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EINBEZOGENE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 13/566,022, eingereicht am 3. August 2012 und die vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 61/660,491 eingereicht am 15. Juni 2012, wobei der gesamte Inhalt beider Anmeldungen durch Bezugnahme eingefügt ist.
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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sensoren, die in Fahrzeugsteuerungssystemen verwendet werden, um die Lenkeingabe eines Fahrers zu erfassen. Inbesondere bezieht sich die Erfindung auf Fahrzeuglenksystemsensoren, die ausgelegt sind, um Änderungen des Winkels eines magnetischen Feldes zu erfassen.
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Sensoren, die dazu ausgelegt sind, die Bewegung rotierender Komponenten zu erfassen, sind im allgemeinen gut bekannt. So können beispielsweise Hall-Effekt-Sensoren verwendet werden, um die Geschwindigkeit und Drehrichtung einer Welle oder von Rädern zu erfassen. Sensoren, die in der Lage sind, eine Lenkeingabe in Personenkraftwagen oder ähnlichen Fahrzeugen zu erfassen, sind ebenfalls allgemein bekannt. Beispielsweise ist es bei einem Lenksystem möglich, Änderungen eines magnetischen Winkels zu erfassen und ein Eingangsdrehmoment zu bestimmen, das 1) eine Eingangswelle (beispielsweise verbunden mit einem Lenkrad), 2) eine Ausgangswelle (beispielsweise verbunden mit einer Zahnstange oder einem anderen Element, das zum Bewegen oder Steuern der Räder eines Fahrzeuges verwendet wird), und 3) eine nachgiebige Welle bzw. einen Torsionsstab, der die beiden Wellen verbindet, aufweist. Insbesondere ist ein Magnet auf einer Welle angeordnet und ein Magneterfassungselement (beispielsweise ein magneto-resistives Sensorelement) auf der anderen Welle befestigt. Der Torsionsstab hat eine bekannte Federkonstante oder Torsionssteifigkeit. Die Drehbewegung der Eingangswelle bezüglich der Ausgangswelle erzeugt eine relative Winkelverschiebung zwischen dem Magneten und dem magnetischen Sensorelement. Der Winkelversatz wird dann mit bekannten magnetischen Grundsätzen gemessen. Insbesondere ist der Winkelversatz proportional dem auf die Eingangswelle ausgeübten Drehmoment. Somit kann das Lenkmoment aus der von den Magnetsensorelementen bereitgestellten Information abgeleitet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Obwohl Sensoren in der Lage sind, Informationen betreffend das Lenkdrehmoment zur Verfügung zu stellen, verfügbar sind, sind sie nicht völlig zufriedenstellend. In vielen herkömmlichen Konstruktionen müssen mehrere Vorrichtungen verwendet werden, um einen Sensor zu schaffen, der in der Lage ist, sowohl Änderungen des magnetischen Feld-Winkels zu zensieren und ein Ausgangssignal zu erzeugen, das das Eingangsdrehmoment anzeigt. Beispielsweise enthalten den Erfindern bekannte Sensoren ein Magnetsensorelement (beispielsweise einen Schaltkreis, der von Personen mit Erfahrung bei magnetischer Sensierung entwickelt wurden) und einen Prozessor (beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, die von Personen mit Erfahrung bei der Herstellung von Halbleitern und integrierten Schaltungen entwickelt wurden). Die beiden Einrichtungen sind auf eine Leiterbahnplatte montiert und verdrahtet und dann miteinander durch Leiterbahnen verbunden.
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Vor relativ kurzer Zeit wurden gepackte integrierte Schaltungen gebaut, die eine Verarbeitungskomponente und ein Magnetsensorelement in einer Packung enthielten. Allerdings verwenden diese Einrichtungen oft Hall-Effekt-Sensoren. Generell sind Hall-Effekt-Sensoren in der Lage, nur die Stärke eines Magnetfeldes zu messen. Infolgedessen müssen mehrere Hall-Effekt-Sensoren verwendet werden, wenn versucht wird, den Winkel eines Magnetfeldes zu messen. Daher enthalten verfügbare integrierte Schaltungen generell mindestens zwei Hall-Effekt-Sensoren und diese Hall-Effekt-Sensoren enthalten üblicherweise mehrere Hall-Effekt-Sensorelemente. Darüber hinaus platzieren bekannte Einzelpackungseinrichtungen die Hall-Effekt-Sensorelemente in einer zentralen und symmetrischen Position der Packung.
