制单元发送控制单元以启动驱动器，使得节气门通过打开/关闭来调节燃料量。

另一方面，上述风琴式加速器踏板组件机械地操作，当枢转臂3作往复运动时，拉动与枢转臂3连接的连接缆并且相应地拉动加速器缆，使得节汽阀通过打开/关闭来调节燃料量。

在本发明的背景技术部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景技术的理解，其不应当作为承认或者任何形式的暗示这些信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的多个方面涉及风琴式加速器踏板组件，其通过增加在紧急情况下强烈地振动脚踏板并且同时推动脚踏板的功能来引起驾驶员注意以协助安全驾驶，该紧急情况例如，当车辆超过道路速度限制行驶的时候或者当与紧邻的前车的距离小于预定距离的时候。

在本发明的一个方面中，风琴式加速器踏板组件可包括电动机，其被固定到壳体的侧面上；振动生成模块，其与连接到脚踏板上的托架连接，邻近位于壳体的侧面上的电动机，并通过传动带与电动机接合以便在通过电动机的动力旋转的同时以短周期向上/向下移动托架；螺线管，其被固定到壳体上围绕电动机；推力生成模块，其通过螺线管杆与螺线管连接，并且当与振动生成模块接触时通过螺线管的运动产生弹性线性往复运动，从而向脚踏板提供推力；以及/或控制器，其比较从GPS发送的道路速度限制与从车速传感器发送的行驶速度，然后当行驶速度超过道路速度限制时生成控制信号以驱动电动机，并且从车间距离传感器接收信号，然后当与紧邻的前车的距离小于预定值时生成控制信号以驱动螺线管。

风琴式加速器踏板组件可进一步包括箱体，其被固定到壳体上并且装配有螺线管和推力生成模块，遮盖并且保护电动机和振动生成模块。

振动生成模块可包括凸轮轴，其一端通过壳体上的槽可旋转地连接到壳体上，并且其另一端与传动带接合以由通过传动带传送的电动机的动力而旋转；凸轮，其整体地连接到凸轮轴上并且随凸轮轴旋转；顶杆，其一端连接到托架上，并且其另一端与可滑动地接触凸轮的振动传送板整体地连接，其另一端穿过壳体的导向槽；以及/或第一和第二支撑板，其在凸轮的两侧固定到箱体上，并且第一支撑板具有引导凸轮轴上下运动的第一导向孔，并且第二支撑板具有引导顶杆运动的第二导向孔。

第一和第二导向孔可沿着与托架的运动基本上相同的轨迹弯曲。

推力生成模块可包括弹簧箱，其设置在箱体内并与螺线管杆连接，使得弹簧箱通过螺线管的操作在凸轮轴下沿水平方向移动；复位弹簧，其一端连接到弹簧箱上，并且其另一端连接到箱体上以对弹簧箱的移动增加弹性回复力；推力生成块，其可滑动地插入到弹簧箱内，由设置在弹簧箱内的推力生成弹簧支撑，并且通过与凸轮轴接触而随凸轮轴弹性地向上/向下移动。

在本发明的另一方面中，风琴式加速器踏板组件可包括振动生成模块，其与连接到脚踏板上的托架连接，并且通过动力传送构件与第一驱动器接合以带动托架振动；推力生成模块，其通过第二驱动器驱动，并且可移动地设置在振动生成模块下，以便当接触振动生成模块时向脚踏板提供推力；以及/或控制单元，其控制第一驱动器和/或第二驱动器。

控制单元可比较从GPS发送的道路速度限制与从车速传感器发送的行驶速度，然后当行驶速度超过道路速度限制时生成控制信号以驱动第一驱动器。

控制单元可从车间距离传感器接收信号，然后当与紧邻的前车的距离小于预定值时生成控制信号以驱动第二驱动器。

动力传送构件可以是传动带。

第一驱动器可以是电动机。

第二驱动器可以是螺线管，该螺线管具有连接螺线管和推力生成模块的螺线管杆。

振动生成模块可包括凸轮轴，其一端通过在壳体上形成的槽连接到壳体上，并且其另一端与动力传送构件接合以由第一驱动器旋转；凸轮，其整体地连接到凸轮轴上以随凸轮轴旋转；顶杆，其一个端部与托架连接，并且其另一端部与可滑动地接触凸轮的振动传送板整体地连接，其中顶杆的另一端部被配置为穿过在壳体上形成的导向槽；以及/或固定到固定构件上的第一和第二支撑板，其中凸轮置于其间，第一支撑板具有引导凸轮轴在其中运动的第一导向孔，并且第二支撑板具有引导顶杆在其中运动的第二导向孔。

