CN101122472B - 旋转角度探测装置 - Google Patents
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Abstract
第一轭段(4、206)的轭主体(21)和弯曲片(31)分别与第二轭段(5、207)的轭主体(22)和弯曲片(32)相对。第一和第二轭段(4、5)的弯曲片(31、32)沿着弯曲片(31、32)的板厚度方向把旋转角度传感器(3)保持在它们之间。在基准位置(C)上的磁体203的旋转轴线和相对于探测装置(204)的磁性探测元件的、磁体(203)的外表面的最远点(225)之间所测得的线性距离通常等于基准位置(C)上的磁体(203)的旋转轴线和轭段(206、207)的轭敞开端部(237、247)的远端(238、239、248、249)之间的线性距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转角度探测装置。
背景技术
如图22所示那样,公开在US-5164668B中的、以前提出的旋转角度探测装置包括磁体101、旋转角度传感器102和敞开型轭。磁体101被固定到探测目标如节气门阀的可旋转轴的轴向端上。旋转角度传感器102借助使用旋转角度传感器102的磁性探测装置(霍尔IC)相对于磁体101的旋转角度的输出变化特性来探测该探测目标的旋转角度。敞开型轭与磁体101和旋转角度传感器102相配合形成了磁回路(例如敞开的磁通路)。
旋转角度传感器102具有固定在平坦板103上的磁性探测装置。此外,敞开型轭包括两个磁性体即第一和第二磁性体104、105。第一和第二磁性体104、105相对于假想中心平面对称地布置,该中心平面垂直于探测目标的旋转轴的旋转轴线。第一和第二磁性体中的每一个包括轭主体111和突出部112。轭主体111在轭主体111和磁体101之间形成了间隙。突出部112向着旋转角度传感器102的侧部从轭主体111的端边缘伸出。
第一和第二磁性体104、105沿着板厚度方向相互平行并且平行于探测目标的旋转轴线。此外,第一和第二磁性体104、105分别在它的一侧上打开。第一和第二磁性体104、105的突出部112的远端部分以这样的方式相互相对,即突出部112的远端部分相互隔开一个磁通量探测间隙。此外,磁体101相对于第一和第二磁性体104、105中的每一个的轭主体111可以旋转。旋转角度传感器102设置在形成于分别突出部112的相对部分之间的磁通量间隙内侧,及在旋转角度传感器102和这些突出部112中的每一个的相对部分之间形成间隙。
在公开于US-5164668B中的旋转角度探测装置中,设置具有对称结构的敞开磁通道型的敞开型轭。在这种对称磁性体(敞开型轭)的情况下,难以同时高度精确地处理位于磁体101和敞开型轭(第一和第二磁性体104、105)之间的间隙和位于旋转角度传感器102和敞开型轭(第一和第二磁性体104、105)之间的间隙。因此,不利的是,这些间隙在产品与产品之间不同,及因此产品与产品之间的特性不相同。此外,在敞开磁通道型的敞开型轭(第一和第二磁性体104、105)的情况下,在外部磁场或者外部磁场源(例如安装在机动车或者类似装置中的交流发电机(AC发电机))或者磁性体(例如由铁基金属或者类似材料所形成的固定螺栓或者支架)设置成靠近旋转角度传感器102时,产生了下面缺点。即,由于受到外部磁场或者磁性体对磁性探测装置的影响,因此相对于磁体101的旋转角度的磁性探测装置的输出变化特性变化较大。
此外,在敞开磁通道型的敞开型轭(第一和第二磁性体104、105)的情况下,第一和第二磁性体104、105中的每一个的轭主体111的远端部分(轭敞开端部)是敞开的。因此,可以产生下面缺点。即,磁性探测装置趋于容易受到无线电波噪声的影响,因此相对于磁体101的旋转角度的、磁性探测装置的输出变化特性变化较大。
现在参照US-6707292B和JP-2005-345250A来描述以前提出的旋转角度探测装置的其它缺点。
参照图23A,公开在US-6707292B中的旋转角度探测装置包括磁体301和旋转角度探测装置302。磁体301被固定到转子上,在探测目标如节气门阀进行旋转时,该转子进行旋转。旋转角度探测装置302与磁体301相配合形成了磁回路。旋转角度探测装置302包括两个轭段(定子芯)303和具有磁性探测元件的磁性探测装置304(例如霍尔IC)。轭段303被如此地分开,以致轭段303相对于假想中心平面是对称的,该假想中心平面包括连接在磁性探测装置304的中心和磁体301的旋转中心之间的基准线,并且还包括探测目标的旋转轴线。磁性探测装置304根据通过磁通量探测间隙的磁通量的密度来改变它的输出,其中该间隙形成在轭段303的相对部分311之间。
响应磁体301的旋转角度,通过磁通量探测间隙的磁通量的密度发生改变,即流过布置在磁通量探测间隙中的磁性探测装置304的磁通量的密度发生了改变。响应磁通量密度的变化,磁性探测装置304的输出发生了改变。旋转角度探测装置302根据磁性探测装置304的输出探测该探测目标的旋转角度。
在这里,如图23A所示那样,轭段303是对称地布置敞开型轭段。轭段303的顶端部分包括相对部分311。轭段303的相对部分311相互相对并且相互隔开一个磁通量探测间隙的距离。
此外,如图23A所示那样,在US-6707292B的情况下,每一个轭段303包括轭敞开侧延伸部分312。轭敞开侧延伸部分312从相对部分311的下端延伸并且相对于磁体301形成了预定气隙。轭敞开侧延伸部分312的每一个包括线性部分(台肩)313、转向部分314和垂直部分(线性部分)315。线性部分313沿着附图中的左或者右方向从相对部分311的下端远离磁性探测装置304线性地延伸。转向部分314从线性部分313的端部通常以直角进行弯曲。垂直部分315从转向部分314的下端向着轭敞开端部316的远端表面线性地延伸。
但是,在公开在US-6707292B中的旋转角度探测装置中,磁性探测装置304产生了输出,该输出急增并且在可操纵的角度范围内的磁体301的中间角度(例如40度)和最大角度(例如80度)之间具有弯曲点。这是由于下面因素。即,在磁体301的旋转角度被保持到最大角度的状态下,在磁体301的磁极表面和垂直部分315之间形成气隙的垂直部分315从转向部分314的下端线性地延伸到轭敞开端部316的远端表面。
即,即使在磁体301在可操纵的角度范围内从中间角度旋转到最大角度时,形成在磁体301的磁极表面和垂直部分315的内侧表面之间的气隙也表明没有突然的增大。因此,磁性探测装置304产生了这样的输出,即它急增并且具有弯曲点。相应地,相对于磁体301的旋转角度的磁性探测装置304的输出变化特性的线性减小或者受到损坏,因此不利地减小了探测目标的旋转角度的探测精确度。
考虑到上面缺点,公开在JP-2005-345250A中的旋转角度探测装置设置有对称的敞开型轭段,这些轭段反向弯曲,如图23B所示那样,从而提高了相对于磁体301旋转角度的磁性探测装置304的输出变化特性的线性,因此提高了旋转角度的探测精确度。
轭段303的每一个的轭敞开侧延伸部分312包括线性部分313和转向部分319。转向部分319从线性部分313的端部向着反向弯曲部分321弯曲成反向弯曲的形状。此外,反向弯曲部分321的每一个具有呈反向弯曲形状的弓形部分,该弓形部分凸出到磁体侧。
此外,公开在JP-2005-345250A中的轭段303的反向弯曲部分321中的每一个从磁体301的基准位置呈弓形地弯曲,在该基准位置上,位于弯曲部分321和磁体301之间的气隙最小,并且从磁体301的基准位置向着磁性探测装置侧上的转向部分319的下端部分延伸一个预定弧形长度。此外,弯曲部分321从磁体301的基准位置呈弓形地弯曲并且在与磁性探测装置相对的侧部上从磁体301的基准位置延伸一个预定轭敞开侧长度(6mm)。
由于公开在JP-2005-345250A中的旋转角度探测装置设置有轭段303,该轭段包括转向部分319和反向弯曲部分321,因此在磁体301从形成在磁体301和轭段303之间的气隙的最小状态向着增大该气隙的方向旋转一个预定旋转角度时,气隙突然增大。相应地,在可操纵的角度范围内的中间角度和最大角度之间提高了相对于磁体301的旋转角度的磁性探测装置304的输出变化特性的线性,从而可以提高探测目标的旋转角度的探测精确度。
但是,公开在JP-2005-345250A中的旋转角度探测装置把轭段303中的每一个的反向弯曲部分321的轭敞开侧长度限定为6mm。
在这种情况下,参照图16和17B,在磁体301的旋转角度是可操纵的角度范围内的最小角度(0度)时,即在沿着磁体301的板长度方向(板纵向)的轴线和沿着磁性探测装置304的板纵向的轴线被定位在直线上时,磁回路部分A被形成而以如下顺序在磁体301的一个磁极(N极)、左侧轭段303的反向弯曲部分321、左侧轭段303的转向部分319、左侧轭段303的线性部分313和磁体301的另一个磁极(S极)的路线中产生磁通量。
此外,磁回路部分B被形成来以如下顺序在磁体301的N极、右侧轭段303的反向弯曲部分321、右侧轭段303的转向部分319、右侧轭段303的线性部分313和磁体301的S极的路线中产生磁通量。在这点上,由于磁通量不会通过磁通量探测间隙,因此磁性探测装置304的输出值变成接近0,如图18所示那样。
接下来,在磁体301沿着附图中的左向(逆时针方向)绕着旋转轴线(旋转中心)从0度的旋转角度的状态旋转40度从而把磁体301的旋转角度设定到可操纵的角度范围内的中间角度(40度)上时,磁回路部分A被形成来以如下顺序在磁体301的N极、左侧轭段303的反向弯曲部分321和磁体301的S极的线路中产生磁通量。
此外,磁回路部分B被形成来以如下顺序在磁体301的N极、右侧轭段303的反向弯曲部分321、右侧轭段303的转向部分319、右侧轭段303的线性部分313、右侧轭段303的相对部分311、磁性探测装置304、左侧轭段303的相对部分311、左侧轭段303的线性部分313、左侧轭段303的转向部分319、左侧轭段303的反向弯曲部分321和磁体301的S极的路线中产生磁通量。
在这点上,尽管磁通量通过磁通量探测间隙,但是磁通量还流过不会实质影响磁性探测装置304的输出的磁回路部分A。因此,通过磁通量探测间隙的磁通量的大小减小了。因此,通过磁性探测装置304的磁通量的密度减小了。其结果是,如图18所示那样,磁性探测装置304的输出值从理想的输出值中稍稍减小。相应地,在公开于JP-2005-345250A中的旋转角度探测装置中,相对于磁体301的旋转角度的磁性探测装置304的输出变化特性的线性在可操纵的角度范围内的中间角度(40度)上被减小了。
接下来,在磁体301沿着左向(逆时针方向)绕着旋转轴线(旋转中心)从40度的旋转角度的状态旋转40度从而把磁体301的旋转角度设定到可操纵的角度范围内的最大角度(80度)时,磁回路部分A被形成来以如下顺序在磁体301的N极、右侧轭段303的反向弯曲部分321、左侧轭段303的反向弯曲部分321和磁体301的S极的路线中产生磁通量。
此外,磁回路部分B被形成来以如下顺序在磁体301的N极、右侧轭段303的反向弯曲部分321、右侧轭段303的转向部分319、右侧轭段303的线性部分313、右侧轭段303的相对部分311、磁性探测装置304、左侧轭段303的相对部分311、左侧轭段303的线性部分313、左侧轭段303的转向部分319、左侧轭段303的反向弯曲部分321和磁体301的S极的路线中产生磁通量。
在这点上,尽管磁通量通过磁通量探测间隙,但是磁通量也在不会实质影响磁性探测装置304的输出的磁回路部分A内进行流动。因此,通过磁通量探测间隙的磁通量的大小减小了。因此,通过磁通量探测元件304的磁通量的密度减小了。其结果是,如图18所示那样,磁性探测装置304的输出值从理想的输出值中大大地减小了。相应地,在公开于JP-2005-345250A中的旋转角度探测装置中,相对于磁体301的旋转角度的磁性探测装置304的输出变化特性的线性在可操纵的角度范围内的最大角度(80度)上被减小了。
相应地,在公开于JP-2005-345250A中的旋转角度探测装置中,在与磁性探测装置304无关的磁回路部分A内进行流动的磁通量的大小(磁通量泄漏量)在可探测的角度范围内相对较大,该可探测的角度范围通常从可操纵的角度范围内的中间角度到最大角度,及磁性探测装置304的输出从理想输出值减小。因此,为了提高相对于磁体301旋转角度的磁性探测装置304的输出变化特性的线性以提高旋转角度的探测精确度的目的,因此需要增大磁体301的尺寸大小(或者磁力强度)。在这种需要得到满足时,旋转角度探测装置的整个尺寸大小被不利地增大了,并且旋转角度探测装置安装到机动车中的安装性能不利地被破坏了。
发明内容
本发明解决了上面缺点。因此,本发明的目的是提供一种旋转角度探测装置,该装置借助在敞开型轭的两个轭段的弯曲片之间设置旋转角度传感器来减轻或者减小了产品与产品之间的变化,并且因此减轻或者减小了产品与产品之间的特性变化。本发明的另一个目的是提供一种旋转角度探测装置,该装置有效地抑制了无线电波噪声、外部磁场和磁性体对敞开型轭或者旋转角度传感器的影响。本发明的另一个目的是提供一种旋转角度探测装置,它在没有增大磁体的尺寸大小和磁力强度的情况下增大了磁性探测元件的输出。本发明的另一个目的是提供一种旋转角度探测装置,它提高了相对于磁体旋转角度的磁性探测元件的输出变化特性的线性,从而提高了探测目标的旋转角度的探测精确度。
为了实现本发明的这些目的,提供了一种旋转角度探测装置,它包括磁体、板形旋转角度传感器和敞开型轭。磁体固定到探测目标的旋转轴上。板形旋转角度传感器包括磁性探测元件,该元件探测从磁体中所发出的磁通量。旋转角度传感器通过使用相对于磁体旋转角度的磁性探测元件的输出变化特性来探测该探测目标的旋转角度。敞开型轭由磁性材料形成并且在轭的一侧上具有开口。轭使从磁体中所发出的磁通量聚集到旋转角度传感器上。该轭包括第一和第二轭段,这些轭段分开地形成。第一和第二轭段中的每一个相对于磁体形成气隙并且包括轭主体和弯曲片。弯曲片在第一和第二轭段中的每一个中相对于轭主体以预定弯曲角度进行弯曲。第一轭段的轭主体和弯曲片分别与第二轭段的轭主体和弯曲片相反。第一和第二轭段的弯曲片沿着弯曲片的板厚度方向把旋转角度传感器保持在它们之间。
为了实现本发明的这些目的,还提供了一种旋转角度探测装置,该装置包括磁体、旋转角度探测装置。在探测目标进行旋转时,磁体同步地旋转,并且沿着垂直于探测目标的旋转轴线的径向被磁化。旋转角度探测装置与磁体相配合形成了磁回路并且探测该探测目标的旋转角度。旋转角度探测装置包括磁性探测元件和第一和第二轭段。磁性探测元件的输出根据通过磁通量探测间隙的磁通量的密度进行改变,其中磁通量探测间隙形成在磁回路中。第一和第二轭段相对于假想中心平面对称地布置,该假想中心平面包括连接在磁性探测元件的中心和磁体的旋转中心之间的基准线,并且还包括探测目标的旋转轴线。磁性探测元件设置在磁通量探测间隙中,在第一和第二轭段的一侧上,该间隙形成在第一和第二轭段之间。第一和第二轭段中的每一个包括轭敞开端部,该敞开端部相对于磁体形成了预定气隙并且设置在与磁性探测元件相对的、轭段的另一侧上。磁体的旋转轴线沿着平行于基准线的方向的位置被设定在基准位置上,在该基准位置上,位于第一和第二轭段中的至少一个和磁体之间的气隙最小。在磁体被保持在预定的旋转角度上时,该预定的旋转角度在探测目标的可操纵的角度范围内可以使从磁性探测元件产生最大输出,在位于基准位置上的磁体的旋转轴线和相对于磁性探测元件的、磁体外表面的最远点之间沿着平行于基准线的方向所测得的线性距离通常等于在位于基准位置上的磁体的旋转轴线和第一和第二轭段中的至少一个的轭敞开端部的远端之间沿着平行于基准线的方向的线性距离。
