CN103528496A - 位置检测装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种位置检测装置，包括：磁产生器（20、21）、磁检测器（11）、存储器（13）和旋转角计算器（12）。所述旋转角计算器基于从所述磁检测器输出的电压和关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b来计算所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角。在所述关系表达式中，所述相对旋转角被定义为θ，从所述磁检测器输出的电压被定义为VH，从所述磁检测器输出的电压的真正最大值被定义为V₀，第一真正校正值被定义为b，并且第二真正校正值被定义为c。

Description

位置检测装置及其制造方法

技术领域

本公开内容涉及位置检测装置及其制造方法。

背景技术

在传统的位置检测装置中，将磁元件（诸如永磁体、或如霍耳效应元件的磁检测元件）装配到目标上。当将要检测其旋转角的目标开始旋转时，磁检测元件检测磁通密度以检测目标的旋转角。例如，在JP3491577B2（对应于US6498479B1）中公开的位置检测装置中，将磁体装配到待检测其旋转角的轴上。该轴也被称为目标。当将来自霍尔效应元件的输出电压定义为VH（单位：伏特），且将来自霍尔效应元件的输出电压的最大值定义为V₀（单位：伏特）时，由下面的表达式1来计算该轴的旋转角θ（单位：度）。

θ=sin^-1(VH/V₀)...表达式1

在上述位置检测装置中，在组装过程期间，磁体和霍尔效应元件会从预定位置偏移，并且将会在霍尔效应元件与磁体之间产生位置偏移。因此，由表达式1计算出的旋转角θ的精度可能会下降。为了校正磁体和霍尔效应元件的位置，在组装过程中可以增加位置检查过程。然而，当增加位置检查过程时，将增大过程的数量。

发明内容

鉴于上述困难，本公开内容的一个目的在于提供一种位置检测装置，在该位置检测装置中利用较少数量的制造过程来提高目标的旋转角的检测精度。

根据本公开内容的第一方面，位置检测装置包括磁检测器、存储器和旋转角计算器。所述磁检测器输出与由所述磁检测器与所述磁产生器之间的相对旋转运动所产生的磁通密度的变化相对应的电压。所述存储器存储关系表达式，所述关系表达式表示所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角与从所述磁检测器输出的所述电压之间的关系。所述旋转角计算器电耦合到所述磁检测器和所述存储器，并且基于从所述磁检测器输出的电压和存储在所述存储器中的所述关系表达式来计算所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角。当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角被定义为θ、从所述磁检测器输出的对应于所述相对旋转角θ的所述电压被定义为VH、从所述磁检测器输出的所述电压的真正最大值被定义为V₀、对所述磁产生器相对于所述磁检测器的在所述相对旋转运动的旋转方向上的位置偏移进行校正的第一真正校正值被定义为b、以及对所述磁产生器相对于所述磁检测器在垂直于所述旋转方向的方向上的位置偏移进行校正的第二真正校正值被定义为c时，由存储在所述存储器中的关系表达式来计算所述相对旋转角。所述关系表达式由下面所示的表达式2来表示。表达式2由下面的表达式3转换而来，该表达式3表示从所述磁检测器输出的电压与所述相对旋转角之间的关系。

θ=sin^-1((VH-c)/V₀)-b...表达式2

VH=V₀×sin(θ+b)+c...表达式3

由所述旋转角计算器基于所定义的第一相对旋转角、第一电压、第二相对旋转角、第二电压、以及第三相对旋转角来计算所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值。当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第一相对旋转角时，所述磁检测器输出所述第一电压。当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第二相对旋转角时，所述磁检测器输出第二电压。当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第三相对旋转角时，所述磁检测器输出具有零值的电压。

利用上述装置，在考虑到组装过程中产生位置偏移的情况下，通过计算旋转角提高了目标的旋转角的检测精度。

根据本公开内容的第二方面，根据第一方面的位置检测装置的制造方法包括：组装磁检测器和磁产生器，以使得所述磁产生器能够以相对的方式相对于所述磁检测器旋转地移动，所述磁检测器输出与所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角相对应的所述电压；当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第一相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的电压作为所述第一电压；当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第二相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的电压作为所述第二电压；通过向表达式VH=α×θ+β中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压，来计算所述第三相对旋转角，其中α表示第一恒定值且β表示第二恒定值，所述磁检测器输出的所述电压的值在所述第三相对旋转角的情况下为零；通过向所述关系表达式中代入第一相对旋转角、第一电压、第二相对旋转角、第二电压和第三相对旋转角，来计算作为未知值的所述真正最大值、所述第一真正校正值b和所述第二真正校正值c；向所述关系表达式中代入所计算出的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；在所述存储器中存储所述关系表达式。

