DE102014226739A1

DE102014226739A1 - A micromechanical yaw rate sensor for detecting a yaw rate signal representing a yaw rate, method and controller for detecting a yaw rate using a micromechanical yaw rate sensor

Info

Publication number: DE102014226739A1
Application number: DE102014226739.0A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein einen mikromechanischen Drehratensensor (100) zum Erfassen eines eine Drehrate repräsentierenden Drehratensignals, wobei der Drehratensensor (100) einen mittels zumindest einer Feder (110) mit zumindest einem Ankerpunkt (112) an einem Grundkörper (113) des Drehratensensors (100) verankerten Antriebsschwinger (106) und einen über zumindest eine Koppelfeder (116) mit dem Antriebsschwinger (106) verbundenen Coriolis-Schwinger (108) umfasst, wobei der Coriolis-Schwinger (108) sowohl in Antriebsrichtung (114) einer Antriebsbewegung als auch senkrecht zur Antriebsbewegung in eine Detektionsrichtung (118) bewegbar ist, sowie zumindest eine Detektionselektrode zum Detektieren einer Bewegung des Coriolis-Schwingers (108) in Detektionsrichtung (118). Der Drehratensensor (100) weist weiterhin auf zumindest eine erste Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Grundkörper (113) fest verbunden ist und eine zweite Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Coriolis-Schwinger (108) fest verbunden ist und ausgebildet ist, einen Überlappungsgrad der ersten Störbewegungskompensationselektrode mit der zweiten Störbewegungskompensationselektrode bei einer Bewegung des Coriolis-Schwingers (108) entlang der Antriebsrichtung (114) zu verändern.The invention relates to a micromechanical rotation rate sensor (100) for detecting a rotation rate signal representing a rotation rate, wherein the rotation rate sensor (100) detects a rotation rate sensor (100) by means of at least one spring (110) having at least one anchor point (112) on a base body (113). anchored drive oscillator (106) and via at least one coupling spring (116) to the drive oscillator (106) connected Coriolis oscillator (108), wherein the Coriolis oscillator (108) both in the drive direction (114) of a drive movement and perpendicular to the drive movement in a detection direction (118) is movable, and at least one detection electrode for detecting a movement of the Coriolis oscillator (108) in the detection direction (118). The rotation rate sensor (100) further includes at least a first disturbance compensation electrode fixedly connected to the main body (113) and a second disturbance compensation electrode fixedly connected to the Coriolis vibrator (108) and having an overlapping degree of the first disturbance compensation electrode the second Störbewegungskompensationselektrode upon movement of the Coriolis oscillator (108) along the drive direction (114) to change.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mikromechanischen Drehratensensor zum Erfassen eines eine Drehrate repräsentierenden Drehratensignals, auf ein Verfahren zum Erfassen einer Drehrate unter Verwendung eines mikromechanischen Drehratensensors, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.The present invention relates to a micromechanical rotation rate sensor for detecting a yaw rate signal representing a yaw rate, to a method for detecting a yaw rate using a micromechanical yaw rate sensor, to a corresponding control device and to a corresponding computer program.

Bekannt sind mikromechanische Drehratensensoren (DRS), welche eine Drehrate Q erfassen. Diese bestehen aus zwei Massen (Teilschwingern), welche zu einer antiparallelen Mode angetrieben werden. Bei Vorliegen einer Drehrate wird durch die Corioliskraft eine antiparallele Detektionsschwingung angeregt, welche kapazitiv erfasst wird und mittels einer Auswerteelektronik in eine Drehrate umgerechnet wird.Known are micromechanical rotation rate sensors (DRS), which detect a rate of rotation Q. These consist of two masses (partial oscillators), which are driven to an antiparallel mode. In the presence of a rotation rate, an antiparallel detection oscillation is excited by the Coriolis force, which is detected capacitively and is converted into a rotation rate by means of evaluation electronics.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein mikromechanischer Drehratensensor zum Erfassen eines eine Drehrate repräsentierenden Drehratensignals, ein Verfahren zum Erfassen einer Drehrate unter Verwendung eines mikromechanischen Drehratensensors, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Against this background, with the approach presented here, a micromechanical rotation rate sensor for detecting a yaw rate signal representing a yaw rate, a method for detecting a yaw rate using a micromechanical yaw rate sensor, furthermore a control unit that uses this method and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Ein mikromechanischer Drehratensensor kann um Störbewegungskompensationselektroden erweitert werden, mit deren Hilfe bei Anliegen einer konstanten Spannung ein Testsignal mit einer Frequenz, die der doppelten Drehrate entspricht, oder eine Signalkompensation bei der doppelten Drehratenfrequenz bereitstellbar ist.A micromechanical yaw rate sensor can be extended by jamming compensation electrodes, with the aid of which, when a constant voltage is applied, a test signal with a frequency which corresponds to twice the yaw rate or a signal compensation at twice the yaw rate can be provided.

