CN107750210A - 用于机动车的加速踏板单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的加速踏板单元(1)，该加速踏板单元具有基体(10)，在该基体上，加速踏板(11)以可转动地支承的方式被容纳在铰接头(12)中并且该加速踏板能从空载位置出发通过操纵而沿操纵方向(13)运动，其中，在基体(10)中容纳有传感器单元(14)，该传感器单元借助探测元件(15)感测加速踏板(11)的位置，并且设有回位弹簧(16)，加速踏板(11)利用该回位弹簧被预紧到初始位置中。按照本发明规定，在加速踏板(11)上布置有具有弹簧预紧的止挡元件(18)的力突变单元(17)，并且设有可运动的配合止挡元件(19)，其中，配合止挡元件(19)能运动到止挡位置(Ⅰ)中，在该止挡位置中，在操纵加速踏板(11)时止挡元件(18)贴靠到配合止挡元件(19)上并且该止挡元件在施加附加力(F)到加速踏板(11)上的情况下移入到力突变单元(17)中，并且配合止挡元件(19)能运动到释放位置(Ⅱ)中，在该释放位置中，在操纵加速踏板(11)时止挡元件(18)能在运动区域(20)内自由运动。

Description

用于机动车的加速踏板单元

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的加速踏板单元，该加速踏板单元具有基体，在该基体上，加速踏板以可转动地支承的方式被容纳在铰接头中并且该加速踏板能从空载位置(Ruhelage)出发通过操纵而沿操纵方向运动，其中，在基体中容纳有传感器单元，该传感器单元借助探测元件(Abgriffselement)感测加速踏板的位置，并且设有回位弹簧，加速踏板利用该回位弹簧被预紧到初始位置中。

现有技术

WO 2011/141459 A1描述了一种同类的用于机动车的加速踏板单元，该加速踏板单元具有基体，加速踏板以经由铰接头可转动地支承的方式被容纳在该基体上。加速踏板利用回位弹簧被预紧到初始位置中，并且如果机动车驾驶员操作加速踏板，则除了利用回位弹簧产生的随着加速踏板沿操纵方向的运动而基本上线性地上升的操纵力之外还可以附加有另一操纵力，所述另一操纵力能在附加力的力值方面和在附加力的介入点(Einsatzpunkt)方面关于沿加速踏板的操纵方向的行程被调整。

该加速踏板单元的结构设计是复杂的并且设有提升磁体，该提升磁体必须在激活时将磁体推杆压靠到贴靠面上，然而，为了持久地保持磁体推杆与贴靠面之间的接触，需要附加的弹簧元件。在此，贴靠面构成在凸轮状的凸轮盘上。如果提升磁体被通电并且将推杆压靠到贴靠面上，则产生的对加速踏板的总操纵力根据提升磁体的通电和激活时刻表现出力突变的特性。

这样的力突变例如可以应用于混合动力车辆中，以便为机动车驾驶员提供何时在电驱动与内燃机驱动之间进行切换的信息。在此也描述作为力信息应用于加速踏板的振动或特定脉冲序列，所述振动或特定脉冲序列可以经由对提升磁体的相应操控来产生。

然而，除了复杂的结构之外，在已知加速踏板单元中可从下面看出其它缺点：对于附加力突变的施加需要长的调节行程并且对于推杆(该推杆可以利用提升磁体运动)必须设置沿着运动轴线的位置识别，由此加速踏板单元的结构构造得额外更复杂。

发明内容

本发明的任务是进一步构造结构简单的用于车辆的加速踏板单元，利用该结构能够产生用于操纵加速踏板的附加力。本发明的任务尤其是在于能够利用尽可能简单的机构来接入和断开所述附加力的产生。

该任务从按照权利要求1前序部分的加速踏板单元出发结合特征部分的特征来解决。本发明的有利的进一步扩展方案在从属权利要求中给出。

为了解决上述任务，本发明规定，在加速踏板上布置有具有弹簧预紧的止挡元件的力突变单元，并且设有可运动的配合止挡元件，其中，配合止挡元件能在止挡位置中运动，在该止挡位置中，在操纵加速踏板时止挡元件贴靠到配合止挡元件上并且该止挡元件在施加附加力的情况下移入到力突变单元中，并且配合止挡元件能运动到释放位置中，在该释放位置中，在操纵加速踏板时止挡元件能在运动区域内自由运动。

本发明的核心在于力突变的在操纵加速踏板时可接入和可断开的设置，其方式为：以简单的方式使配合止挡元件在止挡位置与释放位置之间运动。如果接入加速踏板的附加回位力，则配合止挡元件运动到止挡位置中，如果再次断开附加回位力，则按照本发明的加速踏板单元能够实现使配合止挡元件运动到释放位置中。

一个特别的优点在于，用于止挡的进给力(Zustellkraft)与力突变大小无关，这通过相对于竖直延伸的推杆运动独立的进给来实现。由此，能够针对不同的触觉信号和加速踏板构造而使用相同的具有小调节力的致动器。

除了用于产生配合止挡元件的运动的电气运动单元之外，本发明的构思基于纯机械地设计附加回位力的接入和断开。随着对加速踏板的操纵，止挡元件沿着其运动区域运动，其方式为：使加速踏板沿操纵方向运动，例如使加速踏板经由与铰接头的连接朝基体的方向运动。通过止挡元件的弹簧预紧特性并且通过力突变单元在加速踏板上的布置，附加回位力以机械的方式连接到(aufschalten)通过回位弹簧以本身已知的方式本来就存在的回位力上。在此取消力突变单元的电气连接，因为能够以简单的机械方式使配合止挡元件移入到运动区域中以及也使配合止挡元件从该运动区域再次移出。如果配合止挡元件位于释放位置中，则力突变单元以弹簧预紧的止挡元件保留在空载布置结构中，并且仅当配合止挡元件移入到止挡元件的运动区域中时，止挡元件才通过在力突变单元中或上的弹簧预紧的布置结构激活并且产生所述附加回位力。

有利地，配合止挡元件被可运动地容纳在基体中。如果加速踏板被激活并且沿操纵方向经由铰接头朝向基体运动，则力突变单元可以至少部分地移入到基体中的相应开口中。通过力突变单元的所述移入，弹簧预紧的止挡元件也进入到基体中并且能够在止挡位置中与配合止挡元件共同起作用。

本发明的核心也包括力突变单元在基体中的布置结构，并且同时配合止挡元件可以可运动地布置在加速踏板上。因此，以相同的方式实现本发明的作用原理、进而实现本发明的基本构思。

按照本发明的另一种有利的实施方式，设有致动器，配合止挡元件能利用该致动器在止挡位置与释放位置之间运动。例如，所述致动器包括提升磁体组件，利用该提升磁体组件能产生配合止挡元件的运动。在此，提升磁体组件可以非常简单地构造，因为配合止挡元件仅必须在止挡位置与释放位置之间来回切换。为此，提升磁体组件仅还必须被电气地接通和断开，并且也可想到提升磁体组件具有双稳态构造，从而在未通电的情况下配合止挡元件要么在止挡位置中、要么在释放位置中占据稳定的布置结构。当然，也存在提升磁体组件例如在释放位置中具有单稳态构造的可能性。

此外有利地，所述致动器包括布置在配合止挡元件与提升磁体组件之间的弹簧单元。借助该弹簧单元，在配合止挡元件与提升磁体组件之间的连接中建立弹性，该弹性尤其是用于避免止挡元件与配合止挡元件之间的卡住。例如可能进入如下状态，在该状态下，配合止挡元件布置在释放位置中，并且通过激活致动器使配合止挡元件转变到止挡位置中，然而止挡元件已经被移入到运动区域中。这样未约定的在止挡元件与配合止挡元件之间的碰撞在没有布置弹簧单元的情况下可能导致止挡元件与配合止挡元件之间的卡住。同样地，通过所述弹簧单元避免如下情况，即：止挡元件止挡到配合止挡元件上并且通过激活致动器使配合止挡元件转变到释放位置中。对于该情况也必须避免止挡元件与配合止挡元件之间的不利的相互作用，弹簧单元的弹性特征有利于此。

止挡元件例如由推杆构成，该推杆能沿其纵向方向运动。在此，当配合止挡元件位于止挡位置中时并且当推杆通过操纵加速踏板而运动进入到运动区域中时，推杆能以其端侧贴靠到该配合止挡元件上。然而备选地，止挡元件也可以以杠杆、摇杆、转动元件等形式构造。

按照本发明的另一种实施方式，力突变单元具有壳体，止挡元件以可运动地引导的方式被容纳在所述壳体中或上。加速踏板具有操纵侧，驾驶员通常经由该操纵侧以其脚沿操纵方向操纵加速踏板。力突变单元布置在与加速踏板的操纵侧相对的并且因此在后方的一侧，其中，力突变单元的壳体也可以与加速踏板一体地并且尤其是材料一致地构成。

此外有利地，力突变单元包括弹簧元件，止挡元件被该弹簧元件预紧。此外有利地，该弹簧元件和止挡元件的一部分、尤其是推杆的一部分被容纳在力突变单元的壳体中。因此，推杆能够在部分长度上从力突变单元的壳体中伸出，并且如果推杆的端侧达到与配合止挡元件接触，则推杆沿着其纵向方向在弹簧元件压缩的情况下被压入到止挡元件的壳体中。

探测元件以已知的方式探测加速踏板的位置，以便感测该位置。按照一种有利的并且进一步简化加速踏板单元的结构的布置结构，探测元件可以与力突变单元的壳体共同起作用。因此，尤其是已经用探测元代替加速踏板与传感器单元之间的传递元件，其方式为：为此使用按照本发明的力突变单元。

最后，按照一种更进一步的实施方式，力突变单元具有如下机构，利用所述机构产生止挡元件到力突变单元的壳体中的移入运动的定义的力-行程变化曲线。所述机构可以这样构造，使得对于力突变除了对加速踏板的一般操纵力之外还在确定点上加入附加回位力并且该附加回位力强烈上升。加速踏板的总操纵力的突然上升已经通过如下方式实现，即，推杆经由弹簧单元在力突变单元的壳体中被空载力预紧。如果操作者操纵加速踏板并且推杆与配合止挡元件接触，则该高的力已经加到由回位弹簧产生的一般操纵力上。然而，在力突变单元中的机构也可以这样进一步构造，使得初始力突变在沿操纵方向更进一步操纵加速踏板时再次下降。

致动器的激活可以通过机动车驾驶员例如经由操作机动车中的控制器来实现，并且致动器可以构成为用于与机动车中的控制器连接。如果机动车驾驶员想要与加速踏板沿操纵方向的如下点——从该点起或在该点不久前接入内燃机——有关的信息，则可以激活致动器并且使得配合止挡元件转变到止挡位置中。如果驾驶员由于他不想连接附加回位力而再次断开致动器，则使该致动器去激活并且使配合止挡元件转变到释放位置中。

尤其是，此外存在设置如下传感器的可能性，该传感器检测配合止挡元件是布置在止挡位置中还是在释放位置中。通过检测配合止挡元件位置能够实现将提高系统安全性的反馈输出到控制器上。所述传感器有利地被容纳在基体中。

附图说明

以下共同利用对本发明的优选实施例的描述并且借助附图更详细地阐述其它改进本发明的措施。其中：

图1示出用于机动车的加速踏板单元的示意侧视图，该加速踏板单元具有本发明的特征，其中，加速踏板处于初始位置中；

图2示出具有力突变单元和配合止挡元件的加速踏板单元的视图，其中，配合止挡元件布置在止挡位置中并且与力突变单元共同起作用；

图3示出按照图2的视图，其中，配合止挡元件布置在释放位置中并且不与力突变单元共同起作用；

图4示出加速踏板单元的悬挂地布置加速踏板的另一实施例，其中，配合止挡元件向前移动到止挡位置中；

图5示出按照图4的加速踏板单元的实施例，其中，配合止挡元件往回移动到释放位置中；

图6示出一个曲线图，在该曲线图中描绘了关于沿操纵方向的踏板行程的踏板力，并且在操纵力上加入力突变；以及

图7示出另一曲线图，在该曲线图中描绘了关于沿操纵方向的踏板行程的踏板力，并且在操纵力上加入力阈值。

具体实施方式

图1以示意侧视图示出用于机动车的具有基体10的加速踏板单元1，在该基体上，加速踏板11以可转动地支承的方式被容纳在铰接头12中。如果操纵加速踏板11，则该加速踏板沿着操纵方向13从所示出的初始位置中运动出来，其中，加速踏板11朝向基体10运动。在此，经由杠杆状地构成的探测元件15以未详细示出的方式激活传感器单元14，并且经由该传感器单元14能够感测加速踏板沿着操纵方向13的位置。因此，加速踏板信号被提供给控制单元，经由该加速踏板信号能够以已知的方式规定机动车的行驶速度。

为了使加速踏板11朝初始位置的方向预紧，设有回位弹簧16，加速踏板11在该加速踏板11未被操纵时占据所述初始位置。回位弹簧16产生踏板法向力，机动车驾驶员以已知的方式感受到该踏板法向力，其中，该踏板法向力引起防止加速踏板11沿操纵方向13运动的回位力。

加速踏板单元1具有布置在加速踏板11上的力突变单元17。力突变单元17布置在加速踏板11的背侧，从而该力突变单元17位于与加速踏板11的操纵侧29相反的一侧。力突变单元17具有壳体26，并且在该壳体26中容纳有止挡元件18，并且止挡元件18构造为推杆24，该推杆沿纵向方向25大部分从壳体26伸出。

在力突变单元17的壳体26中容纳有弹簧元件27，该弹簧元件使推杆24沿其纵向方向25这样预紧，使得推杆24从壳体26被压出直到一个终端点。

此外，在壳体26上存在端部止挡机构30，当加速踏板11已经被操纵到全负荷位置中时，该端部止挡机构达到贴靠到基体10上的橡胶元件31上。

在基体10中容纳有配合止挡元件19，并且该配合止挡元件19可以经由致动器21在止挡位置(为此参见图2)与释放位置(为此参见图3)之间来回运动，该致动器构成为提升磁体组件22。止挡位置与释放位置之间的运动方向32利用双箭头来表明并且可看出该运动方向32垂直于推杆24的纵向方向25延伸。

致动器21包括布置在配合止挡元件19与提升磁体组件22之间的弹簧单元23。借助该弹簧单元23在配合止挡元件19与提升磁体组件22之间的连接中产生弹性，该弹性尤其是用于避免止挡元件18与配合止挡元件19之间的卡紧。

图2示出具有力突变单元17和配合止挡元件19的加速踏板单元1，该配合止挡元件处于止挡位置Ⅰ中。加速踏板11在所示出的位置中被完全下压并且力突变单元17以推杆24下沉到基体10中。通过配合止挡元件19布置在推杆24的运动区域20内，推杆24的端侧24a达到贴靠到配合止挡元件19上并且在沿操纵方向13进一步操纵加速踏板11时被压入到力突变单元17的壳体26中。通过弹簧元件27的压缩(为此参见图1)，弹簧元件27的弹簧力加到回位弹簧16的弹簧力上，从而驾驶员在操纵加速踏板11时觉察到力突变。在此，在推杆16的端侧24a碰到配合止挡元件19的时刻开始所述力突变。因为推杆24在力突变单元17的壳体26中被预紧，所以加速踏板11的操纵力突然上升，因为附加回位力加到由回位弹簧16产生的回位力上。

探测元件15这样构造，即，该探测元件以端侧贴靠到力突变单元17的壳体26的前侧上。由此激活探测元件15，从而同时能够利用传感器单元14感测加速踏板位置。通过使端部止挡元件30贴靠到橡胶元件31上而得到所示出的全负荷位置。因此不可能沿操纵方向13进一步操纵加速踏板11。

图3示出按照图2的具有位于释放位置Ⅱ中的配合止挡元件19的加速踏板单元1。因此，配合止挡元件19不位于推杆24的运动区域20内，并且推杆24保持在从力突变单元17的壳体26移出的位置中。所以，也没有附加回位力加到加速踏板11的由回位弹簧16以已知的方式产生的反向于操纵方向13的回位力上。

图4和5示出用于机动车的具有基体10的加速踏板单元1的另一实施例，在该基体10上，加速踏板11被悬挂地支承在铰接头12中。如果操纵加速踏板11，则该加速踏板从初始位置沿着操纵方向13运动到所示出的全负荷位置中，其中，加速踏板11基于悬挂布置结构而在基体10下方偏转。在此，以未详细示出的方式激活传感器单元14，并且经由该传感器单元14能够感测加速踏板11沿着操纵方向13的位置。

为了使加速踏板11朝初始位置的方向预紧，设有回位弹簧16，加速踏板11在该加速踏板11未被操纵时占据所述初始位置。回位弹簧16产生踏板法向力，机动车驾驶员以已知的方式感受到该踏板法向力，其中，该踏板法向力引起防止加速踏板11沿操纵方向13运动的回位力。

加速踏板单元1具有布置在加速踏板11上的力突变单元17。力突变单元17在加速踏板11上布置在相对于操纵侧29的背侧或上侧，并且该力突变单元具有壳体26，在该壳体中容纳有止挡元件18，该止挡元件以从壳体26突出的方式被弹簧元件27预紧。

在基体10中可运动地容纳有配合止挡元件19，并且该配合止挡元件19可以经由致动器21在止挡位置Ⅰ(在图4中示出)与释放位置Ⅱ(在图5中示出)之间来回运动，所述致动器构成为提升磁体组件22。

致动器21包括布置在配合止挡元件19与提升磁体组件22之间的弹簧单元23。借助该弹簧单元23在配合止挡元件19与提升磁体组件22之间的连接中产生弹性，该弹性尤其是用于避免止挡元件18与配合止挡元件19之间的卡紧。

