用于运行振动陀螺仪的方法和传感器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于运行振动陀螺仪的方法以及涉及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其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，其中，在接通具有所述振动陀螺仪的传感器系统之后，这样来设定激励信号的频率，即在输送所述激励信号之前激励所述振动陀螺仪进行自由振动；测量所述自由振动的频率以及将具有所述测得的频率的所述激励信号输送给所述振动陀螺仪。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于运行振动陀螺4义的方法和一种具有4展动 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5 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。
技术介绍
例如在EP0461 761 Bl中公开了一种旋转速率传感器，在该旋 10 转速率传感器中，振动陀螺4义在两个相对于主轴线而径向指向的轴 线中一皮激励，为此在振动陀螺4义上i殳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 15Einschwingverhalten )而被延迟。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，力口速控制电路的起振 (Einschwingen )。根据本专利技术由此实现该目的，即在接通具有振动 陀螺仪的传感器系统之后，这样来设定激励信号的频率，即在输送 20激励信号之前激励振动陀螺仪进行自由振动，测量自由振动的频率 以及将具有所测得的频率的激励信号输送给振动陀螺仪。通过在激励之后的微小阻尼实现了 ，以e-函数衰减的自由振动 存在足够长的时间供频率测量使用。频率测量例如通过对高频脉冲 进行计数作为周期时间的测量而进行。才艮据本专利技术的方法的优选i殳计方案在于，用于激励的信号经过 5至少一个预定频率范围来激励所述振动陀螺仪，此后切断该信号并 且测量所形成的自由振动的频率。只要固有频率可以处于比预定频率范围大的频率范围中，那么 可以这才羊改进该i殳计方案，即当没有形成自由4展动时，经过另一频 率范围。在此可以"i殳计，这才羊选择这些频率范围，即这些频率范围 10总体上包括振动陀螺仪的所有可能的固有频率。但是，也可以采取措施，即对固有频率的搜索限于较小的范围。 这例如#4居其它的改进方案由此发生，即这样选4奪这些频率范围， 即这些频率范围包括事先测量的并在存储器中存储的固有频率(包 括所述固有频率的变化范围在内)。15 为了在搜索时不会省略可能的固有频率，才艮据另一i殳计方案i殳计，这些频率范围相重叠。本专利技术的另一设计方案在于，这样选择所述频率范围，即所述 频率范围包括振动陀螺仪的固有频率，固有频率的数值由所存储的 数值、其温度相关性和在接通时测量的温度来计算。所存储的数值 20 是这样的数值，即该数值在振动陀螺仪或包含该振动陀螺仪的传感 器乘统-的-校准过程期间在预定温y^ (例如25。C >中被^測量，并且被 存储在非易失性存储器中。在此，优选在该存储器中还存储在校准 过程期间的温度以及可能还存储温度相关性。根据本专利技术的传感器系统通过装置实现该目的，这些装置致使 控制电路的快速起振，即所述装置可以如下方式使得所述控制电路 快速起振，即在接通所述传感器系统之后这样设定所述激励信号的 所述频率，即在输送所述激励信号之前激励所述振动陀螺仪进行自5由4展动，测量所述自由l展动的频率以及将具有所述测得频率的激励 信号输送给所述振动陀螺4义。在根据本专利技术的传感器系统中有利地设计了 ，所述装置包括频 率测量装置、具有非易失性存储器的微型控制器和频率合成器。通过其他/人属4又利要求中提及的方法4吏得更多有利改进方案 10以及才艮据本专利技术的传感器系统的改良成为可能。附图说明本专利技术允许大量实施例。在图示中参照多个附图示意性地示出 其中多个实施例并随后描述这些实施例。示出了图1是具有振动陀螺仪的传感器系统的方框图，具有用于实施 15根据本专利技术的方法的多个元件，图2是在根据本专利技术的方法的第 一实施例中设置的频率范围的 示意图，图3是在第二实施例中的频率范围，以及 图4是在第三实施例中的频率范围。