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Im Gegensatz zu diesen derzeitigen Konstruktionen schaffen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, unter anderem einen Lenkmomentwinkelsensor, der einen Prozessor (wie etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (”ASIC”)) und ein magneto-resistives (”MR”) Sensorelement enthält. Der ASIC und das MR-Sensorelement sind Teil eines einzigen Halbleiterchips (d. h. der ASIC und das MR-Sensorelement bilden eine monolithische Einrichtung). Der Chip hat einen aktiven Umriss und das MR Sensorelement in ungefähr koplanar mit dem aktiven Umriss des Chips angeordnet. Vorzugsweise wird der Chip durch Drahtbonden mit einem oder mehreren elektrischen Anschlüssen verbunden (einem Leitungsgerüst). Die Verbindungen sind mit dem Chip verbunden und die Verbindungen und der Chip sind in einem isolierenden Material (wie z. B. Plastik) eingekapselt oder ”verpackt”, um eine integrierte Einrichtung zu schaffen, die auf einer Leiterbahnplatte oberflächenmontiert (surface mounted) angebracht werden kann. Der Chip ist nahe des Umrisses der integrierten Einrichtung positioniert, um das MR-Sensorelement nahe dem Magnet zu positionieren, der nahe der integrierten Schaltung angeordnet ist. In einigen Ausführungsbeispielen wird das MR-Sensorelement innerhalb der integrierten Einrichtung so positioniert, dass es innerhalb des Sättigungsmagnetfeldes (z. B. 25 kA/m), das von dem Magnet erzeugt wird, angeordnet ist.
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In einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung eine elektronische Einrichtung zum Messen des Magnetfeldwinkels innerhalb einer Fahrzeugsteuereinrichtung. Die elektronische Einrichtung enthält einen Halbleiterchip mit einem Umriss. Ein magneto-resistives Sensorelement ist in dem Chip ausgebildet und nahe dem Umriss des Halbleiterchips angeordnet. Ein Prozessorschaltkreis ist ebenfalls in dem Chip ausgebildet. Die Prozessoreinheit ist elektrisch mit dem magneto-resistiven Sensorelement verbunden und so konfiguriert, dass sie ein Signal erzeugt, das mindestens einen Magnetfeldwinkel und ein Lenkmoment zeigt. Ein nicht-leitfähiges Material kapselt den Halbleiterchip ein. Elektrische Verbindungen sind mit dem Chip elektrisch verbunden und gelangen durch das nicht leitfähige Material, das den Halbleiterchip einkapselt, hindurch. Die elektrischen Verbindungen sind so konfiguriert, dass sie elektrisch mit der gedruckten Leiterbahnplatte verbunden sind.
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In noch einem anderen Ausführungsbeispiel stellt die Erfindung eine Anordnung zur Messung des relativen Winkels zwischen einer ersten und einer zweiten Welle einer Fahrzeuglenkanordnung zur Verfügung. Die Sensoranordnung enthält einen Magnet, der mit der ersten Welle verbunden ist und eine elektronische Einrichtung, wie im vorherigen Paragraphen beschrieben. Das elektronische Einrichtung ist mit der zweiten Welle verbunden, so dass das in der elektronischen Einrichtung enthaltene magneto-resistive Sensorelement nahe dem Magneten liegt.
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In noch einem anderen Ausführungsbeispiel schafft die Erfindung eine Sensoranordnung zum Messen eines Magnetfeldwinkels in einer Fahrzeuglenkanordnung. Die Sensoranordnung enthält eine erste elektronische Einrichtung, wie in Paragraph [0007] beschrieben und eine zweite elektronische Einrichtung, wie in Paragraph [0007] beschrieben. Die zweite elektronische Einrichtung ist nahe der ersten elektronischen Einrichtung auf der Leiterbahnplatte angeordnet.
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Weitere Aspekte der Erfindung werden im Zusammenhang mit der ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeuglenkvorrichtung, die eine Drehmomentwinkelsensoranordnung zur Messung des Lenkwellendrehmomentes hält.
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2 ist eine perspektivische Vorderansicht der Drehmomentwinkelsensoranordnung der 1.
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3a zeigt schematisch die Drehwinkelsensoranordnung gemäß 1.
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3b zeigt schematisch eine Drehwinkelsensoranordnung gemäß 1.
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3c zeigt schematisch eine elektronische Einrichtung, die in der Drehmomentwinkelanordnung der 1 enthalten ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3d ist eine Seitenansicht der elektronischen Einrichtung der 3b.
