專利名稱：霍爾效應(yīng)加速器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種加速器模塊，更具體地，涉及一種用于電動(dòng)車 輛的加速器模塊。
技術(shù)背景用于電動(dòng)物體的加速器模塊將物理運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。例如，對(duì)于加 速器模塊來說通常的應(yīng)用是在例如高爾夫機(jī)動(dòng)車的電動(dòng)車輛中，來控制車 輛的加速和減速。典型地，當(dāng)電動(dòng)車輛的加速器踏板被"^乘作者壓下時(shí)，力口 速器模塊被激活并且提供與踏板的壓下程度成比例的電信號(hào)。然后電動(dòng)機(jī) 根據(jù)從該加速器模塊接收到的電信號(hào)來提供車輛的加速度。一些已知的加速器模塊采用包括電刷元件的可變電阻機(jī)構(gòu)，電刷元件 配置為掃動(dòng)地接合電阻元件，以生成與電刷元件的位置改變相應(yīng)的電信號(hào)。 雖然可變電阻加速器模塊已被證明以滿意的方式運(yùn)行，但這種加速器模塊 顯示出需要電刷元件和電阻元件之間相接觸的缺陷。因此，元件會(huì)隨著時(shí) 間的流逝而遭受物理磨損。因此現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)隨著廣泛應(yīng)用而很少可 能磨損的加速器模塊的需要。本發(fā)明旨在克服這些和其他已知的問題以及現(xiàn)有的加速器模塊的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容塊。更具體地，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括加速器模塊，該加速器模塊包括 配置為在一端將磁體保持在凹部中并且在另 一端提供驅(qū)動(dòng)界面的轉(zhuǎn)子致動(dòng) 器。該裝置也釆用霍爾效應(yīng)片，配置為產(chǎn)生與》茲體和霍爾效應(yīng)片的相對(duì)位置成比例的可變電壓輸出，從而當(dāng)引起轉(zhuǎn)子致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁體越過霍爾 效應(yīng)片在弧型路徑上旋轉(zhuǎn)。因?yàn)榛魻栃?yīng)片包括感測(cè)磁場(chǎng)中差別的霍爾效 應(yīng)傳感器，所以當(dāng)磁體越過霍爾效應(yīng)傳感器時(shí)，磁場(chǎng)將與轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的旋 轉(zhuǎn)量成比例地改變并且將產(chǎn)生可變電壓輸出的變化。可變輸出電壓隨后依 次可以控制電動(dòng)車輛的加速或減速。在閱讀了以下具體說明、權(quán)利要求和其中使用相同數(shù)字指示相同特征易見的。


圖l是加速器模塊的一個(gè)實(shí)施例的分解圖。圖2a，2b和2c是裝配好的加速器模塊的等距視圖。圖3a和3b是裝配好的加速器模塊的等距剖視圖。圖4是連接于安裝支架的加速器模塊的等距剖視圖。圖5是連接于安裝支架的加速器模塊穿過轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的等距剖視圖。圖6是沒有放置印刷電路板的加速器模塊的等距剖視圖。圖7是加速器模塊穿過磁體的平面剖視圖。圖8是具有位于靜止位置的轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的加速器模塊的等距仰視圖。 圖9是轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的一個(gè)實(shí)施例的等距視圖。 圖IO是印刷電路板的一個(gè)實(shí)施例的等距視圖。 圖11是沒有外殼或蓋子的裝配好的加速器模塊的等距視圖。 圖12是沒有外殼或蓋子的裝配好的加速器模塊的側(cè)視圖。 在詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于其申 請(qǐng)中以下的描述中闡明的或者附圖中示出的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和組件配置。本發(fā)明 能夠是其他實(shí)施例并且能夠以各種方式實(shí)施或執(zhí)行。同樣地，應(yīng)當(dāng)理解的 是，這里使用的措詞和術(shù)語是用于解釋說明的目的，不應(yīng)看作限制的目的。 "包括"和"包含，，以及其變形的使用意指包括其后所列項(xiàng)及其等同物，也包 括附加的項(xiàng)及其等同物。
具體實(shí)施方式
加速器模塊1的示例的方面在圖1-12中以各種視圖進(jìn)行描述。參照為分解圖的圖1，和為裝配圖的圖2a,2b和2c,以及為剖視圖的圖3a和3b, 本發(fā)明實(shí)施例的加速器模塊1包括用于容納、密封和保護(hù)模塊1的組件免 受外部包括水和污垢污染，并且用于保護(hù)模塊1的組件免于破碎的外殼11 和蓋子9。外殼11和蓋子9配置為互相協(xié)作，以向加速器模塊l提供水密 外罩。外殼11和蓋子9可以由為容納于外殼和蓋子中的^t塊組件提供有效 保護(hù)的任何合適的材料制成。如圖1中更清楚地所示，加速器模塊1可以包括以下組件氈墊圈2、 o形環(huán)3、固定墊圏4、扭轉(zhuǎn)彈簧5、轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6、磁體IO、隔離墊圈8、 和印刷電路(PC)板組件7。氈墊圈2可以由用于墊圏的其他合適的材料 制成。PC板組件7進(jìn)一步包括通/斷開關(guān)12和霍爾效應(yīng)片13，這在圖6和 10中進(jìn)一步示出。