(57)【要約】  本件の車両のエンジンの駆動力を制御するためのアクセルペダル（１１）とリターンスプリングを有し、リターンスプリングのリターン力に対抗してなされる操作力に応じたアクセルペダル（１１）の初期状態に対する位置変化によって、エンジンの駆動力が上昇し、操作力を緩めるとリターンスプリングのリターン力により、アクセルペダル（１１）が、初期状態の戻されるようになっている車両用のアクセルペダル・ユニット（１）は、付加的なリターン力として作用する摩擦力を発生させるための摩擦手段（１００，２００，３００，４００，５００，６００）を特徴としている。代案的には、制御ユニット（１２）によってバリアブルに制御可能な付加的なリターン力（ＦＺｕｓａｔｚ）を発生させるために電気力学的メイン・アクチュエータ（１８）を採用することもできる。
2015525164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンの駆動力を制御するためのアクセルペダル（１１）とリターンスプリングを有し、リターンスプリングのリターン力に対抗してなされる操作力に応じたアクセルペダル（１１）の初期状態に対する位置変化によって、エンジンの駆動力が上昇し、操作力を緩めるとリターンスプリングのリターン力により、アクセルペダル（１１）が、初期状態の戻されるようになっている車両用のアクセルペダル・ユニットにおいて、付加的なリターン力として作用する摩擦力を発生させるための摩擦手段（１００，２００，３００，４００，５００，６００）を備えていることを特徴とする車両用のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項２】
車両のエンジンの駆動力を制御するためのアクセルペダル（１１）とリターンスプリングを有し、リターンスプリングのリターン力に対抗してなされる操作力に応じたアクセルペダル（１１）の初期状態に対する位置変化によって、エンジンの駆動力が上昇し、操作力を緩めるとリターンスプリングのリターン力により、アクセルペダル（１１）が、初期状態の戻されるようになっている、制御ユニット（１２）によってバリアブルに制御可能な付加的なリターン力（ＦＺｕｓａｔｚ）を発生させるために電気力学的メイン・アクチュエータ（１８）も有する車両用のアクセルペダル・ユニットにおいて、付加的なリターン力として作用する摩擦力を発生させるための摩擦手段（１００，２００，３００，４００，５００，６００）を備えていることを特徴とする車両用のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項３】
該摩擦手段（１００，２００，３００，４００，５００）は、円錐状の作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）と、作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）を受け入れる円錐状の切欠き部を有する受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４）を有していることを特徴とする請求項１或いは２に記載の車両用のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項４】
作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）と受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）が、互いに同心に配置されていることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項５】
作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）、及び／或いは、受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）は、摩擦面を有しているが、摩擦力は、作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）が受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の切欠き部に作用すると同時に発生することを特徴とする請求項３或いは４に記載の車両用のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項６】
作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）が、複数部品から構成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項７】
受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）、或いは、作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）を縦軸の方向に移動させるための二安定補助アクチュエータ（１０１，２０１，３０１）を特徴とする請求項３から６の何れか一項に記載の車両用のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項８】
受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）、或いは、作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）が、該補助アクチュエータ（１０１，２０１，３０１）によって二つのポジション間を移動自在、且つ、保持可能であることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項９】
