DE112021001626T5

DE112021001626T5 - Beschleunigervorrichtung

Info

Publication number: DE112021001626T5
Application number: DE112021001626.1T
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Hariu; Kiyoshi Kimura; Takehiro Saitoh
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2023-03-23
Also published as: US20230001788A1; WO2021182563A1; CN115151437A; JP7494502B2; JP2021142971A

Abstract

Eine Beschleunigervorrichtung (1, 2, 3) enthält ein Innengehäuse (11), einen Pedalhebel (20), ein Vorspannelement (37) und einen Aktuator (40). Das Innengehäuse (11) ist durch ein Stützelement (53, 62, 72) am Außengehäuse (12) gehalten. Der Pedalhebel (20) ist auf eine Betätigung reagierend drehbar an dem Innengehäuse (11) gehalten. Das Vorspannelement (37) drückt den Pedalhebel (20) in eine Schließrichtung. Der Aktuator (40) kann das Innengehäuse (11) in einer Öffnungs- und Schließrichtung des Pedalhebels (20) antreiben.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der am 13. März 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-044688 , deren Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Beschleunigervorrichtung.
HINTERGRUND
Herkömmlich ist ein Beschleunigerpedalmodul bekannt, das einen Aktuator enthält. Zum Beispiel greift in Patentdokument 1 ein durch ein Solenoid angetriebener Aktuator in ein Drehelement ein und wendet eine Kraft in einer Rückkehrrichtung an.
DRUCKSCHRIFTLICHER STAND DER TECHNIK
PATENT DOKUMENT
Patentdokument 1: Veröffentlichung der DE 102014118573
KURZFASSUNG
Im Patentdokument 1 weist das Beschleunigerpedalmodul das durch den Aktuator angetriebene Drehelement auf, und sein Raumbedarf wird entsprechend groß. Ferner ist es beispielsweise denkbar, die Beschleunigervorrichtung unter einem Fahrzeugboden zu verstauen, um den Fahrzeugboden zu ebnen, wenn es nicht notwendig ist, das Beschleunigerpedal zu betätigen, wie beispielsweise beim autonomen Fahren. Falls jedoch ein Aktuator zur Lagerung der Beschleunigervorrichtung separat vorgesehen wird, erhöht sich der Raumbedarf für die Beschleunigervorrichtung weiter. Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Beschleunigervorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, eine Reaktionskraft eines Pedalhebels einzustellen und zumindest einen Teil der Komponenten der Beschleunigervorrichtung zu speichern, wie es in autonom fahrenden Fahrzeugen zweckmäßig wäre.
Eine Beschleunigervorrichtung enthält ein inneres Gehäuse, einen Pedalhebel, ein Dräng- bzw. Vorspannelement und einen Aktuator. Das Innengehäuse ist durch ein Stütz- bzw. Tragelement am Außengehäuse gehalten. Der Pedalhebel ist reagierend auf eine Betätigung drehbar an dem inneren Gehäuse gehalten. Ein Ende des Vorspannelements liegt am Innengehäuse an und das andere Ende liegt am Pedalhebel an, um den Pedalhebel in eine Schließrichtung zu drängen. Der Aktuator bewegt das Innengehäuse in eine Öffnungsrichtung und in die Schließrichtung des Pedalhebels. Dadurch kann eine Reaktionskraft des Pedalhebels eingestellt werden, und zumindest ein Teil der Komponenten kann während des autonomen Fahrens oder ähnlichem in dem Außengehäuse verstaut werden.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen ist:

1 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einem Zustand zeigt, in dem ein Pedalhebel niedergetreten ist;
3 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung in einem Zustand zeigt, in dem ein Innengehäuse gemäß der ersten Ausführungsform angetrieben wird;
4A ein Diagramm, das eine Ausgabe eines Beschleunigeröffnungssensors an einer initialen Position des Innengehäuses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4B ein Diagramm, das eine Ausgabe eines Gehäusepositionssensors in der initialen Position des Innengehäuses gemäß der ersten Ausführungsform ausgibt;
4C ein Diagramm, das eine Ausgabe der Differenz-Position des Innengehäuses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4D ein Diagramm, das eine Reaktionskraft zeigt, die durch einen Fahrer in der initialen Position des Innengehäuses gemäß der ersten Ausführungsform empfunden wird;
5A ein Diagramm, das eine Ausgabe eines Beschleunigeröffnungssensors in einem Zustand zeigt, in dem das Innengehäuse gemäß der ersten Ausführungsform angetrieben wird;
5B ein Diagramm, das eine Ausgabe eines Gehäusepositionssensors in einem Zustand zeigt, in dem das Innengehäuse gemäß der ersten Ausführungsform angetrieben wird;
5C ein Diagramm, das eine Differenz in der Ausgabe des Sensors in einem Zustand zeigt, in dem das Innengehäuse gemäß der ersten Ausführungsform angetrieben wird;
5D ein Diagramm, das eine Reaktionskraft zeigt, die von einem Fahrer in einem Zustand empfunden wird, in dem das Innengehäuse gemäß der ersten Ausführungsform angetrieben wird;
6 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einem eingefahrenen Zustand zeigt;
7 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
8 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einem Zustand zeigt, in dem ein Pedalhebel niedergetreten ist;
9 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einem Zustand zeigt, in dem ein Innengehäuse angetrieben wird;
10 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einem eingefahrenen Zustand zeigt;
11 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
12 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform in einem Zustand zeigt, in dem der Pedalhebel niedergetreten ist;
13 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform in einem Zustand zeigt, in dem das Innengehäuse angetrieben ist; und
14 eine Seitenansicht, die eine Beschleunigervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform in einem eingefahrenen Zustand zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
(Erste Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine Beschleunigervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Nachfolgend wird in einer Mehrzahl von Ausführungsformen eine im Wesentlichen gleichwertige Konfiguration durch einen Identitätsbezug gekennzeichnet, und die Erläuterung davon wird weggelassen. Eine erste Ausführungsform ist in 1 bis 6 dargestellt. Wie in 1 dargestellt, enthält eine Beschleunigervorrichtung 1 ein Innengehäuse 11, ein Außengehäuse 12, einen Pedalhebel 20, einen Motor 40 als Aktuator, einen Leistungsübertragungsmechanismus 50 und dergleichen. 1 und dergleichen zeigen einen Zustand, in dem eine auf einer Vorderseite der Papieroberfläche des Innengehäuses 11 vorgesehene Abdeckung (nicht gezeigt) entfernt ist, und eine Schraffur wird in den Teilen beschrieben, die zum Querschnitt auf der Seite der Abdeckoberfläche werden.
