本发明专利技术提供一种用于测量车辆转向组件内的磁场角的电子装置。该电子装置包括具有边缘的半导体裸片、形成在裸片中并且位于该半导体裸片的边缘附近的磁阻传感元件，以及形成在裸片中的处理电路。该处理电路电连接到磁阻传感元件并且配置为生成表示磁场角和转向扭矩中的至少一个的信号。非导电材料将半导体裸片包封。电连接器被电连接到裸片并且穿过将半导体裸片包封的非导电材料。电连接器被配置为电连接到印刷电路板。该半导体裸片位于所述封装件的边缘附近，以将所述磁阻传感元件定位在封装件的边缘附近。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种用于测量车辆转向组件内的磁场角的电子装置。该电子装置包括具有边缘的半导体裸片、形成在裸片中并且位于该半导体裸片的边缘附近的磁阻传感元件，以及形成在裸片中的处理电路。该处理电路电连接到磁阻传感元件并且配置为生成表示磁场角和转向扭矩中的至少一个的信号。非导电材料将半导体裸片包封。电连接器被电连接到裸片并且穿过将半导体裸片包封的非导电材料。电连接器被配置为电连接到印刷电路板。该半导体裸片位于所述封装件的边缘附近，以将所述磁阻传感元件定位在封装件的边缘附近。【专利说明】具有以单片结构配置的处理器和磁阻元件的转向扭矩角传感器相关串请本申请要求2012年8月3日提交的美国专利申请第13/566，022号和2012年6月15日提交的美国临时专利申请第61/660，491号的优先权，这两项专利申请的全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
本专利技术涉及在车辆转向系统中用于检测驾驶员的转向输入的传感器。特别地，本专利技术涉及设计为检测磁场的角的变化的车辆转向系统传感器。 设计为检测转动部件的运动的传感器通常是众所周知的。例如，霍尔效应传感器可以用来感测轴和车轮的速度和转动方向。能够感测乘客和类似的车辆中的转向输入的传感器通常也是已知的。例如，在具有I)输入轴(例如，连接到方向盘)、2)输出轴(例如，连接到支架或者用于移动或者操纵车辆车轮的其它元件)，以及3)连接这两个轴的柔性轴或者扭力杆的转向系统中，可以感测磁角的变化并且确定输入扭矩。特别地，磁体被放置在一个轴上并且磁传感元件(例如，磁阻传感元件)被安装在另一个轴上。扭力杆具有已知的弹簧常数或者扭转刚度。输入轴相对于输出轴的旋转运动在磁体和磁传感元件之间产生相对的角位移。然后利用已知的磁原理来测量该角位移。特别地，角位移与施加在输入轴上的扭矩成正比。因此，转向扭矩可以从通过磁传感元件所提供的信息来导出。
技术实现思路
尽管能够提供关于转向扭矩的信息的传感器是可获得的，但是它们无法完全令人满意。在许多常规设计中，多个装置必须被用于产生传感器，该传感器能够感测磁场角的变化和生成表示输入扭矩的输出。例如，专利技术人所知的传感器包括磁传感元件(例如，由具有磁传感的专业知识的个人所设计的电路)和处理器(例如，由具有半导体和集成电路制造的专业知识的个人所设计的专用集成电路)。这两个装置安装且有线地结合到电路板，并且接着通过导电迹线彼此连接。 近来，已经创建了将处理部件和磁传感元件合并到一个封装件中的封装的集成电路。然而，这些装置常常使用霍尔效应传感器。通常，霍尔效应传感器能够测量的仅是磁场的大小。因此，在试图测量磁场的角时必须使用多个霍尔效应传感器。因此，可用的集成电路通常包括至少两个霍尔效应传感器并且这些霍尔效应传感器通常包括多个霍尔效应传感元件。此外，已知的单个封装件装置通常将霍尔效应传感元件放在封装件的中心和对称的位置。 与这些当前的设计相反，本专利技术的实施例尤其提供了转向扭矩角传感器，其包括处理器(例如，专用集成电路(“ASIC”))和磁阻(“MR”)传感元件。ASIC和MR传感元件是单个半导体裸片的部分(即，ASIC和MR传感元件形成单片装置)。该裸片具有有源边缘，并且MR传感元件位于大致与该裸片的有源边缘共面。优选地，该裸片通过丝焊结合到一个或多个电连接器(例如，引线框)。连接器连接到该裸片，并且连接器和裸片被包封在绝缘材料(例如，塑料)中或者“封装”，以形成可以表面安装在印刷电路板上的集成装置。该裸片被定位在集成装置的边缘附近，以将MR传感元件定位为靠近位于集成装置附近的磁体。在一些实施例中，MR传感元件定位在集成装置内，以定位在由磁体生成的饱和的磁场(例如，25kA/m)内。 在另一实施例中，本专利技术提供用于测量车辆转向组件内的磁场角的电子装置。该电子装置包括具有边缘的半导体裸片。磁阻传感元件形成在裸片中并且位于半导体裸片的边缘附近。