固定构件可以是箱体。

第一和第二导向孔可沿着与托架的运动基本上相同的轨迹弯曲。

推力生成模块可包括容纳构件，其与第二驱动器连接以由第二驱动器在凸轮轴下沿向前和向后方向移动；第一弹性构件，其一端连接到容纳构件上以对容纳构件的移动增加回复力；推力生成块，其可滑动地插入到容纳构件中，由设置在容纳构件内的第二弹性构件支撑，并且通过与凸轮轴接触而随凸轮轴弹性地向上/向下移动。

第一弹性构件可以是连接到固定构件上的复位弹簧。

第二弹性构件可以是复位弹簧。

本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从附图和下面的具体实施方式中将是显而易见的，或者在附图和下面的具体实施方式中得以更加详细地阐明，附图合并入本说明书中，附图和下面的具体实施方式一起用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是示出普通风琴式加速器踏板组件的配置的概念视图。

图2到5是说明根据本发明的示例性实施方式的装配有振动生成模块和推力生成模块的风琴式加速器踏板组件的配置的视图。

具体实施方式

现在将对本发明的各种实施方式详细地做出参考，其实施例图示在附图中并且在下面描述。尽管将要结合示例性实施方式来描述本发明，但是要理解的是，本描述并非要将本发明限制到那些示例性实施方式中。相反，本发明不但要覆盖示例性实施方式，而且还覆盖可以被包括在如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替代方式、变化形式、等效形式以及其他实施方式。

如图2到5所示的根据本发明的各种实施方式的风琴式加速器踏板组件，包括被固定到驾驶员座椅下面的地板面板上的壳体1；脚踏板2，其一端铰接到壳体1上，并且当被驾驶员推动/释放时其另一端相对于壳体1向上/向下绕枢轴转动；以及一端穿过壳体1连接到脚踏板2上的托架4。

如图1所示，本发明的风琴式加速器踏板组件可进一步包括枢转臂3和弹簧5，当脚踏板2被操作时枢转臂3通过位于中间部的中心轴3a在壳体1内做往复运动，弹簧5的两端与枢转臂3和壳体1的内侧连接并对枢转臂3的往复运动增加弹性回复力。

此外，根据本发明各种实施方式的风琴式加速器踏板组件可进一步包括电动机10、振动生成模块20、螺线管30、推力生成模块40、控制器60和箱体。电动机10被固定到壳体1的一侧。

振动生成模块20与连接到脚踏板2上的托架4连接，在壳体1的侧面与电动机10邻接，并且通过传动带11与电动机10连接以便在通过电动机10的动力旋转的同时以短周期向上/向下移动托架4。螺线管30被固定在电动机10的周围。

推力生成模块40通过螺线管杆31与螺线管30连接，并且当与振动生成模块20接触时可以通过螺线管30的运动产生弹性线性往复运动以向脚踏板2提供推力。

控制器60比较从GPS 51发送的道路速度限制与从车速传感器52发送的行驶速度，然后当行驶速度超过道路速度限制时生成控制信号以驱动电动机10，以及从车间距离传感器53接收信号，然后当与紧邻的前车的距离小于预定值时生成控制信号以驱动螺线管30。箱体被固定到壳体1上并且装配有螺线管30和推力生成模块40，其遮盖并且保护电动机10和振动生成模块20。

振动生成模块20包括凸轮轴21，凸轮22，顶杆24，和第一和第二支撑板25、26。凸轮轴21的一端可旋转地连接到具有槽的壳体1上，其中凸轮轴21可以沿着该槽移动。凸轮轴21的另一端与传动带11耦合以通过由传动带11传送的电动机10的动力而旋转。凸轮22被整体地连接到凸轮轴21上，并随凸轮轴21旋转。顶杆24的一端与托架4连接并且与振动传送板23整体地连接，该振动传送板23与凸轮22接触，顶杆24的另一端穿过在壳体1一侧上形成的导向槽27。通过导向槽27，顶杆24可以上下移动。

第一和第二支撑板25、26在凸轮22的两侧固定到箱体上，并且每一个都具有通过托架4的移动而引导凸轮轴21上下运动的第一导向孔25a和如后面要解释的引导顶杆24上下运动的第二导向孔26a。

第一和第二导向孔25a、26a沿着与托架4的移动基本上相同的轨迹弯曲。

此外，推力生成模块40包括弹簧箱41，复位弹簧42，和推力生成块44。弹簧箱41设置在箱体内并与螺线管杆31连接，使得弹簧箱41通过螺线管30的操作可以在凸轮轴21下沿向前和向后的方向移动。复位弹簧42的一端连接到弹簧箱41上，另一端连接到固定构件例如箱体上，以对弹簧箱41的移动增加弹性回复力。

