CN103608205B - 踏板传感器装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于汽车的踏板传感器装置（1），包括：加速踏板（2），它在开始位置和结束位置之间可移动；用于加速踏板（2）的轴承（9）；弹性元件（11），尤其是弹簧（12），它朝向开始位置将复位力施加到所述加速踏板（2）上以便将所述加速踏板（2）移动到所述开始位置中；优选加速踏板（2）上的摩擦元件以便在加速踏板（2）上产生摩擦滞后，其中，所述加速踏板（2）由两部分形成和/或所述摩擦元件以形状锁合和/或力锁合的方式与加速踏板（2）连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种踏板传感器装置。
背景技术
在汽车中原来越多地使用电子油门系统(E-gassysteme)控制驱动发动机的功率，例如内燃机和/或电动机的功率。此时，汽车驾驶员的脚使加速踏板或者油门踏板围绕旋转轴枢转并且利用传感器探测所述踏板的旋转角度。依赖于由传感器探测的踏板位置来控制和/或调节驱动发动机的功率。对于主动加速踏板，马达单元将附加复位力施加到所述加速踏板上，从而由汽车的驾驶辅助系统以触觉的方式将处理请求传递到驾驶员的脚上。
在踏板传感器装置中具有一传感器，用于探测加速踏板的位置，从而所述踏板传感器装置可在电子油门系统中使用，所述踏板传感器装置包括摩擦元件，用于在所述加速踏板上产生摩擦滞后。为了在所述加速踏板运动时提高舒适性，所述摩擦元件在开始位置和结束位置之间的踏板行程上产生力滞后或摩擦滞后。由此用于操作所述加速踏板所需要的力对应在没有电子油门系统的常规汽车中利用例如挠性轴的机械传递装置所传递的力，以将力从所述加速踏板传递到汽车内燃机的节流机构，例如节流阀上。于是，所述踏板传感器装置还使用机械传递装置提供的感触或者操作或运行加速踏板所需要的力。所述摩擦元件通过在加速踏板注塑时用塑料挤压包封而与塑料制成的加速踏板以材料锁合的方式连接。这种连接在制造方面是浪费的和昂贵的。用塑料制成的一体式加速踏板具有可见的脚支架和具有轴承的上部头部。对于位于可见的脚支架上视觉不同的加速踏板因此需要不同的加速踏板。
从WO 2006/100133 A1熟知一种用于控制发动机，尤其是汽车内燃机的功率的加速踏板模块。踏板杠杆可围绕枢转轴转动地保持在轴承支座上，其中，所述踏板杠杆相对于轴承支座的枢转轴可通过至少一个传感器元件探测，其中，借助于至少一个传感器元件，从踏板杠杆相对于轴承支座的枢转运动得知的至少一个磁场的方向变化可变换成电信号。为了产生依赖于踏板力的滞后，轴颈的至少一部分圆周面设有摩擦层，所述摩擦层与所述轴承支座的所配置的轴承面相互作用。
DE 195 36 699A1示出一种用于控制发动机的功率的加速踏板模块，所述加速踏板模块具有踏板杠杆，所述踏板杠杆通过支承部位支承在保持结构上，围绕枢转轴可枢转一枢转角度，其中，设置探测所述踏板杠杆的位置的探测器和向控制器提供相应信号的传感器以及用于使踏板杠杆复位到静止位置的复位弹簧，其中，在所述支承部位上设置具有一轴承半径的至少一个轴承套和至少一个支承在所述轴承套中且与轴承半径相适配的轴颈，其中，所述轴承半径的大小测定为，使得产生明显可见的、阻止踏板杠杆枢转运动的摩擦滞后。
DE 100 20 486 A1示出一种用于控制发动机的功率的加速踏板模块，所述加速踏板模块具有一通过轴颈可枢转地支承在保持结构上的踏板杠杆，一探测踏板杠杆的角度位置并且将相应的电信号提供给控制器的传感器以及一具有第一工作侧和第二工作侧的复位弹簧，其中，所述复位弹簧用于使踏板杠杆复位到具有第一工作侧的静止位置，所述复位弹簧作用在所述踏板杠杆上，其中，在所述踏板杠杆上设置至少一个基本上与轴颈同中心的摩擦面和设置至少一个位于摩擦面上的摩擦元件，并且所述摩擦元件具有基部侧铰接位置和弹簧侧铰接位置，其中，所述摩擦面位于所述基部侧铰接位置和弹簧侧铰接位置之间，并且所述基部侧铰接位置铰接在所述保持结构上，所述复位弹簧的第二工作侧对所述摩擦元件的弹簧侧铰接位置施加载荷。
发明内容
