專利名稱：用于小封裝渦輪增壓器速度傳感器的磁體的定向和校準的制作方法
用于小封裝渦輪增壓器iM傳感器的磁體的定向和校準 技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵤├ǔＩ婕案杏^股備及其部件。實施例也涉及艦傳繊。實施例還涉 及用在汽車系統(tǒng)中的渦輪增壓器。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器被用在發(fā)動機中,用于通過增加氣流裝填量至lj氣缸以支撐增加的 燃料裝填量而增加發(fā)動機的輸出功率。渦輪增壓器為公知的設(shè)備，其用于對進 入內(nèi)燃機的燃燒室的空氣加壓，從而增加發(fā)動機的效率和功率輸出。通常，在 進氣沖程中，使吸入空氣增壓增加了進入發(fā)動機氣缸的空氣量，并且這允許更 多的燃料被用于建立預(yù)期的空燃比。從而實現(xiàn)可利用的發(fā)動機輸出扭矩和功率 增加。在渦輪增壓的發(fā)動機中，發(fā)動機的排氣歧管經(jīng)排氣管而被流體連接到渦輪 增壓器的渦輪部件上，并且流經(jīng)排氣管的廢氣弓l起渦輪機內(nèi)的渦輪在取決于廢 氣壓力和流率的速度下旋轉(zhuǎn)。渦輪增壓器的壓縮機部件內(nèi)的壓縮機輪被機械連 接到渦輪，并因此被渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。壓縮機的入口接收新鮮的環(huán)境空氣，并且 壓縮機的出口經(jīng)進氣管而流體連接到發(fā)動機的進口歧管上。壓縮機輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動作用增加了供應(yīng)到進氣管的吸入空氣量，從而在其中引起增加的或者所謂的 "增強"壓力。隨著日益復(fù)雜的渦輪增壓器及相關(guān)的汽車部件的日益發(fā)展，引起了需要為 所使用的渦輪增壓器的速度傳感器設(shè)計極小的封裝，例如，其用在柴油和汽油 發(fā)動機中。當前的渦輪增壓器的速度傳感器主要被用在試驗性的裝置中，或者 用在非常有限的基礎(chǔ)上，位于渦輪增壓器外殼的中心。取而代之的是，將速度 傳感器定位在渦輪增壓器的壓縮機外殼上是利用了較冷的溫度便于傳感器操作 的優(yōu)勢。壓縮機的外殼位置意味著傳感器檢測壓縮機輪在渦輪增壓器內(nèi)以高RPM旋轉(zhuǎn)時的速度。所述裝置也意味著通過壓縮機外殼的孔或傳/ifl孔是傳感 器表面緊密M的壓縮機輪翼片所需的。由于壓縮機輪和壓縮機外殼已經(jīng)被機械加工成精密的精度，并且壓縮機輪 已經(jīng)被正確地進行平衡，增加的傳感器孔和傳感器必須被提供自操作的影響最小。為盡可能避免干擾壓縮機輪以高RPM旋轉(zhuǎn)以及在壓縮機外殼內(nèi)的氣流，速度傳感器封裝應(yīng)當被構(gòu)造為盡可能緊湊和小型化的裝置。也希望小型化的速 度傳感器封裝用于將傳感器固定或安裝在更小尺寸的渦輪增壓器上。 發(fā)明內(nèi)容下面的押誠被提供以便于理解被公開的實施例所特有的一M腿性的特征， 并非是用于進行全面的說明。通過將完整的說明書、權(quán)利要求書、附圖以及摘 要作為一個整體來考慮，可以獲得對實施例的各個方面的充分理解。因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種改進的感測設(shè)備。本發(fā)明的另一方面是提供一種改進的速度傳感器。本發(fā)明的更另一方面是提供一種渦輪增壓器的速度傳感器。本發(fā)明的再一方面是提供單個集成的渦輪增壓器的速度傳,封裝，用在渦 飾壓器的鵬感觀蟝作中。本發(fā)明的再一方面是提供一種方法和系統(tǒng)，用于定向和校準緊湊并且小型的 渦輪增壓器的速度傳感器。前述的方面和其它的目的和優(yōu)勢現(xiàn)在可以被實現(xiàn)，如本文所描述的那樣。公 開了一種方法和系統(tǒng)，用于定向和校準與速度傳感器一起使用的磁體。磁體可 在其兩個或多個平面內(nèi)被繪圖，以便相對于一個或多個被保持ist度傳感器外 殼內(nèi)的磁阻元件而精確地定位磁體。