Das Innengehäuse 11 beherbergt im Inneren einen beweglichen Mechanismus, wie z.B. ein Pedal 35. Das Innengehäuse 11 ist an dem Außengehäuse 12 angebracht und kann in Bezug auf das Außengehäuse 12 durch den Motor 40 angetrieben werden. Das äußere Gehäuse 12 ist an einer Bodenplatte FP fixiert, die einen Teil einer Fahrzeugkarosserie darstellt.
Der Pedalhebel 20 enthält eine Auflage 21, einen Arm 31 und ein Pedal 35, die integral bzw. gemeinsam durch die Betätigung des Fahrers oder dergleichen betrieben werden. Die Auflage 21 ist vorgesehen, um durch die Betätigung des Fahrers betätigt werden zu können. Die Auflage 21 ist durch ein am Innengehäuse 11 vorgesehenes Drehpunkt-Element 23 drehbar am Innengehäuse 11 gehalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Pedalhebel 20 um einen sogenannten „Floor-Placing-Typ“, bei dem die Auflage 21 so vorgesehen ist, dass sie sich in einer Richtung entlang einer Oberfläche des Innengehäuses 11 erstreckt. Ein Wandabschnitt des Innengehäuses 11, der der Auflage 21 zugewandt ist, wird als obere Wand 111 bezeichnet, und ein Wandabschnitt des Innengehäuses 11, der der oberen Wand 111 zugewandt ist, wird als Bodenwand 112 bezeichnet. Ein Seitenschutz 24 ist ein Element, das in einer Spalte zwischen der Auflage 21 und dem Innengehäuse 11 vorgesehen ist, so dass der Fuß des Fahrers nicht zwischen der Auflage 21 und dem Innengehäuse 11 steht.
Der Arm 31 koppelt zwischen der Auflage 21 und dem Pedal 35. Die obere Wand 111 des Innengehäuses 11 ist mit einer Öffnung ausgebildet, durch die der Arm 31 eingeführt wird. Die Öffnung, durch die der Arm 31 eingeführt wird, ist so ausgebildet, dass sie den Arm 31 im gesamten Bereich der Betätigung des Pedals nicht behindert.
Das Pedal 35 ist im Innenraum des Innengehäuses 11 untergebracht und ist drehbar am Innengehäuse 11 gehalten. Ein Ende des Pedals 35 greift in den Arm 31 ein. Bei dieser Anordnung werden die Auflage 21, der Arm 31 und das Pedal 35 integral bzw. gemeinsam durch eine Betätigung der Auflage 21 durch den Fahrer betrieben.
Ein Pedalvorspannelement 37 ist eine Spiraldruckfeder, deren eines Ende am Pedal 35 und deren anderes Ende an der Bodenwand 112 fixiert ist, um das Pedal 35 in Richtung der oberen Wand 111 zu spannen. Wenn der Fahrer nicht auf die Auflage 21 tritt, kommt der Arm 31 in Kontakt mit einem Stopper für den Schließvorgang 17, der innerhalb der oberen Wand 111 ausgebildet ist. Ferner kommt die Auflage 21 in Kontakt mit einem vollständig geöffneten Stopper für den Öffnungsvorgang (nicht dargestellt), der an der Außenseite der oberen Wand 111 ausgebildet ist, wenn der Fahrer auf die Auflage 21 tritt. Im Folgenden wird der Zustand, in dem der Arm 31 mit dem Stopper für den Schließvorgang 17 in Kontakt ist, als „Zustand des vollständig geschlossenen Beschleunigers“ bezeichnet, und der Zustand, in dem die Auflage 21 mit dem Stopper für den Öffnungsvorgang in Kontakt ist, als „Zustand des vollständig geöffneten Beschleunigers“ bezeichnet.
Ein Beschleunigeröffnungssensor 39 erzeugt ein Beschleunigeröffnungssignal gemäß einem Drehwinkel des Pedals 35. Der Beschleunigeröffnungssensor 39 weist eine Schaltung zur Erfassung auf, die zum Beispiel ein Hall-Element enthält, das die Richtung eines Permanentmagneten erfasst, der in einem Abschnitt der Welle (nicht dargestellt) des Pedals 35 eingebettet ist. Als Beschleunigeröffnungssensor 39 kann jeder andere Sensor als das Hall-Element verwendet werden, solange er die Beschleunigeröffnung erfassen kann. Das Gaspedalöffnungssignal wird über einen (nicht dargestellten) Anschluss an eine ECU 100 ausgegeben.