メイン・アクチュエータ、或いは、補助アクチュエータ（１８；１０１，２０１，３０１）が、一本のタペットエレメント（２４；１１４，５１４）を有しているが、作用体（１０３，２０３，３０３，５０３）は、該タペットエレメント（２４；１１４，５１４）と受容体（１０４，２０４，３０４，５０４）を介して力を伝達できるように接続可能であることを特徴とする請求項６或いは７に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項１０】
補助アクチュエータ（２０１）が、スプリング・エレメント（２６）によってその縦軸方向（Ａ）に弾性的に支持されていることを特徴とする請求項６から８の何れか一項に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項１１】
メイン・アクチュエータと補助アクチュエータ（１８，１０１）が、それぞれタペットエレメント（２４，１１４）を有しているが、該補助アクチュエータ（１０１）の該タペットエレメント（１１４）は、該メイン・アクチュエータ（１８）のタペットエレメント（２４）に配置され、該タペットエレメント（２４，１１４）は、互いに接続可能であることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項１２】
タペットエレメント（２４，１１４）が、互いに、形状的に接続されていることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項１３】
補助アクチュエータ（１０１）のタペットエレメント（１１４）が、作用体（１０３）力の伝達が可能なように接続されていることを特徴とする請求項１０或いは１１に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項１４】
補助アクチュエータ（１０１）のタペットエレメント（１１４）が、その縦軸（Ａ）に沿ってメイン・アクチュエータ（１８）側で弾性的に支持されていることを特徴とする請求項１０から１２に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【請求項１５】
メイン・アクチュエータと補助アクチュエータ（１８，１０１，２０１，３０１）が、ハウジング（２０）内に配置されていることを特徴とする先行請求項うち何れか一項に記載のアクセルペダル・ユニット（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンの駆動力を制御するためのアクセルペダルとリターンスプリングを有し、リターンスプリングのリターン力に対抗してなされる操作力に応じたアクセルペダルの初期状態に対する位置変化によって、エンジンの駆動力が上昇し、操作力を緩めると、リターンスプリングのリターン力によりアクセルペダルが初期状態の戻されるようになっている車両用のアクセルペダル・ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代的な車両には、ドライバーに、彼の車両に関する多くの情報が提供されると言う問題が一般的にある。聴覚的及び視覚的シグナルによるドライバーに対する刺激過剰は、交通から気を散らす結果となる。その結果、ドライバーは、シグナルを聞きもらす、或いは、無視する、或いは、その訳を特定することが出来ないことが多々ある。冒頭で述べた様なアクセルペダル・ユニットは、光学的、並びに、聴覚的システムの全ての欠点を回避することができる。これは、縦方向ダイナミクス機能（車間情報、制限速度、並びに、速度帰還制御）並びに、危険に関する警告を発するのに適したヒューマン・マシーンインターフェースである。
【０００３】
ドイツ特許公報ＤＥ  ３２  ３２  １６０  Ａ１には、アクセルペダルのリターン力が可変であり、ドライバーに触覚的フィードバックを与える装置が開示されている。アクセルペダルのリターン力は、ペダルストローク全域において、エンジントルクとエンジン回転数を表す特性値に依存して、自動的に設定される。既知の装置では、スプリングを介してアクセルペダルと接続されている油圧式のアクチュエータが設けられている。このようなアクチュエータは、帰還制御可能でなければならないため、比較的複雑である。
【０００４】
従来既知の直接駆動は、ペダルにおいて、非常に優れた触覚的挙動、非常に速いレスポンスのスティープ且つシャープなフォース・カーブを有している。しかし、静的な作動においてこのシステムは、連続的に力を出し続けなければならないため短時間で加熱し、稼働率に関して大きな制限があると言う欠点を有している。これの代案としては、高レシオのトランスミッションを介した制御であるが、これには、触覚的、音響的な欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第３２３２１６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって課題は、熱に関して最良の稼働率が得られるように、冒頭に述べたようなアクセルペダル・ユニット用の電気力学的アクチュエータの出力ロスを削減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、リターン力に付加的に作用する摩擦力を発生させるための摩擦手段を有する冒頭に述べたようなアクセルペダル・ユニットによって解決される。
【０００８】
更にこの課題は、制御ユニットを用いてバリアブルに制御可能な付加的なリターン力を発生させるための電気力学的メイン・アクチュエータとリターン力に付加的に作用する摩擦力を発生させるための摩擦手段を有する冒頭に述べたようなアクセルペダル・ユニットに係る本発明の第二のアスペクトによっても解決される。
【０００９】
本発明は、絶え間ない電流供給なしに作動させることができる付加的な摩擦手段によって、リターン力を加え、或いは、メイン・アクチュエータを補助し、メイン・アクチュエータの電流負荷を低減しようと言うアイデアに基づいている。このシステムは、特定の定義された条件下において、機械的手段、或いは、該摩擦手段を用いることにより、非常に小さな電流によって力を維持することができる。この対策により、電流負荷によるメイン・アクチュエータの熱的負荷は、有意に低減される。更に、アクセルペダル・ユニットの電流消費も削減できる。
【００１０】