Es wird ein mikromechanischer Drehratensensor zum Erfassen eines eine Drehrate repräsentierenden Drehratensignals vorgestellt, wobei der Drehratensensor einen mittels zumindest einer Feder mit zumindest einem Ankerpunkt an einem Grundkörper des Drehratensensors verankerten Antriebsschwinger und einen über zumindest eine Koppelfeder mit dem Antriebsschwinger verbundenen Coriolis-Schwinger umfasst, wobei der Coriolis-Schwinger sowohl in Antriebsrichtung einer Antriebsbewegung als auch senkrecht zur Antriebsbewegung in eine Detektionsrichtung bewegbar ist, sowie zumindest eine Detektionselektrode zum Detektieren einer Bewegung des Coriolis-Schwingers senkrecht zur Antriebsbewegung in die Detektionsrichtung, wobei der Drehratensensor die folgenden Merkmale aufweist:
eine erste Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Grundkörper fest verbunden ist; und
eine zweite Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Coriolis-Schwinger fest verbunden ist und ausgebildet ist, einen Überlappungsgrad der ersten Störbewegungskompensationselektrode mit der zweiten Störbewegungskompensationselektrode bei einer Bewegung des Coriolis-Schwingers entlang der Antriebsrichtung zu verändern. It is a micromechanical rotation rate sensor for detecting a rotation rate representing yaw rate signal presented, wherein the rotation rate sensor comprises a means of at least one spring anchored to at least one anchor point on a base body of the rotation rate sensor drive oscillator and connected via at least one coupling spring with the drive oscillator Coriolis oscillator, wherein the Coriolis oscillator is movable both in the drive direction of a drive movement and perpendicular to the drive movement in a detection direction, and at least one detection electrode for detecting a movement of the Coriolis oscillator perpendicular to the drive movement in the detection direction, wherein the rotation rate sensor has the following features:
a first noise compensation electrode fixedly connected to the body; and
a second disturbance motion compensating electrode fixedly connected to the Coriolis vibrator and configured to change an overlapping degree of the first disturbance compensating electrode with the second disturbance compensating electrode upon movement of the Coriolis vibrator along the driving direction.

Das Drehratensignal kann unter Verwendung der Detektionselektrode bereitgestellt werden. Das Drehratensignal kann kapazitiv erfasst werden. Dabei kann das Drehratensignal eine Bewegung des Coriolis-Schwingers in eine Detektionsrichtung detektieren. Dabei kann die Detektionsrichtung senkrecht zur Antriebsbewegung ausgerichtet sein. In einem Ruhezustand des mikromechanischen Drehratensensors können sich die erste Störbewegungskompensationselektrode und die zweite Störbewegungskompensationselektrode teilweise überlappen. Bei einer Bewegung des Coriolis-Schwingers in Antriebsrichtung kann sich der Überlappungsgrad zwischen der ersten Störbewegungskompensationselektrode mit der zweiten Störbewegungskompensationselektrode vergrößern.The rotation rate signal may be provided using the detection electrode. The rotation rate signal can be detected capacitively. In this case, the rotation rate signal can detect a movement of the Coriolis oscillator in a detection direction. In this case, the detection direction can be aligned perpendicular to the drive movement. In a rest state of the micromechanical rotation rate sensor, the first Störbewegungskompensationselektrode and the second Störbewegungskompensationselektrode may partially overlap. In a movement of the Coriolis oscillator in the drive direction, the degree of overlap between the first Störbewegungskompensationselektrode can increase with the second Störbewegungskompensationselektrode.

Die zweite Störbewegungskompensationselektrode kann ausgebildet sein, sich bei einer maximalen Auslenkung in Antriebsrichtung maximal mit der ersten Störbewegungskompensationselektrode zu überdecken.The second Störbewegungskompensationselektrode can be configured to cover at a maximum deflection in the drive direction maximum with the first Störbewegungskompensationselektrode.

