CN106740099B - 电子油门踏板装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子油门踏板装置，包括：基座、踏板臂、转轴、油门踏板、传感器模块、弹簧以及力滞装置，踏板臂与油门踏板联动且通过转轴安装在基座上，弹簧和力滞装置安装于踏板臂的空腔内，该空腔位于转轴和油门踏板之间，弹簧安装于基座和力滞装置之间；传感器模块包括非接触式传感器，用于感应转轴的转动。使用非接触式传感器测量转轴的转动，非接触式传感器体积小，使得传感器模块长度小，进而使得弹簧和力滞装置位于踏板臂位于转轴和油门踏板之间，充分利用了踏板臂内部的空间，同时缩短转轴的长度，从而使得转轴和传感器模块的并列厚度减小，进而使得基座的宽度大幅度减小，以适应未来在各种空间排布日趋紧凑的车型上的应用。

Description

电子油门踏板装置

技术领域

本发明涉及汽车的发动机系统，尤其是一种电子油门踏板装置。

背景技术

在汽车的发动机系统中通常使用电子油门踏板装置的设计。当前，采用摆臂电刷接触式角度传感器的电子油门踏板装置大多采用弹簧前置于转轴的设计，即所述弹簧与油门踏板之间的距离大于所述转轴与油门踏板之间的距离。

如图1所示，公开号为CN 101508243A的专利公开了一种车用电子油门踏板，该电子油门踏板包括壳体1、踏板臂5、转轴6和传感器模块7，所述踏板臂2通过所述转轴6安装在所述壳体1上，并且可带动所述转轴同步旋转，所述传感器模块7与转轴6连接，所述转轴旋转时带动所述传感器模块的电刷臂同步旋转，该电子油门踏板还包括设置在所述踏板臂的尾部的力滞产生机构，该力滞产生机构包括基座、两个摩擦元件4、弹簧支撑3和弹簧2，中空的基座位于所述踏板臂的尾端，在所述基座的两侧各开一个摩擦元件支撑槽，所述摩擦元件分别设置在一个摩擦元件支撑槽中，露出的外端面为摩擦面；位于基座的上端面设有一个开口槽，所述弹簧支撑设置在开口槽中，弹簧支撑的上端面设有弹簧定位，弹簧定位于弹簧支撑的弹簧定位和所述壳体上的第二弹簧定位之间；弹簧支撑的下端为上宽下窄的楔形，该楔形下端的两斜面与摩擦元件的端面接触。

结合图1可以看出，上述车用电子油门踏板中，由于摆臂电刷接触式角度传感器长度较大，所述弹簧2和力滞产生机构安排在所述转轴6前面，即所述转轴6位于所述力滞产生机构和油门踏板之间，这样的设计导致所述弹簧2和力滞产生机构必须与所述传感器模块7在宽度方向上叠加排布，由于所述弹簧2最大直径有限制，即所述弹簧2一般采用套在一起的双弹簧，要保证小弹簧的直径不能太小，又要保证套在小弹簧外的大弹簧不接触小弹簧，所以大弹簧的直径一般不能小于16mm，也就是说，所述弹簧2的最大直径一般不能小于16mm，而摆臂电刷接触式角度传感器在宽度方向上又必须有一定的最小厚度来保证功能，从而导致电子油门踏板装置的基座宽度过宽，不利于未来在各种空间排布日趋紧凑的车型上的应用。

