DE19709426C2

DE19709426C2 - Zum Erfassen einer Winkelverschiebung und einer Richtung einer Ventilachse angeordneter Sensor

Info

Publication number: DE19709426C2
Application number: DE19709426A
Authority: DE
Inventors: Hirotsugu Nakazawa
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2017-03-08
Also published as: DE19709426A1; US5889400A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Drehwinkel- (Winkelverschiebung und ihre Richtung) Sensor, der zum Erfassen eines Winkels (und seiner Richtung) ange ordnet ist, über den eine Ventilachse gedreht ist, und der auf einen Motordrosselventil-Öffnungswinkelsensor anwendbar ist.

Bei einem Automobilfahrzeug, in dem ein elektronisch gesteu ertes Kraftstoffeinspritzsystem aufgebracht ist, wird ein Öffnungswinkel (ein Drehwinkel) eines Motordrosselventils, das in einem Ansaugluftkanal des Motors eingebaut ist, er faßt, wobei der erfaßte Öffnungswinkel einer Motorsteue rungseinheit mit einem Mikrocomputer zugeführt wird, um sehr genaue Steuerungen der Kraftstoffeinspritzmenge oder der -zeitsteuerung oder eines anderen Motor-gesteuerten Para meters zu erreichen.

Im allgemeinen wird ein Potentiometer mit einem Widerstands körper und einer Bürste verwendet, um den oben beschriebenen Öffnungswinkel des Drosselventils zu erfassen. Die Bürste des Potentiometers ist mit einer drehbaren Achse (der Ven tilachse des Drosselventils) verbunden und gleitet über den Widerstandskörper gemäß einer Drehwinkelverschiebung des Drosselventils, wodurch eine Variation eines Widerstands werts des Widerstandskörpers als der Öffnungswinkel des Drosselventils erfaßt wird. Da der Drosselventilöffnungswin kelsensor, der das Potentiometer verwendet, vom Kontakttyp ist, ist die Zuverlässigkeit relativ niedrig und es kann eine Abnutzung der Bürste aufgrund einer Langzeitverwendung auftreten. Die japanische Patentanmeldung, erste Veröffent lichung, Nr. Heisei 2-298814, die am 11. Dezember 1990 ver öffentlicht wurde, stellt dagegen beispielhaft einen früher vorgeschlagenen Drehwinkelsensor des Nicht-Kontakttyps unter Verwendung eines magnetoresistiven Elements (Geräts) dar. Ein Magnetfeld mittels eines Permanentmagneten wird um das feste magnetoresistive Element entwickelt. Wenn der Magnet um die Ventilachse gedreht wird, wird das Magnetfeld vari iert, wobei das magnetoresistive Element die Mitte ist. Eine Änderung des Drehwinkels wird dabei als Änderung des Wider standswerts des magnetoresistiven Elements erfaßt. Folglich kann der Drosselventilöffnungswinkel gemäß der Änderung des Widerstandswerts des magnetoresistiven Elements erfaßt wer den.

Bei dem früher vorgeschlagenen Drehwinkelsensor, der das magnetoresistive Element verwendet, wird jedoch ein Raumab stand zwischen einem Winkelabschnitt eines Magnetmaterials, das an dem Permanentmagneten angebracht ist, und dem magne toresistiven Element gemäß der Drehbewegung der Ventilachse (des Magneten) stark variiert, derart, daß ein Ausgangssig nal des magnetoresistiven Elements eine Charakteristik einer Dreieckfunktion bezüglich des Drehwinkels der Drosselventil achse ergibt. Folglich ist es schwierig, eine erwünschte li neare Charakteristik für die Erfassung des Drosselventilöff nungswinkels (des Drehwinkels) zu erhalten.

Ferner ist es schwierig, eine große Variation des Ausgangs signals von dem magnetoresistiven Element aufgrund einer Temperaturänderung der Magnetbewegungskraft des Magnets und aufgrund eines Alterungseffekts und einer Temperaturände rung, die das magnetoresistive Element aufweist, zu korri gieren.

In der nachveröffentlichten DE 197 00 046 A1 wird ein Dreh winkelsensor zum Erfassen eines Drehwinkels eines Drossel ventils beschrieben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Drehwinkelsensor zu schaffen, der zum Erfassen eines Dreh winkels einer Ventilachse geeignet ist, und der ein Aus gangssignal mit einer linearen Charakteristik bezüglich der Drehwinkelverschiebung der Ventilachse erreichen kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Sensor gemäß Anspruch 1 und 10 und durch einen Drehwinkelsensor nach Anspruch 20 gelöst.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie einen haltbaren und zuverlässigen Drehwinkelsensor er reicht.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen detaillierter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine longitudinale Querschnittsansicht eines Dreh winkelsensors, der zum Erfassen eines Drehwinkels einer Ventilachse bei einem ersten bevorzugten Aus führungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;

Fig. 2 eine (seitliche) erweiterte Querschnittsansicht, die entlang einer Linie II-II von Fig. 1 geschnit ten ist;

Fig. 3 ein elektrisches Schaltungsblockdiagramm einer Be rechnungsschaltung, welche ein Erfassungsergebnis des Drehwinkelsensors bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ausgibt;

Fig. 4 eine Erklärungsansicht des Drehwinkelsensors des ersten Ausführungsbeispiels, die eine Anordnungsbe ziehung zwischen einem Permanentmagneten, jedem Magnetpolstück und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement darstellt;

Fig. 5 einen Charakteristikagraph, der Ausgangsspannungs signale von dem ersten und dem zweiten Hall-Ef fekt-Bauelement darstellt, die bei dem ersten in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet wer den;

Fig. 6 einen Charakteristikagraph, der ein Berechnungssig nal Sx1 darstellt, das aus der Berechnungsschal tung, die in Fig. 3 gezeigt ist, bezüglich des Drehwinkels (Θ1) ausgegeben wird;

Fig. 7 eine Erklärungsansicht zum Erklären des Erfassungs prinzips des Drehwinkels im Falle eines Vergleichs beispiels bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels auf dieselbe wie in Fig. 4 gezeigte Art und Weise;

Fig. 8 eine Erklärungsansicht zum Erklären des Erfassungs prinzips des Drehwinkels bei dem ersten Ausfüh rungsbeispiel auf dieselbe Art und Weise, die in Fig. 4 gezeigt ist, wenn der Permanentmagnet ge dreht worden ist;

Fig. 9 ein Magnetschaltungsverbindungsdiagramm, das in dem Fall des in den Fig. 1 bis 6 und 8 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels angewendet wird;

Fig. 10 einen Charakteristikagraph, der eine Beziehung zwi schen jeder Ausgangsspannung des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements und dem Drehwinkel (Θ1) in dem Fall der Fig. 7 und 8 darstellt;

Fig. 11 einen Charakteristikagraphen, der eine Beziehung zwischen dem Berechnungssignal (Sx1), das aus der Berechnungsschaltung, die in Fig. 3 gezeigt ist, ausgegeben wird, und zwar auf der Basis der Aus gangsspannungssignale der Fig. 10 und des Drehwin kels (Θ1);

Fig. 12 eine erweiterte Querschnittsansicht des Drehwinkel sensors bei einem zweiten bevorzugten Ausführungs beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein elektrisches Schaltungsblockdiagramm der Be rechnungsschaltung im Falle des in Fig. 12 gezeig ten zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 14 eine Erklärungsansicht zum Erklären des Erfassungs prinzips des Drehwinkels im Falle des in Fig. 12 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 15 ein Magnetschaltungsverbindungsdiagramm des Magne ten, jedes Magnetpolstücks und sowohl des ersten als auch des zweiten Hall-Effekt-Bauelements in dem Fall des in Fig. 12 gezeigten zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels;

Fig. 16 eine Draufsicht des Permanentmagneten, der bei dem Drehwinkelsensor verwendet wird, bei einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorlie genden Erfindung;

Fig. 17 eine Erklärungsansicht des Drehwinkelsensors zum Erklären vom Umwegabschnitten, die in zwei Paaren von Magnetwegbildungsabschnitten gebildet sind, die bei dem Drehwinkelsensor gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorlie genden Erfindung verwendet werden; und

Fig. 18 eine Erklärungsansicht des Drehwinkelsensors zum Erklären von Umwegabschnitten, die in Magnetweg bildungsabschnitten gebildet werden, die bei einem fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel des Dreh winkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung ver wendet werden.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen ein erstes bevorzugtes Ausführungs beispiel eines Sensors, der zum Erfassen einer Winkelver schiebung (und ihrer Richtung) einer Ventilachse gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, welcher auf einen Mo tordrosselventil-Öffnungswinkelsensor anwendbar ist.

In Fig. 1 umgibt ein zylindrisches Gehäuse 1, das aus einem Harzmaterial besteht, eine Ventilachse (eine drehbare Achse) 3, welche eine Ventilachse des Drosselventils ist. Das zy lindrische Gehäuse 1 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 1A mit einer Öffnung, die nach unten gerichtet ist, wie es in Fig. 1 zu sehen ist, einen dicken, flachen plattenartigen Seitenwandabschnitt 1B, um für eine obere Seite des zylin drischen Abschnitts 1A als Deckel zu dienen, und einen kon kaven Abschnitt 1C, der an einem oberen Seitenabschnitt des plattenartigen Seitenwandabschnitts 1B konkav gebildet ist. Der zylindrische Abschnitt 1A des Gehäuses 1 ist in einen konkaven Abschnitt 2A eines Drosselkörpers 2 eingefügt. Es sei angemerkt, daß die Ventilachse 3 in dem Drosselkörper 2 drehbar angeordnet ist, wobei dieselbe mit einem Drosselven til (nicht gezeigt) verriegelt ist und gedreht wird.

Ein Permanentmagnet 4 (siehe Fig. 1 und 2) ist in dem Gehäu se 1 angeordnet. Der Magnet 4 ist an einem Spitzenende der Achse 3 mittels einer Verstemmung usw. angeordnet, und der selbe erstreckt sich radial von der Achse 3. Wie es in Fig. 2 typischerweise gezeigt ist, weist der Permanentmagnet 4 ein Profil auf, derart, daß ein Paar von gekrümmten äußeren Umfangsendabschnitten 4A und 4B im lateralen Querschnitt an länglichen jeweiligen Enden vorgesehen sind und zueinander bezüglich einer axialen Mitte der Ventilachse als Mitte sym metrisch sind, und derart, daß ein Paar von parallelen (ge raden) Linienendabschnitten 4C und 4D in dem lateralen Quer schnitt an Breiterichtungs-Enden vorgesehen sind. Der Magnet 4 weist somit im lateralen Querschnitt eine etwa elliptische (oder stabförmige) Form auf.

Zusätzlich ist ein Bogen- (spitz, innen) Winkel, der zwi schen einer virtuellen (Phantom-) Linie, die durch ein Ende eines 4A des Paars der gekrümmten Umfangsendabschnitte und die axiale Mitte läuft, und einer anderen virtuellen Linie liegt, die durch das andere Ende 4A eines des Paars der gekrümmten Umfangsendabschnitte definiert ist, ein erster vorbestimmter Winkel Θm1. Der Bogenwinkel des anderen des Paars der gekrümmten Umfangsendabschnitte ist ebenfalls der vorbestimmte Winkel Θm1. Der eine Umfangsendabschnitt 4A des Paars der Umfangsendabschnitte liefert den magnetischen N- (Nord-) Pol, der hauptsächlich auf seiner Umfangskante po sitioniert ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, während der andere Umfangsendabschnitt 4B des Paars der Umfangsendab schnitte den magnetischen S- (Süd-) Pol liefert. Der Magnet 4 ist mit einem Durchgangsloch 4E an einem Mittenabschnitt desselben versehen. Das Durchgangsloch 4E erstreckt sich entlang einer axialen Richtung der Ventilachse 3. Das Durch gangsloch 4E weist eine bezüglich der Form des Permanentma gneten 4 analoge Form auf, um nur die Drehbewegung der Ven tilachse 3 zu verriegeln, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Wie es typischerweise in Fig. 2 gezeigt ist, ist ferner ein Paar von bogenförmigen ersten Magnetpolstücken 5 und 5 in dem zylindrischen Abschnitt 1A des zylindrischen Gehäuses 1 vergraben, um sich über dem Magneten 4 gegenüber zu liegen. Ein Paar von bogenförmigen Magnetpolstücken 6 und 6 ist fer ner in dem zylindrischen Abschnitt 1A des zylindrischen Ge häuses 1 vergraben, um sich über dem Magneten 4 gegenüber zu liegen. Somit sind die zwei Paare der bogenförmigen ersten und zweiten Magnetpolstücke 5, 5, 6 und 6 angeordnet, um den Magneten 4 wie eine geteilte kreisförmige Zylinderform zu umgeben. Ferner ist das Paar der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 an Positionen angeordnet, welche in der radialen Rich tung bezüglich der axialen Mitte der Ventilachse 3 als Mitte symmetrisch sind. Jeder zweite Bogen- (spitz, innen) Winkel, der zwischen einer virtuellen Linie, die durch ein längli ches Ende jedes des Paars der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 und die axiale Mitte der Ventilachse 3 und einer anderen virtuellen Line definiert ist, die durch das andere längli che Ende jedes des Paars der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 und die axiale Mitte der Ventilachse 3 läuft, ist ein zwei ter vorbestimmter Winkel Θy1. Jedes der ersten Magnetpol stücke 5 und 5 erstreckt sich umfangsmäßig über den zweiten Bogenwinkel Θy1 mit der axialen Mitte der Ventilachse 3 als Mitte, um einem gekrümmten Umfangsendabschnitt 4A oder 4B mit einem konstanten Zwischenraum G1 gegenüber zu liegen.

Es sei angemerkt, daß der zweite Bogenwinkel Θy1 jedes der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 schmäler als der erste Bogen winkel Θm1 ist, den jeder des Paars der gekrümmten äußeren Umfangsendabschnitte 4A und 4A aufweist (Θy1 ≦ Θm1). Es sei ferner angemerkt, daß jedes der bogenförmigen ersten Magnet polstücke 5 und 5 dazu dient, einen magnetischen Fluß, der von dem Permanentmagneten 4 entwickelt wird, zuerst einem ersten Hall-Effekt-Bauelement 11 (wie es später erklärt wird) über einen ersten und einen zweiten Magnetwegbildungs abschnitt 7 und 8 zuzuführen, wie es ebenfalls später be schrieben wird).

Ferner ist das andere Paar der zweiten bogenförmigen Magnet polstücke 6 und 6 in dem zylindrischen Abschnitt 1A des Ge häuses 1 vergraben und zwischen dem Paar der ersten bogen förmigen Magnetpolstücke 5 und 5 mit einem Raumintervallab stand a1 (Θa1 als Winkelabstand) zu jedem benachbarten des Paars der ersten bogenförmigen Magnetpolstücke 5 und 5 posi tioniert. Jeder Raumintervallabstand a1 (Θa1) ist länger als der oben beschriebene Zwischenraum G1.

Das Paar der zweiten bogenförmigen Magnetpolstücke 6 und 6 erstreckt sich umfangsmäßig über den zweiten Bogenwinkel Θy1 mit der axialen Mitte der Ventilachse 3 als die Mitte, um den gekrümmten bogenförmigen äußeren Umfangsendabschnitten 4A und 4B des Permanentmagneten über den konstanten Zwi schenraum G1 gegenüber zu liegen.

Es sei angemerkt, daß ein Gesamtbogenwinkel (Θy1 + 2Θa1) zwischen einem des Paars der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 und dem benachbarten des Paars der zweiten Magnetpolstücke 6 und 6 einschließlich beider Raumintervallabstände gebildet ist, um breiter als der erste Bogenwinkel Θm1 jedes der ge krümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B zu sein (Θm1 < Θy1 + 2Θa1). In diesem Fall ist die Summe des Winkels Θy1, um den sich jedes der Paare der ersten und zweiten Magnetpolstücke 5 und 5 und 6 und 6 umfangsmäßig erstreckt, und des Winkels Θa1 zwischen einem des Paars der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 und des benachbarten des Paars der zweiten Magnetpol stücke 6 und 6 vorzugsweise größer (breiter) als der Winkel Θm1 jedes gekrümmten äußeren Umfangsendabschnitts 4A und 4B des Permanentmagneten 4 gebildet.

