專利名稱：汽車電子油門位置傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車電子技術領域，具體涉及一種基于徑向充磁磁性薄膜的汽車電子油門位置傳感器
背景技術：
電子元器件越來越多地用于人們的日常生活之中。為了滿足人們的各種需求，其中包括傳統(tǒng)的機械行業(yè)產(chǎn)品也開始使用大量的電子元器件對產(chǎn)品進行改進，同樣的，大量的電子元器件使用于汽車制造業(yè)中，汽車傳感器將汽車運行的各種信息轉換成電信號輸入給汽車電控單元，從而對汽車進行反饋控制。汽車電子油門踏板位置傳感器屬于位置傳感器。位置傳感器用以檢測機械元件的位移和角度，其隨著機械元件的位置變化產(chǎn)生一個隨之變化的電信號，在眾多汽車零部件中，位置傳感器非常重要。在過去幾年中，hall型位置傳感器逐步發(fā)展。汽車電子油門位置傳感器也逐漸使用hall式代替原有的接觸式位置傳感器。當汽車駕駛者踩踏電子油門時，由機械傳動機構帶動傳感器內(nèi)轉動軸轉動，從而使磁鋼轉動，引起磁場變化，巨磁阻芯片感應磁場變化，從而產(chǎn)生所需的控制信號。但是這種傳感器中磁鋼的固定以及裝配工藝復雜，與巨磁阻芯片的對準較難，且磁鋼的成本較高，這些都制約著此種hall型位置傳感器的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于徑向充磁磁性薄膜的汽車電子油門位置傳感器，從而解決現(xiàn)有傳感器使用磁鋼和磁鋼基座出現(xiàn)的定位困難，定位精度不高的問題。本發(fā)明解決其技術問題采用以下的技術方案本發(fā)明提供的電子油門踏板位置傳感器，是一種基于徑向充磁磁性薄膜的汽車電子油門位置傳感器，其結構是在防爆外殼的內(nèi)部，自上而下依次是自旋閥巨磁阻、PCB板、 芯架、徑向充磁磁性薄膜和旋轉軸；其中，旋轉軸位于芯架的內(nèi)腔中，該旋轉軸的頂面鍍有徑向充磁磁性薄膜。所述徑向充磁磁性薄膜為以陶瓷為襯底材料上的緩沖層、永磁薄膜及保護層的自下而上排列的疊層結構，其中永磁薄膜為鋁鎳薄膜，緩沖層為Cr材料制成的膜體，保護層為SiO2薄膜。所述永磁薄膜的厚度可以為5nm 500nm。所述緩沖層的厚度可以為5nm 50 μ m。所述保護層的厚度可以為Inm 5μπι。所述徑向充磁磁性薄膜可以由以下方法制成先將陶瓷襯底清洗干燥；再將掩膜板覆蓋于陶瓷材料襯底表面壓緊，在真空度> ι χ IO-4Pa時，加熱陶瓷材料襯底至200 400°C，工作氣壓為0. 2 2Pa ；—步步通過磁控濺射法生長Cr材料緩沖層，鋁鎳永磁薄膜并保溫1小時；接著升溫至550 780°C進行二次退火；冷卻至室溫時生長SiO2薄膜保護層；最后利用充磁機對S^2薄膜保護層充磁。所述芯架，其外部可以呈階梯形狀的圓臺，其內(nèi)部設有用于容納和支撐旋轉軸的空腔。所述旋轉軸可以為帽狀軸，由圓臺體和與之底部連為一體的圓柱體構成，材質為陶瓷或磁鋼材料。本發(fā)明與現(xiàn)有現(xiàn)有技術相比具有以下主要的優(yōu)點1.結構簡單，安裝方便。把磁鋼和磁鋼底座做成一個整體，易于安裝定位。2.磁性薄膜介質具有體積小、磁場強度大、磁場方向性好、輸出信號穩(wěn)定。永磁薄膜為鋁鎳薄膜，厚度可選范圍介于5nm 500nm之間，巨磁阻檢測的是平行方向的磁場，不能檢測垂直方向的磁場，故磁場方向性較好，且該結構可以減少外界環(huán)境對傳感器輸出穩(wěn)定性的影響，增加傳感器的靈敏度，而且通過選擇薄膜厚度和線寬可以對其靈敏度進行調(diào)節(jié)。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。圖2是圖1的立體圖。圖中1.自旋閥巨磁阻；2. PCB板；3.芯架；4.徑向充磁磁性薄膜；5.旋轉軸； 6.防爆外殼。
具體實施例方式本發(fā)明在傳統(tǒng)電子油門傳感器的基礎上，旋轉軸5由圓臺體和與之底部連為一體的圓柱體構成，整個外形為帽狀，用陶瓷材料做成，再以陶瓷材料為襯底，在襯底表面生長制備緩沖層，從而在真空條件下采用濺射鍍膜法在緩沖層鍍上一層永磁薄膜和保護層，最后，采用充磁機對其徑向充磁，由此構成基于徑向充磁磁性薄膜的汽車電子油門位置傳感