利用上述方法，在考虑到组装过程中产生位置偏移的情况下，通过计算旋转角提高了目标的旋转角的检测精度，并且在不进行位置检查的情况下减少了制造过程的数量。

根据本公开内容的第三方面，根据第一方面的位置检测装置的制造方法包括：组装磁检测器和磁产生器，以使得所述磁产生器以相对的方式相对于所述磁检测器可旋转地移动，所述磁检测器输出与所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角相对应的所述电压；当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第一相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的电压作为所述第一电压；当所述磁产生器相对于磁检测器的相对旋转角等于第二相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为第二电压；通过向表达式VH=FV1×sin(θ+b1)中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压，来计算所述第三相对旋转角，其中FV1表示第一暂定最大电压且b1表示第一暂定校正值，从所述磁检测器输出的电压的值在所述第三相对旋转角的情况下为零；通过向所述关系表达式中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角、所述第二电压和所述第三相对旋转角，来计算作为未知值的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；向所述关系表达式中代入所计算出的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；并且在所述存储器中存储所述关系表达式。

利用上述方法，在考虑到组装过程中产生位置偏移的情况下，通过计算旋转角提高了目标的旋转角的检测精度，并且在不进行位置检查的情况下减少了制造过程的数量。

根据本公开内容的第四方面，根据第一方面的位置检测装置的制造方法包括：组装所述磁检测器和所述磁产生器，以使得所述磁产生器能够以相对的方式相对于所述磁检测器可旋转地移动，所述磁检测器输出与所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角相对应的电压；当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第一相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第一电压；当所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角等于第二相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第二电压；通过向表达式VH=FV2×sinθ+c1中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压，来计算所述第三相对旋转角，其中FV2表示第二暂定最大电压且c1表示第二暂定校正值，从所述磁检测器输出的所述电压的值在所述第三相对旋转角的情况下为零；通过向所述关系表达式中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角、所述第二电压和所述第三相对旋转角，来计算作为未知值的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；向所述关系表达式中代入所计算出的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；并且在所述存储器中存储所述关系表达式。

利用上述方法，在考虑到组装过程中产生位置偏移的情况下，通过计算旋转角提高了目标的旋转角的检测精度，并且在不进行位置检查的情况下减少了制造过程的数量。

附图说明

通过参考附图做出的以下详细描述，本公开内容的上述和其它目的、特征和优点将会变得更加明显。在附图中：

图1是示出采用了根据本公开内容的实施例的位置检测装置的电子控制式节流阀的视图；

图2是示出由图1中的线II-II观察的位置检测装置的视图；

图3是示出的位置检测装置的结构的电路图；

图4是示出根据本公开内容的第一实施例的位置检测装置的制造过程的流程图；

图5是示出由根据第一实施例的位置检测装置执行的旋转角的计算方法的示意图；

图6是示出根据本公开内容的第二实施例的位置检测装置的制造过程的流程图；以及

图7是示出根据本公开内容的第三实施例的位置检测装置的制造过程的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本公开内容的实施例。

（第一实施例）

下面将参照图1至图5来描述根据本公开内容的第一实施例的位置检测装置1。根据本实施例的位置检测装置1例如用于电子控制式节流阀9中，电子控制式节流阀9控制进入内燃机的气缸的空气量。如图1所示，电子控制式节流阀9包括壳体2和进气通道3，空气通过进气通道3进入内燃机。在下文中，为了方便起见，将电子控制式节流阀9称为节流阀9。节流阀9还包括阀4和阀轴5。阀4具有圆板形状且布置在进气通道3中。阀4与阀轴5一体形成。阀轴5的两端由壳体2可旋转地支承。利用这样的结构，阀4可绕作为旋转轴的阀轴5旋转。

位置检测装置1包括永磁体20、21和霍尔集成电路（IC）10，该霍尔集成电路10包括霍尔效应元件并用作磁传感器。永磁体20、21用作磁产生器。永磁体20、21经由圆筒状的磁轭30装配于阀轴5的一端。永磁体20、21布置在磁轭30的内表面上。另外，永磁体20在磁轭30的径向方向上布置为与永磁体21相对180度。在图2中，由箭头B示出两个永磁体20、21所产生的磁通。磁通处于与磁轭30的旋转轴O大致垂直的方向上。

