(57)【要約】  本発明はヨーレート（Ｎ）を求める方法に関する。本方法では、自らの温度（Ｔ）に線形に依存する固有周波数（ＦＥ）をもったセンサ素子（２）が、一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）に依存して、第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に沿って一次振動へと励起される。前記一次振動を表す一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）が検出される。さらに、前記第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に対してゼロでない角度をなす第２の軸（ＡＸＩＳ＿２）に沿った二次振動を表す二次測定信号（Ａ＿ＳＥＣ）を検出される。前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）が求められる。求められた固有周波数（ＦＥ）のみに依存して、前記一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）および／または他の少なくとも１つの操作量に影響を与える少なくとも１つの値が適応変化させられる。二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の振幅および／または位相に依存して、ヨーレート（Ｎ）が求められる。さらに、温度（Ｔ）に依存して、ヨーレート（Ｎ）の算出に影響を与えるヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）を適応変化させてもよい。
2009508095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーレート（Ｎ）を求める方法において、自らの温度（Ｔ）に線形に依存する固有周波数（ＦＥ）をもったセンサ素子（２）を、一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）に依存して、第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に沿って一次振動へと励起し、前記一次振動を表す一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）を検出し、前記第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に対してゼロでない角度をなす第２の軸（ＡＸＩＳ＿２）に沿った二次振動を表す二次測定信号（Ａ＿ＳＥＣ）を検出し、前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を求め、求めた固有周波数（ＦＥ）のみに依存して、前記一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）および／または他の少なくとも１つの操作量に影響を与える少なくとも１つの値を適応変化させ、二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の振幅および／または位相に依存して、ヨーレート（Ｎ）を求めることを特徴とする、ヨーレート（Ｎ）を求める方法。
【請求項２】
前記固有周波数（ＦＥ）に依存して、前記センサ素子（２）の温度（Ｔ）を求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記一次操作量および／または別の操作量に影響を与える値は、基準温度（Ｔ＿ＲＥＦ）における前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を表す基準周波数（Ｆ＿ＲＥＦ）まわりで当該値を数学的に展開することより求められる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記値は、前記一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）の振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＰＲＩＭの目標値（Ｅ１）を含む、および／または、前記二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の実数成分（ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣ）および／または虚数成分（ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣ）に依存して復調される第１の位相角（Ｅ２）を含む、および／または、前記二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の実数成分（ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣ）および／または虚数成分（ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣ）に依存して変調される第２の位相角（Ｅ３）を含む、および／または、第１の操作量補正値（Ｅ４）および／または第２の操作量補正値を（Ｅ５）含み、前記二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の実数成分（ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣ）と虚数成分（ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣ）の値に応じて適応変化させられる、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
ヨーレート（Ｎ）を求める方法において、自らの温度（Ｔ）に線形に依存する固有周波数（ＦＥ）をもったセンサ素子（２）を、一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）に依存して、第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に沿って一次振動へと励起し、前記一次振動を表す一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）を検出し、前記第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に対してゼロでない角度をなす第２の軸（ＡＸＩＳ＿２）に沿った二次振動を表す二次測定信号（Ａ＿ＳＥＣ）を検出し、前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を求め、二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の振幅および／または位相に依存して、ヨーレート（Ｎ）を求め、求めた固有周波数（ＦＥ）のみに依存して、回転数（Ｎ）に影響を与える少なくとも１つのヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）を適応変化させることを特徴とする、ヨーレート（Ｎ）を求める方法。
