车用电子油门踏板.pdf

本发明公开了一种电子油门踏板，在踏板臂的尾端设有力滞产生机构，该力滞产生机构包括基座、两个摩擦元件、弹簧支撑和弹簧；两个摩擦元件设置在基座的两侧，弹簧支撑设置在基座上端的开口槽中，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，该楔性下端的两斜面与摩擦元件的端面接触。本发明既能产生良好的力滞效应又具备良好的成本效益。

1、  一种电子油门踏板，包括壳体、踏板臂、转轴和传感器模块，所述踏板臂通过转轴安装在壳体上，并且可带动转轴同步旋转，所述传感器模块与转轴连接，转轴旋转时带动传感器模块的电刷臂同步旋转；
其特征在于：还包括设置在踏板臂的尾端的力滞产生机构，该力滞产生机构包括基座、两个摩擦元件、弹簧支撑和弹簧；
中空的基座位于踏板臂的尾端，在基座的两侧各开一个摩擦元件支撑槽，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。

2、  如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于：所述摩擦元件为柱状的六面体，其与弹簧支撑楔形下端的两斜面接触的端面为弧面或斜面。

3、  如权利要求1或2所述的电子油门踏板，其特征在于：所述弹簧支撑的楔形下端为，在弹簧支撑的下端具有一宽的垂直两端面和一窄的垂直两端面，宽的垂直两端面和窄的垂直两端面之间由两斜面连接。

4、  如权利要求1或2所述的电子油门踏板，其特征在于：所述力滞产生机构通过将弹簧对弹簧支撑的压力转化成对摩擦元件的侧向推压力，压力随着踏板臂的位置不同而变化，摩擦元件外端面与壳体内壁摩擦，进而产生可变摩擦力；摩擦力的大小通过改变弹簧支撑的楔形下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，其特征在于：所述踏板臂能在怠速位置与节气门全开位置转动，且其最大旋转角度通过改变踏板臂在怠速位置限位面或机械止点侧的限位面的位置进行调节。

6、  如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于：所述转轴为阶梯轴。

7、  如权利要求1所述的电子油门踏板，其特征在于：所述转轴的一侧端设有与传感器模块连接的拨片结构，传感器模块设有与所述拨片结构相对应的槽结构，转轴的拨片结构位于传感器模块的槽结构内。