霍尔IC10相邻于连接永磁体20与永磁体21的假想线的中心点布置。霍尔IC10固定于布置在壳体2的外表面上的基部7。

如图3所示，霍尔IC10是集成有霍尔效应元件11、模数转换器（ADC）14、数字信号处理器（DSP）12、数模转换器（DAC）15和存储器13的集成芯片。霍尔效应元件11用作磁检测器，DSP12用作旋转角计算器，且存储器13用作存储器。将霍尔IC10布置为使得将磁通穿过的霍尔效应元件11的表面布置在磁轭30的旋转轴上。由于霍尔效应元件11的表面对磁通敏感，因此该表面也被称为磁敏感表面。

霍尔效应元件11由半导体膜制成。霍尔效应元件11输出模拟信号，该模拟信号对应于在永磁体20、21之间产生的磁通密度的变化。

ADC14将从霍尔效应元件11输出的模拟信号转换为数字信号。DSP12计算永磁体20、21相对于霍尔效应元件11的相对旋转角。DAC15将从DSP12输出的数字信号转换为模拟信号。

可以由只读存储器或可写可擦除存储器来提供存储器13。DSP12还存储来自霍尔效应元件11的输出信号（其是电压信号）与永磁体20、21的相对旋转角之间的关系表达式。稍后将详细描述该关系表达式。

在节流阀9中，当阀轴5旋转时，永磁体20、21相对于霍尔效应元件11进行相对旋转运动。霍尔IC10输出与穿过霍尔效应元件11的磁敏感表面的磁通密度相对应的电压信号。节流阀9耦合到控制节流阀9的外部电子控制设备（未示出）。该外部电子控制装置向驱动阀4的电机6供应电流，以使得阀4的开口量等于目标开口量。基于从霍尔IC10输出的电压信号来计算阀4的开口量，并且设定对应于内燃机的运动状态的目标开口量。由电机6来控制阀4的开口量，从而控制进入内燃机的空气量。

下面将参照图4来描述根据本实施例的位置检测装置1的制造方法。

图4是示出根据本实施例的位置检测装置1的制造过程的流程图。在S101中，霍尔IC10沿磁轭30的旋转轴组装到基部7。将霍尔IC10布置为使得霍尔效应元件11的第一侧和第二侧面对各自的永磁体20、21。如上所述，将永磁体20、21布置在磁轭30的内表面上。

在S102中，DSP12测量从霍尔效应元件11所输出的第一电压VH1（单位：伏特）和第二电压VH2（单位：伏特）。第一电压VH1与永磁体20相对于霍尔效应元件11的第一相对旋转角θ1（单位：度）相对应，且第二电压VH2与永磁体21相对于霍尔效应元件11的第二相对旋转角θ2（单位：度）相对应。具体而言，当暂时性地布置磁轭30，以使得永磁体20相对于霍尔效应元件11的相对旋转角被设定为第一相对旋转角θ1且永磁体21相对于霍尔效应元件11的相对旋转角被设定为第二相对旋转角θ2时，测量第一电压VH1和第二电压VH2。然后，DSP12测量从霍尔效应元件11输出且由ADC14转换的第一电压VH1和第二电压VH2。

在S103中，将对应于第一相对旋转角θ1的第一电压VH1和对应于第二相对旋转角θ2的第二电压VH2代入下面的表达式4中。在表达式4中，阿尔法（α）（也称为第一恒定值）表示直线的斜率，并且贝它（β）（也称为第二恒定值）表示直线的x截距。当在表达式4中代入第一电压VH1和第一相对旋转角θ1时，得到表达式5。当在表达式4中代入第二电压VH2和第二相对旋转角θ2时，得到表达式6。

VH=α×θ+β...表达式4

VH1=α×θ1+β...表达式5

VH2=α×θ2+β...表达式6

下面的表达式7表示霍尔效应元件11的输出电压VH与永磁体20、21相对于霍尔效应元件11的相对旋转角θ之间的关系。如图5所示，表达式4表示穿过对应于表达式7的曲线图上的两点的直线。在表达式4中，当直线的斜率的值为α，并且相对旋转角θ的值为零时，输出电压VH的值被定义为截距β。在图5中，用点划线示出由表达式7所定义的输出电压VH与旋转角θ之间的关系的曲线图。图5还示出了输出电压VH的真正最大值V₀（单位：伏特）、第一真正校正值b（单位：度）和第二真正校正值c（单位：伏特）。表达式7由稍后将会描述的表达式12变换而来。

