CN104748654A - 位置传感装置 - Google Patents

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CN104748654A CN201410829418.3A CN201410829418A CN104748654A CN 104748654 A CN104748654 A CN 104748654A CN 201410829418 A CN201410829418 A CN 201410829418A CN 104748654 A CN104748654 A CN 104748654A
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Abstract

本发明涉及一种位置传感装置。第一轭(10)和第二轭(15)中的每个具有在轭的一个端部(11、16)与另一端部(12、17)之间的中间部(35、36)。当沿着相对方向观察所述第一和第二轭时，沿垂直于旋转方向的方向测量的每个轭的中间部的宽度小于轭的一个端部的宽度和另一端部的宽度并且所述中间部的宽度沿着中间部在旋转方向的整个延伸区域恒定。

Description

位置传感装置
技术领域
本发明涉及一种位置传感装置，其感测传感对象的位置。
背景技术
已知的磁性位置传感装置感测相对于参考元件移动的传感对象的位置。这种类型的位置传感装置包括两个磁体、两个轭(磁通传导元件)和磁通密度传感装置(磁通密度传感器件)。磁体和轭形成闭合的磁回路。磁通密度传感装置例如是安装在闭合的磁回路内侧的霍尔元件。例如，磁体和轭安装到传感对象并且磁通密度传感装置安装到参考元件。穿过磁通密度传感装置的磁通的密度响应于磁通密度传感装置相对于轭的位置而变化。位置传感装置基于穿过磁通密度传感装置的磁通的密度感测传感对象的位置。
例如，JP2009-085913A公开的位置传感装置感测相对于参考元件旋转的传感对象的旋转角度。在所述位置传感装置中，两个轭沿传感对象的旋转方向相对于彼此平行地延伸并且沿着被称为相对方向的方向彼此相对。当沿相对方向观察轭时，每个轭的宽度从轭的两个端部的每个朝向轭的中心逐渐减小。通过这个构造增大存在于轭之间的间隙内的漏磁通，并且从而能够提高磁通密度传感装置的输出信号的线性度，也就是，能够将传感对象的旋转角度与磁通密度传感装置的输出电压之间的关系近似为线性关系。
轭的位于旋转方向的中心的中心部的宽度与轭的端部的宽度相比相对较小，所述轭的端部在旋转方向彼此相反。因此，JP2009-085913A的位置传感装置易受由外部磁场导致的干扰。从而，为了避免外部磁场的影响，轭的中心部的宽度不能够从预定的最小宽度减小，所述预定的最小宽度被需要以提供足够的抵抗干扰的抗干扰性。因此，存在关于增大轭之间的间隙中漏磁通的量的极限。而且，在被设计以提供磁通密度传感装置的输出信号的良好线性度的轭的中心部的宽度小于被需要以提供足够的抵抗干扰的抗干扰性的预定的最小宽度的情况下，轭的中心部的宽度必须在牺牲输出信号的线性度的同时作出变化。
而且，难以设计和制造具有逐渐变化的宽度的轭。
发明内容
本发明鉴于上述缺点而做出。因此，本发明的目标是提供一种位置传感装置，所述位置传感装置能够在提高磁通密度传感装置的输出信号的线性度的同时限制抵抗干扰的抗干扰性的劣化，并且所述位置传感装置能够使得磁通传导元件的设计和制造容易。
根据本发明，提供一种用于传感相对于参考元件移动的传感对象的位置的位置传感装置。所述位置传感装置包括第一磁通传导元件、第二磁通传导元件、第一磁通发生器、第二磁通发生器和磁通密度传感装置。第一磁通传导元件沿传感对象的移动方向延伸。第二磁通传导元件与第一磁通传导元件平行地沿传感对象的移动方向延伸。第一磁通传导元件和第二磁通传导元件安装到参考元件和传感对象中的一个。第一磁通发生器放置在第一磁通传导元件的一个端部与第二磁通传导元件的一个端部之间。第二磁通发生器放置在第一磁通传导元件的沿传感对象的移动方向与第一磁通传导元件的所述一个端部相反的另一端部与第二磁通传导元件的沿传感对象的移动方向与第二磁通传导元件的所述一个端部相反的另一端部之间。磁通密度传感装置放置在第一磁通传导元件与第二磁通传导元件之间的间隙中并且安装到参考元件和传感对象的另一个。磁通密度传感装置输出对应于穿过磁通密度传感装置的磁通的密度的输出信号。第一磁通传导元件和第二磁通传感元件沿着定义为相对方向的预定方向彼此相对。第一磁通传导元件具有定位在所述第一磁通传导元件的所述一个端部与所述另一端部之间的第一中间部。