阀门控制设备的制作方法

专利名称：阀门控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阀门控制设备。
背景技术：
例如，PCT公开 W02009/062928A1 (对应于 US2010/0319663A1)教导了一种控制阀门打开和闭合的阀门控制设备。具体而言，参考图17和18，阀门控制设备包括阀门101、电动致动器和电动机控制单元。阀门101适于打开和闭合流体通道。电动致动器包括杆102， 其驱动阀门101。电动机控制单元控制供应给电动机103的电力，所述电动机103是电动致动器的驱动电源。电动致动器包括减速机构、往复滑块连杆机构300和止推轴承104。减速机构降低从电动机103通过两级传递的旋转速度。往复滑块连杆机构将减速机构的转动转换成杆 102的线性运动。止推轴承104可滑动地支撑杆102，以在往复方向上使杆102能够往复运动。止推轴承104包括沿杆102的轴向通过止推轴承104延伸的通孔，止推轴承104牢固地约束在驱动装置外壳的轴承孔中。减速机构包括小齿轮105、中间齿轮106和主传动齿轮107。小齿轮105固定到电动机103的输出轴上。中间齿轮106与小齿轮105啮合并受其驱动。主传动齿轮107与中间齿轮106啮合并受其驱动。中间齿轮106可旋转地安装到支撑轴111的外周表面。主传动齿轮107可旋转地安装到支撑轴112的外周表面。肘节杆108通过第一枢轴113连接到电动致动器的杆102。肘节杆108通过第二枢轴114连接到主传动齿轮107。第一枢轴113配合到肘节杆108的第一配合孔中，由此固定到肘节杆108。第二枢轴114配合到肘节杆108的第二配合孔中，由此固定到肘节杆 108。在PCT 公开 WO 2009/062928A1 (对应于 US2010/0319663A1)的电动致动器中，电动机103驱动减速机构的齿轮105-107以及通过第二枢轴114连接到主传动齿轮107的肘节杆108，沿其轴向推动(或拉动)杆102，以将主传动齿轮107的转动转换成杆102的往
复线性运动。在这里，连杆109置于杆102和阀门101的轴115之间。在PCT 公开 WO 2009/062928A1 (对应于 US2010/0319663A1)的电动致动器中，在杆推力转动连杆109时，杆102受到来自连杆109的侧向力的反作用力(由图17中的虚线表示)，从而在杆102的远端部分产生摆动。在驱动杆102时，驱动杆102以具有沿杆轴向Y的线性运动，还有沿弯曲方向Y’ 的弯曲运动。此外，由于阀门的压力P，在杆102的行程位置中发生位置偏差。传感器感测磁路(包括磁体和磁轭的磁路)的位置，其设置于杆位置感测构件110 中。因此，在杆102弯曲运动时，来自磁体的磁场以弯曲方式变化，由此传感器的输出值以弯曲方式变化。由此，传感器输出变化特性相对于磁路行程位置，即杆102的行程位置的线性劣化。
此外，日本未审专利公开No. 2004-177398A教导了一种杆行程位置感测设备，其能够直接感测杆102的线性行程位置。具体而言，如图19A所示，杆行程感测装置包括磁性静止主体(两个定子121，122以及保持于其间的传感器)和磁路(具有永磁体123和磁轭 124的磁路)。磁路可以在杆102的行程方向上相对于磁性静止主体发生位移。磁性静止主体放置得平行于杆102的行程方向(轴向)。传感器包括霍尔元件125，其插入到两个定子121、122之间形成的磁通量感测缝隙中。向杆102—体地提供磁路。杆行程位置感测设备的定子121，122、永磁体123、磁轭IM和霍尔元件125形成两个磁路A，B。在日本未审专利公开No. 2004-177398A的杆行程位置感测设备中，由于杆轴承 133的释放，磁路A，B如箭头所示摇摆，杆轴承133可滑动地支撑杆102，以实现杆102沿往复方向的往复运动。由此，磁路和霍尔元件125之间的距离改变，使得霍尔元件125的磁性感测表面接收的磁场强度变化(波动)。在这里，在如图19B所示靠近杆轴承133放置磁路(永磁体123，磁轭124)的情况下，磁路的摆动幅度小，由此磁路和霍尔元件125之间的距离波动范围也小。相反，在远离杆轴承133放置磁路的情况下，磁路的摆动幅度变大，磁路和霍尔元件125之间的距离波动范围变大。也就是说，霍尔元件125相对于磁路的磁性感测表面不被放在磁路幅度的平均位置，从而在如下两种情况之间，磁路摆动幅度有大的差异在一种情况下，靠近杆轴承133 放置磁路，在另一种情况下，远离杆轴承133放置磁路。因此，霍尔元件125的磁性感测表面接收的磁场强度有波动差异。结果，响应于杆102的摆动，传感器输出有大的差异，由此降低了传感器精确度。

发明内容
本发明解决了上述缺点。于是，本发明的目的是提供一种能够改善用于感测杆的线性行程位置的感测精确度的阀门控制设备。根据本发明，提供了一种阀门控制设备，包括阀门、具有杆的致动器、连杆机构、磁性可移动体、传感器和用于感测杆的位移量的模块(以下简称感测模块)。阀门适于绕着所述阀门的旋转轴旋转。致动器驱动杆以沿杆的轴向使杆往复运动并由此驱动阀门。连杆机构包括连杆，所述连杆连接于所述阀门和所述杆之间并将所述杆的线性运动转换成所述阀门的转动。磁性可移动体一体安装到杆，并且包括第一和第二磁体，其彼此协作以产生磁通量密度大致恒定的磁场。杆的中心轴大致平行于第一和第二磁体的中心线，该中心线大致平行于彼此相对的第一磁体磁极表面和第二磁体磁极表面并位于其中间。传感器输出电信号，所述电信号与磁通量对应，所述磁通量响应于所述磁性可移动体相对于所述传感器的运动而改变。感测模块用于基于所述传感器输出的电信号感测所述杆在行程方向上位移量，所述行程方向与所述杆的轴向相一致。基于利用所述感测模块感测的杆在行程方向上的杆的位移量驱动所述致动器，以控制所述阀门的打开和闭合。所述致动器包括杆轴承，其可滑动地支撑所述杆，以使所述杆能够在所述行程方向上滑动，同时使所述杆能够绕所述杆轴承摆动。所述传感器包括磁性感测表面，其适于感测所述磁性可移动体的磁通量。所述连杆在可旋转地连接到所述阀门的连杆的阀门侧连接处包括旋转轴，所述旋转轴与所述阀门的旋转轴共轴。所述连杆包括可旋转地连接到所述杆的杆侧连接部。在通过杆使所述阀门转动时，所述杆侧连接部适于沿着旋转运动路径运动，所述旋转运动路径是以连杆的阀门侧连接部的旋转轴为中心且具有预定曲率半径的曲线路径。在所述阀门的打开程度变为完全闭合程度以完全闭合流动通道时，杆侧连接部沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全闭合点。在所述阀门的打开程度变为完全打开程度以完全打开流动通道时，杆侧连接部沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全打开点。在所述阀门的打开程度为完全闭合程度和完全闭合程度之间角度一半的一半程度时，所述杆侧连接部的旋转运动点位于沿旋转运动路径的完全闭合点和完全打开点之间的半点。所述传感器的磁性感测表面的至少一部分放在所述第一假想线和所述第二假想线之间的角范围中。在所述连杆的杆侧连接部的旋转运动点位于完全闭合点时， 所述第一假想线与所述第一和第二磁体之间的中心线相一致。在所述连杆的杆侧连接部的旋转运动点位于半点时，所述第二假想线与所述第一和第二磁体之间的中心线相一致。


从以下描述、所附权利要求和附图将最好地理解本发明连同其其它目的、特征和优点，在附图中图IA是描述图，示出了根据本发明第一实施例的废气阀门控制设备的电动致动器的杆和连杆之间的关系；图IB是示意图，示出了图IA的废气阀门控制设备的磁性可移动体；图2是描述图，示出了根据第一实施例的废气阀门控制设备；图3是截面图，示出了根据第一实施例的电动致动器的阀门完全闭合状态；图4是描述图，示出了根据第一实施例的废气阀门控制设备；图5是截面图，示出了根据第一实施例的电动致动器的阀门完全打开状态；图6A是描述图，示出了比较例中传感器位置的范例；图6B为曲线图，示出了根据本发明第二实施例相对于连杆操作角度的流量特性；图6C为示意图，示出了第二实施例变型中传感器的位置；图7是描述图，示出了根据第二实施例的电动致动器杆和连杆之间的关系；图8是描述图，示出了根据本发明第三实施例的电动致动器杆和连杆之间的关系；图9是描述图，示出了根据本发明第四实施例的电动致动器杆和连杆之间的关系；图10是描述图，示出了根据本发明第五实施例的废气阀门控制设备；图11是另一描述图，示出了根据第五实施例的废气阀门控制设备；图12A和12B是示意图，示出了根据本发明第六实施例的磁性可移动体的范例，其适于相对于行程传感器沿行程方向运动；图13是描述图，示出了根据本发明第七实施例的废气阀门控制设备；图14A和14B是示意图，示出了根据第七实施例的磁性可移动体范例，其包括第一和第二磁体和配置成细长矩形框的磁性框架；
图15A是示意图，示出了根据第七实施例的磁性可移动体，其包括第一和第二磁体和配置成细长矩形框形式的磁性框架；图15B为图表，示出了根据第七实施例磁通量密度变化相对于杆的行程变化以及参考线(基础)的理想特性线；图15C是图表，示出了根据第七实施例磁通量的变化相对于杆的行程变化的线性；图16A是示意图，示出了第一比较例中的磁性可移动体，其包括第一和第二磁体和配置成细长矩形框形式的磁性框架；图16B是图表，示出了第一比较例中磁通量密度的变化相对于杆的行程变化的线性；图17是描述图，示出了根据第一现有技术的电动致动器杆和连杆之间的关系；图18是描述图，示出了第一现有技术中的电动致动器杆和连杆之间的关系；以及图19A到19C是描述图，示出了第二现有技术的杆行程位置感测装置。