VH=V₀×sin(θ+b)+c...表达式7

当永磁体20、21在磁轭30的圆周方向和在磁轭30的径向方向上相对于霍尔效应元件11没有位置偏移时，真正最大值V₀是霍尔效应元件11的输出电压VH的最大值。在下文中，磁轭30的圆周方向（其等于永磁体20、21与霍尔效应元件11之间的相对旋转运动的旋转方向）称为圆周方向。磁轭30的径向方向（其垂直于该相对旋转运动的旋转方向）称为径向方向。另外，第一真正校正值b是对永磁体20、21在圆周方向上相对于霍尔效应元件11的位置偏移进行校正的值。具体而言，第一真正校正值b表示将永磁体20的中心点与永磁体21的中心点连接的直线相对于霍尔效应元件11的磁敏感表面的斜率。另外，第二真正校正值c是对永磁体20、21在径向方向上相对于霍尔效应元件11的位置偏移进行校正的值。具体而言，第二真正校正值c表示从永磁体20、21的旋转轴到霍尔效应元件11的中心的距离。即，第二真正校正值c表示磁轭30的旋转轴至霍尔效应元件11的中心之间的距离。在S103中，真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c是未知值。

在S104中，DSP12将在S103中计算出的值赋值给斜率α和截距β。然后，DSP12计算第三相对旋转角θ3，输出电压VH的值在该第三相对旋转角θ3的情况下为零。第三相对旋转角θ3由下面的表达式8来计算。

${\mathrm{\θ}}_3=\frac{-({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_1)\×{\mathrm{VH}}_1+({\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1)\×{\mathrm{\θ}}_1}{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1}$ ...表达式8

在S105，DSP12在表达式7中代入第一相对旋转角θ1和第一电压VH1，而得到下面的表达式10。另外，DSP12在表达式7中代入第二相对旋转角θ2和第二电压VH2，而得到下面的表达式11。另外，DSP12在表达式7中代入第三相对旋转角θ3，而得到下面的表达式9。基于表达式9、表达式10和表达式11，DSP12计算真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c。

0=V₀×sin(θ3+b)+c...表达式9

VH1=V₀×sin(θ1+b)+c...表达式10

VH2=V₀×sin(θ2+b)+c...表达式11

在S106中，DSP12通过在表达式12中代入计算出的真正最大值V₀、计算出的第一真正校正值b和计算出的第二真正校正值c，得到永磁体20、21的旋转角θ与霍尔效应元件11的输出电压VH之间的关系表达式。然后，DSP12在存储器13中存储表达式12，由在S105中计算出的值对该表达式12的未知值V₀、b、c进行赋值。在下文中，由在S105中计算出的值所赋值的未知值V₀、b、c的表达式12也被称为关系表达式12。

θ=sin^-1((VH-c)/V₀)-b...表达式12

下面将描述位置检测装置1的操作。在位置检测装置1中，当阀4的阀轴5旋转时，磁轭30随阀轴5旋转。由组装到磁轭30的永磁体20、21所产生的磁通的方向随阀轴5的旋转运动而变化。因此，从霍尔效应元件11输出且由ADC14转换的输出电压VH随阀轴5的旋转运动而变化。

DSP12在关系表达式（表达式12）中代入霍尔效应元件11的输出电压VH，并计算旋转角θ。然后，DSP12经由DAC15向外部设备（未示出）输出旋转角θ。

根据第一实施例的位置检测装置1基于关系表达式（表达式12）计算永磁体20、21相对于霍尔效应元件11的相对旋转角θ。关系表达式在考虑到永磁体20、21与霍尔效应元件11之间所产生的位置偏移的情况下，表示相对旋转角θ与霍尔效应元件11的输出电压VH之间的关系。永磁体20、21与霍尔效应元件11之间产生的位置偏移不利地影响所计算的相对旋转角θ的精度。当永磁体20、21和霍尔效应元件11的位置在圆周方向上偏移时，由霍尔效应元件11检测出的旋转角不同于阀轴5的实际旋转角。另外，当永磁体20、21和霍尔效应元件11的位置在径向方向上偏移并且霍尔效应元件11的输出电压为零时，阀轴5的实际旋转角的值不为零。根据本实施例的位置检测装置1利用第一真正校正值b和第二真正校正值c来校正相对旋转角θ与输出电压VH之间的关系。因此，在根据本实施例的位置检测装置1中，提高了永磁体20、21相对于霍尔效应元件11的旋转角θ的检测精度。

