专利名称：霍尔效应压力开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆诊断系统，更特别涉及用于检测电路中故障的开 关系统。
背景技术：
在车辆中可以使用单掷开关用于检测输入信号的存在，例如流体压力。简单开关包括两个金属触头，其可选择地连接以传导电流并且 完成一个电^各。虽然金属触头是传导电流的一种可接受的装置，该触头会形成绝 缘氧化物，该绝缘氧化物会侵蚀金属并且阻止电路正常工作。单掷开关运行在两种模式或者位置上。第一位置是两个触头分离 以提供开路。第二位置是连接触头，以接通电路(即闭合该电路)并 且提供电流通路。因此，单掷开关便于切换到电路中的电力。然而， 进一步的应用受到限制。发明内容因此，本发明提供一种用于检测输入信号的开关。该开关包括开 关壳体和磁体，该磁体安装在开关壳体内并且产生具有磁通量的磁场。该开关还包括磁通量集中装置，其位于开关壳体内并且可选择地在第 一和第二位置之间移动。而且，致动器组件位于开关壳体内部，其接 收输入信号并且基于该输入信号选择第一和第二位置。该开关还包括 霍尔效应装置，其位于磁体和磁通量集中装置之间。当磁通量小于预 定磁通量阈值时，该霍尔效应装置传导具有第一值的电流，并且当磁 通量超过预定磁通量阈值时，其传导具有第二电流值的电流。第一位 置传送第 一磁通量到霍尔效应装置上，并且第二位置传送与第 一磁通 量不同的第二磁通量到霍尔效应装置上。在其它特征中，该开关还包括安装在开关壳体的内基底上的金属 板。该开关包括第一端子，其具有与霍尔效应装置的一侧连通的一端， 并且具有与金属板连通的相反端。该开关包括第二端子，其具有与第一端子相反的霍尔效应装置的一侧连通的一端，并且具有延伸通过开 关壳体并且到开关外部的相反端。在另外的特征中，权利要求1的开关还包括入口。该开关包括固 定到入口的流体密封装置和设置在开关壳体内部的室，其适于保持流 体。该入口引导流体到该室中。在另外的特征中，该开关包括适于检测流体压力的压力检测装置 和连接杆，该连接杆具有连接到压力检测装置上的 一端和连接到磁通 量集中装置上的相反端。在另外的特征中，该压力检测装置是可变形膜，其接收流体并且 基于流体产生的流体压力发生变形。该流体压力导致该膜的变形并且 移动磁通量集中装置朝向霍尔效应装置。在另外的特征中，磁通量集中装置利用弹簧结合到开关壳体内部 的该基底上。当没有接收到流体时，该弹簧使得磁通量集中装置定位 为离霍尔效应装置第一距离。当接收到流体时，该弹簧压缩和使得磁 通量集中装置定位为离霍尔效应装置第二距离。在另外的特征中，第二距离小于第一距离。在另外的特征中，第二磁通量具有比第 一磁通量更高的强度。 在另外的特征中，磁通量阈值包括上磁通量值和下磁通量值。
本发明从详细描述和附图中得到更充分的理解，其中 图1A和1B是根据本发明的原理的霍尔效应装置的横截面功能方 框图；和图2是根据本发明的原理与电路结合的霍尔效应开关所实施步骤 的流程图。
具体实施方式
优选实施例的下面描述实际上仅仅是示例并且决不意图限制本发 明，其应用或者使用。为了描述清楚，在附图中相同的附图标记表示 相同的部件。 '现在参见图1A和1B,示出了适于检测流体压力的示例的霍尔效应 开关10。该霍尔效应开关10包括外壳体12,该外壳体12具有顶部14和在壳体内部保持流体18的压力室16。该顶部结合到流体压力源(未 示出)上并且作为入口来引导流体18到压力室16中。密封装置20附 装到壳体20上并且围绕顶部14以防止流体从开关10中逸出。金属板 21设置在壳体的内部基底上。安装固定器22可结合到开关的一侧上， 在该侧处安装固定器22连接到金属板21。当安装固定器22接触接地 源(未示出)时，该金属板接地，从而在开关10内部产生接地点。开关组件24位于壳体12内部。开关组件24包括磁体26,磁通量 集中装置28和霍尔效应装置30。该磁体26固定到金属板21上并且产 生具有磁通量(未示出)的磁场(未示出)。