[发明专利]用于运行振动陀螺仪的方法和传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行振动陀螺仪的方法和一种具有振动陀螺仪的传感器系统，该振动陀螺仪构成共振器并且是至少一个控制电路的一部分，该控制电路通过输入激励信号以振动陀螺仪的固有频率来激励振动陀螺仪，其中从振动陀螺仪获得输出信号，通过过滤和放大而由输出信号导出激励信号。

背景技术

例如在EP 0 461 761 B1中公开了一种旋转速率传感器，在该旋转速率传感器中，振动陀螺仪在两个相对于主轴线而径向指向的轴线中被激励，为此在振动陀螺仪上设置有带有相应转换器的初级和次级控制电路。如果这种在机动车中的旋转速率传感器用于稳定机动车的移动，那么该旋转速率传感器在机动车开始运转后需要立即起作用。但是，这通过控制电路的起振特性(瞬态响应Einschwingverhalten)而被延迟。

发明内容

因此，本发明的目的在于，加速控制电路的起振。根据本发明这样达到该目的，即在接通具有振动陀螺仪的传感器系统之后，由事先测量的并在存储器中存储的固有频率的数值和自测量以来引起固有频率的变化的参数来计算固有频率的初始值，以及将激励信号以所计算的频率初始值输送至振动陀螺仪。

利用根据本发明的方法可以实现，使初始值如此近地接近实际存在的固有频率，从而使得起振过程需要极短时间。在根据本发明的方法中有利地设置了，由所存储的数值、其温度相关性和在接通时所测量的温度来计算初始值。如果在测量待存储的数值时振动陀螺仪的温度不是恒定的(该测量通常在制造工艺中的校准过程中实现)，那么也可以附加地存储在校准时的温度数值。在多种情况下，固有频率的温度相关性是恒定的，从而在校准过程中不必特别地确定和存储该温度相关性，而是可作为常数写入存储器。

根据本发明的方法的改进方案如此用于进一步加速起振，存在于控制电路中的相位检测器被加载一已处于初相位的输出信号，并且延迟地接通相位控制，并且延迟地接通相位控制。在此优选设计了，在接通相位控制之后接通放大控制。

该改进方案可以通过下述方式进一步改良，即将所述激励信号在初相位时以最大允许的振幅输送至所述振动陀螺仪。

本发明的另一改进方案用于，尽可能早地识别功能故障或失效。这通过下述方式实现，

-为了进行监测，由所述固有频率的当前数值与事先在校准时测量并在存储器中存储的所述固有频率的数值之间的差值以及由所述固有频率的温度系数来计算相关于测量的温度变化的第一数值，所述存储的固有频率数值在基准温度下测得，

-由在所述当前温度下的温度传感器的输出值与在所述存储器中存储的基准温度下的所述温度传感器的输出值之间的差值以及由所述温度传感器的所述温度系数来计算相关于测量的温度变化的第二数值，

-比较所述两个计算得到的数值，以及

-当差值超出预定范围时产生故障信号。

在该改进方案中有利地设置了将校正温度包括在计算中，校正温度考虑到相对于温度传感器的校准已改变的热条件。

该改进方案的一个有利的设计在于，即由包括所述温度传感器的集成电路的所测量的功率损耗、由在校准时测量的并在所述存储器中存储的功率损耗以及由所述集成电路相对于环境的热阻来计算所述校正温度。

根据本发明的传感器系统中均存在温度传感器和微型控制器，从而实施根据该改进方案的方法不需要额外的硬件费用，而只需要将据本发明技术措施作为程序来执行。

在根据本发明的传感器系统中设置了一以如下方式引起所述控制电路快速起振的装置，即在接通传感器系统之后，由事先测量的并在存储器中存储的固有频率的数值和自测量以来引起固有频率变化的参数来计算用于固有频率的初始值，以及将激励信号以所计算的频率初始值被输送至振动陀螺仪。

优选地，该系统的有利设计在于，该装置包括具有非易失性存储器的微型控制器和频率合成器。

为了监控根据本发明的传感器系统可以设置有装置，该装置

-用于由所述固有频率的所述当前数值与事先在校准时测量并在存储器中存储的所述固有频率的数值之间的差值以及由所述固有频率的温度系数来计算温度变化的第一数值，所述存储的固有频率数值在基准温度下测得，

-用于由在所述当前温度下的温度传感器的输出值与在所述存储器中存储的基准温度下的所述温度传感器的输出值之间的差值以及由所述温度传感器的所述温度系数来计算温度变化的第二数值，

-比较所述两个计算得到的数值，以及

-当差值超出预定范围时产生故障信号。

通过从属权利要求中提及的技术措施使得根据本发明的传感器系统的更多有利改进方案以及改良成为可能。