CN102576235A - 踏板行程探测器和踏板单元 - Google Patents

Abstract

本发明建议一种具有传感器（15）的踏板行程探测器和一种具有这种踏板行程探测器的踏板单元，其中，所述踏板行程探测器具有探测器，并且这个探测器通过可与踏板（16）连接的弹性的随动件（12）获知这个踏板（16）的运动，由此该传感器就检测到了这个运动。

Description

踏板行程探测器和踏板单元

现有技术

本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的踏板行程探测器（Pedalweggeber）或者踏板单元。

由DE 10 2005 033 179 A1公开了一种可以安装在踏板模块的空心轴中的传感器模块，其中，磁铁环绕着传感器模块设置在踏板单元的一些空隙中。这些磁铁随着踏板旋转，并且因此环绕着传感器旋转。

本发明的公开内容

与此相比，具有独立权利要求特征的根据本发明的踏板行程探测器或者根据本发明的踏板单元具有如下优点：即探测器、例如踏板行程探测器的磁铁通过可与踏板连接的弹性的随动件经历或者说获得踏板的运动，这样踏板行程探测器的传感器、例如霍耳传感器检测这种运动。在操作时特别是制动踏板经受着高的力。在所属的稳定的轴承座中可旋转地支承的制动踏板在操作时在所有三个空间轴线上发生例如毫米范围的弹性变形。为了将这种弹性的操作变形传播到传感器上，当前将弹性的随动件用作杠杆。所述随动件可以平衡多个毫米的公差偏差（Toleranzversatz）。这样一种弹性的随动件在成本上是有利的。它需要小的结构空间、重量小，并且没有磨损，因为弹性的随动件作为弹性弹簧吸收通过踏板的变形所出现的运动。弹性的随动件的弹簧薄板例如将制动踏板的旋转运动传递到探测器上，其中，这个弹性的随动件可以对于所述踏板行程探测器的一些固定部位的偏差实现补偿。因此，如上所述，踏板的毫米范围的较大的弹性变形在连续运行中可被吸收。

根据本发明的踏板行程探测器特别适合用作预安装的校准的单元，这种单元可以利用不多的固定装置、例如螺栓固定到踏板单元上，并且在这种情况中例如可固定到轴承座上。在这种情况中，例如通过螺栓连接也将弹性的随动件固定到踏板上、例如制动踏板上。

关于“踏板行程探测器”在此应理解为这样一种结构单元，即它检测踏板的行程或者旋转角度，并且作为电信号提供给继续处理。在这种情况中，这种继续处理可以例如在用于行驶动力调节的控制器中完成。如通过权利要求1所规定的那样，这个踏板行程探测器由多个模块、至少一个传感器、探测器以及弹性的随动件构成。踏板行程探测器的其它的对于理解本发明不是必要的部件可以由从属权利要求和附图说明中得知，这些部件也可通过代替部件来代替。

将传感器配置成借助于探测器的探测信号来检测踏板的运动。在这种情况中，传感器将这种运动转换成电信号。在此可以使用不同的传感器原理。一种优选的变型方案是，所述探测器是一种磁铁，或者由多块磁铁构成，该传感器是一种磁铁传感器，例如是一种霍耳传感器或者是一种磁阻传感器。所有的传感器原理是光学传感器、感应传感器、超声波—高频传感器、雷达传感器和/或其它为专业技术人员所熟知的传感器原理。如上所述，探测器是传感器的配合件，并且通过踏板的运动经由弹性的随动件导致相应的信号，该信号能被传感器转变为电信号。

所述弹性的随动件是一种连接部件，它能与踏板连接，并且间接地或者直接地将踏板的这种运动传递到探测器，这样，探测器经历这种运动，并且这导致用于传感器的已变化的传感器信号，因此传感器可检测这种运动。随动件弹性地进行设计，也就是说，它具有规定的弹性，这种弹性例如在毫米的范围内，以便滤出在操作例如制动踏板时的上述现象。因此，这个弹性的随动件是一种用于滤去（Ausfilterung）在操作制动踏板时的变形的机械过滤器。所谓弹性就是说，在这种变形结束后所述随动件又恢复到它原来的形状。弹性的随动件可例如由弹簧薄板、弹簧钢、其它的金属连接件或者具有这种弹性作用的复合材料制成。可由从属权利要求以及一些实施例中得到一些优选的方案。弹性的随动件特别是可与踏板连接，也就是说，弹性的随动件具有这样一些连接装置，这些连接装置可使这种固定或者与踏板的连接成为可能。为此，例如弹性的随动件可以具有孔，为的是能进行铆接或者螺栓连接。但是在这种情况中也可以使用夹紧、卡锁或者其它的形状适配的、传力的、或者材料融合的连接。