虽然磁体示出为直接安装 到金属板21上，该磁体可安装到壳体12的基底上。磁通量集中装置 位于磁体26上面并且使用弹簧32连接到壳体12的基底上。磁通量集 中装置28提供用于磁通量的较低阻抗路径。通过调整磁通量集中装置 28的位置可调整磁通量的强度。例如，随着磁通量集中装置28接近磁 体26,该磁通量的强度增加。磁通量集中装置28可以包括由铁磁性材 料，或者其它能够放大磁通量的材料制成的板。霍尔效应装置30位于磁体26和磁通量集中装置28之间。霍尔效 应装置30的一端利用第一导线33与金属板21连通。其相反端利用第 二导线35与端子34连通。该端子34延伸通过壳体12并且到开关10 的外部。当金属板21与接地源(未示出)连通并且端子34与电压源(未 示出)连通时，电压电势在霍尔效应装置30上产生并且不变的偏压电 流在其中流动。而且，将霍尔效应装置30设置在以与电流成大约90 度的位置接收磁通量的磁场中会产生电压输出，该电压输出与磁通量 的强度直接成比例。因此，霍尔效应装置30可以包括一个磁通量阚值。 当磁通量低于该阈值时，霍尔效应装置30输出具有第一值的电流。当 磁通量高于阈值时，霍尔效应装置30输出具有第二值的电流。可变形膜36设置在压力室16的中心并且在磁通量集中装置28的 上面。膜36的各侧连接到壳体12的内壁上。膜36的底部连接到连接 杆38的一端上。连接杆38的相反端连接到磁通量集中装置28 4。开关IO基于膜36的位置运行在第一和第二模式下。当压力室16 没有包含流体18并且膜36弯曲远离霍尔效应装置30时，第 一模式(LO ) 可存在。当膜36弯曲远离霍尔效应装置30时，弹簧32减压，从而保持磁通量集中装置28在第一位置。当开关10在第一位置时连接到电 路上时，磁通量集中装置28传送较弱的磁通量到霍尔效应装置30中。 因此，霍尔效应装置30传导2mA-5mA的范围内的电流。当流体18传送到压力室16中时，第二模式可存在。当流体18填 满压力室16时，由流体18产生的流体压力迫使膜36朝向霍尔效应装 置30。连接杆38朝向霍尔效应装置30移动磁通量集中装置28并且进 入第二位置。第二位置将磁通量集中装置28设置远离霍尔效应装置30 较短的距离处，从而传送高强度的磁通量。因此，霍尔效应装置30传 导12mA-17mA的范围内的电流。虽然霍尔效应装置传导在2mA-5mA和 12mA-l 7mA的范围的电流，应该理解的是可采用传导不同电流范围的另 外的霍尔效应装置。通过利用霍尔效应装置传导电流，由侵蚀金属触头导致的问题得 到减少。而且，传导两个不同电流强度的能力允许开关很大范围的应 用中使用。现在参见图2,流程图示出了根据本发明的原理连接到电路上的霍 尔效应开关实施的步骤。在步骤200中，控制确定开关是否接收到流 体。当开关接收到流体时，控制进行到步骤204。否则控制进行到步骤 202。在步骤202中，控制保持磁通量集中装置28在第一位置并且选 择LO模式。在步骤206处控制传导低电流并且控制结束。在步骤204处，控制朝向霍尔效应装置弯曲膜。在步骤208处， 控制移动磁通量集中装置到第二位置并且选择HIGH (高)模式。在步 骤210处控制传导高电流并且控制结束。本领域技术人员从上述说明中应该理解本发明的宽的教导能够以 不同形式实施。因此，虽然本发明结合具体例子进行描述，但本发明 真实范围不应该因此受到限制，因为其它的修改对于本领域技术人员 在理解附图，说明书和下面的权利要求后变得显然。
权利要求
1.一种开关，包括开关壳体；磁体，该磁体安装在所述开关壳体内并且产生具有磁通量的磁场；磁通量集中装置，其位于所述开关壳体内并且可选择地在第一和第二位置之间移动；致动器组件，其位于所述开关壳体内，接收输入信号，并且基于所述输入信号选择所述第一和第二位置；和霍尔效应装置，其位于所述磁体和所述磁通量集中装置之间，当所述磁通量小于预定磁通量阈值时，该霍尔效应装置传导具有第一值的电流，并且当所述磁通量超过所述预定磁通量阈值时，其传导具有第二值的所述电流，其中所述第一位置传送第一磁通量到所述霍尔效应装置，并且所述第二位置传送与所述第一磁通量不同的第二磁通量到所述霍尔效应装置。
