CN218929206U

CN218929206U - 一种加速踏板模块

Info

Publication number: CN218929206U
Application number: CN202320222677.4U
Authority: CN
Inventors: 刘栋俊; 陈海林
Original assignee: CTS Corp
Current assignee: CTS Corp
Priority date: 2023-02-03
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2033-02-03

Abstract

提供一种加速踏板模块，包括：踏板臂，所述踏板臂的第一端设置有旋转套管，所述旋转套管随着所述踏板臂的运动而旋转；磁铁，所述磁铁固定至所述旋转套管，并且能够与所述旋转套管一起旋转；以及电路板组件，所述电路板组件设置在所述踏板臂的第一端，所述电路板组件包括：磁场传感器，用于感应所述磁铁的磁场变化，以获得所述踏板臂的角度值；CAN控制器，用于接收来自所述磁场传感器的角度值，并将其转换为符合CAN总线协议的CAN报文；以及CAN收发器，用于接收来自所述CAN控制器的CAN报文，以及发送所述CAN报文。

Description

一种加速踏板模块

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种基于CAN总线的加速踏板模块。

背景技术

CAN(Controller Area Network)即控制器局域网，是一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络。越来越多的电动汽车由CAN总线(CAN-BUS)控制。现有的加速踏板无法接收和发送CAN报文，因此无法与CAN总线进行通信。此外，现有的加速踏板仅将踏板的运动转换为电压变化，然后输出模拟电压信号，因此也无法根据CAN总线要求生成CAN报文。现有的加速踏板没有自我诊断功能，因此一旦出现问题，很难快速找到原因，且其功能单一，很难在不添加连接器的情况下扩展其他功能，例如添加蜂鸣器、振动器和指示器等。

实用新型内容

基于现有技术的上述问题，本实用新型提供一种加速踏板模块，其特征在于，包括：

踏板臂，所述踏板臂的第一端设置有旋转套管，所述旋转套管随着所述踏板臂的运动而旋转；

磁铁，所述磁铁固定至所述旋转套管，并且能够与所述旋转套管一起旋转；以及

电路板组件，所述电路板组件设置在所述踏板臂的第一端，所述电路板组件包括：

磁场传感器，用于感应所述磁铁的磁场变化，以获得所述踏板臂的角度值；

CAN控制器，用于接收来自所述磁场传感器的角度值，并将其转换为符合CAN总线协议的CAN报文；以及

CAN收发器，用于接收来自所述CAN控制器的CAN报文，以及发送所述CAN报文。

在一个实施例中，所述加速踏板模块还包括警报设备，所述CAN收发器还用于接收来自外部的控制信息，并将其发送至所述CAN控制器，所述CAN控制器将所述控制信息转换为驱动信号，以驱动所述警报设备。

在一个实施例中，所述警报设备是蜂鸣器、震动马达以及指示灯中的至少一个。

在一个实施例中，所述磁场传感器为双通道霍尔传感器，所述CAN控制器比较来自所述双通道霍尔传感器的两个独立通道的角度值，并在所述角度值的差异大于预设的阈值范围时，将故障信号经由所述CAN收发器发送至外部控制器。

在一个实施例中，所述电路板组件还包括功率调节模块，用于接收外部电源输入，并将其转换为适当的电压，以提供给所述电路板组件中的器件。

在一个实施例中，所述加速踏板模块还包括：

外壳，所述外壳具有旋转轴，所述旋转轴与所述旋转套管接合，使得所述旋转套管能够绕所述旋转轴旋转。

在一个实施例中，所述加速踏板模块还包括：

PCBA盖和顶部盖，所述电路板组件位于所述PCBA盖和所述顶部盖之间，所述PCBA盖固定至所述顶部盖，并且所述顶部盖固定至所述外壳。

在一个实施例中，所述顶部盖具有卡槽，所述PCBA盖通过所述卡槽卡扣固定至所述顶部盖。

在一个实施例中，所述顶部盖通过螺钉固定至所述外壳。

在一个实施例中，所述磁铁是圆形的。

在本实用新型中将磁场传感器、磁铁、CAN控制器和CAN收发器集成到加速踏板模块上，使得加速踏板模块能够与CAN总线进行通信，进而能够将加速踏板的信息发送至CAN总线。本实用新型中的加速踏板模块可以进行自我诊断，当加速踏板出现故障时，CAN控制器可以检测到该故障并将故障信号通过CAN总线发送给整车控制器。整车控制器在接收到该故障信号后，能够通过读取故障信号快速找到发生故障的位置，使得能够快速解决故障。本实用新型中的加速踏板模块能够接收来自整车控制器的控制信号，并将其转换为驱动信号，因此能够在不添加连接器的情况下扩展其他功能，例如添加蜂鸣器、振动器和指示器等。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一个实施例的加速踏板模块的示意图。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的PCBA(印刷电路板组件)上的电路方框图。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的双通道霍尔传感器的电路图。