踏板—例如可以是制动踏板、油门踏板、离合器踏板，在运动时的特征是一种旋转运动，或者是线性运动，或者是这两种运动的组合。

关于“经历或者说获知（erfahren）”的概念，按照权利要求可以理解为：由于运动通过这个弹性的随动件这个探测器例如也进行第二次运动，这种第二次运动导致变化了的传感器信号。这种第二次运动可以是线性运动、倾斜、旋转。然而例如也可以是形成探测器的结构的布局是变化的，其办法是这些部件相向运动。

关于概念“检测（erfassen）”，在这种情况中应理解为传感器检测探测器信号，例如磁场，其中，由于探测器的运动使得磁场发生变化。然后通过传感器检测到了这种变化，并且因此检测到了踏板的运动。

在这种情况中踏板单元是这样的单元：即该单元被安装到汽车中，以便安装所述踏板。因此踏板单元包括刚性部件，这个刚性部件叫作轴承座，并且踏板单元具有运动的踏板。根据本发明，这种根据本发明的踏板行程探测器设置到踏板单元上，其做法是，无论是具有传感器的探测器还是弹性的随动件直接或者间接地与轴承座或者运动的踏板连接。只有弹性的随动件与踏板相连接，而传感器与探测器直接或者间接地与轴承座连接。在这种情况中，“间接地”就是说：探测器例如设置在一种结构中，这个结构最终具有固定装置，为的是例如用螺栓连接到轴承座上。传感器也是这种情况，其中，围绕着探测器和传感器的这些结构那么通常一起与轴承座连接。在制动踏板的情况中，踏板单元、并且还有踏板通常由钢制成，而在离合器-或者油门踏板的情况中，通常是由塑料制成。踏板围绕着轴承座的空心轴运动地进行支承，为的是围绕这个空心轴转动。

通过在从属权利要求中列出的一些措施和改进方案，可对在独立权利要求中说明的踏板行程探测器进行进一步地改进。

在这种情况中有利地将弹性随动件固定在轴上，其中，这个轴与探测器作用连接。因此，这个随动件在一侧与踏板连接，在另一侧与这个轴连接，这个轴是踏板行程探测器的部件。然后，由于踏板的运动这个轴也运动，例如转动。所述轴与探测器作用连接。这就是说，优选地这个轴例如如此地设置在一侧，即这个轴例如通过一种杯形或者罐形的构造来容纳这个探测器，所述探测器容纳到所述杯形或者罐形的构造之中。在另一侧，该随动件固定在这个轴上，这样，随动件的运动通过轴作用到探测器上。这个轴在此通常由钢制成，当然也可由塑料或者其它材料制成。

优选的是，弹性的随动件通过一种所谓的摆动铆接（Taumelnietung）固定在轴上。所谓“摆动铆接”可理解为一种用于产生高质量的铆接连接的直接铆接方法。成形过程是用铆钉模（Nietstempel）通过轨道形地遂点地成形铆钉镦头来实现的，所述铆钉模朝铆钉轴线的方向倾斜。这个铆钉模在整个圆周上以预先规定的运动环绕着所述铆钉镦头，这与一种轴向的进给运动相结合。通过这一措施，逐点地超过了材料的屈服极限，这样，铆钉材料开始流动，并且冷变形。铆钉模的点形的滚压除了适合材料的铆钉变形之外，还引起对于在很大程度上保留下来的铆接表面的保护性的处理。在摆动铆接时，铆钉头在圆形的轨道上作摆动运动。摆动铆接的方法以这种原理为依据：即通过达到流变极限，使铆钉镦头连续地点形状地进行冷变形。工具虽然变形功率高，但经受的单位面积载荷却较小，因为在铆钉模和工件之间的滑动摩擦最小化了。附加地还可通过力行程监控而对于成形工序进行控制。在摆动铆接时，铆钉模持续地环绕着铆钉镦头转动，其中，这个模型以恒定的角度朝铆钉的轴线倾斜。附加地如上所述的那样，通过铆钉压机完成一种轴向进给运动。铆钉模的击中点在向下倾斜的螺线的后面，通过这一措施，所述材料主要是在轴向方向和切线方向上流动。

此外优选的是，通过轴承套来支承轴，并且探测器被容纳在轴的容纳部中；并且这个轴和用于将踏板行程探测器固定在踏板单元的轴承座上的装置整体地设计成一种结构部件。一种烧结轴承套表明是用于所述轴承套的有利特征。这样一些烧结轴承套可作为标准件得到。通过这种烧结的材料结构可以用油脂浸渍这些轴承套。这些轴承套可吸入所述油脂，并且在需要时可排出。此外，烧结轴承也表现出一种自润滑，并且因此提供一种自润滑性能（Notlaufeigenschaft）。