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3e ist eine Endansicht der elektronischen Einrichtung der 3b.
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4 zeigt schematisch ein Magnetfeld, das von dem Magneten der Drehmomentwinkelsensoranordnung der 1 erzeugt wird.
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5 zeigt schematisch eine alternative Ausführungsform der Erfindung in Form einer elektronischen Einrichtung mit zwei Magnetsensorelementen.
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6 zeigt schematisch eine Konfiguration für eine Drehmomentwinkelsensoranordnung, bei der zwei elektronische Einrichtungen in Nähe zu einem Magneten positioniert sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bevor irgendwelche Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf Konstruktionsdetails und die Anordnung von Komponenten, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung oder in den nachfolgenden Zeichnungen beschrieben ist, beschränkt ist. Die Erfindung ist auch in der Lage, für andere Ausführungsformen und in anderen Weisen praktiziert oder ausgeführt zu werden.
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1 zeigt ein Fahrzeuglenkungsanordnung 10. Die Anordnung 10 enthält eine Eingangswelle 12 und eine Ausgangswelle 14. Die Eingangswelle 12 verbindet ein Steuerrad (nicht dargestellt) und die Ausgangswelle 14 verbindet eine Zahnstange oder eine Getriebebox (nicht dargestellt), die verwendet werden, Räder des Fahrzeuges zu bewegen oder zu lenken. Die Eingangswelle 12 ist durch eine Torsionsstange (nicht dargestellt) mit der Ausgangswelle 14 verbunden. Die Torsionsstange ist koaxial mit den Wellen 12 und 14 ausgerichtet und hat eine bekannte Torsionssteifigkeit oder Federkonstante. Die Torsionsstange überträgt die Last von der Eingangswelle 12 zu der Ausgangswelle 14. Insbesondere biegt oder verdreht sich die Torsionsstange, um eine relative Winkelverschiebung der Eingangswelle 12 relativ zur Ausgangswelle 14 in Proportion zu dem an die Eingangswelle 12 angelegten Drehmoment. Die Differenz der relativen Verdrehung der Eingangswelle 12 zur Ausgangswelle 14 ist proportional der Größe des an das Steuerrad angelegten Drehmomentes.
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Eine Drehmomentwinkelsensoranordnung 16 misst das Lenkwellendrehmoment durch Messung des relativen Winkels zwischen einem ersten und einem zweiten Ende der Torsionsstange. Insbesondere, wie in 3 dargestellt, enthält die Sensoranordnung 16 einen ringförmigen Magnet 18, der an ein axiales Ende der Eingangswelle 12, das mit dem ersten Ende der Torsionsstange verbunden ist, angebracht ist. Folglich dreht sich der Magnet 18 mit der Eingangswelle 12 und dem ersten Ende der Torsionsstange.
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Die Drehmomentwinkelsensoranordnung 16 umfasst auch eine elektronische Einrichtung 20. Die elektronische Einrichtung 20 ist stationär relativ zu dem Magneten 18 positioniert. Folglich, wenn sich die Torsionsstange verdreht, dreht sich der Magnet 18 relativ zu der Einrichtung 20. In einigen Ausführungsformen ist die Sensoranordnung 16 mit einem axialen Ende der Ausgangswelle 14 verbunden, die mit dem zweiten Ende der Torsionsstange verbunden ist. In anderen Ausführungsformen ist die elektronische Einrichtung 20 konzentrisch zu der Torsionsstange positioniert, jedoch nicht mit der Torsionsstange oder der Ausgangswelle 14 verbunden.
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Wie schematisch in 3a dargestellt, hat die elektronische Einrichtung 20 einen Umriss 21 und enthält einen Halbleiterchip 30 mit einem Umriss 32. Ein Prozessor (wie z. B. ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (”ASIC”)) 33 ist auch in dem Chip 30 ausgebildet. In manchen Ausführungsformen ist der Prozessor 33 innerhalb eines aktiven Bereiches 34 des Chips 30 ausgebildet und in anderen Ausführungsformen verbraucht er den gesamten aktiven Bereich 34. Ein magneto-resistives (”MR”) Sensorelement 35 mit einem Umriss 36 ist ebenfalls in dem Chip 30 ausgebildet. Wie in 3a dargestellt, ist das MR-Sensorelement 35 oberhalb des Prozessors 33 positioniert und mit dem Prozessor 33 elektrisch verbunden (z. B. über Verbindungen, die in dem Chip 30 ausgebildet sind). In manchen Ausführungsformen ist das MR-Sensorelement 25 dadurch gebildet, dass zusätzliche Schichten (z. B. Metallschichten) auf einen kleinen Bereich auf der Oberseite des Prozessors 33 hinzugefügt sind.