当沿相对方向观察第一磁通传导元件时，沿垂直于传感对象的移动方向的方向测量的第一中间部的宽度小于沿垂直于传感对象的移动方向的方向测量的第一磁通传导元件的所述一个端部的宽度和所述另一端部的宽度。第一中间部的宽度沿着所述第一中间部在传感对象的移动方向上的整个延伸区域恒定。第二磁通传导元件具有定位在所述第二磁通引导元件的所述一个端部与所述另一端部之间的第二中间部。当沿相对方向观察第二磁通传导元件时，沿垂直于传感对象的移动方向的方向测量的第二中间部的宽度小于沿垂直于传感对象的移动方向的方向测量的第二磁通传导元件的所述一个端部的宽度和所述另一端部的宽度。所述第二中间部的宽度沿着所述第二中间部在传感对象的移动方向上的整个延伸区域恒定。
附图说明
本文中所描绘的附图仅仅是为了示出的目的并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。
图1是其中应用根据本发明第一实施例的位置传感装置的旋转驱动装置的示意性横截面图；
图2是沿着图1的线II-II截取的横截面图；
图3是沿着图2的箭头III的方向得到的视图；
图4是示出图2所示的可旋转体的旋转角度与穿过霍尔元件的磁通的密度之间的关系的图；
图5是示出图2所示的可旋转体的旋转角度与霍尔元件的输出电压之间的关系的图；
图6是根据本发明第二实施例的位置传感装置的局部放大横截面图；
图7是沿着图6的箭头VII的方向得到的视图；
图8是根据本发明第三实施例的位置传感装置的局部放大横截面图；
图9是沿着图8的方向IX得到的视图；
图10是根据本发明第四实施例的位置传感装置的局部放大横截面图；
图11是根据本发明第五实施例的位置传感装置的局部放大横截面图；
图12是其中应用根据本发明第六实施例的位置传感装置的旋转驱动装置的示意性横截面图；
图13是根据本发明第七实施例的位置传感装置的局部放大示意图；
图14是沿着图13的箭头XIV的方向得到的视图；
图15是根据本发明第八实施例的位置传感装置的局部放大横截面图；
图16是沿着图15的箭头XVI的方向得到的视图；和
图17是对比示例的位置传感装置沿着可旋转体的径向方向得到的视图，其对应于本发明的第一实施例的图3。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的各个实施例。在下面的实施例中，相同的部件将以相同的附图标记表示并且为了简化将不再冗余地描述。
(第一实施例)
根据本发明的第一实施例的位置传感装置安装在如图1所示的旋转驱动装置中。旋转驱动装置80用来打开和关闭废气门阀(未示出)。在设置有涡轮增压器的增压式内燃机中，废气门阀通过打开和关闭旁路涡轮的旁路通道而调整供应到涡轮增压器的涡轮的发动机的排气流量。
首先，将参考图1描述旋转驱动装置80的结构。旋转驱动装置80包括壳体81、外壳82、电动机(下文中简称为电机)85、可旋转体87、输出轴92和位置传感装置5。
壳体81具有电机接收室并且固定到车辆(例如，汽车)的本体或固定到安装到车辆的本体的元件。
外壳82包括盖部83和连接器部84。盖部83固定到壳体81的开口，并且连接器部84从盖部83向外突出。
电机85接收在壳体81中并且通过电源端子93电连接到电子控制单元(ECU)95，其也被称为电子控制装置。当电力从电子控制单元95供应到电机85时，电机85驱动电机轴86以使得所述电机轴86旋转。
可旋转体87是与电机轴86同轴的圆板元件。可旋转体87具有通孔88。通孔88形成在从旋转轴线96径向地向外移位的位置处并且通孔88构造为沿着周向方向延伸的弧形形式。可旋转体87以使得能够从电机轴86向可旋转体87传送旋转的方式连接到电机轴86。
输出轴92与电机轴86同轴并且由外壳82可旋转地支撑。输出轴92以实现从可旋转体87向输出轴92传送旋转的方式连接到可旋转体87。输出轴92通过连杆机构(未示出)连接到废气门阀。
位置传感装置5放置在在轴向方向与可旋转体87的位置相一致并且在径向方向从旋转轴线96移位的位置处。外壳82用作本发明的参考元件并且可旋转体87用作本发明的传感对象。位置传感装置5通过信号端子94电连接到电子控制单元95。
当电力从电子控制单元95供应到旋转驱动装置80时，旋转驱动装置80通过电机85使得输出轴92旋转并且从位置传感装置5向电子控制单元95输出对应于可旋转体87的旋转角度的电压。电子控制单元95基于位置传感装置5的输出电压驱动电机85并且执行反馈控制操作以使得可旋转体87的旋转角度与目标值相一致。
然后，将参考图1和图2描述位置传感装置5的基本结构。