Der mikromechanische Drehratensensor kann eine Spannungsquelle aufweisen. Die Spannungsquelle kann ausgebildet sein, eine konstante Spannung zwischen der ersten Störbewegungskompensationselektrode und der zweiten Störbewegungskompensationselektrode bereitzustellen. Unter der konstanten Spannung kann eine Kompensationsspannung verstanden werden. Eine Anordnung der ersten Störbewegungskompensationselektrode und der zweiten Störbewegungskompensationselektrode kann ausgebildet sein, eine Bewegung der zweiten Störbewegungskompensationselektrode in Detektionsrichtung durch den sich ändernden Überlappungsgrad und die konstante Spannung zu bewirken. So kann ein Abstand zwischen der ersten Störbewegungskompensationselektrode und der zweiten Störbewegungskompensationselektrode sich mit zunehmendem Überlappungsgrad verringern. Unter der Spannungsquelle kann hier auch eine Schnittstelle zum Einlesen einer konstanten Spannung verstanden werden.The micromechanical rotation rate sensor can have a voltage source. The voltage source may be configured to provide a constant voltage between the first disturbance motion compensation electrode and the second disturbance motion compensation electrode. Under the constant voltage can be understood a compensation voltage. An arrangement of the first noise compensation electrode and the second noise compensation electrode may be configured to cause movement of the second noise compensation electrode in the detection direction by the varying degree of overlap and the constant voltage. Thus, a distance between the first perturbation compensation electrode and the second perturbation compensation electrode may decrease with increasing degree of overlap. The voltage source can here also be understood as an interface for reading in a constant voltage.

Die erste Störbewegungskompensationselektrode kann eine Mehrzahl von Teilelektroden aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann die zweite Störbewegungskompensationselektrode eine Mehrzahl von Teilelektroden aufweisen. So kann die erste Störbewegungskompensationselektrode beispielsweise zwei Teilelektroden aufweisen. Die zweite Störbewegungskompensationselektrode kann zwei Teilelektroden aufweisen. Die Teilelektroden können in Richtung der Antriebsbewegung nebeneinander beabstandet angeordnet sein.The first noise compensation electrode may include a plurality of partial electrodes exhibit. Additionally or alternatively, the second Störbewegungskompensationselektrode may comprise a plurality of sub-electrodes. For example, the first Störbewegungskompensationselektrode may have two sub-electrodes. The second noise compensation electrode may comprise two partial electrodes. The sub-electrodes may be arranged next to one another in the direction of the drive movement.

Eine Anordnung der ersten Störbewegungskompensationselektrode und der zweiten Störbewegungskompensationselektrode kann ausgebildet sein, sich bei einer maximalen Auslenkung entgegen der Antriebsrichtung maximal mit der ersten Störbewegungskompensationselektrode und zweiten Störbewegungskompensationselektrode zu überdecken. So kann eine maximale Überdeckung der ersten Störbewegungskompensationselektrode und zweiten Störbewegungskompensationselektrode bei einer maximalen Auslenkung erzielt werden.An arrangement of the first Störbewegungskompensationselektrode and the second Störbewegungskompensationselektrode may be formed to cover with a maximum deflection against the drive direction maximum with the first Störbewegungskompensationselektrode and second Störbewegungskompensationselektrode. Thus, a maximum overlap of the first Störbewegungskompensationselektrode and second Störbewegungskompensationselektrode can be achieved at a maximum deflection.

Der mikromechanische Drehratensensor kann eine dritte Störbewegungskompensationselektrode aufweisen, die, insbesondere quer zur Antriebsrichtung, auf der zur ersten Störbewegungskompensationselektrode gegenüberliegenden Seite der zweiten Störbewegungskompensationselektrode angeordnet ist. Die dritte Störbewegungskompensationselektrode kann eine Mehrzahl von Teilelektroden aufweisen. So kann die dritte Störbewegungskompensationselektrode beispielsweise zwei Teilelektroden aufweisen. So kann ein vorzeichenbehaftetes Detektionssignal erzeugt werden.The micromechanical rotation rate sensor may have a third Störbewegungskompensationselektrode, which is arranged, in particular transverse to the drive direction, on the opposite side to the first Störbewegungskompensationselektrode the second Störbewegungskompensationselektrode. The third noise compensation electrode may comprise a plurality of partial electrodes. Thus, the third Störbewegungskompensationselektrode may for example comprise two partial electrodes. Thus, a signed detection signal can be generated.

