[发明专利]双轴旋转速率传感器

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的旋转速率传感器。

背景技术

例如，在用于控制并限制机动车围绕其垂直轴线的不期望的偏航移动的驾驶稳定性控制系统(ESP)中，将使用传感器测量可由驾驶员随意改变的众多变量。驾驶员可改变的变量包括转向角(steer angle)、加速器踏板位置、制动压力、车辆的侧向加速度以及个别车轮的转动速度。根据所测量的变量计算设定点偏航速率。同时，使用偏航速率传感器测量响应于驾驶操纵而发生的偏航速率的实际值。如果偏航速率的实际值与偏航速率的计算的设定点值的不同超出危及驾驶稳定性的预定程度，则通过选择性地介入刹车和引擎将车辆的偏航移动以及因此实际偏航速率限于许可的值。除驾驶稳定性控制系统以外，车辆乘客保护装置用于增加车辆乘客在机动车中的安全性。相当数量的事故仅涉及一辆机动车。如果在事故期间机动车围绕其纵向轴线翻滚，则在这种类型的事故中经常出现致命伤害。具体地说，在敞篷车的情况下，车辆的翻滚会具有致命后果。为此，敞篷车的车辆乘客保护装置是公知的，其确保车辆乘客的生存空间，以便在翻滚的情况下，车辆乘客不会直接接触下表面。在车辆乘客的头部上方展开的翻滚杆将实现此用途。但是，在敞篷车的情况下，固定式翻滚杆在相当程度上负面地影响了美感。为此，提供了多种敞篷车保护装置，它们在正常情况下隐藏在车辆座位中或在车辆座位之后并且未展开，然后在即将发生翻滚时才执行保护功能。迅速触发此类保护装置要求迅速检测到即将发生的翻滚过程。在车辆间距离控制系统中，额外地使用例如俯仰速率，以便定向测量波束(雷达、红外线等)或用于控制灯光系统。图1包含偏航速率、翻滚速率以及俯仰速率的定义。对于车轮所处的平面而言，偏航轴线对应于此平面的z方向(在笛卡尔坐标系中)。

发明内容

本发明的目标是提供一种允许更精确和/或更稳健(robust)地检测围绕至少两个敏感轴的旋转速率的旋转速率传感器和/或提供所述旋转速率传感器的相对紧凑的设计。

根据本发明，通过如权利要求1中所述的微机械旋转速率传感器实现此目标。

所述旋转速率传感器的衬底的基础面优选地被定向为平行于笛卡尔坐标系的x-y平面。布置所述第一和第二敏感轴，具体地说，基本上以彼此成直角来布置所述第一和第二敏感轴。

所述第一和第二震动块的驱动方向优选地基本上与所述第一和所述第二敏感轴两者成直角。

所述至少一个致动单元优选地具有至少电极结构或梳形结构并且以这样的方式被配置和致动：在所述致动单元的所述电极结构或梳形结构与分配有所述致动单元的所述震动块之间或在所述电极结构或梳形结构的一部分与所述震动块之间存在电致动电压，该致动电压产生电动力(electrical force)，可以使用所述电动力影响所述震动块的偏转(deflection)特性。

所述旋转速率传感器优选地具有实现为正交微调致动单元的至少一个致动单元，并且至少一个正交微调控制单元以这样的方式设置至少一个电致动电压：抑制至少所述第一和第二震动块的寄生振荡分量和/或正交信号。

优选地，所述旋转速率传感器具有实现为重置致动单元的至少一个致动单元，并且所述旋转速率传感器具有重置控制单元，所述重置控制单元以这样的方式设置至少一个电致动电压：对于所述第一和/或第二敏感轴而言，重置并且具体地说连续地重置读出偏转和/或读出振荡。

有利地，所述旋转速率传感器具有实现为组合式正交微调重置致动单元的至少一个致动单元，并且所述旋转速率传感器具有正交微调重置控制单元，所述重置控制单元以这样的方式设置至少一个电致动电压：对于所述旋转速率传感器的所述第一和/或第二敏感轴而言，重置并且具体地说连续地重置读出偏转和/或读出振荡，并且抑制至少所述第一和第二震动块的寄生振荡分量和/或正交信号。具体地说，优选地以这样的方式实现所述正交微调重置控制单元：所述正交微调重置控制单元设置或调整用于正交微调的直流电压分量以及用于重置的交变电压分量作为致动电压。

优选地，对于所述第一和第二震动块的偏转，所述旋转速率传感器分别包括至少第一、第二和第三振荡器配置，其中所述第一振荡器配置具有至少一个驱动单元，所述驱动单元将驱动振荡施加于所述第一振荡器配置，所述驱动振荡包括所述震动块在第一轴的方向上的偏转，其中所述第一振荡器配置具有限定的驱动共振频率或驱动频率，