位置传感装置5包括第一轭10、第二轭15、第一磁体(也称为第一永磁体)25、第二磁体(也称为第二永磁体)26和短路磁路径部30。
第一轭10由磁性材料制成并且沿着可旋转体87的通孔88的定位在径向外侧上的内壁(径向外侧内壁)89沿可旋转体87的旋转方向延伸。第一轭10固定到可旋转体87并且用作本发明的第一磁通传导元件。第一轭10构造为沿旋转方向弧形地延伸的弧形形式。
在下文中，“旋转方向”用来指可旋转体87的旋转方向。旋转方向用作本发明的移动方向。
第二轭15由磁性材料制成并且沿着可旋转体87的通孔88的定位在径向内侧上的内壁(径向内侧内壁)91与第一轭10平行地沿旋转方向延伸。第二轭15固定到可旋转体87并且用作本发明的第二磁通传导元件。第二轭15构造为沿旋转方向弧形地延伸的弧形形式。
第一磁体25放置在并且直接保持在第一轭10的一个端部11与第二轭15的一个端部16之间。第一磁体25用作本发明的第一磁通发生器。第一磁体25的磁化方向与轭的相对方向相一致，并且第一磁体25的北极(N-极)定位在径向外侧上，并且第一磁体25的南极(S-极)定位在径向内侧上。在下文中，相对方向将用来指第一轭10和第二轭15沿着其彼此相对的方向。更具体地，第一轭10和第二轭15沿预定的方向彼此相对，并且这个预定的方向被定义为并且被称为相对方向。在该实施例中，相对方向与可旋转体87的径向方向(即，垂直于可旋转体87的旋转轴线96的方向)一致。
第二磁体26放置在并且直接保持在第一轭10的沿旋转方向与第一轭10的一个端部11相反的另一端部(另一个端部)12与第二轭15的沿旋转方向与第二轭15的一个端部16相反的另一端部(另一个端部)17之间。第二磁体26的磁化方向与轭的相对方向相一致，并且第二磁体26的北极(N-极)定位在径向内侧上，并且第二磁体26的南极(S-极)定位在径向外侧上。
第一轭10和第二轭15是连接在第一磁体25与第二磁体26之间的磁回路构成元件。第一轭10和第二轭15与第一磁体25和第二磁体26协作形成闭合的磁回路。构造为沿旋转方向延伸的弧形形式的间隙20在第一轭10与第二轭15之间形成。
从第一磁体25的N极输出的磁通包括返回磁通、漏磁通和直接传递磁通。从第一磁体25的N极输出的返回磁通通过第一轭10流到第二磁体26的S极。从第一磁体25的N极输出的漏磁通通过在第一轭10与第二轭15之间形成的间隙20从第一轭10流动到第二轭15。从第一磁体25的N极输出的直接传递磁通通过间隙20而不穿过第一轭10和第二轭15流到第一磁体25的S极。
从第二磁体26的N极输出的磁通包括返回磁通、漏磁通和直接传递磁通。从第二磁体26的N极输出的返回磁通通过第二轭15流到第一磁体25的S极。从第二磁体26的N极输出的漏磁通通过间隙20从第二轭15流动到第一轭10。从第二磁体26的N极输出的直接传递磁通通过间隙20而不穿过第一轭10和第二轭15流到第二磁体26的S极。
短路磁路径部30包括霍尔IC 31和模制元件32。霍尔IC 31嵌入模制在由树脂制成的模制元件32中。模制元件32固定到外壳82。霍尔IC 31包括霍尔元件33。霍尔元件33是利用霍尔效应的磁电转换器。霍尔元件33输出对应于穿过霍尔元件33的磁传感表面的磁通的密度的电压并且用作本发明的磁通密度传感装置。穿过霍尔元件33的磁通的密度响应于在可旋转体87旋转时在霍尔元件33与闭合磁回路之间的相对位置的变化而增大或减小。
然后，将参考图2至图5描述位置传感装置5的特征结构。
如图2和图3所示，第一轭10包括第一轭10的一个端部11与另一端部12之间的中间部35。在该实施例中，中间部35直接连接到第一轭10的一个端部11和另一端部12中的每个。当沿相对方向观察第一轭10时，沿垂直于旋转方向的方向(图3中的顶部-底部方向)测量的中间部35的宽度b1小于沿垂直于旋转方向的方向测量的第一轭10的一个端部11的宽度b2和另一端部12的宽度b2。中间部35的宽度b1沿着中间部35在旋转方向(移动方向)的整个延伸区域恒定。中间部35用作本发明的第一中间部。而且，一个端部11的宽度b2沿着一个端部11在旋转方向的整个延伸区域恒定，另一端部12的宽度b2沿着另一端部12在旋转方向的整个延伸区域恒定。