Es wird ein Verfahren zum Erfassen einer Drehrate unter Verwendung eines mikromechanischen Drehratensensors vorgestellt, wobei der mikromechanische Drehratensensor einen mittels zumindest einer Feder mit zumindest einem Ankerpunkt an einem Grundkörper des Drehratensensors verankerten Antriebsschwinger und einen über zumindest eine Koppelfeder mit dem Antriebsschwinger verbundenen Coriolis-Schwinger umfasst, wobei der Coriolis-Schwinger sowohl in eine Antriebsrichtung einer Antriebsbewegung als auch in eine Detektionsrichtung bewegbar ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen einer konstanten Kompensationsspannung zwischen einer ersten Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Grundkörper fest verbunden ist, und einer zweiten Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Coriolis-Schwinger fest verbunden ist und ausgebildet ist, einen Überlappungsgrad der ersten Störbewegungskompensationselektrode mit der zweiten Störbewegungskompensationselektrode bei einer Bewegung des Coriolis-Schwingers entlang der Antriebsrichtung zu verändern, wobei die zweite Störbewegungskompensationselektrode durch die konstante Kompensationsspannung ansprechend auf den sich ändernden Überlappungsgrad in Detektionsrichtung bewegt wird;
Einlesen eines Detektionssignals, wenn auf den Drehratensensor eine Drehrate wirkt; und
Ermitteln eines die Drehrate repräsentierenden Drehratensignals unter Verwendung des Detektionssignals.The invention relates to a method for detecting a rate of rotation using a micromechanical rotation rate sensor, wherein the micromechanical rotation rate sensor comprises a drive oscillator anchored to a base body of the rotation rate sensor by means of at least one spring and a Coriolis oscillator connected to the drive oscillator via at least one spring, wherein the Coriolis oscillator is movable both in a drive direction of a drive movement and in a detection direction, the method comprising the following steps:
Providing a constant compensation voltage between a first Störungskompensationselektrode, which is firmly connected to the base body, and a second Störbewegungskompensationselektrode, which is fixedly connected to the Coriolis oscillator and is formed, a degree of overlap of the first Störbewegungskompensationselektrode with the second Störbewegungskompensationselektrode with a movement of the Coriolis Vibrator along the drive direction, wherein the second noise compensation electrode is moved in the detection direction by the constant compensation voltage in response to the varying degree of overlap;
Reading a detection signal when a rotation rate is applied to the rotation rate sensor; and
Determining a yaw rate signal representing the yaw rate using the detection signal.

Dabei kann das Detektionssignal eine zur Drehrate doppelte Frequenz aufweisen. Bei dem Detektionssignal kann es sich um ein Stromsignal oder um ein von einem Stromsignal abgeleitetes Signal handeln. In this case, the detection signal may have a frequency that is twice the rate of rotation. The detection signal may be a current signal or a signal derived from a current signal.

Das Verfahren kann einen Schritt des Regelns der Kompensationsspannung aufweisen. Im Schritt des Regelns wird unter Verwendung des Detektionssignals die im Schritt des Bereitstellens bereitgestellte Kompensationsspannung bestimmt. Dabei wird das Detektionssignal bei der doppelten Drehratenfrequenz auf eine vorabdefinierte Zielgröße geregelt. Durch kontinuierliche Messung des Detektionssignals bei der doppelten Drehratenfrequenz kann die Kompensationsspannung so geregelt werden, dass das Detektionssignal bei der doppelten Drehratenfrequenz auf annähernd jeden Wert eingeregelt werden kann und insbesondere auch minimiert werden kann.The method may include a step of regulating the compensation voltage. In the step of regulating, using the detection signal, the compensation voltage provided in the step of providing is determined. In this case, the detection signal is controlled at twice the rotation rate to a predefined target size. By continuous measurement of the detection signal at twice the rotation rate, the compensation voltage can be controlled so that the detection signal at twice the rotation rate can be adjusted to almost any value and in particular can be minimized.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern beziehungsweise umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. The approach presented here also creates a control unit which is designed to perform, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.

Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which is stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory may be stored and used for carrying out, implementing and / or driving the steps of the method according to one of the embodiments described above, in particular when the program product or program is executed on a computer or a device.

Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Drehratensensors; 1 a schematic representation of a rotation rate sensor;

2 eine vereinfachte Seitenansicht der Coriolis-Schwinger eines Drehratensensors; 2 a simplified side view of the Coriolis oscillator of a rotation rate sensor;

3 eine schematische Darstellung eines Drehratensensors mit vom Coriolis-Schwinger separiertem Detektionsschwinger; 3 a schematic representation of a rotation rate sensor with separated from the Coriolis oscillator detection oscillator;

4a bis 5c jeweils eine schematische Darstellung einer ersten Störbewegungskompensationselektrode und einer zweiten Störbewegungskompensationselektrode eines mikromechanischen Drehratensensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4a to 5c each a schematic representation of a first Störbewegungskompensationselektrode and a second Störbewegungskompensationselektrode a micromechanical rotation rate sensor according to an embodiment of the present invention;

6 bis 7 jeweils eine schematische Darstellung einer ersten, einer zweiten und einer dritten Störbewegungskompensationselektrode eines mikromechanischen Drehratensensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 6 to 7 each a schematic representation of a first, a second and a third Störbewegungskompensationselektrode a micromechanical rotation rate sensor according to an embodiment of the present invention;

8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 8th a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention; and

9 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung 9 a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Drehratensensors 100. Der Drehratensensor 100 umfasst einen ersten Teilschwinger 102 sowie einen zweiten Teilschwinger 104. Dabei ist ein Teilschwinger 102, 104 aus einem Antriebsschwinger 106 und einem Coriolis-Schwinger 108 aufgebaut. Der Antriebsschwinger 106 ist mittels Federn 110 über Ankerpunkte 112 am Substrat beziehungsweise einem Grundkörper 113 verankert. So repräsentieren die eingezeichneten Ankerpunkte 112 den Grundkörper 113. Die Federn 110 sind U-förmig und entlang der x-Richtung weich. Entlang der y-Richtung sind sie steif. Entlang der z-Richtung sind sie steif ausgelegt, indem die Schichtdicke größer eingerichtet wird als die Balkenbreite. Der Antriebsschwinger 106 wird beispielsweise mittels Interdigitalstrukturen (nicht eingezeichnet) elektrostatisch mit seiner Eigenfrequenz resonant angetrieben. Die Pfeile 114 weisen in Richtung 114 der Antriebsbewegung, wobei die Teilschwinger 102, 104 relativ zueinander gegenphasig schwingen, d.h. der erste Teilschwinger 102 bewegt sich in negative x-Richtung, wenn sich der zweite Teilschwinger 104 in positive x-Richtung bewegt und umgekehrt. Über Koppelfedern 116 ist der Coriolis-Schwinger 108 mit dem Antriebsschwinger 106 verbunden, sodass der Coriolis-Schwinger 108 sowohl die Antriebsbewegung als auch die senkrecht zur Bildebene verlaufende Detektionsbewegung ausführen kann. Die Detektionsbewegung in Detektionsrichtung 118 entlang der z-Achse kommt aufgrund einer Coriolis-Beschleunigung beziehungsweise Coriolis-Kraft zustande. Diese wiederum resultiert aus einer Drehrate Ω_y um die y-Achse in Verbindung mit der Geschwindigkeit v_x entlang der x-Achse: F_Coriolis = 2·m·v_x·Ω_y. Mittels einer Koppelstruktur 120 zwischen den Coriolis-Schwingern 108 wird sowohl die Antriebsbewegung wie auch die Detektionsbewegung der beiden Teilschwinger 102, 104 gekoppelt. Die Detektionselektroden (nicht eingezeichnet) sind beispielsweise als Kammelektroden ausgeführt und detektieren Detektionsbewegungen in der Ebene senkrecht zur Antriebsbewegung beziehungsweise Antriebsrichtung 114. 1 shows a schematic representation of a rotation rate sensor 100 , The rotation rate sensor 100 includes a first partial oscillator 102 and a second partial oscillator 104 , It is a partial oscillator 102 . 104 from a drive oscillator 106 and a Coriolis transducer 108 built up. The drive oscillator 106 is by means of springs 110 about anchor points 112 on the substrate or a base body 113 anchored. This is how the marked anchor points represent 112 the main body 113 , The feathers 110 are U-shaped and soft along the x-direction. Along the y-direction they are stiff. Along the z-direction, they are designed to be stiff by setting the layer thickness larger than the beam width. The drive oscillator 106 For example, by means of interdigital structures (not shown) is driven electrostatically resonant with its natural frequency. The arrows 114 point in the direction 114 the drive movement, with the partial oscillator 102 . 104 oscillate in opposite phase relative to each other, ie the first partial oscillator 102 moves in negative x-direction when the second partial oscillator 104 moved in positive x-direction and vice versa. About coupling springs 116 is the Coriolis vibrator 108 with the drive oscillator 106 connected so that the Coriolis oscillator 108 can perform both the drive movement and the perpendicular to the image plane detection movement. The detection movement in the detection direction 118 along the z-axis comes about due to a Coriolis acceleration or Coriolis force. This, in turn, results from a yaw rate Ω _y about the y-axis in conjunction with the velocity v _x along the x-axis: F _Coriolis = 2 * m * v _x * Ω _y . By means of a coupling structure 120 between the Coriolis vibrators 108 is both the drive movement as well as the detection movement of the two partial oscillator 102 . 104 coupled. The detection electrodes (not shown) are designed, for example, as comb electrodes and detect detection movements in the plane perpendicular to the drive movement or drive direction 114 ,