Der Motor 40 ist zum Beispiel ein bürstenloser Gleichstrommotor und ist so vorgesehen, dass er in dem Außengehäuse 12 zusammen mit dem Innengehäuse 11 und dergleichen untergebracht werden kann. Die ECU 100 steuert den Antrieb des Motors 40 basierend auf den Erfassungswerten eines Beschleunigeröffnungssensors 39 und eines Gehäusepositionssensors 49. Die Antriebskraft des Motors 40 wird über einen Leistungsübertragungsmechanismus 50 auf das Außengehäuse 12 übertragen. Dadurch wird das Innengehäuse 11 durch die Antriebskraft des Motors 40 angetrieben.
Da die Beschleunigervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform mit dem Leistungsübertragungsmechanismus 50 vorgesehen ist, ist die Beschleunigervorrichtung 1 so konfiguriert, dass sie in der Lage ist, das Innengehäuse 11 durch die Antriebskraft des Motors 40 aktiv in eine Beschleunigerschließrichtung (im Folgenden als „Rückwärtsrichtung“ bezeichnet) und in eine Beschleunigeröffnungsrichtung (im Folgenden als „Trittrichtung" bezeichnet) zu bewegen. Der Beschleunigeröffnungssensor 39, der später beschriebene Gehäusepositionssensor 49, die ECU 100 und die Beschleunigeröffnungs-/Schließrichtung sind außer in 1 nicht dargestellt.
Der Leistungsübertragungsmechanismus 50 enthält eine Vorschubschraube 51, einen Innengewindeblock 52, einen Verbindungsmechanismus 53 und dergleichen. Die Vorschubschraube 51 ist in einem Gehäuse 46 untergebracht. Das Gehäuse 46 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und am Innengehäuse 11 fixiert. Die Vorschubschraube 51 ist eine Außengewindespindel und wird durch den Motor 40 über einen Getriebemechanismus 410 in Drehung versetzt. Der Getriebemechanismus 410 weist ein erstes Zahnrad 411 und ein zweites Zahnrad 412 auf. Das erste Zahnrad 411 dreht sich gemeinsam mit dem Motor 40, und das mit dem ersten Zahnrad 411 kämmende zweite Zahnrad 412 dreht sich gemeinsam mit der Vorschubschraube 51. Dadurch wird die Vorschubschraube 51 durch den Motor 40 angetrieben.
Der Innengewindeblock 52 ist in der Draufsicht rechteckförmig ausgebildet, und im Inneren ist ein Innengewinde ausgebildet, das mit der Vorschubschraube 51 kämmt. Der Innengewindeblock 52 bewegt sich in axialer Richtung der Vorschubschraube 51 aufgrund der Drehung der Vorschubschraube 51. Die Seite der Vorschubschraube 51 kann ein Innengewinde und die Seite des Schraubenblocks ein Außengewinde sein. Die Außen- und Innengewinde gemäß den später beschriebenen Ausführungsformen können auch ausgetauscht werden.
Der Verbindungsmechanismus 53 enthält ein Gehäuseverbindungselement 531, ein Verbindungsglied 532 und ein Gelenk 533. Ein Ende des Gehäuseverbindungselements 531 ist drehbar mit dem Innengehäuse 11 verbunden, und das andere Ende davon ist gleitbeweglich mit dem Außengehäuse 12 verbunden. Ein Ende des Verbindungsglieds 532 ist mit dem Innengewindeblock 52 verbunden, und das andere Ende davon ist über das Gelenk 533 mit dem Gehäuseverbindungselement 531 verbunden. Das Gelenk 533 verbindet drehbar das Gehäuseverbindungselement 531 und das Verbindungsglied 532. Dadurch wird das Innengehäuse 11 in Bezug auf das Außengehäuse 12 drehbar gehalten und durch den Motor 40 angetrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gehäusepositionssensor 49 vorgesehen, der einen Neigungswinkel des Innengehäuses 11 in Bezug auf das Außengehäuse 12 erfasst. Nachfolgend wird der durch den Beschleunigeröffnungssensor 39 erfasste Winkel des Pedalhebels 20 in Bezug auf das innere Gehäuse 11 als Pedalwinkel θ1 definiert, und der durch den Beschleunigeröffnungssensor 39 definierte Winkel des inneren Gehäuses 11 in Bezug auf das äußere Gehäuse 12 wird als Gehäusewinkel θ2 definiert. Ferner wird der Winkel, der durch eine Referenzposition B und eine Position Ta der Oberfläche der Lauffläche ausgebildet wird, als Winkel θd der Oberfläche der Lauffläche definiert. Der Trittflächenwinkel θd kann als ein Pedalwinkel vom Fahrer aus gesehen betrachtet werden, und falls die Position Ta der Trittfläche konstant ist, ist der Trittflächenwinkel θd unabhängig vom Gehäusewinkel θ2 konstant.