具体实施例方式(第一实施例)图IA到5示出了本发明的第一实施例。具体而言，图IA示出了本实施例的废气阀门控制设备的电动致动器杆和连杆的位置关系，图IB示出了图IA所示废气阀门控制设备的磁性可移动体。图2和4分别示出了废气阀门控制设备的阀门完全闭合状态和阀门完全打开状态。此外，图3和5分别示出了电动致动器的阀门完全闭合状态和阀门完全打开状态。在内燃机的增压控制设备中实现本实施例的内燃机废气阀门控制设备。废气阀门控制设备包括废气阀门1、连杆机构300、电动致动器200和发动机控制单元(E⑶)400。废气阀门1打开和闭合涡轮增压器的废气通道(流动通道)。连杆机构300包括连杆3，其连接到废气阀门1的轴2。电动致动器200包括杆4，其通过连杆3连接到废气阀门1以驱动废气阀门1。E⑶400通过基于内燃机工作状态控制废气阀门1的打开和闭合来可变地控制内燃机的升压。废气阀门1是废气流量控制阀的阀元件，其控制着通过安装到发动机的涡轮增压器的废气通道10流动的废气流量。在发动起工作期间，转动废气阀门1，即基于ECU 400输出的控制信号在废气阀门1的完全闭合位置和完全打开位置之间的阀门工作范围之内枢转，以改变废气通道10的打开区域尺寸(废气通道截面积)。在废气阀门1后表面(废气阀门1上与废气阀门1的座面相对的表面，废气阀门 1可以座靠到废气通道10的阀座)处一体设置被配置成L形状的轴2和废气阀门1。下文将描述废气阀门1的细节。电动致动器200响应于杆4在杆4行程方向(加载方向)的位移量(行程量)来控制废气阀门1的打开和闭合。除了适于在杆4轴向上往复运动的杆4之外，电动致动器200还包括止推轴承(杆轴承)5、盘簧6和致动器外壳204。止推轴承5支撑杆4，使得杆4可以在杆4的往复方向 (杆4的行程方向，即杆4的轴向)上滑动并可以在图IA的顶到底方向上摆动(倾斜)。盘簧6向杆4施加推力(弹簧负载)以在闭合方向上(阀门完全关闭一侧)推动废气阀门1。 致动器外壳204容纳诸如止推轴承5和盘簧6的部件。电动致动器200的杆4在其行程方向上的远端侧从致动器外壳204的环形端面突出到致动器外壳204的外部。下文将描述电动致动器200的细节。在本实施例中，发动机是具有多个气缸的多气缸柴油机。进气管连接到发动机气缸的进气口以向进气口引导吸入的空气。在进气管中安装涡轮增压器的压缩机、中间冷却器、节流阀和吸入歧管。此外，排气管连接到发动机气缸的排气口以从气缸引导废气。在排气管中安装排气歧管和涡轮增压器的涡轮。涡轮增压器是包括涡轮和压缩机的涡轮增压器。通过压缩机压缩吸入的空气并随后供应给发动机每个气缸的燃烧室。涡轮包括涡轮壳体，其被配置成螺旋形式。涡轮叶片(涡轮机叶轮)置于涡轮壳体中。压缩机包括压缩机壳体，其被配置成螺旋形式。压缩机叶片(压缩器叶轮)置于压缩机壳体中。涡轮叶片和压缩器叶片通过转子轴彼此连接以共同转动。在涡轮增压器中，当废气使涡轮叶片转动时，还使压缩机叶轮转动以压缩吸入的空气。在这里，为本实施例的涡轮增压器的涡轮机壳体设置有废气通道10和废气阀门 1。废气通道10是一个旁路通道(流体通道)，绕过涡轮叶片以弓I导废气，废气被弓I导到涡轮机壳体中，到达位于涡轮叶片下游侧的排气通道的一部分，无需通过涡轮叶片。或者，废气通道10可以是旁路通道(流体通道)。具体而言，可以从排气通道位于排气歧管收集点(排气歧管的分支彼此汇合的点)下游侧的一部分分支出废气通道10，然后可以将废气通道10合并到排气通道位于涡轮增压器的涡轮下游侧的一部分。亦即，废气通道10可以是绕过涡轮机壳体的旁路通道(流体通道)，以传导废气而无需通过涡轮机壳体。本实施例的废气通道10在上游侧通孔(废气端口)和下游侧通孔之间相通，上游侧沟通孔打开于涡轮机壳体入口的分隔壁，下游侧沟通孔打开于涡轮机壳体出口的分隔壁。废气阀门1由金属材料(例如，不锈钢)制成，被配置成圆盘形式。废气阀门1为废气控制阀，包括沿垂直于废气通道10，尤其是废气端口的轴向(废气的流向)的方向延伸的旋转轴。废气阀门1连接到电动致动器200的杆4的远端部分，使得废气阀门1适于靠着涡轮机壳体的入口间隔壁(阀座)停放或提升离开间隔壁，以闭合或打开废气通道10，尤其是废气端口。废气阀门1可以绕着其旋转轴旋转，以通过连续方式或逐步方式改变废气通道10，尤其是废气端口打开区域的尺寸。连杆机构300位于废气阀门1的轴2和电动致动器200的杆4之间，以将杆4的线性运动转换成废气阀门1的转动。如图IA和2所示，连杆机构300包括连杆3。连杆3的一个端部连接到杆4的远端部分(即，位于行程方向，即杆4的往复运动方向远端的杆4末端部分)，连杆3的另一端部连接到废气阀门1的轴2的远端部分(S卩，与轴2的阀门1侧端部分相对的轴2的端部)。第一铰链销(第一支撑轴)11固定到杆4的远端部分(或与其一体地形成)。第一铰链销11从杆4的后表面侧插入并从杆4的正表面侧突出。第二铰链销(第二支撑轴)12 与废气阀门1的轴2 —体形成(或固定到轴2、。第二铰链销12与第一铰链销11在相同方向上突出。如图IA所示，连杆3包括与废气阀门1的旋转轴共轴的旋转轴(旋转中心)。此外，连杆3包括连接到杆4的第一连接部(杆侧连接部)和连接到废气阀门1的轴2的第二连接部(阀侧连接部)。第一连接部具有第一配合孔，具有圆形截面并且第一铰链销11 配合于其中。此外，第二连接部包括第二配合孔，具有圆形截面并且第二铰链销12配合于其中。在这里，连杆3的第一连接部是沿着对应旋转运动路径(由图IA中的虚线表示的连杆3的旋转运动路径)运动的连杆3的连接部(也称为连接部的中心点、连接点或旋转运动点)，所述路径是绕连杆3的旋转轴(废气阀门1的旋转轴)具有预定曲率半径的弯曲路径。更具体而言，旋转运动路径，即连杆3的弯曲路径是拱形路径(图3中的虚线表示的虚圆)，沿着绕废气阀门1的旋转轴(从而绕连杆3的旋转轴)具有预定曲率半径的拱形线延伸。如下文更详细所述，连杆3的旋转运动路径在连杆3沿着连杆3的旋转运动路径的完全闭合点A和连杆3沿连杆3的旋转运动路径的完全打开点D之间连接。连杆3由第一铰链销11的外周边部分可旋转地支撑。连杆3固定到第二铰链销 12。第一铰链销11可旋转地支撑废气阀门1、轴2和连杆3。轴2以直角弯折成L形，第二铰链销12固定到轴2位于电动致动器200侧(图IA 的下侧)的端部。第二铰链销12由涡轮增压器的涡轮机壳体的侧壁部分可旋转地支撑。第二铰链销12的旋转中心(旋转轴)是废气阀门1的旋转中心(旋转轴)。因此，废气阀门1充当铰链阀，其通过第一铰链销11、连杆3和第二铰链销12连接到杆4的远端部分(即，杆4行程方向的远端部分)。接下来，将参考图IA到5描述本实施例的电动致动器200的细节。电动致动器200包括杆4、止推轴承5、盘簧6、电动机M、减速机构201、转换机构 202、杆行程感测装置203(下文所述的磁性可移动体7和行程传感器20)和致动器外壳 204。在电动机M接收电力并由此旋转时，电动机M产生驱动力(电动机转矩)。减速机构 201降低从电动机M103通过两级传递的旋转速度。转换机构202将减速机构201的转动转换成杆4的直线往复运动。杆行程感测装置203感测电动致动器200的杆4的行程位置 (即，杆4沿其行程路径的位置)。致动器外壳204容纳电动致动器200的以上部件。减速机构201包括三个减速机构16-18。具体而言，减速机构201包括电动机M的电动机轴(旋转轴或输出轴)13、中间齿轮轴(第一支撑轴)14、主传动齿轮轴(第二支撑轴)15、小齿轮(电动机齿轮)16、中间齿轮(驱动侧齿轮)17和主传动齿轮(也称为从动侧齿轮的正齿轮)18。与电动机轴13平行地布置中间齿轮轴14和主传动齿轮轴15。小齿
11轮16固定到电动机轴13。中间齿轮17与小齿轮16啮合并与其一起被驱动。主传动齿轮 18与中间齿轮17啮合并与其一起被驱动。转换机构202包括平板凸轮21、从动轮(follower) 23和枢销(支撑轴)M。可旋转地支撑平板凸轮21。从动轮23可运动地容纳(可滑动地容纳)在平板凸轮21的凸轮沟槽22中。枢销M可旋转地支撑从动轮23。电动致动器200的致动器外壳204包括电动机外壳25、齿轮外壳沈和传感器盖 27。电动机外壳25容纳和保持电动机M。齿轮外壳沈可旋转地支撑减速机构201和转换机构202。传感器盖27覆盖齿轮外壳沈的开口。电动机外壳25和齿轮外壳沈由金属材料制成。传感器盖27由金属材料或树脂材料制成。轴承支架观被配置成圆柱形筒形式，位于齿轮外壳沈侧壁的阀门侧(废气阀门1 一侧)，轴承孔沿杆4的轴向通过轴承支架观延伸。将止推轴承5压配合到轴承支架观的轴承孔孔壁表面。弹簧支架四被配置成圆柱筒形式并从齿轮外壳26的侧壁向阀门侧(废气阀门1 一侧)突出，在弹簧支架四中容纳盘簧6。电动致动器200的杆4在行程方向上线性延伸，这个方向与杆4的中心轴方向相同。杆4包括驱动侧杆(第一杆)31、从动侧杆(第二杆)32和连接杆33。驱动侧杆31被配置成板形(平面形式)并通过从动轮23和枢销M连接到平板凸轮21。从动侧杆32被配置成板形(平面形式)并通过连杆机构300(例如连杆幻连接到废气阀门1的轴2。连接杆33被配置成具有圆形截面并连接于驱动侧杆31和从动侧杆32之间。驱动侧杆31、从动侧杆32和连接杆33是由诸如不锈钢的金属材料(非磁性材料)制成，并通过例如焊接连接在一起以形成单件部件。驱动侧杆31是输入部分，通过从动轮23和枢销M从平板凸轮21接收负载。驱动侧杆31的表面形成磁性可移动体安装表面，例如通过模制形成(模制形成过程)或螺丝将磁性可移动体7固定到其上。在驱动侧杆31与连接杆33相反的一个端部中形成配合孔 34，将枢销M配合到配合孔34中。枢销M牢固地连接到，即固定到驱动侧杆31，使得枢销 24从驱动侧杆31的后表面侧插入并从驱动侧杆31的前表面侧突出。第一连接部35形成于驱动侧杆31的另一末端部分并通过焊接连接到连接杆33 的一个端部。从动侧杆32为输出部分，通过连杆3和第一和第二铰链销11、12向废气阀门1施加负载。第二连接部36形成于从动侧杆32与连接杆33相邻的一个末端部分中，第二连接部36通过例如焊接连接到连接杆33的另一个端部。在从动侧杆32与连接杆33相反的另一端部中形成配合孔(未示出)，将第一铰链销11配合到这一配合孔中。第一铰链销11牢固地连接到，即固定到从动侧杆32，使得第一铰链销11从从动侧杆32的后表面侧插入并从从动侧杆32的前表面侧突出。连接杆33是连接在驱动侧杆31的第一连接部35和从动侧杆32的第二连接部36 之间的接头。弹簧座37被配置成环形(环形法兰形式)，安装到连接杆33与驱动侧杆31 相邻端部的外周表面上。弹簧座37是负载接收部分，接收在行程方向上向阀门完全闭合侧 (图2中的左侧)施加的盘簧6的负载。此外，连接杆33可以绕止推轴承5的轴承中心0 摆动，可以在止推轴承5的轴向上滑动。弹簧座37啮合到驱动侧杆31的第一连接部35的
