CN219544656U - 用于车辆的调节设备和车辆 - Google Patents

Abstract

用于车辆的调节设备和车辆，调节设备包括：承载单元；用于由车辆的乘员操纵的操作元件；触觉单元，触觉单元被紧固在承载单元上；具有冠状齿轮和小齿轮的冠状齿轮传动装置；以及电运行的功能单元，功能单元被紧固在承载单元上。操作元件空心柱体式成形并且以能相对于承载单元转动的方式被支承。触觉单元包括磁流变介质和以能转动的方式支承在承载单元上的轴。触觉单元被构造成用于在使用磁流变介质的情况下向轴施加制动力矩。冠状齿轮抗相对转动地与操作元件耦接。小齿轮抗相对转动地与轴耦接。功能单元布置成被操作元件环绕。用于功能单元的电联接器件被铺设穿过冠状齿轮与触觉单元之间的中间空间。

Description

用于车辆的调节设备和车辆

技术领域

本实用新型涉及用于车辆的调节设备，涉及具有这种调节设备的车辆，以及用于运行这种调节设备的方法。

背景技术

调节设备例如可以安装在车辆中，以便可以调节车辆功能。这种传统的调节设备可以具有磁流变(MR)介质。利用传统的磁流变模块尤其可以实现具有简单旋钮的旋转调节器，该旋转调节器具有可变触觉和附加功能，如“推动(Push)”和“倾斜(Tilt)”。

实用新型内容

在此背景下，本实用新型根据以下描述提供了一种改进的用于车辆的调节设备、一种改进的具有调节设备的车辆以及一种改进的用于运行调节设备的方法。有利的设计方案由以下描述得出。

能利用所提出的方案实现的优点尤其在于，可以将具有冠状齿轮传动装置的调节设备作为用于实现无游隙或少游隙的传动的技术解决方案，由此可以使调节设备所需的结构空间最小、能实现高传动比并且能够实现简单的装配。例如，可以实现一种具有基于冠状齿轮传动的可变旋转触觉的调节设备，其也被称为旋转调节器，其中，冠状齿轮传动装置可以作为如下制动力矩的接口和传动部发挥作用，该制动力矩是基于磁流变介质实施的触觉单元和操作元件(例如以旋钮造型)的制动力矩。在触觉单元与冠状齿轮之间得到的方位固定的空腔或中间空间例如可以被用于通向旋钮的固定的内部部分、尤其是电运行的功能单元的电线路。因此，例如可以有利地实现简单且节省空间的线路穿引和有利的转矩传递。有利地，因此也可以实现具有诸如氛围照明、显示器或类似功能的附加功能的旋钮，而无需在MR模块内部为这些附加功能的不能一起旋转的电接触部设置空心轴。因此，根据所提出的方案，尤其也可以避免对传统的MR模块进行构思上的改变以及由于设置空心轴而造成的影响，从而可以实现简单的密封构思、低的空转力矩以及规模效应。因此，例如能够以在成本、结构空间和性能方面具有优势的功能单元的造型来提供具有可变触觉和功能扩展的旋钮的调节设备或者旋转调节器。

提出了一种用于车辆的调节设备，该调节设备具有以下特征：

承载单元；

用于由车辆的乘员操纵的操作元件，其中，操作元件空心柱体式成形，其中，操作元件以能相对于承载单元转动的方式被支承；

触觉单元，该触觉单元紧固在承载单元上，其中，触觉单元具有磁流变介质和以能转动的方式支承在承载单元上的轴，其中，触觉单元被构造成用于在使用磁流变介质的情况下向轴施加制动力矩；