如圖1-3所示，轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6的一端部15可以接收扭轉(zhuǎn)彈簧5、疊置 或鄰近扭轉(zhuǎn)彈簧5》文置的固定墊圈4、疊置或鄰近固定墊圏4i文置的o形 環(huán)3、以及最后疊置或鄰近o形環(huán)3放置的氈墊圈2,都放置在外殼11和 轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6之間以提供轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6和外殼ll之間的彈性密封。用于提 供轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6和外殼11之間的彈性密封的相似元件的替代配置也是可以 預(yù)期的。以所示配置，轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6將被可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在外殼11中。參照?qǐng)D2，轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6的該端部15可以配置為從外殼體11中的開 口伸出。在一個(gè)實(shí)施例中，端部15可以限定一個(gè)鍵槽，用于接收可以連接 到車輛的加速器踏板的軸或桿，例如連接到電動(dòng)車輛的加速器踏板。應(yīng)當(dāng) 理解的是，其他形式的驅(qū)動(dòng)界面也是可能的并且可以用于將加速器踏板連 接于加速器模塊1。轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6的相對(duì)端部16配置為從PC板組件7中 形成的開口 17伸出，在圖10-12中示出。參照?qǐng)D9，示出了轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6。轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6可以限定一個(gè)鄰近端部 16設(shè)置的凹部19。如圖1和3a所示，凹部19可以配置為接收磁體10。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，連接或連結(jié)于車輛的加速器踏板的軸或桿將通過轉(zhuǎn)子致動(dòng) 器6的鍵槽端部15與模塊1接合。當(dāng)壓下車輛的加速器，l"板時(shí)，這引起轉(zhuǎn) 子致動(dòng)器6的鍵槽端部15中接收的軸或桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，例如樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其 依次引起轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在轉(zhuǎn)子致動(dòng)器凹部19中的磁體IO也將旋轉(zhuǎn)。當(dāng)磁體10越過PC板組件7時(shí)，磁 體10將以弧型路徑越過安裝于PC板組件7的霍爾效應(yīng)片13。當(dāng)^茲體10 越過霍爾效應(yīng)片13時(shí)，霍爾效應(yīng)片13中的霍爾效應(yīng)傳感器將感測(cè)磁場(chǎng)的 改變。隨后霍爾效應(yīng)片13將產(chǎn)生與磁體IO和霍爾效應(yīng)片13的相對(duì)位置成 比例的可變電壓輸出?？勺冸妷狠敵隹梢员晦D(zhuǎn)換為車輛的可變加速度。當(dāng) 加速器踏板被釋放時(shí)，轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6將帶著磁體10以相反方向旋轉(zhuǎn)，在扭 轉(zhuǎn)彈簧5的協(xié)助下，以相反方向在霍爾效應(yīng)片13上掃過》茲場(chǎng)序列，并由此 改變電壓輸出。這將轉(zhuǎn)換為車輛加速度的改變，即車輛的減速。本領(lǐng)域技 術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，上述加速器模塊1的運(yùn)轉(zhuǎn)可在每次加速器踏板被壓下或 釋》文時(shí)重復(fù)。參照?qǐng)D6，示出了當(dāng)加速器模塊1靜止時(shí)霍爾效應(yīng)片13和磁體10的 相對(duì)位置。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)越過霍爾效應(yīng)片時(shí)，磁體10的北極和南極將 必然提供相反的作用，因而一旦電子裝置被正確配置，在凹部19中的磁體 IO的方向就應(yīng)當(dāng)保持一致，以提供期望的可變電壓輸出。在本發(fā)明的雙重功能方面，轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6也可以配置為與安裝在模塊 1中的為車輛提供通/斷功能的開關(guān)12協(xié)作。參照?qǐng)D5-8,轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6可 以配置為接觸和觸發(fā)開關(guān)12,開關(guān)可以在轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6旋轉(zhuǎn)期間準(zhǔn)確連接 于期望的初始系統(tǒng)輸出電壓，以在轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)初期執(zhí)行接"通" 模塊的并聯(lián)電路功能。