1端表面。止推轴承5可滑动地支撑连接杆33，使得连接杆33能够在其行程方向(往复方向)上滑动。在止推轴承5的内部形成通孔(滑动孔)以沿杆4的轴向通过止推轴承5延伸。在纵向截面图中，止推轴承5的内周表面(连接杆33滑动所沿的滑动表面)形成弯曲的凸面，在止推轴承5的轴承中心0处向杆4的中心轴突出。换言之，止推轴承5的内周表面是弯曲的，使得止推轴承5的内径在轴向上从止推轴承5的轴中心部分向止推轴承5第一和第二轴端部的每个逐渐增大。通过这种方式，允许连接杆33的摆动运动。盘簧6充当杆(阀门)推动模块，用于产生推力(负载)以沿着杆4中心轴的轴向朝阀门完全闭合侧(废气阀门1完全闭合一侧，即图IA的左侧)推动杆4。盘簧6的一个端部由弹簧座37固定，盘簧6的另一端部由环形间隔壁(闭合壁)38固定，连接在轴承支架观的端部和弹簧支架四的端部之间。通过这种方式，电动致动器200的杆4，尤其是驱动侧杆31接收盘簧6的弹簧负载 (盘簧6的负载，向阀门完全闭合侧推动杆4)。减速机构201形成驱动力传动机构，将电动机M的转矩传递到转换机构202。如上所述，减速机构201包括中间齿轮轴14、主传动齿轮轴15、小齿轮16、中间齿轮17和主传动齿轮18。中间齿轮轴14和主传动齿轮轴15彼此大致平行地布置。此外，三个齿轮16-18 可旋转地容纳在齿轮外壳26的减速齿轮容纳空间中。将中间齿轮轴14压配合到齿轮外壳沈的配合孔(安装部分)中。中间齿轮轴14 的中心轴形成中间齿轮17的旋转中心(旋转轴)。通过两个轴承(未示出)由中间齿轮轴 14的外周表面可旋转地支撑中间齿轮17。或者，如果需要，可以去除两个轴承。在中间齿轮轴14的突出部分的外周表面中形成环形的圆周槽，该突出部分从中间齿轮17的端面突出。向圆周槽安装中间齿轮移除限制模块，例如垫圈或C环，在向中间齿轮轴14的外周表面安装中间齿轮17时限制从中间齿轮轴14意外移除中间齿轮17。将主传动齿轮轴15牢固压配合到齿轮外壳沈的配合孔41中，由此牢固压配合到配置成圆柱筒形的安装部分42中。主传动齿轮轴15的中心轴形成主传动齿轮18的旋转中心(旋转轴)。主传动齿轮轴15的外周表面通过两个轴承43可旋转地支撑主传动齿轮 18。或者，如果需要，可以取消两个轴承43。在主传动齿轮轴15的突出部分的外周表面中形成环形的圆周槽，该突出部分从主传动齿轮18的端面突出。向圆周槽安装主传动齿轮移除限制模块，例如垫圈或C环，在向主传动齿轮轴15的外周表面安装主传动齿轮18时限制从主传动齿轮轴15意外移除主传动齿轮18。小齿轮16由金属材料或树脂材料制成。小齿轮16牢固地压配合到电动机轴13 的外周表面。小齿轮16包括多个突出的齿(具有齿的小齿轮部分)44，沿着小齿轮16的外周表面在圆周方向上一个接一个布置，并与中间齿轮17啮合。中间齿轮17由金属材料或树脂材料制成，可旋转地安装到中间齿轮轴14的外周表面。中间齿轮17包括圆柱形筒部分，其放置成围绕中间齿轮轴14的外周表面。在圆柱筒部分的外周表面中一体地形成被配置成环形的最大直径部分(大直径部分)。中间齿轮17的大直径部分包括多个突出的齿(具有齿的大直径部分)45，沿着中间齿轮17大直径部分的外周表面在圆周方向上一个接一个布置，并与小齿轮16的突出齿 44啮合。中间齿轮17的圆柱筒部分(小直径部分)包括多个突出的齿(具有齿的小直径齿轮部分)46，沿着圆柱筒部分(小直径部分)的外周表面在圆周方向上一个接一个布置。主传动齿轮18由金属材料或树脂材料制成，通过轴承43可旋转地安装到主传动齿轮轴15的外周表面。主传动齿轮18包括圆柱筒部分，其被放置成沿圆周方向围绕主传动齿轮轴15的外周表面。主传动齿轮18的圆柱筒部分18包括凸缘47，其被配置成扇形形状(扇形)，从主传动齿轮18的圆柱筒部分的外周表面沿径向向外突出。主传动齿轮18的凸缘47包括多个突出的齿(具有齿的大直径扇形齿轮)48，在预定角度范围内沿着主传动齿轮18的凸缘47的外周表面在圆周方向上一个接一个地布置。 主传动齿轮18凸缘47的突出齿48与中间齿轮17的突出齿46啮合。转换机构202为运动方向转换机构，将主传动齿轮18的转动转换成杆4的线性运动。转换机构202包括平板凸轮21、从动轮23和枢销M。平板凸轮21与主传动齿轮18 一体地绕主传动齿轮18的主传动齿轮轴15转动。从动轮23可运动地容纳(可滑动地容纳)在平板凸轮21的凸轮沟槽22中。枢销M可旋转地支撑从动轮23。平板凸轮21由金属材料制成并被配置成预定形状。将平板凸轮21固定到主传动齿轮18的凸轮安装部分。在主传动齿轮18由树脂材料制成的情况下，将平板凸轮21插入模制到主传动齿轮18中。在主传动齿轮18由金属材料制成的情况下，主传动齿轮18和平板凸轮21可以由烧结金属一起形成。通过这种方式，主传动齿轮18的旋转轴与平板凸轮 21的旋转轴相一致，由此主传动齿轮18的旋转中心(主传动齿轮轴15的旋转中心)与平板凸轮21的旋转中心相一致。此外，主传动齿轮18的工作角度(主传动齿轮工作角度) 变得与平板凸轮21的旋转角度(凸轮旋转角度)相同。平板凸轮21的凸轮沟槽22为引导部分，其被配置成与废气阀门1的运动模式对应的弯曲形式。针对将废气阀门1从完全闭合位置驱动到完全打开位置所需的杆4所需行程量， 确定平板凸轮21的凸轮形状和平板凸轮21的旋转角度。从动轮23由金属材料制成并被配置成圆柱筒形状。从动轮23可旋转地安装到枢销M的外周表面。从动轮23包括圆柱筒部分，其沿圆周方向环绕枢销M。枢销M配合到杆4的配合孔34中，由此牢固压配合到杆4。在枢销M的突出部分中形成凸缘，其被锻造成套管形式以限制从动轮23的移除，突出部分从从动轮23的圆柱筒部分端面突出。沿着杆4的中心轴，即杆中心轴RC定位从动轮23的旋转中心和平板凸轮21的旋转中心。电动机M是电动致动器200的驱动源，容纳于电动机外壳25的电动机容纳空间中。电动机M的供电受E⑶400控制。E⑶400包括已知类型的微计算机，其包括CPU、R0M和RAM。E⑶400基于从行程传感器20、曲柄转角传感器、加速器开度传感器、节流阀开度传感器、增压传感器和车速传感器接收的输出信号来控制节流阀的电动致动器和废气阀门1的电动致动器200。接下来，将参考图IA到5描述杆行程感测装置203的细节。杆行程感测装置203包括磁性可移动体7和行程传感器20。磁性可移动体7与杆4 一体设置，即固定到杆4。行程传感器20感测磁性可移动体7的行程位置并由此感测杆 4的位置。ECU 400具有杆行程感测模块的功能，用于基于从行程传感器20作为电信号输出的输出值(传感器输出值)来计算(感测)电动致动器200的杆4的线性行程位置(位移
量)O磁性可移动体7与杆4 一体设置，即一体地安装到杆4上，以便响应于杆(充当感测对象)4在行程方向的运动而线性运动。参考图IA和1B，磁性可移动体7包括第一和第二永磁体(在下文中简称为第一和第二磁体)8a、8b和磁性框架(磁体)9。在图IA中，为了简单起见未示出第一和第二磁体8a、8b。第一和第二磁体8a、8b的每个都被配置成长方体形状并被固定到磁性框架9，使得第一磁体8a的大致平面内表面Sal (或简称为第一磁体 8a的平面内表面8al)和第二磁体8b的大致平面内表面8bl (或简称为第二磁体8b的平面内表面8bl)在磁性框架9的传感器容纳空间9a中彼此直接相对。第一和第二磁体8a、8b 在其间产生大致恒定密度的大致平行磁场。磁性框架9被配置成(在平面图中的)细长矩形框架并将第一和第二磁体8a、8b之间产生的磁通量(磁场)集中到磁性框架9的传感器容纳空间9a中接收的行程传感器20上。磁化第一和第二磁体8a、8b的每个以形成大致平行的磁化图案，使得磁力线大致彼此平行。磁性框架(磁体)9由磁性材料制成，例如铁、镍、铁氧体，以形成闭合磁路。磁性框架9包括集成在一起的上下块(轴向延伸的块，以下简称块)51、52和左右块(垂直延伸的块)53、54。上下块51、52的每个都被配置成长方体形状并沿纵向延伸，即，在大致平行于杆中心轴RC的方向延伸。左右块53、54的每个都被配置成长方体形状并沿横向延伸，即， 在大致垂直于杆中心轴RC的方向延伸。通过固定模块(例如，通过模制形成或螺丝)将磁性可移动体7牢固保持在驱动侧杆31的磁性可移动体安装表面。或者，可以向行程传感器20侧设置第一和第二磁体8a、8b，且磁性可移动体7可以仅包括磁性框架9。参考图IA和1B，第一磁体8a被固定到块51的中心部分，第二磁体8b被固定到块 52的中心部分。第一和第二磁体8a、8b之间的中心线MC大致平行于直接彼此相对的第一磁体8a的平面内表面8al和第二磁体8b的平面内表面8b 1，并在第一磁体8a的平面内表面8al和第二磁体8b的平面内表面8bl的中间。在图IA中，分别用N和S表示第一磁体 8a的N极和第二磁体8b的S极，为了简单起见未示出第一和第二磁体8a、8b。行程传感器20由传感器盖27的传感器安装部分(传感器支架)保持，使得行程传感器20位于磁性可移动体7的中央(由第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9制成的磁路的中央)，即位于磁性框架9的传感器容纳空间9a中。放置行程传感器20，使得行程传感器20从传感器盖27的传感器安装部分(传感器支架)向驱动侧杆31突出。行程传感器20包括霍尔元件，霍尔元件为无接触磁性感测元件，其感测响应于磁性可移动体7相对于行程传感器20在行程方向上的运动而变化的磁通量(磁通密度，磁场分布，磁场强度)。行程传感器20的霍尔元件具有磁性感测表面20a (例如，参见图12A)，以感测从磁性可移动体7，尤其是第一和第二磁体8a、8b施加的磁场通量密度(磁通量的量) 或磁场强度。在这里，应当指出，图12A中所示的磁性感测表面20a的位置仅仅为范例，可以在霍尔元件之内变到任何其它位置，只要磁性感测表面平行于图12A中所示的行程传感