具有冠状齿轮和小齿轮的冠状齿轮传动装置，其中，冠状齿轮抗相对转动地与操作元件耦接，其中，小齿轮抗相对转动地与轴耦接；和

电运行的功能单元，该功能单元紧固在承载单元上，其中，功能单元布置成被操作元件环绕，其中，用于功能单元的电联接器件被铺设穿过冠状齿轮与触觉单元之间的中间空间。

例如，这种调节设备可以由车辆的乘员操作或操纵。调节设备可以被构造成用于对由车辆的乘员操纵调节设备做出响应地调节至少一个车辆功能。车辆可以是机动车，例如乘用车辆、载重车辆或类似车辆。冠状齿轮传动装置被构造成用于以能传递力矩的方式将操作元件和触觉单元机械地耦接起来。触觉单元也可以被称为磁流变核心或MR核心。磁流变介质可以是能磁极化的颗粒的异质混合物，其也可以被称为磁流变流体。替选地，磁流变介质也可以是粉末。调节设备的相对于操作元件和冠状齿轮固定不动地布置的结构组件可以具有承载单元、触觉单元和功能单元。就调节设备的平面图而言，触觉单元可以布置在冠状齿轮的周边之内。功能单元可以被构造成用于为调节设备提供附加功能。电联接器件可以与功能单元电连接。因此能够实现向功能单元供应电能。可选地，功能单元也可以被省去并且在之后能与电联接器件电连接。在此，调节设备可以仅在之后能配备功能单元。换句话说，功能单元可以是与调节设备分开的部分。

根据一个实施方式，触觉单元的磁流变介质可以被构造成用于通过借助触觉单元产生的磁场在息止状态与激活状态之间转变。在此，磁流变介质可以被构造成用于在息止状态中对轴施加第一制动力矩，而在激活状态中对轴施加不同于第一制动力矩的第二制动力矩。在施加磁场时，其中，触觉单元的电线圈可以被通电，磁流变介质固化并处于激活状态中。磁流变介质的息止状态可以被理解为没有磁场作用于磁流变介质的状态。第一制动力矩可以代表介质对轴的转动运动具有流体机械的阻力，该阻力低于通过第二制动力矩所代表的流体机械的阻力。通过施加外部磁场，可以使磁流变介质的粘弹性的或动态机械的性能快速且可逆地改变，其中，在息止状态与激活状态之间发生磁流变介质的形变。因此，第一阻力表征可以代表磁流变介质的如下状态，磁流变介质在该状态中以低转动阻力抵抗轴的转动运动，即对轴施加低制动力矩。第二阻力表征可以代表磁流变介质的如下状态，磁流变介质在该状态中以高转动阻力抵抗轴的转动运动，即对轴施加高制动力矩。介质的息止状态中的第一制动力矩可以比介质的激活状态中的第二制动力矩在绝对值方面要小。第一制动力矩也可以为零或近似为零。这样的实施方式提供的优点是，能够以可靠且能精确限定的方式实现对调节设备的操纵的可变触觉。

触觉单元也可以具有定子和以能相对于定子转动的方式被支承的转子。在此，定子可以紧固在承载单元上。转子可以抗相对转动地与轴耦接。磁流变介质可以布置在定子与转子之间。这样的实施方式提供的优点是，能够以不耗费的、节省空间且稳固的方式实现来针对调节设备的操纵的可变触觉。

在此，定子可以具有电线圈和磁芯。转子可以具有触觉单元的壳体。定子可以布置在转子内部。替选地，转子可以具有轴并且可以布置在定子内部。线圈可以是具有绕组的电结构元件，以便在电流流动时产生用于影响介质的磁场。这样的实施方式提供的优点是，使得触觉单元可以在设计结构上简单且稳固地实施。

此外，调节设备可以具有弹性器件，弹性器件可以被构造成用于预紧冠状齿轮而使其与小齿轮贴靠。弹性器件例如可以是至少一个压缩弹簧或具有至少一个压缩弹簧。弹性器件可以被压紧在冠状齿轮和操作元件之间或者在冠状齿轮和抗相对转动地与操作元件耦接的中间件之间。这样的实施方式提供的优点是，通过将冠状齿轮弹压到小齿轮上而可以实现传动装置中的简单的游隙补偿。

尤其地，冠状齿轮可以由塑料成形，而小齿轮可以由金属成形。替选地，冠状齿轮可以由金属成形，而小齿轮可以由塑料成形。金属可以是经烧结的金属。这样的实施方式提供的优点是，由冠状齿轮传动装置实现的传动尤其可以少游隙或无游隙地实现。

此外，冠状齿轮传动装置可以具有渐开线啮合部作为啮合部类型。附加或替选地，冠状齿轮传动装置可以具有例如1:4的传动比。另外可能的传动比例如可以具有1:3、1:5或这两者之间的任一数值。这样的实施方式提供的优点是，冠状齿轮传动装置可以少游隙或无游隙地实施，并且附加或替选地可以选择有利于操作或操纵的触觉的传动比。