如上所述，可将探测器容纳在轴的例如设计为罐形或者杯形的容纳部中，并且例如在采用磁铁的情况下将这个探测器贴住。在这种情况中，这个轴和用于固定所述踏板行程探测器的装置可以整体地设计成一第一结构部件。这就是说，这个轴（例如构成为金属部件）和孔（用于固定踏板行程探测器的螺栓通过这个孔与踏板单元的轴承座连接）整体地、也就是由一种金属材料或者塑料制成。

此外，有利的是，所述传感器设置在第二结构部件中，其中，这个第二结构部件也安装在第一结构部件上，并且进行预先固定。这种预先固定例如可以通过至少一个卡锁钩来实现。第二结构部件通常主要由塑料制成，其中，如上所述，第一结构部件容纳着具有传感器部件和相应的分析电子装置—例如分析芯片的传感器装置，并且具有用于输出传感器信号的电连接装置。这些电连接装置例如是插头和/或插座。然而，它们也可无线地设计。有利的是，弹性的随动件是一种具有至少一个弯曲部的薄板，以便提高弹簧作用。在这种情况中，这个弯曲部可如此地设计，即弹簧板的两个侧腿彼此相向扭转，也就是说，它们不是重叠放置的，这样弹性的随动件的安装就变得容易了。第一结构部件还可以具有其它的元件，例如具有带卡锁钩的套装件，其中这个套装件与余下的第一结构部件铆接起来。

所述弯曲部特别是可在0和90o之间，其中，在这种情况下，弹性的随动件也可通过一种卡锁连接或者一种夹紧而固定在踏板上。

在附图中示出了本发明的一些实施例。在下面的说明中对这些实施例进行详细的说明。

这些附图示出：

图1：已安装的具有根据本发明的踏板行程探测器的踏板单元；

图2：没有根据本发明的踏板行程探测器的踏板单元；

图3：具有根据本发明的踏板行程探测器的踏板单元；

图4：根据本发明的踏板行程探测器的第一透视图；

图5：根据本发明的踏板行程探测器的第二透视图；

图6：根据本发明的踏板行程探测器的第一结构部件的第一透视图；

图7：根据本发明的踏板行程探测器的第一结构部件的第二透视图；

图8：第一结构部件的截面图；

图9：根据本发明的踏板行程探测器的安装状态图，其中，弹性的随动件的弯曲为90度；

图10：已安装在踏板单元1上且弹性随动件的弯曲为0度的踏板行程探测器的透视图；

图11：弹性的随动件在踏板上的固定；

图12：该固定的一种改型方案。

图1示出了所述具有根据本发明的踏板行程探测器的根据本发明的踏板单元，其中，踏板16可旋转地支承在轴承座10中。踏板行程探测器11通过固定装置14和17拧紧在轴承座10上。根据本发明的弹性的随动薄板件（Mitnehmerblech）12通过螺栓13拧紧在踏板16上。电连接装置15用于输出传感器信号，也就是表征踏板16运动的信号。

图2示出了轴承座和踏板22的部分透视图，其中，轴承座用21表示。在此没有示出根据本发明的踏板行程探测器23，而是只示出了用于弹性的随动薄板件的螺纹套筒24和固定装置。螺纹套筒24和25用于将踏板行程探测器11用螺栓固定在轴承座21上。轴颈23用于例如通过一种卡锁或者夹紧装置来固定所述随动薄板件。在此用20表示踏板22的旋转轴或者空心轴。

现在图3示出具有固定的根据本发明的踏板行程探测器33的相同的透视图。踏板用30表示，轴承座用31表示。踏板行程探测器33通过弹性的随动薄板件35、并且通过卡锁装置与轴颈36连接。此外，弹性的随动薄板件35与踏板行程探测器33的轴37相连接，这在本图中未示出。通常这种固定是通过在轴37上的一种所谓的摆动铆接（Taumelnietung）来完成的。用螺栓32和34将踏板行程探测器33拧紧在轴承座31上，其中，用于踏板行程探测器33的螺栓32和34的套管是如此设计的，即它们规定了在踏板行程和轴承座31之间的一种结构空间，这样，随动薄板件就可在这个空间中与轴37连接。

如果现在踏板30运动，那么通过固定装置36使得所述弹性的随动件35也运动，并且这种运动传递到容纳有探测器的轴37上。当这种探测器是磁铁时，这种运动就会导致磁场的变化，那么踏板行程探测器中的传感器就确定这种运动，并且因此通过变化的磁场而发生变化的传感器信号通过电连接装置输出，这样就检测到了踏板30的运动。然后在用于调节行驶动力的控制装置中对其进行进一步的处理。