1 zeigt einen initialen Zustand, wenn das Gaspedal vollständig geschlossen ist. Im initialen Zustand befinden sich die obere Wand 111 des Innengehäuses 11 und ein offener Endabschnitt 121 des Außengehäuses 12 im Wesentlichen auf der gleichen Geraden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Endflächenposition auf der Auflage 21 des Innengehäuses 11 als eine Referenzposition B eingestellt und wird durch eine Strich-Zweipunkt-Linie angezeigt. Ferner zeigt der Pedalwinkel θ1 die Schrittrichtung als positiv an, und der Gehäusewinkel θ2 zeigt die Rückwärtsrichtung als positiv an.
Im initialen Zustand befindet sich der Innengewindeblock 52 in einer Position, in der er sich in beide Richtungen bewegen kann. Die Länge der Vorschubschraube 51 und die initiale Position des Innengewindeblocks 52 sind gemäß dem Antriebsbereich des Innengehäuses 11 eingestellt. Das Gleiche gilt für andere Ausführungsformen, die später beschrieben werden.
Wie in 2 gezeigt, wird der Pedalwinkel θ1 zu einem Wert, der einer angewendeten Bremspedalkraft entspricht, wenn die Auflage 21 niedergetreten wird. Wenn die Auflage 21 niedergetreten wird, wird der Pedalwinkel θ1 als α ausgedrückt. Da ferner das Innengehäuse 11 nicht angetrieben wird, wird der Gehäusewinkel θ2 zu 0.
Wie in 3 gezeigt, wird, wenn der Motor 40 in der Richtung angetrieben wird, in der sich der Innengewindeblock 52 der Seite des Getriebemechanismus 410 nähert, während die Position der Trittfläche Ta gehalten wird, das Innengehäuse 11 zu der Seite angetrieben, die näher an der Auflage 21 liegt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Gehäusewinkel θ2 als β ausgedrückt.
Die Beziehungen zwischen den Winkeln θ1, θ2 und θd und der Reaktionskraft sind in 4A bis 4D und 5A bis 5D dargestellt. 4A und 5A zeigen die Ausgabe V1 des Beschleunigeröffnungssensors 39, 4B und 5B zeigen die Ausgabe V2 des Gehäusepositionssensors 49, 4C und 5C zeigen eine Sensorausgabedifferenz ΔV = V1-V2, und 4D und 5D zeigen die vom Fahrer empfundene Reaktionskraft. In 4A und 5A stellt die horizontale Achse den Winkel θ1 und die vertikale Achse die Sensorspannung V1 dar, in 4B und 5B stellt die horizontale Achse den Winkel θ2 und die vertikale Achse die Ausgabe des Sensors V2 dar. In 4C und 5C stellt die horizontale Achse den Winkel θd der Oberfläche der Lauffläche dar, und die vertikale Achse die Sensorausgabedifferenz ΔV. In 5D und 5D stellt die horizontale Achse den Winkel und die vertikale Achse die Reaktionskraft dar. 5D zeigt ferner die Beziehung zwischen dem Trittflächenwinkel θd und der Reaktionskraft auf der linken Seite der Oberfläche des Papiers und die Beziehung zwischen dem Pedalwinkel θ1 und der Reaktionskraft auf der rechten Seite der Oberfläche des Papiers.
Der Fall, in dem sich das Innengehäuse 11 in der initialen Position befindet (siehe 2), ist in 4A bis 4D dargestellt. Wie in 4A gezeigt, weist die Ausgabe V1 des Beschleunigeröffnungssensors 39 einen Wert Vα auf, der dem Pedalwinkel θ1 entspricht. Ferner wird, wie in 4B gezeigt, da sich das Innengehäuse 11 in der initialen Position befindet, die Ausgabe V2 des Gehäusepositionssensors 49 zu 0 (Null). Ferner wird, wie in 4C gezeigt, die Sensorausgabedifferenz ΔV zu Vα, und der Pedalwinkel θ1 und der Winkel der Oberfläche der Lauffläche θd stimmen überein. Das heißt, der Pedalwinkel θ1 und der Winkel der Oberfläche θd sind gleich und α (θ1 = θd = α). Ferner erhöht sich, wie in 4D gezeigt, die Reaktionskraft durch das Vorspannelement 37, wenn der Pedalhebel 20 niedergetreten wird, und verringert sich, wenn der Pedalhebel 20 zurückgeführt wird. Es bildet sich eine Hystereseschleife, so dass die Reaktionskraft in Bezug auf den Winkel θ1 zwischen der Betätigung des Pedals und der Rückstellung unterschiedlich ist.
5A bis 5D zeigen den Fall, in dem das Innengehäuse 11 von der initialen Position (siehe 3) angetrieben wird, während die Position Ta der Oberfläche der Trittfläche eingehalten wird. Wie in 5B gezeigt, ist die Ausgabe V2 des Gehäusesensors 59 Vβ, wenn der Gehäusewinkel θ2 β ist. Da zu diesem Zeitpunkt die Position Ta der Trittfläche gehalten wird, ist der Winkel θd der Trittfläche α. Andererseits ist, wie in 5A gezeigt, der Pedalwinkel θ1 gleich α + β (θ1 = α + β), und die Ausgabe V1 des Beschleunigeröffnungssensors 39 gleich Vα + Vβ (V1 = Vα + Vβ. Wie auf der rechten Seite des Papiers in 5D gezeigt, wird die Reaktionskraft aufgrund der Vorspannkraft des Pedalvorspannelements 37 zu einem Wert, der dem Pedalwinkel θ1 entspricht (θ1 = α + β). Daher liegt die Hystereseschleife, wie in 5D auf der linken Seite der Papieroberfläche gezeigt, näher an der linken Seite der Papieroberfläche, so dass die Reaktionskraft in Bezug auf den Trittflächenwinkel θd gemäß dem Gehäusewinkel θ2 größer wird, verglichen mit dem Fall, in dem sich das Innengehäuse 11 in der initialen Position befindet. Infolgedessen hat der Fahrer das Empfinden, dass sich die Reaktionskraft erhöht hat, obwohl sich die Position Ta der Trittfläche nicht ändert. Die Obergrenze der auf den Pedalhebel 20 angewandten Reaktionskraft wird durch die Vorspannkraft des Pedalvorspannelements 37 definiert.