在图4中，配合止挡元件19位于所示出的止挡位置中，并且在操纵加速踏板11时止挡元件18将会贴靠到配合止挡元件19上。

在图5中，配合止挡元件19位于释放位置Ⅱ中，并且在操纵加速踏板11时止挡元件18不会贴靠到配合止挡元件19上，因为该配合止挡元件已从运动区域20被引导出来。

图6示出一个曲线图，利用该曲线图描绘了关于踏板行程的踏板力P。所示出的踏板法向力PN具有基本上线性的走向，其中，滞后状地产生针对沿操纵方向13的和反向于操纵方向13的行程的平行走向。

在所示出的接入点33处，附加回位力F加到踏板法向力PN上，从而机动车驾驶员能觉察到踏板力突然上升。

图7最后示出踏板力P关于踏板行程s的曲线图，其中，附加回位力F以力阈值的形式示出，该力阈值在接入点33处开始突然上升并且然后随着踏板行程增加在起始力点之后缓慢地再次衰减。附加回位力F的这种走向通过可以在力突变单元17中存在的机构28得到。所示出的踏板法向力PN如已经结合图4描述的那样具有基本上线性的走向，其中，滞后状地产生针对沿操纵方向13的和反向于操纵方向13的行程的平行走向。

附图标记列表

1 加速踏板单元

10 基体

11 加速踏板

12 铰接头

13 操纵方向

14 传感器单元

15 探测元件

16 回位弹簧

17 力突变单元

18 止挡元件

19 配合止挡元件

20 运动区域

21 致动器

22 提升磁体组件

23 弹簧单元

24 推杆

24a 端侧

25 纵向方向

26 壳体

27 弹簧元件

28 机构

29 操纵侧

30 端部止挡机构

31 橡胶元件

32 运动方向

33 接入点

Ⅰ 止挡位置

Ⅱ 释放位置

P 踏板力

PN 踏板法向力

PZR 附加回位力

s 踏板行程

Claims (10)

1.用于机动车的加速踏板单元(1)，该加速踏板单元具有基体(10)，在该基体上，加速踏板(11)以可转动地支承的方式被容纳在铰接头(12)中并且该加速踏板能从空载位置出发通过操纵而沿操纵方向(13)运动，其中，在基体(10)中容纳有传感器单元(14)，该传感器单元借助探测元件(15)感测加速踏板(11)的位置，并且设有回位弹簧(16)，加速踏板(11)利用该回位弹簧被预紧到初始位置中，

其特征在于，在加速踏板(11)上布置有具有弹簧预紧的止挡元件(18)的力突变单元(17)，并且设有可运动的配合止挡元件(19)，其中，

-配合止挡元件(19)能运动到止挡位置(Ⅰ)中，在该止挡位置中，在操纵加速踏板(11)时止挡元件(18)贴靠到配合止挡元件(19)上并且在施加附加力(F)的情况下该止挡元件移入到力突变单元(17)中，并且

-配合止挡元件(19)能运动到释放位置(Ⅱ)中，在该释放位置中，在操纵加速踏板(11)时，止挡元件(18)能在运动区域(20)内自由运动。

2.根据权利要求1所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述配合止挡元件(19)被可运动地容纳在基体(10)中。

3.根据权利要求1或2所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，设有致动器(21)，配合止挡元件(19)能利用该致动器在止挡位置(Ⅰ)与释放位置(Ⅱ)之间运动。

4.根据权利要求3所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述致动器(21)包括提升磁体组件(22)，利用该提升磁体组件能产生配合止挡元件(19)的运动。

5.根据权利要求4所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述致动器(21)包括布置在配合止挡元件(19)与提升磁体组件(22)之间的弹簧单元(23)。

6.根据上述权利要求之一所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述止挡元件(18)由推杆(24)构成并且该推杆能沿纵向方向(25)运动，其中，当配合止挡元件位于止挡位置(Ⅰ)中时，推杆(24)能以其端侧(24a)贴靠到该配合止挡元件(19)上。

7.根据上述权利要求之一所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述力突变单元(17)具有壳体(26)，止挡元件(18)以可运动地引导的方式被容纳在所述壳体中或上。

8.根据权利要求7所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述力突变单元(17)包括弹簧元件(27)，止挡元件(18)被该弹簧元件预紧。

9.根据上述权利要求之一所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述探测元件(15)为了感测加速踏板(11)的位置而与力突变单元(17)的壳体(26)共同起作用。

10.根据上述权利要求之一所述的加速踏板单元(1)，其特征在于，所述力突变单元(17)具有机构(18)，利用所述机构产生止挡元件(18)到力突变单元(17)的壳体(25)中的移入运动的定义的力-行程变化曲线。