冠状齿轮传动装置也可以具有90度的轴交角。冠状齿轮的转动轴线和小齿轮的转动轴线可以在某一点尤其是成直角地相交或交叉。轴交角也可以在因制造和装配所造成的公差范围内而位于90度左右。这样的实施方式提供的优点是，可以节省空间地实现调节设备，其中，通过冠状齿轮传动装置能够实现可靠的力矩传递。

此外，电联接器件可以被构造成用于为了供应电能而与功能单元接触或与功能单元和触觉单元接触。这样的实施方式提供的优点是，能够以设计结构上简单且节省空间的方式实现针对调节设备的至少一个耗电器的电联接。

根据一个实施方式，功能单元可以具有发光器件并且附加或替选地可以具有显示装置。附加或替选地，功能单元可以具有其他电运行的单元，该单元可以为车辆的乘员发出信号或与之互动。这样的实施方式具有的优点是，可以通过具有至少一个附加功能的功能单元来对调节设备进行扩展，该功能单元能以安全且稳固的方式与能转动的部件分开地电联接。

还介绍了一种车辆，该车辆具有在此提到的调节设备的实施方式。由此，也可以非常有效地实现在此所描述的方案的优点。因此，例如至少一个车辆功能可以借助调节设备来调节。

还介绍了一种用于运行在此提及的调节设备的实施方式的方法，其中，该方法具有以下步骤：

控制触觉单元，以便对轴施加制动力矩；并且

经由电联接器件驱控功能单元。

由此，也可以非常有效地实现在此描述的方案的优点。因此，可以针对调整或设置至少一个车辆功能来引起可变的触觉，并且可以经由功能单元提供调节设备的附加功能。

附图说明

结合附图示例性地详细地解释本实用新型。其中：

图1示出用于车辆的调节设备的一个实施例的示意性剖面图；

图2示出用于车辆的调节设备的一个实施例的示意图；

图3示出用于车辆的调节设备的一个实施例的示意图；

图4示出具有根据一个实施例的调节设备的车辆的示意图；以及

图5示出用于运行调节设备的方法的一个实施例的流程图表。

在下面对本实用新型的优选实施例的描述中，对不同附图中所示的并且作用类似的元件使用相同或类似的附图标记，其中，省略了对这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出了用于车辆的调节设备100的一个实施例的示意性的剖面图。该调节设备100例如用于调整或设置至少一个车辆功能或车辆的功能，或能够实现对它们的调整或设置。车辆示例性地是机动车。

调节设备100包括承载单元110、操作元件120、触觉单元130、冠状齿轮传动装置140、电联接器件170和功能单元180。

操作元件120能由车辆的乘员操作或操纵，以便调整或设置至少一个车辆功能。操作元件120空心柱体式成形，尤其是空心柱体式具有台阶或凸肩。操作元件120以能相对于承载单元110转动的方式被支承。在此，操作元件120作为旋钮发挥作用。操作元件120例如也构成调节设备100的壳体的一部分。

触觉单元130被紧固在承载单元110上。触觉单元130具有磁流变介质132和以能转动的方式支承在承载单元110上的轴。受图示所限，在图1中并未示出该轴。触觉单元130被构造成用于在使用磁流变介质132的情况下对轴施加制动力矩。

冠状齿轮传动装置140包括冠状齿轮145和小齿轮。受图示所限，图1中并未示出小齿轮。冠状齿轮145抗相对转动地与操作元件120耦接。小齿轮抗相对转动地与轴耦接。冠状齿轮145和小齿轮彼此咬合或以它们的齿彼此嵌接。因此，触觉单元130被构造成用于针对操纵操作元件120的情况引起可变的触觉。

功能单元180是能电运行的。功能单元180被紧固在承载单元110上。此外，功能单元180被操作元件120环绕，更准确地说被操作元件120的部分区段环绕。功能单元180与电联接器件170电连接。用于功能单元180的电联接器件170被铺设成穿过冠状齿轮140与触觉单元130之间的中间空间。尤其地，功能单元180具有发光器件，例如用于环境照明的发光器件，和/或显示装置。

根据一个实施例，触觉单元130的磁流变介质132被构造成用于通过借助触觉单元130所产生的磁场在息止状态与激活状态之间进行转变。磁流变介质132在此被构造成用于在息止状态中对轴施加第一制动力矩，而在激活状态中对轴施加不同于第一制动力矩的第二制动力矩。第一制动力矩在此在绝对值方面低于第二制动力矩。第一制动力矩也可以为零或接近零。