第二轭15包括在第二轭15的一个端部16与另一端部17之间的中间部36。在该实施例中，中间部36直接连接到第二轭15的一个端部16和另一端部17。当沿相对方向观察第二轭15时，沿垂直于旋转方向的方向(图3的顶部-底部方向)测量的中间部36的宽度b1小于沿垂直于旋转方向的方向测量的第二轭15的一个端部16的宽度b2和另一端部17的宽度b2。中间部36的宽度b1沿着中间部36在旋转方向(移动方向)的整个延伸区域恒定。中间部36用作本发明的第二中间部。而且，一个端部16的宽度b2沿着一个端部16在旋转方向的整个延伸区域恒定并且另一端部17的宽度b2沿着另一端部17在旋转方向的整个延伸区域恒定。
如图2所示，在该实施例中，由第一轭10的中间部35在旋转方向占据的尺寸和延伸范围与由第二轭15的中间部36在旋转方向占据的尺寸和延伸范围相一致。在下文中，每个中间部35、36的上述范围将称为中间范围(也称为中间部35、36的第一和第二中间范围)θb。可旋转体87的旋转角度(位置)在其中被沿旋转方向感测的范围定义为传感范围θfs。
图4示出特征线L1，其在正交坐标系中表示可旋转体87的旋转角度θ与穿过霍尔元件33的磁通的密度B之间的关系。旋转角度θ用作本发明的传感对象的位置。而且，图5表示表示特征线L2，其表示旋转角度θ与霍尔元件33的输出电压V之间的关系。输出电压V用作本发明的输出信号。
在图4中，感应的磁通密度B在特征线L1上为零(0)的坐标定义为零点P0L1。而且，在图5中，对应于图4的零点P0L1并且位于特征线L2上的坐标定义为零点P0L2。延伸穿过零点P0L2并且具有是理想斜率a的斜率的理想直线L3在图5中通过双点划线表示。
在该实施例中，中间范围(第一中间范围和第二中间范围)θb被设置以使得特征线L2与理想直线L3之间的输出电压差(输出信号差)保持等于或小于预定值V1。预定值V1鉴于所需要的准确度确定。
具体地，中间范围θb通过以下步骤(A)和步骤(B)以此顺序设置。中间范围θb具有不与传感范围θfs重叠的两个不重叠范围。在以下讨论中，不重叠范围中的一个定义为第一超出范围(也称为第一超出部分或第一超出角度)θs1，并且不重叠范围中的另一个定义为第二超出范围(也称为第二超出部分或第二超出角度)θs2。
(A)基于可旋转体87的操作角度范围确定传感范围θfs。
(B)第一轭10和第二轭15中的每个的宽度在一个端部11、16与中间部35、36之间的连接(过渡)处和另一端部12、17与中间部35、36之间的连接(过渡)处急剧变化。因此，如图5所示，特征线L2的斜率在中间范围θb的两个端部范围(部分)处相对大地变化。因此，能够通过尽可能多地增大第一超出范围θs1和第二超出范围θs2提高在传感范围θfs处特征线L2的线性。在该实施例中，第一超出范围(第一超出角度)θs1和第二超出范围(第二超出角度)θs2被确定以使得在传感范围θfs中的特征线L2与理想直线L3之间的输出电压差保持等于或小于预定值V1。
在该实施例中，第一超出范围(第一超出角度)θs1和第二超出范围(第二超出角度)θs2彼此相等。而且，传感范围θfs在旋转方向(移动方向)的中心位置Pfs与中间范围θb在旋转方向(移动方向)的中心位置Pb相一致。而且，第一磁体25的磁力与第二磁体26的磁力彼此相等。中心位置Pfs和中心位置Pb是穿过霍尔元件33的磁通密度在此处为零(0)的位置(零位置)。
现在，将通过该实施例与对比示例的比较讨论该实施例的优点。如图17所示，对比示例的位置传感装置200具有第一轭201和第二轭202。当沿相对方向观察第一轭201和第二轭202中的每个时，轭201、202的宽度从在轭201、202的两个端部203、204中的每个处的宽度w2沿旋转方向逐渐减小到在轭201、202的中心部处的宽度w1。
为了对比的目的，第一实施例的轭的尺寸和对比示例的轭的尺寸被设置以彼此相当。具体地，第一实施例的每个轭10、15的每个端部11、12、16、17的宽度b2被调整以与对比示例的每个轭201、202的每个端部203、204的宽度w2相同，并且第一实施例的每个轭10、15的中间部35、36的宽度b1和对比示例的轭201、202的中心部的宽度w1设置为能够提供所需要的抵抗干扰的抗干扰性的预定的宽度(宽度b1＝宽度w1)。在这种情况下，如图4所表示的，在该实施例中泄漏到轭之间的间隙中的漏磁通的量(见图4中通过实线表示的特征线L1)与对比示例中泄漏到轭之间的间隙中的漏磁通的量(见图4中通过虚线表示的特征线L0)相比增大。
现在将描述第一实施例的优点。
如上所述，在第一实施例中，第一和第二轭10、15的每个的中间部35、36的宽度b1小于第一和第二轭10、15的每个的端部11、12、16、17的宽度b2并且所述中间部35、36的宽度沿着中间部35、36在旋转方向的整个延伸区域恒定。
通过这个构造，在轭之间的间隙中存在的漏磁通的量与对比示例的漏磁通的量相比增大。当在轭之间的间隙中存在的漏磁通的量增大时，能够获得以下优点。