該摩擦手段は、アクセルペダル・ユニットの作動時に、オン／オフ自在である。該摩擦手段は、予め定められた、或いは、定義された条件下において、アクセルペダルのフォース・フローに介入する、或いは、無力的に該フォース・フローから外すことができるように構成されている。よって、例え、摩擦手段が故障しても、アクセルペダル・ユニットは、作動させることが可能である。
【００１１】
該摩擦力とは、設けられている摩擦面によって発生される意図的、且つ、定義された摩擦力である。即ち、機械的構造に不可避に発生する望まれない摩擦力は、ここでは考慮されない。該摩擦手段は、好ましくは、摩擦力の大部分が、メイン・アクチュエータのリターン力と同じ方向に作用するように設計、構成されている。尚、摩擦力全体が、メイン・アクチュエータのリターン力の方向に作用することが好ましい。
【００１２】
安価な実施形態では、本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、メイン・アクチュエータなしに作動させることができる。但し、本発明の第二アスペクトに記載した如く、改善されたアクセルペダルの触覚を得るためには、メイン・アクチュエータの採用は、好ましい。
【００１３】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、該摩擦手段が、円錐状の作用体と、該作用体を受け入れる円錐形の切欠き部を有する受容体を包含するようにすることで更に好ましく構成できる。このような作用体と受容体を用いることにより、摩擦手段のオン／オフの非常に容易な機械的実施が可能である。即ち、該作用体の円錐形と、これに対応する円錐形の該受容体の切欠き部により、該作用体を該受容体内へ挿入させるだけで、双方の部品の接触力を、徐々に増加させることができる。該接触力は、摩擦力を発生させるために用いられることができる。
【００１４】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、作用体と受容体が、互いに同心になるように揃えて配置することで更に好ましく構成できる。
【００１５】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、作用体、及び／或いは、受容体が、摩擦面を有し、該作用体が、受容体の切欠き部と作用する同時に、該摩擦面により摩擦力が発生するようにすることで更に好ましく構成できる。
【００１６】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、該作用体を、複数部品構成とすることで更に好ましく構成できる。
【００１７】
受容体、或いは、作用体を縦軸方向にずらすための二安定補助アクチュエータを有する本発明に係るアクセルペダル・ユニットの実施形態が、特に好ましい。二安定補助アクチュエータを用いることで、受容体或いは、作用体を、電流消費なしに該ポジションに維持すると共に、必要に応じて望まれる位置に移動させることが可能である。該二安定補助アクチュエータの特徴は、該補助アクチュエータとつながれている部品を、電流を供給することにより、複数のポジションに移動させることができることである。移動可能な部品をあるポジションに維持することは、例えば、永久磁石などによって電流を必要とせず、可能である。
【００１８】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、該受容体が、該補助アクチュエータによって、二つのポジション間を移動し、そこにそれぞれ維持されるようにすることで更に好ましく構成できる。
【００１９】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、メイン・アクチュエータ、或いは、補助アクチュエータが、タペットエレメントを有しており、該作用体を一方のタペットエレメントと、該受容体によって力を伝達できるように接続可能とすることで更に好ましく構成できる。
【００２０】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、該補助アクチュエータを、スプリング・エレメントによって、その縦軸方向に弾性的に支持することで更に好ましく構成できる。この実施形態は、アクセルペダル・ユニットの非常に簡単な機械的構成を可能にし、安価に実施可能である。
【００２１】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、メイン・アクチュエータと補助アクチュエータが、それぞれタペットエレメントを有し、該補助アクチュエータのタペットエレメントが、メイン・アクチュエータのタペットエレメント内に配置され、双方のタペットエレメントを互いに接続することで更に好ましく構成できる。
【００２２】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、該タペットエレメントが、形状的に互いに接続することで更に好ましく構成できる。
【００２３】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、該補助アクチュエータのタペットエレメントが力を伝達できるように作用体と接続することで更に好ましく構成できる。
【００２４】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、該補助アクチュエータのタペットエレメントを、そのメイン・アクチュエータへの縦軸に沿って弾性的に支持することで更に好ましく構成できる。
【００２５】
本発明に係るアクセルペダル・ユニットは、メイン・アクチュエータと補助アクチュエータを、ハウジング内に配置することで更に好ましく構成できる。
【００２６】
課題は、上記実施形態のうち一つに記載のアクセルペダル・ユニットを備えた車両に係る本発明の第三アスペクトによっても解決される。
【００２７】
更なる好ましい実施形態は、以下の図面に基づいた実施例に関する説明から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るアクセルペダル・ユニットの側面から見た部分図である。