出于安全原因，開關(guān)12可以包括在模塊1中，例如， 比如踏板在向上位置時(shí)車輛的牽引功能不能意外地激活。類似地，當(dāng)轉(zhuǎn)子 致動(dòng)器6以相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6將再次接觸開關(guān)12并且準(zhǔn)確觸 發(fā)開關(guān)12以"斷"開模塊1。開關(guān)12在"斷"開位置時(shí)，模塊1被斷開以阻止 車輛無意中運(yùn)轉(zhuǎn)。參照?qǐng)D3b和10， PC板組件7可以附加地包括邊緣連接器21,其可以 通過外殼11的開口端部延伸以允許加速器模塊1電連接到車輛。PC板組 件7也可以包括提供附加的并列(on-board)電子功能的部件，例如過電壓 保護(hù)、瞬態(tài)保護(hù)、和/或反電壓保護(hù)(未示出)。參照?qǐng)D1和12，具有預(yù)定厚度的隔離墊圈8可以設(shè)置在PC板組件7 和轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6之間以隔開PC板組件7和轉(zhuǎn)子致動(dòng)器6。參照?qǐng)D4和5，模塊1可以安裝于安裝支架18上，安裝支架可以有利 地限定許多結(jié)構(gòu)以允許模塊1安裝到不同的車輛結(jié)構(gòu)上。安裝支架18可以 限定隔開部分或間隔20，其與支架的結(jié)構(gòu)一起為加速器模塊1防止由石頭、 木材和/或一般的飛揚(yáng)碎片的損壞提供了隔離和緩沖。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于其申請(qǐng)中這里闡明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和組件配 置。本發(fā)明能夠是其他實(shí)施例并且能夠以各種方式實(shí)施或執(zhí)行。前述的變 形和修改在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還應(yīng)當(dāng)理解的是，這里公開的和限定的本發(fā) 明延伸到提到的兩個(gè)或更多單獨(dú)特征或根據(jù)文本和/或附圖顯然的特征的 所有替代結(jié)合。所有這些不同的結(jié)合構(gòu)成本發(fā)明的各種替代方式。這里描 述的實(shí)施例解釋了已知的實(shí)施本發(fā)明的最佳模式并且將使得本領(lǐng)域其他人 員利用本發(fā)明。權(quán)利要求將包括在現(xiàn)有技術(shù)允許的程度的替代實(shí)施例而構(gòu) 成。本發(fā)明的各種特征在以下權(quán)利要求中闡明。
權(quán)利要求
1.一種用于為車輛提供可變電壓輸出的裝置，包括包含第一端和第二端的轉(zhuǎn)子致動(dòng)器，所述第一端配置為可操作地連接到車輛的加速器踏板，所述第二端限定凹部；設(shè)置在所述凹部中的磁體；和印刷電路板組件，其限定大小適合圍繞在所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的所述第二端安裝的孔，所述印刷電路板組件包括霍爾效應(yīng)片，所述霍爾效應(yīng)片配置為產(chǎn)生與所述磁體和所述霍爾效應(yīng)片的相對(duì)位置成比例的可變電壓輸出；由此，當(dāng)所述加速器踏板移動(dòng)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器越過霍爾效應(yīng)片旋轉(zhuǎn)所述磁體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述印刷電路板組 件上的通/斷開關(guān)，所述開關(guān)配置為在所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)期間被致動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括用于保護(hù)所述裝置免受外 部污染的外殼和蓋子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述外殼和蓋子為所述裝置提供 水密保護(hù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，進(jìn)一步包括 設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的所述第一端上的扭轉(zhuǎn)彈簧； 鄰近于所述4丑轉(zhuǎn)彈簧定位的第 一墊圏； 鄰近于所述第一墊圏定位的o形環(huán)；和 鄰近于所述o形環(huán)定位的第二墊圈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的 所述第二端上并與所述印刷電路板組件相鄰設(shè)置的隔離墊圈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，進(jìn)一步包括配置為將所述裝置安裝于 車輛上的支架。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，所述支架限定至少一個(gè)間隔，以提供 對(duì)飛揚(yáng)碎片的隔離和緩沖。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的所述第一端限定鍵槽。
