一种触觉预警式电子油门踏板的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种触觉预警式电子油门踏板，属于汽车的油门踏板【技术领域】。该触觉预警式电子油门踏板包括踏板本体以及电子油门踏板执行机构和触觉预警执行机构，电子油门踏板执行机构至少包括踏板面板、踏板连杆以及转动块，所述踏板面板与转动块之间通过踏板连杆传递力，在向踏板面板施加向下的力时，转动块按第一方向转动；触觉预警执行机构可根据汽车的电子控制单元的预警命令被驱动以与转动块相互传动接合，进而推动转动块按与所述第一方向相反的第二方向转动。该触觉预警式电子油门踏板可对驾驶员右脚发出触觉预警信号,提醒驾驶员控制好油门。
【专利说明】—种触觉预警式电子油门踏板
【技术领域】
[0001]本实用新型属于汽车的油门踏板【技术领域】，涉及触觉预警式电子油门踏板装置。【背景技术】
[0002]随着对汽车安全性要求的不断提高，对驾驶安全十分重要的预警功能越来越多地应用在汽车上。例如，当与前方车辆接近时或本车辆偏离车道时，在超过速度限制时或非燃油经济状态行驶时，车辆预警系统提醒驾驶员进行制动或减少油门开度。预警系统可以通过在车辆设置前置雷达，获取前面车辆的信息反馈给电子控制单元，电子控制单元处理了防前碰撞预警系统、汽车偏离车道预警系统、燃油经济预警系统和驾驶员辅助系统传来的信息后，对驾驶员发出预警信号，提醒驾驶员控制好油门和制动踏板。
[0003]目前，预警功能的实现可以通过喇叭发声来提醒驾驶员，但是，从驾驶员获得预警信号到执行安全措施(例如松开油门踏板)需要的反应时间较长。因此，电子控制单元的预警功能难以直接地通过电子油门踏板来实现。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的之一在于，提供一种具有触觉式预警功能的电子油门踏板。
[0005]为实现以上目的或者其他目的，本实用新型提供一种触觉预警式电子油门踏板，包括踏板本体(100)以及电子油门踏板执行机构(200)，所述电子油门踏板执行机构至少包括踏板面板(210)、踏板连杆(220)以及转动块(230)，所述踏板面板(210)与所述转动块(230)之间通过所述踏板连杆(220)传递力，在向所述踏板面板(210)施加向下的力(Fl)时，所述转动块(230)按第一方向(Dl)转动；
[0006]其中，所述触觉预警式电子油门踏板还包括触觉预警执行机构(300)，所述触觉预警执行机构(300)根据汽车的电子控制单元的预警命令被驱动以与所述转动块(230)相互传动接合，进而推动所述转动块(230)按与所述第一方向(Dl)相反的第二方向(D2)转动。
[0007]按照本实用新型一实施例的触觉预警式电子油门踏板，其中，所述触觉预警执行机构(300)包括电机(310)、传动齿轮模块、推力部件(320)和推力导向部件(330);根据汽车的电子控制单元的预警命令，所述电机(310)产生转动扭矩,该转动扭矩通过所述传动齿轮模块传递至所述推力部件(320 )，所述推力部件(320 )在所述推力导向部件(330 )的引导下运动，使得所述推力部件(320)与所述转动块(230)相互传动接合，并且推动所述转动块
(230)按第二方向(D2)转动。
[0008]优选地，所述推力部件(320)上固定设置有第一接合部，所述转动块(230)上相应地固定设置有第二接合部；在所述电机(310)产生转动扭矩时，所述第一接合部与所述第二接合部相接合，以使所述推力部件(320)与所述转动块(230)相互传动接合；在所述电机(310)不产生转动扭矩时，所述第一接合部与所述第二接合部自动相互分离。
[0009]优选地，所述第一接合部为圆柱凸台(322)，所述第二接合部件为耳状翼子
(231)。[0010]优选地，所述圆柱凸台(322)上设有O形橡胶圈。
[0011]按照本实用新型又一实施例的触觉预警式电子油门踏板，其中，所述电机(310)的转动输出轴带有一级小齿轮，所述传动齿轮模块包括第一齿轮组(340)和第二齿轮组(350)，所述第一齿轮组(340)包括同轴固定的一级大齿轮和二级小齿轮，所述第二齿轮组(350)包括同轴固定的二级大齿轮(351)和三级小齿轮(352);所述一级小齿轮与所述一级大齿轮相啮合，所述二级小齿轮与所述二级大齿轮(351)相啮合，所述三级小齿轮(352)与所述推力部件(320)上设置的圆弧齿条(321)相啮合。