【請求項６】
前記第１および／または第２のヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）は、基準温度（Ｔ＿ＲＥＦ）における前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を表す基準周波数（Ｆ＿ＲＥＦ）まわりで該第１および／または第２のヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）を数学的に展開することより求められる、請求項５記載の方法。
【請求項７】
ヨーレート（Ｎ）を求める装置において、該装置は、自らの温度（Ｔ）に線形に依存する固有周波数（ＦＥ）をもったセンサ素子（２）を一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）に依存して第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に沿って一次振動へと励起し、前記一次振動を表す一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）を検出し、前記第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に対してゼロでない角度をなす第２の軸（ＡＸＩＳ＿２）に沿った二次振動を表す二次測定信号（Ａ＿ＳＥＣ）を検出し、前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を求め、求めた固有周波数（ＦＥ）のみに依存して、前記一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）および／または他の少なくとも１つの操作量に影響を与える少なくとも１つの値を適応変化させ、二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の振幅および／または位相に依存して、ヨーレート（Ｎ）を求めるよう構成されていることを特徴とする、ヨーレート（Ｎ）を求める装置。
【請求項８】
前記制御装置（４）は、前記センサ素子（２）から所定の距離を置いて配置されており、前記センサ素子（２）の温度（Ｔ）に依存して自らの温度を求め、自らの温度に依存してヨーレート（Ｎ）を求める、請求項７記載の装置。
【請求項９】
ヨーレート（Ｎ）を求める装置において、該装置は、自らの温度（Ｔ）に線形に依存する固有周波数（ＦＥ）をもったセンサ素子（２）を一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）に依存して第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に沿って一次振動へと励起し、前記一次振動を表す一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）を検出し、前記第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に対してゼロでない角度をなす第２の軸（ＡＸＩＳ＿２）に沿った二次振動を表す二次測定信号（Ａ＿ＳＥＣ）を検出し、前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を求め、二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の振幅および／または位相に依存してヨーレート（Ｎ）を求め、求めた固有周波数（ＦＥ）のみに依存して、回転数（Ｎ）に影響を与える少なくとも１つのヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）を適応変化させるよう構成されていることを特徴とする、ヨーレート（Ｎ）を求める装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヨーレートを求める方法と相応する装置とに関する。ヨーレートはヨーレートセンサにより求められる。ヨーレートセンサは振動体を内蔵している。振動体は一次振動へと励振される。ヨーレートセンサの回転が振動体の二次振動を引き起こし、二次振動は一次振動に重畳する。ヨーレートセンサのヨーレートは二次振動に依存して求めることができる。
【０００２】
ＤＥ  １９８  ３２  ９０６  Ｃ１からは、容量性のヨーレートセンサが公知である。ヨーレートセンサはバネ負荷式の鏡映対称に形成されたプルーフマスから構成されている。このプルーフマスには、カム状の電極と、鏡映対称に配置されたカム状の対向電極の少なくとも２つのグループとが固定されている。対向電極はそれぞれ支持体に固定されており、プルーフマスに固定された電極の間に挿入されている。対向電極の支持体は対称軸の領域内でのみ最近点でセラミック支持体に固定されている。
【０００３】
ＷＯ  ９５／１６９２１からは、温度補償のためにヨーレートセンサ内にまたはヨーレートセンサの近傍に温度センサの配置されたヨーレートセンサが公知である。
【０００４】
ＤＥ  ６９１  １３  ５９７  Ｔ２からは、スケーリング係数補償の目的で圧電式ヨーレートセンサのスケーリング係数を求める方法で、以下のステップを有するものが公知である。振動構造を一次励振点において振動させるように振動装置が活動化される。振動の大きさは構造の一次減衰点で監視される。一次減衰点における振動の大きさは基準値と比較され、一次励振点における振動の大きさは、一次減衰点における振動の大きさを実質的に維持するために、変化させられる。さらに、振動構造の自然共振周波数が測定される。共振の際、振動装置への励振電流と励振電圧の振幅が監視される。共振時の振動構造への入力電力は、自然共振周波数において監視された励振電流と励振電圧の振幅から求められる。振動構造のＱ係数は共振時の入力電力を利用して求められる。振動構造の圧電負荷係数が求められる。Ｑ係数と圧電負荷係数を用いてスケーリング係数が求められる。二次振動モードの大きさが測定され、スケーリング係数と二次振動モードの大きさを用いて、センサのヨーレートが求められる。
【０００５】
本発明の課題は、ヨーレートを簡単かつ正確に求めることのできるヨーレートを求めるための方法および装置を提供することである。
【０００６】
上記課題は独立請求項に記載された特徴により解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に示されている。
【０００７】
本発明はヨーレートを求めるための方法により特徴付けられる。さらに、本発明はヨーレートを求めるための方法を実行するための装置によっても特徴付けられる。自らの温度に線形に依存する固有周波数をもったセンサ素子が、操作量に依存して、第１の軸に沿って一次振動へと励起される。一次振動を表す一次測定信号が検出される。さらに、二次測定信号が検出される。ただし、この二次測定信号はセンサ素子の第２の軸に沿った二次振動を表すものであり、第２の軸は第１の軸に対してゼロでない角度をなす軸である。センサ素子の固有周波数が求められる。求められた固有周波数に応じて、一次操作量および／または他の少なくとも１つの操作量に影響を与える少なくとも１つの値が適応変化させられる。二次出力信号の振幅および／または位相に依存してヨーレートが求められる。
【０００８】