根据本发明的用于汽车的踏板传感器装置，包括一在开始位置和结束位置之间可运动的加速踏板，一用于加速踏板的轴承，一弹性元件，尤其是弹簧，所述弹性元件朝向开始位置方向施加复位力到所述加速踏板上，以使所述加速踏板运动到开始位置中，优选地，所述加速踏板上的摩擦元件用于在加速踏板上产生摩擦滞后，其中，所述加速踏板构造为两部分式的和/或所述摩擦元件以形状锁合和/或力锁合的方式与所述加速踏板连接。
所述摩擦元件以形状锁合和/或力锁合的方式与所述加速踏板连接，从而在制造所述踏板传感器装置时以有利的方式不需要在制造加速踏板时高费用地挤压包封所述摩擦元件，即对加速踏板注塑，以使所述摩擦元件和加速踏板材料锁合地连接。由此能够节约制造加速踏板的成本，进而节约制造踏板传感器装置的成本，并且能够以简单的技术手段制造所述加速踏板。
在一个补充实施例中，所述两部分式的加速踏板包括具有脚支架的第一部分和优选具有轴承几何结构与优选摩擦元件的第二部分。所述加速踏板是两部分式的，并且在所述加速踏板的第一部分上设置脚支架，在所述加速踏板的第二部分上设置轴承。于是，在第二部分上，轴承几何结构设置为轴承以支承所述加速踏板。为此，例如在第二部分上构造轴承座，轴承座布置或支承在轴承支座上的轴承套中或者相反。所述轴承座因而构成例如所述轴承几何结构。在将所述踏板传感器装置布置在汽车中时，基本上只有具有脚支架的第一部分是可见的。由此，对于在其它方面相同的踏板传感器装置，只通过所述踏板的不同的第一部分与所述踏板的相同的第二部分的连接来构成对驾驶员可见的不同的加速踏板。所述加速踏板的轴承构造在第二部分上，并且优选地，所述弹性元件也作用在第二部分上。于是，利用在其它方面相同的踏板传感器装置，只通过所述加速踏板的几何结构和/或视觉不同的第一部分与在其它方面相同的第二部分提供位于所述踏板传感器装置上的几何结构和/或视觉不同的加速踏板。因此，利用不同的第一部分可使加速踏板个别地适配不同的要求，例如提供结构空间或者视觉适应环境。
在一个有利的变型中，所述第一部分和第二部分以形状锁合和/或力锁合的方式相互连接，尤其以不可松开的卡锁连接方式。在制造所述踏板传感器装置时，利用卡锁连接制成所述第一部分和第二部分之间的特别简单的连接，从而在用两个分开的第一和第二部分制造所述踏板传感器装置时简单地制造所述具有卡锁连接的加速踏板。
在一个有利的设计方案中，所述加速踏板，尤其是第一部分和/或第二部分，至少部分地，特别是全部用塑料制成。用塑料制成的加速踏板不仅制造成本特别低，而且还重量低。
在一个补充变型中，所述摩擦元件与所述加速踏板的第二部分形状锁合和/或力锁合地连接。
符合目的地，所述摩擦元件布置在所述加速踏板的凹槽中，所述加速踏板的凹槽优选是部分环形形状的。在摩擦元件至少部分地，特别是全部地布置在所述加速踏板的凹槽中，特别是所述加速踏板的第二部分上的凹槽中时，所述摩擦元件容易地固定或紧固在所述加速踏板上并且所述摩擦元件只有一部分表面作为摩擦面从外侧可接近地布置在所述凹槽外侧以产生摩擦滞后。
符合目的地，固定的摩擦配对元件，尤其是部分环形形状的摩擦配对元件构造在所述踏板传感器装置上，尤其是固定的轴承支座上，所述摩擦配对元件放置在所述摩擦元件上。所述摩擦配对元件是不可运动的，从而在所述加速踏板运动时，所述摩擦元件和摩擦配对元件之间产生相对运动，并因此摩擦力反作用于所述加速踏板的运动。与上述内容不同，所述摩擦配对元件直接放置在所述固定的轴承支座(例如用塑料制成的轴承支座)上。
在一个有利的实施例中，所述摩擦元件具有至少一个凸部，优选多个凸部，例如定位销或者钩子，并且所述至少一个凸部各从后侧嵌接所述加速踏板上的一个侧凹，从而所述摩擦元件以形状锁合的方式紧固在所述加速踏板上。在所述摩擦元件装配在所述加速踏板上，尤其是所述加速踏板的第二部分上时，利用所述至少一个凸部使所述摩擦元件和加速踏板以形状锁合和/或力锁合连接的方式特别简单地连接。
符合目的地，所述摩擦元件和/或加速踏板，尤其是所述加速踏板的第二部分可弹性变形，从而利用所述摩擦元件和加速踏板之间的弹性凸起使所述摩擦元件以力锁合的方式附加地紧固在所述加速踏板上。
在一个补充设计方案中，所述至少一个凸部与所述摩擦元件一体地构成。因为所述至少一个凸部与所述摩擦元件一体地构造，所述摩擦元件因而能够简单地被制造。因此，在利用注塑方法制造摩擦元件时，所述至少一个凸部，尤其多个凸部特别简单且成本低地被制造。