另外，在根据本实施例的位置检测装置1中，基于第一电压VH1、第二电压VH2、第一相对旋转角θ1和第二相对旋转角θ2来计算真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c。即，在图5中，使用两个点来进行直线近似，该两个点位于对应于表达式7的曲线图上并具有各自的电压VH1和VH2。然后，基于在对应于表达式7的曲线图上的两个点的检测结果，来计算真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c。利用这种结构，提高了永磁体20、21相对于霍尔效应元件11的旋转角的检测精度。

（第二实施例）

下面将参照图6来描述根据本公开内容的第二实施例的位置检测装置1。在根据本实施例的位置检测装置1中，第三相对旋转角θ3的计算方法与第一实施例不同。在本实施例中，将相同的附图标记或符号添加到相同或等同的部分，并且将省略与第一实施例类似部分的描述。

图6是示出根据本实施例的位置检测装置1的制造方法的流程图。在图6中，S101和S102类似于图4中的S101和S102。在S203中，DSP12在表达式13中代入第一相对旋转角θ1和第一电压VH1，而得到表达式14。另外，DSP12在表达式13中代入第二相对旋转角θ2和第二电压VH2，而得到表达式15。然后，DSP12基于表达式14和表达式15计算暂定最大电压FV1（单位：伏特）和第一暂定校正值b1（单位：度）。

VH=FV1×sin(θ+b1)...表达式13

VH1=FV1×sin(θ1+b1)...表达式14

VH2=FV1×sin(θ2+b1)...表达式15

具体而言，由下面的表达式16计算暂定最大电压FV1，并且由下面的表达式17计算第一暂定校正值b1。

$\mathrm{FV}1=\frac{V{H}_1}{\left[\sin \right[-\mathrm{ta}{n}^{-1}\left\{\frac{-V{H}_1\×\sin \left({\mathrm{\θ}}_{2-}{\mathrm{\θ}}_1\right)}{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1\×\cos \left({\mathrm{\θ}}_{2-}{\mathrm{\θ}}_1\right)}\right\}]}$ ...表达式16

$b1=-{\mathrm{\θ}}_1-\mathrm{ta}{n}^{-1}\left\{\frac{-{\mathrm{VH}}_1\×\sin \left({\mathrm{\θ}}_{2-}{\mathrm{\θ}}_1\right)}{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1\×\cos \left({\mathrm{\θ}}_{2-}{\mathrm{\θ}}_1\right)}\right\}$ .表达式17

在S204中，DSP12基于在S204计算出的暂定最大电压FV1和第一暂定校正值b1来计算第三相对旋转角θ3，输出电压VH的值在第三相对旋转角θ3的情况下为零。具体而言，第三相对旋转角θ3由下面的表达式18来计算。

${\mathrm{\θ}}_3=-{\mathrm{\θ}}_1+\mathrm{ta}{n}^{-1}\left\{\frac{-{\mathrm{VH}}_1\×\sin \left({\mathrm{\θ}}_{2-}{\mathrm{\θ}}_1\right)}{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1\×\cos \left({\mathrm{\θ}}_{2-}{\mathrm{\θ}}_1\right)}\right\}$ ...表达式18

在S105中，DSP12在下面的表达式19（其等于表达式7）中代入第一相对旋转角θ1和第一电压VH1，并得到下面的表达式21。另外，DSP12在下面的表达式19中代入第二相对旋转角θ2和第二电压VH2，而得到下面的表达式22。另外，DSP12在下面的表达式19中代入第三相对旋转角θ3，而得到下面的表达式20。基于表达式20、表达式21和表达式22，DSP12计算真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c。表达式19由稍后将描述的表达式23转换而来。

VH=V₀×sin(θ+b)+c...表达式19

0=V₀×sin(θ3+b)+c...表达式20

VH1=V₀×sin(θ1+b)+c...表达式21

VH2=V₀×sin(θ2+b)+c...表达式22

在S106中，DSP12通过在表达式23中代入所计算出的真正最大值V₀、所计算出的第一真正校正值b和所计算出的第二真正校正值c，来得到永磁体20、21的旋转角θ与霍尔效应元件11的输出电压VH之间的关系表达式。然后，DSP12在存储器13中存储表达式23，由在S105中计算出的值对该表达式23的未知值V₀、b、c进行赋值。在下文中，由在S105中计算出的值所赋值的未知值V₀、b、c的表达式23也被称为关系表达式。