ヨーレートセンサの温度の変化に伴い、振動体の振動特性は変化しうる。温度の変化はヨーレートの算出に影響を与える。センサ素子および／またはセンサ素子を用いてヨーレートを求めるように設計された制御装置の温度の変化が一次操作量および／または別の操作量に影響を与える場合、一次操作量および／または少なくとも１つの別の操作量に影響を与える値を適応変化させることで容易に温度変化の作用の補償に寄与することができ、それによりヨーレートを容易にかつ正確に求めることができるようになる。この適応変化は固有周波数のみに依存して行われることが好ましい。
【０００９】
本方法の１つの有利な実施形態では、固有周波数に依存してセンサ素子の温度が算出される。これによりセンサ素子の温度を求めることができる。したがって、センサ素子はヨーレートセンサおよび／または制御装置内の温度を求めるために使用することができる。さらに、ヨーレートセンサは温度センサとしても使用することができる。
【００１０】
本方法の別の有利な実施形態では、一次操作量および／または少なくとも１つの別の操作量に影響を与える値は、この値をセンサ素子の基準周波数周りで数学的に展開することで求められる。センサ素子の基準周波数は基準温度のもとでのセンサ素子の固有周波数を表すものである。前記した数学的展開は例えばテイラー展開としてよい。しかし、他の適切な数学的展開を適用してもよい。この種の数学的展開を使用すれば、温度変化の影響を容易に補償することができる。
【００１１】
本発明の別の有利な実施形態では、前記値は一次測定信号の振幅の目標値を含む。しかし、前記値はさらに二次出力信号の実数成分および／または虚数成分に依存して復調される第１の位相角を含んでいてもよい。また、前記値はさらに二次出力信号の実数成分および／または虚数成分に依存して変調される第２の位相角を含んでいてもよい。前記値はさらに第１の操作量補正値および／または第２の操作量補正値を含んでいてよい。この場合、二次出力信号の実数成分と虚数成分はこの操作量補正値に応じて適応変化させられる。
【００１２】
これにより、ヨーレートセンサの制御ループの様々な位置で特定的に温度補償を行うことが可能となる。それゆえ、容易にヨーレートの非常に正確な算出をすることができる。
【００１３】
本発明はさらに、ヨーレートを求める方法と装置において、求められた固有周波数のみに依存して、ヨーレートに影響を与える少なくとも１つのヨーレート補正値を適応変化させることを特徴とする。この補正値は操作量には影響を及ぼさない。この補正値は、求めたヨーレートがシステム要因で実際のヨーレートから偏差した場合に、この既知の偏差のみを補正するために使用することができる。それゆえ、容易にヨーレートの正確な算出をすることができる。
【００１４】
これに関しては、ヨーレートに影響を与えるヨーレート補正値を、基準温度のもとでのセンサ素子の固有周波数を表すセンサ素子の基準周波数の周りで数学的に展開することにより求めると、有利である。こうすることで、非常に容易にヨーレートセンサの温度変化の影響の補償をすることができる。
【００１５】
１つの有利な実施形態において、本発明による装置はセンサ素子から所定の距離を置いて配置された制御装置を含んでいる。この制御装置はセンサ素子の温度に依存して自らの温度を求め、自らの温度に依存してヨーレートを求めるように設計されている。センサ素子が制御装置に十分近く配置されていれば、センサ素子は制御装置の温度を求めることができる。したがって、制御装置の内部プロセスは温度に応じて適応変化させることができる。これによりヨーレートの極めて正確な算出が可能になる。
【００１６】
以下では、本発明の実施例を概略的な図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１７】
図１は、ヨーレートを求める装置のブロック回路図とヨーレートセンサの概略図を示しており、
図２は、センサ素子の一次振動の基本スケッチを示しており、
図３は、値を適応変化させるプログラムのフローチャートを示しており、
図４は、温度を求めるプログラムのフローチャートを示している。
【００１８】
同じ構造または機能をもつ要素は全ての図にわたって同一の参照記号で表されている。
【００１９】
ヨーレートセンサ１（図１）は有利にはセンサ素子２を有している。センサ素子２は好ましくはリングとして形成されている。センサ素子２の固有周波数ＦＥはセンサ素子２の温度Ｔに線形に依存している。さらに、ヨーレートセンサ１は少なくとも１つの、有利には２つの、一次励振電極６と、一次検出電極８と、二次励振電極１０と、二次検出電極１２を有している。ヨーレートセンサ１は、ヨーレートＮで回転させた場合には、ヨーレートＮを求めるのに適している。
【００２０】
一次制御ループは有利には一次励振電極６と一次検出電極８と自動振幅制御ＡＧＣと位相同期ループＰＬＬを含んでいる。二次制御ループは、有利には、二次励振電極１０、二次検出電極１２、アナログデジタル変換器ＡＤＣ、インバータ１４、第１および第２の復調器２０，２２、第１および第２の変調器２４，２６、第１および第２の補償点２８，３０、ならびに、加算点３６を含んでいる。さらに、ヨーレートＮを求めるために、計算機４０、第１および第２の補正点３２，３４、ならびに、デジタルアナログ変換器ＤＡＣが使用される。一次初期操作量Ｅ０＿ｐｒｉｍに依存してセンサ素子２は一次振動へと励振され、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭが検出される。一次初期操作量Ｅ０＿ｐｒｉｍは有利には一次励振電極６に印加される交流電圧である。有利には、ヨーレートセンサ１は、ヨーレートＮを求める際にセンサ素子２がその固有周波数ＦＥで振動するように設計されている。しかし、センサ素子２の固有周波数ＦＥはセンサ素子２の温度Ｔに線形に依存している。それゆえ、まず、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＰＲＩＭが固有周波数ＦＥにおける一次振動の振幅を表す所定の初期閾値に達するまで、一次初期操作量Ｅ０＿ＰＲＩＭの周波数が所定の周波数区間内で変化させられる。
【００２１】
位相同期ループＰＬＬは有利には電圧制御発振器を含んでいる。位相同期ループＰＬＬを一次制御ループ内に結合することで、センサ素子２はつねにほぼ自らの温度依存する固有周波数ＦＥで振動することができる。自動ゲイン制御ＡＧＣは一次振動の振幅の監視に使用される。そのために、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＰＲＩＭが目標値Ｅ１へと制御される。有利には、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＰＲＩＭの目標値Ｅ１はテストベンチ上で求められ、ヨーレートセンサ１の動作時に制御装置４により温度Ｔに応じて適応変化させられる。
【００２２】
センサ素子２がリング形であるために、第１の軸ＡＸＩＳ＿１に沿ったセンサ素子２の一次振動（図２）は第１の軸ＡＸＩＳ＿１に対して垂直な相応する軸に沿って相応する振動を生じさせる。それゆえ、一次振動の振幅は第１近似では一次励振点Ｐ１と一次減衰点Ｐ２とにおいて最大となる。このため、一次検出電極８は一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭを非常に正確に検出することができる。第２の軸ＡＸＩＳ＿２は第１の軸ＡＸＩＳ＿１との間に４５°の角度をなしている。第２の軸ＡＸＩＳ＿２上にある二次励振点Ｐ３と二次減衰点Ｐ４とには、センサ素子２の振動の節点が形成される。理想的なセンサ素子２の場合、これらの節点では、第２の軸ＡＸＩＳ＿２に沿った一次振動の振幅はゼロである。