【図２】本発明に係る第一実施例のアクセルペダル・ユニットのアクチュエータの側方からの断面図である。
【図３】第一実施例のアクチュエータ部品の斜視図である。
【図４】本発明に係る第二実施例のアクセルペダル・ユニットのアクチュエータの側方からの断面図である。
【図５】本発明に係る第三実施例のアクセルペダル・ユニットのアクチュエータの側方からの断面図である。
【図６】第四実施例の摩擦手段の側面断面図である。
【図７】本発明に係る第五実施例のアクセルペダル・ユニットのアクチュエータの側方からの断面図である。
【図８】本発明に係る第五実施例のアクセルペダル・ユニットのアクチュエータの詳細な断面図である。
【図９】本発明に係る第六実施例のアクセルペダル・ユニットの一部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
イニシャル状態を、図１に示す。図１には、車両のエンジンの駆動力を制御するためのアクセルペダル１１を有する車両のアクセルペダル・ユニット１が示されている。この図では示されていないリターンスプリングのリターン力に対抗してなされるアクセルペダル１１の操作力に応じたアクセルペダルの初期状態に対する位置変化によって、エンジンの駆動力が上昇する。但し、ここでは、車両の該駆動用発動機が、内燃式発動機であるか、一つの或いは複数の電動モーターであるか、或いは、これら発動機の組み合わせであるかは、問わない。操作力を緩めると、リターンスプリングのリターン力によって、アクセルペダル１１は、初期状態の方向へ戻される。電気力学的メイン・アクチュエータ１８は、制御ユニット１２により、可変に制御可能な付加的なリターン力を発生させる。更に、アクセルペダル・ユニット１は、付加的なリターン力として作用する摩擦力Ｆｓを発生させるための摩擦手段１００，２００，３００，４００，５００，６００（図２から９に示す）も有している。図１に示されているアクセルペダル・ユニットは、所謂「縦置き型アクセルペダル・ユニット」である：ペダルプレート１１は、通常、車両の足空間のフロア上に設けられた支持手段１９内に旋回させることができるように構成されている。但し、本発明は、このようなタイプのアクセルペダルに限定されるものではない。
【００３０】
以下、アクセルペダル・ユニットの一般的な作動を詳しく説明する。
【００３１】
ペダルプレート１１が押されると、その回転軸が回転する。該ペダルプレート１１は、カムのようなカーブ状のディスク（以下、カムプレート）３と接続されている伝達ユニット１０に作用する。ペダルプレート１１からの伝達ユニット１０を介したカムプレート３への力の伝達により、これが、軸Ｂを中心に回転する。この実施例では、往復式ソレノイド１８として実施されている電気機械式アクチュエータも、カムプレート３に作用している：タペットエレメント、乃至、往復式ソレノイド１８のマグネットタペット７は、カムプレート３の摺動面６に接触しており、往復式ソレノイド１８の軸Ａに沿って可動である。
【００３２】
該マグネットタペット７は、摺動面６とのみ接触しているため、往復式ソレノイド１８は、ペダルプレート１１のリターン側の方向にしか力をかけることができない。よって、ドライバーが足の力によってかけているよりも力強いペダルプレート１１の操作を、往復式ソレノイド１８は、実施できない。即ち、リターン方向への付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚとしてのみを作用している。
【００３３】
ペダルプレート１１が操作された際、カムプレート３は、マグネット５と共に、軸Ｂを中心に回転運動する。この際、制御ユニットと接続されている図示されていないセンサーが、カムプレート３と共に動いているマグネット５の助けを借りてペダルプレート１１の位置を割出している。
【００３４】
付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚがかけられるべき時には、更なる制御ユニット１２が、電気的シグナルを往復式ソレノイド１８に送る。該往復式ソレノイド１８は、ローレンツ力を発生させるマグネットタペット７と固定コイルを有し、制限されたストロークの非変換直接駆動式のものである。該往復式ソレノイド１８は、制御ユニット１２の電気的シグナルにより、ペダルプレート１１への付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚを、振動、或いは、フォースインパルスとしてドライバーが感じ取れるように制御されることができる。上記の付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚの力の形態の様々な機能に応じて、該付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚの強さを設定する、或いは、ペダルプレート１１の最大ストロークを制限することができる。
【００３５】
図１から明らかなごとく、ペダルプレート１１の最大ストロークは、カムプレート３が、リミット・ストップ２に接している時に達成される。尚、この可能最大ストローク以前にペダルプレート１１のストロークは、往復式ソレノイド１８のリターン力ＦＺｕｓａｔｚの強さを適宜に設定することにより制限することもできる。その際ドライバーは、強い力をかけることによってのみ超えることのできるペダルプレート１１に付与された境界値（力）を感じる。このように、ペダルプレート１１の可能なストロークを制限することができる。この機能は、ドライバーに、低燃費な走行を促すために役立つ。
【００３６】
付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚを用いれば、ドライバーは、触覚的な情報を得る。即ち、例えば、非効率的なエンジン回転数において、付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚを高め、ペダルの触覚を硬くすることにより、車両の経済的で低燃費な運転を促すことができる。一方、ペダルプレート１１の最大ストロークを制限してもよい。ドライバーに伝えることのできる他の触覚的情報としては、前方を走行中の車両への不十分な車間など安全に関わる情報も挙げられる。