ο下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但并不局限于下面所述內(nèi)容。本發(fā)明提供的基于徑向充磁磁性薄膜的汽車電子油門位置傳感器，其結構如圖1 和圖2所示在防爆外殼6的內(nèi)部，自上而下依次是自旋閥巨磁阻1、PCB板2、芯架3、徑向充磁磁性薄膜4和旋轉軸5。其中，旋轉軸5位于芯架3的內(nèi)腔中，該旋轉軸的頂面鍍有徑向充磁磁性薄膜4。所述旋閥巨磁阻1可以采用英飛凌TLE5011型號的產(chǎn)品，或者其它型號的旋閥巨磁阻。所述PCB (印刷電路板)板2為信號采集和處理電路板，該電路板上裝有巨磁阻感應芯片CPU電路。該電路輸出電壓信號或電流信號或CAN總線信號進入微處理器進行處理。 所述芯架3，其外部呈階梯形狀的圓臺，其內(nèi)部空腔用于容納和支撐旋轉軸5。所述徑向充磁磁性薄膜4為以陶瓷為襯底材料上的緩沖層、永磁薄膜及保護層的疊層結構。其中，永磁薄膜為鋁鎳薄膜，厚度可選范圍介于5nm 500nm之間；該緩沖層為Cr材料制成的膜體，厚度可選范圍介于5nm 50 μ m之間；該保護層由S^2為膜體材料，厚度介于Inm 5 μ m。所述徑向充磁磁性薄膜4的制備方法為首先將陶瓷襯底清洗干燥；然后將掩膜板覆蓋于陶瓷材料襯底表面壓緊，系統(tǒng)真空度優(yōu)于ι χ IO-4Pa時，加熱陶瓷材料襯底至 200 40(TC，工作氣壓為0. 2 2Pa ；—步步通過磁控濺射法生長Cr材料緩沖層，鋁鎳永磁薄膜并保溫1小時；接著升溫至陽0 780°C進行二次退火；冷卻至室溫時生長SiA薄膜保護層；最后利用充磁機對SW2薄膜保護層充磁。所述旋轉軸5，其結構為由圓臺體和與之底部連為一體的圓柱體構成，整個外形為帽狀，用陶瓷材料做成。腳踩油門踏板時，該旋轉軸可在芯架3內(nèi)自由旋轉。所述防爆外殼6由ABS樹脂制成，用于保護整個汽車電子油門位置傳感器。本發(fā)明提供的基于徑向充磁磁性薄膜的汽車電子油門位置傳感器，其工作過程是當汽車駕駛者踩踏電子油門時，由機械傳動機構帶動汽車電子油門位置傳感器內(nèi)的旋轉軸5轉動，從而使磁性薄膜轉動，引起磁場變化，由PCB板2采集和處理后，使自旋閥巨磁阻1感應磁場變化，從而產(chǎn)生所需的控制信號送往ECU，ECU對該信息進行運算處理，計算出一個控制信號，通過線路送到伺服電動機繼電器，伺服電動機驅動節(jié)氣門執(zhí)行機構，從而來控制節(jié)氣門位置，達到控制車速的目的。
權利要求
1.一種電子油門踏板位置傳感器，其特征是一種基于徑向充磁磁性薄膜的汽車電子油門位置傳感器，其結構是在防爆外殼(6)的內(nèi)部，自上而下依次是自旋閥巨磁阻(1)、PCB 板(2)、芯架(3)、徑向充磁磁性薄膜(4)和旋轉軸(5)；其中，旋轉軸(5)位于芯架(3)的內(nèi)腔中，該旋轉軸的頂面鍍有徑向充磁磁性薄膜(4 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子油門踏板位置傳感器，其特征是所述徑向充磁磁性薄膜(4)為以陶瓷為襯底材料上的緩沖層、永磁薄膜及保護層的自下而上排列的疊層結構，其中永磁薄膜為鋁鎳薄膜，緩沖層為 Cr材料制成的膜體，保護層為SO2薄膜。
3.根據(jù)權利要求2所述的電子油門踏板位置傳感器，其特征是所述永磁薄膜的厚度為 5nm 500nm 0
4.根據(jù)權利要求2所述的電子油門踏板位置傳感器，其特征是所述緩沖層的厚度為 5nm —50jum 0
5.根據(jù)權利要求2所述的電子油門踏板位置傳感器，其特征是所述保護層的厚度為Inm 5/Jm 0
6.根據(jù)權利要求2所述的電子油門踏板位置傳感器，其特征是所述徑向充磁磁性薄膜(4)由以下方法制成先將陶瓷襯底清洗干燥；再將掩膜板覆蓋于陶瓷材料襯底表面壓緊，在真空度彡1Χ104Λ 時，加熱陶瓷材料襯底至200 40CTC ,工作氣壓為0.2~2Ρα；一步步通過磁控濺射法生長O材料緩沖層，鋁鎳永磁薄膜并保溫1小時；接著升溫至 550~780'C進行二次退火；冷卻至室溫時生長SO2薄膜保護層；最后利用充磁機對SO2 薄膜保護層充磁。
7.根據(jù)權利要求1所述的電子油門踏板位置傳感器，其特征是所述芯架(3)，其外部呈階梯形狀的圓臺，其內(nèi)部設有用于容納和支撐旋轉軸(5 )的空腔。
8.根據(jù)權利要求1所述的電子油門踏板位置傳感器，其特征是所述旋轉軸(5)為帽狀軸，由圓臺體和與之底部連為一體的圓柱體構成，材質為陶瓷材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車電子油門踏板位置傳感器，包括自旋閥巨磁阻1、PCB板2、芯架3、徑向充磁磁性薄膜4、底座5和防爆外殼6。本發(fā)明采用徑向充磁磁性薄膜代替磁鋼，在傳統(tǒng)電子油門傳感器的基礎上，把磁鋼和磁鋼底座做成一個整體底座，并且都采用陶瓷材料，再以陶瓷材料為襯底，在襯底表面生長制備緩沖層，在真空條件下采用濺射鍍膜法在緩沖層鍍上一層永磁薄膜和保護層并采用充磁機對其徑向充磁。其可靠性高且易于安裝固定、易于大批量生產(chǎn)，且磁性薄膜介質體積小、磁場強度大、磁場方向性好、設計簡單。
文檔編號G01D5/12GK102564466SQ20111038491
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權日2011年11月28日
發(fā)明者楊勝兵, 熊焱飛 申請人:武漢理工大學