【００２３】
ヨーレートセンサ１がヨーレートＮで回転すると、一次振動に二次振動が重畳する。二次振動は、第１の軸ＡＸＩＳ＿１に対してゼロでない角度をなす任意の軸に沿ってある振幅の振動を生じさせる。二次振動と前記の任意の軸に沿った振動はヨーレートＮを表す。
【００２４】
有利には、第２の軸ＡＸＩＳ＿２に沿った二次振動は二次減衰点Ｐ４において二次検出電極１２により検出される。二次検出電極１２は二次測定信号Ａ＿ＳＥＣを検出する。二次測定信号Ａ＿ＳＥＣは二次振動を表すものであり、ヨーレートＮで変調されている。好ましくは、二次測定信号Ａ＿ＳＥＣはアナログデジタル変換器ＡＤＣによってデジタル二次測定信号Ａ＿ＳＥＣ＿ＤＩＧに変換される。有利には、アナログデジタル変換器ＡＤＣには、デジタル化された二次測定信号ＤＩＧ＿Ａ＿ＳＥＣを反転させるインバータ１４が後置接続されている。この反転は二次測定信号Ａ＿ＳＥＣのフィードバックを生じさせ、二次振動に対抗する二次操作量Ｅ＿ＳＥＣを二次励振電極１０に生じさせる。
【００２５】
反転後、デジタル化された二次測定信号ＤＩＧ＿Ａ＿ＳＥＣの実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣと虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは別個に復調される。実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣは二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＳＥＣを表すものであり、したがってまた二次振動と回転数Ｎも表す。実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣは、第１の復調器２０によって、デジタル化された二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥから回転数Ｎを求めることができるように復調される。復調は有利には第１の位相角Ｅ２に依存して行われる。この第１の位相角Ｅ２は基準温度ＲＥＦ＿Ｔのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって有利には温度Ｔに依存して適応変化させることができる。第１のフィルタ装置１６では、二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥから、ヨーレートＮを求めるためのヨーレート値が得られる。計算機４０では、ヨーレート値に応じて、ヨーレートＮの第１のデジタル値ＲＡ＿Ｄ１とヨーレートＮの第２のデジタル値ＲＡ＿Ｄ２を求められる。この２つの異なるデジタル値ＲＡ＿Ｄ１，ＲＡ＿Ｄ２は相互検証に役立つ。第１のデジタル値ＲＡ＿Ｄ１ないし第２のデジタル値ＲＡ＿Ｄ２のシステム要因による誤差は、第１の補正点３２と第２の補正点３４において、第１ないし第２のヨーレート補正値Ｅ６，Ｅ７に依存して補正することができる。第１および第２のヨーレート補正値Ｅ６，Ｅ７は、有利には、基準温度ＲＥＦ＿Ｔのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、温度Ｔに依存して適応変化させることができる。補正後、デジタル値ＲＡ＿Ｄ１，ＲＡ＿Ｄ２からヨーレートＮまたは相応する検証ヨーレートＮ＿Ｋが求められる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥは第１の補償装置２８において第２の操作量補正値Ｅ４に従って適応変化させることができる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥの適応変化は二次操作量Ｅ＿ＳＥＣに影響を与え、二次振動を打ち消すのに寄与する。第１の操作量補正値Ｅ４は有利にはテストベンチ上で求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって温度Ｔに依存して適応変化させることができる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥは第１の変調器２４において第２の位相角Ｅ３に依存して変調される。第２の位相角Ｅ３は有利には基準温度Ｔ＿ＲＥＦのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって温度Ｔに依存して適応変化させることができる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥの変調により、二次操作量のＥ＿ＳＥＣ実数成分ＲＥ＿Ｅ＿ＳＥＣが生成される。
【００２６】
二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの位相と周波数を表す。虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは第２の復調器２２により復調される。この復調は第１の位相角Ｅ２に依存して行われる。というのも、虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣに対してつねに９０°の位相ずれを有しているからである。代わりに、第１の位相角Ｅ２を直接虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣに作用させてもよい。その場合、実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣの復調の際に、虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣに対して９０°の位相ずれが考慮される。第２のフィルタ装置１８は虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣに依存して検査値ＩＭ＿ＫＷを生成する。理想的なヨーレートセンサ１の場合、この検査値ＩＭ＿ＫＷはヨーレートＮがゼロならばちょうどゼロである。しかし、実際のヨーレートセンサ１は、ヨーレートセンサ１のオフセットを表すゼロでない検査値ＩＭ＿ＫＷを有する。
【００２７】
したがって、検査値ＩＭ＿ＫＷはシステム要因によるオフセットの補償に使用することができる。このために、検査値ＩＭ＿ＫＷは第２の補償点３０で第２の操作量補正値Ｅ５に従って適応変化させられる。第２の位相角Ｅ５は有利には基準温度Ｔ＿ＲＥＦのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって温度Ｔに依存して適応変化させることができる。適応変化させた検査値ＩＭ＿ＫＷを第２の変調器２６により第２の位相角Ｅ３に依存して変調してもよい。適応変化させた検査値ＩＭ＿ＫＷを変調することにより、二次操作量のＥ＿ＳＥＣの虚数成分ＩＭ＿Ｅ＿ＳＥＣが生成される。二次操作量Ｅ＿ＳＥＣの実数成分ＲＥ＿Ｅ＿ＳＥＣと虚数成分ＩＭ＿Ｅ＿ＳＥＣは加算点３６で加算され、二次振動を打ち消す二次操作量Ｅ＿ＳＥＣを形成する。
【００２８】