从下面描述、附加权利要求和附图中可以更好地理解本发明和其它目的、特征和优点。
附图说明
图1A到1C是示意性视图,每个视图示出了本发明第一实施例的旋转角度探测装置的整个结构;
图2A到2C是示意性视图,每一个视图示出了第一实施例的旋转角度探测装置的主要结构的改进;
图3是示意性视图,它示出了第二实施例的旋转角度探测装置的进气组件的整个结构;
图4是示出了第二实施例的进气温度传感器的透视图;
图5是透视图,它示出了第二实施列的进气压力传感器;
图6是透视图,它示出了第三实施例的旋转角度探测装置的进气组件的整个结构;
图7是底视图,它示出了第三实施例的热固性树脂的喷射开口;
图8是透视图,它示出了第三实施例的进气组件的主要结构;
图9是透视图,它示出了第三实施例的旋转角度探测装置的主要结构;
图10是前视图,它示出了第三实施例的旋转角度探测装置的主要结构;
图11是透视图,它示出了第四实施例的旋转角度探测装置的主要结构;
图12是透视图,它示出了第五实施例的旋转角度探测装置;
图13是横剖视图,它示出了第五实施例的进气组件;
图14是沿着图13中的线XIV-XIV所截取的横剖视图;
图15是前视图,它示出了第五实施例的旋转角度探测装置;
图16是曲线图,它示出了霍尔IC上的磁通量密度、磁体旋转角度和轭敞开侧长度之间的关系,从而解释了第五实施例和以前所提出的技术;
图17A是说明图,它示出了第五实施例的磁通量流;
图17B是说明图,它示出了以前所提出的技术的磁通量流;
图18是曲线图,它示出了霍尔IC的输出变化特性和磁体旋转角度之间的关系,从而解释了第五实施例和以前所提出的技术;
图19A是说明图,它示出了0度处的磁通量流,从而解释了第五实施例和以前所提出的技术;
图19B是说明图,它示出了处于40度处的磁通量流,从而解释了第五实施例和以前所提出的技术;
图19C是说明图,它示出了处于80度处的磁通量流,从而解释了第五实施例和以前所提出的技术;
图20是前视图,它示出了第六实施例的旋转角度探测装置;
图21是前视图,它示出了第六实施例的旋转角度探测装置;
图22是前视图,它示出了以前所提出的旋转角度探测装置的整个结构;
图23A是透视图,它示出了另一个以前所提出的旋转角度探测装置;及
图23B是透视图,它示出了另一个以前所提出的旋转角度探测装置。
具体实施方式
第一实施例
图1A到2C示出了本发明的第一实施例。更加具体地说,图1A到1C是示出了旋转角度探测装置的整个结构的图。图2A到2C是示出了旋转角度探测装置的主要结构的改进部分的图。
本实施例的内燃机的控制系统(发动机控制系统)包括电控燃料喷射系统、进气组件(进气量控制装置)和发动机控制装置(ECU)。电控燃料喷射系统把燃料喷射到机动车如摩托车的内燃机(例如摩托车的单缸四冲程汽油机:在下文中称为发动机)的燃烧室中。进气组件被安装到发动机的进气系统中。ECU控制电控燃料喷射系统和进气组件。
电控燃料喷射系统是这样的系统,即它借助电动燃料泵使燃料(如汽油)增压到预定压力并且把增压后的燃料通过燃料过滤器供给到喷射器(电磁燃料喷射阀)中,因此以最佳正时喷射燃料。
本实施例的进气组件是进气量控制装置(进气通道打开/关闭装置或者系统),该装置控制进气量,即根据节气门操纵元件(例如,机动车如摩托车的节气门拉杆或者节气门控制把手)的操纵量(在下文中称为节气门操纵量)供给到发动机燃烧室中的进气量,其中该节气门操纵元件由驾驶员来操纵。应该注意的是,节气门操纵量与加速踏板的踩下量(加速操纵量)相对应,在四轮机动车的情况下,该踩下量由驾驶员来踩下。进气组件包括节气门体(未示出)、节气门阀(未示出的探测目标)和旋转角度探测装置。节气门体被安装到发动机进气管的中间部分中,该进气管连接到发动机的进气口。节气门阀以这样的方式被安装在节气门体中,即节气门阀可以旋转以打开和关闭下面所描述的节气门孔。旋转角度探测装置探测节气门阀的旋转角度。
节气门体由非磁性材料(如树脂材料,如热塑性树脂或者类似材料)一体形成。节气门体包括圆柱形节气门孔壁(在下文中称为圆柱形部分)和两个圆柱形轴承部分。具有圆形横截面的进气通道(在下文中称为节气门孔)形成在圆柱形节气门孔壁中。圆柱形支承部分被设置在圆柱形节气门孔壁的两个相对侧上,该两个相对侧沿着垂直于空气在圆柱形部分的节气门孔内的进气流动方向的轴向相互相对。此外,节气门阀成一体地连接到轴1上,该轴沿着上述的轴向线性地延伸。节气门阀控制进气量,即通过在可操纵的角度范围内改变节气门阀的旋转角度来控制供给到发动机燃烧室中的进气量,该可操纵的角度范围位于使进气量最小的完全关闭位置和使进气量最大的完全打开位置之间。
轴1是阀轴,该阀轴与节气门阀成一体地旋转。轴1的两个相对轴向端在节气门体的圆柱形部分的相对侧上分别可旋转地安装在两个支承部分内。轴的相对轴向端中的一个(在下文中,简单地称为一端)穿过节气门体的圆柱形部分并且从节气门体向外地伸出。此外,轴1的另一端穿过节气门体的圆柱形部分并且从节气门体向外伸出。此外,借助例如金属弯曲过程使加速杆被固定到轴1的另一端上。与节气门操纵元件(如节气门拉杆或者节气门控制把手)相同步地被驱动的钢丝绳连接到加速杆上。
本实施例的进气组件具有非接触型旋转角度探测装置(节气门开度探测装置)。旋转角度探测装置把与节气门阀(它根据驾驶员所执行的节气门开度量来打开和关闭)的旋转角度(阀开度)相一致的开度转换成电信号,从而把节气门阀的该开度通知给ECU。
本实施例的旋转角度探测装置包括薄板形磁体(永磁体:在下文中称为磁体)2、旋转角度传感器(在下文中称为节气门开度传感器)3、敞开型轭(敞开磁性通道型的磁性体)和壳体。磁体2被固定到节气门阀的轴1的一端上。节气门开度传感器3包括非接触型磁性探测元件,该元件探测从磁体2所发出的磁通量。敞开型轭使从磁体2所发出的磁通量聚集在节气门开度传感器3上。该壳体容纳着节气门开度传感器3和敞开型轭。
敞开型轭包括第一和第二轭磁体4、5,这些磁体形成为两个相同类型的板形轭段。磁通量探测间隙形成在第一和和二轭段4、5之间,以在其中容纳节气门开度传感器3。在这里,本实施例的ECU执行燃料喷射量控制工作,从而以这样的方式来控制喷射器的阀打开时间,即与节气门开度传感器3的输出、即从节气门开度传感器3所输出的电信号相对应的相应燃料喷射量被供给到发动机的每个相应气缸中。
此外,接收节气门开度传感器3和敞开型轭的壳体包括进气组件罩(传感器罩、磁性保护罩)11、板12和壳体14。板12安装到进气组件罩11中。壳体14安装在节气门体的圆柱形部分的外壁表面上。轴安装孔15、16沿着节气门阀的轴1的轴向分别穿过板12和壳体14。轴1的磁体安装部分穿过轴承安装孔、轴安装孔16和轴安装孔15,该轴承安装孔形成在位于节气门体圆柱形部分的一侧上的支承部分上,轴安装孔16形成在壳体14中,及轴安装孔15形成在板12中,因此轴1的磁体安装部分伸入到进气组件罩11的内部中(例如,轴1的磁体安装部分设置在位于进气组件罩11内部的传感器安装空间17内)。在这种方法中,轴1的磁体安装部分可旋转地安装在进气组件罩11的内部中。
磁体2形成了磁体转子,该磁体转子相对于节气门开度传感器3和敞开型轭进行旋转。磁体2被保持住并且固定到节气门阀的轴1的一端(磁体安装部分)上,因此使磁体2与节气门阀的旋转相同步地进行旋转,该节气门阀用作探测目标。更加具体地说,借助使用固定装置如胶粘剂或者焊接(bonding),使磁体2被保持住并且固定在形成于节气门阀的轴1中的线性槽中。在沿着垂直于图1A的平面的方向看磁体2时,磁体2具有正方形(或者矩形)形状。更加具体地说,磁体2是立方体形永磁体,它稳定地形成长时间持续的磁力。此外,磁体2由稀土磁体(如钐-钴(Sm-Co)磁体或者钕(Nd)磁体)、铝镍钴磁体或者铁氧体磁体形成。
N极和S极在磁体2内以这样的方式被磁化,以致沿着磁体2的纵向相互相对的磁体2的相对端分别具有相反极性。此外,磁体2被磁化从而以这样的方式执行平行磁化,即磁体2内的磁力线相互平行。此外,磁体2沿着垂直于节气门阀的轴1的旋转轴线(旋转中心线)的径向被磁化。在这种方法中,磁体2的磁化方向(纵向)与垂直于节气门阀的轴1的旋转轴线的直径方向相一致。此外,位于磁体2的一个纵向侧上的磁化表面(磁极表面)形成了N极,及位于磁体2的另一个纵向侧上的磁化表面(磁极表面)形成了S极。
在这里,磁体2在可操纵的角度范围内绕着旋转中心可以旋转,该可操纵的角度范围位于节气门阀的完全关闭位置和完全打开位置之间,尤其在形成于敞开型轭的内部中的磁体安装空间(磁体安装部分)19内(在第一和第二轭段4、5之间),更是如此。此外,在本实施例中,在节气门阀处于完全关闭位置上时,磁体2的旋转角度在节气门阀的可操纵的角度范围(可探测的角度范围)内变成最小角度(例如0度)。在节气门阀位于中间位置上时,磁体2的旋转角度在节气门阀的可操纵的角度范围内变成中间角度(例如45度)。在节气门阀处于完全打开位置上时,磁体2的旋转角度在节气门阀的可操纵的角度范围内变成最大角度(例如90度)(参见图1B和1C)。
本实施例的节气门开度传感器3设置在磁通量探测间隙内,该间隙形成在第一和第二轭段4、5之间。此外,节气门开度传感器3包括霍尔IC,该霍尔IC探测从位于磁体2的一侧上的磁化表面所发出的磁通量(磁通量的密度)。霍尔IC是一个IC(集成电路),该IC包括霍尔元件和放大电路。霍尔元件用作非接触型磁性探测元件,该元件的输出根据磁通量密度、即通过磁通量探测间隙的磁通量的密度(通过霍尔IC的磁通量的密度)的改变来改变。放大电路放大霍尔元件的输出。霍尔IC根据通过磁通量探测间隙的磁通量的密度(通过霍尔IC的磁通量的密度)输出电压信号。应该注意的是,霍尔IC可以具有在外部执行校正程序的电调整以相对于磁通量密度进行输出增益调整、偏离调整和温度特性校正的功能,并且也可以具有自我诊断功能从而例如诊断电线的断开或者短路。
霍尔IC被密封在树脂壳体(密封件)内,该壳体形成了节气门开度传感器3的主体(重量部分)。树脂壳体被形成到立方体形状(薄板形状)并且在其相反侧部上具有相反接合表面,这些接合表面沿着树脂壳体的板厚度方向相互相反。树脂壳体的相反接合表面分别与第一和第二轭段4、5相直接紧密接触。用作传感器导线终端组的导线终端组(一组导线终端)3a从树脂壳体中延伸出来,该树脂壳体在其内安装霍尔IC。此外,节气门开度传感器3的导线终端组3a包括单一输出侧导线终端(传感器输出终端)、单一接地(GND)侧导线终端(传感器GND终端)和单一电源侧导线终端(传感器电源终端)。
节气门开度传感器3以这样的方式布置在磁通量探测间隙内,即延伸通过磁体2的旋转中心并且垂直于节气门阀的轴1的旋转轴线(旋转中心轴线)的垂线通过霍尔IC的中心。即,节气门开度传感器3以这样的方式布置在磁通量探测间隙内,即磁体2的旋转中心和霍尔IC的中心基本上设置在相同的轴线(同一线)上。
在这里,在磁体2以这样的方式进行设置以致磁体2的纵向(磁化方向)与位于第一和第二轭段4、5之间的磁通量探测间隙的方向相一致时,磁体2的旋转角度在可操纵的角度范围内变成最小角度(例如0度)。此外,在磁体2以这样的方式设置以致磁体2的纵向(磁化方向)垂直于磁通量探测间隙的方向时,磁体2的旋转角度在可操纵的角度范围内变成一个角度(例如90度)。在这种情况下,在磁体2的旋转角度变成90度时,通过磁通量探测间隙的磁通量密度、即磁通量的密度示出了最大值,及霍尔IC在可操纵的角度范围内输出了最大输出值。此外,在磁体2的旋转角度变成0度时,磁通量密度、即通过磁通量探测间隙的磁通量的密度示出了最小值,及霍尔IC在可操纵的角度范围内输出了最小输出值。
此外,节气门开度传感器3在节气门开度传感器3的相对侧上具有两个磁探测表面,这两个探测表面沿着节气门开度传感器3的板厚度方向(在下文中,简单地称为厚度方向)相互相对。此外,节气门开度传感器3以这样的方式布置在磁通量探测间隙内,以致节气门开度传感器3相对于垂直于节气门阀的轴1的旋转轴线(旋转中心轴线)的垂直平面倾斜预定倾斜角度。因此,节气门开度传感器3的该相对磁探测表面中的每一个的平面相对于垂直节气门阀的轴1的旋转轴线的垂直平面倾斜一个预定角度。
本实施例的敞开型轭包括两个分开的轭段,即第一和第二轭段4、5,这两个轭段形成为相同的薄板形轭段并且相互相对,同时在它们之间具有磁体安装空间19。
第一和第二轭段4、5形成具有预定形状。此外,第一和第二轭段4、5由磁性材料(如铁)形成并且形成一组板形轭段(磁性体),从而把从磁体2所发出的磁通量聚集在节气门开度传感器3上,尤其聚集在霍尔IC(非接触型的磁性探测元件)上。第一和第二轭段4、5中的每一个包括轭主体21、22和保持片(弯曲片)31、32。第一和第二轭段4、5的保持片31、32沿着节气门开度传感器3的厚度方向把节气门开度传感器3保持在它们之间。
第一轭段4的内侧表面和第二轭段5的内侧表面沿着第一和第二轭段4、5的板厚度方向(在下文中,简单地称为厚度方向)相互相对,同时磁体2和节气门开度传感器3插入在第一轭段4的内侧表面和第二轭段5的内侧表面之间。
在第一和第二轭段4、5中的每一个中,轭主体21、22的基端(磁侧端,即轭敞开端部23)形成了轭段4、5的最大宽度部分,在那里,轭段4、5的板宽度最大。此外,在第一和第二轭段4、5中的每一个中,保持片31、32的远端(节气门开度传感器3侧端,即传感器安装部分33的远端)形成轭段4、5的最小宽度部分,在那里,轭段4、5的板宽最小。位于最小宽度部分处的轭段4、5的板宽P等于或者大于磁体2的板厚度Q。
第一和第二轭段4、5中的每一个以这样的方式形成,以致它的板宽度从轭开度部分23向着传感器安装部分33的远端以逐步的方式减小或者连续地减小。更加具体地说,第一和第二轭段4、5中的每一个是锥形的,因此磁通量从轭敞开端部23向着传感器安装部分33的未端或者磁通量探测间隙聚合。
每一个轭段4、5的轭主体21、22相对于假想中心平面是对称的,该假想中心平面包括中心轴线(基准线),该中心轴线沿着节气门开度传感器3的厚度方向连接在磁体2的旋转中心和节气门开度传感器3的厚度中心之间,该假想中心平面还包括节气门阀的轴1的旋转轴线。每一个轭主体21、22在磁体2和轭主体21、22之间形成预定气隙,及轭主体21、22相互相对。此外,轭主体21、22以这样的方式相互相对,即轭主体21、22借助非圆形磁体安装空间19使相互隔开,该磁体安装空间19可旋转地容纳节气门阀的轴1的一端和磁体2。
每一个轭段4、5的轭主体21、22包括板形轭相对部分24和板形线性部分25。轭主体21、22的轭相对部分24在端部(节气门开度传感器3侧端)相互相对,该端部与轭敞开端部23相对。在每一个轭主体21、22中,线性部分25相对于轭相对部分24向着磁体2进行弯曲。每一个轭主体21、22的轭相对部分24是矩形板,该矩形板平行于径向垂直线,该径向垂直线垂直于节气门阀的轴1的旋转轴线。保持片31、32连接到轭相对部分24的两个横向边缘中的一个上,这两个横向边缘沿着轭相对部分24的板宽度方向(在下文中,简单地称为宽度方向)相互相对。