可滑动地插入到弹簧箱41内的推力生成块44由设置在弹簧箱41内的推力生成弹簧43支撑，并且通过与凸轮轴21的接触可以弹性地向上/向下移动。

下面将描述本发明的各种实施方式的操作。

当车辆开始行驶时，控制器60同时从GPS 51接收道路速度限制和从车速传感器52接收行驶速度，然后检验车辆的行驶速度是否超过道路速度限制。

在确定车辆的行驶速度超过道路速度限制后，控制器60发送控制信号以驱动电动机10。

当电动机10开始被操作时，电动机10的动力通过传动带11传送到凸轮轴21，并且凸轮轴21随凸轮22做绕轴旋转。

在本发明的各种实施方式中，电动机10可以沿逆时针方向旋转传动带11，使得凸轮轴21向上偏移，从而产生空间用于推力生成模块40在凸轮轴21下沿水平方向移动。

当凸轮22旋转时，连接到顶杆24上的振动传送板23沿导向槽27以短周期反复上下运动，并且振动传送板23的运动通过顶杆24传送到脚踏板2上。

结果，脚踩在脚踏板2上的驾驶员感觉到脚踏板2的强烈振动(摆动)，并且很容易认识到行驶中的车辆的行驶速度超过了道路速度限制。

因此，驾驶员慢慢地减少施加在脚踏板上的推力以使车辆慢下来，使得车辆的行驶速度变得小于道路速度限制。

此外，当车辆开始行驶时，控制器60从车间距离传感器53接收信号并且检验与紧邻的前车的车辆间距离是否小于预定值。

当确定与紧邻的前车的车辆间距离小于预定值时，控制器60发送控制信号以驱动螺线管30。

当螺线管30被驱动时，螺线管杆31移动以将弹簧箱41从图4中所示的位置朝向螺线管30拉到左边。因此，如图5所示，弹簧箱41移动到左边，并且推力生成块44相应地移动到凸轮杆21之下。

当弹簧箱41到达凸轮轴21之下时，复位弹簧42随着整体长度的增加被拉紧。

当驾驶员没有认识到与紧邻的前车的车辆间距离降低到临界值以下并且对脚踏板2增加力量时，由于弹簧箱41在凸轮轴21之下，与脚踏板2连接的托架4向下移动。

托架4的向下运动通过顶杆24和振动传送板23被依次地传送到凸轮轴21，并且凸轮22和凸轮轴21沿着第一导向孔25a往下移动。

当沿着第一导向孔25a向下移动的凸轮轴21与推力生成块44接触时，通过推力生成弹簧43的弹力产生的反作用力开始通过凸轮轴21、凸轮22、振动传送板23、顶杆24和托架4被依次地传送到脚踏板2上。

结果，脚踩在脚踏板2上的驾驶员感觉到通过推力生成弹簧43的弹力产生的反作用力，使得他/她可以很容易的认识到车辆间距离达到临界值。

因此，驾驶员慢慢地减少施加在脚踏板2上的力以使车辆慢下来，使得能够充分地保证与紧邻的前车具有足够的安全车辆间距离。

根据本发明的风琴式加速器踏板组件，其允许通过向驾驶员警告紧急情况而使驾驶员安全地驾驶车辆，例如当车辆超过速度限制行驶时或者当与紧邻的前车距离小于预定距离时。

为便于解释和在所附的权利要求中进行准确地定义，术语“上”、“下”、“前”、“后”和“内”等等，用于参照附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

为了说明和描述的目的，已经对本发明的具体示例性实施方式提出了上述的描述。它们并非是穷尽的或将本发明限制于所公开的准确形式，并且根据上述的教导，很显然能够有许多修改和变化。为了解释本发明的某些原理以及它们的实际应用，选择和描述了示例性实施方式，从而使本领域技术人员能够做出和利用本发明的各种示例性实施方式及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围通过所附的权利要求及其等效形式来限定。

Claims (16)

1.一种风琴式加速器踏板组件，其包括：

电动机，其被固定到壳体的侧面上；

振动生成模块，其与连接到脚踏板上的托架连接，邻近位于所述壳体的所述侧面上的所述电动机，并通过传动带与所述电动机接合以便在通过所述电动机的动力旋转的同时以短周期向上/向下移动所述托架；

螺线管，其被固定到所述壳体上围绕所述电动机；

推力生成模块，其通过螺线管杆与所述螺线管连接，并且当与所述振动生成模块接触时通过所述螺线管的运动产生弹性线性往复运动，从而向所述脚踏板提供推力；

控制器，其比较从GPS发送的道路速度限制与从车速传感器发送的行驶速度，然后当所述行驶速度超过所述道路速度限制时生成控制信号以驱动所述电动机，并且从车间距离传感器接收信号，然后当与紧邻的前车的距离小于预定值时生成控制信号以驱动所述螺线管；以及