15器20的磁性感测表面20a的表面即可。行程传感器20的霍尔元件是霍尔IC的主要组成部件。亦即，霍尔IC具有霍尔元件，霍尔元件形成为传感器芯片(霍尔元件芯片)并输出与通过霍尔元件的磁性感测表面 20a的磁通量密度对应的电信号(电压信号，即传感器输出信号，在下文中也将称为传感器输出值)。除了传感器芯片之外，行程传感器20的霍尔IC还包括引线框架和配置成长方体形式的封装。传感器芯片(霍尔元件芯片)包括霍尔元件(磁性感测元件)和电压放大器。霍尔元件输出电信号(输出电压)，电信号与第一和第二磁体8a、8b之间产生的磁通量密度成正比。电压放大器输出放大的信号，放大的信号是通过放大霍尔元件的输出电压产生的。引线框架连接到传感器芯片的电极焊盘。封装形成有电介质树脂，所述树脂封装传感器芯片和引线框架。传感器芯片通过电介质粘合剂安装到引线框架的表面。霍尔IC放置在矩形传感器容纳空间9a中，其形成于磁性框架9内部，使得霍尔IC 相对于磁性可移动体7的相对移动成为可能。替代霍尔IC，可以将仅仅霍尔元件或磁阻元件用作行程传感器20的无接触磁性感测元件。在行程传感器20处，在废气阀门1位于完全闭合位置和完全打开位置之间的情况下，磁性可移动体7的行程位置(磁性可移动体7相对于参考位置的相对位置)和杆4的行程量彼此对应，杆4的行程位置和废气阀门1的阀门打开程度彼此对应。因此，ECU 400 能够通过测量磁性可移动体7的行程位置，即测量响应于磁场变化输出的传感器输出值， 获得杆4的行程量。然后，ECU 400能够基于这样获得的杆4的行程量而获得废气阀门1的阀门打开程度。之后，E⑶400能够基于这样获得的废气阀门1的阀门打开程度，获得流经废气通道10的废气的流量。在这里，在利用霍尔IC感测磁性可移动体7(即由第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9构成的磁路)的行程位置的情况下，霍尔元件或MR元件处于无接触方式，在与磁性可移动体7制成的磁路和行程传感器20的霍尔IC相邻放置磁性材料(例如铁)时，在一些情况下可能无法稳定获得利用无接触磁性感测元件感测的磁场。鉴于以上情况，在本实施例的电动致动器200中，对应的部件(例如杆4、主传动齿轮18、平板凸轮21、从动轮23、 枢销对和主传动齿轮轴15)由非磁性材料(例如，非磁性金属，例如不锈钢或非磁性树脂) 制成，从而避免或减轻外界干扰对磁路的影响。在本实施例的废气阀门控制设备中，参考图1A，相对于磁性可移动体7如下布置霍尔ic，尤其是行程传感器20的霍尔元件，磁性可移动体7是由第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9制成的磁路。首先，将描述连杆3相对于废气阀门1的各种打开程度的位置关系。参考图1A， 在将废气阀门1置于完全闭合程度(废气阀门1完全闭合废气通道10的打开程度)时，连杆3沿着连杆3的旋转运动路径(由图IA中的虚线表示的虚圆)的旋转运动点位于连杆 3的完全闭合点A(更具体而言，连杆3的杆侧连接部的完全闭合点A)。相对于止推轴承5 的轴承中心0与完全闭合点A对称的点称为点A’。此外，在将废气阀门1置于其完全打开程度(废气阀门1完全打开废气通道10的打开程度)时，连杆3沿连杆3的旋转运动路径 (图IA中虚线所示的虚圆)的旋转运动点被置于连杆3的完全打开点D (更具体而言，连杆 3的杆侧连接部的完全打开点)。连杆3的旋转轴LO和完全关闭废气阀门1时的完全闭合点A之间连接的直线被称为完全闭合时的连杆中心轴Li。此外，连杆3的旋转轴LO和完全打开废气阀门1时的完全打开点D之间连接的直线被称为完全打开时的连杆中心轴L2。此外，二等分完全闭合时的连杆中心线Ll和完全打开时的连杆中心线L2之间角范围，即居于中心的角中心线，被称为连杆工作角中心线LC。此外，如前所述，沿杆4的行程方向(轴向)延伸的杆4中心线称为杆中心轴RC。 连杆运动中心线LC与杆中心轴RC以直角相交的节点称为半点B。半点B是沿着连杆3的旋转运动路径完全闭合点A和完全打开点D之间的半点。因此，在废气阀门1的打开程度变为半打开程度(废气阀门1的完全闭合程度和废气阀门1的完全打开程度之间角度的一半)时，连杆3的旋转运动点(连杆3的杆侧连接部的旋转运动点)被置于半点B。此外， 相对于止推轴承5的轴承中心0与半点B对称的点称为点B’。如上所述，杆4的中心轴RC与第一和第二磁体8a、8b的中心线MC大致平行。因此，在连杆3的旋转运动点(第一铰链销11处连杆3的杆侧连接部)位于完全闭合点A时， 固定到杆4的磁性可移动体7的第一和第二磁体8a、8b的中心线MC与图IA所示的假想线 KA相一致。第一假想线KA是大致平行于虚线的假想直线，通过轴承中心0连接在点A和点A’之间。在连杆3的旋转运动点(第一铰链销11处连杆3的杆侧连接部)被置于半点 B时，第一和第二磁体8a、8b的中心线MC与图IA所示的第二假想线KB相一致。第二假想线KB是大致平行于虚线的假想直线，通过轴承中心0连接在点B和点B’之间。第一和第二假想线KA、KB在图IA所示的节点X处彼此相交。利用以上设置，如下设置行程传感器20 (霍尔IC，尤其是霍尔元件)的磁性感测表面20a的位置。具体而言，将行程传感器20的磁性感测表面20a置于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围中。在这种情况下，行程传感器20的磁性感测表面20a完全被放入第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围中。或者，如果需要，可以将磁性感测表面20a的一部分置于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围中。此外，在本实施例中，磁性感测表面20a与第三假想线(假象的参考线)KC大致平行或大致相一致，第三假想线是位于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围之内并通过图IA中所示的节点 X的假想直线。或者，磁性感测表面20a可以与通过节点X并位于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围中的任何其它假想线大致平行或大致相一致。接下来，将参考图IA到5简要描述控制废气阀门1的打开和闭合的电动致动器 200的工作。在利用增压传感器感测的增压小于预定值的情况下，由ECU 400控制电动机M的电力供应，以将废气阀门1置于废气阀门1具有完全闭合程度的完全闭合状态。通过这种方式，在完全闭合状态下停止电动致动器200的部件，使得废气阀门1保持在完全闭合状态(完全闭合程度)。由此，关闭废气通道10。于是，向涡轮增压器涡轮机壳体的入口中供应了从发动机输出的全部量的废气，以使涡轮机叶片转动，之后从涡轮机壳体的出口排出。吸入进气管中的吸入空气被涡轮叶片转动驱动的压缩机叶轮压缩，使吸入空气的压力(增压)增大。然后将压缩的吸入空气抽进发动机中。在利用增压传感器感测的增压增大到等于或大于预定值的情况下，即增压超过预定最大增压时，由ECU 400控制电动机M的电力供应，以将废气阀门1置于废气阀门1具有完全打开程度的完全打开状态。通过这种方式，使电动机M的电动机轴13在完全打开方向上转动。由此，将电动机转矩传导到小齿轮16、中间齿轮17和主传动齿轮18。电动机转矩从主传动齿轮18传导到平板凸轮21，平板凸轮21响应于主传动齿轮18的转动沿完全打开方向转动预定旋转角 (等于主传动齿轮18工作角度的旋转角)。然后，枢销M沿着凸轮沟槽22滑动，以从完全闭合位置运动到完全打开位置，使得驱动侧杆31沿杆4的行程方向向阀门打开侧线性运动(推进)，同时压缩盘簧6。由此， 沿着杆4的行程方向向着阀门打开侧线性移动驱动侧杆31、从动侧杆32和连接杆33。此外，第一铰链销11响应于从动侧杆32的线性运动沿着杆4的行程方向朝向阀门打开侧线性运动，使得连杆3绕着第二铰链销12在完全打开方向上转动。此时，响应于第二铰链销12的转动，绕着第二铰链销12向完全打开方向转动废气阀门1。通过这种方式，从阀座提升起废气阀门1并被置于完全打开状态，使得废气通道10打开。此时，连杆3 相对于杆4的杆中心轴RC的工作角度(连杆角度)为θ (参见图4)。由此，从发动机供应到涡轮机壳体的入口中的一部分废气通过绕过涡轮叶片的废气通道10流动，然后这一废气通过涡轮机壳体的出口通过废气通道10被释放。通过这种方式，减少了施加到涡轮叶片的废气能量，由此降低了涡轮叶片的旋转速度。于是，限制了涡轮增压器的过度转动。此外，增压或废气压力不会变得过多。此外，限制了本来可能由涡轮叶片过度转动导致的涡轮叶片损伤。在利用增压传感器感测的增压减小到低于预定值的情况下，由ECU 400控制电动机M的电力供应，以将废气阀门1置于完全闭合状态。通过这种方式，使电动机M的电动机轴13在完全闭合方向上转动。由此，将电动机转矩传导到小齿轮16、中间齿轮17、主传动齿轮18和平板凸轮21。于是，平板凸轮21响应于主传动齿轮18的转动沿完全闭合方向转动预定角范围。然后，枢销M沿着凸轮沟槽22滑动，以从完全打开位置运动到完全闭合位置，使得杆4沿杆4的行程方向向阀门闭合侧线性运动(推进)。由此，沿着杆4的行程方向向着阀门闭合侧线性移动驱动侧杆31、从动侧杆32和连接杆33。此外，第一铰链销11响应于从动侧杆32的线性运动沿着杆4的行程方向朝向阀门闭合侧线性运动，使得连杆3绕着第二铰链销12在完全闭合方向上转动。此时，响应于第二铰链销12的转动，绕着第二铰链销12向完全闭合方向转动废气阀门1。通过这种方式，将废气阀门1座靠到管座并被置于完全闭合状态，使得废气通道10闭合。此外，基于发动机的工作状态，尤其是利用增压传感器感测的增压，控制废气阀门 1并由此设置到完全闭合程度(完全闭合位置)和完全打开程度(完全打开位置)之间的中间打开程度(一半程度)。在这种情况下，基于增压以线性或逐步的方式改变废气阀门 1的阀门打开程度，从而可以通过线性或逐步的方式精细地调节通过废气通道10的废气流量。由此，可以通过线性或逐步方式可变地控制发动机的增压。现在，将描述第一实施例的第一特性。如上所述，在本实施例的废气阀门控制设备中，将杆4的线性运动转换成废气阀门1的转动的连杆机构300位于废气阀门1的轴2和电动致动器200的杆4之间。连杆机构300包括连杆3，其一个端部通过第一铰链销11连接到从动侧杆32，另一端部通过第二铰链销12连接到废气阀门1的轴2。对于上述铰链阀结构而言，在通过电动致动器200的杆4的推力转动连杆3以转动废气阀门1时，在杆4中产生摆动以绕着止推轴承5的轴承中心0摆动杆4。在杆4摆动时，改变了与驱动侧杆31 —体设置的磁性可移动体7的每个磁极表面和行程传感器20的霍尔元件磁性感测表面20a之间的距离。由此，通过霍尔元件的磁性感测表面20a的磁通量密度(磁场强度)的变化不对应于杆4的行程位置，由此是波动的。于是，使传感器输出值的可靠性降低。考虑到这种缺点，在本实施例的废气阀门控制设备中，霍尔IC，尤其是行程传感器 20的霍尔元件的磁性感测表面20a与第三假想线KC大致平行或大致相一致，第三假想线 KC延伸通过节点X并位于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围之内。通过这种方式，即使在杆4绕止推轴承5的轴承中心0曲线运动以通过弯曲的方式导致磁通量(磁场强度)改变的情况下，与图6A的比较例(在此定位范例中，将传感器 92的磁性感测表面放置成与放置成直杆状态，即杆4的不倾斜状态的磁路91的中心线相一致)相比，也能够减小或最小化磁通量(磁场强度)密度相对于霍尔元件的磁性感测表面 20a的改变。由此，即使在杆4的摆动幅度，即磁性可移动体7的摆动幅度在相邻状态(闭合状态)和远离状态之间不同的情况下，霍尔元件的磁性感测表面20a从磁性可移动体7的磁极表面接收的磁通量(磁场强度)变化量也会变小，在相邻状态中，磁性可移动体7的第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9与止推轴承5的轴承中心0相邻，即靠近，在远离状态下， 磁性可移动体7的第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9远离止推轴承5的轴承中心0。