图4示出了根据本发明的踏板行程探测器的透视图。弹性的随动件40具有弯曲部47和用于固定在踏板上的孔46。可以是对此的替代方案，并且在下面将详细示出。此外还示出卡锁钩43和44，为的是将第一结构部件41—它与随动件40相连接—和第二结构部件42—在其中设置有传感器—的预固定以及电连接装置45的预固定。第一结构部件41和第二结构部件42具有一些孔，在预固定之后这些孔就重叠起来了，因此螺栓就可以穿过这些孔，为的是将踏板行程探测器与轴承座拧紧。

图5示出了这种布局从下面看的另一透视图，现在可以看到随动薄板件50和下结构部件56的铆接结构57。这种铆接结构是在轴上完成的，这样，这个轴将随动薄板件的运动传递到磁铁上，所述轴容纳看这个磁铁。孔51和52限定了所述结构空间，这样，这个随动薄板件也可以铆接在第一结构部件56上。还示出另一卡锁钩54，这个卡锁钩用于预先固定第二结构部件53。此外，还示出了电输出装置55。

图6示出了第一结构部件、卡锁钩64和65以及用于将踏板行程探测器用螺栓固定在轴承座上的孔62和61，该第一结构部件在下结构部件上具有随动薄板件60的摆动铆钉63。

图7示出了第一结构部件从上方看的另一透视图。在这种情况中使用了三个卡锁钩73、74和75以及随动薄板件70，这个随动薄板件利用摆动铆接而与轴相连接。这个第一结构部件本身至少由两个结构部件构成，即下部件71和上部件72，它们通常彼此连接。也可看到探测器磁铁77，这个探测器磁铁通过环形密封装置76保护，防止外来物，因为这个环形密封装置被上面的结构部件挤压住。这个环形密封装置76优选地由橡胶或者其它一种弹性材料制成。

图8示出了所述下结构部件的截面图。在该图中只示出了卡锁钩85、橡胶密封装置84、探测器磁铁83、烧结轴承81、轴82，该轴为罐形设计，为的是例如通过粘接来容纳所述探测器磁铁83。随动薄板件80通过摆动铆钉固定在轴82上并且具有固定装置86，用来安装在踏板上。

图9在第一透视图中示出了踏板行程探测器的一种替代的实施形式。踏板行程探测器92例如又是通过螺栓93与轴承座相连接。随动薄板件90在此情况中具有90o的弯曲部，并且具有凸起，这个凸起具有穿孔，这样，夹紧装置就可安装在踏板的套筒91中。

图10示出了一种替代方案。现在所述踏板行程探测器100又利用例如至少一个螺钉101与轴承座连接，并且随动薄板件102通过一种卡锁机构与轴颈103连接。在此弯曲度为0度。

图11以截面图示出这个随动薄板件112是如何通过一种夹紧装置固定在套筒121中的。

相反地图12示出，随动薄板件131是如何卡锁在轴颈130上的。

Claims (10)

1. 具有传感器的踏板行程探测器，其特征在于，该踏板行程探测器（15）具有探测器（77）；该探测器（77）通过能与踏板（16）连接的弹性的随动件（12）获知所述踏板（16）的运动，这样，所述传感器就检测到这种运动。

2. 按照权利要求1所述的踏板行程探测器，其特征在于，弹性的随动件（12）固定在轴（82）上，其中，所述轴（82）和探测器（83）作用连接。

3. 按照权利要求2所述的踏板行程探测器，其特征在于，弹性的随动件（80）通过一种摆动铆接而固定在轴（82）上。

4. 按照权利要求2或3所述的踏板行程探测器，其特征在于，轴（82）通过轴承套（81）进行支承，并且探测器（83）被容纳在轴（82）的空隙中；所述轴（82）和用于将踏板行程探测器固定在踏板单元的轴承座上的装置整体地形成第一结构部件。

5. 按照权利要求4所述的踏板行程探测器，其特征在于，传感器设置在第二结构部件中，其中，这个第二结构部件安放并且预固定在第一结构部件上。

6. 按照权利要求5所述的踏板行程探测器，其特征在于，此外，第二结构部件具有电连接装置。

7. 按照权利要求1至6中的任一项所述的踏板行程探测器，其特征在于，弹性的随动件（70）是具有至少一个弯曲部的薄板。

8. 按照权利要求5至7中的任一项所述的踏板行程探测器，其特征在于，所述预固定是通过至少一个卡锁钩（64、65）实现的。

9. 按照权利要求7或者8所述的踏板行程探测器，其特征在于，弯曲部处在0和90o之间。

10. 具有按照权利要求1至9的任一项所述的踏板行程探测器的踏板单元。

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