10. —種用于為控制車輛提供可變電壓輸出的加速器模塊，包括包含第一端和第二端的轉(zhuǎn)子致動(dòng)器，所述第一端配置為可#:作地連接到車輛的加速器踏板，所述第二端限定凹部； 設(shè)置在所述凹部中的,茲體；和與所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的所述第二端相鄰設(shè)置的霍爾效應(yīng)片，所述霍爾效 應(yīng)片配置為產(chǎn)生與所述》茲體和所述霍爾效應(yīng)片的相對(duì)位置成比例的可變電 壓輸出；由此，所述加速器踏板的移動(dòng)引起所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器在第一方向上旋轉(zhuǎn)， 由此越過所述霍爾效應(yīng)片在第 一弧線上旋轉(zhuǎn)所述磁體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的加速器模塊，由此，當(dāng)允許所述轉(zhuǎn)子致動(dòng) 器在與所述第一方向相反的第二方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述磁體在第二弧線上越 過所述霍爾效應(yīng)片。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的加速器模塊，進(jìn)一步包括電連接于所述霍 爾效應(yīng)片并限定開口的印刷電路板組件，其中，所述開口位于所述轉(zhuǎn)子致 動(dòng)器的所述第二端周圍。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的加速器模塊，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述印刷 電^各板組件上的通/斷開關(guān)，其中，所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器在第一方向上的旋轉(zhuǎn)將 觸發(fā)所述開關(guān)到接通位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的加速器模塊，其中，所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器在與 所述第一方向相反的第二方向上的旋轉(zhuǎn)將觸發(fā)開關(guān)到斷開位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的加速器模塊，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述印刷 電路板組件上的邊緣連接器，所述邊緣連接器配置為將所述加速器模塊電 連接到所述車輛。
16. —種用于車輛的加速器模塊，包括 外殼；配置為安裝于所述外殼的蓋子； 樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述外殼中并限定凹部的轉(zhuǎn)子致動(dòng)器； 設(shè)置在所述凹部中的磁體；和設(shè)置在所述外殼中的霍爾效應(yīng)片，所述霍爾效應(yīng)片配置為提供可變電壓輸出；由此，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器樞轉(zhuǎn)時(shí)，所述磁體越過所述霍爾效應(yīng)片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的加速器模塊，進(jìn)一步包括 設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器和所述外殼之間的扭轉(zhuǎn)彈簧； 鄰近于所述扭轉(zhuǎn)彈簧定位的第一墊圈； 鄰近于所述第一墊圈定位的o形環(huán)；和 鄰近于所述o形環(huán)定位的第二墊圏。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的加速器模塊，其中，所述轉(zhuǎn)子致動(dòng)器進(jìn)一 步限定鍵槽，所述鍵槽被配置為接合將所述加速器模塊連接于加速器踏板 的連接件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的加速器模塊，進(jìn)一步包括用于將所述加速 器模塊安裝于所述車輛的支架，所述支架配置為"^是供對(duì)飛揚(yáng)碎片的隔離和 緩沖。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的加速器模塊，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述外殼 中與所述蓋子相鄰的印刷電路板組件。
全文摘要
一種用于電動(dòng)車輛的加速器模塊，包括設(shè)計(jì)為將磁體保持在一端并且在另一端提供車輛的驅(qū)動(dòng)界面的轉(zhuǎn)子致動(dòng)器。該加速器模塊采用霍爾效應(yīng)片，其被配置為產(chǎn)生與磁體和霍爾效應(yīng)片的相對(duì)位置成比例的可變電壓輸出，從而當(dāng)引起轉(zhuǎn)子致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁體越過霍爾效應(yīng)片旋轉(zhuǎn)?；魻栃?yīng)片包括感測(cè)磁場(chǎng)中差別的霍爾效應(yīng)傳感器。當(dāng)磁體越過霍爾效應(yīng)傳感器時(shí)，磁場(chǎng)將與轉(zhuǎn)子致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)量成比例地改變。由霍爾效應(yīng)片產(chǎn)生的可變電壓隨后可以被轉(zhuǎn)換為車輛的可變加速度。
文檔編號(hào)G01D5/14GK101595370SQ200880002360
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者羅伯特·J.·凱勒, 馬里奧·M.·奧爾科 申請(qǐng)人:伊利諾斯工具制品有限公司