θ=sin^-1((VH-c)/V₀)-b...表达式23

在根据本实施例的位置检测装置1中，首先基于表达式13（其类似于第一实施例中的表达式7）来计算第一暂定校正值b1和暂定最大电压FV1，该第一暂定校正值b1和暂定最大电压FV1对永磁体20、21与霍尔效应元件11之间产生的在圆周方向上的位置偏移进行校正。然后，计算出第三相对旋转角θ3，输出电压VH的值在第三相对旋转角θ3的情况下为零。在本实施例中，表达式13包括正弦函数。因此，与基于第一实施例中的直线近似所计算出的真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c相比，本实施例中计算出的真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c具有较小的计算误差。因此，与第一实施例相比，进一步提高了相对旋转角θ的检测精度。此外，根据本实施例的位置检测装置1也提供了根据第一实施例的位置检测装置1所提供的其它优点。

下面将会描述本实施例的变形例。当第一暂定校正值b1的值约为零时，即，连接永磁体20的中心与永磁体21的中心的直线相对于霍尔效应元件11的磁敏感表面斜率较小时，则变为sin(b1)=0且cos(b1)=1。因此，暂定最大电压FV1可以由下面的表达式24来计算，并且第一暂定校正值b1可以由下面的表达式25来计算。

$\mathrm{FV}1=\frac{{\mathrm{VH}}_1\×\cos {\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{VH}}_2\×\cos {\mathrm{\θ}}_1}{\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$ ...表达式24

$b1=\frac{{\mathrm{VH}}_2\×\sin {\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{VH}}_1\×\sin {\mathrm{\θ}}_2}{{\mathrm{VH}}_1\×\cos {\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{VH}}_2\×\cos {\mathrm{\θ}}_1}$ ...表达式25

此外，由表达式26计算第三相对旋转角θ3，输出电压的值在该第三相对旋转角θ3的情况下为零。

${\mathrm{\θ}}_3=-\frac{{\mathrm{VH}}_2\×\sin {\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{VH}}_1\×\sin {\mathrm{\θ}}_2}{{\mathrm{VH}}_1\×\cos {\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{VH}}_2\×\cos {\mathrm{\θ}}_1}$ ...表达式26

在本实施例的变形例中，与第一实施例相比，进一步提高了相对旋转角θ的检测精度。此外，根据本实施例的变形例的位置检测装置1也提供了根据第一实施例的位置检测装置1所提供的其它优点。

（第三实施例）

下面将参照图7描述根据本公开内容的第三实施例的位置检测装置1。在根据本实施例的位置检测装置1中，第三相对旋转角θ3的计算方法与第一实施例不同。在本实施例中，将相同的附图标记或符号添加到相同或等同的部分，并且将省略与第一实施例类似部分的描述。

图7是示出根据本实施例的位置检测装置1的制造方法的流程图。在图7中，S101和S102类似于图4中的S101和S102。在S303中，DSP12在表达式27中代入第一相对旋转角θ1和第一电压VH1，而得到表达式28。另外，DSP12在表达式27中代入第二相对旋转角θ2和第二电压VH2，而得到表达式29。然后，DSP12基于表达式28和表达式29来计算暂定最大电压FV2（单位：伏特）的第二暂定校正值c1（单位：度）。

VH=FV2×sinθ+c1...表达式27

VH1=FV2×sinθ1+c1...表达式28

VH2=FV2×sinθ2+c1...表达式29

具体而言，由下面的表达式30计算暂定最大电压FV2，并由下面的表达式31计算第二暂定校正值c1。

$\mathrm{FV}2=\frac{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1}{\sin {\mathrm{\θ}}_2-\sin {\mathrm{\θ}}_1}$ ...表达式30

$c1={\mathrm{VH}}_1-\frac{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1}{\sin {\mathrm{\θ}}_2-{\sin \mathrm{\θ}}_1}\×\sin {\mathrm{\θ}}_1$ ...表达式31

在S304中，DSP12基于在S304中计算出的暂定最大电压FV2和第二暂定校正值c1来计算第三相对旋转角θ3，输出电压的值在该第三相对旋转角θ3的情况下下为零。具体而言，由下面的表达式32计算第三相对旋转角θ3。

${\mathrm{\θ}}_3=\mathrm{si}{n}^{-1}\left\{\frac{{\mathrm{VH}}_1-\frac{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1}{\sin {\mathrm{\θ}}_2-\sin {\mathrm{\θ}}_1}\×\sin {\mathrm{\θ}}_1}{\frac{{\mathrm{VH}}_2-{\mathrm{VH}}_1}{\sin {\mathrm{\θ}}_2-\sin {\mathrm{\θ}}_1}}\right\}$ ...表达式32