Jedes des Paars der zweiten Magnetpolstücke 6 und 6 dient dazu, den magnetischen Fluß, der von dem Permanentmagneten 4 entwickelt wird, über zweite Magnetwegbildungsabschnitte 9 und 10 einem zweiten Hall-Effekt-Bauelement 4 zuzuführen (wie es nachfolgend beschrieben wird).

An dieser Stelle sei angemerkt, daß ein Drehwinkel Θ1, um den der Permanentmagnet 4 zusammen mit der Drehachse 3 dreh mäßig verschoben wird, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, eine Nullposition (Θ1 = 0°) aufweist, wenn eine Mittenposition des einen des Paars der gekrümmten Umfangsendabschnitte 4A einer Mittenposition 6A des (oberen) einen des Paars der zweiten bogenförmigen Magnetpolabschnitte 6 und 6 gegenüber liegt. Es sei ferner angemerkt, daß, wie es in Fig. 2 ge zeigt ist, wenn die Drehachse (Ventilachse 3 oder der Per manentmagnet 4) in einer Uhrzeigersinnrichtung von der Mittenposition 6A des oben beschriebenen einen des Paars der zweiten Magnetpolstücke 6 gedreht wird, diese Uhrzeigersinn richtung als Drehung in einer positiven Richtung angenommen wird, und wenn die Ventilachse 3 (der Permanentmagnet 4) in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung von der Mittenposition des oben beschriebenen einen des Paars der zweiten Magnetpol stücke 6 gedreht wird, diese Gegenuhrzeigersinnrichtung als Drehung in negativer Richtung bezeichnet wird. Hauptsächlich bezugnehmend auf Fig. 1 sind Basisenden der ersten Magnet wegbildungsabschnitte 7 und 8 mit dem Paar der ersten bogen förmigen Magnetpolstücke 5 und 5 verbunden, während Spitzen enden derselben zu einem Raum vorstehen, der durch den kon kaven Abschnitt 1C umgeben ist. Das Spitzen- (freie, Bauele menteinfügeabschnitt-) Ende des einen der ersten Magnetweg bildungsabschnitte 7 bedeckt eine obere Seite des ersten Hall-Effekt-Bauelements über einen Zwischenraum. Das Spit zenende (der Bauelementeinfügungsabschnitt) des Magnetweg bildungsabschnitts 8 ist über einem Teilwandabschnitt 1B des zylindrischen Gehäuses 1 entlang einer hinteren Oberfläche einer gedruckten Schaltungsplatine 13 (wie es nachfolgend beschrieben wird) angeordnet.

Wie es typischerweise in Fig. 4 gezeigt ist, liegt der Spit zenendabschnitt 7A (der Bauelementeinfügeabschnitt) des Mag netwegbildungsabschnitts 7 dem Spitzenabschnitt (dem Bauele menteinfügungsabschnitt) 8A des anderen der ersten Magnet wegbildungsabschnitte 8, der an einem unteren Ende des er sten Hall-Effekt-Bauelements 11 positioniert ist, gegenüber. Das erste Hall-Effekt-Bauelement 11 ist zwischen den beiden Spitzenenden 7A und 8A der ersten Magnetwegbildungsabschnit te 7 und 8 angeordnet.

Die Grundenden der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 9 und 10 sind mit den zweiten Magnetpolabschnitten 6 bzw. 6 ver bunden. Die Spitzenenden der zweiten Magnetwegbildungsab schnitte 9 und 10 stehen in den konkaven Abschnitt 1C vor, wie es typischerweise in Fig. 1 gezeigt ist.

Das Spitzenende (der Bauelementeinfügungsabschnitt) 9A des einen Magnetwegbildungsabschnitts 9 erstreckt sich über das obere Ende des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11. Das Spitzenende 10A (der Bauelementeinfügungsabschnitt) des anderen Magnetwegbildungsabschnitts 10 ist entlang des Teilungsseitenwandabschnitts 1B des Gehäuses 1 über der hinteren Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine 13 angeordnet (wie es nachfolgend beschrieben wird). Ferner ist das Spitzenende 9A des einen zweiten Magnetwegbildungsab schnitts 9 zu dem Spitzenende 10A des zweiten Magnetwegbil dungsabschnitts 10 angeordnet, der unter dem unteren Ende des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 12 angeordnet ist (wie es nachfolgend beschrieben wird), wie es typischerweise in Fig. 4 gezeigt ist.

Es sei angemerkt, daß eine Fläche des Spitzenendes 8A des einen 8 der ersten Magnetwegbildungsabschnitte, welche der gleichen Fläche des Spitzenendes 7A des anderen 7 der ersten Magnetwegbildungsabschnitte gegenüberliegt, derart einge stellt ist, um zu der Fläche des Spitzenendes 10A des einen 10 der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte gleich zu sein, welche der gleichen Fläche des Spitzenendes 9A des anderen 9 der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte gegenüberliegt, wie es typischerweise in Fig. 4 gezeigt ist.

Es sei ferner angemerkt, daß ein Raumintervallabstand zwi schen den beiden Spitzenenden 7A und 8A der ersten Magnet wegbildungsabschnitte 7 und 8 konstant ist und durch b1 in Fig. 4 bezeichnet ist, während der Raumintervallabstand b1 genauso dem Zwischenraum zwischen den beiden Spitzenenden 9A und 10A der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 9 und 10 entspricht.

Wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 auf der gedruck ten Schaltungsplatine 13 angeordnet um parallel zueinander zu liegen, und um auf der gedruckten Schaltungsplatine 13 in einer Einzelchipform magnetisch voneinander beabstandet zu sein.

Das erste Hall-Effekt-Bauelement 11 ist zwischen beiden Spitzenenden 7A und 8A der ersten Magnetwegbildungsabschnit te 7 und 8 angeordnet, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, um ein erstes Signal, dessen Pegel etwa proportional zu einer Magnetflußdichte ist, die zwischen beiden Spitzenenden 7A und 8A der ersten Magnetwegbildungsabschnitte 7 und 8 ent wickelt ist, als eine Ausgangsspannung E11 auszugeben, wie sie durch eine durchgezogene in Fig. 5 gezeigte Linie be zeichnet ist.

Ferner ist das zweite Hall-Effekt-Bauelement 12 zwischen den beiden Spitzenenden 9A und 10A der zweiten Magnetwegbil dungsabschnitte 9 und 10 angeordnet, um ein zweites Signal, dessen Pegel etwa proportional zu einer Magnetflußdichte ist, die zwischen den beiden Spitzenenden 9A und 10A der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 9 und 10 entwickelt wird, als eine andere Ausgangsspannung E12 auszugeben, wie sie durch eine in Fig. 5 gezeigte gestrichelte Linie darge stellt ist.

Wie es typischerweise in Fig. 1 gezeigt ist, ist die ge druckte Schaltungsplatine innerhalb des konkaven Abschnitts 1C des Gehäuses 1 angeordnet. Das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 und eine Berechnungsschal tung 19 (später detailliert beschrieben) sind auf einer vor deren Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine 13 befe stigt. Die gedruckte Schaltungsplatine 13 ist derart ange ordnet, daß die Befestigungspositionen des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11 und 12 zwischen den Spit zenenden 7A, 8A und 9A, 10A der ersten und zweiten Magnet wegbildungsabschnitte 7, 8, 9 und 10 positioniert sind. Ein Seitenende der gedruckten Schaltungsplatine 13 ist mit den einen Enden einer Mehrzahl von Anschlußstiften 14 versehen, wobei die Anschlußstifte 14 durch das Seitenende der ge druckten Schaltungsplatine 13 durchdringen und zu einer Ab deckung 16 an den jeweiligen Enden derselben vorstehen und zu einem Loch in einem männlichen Verbinder 15 vorstehen.

Wie es typischerweise in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Zwi schenabschnitt jedes Anschlußstifts 14 in dem Gehäuse 1 ver graben. Die jeweiligen Anschlußstifte bestehen aus Metallma terialien.

Die jeweiligen Anschlußstifte 14 stehen zu dem Innenlochab schnitt des männlichen Verbinders 15 vor, um eine Verbindung derselben mit einem externen elektrischen Gerät zu ermögli chen. Die Anschlußstifte 14 dienen dazu, das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 und die Berechnungs schaltung 19 (und weitere elektrische Schaltungen) mit einer externen (Vorspannungs-) Leistungsversorgung (nicht gezeigt) zu verbinden, und dieselben dienen dazu, ein Erfassungs- (Berechnungs-) Signal So1 auszugeben (wie es später detail liert beschrieben wird), das von der Berechnungsschaltung 19 abgeleitet wird, und zwar zu einem externen Gerät, wie z. B. einer Steuereinheit. Die Steuereinheit umfaßt beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer Eingangsschnittstelle, einer CPU, einem Speicher, einem gemeinsamen Bus und einer Aus gangsschnittstelle. Die Steuereinheit wandelt das Berech nungssignal (Erfassungssignal) von der Berechnungsschaltung 19 über den entsprechenden Anschlußstift 14 in ein entspre chendes Digitalsignal um und verarbeitet das Digitalsignal, das das Erfassungssignal anzeigt, gemäß einem gespeicherten Programm.

Ferner ist der männliche Verbinder 15 so angeordnet, um mit einem weiblichen Verbinder (nicht gezeigt) über die jeweili gen Anschlußstifte 14 verbunden zu werden.

Die Abdeckung 16 besteht aus synthetischem Harzmaterial und ist eine etwa flache plattenartige Abdeckung, um den konka ven Abschnitt 1C des Gehäuses 1 hermetisch abzudichten. Eine Packung 17, die aus einem elastischen Material besteht, dient dazu, eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 1 und der Abdeckung 16 herzustellen.

Wie es typischerweise in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine dünne, flache plattenartige Magnetabschirmungsplatte 18 in dem Teilwandabschnitt 1B des Gehäuses 1 vergraben und unter den unteren Enden des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauele ments 11 und 12 positioniert, derart, daß ein Magnetfeld, das in dem Permanentmagneten 4 entwickelt wird, nicht direkt das erste und zweite Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 beein trächtigt, die auf der gedruckten Schaltungsplatine 13 befe stigt sind.

Fig. 3 zeigt ein elektrisches Schaltungsblockdiagramm der Berechnungsschaltung 19 und ihrer umgebenden Schaltungen.

Die Berechnungsschaltung 19 umfaßt eine Absolutwertschaltung 30, einen Addierer 21, einen Dividierer 22 und einen Ver stärker 23.

Die Absolutwertschaltung 20 arbeitet derart, um einen Abso lutwert der Ausgangsspannung E11 des ersten Hall-Effekt-Bau elements 11 als |E11| zu nehmen.

Der Addierer 21 addiert die Ausgangsspannung E12 des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 12 zu dem Absolutwert der Ausgangs spannung E11 des ersten Hall-Effekt-Bauelements 11, um ein Signal zu liefern, das |E11| + E12 entspricht.

Der Teiler 22 arbeitet derart, um die Ausgangsspannung E11 des ersten Hall-Effekt-Bauelements 11 durch das Ausgangs spannungssignal des Addierers 21 wie folgt zu teilen:

E11/(|E11| + E12).

Der Verstärker 23 arbeitet derart, um die Ausgangsspannung des Teilers 22 um einen Verstärkungsfaktor k zu verstärken.

Es sei angemerkt, daß ein Ausgangsende des Verstärkers mit einem der Anschlußstifte 14 verbunden ist, um das Erfas sungssignal So1, das dem Drehwinkel des Magneten 4 (der Ven tilachse 3) entspricht, zu dem externen Gerät über den An schlußstift 14 in den männlichen Verbinder 15 auszugeben.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein Referenzspannungsgene rator 24 mit dem Teiler 22 verbunden, um eine Versatzspan nung (oder "Offset"-Spannung) zu dem Ausgangsspannungssignal des Teilers 22 zu bestimmen, wobei ein Einstellungssignalge nerator 25 mit dem Verstärker 23 verbunden ist, um eine kleine Variation des Ausgangssignals des Verstärkers 23 zu korrigieren, derart, daß eine Ausgangscharakteristik des Erfassungssignals des Verstärkers 25 eingestellt wird, um eine lineare Charakteristik für das Ausgangsspannungssignal So1 des Verstärkers 23 zu liefern.

In Fig. 3 ist das Ausgangsspannungssignal (durch Sx1 be zeichnet) des Teilers folgendermaßen ausgedrückt:

Sx1 = E11/(|E11| + E12) = Θ1/90° (1).

Die Charakteristikalinie des Ausgangsspannungssignals des Teilers 22 ist durch eine durchgezogene Linie in Fig. 6 be zeichnet.

Daher ergibt das Berechnungssignal (das Ausgangsspannungs signal des Teilers 22) Sx1 einen minimalen Wert (Sx1 = 0), wenn der Drehwinkel Θ1, der oben beschrieben wurde, null Grad (0°) anzeigt, und dasselbe ergibt einen maximalen Wert (Sx1 = 1), wenn der Drehwinkel Θ1 + 90° anzeigt.

Somit wird das Berechnungssignal Sx1 nur gemäß dem Drehwin kel Θ1 bestimmt und wird nicht durch eine Magnetbewegungs kraft F1 des Permanentmagneten 4 und durch eine Bauelement empfindlichkeit G sowohl des ersten als auch des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11 und 12 beeinträchtigt.

Das Erfassungssignal So1 aus dem Verstärker 23 wird folgen dermaßen ausgedrückt:

So1 = k . Sx1 + Vo1 = k . Θ1/90° + Vo1 (2).

In der Gleichung (2) bezeichnet Vol einen konstanten Span nungswert (beispielsweise 2,5 Volt).

Somit ergibt das Erfassungssignal, das als das Sensorsignal des Öffnungswinkels des Drosselventils dient, und welches mit So1 bezeichnet ist, den minimalen Wert (Vo1-k), wenn der Drehwinkel Θ1 -90° ist, und dasselbe ergibt den Maxi malwert (Vo1 + k), wenn der Drehwinkel Θ1 +90° anzeigt.

Nachfolgend wird das Erfassungsprinzip bezugnehmend auf die Fig. 7, 8, 9, 10 und 11 detailliert beschrieben, auf der Ba sis dessen der Sensor, der zum Erfassen der Winkelverschie bung und ihrer Richtung in dem ersten bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel angeordnet ist, betrieben wird.

Im Falle der Fig. 7 und 8 sei angenommen, daß der eine 4A der gekrümmten Umfangsendabschnitte des Permanentmagneten 4 den ersten Bogenwinkel Θm1 auf etwa 90° eingestellt hat, während der zweite Bogenwinkel Θy1 sowohl der ersten als auch der zweiten Magnetpolstücke 5, 5, 6 und 6 auf etwa 90° eingestellt ist, und wobei jeder Raumintervallabstand a1 (Winkel Θa1) zwischen den ersten und den zeiten Magnetpol stücken 5, 5, 6 und 6 auf einen sehr kleinen Wert einge stellt ist.

Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wird, wenn die Ventilachse 3 gedreht wird, der Permanentmagnet 4, d. h. der eine 4A der gekrümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B, in der Umfangs richtung über den Drehwinkel Θ1 in einem Bereich von ±90° bezüglich des Mittenabschnitts 6A des oberen der zweiten Magnetpolstücke 6 und 6 gedreht. Wenn der Permanentmagnet 4 in der positiven Richtung gedreht wird, liegt der eine 4A der gekrümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B teilweise einem Oberseitenteil des rechten der ersten Magnetpolstücke 5 über einen Winkel von Θ11 gegenüber und derselbe liegt gleichzeitig einem rechten Teil des oberen der zweiten Mag netpolstücke 6 über einem Winkel von Θ12 gegenüber.

Zusätzlich liegt der andere der gekrümmten Umfangsendab schnitte 4B einem Unterseitenteil des linken anderen der er sten Magnetpolstücke 5 über dem gleichen Winkel von Θ11 ge genüber, und derselbe liegt teilweise dem linken Teil des anderen unteren der zweiten Magnetpolstücke 6 gegenüber.