値ＥＮは、例えば、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅の目標値Ｅ１、および／または、第２の位相角Ｅ２，Ｅ３、および／または、第１および／または第２の操作量補正値Ｅ４，Ｅ５、および／または、第１および／または第２のヨーレート補正値Ｅ６，Ｅ７を含むものとしてよい。値ＥＮは制御装置４により温度Ｔに依存して適応変化させることができる。制御装置４は値ＥＮをセンサ素子２の固有周波数ＦＥに依存して適応変化させることもできる。なぜならば、センサ素子２の固有周波数ＦＥは温度Ｔとともに線形に変化するからである。有利には、固有周波数ＦＥは一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭに依存して求めることができる。代わりに、固有周波数を二次測定信号Ａ＿ＳＥＣに依存して求めてもよい。
【００２９】
値ＥＮを適応変化させる第１のプログラムは有利には制御装置４に記憶されている。この第１のプログラムは、有利には、ステップＳ１において、センサ素子２がほぼその固有周波数ＦＥで振動するとすぐに開始される。
【００３０】
ステップＳ２では、センサ素子２の固有周波数ＦＥが検出される。
【００３１】
ステップＳ３では、テストベンチで求めた値ＥＮのうちの１つが呼び出される。
【００３２】
ステップＳ４では、値ＥＮのうちの呼び出されたものが、固有周波数ＦＥに依存して、有利にはステップＳ４で定められる第１の計算規則の下で適応変化させられる。この計算には、第１および第２の比例係数Ｇ，Ｋが算入される。第１の計算規則は固有周波数ＦＥまわりの第２項までのテイラー展開である。しかし、別の適切な数学的展開および／または値ＥＮを適応変化させるための第１の特性曲線を使用してもよい。第１の特性曲線は、例えば、テストベンチ上で求められ、制御装置４に記憶されたものであってよい。
【００３３】
ステップＳ５において、第１のプログラムは終了する。第１のプログラムは有利にはヨーレートセンサ１の動作中に何度もループで処理される。
【００３４】
さらに、制御装置４には、温度を求める第２のプログラムが記憶されている。第２のプログラムは、有利にはセンサ素子２の固有周波数ＦＥに達した後、ステップＳ１で開始される。
【００３５】
ステップＳ２では、センサ素子２の固有周波数ＦＥが測定される。
【００３６】
ステップＳ６では、固有周波数ＦＥに依存して、有利にはステップＳ６で定められる計算規則の下で温度Ｔが求められる。第２の計算規則は固有周波数ＦＥまわりの第２項までのテイラー展開である。しかし、別の適切な数学的展開および／または温度Ｔを求めるための第２の特性曲線を使用してもよい。第２の特性曲線は、例えば、テストベンチ上で求められ、制御装置４に記憶されたものであってよい。
【００３７】
本発明は示された実施例に限定されない。例えば、任意のヨーレートセンサにおいて、第１のプログラムを用いておよび／または第２のプログラムの結果に依存して、任意の操作量および／または求められたヨーレートに直接および／または間接的に影響を与える任意の値を適応変化させてもよい。さらに、ヨーレートセンサ１はより多くのまたはより少数の励振電極と検出電極を有していてよい。これに相応して、操作量に影響を与えるより多くのまたはより少数の値を適応変化させてもよい。自動振幅制御ＡＧ、位相同期ループＰＬＬ、アナログデジタル変換器ＡＤＣ、インバータ１４、第１および／または第２の復調器２０，２２、第１および／または第２の変調器２４，２６、および／または、第１および／または第２の補償点２８，３０、計算機４０、および／または、第１および／または第２の補正点３２，３４、および／またはデジタルアナログ変換器ＤＡＣは、電子ユニットとしても別のソフトウェアプログラムとしても実現することができ、ソフトウェアプログラムとしては、有利には、制御装置４に記憶され、処理される。さらに、より多くのまたはより少数の電子ユニットを配置してもよいし、相応するソフトウェアプログラムを記憶しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ヨーレートを求める装置のブロック回路図とヨーレートセンサの概略図を示す。
【図２】センサ素子の一次振動の基本スケッチを示す。
【図３】値を適応変化させるプログラムのフローチャートを示す。
【図４】温度を求めるプログラムのフローチャートを示す。
【図１】
2009508095.tif 000003
【図２】
2009508095.tif 000004
【図３】
2009508095.tif 000005
【図４】
2009508095.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月14日(2007.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーレート（Ｎ）を求める方法において、
自らの温度（Ｔ）に線形に依存する固有周波数（ＦＥ）をもったセンサ素子（２）を、一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）に依存して、第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に沿って一次振動へと励起し、
前記一次振動を表す一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）を検出し、
前記第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に対してゼロでない角度をなす第２の軸（ＡＸＩＳ＿２）に沿った二次振動を表す二次測定信号（Ａ＿ＳＥＣ）を検出し、
前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を求め、
二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の振幅および／または位相に依存してヨーレート（Ｎ）を求め、
求めた固有周波数（ＦＥ）のみに依存して、求めた回転数（Ｎ）に影響を与える少なくとも１つのヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）を適応変化させることを特徴とする、ヨーレート（Ｎ）を求める方法。
【請求項２】
前記第１および／または第２のヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）は、基準温度（Ｔ＿ＲＥＦ）における前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を表す基準周波数（Ｆ＿ＲＥＦ）まわりで該第１および／または第２のヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）を数学的に展開することより求められる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ヨーレート（Ｎ）を求める装置において、
該装置は、自らの温度（Ｔ）に線形に依存する固有周波数（ＦＥ）をもったセンサ素子（２）を一次操作量（Ｅ＿ＰＲＩＭ）に応じて第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に沿って一次振動へと励起し、前記一次振動を表す一次測定信号（Ａ＿ＰＲＩＭ）を検出し、前記第１の軸（ＡＸＩＳ＿１）に対してゼロでない角度をなす第２の軸（ＡＸＩＳ＿２）に沿った二次振動を表す二次測定信号（Ａ＿ＳＥＣ）を検出し、前記センサ素子（２）の固有周波数（ＦＥ）を求め、二次出力信号（Ａ＿ＳＥＣ）の振幅および／または位相に依存してヨーレート（Ｎ）を求め、求めた固有周波数（ＦＥ）のみに依存して、回転数（Ｎ）に影響を与える少なくとも１つのヨーレート補正値（Ｅ６，Ｅ７）を適応変化させるよう構成されていることを特徴とする、ヨーレート（Ｎ）を求める装置。