響應(yīng)于對磁體的繪圖，于是可以確定磁體 相對于磁阻元件和傳感器外殼的光學(xué)位置。之后，磁體可以被粘合到速度傳感器外殼，以便實5M^傳感器，其被速度傳感器外殼保持，用頓度檢測操作中。3US傳感默卜殼可以作為熱塑性的或熱固性的塑料而被實施。熱固性的通道可以從速度傳感器外殼構(gòu)造，其中，磁體被粘合到速度傳感器外殼的熱固性 外殼上。隨后，速度傳感器外殼可以與引線框集成在一起，使得引線框保持速度傳繊外殼，其包括，例如，ASIC、 一個或多個焊珠部件及其多個電容器。 速度傳感器可以通過與速度傳感器外殼集成在一起的多個校準終端被校準。速 度傳 ^合用<乍渦輪增壓器的 傳 |0


貫穿各獨立的附圖，其中，相同的參考數(shù)字指示相同或功能相似的元件，附 圖被包含在說明書中并形成了說明書的一部分，進一步解釋說明了實施例，并 與詳細的說明一起用于解釋本文公開的實施例。圖1A和1 B解釋說明了弓戰(zhàn)框構(gòu)造的相應(yīng)俯視圖和側(cè)視圖，其可以根據(jù) 一優(yōu)選的實施例而被實施；圖2解釋說明了一種熱固性封裝件的透視圖，其可以根據(jù)一^t選的實施例 而被實施；圖3解釋說明了一種磁體校準構(gòu)造的仰視圖，用于根據(jù)一優(yōu)選的實施例校 準磁體。圖4解釋說明了第二級的插入模制辨over-mold)的透視圖，其可以根據(jù)一 實施例而被實施，用于保持渦輪增壓器的速度傳感器。圖5解釋說明了一種安裝螺栓，其可以根據(jù)一實施例而被實施； 圖6f^i兌明了一種t鵬[]工的襯套，其可以根據(jù)一實施例而被鄉(xiāng)；以及 圖7解釋說明了根據(jù)一實施例的安裝在渦輪增壓器中的傳感器的透視圖。
具體實施方式
在這些非限定性的例子中所討論的特定數(shù)值和構(gòu)造可以被改變，并且被弓i 用僅僅是為了解釋說明至少一種實施例，并非是用于P蹄'J其范圍。圖1A和1 B解釋說明了用于弓戰(zhàn)框100的構(gòu)造的相應(yīng)俯視圖和側(cè)視圖101 和103 ，其可以根據(jù)一，的實施例而被實施。注意在引線框100的俯視圖101 和側(cè)視圖103中，相同或相似的零件或元件通常用相同的參考數(shù)字表示。弓戰(zhàn) 框100因此可以被用于保持磁阻元件102(例如，GMR或AMR換能器)與耦合 的電容器106和108。除了多個(118)焊球114和116， ASIC 104也可以被引 線框100保持。 一個或多個過濾電容器110和112也可以被引線框100保持。 此外，展示了由弓踐框100構(gòu)造出的多個弓l線框終端214、 216和218。前述的 部件和引線框鶴可以用在與渦輪增壓器一起j頓的鵬傳麟中。圖2解釋說明了熱掛性封裝件的相應(yīng)"之前的"和"之后的"透視圖201 和203，其可以根據(jù)一優(yōu)選的實施例而被實施。注意在圖201禾t!203中，相同 或相似的零件或元件通常用相同的參考數(shù)字表示。此外，在圖l-2中，相同或相 似的割牛或元件也用相同的參考數(shù)字表示。在"之前的"的圖201中，弓l線框 謂保持有速度傳麟外殼208，其包括塑料條206以及被用于熱塑性插入模 制的定位銷
相對于磁阻部件104而被保持。圖2所示的箭頭205表示從"之前的"視圖201 轉(zhuǎn)換到"之后的"視圖203。如在"之后的視圖"中所描述的，多個校準終端210 /A3I度傳繊外殼208突出，同時形成了包括終端214、216和218的拉桿212。 拉桿212的形成是基于其90度的彎曲。通常，前述部件和速度傳感器外殼208 組成了速度傳感器220。圖3解釋說明了磁體校準構(gòu)造的仰視透視圖301 ，用于根據(jù)一,的實施例 而校準磁體302。注意在圖l-3中，相同或相似的零件或元件通常用相同的參考 數(shù)字表示。圖3大體上解釋說明了一種為校準磁體302而實施的校準過程，用 于與速度傳 外殼208相關(guān)聯(lián)地定向并放置。通常，磁體302可以被移動， 直到獲得預(yù)期的磁阻電橋電路輸出。塑料軌304和306可以和速度傳IS^卜殼 208集皿一起，以限制磁體302垂直于由傳 外殼208形成的傳 |而移 動。所i^il度傳感^基本上包括速度傳感器外殼208和引線框終端214、 216 和218。