进一步的，在电子油门踏板装置的基座长度相等的情况下，内部机械止点和距离转轴的长度就相对较短，即力臂较短，从杠杆原理可知，力臂越小，所述内部机械止点和转轴受力就越大，不利于强度的提升，也不利于未来在各种空间排布日趋紧凑的车型上的应用。更进一步的，内部机械止点和距离转轴的长度就相对较短还会使强制降挡开关与转轴的距离过短，使得开关按压行程在踏板臂处被放大，导致强制降挡开关脚感变差，操作速度变慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子油门踏板装置，以解决基座宽度过宽不利于未来在各种空间排布日趋紧凑的车型上应用的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电子油门踏板装置，包括：基座、踏板臂、转轴、油门踏板、传感器模块、弹簧以及力滞装置，所述踏板臂与油门踏板联动且通过所述转轴安装在所述基座上，所述弹簧和力滞装置安装于所述踏板臂的空腔内，所述空腔位于所述转轴和油门踏板之间，所述弹簧安装于所述基座和力滞装置之间；所述传感器模块包括非接触式传感器，用于感应所述转轴的转动。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述力滞装置包括：弹簧支撑座和两个摩擦元件，在所述踏板臂空腔的两个侧壁上各开设有一个摩擦元件支撑槽，所述两个摩擦元件分别设置在两个所述摩擦元件支撑槽中。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述弹簧支撑座固定在所述踏板臂空腔中，且其上端为上窄下宽的楔形，该楔形上端的两个斜面与所述两个摩擦元件的端面接触。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述弹簧支撑座的下端面设有弹簧定位，所述弹簧定位于所述弹簧定位和踏板臂上的第二弹簧定位之间。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述力滞装置通过将所述弹簧对弹簧支撑座的压力转化成对所述摩擦元件的侧向推压力，对所述摩擦元件的侧向推压力中心位置随着所述踏板臂的位置不同而变化，所述摩擦元件外端面与所述基座内壁摩擦，进而产生可变摩擦力矩；所述可变摩擦力的大小通过改变所述弹簧支撑座的楔形上端的斜面的角度进行调节。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述摩擦元件为柱状的六面体，其与所述弹簧支撑座楔形上端的两斜面接触的端面为弧面或斜面。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述摩擦元件的沿水平面的剖面呈楔形，使得所述摩擦元件在水平方向获得旋转自由度。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述转轴上设置有磁铁，所述传感器模块用于感应所述磁铁的磁场，并将所述磁场的角度变化转换为电信号。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述磁铁位于所述转轴的中心轴上。

优选的，在上述的电子油门踏板装置中，所述转轴为阶梯轴。

在本发明提供的电子油门踏板装置中，使用非接触式传感器测量转轴的转动，所述非接触式传感器体积小，使得所述传感器模块长度小，进而使得弹簧和力滞装置位于所述踏板臂位于所述转轴和油门踏板之间，充分利用了踏板臂内部的空间，同时缩短了所述转轴的长度，使得所述转轴和传感器模块的并列厚度减小，进而使得基座的宽度大幅度减小，以适应未来在各种空间排布日趋紧凑的车型上的应用。

附图说明

图1为现有技术中电子油门踏板装置的结构爆炸图；

图2为本发明一实施例中电子油门踏板装置的结构爆炸图；

图3为本发明一实施例中电子油门踏板装置的第一种剖视图；

图4为本发明一实施例中电子油门踏板装置的第二种剖视图；

图5为本发明一实施例中电子油门踏板装置的第三种剖视图；

图6为本发明一实施例中摩擦中心的剖视图；

图中：

1-壳体；2-弹簧；3-弹簧支撑；4-摩擦元件；5-踏板臂；6-转轴；7-传感器模块；

101-基座；102-踏板臂；103-转轴；104-传感器模块；105-弹簧；106-弹簧支撑座；107-摩擦元件；108-第一斜面；109-第二斜面；110-怠速时摩擦力中心；111-全速时摩擦力中心。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明实施例提供了一种电子油门踏板装置，如图2所示，包括：基座101、踏板臂102、转轴103、传感器模块104、弹簧105、油门踏板以及力滞装置；所述踏板臂102与油门踏板联动，且通过所述转轴103安装在所述基座101上；所述基座101支撑所述踏板臂102以使其能够在休止位置和最大踏下位置之间围绕所述转轴103转动；所述弹簧105使所述踏板臂102返回所述休止位置。

所述传感器模块104包括非接触式传感器，用于感应所述转轴102的转动。相比于电刷接触式角度传感器，所述非接触式传感器的体积较小，从而使得所述传感器模块104的长度减小，进而使得所述弹簧105和力滞装置可以安装于所述踏板臂102的空腔内，所述空腔位于所述转轴103和油门踏板之间，即，所述弹簧105和力滞装置可以位于所述转轴103和油门踏板之间，充分利用了所述踏板臂102内部的空间，使得所述基座101的宽度较小。