(1)由外部磁场导致的干扰对霍尔元件33感测的磁通密度的影响比减小以使得提高抵抗由外部磁场导致的干扰的抗干扰性。
(2)在霍尔元件33处的磁-电转换的过程中的信号放大能够设置为相对较小以使得能够减小例如电力源的噪音的放大的影响并且从而能够限制霍尔元件33的输出电压相对于其理想电压的变化。
从而，根据第一实施例，限制了第一和第二轭10、15的在旋转方向居中的中心部处抵抗干扰的抗干扰性的降低，并且同时能够提高霍尔元件33的输出电压V的线性度(特征线L2的线性度)。
而且，第一轭10和第二轭15的每个的形状与上述讨论的对比示例相比更简单以使得轭10、15的设计和制造容易。
而且，根据第一实施例，中间范围θb设置为大于传感范围θfs并且设置为包括全部传感范围θfs。因此，传感范围θfs能够设置为中间范围θb的中间部分，其不包括中间范围θb的两个端部部分，在所述两个端部部分处，特征线L2的斜率相对大地变化。因此，能够提高在传感范围θfs中特征线L2的线性度。
而且，在第一实施例中，中间范围θb被设置以使得特征线L2与理想直线L3之间的输出电压差(输出信号差)保持等于或小于预定值V1。因此，在传感范围θfs中，特征线L2能够进一步近似到理想直线L3，并且从而能够进一步提高特征线L2的线性度。
(第二实施例)
将参考图6和图7描述根据本发明的第二实施例的位置传感装置。
如图6和图7所示，位置传感装置40的第一轭41包括第一轭41的一个端部11与另一端部13之间的中间部42。当沿相对方向观察第一轭41和第二轭15时，第一轭41的中间部(第一中间部)42的宽度b3和第二轭15的中间部(第二中间部)36的宽度b1彼此不同。
具体地，如图7所示，第一轭41的中间部42的宽度b3大于第二轭15的中间部36的宽度b1并且小于第一轭41的端部11、12的宽度b2。宽度b1和宽度b3被设置以使得第一轭41的磁导率与第二轭15的磁导率变得彼此相等。
根据第二实施例，能够在相对方向均匀地设置第一轭41与第二轭15之间的间隙中的磁场的变化以使得能够提高传感准确度。而且，根据第二实施例，能够提高抵抗由定位在第一轭41的径向外侧上的外部磁场导致的干扰的抗干扰性。
(第三实施例)
将参考图8和图9描述根据本发明的第三实施例的位置传感装置。
如图8和图9所示，位置传感装置45的第二轭46包括在第二轭46的一个端部16与另一端部17之间的中间部47。当沿相对方向观察第一轭10和第二轭16时，第一轭10的中间部(第一中间部)36的宽度b1与第二轭46的中间部(第二中间部)47的宽度b4彼此不同。
具体地，如图9所示，第二轭46的中间部47的宽度b4大于第一轭10的中间部35的宽度b1并且小于第二轭46的端部16、17的宽度b2。
根据第三实施例，能够提高抵抗由定位在第二轭46的径向内侧上的外部磁场导致的干扰的抗干扰性。
(第四实施例)
将参考图10描述根据本发明的第四实施例的位置传感装置。
如图10所示，位置传感装置50的第一轭51包括在第一轭51的一个端部52与另一端部53之间的中间部54。由第一轭51的中间部(第一中间部)54在旋转方向占据的范围不同于由第二轭15的中间部(第二中间部)36在旋转方向占据的范围。
具体地，第一轭51的中间部54在旋转方向占据的范围定义为第一中间范围θb-1。第二轭15的中间部36在旋转方向占据的范围定义为第二中间范围θb-2。第一中间范围θb-1小于第二中间范围θb-2。第一中间范围θb-1和第二中间范围θb-2被设置以使得第一轭51的磁导率和第二轭15的磁导率变得彼此相等。
根据第四实施例，能够在相对方向均匀地设置第一轭51与第二轭15之间的间隙内的磁场的变化以使得能够提高传感准确度。
(第五实施例)
将参考图11描述根据本发明的第五实施例的位置传感装置。
如图11所示，位置传感装置55的第二轭56包括第二轭56的一个端部57与另一端部58之间的中间部59。由第一轭10的中间部(第一中间部)35在旋转方向占据的范围不同于由第二轭56的中间部(第二中间部)59在旋转方向占据的范围。
具体地，第一轭10的中间部35在旋转方向占据的范围定义为第一中间范围θb-3。第二轭56的中间部59在旋转方向占据的范围定义为第二中间范围θb-4。第二中间范围θb-4小于第一中间范围θb-3。
根据第五实施例，第一轭10与第二轭56之间的间隙中的磁场能够不同于第一实施例的所述磁场，并且从而能够增加设计自由度。
(第六实施例)
将参考图12描述根据本发明的第六实施例的位置传感装置。