磁體302可以粘合到熱掛性通道308上，通道308以軌304和306為 界并從傳S^外殼208構(gòu)造而成。圖4解釋說明了第二級的插入模制件400的透視圖，其可以根據(jù)一個實施 例而被實施，以保持渦輪增壓器的速度傳感器220。注意在圖14中，相同或相 似的劐?；蛟ǔＳ孟嗤膮⒖紨?shù)字表示。插入模制件200可以采用一個或 多個O型環(huán)403和熱塑性部件404而實現(xiàn)。連接機構(gòu)或部件406也可以被提 供成與機働卩工的襯套600連接，本文中相應(yīng)于圖6對其作了更詳細的顯示。 圖4中描述的第二級的插入模制件通常環(huán)繞并包住先前相應(yīng)于圖1-3而進行描述 的傳感器220。插入模制件400因此形成了其被增強的速度傳感器的總輪廓，傳 ^t^皮插入模制件400保持在內(nèi)。因此，圖4中描述的參考數(shù)字400可以被用 于不僅指其插入模制件，也可以指速度傳感器，其包含了前述的速度傳感器 220。圖5解釋說明了一種安裝螺栓500,其可以根據(jù)圖4中描述的實施例而被 實施。類似地，圖6解釋說明了機械加工的襯套600，其可以根據(jù)圖4的實施 例而被實施。安裝螺栓500可以被提供成具有螺紋鎖定特征，而機械加工的襯 套600可以由黃銅構(gòu)造而成，這取決于設(shè)計方面的考慮。圖7解釋說明了傳感 器400的透視圖，根據(jù)一種實施例，其被安裝在渦輪增壓器700中。注意磁體302的尺寸、定向和位置對于小型傳 1的結(jié)構(gòu)和性能是很重要
的，是應(yīng)用到渦輪增壓器的速度傳感器時所需要的。由于有限的空間和封裝的限制，半圓柱形的磁體可以被用作磁體302，其可以安裝在小直徑內(nèi)，并提供盡 可能多的表面積以加強信號。磁阻(MR)感測元件102，例如描述在圖1A-1B中， 通常對磁體302在兩個平面內(nèi)的移動敏感。因此，為獲得最佳的信號強度，可 以實施這里描述的校準斑呈，以便將磁體302放置在"甜"點，以最大化傳感 器的性能。磁體302可以被連接到速度傳感器外殼208 (即，熱固'^^裝)，其含 有MR感測元件102， iKS^ffi UV可固化的環(huán)氧樹脂，直到發(fā)生最后的外殼 插入模制。為了發(fā)現(xiàn)用于最佳性能的所謂"甜"點，可以實施繪圖過程，其非常精確 地相對于MR感測元件102而定位磁體302。磁體302和匹配的熱固性封樹例 如，傳自外殼208)可以隨后被固定，并且磁體302遠離熱固性封裝移動，而 且磁體302在兩個平面內(nèi)非常精確地移動，采用了帶有步進馬達控制的繪圖儀。 可以采用磁體302完成繪圖，包含磁體302在其傳 外殼208或熱固性封裝 上的全部潛在移動。隨后可分析最終的數(shù)據(jù)，以確定最佳的"甜"點。磁體302可以隨后遠離 傳繊卜殼208或熱固'SM裝而移動，并且將UV可固化的環(huán)氧柳^液滴方爐 在熱固性封裝上。磁體302可以隨后被移動返回?zé)峁绦苑庋b，移動環(huán)氧樹脂， 并在磁體302和熱固'I4^裝或外殼208之間產(chǎn)生一薄層的環(huán)糊脂。UV光可 隨后被用于將磁體臨時鎖定在適當?shù)奈恢?。在熱塑性的插入模制前，批量固?可稍候被用于最終固化環(huán)^^對脂。許多優(yōu)勢可由實施本文描述的實施例而產(chǎn)生。例如，例如，在渦輪增壓器的壓縮;f形卜殼側(cè)上近i9(rc的較冷溫度允許所有的集成電^(ic)和信號調(diào)節(jié)電子器件M^t裝在一起，并且采用熱塑性插入模制到帶有集成的連接器的單個封裝內(nèi)。 這就消除了需要所謂的"尾線"或束線式樣的傳感器，以便遠程定位電學(xué)部件。 本文描述的單個集成封裝組件因此可以減少所需的部件數(shù)，以及相關(guān)的材料成 本和制造過程，其在"尾線"式樣中可能是需要的。例如，集成連接器的使用允許il51消除多個相互連接點而增強密封，其被用在常規(guī)的"尾線"式樣中。將要理解，希望上述公開的變化以及其它的特征和功能或者其替代方案，可 以結(jié)合入許多其它的不同系統(tǒng)或應(yīng)用中。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以隨后進行 各種當前無法預(yù)料的或者不曾預(yù)料到的選擇、修改、變化或改進，也希望其被 下面的t又利要求所包含。