【請求項４】
前記制御装置（４）は、前記センサ素子（２）から所定の距離を置いて配置されており、前記センサ素子（２）の温度（Ｔ）に依存して自らの温度を求め、自らの温度に依存してヨーレート（Ｎ）を求める、請求項３記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヨーレートを求める方法と相応する装置とに関する。ヨーレートはヨーレートセンサにより求められる。ヨーレートセンサは振動体を内蔵している。振動体は一次振動へと励振される。ヨーレートセンサの回転が振動体の二次振動を引き起こし、二次振動は一次振動に重畳する。ヨーレートセンサのヨーレートは二次振動に依存して求めることができる。
【０００２】
ＤＥ  １９８  ３２  ９０６  Ｃ１からは、容量性のヨーレートセンサが公知である。ヨーレートセンサはバネ負荷式の鏡映対称に形成されたプルーフマスから構成されている。このプルーフマスには、カム状の電極と、鏡映対称に配置されたカム状の対向電極の少なくとも２つのグループとが固定されている。対向電極はそれぞれ支持体に固定されており、プルーフマスに固定された電極の間に挿入されている。対向電極の支持体は対称軸の領域内でのみ最近点でセラミック支持体に固定されている。
【０００３】
ＷＯ  ９５／１６９２１からは、温度補償のためにヨーレートセンサ内にまたはヨーレートセンサの近傍に温度センサの配置されたヨーレートセンサが公知である。
【０００４】
ＤＥ  ６９１  １３  ５９７  Ｔ２からは、スケーリング係数補償の目的で圧電式ヨーレートセンサのスケーリング係数を求める方法で、以下のステップを有するものが公知である。振動構造を一次励振点において振動させるように振動装置が活動化される。振動の大きさは構造の一次減衰点で監視される。一次減衰点における振動の大きさは基準値と比較され、一次励振点における振動の大きさは、一次減衰点における振動の大きさを実質的に維持するために、変化させられる。さらに、振動構造の自然共振周波数が測定される。共振の際、振動装置への励振電流と励振電圧の振幅が監視される。共振時の振動構造への入力電力は、自然共振周波数において監視された励振電流と励振電圧の振幅から求められる。振動構造のＱ係数は共振時の入力電力を利用して求められる。振動構造の圧電負荷係数が求められる。Ｑ係数と圧電負荷係数を用いてスケーリング係数が求められる。二次振動モードの大きさが測定され、スケーリング係数と二次振動モードの大きさを用いて、センサのヨーレートが求められる。
【０００５】
ＷＯ  ２００５／００１３８１  Ａ１からは、振動回路を備えたヨーレートセンサが公知である。この振動回路は一次制御ループと二次制御ループの一部である。これら制御ループはそれぞれ振動回路の出力信号を増幅する。さらに、これら制御ループは振動回路の出力信号を復調および変調する。さらに、これら制御ループは振動回路の出力信号を制御信号として再循環させる。振動を維持するためにエネルギーの大部分は一次制御ループが調達する。搬送波を生成するために、搬送波の位相を相互に調整する手段を備えた周波数シンセサイザが設けられている。搬送波は復調と再変調に使用される。周波数シンセサイザは位相比較回路とともに１つの位相制御ループを形成している。位相比較回路には、一次制御ループで増幅された出力信号と周波数シンセサイザにより生成された比較搬送波が供給される。
【０００６】
本発明の課題は、ヨーレートを簡単かつ正確に求めることのできるヨーレートを求めるための方法および装置を提供することである。
【０００７】
上記課題は独立請求項に記載された特徴により解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に示されている。
【０００８】
本発明はヨーレートを求めるための方法により特徴付けられる。さらに、本発明はヨーレートを求めるための方法を実行するための装置によっても特徴付けられる。自らの温度に線形に依存する固有周波数をもったセンサ素子が、操作量に依存して、第１の軸に沿って一次振動へと励起される。一次振動を表す一次測定信号が検出される。さらに、二次測定信号が検出される。ただし、この二次測定信号はセンサ素子の第２の軸に沿った二次振動を表すものであり、第２の軸は第１の軸に対してゼロでない角度をなす軸である。センサ素子の固有周波数が求められる。求められた固有周波数のみに依存して、求められたヨーレートに影響を与える少なくとも１つのヨーレート補正値が適応変化させられる。この補正値は操作量には影響を及ぼさない。この補正値は、求めたヨーレートがシステム要因で実際のヨーレートから偏差した場合に、この既知の偏差のみを補正するために使用することができる。それゆえ、容易にヨーレートの正確な算出をすることができる。
【０００９】
ヨーレートセンサの温度の変化に伴い、振動体の振動特性は変化しうる。温度の変化はヨーレートの算出に影響を与える。これに関しては、ヨーレートに影響を与えるヨーレート補正値を、基準温度のもとでのセンサ素子の固有周波数を表すセンサ素子の基準周波数の周りで数学的に展開することにより求めると、有利である。センサ素子の基準周波数は基準温度のもとでのセンサ素子の固有周波数を表す。前記した数学的展開は例えばテイラー展開としてよい。しかし、他の適切な数学的展開を適用してもよい。この種の数学的展開は温度変化の影響を容易に補償するのに役立つ。これは特にヨーレートセンサの温度変化の影響を容易に補償するのに役立つ。
【００１０】
本方法の１つの有利な実施形態では、固有周波数に依存してセンサ素子の温度が算出される。これによりセンサ素子の温度を求めることができる。したがって、センサ素子はヨーレートセンサおよび／または制御装置内の温度を求めるために使用することができる。さらに、ヨーレートセンサは温度センサとしても使用することができる。
【００１１】
１つの有利な実施形態において、本発明による装置はセンサ素子から所定の距離を置いて配置された制御装置を含んでいる。この制御装置はセンサ素子の温度に依存して自らの温度を求め、自らの温度に依存してヨーレートを求めるように設計されている。センサ素子が制御装置に十分近く配置されていれば、センサ素子は制御装置の温度を求めることができる。したがって、制御装置の内部プロセスは温度に応じて適応変化させることができる。これによりヨーレートの極めて正確な算出が可能になる。
【００１２】
以下では、本発明の実施例を概略的な図面に基づいてより詳細に説明する。
【００１３】
図１は、ヨーレートを求める装置のブロック回路図とヨーレートセンサの概略図を示しており、
図２は、センサ素子の一次振動の基本スケッチを示しており、
図３は、値を適応変化させるプログラムのフローチャートを示しており、
図４は、温度を求めるプログラムのフローチャートを示している。
【００１４】
同じ構造または機能をもつ要素は全ての図にわたって同一の参照記号で表されている。
【００１５】