Die dem Pedalwinkel θ1 entsprechende Ausgabe V1 und die dem Gehäusewinkel θ2 entsprechende Ausgabe V2 werden an die ECU 100 ausgegeben. In der ECU 100 kann der Winkel der Trittfläche θd durch Berechnung der Sensorausgabedifferenz ΔV berechnet werden (siehe 5C). Daher kann der Winkel der Trittfläche θd in der ECU 100 für verschiedene Bedienvorgänge wie etwa die Steuerung der Maschine verwendet werden. Mit anderen Worten, bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Trittflächenwinkel θd berechnet werden, indem zusätzlich zum Beschleunigeröffnungssensor 39 der Gehäusepositionssensor 49 vorgesehen wird. In den Beispielen von 4A bis 4D und 5A bis 5D wird beschrieben, dass die Steigungen der Ausgaben V1 und V2 in Bezug auf die Winkel θ1 und θ2 gleich sind, falls sie jedoch unterschiedlich sind, können sie entsprechend umgerechnet werden.
Wie in 6 dargestellt, wird das Verbindungsglied 53 eingeklappt, wenn der Motor 40 in der Richtung angetrieben wird, in der der Innengewindeblock 52 im vollständig geschlossenen Zustand des Gaspedals von dem Getriebemechanismus 410 getrennt ist. Infolgedessen werden das Innengehäuse 11 und der Pedalhebel 20 und dergleichen gemeinsam zu einer Seite der Bodenwand 127 des Außengehäuses 12 bewegt. Ferner ist das Außengehäuse 12 mit einem Auflagekontaktabschnitt 125 ausgebildet, der mit der Auflage 21 in Kontakt kommen kann. Wenn die Auflage 21 durch den Antrieb des Motors 40 in Kontakt mit dem Auflagekontaktabschnitt 125 des Außengehäuses 12 kommt, sind das Innengehäuse 11, der Pedalhebel 20, der Motor 40 und der Leistungsübertragungsmechanismus 50 im Außengehäuse 12 untergebracht. Bei der vorliegenden Ausführungsform kommt die Auflage 21 mit dem Auflagekontaktabschnitt 125 in Kontakt, so dass die Oberfläche der Auflage 21 die gleiche Oberfläche wie der Fahrzeugboden wird. Es ist zu beachten, dass „gleiche Oberfläche“ bedeutet, dass ein Niedertreten bis zu einem Montagefehler bzw. -toleranz zulässig ist. Zum Beispiel kann durch das Verstauen der Beschleunigervorrichtung 1 während des autonomen Fahrens oder dergleichen ein großer Raum unter den Füßen des Fahrers gesichert werden, so dass der Komfort verbessert wird.
Wie vorstehend beschrieben, enthält die Beschleunigervorrichtung 1 das Innengehäuse 11, den Pedalhebel 20, das Pedalvorspannelement 37 als Vorspannelement und den Motor 40 als Aktuator. Das Innengehäuse 11 ist durch das Verbindungsglied 53 als Tragelement an dem Außengehäuse 12 gehalten. Der Pedalhebel 20 ist drehbar am Innengehäuse 11 gehalten, um auf die Betätigung zu reagieren. Ein Ende des Pedalvorspannelementes 37 liegt am Innengehäuse 11 an und das andere Ende davon liegt am Pedalhebel 20 an, um den Pedalhebel 20 in die Schließrichtung zu drängen. Der Motor 40 kann das Innengehäuse 11 in der Öffnungsrichtung und in der Schließrichtung des Pedalhebels 20 antreiben. Mit dieser Konfiguration kann die Reaktionskraft des Pedalhebels 20 durch den Antrieb des Innengehäuses 11 eingestellt werden, und zumindest ein Teil der Komponenten kann während des autonomen Fahrens oder dergleichen im Außengehäuse 12 verstaut werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Reaktionskraft durch Antreiben des Innengehäuses 11 in Richtung der vollständigen Öffnung oder in Richtung des Schließens eingestellt werden. Ferner kann das Innengehäuse 11 in dem Außengehäuse 12 verstaut werden, indem das Innengehäuse 11 in einer Richtung angetrieben wird, die sich dem Außengehäuse 12 nähert. Ferner kann die Konfiguration relativ einfach und kompakt sein, da die Funktion des Einstellens der Reaktionskraft und die Funktion des Verstauens durch einen einzelnen Motor 40 realisiert werden.
Die Beschleunigervorrichtung 1 enthält den Beschleunigeröffnungssensor 39 als einen ersten Sensor zum Erfassen des Trittwinkels des Pedalhebels 20 und den Gehäusepositionssensor 49 als einen zweiten Sensor zum Erfassen des Winkels des Innengehäuses 11 in Bezug auf das Außengehäuse 12. Die Steuerung des Motors 40 erfolgt basierend auf den Erfassungswerten des Beschleunigeröffnungssensors 39 und des Gehäusepositionssensors 49. Hierdurch kann die Reaktionskraft entsprechend gesteuert werden. Insbesondere kann die Reaktionskraft angemessen gesteuert werden, während die Trittfläche gehalten wird.