[0012]优选地，所述推力部件(320)的中间设置有腰形孔(323)，所述第二齿轮组(350)的轴部分地穿过所述腰形孔(323 )。
[0013]优选地，所述推力部件(320)的相向于所述的推力导向部件(330)的下端设置有圆弧凸台(324)，所述推力导向部件(330)的相向于的推力部件(320)的背面设置有圆弧凹槽(331)，所述圆弧凸台(324)与所述圆弧凹槽(331)相配合，从而限定所述推力部件(320)在推力导向部件(330)的圆弧凹槽(331)的表面上运动。
[0014]优选地，所述推力导向部件(330 )上设置有限制所述推力部件(320 )相对所述推力导向部件(330)向右过度运动的第一限位面(332)和向左过渡运动的第二限位面(333)。
[0015]在之前所述任一实施例的触觉预警式电子油门踏板中，所述电子油门踏板执行机构(200)还包括主要由传感器模块(250)和传感器感应片(251)组成的踏板位置传感器，其中，在所述转动块(230)的侧面上安装有对应所述传感器模块(250)的传感器感应片(251)。
[0016]在之前所述任一实施例的触觉预警式电子油门踏板中，所述电子油门踏板执行机构还包括用于抵抗第一方向(Dl)的转动以使转动块(230)、踏板面板(210)复位至初始位置的弹簧(240)。
[0017]本实用新型的技术效果是，本实用新型的触觉预警式电子油门踏板能直接给驾驶员提供触觉式的预警，相比于传统的喇叭发声间接传递预警信号的方式，将触觉式预警信号传给驾驶员脚面可以大大减少驾驶员从获得预警信号到执行命令的时间，使车辆驾驶更安全。并且，该触觉预警式电子油门踏板结构简单、可靠性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
[0019]图1是按照本实用新型一实施例的触觉预警式电子油门踏板的爆炸结构示意图。
[0020]图2是图1所示实施例的电子油门踏板的执行机构的安装图。
[0021]图3是图1所示实施例的触觉预警式电子油门踏板的预警执行机构的安装图。
[0022]图4是图1所示实施例的触觉预警式电子油门踏板的外形布置结构图。
[0023]图5是图1中所使用的推力部件、推力导向部件和第二齿轮组的放大示意图。
[0024]图6是图1中所使用的推力部件、推力导向部件和转动块的工作示意图。
[0025]图7是图1中所使用的转动块、弹簧、踏板连杆的布置结构示意图。
【具体实施方式】[0026]下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解，并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下【具体实施方式】以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
[0027]本文中，“上”、“下”、“左”、“右”的方位术语是相对附图示意的方位来定义的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据电子油门踏板的方位的变化而相应地发生变化。
[0028]图1所示为按照本实用新型一实施例的触觉预警式电子油门踏板的爆炸结构示意图；图2所示为图1所示实施例的电子油门踏板的执行机构的安装图；图3所示为图1所示实施例的触觉预警式电子油门踏板的预警执行机构的安装图；图4所示为图1所示实施例的触觉预警式电子油门踏板的外形布置结构图；图5所示为图1中所使用的推力部件、推力导向部件和第二齿轮组的放大示意图；图6所示为图1中所使用的推力部件、推力导向部件和转动块的工作示意图。图7所示为图1中所使用的转动块、弹簧、踏板连杆的布置结构示意图。
[0029]在以上图1至图4中，示意性地，触觉预警式电子油门踏板的长度方向定义为X方向，触觉预警式电子油门踏板的宽度方向定义y方向，触觉预警式电子油门踏板的高度方向定义为z方向，其中图1中，触觉预警式电子油门踏板的组成部件在y方向爆炸示意，以清楚表示其具体包括的组成部件。以下结合图1至图7所示详细说明本实施例的触觉预警式电子油门踏板的结构及其工作原理。