ヨーレートセンサ１（図１）は有利にはセンサ素子２を有している。センサ素子２は好ましくはリングとして形成されている。センサ素子２の固有周波数ＦＥはセンサ素子２の温度Ｔに線形に依存している。さらに、ヨーレートセンサ１は少なくとも１つの、有利には２つの、一次励振電極６と、一次検出電極８と、二次励振電極１０と、二次検出電極１２を有している。ヨーレートセンサ１は、ヨーレートＮで回転させた場合には、ヨーレートＮを求めるのに適している。
【００１６】
一次制御ループは有利には一次励振電極６と一次検出電極８と自動振幅制御ＡＧＣと位相同期ループＰＬＬを含んでいる。二次制御ループは、有利には、二次励振電極１０、二次検出電極１２、アナログデジタル変換器ＡＤＣ、インバータ１４、第１および第２の復調器２０，２２、第１および第２の変調器２４，２６、第１および第２の補償点２８，３０、ならびに、加算点３６を含んでいる。さらに、ヨーレートＮを求めるために、計算機４０、第１および第２の補正点３２，３４、ならびに、デジタルアナログ変換器ＤＡＣが使用される。一次初期操作量Ｅ０＿ｐｒｉｍに依存してセンサ素子２は一次振動へと励振され、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭが検出される。一次初期操作量Ｅ０＿ｐｒｉｍは有利には一次励振電極６に印加される交流電圧である。有利には、ヨーレートセンサ１は、ヨーレートＮを求める際にセンサ素子２がその固有周波数ＦＥで振動するように設計されている。しかし、センサ素子２の固有周波数ＦＥはセンサ素子２の温度Ｔに線形に依存している。それゆえ、まず、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＰＲＩＭが固有周波数ＦＥにおける一次振動の振幅を表す所定の初期閾値に達するまで、一次初期操作量Ｅ０＿ＰＲＩＭの周波数が所定の周波数区間内で変化させられる。
【００１７】
位相同期ループＰＬＬは有利には電圧制御発振器を含んでいる。位相同期ループＰＬＬを一次制御ループ内に結合することで、センサ素子２はつねにほぼ自らの温度依存する固有周波数ＦＥで振動することができる。自動ゲイン制御ＡＧＣは一次振動の振幅の監視に使用される。そのために、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＰＲＩＭが目標値Ｅ１へと制御される。有利には、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＰＲＩＭの目標値Ｅ１はテストベンチ上で求められ、ヨーレートセンサ１の動作時に制御装置４により温度Ｔに応じて適応変化させられる。
【００１８】
センサ素子２がリング形であるために、第１の軸ＡＸＩＳ＿１に沿ったセンサ素子２の一次振動（図２）は第１の軸ＡＸＩＳ＿１に対して垂直な相応する軸に沿って相応する振動を生じさせる。それゆえ、一次振動の振幅は第１近似では一次励振点Ｐ１と一次減衰点Ｐ２とにおいて最大となる。このため、一次検出電極８は一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭを非常に正確に検出することができる。第２の軸ＡＸＩＳ＿２は第１の軸ＡＸＩＳ＿１との間に４５°の角度をなしている。第２の軸ＡＸＩＳ＿２上にある二次励振点Ｐ３と二次減衰点Ｐ４とには、センサ素子２の振動の節点が形成される。理想的なセンサ素子２の場合、これらの節点では、第２の軸ＡＸＩＳ＿２に沿った一次振動の振幅はゼロである。
【００１９】
ヨーレートセンサ１がヨーレートＮで回転すると、一次振動に二次振動が重畳する。二次振動は、第１の軸ＡＸＩＳ＿１に対してゼロでない角度をなす任意の軸に沿ってある振幅の振動を生じさせる。二次振動と前記の任意の軸に沿った振動はヨーレートＮを表す。
【００２０】
有利には、第２の軸ＡＸＩＳ＿２に沿った二次振動は二次減衰点Ｐ４において二次検出電極１２により検出される。二次検出電極１２は二次測定信号Ａ＿ＳＥＣを検出する。二次測定信号Ａ＿ＳＥＣは二次振動を表すものであり、ヨーレートＮで変調されている。好ましくは、二次測定信号Ａ＿ＳＥＣはアナログデジタル変換器ＡＤＣによってデジタル二次測定信号Ａ＿ＳＥＣ＿ＤＩＧに変換される。有利には、アナログデジタル変換器ＡＤＣには、デジタル化された二次測定信号ＤＩＧ＿Ａ＿ＳＥＣを反転させるインバータ１４が後置接続されている。この反転は二次測定信号Ａ＿ＳＥＣのフィードバックを生じさせ、二次振動に対抗する二次操作量Ｅ＿ＳＥＣを二次励振電極１０に生じさせる。
【００２１】
反転後、デジタル化された二次測定信号ＤＩＧ＿Ａ＿ＳＥＣの実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣと虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは別個に復調される。実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣは二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの振幅ＡＭＰ＿Ａ＿ＳＥＣを表すものであり、したがってまた二次振動と回転数Ｎも表す。実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣは、第１の復調器２０によって、デジタル化された二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥから回転数Ｎを求めることができるように復調される。復調は有利には第１の位相角Ｅ２に依存して行われる。この第１の位相角Ｅ２は基準温度ＲＥＦ＿Ｔのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって有利には温度Ｔに依存して適応変化させることができる。第１のフィルタ装置１６では、二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥから、ヨーレートＮを求めるためのヨーレート値が得られる。計算機４０では、ヨーレート値に応じて、ヨーレートＮの第１のデジタル値ＲＡ＿Ｄ１とヨーレートＮの第２のデジタル値ＲＡ＿Ｄ２を求められる。この２つの異なるデジタル値ＲＡ＿Ｄ１，ＲＡ＿Ｄ２は相互検証に役立つ。第１のデジタル値ＲＡ＿Ｄ１ないし第２のデジタル値ＲＡ＿Ｄ２のシステム要因による誤差は、第１の補正点３２と第２の補正点３４において、第１ないし第２のヨーレート補正値Ｅ６，Ｅ７に依存して補正することができる。第１および第２のヨーレート補正値Ｅ６，Ｅ７は、有利には、基準温度ＲＥＦ＿Ｔのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、温度Ｔに依存して適応変化させることができる。補正後、デジタル値ＲＡ＿Ｄ１，ＲＡ＿Ｄ２からヨーレートＮまたは相応する検証ヨーレートＮ＿Ｋが求められる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥは第１の補償装置２８において第２の操作量補正値Ｅ４に従って適応変化させることができる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥの適応変化は二次操作量Ｅ＿ＳＥＣに影響を与え、二次振動を打ち消すのに寄与する。第１の操作量補正値Ｅ４は有利にはテストベンチ上で求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって温度Ｔに依存して適応変化させることができる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥは第１の変調器２４において第２の位相角Ｅ３に依存して変調される。第２の位相角Ｅ３は有利には基準温度Ｔ＿ＲＥＦのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって温度Ｔに依存して適応変化させることができる。復調された実数成分ＤＥＭ＿ＲＥの変調により、二次操作量のＥ＿ＳＥＣ実数成分ＲＥ＿Ｅ＿ＳＥＣが生成される。