如图12所示，位置传感装置60的短路磁路径部61包括两个磁通收集轭62，其被设置以将漏磁场(漏磁通)收集和供应到霍尔IC 31。在霍尔IC 31保持在间隙20中的两个磁通收集轭62之间的同时，两个磁通收集轭62在相对方向一个接一个布置。
根据第六实施例，能够增大动态范围(传感范围θfs中的输出电压V的范围)以提高传感准确度。
(第七实施例)
将参考图13和图14描述根据本发明的第七实施例的位置传感装置。
在位置传感装置70中，第一轭71和第二轭72沿可旋转体73的轴向方向彼此相对并且沿可旋转体73的旋转方向延伸。以此方式，轭71、72和磁体25、26形成在径向外侧上开放的闭合磁回路。短路磁路径部30从可旋转体73的径向外侧插入所述闭合磁回路中。
即使在这个实施例中，只要第一轭71的中间部74的宽度b1和第二轭72的中间部75的宽度b1中的每个小于轭71、72的端部76-79的宽度b2并且沿着中间部74、75在旋转方向的整个延伸区域恒定，就能够获得与第一实施例类似的优点。
(第八实施例)
现在将参考图15和图16描述根据本发明的第八实施例的位置传感装置。在图16中，为了方便，没有描绘输出元件102。
位置传感装置100适用于换挡致动器101。换挡制动器101是安装在变速器(诸如自动控制的手动变速器或双离合变速器)中以执行换挡操作和/或选择操作的致动器。换挡致动器101的输出元件102相对于壳体111线性地移动。输出元件102用作本发明的传感对象，并且壳体111用作本发明的参考元件。
在位置传感装置100中，第一轭103、第二轭104、第一磁体25和第二磁体26形成闭合磁回路。第一轭103和第二轭104分别构造为沿输出元件102的移动方向延伸的线性形式并且固定到输出元件102。
即使在这个实施例中，其中相对于参考元件线性移动的可移动体(传感对象)的位置被传感，只要第一轭103的中间部105的宽度b1和第二轭104的中间部106的宽度b1中的每个小于轭103、104的端部107-110的宽度b2，就能够获得与第一实施例类似的优点。
现在将描述上述实施例的修改。
在上述实施例的修改中，第一轭的一个端部的宽度和另一端部的宽度可以彼此不同。额外地或可替代地，第二轭的一个端部的宽度和另一端部的宽度可以彼此不同。
在上述实施例的另一修改中，形成闭合磁回路的元件可以安装到外壳并且霍尔IC可以安装到可旋转体。
在上述实施例的另一修改中，可以使用任何其他类型的磁通发生器代替第一磁体和第二磁体。
在上述实施例的另一修改中，位置传感装置可以安装到另一类型的可旋转元件，诸如，减速器的安装在电机与输出轴之间的最终减速元件。
在上述实施例的另一修改中，旋转驱动装置不局限于适用于废气门阀装置并且可以适用于另一装置，诸如可变容积涡轮增压器的可变叶片控制装置、排气节流阀或排气选择阀的阀驱动装置或可变进气机构的阀驱动装置。
本发明不局限于上述实施例和其变体。也就是，上述实施例和其变体可以进一步以各种方式修改而不离开本发明的原理。

Claims (8)

1.一种位置传感装置，用于传感相对于参考元件(82)移动的传感对象(87、102)的位置，所述位置传感装置包括：
沿所述传感对象(87、102)的移动方向延伸的第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)；
平行于所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)沿所述传感对象(87、102)的所述移动方向延伸的第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)，其中所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)和所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)安装到所述参考元件(82)和所述传感对象(87、102)中的一个；
第一磁通发生器(25)，其放置在所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)的一个端部(11、52、76、107)与所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)的一个端部(16、57、78、109)之间；