在S105中，DSP12在表达式33（其等于表达式7）中代入第一相对旋转角θ1和第一电压VH1，而得到下面的表达式35。另外，DSP12在表达式33中代入第二相对旋转角θ2和第二电压VH2，而得到下面的表达式36。另外，DSP12在表达式33中代入第三相对旋转角θ3，而得到下面的表达式34。基于表达式34、表达式35和表达式36，DSP12计算真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c。表达式33由稍后将会描述的表达式37转换而来。

VH=V₀×sin(θ+b)+c...表达式33

0=V₀×sin(θ3+b)+c...表达式34

VH1=V₀×sin(θ1+b)+c...表达式35

VH2=V₀×sin(θ2+b)+c...表达式36

在S106中，DSP12通过在表达式37中代入计算出的真正最大值V₀、计算出的第一真正校正值b和计算出的第二真正校正值c，得到永磁体20、21的相对旋转角θ与霍尔效应元件11的输出电压VH之间的关系表达式。然后，DSP12在存储器13中存储表达式37，由在S105中计算出的值对该表达式37的未知值V₀、b、c进行赋值。在下文中，由在S105中计算出的值所赋值的未知值V₀、b、c的表达式37也被称为关系表达式。

θ=sin^-1((VH-c)/V₀)-b...表达式37

在根据本实施例的位置检测装置1中，首先基于类似于第一实施例中的表达式7的表达式27，来计算第二暂定校正值c1和暂定最大电压FV2，该第二暂定校正值c1和暂定最大电压FV2对永磁体20、21与霍尔效应元件11之间产生的在径向方向上的位置偏移进行校正。然后，计算第三相对旋转角θ3，输出电压VH的值在第三相对旋转角θ3的情况下为零。在本实施例中，表达式27包括正弦函数。因此，与基于第一实施例中的直线近似计算出的真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c相比，本实施例中计算出的真正最大值V₀、第一真正校正值b和第二真正校正值c具有较小的计算误差。因此，与第一实施例相比，进一步提高了相对旋转角的检测精度θ。此外，根据本实施例的位置检测装置1也提供了根据第一实施例的位置检测装置1所提供的其它优点。

（其它实施例）

在每一前述实施例中，永磁体20、21相对于霍尔效应元件11旋转，该霍尔效应元件11经由基部7固定到壳体2。此外，霍尔效应元件11可以相对于固定的永磁体20、21旋转。

在每一前述实施例中，位置检测装置1用于电子控制式节流阀9中。此外，位置检测装置1可以用于除电子控制式节流阀9以外的装置或机械结构中。

在每一前述实施例中，霍尔效应元件11与DSP12一起集成在霍尔IC10中，该霍尔IC10固定于壳体2的基部7。此外，霍尔效应元件11和DSP12也可以分离地布置。另外，DSP12可以与霍尔IC10分离地布置。另外，DSP12可以与壳体2的基部7分离地布置。

虽然仅选择了所选定的示例性实施例来说明本公开内容，但是可以在不脱离如所附权利要求所定义的本公开内容的范围的情况下根据本公开内容对其作出各种变化和修改，这对本领域技术人员而言是显而易见的。此外，仅用于说明的目的来提供根据本公开内容的上述示例性实施例的描述，而不是为了限制由所附权利要求及其等同形式所定义的本公开内容。

Claims (7)

1.一种位置检测装置，包括：

磁产生器（20、21）；

磁检测器（11），其输出与由所述磁检测器与所述磁产生器之间的相对旋转运动所产生的磁通密度的变化相对应的电压；

存储器（13），其存储关系表达式，所述关系表达式表示所述磁产生器相对于所述磁检测器的相对旋转角与从所述磁检测器输出的所述电压之间的关系；

旋转角计算器（12），其电耦合到所述磁检测器和所述存储器，所述旋转角计算器基于从所述磁检测器输出的所述电压和存储在所述存储器中的所述关系表达式来计算所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角，

其中，当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角被定义为θ、从所述磁检测器输出的对应于所述旋转角θ的所述电压被定义为VH、从所述磁检测器输出的所述电压的真正最大值被定义为V₀、对所述磁产生器相对于所述磁检测器在所述相对旋转运动的旋转方向上的位置偏移进行校正的第一真正校正值被定义为b、以及对所述磁产生器相对于所述磁检测器在垂直于所述旋转方向的方向上的位置偏移进行校正的第二真正校正值被定义为c时，由关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b来计算所述相对旋转角，