【００２２】
二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは二次測定信号Ａ＿ＳＥＣの位相と周波数を表す。虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは第２の復調器２２により復調される。この復調は第１の位相角Ｅ２に依存して行われる。というのも、虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣは実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣに対してつねに９０°の位相ずれを有しているからである。代わりに、第１の位相角Ｅ２を直接虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣに作用させてもよい。その場合、実数成分ＲＥ＿Ａ＿ＳＥＣの復調の際に、虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣに対して９０°の位相ずれが考慮される。第２のフィルタ装置１８は虚数成分ＩＭ＿Ａ＿ＳＥＣに依存して検査値ＩＭ＿ＫＷを生成する。理想的なヨーレートセンサ１の場合、この検査値ＩＭ＿ＫＷはヨーレートＮがゼロならばちょうどゼロである。しかし、実際のヨーレートセンサ１は、ヨーレートセンサ１のオフセットを表すゼロでない検査値ＩＭ＿ＫＷを有する。
【００２３】
したがって、検査値ＩＭ＿ＫＷはシステム要因によるオフセットの補償に使用することができる。このために、検査値ＩＭ＿ＫＷは第２の補償点３０で第２の操作量補正値Ｅ５に従って適応変化させられる。第２の位相角Ｅ５は有利には基準温度Ｔ＿ＲＥＦのもとテストベンチにて求めることができ、ヨーレートセンサ１の動作時には、制御装置４によって温度Ｔに依存して適応変化させることができる。適応変化させた検査値ＩＭ＿ＫＷを第２の変調器２６により第２の位相角Ｅ３に依存して変調してもよい。適応変化させた検査値ＩＭ＿ＫＷを変調することにより、二次操作量のＥ＿ＳＥＣの虚数成分ＩＭ＿Ｅ＿ＳＥＣが生成される。二次操作量Ｅ＿ＳＥＣの実数成分ＲＥ＿Ｅ＿ＳＥＣと虚数成分ＩＭ＿Ｅ＿ＳＥＣは加算点３６で加算され、二次振動を打ち消す二次操作量Ｅ＿ＳＥＣを形成する。
【００２４】
値ＥＮは、例えば、一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭの振幅の目標値Ｅ１、および／または、第２の位相角Ｅ２，Ｅ３、および／または、第１および／または第２の操作量補正値Ｅ４，Ｅ５、および／または、第１および／または第２のヨーレート補正値Ｅ６，Ｅ７を含むものとしてよい。値ＥＮは制御装置４により温度Ｔに依存して適応変化させることができる。制御装置４は値ＥＮをセンサ素子２の固有周波数ＦＥに依存して適応変化させることもできる。なぜならば、センサ素子２の固有周波数ＦＥは温度Ｔとともに線形に変化するからである。有利には、固有周波数ＦＥは一次測定信号Ａ＿ＰＲＩＭに依存して求めることができる。代わりに、固有周波数を二次測定信号Ａ＿ＳＥＣに依存して求めてもよい。
【００２５】
値ＥＮを適応変化させる第１のプログラムは有利には制御装置４に記憶されている。この第１のプログラムは、有利には、ステップＳ１において、センサ素子２がほぼその固有周波数ＦＥで振動するとすぐに開始される。
【００２６】
ステップＳ２では、センサ素子２の固有周波数ＦＥが検出される。
【００２７】
ステップＳ３では、テストベンチで求めた値ＥＮのうちの１つが呼び出される。
【００２８】
ステップＳ４では、値ＥＮのうちの呼び出されたものが、固有周波数ＦＥに依存して、有利にはステップＳ４で定められる第１の計算規則の下で適応変化させられる。この計算には、第１および第２の比例係数Ｇ，Ｋが算入される。第１の計算規則は固有周波数ＦＥまわりの第２項までのテイラー展開である。しかし、別の適切な数学的展開および／または値ＥＮを適応変化させるための第１の特性曲線を使用してもよい。第１の特性曲線は、例えば、テストベンチ上で求められ、制御装置４に記憶されたものであってよい。
【００２９】
ステップＳ５において、第１のプログラムは終了する。第１のプログラムは有利にはヨーレートセンサ１の動作中に何度もループで処理される。
【００３０】
さらに、制御装置４には、温度を求める第２のプログラムが記憶されている。第２のプログラムは、有利にはセンサ素子２の固有周波数ＦＥに達した後、ステップＳ１で開始される。
【００３１】
ステップＳ２では、センサ素子２の固有周波数ＦＥが測定される。
【００３２】
ステップＳ６では、固有周波数ＦＥに依存して、有利にはステップＳ６で定められる計算規則の下で温度Ｔが求められる。第２の計算規則は固有周波数ＦＥまわりの第２項までのテイラー展開である。しかし、別の適切な数学的展開および／または温度Ｔを求めるための第２の特性曲線を使用してもよい。第２の特性曲線は、例えば、テストベンチ上で求められ、制御装置４に記憶されたものであってよい。
【００３３】
本発明は示された実施例に限定されない。例えば、任意のヨーレートセンサにおいて、第１のプログラムを用いておよび／または第２のプログラムの結果に依存して、任意の操作量および／または求められたヨーレートに直接および／または間接的に影響を与える任意の値を適応変化させてもよい。さらに、ヨーレートセンサ１はより多くのまたはより少数の励振電極と検出電極を有していてよい。これに相応して、操作量に影響を与えるより多くのまたはより少数の値を適応変化させてもよい。自動振幅制御ＡＧ、位相同期ループＰＬＬ、アナログデジタル変換器ＡＤＣ、インバータ１４、第１および／または第２の復調器２０，２２、第１および／または第２の変調器２４，２６、および／または、第１および／または第２の補償点２８，３０、計算機４０、および／または、第１および／または第２の補正点３２，３４、および／またはデジタルアナログ変換器ＤＡＣは、電子ユニットとしても別のソフトウェアプログラムとしても実現することができ、ソフトウェアプログラムとしては、有利には、制御装置４に記憶され、処理される。さらに、より多くのまたはより少数の電子ユニットを配置してもよいし、相応するソフトウェアプログラムを記憶しておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ヨーレートを求める装置のブロック回路図とヨーレートセンサの概略図を示す。
【図２】センサ素子の一次振動の基本スケッチを示す。
【図３】値を適応変化させるプログラムのフローチャートを示す。
【図４】温度を求めるプログラムのフローチャートを示す。
【国際調査報告】
2009508095.tif 000007
2009508095.tif 000008
2009508095.tif 000009
2009508095.tif 000010