Der Motor 40 erzeugt eine Rotationskraft, und die Beschleunigervorrichtung 1 enthält den Leistungsübertragungsmechanismus 50, der die Rotationskraft des Motors 40 in eine geradlinige Bewegungsrichtung umwandelt und die Rotationskraft auf das Innengehäuse 11 überträgt. Im Einzelnen weist der Leistungsübertragungsmechanismus 50 die Vorschubschraube 51 und den Innengewindeblock 52 als Schraubenblock auf. Die Vorschubschraube 51 wird durch einen Motor 40 angetrieben und bildet ein Außengewinde aus. Der Innengewindeblock 52 ist mit einem Innengewinde ausgebildet, das mit der Vorschubschraube 51 in Eingriff steht. Das Tragelement entspricht dem Verbindungsglied 53, das mit dem Innengewindeblock 52, dem Innengehäuse 11 und dem Außengehäuse 12 verbunden ist.
Da das Innengehäuse 11 durch den Eingriff zwischen dem Außengewinde und dem Innengewinde bewegt wird, bewegt sich das Innengehäuse 11 nicht, wenn der Pedalhebel 20 niedergetreten wird, und das Innengehäuse 11 kann leicht positioniert werden. Ferner kann die Last auf den Motor 40 verringert werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform ist in 7 bis 10 dargestellt. Da sich der Leistungsübertragungsmechanismus der zweiten Ausführungsform und einer dritten Ausführungsform von dem der vorstehenden Ausführungsform unterscheidet, wird hauptsächlich der Leistungsübertragungsmechanismus beschrieben. Der Leistungsübertragungsmechanismus 60 der Beschleunigervorrichtung 2 weist eine Vorschubschraube 61, einen Zylinder 62, einen Halter 63 und eine Rolle 64 auf. Die Vorschubschraube 61 weist ein Außengewinde auf und wird durch den Motor 40 über einen Getriebemechanismus 410 in Drehung versetzt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Getriebemechanismus 410 auf der Seite der Auflage 21 vorgesehen, und das Innengehäuse 11, der Zylinder 62 und der Motor 40 sind in dieser Reihenfolge nebeneinander angeordnet. Das Innengehäuse 11 und der Zylinder 62 sind gemeinsam vorgesehen und werden durch den Motor 40 angetrieben. Der Zylinder 62 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, und in ihm ist eine Vorschubschraube 61 untergebracht.
Der Halter 63 ist in einer im Wesentlichen mit Boden versehenen zylindrischen Form ausgebildet, und ein Buchsenschraubenabschnitt 631, der mit der Vorschubschraube 61 in Eingriff steht, ist an der Öffnungsseite ausgebildet. Der Halter 63 ist so vorgesehen, dass das Ende auf der Öffnungsseite in dem Zylinder 62 untergebracht ist, die Bodenseite von dem Zylinder 62 absteht und der Halter 63 durch die Drehung der Vorschubschraube 61 in der axialen Richtung des Zylinders 62 bewegt werden kann.
Am Boden des Halters 63 ist eine Rolle 64 vorgesehen. Die Rolle 64 liegt gleitbeweglich an der Bodenwand 127 des Außengehäuses 12 an. Am Innengehäuse 11 ist eine Regulierungswand 128 zum Beschränken der Bewegung der Rolle 64 ausgebildet. Der Halter 63 kann entlang der Bodenwand 127 des Innengehäuses 11 beweglich sein, und die Rolle 64 kann weggelassen werden, falls die Oberfläche des Halters 63 so ausgebildet ist, dass sie an der Bodenwand 127 des Außengehäuses 12 gleitbeweglich ist.
7 zeigt einen initialen Zustand, wenn der Beschleuniger vollständig geschlossen ist. In dem initialen Zustand befindet sich der Halter 63 an einer Position, die in beide Richtungen bewegt werden kann. Wie in 8 gezeigt, wird beim Niedertreten des Pedalhebels 20 ohne Antrieb des Innengehäuses 11 eine dem Pedalwinkel θ1 entsprechende Reaktionskraft durch die Vorspannelement-Kraft 37 ausgeübt.
Wie in 9 gezeigt, wird, wenn der Motor 40 angetrieben wird und der Halter 63 zu einer Spitzenendseite der Vorschubschraube 61 bewegt wird, während die Trittflächenposition Ta gehalten wird, das Innengehäuse 11 zu der Seite angetrieben, die näher an der Auflage 21 liegt. Folglich kann die Reaktionskraft gemäß dem Gehäusewinkel Θ2 eingestellt werden, während die Position Ta der Trittfläche gehalten wird.