处理电路也形成在裸片中。处理电路电连接到磁阻传感元件，并且配置为生成表示磁场角和转向扭矩中的至少一个的信号。非导电材料将半导体裸片包封。电连接器被电连接到裸片并且穿过将半导体裸片包封的非导电材料。电连接器被配置为电连接到印刷电路板。 在又一个实施例中，本专利技术提供用于测量车辆转向组件的第一轴和第二轴之间的相对角的传感器组件。传感器组件包括耦接到第一轴的磁体和如前一段落中所述的电子装置。电子装置耦接到第二轴，使得包括在电子装置内的磁阻传感元件靠近磁体。 在再一个实施例中，本专利技术提供用于测量车辆转向组件内的磁场角的传感器组件。传感器组件包括如段落 中所述的第一电子装置和如段落 中所述的第二电子装置。第二电子装置被定位为在印刷电路板上与第一电子装置相邻。 本专利技术的其它方面通过考虑【具体实施方式】和附图变得明显。 【专利附图】【附图说明】 图1是包括用于测量转向轴扭矩的扭矩角传感器组件的车辆转向组件的立体图。 图2是图1的扭矩角传感器组件的正面立体图。 图3a示意性地示出了图1的扭矩角传感器组件。 图3b示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的包括在图1的扭矩角组件内的电子装置。 图3c示意性地示出了根据本专利技术的另一实施例的包括在图1的扭矩角组件内的电子装置。 图3d是图3b的电子装置的侧视图。 图3e是图3b的电子装置的端视图。 图4示意性地示出了通过图1的扭矩角传感器组件的磁体所生成的磁场。 图5示意性地示出了具有两个磁传感元件的电子装置的形式的本专利技术的替换实施例。 图6示意性地示出了扭矩角传感器组件的配置，其中两个电子装置被定位为接近于磁体。 【具体实施方式】 在详细说明本专利技术的任何实施例前，要理解的是，本专利技术在它的应用中不限于以下描述中提出或者以下附图中示出的结构的细节和部件的配置。本专利技术能够是其它实施例并且能够以各种方式被实践或者执行。 图1示出了车辆转向组件10。组件10包括输入轴12和输出轴14。输入轴12连接到方向盘(未示出)并且输出轴14连接到用于移动或者转动车辆车轮的支架或者齿轮箱(未不出)。输入轴12通过扭力杆(未不出)親接到输出轴14。扭力杆与轴12和14同轴地对准并且具有已知的扭转刚度或者弹簧常数。扭力杆将来自输入轴12的负载传输到输出轴14。特别地，扭力杆挠曲或者扭曲，以允许与施加到输入轴12的扭矩的量成比例的、输入轴12相对于输出轴14的相对角位移。输入轴12与输出轴14的相对转动位移的差值与施加到方向盘的扭矩的大小成正比。 扭矩角传感器组件16通过测量扭力杆的第一和第二端部之间的相对角来测量转向轴扭矩。特别地，如图3所示，传感器组件16包括环形磁体18，环形磁体18附接到与扭力杆的第一端部连接的输入轴12的轴向端部。因此，磁体18随输入轴12和扭力杆的第一端部旋转。 扭矩角传感器组件16还包括电子装置20。电子装置20定位为相对于磁体18固定。因此，当扭力杆扭曲时，磁体18相对于装置20旋转。在一些实施例中，传感器组件16连接到与扭力杆的第二端部连接的输出轴14的轴向端部。在其它实施例中，电子装置20定位为与扭力杆同轴但是不连接到扭力杆或者输出轴14。 如图3a中示意性地示出的，电子装置20具有边缘21并且包括具有边缘32的半导本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测量车辆转向组件内的磁场角的电子装置，所述电子装置包括：具有边缘的半导体裸片；磁阻传感元件，所述磁阻传感元件形成在所述裸片中并且位于所述半导体裸片的边缘附近；处理电路，所述处理电路形成在所述裸片中并且电连接到所述磁阻传感元件，所述处理电路配置为生成表示磁场角和转向扭矩中的至少一个的信号；非导电材料，所述非导电材料将所述半导体裸片包封并且形成具有边缘的封装件；以及电连接器，所述电连接器连接到所述裸片、穿过将所述半导体裸片包封的所述非导电材料，并且配置为电连接到印刷电路板，其中，所述半导体裸片位于所述封装件的边缘附近，以将所述磁阻传感元件定位在所述封装件的边缘附近。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·马尔茨费尔特，
申请(专利权)人：伯恩斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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