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In einigen Ausführungsformen enthält das MR-Sensorelement 35 einen anisotropen magneto-resistiven (”AMR”) Winkelsensor. In anderen Ausführungsformen enthält das MR-Sensorelement 35 einen Riesenmagnetowiderstand(”GMR”)-Winkelsensor oder einen Tunnelmagnetowiderstand(”TMR”)-Winkelsensor. Das MR-Sensorelement 35 ist so konfiguriert, dass es eine oder mehrere Charakteristiken eines Magnetfeldes misst, das durch den Magnet 18 erzeugt wird, wie z. B. einen Winkel (oder Richtung) und/oder Stärke (oder Größe).
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Der Prozessor 33 ist so konfiguriert, dass er Signale oder Daten von dem MR-Sensorelement 35 zu analogen oder digitalen Signalen aufbereitet, die dazu verwendet werden können, eine Information über den Winkel des Magnetfeldes zu erzeugen, das von dem Magnet 18 generiert wurde. In manchen Ausführungsformen ist der Prozessor 33 auch so konfiguriert, dass er eine Information über den Winkel des Magnetfeldes zu einem Drehmoment übersetzt, das an die Eingangswelle 12 angelegt wird. Der Prozessor 33 enthält auch einen Schaltkreis zur Kommunikation einer Magnetfeldwinkelinformation (oder Drehmomentinformation) gemäß einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll (z. B. ein Analogsignalprotokoll, ein pulsweitenmoduliertes Signalprotokoll, ein SENT-Protokoll (single edge nibble transmission) oder andere Spannungs-basierte oder Strom-modulierte digitale Kommunikationsprotokolle).
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Elektrische Anschlüsse oder Kontaktstifte 38 sind elektrisch mit dem Chip 30 verbunden, was ermöglicht, dass der Chip 30 auf einer Leiterbahnplatte 39 montiert werden kann (vgl. 1 und 2). Der Halbleiterchip 30 und die elektrischen Verbindungen 38 sind in ein nicht leitfähiges Material eingekapselt, wie z. B. Plastik, um eine monolithische Packung 40 zu bilden, die zumindest einen Teil des Umrisses 21 der elektronischen Einrichtung 20 definiert. Die Anschlüsse 38 passieren allerdings durch das nicht leitfähige Material hindurch. Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl in den Figuren nur eine 8-Pin-Packung dargestellt ist, auch andere Packungen 40 mit weniger oder mehr Anschlüssen 38 verwendet werden können.
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Wie in 3a dargestellt, ist das MR-Sensorelement 35 nahe dem Umriss 32 des Chips 30 positioniert und der Chip 30 ist nahe dem Umriss 21 der elektronischen Einrichtung 20 positioniert, was das MR-Sensorelement 35 nahe dem Umriss 21 der elektronischen Einrichtung 20 positioniert. In dieser Position ist das MR-Sensorelement 35 nahe einem Teil 42 des Umrisses 32 positioniert und einem Teil 44 des Umrisses 21, die beide möglichst nahe oder benachbart dem Magneten 18 positioniert sind. Wie in 3 dargestellt, ist in dieser Position das MR-Sensorelement 35 exzentrisch bezüglich des Umrisses 21 der Einrichtung 20 positioniert und während des Betriebs der Sensoranordnung 16 nahe dem Magneten 18 positioniert.
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Insbesondere kann in einigen Ausführungsformen das MR-Sensorelement 35 so positioniert sein, dass ein Teil des Umrisses 36 des MR-Sensorelementes 35 ungefähr koplanar mit dem aktiven Bereich 34 des Chips 30 ist (z. B. definiert durch den Prozessor 33). Der aktive Bereich 34 des Chips 30 ist um eine marginale Distanz zu dem Umriss 32 des Chips 30 versetzt, um ein Abschneiden des Chips 30 während der Herstellung zu ermöglichen. Die marginale Verschiebung zwischen dem aktiven Bereich 34 des Chips 30 und dem physikalischen Umriss 32 des Chips 30 ist in der Halbleiterherstellung wohl bekannt und in einigen Ausführungsformen, erstreckt sich über Bereiche von ungefähr 0,5 Millimeter bis ungefähr 0,1 Millimeter. In anderen Ausführungsformen ist das MR-Sensorelement 35 ungefähr koplanar zu dem physikalischen Umriss 32 des Chips 30 positioniert.