Der Antriebsschwinger 106 macht nur die Antriebsbewegung mit und nicht die Detektionsschwingung. Der Coriolis-Schwinger 108 macht sowohl die Antriebs- als auch die Detektionsschwingung mit. Ein einzelner Teilschwinger 102, 104 wiederum ist aufgebaut aus Antriebsschwinger 106 und Coriolis-Schwinger 108. Optional kann ein in 1 nicht dargestellter dritter Schwinger (Detektionsschwinger) vorliegen, welcher nur die Detektionsschwingung mitmacht, aber nicht die Antriebsschwingung. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 3 dargestellt.The drive oscillator 106 only does the drive movement and not the detection vibration. The Coriolis oscillator 108 makes both the drive and the detection vibration with. A single part oscillator 102 . 104 in turn is composed of drive oscillator 106 and Coriolis vibrators 108 , Optionally, an in 1 not shown third oscillator (detection oscillator) are present, which participates only in the detection vibration, but not the drive vibration. A corresponding embodiment is in 3 shown.

2 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der Coriolis-Schwinger 108 eines Drehratensensors. Bei dem Drehratensensor kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 dargestellten Drehratensensor 100 handeln. Die Drehratensensoren bestehen aus zwei Teilschwingern mit Koppelfeder 120 dazwischen in der Aufsicht. 2 zeigt in der vereinfachten Seitenansicht die Coriolis-Schwinger 108 als Punktmassen. 2 shows a simplified side view of the Coriolis oscillator 108 a rotation rate sensor. The rotation rate sensor may be an embodiment of an in 1 shown rotation rate sensor 100 act. The rotation rate sensors consist of two partial oscillators with coupling spring 120 in between in the supervision. 2 shows in the simplified side view of the Coriolis oscillator 108 as point masses.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Drehratensensors 100 mit vom Coriolis-Schwinger 108 separiertem Detektionsschwinger 330. Die Darstellung des Drehratensensors 100 entspricht der Darstellung des Drehratensensors 100 in 1, mit dem Unterschied, dass innerhalb des Coriolis-Schwingers 108 jeweils ein Detektionsschwinger 330 angeordnet ist, der über Koppelfedern 332 mit dem Coriolis-Schwinger 108 verbunden ist. Die Koppelfedern 332 sind U-förmig und entlang der x-Richtung weich. Entlang der y-Richtung sind sie steif. 3 shows a schematic representation of a rotation rate sensor 100 with the Coriolis oscillator 108 separated detection transducer 330 , The representation of the rotation rate sensor 100 corresponds to the representation of the rotation rate sensor 100 in 1 , with the difference that inside the Coriolis oscillator 108 one detection oscillator each 330 is arranged, over the coupling springs 332 with the Coriolis oscillator 108 connected is. The coupling springs 332 are U-shaped and soft along the x-direction. Along the y-direction they are stiff.