因此，能够减小或最小化由于杆4的摆动幅度，即磁性可移动体7的摆动幅度差异导致的行程传感器20的霍尔IC传感器输出值的差异。在这里，参考图1A，行程传感器20(霍尔IC)和磁性可移动体7的磁性框架9之间的每个箭头的长度表示施加到行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a的磁场强度。 此外，参考图6A，传感器(霍尔IC)92和磁路(磁性框架)91之间的每个箭头的长度表示施加到传感器(霍尔IC)92的霍尔元件的磁性感测表面的磁场强度。参考图IA和6A可以理解，图6A的比较情况与图IA的情况相比，施加到霍尔元件磁性感测表面的磁场强度差异更大。亦即，在图IA所示的第一实施例中差异更小。具体而言，在止推轴承5的轴承中心0和磁性可移动体7之间距离小(闭合)的情况下，可以减小或最小化由杆4摆动导致的传感器输出值之间的差异，在止推轴承5的轴承中心0和磁性可移动体7之间的距离大(远离)的情况下，可以减小或最小化由杆4摆动导致的传感器输出值。因此，可以改善杆4的线性行程位置的感测精确度，从而可以改善杆4的行程量的可控性，即废气阀门1的打开程度的可控性。现在将描述第一实施例的第二特性。近来，在很多国家，由于对安装在车上的发动机废气的管理加强，强制安装针对车上废气的板上诊断(OBD)系统。对于基于从增压传感器输出的传感器输出信号来线性控制废气阀门1的打开或闭合的废气阀门控制设备而言，需要按照OBD要求指定直接感测杆4的行程位置。因此，在废气阀门控制设备中，通过连杆机构300的连杆3在连接到废气阀门1的驱动侧杆31上一体地设置磁性可移动体7。
利用行程传感器20的霍尔IC感测与杆4的驱动侧杆31 —体地运动的磁性可移动体7的行程位置。由此，可以直接感测杆4的行程位置，这是力传递路径中电动致动器200 的最终运行阶段。由此，在依据例如增压传感器的传感器输出值(感测值)计算目标阀门打开程度的情况下，可以改善杆4的行程量的可控性，即废气阀门1的打开程度可控性，并响应于利用行程传感器20感测的实际阀门打开程度和目标阀门打开程度之间的差异可变地控制(反馈控制)电动机M的电力供应。此外，在过去预定时间段之后行程传感器20的霍尔IC感测到的磁性可移动体7 的行程位置未到达或接近目标位置的情况下，可以判定存在杆4或电动致动器200的任何其它部件的故障(例如，废气阀门1或杆4的无法工作状态)。亦即，可以进行废气阀门1、 电动致动器200的杆4或任何其它部件的故障诊断。通过这种方式，可以符合OBD的要求。此外，在本实施例的废气阀门控制设备中，由通过驱动力传动机构和凸轮型转换机构202从电动机M的驱动力(电动机转矩)施加的负载(向闭合侧转动废气阀门1的完全闭合方向负载，或向打开侧转动废气阀门1的完全打开方向负载)在行程方向上使杆4 往复运动，传动机构包括减速机构201，减速机构201包括三个齿轮16-18 (具有形成为正齿轮的主传动齿轮18的减速齿轮机构)，凸轮型转换机构202具有平板凸轮21、从动轮23和枢销24。通过这种方式，能够改变电动致动器200的杆4的行程位置和杆推力之间的关系， 由此能够限制由阀门压力P导致的杆4行程位置的位置偏差。(第二实施例)图6B和7示出了本发明的第二实施例。具体而言，图6B示出了曲线图，给出了相对于连杆工作角度的流量特性。图7为示意图，示出了电动致动器的杆和连杆之间连接的位置关系。在以下描述中，将用同样的附图标记表示与第一实施例那些类似的部件，并且为了简单起见不再赘述。本实施例的废气阀门控制设备包括废气阀门1、电动致动器200和ECU400。废气阀门1适于改变涡轮增压器废气通道10的打开区域尺寸。电动致动器200响应于杆4在杆4的行程方向上的位移量(行程量)来控制废气阀门1的打开和闭合。E⑶400通过基于发动机工作状态控制电动机M的电力供应来控制发动机的增压。废气阀门1是废气流量控制阀的阀元件，通过改变废气通道10的打开区域(废气流经的截面积)来控制通过废气通道10流动的废气流量。在本实施例的废气阀门控制设备中，参考图7，相对于磁性可移动体7如下布置霍尔ic，尤其是行程传感器20的霍尔元件，磁性可移动体7是由第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9制成的磁路。具体而言，参考图7，现在如下设置第三假想线KC。亦即，设置第三假想线KC，使得在连杆3的旋转运动点(第一铰链销11处连杆3的杆侧连接部)沿着连杆3的旋转运动路径位于完全闭合点A和半点B之间的中点C时，即，位于完全闭合点A和半点B之间角范围的中点时，与磁性可移动体7的第一和第二磁体8a、8b的中心线MC相一致。换言之，第三假想线KC在第一假想线KA和第二假想线KB之间角范围的中点，即二等分该角范围。此外，第三假想线KC与连接在中点C和点C’之间的假想线大致平行，点C’相对于止推轴承 5的轴承中心0与点C对称。
现在将描述第二实施例的第一特性。如上所述，除了第一实施例的第一和第二特性之外，本实施例的废气阀门控制设备被配置成具有以下特性，即，霍尔IC，尤其是行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a与第三假想线KC大致平行或大致相一致，第三假想线KC位于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围中点，即二等分该角范围。通过这种方式，与图6A的比较例(在这种定位范例中，将传感器92的磁性感测表面放置成与放置成直杆状态，即杆4的不倾斜状态的磁路91的中心线相一致)相比，能够减小或最小化相对于霍尔元件磁性感测表面20a的磁通量密度(磁场强度)的变化。因此，能够减小或最小化由于杆4的摆动幅度，即磁性可移动体7的摆动幅度差异导致的行程传感器20的霍尔IC传感器输出值的差异。因此，可以改善杆4线性行程位置的感测精确度，从而如在第一实施例的第一特性中论述的，可以改善杆4的行程量的可控性， 即废气阀门1的打开程度的可控性。现在将描述第二实施例的第二特性。本实施例的废气阀门1被用作废气流量控制阀的阀元件，其控制着通过废气通道10流动的废气流量。如图6B所示，在这样的废气流量控制阀中，已经通过试验确认，废气流量Q相对于低打开程度范围中杆4的运动量的变化率大于废气流量Q相对于高打开程度范围中杆4运动量的变化率，低打开程度范围位于中间打开程度(参见图6B和7中的半点B)的完全闭合程度一侧(图6B的左侧)，中间打开程度位于废气阀门1的完全闭合程度(参见图6B和7中的完全闭合点A)和完全打开程度 (参见图7中的完全打开点D)之间，高打开程度范围位于中间打开程度(参见图6B和7中的半点B)的完全打开程度一侧(图6B中的右侧)。具体而言，废气流量控制阀具有以下流量特性，该控制阀包括连杆机构300(例如连杆幻，该连杆机构将电动致动器200的杆4的线性运动转换成废气阀门1的转动。亦即， 与其阀元件，即废气阀门1的高打开程度范围相比，在其阀元件，即废气阀门1的低打开程度范围中，废气流量(压力)相对于杆4的位移量，即连杆机构300的连杆工作角度θ，的变化率变得更剧烈。因此，为了通过使低打开程度范围中(其中废气流量(压力)相对于杆4位移量的变化率大)杆4的摆动量最小化来改善行程传感器20的感测精确度和杆4的可控性，霍尔IC，尤其是行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a与第三假想线KC大致平行或大致相一致，如在第二实施例的第一特性的描述中所述，第三假想线位于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围中心，或将该角范围二等分。在这种情况下，可以在废气流量 (压力)相对于杆4位移量的变化率很大的低打开程度范围中，使杆4的摆动量(连杆3的每单位旋转角的杆4摆动幅度)最小化。因此，能够改善利用行程传感器20感测的杆4的行程量的感测精确度并改善杆4的行程量的可控性。在这里，作为第二实施例的第一特性的替代，霍尔IC，尤其是行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a可以与第四假想线KE大致平行或大致相一致，如图6G所示，第四假想线KE是延伸通过节点X并位于第一假想线KA和第三假想线KC之间的角范围之内的假想直线。在这里，第四假想线KE是位于第一假想线KA和第三假想线KC之间角范围(相交的角度)的中心，即二等分该角范围的中心线。利用以上设置，可以在废气流量变化剧烈的低打开程度工作范围(点A和点C之间的连杆工作范围)之内减小或最小化相对于霍尔元件磁性感测表面20a的磁通量(磁场强度)变化。此外，作为第二实施例第二特性的变化，霍尔元件的磁性感测表面20a可以与第一假想线KA大致平行或大致相一致。在这种情况下，可以在废气流量变化剧烈的接近完全闭合位置的工作范围(点A和点C之间的连杆工作范围)之内减小或最小化相对于霍尔元件磁性感测表面20a的磁通量(磁场强度)变化。通过这种方式，能够减小或最小化杆4的摆动幅度，即磁性可移动体7的摆动幅度差异导致的行程传感器20的霍尔IC的传感器输出值的差异。因此，可以改善杆4的线性行程位置的感测精确度。结果，如第一实施例的第一特性所述，可以改善杆4的行程量的可控性，即废气阀门1打开程度的可控性。(第三实施例)图8示出了本发明的第三实施例。更具体而言，图8示出了电动致动器的杆和连杆之间的位置关系。在以下描述中，将用同样的附图标记表示与第一实施例那些类似的部件，并且为了简单起见将不再赘述。本实施例的废气阀门控制设备包括废气阀门1、连杆3、电动致动器200、杆行程感测装置203和E⑶400。废气阀门1打开和闭合涡轮增压器的废气通道10。连杆3连接到废气阀门1的轴2。电动致动器200包括杆4，其通过连杆3连接到废气阀门1以驱动废气阀门1。杆行程感测装置203感测电动致动器200的杆4的行程位置。ECU 400通过基于发动机工作状态(尤其是传感器输出值，即增压传感器的测量值)控制废气阀门1的打开和闭合来可变地控制发动机的增压。杆行程感测装置203包括磁性可移动体7和行程传感器20。在杆4上位于止推轴承5的电动机侧(与阀门侧相反一侧)的对应位置上与杆4 一体地设置磁性可移动体7。 行程传感器20位于由磁性可移动体7形成的磁路中央。具体而言，行程传感器20位于磁性框架9的传感器容纳空间9a中。此外，如第一实施例中所述，将E⑶400构造成基于行程传感器20的传感器输出值计算(感测)电动致动器200的杆4的线性行程位置。磁性可移动体7包括第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9。配置磁性框架9，使得块51、52的纵向尺寸(长度)(在杆中心轴RC的方向测量的长度LL)比块53、54的横向尺寸(长度)(在垂直于杆中心轴RC的方向上测量的长度LQ更长。放置磁性可移动体7，使得磁性框架9的纵向与杆4的行程方向(杆中心轴方向)大致相一致。如上所述，在本实施例的废气阀门控制设备中，除了第一实施例的第一和第二特性之外，磁性可移动体7的磁性框架9的纵向与杆4的行程方向(杆中心轴的方向)大致相一致。通过这种方式，由于磁性可移动体7在磁性框架9 (传感器容纳空间9a)内部空间中沿行程方向运动导致的磁通量变化(磁场变化)变得适度起来。因此，相对于行程传感器20相对于磁性可移动体7的第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9的位置关系变化的变化，可以限制由行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a接收到的磁通量变化(磁场强度变化)。通过这种方式，可以限制磁性可移动体7的行程位置的感测精确度，即杆4的线性行程位置的感测精确度的变化。(第四实施例)