[0030]如图1至图4所示，触觉预警式电子油门踏板主要地由三部分组成，即踏板本体100、电子油门踏板执行机构200和触觉预警执行机构300。踏板本体100由其外壳包围形成内腔110，电子油门踏板执行机构200的一些部件以及触觉预警执行结构300置于该内腔110中，并且，在组装完成后可以通过触觉预警式电子油门踏板的左踏板盖260和右踏板盖270大致地封闭该腔室110 (如图4所示)。
[0031]在一实施例中，电子油门踏板执行机构200主要地包括踏板面板210、踏板连杆220、踏板位置传感器、大小弹簧(240)、转动块230。踏板面板210安装于踏板本体100上，从而方便驾驶员施加向下的作用力Fl于其上，进而踏板面板210大致在Xz平面内转动。转动块230可通过固定轴280固定在内腔110中；踏板面板210与转动块230之间通过踏板连杆220传递力，在力Fl作用下踏板面板210转动时，该力可以通过踏板连杆220传递至转动块230的一端，使得转动块230沿如图2所示的Dl方向沿固定轴280转动。具体地，转动块230上可以设置转动块衬套233，转动块230通过转动块衬套233与固定轴280相联接，优选地，转动块衬套233为大半圆状，便于其与固定轴280快速联接。
[0032]进一步，电子油门踏板执行机构200还包括设置在腔室110中的弹簧(即大小弹簧)240，弹簧240置于转动块230的下端部的弹簧孔与腔室110的底部之间，从而抵抗Dl方向的转动，使转动块230、踏板面板210方便复位至初始位置。
[0033]进一步，电子油门踏板执行机构200还包括主要由传感器模块250和传感器感应片251组成的踏板位置传感器。其中，传感器模块250，通过传感器模块250可以实时地感知转动块230的转动，从而可以产生与踏板面板210位置相关的输出信号，并传输至发动机控制单元(图中未示出)，控制发动机的节气门等。对应于传感器模块250，在转动块230的侧面上安装有传感器感应片251，其可以随转动块240的转动而转动。因此,传感器感应片251和传感器模块250构成了踏板位置传感器。
[0034]踏板连杆220活动地与转动块230的一端接触，在远离踏板连杆220的一端，转动块230上设置有阻尼块232，阻尼块232采用阻尼材料，阻尼块232与腔室110的内表面接触，从而在转动块230转动时，阻尼块232相对踏板本体100的内表面滑动而产生阻尼。
[0035]在一实施例中，触觉预警执行机构300包括电机310、传动齿轮模块、推力部件320和推力导向部件330。电机310可以但不限于为直流电机，其可以通过各种方式固定在腔室110中，并且可以与汽车的电子控制单元耦接，从而直流电机可以受电子控制单元的预警命令控制，其在接收到预警命令时，直流电机立即开始工作，从而提供预定方向的转动扭矩。在该实施例中，电机310的转动输出轴带有一级小齿轮，其与传动齿轮模块相啮合。
[0036]如图传动齿轮模块可选地由第一齿轮组340和第二齿轮组350组成，其中，第一齿轮组340包括同轴固定的一级大齿轮和二级小齿轮，第二齿轮组350包括同轴固定的二级大齿轮351和三级小齿轮352 (如图5所示)；电机310的一级小齿轮与第一齿轮组340的一级大齿轮相啮合，第一齿轮组340的二级小齿轮与第二齿轮组350的二级大齿轮351相啮合。相应地，对应于第二齿轮组350的三级小齿轮352，如图5所示，推力部件320上设置有圆弧齿条321，三级小齿轮352可以与推力部件320的圆弧齿条321相啮合。通过传动齿轮模块可以实现降速传动，从而增大三级小齿轮352对圆弧齿条321的作用力(也即传递力)。在电机310受预警信号触发而按如图3所示方向转动时，电机310可以间接地通过传动齿轮模块传递力至推力部件320。
[0037]推力部件320的中间开有一个较大的腰形孔323 (如图5所示)，让固定在踏板本体上100的第二齿轮组350的轴部分地通过腰形孔323，从而避免第二齿轮组350与推力部件320相互干涉。