Ferner strömt der magnetische Fluß, der von dem Permanent magneten 4 entwickelt wird, von dem Paar der ersten Magnet polstücke 5 und 5 zu dem ersten Hall-Effekt-Element 11 über die ersten Magnetwegbildungsabschnitte 8 und 7, und derselbe fließt von dem Paar der zweiten Magnetpolstücke 6 und 6 zu dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement 12 über die zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 9 und 10, wie es in Fig. 9 ge zeigt ist.

Ferner ist die erste Magnetschaltung durch den Permanentmag neten 4, das Paar der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 und die ersten Magnetwegbildungsabschnitte 7 und 8 gebildet.

Ferner ist die zweite Magnetschaltung durch den Permanent magneten 4, das Paar der zweiten Magnetpolstücke 6 und 6 und die zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 9 und 10 gebildet.

Die erste und die zweite Magnetschaltung sind parallel ge schaltet.

Es sei angenommen, daß ein invertierter Wert eines magneti schen Widerstands, der zwischen dem einem 4A der gekrümmten Umfangsendabschnitte 4A, 4B des Permanentmagneten 4 und dem bezüglich Fig. 2 rechten 5 der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 gebildet wird, eine Permeanz P11 ist, und der invertierte Wert des magnetischen Widerstands (der magnetischen Reluk tanz), der zwischen dem einen Magneten 4 und dem bezüglich Fig. 2 oberen 6 der zweiten Magnetpolstücke 6 und 6 gebildet wird, eine Permeanz P12 ist.

Diese Permeanzen P11 und P12 sind etwa proportional zu der gegenüberliegenden Fläche des einen der gekrümmten Umfangs endabschnitte 4A zu dem ersten bzw. dem zweiten Magnetpol stück 5 bzw. 6.

P11 = α1 × µ0 × Θ11 = α1 × µ0 × Θ1 (3).

P12 = α1 × µ0 × Θ12 α1 × µ0 × (90° - Θ1) (4).

In den Gleichungen (3) und (4) bezeichnet α1 eine Konstante, die gemäß einer Größe in der axialen Richtung des Permanent magneten 4, gemäß einer Größe in der axialen Richtung jedes Magnetpolstücks 5, 5, 6 und 6 und gemäß dem Raumintervall abstand zwischen jedem der ersten und zweiten Magnetpol stücke 5, 5, 6 und 6 vorbestimmt ist, während µ0 eine Perme abilität bezeichnet.

Zusätzlich sei angenommen, daß der invertierte Wert des mag netischen Widerstands, der zwischen dem anderen 4B der ge krümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B und dem linken ande ren der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 erzeugt wird, die Permeanz P13 ist, während der invertierte Wert des magne tischen Widerstands, der zwischen dem anderen 4B der ge krümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B und dem unteren der zweiten Magnetpolstücke 6 und 6 erzeugt wird, die Permeanz P14 ist. Diese Permeanzen P13 und P14 sind in den folgenden Gleichungen (5) und (6) ausgedrückt.

Es sei angemerkt, daß die gegenüberliegende Fläche zwischen den anderen 4B der gekrümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B und den anderen der ersten und zweiten Magnetpolstücke 5, 5, 6, und 6 gleich der Fläche zwischen den einen 4A der ge krümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B und dem einen der ersten und zweiten Magnetpolstücke 5, 5, 6 und 6 ist.

P13 = α1 × µ0 × Θ1 = P11 (5).

P14 = α1 × µ0 × Θ12 = P12 (6).

Ferner sei angenommen, daß jeder invertierte Wert der magne tischen Widerstände, die um das erste bzw. zweite Hall-Ef fekt-Bauelement 11 und 12 erzeugt werden, die Permeanz PS1 ist. Diese Permeanz PS1 ist im Vergleich zu den anderen Per meanzen P11, P12, P13 und P14 relativ klein.

Ferner ist ein Gesamtmagnetfluß Φ1, der aus der Magnetbewe gungskraft F1 des Magneten 4 entwickelt wird und durch die erste und die zweite Magnetschaltung läuft, durch folgende Gleichung ausgedrückt:

Φ1 = F1/{(1/P11) + (1/P13)} + F1/{(1/P11) + (1/P14)} = F1 . (P11 + P12)/2 = F1 . α1 . 90°/2 (7).

Daher ist der gesamte magnetische Fluß Φ1 immer konstant.

Ferner sei angenommen, daß ein magnetischer Fluß, der durch jedes Magnetpolstück 5, 5, 6 und 6 läuft, durch Φ11 und Φ12 bezeichnet ist. Die Beziehung von Φ11 und Φ12 zu den Perme anzen P11 und P12 lautet folgendermaßen:

Φ11 : Φ12 = P11 : P12.

Φ11 = Φ1 × P11/(P11 + P12) = Φ1 × α1 × µ0 × Θ1/(α1 × µ0 × 90°) = Φ1 × Θ1/90° (8).

Φ12 = Φ1 × P12/(P11 + P12) = Φ1 × α1 × µ0 × (90°-Θ1)/(α1 × µ0 × 90°) = Φ1 × (1-Θ1/90°) (9).

Der magnetische Fluß B11, der durch das erste Hall-Effekt- Bauelement 11 läuft, leitet sich folgendermaßen ab:

B11 = β1.Φ11 (10).

Der magnetische Fluß B12, der durch das zweite Hall-Effekt- Bauelement 12 läuft, ergibt sich folgendermaßen:

B12 = β1.Φ12 (11).

In den Gleichungen (10) und (11) bezeichnet β1 eine vorbe stimmte Konstante, die gemäß der Fläche jedes Spitzenendes 7A, 8A, 9A und 10A der jeweiligen ersten und zweiten Magnet wegbildungsabschnitte 7, 8, 9 und 10 vorbestimmt ist, die zu dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement gegenüberliegt.

Da das erste Hall-Effekt-Bauelement 11 und das zweite Hall- Effekt-Bauelement 12 gegenseitig gleiche elektrische Cha rakteristika haben, und da die Ausgangsspannungen E11 und E12 des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11 und 12 proportional zu den magnetischen Dichten B11 und B12 sind, gelten folgende Gleichungen:

E11 = G × B11 = G × β1 × Φ1 × Θ1/90° (12).

E12 = G × β1 × Φ1 × (1-Θ1/90°) (13).

In den Gleichungen (12) und (13) bezeichnet G eine Bauele menteempfindlichkeit sowohl des ersten als auch des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11 und 12, um die Ausgangsspannungen E11 und E12 bezüglich der magnetischen Dichten B11 und B12 zu bestimmen.

Es sei angemerkt, daß die Ausgangsspannung E12 des zweiten Hall-Effekt-Bauelements folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

E12 = G × B12 = G × β1 × Φ1 × (1-|Θ1|/90°) (14).

Die Gleichung (13) kann durch die Gleichung (14) ersetzt werden.

Folglich weist die Ausgangsspannung E11 des ersten Hall-Ef fekt-Bauelements 11 eine proportionale Beziehung zu dem Drehwinkel Θ1 der Gleichung (12) auf. Das heißt, daß die Ausgangsspannung E11 gemäß der Zunahme des Drehwinkels Θ1 erhöht wird. Wenn detailliert gesagt der Drehwinkel Θ1 Null ist (0°), sind die ersten Magnetpolstücke 5 und 5 nicht zu den gekrümmten Umfangsabschnitten 4A und 4B des Magnets 4 hin gerichtet, derart, daß die Ausgangsspannung E11 etwa 0 Volt anzeigt.

Wenn der Magnet 4 winkelmäßig in der Uhrzeigersinnrichtung von der Nullspannungsanzeigeposition gedreht wird, werden die gegenüberliegenden Flächen der ersten Magnetpolstücke 5 und 5 zu dem Paar der gekrümmten Umfangsendabschnitte 4A und 4B erhöht. Somit wird die Ausgangsspannung E11 erhöht, und wenn der Drehwinkel 90° anzeigt (Θ1 = 90°), zeigt die Aus gangsspannung E11 den Maximalwert.

Andererseits hat die Ausgangsspannung E12 des zweiten Hall- Effekt-Bauelements 12 eine proportionale Beziehung mit einem negativen Gradienten zwischen 0° und 90° des Drehwinkels Θ1. Wenn der Drehwinkel Θ1 erhöht wird, nimmt die Ausgangsspan nung E12 ab.

Da detailliert gesagt der eine 4A der gekrümmten Umfangsend abschnitte vollständig dem oberen der zweiten Magnetpol stücke 6 gegenüberliegt, und da der andere 4B der gekrümmten Umfangsendabschnitte dem unteren der zweiten Magnetpolstücke 6 gegenüberliegt, zeigt die Ausgangsspannung E12 den positi ven Maximalwert. Wenn der Magnet 4 von der oben beschriebe nen Position in die Uhrzeigersinnrichtung gedreht wird, neh men die gegenüberliegenden Flächen zwischen den gekrümmten Umfangsendabschnitten 4A und 4B und den zweiten Magnetpol stücken 6 und 6 ab. Folglich wird die Ausgangsspannung E12 proportional zu der gegenüberliegenden Fläche erniedrigt. Wenn der Drehwinkel Θ1 +90° anzeigt, zeigt die Ausgangsspan nung E12 etwa 0 Volt an.

Wenn jedoch der Raumintervallabstand a1 zwischen dem längli chen einen Ende des einen der ersten Magnetpolstücke 5 und dem länglichen einen Ende des einen der zweiten Magnetpol stücke 6 klein wird, kann leicht ein magnetischer Leckfluß in einer Pfeil-bezeichneten Richtung C (C in Fig. 7) auftre ten. Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, hat in diesem Fall so wohl die Ausgangsspannung E11 als auch die Ausgangsspannung E12 keine proportionale Beziehung bezüglich des Drehwinkels Θ1. Wie es durch die durchgezogene Charakteristikalinie 26 von Fig. 10 gezeigt ist, nimmt die Ausgangsspannung E11 des ersten Hall-Effekt-Bauelements 11 mit einem relativ großen Gradienten ab, wenn der Drehwinkel Θ1 0° erreicht. Wenn der Drehwinkel Θ1 90° erreicht, wird die Zunahme (der Gradient) der Ausgangsspannung E11 des ersten Hall-Effekt-Bauelements 11 unterdrückt. Diese Tendenz betrifft genauso die Ausgangs spannung E12 des ersten Hall-Effekt-Bauelements, wie es durch eine gestrichelte Linie 27 in Fig. 10 gezeigt ist.

Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, sind in dem Vergleichsfall, bei dem der Raumintervallabstand sehr klein ist, sowohl der erste Bogenwinkel Θm1 als auch der zweite Bogenwinkel Θy1 auf etwa 90° eingestellt, wobei die Ausgangsspannungen E11 und E12, die von dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Bau element 11 und 12 abgeleitet sind, durch die Charakteristi kalinien 26 und 27 in Fig. 10 aufgrund des magnetischen Leckflusses in der Richtung C in Fig. 7 gezeigt sind. In diesem Fall zeigt das Berechnungssignal Sx1 des Teilers 22 in Fig. 3 eine Charakteristikalinie 28 in Fig. 11, die bezüglich des Drehwinkels Θ1 nicht linear ist. Folglich ist eine große Abweichung bezüglich der linearen Charakteristi kalinie, die durch eine Phantomlinie 29 in Fig. 11 bezeich net ist, vorhanden.

Daher ist bei dem ersten oben beschriebenen Ausführungsbei spiel der erste Bogenwinkel Θ1 jedes gekrümmten Umfangsend abschnitts 4A und 4B des Magneten 4 kleiner (schmäler) als der Gesamtbogenwinkel (Θy1 + 2Θa1) zwischen jedem ersten Magnetpolstück und jedem zweiten Magnetpolstück, und der selbe ist vorzugsweise kleiner (schmäler) als die Summe des Winkels Θy1 und des Winkels Θa1 (Θy1 + Θa1 → 90°) (Θm1 < Θy1 + Θa1), während der zweite Bogenwinkel Θy1 schmäler als der erste Bogenwinkel Θm1 (Θy1 < Θm1) ist.

Wenn folglich der Drehwinkel Θ1 bei 0° oder bei 90° ist, kann verhindert werden, daß der magnetische Leckfluß in der Richtung C, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, zwischen dem ande ren der zweiten Magnetpolstücke 6, welches zu einem der parallelen Linienendabschnitte 4C oder 4D des Magneten 4 ge richtet ist, oder zwischen dem anderen der ersten Magnetpol stücke 5, welches gegenüber dem anderen der parallelen Lini enendabschnitte 4C oder 4D des Magneten 4 gerichtet ist, entwickelt wird.

Der Einfluß des magnetischen Leckflusses auf die Ausgangs signale E11 und E12 des Hall-Effekt-Bauelements kann wesent lich reduziert werden.

Zusätzlich ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Zwi schenraumlänge G, die in Fig. 2 gezeigt ist, kleiner als der Raumintervallabstand a1 eingestellt (G1 < a1). Daher kann jede Permeanz B11, B12, B13 und B14 in den ersten und den zweiten Magnetpolstücken 5 und 6 wesentlich größer als die Permeanz PS1 um sowohl das erste als auch das zweite Hall- Effekt-Bauelement 11 und 12 herum, sein. Ein Einfluß der Permeanz PS1 auf die Ausgangsspannungen E11 und E12 des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11 und 12 kann reduziert (unterdrückt) werden. Folglich kann der Ein fluß des magnetischen Leckflusses auf die Hall-Effekt-Aus gangssignale E11 und E12 auf dieselbe Art und Weise wie oben beschrieben reduziert werden.

Folglich zeigen die Ausgangsspannungen E11 und E12 aus den jeweiligen Hall-Effekt-Bauelementen 11 und 12 lineare Cha rakteristikalinien 30 und 31 in Fig. 5. Sowie beispielsweise der Drehwinkel Θ1 0° erreicht, nimmt die Ausgangsspannung E11 des ersten Hall-Effekt-Bauelements 11 nicht mit einem großen Gradienten ab. Wenn der Drehwinkel +90° erreicht, nimmt die Ausgangsspannung E12 des zweiten Hall-Effekt-Bau elements 12 nicht mit dem großen Gradienten ab.

Ferner zeigt das Berechnungssignal (die Ausgangsspannung des Teilers 22) Sx1 die lineare Charakteristik 32 in Fig. 6 an, welche proportional zu dem Drehwinkel Θ1 ist.

Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel die ersten und die zweiten Magnetpolstücke 5, 5, 6 und 6 nicht die drehbare Ventilachse 3 und den Magneten 4 berühren, ist die Erfassung des Öffnungswinkels (des Drehwinkels) ohne Verwendung eines zusätzlichen Gleitwiderstands (einer Last) für die Ventil achse 3 möglich. Da der Sensor bei dem ersten Ausführungs beispiel vom Nicht-Kontakt-Typ ist, kann die Zuverlässigkeit des Sensors verbessert werden. Da ferner die Ausgangsspan nungen des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements nicht aufgrund des nicht-mechanischen Kontakts der Vorstücke auf dem Magnet 4 momentan unterbrochen werden, kann eine ho he Zuverlässigkeit sichergestellt werden.

Da zusätzlich das Erfassungssignal So1 aus der Berechnungs schaltung 19 ausgegeben wird, welches dem Drehwinkel Θ1 ent spricht, wie es in der Gleichung (2) dargelegt ist, ist eine genaue Erfassung des Drehwinkels Θ1 gemäß dem Erfassungssig nal So1 ohne Abhängigkeit von der Magnetbewegungskraft F1 des Magneten 4, ohne Abhängigkeit von der Temperaturcharak teristik der Bauelementempfindlichkeit G, ohne Abhängigkeit von dem Alterungseffekt des Magneten und ohne Abhängigkeit von den Hall-Effekt-Bauelementen möglich.