在一个补充变型中，所述摩擦元件至少部分地，特别是全部地用热塑性弹性体或塑料，例如山都平(Santoprene)。
在另一变型中，所述踏板传感器装置包括一个传感器，用于探测所述加速踏板的位置；和/或马达单元，所述马达单元朝向开始位置施加复位力到所述加速踏板上。所述传感器例如是霍尔传感器，探测所述加速踏板的位置，尤其是旋转角度，变换成电信号并且传输到控制单元上。所述控制单元依赖于所述加速踏板的位置控制和/或调整汽车发动机的节流机构。所述马达单元是电动机或电磁铁。
附图说明
下面将参考附图详细地说明本发明的实施例，其中：
图1示出踏板传感器装置的高度简化视图；
图2示出踏板传感器装置的加速踏板的透视图；
图3示出根据图2的加速踏板的第二部分的透视图；
图4示出根据图3的第二部分的俯视图；
图5示出根据图3的第二部分的分解图；
图6示出用于根据图2的加速踏板的摩擦元件的第一透视图；
图7示出用于根据图2的加速踏板的摩擦元件的第二透视图；
图8示出所述加速踏板的具有根据图6和7的摩擦元件的第二部分的横截面；和
图9示出汽车的视图。
具体实施方式
踏板传感器装置1安装在汽车22中以借助电子油门系统控制和/或调节所述发动机的功率，汽车22具有未示出的内燃机或电动机作为发动机。为此，传感器20探测加速踏板2或者油门踏板2的位置，并且汽车22的发动机的功率依赖于加速踏板2的位置进行控制和/或调节。对于内燃机作为发动机的情形，节流机构，例如节流阀例如用伺服马达运动；对于电动机作为发动机的情形，节流机构相应地控制和/或调节(未示出)被供给给电动机的电功率。在加速踏板2的开始位置中，由发动机提供最小功率，例如作为怠速混合气体，并且在加速踏板2的结束位置中，由发动机提供最大功率。汽车22因而使用电子油门或者电子油门系统。
弹簧12作为弹性元件11(图1)，将朝向开始位置方向施加复位力到加速踏板2上。此外，构造为电动机14的马达单元13机械地利用变速器(未示出)而与加速踏板2机械连接或耦合。在这里，利用马达单元13不仅将朝向加速踏板2的开始位置的复位力而且将朝向加速踏板2的结束位置的前伸力施加到加速踏板2上。踏板传感器装置1在这里使用主动加速踏板2。汽车22的未示出的驾驶辅助系统探测各种参数，例如距离前面汽车的距离或者允许的最高速度。如果距离前面汽车22的距离过大，位于踏板2上的脚获得触觉反馈信号。在这里，电动机14将复位力作用到加速踏板2上，驾驶员借助脚触觉感知所述复位力，从而控制单元21将处理刺激或者处理要求传输到汽车22的驾驶员上，即在当前情形下，加速踏板2的位置在朝向开始位置的方向上移动，以减小距离前面汽车的距离。加速踏板2利用轴承9可围绕枢转轴19枢转地支承。枢转轴19垂直于图1的绘图平面。轴承9包括加速踏板2上的轴承螺栓，加速踏板2布置或支承在轴承支座23上的轴承套(未示出)中。
图1中非常简化地示出的加速踏板2是两部分式的，具有第一部分4和第二部分5(图2)。在下部第一部分4上构造脚支架3，在作为加速踏板2的头部区域的上部第二部分5上构造第二部分5上的轴承几何结构10(图3)。轴承几何结构10还构造为轴承螺栓(未示出)。于是，加速踏板2利用轴承9围绕枢转轴9可枢转地支承在第二部分5上。第一和第二部分4、5利用卡锁连接6以形状锁合和力锁合的方式相互连接。在图3中，第二部分5上用于卡锁连接6所需要的几何结构是可见的。在安装加速踏板2时，用于形成卡锁连接6的图3中可见的几何结构推入到加速踏板2的第一部分4上相应的配对几何结构(未示出)上，从而第一和第二部分4、5之间形成卡锁连接。优选地，由于相应的定位结构，例如利用未示出的定位销，定位销从后侧嵌接侧凹，使加速踏板2的第一和第二部分4、5之间构成不可松开的卡锁连接6。因此，卡锁连接6包括位于第二部分5上的至少一个卡锁连接装置和位于第一部分4上的卡锁连接配对装置。