其中，由所述旋转角计算器基于第一相对旋转角、第一电压、第二相对旋转角、第二电压和第三相对旋转角来计算所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值，

其中，当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第一相对旋转角时，所述磁检测器输出所述第一电压，

其中，当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第二相对旋转角时，所述磁检测器输出所述第二电压，并且

其中，当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第三相对旋转角时，所述磁检测器输出具有零值的电压。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，

其中，由所述旋转角计算器基于表达式VH=α×θ+β来计算所述第三相对旋转角，

其中，α表示第一恒定值，并且β表示第二恒定值，并且

其中，利用表达式VH=α×θ+β，基于所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压来计算所述第一恒定值和所述第二恒定值。

3.根据权利要求1所述的位置检测装置，

其中，由所述旋转角计算器基于表达式VH=FV1×sin(θ+b1)来计算所述第三相对旋转角，

其中，FV1表示第一暂定最大电压，并且b1表示第一暂定校正值，并且

其中，利用表达式VH=FV1×sin(θ+b1)，基于所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压来计算所述第一暂定最大电压和所述第一暂定校正值。

4.根据权利要求1所述的位置检测装置，

其中，由所述旋转角计算器基于表达式VH=FV2×sinθ+c1来计算所述第三相对旋转角，

其中，FV2表示第二暂定最大电压，并且c1表示第二暂定校正值，并且

其中，利用表达式VH=FV2×sinθ+c1，基于所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压来计算所述第二暂定最大电压和所述第二暂定校正值。

5.一种根据权利要求1或2所述的位置检测装置的制造方法，包括：

组装所述磁检测器和所述磁产生器，以使得所述磁产生器能够以相对的方式相对于所述磁检测器旋转地移动，所述磁检测器输出与所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角相对应的所述电压；

当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第一相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第一电压；

当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第二相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第二电压；

通过向表达式VH=α×θ+β中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压，来计算所述第三相对旋转角，其中α表示第一恒定值且β表示第二恒定值，从所述磁检测器输出的所述电压的值在所述第三相对旋转角的情况下为零；

通过向关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角、所述第二电压和所述第三相对旋转角，来计算作为未知值的所述真正最大值、所述第一真正校正值b和所述第二真正校正值c；

向所述关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b中代入所计算出的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；并且

在所述存储器中存储所述关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b。

6.一种根据权利要求1或3所述的位置检测装置的制造方法，包括：

组装所述磁检测器和所述磁产生器，以使得所述磁产生器能够以相对的方式相对于所述磁检测器旋转地移动，所述磁检测器输出与所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角相对应的所述电压；

当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第一相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第一电压；

当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第二相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第二电压；

通过向表达式VH=FV1×sin(θ+b1)中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压，来计算所述第三相对旋转角，其中FV1表示第一暂定最大电压且b1表示第一暂定校正值，从所述磁检测器输出的所述电压的值在所述第三相对旋转角的情况下为零；

通过向关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角、所述第二电压和所述第三相对旋转角，来计算作为未知值的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；

向所述关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b中代入所计算出的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；并且

在所述存储器中存储所述关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b。

7.一种根据权利要求1或4所述的位置检测装置的制造方法，包括：

组装所述磁检测器和所述磁产生器，以使得所述磁产生器能够以相对的方式相对于所述磁检测器旋转地移动，所述磁检测器输出与所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角相对应的所述电压；

当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第一相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第一电压；

当所述磁产生器相对于所述磁检测器的所述相对旋转角等于所述第二相对旋转角时，测量从所述磁检测器输出的所述电压作为所述第二电压；

通过向表达式VH=FV2×sinθ+c1中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角和所述第二电压，来计算所述第三相对旋转角，其中FV2表示第二暂定最大电压且c1表示第二暂定校正值，从所述磁检测器输出的所述电压的值在所述第三相对旋转角的情况下为零；

通过向关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b中代入所述第一相对旋转角、所述第一电压、所述第二相对旋转角、所述第二电压和所述第三相对旋转角，来计算作为未知值的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；

向所述关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b中代入所计算出的所述真正最大值、所述第一真正校正值和所述第二真正校正值；并且

在所述存储器中存储所述关系表达式θ=sin^-1((VH-c)/V₀)–b。

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