第二磁通发生器(26)，其放置在所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)的另一端部(12、53、77、108)与所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)的另一端部(17、58、79、110)之间，所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)的所述另一端部(12、53、77、108)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上与所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)的所述一个端部(11、52、76、107)相反，所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)的所述另一端部(17、58、79、110)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上与所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)的所述一个端部(16、57、78、109)相反；和
磁通密度传感装置(33)，其放置在所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)与所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)之间的间隙(20)中并且安装到所述参考元件(82)和所述传感对象(87、102)中的另一个，其中：
所述磁通密度传感装置(33)输出与穿过所述磁通密度传感装置(33)的磁通的密度对应的输出信号；
所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)和所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)沿定义为相对方向的预定方向彼此相对；
所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)具有定位在所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)的所述一个端部(11、52、76、107)与所述另一端部(12、53、77、108)之间的第一中间部(35、42、54、74、105)；
当沿所述相对方向观察所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)时，沿垂直于所述传感对象(87、102)的所述移动方向的方向测量的所述第一中间部(35、42、54、74、105)的宽度小于沿垂直于所述传感对象(87、102)的所述移动方向的方向测量的所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)的所述一个端部(11、52、76、107)的宽度和所述另一端部(12、53、77、108)的宽度；
所述第一中间部(35、42、54、74、105)的宽度沿着所述第一中间部(35、42、54、74、105)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上的整个延伸区域恒定；
所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)具有定位在所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)的所述一个端部(16、57、78、109)与所述另一端部(17、58、79、110)之间的第二中间部(36、47、59、75、106)；
当沿所述相对方向观察所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)时，沿垂直于所述传感对象(87、102)的所述移动方向的方向测量的所述第二中间部(36、47、59、75、106)的宽度小于沿垂直于所述传感对象(87、102)的所述移动方向的方向测量的所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)的所述一个端部(16、57、78、109)的宽度和所述另一端部(17、58、79、110)的宽度；和