權(quán)利要求
1、一種方法，用于定向并校準與速度傳感器一起使用的磁體，包括在其至少兩個平面內(nèi)對磁體繪圖，以便相對于保持在速度傳感器外殼內(nèi)的至少一個磁阻元件而精確地定位所述磁體；響應(yīng)于對所述磁體繪圖，識別所述磁體相對于所述至少一個磁阻元件和所述傳感器外殼的最佳位置；并且之后，將所述磁體粘合到所述速度傳感器外殼上，以便實現(xiàn)被所述速度傳感器外殼保持用在速度檢測操作中的速度傳感器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所皿度傳 外殼包括熱塑性封裝。
3、 根據(jù)權(quán)禾腰求l的方法，還包括^^萬鵬度傳 外殼形成一個熱固性通道，其中，所述磁體被粘合到所i^il^傳^^卜殼的所述熱固性外殼上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括將所,度傳/i^卜殼與引線框集成在一起，其中，所述引線框保持所述 M傳感器外殼，包括至少一個ASIC、多個焊球部件及多個電容器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括禾,與所,度傳 外殼集成在一起的多個校準終端來校準所^!^傳 鵷。
6、 一種系統(tǒng)，用于定向并校準與3M傳感器一起使用的磁體，包括 繪圖儀，用于在其至少兩個平面內(nèi)對磁體繪圖，以便相對于保持在皿傳 1外殼內(nèi)的至少一個磁阻元件而精確地定位所述磁體；分析機構(gòu)，用于響應(yīng)于對所述磁體繪圖而識別所述磁體相對于所述至少一個磁阻元件和所述傳感器外殼的最佳位置，其中，所述磁體被粘合到所i^il度 傳感器外殼上，以便實現(xiàn)被所^3I度傳感器外殼保持用在速度檢測操作中的速 度傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，還包括/A^f皿度傳/^外殼構(gòu)造出來的一個熱固'M道，其中，所述磁體被粘 合到所^3iS傳繊卜殼的所述熱固性外殼上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中，所腿度傳麟適合與渦輪增壓器一起艦。
9、 一種系統(tǒng)，用于定向并校準與速度傳感器一起使用的磁體，包括 繪圖儀，用于在其至少兩個平面內(nèi)對磁體繪圖，以便相對于保持在熱固性封裝內(nèi)的至少一個磁阻元件而精確地定位所述磁體；分析機構(gòu)，用于響應(yīng)于所述磁體的繪圖，識別所述磁術(shù)目對于所述至少一 個磁阻元件和所述熱固性封裝的最佳位置，其中，所述磁體被粘合到所述熱固性封裝上，以實現(xiàn)被所述熱固性封裝保持用在速度檢測操作中的速度傳感器； 以及/AM述熱固性封裝構(gòu)造出來的熱固性通道，其中，所述磁體被粘合到所述 熱掛SM裝的所述熱固性外殼上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，還包括連接到所艦度傳 外殼的弓戰(zhàn)框，其中，所述弓l線框保持所艦度傳 ^卜殼，包括至少一個ASIC、多個焊球部件及多個電容器。
全文摘要
一種方法和系統(tǒng)，用于定向和校準與速度傳感器一起使用的磁體。磁體可在兩個或多個平面中被繪圖，以便相對于一個或多個保持在速度傳感器外殼內(nèi)的磁阻元件而精確地定位磁體。隨后，響應(yīng)于磁體的繪圖，可以識別磁體相對于磁阻元件和傳感器外殼的光學(xué)位置。之后，磁體可以被粘合到速度傳感器外殼上，以便實現(xiàn)被速度傳感器外殼保持用在速度檢測操作中的速度傳感器。
文檔編號G01P1/02GK101213459SQ200680021251
公開日2008年7月2日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者L·E·弗拉齊, P·A·謝隆卡, W·A·拉姆布 申請人:霍尼韋爾國際公司