图4示出了根据本实用新型一个实施例的CAN控制器的电路图。

图5示出了根据本实用新型一个实施例的CAN收发器的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面将结合附图通过具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当注意，本实用新型给出的实施例仅用于说明，而不限制本实用新型的保护范围。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的加速踏板模块的示意图。如图1所示，加速踏板模块包括踏板臂101、旋转套管102和磁铁109。其中，踏板臂101的一端包括旋转套管102，另一端用于踩踏，旋转套管102能够与踏板臂101一起运动。磁铁109固定在旋转套管102上。当踏板臂101被踏下或释放时，磁铁109能够与旋转套管102一起旋转。磁铁109可以是任意形状，例如圆形、方形、多边形等。优选地，磁铁109是圆形的。

加速踏板模块还包括外壳104，外壳104包括旋转轴103，旋转轴103能够与旋转套管102接合，使得旋转套管102能够绕旋转轴103旋转。其中，外壳104是固定不动的。

加速踏板模块还包括PCBA盖106、顶部盖107以及PCBA 108。PCBA108位于PCBA盖106和顶部盖107之间(为清楚起见，图1中的PCBA 108相对于PCBA盖106和顶部盖107单独示出)，并且PCBA盖106固定至顶部盖107，使得PCBA盖106、顶部盖107以及PCBA 108三者通过顶部盖107固定至外壳104。

在一个实施例中，顶部盖107上具有卡槽，PCBA盖106能够卡扣固定至顶部盖107。在另一个实施例中，PCBA盖106能够通过例如折边热熔固定至顶部盖107。在一个实施例中，顶部盖107和外壳104具有螺孔，使得顶部盖107能够通过螺钉105固定至外壳104。

PCBA 108上设置有磁场传感器113。磁场传感器113能够在磁铁109旋转时感应磁铁109的磁场变化，以获得踏板臂101的角度值。在一个实施例中，磁场传感器113是霍尔传感器。PCBA 108上还包括其他的部件以及电路结构，将在下文中结合图2进行详细说明。

加速踏板模块还包括摩擦装置110，其包括弹簧减震器112和弹簧111。摩擦装置110位于踏板臂101后方，用于在踏下或者释放踏板时经由弹簧111提供弹力，摩擦装置110提供踏板操作力的“迟滞”效应，使得释放踏板的操作力小于踏下踏板的操作力，提高踏板操控的舒适性。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的PCBA上的电路方框图。如图2所示，PCBA包括CAN控制器201、CAN收发器202以及磁场传感器203。其中，磁场传感器203用于感应磁铁109的磁场变化，以获得踏板臂101的角度值。CAN控制器201用于接收来自磁场传感器203的角度值，并将其转换为符合CAN总线协议(例如SAE J1939协议)的CAN报文。CAN控制器201可以例如是微处理器(MCU)。CAN收发器202连接在CAN控制器201和CAN总线之间，用于接收来自CAN控制器201的CAN报文，并将其发送至CAN总线；以及用于接收来自CAN总线的CAN报文，并将其发送至CAN控制器201。CAN总线连接至整车的控制器，使得加速踏板可以经由CAN总线与整车的控制器进行通信。

在一个实施例中，PCBA还包括警报驱动器205，加速踏板还可以包括警报设备，例如蜂鸣器206、震动马达207以及指示灯208等。加速踏板可以从CAN总线接收来自整车控制器的控制信息，该控制信息经由CAN收发器202传输至CAN控制器201，CAN控制器201将该控制信息转换为驱动信号，用于驱动警报设备。这使得加速踏板更智能，更安全。

在一个实施例中，PCBA还包括功率调节模块204，用于接收外部电源输入，并将其转换为适当的电压(例如5V,3.3V)，提供给CAN控制器201、CAN收发器202、磁场传感器203以及警报驱动器205。

在一个实施例中，加速踏板还可以进行自我诊断。在该实施例中，磁场传感器为双通道霍尔传感器。双通道霍尔传感器内部有两个独立的通道，这两个独立的通道能够同时感应到踏板臂的旋转角度，并将该角度转换成数字信号，然后发送给CAN控制器201。CAN控制器201在接收到两个独立通道的角度信息之后，对来自两个独立通道的角度信息进行对比。理论上来自两个独立通道的角度信息是完全一样的，但实际上会有波动。CAN控制器201会比较来自两个独立通道的角度信息，如果来自两个独立通道的角度信息的差异大于预设的阈值范围，则判断加速踏板发生故障，CAN控制器201可通过CAN收发器202将故障信号发送至CAN总线，进而将故障信号发送至整车控制器。在另一个实施例中，如果磁场传感器发生故障，无法感应到踏板臂的角度信号，则判断加速踏板的磁场传感器故障，CAN控制器201可通过CAN收发器202将故障信号发送至CAN总线，进而将故障信号发送至整车。