具体实施方式传感器系统以及其组成部分虽然^皮表示为方框图。但是这并不 意味着，根据本专利技术的传感器系统被限制于借助单个相应于方框的 电路来实现。而是才艮据本专利技术以特别优选的方式借助于高度集成电5^各来实现传感器系统。此处可以〗吏用孩i型信息处理器，在合适的编 程时才丸4亍在方冲匡图示出的处理步骤。图1示出了具有振动陀螺仪l的传感器系统的方框图，该振动 陀螺4义具有用于初级激励信号PD和次级激励信号SD的两个输入 端2、 3。通过合适的转换器(Wandler)(例如电磁转换器)实现激 10 励。振动陀螺4义还具有用于初级输出信号PO和次级输出信号SO 的两个输出端4、 5。这些信号反映出在陀螺仪上的空间偏移的多个 位置处的各个振动。这种陀螺仪例如在EP0 307 321 Al中公开并且 以科氏力(Corioliskraft)的作用为基础。才展动陀螺4义1构成高品质的滤波器，其中，在输入端2与lt出 15 端4之间的区段是初级控制电路6的一部分，以及在输入端3与输 出端5之间的区段是次级控制电路的一部分，因为理解本专利技术不需 要对次级控制电路进行解释，所以未示出该次级控制电路。初级控 制电路6用于以振动陀螺仪的例如14kHz的谐振频率激励振荡。由 此，在振动陀螺4义的一个轴线上实现激励，并且用于次级控制电路 20 中的振荡方向相对于该轴线偏移了 90° 。在次级控制电路(未示出) 中信号SO分成两个分量，其中一个分量在合适的处理之后可以作 为与旋转速率成比例的信号被拾取。在两个控制电^各中以数字化的方式实现了大部分信号处理。信 号处理所需要的时钟信号在石英控制的数字频率合成器10中产生， 25该频率合成器的时4中频率在所示出的实例中是14.5MHz。 乂于于应用根据本专利技术的方法，基本上可以考虑初级4空制电路，因此在图1中 示出了初级控制电路的实施例。该控制电路具有用于输出信号PO的放大器11，抑制混淆信号 (Anti-Alias)滤波器12和模拟/数字转换器13连接在放大器处。 5借助于倍增器14、 15 (载波Til和Tql被输送给该倍增器)来实现 分成为同相分量和正交分量。两个分量随后经过各一个(sinx/x) 滤波器16、 17和一个低通滤波器18、 19。已滤过的实部被输送至 PID调节器20,该PID调节器控制数字频率合成器，由此闭合相位 控制电if各，该相位控制电路产生载波Til和Tql的正确相位。还产 10生了载波Tq2，在电路22中利用另一PID调节器21的输出信号调 制该载波，其包括已低通滤过的虚部。将电路22的输出信号输送 至振动陀螺仪1的输入端2作为激励信号PD。特别是，根据各种 前提条件也可以设置其它调节器，如PI调节器，来代替PID调节 器。15 为了实施才艮据本专利技术的方法i殳置了另一力文大器24、施密特(Schmitt)触发器25和计数器26。它们用作频率测量装置。该微 型控制器27控制^^艮据本专利技术的方法的各个步骤并且对设计为 EEPROM的非易失性存储器28进行访问。此夕卜，对于根据本专利技术 的方法使用了在多种传感器电路中均存在的温度传感器，该温度传20 感器由实际的传感器29和模拟/数字转换器30构成。总线系统31 将上述部件4皮此连接，并且将上述部件与数字频率合成器10以及 与电^各22连4妄。为了实施根据本专利技术的方法，微型控制器27这样控制数字频 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行振动陀螺仪的方法，所述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，所述控制电路通过输入激励信号以其固有频率来激励所述振动陀螺仪，其中从所述振动陀螺仪获得输出信号，通过过滤和放大而由所述输出信号导出所述激励信号，其特征在于，在接通具有所述振动陀螺仪的传感器系统之后，这样来设定激励信号的频率，即在输送所述激励信号之前激励所述振动陀螺仪进行自由振动；测量所述自由振动的频率以及将具有所述测得的频率的所述激励信号输送给所述振动陀螺仪。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斐尔迈尔韦格林，海因茨维尔纳莫雷尔，
申请(专利权)人：威迪欧汽车电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]