图9示出了本发明的第四实施例。更具体而言，图9示出了电动致动器的杆和连杆之间的位置关系。在以下描述中，将用同样的附图标记表示与第一实施例那些类似的部件，并且为了简单起见将不再赘述。类似于第一到第三实施例，本实施例的废气阀门控制设备包括废气阀门1、连杆 3、具有杆4的电动致动器200、杆行程感测装置203和E⑶400。类似于第一到第三实施例，杆行程感测装置203包括磁性可移动体7和具有霍尔元件的行程传感器20。磁性可移动体7具有第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9。放置磁性可移动体7，使得磁性可移动体7相对于包括沿杆4的行程方向(杆中心轴方向)延伸的杆4中心轴(中心线)的虚平面大致对称。亦即，磁性可移动体7 (更具体而言，设置有第一和第二磁体8a、8b的磁性框架9)被配置成具有平面对称形状，即相对于杆4的中心轴所在的虚平面大致对称。如上所述，在本实施例的废气阀门控制设备中，除了第一实施例的第一和第二特性之外，放置磁性可移动体7，使得磁性可移动体7相对于包括沿杆4的行程方向延伸的杆 4中心轴的虚平面大致对称。因此，可以限制由行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a接收到的磁通量变化(磁场强度变化)相对于磁性可移动体7 (即第一和第二磁体8a、8b和磁性框架9)和行程传感器20之间的位置关系变化的变化。通过这种方式，可以限制磁性可移动体7的行程位置的感测精确度，即杆4的线性行程位置的感测精确度的变化。(第五实施例)图10和11示出了根据本发明第五实施例的废气阀门控制设备。在以下描述中， 将用同样的附图标记表示与第一实施例那些类似的部件，并且为了简单起见将不再赘述。类似于第一到第四实施例，本实施例的废气阀门控制设备包括电动致动器200，其包括通过连杆3连接到废气阀门1以驱动废气阀门1的杆4。除了杆4之外，电动致动器 200还包括止推轴承5、盘簧6、电动机M(充当驱动源)、减速机构201、转换机构202、杆行程感测装置203 (磁性可移动体7和行程传感器20)和致动器外壳204。减速机构201降低从电动机M通过两级传递的旋转速度。转换机构202将减速机构201的转动转换成杆4的对应直线运动。致动器外壳204容纳电动致动器200的以上部件。在减速机构201的主传动齿轮18的表面上形成容纳第一枢销(或简称为第一枢轴)的配合孔(未示出)。第一枢销61可旋转地支撑转换机构202的连杆19。引导板63通过第二枢销(或简称为第二枢轴)62连接到电动致动器200的杆4。 杆4包括从动侧杆32和连接杆33。从动侧杆32被配置成板形(平面形式)并通过连杆机构300(例如连杆3)连接到废气阀门1的轴2。连接杆33具有圆形截面并通过第二枢销 62连接到引导板63。从动侧杆32和连接杆33由诸如不锈钢的金属材料(非磁性材料) 制成，并通过例如焊接连接在一起形成单件部件。从动侧杆32的一个端部(位于连接杆33 —侧的端部)通过焊接连接到连接杆 33。在从动侧杆32与连接杆33相反的另一端部中形成配合孔(未示出)，将第一铰链销11配合到这一配合孔中。在连接杆33的一个端部(与从动侧杆32相反的端部)中形成平面表面部分。容
23纳第二枢销62的配合孔(未示出)沿着板厚度方向(垂直于平面表面部分的平面的方向) 通过该平面表面部分延伸。连接杆33受到止推轴承5的可滑动支持。引导板63在连接杆33的平面表面部分和引导板63彼此交叠的交叠部分具有容纳第二枢销62的配合孔64。通过模制形成或螺丝将磁性可移动体7 —体地固定到引导板 63的磁性可移动体安装表面。行程传感器20安装到传感器盖27。类似于第一到第四实施例，本实施例的减速机构201包括小齿轮16、中间齿轮17 和主传动齿轮18。中间齿轮轴14的中心轴形成中间齿轮17的旋转中心(旋转轴)。此外， 主传动齿轮轴15的中心轴形成主传动齿轮18的旋转中心(旋转轴)。本实施例的转换机构202包括连杆19，其一个端部连接到主传动齿轮18，另一个端部连接到连接杆33。在这里，将第一枢销61固定到主传动齿轮18的配合孔中(或与主传动齿轮18 — 体地形成)，使得第一枢销61从主传动齿轮18的正面从主传动齿轮18的配合孔中突出。与杆4一体地形成与第一枢销61沿同样方向突出的第二枢销62，或者将其固定到杆4的配合孔中。形成第一销钉容纳孔65以通过连杆19的一个端部延伸，从而通过第一销钉容纳孔65容纳第一枢销61。形成第二销钉容纳孔(未示出)以通过连杆19的另一个端部延伸，从而通过第二销钉容纳孔容纳第二枢销62。由第一枢销61的外周表面可旋转地支撑连杆19。此外，由第二枢销62的外周表面可旋转地支撑连杆19。如上所述，在本实施例的废气阀门控制设备中，由电动机M的驱动力(电动机转矩)通过驱动力传动机构施加的负载(使废气阀门1向闭合侧转动的完全闭合方向负载， 或使废气阀门ι向打开侧转动的完全打开方向负载)使杆4沿行程方向往复运动。驱动力传动机构包括减速机构201 (具有形成为正齿轮的主传动齿轮18的减速齿轮机构)以及具有连杆19的转换机构202，所述减速机构201包括三个齿轮16-18和第一枢销61。通过这种方式，能够改变电动致动器200的杆4的行程位置和杆推力之间的关系， 由此能够限制由阀门压力P导致的杆4的行程位置的位置偏差。(第六实施例)图12A和12B示出了第六实施例的磁性可移动体(包括磁体和磁性框架的磁路)， 其可以相对于行程传感器在杆的行程方向上运动。在以下描述中，将用同样的附图标记表示与第一实施例那些类似的部件，并且为了简单起见将不再赘述。类似于第一到第五实施例，本实施例的废气阀门控制设备包括电动致动器200和 E⑶400。电动致动器200包括杆4，其通过连杆3驱动废气阀门1。E⑶400基于利用增压传感器感测的增压控制废气阀门1的打开程度。类似于第一到第五实施例，电动致动器200包括杆4、止推轴承5、盘簧6、电动机 M、减速机构201、转换机构202、杆行程感测装置203和电动致动器200。类似于第一到第五实施例，本实施例的杆行程感测装置203包括磁性可移动体7 和行程传感器20。磁性可移动体7与杆4 一体设置(或与杆4连接成一体)。如图12A和12B所示， 磁性可移动体7包括第一和第二磁体8a、8b和磁性框架(磁体)9。将第一和第二磁体8a、 8b的每个配置为长方体形式。在磁性框架9的传感器容纳空间9a中，第一磁体8a的大致平坦内表面8al和第二磁体8b的大致平坦内表面8bl彼此直接面对。第一和第二磁体8a、 8b向行程传感器20施加磁通量。磁性框架9被配置成(在平面图中的)细长矩形框架形式，并将第一和第二磁体8a、8b产生的磁通量(磁场)集中到行程传感器20上。磁性框架 9由磁性材料制成并包括均被配置成长方体形式的上下块51、52和均被配置成长方体形式的左右块53、54。第一和第二磁体8a、8b分别一体地设置(结合，固定)到磁性框架9的内表面，并暴露在磁性框架9包围的传感器容纳空间9a中。第一和第二磁体8a、8b彼此相对，并由传感器容纳空间9a中的间隙彼此分开。更具体而言，第一磁体8a安装到磁性框架9的块51的内表面(传感器容纳空间侧表面)。在图12A所示的第一磁体8a的情况下，第一磁体8a的一个纵向端部(图12A 中的左端部)具有S极，第一磁体8a的另一纵向端部(图12A中的右端部)具有N极。或者，对于图12B中所示的第一磁体8a，在第一磁体8a的整个平面内表面8al上延伸的极表面具有N极，在第一磁体8a与平面内表面Sal相反的整个平面外表面上延伸的极表面具有 S极。第二磁体8b安装到磁性框架9的块52 (块52与块51相对)的内表面(传感器容纳空间的侧表面，相对表面)。对于图12A所示的第二磁体8b而言，第二磁体8b的一个纵向端部(图12A中的左端部)具有N极，第二磁体8b的另一纵向端部(图12A中的右端部)具有S极。或者，对于图12B中所示的第二磁体8b而言，在第二磁体8b的整个平面内表面8bl上延伸的极表面具有N极，在第二磁体8b与平面内表面8bl相反的整个平面外表面上延伸的极表面具有S极。类似于第一到第五实施例，行程传感器20包括传感器芯片(霍尔元件芯片)66、 引线框架(未示出)和封装67。传感器芯片66包括霍尔元件(磁性感测元件)和电压放大器。霍尔元件输出与第一和第二磁体8a、8b产生的磁通量密度成正比的电信号(输出电压)。电压放大器输出通过放大霍尔元件的输出电压产生的放大信号。引线框架连接到传感器芯片66的电极焊盘。封装67形成有模制树脂，其封装传感器芯片66和引线框架。传感器芯片66通过电介质粘合剂安装到引线框架的表面。在封装67中容纳传感器芯片66。对于图12A的情况，放置行程传感器20，使得封装67垂直于封装67的纵向且垂直于磁性感测表面20a的横向(垂直方向)与大致垂直于杆4的行程方向(第一和第二磁体8a、8b之间中心线MC的方向)的方向(由图12A中的粗体双向箭头表示的方向)相一致。对于图12B的情况，放置行程传感器20，使得封装67的纵向与大致垂直于杆4的行程方向(磁体8a、8b之间中心线MC的方向)的方向(垂直于图12A中的粗体双向箭头表示的方向的方向)相一致。