【００３７】
以下、様々な形態の摩擦手段１００，２００，３００，４００，５００，６００を備えたアクセルペダル・ユニット１の実施例を詳しく説明する。
【００３８】
図２は、摩擦手段１００を備えた本発明に係るアクセルペダル・ユニットの第二実施例を示している。この実施例は、第二並びに第三実施例と比較して高価ではあるが、触覚的フィードバックを非常に繊細かつバリアブルに実施することを可能にする。
【００３９】
ハウジング２０内には、メイン・アクチュエータ１８と二安定補助アクチュエータ１０１を備えた摩擦手段１００が配置されている。
【００４０】
メイン・アクチュエータの該ハウジング２０は、本質的にシリンダー状に形成されている。メイン・アクチュエータ１８と摩擦手段１００の補助アクチュエータ１０１は、ハウジングの両端面間に互いに隣接して配置されている。後ろ側の端面には、スプリング・エレメント１２６用のリミット・ストップ２１が設けられている。前方の端面には、第一、並びに、第二タペットエレメント２４、１１４を支持するための軸受２３用の取付部２２が形成されている。以下の例では、該第一タペットエレメント２４が、図１の第一マグネットタペット７の代わりに使用される。
【００４１】
メイン・アクチュエータ１８は、往復式ソレノイドとして構成されており、永久磁石システム８７を備えた可動なコア８１と、実施形態によってはその中に一本或いは複数本のコイル８３、８４が収められているガイドシリンダー８２を有している。他の電気による直線的な直接駆動手段もメイン・アクチュエータ１８として採用可能である。
【００４２】
メインと補助アクチュエータ１８、１０１は、それぞれ一本のタペットエレメン２４、１１４を有しているが、二つ目の補助アクチュエータ１０１のタペットエレメン１１４は、一つ目のメイン・アクチュエータ１８のタペットエレメン２４内に配置されており、これらのタペットエレメン２４、１１４は、互いに接続されている。好ましくは、該タペットエレメン２４、１１４は、形状的に互いに接続されている。コア８１は、タペットエレメン２４、１１４が部分的に配置されている貫通部１８５を有している。
【００４３】
第一タペットエレメント２４は、該コア８１と接続されており、コア８１の軸Ａ方向への動きに応じて動く。第一タペットエレメント２４は、これ（ら）を介してリターン力ＦＺｕｓａｔｚの方向に第二タペットエレメント１１４と形状的に接続されている一つのリミット・ストップ２５、或いは、複数のリミット・ストップ面（図３参照）を有している。即ち、図３に示す如く、第二タペットエレメント１１４は、第一タペットエレメント２４の壁内にある対応する切り欠き部２７内に入り込んでいるばねキーのような突起部１１７を有している。該切り欠き部２７は、第二タペットエレメント１１４が、リターン力ＦＺｕｓａｔｚとは反対方向の軸Ａに沿った方向に移動自在となるように構成されている。即ち、第二タペットエレメント１１４の接触面１１６に接触しているスプリング・エレメント２６のみが、リターン力ＦＺｕｓａｔｚの方向に、該第二タペットエレメント１１４を押し、これにより、該第二タペットエレメント１１４が、該第一タペットエレメント２４のリミット・ストップ２５に押し付けられている。
【００４４】
摩擦手段１００がオフ、乃至、停止中である状態においては、メイン・アクチュエータ１８は、リターン力ＦＺｕｓａｔｚが、アクセルペダル１１にかかるように作用している。
【００４５】
リターン力ＦＺｕｓａｔｚを得るため、コイル１８３、１８４には、電流が流される。これにより、コア１８１が、リターン力ＦＺｕｓａｔｚの方向に、そして、タペットエレメント２４も同様に動く。第一タペットエレメント２４は、この際、カムプレート３の接触面６を、リターン力ＦＺｕｓａｔｚがアクセルペダル１１にかかるように押す。第二タペットエレメント１１４は、軸Ａに沿った軸方向への移動において、スプリング・エレメント２６からかけられるスプリング力によって、第一タペットエレメント２４に追従する。この際、該スプリング力は、リターン力ＦＺｕｓａｔｚに付加的に作用する。
【００４６】
ドライバーがアクセルペダル１１にかけている操作力が、リターン力ＦＺｕｓａｔｚよりも大きい場合、第一タペットエレメント１１４は、リターン力ＦＺｕｓａｔｚに対して反対方向に動く。そして、第一と第二タペットエレメント２４、１１４が、リミット・ストップ２５に接触し、第二タペットエレメント１１４は、第一タペットエレメント２４に、追従させられる。この場合も、スプリング・エレメント２６のスプリング力は、メイン・アクチュエータ１８に電流が流される、流されないにかかわらず、アクセルペダルに作用する。スプリング力に対して付加的に、摩擦手段をオン、乃至、活性化させることにより、リターン力に対して付加的に作用する摩擦力を発生させることができる。
【００４７】
該摩擦手段１００は、メイン・アクチュエータ１８の軸Ａと同方向である、その縦軸方向に受容体１０４をずらすための二安定補助アクチュエータ１０１を有している。該補助アクチュエータ１０１は、二本の電流を流すことのできるコイル１１１、１１２を有している。尚、一本のコイルを備えた二安定補助アクチュエータも考え得る。コイル１１１、１１２に電流を流すことにより、軸Ａに沿って、受容体１０２をずらすことができる。コイル１１１、１１２間には、電流供給が止められると同時に受容体を予め定められたポジションに維持するための永久磁石１１３が設けられている。図２に示されている受容体１０４のポジションに、作動状態の摩擦手段１００が位置している。
【００４８】
摩擦力を発生させるため該摩擦手段１００は、円錐状の作用体１０３と、該作用体１０３を受け入れる円錐形の切欠き部１４０を有する受容体１０２を有している。作用体１０３、及び／或いは、受容体は、摩擦面１３１を有しているが、摩擦力は、該摩擦面１３１によって、該作用体１０３が、受容体１０４の切り欠き部内に挿入されると同時に発生されることができる。この実施例では、摩擦面１３１は、作用体１０３に形成されている。
【００４９】