每一个轭主体21、22中的线性部分25在线性部分25的敞开侧上具有板形轭敞开端部23。轭敞开端部23是磁体相对部分,它设置在每一个轭主体21、22的敞开侧上并且相对于磁体2的相对端(相对磁化表面)中的相应一个形成了最小气隙,在节气门阀的可操纵的角度范围内以最大角度或者以接近最大角度(例如90度或者接近90度)给磁体2和轴1定位时,这些相对端沿着磁体2的磁化方向相互相对。每一个轭主体21、22的线性部分25以这样的方式从轭敞开端部23线性地延伸到轭相对部分24,即使线性部分25相对于径向垂直线倾斜一个预定倾斜角度,该径向垂直线垂直于节气门阀的轴1的旋转轴线。此外,线性部分25以这样的方式进行倾斜,即位于轭相对端24之间的间隙大于位于轭敞开端部23之间的间隙。更加具体地说,每一个轭主体21、22、特别是轭主体21、22的线性部分25被倾斜从而满足下面条件。即,在磁体2从最大角度(在该最大角度上,在线性部分25和磁体2之间形成最小气隙)向着角度位置(在该位置上,形成最小角度)进行旋转时,位于线性部分25和磁体2之间的气隙逐渐增大。
在第一和第二轭段4、5中的每一个中,保持片31、32相对于相应轭主体21、22以预定弯曲角度(大于直角的钝角)进行弯曲。在第一和第二轭段4、5中的每一个中,保持片31、32通过弯曲部分34连接到轭相对部分24的两个横向边缘中的该一个中,这两个横向边缘沿着轭相对部分24的宽度方向相互相对,其中弯曲部分34以大于直角的钝角弯曲成基本上是V字母(或者基本上是U字母)形状。在这里,应该注意的是,第一轭段4的轭相对部分24的两个横向边缘中的一个与第二轭段5的轭相对部分24的两个横向边缘中的一个相对。每一个保持片31、32包括线性部分35,该线性部分35以这样的方式从弯曲部分34向着传感器安装部分33的远端线性地延伸,即该线性部分35相对于垂直轭主体21、22中的每一个的平面的垂线倾斜。此外,传感器安装部分(轭相对部分)33被提供到每一个保持片31、32的线性部分35的远端上,因此保持片31、32的传感器安装部分33通过磁通量探测间隙相互相对。
每一个保持片31、32借助弯曲突出片来形成,该突出片从轭相对部分24的两个横向边缘中的一个中沿着轭相对部分24的宽度方向伸出,这两个横向边缘沿着轭相对部分24的宽度方向相互相对。在这里,突出片相对于轭相对部分24的边缘向着节气门开度传感器侧(沿着轭相对部分24的板厚度方向向着一侧)弯曲。每一个保持片31、32相对于相应轭主体21、22的弯曲角度如此地设置,以致节气门开度传感器3设置在每一个轭主体21、22的板宽度的尺寸大小(板宽度大小)内。每一个保持片31、32相对于相应轭主体21、22的弯曲角度被设置成一般与相应保持片31、32相同。此外,在每一个保持片31、32中,与节气门开度传感器3相对的传感器安装部分33的相对表面被用作接触表面,该接触表面直接接触节气门开度传感器3的磁探测表面中的该相对一个。每一个保持片31、32的传感器安装部分33用作传感器保持部分,该传感器保持部分可靠地保持住节气门开度传感器3,例如在把节气门开度传感器3夹紧在保持片31、32的传感器安装部分33之间时,通过粘接或者焊接来保持住。
在这里,设置在图1B的前侧上的保持片31的传感器安装部分33形成了传感器上侧安装部分,该部分以这样的方式沿着节气门开度传感器3的厚度方向从前侧保持住和挤压节气门开度传感器33,即传感器上侧安装部分紧密地或者紧紧地接触节气门开度传感器3的相对磁探测表面。此外,设置在图1B的后侧上的保持片32的传感器安装部分33形成了传感器下侧安装部分,该安装部分以这样的方式沿着节气门开度传感器3的厚度方向从后侧保持和挤压节气门开度传感器3,即传感器下侧安装部分紧密地或者紧紧地接触节气门开度传感器3的相对磁探测表面。
磁通量探测间隙是这样的空隙,它在第一轭段4的保持片31的传感器安装部分33和第二轭段5的保持片32的传感器安装部分33之间具有恒定宽度或者距离。节气门开度传感器3以这样的方式布置在磁通量探测间隙中,即磁体2的旋转中心和霍尔IC的厚度中心一般沿着相同轴线(同一线)设置。磁通量探测间隙设置在磁回路的中间部分中,该磁性回路由磁体2、节气门开度传感器3和第一和第二轭段4、5形成。
进气组件罩11具有相对较薄的壁,并且借助磁性材料(例如铁基金属材料,该材料例如含有80%的镍)形成容器形状。进气组件罩11在进气组件罩11和图1A的板12的上端表面之间形成传感器安装空间17。此外,管形壁(侧壁)41与进气组件罩11形成一体,从而包围板12的外圆周边缘。管形壁41的壳体14侧端(图1A中的下端)借助板12的板底部来封闭。管形壁41的相对端(图1A的上端)(该相对端与管形壁41的壳体14侧端相对)借助顶壁板(顶壁)42来封闭,该顶壁板盖住传感器安装空间17的上部分。进气组件罩11的管形壁41具有开口,该开口在外部打开。与板12形成一体并且在下面将详细描述的连接器13可靠地安装到管形壁41的开口中。
在这里,环氧热固性树脂(介电模制树脂)被填充到进气组件罩11的内部中,即填充到板12和连接器13安装到其中的、进气组件罩11的传感器安装空间17内。热固性树脂是密封件(填充材料),它密封节气门开度传感器3的电线终端组3a的每一个电线终端、连接器13的连接器终端组13a的每一个连接器终端和多个导体(导体(铜电线)具有绝缘涂层、导电板或者类似物)。这些导体电连接在节气门开度传感器3的导线终端组3a的导线终端和连接器13的连接器终端组13a的连接器终端之间。
进气组件罩11的管形壁41具有两个凹入部分(固定部分)43、44。凹入部分43、44向着传感器安装空间17的中心伸出。凹入部分43、44平行于两个传感器保持部分51、52的延伸方向地延伸,这两个传感器保持部分成一体地形成在板12中。两个凹入部分43、44增大了热固性树脂和进气组件罩11的管形壁41之间的接触面积,从而控制由线性膨胀系数不同所引起的、热固性树脂和密封在热固性树脂内的内的电元件的线性膨胀运动。
不用两个凹入部分43、44,而是进气组件罩11的管形壁41可以具有多个凸起部分,例如借助向外给管形壁41进行冲孔来形成这些凸起部分。此外,沿着传感器安装空间17的整个圆周可以形成用来固定热固性树脂的固定部分如凹入部分(或者凸起部分),从而借助相对于热固性树脂增大接触面积来抑制热固定树脂的线性膨胀运动。在这种情况下,例如,固定部分如凹入部分(凸起部分)沿着圆周方向可以以预定间隔一个接一个地进行布置。此外,如图2A到2C所示那样,没有固定部分可以设置在进气组件罩11的管形壁41中。
由非磁性材料(如树脂材料,诸如热塑性树脂)来成一体地形成板12。板12包括板基部和板厚部分53、54。板基部以这样的方式进行安装,即板基部紧密地接触壳体14的顶端表面。板厚部分53、54中的每一个具有大于板基部的板厚度。板厚部分53、54分别包括凸起形传感器保持部分(轭保持部分)51、52,这些保持部分以这样的方式来设置,即板厚部分53、54从基准平面向上伸出,该基准平面沿着板基部的顶端表面延伸。传感器保持部分51、52分别包括凹入安装槽61、62,其中第一和第二轭段4、5的轭主体21、22借助例如压配合被固定地安装到这些安装槽中。应该注意的是,第一和第二轭段4、5的轭主体21、22通过粘结或者焊接可以分别被固定到安装槽61、62中。此外,轴安装孔15形成在板12的板基部中,特别地形成在两个传感器保持部分51、52之间的位置上。
连接器13的单一连接器壳体在板12的侧部上形成一体。连接器13容纳连接器终端组13a,该终端组13a与导线终端组3a相对应,其中导线终端组3a从节气门开度传感器3的主体(树脂壳体)中拉出。连接器13是这样的装置,它包括终端基部和矩形管连接器壳体。终端基部保持住连接器终端组13a。矩形管连接器壳体设置在终端基部的外部。连接器13连接在ECU侧线束和安装在板12上的节气门开度传感器3之间。
壳体14是压铸产品或者铝模制件,它由主要含铝的铝合金形成并且借助铝合金形成到预定形状。壳体14用作把板12和进气组件罩11安装到节气门体的圆柱形部分的外壁表面上的支架。此外,板12安装在壳体14的顶端表面(壳体顶端表面)上。此外,轴安装孔16通过壳体14来形成。法兰63成一体地形成在壳体14中。进气组件罩11的管形壁41借助使管形壁41靠在法兰63上弯曲的金属弯曲过程被固定到法兰63上。
在本实施例中,在进气组件罩11的管形壁41的接合端表面(内边缘表面)与壳体14的分别法兰63的接合端表面(外边缘表面)处于表面对表面的接触的状态下,借助使用固定装置(如金属弯曲过程),进气组件罩11被固定到壳体14上。
接下来,参照图1A到2C来简短地描述包括本实施例的旋转角度探测装置的进气组件罩的工作。
在驾驶员操纵节气门操纵元件(如节气门拉杆或者节气门控制把手)时,通过钢丝绳连接到节气门操纵元件上的加速拉杆被旋转了。因此,根据驾驶员所产生的节气门操纵量,节气门阀绕着轴1的中心轴线(旋转轴线)进行旋转。因此,与发动机燃烧室相连通的节气门孔以相应的开度被打开,因此发动机旋转速度被改变到与驾驶员所产生的节气门操纵量相对应的相应速度。
在这里,在使发动机工作在怠速时,即在完全关闭节气门阀时,磁体2的旋转角度在节气门阀的可操纵角度范围内变成最小角度(例如0度)。在这种情况下,沿着磁体2的纵向延伸的磁体2的中心线与延伸通过节气门开度传感器3的厚度中心的、节气门开度传感器3的中心线相一致。
在这种情况下,形成磁回路以产生以这个如下顺序通过磁体2的磁极(例如N极或者S极)中的一个、第一轭段4的保持片31(更加具体地说,通过线性部分35和弯曲部分34)、第一轭段4的轭主体21(更加具体地说,通过轭相对部分24、线性部分25和轭敞开端部23)和磁体2的磁极(例如S极或者N极)中的其它一个的磁通量的流量。此外,形成磁回路以产生以这个如下顺序通过磁体2的N极(或者S极)、保持片32(更加具体地说,通过线性部分35和弯曲部分34)、第二轭段5的轭主体22(更加具体地说,通过轭相对部分24、线性部分25和轭敞开端部23)和磁体2的S极或者N极的磁通量的流量。
这时,从磁体2的磁极中的一个所发出的磁通量不会通过磁通量探测间隙。因此,相对于磁体2的旋转角度的节气门开度传感器3的霍尔IC的输出在节气门阀的可操纵角度范围内变成最小输出值(接近0)。
此外,在驾驶员操纵节气门操纵元件以使节气门阀打开到位于完全打开位置和完全关闭位置之间的中间位置上时,磁体2的旋转角度在节气门阀的可操纵的角度范围内变成中间角度(例如45度)。即,磁体2从0度的位置沿着图1B或者2B的逆时钟方向绕着磁体2的旋转中心旋转45度,因此磁体2的旋转角度变成45度。这时,磁体2相对于磁体2的磁化方向(纵向)这样地进行设置,以致通过磁通量探测间隙并且因此横过霍尔IC的磁通量的密度(磁通量密度)到达中间大小。
在这种情况下,形成磁回路以产生以这个如下顺序通过磁体2的N极或者S极、第一轭段4的轭主体21(更加具体地说,通过线性部分25和轭敞开端部23)和磁体2的S极或者N极的磁通量的流量。此外,形成磁回路以产生以这个如下顺序通过N极(或者S极)、第一轭段4的轭主体21(更加具体地说,通过线性部分25和轭相对部分24)、第一轭段4的保持片31(更加具体地说,通过弯曲部分34、线性部分35和传感器安装部分33)、磁通量探测间隙(节气门开度传感器3)、第二轭段5的保持片32(更加具体地说,传感器安装部分33、线性部分35和弯曲部分34)、第二轭段5的轭主体22(更加具体地说,通过轭相对部分24、线性部分25和轭敞开端部23)和磁体2的S极(或者N极)的磁通量的流量。
因此,相对于磁体2的旋转角度的节气门开度传感器3的霍尔IC的输出在节气门阀的可操纵的角度范围内变成位于最小输出值和最大输出值之间的中间大小。
此外,在驾驶员操纵节气门操纵元件以使节气门阀打开到完全打开的位置上时,磁体2的旋转角度在节气门阀的可操纵的角度范围内变成最大角度(例如90度)。即,磁体2从45度的位置沿着图1B或者2B的逆时针方向绕着磁体2的旋转中心旋转45度,因此磁体2的旋转角度变成90度。在这时,沿着磁体2的纵向进行延伸的磁体2的中心线变成垂直于节气门开度传感器3的中心线,该中心线延伸通过节气门开度传感器3的厚度中心(参见图1B和1C)。
在这种情况下,形成磁回路以产生以这个如下顺序通过N极(或者S极)、第一轭段4的轭主体21(更加具体地说,通过轭敞开端部分23、线性部分25和轭相对部分24)、第一轭段4的保持片31(更加具体地说,通过弯曲部分34、线性部分35和传感器安装部分33)、磁通量探测间隙(节气门开度传感器3)、第二轭段5的保持片32(更加具体地说,传感器安装部分33、线性部分35和弯曲部分34)、第二轭段5的轭主体22(更加具体地说,通过轭相对部分24、线性部分25和轭敞开端部23)和磁体2的S极(或者N极)的磁通量的流量。
因此,从磁体2的磁极表面所发出的几乎所有的磁通量通过磁通量探测间隙,因此相对于磁体2的旋转角度的节气门开度传感器3的霍尔IC的输出在节气门阀的可操纵的角度范围内变成最大输出值。
因此,响应磁体2的旋转角度的改变,通过磁通量探测间隙并且因此横过霍尔IC的磁通量的密度发生改变,因此霍尔IC的输出相应地进行改变。因此,通过使用相对于磁体2的旋转角度的霍尔IC的输出的改变特性(在下文中,称为输出改变特性),节气门开度传感器3探测到与节气门阀的旋转角度相对应的节气门开度。
此外,接受从节气门开度传感器3的霍尔IC中所输出的电信号(节气门开度信号)的ECU计算出电控燃料喷射系统所需要的控制目标值(燃料喷射正时和燃料喷射量)。
ECU根据在位于节气门阀下游处的位置上通过进气压力传感器所测得的进气管压力间接地计算出进气量。然后,ECU根据上述计算出的进气量和所测得的发动机旋转速度计算出基本喷射时间(基本喷射量)。然后,ECU根据上述基本喷射时间和校正量(喷射量校正量)确定最后喷射时间(燃料喷射量、目标喷射量)。根据节气门开度传感器3的霍尔IC的输出值来确定校正量。此外,ECU以这样的方式使燃料喷射正时(喷射正时、目标喷射正时)最佳化,即在发动机的进气冲程之前终止燃料喷射。
现在,描述第一实施例的优点。
如上所述那样,在本实施例的旋转角度探测装置中,借助敞开轭的第一和第二轭段4、5的保持片31、32,沿着节气门开度传感器3的厚度方向,从相对侧部把节气门开度传感器3夹在中间。即,节气门开度传感器3的主体(树脂壳体)被夹紧在第一轭段4的保持片31的传感器安装部分33和第二轭段5的保持片32的传感器安装部分33之间。因此,在节气门开度传感器3的每一个磁探测表面和第一或者第二轭段4、5的保持片31、32的相应相对表面之间消除了间隙。其结果是,不再需要精确地处理这种这种间隙。因此,可以消除产品之间的间隙的变化,因此可以消除产品之间的特性变化。即,使相对于磁体2的旋转角度的霍尔IC的输出变化特性稳定,并且因此限制了产品之间的探测精确的变化。