在加速踏板2的第二部分5上构造部分环形的凹槽7(图5和8)。在凹槽7中布置用Santoprene塑料制成的、同样部分环形的摩擦元件15。部分环形的摩擦元件15具有多个凸部16，例如作为定位销17或者钩子18(图6至8)。在图6和7中示出摩擦元件15的实施例，其不对应图5中未示出的摩擦元件15。图8示出加速踏板2的第二部分5的横截面，加速踏板2具有图6和7所示的摩擦元件15。在第二部分5上构造位于凹槽7上的侧凹8，在每个侧凹8中分别嵌接一个凸部16，凸部16作为定位销17或者钩子18。由此，摩擦元件15可靠地紧固在凹槽7中。摩擦元件15可弹性变形，从而在制造加速踏板2时，摩擦元件15在相应的压力作用下被推入到凹槽7中，直到作为定位销17的凸部16从后侧嵌接到凹槽7中。在这里，在推入过程中，由于凹槽7的几何结构，摩擦元件15，尤其是定位销17或者钩子18，首先弹性变形，在定位销17到达侧凹8上后发生弹性恢复变形，从而定位销17布置到凹槽7中。与三个定位销17对置地构造的两个凸部16布置在第二部分5中未示出的缝隙中，从而在将摩擦元件15导入到凹槽7中时，所述缝隙也用于引导摩擦元件15。在制造用于踏板传感器装置1的加速踏板2时，摩擦元件15特别简单地连接加速踏板2。
在用于加速踏板2的轴承支座23上构造未示出的摩擦配对元件。所述摩擦配对元件在这里在垂直于枢转轴19的压力作用下放置在摩擦元件15的外侧可接近部分(作为摩擦面)上。在加速踏板2围绕枢转轴19枢转运动和进而第二部分5也围绕枢转轴19枢转运动时，在位于轴承支座23上的固定摩擦配对元件和位于加速踏板2的第二部分5上的可运动的(即可枢转的)摩擦元件15之间产生摩擦力。由此产生反作用于加速踏板2的运动的摩擦力并且在加速踏板2围绕枢转轴19枢转运动时在加速踏板2上产生摩擦滞后。摩擦元件15上的摩擦面构造在内侧、横截面为部分环形的凹面中(图7)。
总之，根据本发明的踏板传感器装置1被认为具有许多基本优点。在具有踏板传感器装置1的汽车22中，在脚部空间区域中基本上只有加速踏板2的第一部分是可见的。在不同的汽车22中，踏板传感器装置1的加速踏板2应具有不同的外观。利用在其它方面相同的踏板传感器装置1，即尤其是加速踏板2的轴承9、轴承支座23和第二部分5，能够通过以一致的用于形成卡锁连接6的几何结构来连接不同的第一部分4，提供视觉和/或几何结构不同的加速踏板2。在制造踏板传感器装置1时，只有其它的第一部分4与相同的第二部分5以及在其它方面相同的踏板传感器装置1用卡锁连接6连接。由此，在可见的脚部支架3的区域中，以更简单的方式费用便宜地提供具有不同视觉和/或几何结构或者不同外观的加速踏板2的不同踏板传感器装置1。摩擦元件15在安装中借助于凸部16和侧凹8特别简单地连接，从而利用低的技术费用制造具有摩擦元件15的加速踏板2。
Claims (24)
1.一种用于汽车(22)的踏板传感器装置(1)，包括：
-在开始位置和结束位置之间可移动的加速踏板(2)，
-用于加速踏板(2)的轴承(9)，
-弹性元件(11)，其朝向开始位置施加复位力到所述加速踏板(2)上，以使所述加速踏板(2)运动到所述开始位置中，
-位于所述加速踏板(2)上的摩擦元件(15)，用于在所述加速踏板(2)上产生摩擦滞后，
其中，所述摩擦元件(15)布置在所述加速踏板(2)的凹槽(7)中，其特征在于，
在制造加速踏板(2)时，摩擦元件(15)在相应的压力作用下能够被推入到凹槽(7)中，所述摩擦元件(15)以形状锁合和/或力锁合的方式与所述加速踏板(2)连接。
2.根据权利要求1所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述加速踏板(2)被两部分式地构造。
3.根据权利要求2所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述两部分式的加速踏板(2)包括第一部分(4)和第二部分(5)，其中，所述第一部分具有脚支架(3)。
4.根据权利要求3所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述第一部分(4)和第二部分(5)以形状锁合和/或力锁合的方式相互连接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述加速踏板(2)至少部分地用塑料制成。