摩擦面１３１は、図３に示す如く、第二タペットエレメント１１４とのみ接触することのできる小さなビード状の突起部１３１として形成されている。このようにすることで、メイン・アクチュエータ１８にブレーキがかからないようにする目的で、作用体１０３と第一タペットエレメント１２４間のフリクションを効果的に避けることができる。尚、該作用体１０３は、複数部品から形成されていることが好ましい。
【００５０】
該作用体１０３と該受容体１０４は、互いに同軸に配置されているが、この実施例では、受容体１０４は、軸方向に移動自在である。摩擦手段１００を作動させるには、受容体１０４が、補助アクチュエータ１０１によって軸方向に移動され、円錐状の切り欠き部１４０の直径が小さくなることで、受容体１０４と作用体１０３との接触が成される。この接触により、作用体１０３を第二タペットエレメント１１４に押し付けるノーマルフォースが発生される。これにより、第二タペットエレメント１１４に、リターン力ＦＺｕｓａｔｚの方向に作用する摩擦が発生される。
【００５１】
受容体１０４が、補助アクチュエータ１０１により、リターン力とは反対方向にずらされると、切り欠き部１４０の直径が広がり、受容体１０４と作用体１０３との接触が断たれる。この状態では、作用体１０３の部品が、ラジアル方向外側に広がり、突起部１３１の接触面は、第二タペットエレメント１１４とは接触していない。よって、作用体の三つの部品も、第二タペットエレメント１１４が移動しても、軸方向に追従しない。尚、摩擦力の強さを変化させることも考え得る。これは、作用体１０３、及び／或いは、受容体を、該受容体１０３と作用体１０４間の接触力、或いは、ノーマルフォースが、これら双方の部品の一方のポジションに応じて異なる強さにできるように構成することで実施可能である。更には、作用体１０３、及び／或いは、受容体１０４を、作用体へのノーマルフォースが、常に維持されるように構成することも考え得る。これは例えば、円錐形の傾き角によって決めることができる。
【００５２】
このような実施形態の長所としては、スプリング力と摩擦力により、様々な触感的フィードバックを発生させるためにそれぞれ組合せ可能な、二つの付加的なリターン力を発生させるための力源があることなどを挙げることができる。即ち、ペダルに、カチカチしている、振動しているなど様々な感覚を発生させることができる。更には、この実施形態により、非常に良好な無段階な触覚的フィードバックを発生させることもできる。
【００５３】
図４と５は、本発明に係るアクセルペダル・ユニットの安価かつより簡単な実施例を示している。
【００５４】
図４には、リターン力に対して付加的に、摩擦手段によってスプリング力、及び／或いは、摩擦力を作用させることができることを特徴とする実施例が示されている。
【００５５】
摩擦手段２００は、二安定補助アクチュエータ２０１を有している。該補助アクチュエータ２０１このケースでは、第一実施例の補助アクチュエータ１０１と同じである。該補助アクチュエータ２０１は、第一スプリング・エレメント２６によって、その軸方向に対して弾性的に支持されている。該スプリング・エレメント２６は、補助アクチュエータ２０１とスプリング支持プレート５０の間に配置されている。
【００５６】
該スプリング支持プレート５０は、スプリング・エレメント２６を予め定められた状態に支持するためのセンタリング用突起部５１を有している。該センタリング用突起部５１は、メイン・アクチュエータ１８タペットエレメント２４を通せる貫通部５２を有している。これにより、タペットエレメント２４の軸方向のガイドを確実にしている。
【００５７】
第二スプリング・エレメント２８は、ハウジング２０の外、ハウジング２０の端面の外面とリミット・ストップ２９の間に配置され、タペットエレメント２４が、リターン力とは反対の方向に移動されると同時に、アクセルペダル１１にリターン力を作用させる。更には、摩擦手段２００によって、第一スプリング・エレメントのスプリング力を付加的に作用させることもできる。
【００５８】
受容体２０４は、図４に示す如く、作用体２０３と該受容体２０４を接触させるために補助アクチュエータ２０１によって、作動ポジションに移動自在である。タペットエレメント２１４が、リターン力とは反対の方向に動かされると同時に、補助アクチュエータ２０１も、作用体２０３とタペットエレメント２４の間の力の伝達によってタペットエレメント２４と共に移動する。この際、スプリング・エレメント２６のスプリング力は、付加的なリターン力とは反対方向に作用する。作用体２０３とタペットエレメント２４間の力の伝達は、タペットエレメント２４の作用体２０３に対する相対的な摩擦を伴う移動が可能なように実施されている。
【００５９】
代案的には、タペットエレメント２４をメイン・アクチュエータによって付加的に駆動することも考え得る。但し、スプリング・エレメント２２６は、このようなケースでは、二安定補助アクチュエータ２０１とメイン・アクチュエータの間に配置される。尚ここでも補助アクチュエータ２０１は、リターン力とは反対方向に、軸に沿って移動可能である。
【００６０】
図５は、図４の第二実施例とは異なり、二安定補助アクチュエータ３０１が、スプリング・エレメントによって支持されていない実施例を示している。ここでは、第二端面とリミット・ストップ３２９の間にのみスプリング・エレメント２８が設けられている。付加的なリターン力は、補助アクチュエータを、形状的、或いは、摩擦的にハウジング２０と接続した摩擦手段によって得ることができる。該補助アクチュエータは、例えば、ハウジング２０の端面ネジ止めすることができる。ハウジング壁２０にはまり込むロックボルトを使用することも考え得る。また、補助アクチュエータのラジアル外面を摩擦面として使用することも考え得る。
【００６１】
摩擦手段の摩擦力の更なる代案的構成は、作用体３０３とタペットエレメント２４の力を伝達できる接続を、タペットエレメント２３の摩擦による軸方向の動きを可能にするように構成することである。
【００６２】