同时，缩短所述转轴103的长度，较优的，将所述转轴103的长度缩短到30mm，使得所述转轴103和传感器模块104的并列宽度大幅度减小，进而使得所述基座101的宽度进一步减小，以适应未来在各种空间排布日趋紧凑的车型上的应用。

进一步的，如图3所示，所述力滞装置包括弹簧支撑座106和两个摩擦元件107，在所述踏板臂102空腔的两个侧壁上各开设一个摩擦元件支撑槽，所述两个摩擦元件107分别设置在两个所述摩擦元件支撑槽中；所述弹簧支撑座103固定在所述踏板臂102空腔中，且其上端为上窄下宽的楔形，该楔形上端的两个斜面与所述两个摩擦元件107的端面接触，所述弹簧支撑座106的下端面设有弹簧定位，所述弹簧105定位于所述弹簧定位和踏板臂102上的第二弹簧定位之间。所述力滞装置通过将所述弹簧105对弹簧支撑座106的压力转化成对所述摩擦元件107的侧向推压力，压力随着所述踏板臂102的位置不同而变化，所述摩擦元件107外端面与所述基座101内壁摩擦，进而产生可变摩擦力；所述摩擦力的大小通过改变所述弹簧支撑座103的楔形上端的斜面的角度进行调节。

所述力滞装置通过将所述弹簧对弹簧支撑座的压力转化成对所述摩擦元件的侧向推压力，而由于不同踏板臂位置对弹簧前后压缩量不同产生弹簧压缩力中心随踏板臂位置前后变化，且由于弹簧支撑座的楔型结构使其可在对称面内获得一定范围的旋转自由度，使得所述摩擦元件的侧向推压力中心位置可随着所述踏板臂的位置不同而变化，所述摩擦元件外端面与所述基座内壁摩擦，进而产生可变摩擦力矩；所述可变摩擦力的大小通过改变所述弹簧支撑座的楔形上端的斜面的角度进行调节。

作为一个非限制性的例子，所述摩擦元件107为柱状的六面体，其与所述弹簧支撑座106楔形上端的两斜面接触的端面为弧面或斜面。可以理解的是，本发明并不限制摩擦元件107的具体形状，其还可以是其他柱状结构。

如图4和图5所示，在所述摩擦元件107的外端面与所述基座101内壁上下摩擦的过程中，所述摩擦元件107的外端面与所述基座101内壁之间形成一摩擦贴合面。所述摩擦元件107的横剖面呈楔形，所述摩擦元件107在与踏板臂102内的配合面上形成一第一斜面108，使得所述摩擦元件107获得在水平方向旋转自由度。进一步的，所述弹簧支撑座106在与所述踏板臂102内的配合面上形成一第二斜面109，使得所述弹簧支撑座106获得在竖直平面上的旋转自由度，进而使得所述摩擦贴合面在水平面内的倾斜角度可以随着所述基座101内壁的角度进行自适应调整，避免了所述摩擦元件107在水平面内无法倾斜带来的额外内部摩擦力，使得弹簧105的弹力得以更加接近设计比例将压力传递到所述基座内壁，从而提高了力滞稳定性。

在本发明实施例中，所述力滞装置的力滞大小随着油门踏板的踩踏深度的增大而上升，提高了深踩油门踏板时控制的稳定性。

具体的，如图6所示，当所述油门踏板在接近怠速位置时，所述弹簧接105近所述转轴103的一侧压缩量大，且由于所述摩擦元件107和弹簧支撑座106在所述踏板臂102内形成的所述第一斜面108和第二斜面109，使得所述摩擦元件107在水平面内自适应旋转，从而使得所述摩擦元件107接近所述转轴103一侧获得的正压力大，怠速时摩擦力中心110更加接近所述转轴102，即，在怠速时力臂Rf1较小，从而导致摩擦扭矩Tf1较小，对应的力滞较小。其中，摩擦扭矩Tf1为：

Tf1＝Ff*Rf1。 (式1)