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Auch in einigen Ausführungsformen ist ein Zentrum des MR-Sensorelementes 35 ungefähr 1,75 Millimeter oder weniger zu dem Umriss 21 der elektronischen Einrichtung 20 positioniert (d. h. ein Bereich 42) und, in einigen Ausführungsformen ist es weniger als ungefähr 1,0 Millimeter zu dem Umriss 21 der elektronischen Einrichtung 20 (d. h. einen Bereich 44) positioniert. Allerdings sind, wie unten beschrieben, andere Dimensionen und Konfigurationen der elektronischen Einrichtung 20 möglich, womit eine integrierte Packung geschaffen wird, die ein MR-Sensorelement nahe einem externen Magneten positioniert.
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Insbesondere veranschaulicht 3b eine Konfiguration der elektronischen Einrichtung 20. Wie in 3b dargestellt, ist das Zentrum des MR-Sensorelementes 35 ungefähr 0,5 Millimeter oder weniger zu dem Bereich 42 positioniert. Der Bereich 42 ist ebenfalls ungefähr 1,25 Millimeter oder weniger zu dem Bereich 44 positioniert. In dieser Position ist der Abstand von dem Zentrum des MR-Sensorelementes 35 zu dem Bereich 44 ungefähr 1,75 Millimeter oder weniger. In dieser Position ist der radiale Abstand zwischen dem MR-Sensorelement 35 und dem Magnet 18 minimiert und das MR-Sensorelement 35 ist nahe dem Magneten 18 angeordnet, wenn sich der Magnet 18 dreht. In anderen Ausführungsformen, wie in 3c dargestellt, ist das Zentrum des MR-Sensorelementes 35 weniger als 1,0 Millimeter zu dem Abschnitt 44 angeordnet.
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Wie in 4 dargestellt, ist der Magnet 18 so polarisiert, dass sich der Magnetfeldwinkel an dem MR-Sensorelement 35 ändert, wenn sich der Magnet 18 relativ zu dem Sensorelement 35 dreht. Insbesondere ist das MR-Sensorelement 35 normalerweise aus einigen resistiven Elementen gebildet, die in einer oder mehreren Brückenkonfigurationen angeordnet sind. Der Widerstand der resistiven Elemente und folglich der Ausgang der resistiven Brücke ändert sich, wenn sich der Winkel des Magnetfeldes an dem Sensorelement 35 ändert. Folglich ändert sich der Ausgang des MR-Sensorelementes 35, wenn sich der Magnet 18 relativ zu der elektronischen Einrichtung 20 dreht.
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Die monolithische Packung 40 verbessert die Sensorleistung und verringert die Montagekosten der Sensoranordnung 16. Insbesondere verringert die Packung 40 die Anzahl von Montageschritten für die Sensoranordnung 16. Beispielsweise sind die beiden Schritte des separaten Installierens des MR-Sensorelementes 35 und des Prozessors 33 durch einen einzigen Schritt des Installierens der Packung 40 ersetzt. Zusätzlich können, wenn das MR-Sensorelement 35 und der Prozessor 33 separat als reine Chips installiert werden, diese auf der Leiterbahnplatte draht-gebondet werden, was ein relativ teurer Prozess ist, weil er Reinraumumgebungen verlangt. Im Gegensatz dazu ist die Packung 40 unter Verwendung herkömmlicher Oberseitenmontagetechniken (SMD-Technik) weniger teuer. Zusätzlich werden weitere Komponenten auf der Leiterbahnplatte 39 oberseitenmontiert (surface mounted). Folglich fügt das Installieren der monolithischen Packung 40 auf der Leiterbahnplatte 39 nur ein zusätzliches Platzieren einer oberseitenmontierten Komponente zu den bereits existierenden Oberseitenmontierungsschritt hinzu. Folglich, selbst wenn die Packung 40 teurer in der Herstellung ist, als die reine Chipherstellung, die bisher für den Prozessor 33 verwendet wurde, sind die Kosten für die integrierte Packung geringer und eine kürzere Zykluszeit verringert die Gesamtkosten der Sensoranordnung 16.
