霍尔效应加速器模块.pdf

一种用于电动车辆的加速器模块，包括设计为将磁体保持在一端并且在另一端提供车辆的驱动界面的转子致动器。该加速器模块采用霍尔效应片，其被配置为产生与磁体和霍尔效应片的相对位置成比例的可变电压输出，从而当引起转子致动器旋转时，磁体越过霍尔效应片旋转。霍尔效应片包括感测磁场中差别的霍尔效应传感器。当磁体越过霍尔效应传感器时，磁场将与转子致动器的旋转量成比例地改变。由霍尔效应片产生的可变电压随后可以被转换为车辆的可变加速度。

1.  一种用于为车辆提供可变电压输出的装置，包括：
包含第一端和第二端的转子致动器，所述第一端配置为可操作地连接到车辆的加速器踏板，所述第二端限定凹部；
设置在所述凹部中的磁体；和
印刷电路板组件，其限定大小适合围绕在所述转子致动器的所述第二端安装的孔，所述印刷电路板组件包括霍尔效应片，所述霍尔效应片配置为产生与所述磁体和所述霍尔效应片的相对位置成比例的可变电压输出；
由此，当所述加速器踏板移动时，所述转子致动器越过霍尔效应片旋转所述磁体。

2.  根据权利要求1所述的装置，进一步包括设置在所述印刷电路板组件上的通/断开关，所述开关配置为在所述转子致动器旋转期间被致动。

3.  根据权利要求1所述的装置，进一步包括用于保护所述装置免受外部污染的外壳和盖子。

4.  根据权利要求3所述的装置，其中所述外壳和盖子为所述装置提供水密保护。

5.  根据权利要求3所述的装置，进一步包括：
设置在所述转子致动器的所述第一端上的扭转弹簧；
邻近于所述扭转弹簧定位的第一垫圈；
邻近于所述第一垫圈定位的o形环；和
邻近于所述o形环定位的第二垫圈。

6.  根据权利要求1所述的装置，进一步包括设置在所述转子致动器的所述第二端上并与所述印刷电路板组件相邻设置的隔离垫圈。

7.  根据权利要求3所述的装置，进一步包括配置为将所述装置安装于车辆上的支架。

8.  根据权利要求7所述的装置，所述支架限定至少一个间隔，以提供对飞扬碎片的隔离和缓冲。

9.  根据权利要求1所述的装置，其中，所述转子致动器的所述第一端限定键槽。

10.  一种用于为控制车辆提供可变电压输出的加速器模块，包括：
包含第一端和第二端的转子致动器，所述第一端配置为可操作地连接到车辆的加速器踏板，所述第二端限定凹部；
设置在所述凹部中的磁体；和
与所述转子致动器的所述第二端相邻设置的霍尔效应片，所述霍尔效应片配置为产生与所述磁体和所述霍尔效应片的相对位置成比例的可变电压输出；
由此，所述加速器踏板的移动引起所述转子致动器在第一方向上旋转，由此越过所述霍尔效应片在第一弧线上旋转所述磁体。

11.  根据权利要求10所述的加速器模块，由此，当允许所述转子致动器在与所述第一方向相反的第二方向上旋转时，所述磁体在第二弧线上越过所述霍尔效应片。

12.  根据权利要求10所述的加速器模块，进一步包括电连接于所述霍尔效应片并限定开口的印刷电路板组件，其中，所述开口位于所述转子致动器的所述第二端周围。

13.  根据权利要求12所述的加速器模块，进一步包括设置在所述印刷电路板组件上的通/断开关，其中，所述转子致动器在第一方向上的旋转将触发所述开关到接通位置。

14.  根据权利要求13所述的加速器模块，其中，所述转子致动器在与所述第一方向相反的第二方向上的旋转将触发开关到断开位置。

15.  根据权利要求12所述的加速器模块，进一步包括设置在所述印刷电路板组件上的边缘连接器，所述边缘连接器配置为将所述加速器模块电连接到所述车辆。

16.  一种用于车辆的加速器模块，包括：
外壳；
配置为安装于所述外壳的盖子；
枢转地设置在所述外壳中并限定凹部的转子致动器；
设置在所述凹部中的磁体；和
设置在所述外壳中的霍尔效应片，所述霍尔效应片配置为提供可变电压输出；
由此，当所述转子致动器枢转时，所述磁体越过所述霍尔效应片。

17.  根据权利要求16所述的加速器模块，进一步包括：
设置在所述转子致动器和所述外壳之间的扭转弹簧；
邻近于所述扭转弹簧定位的第一垫圈；
邻近于所述第一垫圈定位的o形环；和
邻近于所述o形环定位的第二垫圈。