换言之，封装67的横向(垂直方向)大致平行于图12B中杆4的行程方向。行程传感器20的传感器芯片(霍尔元件芯片)66的霍尔元件的磁性感测表面20a 感测从磁性可移动体7，尤其是第一和第二磁体8a、8b输出的磁通量密度。在本实施例的废气阀门控制设备中，霍尔IC，尤其是行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a的至少部分被放在第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围中。具体而言，对于图12A的情况而言，磁性感测表面20a与第三假想线KC大致平行或大致相一致，在第一或第二实施例中论述了第三假想线，其通过第一假想线KA和第二假想线KB之间角范围之内的节点X延伸。因此，可以利用行程传感器20的霍尔元件感测垂直于杆4的行程方向的方向上的磁通量改变。通过这种方式，如图12A所示，利用树脂包封传感器芯片(霍尔元件芯片)66的封装67的横向可以与大致垂直于杆的行程方向的方向相一致。由此，可以减小或最小化在大致垂直于杆4的行程方向的方向上的尺寸(磁性可移动体7的尺寸)。杆4的行程方向将不受磁性可移动体7纵向尺寸增加的影响。在封装67的横向与垂直于杆4的行程方向的方向相一致且如第一到第五实施例中那样，行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a与第三假想线KC大致平行或大致相一致的情况下，在一些情况下，行程传感器20的霍尔元件周围形成的磁通量(磁通量密度)分布可能变得不均勻。因此，由于磁性可移动体(磁路)7和霍尔元件的磁性感测表面 20a之间的位置偏差导致的磁通量变化可能变大，由此可以稍微降低杆4的线性行程位置的感测精确度。相反，在图12B所示的本实施例的废气阀门控制设备中，霍尔IC，尤其是传感器芯片66的霍尔元件的磁性感测表面20a与第三假想线KC大致垂直，在第一或第二实施例中论述了第三假想线，其通过第一假想线KA和第二假想线KB之间角范围之内的节点X延伸。 因此，可以在大致平行于杆4的行程方向的方向上感测磁通量的变化。通过这种方式，如图12B所示，利用树脂包封传感器芯片(霍尔元件芯片)66的封装67的纵向可以与大致垂直于杆4的行程方向的方向相一致。因此，在行程传感器20的霍尔元件周围(在均勻磁场范围内)形成的磁通量(密度)分布可以变得更均勻。由此， 由磁性可移动体7和霍尔元件的磁性感测表面20a之间的位置偏差导致的磁通量变化可以变得更小。因此，可以改善杆4的线性行程位置的感测精确度。在行程传感器20的霍尔元件的磁性感测表面20a大致垂直于第一或第二实施例中所述的第三假想线KC的情况下，封装67的纵向可以与大致垂直于杆4的行程方向的方向相一致。由此，如图12B所示，可以增加在大致垂直于杆4行程方向的方向上的尺寸(磁性可移动体7的尺寸)。(第七实施例)图13到15C示出了本发明的第七实施例。具体而言，图13示出了第七实施例的废气阀门控制设备。图14A和14B示出了磁性可移动体，其包括第一和第二磁体和配置成细长矩形框架形式的磁性框架。图15A示出了磁性可移动体，其包括第一和第二磁体和配置成细长矩形框架形式的磁性框架。图15B示出了磁通量密度变化相对于杆行程变化以及参考线(基础)的理想特性线。图15C示出了磁通量的变化相对于杆的行程变化的线性。 在以下描述中，将用同样的附图标记表示与第一实施例那些类似的部件，并且为了简单起见将不再赘述。类似于第一到第五实施例，本实施例的废气阀门控制设备包括电动致动器200和 E⑶400。电动致动器200包括杆4，其通过连杆3驱动废气阀门1。E⑶400基于利用增压传感器感测的增压控制废气阀门1的打开程度。类似于第一到第五实施例，电动致动器200包括杆4、止推轴承5、盘簧6、电动机 M、减速机构201、转换机构202、杆行程感测装置203和致动器外壳204。
本实施例的转换机构202为运动方向转换机构202，将主传动齿轮18的转动转换成杆4的线性运动。类似于第一到第五实施例，转换机构202包括平板凸轮21、从动轮23 和枢销对。平板凸轮21可以与主传动齿轮18—体转动。从动轮23可运动地容纳(可滑动地容纳)在平板凸轮21的凸轮沟槽22中。枢销M可旋转地支撑从动轮23。本实施例的从动轮23由磁性材料(例如，铁，镍，铁氧体)制成并配置成圆柱筒形。从动轮23可旋转地安装到枢销M的外周表面，枢销M牢固压配合到杆4。从动轮23 包括圆柱筒部分，其沿圆周方向环绕枢销对。沿着杆4的中心轴，即杆中心轴RC定位从动轮23的旋转中心和平板凸轮21的旋转中心。类似于第六实施例，本实施例的杆行程感测装置203包括磁性可移动体7和行程传感器20。如图13所示，磁性可移动体7与杆4 一体地设置(与杆4 一体结合)，在从动轮 23和枢销M的轴向上与杆4交叠。在第一实施例的从动轮23像本实施例中那样由磁性材料制成的情况下，表示在行程方向上移动杆4时从动轮23的运动路径的假想直线1’位于磁性可移动体7的正面并沿着图16A所示的顶到底方向线性延伸。从动轮23沿着假想直线1’运动。在这种情况下， 从第一和第二磁体8a、8b的磁极表面向行程传感器20输出的磁通量密度相对于杆4的行程位置变化的变化偏离理想的特性线，理想特性线例如是基于事先的试验结果确定的。具体而言，如图16B所示，磁通量密度的变化相对于杆4行程变化的线性度在士 2.4%的范围内。这是由于以下原因。亦即，从第一和第二磁体8a、8b的磁极表面向行程传感器20 输出的磁通量密度被磁性材料制成的从动轮23吸收，使得恶化了磁通量密度变化相对于杆4的行程变化的线性。鉴于以上事实，根据本实施例，设置从动轮23在杆4沿行程方向运动时运动所沿的从动轮23的运动路径，使其通过第一和第二磁体8a、8b产生的磁通量不通过行程传感器 20的霍尔元件的磁性感测表面20a(从而导致利用行程传感器20的霍尔元件感测的磁通量密度为零(OmT))的位置，即，杆4的行程位置中利用行程传感器20的霍尔元件感测的磁通量密度变为零的点。此外，在杆4沿行程方向运动时从动轮23运动所沿的从动轮23的运动路径通过假想直线T，假想直线T在大致垂直于杆4的行程方向的方向上延伸。由此，限制了从磁性可移动体7的第一和第二磁体8a、8b的磁极面向行程传感器 20输出的磁通量被磁性材料制成的从动轮23吸收。因此，可以进一步改善杆4线性行程位置的感测精确度。在本实施例中，如图15A所示，假想直线T通过磁性可移动体7的纵向中心并沿着图15A中的顶到底方向延伸。从动轮23沿着假想直线T运动。在这种情况下，从第一和第二磁体8a、8b的磁极表面向行程传感器20输出的磁通量密度相对于杆4的行程位置变化的变化大致与理想的特性线相一致，如图15B所示，理想特性线例如是基于事先的试验结果确定的。具体而言，如图15C所示，磁通量密度的变化相对于杆4行程变化的线性度在士 1. 5%的范围内。通过这种方式，与磁通量密度成正比改变的行程传感器20的传感器输出值显示出很高线性度，从而可以改善杆4的线性行程位置的感测精确度。现在，将描述以上实施例的修改。
在以上实施例中，本发明的阀门控制设备被实现为控制电动致动器200以驱动废气阀门1的废气阀门控制设备。或者，可以将本发明的阀门控制设备实现为如下阀门控制设备，其控制驱动废气温度控制阀的阀元件(阀门)的电动致动器，该废气温度控制阀控制 (调节)通过EGR冷却器的废气再循环(EGR)气体的量和绕过EGR冷却器的EGR气体的量之间的比例。在以上实施例中，使用电动致动器200的致动器，利用电动机M的驱动力沿轴向 (行程方向)使杆4往复运动来驱动废气阀门1，杆4通过连杆3连接到废气阀门1。或者， 可以利用螺线管致动器或液压致动器替换这种致动器，它们使用电磁力或液压力使杆在轴向(行程方向)上往复运动，杆通过连杆连接到阀门。此外，发动机不限于柴油机。亦即，如果需要，发动机可以是汽油发动机。此外，磁性可移动体7的磁体(第一和第二磁体8a、8b)的每个磁极的极性不限于第一到第七实施例中所述的那些。而且，每个磁体的形状和磁体数目不限于第一到第七实施例中所述那些。在图12B中，磁性感测表面20a大致垂直于第一或第二实施例中所述的第三假想线KC。或者，在以参考图12B所述的方式取向磁性感测表面20a时，只要磁性感测表面20a 的至少一部分位于第一假想线KA和第二假想线KB之间的角范围之内，磁性感测表面20a 就可以大致垂直于位于第一假想线KA和第二假想线KB之间的任何其它假想线。或者，在以参考图12B所述的方式取向磁性感测表面20a时，磁性感测表面20a可以大致垂直于第一假想线KA或第四假想线KE。本领域的技术人员将容易想到其它优点和修改。因此，在其宽泛意义上本发明不限于图示和描述的特定细节、代表性设备和例示性范例。
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权利要求
1. 一种阀门控制设备，包括阀门(1)，其适于绕着所述阀门(1)的旋转轴(LO)旋转；致动器000)，其包括杆G)，并且在所述杆⑷的轴向上驱动所述杆⑷往复运动，由此驱动所述阀门(1)；包括连杆C3)的连杆机构(300)，所述连杆连接于所述阀门(1)和所述杆(4)之间并且将所述杆的线性运动转换成所述阀门(1)的转动；一体安装到所述杆的磁性可移动体(7)，其包括第一和第二磁体(8a，8b)，它们彼此协作以产生磁通量密度大致恒定的磁场，其中所述杆(4)的中心轴大致平行于所述第一和第二磁体(8a，8b)的中心线(MC)，所述中心线大致平行于彼此相对的所述第一磁体(8a) 的内表面(8al)和所述第二磁体(8b)的内表面(8bl)，并且位于所述第一磁体(8a)的内表面(Sal)和所述第二磁体(8b)的内表面(Sbl)之间的中心；输出电信号的传感器(20)，所述电信号与磁通量对应，所述磁通量响应于所述磁性可移动体(7)相对于所述传感器00)的运动而改变；以及用于基于所述传感器00)输出的电信号感测所述杆(4)在行程方向上的位移量的模块G00)，所述行程方向与所述杆的轴向相一致，其中基于利用所述感测模块(400)感测的所述杆(4)在所述行程方向上的所述杆(4)的位移量来驱动所述致动器000)，以控制所述阀门(1)的打开和闭合；所述致动器(200)包括杆轴承(5)，其可滑动地支撑所述杆(4)以使得所述杆(4)能够在所述行程方向上滑动，同时使所述杆(4)能够绕所述杆轴承( 摆动；所述传感器00)包括磁性感测表面OOa)，其适于感测所述磁性可移动体(7)的磁通量；所述连杆C3)在可旋转地连接到所述阀门(1)的所述连杆(3)的阀门侧连接部(12) 