根据一个实施例，触觉单元130包括定子和以能相对于定子转动的方式被支承的转子。在此，定子被紧固在承载单元110上，而转子抗相对转动地与轴耦接。磁流变介质布置在定子与转子之间。根据在此所示的实施例，触觉单元130的定子具有电线圈134和磁芯136，并且转子具有触觉单元130的壳体138。因此，定子在此布置在马达内部。换句话说，线圈134和磁芯136布置在壳体138内部。因此，磁流变介质132布置在一方面是壳体138与另一方面是磁芯136和线圈134之间的中间空间中。线圈134能被通电，以产生磁场来使磁流变介质132在息止状态与激活状态之间转变。

根据在此所示的实施例，调节设备100可选地包括弹性器件150。弹性器件150被构造成用于预紧冠状齿轮145而使其与冠状齿轮传动装置140的小齿轮贴靠。此外，根据在此所示的实施例，弹性器件150被实施为压缩弹簧。在此，弹性器件150被压紧地布置在冠状齿轮145与中间件160之间。中间件160抗相对转动地与操作元件120耦接。根据一个实施例，冠状齿轮145经由中间件160抗相对转动地与操作元件120耦接。仅示例性地，弹性器件150提供了直至5牛顿的弹压力。因此，通过将冠状齿轮145弹压到小齿轮上，使得在冠状齿轮传动装置140中实现了简单的游隙补偿。

此外从图1的图示可见，根据在此所示的实施例，相对于操作元件120和冠状齿轮145的共同的转动轴线，冠状齿轮145布置在操作元件120径向内部，触觉单元130的至少一个部分区段布置在冠状齿轮145径向内部，承载单元110的至少一个部分区段布置在操作元件120径向内部，并且弹性器件150在轴向方向上使冠状齿轮145预紧。在图1的图示中，调节设备100沿转动轴线被剖开地示出。

图2示出了用于车辆的调节设备100的一个实施例的示意图。在图2的图示中，调节设备100以斜视图示出。调节设备在此与图1的调节设备相应或类似，更准确地说除了调节设备100的功能单元从图中被省略外，图2中的调节设备与图1的调节设备相应，其中，在图2中还示出了触觉单元130的轴235和冠状齿轮传动装置的小齿轮245，并且受图示所限，弹性器件被隐藏，并只示出了触觉单元130的壳体138和轴235。

因此，在图2的图示中，只示出了图1中的调节设备的承载单元110、操作元件120、具有壳体138和轴235的触觉单元130、冠状齿轮145、中间件160、电联接器件170和小齿轮245。

根据在此所示的实施例，冠状齿轮传动装置在冠状齿轮145与小齿轮245之间具有90度的轴交角。冠状齿轮传动装置也可以被称为冠状齿轮副。冠状齿轮传动装置具有渐开线啮合部作为啮合部类型。由于通过弹性器件所提供的弹簧力，使得小齿轮245的两条渐开线也可靠地贴靠在冠状齿轮145的齿廓上。附加或替选地，冠状齿轮传动装置具有1:4的传动比。仅示例性地，小齿轮245在此包括14个齿，而冠状齿轮145仅示例性地包括64个齿。模数例如为0.48毫米。根据一个实施例，冠状齿轮145由塑料成形，而小齿轮245由金属、尤其是烧结金属成形。替选地，冠状齿轮145由金属成形，而小齿轮245由塑料成形。

根据一个实施例，电联接器件170被构造成用于与功能单元电接触或为了供应电能而与功能单元接触。根据另外的实施例，电联接器件170被构造成用于与功能单元和触觉单元电接触。为此，电联接器件170例如在联接区段的区域中分路以用于与功能单元电接触。电联接器件170的仅示例性的最大线路宽度可以为大约15毫米。

图3示出了用于车辆的调节设备100的一个实施例的示意图。该调节设备100在此与图1和/或图2的调节设备相应或类似。图3的图示与图2的图示类似。更确切地说，除了省略了中间件并附加地示出了弹性器件150外，图3的图示与图2的图示相应。

图4示出了具有根据一个实施例的调节设备100的车辆400的示意图。该调节设备100与上面描述的附图中的调节设备相应或类似。该调节设备100被构造成用于调节或设置至少一个车辆功能或车辆400的功能。