Der Detektionsschwinger 330 ist mittels Federn 334 über Ankerpunkte 112 am Grundkörper 113 oder am Substrat 113 verankert. Die Federn 334 sind U-förmig und entlang der y-Richtung weich. Entlang der x-Richtung sind sie steif. Der Detektionsschwinger 330 ist ausgebildet, ausschließlich die Detektionsbewegung 118 auszuführen und nicht die Antriebsbewegung.The detection oscillator 330 is by means of springs 334 about anchor points 112 at the base body 113 or on the substrate 113 anchored. The feathers 334 are U-shaped and soft along the Y-direction. Along the x-direction they are stiff. The detection oscillator 330 is formed, only the detection movement 118 to execute and not the drive movement.

4a bis 5c zeigt jeweils eine schematische Darstellung einer ersten Störbewegungskompensationselektrode 440 und einer zweiten Störbewegungskompensationselektrode 442 eines mikromechanischen Drehratensensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Drehratensensor kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines Drehratensensors handeln, der strukturell im Wesentlichen einem in den vorangegangenen Figuren gezeigten Drehratensensor 100 entspricht. Der Drehratensensor 100 umfasst einen mittels zumindest einer Feder 110 mit zumindest einem Ankerpunkt 112 an einem Grundkörper 113 des Drehratensensors verankerten Antriebsschwinger 106 und einen über zumindest eine Koppelfeder 116 mit dem Antriebsschwinger 106 verbundenen Coriolis-Schwinger 108, wobei der Coriolis-Schwinger 108 sowohl in Antriebsrichtung 114 einer Antriebsbewegung als auch senkrecht zur Antriebsbewegung in Detektionsrichtung 118 bewegbar ist, sowie zumindest eine Detektionselektrode zum Detektieren einer Bewegung des Coriolis-Schwingers 108 in die Detektionsrichtung. Die Bezugszeichen 100 bis 120 beziehen sich dabei auf 1 und sind hier nur wiederholend dargestellt und beschrieben als Referenz auf 1. 4a to 5c Each shows a schematic representation of a first Störbewegungskompensationselektrode 440 and a second noise compensation electrode 442 a micromechanical rotation rate sensor according to an embodiment of the present invention. The yaw rate sensor may be an exemplary embodiment of a yaw rate sensor which is structurally substantially similar to a yaw rate sensor shown in the preceding figures 100 equivalent. The rotation rate sensor 100 comprises one by means of at least one spring 110 with at least one anchor point 112 on a base body 113 the rotation rate sensor anchored drive oscillator 106 and one via at least one coupling spring 116 with the drive oscillator 106 Connected Coriolis oscillator 108 , wherein the Coriolis oscillator 108 both in the drive direction 114 a drive movement as well as perpendicular to the drive movement in the detection direction 118 is movable, and at least one detection electrode for detecting a movement of the Coriolis vibrator 108 in the detection direction. The reference numerals 100 to 120 refer to it 1 and are shown here only repeating and described for reference 1 ,

Die erste Störbewegungskompensationselektrode 440 ist mit dem Grundkörper 112 fest verbunden oder gekoppelt. Die zweite Störbewegungskompensationselektrode 442 ist mit dem Coriolis-Schwinger 108 fest verbunden oder gekoppelt. Die zweite Störbewegungskompensationselektrode 442 ist ausgebildet, einen Überlappungsgrad 444 der ersten Störbewegungskompensationselektrode 440 mit der zweiten Störbewegungskompensationselektrode 442 bei einer Bewegung des Coriolis-Schwingers 108 entlang der Antriebsrichtung 114 zu verändern.The first disturbance motion compensation electrode 440 is with the main body 112 firmly connected or coupled. The second disturbance motion compensation electrode 442 is with the Coriolis vibrator 108 firmly connected or coupled. The second disturbance motion compensation electrode 442 is formed, an overlap degree 444 the first Störbewegungskompensationselektrode 440 with the second Störbewegungskompensationselektrode 442 during a movement of the Coriolis oscillator 108 along the drive direction 114 to change.

In 4a bis 4c weist die erste Störbewegungskompensationselektrode 440 zwei Teilelektroden 446, 448 auf. In 5a bis 5c weist die zweite Störbewegungskompensationselektrode 442 zwei Teilelektroden 546, 548 auf.In 4a to 4c has the first noise compensation electrode 440 two partial electrodes 446 . 448 on. In 5a to 5c has the second Störbewegungskompensationselektrode 442 two partial electrodes 546 . 548 on.