本实用新型中的加速踏板可以进行自我诊断，当加速踏板出现故障时，CAN控制器可以检测到该故障并将故障信号通过CAN总线发送给整车控制器。整车控制器在接收到该故障信号后，能够通过读取故障信号快速找到发生故障的位置，使得能够快速解决故障。

图3-图5示出了根据本实用新型一个实施例的实际电路图，其中图3示出了根据本实用新型一个实施例的双通道霍尔传感器的电路图，该霍尔传感器的型号为MLX90363。图4示出了根据本实用新型一个实施例的CAN控制器的电路图，该CAN控制器的型号为FS32K144HRT0MLHT32-BIT。图5示出了根据本实用新型一个实施例的CAN收发器的电路图，该CAN收发器的型号为TJA1057T。

霍尔传感器MLX90363是单片磁传感器集成电路(IC)，采用Triaxis霍尔技术。传统的平面霍尔技术只对垂直于IC表面的磁通密度敏感。Triaxis霍尔传感器对平行于IC表面的通量密度也很敏感。MLX90363可以检测到X,Y,Z三个方向的磁场变化，能够通过适当的信号处理感知周围移动的任何磁铁，并对其位置进行解码。MLX90363的输出直接提供给CAN控制器。MLX90363使用全双工SPI协议，因此需要分离的SPI信号线：MOSI、MISO、SS和SCLK，用于接收来自CAN控制器的时钟信号以及算法，并将计算得到的角度信息传输给CAN控制器。磁场传感器MLX90363以及CAN控制器FS32K144HRT0MLHT 32-BIT的具体连接如图3和图4所示。

CAN收发器TJA1057T连接在CAN总线和CAN控制器之间，用于接收来自CAN控制器的CAN报文并将其发送至CAN总线，以及用于将来自CAN总线的CAN报文发送至CAN控制器，具体连接如图4和图5所示。

本实用新型中的加速踏板模块，不仅可以应用于汽车领域，也可以应用于其他需要加速踏板的载具或场景。

在本实用新型中将磁场传感器、磁铁、CAN控制器和CAN收发器集成到加速踏板模块上，使得加速踏板模块能够与CAN总线进行通信，进而能够将踏板臂的角度信息发送至CAN总线。

本实用新型中的加速踏板模块可以进行自我诊断，当加速踏板出现故障时，CAN控制器可以检测到该故障并将故障信号通过CAN总线发送给整车控制器。整车控制器在接收到该故障信号后，能够通过读取故障信号快速找到发生故障的位置，使得能够快速解决故障。

本实用新型中的加速踏板模块能够接收来自整车控制器的控制信号，并将其转换为驱动信号，因此能够在不添加连接器的情况下扩展其他功能，例如添加蜂鸣器、振动器和指示器等。

虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims

1.一种加速踏板模块，其特征在于，包括：

CAN收发器，用于接收来自所述CAN控制器的CAN报文，以及

发送所述CAN报文。

2.根据权利要求1所述的加速踏板模块，其特征在于，所述加速踏板模块还包括警报设备，所述CAN收发器还用于接收来自外部的控制信息，并将其发送至所述CAN控制器，所述CAN控制器将所述控制信息转换为驱动信号，以驱动所述警报设备。

3.根据权利要求2所述的加速踏板模块，其特征在于，所述警报设备是蜂鸣器、震动马达以及指示灯中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的加速踏板模块，其特征在于，

所述磁场传感器为双通道霍尔传感器，所述CAN控制器比较来自所述双通道霍尔传感器的两个独立通道的角度值，并在所述角度值的差异大于预设的阈值范围时，将故障信号经由所述CAN收发器发送至外部控制器。

5.根据权利要求1所述的加速踏板模块，其特征在于，

所述电路板组件还包括功率调节模块，用于接收外部电源输入，并将其转换为适当的电压，以提供给所述电路板组件中的器件。

6.根据权利要求1所述的加速踏板模块，其特征在于，所述加速踏板模块还包括：

7.根据权利要求6所述的加速踏板模块，其特征在于，所述加速踏板模块还包括：

8.根据权利要求7所述的加速踏板模块，其特征在于，

所述顶部盖具有卡槽，所述PCBA盖通过所述卡槽卡扣固定至所述顶部盖。

9.根据权利要求7所述的加速踏板模块，其特征在于，

所述顶部盖通过螺钉固定至所述外壳。

10.根据权利要求1所述的加速踏板模块，其特征在于，

所述磁铁是圆形的。