图5示出了用于运行调节设备的方法500的一个实施例的流程图表。在此，该调节设备与上述图之一中的调节设备相应或类似。方法500包括控制步骤502和驱控步骤504。在控制步骤502中控制触觉单元，以便对轴施加制动力矩。在此，磁流变介质受到借助触觉单元对控制信号做出响应地产生的磁场的影响，以便对轴施加不同的制动力矩。因此，可以针对调节设备的操纵或操作来改变触觉。在驱控步骤504中，功能单元经由电联接器件被驱控。在此，电信号经由电联接器件被施加给功能单元。因此，通过功能单元可以提供调节设备的附加功能。

附图标记列表

100调节设备

110承载单元

120操作元件

130触觉单元

132磁流变介质

134电线圈

136磁芯

138壳体

140冠状齿轮传动装置

145冠状齿轮

150弹性器件

160中间件

170电联接器件

180功能单元

235轴

245小齿轮

400车辆

500用于运行的方法

502控制步骤

504驱控步骤

Claims (11)

1.用于车辆(400)的调节设备(100)，其中，所述调节设备(100)具有以下特征：

承载单元(110)；

用于由所述车辆(400)的乘员操纵的操作元件(120)，其中，所述操作元件(120)空心柱体式成形，其中，所述操作元件(120)以能相对于所述承载单元(110)转动的方式被支承；

触觉单元(130)，所述触觉单元紧固在所述承载单元(110)上，其中，所述触觉单元(130)具有磁流变介质(132)和以能转动的方式支承在所述承载单元(110)上的轴(235)，其中，所述触觉单元(130)被构造成用于在使用所述磁流变介质(132)的情况下向所述轴(235)施加制动力矩；

具有冠状齿轮(145)和小齿轮(245)的冠状齿轮传动装置(140)，其中，所述冠状齿轮(145)抗相对转动地与所述操作元件(120)耦接，其中，所述小齿轮(245)抗相对转动地与所述轴(235)耦接；和

电运行的功能单元(180)，所述功能单元紧固在所述承载单元(110)上，其中，所述功能单元(180)布置成被所述操作元件(120)环绕，其中，用于所述功能单元(180)的电联接器件(170)被铺设穿过所述冠状齿轮(145)与所述触觉单元(130)之间的中间空间。

2.根据权利要求1所述的调节设备(100)，其中，所述触觉单元(130)的磁流变介质(132)被构造成用于通过借助所述触觉单元(130)产生的磁场在息止状态与激活状态之间转变，其中，所述磁流变介质(132)被构造成用于在所述息止状态中对所述轴(235)施加第一制动力矩，而在所述激活状态中对所述轴(235)施加不同于所述第一制动力矩的第二制动力矩。

3.根据权利要求1或2所述的调节设备(100)，其中，所述触觉单元(130)具有定子和以能相对于所述定子转动的方式被支承的转子，其中，所述定子紧固在所述承载单元(110)上，其中，所述转子抗相对转动地与所述轴(235)耦接，其中，所述磁流变介质(132)布置在所述定子与所述转子之间。

4.根据权利要求3所述的调节设备(100)，其中，所述定子具有电线圈(134)和磁芯(136)，其中，所述转子具有所述触觉单元(130)的壳体(138)，其中，所述定子布置在所述转子内部。

5.根据权利要求1或2所述的调节设备(100)，所述调节设备具有弹性器件(150)，其中，所述弹性器件(150)被构造成用于预紧所述冠状齿轮(145)而使所述冠状齿轮与所述小齿轮(245)贴靠。

6.根据权利要求1或2所述的调节设备(100)，其中，所述冠状齿轮(145)由塑料成形而所述小齿轮(245)由金属成形，或者所述冠状齿轮(145)由金属成形而所述小齿轮(245)由塑料成形。

7.根据权利要求1或2所述的调节设备(100)，其中，所述冠状齿轮传动装置(140)具有渐开线啮合部作为啮合部类型和/或具有在1:3与1:5之间的传动比。

8.根据权利要求1或2所述的调节设备(100)，其中，所述冠状齿轮传动装置(140)具有90度的轴交角。

9.根据权利要求1或2所述的调节设备(100)，其中，所述电联接器件(170)被构造成用于为了供应电能而与所述功能单元(180)接触或与所述功能单元(180)和所述触觉单元(130)接触。

10.根据权利要求1或2所述的调节设备(100)，其中，所述功能单元(180)具有发光器件和/或显示装置。

11.车辆(400)，所述车辆具有根据权利要求1至10中任一项所述的调节设备(100)。