当油门踏板在接近全速时，所述弹簧105远离所述转轴103一侧的压缩量大，从而使得所述摩擦元件107远离所述转轴103一侧获得的正压力大，因此，全速时摩擦力中心111更加远离所述转轴103，即，在全速时力臂Rf2较大，从而导致摩擦扭矩Tf2较大，对应的力滞较大。其中，摩擦扭矩Tf2为：

Tf2＝Ff*Rf2。 (式2)

在本实施例中，采用非接触式传感器，因此，在所述转轴103上设置有磁铁，所述非接触式传感器用于感应所述磁铁的磁场，并将所述磁场的角度变化转换为电信号。具体的，所述磁铁位于所述转轴103的中心轴上，且该转轴为阶梯轴。

综上，在本发明实施例提供的电子油门踏板装置中，使用非接触式传感器测量转轴的转动，所述非接触式传感器体积小，使得所述传感器模块长度小，进而使得弹簧和力滞装置位于所述踏板臂位于所述转轴和油门踏板之间，充分利用了踏板臂内部的空间，同时缩短所述转轴的长度，从而使得所述转轴和传感器模块的并列厚度减小，进而使得基座的宽度大幅度减小，以适应未来在各种空间排布日趋紧凑的车型上的应用。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电子油门踏板装置，包括：基座、踏板臂、转轴、油门踏板、传感器模块、弹簧以及力滞装置，所述踏板臂与油门踏板联动且通过所述转轴安装在所述基座上，其特征在于，所述弹簧和力滞装置安装于所述踏板臂的空腔内，所述空腔位于所述转轴和油门踏板之间，所述弹簧安装于所述基座和力滞装置之间；所述传感器模块包括非接触式传感器，用于感应所述转轴的转动；所述力滞装置包括弹簧支撑座和两个摩擦元件，在所述踏板臂空腔的两个侧壁上各开设有一个摩擦元件支撑槽，所述两个摩擦元件分别设置在两个所述摩擦元件支撑槽中，所述摩擦元件的沿水平面的剖面呈楔形，所述摩擦元件在与所述踏板臂内的配合面上形成一第一斜面，使得所述摩擦元件在水平方向获得旋转自由度；所述弹簧支撑座在与所述踏板臂内的配合面上形成一第二斜面，使得所述弹簧支撑座获得在竖直平面上的旋转自由度，使得所述摩擦元件的外端面与所述基座内壁之间的摩擦贴合面在水平面内的倾斜角度能够随着所述基座内壁的角度进行自适应调整。

2.如权利要求1所述的电子油门踏板装置，其特征在于，所述弹簧支撑座固定在所述踏板臂空腔中，且其上端为上窄下宽的楔形，该楔形上端的两个斜面与所述两个摩擦元件的端面接触。

3.如权利要求2所述的电子油门踏板装置，其特征在于，所述弹簧支撑座的下端面设有弹簧定位，所述弹簧定位于所述弹簧定位和踏板臂上的第二弹簧定位之间。

4.如权利要求3所述的电子油门踏板装置，其特征在于，所述力滞装置通过将所述弹簧对弹簧支撑座的压力转化成对所述摩擦元件的侧向推压力，所述摩擦元件的侧向推压力中心位置随着所述踏板臂的位置不同而变化，所述摩擦元件外端面与所述基座内壁摩擦，进而产生可变摩擦力矩；所述可变摩擦力的大小通过改变所述弹簧支撑座的楔形上端的斜面的角度进行调节。

5.如权利要求1所述的电子油门踏板装置，其特征在于，所述摩擦元件为柱状的六面体，其与所述弹簧支撑座楔形上端的两斜面接触的端面为弧面或斜面。

6.如权利要求1所述的电子油门踏板装置，其特征在于，所述转轴上设置有磁铁，所述传感器模块用于感应所述磁铁的磁场，并将所述磁场的角度变化转换为电信号。

7.如权利要求6所述的电子油门踏板装置，其特征在于，所述磁铁位于所述转轴的中心轴上。

8.如权利要求1所述的电子油门踏板装置，其特征在于，所述转轴为阶梯轴。