4a und 5a zeigen eine Position der Störbewegungskompensationselektroden 440, 442 in einer Ruhelage, 4b und 5b zeigen eine Position der Störbewegungskompensationselektroden 440, 442 in einer Position bei einer maximalen Auslenkung in Antriebsrichtung, wobei die erste und zweite Störbewegungskompensationselektrode 440, 442 eine maximale Überdeckung beziehungsweise Überlappung aufweisen. 4c und 5c zeigen eine Position der Störbewegungskompensationselektroden 440, 442 in einer Position bei einer maximalen Auslenkung entgegen der Antriebsrichtung, wobei die erste und zweite Störbewegungskompensationselektrode 440, 442 eine maximale Überdeckung aufweisen. 4a and 5a show a position of the noise compensation electrodes 440 . 442 in a quiet location, 4b and 5b show a position of the noise compensation electrodes 440 . 442 in a position at a maximum deflection in the drive direction, wherein the first and second Störbewegungskompensationselektrode 440 . 442 have a maximum overlap or overlap. 4c and 5c show a position of the noise compensation electrodes 440 . 442 in a position at a maximum deflection against the drive direction, wherein the first and second Störbewegungskompensationselektrode 440 . 442 have a maximum coverage.

In dem in 5a dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der mikromechanische Drehratensensor eine konstante Spannungsquelle 550 oder eine einstellbare Spannungsquelle 550, die ausgebildet ist, eine konstante Spannung zwischen der ersten Störbewegungskompensationselektrode 440 und der zweiten Störbewegungskompensationselektrode 442 bereitzustellen. Dabei ist eine Anordnung der ersten und zweiten Störbewegungskompensationselektrode 440, 442 ausgebildet, eine Bewegung der zweiten Störbewegungskompensationselektrode 442 in Detektionsrichtung durch den sich ändernden Überlappungsgrad 444 und die konstante Spannung zu bewirken.In the in 5a illustrated embodiment, the micromechanical rotation rate sensor comprises a constant voltage source 550 or an adjustable voltage source 550 configured to provide a constant voltage between the first disturbance motion compensation electrode 440 and the second disturbance motion compensation electrode 442 provide. In this case, an arrangement of the first and second Störbewegungskompensationselektrode 440 . 442 formed, a movement of the second Störbewegungskompensationselektrode 442 in the detection direction by the changing degree of overlap 444 and to effect the constant tension.

In einem Ausführungsbeispiel schaffen die Störbewegungskompensationselektroden 440, 442 eine Elektrode für ein 2f-Testsignal oder eine 2f-Signalkompensation bei Omega-z-Drehratensensoren. Dabei steht 2f für die doppelte Drehrate.In one embodiment, the jamming compensation electrodes provide 440 . 442 one electrode for a 2f test signal or 2f signal compensation for omega z yaw rate sensors. Here, 2f stands for twice the rotation rate.

Vorteilhaft erfolgt mit den hier dargestellten Störbewegungs-Kompensationselektroden der Abgleich der Störbewegung bei der doppelten Antriebsfrequenz durch entsprechende Regelung im Betrieb des Sensors, sodass der Designaufwand für den Sensor drastisch reduziert wird. So ist eine Verringerung der Maßnahmen – im Sensordesign die Störbewegung zu unterdrücken oder nicht auftreten zu lassen – umsetzbar. Trotz Schwankungen im Prozess und relativ schlechter Vorhersagbarkeit dieser Störung durch Simulationen können diese Störungen im Signal unterdrückt oder verringert werden, beziehungsweise kompensiert werden. Advantageously, with the disturbance motion compensation electrodes shown here, the compensation of the disturbing movement at twice the drive frequency is achieved by appropriate control during operation of the sensor, so that the design effort for the sensor is drastically reduced. Thus, a reduction of the measures - in the sensor design to suppress the disturbing movement or not to occur - can be implemented. Despite fluctuations in the process and relatively poor predictability of this disturbance by simulations, these disturbances in the signal can be suppressed or reduced, or compensated.

Vorteilhaft kann mit den vorgestellten Störbewegungskompensationselektroden 440, 442 die Störbewegung und damit das Störsignal auf "null" geregelt werden oder jeder beliebige Wert eingestellt werden kann. Manchmal können derartige Signale bei der doppelten Antriebsfrequenz gewünscht sein. