CN113784860B - 可调节油门踏板组件 - Google Patents

Abstract

一种可调节油门踏板组件包括可下压油门踏板和电磁制动器，可下压油门踏板朝向搁置位置被偏压远离下压位置，电磁制动器可操作以调节下压油门踏板所需的力。电磁制动器可以提供增大的力以便充当“虚拟脚踏”、“虚拟强制降档开关”、或“ICE力缩进”，从而在车辆将需要启动内燃发动机(ICE)的点处提供增大的力。此外，电磁制动器是可调节的以便提供不同的可定制的“踏板重量”设置，以适应驾驶员的优选力反馈。例如，离散的踏板重量设置可以是可选择的，其中由电磁制动器提供的更大的阻滞力以提供更坚实的重量，或者踏板重量可以定制并且校准到给定的驾驶员。

Description

可调节油门踏板组件

技术领域

本发明涉及一种油门踏板(也称为加速器或气体踏板)，并且具体地但不排他地，本发明涉及一种用于汽车的可调节油门踏板组件。

背景技术

具有不均匀响应的油门踏板组件是已知的。

具有不均匀响应力的油门踏板组件的最常见的示例是“强制降档(kick-down)”响应，在具有自动变速器的许多车辆(称为“自动车辆”)中是熟悉的。这些系统在100％的油门位置之后使用力缩进(具有更大的响应力)，该100％的油门位置在被按压时引起降档以允许更大的加速度。这被驾驶员感知为脚踏式非闩锁开关，并且通常由单独的开关(包括用于增加响应力的弹簧)提供，该单独的开关被油门踏板的下侧按压。

本申请人已经在早期专利申请中提出了用于在某些条件下提供增大的力的另一修改，即WO2017/220981提出了一种“虚拟脚踏”设备，在该设备中，可展开元件包括弹簧壳体，该弹簧壳体可展开至油门踏板下方的位置以支撑踏板，使得踏板在巡航控制模式下充当脚踏。该弹簧允许即使在该元件被展开时也下压油门踏板，但是增加反应力，使得它可以充当脚踏。

博世RTM(Bosch(RTM))还提出了“主动踏板”，该主动踏板以温和的振动的形式提供触觉信号，以便当内燃发动机将要从电动机接管时警告具有混合变速器的车辆的驾驶员，所以他们可以减小油门踏板上的压力并且保持在电动模式中。

本发明旨在提供一种改进的油门踏板组件。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种可调节的油门踏板组件，该可调节的油门踏板组件包括可下压的油门踏板和电磁制动器，该可下压的油门踏板朝向搁置位置、且远离下压位置被偏压，电磁制动器是可操作的以便调节下压该油门踏板所需的力。

电磁制动器的设置可以向该油门踏板增加阻滞力，从而增加下压该油门踏板所需的力。该阻滞力在产生的触觉反馈和力/行程关系方面是非常多用途的，并且在其响应中是瞬时的。这可用于提供如上所讨论的多个功能，以及更多个功能。重要的是，虽然电磁制动器可以提供所讨论的功能之一，它还可以提供多种功能，因此减少了零件数量/存货。

具体地，电磁制动器可以提供增大的力以便充当如以上所讨论的“虚拟脚踏”。

可替代地/附加地，为了在自动车辆中使用，电磁制动器可以提供增大的力以便充当“虚拟强制降档开关”，即，在特定点处提供可感知的增大的力，在该点处自动变速器将降档。

可替代地/附加地，为了在混合动力车辆中使用，电磁制动器可以提供“ICE力缩进”，即，车辆将需要启动内燃发动机(ICE)的点处的增大的力、或在车辆将需要启动内燃发动机之前的预定踏板行程距离。

可替代地/附加地，电磁制动器可以是可调节的以便提供不同的可定制的“踏板重量”设置，以便适应驾驶员的优选力反馈，即，更硬/更易于整体下压(无论在某些点处更难下压(例如，强制降档、接合ICE和/或处于“虚拟脚踏”模式))。

提供可定制的“踏板重量”设置的可调节性可以在离散的踏板重量设置之间，例如，轻的、中等的和坚实的，具有由电磁制动器提供的更大的阻滞力以提供更坚实(“更重”)的重量，或可以校准至给定的驾驶员。例如，具有较小脚/腿的驾驶员可能偏好较轻的重量(即，下压踏板所需的力较小)，而具有较大脚/腿的驾驶员可能偏好较重的重量(下压踏板所需的力较大)。

电磁制动器可以包括耦接到油门踏板的可旋转摩擦板以及耦接到安装座的静态电磁体，由此增加施加到电磁体上的电压增加了摩擦板与安装座之间的吸引力，并且因此增加了下压油门踏板所需的力。或者，反之亦然，摩擦板可以耦接到安装座，并且电磁体可以耦接到油门踏板，其中增加的电压增加了摩擦板与油门踏板之间的吸引力，并且因此增加了下压油门踏板所需的力。摩擦板可以由一种材料形成，该材料是磁性的但在与磁体接触之后不保持磁性，例如纯铁。

电磁制动器的一部分(例如，摩擦板)可以被安装成在一个方向上是可旋转的，使得电磁制动器不影响远离下压位置的偏压的力。该安装可以是通过摩擦板可以附接到其上的单向耦接器，诸如“楔块离合器”等。从安全观点来看，该特征是有用的，因为其意味着尽管下压油门所需的力可根据需要增加，将油门踏板移动回到(未下压的)搁置位置的普通偏压力(例如弹簧的偏压力)将总是足够的，与电磁制动器的状态无关，防止/限制了意外的车辆加速，并且确保当踏板被释放时，车辆将以正常方式运转(即，正常减速)，使得尽管添加了电磁离合器的功能，但是对其功能方式仍会有一定程度的熟悉和放心。

可旋转摩擦板可以通过气隙与静态电磁体分离。这可以避免电磁制动器被断电时影响下压踏板所需的力。

电磁制动器可以被选择成使得它具有小于预定安全阈值的最大阻滞力(即，抵抗踏板下压的力)。安全阈值可以例如不超过当制动器不激活时踏板的正常偏压力的5倍、不多于3倍、或不超过两倍。提供安全阈值可以帮助避免下压踏板所需的力过高——例如，如此之高以致踏板实际上被锁定，其中驾驶员不能踩压它，或者例如不能通过由“虚拟强制降档开关”、“虚拟脚踏”和/或“ICE力缩进”提供的“力缩进”来踩压。

油门踏板组件可以包括踏板行程传感器。踏板行程传感器可以对电磁干扰不敏感——例如，其可以是光学传感器，或者其可以充分远离电磁制动器的电磁体，使得电磁体不会引起不准确的测量。

油门踏板组件可以包括控制器。该控制器可以安装到安装座，或者可以是另一个车载计算机的模块，它们中的许多是在现代车辆中存在的。

控制器可以是可操作的以便向电磁制动器输出信号。输出信号可以是选定的输出电压，以便调节下压踏板所需的力。

控制器是可操作的以接收输入信号并根据输入信号选择输出电压。

输入信号可以包括来自踏板行程传感器的输入。这些输入可以确定踏板的行程点，该行程点可以用于确定必要的反馈以提供以上所讨论的适当的“力缩进”。

输入信号可以由用户可选择的输入(例如，HMI，诸如简单按钮或触摸屏等)来提供，并且可以是期望踏板重量的指示，由此针对较重的踏板重量信号将提供较高的输出电压。

可替代地/附加地，控制器可以能够运行校准设置，将结果保存到存储器中并且使用所存储的结果作为输入，输出电压取决于作为输入的所存储的结果。

例如，为了校准踏板，响应于输入校准序列的信号(例如，来自HMI)，控制器可以向电磁制动器施加最大阻力(即，最大有效电压)(并且可选地可以指示驾驶员将他/她的脚搁置在踏板上并且可选地指示驾驶员放松腿，就好像使用脚踏一样)；然后，控制器可以逐渐减小阻力，并监测踏板行程传感器，直到踏板开始移动，以确定平衡脚力和防止移动所需的最小量的力；控制器可以使用此最小量的力来选择定制的踏板重量设置，即，抵抗踏板的下压而施加的最佳力。

输出电压可以基于定制的踏板重量设置和取决于其他输入(例如，与“虚拟强制降档开关”、“虚拟脚踏”和/或“ICE力缩进”的操作相关的数据)的可变，从而使得可以根据需要增加力以提供那些(或任何其他)触觉响应。

最小量的力可以被保存为个人设置，任选地与其他设置(诸如座椅设置)一起，任选地以类似的方式被选择，例如通过按下座椅上的记忆按钮来为特定驾驶员选择正确的校准，或可替代地被编码到特定按键。

在可替代方案中，踏板重量可以根据座椅位置(控制器接收指示座椅的位置的信号)来设置——座椅位置通常与驾驶员的高度相关，驾驶员的高度通常与他们的重量和脚的大小相关，因此这可以被用作理想阻力要求的粗略估计(座椅位置指示较小的驾驶员产生较低的阻力，即，“较轻的”踏板)。当然，这可能不如校准准确，并且可能不如可选择的设置对驾驶员的个人品味准确。然而，它避免了通过“设置”的需要，该设置可能是不期望的，同时仍然提供比当今在汽车行业中典型的“一个规格适用所有”方法更可能适合驾驶员的重量，该模型范围中的所有车辆具有固定力/行程关系，该关系主要基于偏压(例如，偏置弹簧)的力并且根本不可定制。

其中，可调节的油门踏板组件能操作以提供增大的力以用作“虚拟脚踏”，当接收到指示选择虚拟脚踏模式的输入时，控制器可以是可操作的，以施加高于标准驱动模式中的标准力的第一预定力，以便保持在脚踏位置中支撑脚，然后在接收到指示踏板已被下压超过脚踏位置(或超过超过脚踏位置的阈值量)的输入(例如来自油门踏板行程传感器)时，在预定时间段内逐渐将阻力减小至标准水平。如果力立即被关闭或快速减小，这可以避免过度的油门踏板行程，并且避免极不舒适的响应，如果其在整个踏板行程范围内继续施加相同的阻力。当然，“标准”水平可以是零，或者可以取决于踏板重量设定和其他因素，例如强制降档或ICE力缩进。

恢复标准操作后，如果控制器未接收到指示虚拟脚踏已被取消的输入，则当到达搁置位置时，控制器可以重新施加第一预定力，以便再次充当脚踏。控制器还可以响应于指示虚拟脚踏模式已经停用的输入信号(包括例如指示巡航控制或自主驾驶模式已经停用的信号)在预定时间段内将阻力逐渐减小至标准水平。

油门踏板组件可以包括摆式安装的油门踏板，即安装在顶部的油门踏板，在该安装座下方具有踏步板。

油门踏板可以经由轴(例如通过板部分，诸如远离踏步板的油门踏板的环形板部分等)连接到安装座。轴可以不可旋转地附接到油门踏板，但是相对于安装座是可旋转的。可旋转轴可以经由单向轴承附接到摩擦板。电磁体可以不可旋转地附接到安装座。这可以允许摩擦板相对于安装座在一个方向上旋转(当下压力由驾驶员施加至油门踏板时，使得如果激活电磁制动器，电磁制动器施加阻力)，但是允许摩擦板相对于油门踏板在相反方向上旋转(当在远离下压位置的偏压力的作用下返回时)，使得电磁制动器不影响弹回。

作为摆式安装的油门踏板的替代方案，油门踏板组件可以包括地板式安装的油门踏板(即被附接成使得安装座在踏板下方、在其下方、一般是从前方可枢转的踏板)。

油门踏板组件可以包括将踏步板连接至安装座的连杆。该偏置构件可以被提供在安装座与踏步板之间，以便直接作用在踏步板上，或者在安装座与连杆之间，以便作用在连杆(连杆可以任选地包括多个可旋转地安装的连杆)上。

连杆可以安装到轴，例如偏心地安装在固定到轴的板(诸如圆形板等)上。轴可以在安装座中旋转。

轴可以不可旋转地附接到油门踏板，但是相对于安装座是可旋转的。可旋转轴可以经由单向轴承附接到摩擦板。电磁体可以不可旋转地附接到安装座。这可以允许摩擦板相对于安装座在一个方向上旋转(当下压力由驾驶员施加至油门踏板时，使得如果激活电磁制动器，电磁制动器施加阻力)，但是允许电磁制动器相对于油门踏板在相反方向上旋转(当在远离下压位置的偏压力的作用下返回时)，使得电磁制动器不影响弹回。

踏板行程传感器可以包括两个部分，一个部分安装到安装座，另一个部分安装到油门踏板，例如安装到板(即，摆式油门踏板的板部分或地板式安装的油门踏板的连杆附接到的板)。因此，两个部分之间的相对运动可以由控制器监测以确定踏板行程的程度。

本发明还延伸到一种车辆，该车辆包括本发明的第一方面的油门踏板组件，任选地包括其任何可选特征件或组合件。车辆可以是汽车。车辆可以是混合动力车辆。车辆可以具有自动变速器。可替代地，车辆可以具有手动变速器。

本发明的第二方面包括油门踏板控制器，该油门踏板控制器可操作以接收输入信号并根据这些输入信号输出电磁制动控制信号；电磁制动控制信号是被选择的输出电压以调节下压油门踏板所需的力。控制器可以包括与以上定义的控制器相关地陈述的可选特征中的任一个。

附图说明

为了可以更清楚地理解本发明，现在将参考附图仅通过示例来描述本发明的一个或更多个实施例，在附图中：

图1示出了包括油门踏板组件的车辆；

图2示出了根据本发明的第一实施例的油门踏板组件的示意性侧视图；

图3示出了沿着图1的线A-A的横截面；

图4示出了根据本发明的第二实施例的油门踏板组件的示意性侧视图；

图5示出了沿着图4的线A-A的横截面；

图6示出了根据本发明的第三实施例的油门踏板组件的示意性侧视图；

图7示出了沿着图6的线A-A的横截面；

图8示出了设置在图1-图7的油门踏板组件中的控制器及其输入/输出的简图；以及

图9a示出了图2和图3的油门组件的安装板与摩擦板之间的连接的放大的示意性横截面视图，其中电磁体被激活；

图9b示出了图2和图3的油门组件的安装板与摩擦板之间的连接的放大的示意性横截面视图，其中电磁体被停用；以及

图9c示出了图9a和图9b中的连接件的图解视图，具体地示出了附接点的布置。

具体实施方式

参见图1，示出了车辆。在该示例中，车辆是具有自动变速器的混合动力车辆1。车辆1包括触摸屏形式的人机接口(HMI)2，该人机接口2能够用作视觉输出装置，并且还用作用于从驾驶员接收输入信号的输入装置。HMI 2可操作地连接至车载计算机3(车载计算机3当然可以是多个控制单元，例如以控制不同的方面，诸如混合动力车辆1中的内燃发动机和电动机等)。HMI 2和车载计算机3各自可操作地连接至控制器21，该控制器21为配备有存储器的CPU的形式并且被编程为如下所述地操作。控制器21被提供在油门踏板组件4、22、41中，该油门踏板组件是下面参见图2-图7描述的油门踏板组件4、22、41中的任何一个油门踏板组件。

本发明的第一实施例的油门踏板组件4在图2和图3中示出。油门踏板组件4包括摆式油门踏板5，该摆式油门踏板5悬挂在安装座6上并且可旋转地安装至安装座6。安装座进而以任何已知的方式固定到车辆1的车身上(在图1中示出)。如常规的，油门踏板5包括位于其近端处的踏步板7，该踏步板7布置成被驾驶员的脚下压。油门踏板5的远端被形成为总体上环形的板部分8，其中它的中心孔不可旋转地附接到轴9，该轴9延伸穿过安装座6、由滑动轴承10支撑以用于相对于安装座6旋转。

处于压缩弹簧形式的第一偏置构件11在油门踏板5的一部分(在这种情况下是从板部分8的凸起)与安装座6的一部分之间延伸，以便将油门踏板5、并且特别是踏步板7朝向搁置位置偏压。

安装座6是U形的，由第一板状分支和第二板状分支形成，第一板状分支和第二板状分支在顶部处通过腹板连接(该腹板在使用中被固定到车辆1的本体)。轴9延伸穿过第一板状分支(图3中的右手侧)。提供了踏板行程传感器，并且该踏板行程传感器由第一部分12构成，例如设置在安装座6的第二分支的内表面上的光学传感器部分(图3中的左手侧)，该第一部分被布置成用于感测该传感器的第二部分13的位置(例如，标记部分)，该标记部分被布置在油门踏板5的与第一部分相对的板部分8上。可替代地，可以使用霍尔效应传感器，例如从海拉可获得的非接触式位置传感器

电磁制动器14被设置在油门踏板组件4的轴9延伸的一侧上。电磁制动器14由电磁体15和摩擦板16提供。这个实施例的电磁体15是环形的并且被提供在第一分支的外表面中(在轴9和滑动轴承10的径向外侧)。摩擦板16也是环形的并且被布置为面向电磁体15，但通过小的气隙与电磁体分离。

摩擦板16被安装到轴9，油门踏板5不可旋转地附接到轴9。摩擦板16被安装到安装板17，使得在没有来自电磁体的吸引力的情况下，弹簧垫片60(在图9a-图9c中示出)将摩擦板16保持抵靠安装板17、与电磁体15分离(如图9b中所示)。安装板17进而不可旋转地附接到单向轴承的外座圈，该单向轴承是楔块离合器18的形式。楔块离合器18的内座圈(不可旋转地)附接到轴9。楔块离合器18被布置成允许轴9(并且因此油门踏板5)相对于安装板17在第一方向19上朝向搁置位置(第一偏置构件11将油门踏板5偏置到该搁置位置)的自由移动。另一方面，楔块离合器18被布置为当油门踏板5在相反的方向20上抵抗偏置(通过驾驶员的脚)被下压时接合在轴9与安装板17之间。因此，当油门踏板5被下压时，摩擦板16相对于电磁体15旋转，而当油门踏板被偏置回搁置位置时，不使摩擦板16相对于电磁体15旋转。

图9a-图9c示出了摩擦板16是如何通过弹簧垫片60安装到安装板17上的。弹簧垫片60在三个等距的摩擦板附接点61(相隔120度)处附接到摩擦板16并且在三个安装板附接点62处等距地在这些摩擦板附接点之间(彼此相隔120度)间隔开，使得垫片60到摩擦板以及安装板附接点61、62被偏置60度以便在摩擦板16与安装板17之间提供旋转扭矩传输，同时通过弹簧垫片60弯曲而允许小的径向位移。当电磁体15被通电时(如图9a所示)，它向摩擦板16提供与弹簧垫片60的弹性力相反的吸引力，以拉动摩擦板16远离安装板17穿过气隙并且抵靠电磁体15，使得摩擦板16以与电磁力的强度成比例的力抵靠电磁体。摩擦板16与电磁体15之间的这种摩擦阻碍摩擦板16的旋转，由此抵抗安装板17的旋转并且因此抵抗踏板7所附接到的轴9的旋转。因此，对电磁体15通电增加了下压油门踏板5所需的力，并且施加到电磁体15的电压越高，吸引力越大，并且因此克服油门踏板5的阻滞下压的力所需的力越大。

油门踏板组件4进一步包括在图2和图3中示意性地示出的控制器21，该控制器21基于不同的输入来控制电磁体15的操作。不论油门踏板组件4的具体形式如何，控制器的总体操作都是相同的，因此在以下在油门踏板组件的两个替代性实施例的描述之后将对其进行详细描述。

图4和图5中示出了本发明的第二实施例的油门踏板组件22。该油门踏板组件22包括枢转地在其前部(图4中的左手侧)安装至安装座24的地板式安装的或“机构止动”的油门踏板23。安装座24进而以任何已知的方式固定到车辆1的车身(在图1中示出)。如常规的，油门踏板23包括踏步板25，该踏步板25具有面向上和面向前的表面以由驾驶员的脚下压。油门踏板23的下侧包括支架26，输入杆形式的连杆27的一端可枢转地安装到支架26。连杆27的相对端被可枢转地附接到曲柄28，该曲柄28是大体上环形的板，其中它的中心孔不可旋转地附接到轴29，该轴29延伸穿过安装座24、由滑动轴承30支撑以用于相对于安装座24旋转。

处于压缩弹簧形式的第二偏置构件31在踏板23的下侧(在这种情况下是在其上的支架)与安装座24的一部分之间延伸，以便将油门踏板23、并且特别是踏步板25朝向搁置位置偏压。

安装座24具有用于连接到车辆的地板的扁平基座，该扁平基座具有从其延伸的总体上三角形的本体。轴29延伸穿过三角形本体。提供了踏板行程传感器，并且该踏板行程传感器同样包括第一部分32。这个第一部分32被设置在罩的内表面上，该罩从安装座6的大致三角形本体的顶部在曲柄28的顶部部分上延伸(图5中的左手侧)。它布置为感测传感器的第二部分33的位置，该第二部分33朝向其顶部布置在曲柄28的相对表面上。

如在第一实施例中，电磁制动器34被设置在油门踏板组件22的轴29延伸的一侧上。电磁制动器34由电磁体35和摩擦板36提供。电磁体35是环形的，并且设置在三角形本体的另一侧中，至存在曲柄28和传感器32、33的一侧(轴29和滑动轴承30的径向外侧)。摩擦板36也是环形的，并且布置为面对电磁体35，但是通过小的气隙与电磁体35隔开。

摩擦板36被安装到轴29，油门踏板23不可旋转地附接到轴。摩擦板36是借助于安装板37安装的，该安装板37是以楔块离合器38的形式不可旋转地附接到单向轴承的外座圈。(摩擦板36通过弹簧垫片(未示出)以与第一实施例完全相同的方式安装到安装板37。)楔块离合器38的内座圈(不可旋转地)附接到轴29。楔块离合器38被布置成允许轴29(并且因此油门踏板22)相对于安装板37在朝向搁置位置(第二偏置构件31将油门踏板23偏压到其上)的第一方向39上自由移动。另一方面，楔块离合器38被布置成当油门踏板23在相对方向20上抵抗偏压(由驾驶员的脚)被下压时接合在轴29与安装板37之间。因此，当下压油门踏板23时，摩擦板36相对于电磁体35旋转，而当油门踏板被偏压回至搁置位置时，不会使摩擦板36相对于电磁体35旋转。

当电磁体35通电时，它向摩擦板36提供吸引力，使其与电磁体摩擦接合并且因此抵抗其旋转。因此，对电磁体35通电增加了下压踏板23所需的力，并且施加到电磁体35的电压越高，吸引力越大，并且因此克服踏板23的阻滞下压的力所需的力越大。

油门踏板组件22进一步包括在图4中示意性地示出的控制器21，该控制器21基于不同的输入控制电磁体35的操作。控制器的总体操作是相同的，而与油门踏板组件4的具体形式无关，因此在对油门踏板组件的第三示例性实施例的说明之后将在下文中对其进行详细描述。

本发明的第三实施例的油门踏板组件41在图6和图7中示出。类似于第二实施例，这个油门踏板组件41包括地板式安装的或“机构止动”的油门踏板42，该油门踏板42在其前部(图6中的左手侧)枢转地安装到安装座43。许多部件与第二实施例中相同，并且相同部件使用相同标号。安装座43以任何已知的方式固定到车辆1的车身(在图1中示出)。油门踏板42同样包括踏步板44，其具有将被驾驶员的脚下压的向上和面向前的表面。油门踏板42的下侧包括支架45，连杆46的一端可枢转地安装至支架45。

第二实施例与第三实施例之间的主要差异仅在于连杆，在这个第三实施例中，连杆包括一系列三个杆件47、48、49，第一杆件47是笔直的，其在一端可枢转地连接到支架45并且在相对端可枢转地连接到第二杆件48；第二杆件是成直角的，其一端可枢转的连接于第一杆件47，如前所述，其相对端可枢转的连接于第三杆件49，且在两端之间的角部可枢转的安装于安装座43的向上延伸部分50，以将油门踏板42上向下的压力和第一杆件47的向下运动转换为第三杆件49的横向运动。第三杆件49的与连接到第二杆件48上的端相对的一端被可枢转地附接到曲柄28，该曲柄28是大体上环形的板，其中它的中心孔不可旋转地附接到轴29，该轴29延伸穿过安装座43、由滑动轴承30支撑以用于相对于安装座24旋转。

第三实施例的与第二实施例不同的另一方面是压缩弹簧形式的偏置构件5在连杆46与安装座43的一部分之间延伸、特别是在从安装座43的扁平基座延伸的三角形本体与第二连杆和第三连杆连接的区域之间延伸，以便将油门踏板42、并且特别是踏步板44朝向搁置位置偏压。

如在第二实施例中，安装座43具有用于连接到车辆的地板上的扁平基座，该扁平基座具有从其延伸的总体上三角形的本体。轴29延伸穿过三角形本体。设置了踏板行程传感器，并且该踏板行程传感器再次包括第一部分32，该第一部分32被设置在罩的内表面上，该罩从安装座43的大致三角形本体的顶部在曲柄28的顶部部分(图7中的左侧)上延伸。它布置为感测传感器的第二部分33的位置，该第二部分33朝向其顶部布置在曲柄28的相对表面上。

与第二实施例完全相同，电磁制动器34设置在油门踏板组件41的轴29延伸的一侧上。在图中，相同的数字表示相同的部件，因此，在本文中不再对其进行详细描述——我们仅仅参照以上段落。

与所描述的其他油门踏板组件类似，第三实施例的油门踏板组件41进一步包括在图6中示意性地示出的控制器21，该控制器21基于不同的输入控制电磁体35的操作。控制器的总体操作是相同的，而不管油门踏板组件4的具体形式如何，并且在下文中详细描述。

参照图8描述图1的混合电动自动汽车1和油门踏板组件4、22、41的第一实施例至第三实施例中的任一个实施例中的控制器21的操作。

控制器21是包括处理器52和存储器53的CPU，它接收多个输入并且以可变输出电压的形式传输某些输出(主要是电磁制动控制信号)，该输出被输出至油门踏板组件4/22/41的电磁制动器14/34。主要输入是来自油门踏板位置传感器的第一部分12/32的油门踏板位置信号、来自HMI 2的用户输入以及来自车载计算机3的发动机控制输入。

控制器21的处理器52可编程以根据其如何设置(例如由制造商根据其所安装的车辆的特征来进行设置)而以不同方式进行操作。例如，如果不是自动车辆1，控制器安装在手动车辆中，其将不需要执行“强制降档”功能。类似地，在没有巡航控制/自动驾驶仪等的车辆中，将不需要执行“虚拟脚踏”功能；在仅具有内燃发动机的车辆中，它将不需要“ICE缩进”功能。同样地，制造商可以选择在所有车辆中安装油门踏板组件4、22、41以减少库存，但是关闭某些车辆中的某些特征件(例如，范围模型的底部)，或者激活特征件作为选项——因此，例如，该设置可以确定踏板重量是否是可定制的，或者它根据通过HMI 2做出的选择是否是可通过校准、通过根据座椅位置的设置之间的选择或这些中的每个来定制。

为了本实施例的描述，控制器21被设置成基于通过HMI 2做出的选择而具有可定制的踏板重量，并且执行强制降档、虚拟脚踏以及ICE缩进功能。

从可定制的踏板重量开始，HMI 2能够在(触摸)屏幕上显示可选择的“设置”菜单。当选择时，例如，通过触摸屏幕的相关区域，显示可选择的“踏板重量”选项。当选择时，“踏板重量”选项显示针对踏板重量的三个可选选项：“预设”、“自动”、或“校准”。选择“预设”提供了三种可选择的选项“轻”、“中等”和“坚实”。

当用户选择“轻”时，通过HMI 2将对应(即“轻”)踏板重量信号发送至控制器21。处理器52解释为这个信号意味着不应将额外的重量施加到踏板以考虑所希望的踏板重量，因此没有附加的电压施加到发送到电磁制动器的电磁制动控制信号以对应于所希望的踏板重量。这个“轻”设置被保存到存储器53并且使用，除非由从HMI接收的不同的设置覆盖。

如果用户选择“中等”，则将相应的踏板重量信号发送至控制器21的处理器52、保存到存储器53并且因此无论油门踏板定位在何处，控制器将附加电压作为电磁制动信号输出至电磁制动器14/34以提供对应于下压踏板所需的额外“中等”力的阻力。“中等”信号被保存到存储器53并被使用，除非被覆盖。

在选择“坚实”的情况下，控制器21接收这个信号并输出对应于更高阻力的附加电压，因此进一步增大了下压踏板所需的力。再次，这个信号被保存和使用，除非被覆盖。

如果用户选择“自动”而不是“预设”选项，则控制器接收该信号，从车载计算机3输出的座椅位置信号中确定座椅位置，其中，一路向前是“最小”并且一路向后是“最大”，并且将该位置保存到存储器中。取最小值与最大值之间的位置来对应于要施加到电磁制动信号上的附加电压的量。

相反，如果用户选择“校准”，则HMI 2将校准信号发送至控制器21，该控制器21通过输出电压将最大阻力施加至电磁制动器14/34。然后，HMI 2向驾驶员输出指令，以将他/她的脚搁置在踏板上并且放松腿，好像使用脚踏一样。然后，对电磁制动器14/34的输出电压逐渐降低，而控制器21同时监测油门踏板位置传感器12/32，直到它指示踏板开始移动。这告诉系统驾驶员在没有实际推动踏板的情况下施加了多少力。然后，该驾驶员特定数据将用于确定最佳踏板重量设置，以及为“强制降挡”、“主动踏板”、“脚踏”和采用电磁踏板触觉控制系统的任何其他特征设置最佳力特性。在整个踏板运动中，可以增加与对应于踏板开始移动的力的力对应的附加电压，其中驾驶员特定设置被保存在存储器53中，并且控制器21输出信号至HMI以显示已经校准踏板重量的指示。

将注意的是，相对于以上踏板重量选项描述了“附加”电压。不管踏板的位置如何，输出该附加电压。在这个实施例中，控制信号进一步包括标准可变电压，附加电压(基于踏板重量)添加至该标准可变电压——如下所述，该标准可变电压基于进一步的输入和操作模式而变化。

在普通驾驶模式(非巡航控制/自主驾驶等)下，车载计算机3从传感器12/32接收油门踏板位置的指示并相应地控制至车辆1的动力。在油门踏板运动的顶部(最靠近搁置位置)，因为车辆是混合的，提供充足的电池电力(电力由电池提供)，车辆由电动机推进。在这些条件下，踏板的返回力(朝向搁置位置)仅是第一偏置构件11、第二偏置构件31、第三偏置构件51的力加上基于上述踏板重量设置的任何附加电压的结果。

车载计算机3连续地监测电池所需要的功率，以便评估如果用户需要更多的功率(通过进一步踩在油门踏板上)则将何时需要激活ICE——这可以由于环境和系统参数而发生在变化的油门(因此踏板位置)处。因此，当踏板位置接近于处于“E”模式的最大可用油门(例如从触发ICE开始的5度)时，车载计算机3向控制器21输出信号。一旦接收到这个“最大E功率”信号，控制器就输出电磁制动器信号，从而在这个位置并且超过这个位置增大标准可变电压(但是随着时间逐渐减小附加电压以避免不适)，以便提供“ICE缩进”以向驾驶员指示：如果他/她没有推过相关联的油门位置，则车辆可以保持在“E”模式中，这通常更经济。

超过ICE开始的油门踏板位置(“ICE缩进”)，电磁制动输出信号保持正常(基于踏板重量的附加电压)至由自动变速箱选择的给定档位中的100％ICE油门的点。这可以是油门踏板的固定位置，对应于由油门踏板位置传感器12/32感测的固定位置。控制器21的处理器52监测何时到达这个位置并且复制“强制降档”功能，在这个点(继续踩压踏板将导致自动变速箱降档)，并且超过这个点至踏板行程的完全延伸，控制器修改电磁制动输出信号，增加标准可变电压输出，使得总输出电压(包括与踏板重量设置相关联的附加电压)增加，并且因此阻力和下压踏板所需的力增加，从而复制强制降档功能，警告驾驶员继续踩压油门导致降档以提供更多的加速度。

最后，如果(例如，经由HMI 2)选择了自主驾驶模式或巡航控制，并且驾驶员选择了“虚拟脚踏”模式，则如同现有巡航控制功能的情况，油门踏板仍必须完全用作油门踏板。然而，控制器21在接收到虚拟脚踏模式信号时将输出基本上增大的标准可变电压作为“脚踏”电磁制动信号，使得该电压加上来自踏板重量设置的任何附加电压将使踏板保持在位以便支撑脚。由于为了提供脚踏功能而需要的踏板力增大，如果在脚踏模式下电磁制动器14/34在整个踏板行程范围内持续施加相同的制动力，则油门踏板将变得不舒服地沉重。因此，控制器21的处理器52继续监测油门踏板位置传感器12/32，并且如果在处于脚踏模式时检测到超过预定阈值的油门踏板移动，则假定驾驶员希望使车辆加速，在这种情况下，脚踏电磁制动信号和相应的基本上增加的标准可变电压将逐渐减小至零，以便提供到正常踏板力/行程比的过渡，并且因此提供更舒适的油门踏板功能。如果电磁制动力被简单地关闭或者太快地减小，则它将导致过大的油门踏板行程并且因此导致不希望的车辆加速度。脚踏模式与巡航控制/自主驾驶模式相关联并且将保持“开启”直至脚踏模式或相应的巡航/自主驾驶模式被停用(其将作为来自HMI 2或车载计算机3的信号被检测)。如果没有检测到停用，一旦控制器21从传感器12/32检测到踏板返回至搁置位置，则将重新施加增加的标准可变电压来重新激活虚拟脚踏。

以上实施例仅通过示例的方式描述。在不背离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，许多变体是可能的。

Claims (21)

1.一种可调节的油门踏板组件，所述可调节的油门踏板组件包括可下压油门踏板和电磁制动器，所述可下压油门踏板朝向搁置位置、且远离下压位置被偏压，所述电磁制动器能够操作以调节下压所述油门踏板所需的力；其中，所述电磁制动器是可调节的以提供不同的可定制的“踏板重量”设置，以适应驾驶员偏好的力反馈。

2.根据权利要求1所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述电磁制动器能够操作以提供增大的力以用作“虚拟脚踏”。

3.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，用于自动车辆中，其中，所述电磁制动器能够操作以提供增大的力以用作“虚拟强制降挡开关”，从而在自动变速器将降档的特定点处提供可感知的增大的力。

4.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，用于混合动力车辆中，其中，所述电磁制动器能够操作以提供“ICE力缩进”，从而在所述车辆需要启动内燃机(ICE)的点处提供增大的力，或者在所述车辆需要启动所述内燃机之前提供预定的踏板行程距离。

5.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，其中，可选择离散踏板重量设置，具有由所述电磁制动器提供的更大的阻滞力，以提供更坚实的重量。

6.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述踏板可定制踏板重量被校准至给定驾驶员。

7.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述电磁制动器包括耦接至所述油门踏板的可旋转摩擦板以及耦接至安装座的静态电磁体，由此增加施加至所述电磁体的电压来增加所述摩擦板与所述安装座之间的吸引力，并且因此增加下压所述油门踏板所需的力。

8.根据权利要求7所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述摩擦板借助于单向轴承安装成能在一个方向上旋转，使得所述电磁制动器不影响远离所述下压位置的偏压的力。

9.根据权利要求7所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述可旋转的摩擦板通过气隙与所述静态电磁体分离。

10.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述电磁制动器被选择成使得所述电磁制动器的最大阻滞力小于预定安全阈值，所述预定安全阈值不大于当所述制动器非激活时所述踏板的标准偏压力的两倍。

11.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，包括对电磁干扰不敏感的踏板行程传感器。

12.根据权利要求1或2所述的可调节的油门踏板组件，包括控制器，所述控制器能够操作以接收输入信号并且能够操作以根据所述输入信号将信号输出至所述电磁制动器。

13.根据权利要求12所述的可调节的油门踏板组件，其中，输出信号是输出电压，所述输出电压被选择为调节下压所述踏板需要的所述力。

14.根据权利要求12所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述输入信号包括来自所述踏板行程传感器的输入和/或用户可选择的输入，来自所述踏板行程传感器的输入确定所述踏板的行程点并且用于确定必要的反馈；所述用户可选择的输入表示期望的踏板重量的指示，由此，将为较重的踏板重量信号提供较高的输出电压；和/或其中所述控制器能够运行校准设置、将结果保存到存储器并且使用所存储的结果作为输入，输出电压取决于作为输入的所存储的结果。

15.根据权利要求14所述的可调节的油门踏板组件，其中，为了校准所述踏板，响应于进入校准序列的信号，所述控制器向所述电磁制动器施加最大阻力；然后逐渐减小所述阻力，并监测所述踏板行程传感器，直到所述踏板开始移动，以确定平衡脚力和防止移动所需的最小量的力；其中，所述控制器使用这个最小量的力来选择定制的踏板重量设置。

16.根据权利要求8所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述油门踏板组件包括经由轴连接至所述安装座的摆式安装的油门踏板；所述轴不可旋转地附接到所述油门踏板，但是相对于所述安装座是可旋转的；以及所述轴经由所述单向轴承附接到所述摩擦板；所述电磁制动器的电磁体不可旋转地附接到所述安装座，以便当驾驶员将下压力施加到所述油门踏板时允许所述摩擦板相对于所述安装座沿一个方向旋转，使得如果激活所述电磁制动器，则所述电磁制动器施加阻力，但是当在远离所述下压位置的所述偏压的力的作用下返回时，允许所述电磁制动器相对于所述油门踏板在相反方向上旋转，使得所述电磁制动器不影响弹回。

17.根据权利要求8所述的可调节的油门踏板组件，所述油门踏板组件包括地板式安装的油门踏板和将踏步板连接至所述安装座的连杆；偏置构件被设置在所述安装座与所述踏步板之间以便直接作用在所述踏步板上，或者被设置在所述安装座与所述连杆之间以便作用在所述连杆上，并且所述连杆被安装到轴上以便在所述安装座中旋转；所述可旋转轴经由所述单向轴承附接到所述摩擦板；所述电磁体不可旋转地附接到所述安装座，以便当驾驶员向所述油门踏板施加下压力时允许所述摩擦板相对于所述安装座在一个方向上旋转，使得如果激活所述电磁制动器，所述电磁制动器施加阻力，但是当在远离所述下压位置的偏压力的作用下返回时，允许所述电磁制动器相对于所述油门踏板在相反的方向上旋转，使得所述电磁制动器不影响弹回。

18.根据权利要求12所述的可调节的油门踏板组件，其中，所述踏板行程传感器包括两个部分，一个部分安装至安装座，另一个部分安装至油门踏板，由此通过所述控制器监测所述两个部分之间的相对移动来确定所述踏板行程的程度。

19.一种车辆，包括根据权利要求1-18中任一项所述的可调节的油门踏板组件。

20.根据权利要求19所述的车辆，所述车辆是具有自动变速器的混合动力车辆。

21.一种油门踏板控制器，包括根据权利要求1-18中任一项所述的可调节的油门踏板组件，所述油门踏板控制器能够操作以接收输入信号并且根据所述输入信号输出电磁制动控制信号；所述电磁制动控制信号是被选定的输出电压，以调节下压油门踏板所需的力。