即ち、この例におけるリターン力は、先ず、スプリング・エレメント３２８によってかけられる。付加的なリターン力は、作用体３０３が、受容体３０４内において作用し、これにより作用体とペットエレメント２４間において力を伝達できる接続がなされた時に摩擦手段３００の摩擦力によって発生される。よってこのケースでは、リターン力は、スプリング・エレメント３２８のスプリング力と摩擦力、及び／或いは、摩擦手段３００の維持力からなっている。
【００６３】
第二実施例と同様に、第三実施例でも、付加的なリターン力を、タペットエレメント３２４を介してアクセルペダル１１に与えるメイン・アクチュエータを補完的に取付けることが可能である。
【００６４】
図６は更なる、摩擦手段４００が、円錐状の作用体４０３と作用体４０３を受け入れる切欠き部を有する受容体４０４を包含しているが、作用体と受容体４０３、４０４が、ガイドスリーブ４０６内でガイドされている第四実施例を示している。
【００６５】
該受容体４０４は、ガイドスリーブ４０６と作用する摩擦面を有している。アクセルペダル１１が操作されると、カムプレート３のリミット・ストップ６を介して、作用体４０３に力が伝えられる。スプリング・エレメント４２８は、カムプレート３と作用体４０３の間に設けられている。操作力とカムプレート３のずれにより、作用体４０３は、受容体４０４と作用し、これにより、受容体４０４とガイドスリーブ４０６間に、付加的なリターン力ＦＺｕｓａｔｚとして作用する摩擦が生じる。
【００６６】
図７と８は、受容体５０４、円錐状の作用領域５０３を有するタペットエレメント５１４、並びに、二安定補助アクチュエータ５０１を有する摩擦手段５００を備えた第五実施例を示している。二安定補助アクチュエータの第二タペットエレメント５１４は、第一タペットエレメント２４と同心に配置されている。更に該第二タペットエレメント５１４は、ガイドスリーブ５０６内に配置されている。これは、ガイドスリーブ５０６との力を伝達できる接続を成すために、それに受容体５０４を差し込むことのできる切り欠き部を、有している。受容体５０４は、これにより第一タペットエレメント５２４と形状的に接続されている。即ち、二安定補助アクチュエータの円錐状の作用領域５０３は、補助アクチュエータが、第二タペットエレメント５１４を図８に示す対応する作用ポジションに移動させると受容体５０４に作用するようになっている。このポジションでは、受容体５０４と作用体５０３間のノーマルフォースＦＮを介して、付加的なリターン力として作用する摩擦力ＦＳを、ガイドスリーブ５０６の内壁に発生させる。タペットエレメント２４、５１４は、アクセルペダル１１へのフォース・フローを形成するために、マグネットタペット７に作用する。尚、補助アクチュエータ５０１は、リターン力とは反対方向に機械的にロックできることが好ましい。
【００６７】
図９は、摩擦手段６００が、付加的な補助リターン力を発生させるギア手段として構成されている本発明に係る第六実施例を示している。
【００６８】
ギア手段６００は、カムプレート３と形状的、或いは、摩擦的に接続されている。例えば、ギアの噛み合い。摩擦エレメント６０８は、摩擦輪６０９に密着していることが好ましいが、該摩擦輪６０９は、カムプレート３と機械的に接続されている。代案的には、摩擦輪６０９をカムプレート３と歯車６１０によって接続することも考え得る。
【００６９】
尚、摩擦エレメント６０８は、出入自在であることが好ましい。この実施例では、摩擦エレメント６０８は、二安定補助アクチュエータ６０１によって出入自在とされている。代案的に摩擦エレメント６０８は、スプリング・エレメントによって収納可能とすることもできる。
【００７０】
尚、該摩擦エレメント６０８は、アクセルペダル１１が操作されると同時に、取り出され、アクセルペダルが、初期状態に戻されると同時に、収納できることが好ましい。
【００７１】
代案的には、該ギア手段６００は、これにより該ギア手段６００とカムプレート３を接続できるスリット・ベアリング６１１を有していることが好ましい。尚、歯車６１０は、スリット・ベアリング６１１と接続されていることが好ましい。アクセルペダル１１が操作されている状態において、摩擦エレメント６０８と摩擦輪６０９が接触するように、ギア手段を移動させるように、歯車６１０は、スリット・ベアリング６１１と互いに作用している。尚、歯車６１０とスリット・ベアリング６１１は、アクセルペダルが初期状態に戻されると同時に、摩擦輪６０９と摩擦エレメント間の接触が解除されるように、該ギア手段６００が移動されるように互いの作用を停止する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月23日(2014.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
リターン力ＦＺｕｓａｔｚを得るため、コイル８３、８４には、電流が流される。これにより、コア８１が、リターン力ＦＺｕｓａｔｚの方向に、そして、タペットエレメント２４も同様に動く。第一タペットエレメント２４は、この際、カムプレート３の接触面６を、リターン力ＦＺｕｓａｔｚがアクセルペダル１１にかかるように押す。第二タペットエレメント１１４は、軸Ａに沿った軸方向への移動において、スプリング・エレメント２６からかけられるスプリング力によって、第一タペットエレメント２４に追従する。この際、該スプリング力は、リターン力ＦＺｕｓａｔｚに付加的に作用する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンの駆動力を制御するためのアクセルペダル（１１）とリターンスプリングを有
し、リターンスプリングのリターン力に対抗してなされる操作力に応じたアクセルペダル（１１）の初期状態に対する位置変化によって、エンジンの駆動力が上昇し、操作力を緩めるとリターンスプリングのリターン力により、アクセルペダル（１１）が、初期状態の戻されるようになっている車両用のアクセルペダルユニット（１）であって、
ａ）付加的なリターン力として作用する摩擦力を発生させるための摩擦手段（１００，２００，３００，４００，５００，６００）を、