Da der magnetische Fluß, der von dem Magnet 4 entwickelt wird, wirksam von den ersten Magnetpolstücken 5 und 5 in das erste Hall-Effekt-Bauelement über die ersten und zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 7 und 8 eingeführt wird, und ferner wirksam von den zweiten Magnetpolstücken 6 und 6 in das zweite Hall-Effekt-Bauelement 12 über die zweiten Mag netwegbildungsabschnitten 9 und 10 eingeführt wird, kann das erste Hall-Effekt-Bauelement 11 die Ausgangsspannung E11 ausgeben, welche dem magnetischen Fluß Φ11 entspricht, der von dem Magneten 4 abgeleitet und zwischen den ersten Mag netpolstücken 5 und 5 entwickelt wird. Das zweite Hall-Ef fekt-Bauelement 12 kann die Ausgangsspannung E12 ausgeben, welche dem magnetischen Fluß Φ12 entspricht, der von dem Magneten 4 abgeleitet und zwischen den zweiten Magnetpol stücken 6 und 6 entwickelt wird. Die Pegel der Ausgangsspan nungen E11 und E12, die aus dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 entwickelt werden, können gemäß dem Drehwinkel Θ1 des Magneten 4 stark variiert sein.

Eine Befestigungsfreiheit für sowohl das erste als auch das zweite Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 kann erhöht werden. Da das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement auf der gedruckten Schaltungsplatine 13 gegenseitig angrenzend be festigt sind, kann eine Umgebungstemperaturbedingung zu der des anderen identisch sein. Es können Einzel-Chip-Hall-Ef fekt-Bauelemente auf dem gleichen Halbleitersubstrat verwen det werden.

Da ferner die ersten und die zweiten Magnetpolstücke 5, 5, 6 und 6 konzentrisch bezüglich der Ventilachse als Mitte ange ordnet und insgesamt in der zylindrischen Schlitzform sind, kann der Abstand zwischen den gekrümmten Umfangsendabschnit ten 4A und 4B und den jeweiligen ersten und zweiten Magnet polstücken 5, 5, 6 und 6, wenn sie sich gegenüberliegen, konstant gehalten werden, d. h. der Zwischenraum G kann konstant gehalten werden.

Der magnetische Fluß Φ11, der proportional zu der gegen überliegenden Fläche ist, bei der jedes erste Magnetpolstück 5 und 5 und jeder gekrümmte Umfangsendabschnitt 4A und 4B des Magneten 4 angeordnet sind, kann dadurch von den ersten Magnetpolstücken 5 und 5 eingeführt werden.

Die Ausgangsspannung E11, die proportional zu dem Drehwinkel 61 ist, kann aus dem ersten Hall-Effekt-Bauelement 11 abge leitet werden, welches zwischen den Spitzenenden 7A und 8A der Magnetwegbildungsabschnitte 7 und 8 liegt, die mit den ersten Magnetpolstücken 5 und 5 verbunden sind.

Die Ausgangsspannung E12, die proportional zu dem Drehwinkel Θ1 ist, kann ebenfalls aus dem zweiten Hall-Effekt-Bauele ment 12 abgeleitet werden, da der magnetische Fluß Φ12, der proportional zu der gegenüberliegenden Fläche ist, mit der sich jeder gekrümmte Umfangsendabschnitt 4A und 4B und jedes zweite Magnetpolstück 6 und 6 gegenüberliegen, aus den zweiten Magnetpolstücken 6 und 6 eingeführt werden kann.

Das zweite Hall-Effekt-Bauelement 12 ist zwischen den Spit zenenden 9A und 10A der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 9 und 10, die mit den zweiten Magnetpolstücken 6 und 6 ver bunden sind, angeordnet.

Da der Magnet 4 und die jeweiligen ersten und zweiten Mag netpolstücke 5, 5, 6 und 6 konzentrisch angeordnet sind, kann der Sensor kompakt gehalten werden.

Da der Magnet 4 nur auf der Ventilachse 3 befestigt ist, welche gedreht werden soll, kann die Zusammenbauoperation des Sensors vereinfacht werden.

Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Länge des Zwi schenraums G1 kürzer als jeder Raumintervallabstand a1 (Win kel Θa1) (G1 < a1) ist, kann jede Permeanz P11, P12, P13, P14 an den ersten und den zweiten Magnetpolstücken 5, 5, 6 und 6 wesentlich größer als die Permeanz PS1 sein, die so wohl das erste als auch das zweite Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 umgibt. Daher kann der Einfluß der Permeanz PS1 auf die Ausgangsspannungswerte E11 und E12 des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11 und 12 vernachlässigbar reduziert werden.

Da bei dem ersten Ausführungsbeispiel Θm1 < Θy1 + 2Θa1, Θy1 + Θa1 → 90°, Θm1 < Θy1 + Θa1 und Θy1 < Θm1 gelten, kann verhindert werden, daß der magnetische Leckfluß zwischen den parallelen Linienendabschnitten 4C und 4D und den anderen der zweiten magnetischen Polstücke 6 oder den anderen der ersten Magnetpolstücke 5 entwickelt wird. Der Einfluß des magnetischen Leckflusses auf das Erfassungssignal kann we sentlich reduziert werden.

Die Fig. 12 bis 15 zeigen ein zweites bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel des Sensors, der zum Erfassen des Drehwinkels und seiner Richtung gemäß der vorliegenden Erfindung ange ordnet ist.

Da die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbei spiel die entsprechenden Elemente in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel bezeichnen, wird die detaillier te Beschreibung derselben im nachfolgenden weggelassen.

Der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel liegt hauptsächlich in der Anzahl der Magnet polstücke, die den Magneten 41 umgeben.

Wie es typischerweise in Fig. 12 gezeigt ist, ist der läng liche Magnet 41 in dem zylindrischen Abschnitt 1A des Ge häuses 2 angeordnet und an dem Ende der Ventilachse 3 mit tels der Verstemmung befestigt. Der Magnet 41 ist mit den parallelen Linienabschnitten 41C und 41D und mit den ge krümmten Umfangsendabschnitten 41A und 41B wie beim ersten Ausführungsbeispiel versehen.

Die gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B weisen den ersten Bogen- (spitzen) Winkel Θm2 (welcher etwas schmäler als 90° ist) mit der axialen Mitte der Ventilachse 3 als die Mitte auf.

Die gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B sind mit dem N-Pol bzw. S-Pol versehen, wie es in Fig. 12 gezeigt ist.

Das Durchgangsloch 41E ist in der Mitte des Magneten 41 vor gesehen, um den axialen Endabschnitt der Ventilachse 3 auf zunehmen. Die Gestalt des Durchgangslochs 41E ist analog zu der des Magneten 41.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das erste Magnetpol stück 42 in dem zylindrischen Abschnitt 1A des Gehäuses 1 vergraben. Das erste Magnetpolstück 42 bildet zusammen mit einem zweiten Magnetpolstück 43 und einem dritten Magnetpol stück 44 (wie es nachfolgend beschrieben wird) eine aufge teilte Zylinderform, um den Magneten 41 in der kreisförmigen Gestalt zu umhüllen.

Das erste Magnetpolstück 42 erstreckt sich umfangsmäßig über den zweiten Bogenwinkel Θy2, welcher schmäler als der erste Bogenwinkel Θm2 ist, wobei der Zwischenraum G2 gegenüber einem der gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A vorgesehen ist, der den magnetischen N-Pol des Magneten 41 liefert, wo bei die Achse 3 die Mitte ist.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist bezugnehmend auf Fig. 12 der Winkel (Θy2 + 2Θa2) über dem ersten Magnetpol stück 42 und den zwei Raumintervallabständen von dem ersten Magnetpolstück 42 zu dem benachbarten zweiten und dritten Magnetpolstück 43 und 44 breiter als jeder erste Bogenwinkel Θm2 der jeweiligen gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B (Θm2 < Θy2 + 2Θa2). Es wird bevorzugt, daß Θm2 < (Θy2 + Θa2) gilt.

Das erste Magnetpolstück 42 wirkt derart, daß der magneti sche Fluß, der von dem Magneten 41 entwickelt wird, in das erste Hall-Effekt-Bauelement 48 über den ersten Magnetweg bildungsabschnitt 45 eingeführt wird.

Das zweite Magnetpolstück 43 ist in dem zylindrischen Ab schnitt 1A vergraben und mit dem gleichen Raumintervall abstand a2 (Winkel Θa2) versehen, welcher größer als der Zwischenraum G2 von 33921 00070 552 001000280000000200012000285913381000040 0002019709426 00004 33802 dem benachbarten ersten Magnetpolstück 42 ist. Das zweite Magnetpolstück 43 weist den ersten Bogen winkel Θy2 wie das erste Magnetpolstück 42 auf, welcher schmäler als der zweite Bogenwinkel Θm2 ist. Das zweite Mag netpolstück 43 erstreckt sich umfangsmäßig über den ersten Bogenwinkel Θy2 und ist gegen den einen 41A der gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B des Magneten 4 ausgerich tet, wobei der konstante Zwischenraum G zwischen denselben mit der Ventilachse 3 als die Mitte vorhanden ist. Das zwei te Magnetpolstück 43 dient dazu, den magnetischen Fluß, der von dem Magneten 41 erzeugt wird, über den zweiten Magnet wegbildungsabschnitt 45 in das zweite Hall-Effekt-Bauelement 49 einzuführen.

Das dritte Magnetpolstück 44 erstreckt sich umfangsmäßig entlang des vergrabenen zylindrischen Abschnitts 1A des Ge häuses 1, wobei der Raumintervallabstand a2 zu dem benach barten ersten und zweiten Magnetpolstück 42 und 43 vorgese hen ist. Die Länge des Raumintervallabstands a2 ist länger als der Zwischenraum g2. Es sei angemerkt, daß der zweite Bogenwinkel in dem Fall des dritten Magnetpolstücks 44 etwa auf 180° eingestellt ist.

Das dritte Magnetpolstück 44 führt den magnetischen Fluß, der von dem Magneten 41 entwickelt wird, in das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 über den dritten Magnetwegbildungsabschnitt 47 ein.

Es sei angemerkt, daß der Drehwinkel Θ2 des Magneten 41 (Ventilachse 3) 0° beträgt (Θ2 = 0°), wenn der Mittenab schnitt des einen der gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B gegenüber dem Raumintervallabstand a2 zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetpolstück 42 und 43 gerichtet ist. Wenn der Magnet 4 zu dem ersten Magnetpolstück 42 von der oben beschriebenen Nullposition gedreht wird, ist die Drehrichtung als die positive Richtung definiert. Wenn der Magnet 4 zu dem zweiten Magnetpolstück 43 von der Nulldreh position aus gedreht wird, ist die Drehrichtung als die ne gative Richtung definiert.

Der erste Magnetwegbildungsabschnitt 42 weist den Grundend abschnitt auf, welcher mit dem ersten Magnetpolstück 42 ver bunden ist, und derselbe weist den freien (Spitzenend-) Ab schnitt auf, welcher zu dem konkaven Abschnitt 1C des Gehäu ses 1 vorsteht.

Der Spitzenendabschnitt des ersten Magnetwegbildungsab schnitts 42 umgibt die obere Seite des ersten Hall-Effekt- Bauelements 48 mit einem Spielraum und ist gegen das Spit zenende des dritten Magnetwegbildungsabschnitts 47 gerich tet, der unter der unteren Seite des ersten Hall-Effekt-Bau elements 48 positioniert ist.

Der zweite Magnetwegbildungsabschnitt 46 hat den Grundendab schnitt mit dem zweiten Magnetpolstück 43 verbunden, während sein Spitzenendabschnitt in den konkaven Abschnitt 1C des Gehäuses 1 vorsteht. Der Spitzenendabschnitt des zweiten Magnetwegbildungsabschnitts 46 umgibt die obere Seite des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 49 mit einem Spielraum und ist gegen das Spitzenende des dritten Magnetwegbildungsab schnitts 47 gerichtet, der unter der unteren Seite des zwei ten Hall-Effekt-Bauelements 49 positioniert ist.

Die Spitzenend- (Bauelementeinfügungs-) Abschnitte 45A und 46A der Magnetwegbildungsabschnitte 45 und 46 liegen dem Spitzenendabschnitt 47A des dritten Magnetwegbildungsab schnitts 47 mit gegenseitig gleichen gegenüberliegenden Flä chen gegenüber. Jeder Spielraum zwischen diesen Spitzenend abschnitten ist auf einen konstanten Wert von b2 einge stellt.

Der Grundendabschnitt des dritten Magnetwegbildungsab schnitts 47 ist mit dem dritten Magnetpolstück 44 verbunden, wobei das Spitzenende desselben in den konkaven Abschnitt 1C des Gehäuses 1 vorsteht. Der Spitzenendabschnitt des dritten Magnetwegbildungsabschnitts 47 erstreckt sich entlang der hinteren Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatine 13 und über den Teilungsseitenwandabschnitt 1B des Gehäuses 1. Der Spitzenend- (Bauelementeinfügungs-) Abschnitt 47A des drit ten Magnetwegbildungsabschnitts 47 liegt den Spitzenend- (Bauelementeeinfügungs-) Abschnitten 45A und 46A des ersten und des zweiten Magnetwegbildungsabschnitts 45 und 46 gegen über, wie es in Fig. 14 gezeigt ist. Sowohl das erste als auch das zweite Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 liegt zwi schen diesen Spitzenendabschnitten 45A und 47A bzw. 46A und 47A.

Das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement geben die Spannungssignale E21 und E22 aus, welche proportional zu der magnetischen Dichte zwischen den Spitzenendabschnitten 45A und 47A des ersten und zweiten Magnetwegbildungsabschnitts sind, und welche proportional zu der magnetischen Dichte zwischen den Spitzenendabschnitten 46A und 47A des zweiten und des dritten Magnetwegbildungsabschnitts 46 bzw. 47 sind.

Die Berechnungseinheit 50, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, umfaßt den Subtrahierer 52, den Addierer 51, den Teiler 53 und den Verstärker 54. Die Berechnungseinheit ist auf der gedruckten Schaltungsplatine 13 angebracht. Die Berechnungs einheit 50 berechnet und gibt das Erfassungssignal So2 aus, welches dem Drehwinkel Θ2 entspricht, und zwar auf der Basis der Ausgangssignale E21 und E22, die von dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 ausgegeben werden.

Der Addierer 51 addiert die Ausgangsspannungssignale E21 und E22 von dem ersten Hall-Effekt-Bauelement (erstes Hall-Ele ment in Fig. 13) 48 und von dem zweiten Hall-Effekt-Bauele ment (zweites Hall-Element in Fig. 13) 49, um E21 + E22 ab zuleiten.

Der Subtrahierer 52 subtrahiert das zweite Ausgangsspan nungssignal E22 des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 49 von dem ersten Ausgangsspannungssignal E21 des ersten Hall-Ef fekt-Bauelements 48 nach folgender Gleichung:

E21-E22.

Der Dividierer 53 arbeitet, um das Ausgangssignal des Sub trahierers 52 durch das Ausgangssignal des Addierers 51 ge mäß folgender Gleichung zu teilen:

Sx2 = (E2-E22)/(E21 + E22) = 2/90° × Θ2.

Der Verstärker 54 verstärkt das Ausgangssignal des Teilers 53, um das Erfassungssignal So2 für den entsprechenden An schlußstift 14 auf die gleiche Art und Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel zu liefern.

Der Referenzspannungsgenerator 55 dient dazu, das Referenz spannungssignal zu dem Teiler 53 zuzuführen, um den Versatz pegel des Ausgangssignals des Teilers 53 zu bestimmen, wobei der Einstellungssignalgenerator 56 die kleine Variation im Ausgangserfassungssignal So2 von dem Verstärker 54 korri giert, um die Ausgangscharakteristik des Signals in die vollständig lineare Form einzustellen.

Nachfolgend wird das Erfassungsprinzip des Drehwinkels und seiner Richtung im Falle des zweiten bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels bezugnehmend auf die Fig. 12 bis 15 beschrie ben.

Um ein besseres Verständnis des Erfassungsprinzips des Sen sors beim zweiten Ausführungsbeispiel zu erleichtern, wird der erste Bogenwinkel Θm2, der dem gekrümmten Umfangsendab schnitt 41A der gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B entspricht, auf etwa 90° eingestellt, wird der zweite Bogen winkel Θy2 bei sowohl dem ersten als auch dem zweiten Mag netpolstück 42 und 43 auf etwa 180° eingestellt und wird je der Raumintervallabstand a2 (Θa2) auf einen sehr kleinen Wert eingestellt.

Unter diesen Voraussetzungen werden die Gleichungen (15) bis (24) eingeführt.

Zuerst wird, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, der eine 41A der gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B gleichzeitig mit der Drehbewegung der Ventilachse 3 in der Umfangsrichtung von der Position aus, bei der der N-Pol desselben gegen den Raumintervallabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetpolstück 42 und 43 gerichtet ist, über den Bereich von ±45° gedreht.

Nun ist einer 41A der gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B gegen das erste Magnetpolstück 42 über den Bereich des Winkels Θ21 gerichtet, und gegen das zweite Magnetpol stück 43 über den Winkel Θ22 gerichtet.

Ferner ist der andere 41B der gekrümmten Umfangsendabschnit te 41A und 41B des Magneten 41 vollständig gegen das dritte Magnetpolstück 44 gerichtet. Während der magnetische Fluß, der von dem Magnet 41 entwickelt wird, von dem ersten und dem dritten Magnetpolstück 42 und 43 zu dem ersten Hall-Ef fekt-Bauelement 48 über den ersten und den dritten Magnet wegbildungsabschnitt 45 und 47 eingeführt wird, wird der Magnetfluß von dem zweiten und dritten Magnetpolstück 43 und 44 in das zweite Hall-Effekt-Bauelement 49 über den zweiten und den dritten Magnetwegbildungsabschnitt 46 und 47 einge führt.

Die erste Magnetschaltung ist ferner durch den Magneten 41, das erste und dritte Magnetpolstück 42 und 44 und den ersten und dritten Magnetwegbildungsabschnitt 45 und 47 gebildet, während die zweite Magnetschaltung durch den Magneten 41, das zweite und dritte Magnetpolstück 43 und 44 und den zwei ten und dritten Magnetwegbildungsabschnitt 46 und 47 gebil det ist. Diese zwei Magnetschaltungen sind an dem Magneten 41 parallel zueinander angeschlossen.

Dies ist aus Fig. 15 offensichtlich.

Die invertierten Werte (die Inversion) des magnetischen Wi derstands, der zwischen dem einen 41A der gekrümmten Um fangsendabschnitte 41A und 41B des Magneten 41 und dem er sten und dem zweiten Magnetpolstück 42 und 43 erzeugt wird, werden als die Permeanzen P21 bzw. P22 bezeichnet. Diese Permeanzen P21 und P22 sind etwa proportional zu den gegenüberliegenden Flächen, bei denen der eine 41A der ge krümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B des Magneten 41 gegen das erste und/oder zweite Magnetpolstück 42 und/oder 43 gerichtet ist.

P21 = α2 . µ0 . Θ21 = α2 . µ0 . (45° + Θ2) (15).

P22 = α2 . µ0 . Θ22 = α2 . µ0 . (45°-Θ2) (16).

In den Gleichungen (15) und (16) bezeichnet α2 die Konstan te, die gemäß der Axialabmessung des Magneten 4, gemäß dem Raumabstand des ersten bzw. zweiten Magnetpolstücks 42 und 43 und gemäß der Länge des Zwischenraums G zwischen dem Mag neten 41 und den jeweiligen Magnetpolstücken 42 und 43 be stimmt wird.

Zusätzlich ist der invertierte Wert (die Inversion) des mag netischen Widerstands, der zwischen dem anderen der gekrümm ten Umfangsendabschnitte 41A und 41B und dem dritten Magnet polstück 44 gebildet ist, die Permeanz P23. Die Permeanz P23 wird wie folgt abgeleitet, da der andere 41B der gekrümmten Umfangsendabschnitte 41A und 41B immer gegen 90° gerichtet ist. Andererseits ist der eine der gekrümmten Umfangsendab schnitte 41A des Magneten 41 immer über 90° gegen das zweite Magnetpolstück 43 gerichtet.

Somit lautet die Permeanz P23 folgendermaßen:

P23 = α2 . µ0 . 90° = P21 + P22 (17).

Der invertierte Wert (die Inversion) des magnetischen Wider stands, der um das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauele ment 48 und 49 herum gebildet wird, ist die Permeanz PS2. Die Permeanz PS2 ist im Vergleich zu den anderen Permeanzen P21 und P22 relativ klein.

Der Magnet 41 weist die Magnetbewegungskraft F2 auf.

Der gesamte magnetische Fluß Φ2, der durch die erste und die zweite Magnetschaltung läuft, wird folgendermaßen ausge drückt:

Φ2 = F2 × 1/{1/(P21 + P22) + 1/P23} = F2 × P23/2 = F2 × α2 × µ0 × 90°/2 (18).

Der gesamte magnetische Fluß Φ2 ist somit immer ein konstan ter Wert.

Die magnetischen Flüsse Φ21 und Φ22, die durch das erste Magnetpolstück 42 bzw. durch das zweite Magnetpolstück 43 laufen, haben die folgende Beziehung: Φ21 : Φ22 = P21 : P22.

Φ21 = Φ2 . P21/(P21 + P22) = Φ2 × (α2 × µ0 × (45° + Θ2)/(α2 × µ0 × 90°) = Φ2 . (0.5 + Θ2/90°) (19).

Φ22 = Φ2 × P22/(P21 + P22) = Φ2 × (α2 × µ0 × (45°-Θ2))/(α2 × µ0 × 90°) = Φ2 × (0.5-Θ2/90°) (20).

Die magnetischen Flußdichten B21 und B22, die durch das er ste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 fließen, werden folgendermaßen beschrieben:

B21 = β × Φ21 (21).

B22 = β × Φ22 (22).

Das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 haben die gleichen Charakteristika. Die Ausgangsspannungen E21 und E22 der Hall-Effekt-Bauelemente 48 und 49 sind pro portional zu den magnetischen Flußdichten B21 und B22.

E21 = G × B21 = G × β × Φ2 × (0.5 + Θ2/90°) (23).

E22 = G × B22 = G × β × Φ2 × (0.5 + Θ2/90°) (24).

In den Gleichungen (23) und (24) bezeichnet G die Bauele mentempfindlichkeit, die die Ausgangsspannungen E21 und E22 bezüglich der magnetischen Flußdichten B21 und B22 bestimmt.

Es sei angemerkt, daß, wenn die Bauelementeempfindlichkeit G sowohl des ersten als auch des zweiten Hall-Effekt-Bauele ments 48 und 49 aufgrund einer Umgebungstemperaturänderung um die Bauelemente herum variiert wird, die Ausgangsspan nungen E21 und E22 aufgrund der Änderung der Empfindlichkeit G verändert werden. Zusätzlich hängt der gesamte magnetische Fluß Φ2 von der Magnetbewegungskraft F2 des Magneten 41 ab, wobei die Ausgangsspannungen E21 und E22 aufgrund des Ein flusses der Magnetbewegungskraft F2 des Magneten 41 entspre chend variiert werden.

Um daher diese Einflüsse zu eliminieren, werden beide Aus gangsspannungen E21 und E22 des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 48 und 49 der Berechnungsschaltung 50 zugeführt, welche folgende Berechnung durchführt.

Sx2 = (E21-E22)/(E21 + E22) = 2/90° × Θ2 (25).

Sx2 ist das Ausgangssignal des Teilers 53.

Das Erfassungssignal So2 des Verstärkerausgangs wird folgen dermaßen abgeleitet:

So2 = k × Sx2 + Vo = 2 × k × Θ2/90° + Vo (26).

In der Gleichung (26) bezeichnet Vo den konstanten Span nungswert (beispielsweise 2,5 Volt), während k den konstan ten Verstärkungsfaktor bezeichnet.

Wenn folglich der Drehwinkel Θ2 -45° zeigt, zeigt das Er fassungssignal So2 den Minimalwert (Vo-k), und wenn der Drehwinkel Θ2 +45° zeigt, wird der Maximalwert (Vo + k) als das Erfassungssignal So2 ausgegeben.

Daher empfängt das Erfassungssignal So2 nicht den Einfluß der Magnetbewegungskraft F2 des Magneten 41 und der Bauele mentempfindlichkeit G des ersten und des zweiten Hall-Ef fekt-Bauelements 48 und 49.

In dem Fall, in dem der Raumintervallabstand a2 zwischen je dem der jeweiligen Magnetpolstücke 42, 43 und 44 ausreichend klein ist, und Θm2, Θy2 → 90° sind, wird der magnetische Leckfluß auf dieselbe Art und Weise wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels entwickelt.

Wenn daher der Drehwinkel Θ2 -45° beträgt, ist die Aus gangsspannung E21 des ersten Hall-Effekt-Bauelements 48 re duziert, und die Ausgangsspannung E22 des zweiten Hall-Ef fekt-Bauelements ist reduziert, wenn der Drehwinkel Θ2 +45° beträgt.

Zusätzlich würde ein großer Fehler im Verhältnis zwischen den Ausgangsspannungen E21 und E22 der Hall-Effekt-Bauele mente 48 und 49 aufgrund eines Einflusses der Permeanz PS2 sowohl des ersten als auch des zweiten Hall-Effekt-Bauele ments 48 und 49 auftreten, wenn der Drehwinkel Θ2 um ±22,5° (45°/2) herum liegt.

Wenn daher jeder Raumintervallabstand a2 zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetpolstück 42 und 43, zwischen dem zwei ten und dem dritten Magnetpolstück 43 und 44 und zwischen dem dritten und dem ersten Magnetpolstück 44 und 42 ausrei chend klein wäre, würde jede Ausgangsspannung E21 und E22 von dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 nicht linear sein, wodurch das Berechnungssignal Sx2 be züglich des Drehwinkels Θ2 nicht linear sein würde.

Da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel Θm2 < Θy2 + Θa2 (Θy2 + Θa2 → 90°) ist, sind der magnetische Leckfluß, der durch das zweite und das dritte Magnetpolstück 43 und 44 läuft, und da Θy2 < Θm2 gilt, der magnetische Leckfluß, der durch das zweite und das dritte Magnetpolstück 43 und 44 oder durch das erste und das dritte Magnetpolstück 42 und 44 läuft, die den parallelen Linienendabschnitten 41C und 41D gegenüberliegen, wenn der Drehwinkel Θm2 -45° oder +45° beträgt, reduziert.

Da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel G2 < a2 ist, kann je de Permeanz P21, P22 oder P23 beträchtlich größer als die Permeanz PS2 bei sowohl dem ersten als auch dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 sein. Daher kann der Ein fluß der Permeanz PS2 auf die Ausgangsspannungen E21 und E22 des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 48 und 49 reduziert werden. Der magnetische Leckfluß, der oben be schrieben wurde, kann unterdrückt werden. Zusätzlich kann das Erfassungssignal Sx2 die näherungsweise proportionale Beziehung zu dem Drehwinkel Θ2 haben.

Die Vorteile im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels sind im allgemeinen die gleichen wie die, die bezüglich des er sten Ausführungsbeispiels beschrieben wurden.

Fig. 16 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Sensors, der zum Erfassen des Drehwinkels und seiner Richtung ange ordnet ist.

Es sei angemerkt, daß die abgesehen vom Magneten 1 andere Struktur und der Betrieb des Sensors zu denen gleich sind, die bezüglich des ersten und zweiten bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels beschrieben wurden.

Der Magnet 61 weist im Querschnitt von Fig. 16 eine Struktur auf, die etwa dem Buchstaben H entspricht. Der Magnet 61 um faßt ein Paar von magnetisierten Polabschnitten 61A und 61A, wobei jeder in einer Bogenform (Sektorform) um ein entspre chendes Ende eines Paars von Umfangsenden gebildet ist, und derselbe umfaßt ein Paar von stabförmigen Verbindungsab schnitten 61B und 61B, die beide das Paar der Magnetpolab schnitte 61A und 61A verbinden.

Obwohl der Magnet 61 die ähnliche Form wie der Magnet 4 beim ersten Ausführungsbeispiel hat, weist jeder magnetisierte Polabschnitt 61A die Bogenform, wobei die Achse 3 die Mitte ist, über den Bogenwinkel Θm1 auf, und jeder magnetisierte Polabschnitt ist aus dem N-Pol an einem Abschnitt und dem S-Pol an dem entgegengesetzten Abschnitt gebildet, wie es in Fig. 16 gezeigt ist.

Das Durchgangsloch 61C dringt durch die Mitte des Magneten 61 durch, wobei durch dasselbe das axiale Ende der Ventil achse 3 geschoben und befestigt ist.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Magnet 61 durch das Paar der Magnetpolabschnitte 61A und 61A und die stab förmigen Verbindungsabschnitte 61B und 61B gebildet, wobei der magnetische Fluß, der in dem Magneten 61 entwickelt wird, über den Bogenwinkel Θm1 von dem Paar der magnetisier ten Polabschnitte 61A und 61A verbreitert werden kann.

Selbst wenn der Drehwinkel Θ1 ±Θm1 erreicht, kann daher der magnetische Fluß, der der gegenüberliegenden Fläche, bei der einer des Paars der magnetischen Polabschnitte 61A und 61A gegenüber einem und/oder jedem der ersten und zweiten Mag netpolstücke 5, 5, 6 und 6 befestigt ist, von dem Magneten 61 genau in das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 eingeführt werden. Die genaue Erfassung des Dreh winkels Θ1 kann über den gesamten Bereich der Drehbewegung der Ventilachse 3 erreicht werden.

Es sei jedoch angemerkt, daß, obwohl bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel die Berechnungsschaltung 19 (50) im Gehäuse 1 eingebaut ist, die Ausgangsspannungen E11 und E12 (E21 und E22) des ersten und des zweiten Hall-Effekt- Bauelements 11 und 12 (48 und 49) über die entsprechenden zwei Anschlußstifte 14 zu einer extern eingebauten Berech nungsschaltung ausgegeben werden können, um das Erfassungs signal So1 (So2) zu der weiter vorhandenen externen bei spielsweise Steuerschaltung auszugeben.

Obwohl der Magnet 4 (41, 61), der als die Drehbewegungswelle (Achse) die in entweder der negativen oder positiven Rich tung gedreht werden soll, dient, an der Achse 3 befestigt ist, kann der Magnet 4 (41, 61) an dem Gehäuse befestigt sein, wobei dann die ersten und die zweiten Magnetpolstücke 5, 5, 6 und 6, die in dem ersten Ausführungsbeispiel be schrieben sind, oder das erste, das zweite und dritte Mag netpolstück 42, 43 und 44 mittels der Ventilachse als die Drehbewegungswelle gedreht werden.

Obwohl bei jedem Ausführungsbeispiel, das oben beschrieben wurde, die ersten Magnetpolstücke 42 (5, 5) und die zweiten Magnetpolstücke 43, (6, 6) oder das dritte Magnetpolstück 44 sich umfangsmäßig über jeweils bestimmte Winkelbereiche er strecken, können sowohl das erste als auch das zweite oder das dritte Magnetpolstück in jeweils schmäleren Winkelberei chen aufgeteilt sein, um jeweils zwei oder mehrere Magnet polstücke zu bilden.

Fig. 17 zeigt ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung, der zum Erfas sen des Drehwinkels und der Drehrichtung angeordnet ist.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel sind die Spitzenenden des ersten und des zweiten Magnetwegbildungsabschnitts 7 und 8 mit den Bauelementeinfügungs- (Zwischenpositionierungs-) Abschnitten 7A und 8A, die sich entlang der hinteren Ober fläche der gedruckten Schaltungsplatine 3 erstrecken, und ferner mit Umwegabschnitten 7B und 8B versehen, die von den Bauelementeinfügungsabschnitten 7A bzw. 8A abgezweigt sind. Die ersten Umwegabschnitte 7B und 8B liegen sich gegenüber, wie es in Fig. 17 zu sehen ist, wobei ein kleiner Spielraum zwischen denselben vorhanden ist, um an dieser Stelle einen relativ kleinen magnetischen Widerstand und zwar kleiner als der magnetische Widerstand zwischen den Bauelementeinfü gungsabschnitten 7A und 8A zu schaffen, um das vordere und hintere Ende des ersten Hall-Effekt-Bauelements 11 zu umge hen. Da der kleine magnetische Widerstand an dem Paar der ersten Umwegabschnitte 7B und 8B vorgesehen ist, wird der magnetische Widerstand zwischen den Bauelementeinfügungsab schnitten 7A und 8A, zwischen die das erste Hall-Effekt-Bau element 11 eingefügt wird, entsprechend reduziert, und zwar aufgrund der Parallelmagnetschaltungsbeziehung.

Zusätzlich sind die Spitzenenden der zweiten Magnetwegbil dungsabschnitte 9 und 10 mit den Bauelementeinfügungs- (Zwi schenpositionierungs-) Abschnitten 9A und 10A, die sich ent lang der hinteren Oberfläche der gedruckten Schaltungsplati ne 3 erstrecken, und ferner mit zweiten Umwegabschnitten 9B und 10B versehen, die von den Bauelementeinfügungsabschnit ten 9A bzw. 10A abgezweigt sind. Die zweiten Umwegabschnitte 9B und 10B liegen sich gegenüber, und zwar mit dem gleichen kleinen Spielraum wie im Fall der ersten Verzweigungsab schnitte 7B und 8B, um den relativ kleineren magnetischen Widerstand als den zwischen den Bauelementeinfügungs- (Zwischenpositionierungs-) Abschnitten 9A und 10A an dieser Stelle zu liefern, um das vordere und hintere Ende des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 12 zu umgehen. Die Fläche, mit der sich die Bauelementeinfügungsabschnitte 7A und 8A über dem ersten Hall-Effekt-Bauelement 11 gegenüberliegen, ist gleich der Fläche, mit der sich die Bauelementeinfü gungsabschnitte 9A und 10A über das zweite Hall-Effekt-Bau element 12 gegenüberliegen. Das Raumintervall des Zwischen raums, das in Fig. 17 gezeigt ist, zwischen den ersten Um wegabschnitten 7B und 8B ist gleich dem, das in Fig. 17 mit b1 bezeichnet ist, zwischen den zweiten Umwegabschnitten 9B und 10B. Da der kleine magnetische Widerstand zwischen den Spitzenenden der zweiten verzweigten Abschnitte 9B und 10B geschaffen ist, wird der magnetische Widerstand zwischen den Spitzenenden der Bauelementeinfügungsabschnitte 9A und 10A, zwischen denen das zweite Hall-Effekt-Bauelement 12 einge fügt wird, aufgrund der gleichen oben beschriebenen Ursache entsprechend klein.

Die weitere Struktur und der Betrieb zur Erfassung sind zu dem ersten Ausführungsbeispiel gleich.

Da bei dem vierten Ausführungsbeispiel die ersten und zwei ten Umwegabschnitte 7B und 8B und 9B und 10B mit kleinem magnetischen Widerstand an den Spitzenendabschnitten der ersten und zweiten Magnetwegbildungsabschnitte 7 und 8 bzw. 9 und 10 vorgesehen sind, wird die Permeanz PS1 bei sowohl dem ersten als auch dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement 11 und 12 erhöht, derart, daß der Einfluß der Permeanz PS1 be züglich des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements 11 und 12 auf die magnetischen Flüsse Φ11 und Φ12, die durch die erste bzw. zweite Magnetschaltung laufen, beträchtlich reduziert werden kann.

Folglich kann ein lineareres Erfassungssignal So1 ausgegeben werden, wodurch eine genaue Erfassung des Drehwinkels Θ1 durchgeführt werden kann.

Fig. 18 zeigt ein fünftes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehwinkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist, wie es aus Fig. 18 zu sehen ist, das Spitzenende (das freie Ende) des ersten Mag netwegbildungsabschnitts 45 mit einem 45B eines Paars von ersten Umwegabschnitten 45B und 47C versehen, die vor dem Bauelementeinfügungsabschnitt 45A positioniert sind, wobei das Spitzenende, das von dem dritten Magnetwegbildungsab schnitt 47 in einer Rechtsrichtung verzweigt ist, mit dem anderen 47C des Paars der ersten Umwegabschnitte 45B und 47B versehen ist, die hinter dem Bauelementeinfügungsabschnitt 47A positioniert sind.

Zusätzlich ist das Spitzenende des zweiten Magnetwegbil dungsabschnitts 46 mit einem 46B eines Paars von zweiten Um wegabschnitten 46B und 47D, die vor dem Bauelementeinfü gungsabschnitt 46A positioniert sind, versehen, während das Spitzenende, das in einer Linksrichtung von dem dritten Mag netwegbildungsabschnitt 47 verzweigt ist, mit dem anderen 47D des Paars der zweiten Umwegabschnitte 46D und 47D verse hen ist, die hinter dem Bauelementeinfügungsabschnitt 47B positioniert sind.

Der eine des Paars der ersten Umwegabschnitte 47C und 45B ist gegen den anderen des Paars der ersten Umwegabschnitte mit einem kleinen Spielraum b2 gebildet. Der eine des Paars der zweiten Umwegabschnitte 46B und 47B ist gegen den anderen des Paars der zweiten Umwegabschnitte mit dem glei chen kleinen Spielraum b2 gebildet. Sowohl das Paar der er sten als auch der zweiten Umwegabschnitte 45B und 47C und 46B und 47D hat bezüglich dem magnetischen Widerstand in den Bauelementeinfügungsabschnitten einen relativ kleineren mag netischen Widerstand, durch die das entsprechende sowohl er ste als auch zweite Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 einge fügt wird, und zwar genauso wie in dem Fall der Umwegab schnitte bei dem vierten Ausführungsbeispiel.

Die andere Struktur und das Erfassungsprinzip sind zu dem im zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Fall gleich.

Die Permeanz PS2 bei jedem Hall-Effekt-Bauelement 48 und 49 wird folglich relativ erhöht, derart, daß der Einfluß der Permeanz PS2 bezüglich sowohl des ersten als auch des zwei ten Hall-Effekt-Bauelements 48 und 49 auf die Ausgangsspan nungssignale E21 und E22 des ersten bzw. zweiten Hall-Ef fekt-Bauelements 48 und 49 (die magnetischen Flüsse Φ21 und Φ22, die durch die erste und die zweite Magnetschaltung lau fen), beträchtlich reduziert werden kann.

Zusätzlich wird der magnetische Fluß, der dem magnetischen Widerstand zwischen den jeweiligen Bauelementeinfügungsabschnitten 45A und 47A und dem Paar der ersten Umwegabschnitte 45B und 47C entspricht, durch das erste Hall-Effekt-Bauelement 48 geleitet.

Der magnetische Fluß, der dem magnetischen Widerstand zwi schen den jeweiligen Bauelementeinfügungsabschnitten 46A und 47B und dem Paar der zweiten Umwegabschnitte 46B und 47D entspricht, läuft durch das zweite Hall-Effekt-Bauelement 49.

Daher können die Ausgangsspannungen E21 und E22, welche pro portional zu den magnetischen Flüssen Φ21 und Φ22 sind, von dem ersten bzw. zweiten Hall-Effekt-Bauelement 48 bzw. 49 ausgegeben werden, derart, daß eine genauere Erfassung des Drehwinkels Θ2 durchgeführt werden kann.

Es sei angemerkt, daß die Struktur des Drosselventils bei spielhaft von dem U.S. Patent Nr. 5,462,026 dargestellt ist, das am 31. Oktober 1995 erteilt wurde, wobei die Offenbarung desselben hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Es sei ferner angemerkt, daß die externe Steuerschaltung, die mit den Anschlußstiften 14 verbunden ist, beispielhaft in dem U.S. Patent Nr. 5,350,043, das am 27. September 1994 erteilt wurde, beispielhaft dargestellt ist, wobei die Of fenbarung dieses Patent hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Claims

1. Sensor mit folgenden Merkmalen:

a) einer drehbaren Ventilachse (3), die angeordnet ist, um über einen Drehwinkel (Θ1; Θ2) gedreht zu werden;
b) einem Magnet (4; 41; 61), der an der drehbaren Ven tilachse (3) befestigt ist, derart, daß derselbe zusammen mit der Ventilachse (3) gedreht wird;
c) einer ersten Magnetschaltung, die mit dem Magnet (4; 41; 61) magnetisch verbunden ist, durch die ein erster magnetischer Fluß (Φ11; Φ21) läuft und zu dem Magnet zurückkehrt, der von einem gesamten ma gnetischen Fluß (Φ1; Φ2) abgezweigt ist, der von dem Magnet (4; 41; 61) entwickelt wird; wobei die erste Magnetschaltung folgende Merkmale aufweist:
einen ersten Permeanzteil (P11), der durch einen (4A) eines Paars von N-Pol- und S-Pol-magneti sierten gekrümmten Umfangsendabschnitten (4A und 4B), die auf dem Magneten (4) gebildet sind, und aus einem von ersten Magnetpolstücken (5, 5) gebildet ist, welche dem einen des Paars der ge krümmten Umfangsendabschnitte (4A, 4B) des Magne ten über einem ersten Winkel (Θ11) mit einem kon stanten Zwischenraum (G1) gegenüberliegen;
einen Permeanzteil (PS1), der durch das erste Hall-Effekt-Bauelement (11) gebildet wird; und
einen zweiten Permeanzteil (P13), der durch den anderen (4B) des Paars der gekrümmten Umfangsend abschnitte (4A, 4B), die auf dem Magnet (4) ge bildet sind, und dem anderen der ersten Magnet polstücke (5, 5) gebildet ist, welcher gegenüber dem anderen (4B) des Paars der Umfangsendab schnitte über dem ersten Winkel (Θ11) mit dem konstanten Zwischenraum (G1) gegenüberliegt;
d) einer zweiten Magnetschaltung, die mit dem Magnet (4; 41; 61) magnetisch verbunden ist, durch die ein zweiter magnetischer Fluß (Φ12; Φ22) läuft und zu dem Magnet zurückkehrt, der von dem gesamten magne tischen Fluß (Φ1; Φ2) abgezweigt ist, der von dem Magneten (4; 41; 61) entwickelt wird, wobei die zweite Magnetschaltung folgende Merkmale aufweist:
einen dritten Permeanzteil (P12), der durch den einen (4A) des Paars der gekrümmten Umfangsendab schnitte (4A, 4B) und eines der zweiten Magnet polstücke (6, 6) gebildet ist, welches dem einen des Paars der gekrümmten Umfangsendabschnitte (4A, 4B) über einem zweiten Winkel (Θ12) mit dem konstanten Zwischenraum (G1) gegenüberliegt;
den Permeanzteil (PS1), der durch das zweite Hall-Effekt-Bauelement (12) gebildet ist; und
einen vierten Permeanzteil (P14), der durch den anderen (4B) des Paars der gekrümmten Umfangsend abschnitte (4A, 4B) und das andere der zweiten Magnetpolstücke (6, 6) gebildet ist, welches dem anderen des Paars der gekrümmten Umfangsendab schnitte (4A, 4B) des Magneten (4) über dem zwei ten Winkel (Θ12) mit dem konstanten Zwischenraum (G1) gegenüberliegt, wobei ein Raumintervallab stand (a1) zwischen jedem der Mehrzahl von Magnetpolstücken (5, 6) länger als der konstante Zwischenraum (G1) ist.
e) einem Paar von magnetisch getrennten ersten und zweiten Hall-Effekt-Bauelementen (11, 12; 48, 49), wobei das erste Hall-Effekt-Bauelement (11; 48) in der ersten Magnetschaltung angeordnet ist, um ein erstes Signal (E11; E21) gemäß dem ersten magneti schen Fluß (Φ11; Φ21), der durch dieselbe läuft, auszugeben, und wobei das zweite Hall-Effekt-Bau element (12; 49) in der zweiten Magnetschaltung an geordnet ist, um ein zweites Signal (E12; E22) ge mäß dem zweiten magnetischen Fluß (Φ12; Φ22), der durch dieselbe läuft, auszugeben; und
f) einer Berechnungsschaltung (19; 50) zum Berechnen eines Pegels eines Erfassungssignals (So1; So2) des Sensors aus dem ersten und dem zweiten Signal (E11, E12; E21, E22), die von dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement (11, 12; 48, 49) ausgegeben werden, und zum Ausgeben des Erfassungssignals (So1; So2), und zwar als Reaktion auf das erste und das zweite Signal (E11, E12; E21, E22) des ersten und des zweiten Hall-Effekt-Bauelements (11, 12; 48, 49), wobei der Pegel des Erfassungssignals (So1; So2) gemäß dem Drehwinkel (Θ1; Θ2) der Ven tilachse (3) linear variiert wird.

2. Sensor gemäß Anspruch 1,
bei dem P11 durch folgende Gleichung gegeben ist:
P11 = α1 × µ0 × Θ11 = α1 × µ0 × Θ1;
bei dem P12 durch folgende Gleichung gegeben ist:
P12 = α1 × µ0 × Θ12 = α1 × µ0 × Θ12 = α1 × µ0 (90° - Θ1);
bei dem P13 durch folgende Gleichung gegeben ist:
P13 = α1 × µ0 × Θ11 = P11; und
bei dem P14 durch folgende Gleichung gegeben ist:
P14 = α1 × µ0 × Θ12 = P12,
wobei α1 einen konstanten Wert bezeichnet, der gemäß einer axialen Größe des Magneten (4) entlang der Ven tilachse (3), gemäß einer axialen Größe der ersten und zweiten Magnetpolstücke (5, 5, 6, 6) und gemäß einer Länge des Zwischenraums (G1) zwischen dem Magneten (4) und jedem der ersten und zweiten Magnetpolstücke (5, 5, 6, 6) bestimmt ist, und bei dem µ0 eine Permeabilität bezeichnet.

3. Sensor gemäß Anspruch 2, bei dem der gesamte magneti sche Fluß (Φ1) folgendermaßen ausgedrückt ist:
Φ1 = F1/{(1/P11) + (1/P13)} + F1/{(1/P12) +(1/P14)} = F1 × (P11 + P12)/2 = F1 × α1 × µ0 × 90°/2,
wobei F1 eine Magnetbewegungskraft bezeichnet, die der Magnet (4) entwickelt,
wobei der erste magnetische Fluß (Φ11), der durch die erste Magnetschaltung läuft, folgendermaßen ausgedrückt ist:
Φ11 = Φ1 × P11/(P11 + P12) = Φ1 × α1 × µ0 × Θ1/(α1 × µ0 × 90°); und
wobei der zweite magnetische Fluß (Φ12), der durch die zweite Magnetschaltung läuft, folgendermaßen ausge drückt ist:
Φ12 = Φ1 × P12/(P11 + P12) = Φ1 × α1 × µ0 × (90° - Θ1)/(α1 × µ0 × 90°) = Φ1 × (1 - Θ1/90°).

4. Sensor gemäß Anspruch 3,
bei dem magnetische Flußdichten (B11, B12), die durch das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement (11, 12) laufen, folgendermaßen lauten:
B11 = β1 × Φ11, und
B12 = β1 × Φ12; und
bei dem das erste Signal (E11), das von dem ersten Hall-Effekt-Bauelement (11) ausgegeben wird, folgender maßen lautet:
E11 = G × B11 = G × β1 × Φ1 × Θ1/90°; und
bei dem das zweite Signal (E12), das von dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement (12) ausgegeben wird, folgender maßen lautet:
E12 = G × B12 = G × β1 × Φ1 × (1 - |Θ1|/90°),
wobei G eine Bauelementempfindlichkeit bezeichnet, die sowohl das erste als auch das zweite Hall-Effekt-Bau element (11, 12) aufweist, wobei β1 einen konstanten Wert bezeichnet, der gemäß einer Fläche bestimmt ist, über der jeder von ersten Magnetwegbildungsabschnitten (7, 8), die mit den ersten Magnetpolstücken (5, 5) ver bunden sind, einem entsprechenden von zweiten Magnet wegbildungsabschnitten (9, 10), die mit den zweiten Magnetpolstücken (6, 6) verbunden sind, über das ent sprechende erste oder zweite Hall-Effekt-Bauelement ge genüberliegt.

5. Sensor gemäß Anspruch 4,
bei dem das Erfassungssignal (So1) der Berechnungs schaltung (19) folgendermaßen ausgegeben wird:
So1 = k × Sx1 + Vo1 = k × Θ1/90° + Vo1,
wobei k einen konstanten Verstärkungsfaktor bezeichnet, Vol eine konstante Spannung bezeichnet, und Sx1 folgen dermaßen lautet:
Sx1 = E11/(|E11| + E12) = Θ1/90°.

6. Sensor gemäß Anspruch 5,
bei dem der Drehwinkel (Θ1) der Ventilachse (3) Null Grad beträgt, wenn eine Mitte des einen (4A) des Paars von gekrümmten Umfangsendabschnitten (4A, 4B) des Mag neten (4) gegen eine Mitte (6A) des einen der Magnet polstücke (6, 6) mit dem konstanten Zwischenraum (G1) gerichtet ist, wobei das erste Hall-Effekt-Bauelement (11) das erste Signal (E11) mit einem Minimalwert von Null Volt ausgibt; und
bei dem der Drehwinkel (Θ1) 90° beträgt, wenn die Mitte des einen (4A) des Paars der gekrümmten Umfangsendab schnitte (4A, 4B) gegen eine Mitte der ersten Magnet polstücke (5, 5) gerichtet ist, wobei das erste Hall- Effekt-Bauelement (11) das erste Signal mit einem Maxi malwert ausgibt.

7. Sensor gemäß Anspruch 6, bei dem der Magnet (4) ein Paar von parallelen gerad linigen Endabschnitten (4C, 4D) außer dem Paar der ge krümmten Umfangsendabschnitte (4A, 4B) aufweist, wobei jeder des Paars der gekrümmten Umfangsendabschnitte (4A, 4B) einen ersten Bogenwinkel (Θm1) zwischen beiden Enden jedes des Paars der gekrümmten Umfangsendab schnitte (4A, 4B) mit einer axialen Mitte der Ventil achse (3), die durch ein Loch (4D), das in einer Mitte des Magneten (4) vorgesehen ist, durchdringt, als Mitte aufweist, wobei sowohl die ersten als auch die zweiten Magnetpolstücke (5, 5, 6, 6) einen zweiten Bogenwinkel (Θy1) zwischen beiden Enden jedes der ersten und zwei ten Magnetpolstücke (5, 5, 6, 6) aufweist, und wobei ein Raumintervallabstand (a1, Θa1) zwischen einem der ersten Magnetpolstücke (5, 5) und einem benachbarten der zweiten Magnetpolstücke (6, 6) vorgesehen ist, und wobei folgende Beziehung gilt:
Θm1 < Θy1 + Θa1.

8. Sensor gemäß Anspruch 7, bei dem folgende Beziehungen gelten:
Θy1 < Θm1.

9. Sensor gemäß Anspruch 8, bei dem ein Paar von ersten Umwegabschnitten (7B, 8B) zwischen Spitzenenden des einen (8) der ersten Magnet wegbildungsabschnitte (7, 8) und dem anderen (7) der ersten Magnetwegbildungsabschnitte (7, 8) vorgesehen ist, und bei dem ein Paar von zweiten Umwegabschnitten (9B, 10B) zwischen den Spitzenenden des einen (10) der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte (9, 10) und dem an deren (9), der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte (9, 10) vorgesehen sind, wobei ein magnetischer Widerstand sowohl der ersten als auch der zweiten Umwegabschnitte (7B, 8B, 9B, 10B) derart ist, daß eine Linearität in dem ersten und dem zweiten Signal (E11, E12), die von dem ersten bzw. dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement (11, 12) auszugeben sind, nicht durch den Permeanzteil (PS1) beeinträchtigt wird, der durch sowohl das erste als auch das zweite Hall-Effekt-Bauelement (11, 12) gebil det wird.

10. Sensor mit folgenden Merkmalen:

a) einer drehbaren Ventilachse (3), die angeordnet ist, um über einen Drehwinkel (Θ1; Θ2) gedreht zu werden;
b) einem Magnet (4; 41; 61), der an der drehbaren Ven tilachse (3) befestigt ist, derart, daß derselbe zusammen mit der Ventilachse (3) gedreht wird;
c) einer ersten Magnetschaltung, die mit dem Magnet (4; 41; 61) magnetisch verbunden ist, durch die ein erster magnetischer Fluß (Φ11; Φ21) läuft und zu dem Magnet zurückkehrt, der von einem gesamten ma gnetischen Fluß (Φ1; Φ2) abgezweigt ist, der von dem Magnet (4; 41; 61) entwickelt wird; wobei die erste Magnetschaltung folgende Merkmale aufweist:
einen ersten Permeanzteil (P21), der durch einen (41A) eines Paars von N-Pol- und S-Pol-magneti sierten gekrümmten Umfangsendabschnitten (41A, 41B), die auf dem Magneten (41; 61) gebildet sind, und einen Teil eines ersten Magnetpol stücks (42) gebildet ist, welches dem einen (41A) des Paars der gekrümmten Umfangsendab schnitte (41A, 41B) über einem ersten Winkel (Θ21) mit einem konstanten Zwischenraum (G2) gegenüberliegt;
einen Permeanzteil (PS2), der durch das erste Hall-Effekt-Bauelement (48) gebildet ist; und
einen zweiten Permeanzteil (P23), der durch den anderen (41B) des Paars der gekrümmten Umfangs endabschnitte (41A und 41B) und ein drittes Magnetpolstück (44) gebildet ist, welches dem anderen (41B) der gekrümmten Umfangsendabschnit te vollständig mit dem konstanten Zwischenraum (G2) gegenüberliegt;
d) einer zweiten Magnetschaltung, die mit dem Magnet (4; 41; 61) magnetisch verbunden ist, durch die ein zweiter magnetischer Fluß (Φ12; Φ22) läuft und zu dem Magnet zurückkehrt, der von dem gesamten magne tischen Fluß (Φ1; Φ2) abgezweigt ist, der von dem Magneten (4; 41; 61) entwickelt wird, wobei die zweite Magnetschaltung folgende Merkmale aufweist:
einen dritten Permeanzteil (P22), der durch den einen (41A) des Paars der gekrümmten Umfangs endabschnitte (41A, 41B; 61A, 61B) des Magneten (41; 61) und einen Teil eines zweiten Magnetpol stücks (43) gebildet ist, welcher dem einen des Paars der Umfangsendabschnitte über einem zwei ten Winkel (Θ22) mit dem konstanten Zwischenraum (G2) gegenüberliegt;
den Permeanzteil (PS2), der durch das zweite Hall-Effekt-Bauelement (49) gebildet ist; und
den zweiten Permeanzteil (P23), der zu dem der ersten Magnetschaltung gleich ist, wobei ein Raumwinkelintervallabstand (a2) zwischen jedem der Magnetpolstücke (42, 43, 44) länger als der konstante Zwischenraum (G2) ist.
e) Sensor gemäß Anspruch 10,
bei dem P21 folgendermaßen lautet:
P21 = α2 × µ0 × Θ21 = α2 × µ0 × (45° + Θ2);
bei dem P22 folgendermaßen lautet:
P22 = α2 × µ0 × Θ22 = α2 × µ0 × (45° - Θ2); und
bei dem P23 folgendermaßen lautet:
P23 = α2 × µ0 × 90° = P21 + P22,
wobei α2 einen konstanten Wert bezeichnet, der gemäß einem axialen Winkel des Magnets entlang der Ventilach se (3), gemäß einer axialen Größe des ersten, des zwei ten und des dritten Magnetpolstücks und einer kürzesten Länge des Zwischenraums (G2) zwischen dem Magneten und dem ersten, dem zweiten und dem dritten Magnetpolstück bestimmt ist, und wobei µ0 eine Permeabilität bezeich net.

12. Sensor gemäß Anspruch 11,
bei dem der gesamte magnetische Fluß (Φ2) folgender maßen ausgedrückt ist:
Φ2 = F2 × 1/{(1/P21 + P22) + 1/P23} = F2 × P23/2 = F2 × α2 × µ0 × 90°/2,
wobei F2 eine Magnetbewegungskraft bezeichnet, die der Magnet entwickelt;
bei dem der erste magnetische Fluß (Φ21) folgendermaßen ausgedrückt ist:
Φ21 = Φ2 × P21/(P21 + P22) Φ2 × α2 × µ0 × (45° + Θ2)/(α2 × µ0 × 90°) Φ2 × (0.5 + Θ2/90°); und
bei dem der zweite magnetische Fluß (Φ22) folgender maßen ausgedrückt ist:
Φ22 = Φ2 × P22/(P21 + P22) = Φ2 × α2 × µ0 × (45° - Θ2)/(α2 × µ0 × 90°) = Φ2 × (0.5 - Θ2/90°).

13. Sensor gemäß Anspruch 12,
bei dem die magnetischen Dichten (B21 und B22), die durch das erste und das zweite Hall-Effekt-Bauelement (48, 49) laufen, folgendermaßen lauten:
B21 = β × Φ21, und
B22 = β × Φ22,
bei dem das erste Signal (E21), das von dem ersten Hall-Effekt-Bauelement (48) ausgegeben wird, folgender maßen lautet:
E21 = G × β × Φ2 × (0.5 + Θ2/90°);
und bei dem das zweite Signal, das von dem zweiten Hall-Effekt-Bauelemente (49) ausgegeben wird, folgen dermaßen lautet:
E22 = G × B22 = G × β × Φ2 × (0.5 - Θ2/90°),
wobei G eine Bauelementempfindlichkeit bezeichnet, die sowohl das erste als auch das zweite Hall-Effekt-Bau element (48, 49) aufweist, und wobei β einen konstanten Wert bezeichnet, der gemäß einer Fläche bestimmt ist, bei der ein dritter Magnetwegbildungsabschnitt (47), der mit dem dritten Magnetpolstück (44) verbunden ist, sowohl dem ersten als auch dem zweiten Magnetwegbil dungsabschnitt (45, 46), wobei jeder mit einem entspre chenden ersten und zweiten Magnetpolstück (42, 43) ver bunden ist, über das entsprechende erste oder zweite Hall-Effekt-Bauelement (48, 49) gegenüberliegt.

14. Sensor gemäß Anspruch 13,
bei dem das Erfassungssignal (So2) der Berechnungs schaltung (50) folgendermaßen lautet:
So2 = k × Sx2 + Vo = 2 × k × Θ2/90° + Vo,
wobei k einen konstanten Verstärkungsfaktor bezeichnet, wobei Vo eine konstante Spannung bezeichnet, und wobei Sx2 folgendermaßen ausgedrückt ist:
Sx2 = (E21 - E22)/(E21 + E22) = 2/90° × Θ2.

15. Sensor gemäß Anspruch 14,
bei dem der Drehwinkel (Θ2) der Ventilachse (3) Null Grad beträgt, wenn eine Mitte des einen (41A) des Paars der gekrümmten Umfangsendabschnitte (41A, 41B) gegen eine Mitte eines Raumintervallabstands (a2) zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetpolstück (42, 43) ge richtet ist, wobei das Erfassungssignal (So2), das von der Berechnungsschaltung (50) ausgegeben wird, Null Volt beträgt,
bei dem der Drehwinkel der Ventilachse (Θ2) -45° be trägt, wenn die Mitte des einen (41A) des Paars der ge krümmten Umfangsendabschnitte gegen eine Mitte des zweiten Magnetpolstücks gerichtet ist, wobei das Erfas sungssignal (So2) einen minimalen Wert von Vo-k an zeigt; und
wobei der Drehwinkel (Θ2) der Ventilachse (3) +45° be trägt, wenn die Mitte des einen (41A) des Paars der ge krümmten Umfangsendabschnitte gegen eine Mitte des Magnetpolstücks (42) gerichtet ist, wobei das Erfas sungssignal (So2), das von der Berechnungsschaltung (50) ausgegeben wird, einen maximalen Wert von Vo + k anzeigt.

16. Sensor gemäß Anspruch 15, bei dem der Magnet (41) ein Paar von parallelen gerad linigen Endabschnitten (41C, 41D) zusätzlich zu dem Paar der gekrümmten Umfangsendabschnitte (41A, 41B) aufweist, wobei jeder des Paars der gekrümmten Umfangs endabschnitte einen ersten Bogenwinkel (Θm2) aufweist, der zwischen beiden Enden jedes des Paars der gekrümm ten Umfangsendabschnitte (41A, 41B) mit einer axialen Mitte der Ventilachse (3) die durch ein Loch, das in einer Mitte des Magneten vorgesehen ist, dringt, als Mitte liegt, wobei sowohl das erste als auch das zweite Magnetpolstück (42, 43) einen zweiten Bogenwinkel (Θy2) aufweisen, der zwischen beiden Enden sowohl des ersten als auch des zweiten Magnetpolstücks liegt, und wobei der Raumintervallabstand (a2) (Θa2) zwischen sowohl dem ersten als auch dem zweiten und dem dritten Magnetpol stück (42, 43, 44) vorgesehen ist, und wobei folgende Beziehung gilt:
Θm2 < Θy2 + Θa2.

17. Sensor gemäß Anspruch 16, bei dem ein dritter Bogenwinkel, der zwischen beiden Enden des dritten Magnetpolstücks (44) mit der axialen Mitte der Ventilachse (3) als die Mitte liegt, 360° - 2Θy2-3Θa2 beträgt.

18. Sensor gemäß Anspruch 17, bei dem ein Paar von Umwegabschnitten an dem dritten Magnetwegbildungsabschnitt (47) vorgesehen ist, wobei jedes Spitzenende (47C, 47D) des Paars der Umwegab schnitte über einen konstanten Spielraum (b2) einem entsprechenden eines Paars von erweiterten Endabschnit ten (45B, 46B) gegenüberliegt, die vor einem entspre chenden der Spitzenenden (45A, 46A) des ersten und zweiten Magnetwegbildungsabschnitts (45, 46) positio niert sind, welcher einem entsprechenden der Spitzenen den (47A, 47B) des dritten Magnetwegbildungsabschnitts (47) über das entsprechende erste bzw. zweite Hall-Ef fekt-Bauelement (48, 49) gegenüberliegt, um einen Ein fluß des Permeanzteils (PS2), der sowohl durch das er ste als auch das zweite Hall-Effekt-Bauelement (48, 49) gebildet wird, auf die Linearität sowohl des ersten als auch des zweiten Signals (E21, E22) zu unterdrücken, welche von dem ersten bzw. dem zweiten Hall-Effekt-Bau element (48, 49) ausgegeben werden.

19. Sensor gemäß Anspruch 18, bei dem der Magnet (61) einen Querschnitt etwa dem Buchstaben H entsprechend aufweist und das Paar der gekrümmten Umfangsendabschnitte (61A, 61B) und das Paar der parallelen geradlinigen Endabschnitte (61C, 61D) aufweist.

20. Drehwinkelsensor, der zum Erfassen eines Drehwinkels (Θ1; Θ2) angeordnet ist, über den eine drehbare Achse (3) an demselben gedreht wird, mit folgenden Merkmalen:

a) einer Umhüllung (1), die einen geschlossenen Raum in sich definiert, wobei der Raum einen näherungs weise kreisförmigen Querschnitt aufweist;
b) einem Permanentmagnet (4; 41; 61), der an der dreh baren Achse (3) länglich normal zu einer Ebene, die durch den kreisförmigen Querschnitt des einge schlossenen Raums gebildet ist, in einer Mitte des kreisförmigen Querschnitts befestigt ist, und der ein Paar von gekrümmten äußeren Umfangsendabschnit ten (4A, 4B; 41A, 41B; 61A, 61B) aufweist, welche bezüglich einer axialen Mitte der drehbaren Achse (3) als Mitte zueinander symmetrisch sind, wobei jeder erste Bogenwinkel, der zwischen einer virtu ellen Linie, die durch ein Ende des entsprechenden der gekrümmten äußeren Umfangsendabschnitte und die Mitte läuft, und einer anderen virtuellen Linie, die durch das andere Ende des entsprechenden der gekrümmten äußeren Umfangsendabschnitte und die Mitte läuft, liegt, ein erster vorbestimmter Winkel (Θm1; Θm2) ist;
c) einer Mehrzahl von gegenseitig voneinander beab standeten bogenförmigen Magnetpolstücken (5, 5, 6, 6; 42, 43, 44), wobei jedes Magnetpolstück in der Umhüllung (1) angeordnet ist, und wobei jedes Mag netpolstück sich entlang einer Umfangsrichtung der Umhüllung (1) erstreckt, um dem Permanentmagneten mit einem konstanten Zwischenraum (G1; G2) gegen die gekrümmten äußeren Umfangsendabschnitte des Permanentmagneten gegenüber zu liegen, und wobei dieselben einen Raumintervallabstand (a1, a2) zwi schen einem länglichen Ende des entsprechenden der Mehrzahl der Magnetpolstücke und dem des benachbar ten der anderen der Magnetpolstücke aufweist, wobei zumindest eines der bogenförmigen Magnetpolstücke einen zweiten Bogenwinkel zwischen einer virtuellen Linie, die durch ein längliches Ende des entspre chenden der Mehrzahl der Magnetpolstücke und die Mitte der Drehachse (3) läuft, und einer anderen Linie aufweist, die durch das andere längliche Ende desselben und die Mitte läuft, wobei der zweite Bogenwinkel ein zweiter vorbestimmter Winkel (Θy1; Θy2) ist; und
d) einer magnetisch-zu-elektrisch-Wandlerschaltung, welche aufgebaut und angeordnet ist, um ein Paar von ersten und zweiten Signalen (E11, E12; E21, E22) zu schaffen, die gemäß einer Variation bezüg lich gegenüberliegenden Flächen, die durch den Per manentmagnet definiert sind, gemäß Raumintervall abständen (a1; a2) zwischen der Mehrzahl der Ma gnetpolstücke und gemäß der Mehrzahl der Magnetpol stücke entwickelt werden, wenn der Permanentmagnet mit der drehbaren Achse (3) über einen Winkel (Θ1; Θ2) gedreht wird, wobei das Paar der ersten und zweiten Signale gemäß dem Winkel (Θ1; Θ2) linear variiert wird, und wobei der Raumintervallabstand (a1; a2) zwischen jedem der Mehrzahl der Magnetpol stücke länger als der konstante Zwischenraum (G1; G2) ist.

21. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 20,
bei dem die Umhüllung (1) ein zylindrisches Gehäuse (1) aufweist; und
bei dem die Magnetpolstücke (5, 5, 6, 6) zwei Paare von ersten (5, 5) und zweiten (6, 6) bogenförmigen Magnet polstücken aufweisen, wobei jedes Paar der ersten und zweiten bogenförmigen Magnetpolstücke innerhalb des zy lindrischen Gehäuses bezüglich der axialen Mitte der drehbaren Achse (3) als die Mitte symmetrisch angeord net sind, wobei ein Winkel, der zwischen einer virtuel len Linie, die durch das eine längliche Ende eines des Paars der ersten Magnetpolstücke und die Mitte läuft, und einer anderen virtuellen Linie liegt, die durch das eine längliche Ende eines des Paars der zweiten Magnet polstücke, das dem einen länglichen Ende des einen des Paars der ersten Magnetpolstücke benachbart ist, läuft, ein dritter vorbestimmter Winkel (Θa1) ist, und wobei ein Gesamtwinkel (Θy1 + 2Θa1), der der Summe des drit ten vorbestimmten Winkels (Θa1), des zweiten vorbe stimmten Winkels (Θy1) und des dritten vorbestimmten Winkels (Θa1) entspricht, größer als der erste vorbe stimmte Winkel ist (Θm1 < Θy1 + 2Θa1).

22. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 21, bei dem die magnetisch-zu-elektrisch-Wandlerschaltung (11, 12) folgende Merkmale aufweist:
zwei erste Magnetwegbildungsabschnitte (7, 8), wo bei einer der zwei ersten Magnetwegbildungsab schnitte zwischen einem des Paars der ersten bogen förmigen Magnetpolstücke (5, 5) und einem Luftzwi schenraum gegen ein Ende eines ersten Hall-Effekt- Bauelements (11) gebildet ist, während der andere der ersten Magnetwegbildungsabschnitte (7, 8) zwi schen dem anderen des Paars der ersten bogenförmi gen Magnetpolstücke und dem anderen Ende des ersten Hall-Effekt-Bauelements (11) gebildet ist; und
zwei zweite Magnetwegbildungsabschnitte (9, 10), wobei einer der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte zwischen einem des Paars der zweiten bogenförmigen Magnetpolstücke und einem Luftzwischenraum gegen über einem Ende eines zweiten Hall-Effekt-Bauele ments (12) gebildet ist, wobei der Luftzwischenraum gegenüber dem einen Ende des zweiten Hall-Effekt- Bauelements (12) eine gleiche Länge wie der gegen über dem einen Ende des ersten Hall-Effekt-Bauele ments (11) aufweist, und wobei der andere der zwei ten Magnetwegbildungsabschnitte (9, 10) zwischen dem anderen des Paars der zweiten Magnetpolstücke (6, 6) und dem anderen Ende des zweiten Hall-Ef fekt-Bauelements (12) gebildet ist.

23. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 22, bei dem der Winkel, über den der Permanentmagnet mit der drehbaren Achse (3) gedreht wird, der Winkel (Θ1) zwischen einer virtuellen Linie, die durch einen näherungsweise Mittenabschnitt des anderen des Paars der zweiten Magnetpolstücke (9, 10) läuft, und einer virtuellen Linie ist, die durch einen Mittenpolab schnitt der bogenförmigen Umfangsendabschnitte (4A, 4B) des Permanentmagneten (4) läuft.

24. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 23, bei dem die magnetisch-zu-elektrisch-Wandlerschaltung eine Berechnungsschaltung (19) mit folgenden Merkmalen aufweist:
einer Absolutwertschaltung (20), welche aufgebaut und angeordnet ist, um einen Absolutwert |E11| eines Ausgangsspannungssignals (E11) des ersten Hall-Effekt-Bauelements (11) zu liefern;
einem Addierer (21), welcher aufgebaut und angeord net ist, um den Absolutwert |E11| des Ausgangsspan nungssignals (E11) des ersten Hall-Effekt-Bauele ments (11) zu einem Ausgangssignal (E12) des zwei ten Hall-Effekt-Bauelements (12) zu addieren; und
einem Dividierer (22), welcher aufgebaut und ange ordnet ist, um das Ausgangssignal (E11) des ersten Hall-Effekt-Bauelements (11) durch ein Ausgangssig nal des Addierers (21) zu teilen, um eine erfaßte Spannung (Sx1) für einen Verstärker (23) zu lie fern.

25. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 24, bei dem der Verstärker (23) ein Drehwinkelerfassungs spannungssignal (So1) ausgibt, das dem Winkel (Θ1) ent spricht, über den der Permanentmagnet (4) mit der dreh baren Achse (3) gedreht wird, wobei (So1) folgende Gleichung erfüllt:
So1 = k × Sx1 + Vo1,
wobei k einen Verstärkungsfaktor des Verstärkers (23) bezeichnet und wobei Sx1 folgender Gleichung genügt:
Sx1 = Θ1/90° (= E11/{|E11| + E12}),
wobei Vo1 einen konstanten Spannungswert bezeichnet.

26. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 25, bei dem die Ausgangsspannung (E11) des ersten Hall-Ef fekt-Bauelements (11) folgendermaßen lautet:
E11 = G × B11 = G × β1 × Φ1 × Θ1/90°,
wobei G eine Empfindlichkeit bezeichnet, die sowohl das erste als auch das zweite Hall-Effekt-Bauelement (11, 12) aufweist, wobei β1 eine Konstante bezeichnet, die sich auf eine gegenseitig gegenüberliegende Fläche zwischen dem einen Ende des einen der ersten Magnetweg bildungsabschnitte (7, 8) und dem einen Ende des ande ren der ersten Magnetwegbildungsabschnitte (9, 10) be zieht, wobei Φ1 einen gesamten magnetischen Fluß be zeichnet, der von einer Magnetbewegungskraft (F) des Permanentmagneten (4) erzeugt wird und durch eine erste und eine zweite Magnetschaltung läuft, wobei die erste Magnetschaltung durch den Permanentmagneten (4), das Paar der ersten Magnetpolstücke (5, 5) und das Paar der ersten Magnetwegbildungsabschnitte (7, 8) gebildet ist, während die zweite Magnetschaltung durch den Permanent magneten (4), das Paar der zweiten Magnetpolstücke (6, 6) und das Paar der zweiten Magnetwegbildungsabschnitte (9, 10) gebildet ist, wobei sowohl die erste als auch die zweite Magnetschaltung in einer magnetischen Paral lelbeziehung zueinander sind, wobei Φ1 immer konstant ist.

27. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 26, bei dem das Ausgangsspannungssignal (E12) des zweiten Hall-Effekt-Bauelements (12) folgendermaßen lautet:
E12 = G × β1 × Φ1 × (1 - |Θ1|/90°).

28. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 27, bei dem die Berechnungsschaltung (19) auf einer ge druckten Schaltungsplatine (13) zusammen mit dem ersten und dem zweiten Hall-Effekt-Bauelement (11, 12) ange ordnet ist, wobei die gedruckte Schaltungsplatine (13) in dem zylindrischen Gehäuse (1) eingebaut ist, um von dem Permanentmagneten (4) und den Magnetpolstücken (5, 5, 6, 6) magnetisch abgeschirmt zu sein.

29. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 20,
bei dem die Umhüllung ein zylindrisches Gehäuse umfaßt; und
bei dem die bogenförmigen Magnetpolstücke ein erstes, ein zweites und ein drittes Magnetpolstück (42, 43, 44) umfassen, wobei der Bogenwinkel des ersten und des zweiten Magnetpolstücks (42, 43) der erste vorbestimmte Winkel (Θm2) ist, während der Bogenwinkel des dritten bogenförmigen Magnetpolstücks (44) 360°-(3x der Raum winkelabstand a2)-2x Θm2 beträgt.

30. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 29, bei dem die magnetisch-zu-elektrisch-Wandlerschaltung folgende Merkmale aufweist:
einen ersten Magnetwegbildungsabschnitt (45), der zwischen dem ersten bogenförmigen Magnetpolstück (42) und einem Luftzwischenraum gegenüber einem En de eines ersten Hall-Effekt-Bauelements (48) gebil det ist;
einen zweiten Magnetwegbildungsabschnitt (46), der zwischen dem zweiten bogenförmigen Magnetpolstück (43) und einem Luftzwischenraum gegenüber einem En de eines ersten Hall-Effekt-Bauelements (48) gebil det ist;
einen zweiten Magnetwegbildungsabschnitt (46), der zwischen dem zweiten bogenförmigen Magnetpolstück (43) und einem Luftzwischenraum gegenüber einem En de eines zweiten Hall-Effekt-Bauelements (49) ge bildet ist; und
einen dritten Magnetwegbildungsabschnitt (47), der zwischen dem dritten Magnetpolstück (44) und beiden anderen Enden des ersten und des zweiten Hall-Ef fekt-Bauelements (48, 49) gebildet ist.

31. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 30, bei dem das erste Hall-Effekt-Bauelement (48) das erste Spannungssignal (E21) folgendermaßen ausgibt:
E21 = G × B21 = G × β × Φ2 × (0.5 + Θ2/90°),
wobei B21 = β × Φ21 gilt, wobei G eine Empfindlichkeit bezeichnet, die das erste Hall-Effekt-Bauelement (48) aufweist, wobei β eine Konstante bezeichnet, die eine gegenüberliegende Fläche zwischen dem einen Ende des dritten Magnetwegbildungsabschnitt (47) und dem einen Ende des ersten Magnetwegbildungsabschnitts (45) be trifft, wobei der Luftzwischenraum gegenüber dem einen Ende des ersten Hall-Effekt-Bauelements (48) vorgesehen ist, wobei Φ2 einen gesamten magnetischen Fluß bezeich net, der durch eine Magnetbewegungskraft (F2) des Per manentmagneten (41; 61) erzeugt wird und durch eine er ste und eine zweite Magnetschaltung läuft, wobei die erste Magnetschaltung durch den Permanentmagneten (41; 61), das erste Magnetpolstück (42), den ersten Magnet wegbildungsabschnitt (45), den dritten Magnetwegbil dungsabschnitt (47) und das dritte Magnetpolstück (44) gebildet ist, während die zweite Magnetschaltung durch den Permanentmagneten (4), das zweite Magnetpolstück, den dritten Magnetwegbildungsabschnitt (47) und das dritte Magnetpolstück (44) gebildet ist, wobei der ge samte magnetische Fluß (Φ2) konstant ist, und wobei (Θ2) den Winkel bezeichnet, über den der Permanentmag net (41; 61) mit der drehbaren Achse (3) gedreht wird.

32. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 31, bei dem das zweite Hall-Effekt-Bauelement (49) das zweite Spannungssignal (E22) wie folgt ausgibt:
E22 = G × B22 (B22 = β × Φ22) = G × β × Φ2 × (0.5-Θ2/90°).

33. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 32, bei dem die magnetisch-zu-elektrisch-Wandlerschaltung eine Berechnungsschaltung (50) mit folgenden Merkmalen aufweist:
einem Subtrahierer (52), welcher aufgebaut und angeordnet ist, um das zweite Ausgangsspannungssignal (E22) von dem ersten Ausgangsspannungssignal (E21) zu subtrahieren;
einem Addierer (51), welcher aufgebaut und angeordnet ist, um das erste Ausgangsspannungssignal (E21) des ersten Hall-Effekt-Bauelements (48) zu dem zweiten Ausgangsspannungssignal (E22) des zweiten Hall-Ef fekt-Bauelements (49) zu addieren (E11 + E22);
einem Dividierer (53), welcher aufgebaut und ange ordnet ist, um ein Ausgangsspannungssignal von dem Subtrahierer (52) durch ein Ausgangsspannungssignal von dem Addierer (51) zu teilen [{(E21-E22)/(E21 + E22)} = 2/90° × Θ2; und
einem Verstärker (54), welcher aufgebaut und ange ordnet ist, um ein Ausgangsspannungssignal von dem Dividierer (53) zu verstärken, und um ein Spannungs signal (SO2) (SO2 = k × Sx2 + Vo = 2xkx Θ2/90° + Vo) auszugeben, wobei k einen konstanten Verstärkungsfak tor des Verstärkers bezeichnet, und wobei Vo eine konstante Spannung bezeichnet.

34. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 30, bei dem der dritte Magnetwegbildungsabschnitt (47) fer ner einen ersten und einen zweiten Umwegbildungsab schnitt (47C, 47D) aufweist, wobei ein Spitzenende des ersten Umwegbildungsabschnitts (47C) gegenüber einem Zwischenvorstandende des ersten Magnetwegbildungsab schnitts (45) mit einem Luftzwischenraum, welcher pa rallel zu dem Luftzwischenraum zwischen dem einen Ende des ersten Hall-Effekt-Bauelements (48) und dem einen Ende des ersten Magnetwegbildungsabschnitts (45) ist, gerichtet ist, und wobei ein Spitzenende des zweiten Umwegbildungsabschnitts (47D) gegenüber einem Zwischen vorstandende des zweiten Magnetwegbildungsabschnitts (46) mit einem Luftzwischenraum, welcher parallel zu dem Luftzwischenraum zwischen dem einen Ende des zwei ten Hall-Effekt-Bauelements (49) und dem einen Ende des zweiten Magnetwegbildungsabschnitts (46) ist, gerichtet ist.

35. Drehwinkelsensor gemäß Anspruch 34,
bei dem die drehbare Achse (3) einer Ventilachse eines Drosselventils entspricht; und
bei dem der Drehwinkel einem Öffnungswinkel des Dros selventils entspricht, wobei das Drosselventil in einem Ansaugluftkanal eines Motors mit innerer Verbrennung angeordnet ist.