18.  根据权利要求16所述的加速器模块，其中，所述转子致动器进一步限定键槽，所述键槽被配置为接合将所述加速器模块连接于加速器踏板的连接件。

19.  根据权利要求17所述的加速器模块，进一步包括用于将所述加速器模块安装于所述车辆的支架，所述支架配置为提供对飞扬碎片的隔离和缓冲。

20.  根据权利要求16所述的加速器模块，进一步包括设置在所述外壳中与所述盖子相邻的印刷电路板组件。

霍尔效应加速器模块
相关申请的交叉引用
该非临时申请主张享有在2007年3月16日申请的序列号为60/918,476的美国临时申请的利益。
技术领域
本发明大体上涉及一种加速器模块，更具体地，涉及一种用于电动车辆的加速器模块。
背景技术
用于电动物体的加速器模块将物理运动转换为电信号。例如，对于加速器模块来说通常的应用是在例如高尔夫机动车的电动车辆中，来控制车辆的加速和减速。典型地，当电动车辆的加速器踏板被操作者压下时，加速器模块被激活并且提供与踏板的压下程度成比例的电信号。然后电动机根据从该加速器模块接收到的电信号来提供车辆的加速度。
一些已知的加速器模块采用包括电刷元件的可变电阻机构，电刷元件配置为扫动地接合电阻元件，以生成与电刷元件的位置改变相应的电信号。虽然可变电阻加速器模块已被证明以满意的方式运行，但这种加速器模块显示出需要电刷元件和电阻元件之间相接触的缺陷。因此，元件会随着时间的流逝而遭受物理磨损。因此现有技术中存在对随着广泛应用而很少可能磨损的加速器模块的需要。
本发明旨在克服这些和其他已知的问题以及现有的加速器模块的缺点。
发明内容
本发明包括可以用于提供电动车辆中使用的可变电压输出的加速器模块。更具体地，本发明的一个实施例包括加速器模块，该加速器模块包括配置为在一端将磁体保持在凹部中并且在另一端提供驱动界面的转子致动器。该装置也采用霍尔效应片，配置为产生与磁体和霍尔效应片的相对位置成比例的可变电压输出，从而当引起转子致动器旋转时，磁体越过霍尔效应片在弧型路径上旋转。因为霍尔效应片包括感测磁场中差别的霍尔效应传感器，所以当磁体越过霍尔效应传感器时，磁场将与转子致动器的旋转量成比例地改变并且将产生可变电压输出的变化。可变输出电压随后依次可以控制电动车辆的加速或减速。
在阅读了以下具体说明、权利要求和其中使用相同数字指示相同特征的附图的基础上，本发明的其他特征和优点对本领域技术人员来说是显而易见的。
附图说明
图1是加速器模块的一个实施例的分解图。
图2a，2b和2c是装配好的加速器模块的等距视图。
图3a和3b是装配好的加速器模块的等距剖视图。
图4是连接于安装支架的加速器模块的等距剖视图。
图5是连接于安装支架的加速器模块穿过转子致动器的等距剖视图。
图6是没有放置印刷电路板的加速器模块的等距剖视图。
图7是加速器模块穿过磁体的平面剖视图。
图8是具有位于静止位置的转子致动器的加速器模块的等距仰视图。
图9是转子致动器的一个实施例的等距视图。
图10是印刷电路板的一个实施例的等距视图。
图11是没有外壳或盖子的装配好的加速器模块的等距视图。
图12是没有外壳或盖子的装配好的加速器模块的侧视图。
在详细说明本发明的实施例之前，应当理解的是，本发明不限于其申请中以下的描述中阐明的或者附图中示出的结构细节和组件配置。本发明能够是其他实施例并且能够以各种方式实施或执行。同样地，应当理解的是，这里使用的措词和术语是用于解释说明的目的，不应看作限制的目的。“包括”和“包含”以及其变形的使用意指包括其后所列项及其等同物，也包括附加的项及其等同物。
具体实施方式
加速器模块1的示例的方面在图1-12中以各种视图进行描述。参照为分解图的图1，和为装配图的图2a，2b和2c，以及为剖视图的图3a和3b，本发明实施例的加速器模块1包括用于容纳、密封和保护模块1的组件免受外部包括水和污垢污染，并且用于保护模块1的组件免于破碎的外壳11和盖子9。外壳11和盖子9配置为互相协作，以向加速器模块1提供水密外罩。外壳11和盖子9可以由为容纳于外壳和盖子中的模块组件提供有效保护的任何合适的材料制成。
如图1中更清楚地所示，加速器模块1可以包括以下组件：毡垫圈2、o形环3、固定垫圈4、扭转弹簧5、转子致动器6、磁体10、隔离垫圈8、和印刷电路(PC)板组件7。毡垫圈2可以由用于垫圈的其他合适的材料制成。PC板组件7进一步包括通/断开关12和霍尔效应片13，这在图6和10中进一步示出。