Wie in 10 gezeigt, werden, wenn der Halter 63 im vollständig geschlossenen Zustand des Gaspedals zu einer im Zylinder 62 untergebrachten Seite gefahren wird, das innere Gehäuse 11 und der Pedalhebel 20 und dergleichen zusammen zur Seite der Bodenwand 127 des äußeren Gehäuses 12 bewegt. Wenn die Auflage 21 und der Auflagekontaktabschnitt 125 des Außengehäuses 12 miteinander in Kontakt kommen, sind das Innengehäuse 11, der Pedalhebel 20, der Motor 40 und der Leistungsübertragungsmechanismus 60 in dem Außengehäuse 12 untergebracht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Leistungsübertragungsmechanismus 60 eine durch den Motor 40 angetriebene Vorschubschraube 61 auf, die das Außengewinde ausbildet, und den Halter 63, in dem das mit der Vorschubschraube 61 kämmende Innengewinde ausgebildet ist und der gleitbeweglich am Außengehäuse 12 vorgesehen ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Halter 63 dem Tragelement. Auch mit dieser Konfiguration werden die gleichen Effekte erzielt wie mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform ist in 11 bis 15 dargestellt. Ein Leistungsübertragungsmechanismus 70 der Beschleunigervorrichtung 3 weist eine Vorschubschraube 71, eine Hebeeinheit 72 und dergleichen auf. Die Vorschubschraube 71 weist ein Außengewinde auf, und das Gewinde ist von der Mitte aus in axialer Richtung entgegengesetzt geschnitten. Die Vorschubschraube 71 ist im Wesentlichen parallel zur Bodenwand des Innengehäuses 11 vorgesehen. Die Vorschubschraube 71 wird durch den Motor 40 über den Getriebemechanismus 410 in Drehung versetzt.
Die Hebeeinheit 72 weist Innengewindeblöcke 721 und 722, einen oberen Verbindungsabschnitt 723, einen unteren Verbindungsabschnitt 724 und Verbindungsglieder 725 bis 728 auf. Die Innengewindeblöcke 721 und 722 weisen ein Innengewinde auf, das mit der Vorschubschraube 71 in Eingriff steht. Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich der Innengewindeblock 721 auf einer Seite, die weiter von dem Getriebemechanismus 410 entfernt ist als das Zentrum der Vorschubschraube 71, und der Innengewindeblock 722 befindet sich auf einer Seite, die näher an dem Getriebemechanismus 410 liegt als das Zentrum der Vorschubschraube 71.
Der obere Verbindungsabschnitt 723 ist fest mit dem Innengehäuse 11 verbunden. Der untere Verbindungsabschnitt 724 ist fest mit dem Außengehäuse 12 verbunden. Die Innengewindeblöcke 721 und 722 sind durch das Verbindungsglied 725, den oberen Verbindungsabschnitt 723 und das Verbindungsglied 726 auf der Seite des Innengehäuses 11 der Vorschubschraube 71 verbunden. Ferner sind die Innengewindeblöcke 721 und 722 durch das Verbindungsglied 727, den unteren Verbindungsabschnitt 724 und das Verbindungsglied 728 auf der Seite des Außengehäuses 12 der Vorschubschraube 71 verbunden.
11 zeigt einen initialen Zustand, in dem der Beschleuniger vollständig geschlossen ist. Im initialen Zustand befinden sich die Innengewindeblöcke 721 und 722 an den Positionen, die in beide Richtungen bewegt werden können. Wie in 12 gezeigt, wird, wenn der Pedalhebel 20 niedergetreten wird, ohne das Innengehäuse 11 anzutreiben, eine dem Pedalwinkel θ1 entsprechende Reaktionskraft durch die Vorspannkraft des Pedalvorspannelements 37 ausgeübt.
Wie in 13 gezeigt, wird, wenn der Motor 40 angetrieben wird und die Innengewindeblöcke 721 und 722 näher an die Mitte bewegt werden, während die Trittflächenposition Ta gehalten wird, das Innengehäuse 11 durch den oberen Verbindungsabschnitt 723 zu der näher an der Auflage 21 liegenden Seite angetrieben. Folglich kann die Reaktionskraft gemäß dem Gehäusewinkel Θ2 eingestellt werden, während die Position Ta der Trittfläche gehalten wird.
Wie in 14 gezeigt, wird, wenn die Innengewindeblöcke 721 und 722 im vollständig geschlossenen Zustand des Gaspedals zur Seite weg von der Mitte der Vorschubschraube 71 bewegt werden, die Hebeeinheit 72 eingeklappt, so dass sich das Innengehäuse 11 und der Pedalhebel 20 und dergleichen zusammen zur Bodenwand 127-Seite des Außengehäuses 12 bewegen. Wenn die Auflage 21 und der Auflagekontaktabschnitt 125 des Außengehäuses 12 miteinander in Kontakt kommen, sind das Innengehäuse 11, der Pedalhebel 20, der Motor 40 und der Leistungsübertragungsmechanismus 70 in dem Außengehäuse 12 untergebracht.