ｂ）但し、該摩擦手段（１００，２００，３００，４００，５００）は、作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）と、作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）を受け入れる切欠き部を有する受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４）を有していることを、
ｃ）作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）、及び／或いは、受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）は、摩擦面を有しているが、摩擦力は、作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）を受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）の切欠き部に作用すると同時に発生することを、並びに、
ｄ）作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）、或いは、受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）は、その縦軸方向に二安定補助アクチュエータ（１０１，２０１，３０１）によって、二つのポジション間を移動自在、且つ、保持可能であることを特徴とする車両用のアクセルペダルユニット。
【請求項２】
一つのポジションにおいて、該摩擦手段がオンであり、即ち、作動中であり、他のポジションにおいて、オフ、即ち、停止中であることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項３】
制御装置（１２）によってバリアブルに制御自在な付加的なリターン力（ＦＺｕｓａｔｚ）を発生させるための電気力学的メインアクチュエータ（１８）を特徴とする請求項１或いは２に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項４】
作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）が、円錐状であり、受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４）が、対応する円錐状の該作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）を受け入れる切り欠き部を有していることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項５】
作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）と受容体（１０４，２０４，３０４，４０４，５０４）が、互いに同心に配置されていることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項６】
作用体（１０３，２０３，３０３，４０３，５０３）が、複数部品から構成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項７】
メインアクチュエータ、或いは、補助アクチュエータ（１８；１０１，２０１，３０１）が、一本のタペットエレメント（２４；１１４，５１４）を有しているが、作用体（１０３，２０３，３０３，５０３）は、該タペットエレメント（２４；１１４，５１４）と受容体（１０４，２０４，３０４，５０４）を介して力を伝達できるように接続可能であることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項８】
補助アクチュエータ（２０１）が、スプリングエレメント（２６）によってその縦軸方向（Ａ）に弾性的に支持されていることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項９】
メインアクチュエータと補助アクチュエータ（１８，１０１）が、それぞれタペットエレメント（２４，１１４）を有しているが、該補助アクチュエータ（１０１）の該タペットエレメント（１１４）は、該メインアクチュエータ（１８）のタペットエレメント（２４）に配置され、該タペットエレメント（２４，１１４）は、互いに接続可能であることを特徴とする請求項７或いは９に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項１０】
タペットエレメント（２４，１１４）が、互いに、形状的に接続されていることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項１１】
補助アクチュエータ（１０１）のタペットエレメント（１１４）が、作用体（１０３）力の伝達が可能なように接続されていることを特徴とする請求項１０或いは１１に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項１２】
補助アクチュエータ（１０１）のタペットエレメン（１１４）が、その縦軸（Ａ）に沿ってメインアクチュエータ（１８）側で弾性的に支持されていることを特徴とする請求項９から１１に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項１３】
メインアクチュエータと補助アクチュエータ（１８，１０１，２０１，３０１）が、ハウジング（２０）内に配置されていることを特徴とする請求項９から１２に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【請求項１４】
二安定補助アクチュエータが、そのコイルに電流を流すことで、受容体が移動する少なくとも一本のコイルと、該ポジションにおいて、コイルへの電流がオフにされている時に該受容体を維持するための永久磁石を有していることを特徴とする先行請求項に記載のアクセルペダルユニット（１）。
【国際調査報告】
2015525164.tif 000012
2015525164.tif 000013
2015525164.tif 000014
2015525164.tif 000015