2. 如权利要求1所述的开关，还包括 金属板，其安装在所述开关的内基底上；第一端子，其具有与所述霍尔效应装置一侧连通的一端，并且具有与所述金属板连通的相反端；和第二端子，其具有与在第一端子相反侧上的所述霍尔效应装置一 侧连通的一端，并且具有延伸通过所述开关壳体并且到开关外部的相 反端。
3. 如权利要求l所述的开关，其中所述开关壳体包括 入口 ；固定到所述入口的流体密封装置；和 设置在所述开关壳体内部并且其适于保持流体的室， 其中所述入口引导所述流体到所述室中。
4. 如权利要求l所述的开关，其中所述致动器组件包括 压力检测装置，其适于检测流体压力；和连接杆，其具有连接到所述压力检测装置上的一端和连接到所述.磁通量集中装置上的相反端。
5. 如权利要求1所述的开关，其中所述压力检测装置是可变形膜，其接收流体并且基于所述流体产生的流体压力发生变形，从而使 得所述流体压力导致所述膜的变形并且移动所述磁通量集中装置朝向 霍尔效应装置。
6. 如权利要求1所述的开关，其中所述磁通量集中装置利用弹 簧连接到所述开关壳体内部的所述基底上，其中当没有接收到所述流体时，所述弹簧使得所述磁通量集中装 置定位为离所述霍尔效应装置第一距离，和其中当接收到所述流体时，所述弹簧压缩并使得所述磁通量集中 装置定位为离所述霍尔效应装置第二距离。
7. 如权利要求6所述的开关，其中所述第二距离小于所述第一距离。
8. 如权利要求1所述的开关，其中所述第二磁通量具有比所述 第一磁通量更高的强度。
9. 如权利要求1所述的开关，其中所述磁通量阈值包括上磁通 量值和下；兹通量^f直。
10. —种检测输入信号的方法，包括 利用检测装置接收输入信号； 产生具有磁通量的磁场；基于该输入信号可选择地在第 一 和第二位置之间移动磁通量集中 装置；利用霍尔效应装置传导具有第一和第二电流强度的电流；当所述磁通量小于预定磁通量阈值时，传导所述第 一 电流强度；和当所述磁通量超过所述预定磁通量阈值时，传导所述第二电流强度，其中所述第 一位置传送第 一磁通量到所述霍尔效应装置，并且所 述第二位置传送与所述第一磁通量不同的第二磁通量到所述霍尔效应装置。
11. 如权利要求10所述的方法，还包括利用可变形膜检测输入信号。
12. 如权利要求11所述的方法，还包括连接所述可变形膜的一端 到连接杆上并且连接所述可变性膜的相反端到所述磁通量集中装置上。
13. 如权利要求11所述的方法，还包括利用可变形膜检测所述流 体压力，所述可变形膜接收流体并且基于所述流体产生的流体压力发 生变形，从而使得所述流体压力导致所述膜的变形并且移动所述磁通 量集中装置朝向霍尔效应装置。
14. 如权利要求10所述的方法，其中所述第二距离小于所述第一 距离。
15. 如权利要求10所述的方法，其中所述第二磁通量具有比所述 第一磁通量高的强度。
16. 如权利要求10所述的方法，其中所述磁通量阈值包括上磁通 量值和下磁通量值。
全文摘要
一种开关，包括壳体和安装在壳体内部的磁体。该磁体产生具有磁通量的磁场。该开关还包括磁通量集中装置，其位于开关壳体内并且可选择地在第一和第二位置之间移动。致动器组件位于开关壳体内部，其接收输入信号并且基于该输入信号选择第一和第二位置。霍尔效应装置位于磁体和磁通量集中装置之间。当磁通量小于预定磁通量阈值时，该霍尔效应装置传导具有第一值的电流。当磁通量超过预定磁通量阈值时，其传导具有第二值的电流。第一位置传送第一磁通量到霍尔效应装置，并且第二位置传送与第一磁通量不同的第二磁通量到霍尔效应装置上。
文档编号H01H35/24GK101226849SQ20081000352
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月18日 优先权日2007年1月18日
发明者J·P·科斯基 申请人:通用汽车环球科技运作公司