处包括旋转轴，所述旋转轴与所述阀门(1)的旋转轴共轴；所述连杆C3)包括可旋转地连接到所述杆的杆侧连接部(11)，其中所述杆侧连接部(11)适于在所述阀门(1)通过所述杆(4)转动时沿着旋转运动路径运动，所述旋转运动路径是以所述连杆(3)的阀门侧连接部(1 的旋转轴(LO)为中心并且具有预定曲率半径的曲线路径；在所述阀门(1)的打开程度变为完全闭合程度以完全闭合流动通道(10)时，所述杆侧连接部(11)沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全闭合点㈧；在所述阀门(1)的打开程度变为完全打开程度以完全打开流动通道(10)时，所述杆侧连接部(11)沿所述旋转运动路径运动的旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的完全打开点⑶；在所述阀门(1)的打开程度变为所述完全闭合程度和所述完全打开程度之间角度的一半的一半程度时，所述杆侧连接部(11)的所述旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的所述完全闭合点㈧和所述完全打开点⑶之间的半点⑶；并且所述传感器00)的磁性感测表面QOa)的至少一部分被置于如下两条线之间的角范围中第一假想线(KA)，在所述连杆(3)的杆侧连接部(11)的所述旋转运动点位于所述完全闭合点(A)时，所述第一假想线与所述第一和第二磁体(8a，8b)的中心线(MC)相一致；以及第二假想线(KB)，在所述连杆(3)的杆侧连接部(11)的旋转运动点位于所述半点(B) 时，所述第二假想线与所述第一和第二磁体(8a，8b)的中心线(MC)相一致。
2.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述传感器00)的所述磁性感测表面 (20a)的所述至少一部分大致平行于或垂直于第三假想线(KC)，所述第三假想线(KC)位于所述第一假想线(KA)和所述第二假想线(KB)之间的角范围之内并且通过所述第一假想线 (KA)和所述第二假想线(KB)彼此相交的节点(X)。
3.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述传感器00)的所述磁性感测表面 (20a)完全位于所述第一假想线(KA)和所述第二假想线(KB)之间的角范围中。
4.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述旋转运动路径为拱形路径，其连接于所述完全闭合点(A)和所述完全打开点(D)之间，以所述连杆(3)的所述阀门侧连接部 (12)的旋转轴(LO)为中心且具有预定曲率半径。
5.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述传感器00)的所述磁性感测表面 (20a)大致平行于或垂直于第三假想线(KC)，所述第三假想线在所述第一假想线(KA)和所述第二假想线(KB)之间的角范围中心并且通过所述第一假想线(KA)和所述第二假想线 (KB)彼此相交的节点(X)。
6.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述阀门(1)为流量控制阀；并且与所述一半程度和所述完全打开程度之间的范围相比，在所述阀门(1)的所述一半程度和所述完全闭合程度之间的范围中，通过所述流动通道(10)和所述阀门(1)之间的开口的流体流量相对于所述杆的位移量变化的变化率更大。
7.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中在所述阀门(1)的打开程度变为所述完全闭合程度和所述一半程度之间角度的一半的中间程度时，所述杆侧连接部(11)的所述旋转运动点位于沿所述旋转运动路径的所述完全闭合点㈧和所述半点⑶之间的中点(C)；所述传感器00)的所述磁性感测表面(20a)的所述至少一部分位于所述第一假想线 (KA)和第三假想线(KC)之间的角范围之内，所述第三假想线(KC)与所述连杆(3)的所述杆侧连接部(11)的旋转运动点位于所述中点(C)时所述第一和第二磁体(8a，8b)的所述中心线(MC)相一致；并且所述传感器00)的所述磁性感测表面OOa)的所述至少一部分大致平行于或垂直于第四假想线(KE)，所述第四假想线(KE)位于所述第一假想线(KA)和所述第三假想线(KC) 之间的角范围之内，并且通过所述第一假想线(KA)和所述第三假想线(KC)彼此相交的节点(X)。
8.根据权利要求7所述的阀门控制设备，其中所述第四假想线(KE)位于所述第一假想线(KA)和所述第三假想线(KC)之间的中心。
9.根据权利要求1所述的阀门控制设备，其中所述传感器OO)的所述磁性感测表面 (20a)被放置成大致平行于或垂直于所述第一假想线(KA)。
10.根据权利要求1到9中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述磁性可移动体(7)包括磁体(9)，所述磁体被配置成细长的矩形框架并且利用所述第一和第二磁体(8a，8b)进行磁化；并且所述磁体(9)的纵向大致与所述杆⑷的行程方向相一致。
11.根据权利要求1到9中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述杆(4)包括所述杆轴承( 和所述杆(4)沿所述轴向与所述杆侧连接部(11)相反的端部之间的中间部分；并且所述磁性可移动体(7) —体地安装到所述杆(4)的所述中间部分。
12.根据权利要求1到9中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述磁性可移动体(7) 被配置成相对于所述杆的中心轴所在的虚平面大致对称的平面对称形状。
13.根据权利要求1到9中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述致动器(200)包括电动机(M)，在为其通电时所述电动机转动；减速机构001)，其降低从所述电动机(M)输出的旋转速度；以及转换机构002)，其将所述减速机构O01)的转动转换成所述杆的线性运动。
14.根据权利要求13所述的阀门控制设备，其中 所述减速机构(201)包括在所述电动机(M)转动时由所述电动机(M)转动的驱动侧齿轮(17)； 与所述驱动侧齿轮(17)啮合且由所述驱动侧齿轮(17)驱动的从动侧齿轮(18)； 所述转换机构(202)包括通过所述从动侧齿轮(18)的转动而转动并且具有凸轮沟槽0 的凸轮(21)，所述凸轮沟槽被配置成与所述阀门(1)的运动模式对应；以及可运动地容纳在所述凸轮沟槽0 中的从动轮03)； 所述杆(4)包括支撑轴(M)，所述支撑轴可旋转地支撑所述从动轮03)； 所述杆的一个端部通过所述从动轮和所述支撑轴04)连接到所述凸轮 (21)；并且所述杆的另一端部连接到所述阀门(1)。
15.根据权利要求13所述的阀门控制设备，其中 所述减速机构(201)包括在所述电动机(M)转动时由所述电动机(M)转动的驱动侧齿轮(17)； 与所述驱动侧齿轮(17)啮合且由所述驱动侧齿轮(17)驱动的从动侧齿轮(18)；以及从所述从动侧齿轮(18)向外突出的第一枢轴(61)；并且所述转换机构(20 包括 第二枢轴(62)，所述第二枢轴(6 连接到所述杆(4)并且沿与所述第一枢轴(61)的突出方向共同的共同方向上突出；以及连杆(19)，所述连杆(19)的一个端部由所述第一枢轴(61)可旋转地支撑，另一端部由所述第二枢轴(6 可旋转地支撑。
16.根据权利要求14所述的阀门控制设备，其中 所述从动轮由磁性材料制成；并且所述磁性可移动体(7) —体地安装到所述杆，使得所述磁性可移动体(7)在所述支撑轴04)的轴向上与所述从动轮交叠。
17.根据权利要求16所述的阀门控制设备，其中在沿所述行程方向移动所述杆(4)时移动所述从动轮所沿的从动轮运动路径通过所述第一和第二磁体(8a，8b)产生的磁通量不通过所述传感器00)的所述磁性感测表面(20a)的位置，导致利用所述传感器00)感测的磁通量密度为零；并且在所述杆(4)沿行程方向运动时所述从动轮运动所沿的从动轮运动路径沿假想直线⑴通过，所述假想直线⑴在大致垂直于所述杆⑷的行程方向的方向上延伸。
18.根据权利要求1到9中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述传感器OO)包括传感器芯片(66)，所述传感器芯片具有磁性感测表面(20a)并且包封在封装(67)中，所述封装(67)被配置成大致扁平的长方体；在垂直于所述磁性感测表面OOa)的垂直方向上测量的所述封装(67)的尺寸比在平行于所述磁性感测表面OOa)的方向上测量的封装(67)的尺寸短；并且所述封装(67)的所述垂直方向大致垂直于所述杆的行程方向。
19.根据权利要求1到9中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述传感器OO)包括传感器芯片(66)，所述传感器芯片具有磁性感测表面(20a)并且包封在封装(67)中，所述封装(67)被配置成大致扁平的长方体；在垂直于所述磁性感测表面OOa)的垂直方向上测量的所述封装(67)的尺寸比在平行于所述磁性感测表面OOa)的方向上测量的封装(67)的尺寸短；并且所述封装(67)的所述垂直方向大致平行于所述杆(4)的所述行程方向。
20.根据权利要求1到9中的任一项所述的阀门控制设备，其中所述杆轴承( 的内周表面是弯曲的，使得沿着所述轴向从所述杆轴承(5)的轴中心部分向所述杆轴承(5)的第一和第二轴端部中的每个，所述杆轴承(5)的内径逐渐增大。
全文摘要
行程传感器(20)的磁性感测表面(20a)放在第一假想线(KA)和第二假想线(KB)之间的角范围中。第一假想线(KA)是与废气阀门(1)被置于废气阀门(1)的完全闭合程度时磁性可移动体(7)的第一和第二磁体(8a，8b)之间的中心线(MC)相一致的假想线。第二假想线(KB)是与废气阀门(1)被置于废气阀门(1)的完全闭合程度和完全打开程度之间的一半程度时第一和第二磁体(8a，8b)之间的中心线(MC)相一致的假想线。
文档编号F16K31/53GK102313064SQ201110185838
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者山中哲尔, 岛田广树, 松本光一郎, 水谷彰利, 河野祯之, 竹田哲马 申请人:株式会社电装