[0038]如图6所示，推力部件320的下端设有圆弧凸台324，相应地，推力导向部件330的背面上设置有圆弧凹槽331，圆弧凸台324的直径与圆弧凹槽331的内径基本相匹配，从而，圆弧凸台324相向于圆弧凹槽331相互配合，在从电机310传递过来的力的作用下，推力部件320的圆弧凸台324基本只能沿圆弧凹槽331的表面做大致的圆周运动，这样，限制了推力部件320在圆弧凹槽331的表面的方向上运动，发挥了推力导向部件330对于推力部件320的导向功能。
[0039]推力导向部件330的面上可以设置有限位面332和限位面333，限位面332可以限制圆弧凸台324沿圆弧凹槽331向右(X方向的反方向)过度运动，限位面333可以限制圆弧凸台324沿圆弧凹槽331向左(X方向)过渡运动。也即推力导向部件330上设置有限制所述推力部件320相对所述推力导向部件330向第三方向过度运动的限位面332和向与第三方向相反的第四方向过渡运动的限位面333。
[0040]如图6所示，推力部件320的相向于转动块230的一侧面上设置有两个圆柱凸台322，对应地，在转动块230的相向于推力部件320的一侧面上设置有两个耳状翼子231，圆柱凸台322与耳状翼子231为两个对应的接合部，可操作地二者可以相互传动接合，也可以相互分离；在电机310转动时，圆柱凸台322在传递的力的作用下与耳状翼子231相接合，电机310传递至推力部件320的力进一步通过接合的圆柱凸台322和耳状翼子231传递至转动块230，进而可以推动转动块230按与第一方向Dl相反的第二方向D2 (如图3所示)转动，进而通过踏板连杆220向踏板面板210传递向上的力F2 ;在电机310停止转动的情况下，将没有传递的力，圆柱凸台322与耳状翼子231之间相分离，从而，转动块230的动作将不受推力部件320所影响。
[0041 ] 圆柱凸台322上优选地可以设置有O形橡胶圈，从而，可以减轻圆柱凸台322与耳状翼子231接合时的冲击。
[0042]以上所述实施例的电子油门踏板在接收到预警信号时，电机310将转动，电机310通过两级大传动比的第一齿轮组340和第二齿轮组350的传动，降低了转速，提高了传递至推力部件320的推力，并且此时，在推力作用下，圆柱凸台322与耳状翼子231对应接合，推力部件320在推力导向部件330的导向限制下运动，从而被传递至推力部分320的力将被传递至转动块230，转动块230将按D2方向转动，进而将力传递给踏板连杆220，踏板连杆最终传递力F2至踏板面板。因此，驾驶员的右脚将能直接地感受到往上的力F2，驾驶员被直接提醒，提醒其注意控制好油门踏板、车辆速度等。
[0043]在未接收到预警信号时，电机310停止转动，在没有推力作用的情况下，圆柱凸台322与耳状翼子231将自动分离，整个触觉预警执行机构300将不再影响油门踏板执行机构200的操作，电子油门踏板执行机构200可以单独地被驾驶员所操作控制，实现电子油门踏板的传统的操控功能。
[0044]因此，以上所述实施例的电子油门踏板具有触觉式的预警功能，并且，传统的操控功能可以不受该预警功能影响，其将大大提高驾驶操作的安全性。并且，整个触觉预警式电子油门踏板结构简单、预警功能稳定可靠。
[0045]以上例子主要说明了本实用新型的触觉预警式电子油门踏板。尽管只对其中一些本实用新型的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。
【权利要求】
1.一种触觉预警式电子油门踏板，包括踏板本体(100)以及电子油门踏板执行机构(200)，所述电子油门踏板执行机构至少包括踏板面板(210)、踏板连杆(220)以及转动块(230 )，所述踏板面板(210 )与所述转动块(230 )之间通过所述踏板连杆(220 )传递力，在向所述踏板面板(210 )施加向下的力(FI)时，所述转动块(230 )按第一方向(DI)转动； 其特征在于，所述触觉预警式电子油门踏板还包括触觉预警执行机构(300)，所述触觉预警执行机构(300)根据汽车的电子控制单元的预警命令被驱动以与所述转动块(230)相互传动接合，进而推动所述转动块(230)按与所述第一方向(Dl)相反的第二方向(D2)转动。
