[發明專利]用于運行微機電陀螺儀的方法、陀螺儀

在審

• 申請號: 202110521664.2
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113670285A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: M·迪特里希;W·施密德
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01C19/56
• 分類號: G01C19/56;G01C19/5776
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本發明涉及一種用于運行微機電陀螺儀的方法，微機電陀螺儀具有可激勵振動的至少一個質量塊，用于檢測測量值；驅動電路，用于激勵和維持質量塊的振動運動；用于所檢測測量值的讀取電路；其中，在陀螺儀的至少一個運行模式中脈沖地驅動質量塊并且協調地讀取測量值，其方式是，循環地重復下述階段：a.起動階段，激活并且運行驅動電路直到質量塊實施具有預給定的第一目標幅度的限定振動運動；b.測量階段，如此運行驅動電路，使得維持質量塊的限定的振動運動，并且在測量階段中檢測并且由讀取電路讀取測量值；c.靜止階段，至少部分地停用驅動電路，其中，如此選擇靜止階段的持續時間，使得質量塊的振動運動的幅度不降低為零。

技術領域

本發明從一種用于運行微機電陀螺儀的方法出發，所述微機電陀螺儀具有：可激勵進行振動的至少一個質量塊，所述可激勵進行振動的至少一個質量塊用于檢測測量值；至少一個驅動電路，所述至少一個驅動電路用于激勵和維持所述質量塊的振動運動；用于所檢測的測量值的至少一個讀取電路。

背景技術

微機電系統(MEMS)作為傳感器用在多個應用中。例如，借助MEMS陀螺儀能夠測量轉動運動。為了識別轉動運動，MEMS陀螺儀需要主動移動的質量塊(Masse)，所述質量塊將施加的旋轉運動轉化為產生的(resultierend)且可探測的科里奧利力。為了可調節地激勵該運動需要電能，該電能構成傳感器的總電流消耗的大部分。在由現有技術已知的方法中，在此通常目的在于移動的質量塊的在傳感器運行期間保持的恒定的振動幅度。為了實現恒定的且穩定的目標振動幅度，需要高達100ms的時間。在此之后才有穩定的轉速信號可用。

發明內容

在此背景下，本發明的任務在于，提供一種用于運行陀螺儀的方法和一種陀螺儀，所述方法和所述陀螺儀能夠實現節能的和/或高成本效益(kosteneffizient)的運行。

與現有技術相比，根據本發明的用于運行陀螺儀的方法的優點是，能實現脈沖的運行模式，在該脈沖的運行模式中，在使用陀螺儀期間能夠暫時至少部分地停用驅動電路，使得系統的驅動電路或者說驅動調節裝置(Antriebsregelung)的電流消耗下降。同時，(質量塊起振達到第一目標幅度期間的)能量消耗能夠保持得低，因為MEMS在運行期間不必定期地從靜止位置中重新激勵。根據本發明，這能夠通過下述方式實現：如此選擇靜止階段的持續時間，使得在質量塊的振動運動的幅度降低為零之前、即在該質量塊靜止之前再激活驅動電路。因此，得到一種整體上特別省電的用于運行陀螺儀的方法，其中，同時能夠執行精確的測量。

根據本發明尤其可以設想，在起動階段(a.)期間激活驅動電路，直到質量塊實施具有預給定的第一目標幅度的限定的振動運動。在測量階段(b.)期間也優選如此激活驅動電路，使得驅動電路提供電驅動信號，借助該電驅動信號激勵振動質量塊進行具有第一目標幅度的振動。在靜止階段(c.)期間，優選至少如此部分地停用驅動電路，使得不輸出電驅動信號并且與此相應地不驅動振動質量塊。在切斷電驅動信號之后，質量塊的振動的幅度根據質量塊振動的品質減小。在高品質的情況下，幅度僅比較緩慢地減小。根據本發明，當驅動電路不輸出電驅動信號時，有利地節省電能。在質量塊的振動運動的幅度下降為零之前(即在該振動完全衰減之前)，靜止階段結束并且驅動電路被再次激活，使得驅動電路再次提供電驅動信號，借助該電驅動信號驅動該振動質量塊。由此，在幅度重新增加到第一目標幅度的情況下能夠節省電流和時間，因為該質量塊不必從其靜止位置或靜態位置中被激勵，而是仍然實施剩余振動。

因此，根據本發明，能夠提供一種特別節能的方法，該方法與下述方法相比具有優點：在所述方法中，暫時僅切斷用于測量轉速信號的路徑的一部分，但是驅動器繼續保持在恒定的目標幅度上。

此外，根據本發明的方法與下述方法相比具有優點：在所述方法中使用工作循環(DutyCycling)，在所述工作循環中，驅動運動在靜止階段中停止。在這種的方法中，該質量塊必須周期性地從靜止狀態中啟動，這會不利地導致長的循環時間、非常低的重復率和在從靜止位置中相應地增加振動幅度時提高的電流消耗。替代地，根據本發明，能夠在該質量塊的振動運動的幅度降低為零之前再激活驅動電路。