此外,相对于轭段4、5的相应轭主体21、22的每一个保持片31、32的弯曲角度以这样的方式被设定为钝角,即节气门开度传感器3设置在每一个轭主体21、22的板宽度尺寸大小内。在这种方法中,可以限制产品的板宽度尺寸大小的增大。因此可以容易地确保产品在机动车中的安装空间。在第一和第二轭段4、5的每一个中,轭主体21、22的基端(磁体侧端,即轭敞开端部23)形成了轭段4、5的最大宽度部分,在那里,轭段4、5的板宽度最大。此外,在第一和第二轭段4、5中的每一个中,保持片31、32的远端(节气门开度传感器3侧端,即传感器安装部分33的远端)形成了轭段4、5的最小宽度部分,在那里,轭段4、5的板宽度最小。保持片31、32的最小宽度部分具有这样的板宽度,即该板宽度等于或者大于磁体2的板厚度。在这种方法中,从磁体2所发出的磁通量可以被有效地聚集在节气门开度传感器3中,特别地聚集在霍尔IC中,因此磁通量可以被有效地施加在霍尔IC中。其结果是,可以有利地增大霍尔IC的输出。
此外,薄板形状节气门开度传感器3在轭敞开端部23的板宽度内(在轭高度内)倾斜,该敞开端部23形成了轭段4、5的最大宽度部分,及保持片31、32的弯曲角度在第一和第二轭段4、5中被设定成相同。因此,敞开型轭的元件(即板形轭段)变成了通用元件。即,借助使相同的这些板形轭段(磁性体)结合起来以形成敞开型轭(第一和第二轭段4、5),及因此这些元件可以共同使用,因此减小了费用。
第一和第二轭段4、5中的每一个以这样的方式来形成,即板宽度从轭敞开端部23向着传感器安装部分33的远端逐步地减小或者连续地减小。更加具体地说,第一和第二轭段4、5中的每一个是锥形的,因此磁通量从轭敞开端部23向着传感器安装部分33的远端或者向着磁通量探测间隙聚集。因此,即使在节气门开度传感器3的尺寸大小较小时,从磁体2的磁化表面(极表面)所发出的磁通量可以被有效地施加到节气门开度传感器3中,特别地施加到霍尔IC上。即,从磁体2的磁化表面(极表面)所发出的磁通量可以有效地被聚集在节气门开度传感器3中,尤其可以聚集到霍尔IC中。因此,从磁体2所发出的磁通量可以被有效地施加到霍尔IC上,及因此可以有利地增大霍尔IC的输出。
其结果是,可以实现包括节气门开度传感器3和敞开型轭在内的产品的最小轮廓。
在本实施例的旋转角度探测装置中,在进气组件罩11和板12的板基部的顶端表面之间形成传感器安装空间17的进气组件罩11由磁性材料(铁基金属材料)形成。因此,即使在外部磁场或者外部磁场源(例如交流发电机或者类似装置)和磁体(铁螺钉)设置成紧紧邻近旋转角度探测装置时,来自外部磁场源和磁性体的磁可以借助进气组件罩11来吸收,该罩11由磁性体形成。其结果是,外部磁场或者磁体对节气门开度传感器3、尤其是对霍尔IC的感应受到限制或者减小。因此,可以限制相对于磁体2的旋转角度的霍尔IC的输出变化特性的变化。即,产品质量可以得到改善。
在本实施例的旋转角度探测装置中,进气组件罩11由具有相对较小的电阻的磁性材料形成,壳体14由具有相对较小的电阻的铝合金形成。此外,壳体14的体积大于进气组件罩11的体积。此外,进气组件罩11的管形壁41的接合端表面(内边缘表面)与壳体14的相应法兰63的接合端表面(外边缘表面)表面对表面地接触。
因此,从具有相对较小的电阻的进气组件罩11的管形壁41的接合端表面把靠近进气组件罩11的无线电波噪声释放到具有相对较大体积的壳体14的法兰63中。因此,限制了从外部磁场源和磁性体到达节气门开度传感器3、尤其是霍尔IC的感应。因此,有效地限制相对于磁体2的旋转角度的霍尔IC的输出变化特性的变化是可以的。即,在没有增大产品尺寸大小的情况下和在没有损坏产品安装特性的情况下,可以提高产品质量。
在本实施例的旋转角度探测装置中,由铝合金所形成的壳体14的法兰63借助金属弯曲过程固定到具有较小线性膨胀系数的进气组件罩11的管形壁41上。因此,可以有效地限制填充到进气组件罩11内的环氧热固性树脂的线性膨胀运动。此外,在本实施例的旋转角度探测装置中,向着传感器安装空间17的中心部分伸出的两个凹入部分43、44形成在进气组件罩11的管形壁41内。因此,填充到进气组件罩11内的环氧热固性树脂借助两个凹入部分43、44来保持住,并且因此可以使密封在热固性树脂内的内部元件(如节气门开度传感器3和敞开型轭)的线性膨胀运动最小化。
因此,使相对于磁体2的旋转角度的霍尔IC的输出变化特性稳定,并且因此可以限制产品之间的探测精确度的变化。
此外,可以抑制导电失败如电连接在节气门开度传感器3的导线终端组3a和连接器13的连接器终端组13a之间的电线中断,因此节气门开度传感器3的可靠性可以得到提高。即,产品质量可以得到提高。
此外,限制不利现象(移动)的产生是可能的,这种不利现象通过使热固性树脂套(罩)与导体分开来产生,该导体电连接在节气门开度传感器3的导线终端组和连接器13的连接器导线终端组之间。在热固性树脂套与导体分开时,可以损坏节气门开度传感器3的导线终端组的导线终端之间的电绝缘,可以损坏该多个导体之间的电绝缘,及可以损坏连接器13的连接器终端组的导体终端之间的电绝缘。
第二实施例
图3-5示出了本发明的第二实施例。更加具体地说,图3是示出了具有第二实施例的旋转角度探测装置的进气组合件的图。图4是示出了第二实施例的进气温度传感器的图。图5是示出了第二实施例的进气压力传感器的图。
本实施例的进气组合件包括旋转角度探测装置(参见第一实施例)、进气温度传感器6和进气压力传感器7。旋转角度探测装置包括磁体2、节气门开度传感器3和敞开型轭。进气温度传感器6测量供给到发动机燃烧室中的进气的温度(进气温度)。然后,进气温度传感器6把所测得的进气温度转换成电信号并且把它供给到ECU中。进气压力传感器7测量供给到发动机燃烧室内的进气的压力(进气压力)。然后,进气压力传感器7把所测得的进气压力转换成电信号并且把它供给到ECU中。
进气温度传感器6包括温度探测元件如热敏电阻,在该探测元件中,电阻值根据进气温度的变化而改变。进气温度传感器6包括具有露出到进气通道中的远端的热敏电阻部分71。热敏电阻部分71的热敏电阻被密封在环氧树脂中。此外,两个终端73被密封在树脂壳体(密封件)72内,该壳体形成进气温度传感器6的主体。热敏电阻被固定(电连接)在这些终端73的端部之间。此外,与热敏电阻相对的终端73的其它端部从树脂壳体中延伸出来并且形成导线终端组6a。
导线终端组6a包括:单一输出侧导线终端(温度传感器输出终端),该终端连接到热敏电阻的输出侧上;及单一电源侧导线终端(温度传感器电源终端),它连接到热敏电阻的电源侧上。
进气压力传感器7包括压力探测元件(如压电电阻元件)和压力探测电路(如放大电路)。压力探测元件把从空气加入通道(探测开口)所加入的进气压力转换成电信号。压力探测电路放大来自压力探测元件的电信号。压力探测元件和压力探测电路密封在树脂壳体(密封件)74内,该树脂壳体形成了进气压力传感器7的主体。导线终端组7a从树脂壳体74中延伸出来,该树脂壳体74接收压力探测元件和压力探测电路。
导线终端组7a包括单一接地(GND)侧导线终端(压力传感器GND终端)、单一输出侧导线终端(压力传感器输出终端)和单一电源侧导线终端(压力传感器电源终端)。接地(GND)侧导线终端连接到压力探测电路的接地终端上。输出侧导线终端连接到压力探测电路的输出终端上。电源侧导线终端连接到压力探测电路的电源终端上。
此外,旋转角度探测装置(敞开轭的第一和第二轭段4、5的轭主体21、22)的主体、进气温度传感器6的主体和进气压力传感器7的主体借助板12来可靠地被保持住。板12安装到本实施例的进气组件罩11中。单一导体13成一体地形成在板12的侧部上。连接器终端组13a被安装在连接器13内并且被设置成与节气门开度传感器3的主体(树脂壳体)的导线终端组3a、进气温度传感器6的导线终端组6a和进气压力传感器7的导线终端组7a相对应。进气组件罩11的管形壁41具有通向外部的开口45。
连接器13以这样的方式液密地安装到管形壁41的开口45中,即连接器13从进气组件罩11的管形壁41的外壁表面向外地伸出。连接器13是这样的装置,即它包括终端基部和矩形管连接壳体。终端基部保持住连接器终端组13a。矩形管连接器壳体设置在终端基部的外部。连接器13把ECU侧线束连接到节气门开度传感器3、进气温度传感器6和进气压力传感器7的导线终端组3a上,这些传感器安装在板12上。
连接器终端组13a包括第一到第五连接器终端(传感器侧终端、外部连接终端和终端),这些终端通过多个连接器电连接到节气门开度传感器3的导线终端组3a的导线终端、进气温度传感器6的导线终端组6a的导线终端和进气压力传感器7的导线终端组7a的导线终端上。
第一连接器终端电连接到进气温度传感器6的导线终端组6a的输出侧导线终端上。第二连接器终端电连接到节气门开度传感器3的导线终端组3a的输出侧导线终端上。第三连接器终端电连接到进气压力传感器7的导线终端组7a的GND侧导线终端和节气门开度传感器3的导线终端组3a的GND侧导线终端上。第四连接器终端电连接到进气压力传感器7的导线终端组7a的输出侧导线终端上。第五连接器终端电连接到进气温度传感器6的导线终端组6a的电源侧导线终端、进气压力传感器7的导线终端组7a的电源侧导线终端和节气门开度传感器3的导线终端组3a的电源侧导线终端上。
在这里,与第一实施例相同,环氧热固性树脂被填充到进气组件罩11的内部中,即填充到传感器安装空间17中。热固性树脂是密封件,该密封件密封节气门开度传感器3的导线终端组3a的每一个导线终端、进气温度传感器6的导线终端组6a的每一个导线终端、进气压力传感器7的导线终端组7a的每一个导线终端、多个导体和导体13的连接器终端组13a的每一个连接器终端上。
在这里,ECU包括具有公知结构的微型计算机,该微型计算机具有CPU、储存装置(例如存储器如ROM和RAM)、输入电路和输出电路。CPU执行各种控制工作和计算工作。储存装置储存各种程序和数据。在点火开关(未示出)接通(IG ON)时,ECU根据储存在存储器中的控制程序或者控制逻辑电动地控制喷射器。在点火开关(未示出)被关掉(IG OFF)时,ECU根据控制程序或者控制逻辑被迫地终端上述控制工作。
此外,从节气门开度传感器3、进气温度传感器6和进气压力传感器7中所输出的传感器信号通过A/D转换器进行模拟到数字的转换,及之后供给到ECU的微型计算机中。此外,从各种其它传感器中所输出的传感器信号通过A/D转换器进行模拟到数字的转换,并且之后供给到ECU的微型计算机中。这些其它传感器例如包括探测发动机曲轴的旋转角度的曲柄角传感器和探测供给到发动机燃烧室中的进气量的进气量传感器。
接下来,参照图3-5来简短地描述安装到发动机进气管中的本实施例进气组合件的工作。
在驾驶员操纵节气门操纵元件(如节气门拉杆或者节气门控制把手)时,使通过钢丝绳连接到节气门操纵元件上的加速拉杆进行旋转。在加速拉杆旋转时,使连接到加速拉杆上的轴1进行旋转。因此,节气门阀根据驾驶员所产生的节气门操纵量绕着轴1的旋转轴线进行旋转。因此,与发动机燃烧室相连通的进气通道以相应的度数被打开,因此发动机旋转速度被改变到相应的速度,该相应的速度与驾驶员所产生的节气门操纵量相对应。这时,从各种传感器(如节气门开度传感器3、进气温度传感器6和进气压力传感器7)中接受传感器信号的ECU计算出电控燃料喷射系统所需要的控制目标值。
ECU根据在位于节气门阀下游处的位置上通过进气压力传感器7所测得的进气管压力间接地计算出进气量。然后,ECU根据上述计算出的进气量和所测得的发动机旋转速度来计算出基本喷射时间。然后,ECU根据上述基本喷射时间和校正量来确定最后喷射时间(燃料喷射量)。根据各种传感器(例如进气温度传感器6和霍尔IC)的传感器信号来确定校正量。此外,ECU以这样的方式使燃料喷射正时最佳化,即在发动机的进气冲程之前终止燃料喷射。
第三实施例
图6-10示出了本发明的第三实施例。更加具体地说,图6是示出了第三实施例的进气组合件的整个结构的图。图7是示出了第三实施例的用来喷射热固性树脂的树脂喷射口(开口)的图。图8是示出了第三实施例的进气组合件的主要结构的图。图9-10是示出了第三实施例的旋转角度探测装置的主要结构的图。
本实施例的进气组合件包括旋转角度探测装置、进气温度传感器6和进气压力传感器7。旋转角度探测装置包括磁体2、节气门开度传感器3和敞开型轭。进气温度传感器6测量供给到发动机燃烧室中的进气的温度(进气温度)。然后,进气温度传感器6把所测得的进气温度转换成电信号并且把它供给到ECU中。进气压力传感器7测量供给到发动机燃烧室中的进气的压力(进气压力)。然后,该进气压力传感器7把所测得的进气压力转换成电信号并且把它供给到ECU中。
此外,树脂喷射开口57形成在本实施例的板12中。环氧热固性树脂(模制树脂)10通过树脂喷射开口57喷射到传感器安装空间17中。相应地,借助介电模制树脂10来插入模制(insert mold)出节气门开度传感器3的导线终端组3a的每一个导线终端、连接器13的连接器终端组13a的每一个连接器终端和多个导体,其中该介电模制树脂通过树脂喷射开口57喷射到传感器安装空间17中。在这里,多个导体可以是导体(铜电线),每一个导体具有介质套(罩)或者导电板。这些多个导体把节气门开度传感器3的导线终端组3a的导线终端电连接到连接器13的连接器终端组13a的连接器终端上。
在本实施例的敞开型轭中,第一和第二轭段4、5中的每一个在轭主体21、22内包括弯曲部分26。弯曲部分26呈弓形地弯向磁体2侧。此外,两个安装部分55成一体地形成在管形壁41的外边缘部分或者板12的板基部上。安装部分55接触壳体14的法兰63的顶端表面。进气组件罩11或者板12的安装部分55借助固定螺钉(例如铁基磁性体)64可靠地固定到壳体14的法兰63的顶端表面上。此外,板12的板基部包括凸形圆柱形部分56。该圆柱形部分56可旋转地接收节气门阀的轴1的磁体安装部分。圆柱形部分56设置在两个板厚度部分53、54(轭保持部分51、52)之间并且形成磁体安装部分19从而可旋转地安装磁体2。在附图中,数字65表示容纳相应固定螺钉64的圆形通孔。
在这里,在本实施例的旋转角度探测装置中,固定螺钉(例如铁基磁性体)64设置成靠近节气门开度传感器3和两个轭段4、5。但是,在进气组件罩11由磁性材料(铁基金属材料)形成时,固定螺钉(铁基磁性体)64的磁性感应可以借助进气组件罩11来吸收。其结果是,限制或者减小了节气门开度传感器3、尤其是霍尔IC上的固定螺钉(例如铁基磁性体)64的磁感应。因此,可以限制相对于磁体2旋转角度的霍尔IC的输出变化特性的变化。
第四实施例
图11示出了本发明的第四实施例。更加具体地说,图11是示出了第四实施例的旋转角度探测装置的主要结构的图。
本实施例的敞开型轭包括两个分开的轭段,即第一和第二轭段4、5。这些轭段4、5形成为两个不同的板形轭段,它们相互相对同时在它们之间具有磁体安装空间19。
第一和第二轭段4、5中的每一个形成为具有相应预定形状。此外,第一和第二轭段4、5由磁性材料(例如铁)形成并且由一组板形轭段(磁性体)形成,从而使从节气门开度传感器3、尤其是霍尔IC(非接触型的磁性探测元件)上的磁体2中所发出的磁通量聚集。
第一轭段4包括轭主体21和保持片91。轭主体21在一侧上打开。保持片91相对于轭主体21弯曲一个预定弯曲角度。
第一轭段4的保持片91通过弯曲部分34连接到轭相对部分24的两个横向边缘中的一个中,这两个横向边缘沿着轭相对部分24的宽度方向相互相对,其中该弯曲部分34以大于直角的钝角弯曲成基本上是V形字母(或者基本上是U形字母)的形状。借助弯曲突出片来形成第一轭段4的保持片91,该突出片从轭相对部分24的两个横向边缘中的一个中沿着轭相对部分24的宽度方向伸出,其中该两个横向边缘沿着轭相对部分24的宽度方向相互相对。在这里,突出片绕着轭相对部分24的边缘弯向节气门开度传感器侧(朝向轭相对部分24的厚度方向弯向一侧)。在这种方式中,第一轭段4的传感器安装部分(轭相对部分)33形成在第一轭段4的保持片91的后表面侧上。
