[發明專利]微機械的轉速傳感器和用于制造該微機械的轉速傳感器的方法

有效

• 申請號: 201680067979.1
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN108449950B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: R.諾伊爾;T.奧姆斯;R.莫爾;M.哈塔斯;C.赫普納;O-A.普呂茨;B.施密特;R.舍本;F.霍伊克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01C19/5712
• 分類號: G01C19/5712;G01C19/5747
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 方莉;宣力偉

本發明涉及微機械的轉速傳感器（100），所述微機械的轉速傳感器具有帶旋轉振蕩軸承（157）的旋轉振蕩器（140）。所述旋轉振蕩器（157）包括：搖臂（152）；搖動彈簧棒（154），所述搖動彈簧棒使搖臂（152）與轉速傳感器（100）的襯底彈性地連接；和兩個支承彈簧棒（153），所述支承彈簧棒在搖動彈簧棒（154）的相反側上使搖臂（152）與旋轉振蕩器（140）彈性地連接。從另一視角，提供了用于制造這樣的微機械的轉速傳感器（100）的方法。

技術領域

本發明涉及一種微機械的轉速傳感器，尤其是涉及一種具有旋轉振蕩器的轉速傳感器。從另一視角，本發明涉及一種用于制造這樣的微機械的轉速傳感器的方法。

背景技術

微機械的轉速傳感器在汽車領域例如在ESP系統中被用于側翻感知或者被用于導航目的。轉速傳感器的任務是準確地測量關于轉軸的車輛運動。

文獻DE 10 2009 027 897 A1公開了一種具有圓盤形的旋轉振蕩器的微機械的轉速傳感器，所述旋轉振蕩器在通過芯片襯底限定的x-y平面內延伸并且所述旋轉振蕩器被置于繞著垂直于該平面的轉軸（z軸）的旋轉振動中。旋轉振蕩器通過四個彈簧與輪轂連接。彈簧布置在旋轉振蕩器的圓形的居中的留空部中，輪轂伸入到所述旋轉振蕩器中。輪轂的背向于旋轉振蕩器的端部固定地布置在襯底上。

如果轉速傳感器在振蕩體繞著振蕩軸的旋轉運動期間受到繞著轉速傳感器的敏感軸（例如x軸）的旋轉，那么科里奧利力對振蕩軸起作用，所述科里奧利力造成振蕩體相對于襯底表面的傾斜。旋轉振蕩器的傾斜可以借助于測量電極電容式地來探測和分析。

為了可靠地檢測轉速，值得期望的是：在結構尺寸小的情況下，使通過振蕩驅動裝置被傳遞到旋轉振蕩器上的旋轉振動盡可能與由科里奧利力引起的傾斜去耦合。

發明內容

按照另一方面，本發明提供了一種微機械的轉速傳感器，所述微機械的轉速傳感器具有帶旋轉振蕩軸承的旋轉振蕩器。旋轉振蕩軸承包括：搖臂、搖動彈簧棒-所述搖動彈簧棒使搖臂與轉速傳感器的襯底彈性地連接-和兩個支承彈簧棒，所述支承彈簧棒使搖臂與旋轉振蕩器在搖動彈簧棒的相反側上彈性地連接。

按照另一方面，本發明提供了一種用于制造帶旋轉振蕩器的微機械的轉速傳感器的方法，其包括對旋轉振蕩軸承的構造。旋轉振蕩軸承的構造包括如下步驟：構造搖臂；借助于搖動彈簧棒使搖臂與轉速傳感器的襯底彈性地連接；而且借助于兩個支承彈簧棒使搖臂與旋轉振蕩器在搖動彈簧棒的相反側上彈性地連接。

本發明的優點。

旋轉振蕩軸承的結構能夠在結構類型緊湊的情況下實現絕對線性的驅動模式，其中在比驅動頻率高得多的頻率下出現干擾模式（通過驅動裝置的耦合被傳遞到旋轉振蕩器的能探測到的傾斜上的不符合期望的振蕩），使得基于干擾模式，在所探測到的傾斜信號的情況下，通過簡單的措施、諸如利用高于驅動頻率的極限頻率的低通濾波可以可靠地抑制也許被疊加的干擾。

按照一個優選的擴展方案，搖動彈簧棒垂直于搖臂延伸。這能夠通過對具有高振幅的振蕩的振動的均勻的驅動來實現對旋轉振蕩器的傾斜的特別可靠的探測。

按照一個優選的擴展方案，支承彈簧棒對稱地構造在搖動彈簧棒的相反側上。經此，在驅動模式下，能夠實現特別均勻的、和諧的旋轉振蕩。

按照一個優選的擴展方案，支承彈簧棒平行于搖動彈簧棒延伸。這能夠實現：沿襯底的相同的晶體方向來構造支承彈簧棒、如搖動彈簧棒那樣，以便以這種方式特別可靠地抑制驅動模式與探測模式之間的耦合。