6.根据权利要求3或4所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述摩擦元件(15)与所述加速踏板(2)的第二部分(5)以形状锁合和/或力锁 合的方式连接。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述摩擦元件(15)布置在所述加速踏板(2)的部分环形的凹槽(7)中。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述摩擦元件(15)具有至少一个凸部(16)，并且所述至少一个凸部(16)各从后侧嵌接位于所述加速踏板(2)上的一个侧凹(8)，从而所述摩擦元件(15)以形状锁合的方式紧固在所述加速踏板(2)上。
9.根据权利要求8所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述至少一个凸部(16)与所述摩擦元件(15)一体地构造。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述摩擦元件(15)至少部分地用热塑性弹性体或塑料制成。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述加速踏板(2)利用轴承(9)被支承，和/或
所述踏板传感器装置(1)包括一传感器(20)和/或马达单元(13)，所述传感器(20)用于探测所述加速踏板(2)的位置，所述马达单元(13)可朝向开始位置将复位力作用到所述加速踏板(2)上。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述弹性元件(11)是弹簧(12)。
13.根据权利要求3或4所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述第二部分(5)具有轴承几何结构(10)。
14.根据权利要求3或4所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述第二部分(5)带有所述摩擦元件(15)。
15.根据权利要求4所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述第一部分(4)和第二部分(5)利用卡锁连接(6)相互连接。
16.根据权利要求15所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述卡锁连接(6)是不可松开的卡锁连接(6)。
17.根据权利要求5所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述加速踏板(2)全部用塑料制成。
18.根据权利要求3或4所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述第一部分(4)和/或第二部分(5)至少部分地用塑料制成。
19.根据权利要求18所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述第一部分(4)和/或第二部分(5)全部用塑料制成。
20.根据权利要求8所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述摩擦元件(15)具有多个凸部。
21.根据权利要求8所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述凸部是定位销(17)或者钩子(18)。
22.根据权利要求10所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述摩擦元件(15)全部用热塑性弹性体或塑料制成。
23.根据权利要求10所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述塑料是Santoprene。
24.根据权利要求11所述的踏板传感器装置，其特征在于，所述加速踏板(2)利用轴承(9)围绕枢转轴(19)可枢转地被支承。
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