Der Leistungsübertragungsmechanismus 70 der vorliegenden Ausführungsform weist die Vorschubschraube 71 und die Hebeeinheit 72 auf, die ein Tragelement ist. Die Vorschubschraube 71 wird durch den Motor 40 angetrieben und ist mit einem Außengewinde ausgebildet, dessen Gewinderichtung im mittleren Abschnitt umgekehrt ist. Die Hebeeinheit 72 weist Innengewindeblöcke 721 und 722 als Schraubenblöcke und Verbindungsabschnitte 723 und 724 auf. Die Innengewindeblöcke 721 und 722 sind auf beiden Seiten des mittleren Abschnitts der Vorschubschraube 71 vorgesehen und weisen ein Innengewinde auf, das in die Vorschubschraube 71 eingreift. Die Verbindungsabschnitte 723 und 724 verbinden die Verbindungsglieder 725 bis 728, die mit den Innengewindeblöcken 721 und 722 verbunden sind, wobei die Vorschubschraube 71 dazwischen angeordnet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Innengehäuse 11 an dem oberen Verbindungsabschnitt 723 fixiert, der der Verbindungsabschnitt auf einer Seite der Vorschubschraube 71 ist, und das Außengehäuse 12 ist an dem unteren Verbindungsabschnitt 724 fixiert, der der Verbindungsabschnitt auf der anderen Seite ist. Mit dieser Konfiguration werden auch die gleichen Effekte erzielt wie mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
(Andere Ausführungsformen)
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist der Aktuator ein bürstenloser Gleichstrommotor. In einer anderen Ausführungsform kann der Aktuator ein Motor eines anderen Typs als der bürstenlose Gleichstrommotor sein, oder es kann ein anderer Aktuator als der Motor, wie z.B. ein Solenoid, als Aktuator verwendet werden. Bei der vorstehenden Ausführungsform wurde die Beschleunigervorrichtung als bodenstehender Typ (so genannter „Orgeltyp“) beschrieben. In anderen Ausführungsformen kann die Beschleunigervorrichtung auch hängend ausgeführt sein (sog. „Pendeltyp"). Ferner können der Leistungsübertragungsmechanismus und der Verriegelungsmechanismus anders konfiguriert sein als bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern es können im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen vorgenommen werden.
Die vorliegende Offenbarung ist gemäß Ausführungsformen beschrieben worden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform und Konstruktion begrenzt. Diese Offenbarung umfasst auch verschiedene Modifikationen und Abweichungen innerhalb des Äquivalenzbereichs. Darüber hinaus können verschiedene Kombinationen und Formationen sowie andere Kombinationen und Formationen, die ein, mehr als ein oder weniger als ein Element enthalten, in der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020044688 [0001]
DE 102014118573 [0004]

Claims

Eine Beschleunigervorrichtung, aufweisend: ein Innengehäuse (11), das durch ein Tragelement (53, 62, 72) an einem Außengehäuse (12) gehalten wird; einen Pedalhebel (20), der so konfiguriert ist, dass er durch das innere Gehäuse auf eine Betätigung reagierend drehbar gehalten wird; ein Vorspannelement (37), das so konfiguriert ist, dass es den Pedalhebel in eine Schließrichtung vorspannt; und einen Aktuator (40), der so konfiguriert ist, dass er das Innengehäuse in einer Öffnungsrichtung und der Schließrichtung des Pedalhebels antreibt.
Beschleunigervorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: einen ersten Sensor (39), der konfiguriert ist, um einen Trittwinkel des Pedalhebels zu erfassen, und einen zweiten Sensor (49), der konfiguriert ist, um einen Winkel des inneren Gehäuses in Bezug auf das äußere Gehäuse zu erfassen, wobei der Aktuator basierend auf den Erfassungswerten des ersten Sensors und des zweiten Sensors gesteuert wird.
Beschleunigervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Aktuator eine Rotationskraft erzeugt, und ferner aufweisend einen Leistungsübertragungsmechanismus (50, 60, 70), der konfiguriert ist, um eine Rotationskraft des Aktuators in eine geradlinige Bewegungsrichtung umzuwandeln und auf die innere Gehäuseseite zu übertragen.
Beschleunigervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Leistungsübertragungsmechanismus (50) eine Vorschubschraube (51) aufweist, die durch den Aktuator angetrieben wird, um entweder ein Außengewinde oder ein Innengewinde auszubilden, und einen Schraubenblock (52) aufweist, in dem das jeweils andere des Außengewindes oder des Innengewindes, das mit der Vorschubschraube kämmt, blockiert ist, und das Tragelement ein Verbindungsmechanismus (53) ist, der mit dem Schraubenblock, dem Innengehäuse und dem Außengehäuse verbunden ist.
Beschleunigervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Leistungsübertragungsmechanismus (60) eine Vorschubschraube (61) aufweist, die durch den Aktuator angetrieben wird, um entweder ein Außengewinde oder ein Innengewinde auszubilden, und einen Halter (62) aufweist, der ein Tragelement ist, in dem das jeweils andere des Außengewindes oder des Innengewindes, das mit der Vorschubschraube kämmt, ausgebildet ist und das gleitbeweglich am Außengehäuse vorgesehen ist.
Beschleunigervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Leistungsübertragungsmechanismus (70) eine Vorschubschraube (71) aufweist, die durch den Aktuator angetrieben wird und entweder ein Außengewinde oder ein Innengewinde ausbildet, dessen Gewinderichtung in einem Zwischenabschnitt umgekehrt ist, und eine Hebeeinheit (72), die ein Tragelement ist, die Hebeeinheit mit einem Spindelblock (721, 722) verbunden ist, der auf beiden Seiten des Zwischenabschnitts der Vorschubschraube vorgesehen ist, um das andere von einem Außengewinde oder einem Innengewinde zu bilden, das mit der Vorschubschraube kämmt, und mit Verbindungsabschnitten (723, 724), die die mit dem Spindelblock verbundenen Glieder (725 bis 728) auf beiden Seiten mit der dazwischen liegenden Vorschubschraube verbinden, und das Innengehäuse mit dem Verbindungsabschnitt auf der einen Seite der Vorschubschraube und das Außengehäuse mit dem Verbindungsabschnitt auf der anderen Seite fest verbunden ist.