箱体，其被固定到所述壳体上并且装配有所述螺线管和所述推力生成模块，遮盖并且保护所述电动机和所述振动生成模块，

其中所述振动生成模块包括：

凸轮轴，其一端通过所述壳体上的槽可旋转地连接到所述壳体上，并且其另一端与所述传动带接合以由通过所述传动带传送的所述电动机的动力而旋转；

凸轮，其整体地连接到所述凸轮轴上并且随所述凸轮轴旋转；

顶杆，其一端连接到所述托架上，并且其另一端与可滑动地接触所述凸轮的振动传送板整体地连接，所述另一端穿过所述壳体的导向槽；以及

第一和第二支撑板，其在所述凸轮的两侧固定到所述箱体上，并且所述第一支撑板具有引导所述凸轮轴上下运动的第一导向孔，并且所述第二支撑板具有引导所述顶杆运动的第二导向孔。

2.根据权利要求1所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述第一和第二导向孔沿着与所述托架的运动基本上相同的轨迹弯曲。

3.根据权利要求1所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述推力生成模块包括：

弹簧箱，其设置在所述箱体内并与所述螺线管杆连接，使得所述弹簧箱通过所述螺线管的操作在所述凸轮轴下沿水平方向移动；

复位弹簧，其一端连接到所述弹簧箱上，并且其另一端连接到所述箱体上以对所述弹簧箱的移动增加弹性回复力；

推力生成块，其可滑动地插入到所述弹簧箱内，由设置在所述弹簧箱内的推力生成弹簧支撑，并且通过与所述凸轮轴接触而随所述凸轮轴弹性地向上/向下移动。

4.一种风琴式加速器踏板组件，其包括：

振动生成模块，其与连接到脚踏板上的托架连接，并且通过动力传送构件与第一驱动器接合以带动所述托架振动；

推力生成模块，其通过第二驱动器驱动，并且可移动地设置在所述振动生成模块下，以便当接触所述振动生成模块时向所述脚踏板提供推力；以及

控制单元，其控制所述第一驱动器和/或所述第二驱动器，

其中所述振动生成模块包括：

凸轮轴，其一端通过在壳体上形成的槽可旋转地连接到所述壳体上，并且其另一端与所述动力传送构件接合以由所述第一驱动器旋转；

凸轮，其整体地连接到所述凸轮轴上以随所述凸轮轴旋转；

顶杆，其一个端部与所述托架连接，并且其另一端部与可滑动地接触所述凸轮的振动传送板整体地连接，其中所述顶杆的所述另一端部被配置为穿过在所述壳体上形成的导向槽；以及

固定到固定构件上的第一和第二支撑板，其中所述凸轮置于其间，所述第一支撑板具有引导所述凸轮轴在其中运动的第一导向孔，并且所述第二支撑板具有引导所述顶杆在其中运动的第二导向孔。

5.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述控制单元比较从GPS发送的道路速度限制与从车速传感器发送的行驶速度，然后当所述行驶速度超过所述道路速度限制时生成控制信号以驱动所述第一驱动器。

6.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述控制单元从车间距离传感器接收信号，然后当与紧邻的前车的距离小于预定值时生成控制信号以驱动所述第二驱动器。

7.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述动力传送构件是传动带。

8.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述第一驱动器是电动机。

9.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述第二驱动器是螺线管，所述螺线管具有连接所述螺线管和所述推力生成模块的螺线管杆。

10.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述固定构件是箱体。

11.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述第一和第二导向孔沿着与所述托架的运动基本上相同的轨迹弯曲。

12.根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述推力生成模块包括：

容纳构件，其与所述第二驱动器连接以由所述第二驱动器在所述凸轮轴下沿向前和向后方向移动；

第一弹性构件，其一端连接到所述容纳构件上以对所述容纳构件的移动增加回复力；

推力生成块，其可滑动地插入到所述容纳构件中，由设置在所述容纳构件内的第二弹性构件支撑，并且通过与所述凸轮轴接触而随所述凸轮轴弹性地向上/向下移动。

13.根据权利要求12所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述第一弹性构件是连接到固定构件上的复位弹簧。

14.根据权利要求12所述的风琴式加速器踏板组件，其中所述第二弹性构件是复位弹簧。

15.一种包括根据权利要求1所述的风琴式加速器踏板组件的客车。

16.一种包括根据权利要求4所述的风琴式加速器踏板组件的客车。

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