如图1-3所示，转子致动器6的一端部15可以接收扭转弹簧5、叠置或邻近扭转弹簧5放置的固定垫圈4、叠置或邻近固定垫圈4放置的o形环3、以及最后叠置或邻近o形环3放置的毡垫圈2，都放置在外壳11和转子致动器6之间以提供转子致动器6和外壳11之间的弹性密封。用于提供转子致动器6和外壳11之间的弹性密封的相似元件的替代配置也是可以预期的。以所示配置，转子致动器6将被可枢转地设置在外壳11中。
参照图2，转子致动器6的该端部15可以配置为从外壳体11中的开口伸出。在一个实施例中，端部15可以限定一个键槽，用于接收可以连接到车辆的加速器踏板的轴或杆，例如连接到电动车辆的加速器踏板。应当理解的是，其他形式的驱动界面也是可能的并且可以用于将加速器踏板连接于加速器模块1。转子致动器6的相对端部16配置为从PC板组件7中形成的开口17伸出，在图10-12中示出。
参照图9，示出了转子致动器6。转子致动器6可以限定一个邻近端部16设置的凹部19。如图1和3a所示，凹部19可以配置为接收磁体10。
在运转中，连接或连结于车辆的加速器踏板的轴或杆将通过转子致动器6的键槽端部15与模块1接合。当压下车辆的加速器踏板时，这引起转子致动器6的键槽端部15中接收的轴或杆的旋转运动，例如枢转运动，其依次引起转子致动器6的旋转运动。当转子致动器6旋转时，安装在转子致动器凹部19中的磁体10也将旋转。当磁体10越过PC板组件7时，磁体10将以弧型路径越过安装于PC板组件7的霍尔效应片13。当磁体10越过霍尔效应片13时，霍尔效应片13中的霍尔效应传感器将感测磁场的改变。随后霍尔效应片13将产生与磁体10和霍尔效应片13的相对位置成比例的可变电压输出。可变电压输出可以被转换为车辆的可变加速度。当加速器踏板被释放时，转子致动器6将带着磁体10以相反方向旋转，在扭转弹簧5的协助下，以相反方向在霍尔效应片13上扫过磁场序列，并由此改变电压输出。这将转换为车辆加速度的改变，即车辆的减速。本领域技术人员将认识到，上述加速器模块1的运转可在每次加速器踏板被压下或释放时重复。
参照图6，示出了当加速器模块1静止时霍尔效应片13和磁体10的相对位置。应当理解的是，当越过霍尔效应片时，磁体10的北极和南极将必然提供相反的作用，因而一旦电子装置被正确配置，在凹部19中的磁体10的方向就应当保持一致，以提供期望的可变电压输出。
在本发明的双重功能方面，转子致动器6也可以配置为与安装在模块1中的为车辆提供通/断功能的开关12协作。参照图5-8，转子致动器6可以配置为接触和触发开关12，开关可以在转子致动器6旋转期间准确连接于期望的初始系统输出电压，以在转子致动器6的旋转运动初期执行接“通”模块的并联电路功能。出于安全原因，开关12可以包括在模块1中，例如，比如踏板在向上位置时车辆的牵引功能不能意外地激活。类似地，当转子致动器6以相反方向旋转时，转子致动器6将再次接触开关12并且准确触发开关12以“断”开模块1。开关12在“断”开位置时，模块1被断开以阻止车辆无意中运转。
参照图3b和10，PC板组件7可以附加地包括边缘连接器21，其可以通过外壳11的开口端部延伸以允许加速器模块1电连接到车辆。PC板组件7也可以包括提供附加的并列(on-board)电子功能的部件，例如过电压保护、瞬态保护、和/或反电压保护(未示出)。
参照图1和12，具有预定厚度的隔离垫圈8可以设置在PC板组件7和转子致动器6之间以隔开PC板组件7和转子致动器6。
参照图4和5，模块1可以安装于安装支架18上，安装支架可以有利地限定许多结构以允许模块1安装到不同的车辆结构上。安装支架18可以限定隔开部分或间隔20，其与支架的结构一起为加速器模块1防止由石头、木材和/或一般的飞扬碎片的损坏提供了隔离和缓冲。
应当理解的是，本发明不限于其申请中这里阐明的结构细节和组件配置。本发明能够是其他实施例并且能够以各种方式实施或执行。前述的变形和修改在本发明的范围内。还应当理解的是，这里公开的和限定的本发明延伸到提到的两个或更多单独特征或根据文本和/或附图显然的特征的所有替代结合。所有这些不同的结合构成本发明的各种替代方式。这里描述的实施例解释了已知的实施本发明的最佳模式并且将使得本领域其他人员利用本发明。权利要求将包括在现有技术允许的程度的替代实施例而构成。
本发明的各种特征在以下权利要求中阐明。