第二轭段5包括轭主体22和保持片92。轭主体22在一侧上打开。保持片92相对于轭主体22弯曲一个预定弯曲角度。
第二轭段5的保持片92通过弯曲部分34连接到轭相对部分24的两个横向边缘中的一个中,这两个横向边缘沿着轭相对部分24的宽度方向相互相对,其中该弯曲部分34以普通的直角弯曲成基本上是V形字母(或者基本上是U形字母)的形状。在这里,应该注意的是,第二轭段5的轭相对部分24的两个横向边缘中的一个和第一轭段4的轭相对部分24的两个横向边缘中的一个设置在相同横向侧上。借助弯曲突出片来形成第二轭段5的保持片92,该突出片从轭相对部分24的两个横向边缘中的一个沿着轭相对部分24的宽度方向伸出,其中该两个横向边缘沿着轭相对部分24的宽度方向相互相对。在这里,该突出片绕着轭相对部分24的边缘弯向节气门开度传感器侧(朝向轭相对部分24的厚度方向弯向一侧)。在这种方式中,第二轭段5的传感器安装部分(轭相对部分)33形成在第二轭段5的保持片92的前表面侧上。
应该注意的是,第一和第二轭段4、5中的每一个的传感器安装部分33具有小于弯曲部分34的板宽度的板宽度。
第五实施例
图12到19C示出了本发明的第五实施例。图12是示出了旋转角度探测装置的图。图13和14是示出了进气组合件的图。
本实施例的内燃机的控制系统(发动机控制系统)包括电控燃料喷射系统、进气组合件和发动机控制装置(ECU)。电控燃料喷射系统把燃料喷射到机动车如摩托车的内燃机燃烧室中。进气组合件被安装到发动机的进气系统中。ECU控制电控燃料喷射系统和进气组合件。电控燃料喷射系统是这样的系统,即它借助电动燃料泵使燃料(如汽油)增压到预定压力并且通过燃料过滤器把增压后的燃料供给到喷射器(电磁燃料喷射阀)中,因此以最佳正时喷射燃料。
进气组合件是进气量控制装置(进气通道打开/关闭装置或者系统),它控制进气量、即根据节气门操纵元件(如机动车如摩托车的节气门拉杆或者节气门控制把手)的工作量(在下文中称为节气门操纵量)供给到发动机燃烧室中的进气的量,其中该节气门操纵元件借助驾驶员来操纵。应该注意的是,节气门操纵量与加速器踏板的踩下的量(加速操纵量)相对应,在四轮机动车的情况下,该加速器踏板借助驾驶员来压下。
进气组合件包括壳体、节气门阀(探测目标)201和轴202。该壳体安装到发动机进气管的中间部分上,该发动机进气管连接到发动机的进气开口中。节气门阀201以这样的方式安装在壳体中,即节气门阀201可以旋转以打开和关闭下述的节气门孔。轴202是阀轴,它与节气门阀201成一体地旋转。壳体包括形成发动机进气管的一部分的圆柱形节气门体211。节气门体211包括节气门孔壁(在下文中称为圆柱形部分)213和两个圆柱形支承部分214。具有圆形横截面的进气通道(在下文中称为节气门孔)212形成在圆柱形部分213中。圆柱形支承部分214设置在圆柱形部分213的两个相对侧上,这两个相对侧沿着垂直于圆柱形部分213的节气门孔212内的空气的进气流动方向的轴向(轴202的轴向)相互相对。
本实施例的进气组合件具有蝶形形状的节气门阀201,该阀可旋转地安装在节气门体211的圆柱形部分213中从而打开和关闭节气门孔212。节气门阀201成一体地接合到轴202上,该轴202沿着轴202的轴向(节气门阀201的直径方向)延伸。借助在可操纵的角度范围内改变节气门阀201的旋转角度,节气门阀201控制进气量,即供给到发动机燃烧室中的进气的量,其中该可操纵的角度范围位于使进气量最小化的完全关闭位置和使进气量最大化的完全打开位置之间。
轴202由非磁性材料(如非磁性金属材料)形成并且形成普通圆柱体。借助支承部分214来可旋转地安装沿着轴202的轴向相互相对的、轴202的两个相对端,这些支承部分分别设置在节气门体211的圆柱形部分213的相对端上。轴202的一个轴向端延伸通过位于图13的右侧上的支承部分214并且可旋转地安装在圆柱形轴安装部分215的内部(中空部分216)中,其中该安装部分215连接到支承部分214上。普通线性槽217形成在可旋转轴202的一端上,从而沿着垂直于轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)的方向延伸。
轴202的另一端穿过位于图13的左侧上的支承部分214并且从节气门体211中向外伸出。加速拉杆218借助例如金属弯曲过程固定到轴202另一端上。与节气门操纵元件(例如节气门拉杆或者节气门控制把手)同步驱动的钢丝绳连接到加速拉杆218上。此外,返回弹簧219被安装在节气门体211的圆柱形部分23和加速拉杆218之间。返回弹簧219把弹簧负荷施加在加速拉杆218上,从而把节气门阀201推向节气门阀201的完全关闭位置。
在这里,由非磁性材料(例如树脂材料如热塑性树脂)成一体地树脂模制出节气门体211。传感器保持部分221成一体地形成在位于图13右侧处的节气门体211的支承部分214中,从而可靠地保持住下面将描述的节气门开度探测装置(旋转角度探测装置)204。具有普通矩形形状的传感器插入孔222形成在节气门开度探测装置204的安装部分(尤其是霍尔IC205的安装部分)的横向侧上的传感器保持部分221中,从而把节气门开度探测装置204(尤其是霍尔IC205)插入在传感器保持部分221的预定位置(尤其是磁通量探测间隙)上。传感器插入孔222在图13的右端上敞开。传感器插入孔222的开口用作传感器插入开口,霍尔IC(具有磁性探测元件如霍尔元件的磁性探测装置)205通过该开口插入到传感器保持部分221的预定位置(尤其是磁通量探测间隙)上。在把霍尔IC205安装到传感器保持部分221的预定位置上之后,借助通过热焊接过程或者类似过程把罩板(传感器罩)223安装到传感器保持部分221的外壁表面上,封闭传感器插入孔222的开口,该罩板由树脂材料形成。在这种方式中,限制异物如水进入到传感器保持部分221的内部中是可能的。
本发明的进气组合件包括非接触型旋转角度探测装置(节气门开度探测装置)。旋转角度探测装置把节气门阀201的旋转角度(阀角度,节气门开度)转换成电信号,从而把节气门阀201的开度通知给ECU。本实施例的旋转角度探测装置包括薄板形磁体(永磁体:在下文中称为磁体)203和节气门开度探测装置204。磁体203被固定到节气门阀201的轴202的一端上。节气门开度探测装置204借助使用相对于磁体203的旋转角度的霍尔IC205(后面将描述)的输出变化特性来探测节气门阀201的旋转角度。
在这里,本实施例的ECU执行燃料喷射量控制工作从而以这样的方式控制喷射器的阀打开时间,即与节气门开度探测装置204输出相对应的相应燃料喷射量、即从节气门开度探测装置204所输出的电信号被供给到发动机的每一个相应气缸中。
磁体203形成磁体转子,该磁体转子相对于节气门开度探测装置204和节气门体(壳体)211进行旋转并且可靠地被保持在节气门阀201的轴202的一端上从而在用作探测目标的节气门阀201旋转时进行旋转。更加具体地说,借助使用固定装置如胶粘剂或者粘结剂,磁体203可靠地被保持在线性槽217中,该槽形成在节气门阀201的轴202中。在沿着垂直于图13的平面的方向看磁体203时,磁体203具有正方形(或者矩形)形状。更加具体地说,磁体203是立方体形永磁体,该永磁体稳定地产生持续时间较长的磁力。此外,磁体203由例如稀土磁体(如钐-钴(Sm-Co)磁体或者钕(Nd)磁体)、铝镍钴磁体或者铁素体磁体形成。
N极和S极以这样的方式在磁体203中被磁化,即沿着磁体203的板纵向相互相对的磁体203的相对端分别具有相反的极性。此外,磁体203被磁化从而以这样的方式执行平行磁化,即磁体203内的磁力线相互平行。此外,磁体203沿着垂直于节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)的径向被磁化。在这种方法中,磁体203的磁化方向(纵向)与垂直于节气门阀201的轴202的旋转轴线的直径方向相一致。此外,位于磁体203的一个纵向侧上的磁化表面(磁极表面)形成了N极,及位于磁体203的另一纵向侧上的磁化表面(磁极表面)形成了S极。
在这里,磁体203在可操纵的角度范围内绕着它的旋转中心进行旋转,其中该可操纵的角度范围位于中空部分216内的、尤其是磁体安装空间(磁体安装部分)224内的节气门阀201的完全关闭位置和完全打开位置之间,该安装空间224形成在节气门开度探测装置204的内部中。因此,在本实施例中,如图17A和19A所示那样,在节气门阀处于完全关闭位置上时,磁体203的旋转角度在节气门阀201的可操纵的角度范围(可探测的角度范围)内变成最小角度(如0度)。
此外,如图17A和19B所示那样,在节气门阀201处于中间位置时,磁体203的旋转角度在节气门阀201的可操纵的角度范围内变成中间角度(如40度)。此外,如图17A和19B所示那样,在节气门阀201处于完全打开位置上时,磁体203的旋转角度在节气门阀201的可操纵的角度范围内变成最大角度(如80度)。在磁体203的旋转角度变成最大角度时,磁体203的外表面的边缘(磁体的最下端)225设置在最远的位置上,该最远的位置离用作下面将描述的磁性探测元件的霍尔IC205最远。
本实施例的节气门开度探测装置204包括霍尔IC205和非圆柱形定子芯,该定子芯形成了固定到节气门体(壳体211)上的定子。霍尔IC205探测从磁体203的磁极表面所发出的磁通量的密度。定子芯包括两个分开的部分,这两个分开的部分相互对称并且把霍尔IC205保持在它们之间。更加具体地说,定子芯的两个分开部分相对于假想中心平面相互对称,该中心平面包括连接在磁体203的旋转中心和沿着霍尔IC205的厚度方向的、霍尔IC205的厚度中心之间的基准线R,并且还包括节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)。在下文中,定子芯的两个分开部分中的一个称为第一轭段(第一定子轭段)206,而定子芯的两个分开部分中的另一个称为第二轭段(第二定子轭段)207。第一和第二轭段206、207是磁性体,它们被用来使从磁体203的磁化表面(磁极表面)所发出的磁通量聚集到霍尔IC205上。
用作旋转角度传感器的霍尔IC205是集成电路(IC),它包括霍尔元件和放大电路。霍尔元件用作非接触型磁性探测元件,该探测元件的输出根据磁通量密度、即通过磁通量探测间隙的磁通量密度(通过霍尔IC205的磁通量密度)的变化来改变,该间隙形成在磁回路中,更加具体地说,形成在第一轭段206和第二轭段207之间。放大电路放大霍尔元件的输出。霍尔IC205根据通过磁通量探测间隙的磁通量密度(通过霍尔IC205的磁通量密度)来输出电压信号。应该注意的是,霍尔IC205可以具有在外部执行校正程序的电调整的功能从而相对于磁通量密度进行输出增益调整、偏差调整和温度特性校正,并且还具有自诊断功能从而例如能够诊断电线中断或者短路。
霍尔IC205以这样的方式设置在磁性探测间隙中,即沿着垂直于节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)的垂线设置霍尔IC205的中心。更加具体地说,霍尔IC205以这样的方式设置在磁性探测间隙中,即磁体203的中心和霍尔IC205的中心基本上设置在同一线(基准线R)上。此外,霍尔IC205包括两个相对磁探测表面(两个磁探测表面),这些表面中的每一个具有恒定宽度。磁探测表面平行于假想中心平面,该中心平面包括基准线R,该基准线R连接在磁体203的旋转中心和沿着霍尔IC205厚度方向的霍尔IC205的厚度中心之间,该中心平面还包括节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)。磁探测表面被设置到霍尔IC205的两个相对侧上,这两个相对侧沿着霍尔IC205的厚度方向(从图15的左到右的方向)相互相对。
在这里,在本实施例中,霍尔IC205被插入到传感器插入孔222中并且安装到磁通量探测间隙中,该磁通量探测间隙形成在第一轭段206和第二轭段207之间。在这种方式中,霍尔IC205安装在节气门体211的传感器保持部分221的预定位置上。因此,霍尔IC205被安装到和定位在磁通量探测间隙中,霍尔IC205的导线(两个输出终端和一个电源供给终端)借助连接装置(如电阻焊接)电地和机械地连接到连接器销(未示出的终端)上,这些连接器销被插入模制在传感器保持部分221中。
第一和第二轭段206、207是对称的敞开型轭段并且由磁性材料如铁(磁性体)形成。第一和第二轭段206、207中的每一个包括位于一端侧(图12的上端侧)上的相对部分(垂直部分)231、241。垂直部分231、241相互相对,同时磁通量探测间隙设置在它们之间。霍尔IC205设置在位于垂直部分231、241之间的空间(磁通量探测间隙)中。在图12中,两个弯曲部分232、242分别设置到垂直部分231、241的下端中。弯曲部分232、242沿着相反方向分别基本上以直角(L字母形状)进行弯曲。弯曲部分232、242分别连接到下面将描述的轭敞开侧延伸部分233、343的相对侧端上。
此外,第一和第二轭段206、207分别具有轭敞开端部237、247。轭敞开端部237、247中的每一个在轭敞开端部237、247和磁体203的相对端(相对磁化表面)中的相应一个之间形成预定气隙(即最小气隙),在节气门阀201的可操纵的角度范围内把磁体203定位在最大角度或者接近最大角度(例如80度或者接近80度)时,这些相对端沿着磁体203的磁化方向相互相对。轭敞开端部237、247相互相对,同时非圆形磁体安装空间(磁体安装空间)224设置在它们之间。磁体安装空间224可旋转地安装节气门阀201的轴202的一端和磁体203。在后面详细地描述轭敞开端部237、247。
此外,第一和第二轭段206、207分别包括轭敞开侧延伸部分233、343。轭敞开侧延伸部分233、343分别从弯曲部分232、242向着轭敞开端部237、247延伸较远,这些弯曲部分形成了图12中的垂直部分231、241的下端。轭敞开侧延伸部分233、343通过图12中的弯曲部分232、242连接到垂直部分231、241的下端上。此外,轭敞开侧延伸部分233、343中的每一个在轭敞开侧延伸部233、343和磁体203的相对端部(相对磁化表面)中的相应一个之间形成了相应气隙,其中,在节气门阀201的整个可操纵的角度范围内,这些相对端部沿着磁体203的磁化方向相互相对。轭敞开侧延伸部233、343中的每一个包括线性部分(台肩)234、244、U形部分(转向部分)235、245和弓形部分236、246。在图12中,线性部分234、244沿着左或者右的方向远离霍尔IC205地从相应垂直部分231、241的下端线性地延伸。U形部分235、245沿着远离霍尔IC205的方向从相应线性部分234、244的左或者右端延伸并且弯曲成倒U形。弓形部分236、246沿着远离霍尔IC205的方向从相应U形部分235、245延伸并且弯曲成弓形形状。
两个垂直部分231、241是霍尔IC保持部分,它们分别接触霍尔IC205的磁探测表面并且相互相对,同时磁通量探测间隙设置在它们之间。垂直部分231、241中的每一个具有这样的板宽度,该板宽度小于敞开型轭段的其余部分的板宽度。此外,垂直部分231、241与假想中心平面相平行,该中心平面包括连接在磁体203的旋转中心和沿着霍尔IC205的厚度方向的霍尔IC205的厚度中心之间的基准线,并且还包括节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)。此外,垂直部分231、241远离轴202和磁体203的旋转中心轴线地从线性部分234、244的端部基本上以直角进行弯曲,其中线性部分234、244的端部设置在两个线性部分234、244的磁通量探测间隙侧部上。第一和第二轭段206、207以这样的方式插入模制在传感器保持部分221内,即至少垂直部分231、241的相对表面露出到传感器插入孔222中。
线性部分234、244沿着垂直方向(在图12中从左到右的方向)通常线性地、相互远离地延伸,该垂直方向通常垂直于上述假想中心平面。此外,线性部分234、244中的每一个在第一或者第二轭段206、207内从磁体203的一端(N极)沿着垂直方向设置在最远的位置上,因此在线性部分234、244和磁体203的一端(N极)之间形成了最大的气隙。U形部分235、245中的每一个是弓形的转向部分,它以通常是锐角的角度从相应线性部分234、244的左或者右端弯向图12中的相应弓形部分236、246并且连接到相应弓形部分236、246的上端上。在形成于磁体203的相应端和第一或者第二轭段206、207的内边缘表面之间的所有气隙之中,U形部分235、245中的每一个在U形部分235、245和磁体203的相应端之间形成最大气隙。
U形部分235、245中的每一个形成倒U形,该U形沿着远离磁体203的方向凸出并且从相应线性部分234、244的左或者右端向着相应弓形部分236、246进行延伸。此外,弓形部分236、246中的每一个形成弓形形状,该弓形形状凸出地弯向磁体203并且从相应U形部分235、245的下端向着与霍尔IC205相对的侧部延伸。在这里,在本实施例的第一轭段206中,线性部分234、U形部分235和弓形部分236形成了通常是倒7形的主体部分。在本实施例的第二轭段207中,线性部分244、U形部分245和弓形部分246形成了通常是倒7形的主体部分。此外,在第一轭段206中,线性部分234和U形部分235形成了通常是<形主体部分。此外,在第二轭段207中,线性部分244和U形部分245形成了整体上呈>形状的主体部分。
磁通量探测间隙是形成在第一轭段206的垂直部分231和第二轭段207的垂直部分241之间的间隙并且相对于节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)沿着径向从磁体侧端向着远离磁体203的侧部线性地延伸,同时保持间隙的宽度恒定。霍尔IC205以这样的方式设置在磁通量探测间隙中,即沿着同一线R设置磁体203的中心和霍尔IC205的中心。磁通量探测间隙相对于磁体203的磁化方向定位在磁回路的中部中,以满足下面的定位关系,该磁回路由磁体203和第一和第二轭段206、207形成。即,在磁体203旋转到这样的位置上时,即在该位置上,位于磁体203和轭敞开端部分237、247之间的气隙最小,流过霍尔IC205的相对磁探测表面的磁通量的密度变成相对较大。
在这里,在以这样的方式设置磁体203以致磁体203的纵向(磁化方向)与位于第一和第二轭段206、207之间的磁通量探测间隙的方向相一致时,磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内变成最小角度(例如0度)。此外,在以这样的方式设置磁体203以致磁体203的纵向(磁化方向)垂直于磁通量间隙的方向时,磁体203的旋转角度变成大于可操纵角度范围的一个角度(如90度)。在这种情况下,在磁体203的旋转角度变成90度时,磁通量密度、即通过磁通量探测间隙的磁通量的密度示出了最大值,并且霍尔IC205输出最大输出值。此外,在磁体203的旋转角度变成0度时,磁通量密度、即通过磁通量探测间隙的磁通量的密度示出了最小值,并且霍尔IC205输出最小输出值。
接下来,参照图12到图19C来详细地描述第一和第二轭段206、207的轭敞开侧延伸部分233、343、尤其是弓形部分236、246和轭敞开端部分237、247的细节。在这里,图15是示出了在磁体203旋转角度被保持在可操纵的角度范围内的最大角度时的磁通量流的图。
轭敞开侧延伸部分233、343中的每一个在第一或者第二轭段206、207的轭敞开端侧上包括向着磁体203凸出的弓形部分236、246。在本实施例中,每一个弓形部分236、246布置在从相应U形部分235、245的下端到相应轭敞开端部237、247的远端表面238、248的第一或者第二轭段206、207的轭敞开端侧上。即,轭敞开端部237、247中的每一个包括弓形部分236、246。
在这里,弓形部分236、246用作汇聚部分,这些汇聚部分绕着磁体203进行布置,从而汇聚磁体203的磁通量。此外,弓形部分236、246中的每一个在与霍尔IC205相对的侧部上相对于磁体203形成了相应预定的气隙。此外,弓形部分236、246和U形部分235、245被布置来满足下面条件。即,在磁体203从位于磁体203的相对端表面中的相应一个(磁化端表面,它们沿着磁体203的磁化方向相互相对)和相应第一或者第二轭段206、207的内表面之间的气隙最小的位置向着气隙增大的位置旋转一个预定角度时,气隙快速增大。此外,弓形部分236、246以这样的方式被弯曲成弓形,即在附图中,位于弓形部分236、246之间的距离向着第一和第二轭段206、207的U形部分235、245的下端增大。
在本实施例的旋转角度探测装置中,第一和第二轭段206、207的轭敞开侧延伸部分233、343、尤其是弓形部分236、246和轭敞开端部分237、247相对于磁体203来定位,从而执行图12到15所示的位置关系。
在这里,在图15的平面中,Y方向与基准线R的方向相一致,及X方向垂直于Y方向。在图15中,沿着Y方向的磁体203的旋转轴线的位置被设定到预定位置(在下文中称为基准位置)C上,在该位置上,位于磁体203的相对端表面(磁体203的相对磁化端表面)中的一个和第一和第二轭段206、207中的相应邻近一个的内表面之间的气隙和位于磁体203的相对端表面中的另一个和第一和第二轭段206、207中的相应邻近一个的内表面之间的气隙都最小,同时磁体203在磁体203的可操纵的角度范围内被保持在最大旋转角度(例如80度)中,从而在可操纵的范围内执行霍尔IC205的最大输出。在图15中,为了描述目的,示出了线S,该线S沿着在基准位置C上垂直于磁体203旋转轴线并且还垂直于基准线R、即垂直于Y方向的X方向延伸。在这个线S上,轭敞开侧长度(它是从轭敞开侧(图15中的下侧)上的线S所测到的距离)是0(零)mm。此外,沿着Y方向在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和磁体203的边缘225(磁体203的最下端、即最远离霍尔IC205的磁体203的最远点)之间所测得的距离(J)、即位于线S和磁体203的边缘225之间的距离(J)通常等于沿着Y方向在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和邻近边缘225的邻近轭敞开端部247的远端表面(敞开侧轭远端表面)248之间所测得的距离L、即位于线S和轭敞开端部分247的远端表面248之间的距离L。
在这里,在沿着Y方向在磁体203的边缘225和轭敞开端部分247的远端表面248之间所测得的距离处于0mm到1.5mm的范围内、比较理想的是处于1.1mm到1.2mm的范围内时,沿着Y方向在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和磁体203的边缘225之间所测得的距离被认为通常等于沿着Y方向在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和邻近轭敞开端部247的远端表面248之间所测得的距离。这个范围根据磁体203的厚度可以变化。即,在磁体203的板厚度增大时,这个范围可以增大。
在这里,轭敞开端部247的远端表面248被定义为邻近轭敞开端部247的远端表面248,因为轭敞开端部247的远端表面248被设置成在磁体203处于操纵角度范围内的最大角度(在可操纵的角度范围内霍尔IC205的最大输出状态)时邻近磁体203的相对磁极表面中的下部一个并且与之相对。
此外,现在假设,沿着Y方向的磁体203旋转轴线的位置被设置到预定位置(基准位置)C上,在该位置上,位于磁体203的相对端表面中的一个(磁体203的相对磁化端表面)和第一和第二轭段206、207中的相应邻近一个的内表面之间的气隙和位于磁体203和相对端表面中的另一个和第一和第二轭段206、207中的相应邻近一个的内表面之间的气隙都最小,同时磁体203被保持在大于磁体203的可操纵的角度范围的该角度(如90度)。如上所述那样,线S垂直位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线并且还垂直于基准线R延伸、即垂直于Y方向地延伸。在这个线S上,轭敞开侧长度(它是从在轭敞开侧上(图15的下侧)的线S上所测得的距离)是0(零)mm。在这种状态下,每一个轭段206、207中的一部分沿着远离基准线R的方向呈弓形弯曲(倒转弯曲)并且从线S向着轭段206、207的U形部分235、245的下端延伸一个预定的弧形长度。
此外,每一个轭段206、207的轭敞开端部237、247沿着远离基准线R的方向呈弓形弯曲(倒转弯曲)并且从线S向着远端表面238、248延伸一个预定弧形长度。在这里,轭敞开侧长度L被定义为沿着Y方向在线S(基准位置C)和轭敞开端部237、247的远端表面238、248之间所测得的线性距离(沿着Y方向所测得的轭敞开端部237、247中的每一个的长度)。此外,在线S(基准位置C)和远端表面238、248之间的距离可以被改变成轭敞开端部237、247中的每一个的弧的长度。此外,轭敞开端部237可以设置为基准位置(L=0mm),并且轭敞开端部247可以被延伸一个预定轭敞开侧长度L的量。
接下来,描述第一实验。在第一实验中,磁体203的旋转角(角度)和第一和第二轭段206、207中的每一个的轭敞开端部237、247的长度可以被改变,并且可以观察到通过磁通量探测间隙的磁通量的密度、即流过霍尔IC(IC部分)205的磁通量的密度的变化。更加具体地说,在第一实验中,相对于磁体203旋转角(角度)的、第一和第二轭段206、207中的每一个的轭敞开端部237、247的长度(轭敞开侧长度L)在-1.5mm到+6.0mm的范围内改变,并且监视通过霍尔IC205的磁通量的密度。这个第一实验的结果用图16中的曲线来表示。
在这里,用在实验1中的磁体203具有与第五实施例的磁体相同的标准。更加具体地说,板形磁体203的板厚度和板宽度中的每一个是1.5mm,并且磁体203的板长度是5.4mm。磁体203沿着磁体203的纵向被磁化。磁体203的纵向与垂直于节气门阀201轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)的径向相一致。磁体203的板宽度相对于磁体203的板厚度可以被延长或者被缩短。
第一和第二轭段206、207的轭敞开侧延伸部分233、343,尤其是弓形部分236、246和轭敞开端部237、247可以具有大约1.5mm的板宽度,该宽度通常与磁体203的宽度相同。第五实施例的轭敞开侧长度L是1.1mm,并且以前所提出的技术(参见图23B)的轭敞开侧长度L是6mm。
如从图16的曲线所清楚地知道那样,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是10度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是10度的情况下,在轭敞开侧长度L是2.5mm时,可以得到最有效的结果(即通过磁通量探测间隙的磁通量的最大密度的实现,从而导致霍尔IC205的最大输出的实现)。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是20度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是20度的情况下,在轭敞开侧长度L是3mm时可以得到最有效的结果。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是30度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0.5mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是30度的情况下,在轭敞开侧长度L是3mm时可以得到最有效的结果。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是40度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0.5mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是40度的情况下,在轭敞开侧长度L是2.5mm时可以得到最有效的结果。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是50度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是50度的情况下,在轭敞开侧长度L是1.5mm时可以得到最有效的结果。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是60度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是60度的情况下,在轭敞开侧长度L是2mm时可以得到最有效的结果。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是70度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是70度的情况下,在轭敞开侧长度L是2mm时可以得到最有效的结果。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是80度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是80度的情况下,在轭敞开侧长度L是1.5mm时可以得到最有效的结果。
此外,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内是90度的情况下,在轭敞开侧长度L大于或者小于0mm到3mm的范围时,磁通量的密度相对较小。因此,霍尔IC205的输出变成相对较小。在磁体203的旋转角度是90度的情况下,在轭敞开侧长度L是1.5mm时可以得到最有效的结果。
因此,如从图16中所清楚地知道那样,在轭敞开侧长度L处于0.5mm到3mm范围内的情况下,磁通量的密度增大,而与磁体203的旋转角度无关,因此提高了效率。此外,在轭敞开侧长度L处于0.7mm到3mm的范围内的情况下,磁通量的密度增大而与磁体203的旋转角度无关,因此提高了效率。尤其地,在轭敞开侧长度L处于1.1mm到2mm范围内的情况下,可以得到最高效率。因此,在第五实施例中,如图17A所示那样,轭敞开侧长度设置成1.1mm。
此外,在本实施例的旋转角度探测装置中,轭敞开侧长度L被设置到最合适的值上,因此第一和第二轭段206、207中的每一个的轭敞开端部237、247的长度、即轭敞开侧长度L如此地设置,以致在可操纵的角度范围内位于中间角度(如40度)和最大角度(如80度)之间的范围内,不与磁通量探测间隙相关的磁回路部分A的磁阻变成大于与磁通量探测间隙相关的磁回路部分B的磁阻。在这种方式中,在没有增大磁体203的尺寸大小或者磁力的情况下,在节气门阀201的可操纵的角度范围内可以得到所需要的霍尔IC205的输出。在这里,如在图17A-17B和19A-19C所示那样,磁回路部分A被定义为这样的磁回路部分,即在该部分中,从沿着磁体203纵向相互相对的磁体203相对磁极表面中的一个中所发出的磁通量不能通过磁通量探测间隙(霍尔IC205)。此外,磁回路部分B被定义为这样的磁回路部分,即在该部分中,从沿着磁体203纵向相互相对的磁体203相对磁极表面中的一个中所发出的磁通量通过磁通量探测间隙(霍尔IC205)。
接下来,参照图12到19C来简短地描述包括本实施例的旋转角度探测装置的进气组件罩的工作。
在驾驶员操纵节气门操纵元件(如节气门拉杆或者节气门控制把手)时,通过钢丝绳连接到节气门操纵元件上的加速拉杆218被旋转了。因此,节气门阀根据驾驶员所产生的节气门操纵量绕着节气门阀201的轴202的中心轴线(旋转轴线)进行旋转。因此,与发动机燃烧室相连通的节气门孔212以相应的角度打开,因此发动机旋转速度被改变到与驾驶员所产生的节气门操纵量相应的相应速度上。此外,接受从节气门开度探测装置204的霍尔IC205中所输出的电信号(节气门开度信号)的ECU计算出控制电控燃料喷射系统所需要的目标值(燃料喷射正时和燃料喷射量)。
ECU根据在位于节气门阀201的下游处的位置上通过例如进气压力传感器所测得的进气管压力间接地计算出进气量。然后,根据上面所计算出的进气量和所测量出的发动机旋转速度,ECU计算出基本喷射时间(基本燃料喷射量)。然后,ECU根据上面基本喷射时间和校正量(喷射量校正量)来确定最后的喷射时间(燃料喷射量,目标喷射量)。根据节气门开度探测装置204的霍尔IC205的输出值确定该校正量。此外,ECU以这样的方式使燃料喷射正时(喷射正时,目标喷射正时)最佳化,即在发动机进气冲程之前终止燃料喷射。
接下来,描述第二实验。在第二实验中,磁体203的旋转角度经过中间角度(例如40度)在可操纵的角度范围内从最小角度(例如0度)改变成最大角度(例如80度),及观察霍尔IC205的输出的变化。在第二实验中,监视霍尔IC205的输出,同时改变磁体203的旋转角度。第二实验的结果示出在图18的曲线中。
在图18的曲线中,粗体实线表示第五实施例的旋转角度探测装置的实验结果,其中轭敞开侧长度L被设置成1.1mm。此外,细的弯曲实线表示以前所提出的技术(在JP-2005-345250A中所公开的旋转角度探测装置)的实验结果,其中轭敞开侧长度L被设置成6mm。
在这里,在第五实施例的旋转角度探测装置中,磁体203的板宽度和板厚度中的每一个是1.5mm,及磁体203的板长度是5.4mm。此外,磁体203是立方体形永磁体,该永磁体沿着平行于磁体203纵向的方向被磁化。此外,节气门开度探测装置204的第一和第二轭段206、207是其中一侧敞开的敞开型轭段。
在发动机进行怠速工作时,即在完全关闭节气门阀201时(即,设定0%节气门开度的时间),固定到节气门阀201轴202的一端上的磁体203的旋转角度在节气门阀201的可操纵的角度范围(可探测的角度范围)内变成最小角度(例如0度)。在这种情况下,沿着磁体203的纵向延伸的轴线和沿着霍尔IC205的纵向延伸的轴线被设置在同一直线上(参见图17A和19A)。
在轭敞开侧长度L设定成1.1mm的情况下,如图12、15、17A和19A所示那样,磁回路部分A被形成来产生按照如下顺序通过磁体203的这些磁极(例如N极或者S极)中的一个、第一轭段206的轭敞开侧延伸部分233(更加具体地说,通过轭敞开端部237的远端表面238、弓形部分236、U形部分235和线性部分234)和磁体203的这些磁极(例如N极或者S极)中的另一个的磁通量流。此外,磁回路部分B被形成来产生按照如下顺序通过磁体203的N极(或者S极)、第二轭段207的轭敞开侧延伸部分243(更加具体地说,通过轭敞开端部247的远端表面238、弓形部分246、U形部分245和线性部分244)和磁体203的S极(或者N极)的磁通量流。
这时,磁通量不会通过磁通量探测间隙(霍尔IC205),因此霍尔IC205的输出基本上变成0(零),如在图18的曲线中所示那样。此外,磁体203的旋转角度可以如此地改变,以致通过磁通量探测间隙的磁通量的密度(流过霍尔IC205的磁通量的密度)相对较小。因此,在磁体203旋转角度在节气门阀201的可操纵的角度范围(可探测的角度范围)内变成最小角度(例如0度)的情况下,相对于磁体203旋转角度的霍尔IC205的输出基本上变成0(零),如从图18中所能清楚地理解的那样。
然后,在磁体203绕着其旋转中心沿着逆时针方向从0度的旋转角度旋转40度时,磁回路部分A被形成来产生按照顺序通过磁体203的N极(或者S极)、第一轭段206的轭敞开侧延伸部分233(更加具体地说,通过轭敞开端部237的远端表面238、弓形部分236)和磁体203的S极(或者N极),如在图12、15、17A和19B中所示那样。此外,磁回路部分B被形成来产生按照如下顺序通过磁体203的N极(或者S极)、第二轭段207的轭敞开侧延伸部分243(更加具体地说,通过轭敞开端部247的远端表面238、弓形部分246、U形部分245和线性部分244)、弯曲部分242、垂直部分241、霍尔IC205、垂直部分231、弯曲部分232、第一轭段206的轭敞开侧延伸部分233(更加具体地说,通过线性部分234、U形部分235和弓形部分236)和磁体203的S极(或者N极)的磁通量流。
这时,磁体203的旋转角度可以如此地变成,以致通过磁通量探测间隙的磁通量的密度(流过霍尔IC205的磁通量的密度)通常是中等大小。在这种方式中,相对于节气门阀1和磁体203的旋转角度的霍尔IC205的输出根据旋转角度的改变量线性地增大,如图18所示那样。
接下来,在磁体203沿着逆时针方向绕着旋转中心从40度的旋转角度进一步旋转40度的情况下,磁回路部分B被形成来产生按照如下顺序通过磁体203的N极(或者S极)、第二轭段207的轭敞开侧延伸部分243(更加具体地说,通过弓形部分246、U形部分和线性部分244)、弯曲部分242、垂直部分241、霍尔IC205、垂直部分231、弯曲部分232、第一轭段206的轭敞开侧延伸部分233(更加具体地说,通过线性部分234、U形部分235和弓形部分236)和磁体203的S极(或者N极)的磁通量流,如图12、15、17A和19C所示那样。如图15所示那样,产生了磁回路部分A。但是,轭敞开侧长度L被设定为1.1mm。该轭敞开侧长度L基本上小于以前所提出的技术的长度(该轭敞开侧长度L是6mm),及磁回路部分A的磁阻变得基本上大于磁回路部分B的磁阻。因此,从磁体203的磁极表面所发出的磁通量的主要部分流过磁回路部分B。
现在,描述第五实施例的优点。
如上所述那样,在本实施例的旋转角度探测装置中,轭敞开侧延伸部分233、343设置在第一和第二轭段206、207中,以相对于磁体203形成预定气隙(可变气隙,在磁体203的旋转角度增大时,它变得更窄)。此外,弓形部分236、246和轭敞开端部237、247设置在轭敞开侧延伸部分233、343中,从而在磁体203在节气门阀201的可操纵的角度范围内一般设置在最大角度时相对于磁体203产生最小气隙。
在本实施例的旋转角度探测装置中,相对于磁体203来给第一和第二轭段206、207定位,以满足下面条件。即,在霍尔IC205执行在可操纵的角度范围内的最大输出的状态下,即在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内变成最大角度(例如80度)的情况下,在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和磁体203边缘225之间沿着平行于基准线R的Y方向所测得的距离通常等于在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和邻近边缘225的邻近轭敞开端部247的远端表面248之间沿着平行于基本线R的Y方向所测得的距离。此外,第一和第二轭段206、207中的每一个的轭敞开侧长度L被设置成最合适的值(例如1.1mm)。
在这种方式中,与以前所提出的技术(轭敞开侧长度L为6mm)相比,在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和远端表面238、248之间沿着平行于基准线R的Y方向所测得的线性距离、即轭敞开侧长度L(它与轭敞开部分237、247中的每一个的长度相对应)基本上减小了。
因此,与对霍尔IC205的输出产生实质影响的磁回路部分B的磁阻相比,在节气门阀201的可操纵的角度范围内,尤其在可操纵的角度范围内位于中间角度和最大角度之间的角度范围内,不会对霍尔IC205的输出产生实质影响的磁回路部分A的磁阻(它与霍尔IC205的输出无关)增大了。在这种方式中,从沿着磁体203纵向相互相对的、磁体203的相对磁极表面中的一个所发出的磁通量被聚集在磁回路部分B上。
即,流过第一和第二轭段206、207的轭敞开侧延伸部分233、343的磁通量被聚集到磁通量探测间隙中,从而有效地把它施加到霍尔IC205上,因此,与以前所提出的技术相比,霍尔IC205的输出增大了。在这种方法中,在没有增大磁体203的尺寸大小或者磁力的情况下,在节气门阀201的可操纵的角度范围内可以得到所需要的霍尔IC205的输出。
因此,限制旋转角度探测装置的整个尺寸大小增大是可能的,因此可以相对容易地得到或者找到旋转角度探测装置的安装空间。此外,在没有增大磁体203的尺寸大小或者磁力的情况下,可以改善相对于磁体203的旋转角度的霍尔IC205的输出变化特性的特性。因此,提高节气门阀201的旋转角度的探测精确度是可能的。
此外,在本实施例的旋转角度探测装置中,第一和第二轭段206、207以这样的方式在与霍尔IC相对的侧部上是敞开的,即第一和第二轭段206、207相对于假想中心平面是相互对称的,该假想中心平面包括连接在霍尔IC的中心和磁体203的中心之间的基准线R,并且还包括节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)。
在霍尔IC205的输出在节气门阀201的可操纵的角度范围内处于最大输出状态的情况下,在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内变成最大角度(例如80度)时,在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和磁体203的边缘225之间沿着平行于基准线R的Y方向所测得的距离通常等于在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和邻近边缘225的邻近轭敞开端部247的远端表面248之间沿着平行于基准线R的Y方向所测得的距离。
在采用上面结构时,如图18所示那样,在第五实施例的可操纵的角度范围内磁体203处于中间角度时霍尔IC205的输出(如,中间输出值)比在以前所提出的技术的可操纵的角度范围内磁体203处于中间角度时霍尔IC205的输出大一个预定量(处于中间角度上的效率α)。
此外,如图18的曲线所示那样,在第五实施例的可操纵的角度范围内处于磁体203最大角度上的霍尔IC205的输出(例如最大输出值)比在以前所提出的技术的可操纵的角度范围内处于磁体最大角度上的霍尔IC205的输出大一个预定量(处于最大角度上的效率β)。
在这里,在节气门阀201的可操纵的角度范围(可探测的角度范围)增大时,在可操纵的角度范围内处于中间角度上的效率α与在可操纵的角度范围内处于最大角度上的效率β相比被减小了。在这种方式中,如图18所示那样,相对于磁体203的旋转角度的霍尔IC205的输出变化特性的线性可以得到提高,因此节气门阀201的旋转角度的探测精确度在节气门阀201的整个可操纵的角度范围(在整个可探测的角度范围内)内可以得到提高。
第六实施例
图20和21示出了本发明的第六个实施例。更加具体地说,图20和21是示出了第六实施例的旋转角度探测装置的视图。
在第五实施例中,以这样的方式形成第一和第二轭段206、207的轭敞开端部237、247的远端表面238、248,即端表面238、238平行于X方向、即通过磁体203的旋转中心并且垂直于假想中心平面的水平线(垂直线)S,该假想中心平面包括连接在霍尔IC的中心和磁体203的中心之间的基准线R,并且还包括节气门阀201的轴202的旋转轴线(旋转中心轴线)。
在本实施例中,与第五实施例不同,第一和第二轭段206、207的轭敞开端部237、247的远端表面(敞开侧轭远端表面)238、248相对于X方向、即水平线(垂直线)S稍稍倾斜。
在本实施例的旋转角度探测装置中,相对于磁体203给第一和第二轭段206、207进行定位,从而满足下面条件。首先,沿着Y方向的磁体203的旋转轴线的位置被设定到预定位置C上(在下文中称为基准位置),在该位置上,位于磁体203的相对端表面(磁体203的相对磁化端表面)中的一个和第一和第二轭段206、207中的相应邻近一个的内表面之间的气隙及位于磁体203的相对端表面中的另一个和第一和第二轭段206、207中的相应邻近一个的内表面之间的气隙都最小,同时磁体203被保持在磁体203的可操纵的角度范围内的最大旋转角度(例如80度)上,以执行霍尔IC205的最大输出。然后,在霍尔IC205在可操纵的角度范围内执行它的最大输出的情况下,即在磁体203的旋转角度在可操纵的角度范围内变成最大角度(例如80度)的状态下,在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和磁体203的边缘225之间沿着平行于基准线R的Y方向所测得的距离通常等于在位于基准位置C上的磁体203的旋转轴线和邻近边缘225的邻近轭敞开端部247的弓形部分246的远端边缘(敞开侧轭远端)249之间沿着平行于基准线R的Y方向所测得的距离。
此外,在本实施例的旋转角度探测装置中,在磁体203的旋转角度被保持在大于磁体203的可操纵的角度范围的一个角度(例如90度)上的状态下,每一个轭段206、207中的一部分沿着远离基准线R的方向呈弓形地弯曲(相反地弯曲)并且从线S(基准位置C)向着远端表面238、248或者轭敞开端部237、247的远端边缘239、249延伸一个预定的轭敞开侧长度L。在本实施例中,轭敞开侧长度L被设置成与在上面参照第五实施例所描述的轭敞开侧长度L的值相同或者类似的值。在这种方法中,可以得到与在第五实施例中所讨论的这些相类似的优点。
现在,描述上面实施例的变形。
在第一到第六实施例中,本发明的旋转角度探测装置被应用到节气门开度探测装置中,该节气门开度探测装置探测与节气门阀的旋转角度相一致的节气门开度。此外,本发明的旋转角度探测装置可以应用到加速开度探测装置中,该探测装置探测与加速踏板的踩下量相对应的加速器开度。此外,本发明的旋转角度探测装置可以应用到探测打开和关闭形成在壳体内的流体流动通道中的阀(气流量控制阀如废气再循环量控制阀的阀体)的旋转角度的旋转角度探测装置中。此外,本发明的旋转角度探测装置可以应用到这样的装置中,即该装置通过使用驱动源(如电动马达)来驱动节气门阀以打开和关闭节气门阀。
在第一到第六实施例中,使用板形或者柱形磁体2、203。此外,根据需要,磁体可以是细长的磁体、针状磁体或者棒形磁体。尤其地,在沿着磁体纵向相互相对并且分别通过相反极性进行磁化的磁体相对端形成得更薄(即形成具有较小的轮廓)时,可以有利地提高相对于磁体2、203的旋转角度的霍尔IC的输出电压的线性(霍尔IC的输出变化特性的线性)。应该知道,上面磁体2、203可以用树脂磁体来取代,该树脂磁体通过烧结聚酰胺树脂(PA)、Nd、Fe、B的粉末来形成。此外,在通电时产生磁势力的电磁铁可以用来取代磁体2、203。此外,包括永磁体和转子芯(磁性体)的磁体转子可以用来取代磁体2、203。
在第一到第四实施例中,探测目标的可操纵的角度范围设置在0度到90度的范围内。此外,探测目标的可操纵的角度范围可以设定在-45度到+45度的范围内或者在-90度到0度的范围内。此外,在第一到第四实施例中,节气门阀的操纵方向在附图中可以设定为绕着磁体2旋转中心的逆时针方向。此外,节气门阀的打开方向在附图中可以设定为绕着磁体2旋转中心的顺时针方向。此外,探测目标的可操纵的角度范围可以从第一和第二实施例的范围中增大。在这种情况下,探测目标的可操纵的角度范围可以设定为处于0度到80度的范围内或者处于-80度到+80度的范围内。
在第五和第六实施例(及第一到第四实施例)中,霍尔IC205用作非接触型的磁性探测元件。此外,霍尔元件本身或者磁致电阻元件可以用作非接触型的磁性探测元件。在第五和第六实施例中,第一和第二轭段206、207中的每一个被构造成从线S(基准位置C)向着轭敞开端部237、247的远端表面238、248远离霍尔IC205地呈弓形延伸一个预定的轭敞开侧长度L。此外,第一和第二轭段206、207中的每一个可以被构造成从线S(基准位置C)向着轭敞开端部237、247的远端表面238、248远离霍尔IC205地、线性地延伸一个预定轭敞开侧长度L。即,第一和第二轭段206、207中的每一个可以被构造成从线S(基准位置C)沿着切线方向线性地延伸,该切线方向与弓形部分236、246相切。
在第五和第六实施例中,探测目标的可操纵的角度范围被设定在0度到80度的范围内。此外,探测目标的可操纵的角度范围可以设定在-40度到+40度的范围内或者在-80度到0度的范围内。在第五和第六实施例中,在附图中,节气门阀201的阀打开方向是绕着磁体203的旋转中心的逆时针方向。此外,节气门阀201的阀打开方向在附图中可以改变成绕着磁体203的旋转中心的顺时针方向。此外,探测目标的可操纵的角度范围可以从第五和第六实施例的范围增大。在这种情况下,探测目标的可操纵的角度范围可以设定成处于0度到90度的范围内或者处于-80度到+80度的范围内。
在上面实施例中,在本发明的范围和精神实质内,每一个实施例的任何一个或者多个元件可以与其余实施例中的任何一个实施例的任何一个或者多个元件相结合。
其它优点和变形对于本领域普通技术人员来讲是显而易见的。广义的本发明不局限于所示出的和所描述的具体细节、典型装置和图解的例子。
Claims (28)
1.一种旋转角度探测装置,包括:
磁体(2),其固定到探测目标的旋转轴(1)上;
板形旋转角度传感器(3),其包括磁性探测元件,该元件探测从磁体(2)中所发出的磁通量,其中旋转角度传感器(3)通过使用相对于磁体(2)旋转角度的磁性探测元件的输出变化特性来探测该探测目标的旋转角度;及
敞开型轭(4、5),其由磁性材料制成并且在轭(4、5)的一侧上具有开口;其中,
所述轭(4、5)使从磁体(2)中所发出的磁通量聚集到旋转角度传感器(3)上;
所述轭(4、5)包括第一和第二轭段(4、5),这些轭段分开地形成;
第一和第二轭段(4、5)中的每一个相对于磁体(2)形成气隙并且包括轭主体(21、22)和弯曲片(31、32);
弯曲片(31、32)在第一和第二轭段(4、5)中的每一个中相对于轭主体(21、22)以预定弯曲角度进行弯曲;
第一轭段(4)的轭主体(21)和弯曲片(31)分别与第二轭段(5)的轭主体(22)和弯曲片(32)相对;及
第一和第二轭段(4、5)的弯曲片(31、32)与旋转角度传感器(3)直接接触并且沿着弯曲片(31、32)的板厚度方向把旋转角度传感器(3)保持在它们之间;
每一个弯曲片(31、32)的所述弯曲角度如此地设置,以使旋转角度传感器(3)被保持在每个轭主体(21、22)的板宽度范围内。
2.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,旋转角度传感器(3)被设置在磁通量探测间隙中,该探测间隙形成在第一和第二轭段(4、5)的弯曲片(31、32)之间。
3.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,弯曲片(31、32)在轭主体(21、22)的相对第一和第二横向边缘中的一个上向着旋转角度传感器(3)进行弯曲,该第一和第二横向边缘沿着第一和第二轭段(4、5)的每一个中的轭主体(21、22)的板宽度方向相互相对。
4.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,每个弯曲片(31、32)的所述弯曲角度是大于直角的钝角。
5.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,第一轭段(4)的弯曲片(31、32)的所述弯曲角度通常与第二轭段(5)的弯曲片(31、32)的弯曲角度相同。
6.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,
磁体(2)是板形磁体,它沿着其板纵向方向被磁化;及
第一和第二轭段(4、5)的每一个具有等于或者大于板形磁体(2)的板厚度的板宽度。
7.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,第一和第二轭段(4、5)的每一个具有减小的板宽度,该宽度从轭段(4、5)的磁体侧端向着轭段(4、5)的传感器侧端逐渐减小。
8.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,
旋转角度传感器(3)具有第一和第二磁探测表面,这些表面沿着旋转角度传感器(3)的厚度方向相互相对并且分别接触第一和第二轭段(4、5)的弯曲片(31、32);及
旋转角度传感器(3)的第一和第二磁探测表面中的每一个的平面相对于垂直板倾斜,该垂直板垂直于探测目标的旋转轴线。
9.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,将旋转角度传感器(3)的磁性探测元件密封在密封件内,该密封件形成了旋转角度传感器(3)的主体。
10.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,旋转角度传感器(3)包括导线终端组(3a),该导线终端组从其磁性探测元件中延伸出来。
11.根据权利要求1所述的旋转角度探测装置,其特征在于,还包括:
板(12),其由非磁性材料制成并且包括至少一个轭保持部分(51、52),所述至少一个轭保持部分牢固地保持轭(4、5);及
罩(11),其由磁性材料制成并且在罩(11)和板(12)之间形成了传感器安装空间(17)从而接收旋转角度传感器(3)和轭(4、5)。
12.根据权利要求11所述的旋转角度探测装置,其特征在于,
旋转角度传感器(13)包括导线终端组(3a),该导线终端组从其磁性探测元件中延伸出来;及
热固性树脂(10)被填充到罩(11)的内部中,从而密封导线终端组(3a)。
13.根据权利要求12所述的旋转角度探测装置,其特征在于,罩(11)包括至少一个固定部分(43、44),热固性树脂(10)被固定到该至少一个固定部分。
14.根据权利要求12所述的旋转角度探测装置,其特征在于,
板(12)包括连接器(13),该连接器包括连接器终端组(13a),该连接器终端组(13a)与旋转角度传感器(3)的导线终端组(3a)相对应;及
多个导体,这些导体电连接在旋转角度传感器(3)的导线终端组(3a)和连接器(13)的连接器终端组(13a)之间,所述多个导体被密封在热固性树脂(10)内。
15.根据权利要求11-14任一所述的旋转角度探测装置,其特征在于,还包括壳体(14),罩(11)与该壳体形成表面对表面的接触,并且罩(11)被固定到该壳体上,其中壳体(14)由金属材料制成,该金属材料包括作为它的主要成分的铝。
16.一种旋转角度探测装置,包括
磁体(203),在探测目标(201)进行旋转时,该磁体同步地旋转,并且沿着垂直于探测目标(201)的旋转轴线的径向被磁化;及
旋转角度探测装置(204),它与磁体(203)相配合形成了磁回路并且探测该探测目标(201)的旋转角度,其中,
旋转角度探测装置(204)包括:
磁性探测元件,该磁性探测元件的输出根据通过磁通量探测间隙的磁通量的密度进行改变,其中磁通量探测间隙形成在磁回路中;及
第一和第二轭段(206、207),它们相对于假想中心平面对称地布置,该假想中心平面包括连接在磁性探测元件的中心和磁体(203)的旋转中心之间的基准线(R),并且该假想中心平面还包括探测目标(201)的旋转轴线;
磁性探测元件设置在磁通量探测间隙中,在第一和第二轭段(206、207)的一侧上,该间隙形成在第一和第二轭段(206、207)之间;
第一和第二轭段(206、207)的每一个包括轭敞开端部(237、247),该敞开端部相对于磁体(203)形成预定气隙并且该敞开端部设置在与磁性探测元件相对的、轭段(206、207)的另一侧上;
磁体(203)的旋转轴线沿着平行于基准线(R)的方向的位置被设定在基准位置(C)上,在该基准位置上,位于第一和第二轭段(206、207)中的至少一个和磁体(203)之间的气隙最小;
在磁体(203)被保持在预定的旋转角度时,该预定的旋转角度在探测目标(201)的可操纵的角度范围内可以使从磁性探测元件的最大输出产生,在位于基准位置(C)上的磁体(203)的旋转轴线和相对于磁性探测元件的、磁体(203)外表面的最远点(225)之间沿着平行于基准线(R)的方向所测得的线性距离等于在位于基准位置(C)上的磁体(203)的旋转轴线和第一和第二轭段(206、207)中的至少一个的轭敞开端部(237、247)的远端(238、239、248、249)之间沿着平行于基准线(R)的方向的线性距离。
17.根据权利要求16所述的旋转角度探测装置,其特征在于,第一和第二轭段(206、207)的轭敞开端部(237、247)以这样的方式相互相对,以致接收磁体(203)的磁体安装空间(224)被保持在第一和第二轭段(206、207)的轭敞开端部(237、247)之间。
18.根据权利要求16所述的旋转角度探测装置,其特征在于,第一和第二轭段(206、207)中的至少一个的轭敞开端部(237、247)从与磁性探测元件相对的侧部上的基准位置(C)延伸一个预定轭敞开侧长度(L)。
19.根据权利要求18所述的旋转角度探测装置,其特征在于,第一和第二轭段(206、207)的至少一个的轭敞开端部(237、247)的轭敞开侧长度(L)是从基准位置(C)到第一和第二轭段(206、207)的至少一个的轭敞开端部(237、247)的远端(238、239、248、249)所测得的长度。
20.根据权利要求18所述的旋转角度探测装置,其特征在于,
磁体(203)是板形磁体,它具有1.5mm的板厚,并且沿着磁体(203)的板纵向方向被磁化;
第一和第二轭段(206、207)的至少一个的轭敞开端部(237、247)的轭敞开侧长度(L)大于0mm并且等于或者小于3.0mm。
21.根据权利要求18所述的旋转角度探测装置,其特征在于,第一和第二轭段(206、207)的至少一个的轭敞开端部(237、247)的轭敞开侧长度(L)如此地被设定,以使在从探测目标(201)的可操纵的角度范围内的中间角度到最大角度的范围内,与磁通量探测间隙无关的第一磁回路部分(A)的磁阻大于与磁通量探测间隙有关的第二磁回路部分(B)的磁阻。
22.根据权利要求16所述的旋转角度探测装置,其特征在于,磁体(203)以这样的方式被磁化,以致磁体(203)内的磁力线相互平行。
23.根据权利要求16所述的旋转角度探测装置,其特征在于,
第一和第二轭段(206、207)的每一个具有垂直部分(231、241);及
第一和第二轭段(206、207)的垂直部分(231、241)平行于中心平面并且相互相对,从而磁通量探测间隙被保持在第一和第二轭段(206、207)的垂直部分(231、241)之间。
24.根据权利要求16所述的旋转角度探测装置,其特征在于,
第一和第二轭段(206、207)的每一个包括垂直部分(231、241)和轭敞开侧延伸部分(233、243);
第一和第二轭段(206、207)的垂直部分(231、141)如此地相互相对,以使磁通量探测间隙被保持在第一和第二轭段(206、207)的垂直部分(231、241)之间;及
轭敞开侧延伸部分(233、243)从垂直部分(231、241)的端部延伸到第一和第二轭段(206、207)中的每一个的轭敞开端部(237、247)的远端。
25.根据权利要求24所述的旋转角度探测装置,其特征在于,轭敞开侧延伸部(233、243)包括弓形部分(236、246),该弓形部分向着磁体(203)凸出地弯曲。
26.根据权利要求25所述的旋转角度探测装置,其特征在于,轭敞开侧延伸部(233、243)还包括:
线性部分(234、244),其沿着远离磁性探测元件的方向从垂直部分(231、241)的端部线性地延伸;及
转向部分(235、245),它弯曲成倒U形并且从线性部分(234、244)的端部延伸到弓形部分(236、246)。
27.根据权利要求16所述的旋转角度探测装置,其特征在于,沿着垂直线设置磁性探测元件的中心,该垂直线延伸通过磁体(203)的旋转中心并且垂直于探测目标(201)的旋转轴线。
28.根据权利要求16到27任一所述的旋转角度探测装置,其特征在于,磁性探测元件具有平行于中心平面的第一和第二磁探测表面。
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