所述第二中间部(36、47、59、75、106)的宽度沿着所述第二中间部(36、47、59、75、106)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上的整个延伸区域恒定。
2.根据权利要求1所述的位置传感装置，其中：
所述传感对象(87)的位置被沿所述传感对象(87、102)的所述移动方向感测的范围定义为传感范围(θfs)；
由所述第一磁通传导元件(10、41、51、71、103)的所述第一中间部(35、42、54、74、105)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上占据的范围定义为第一中间范围(θb、θb-1、θb-3)；
由所述第二磁通传导元件(15、46、56、72、104)的所述第二中间部(36、47、59、75、106)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上占据的范围定义为第二中间范围(θb、θb-2、θb-4)；和
所述第一中间范围(θb、θb-1、θb-3)和所述第二中间范围(θb、θb-2、θb-4)设置为大于所述传感范围(θfs)并且设置为包括所述传感范围(θfs)的全部。
3.根据权利要求2所述的位置传感装置，其中：
所述传感对象(87、102)所处的穿过所述磁通密度传感装置(33)的磁通的密度(B)为零的位置定义为零位置；
在正交坐标系中表示所述传感对象(87、102)的位置与所述磁通密度传感装置(33)的所述输出信号(V)之间的关系的图形线定义为特征线(L2)；
对应于所述零位置并且位于所述特征线(L2)上的坐标定义为零点(P0L2)；
延伸穿过所述零点(P0L2)并且具有理想斜率的图形线定义为理想直线(L3)；和
所述第一中间范围(θb、θb-1、θb-3)和所述第二中间范围(θb、θb-2、θb-4)被设置以使得在所述传感范围(θfs)内所述特征线(L2)与所述理想直线(L3)之间的输出信号差保持等于或小于预定值(V1)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的位置传感装置，其中，当沿所述相对方向观察所述第一磁通传导元件(10、41)和所述第二磁通传导元件(15、46)时，所述第一磁通传导元件(10、41)的所述第一中间部(35、42)的宽度与所述第二磁通传导元件(15、46)的所述第二中间部(36、47)的宽度彼此不同。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的位置传感装置，其中：
由所述第一磁通传导元件(10、51)的所述第一中间部(35、54)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上占据的范围定义为第一中间范围(θb-1、θb-3)；
由所述第二磁通传导元件(15、56)的所述第二中间部(36、59)在所述传感对象(87、102)的所述移动方向上占据的范围定义为第二中间范围(θb-2、θb-4)；和
所述第一中间范围(θb-1、θb-3)不同于所述第二中间范围(θb-2、θb-4)。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的位置传感装置，其中：
所述传感对象(87)能够相对于所述参考元件(82)旋转；
所述第一磁通传导元件(10、41、51)和所述第二磁通传导元件(15、46、56)分别构造为沿所述传感对象(87、102)的所述移动方向弧形地延伸的弧形形式并且在所述传感对象(87)的径向方向上彼此相对。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的位置传感装置，其中：
所述传感对象(87)能够相对于所述参考元件(82)旋转；和
所述第一磁通传导元件(71)和所述第二磁通传导元件(72)分别构造为沿所述传感对象(87、102)的所述移动方向弧形地延伸的弧形形式并且在所述传感对象(87)的轴向方向上彼此相对。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的位置传感装置，其中：
所述传感对象(102)能够相对于所述参考元件(82)线性地移动；和
所述第一磁通传导元件(103)和所述第二磁通传导元件(104)分别构造为沿所述传感对象(87、102)的所述移动方向延伸的线性形式。
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