车用电子油门踏板
技术领域
本发明涉及汽车的发动机系统，特别是涉及一种适用于各种车辆的电子油门踏板。
背景技术
现有的传统油门踏板多是通过拉线连接到发动机的燃料子系统上，直接通过拉线来控制气门开度。基于drive-by-wire(电传线控)的理念，用电子油门踏板替代传统的拉线式踏板是今后汽车领域的发展趋势。在完全的电子式的加速踏板中，应用位置传感器来反映加速踏板位置，并将位置信号传送给节气门控制器。基于传感器的油门踏板特别适用于电子控制系统，加速踏板位置是发动机控制变量中的一个变量。
对于拉线和其保护套之间的摩擦力，驾驶者一般喜欢传统的拉线式踏板给予的这种驾驶感觉，所以新型的电子油门踏板应该设计相应的机构产生这种摩擦力，使得驾驶者有同样的驾驶感觉。例如wortmann等人的美国专利No.6360631公布了一款踏板机构，该机构是一种能产生滞后效应的柱塞式组件。
但是综合来看，目前的电子油门踏板，有的是根本没有力滞产生机构，不能充分产生力滞效果，无法提供传统机械拉线式踏板的驾驶感觉；有的虽然有力滞产生机构，但结构相对复杂，部件多，成本效益差。因此，现在需要一种既能提供良好的力滞效应，又有良好成本效益的新型设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电子油门踏板，既能产生良好的力滞效应又具备良好的成本效益。
为解决上述技术问题，本发明的电子油门踏板包括：壳体、踏板臂、转轴和传感器模块，所述踏板臂通过转轴安装在壳体上，并且可带动转轴同步旋转，所述传感器模块与转轴连接，转轴旋转时带动传感器模块的电刷臂同步旋转；
其中：还包括设置在踏板臂的尾端的力滞产生机构，该力滞产生机构包括基座、两个摩擦元件、弹簧支撑和弹簧；
中空的基座位于踏板臂的尾端，在基座的两侧各开一个摩擦元件支撑槽，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。
本发明的电子油门踏板在完全实现其信号传递功能的基础上，由于采用了新型的力滞产生机构，从而在整体上减少了组件的数量，同时力滞产生机构的结构精简且有效，因此，能够有效提高效益，降低成本。
本发明的电子油门踏板，在弹簧的作用下，弹簧支撑将两摩擦元件沿摩擦元件支撑槽向外侧推出，跟随着踏板臂的运动，摩擦元件与壳体侧壁之间产生滑动摩擦力，产生力滞效果。踏板臂位于不同位置，弹簧产生的压力不同，摩擦元件所受到的外向推力也不同，因此这种力滞产成机构具有自适应功能且力滞随踏板臂位置不同而变化。
本发明的电子油门踏板通过踩踏使踏板旋转角度产生变化，进而输出不同的信号，反映驾驶者的驾驶意图，适用于各种车辆尤其是乘用车。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的电子油门踏板一实施例结构图；
图2是图1所示电子油门踏板的剖视图；
图3是图1所示电子油门踏板中力滞产生机构的部分结构示意图；
图4是图1所示电子油门踏板中力滞产生机构的剖视图；
图5是转轴与传感器模块连接的结构示意图；
图6是传感器模块与转轴连接的结构示意图。
具体实施方式
参见图1、2所示，本发明的电子油门踏板包括壳体1、踏板臂5、弹簧2、弹簧支撑3、两个摩擦元件4、转轴6和传感器模块7。
所述壳体1的前端具有一开口16，左右两侧壁设有轴孔17。踏板臂5的尾部设有一转轴孔18。将踏板臂5从壳体1的开口16处插入壳体1，左右方向由壳体1内壁限位，再将转轴6穿入壳体1的轴孔17和踏板臂5的转轴孔18，使踏板臂5安装在壳体1中且可做旋转运动。所述转轴6可以采用阶梯轴，这时只能从壳体1的一侧开口16将转轴6插入安装踏板臂5。经由转轴6径向定位，踏板臂5以转轴6的轴心做旋转运动，且带动转轴6同步旋转，由此将踏板臂5的位移传递给传感器模块7，输出相应的电信号。
参见图2所示，踏板臂5位于转轴孔18之上的上端侧具有第一限位面51，与该第一限位面51相对应壳体1上具有第二限位面12。自然状态下，第一限位面51与第二限位面12接触，保证踏板臂5的怠速位置。
踏板臂5位于转轴孔18的左侧下方具有第三限位面52，与该第三限位面52相对应壳体1上具有第四限位面13。当踩踏踏板臂5使其旋转时，踏板臂5上的第三限位面52最终与壳体1的第四限位面13接触，此即为踏板臂5的机械止点。
踏板臂5可在怠速位置与节气门全开位置转动，且其最大旋转角度可通过改变踏板臂5上的第三限位面52的位置进行调节，进而改变踏板臂5的旋转行程。
结合图3、4所示，在本发明中力滞产生机构位于踏板臂5的尾端，该力滞产生机构包括基座53、两个摩擦元件4、弹簧支撑3和弹簧2。
中空的基座53位于踏板臂5的尾端(位于图1、2转轴孔18的右侧方)。在基座53的两侧各开一个摩擦元件支撑槽54。摩擦元件4是一个一侧面为弧面或者斜面41的柱状六面体，分别放置在一个摩擦元件支撑槽54中。摩擦元件4设置在摩擦元件支撑槽54中时其弧面或者斜面41朝向摩擦元件支撑槽54的内侧，露出的外端面42(与弧面或者斜面41相对的面)为摩擦面。位于基座53的上端面设有一个开口槽55，该开口槽55与摩擦元件支撑槽54相通。弹簧支撑3设置在开口槽55中，弹簧支撑3的上端面设有弹簧定位31，弹簧2定位于弹簧支撑3的弹簧定位31和壳体1上的第二弹簧定位13之间。
弹簧支撑3的下端为上宽下窄的楔形(例如图3所示的，该楔形下端具有一宽的垂直两端面，沿该宽的垂直两端面向内下方倾斜形成对称的两斜面，沿该两斜面向下沿伸形成窄的垂直两端面)，该楔性下端的两斜面32与摩擦元件4的弧面或者斜面41接触。
自然状态时，由于弹簧2提供的压力，使得弹簧支撑3处于向下运动的趋势，迫使摩擦元件4沿着基座53的槽54向外运动。摩擦元件4的摩擦面42与壳体1的内壁11接触，且受到壳体1的内壁11的限位。由此弹簧2对弹簧支撑3的压力以固定的比例转化为摩擦元件4对壳体1的内壁11的压力。当踏板臂5转动带动摩擦元件4运动，则摩擦元件4的摩擦面42与壳体1的内壁11间产生动摩擦力。踏板臂5的位置不同，弹簧2形变不同，对弹簧支撑3的正压力不同，导致摩擦元件4对壳体1的内壁11的压力不同，因此摩擦力不同。故跟随踏板臂5不同位置产生变化的力滞效果，且摩擦元件4在基座53的槽54内可向外移动，具有一定的自调解功能。
在摩擦元件4以及壳体1的材料确定，弹簧2不变的前提下，可通过改变弹簧支撑3的楔形下端的两斜面32的倾斜度来改变力滞的效果。在可接受范围内，两斜面32与水平的夹角越大，产生的力滞越大。
传感器模块7与转轴6相连接。参见图6所示，所述转轴6的一侧端设有与传感器模块7的连接端，该连接端为拨片结构61。例如该拨片结构61为具有沿转轴6的一侧端面向外延伸的圆台，沿该圆台的两侧对称向两侧延伸形成两耳部。再参见图5所示，传感器模块7的电刷臂(转子)连接端是与所述拨片结构61相对应的槽结构71，转轴6的拨片结构61位于电刷臂的槽结构71内。当转轴6旋转时带动传感器模块7的电刷臂同步旋转，但转轴6径向的抖动对电刷臂没有影响。
传感器模块7由电刷臂、电刷、PCB板和外壳等元件组成。踏板臂5的位移通过转轴6传递到传感器模块7，电刷臂带动电刷运动，引起传感器模块7内电气信号的变化，使得传感器模块7输出反映踏板臂5位移的信号。传感器模块7输出的信号传送到控制单元，进而控制节气门的开度。
以上通过具体实施方式对本发明作了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。本领域的技术人员在不脱离本发明原理的情况下还可作出若干变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。