2.如权利要求1所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述触觉预警执行机构(300)包括电机(310)、传动齿轮模块、推力部件(320)和推力导向部件(330);根据汽车的电子控制单元的预警命令，所述电机(310)产生转动扭矩，该转动扭矩通过所述传动齿轮模块传递至所述推力部件(320 )，所述推力部件(320 )在所述推力导向部件(330 )的引导下运动，使得所述推力部件(320)与所述转动块(230)相互传动接合，并且推动所述转动块(230)按第二方向(D2)转动。
3.如权利要求2所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述推力部件(320)上固定设置有第一接合部，所述转动块(230)上相应地固定设置有第二接合部；在所述电机(310)产生转动扭矩时，所述第一接合部与所述第二接合部相接合，以使所述推力部件(320)与所述转动块(230)相互传动接合；在所述电机(310)不产生转动扭矩时，所述第一接合部与所述第二接合部自动相互分离。
4.如权利要求3所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述第一接合部为圆柱凸台(322)，所述第二接合部件为耳状翼子(231)。
5.如权利要求4所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述圆柱凸台(322)上设有O形橡胶圈。
6.如权利要求2所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述电机(310)的转动输出轴带有一级小齿轮，所述传动齿轮模块包括第一齿轮组(340)和第二齿轮组(350)，所述第一齿轮组(340)包括同轴固定的一级大齿轮和二级小齿轮，所述第二齿轮组(350)包括同轴固定的二级大齿轮(351)和三级小齿轮(352);所述一级小齿轮与所述一级大齿轮相啮合，所述二级小齿轮与所述二级大齿轮(351)相啮合，所述三级小齿轮(352)与所述推力部件(320)上设置的圆弧齿条(321)相啮合。
7.如权利要求5所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述推力部件(320)的中间设置有腰形孔(323)，所述第二齿轮组(350)的轴部分地穿过所述腰形孔(323)。
8.如权利要求2所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述推力部件(320)的相向于所述的推力导向部件(330)的下端设置有圆弧凸台(324)，所述推力导向部件(330)的相向于的推力部件(320)的背面设置有圆弧凹槽(331)，所述圆弧凸台(324)与所述圆弧凹槽(331)相配合，从而限定所述推力部件(320)在推力导向部件(330)的圆弧凹槽(331)的表面上运动。
9.如权利要求8所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述推力导向部件(330)上设置有限制所述推力部件(320)相对所述推力导向部件(330)向第三方向过度运动的第一限位面(332)和向与第三方向相反的第四方向过渡运动的第二限位面(333)。
10.如权利要求1所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述电子油门踏板执行机构(200)还包括由传感器模块(250)和传感器感应片(251)组成的踏板位置传感器，其中，在所述转动块(230)的侧面上安装有对应所述传感器模块(250)的传感器感应片(251)。
11.如权利要求1所述的触觉预警式电子油门踏板，其特征在于，所述电子油门踏板执行机构还包括用于抵抗第一方向(Dl)的转动以使转动块(230)、踏板面板(210)复位至初始位置的弹簧(240) 。
【文档编号】B60K26/02GK203780322SQ201320418427
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】程熊, 陈汉军, 强超 申请人:上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司