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Darüber hinaus kann durch Anordnen des MR-Sensorelementes 35 an oder nahe dem Umriss 32 des Chips 30 möglichst nahe zu dem Magnet 18 (d. h. dem Bereich 42) und an oder nahe dem Umriss 21 der Einrichtung 20 möglichst nahe zu dem Magnet (d. h. dem Bereich 44), das MR-Sensorelement 35 möglichst nahe zu der Seite des Magneten 18 positioniert werden. In dieser Position ist das MR-Sensorelement 35 innerhalb eines starken Teiles des Magnetfeldes, das von dem Magneten 18 erzeugt wird, positioniert, was dem Sensorelement 35 erlaubt, genauere Feldwinkelmesswerte zu erhalten.
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Des weiteren verringert die Integration des Sensorelementes 35 und des Prozessors 33 in dem einzelnen Chip 30 auch Temperatur-Offset-Effekte. Insbesondere kann der Offset des MR-Sensorelementes 35 über die Temperatur durch den Prozessor 33 kompensiert werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass in manchen Ausführungsformen die oben beschriebene elektronische Vorrichtung 20 zwei MR-Sensorelemente 35 enthalten kann. Zum Beispiel illustriert 5 schematisch eine alternative elektronische Einrichtung 20 für die Drehmomentsensoranordnung 16. Die elektronische Einrichtung 20 enthält ein erstes MR-Sensorelement 35a, das in einem ersten Chip 30a ausgebildet ist und ein zweites MR-Sensorelement 35b, das in einem zweiten Chip 30b ausgebildet ist. Ein Prozessor (wie z. B. ein oder mehrere ASICs) 33a und 33b sind ebenfalls in den Chips 30a und 30b ausgebildet.
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Wie in 5 dargestellt, sind beide Sensorelemente 35a und 35b nahe dem Umriss 32 ihrer entsprechenden Chips 30a und 30b (d. h. Bereiche 42a und 42b) positioniert und die Chips 30a und 30b sind nahe dem Umriss 21 der Einrichtung 20 (d. h. des Bereiches 44) positioniert. In manchen Ausführungsformen sind die Chips 30a und 30b nebeneinander in der Einrichtung 20 positioniert, wie in 5 dargestellt. In anderen Ausführungsformen können die Chips 30a und 30b übereinander gestapelt werden und in einer einzigen Packung platziert werden. Andere Konfigurationen der MR-Sensorelemente 35a und 35b und der Chips 30a und 30b sind ebenfalls möglich.
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In manchen Ausführungsformen erfasst das erste MR Sensorelement 35a unterschiedliche magnetische Eigenschaften als das zweite MR-Sensorelement 35b. In anderen Ausführungsformen erfassen das erste Sensorelement 35a und das zweite Sensorelement 35b dieselbe magnetische Eigenschaft. In beiden Ausführungsformen schaffen das erste MR-Sensorelement 35a und das zweite MR-Sensorelement 35b ein redundantes Sensorsystem. Zusätzlich zur Schaffung eines redundanten Sensorsystems, das unabhängige Schaltkreise enthält (z. B. zum Überprüfen des Schaltkreises auf Fehler zusätzlich zu den Sensorelementen 35a und 35b), kann ein System oder eine Konfiguration 70, wie in 6 dargestellt, verwendet werden. Die Konfiguration 70 enthält zwei elektronische Einrichtungen 20, die nebeneinander auf einer Leiterbahnplatte angeordnet sind (wie in 6 dargestellt). Alternativ kann jede Packung 40 an gegenüberliegenden Seiten der Leiterbahnplatte positioniert sein. Der Ausgang jeder Packung 40 kann verglichen werden (z. B. durch den Prozessor 33 oder eine separate Prozessorkomponente oder System), um Probleme oder Fehler innerhalb der Packung 40 zu identifizieren.
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Somit stellt die Erfindung unter anderem eine monolithische Packung bereit, die ein MR-Sensorelement und einen Prozessor in einem einzigen Chip enthält. Die integrierte Konfiguration der Packung reduziert Montagekosten und verbessert die Erfassung des Drehmomentes. Es sei darauf hingewiesen, dass die Formen und Konfigurationen der monolithischen Packung und der in der Packung enthaltenen Komponenten als schematische Illustrationen dargestellt sind und dass andere Formen und Konfigurationen möglich sind. Beispielsweise hat in einer anderen Ausführungsform das MR-Sensorelement eine rechteckige Form anstatt einer in den Figuren dargestellten Kreisform.
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Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt.
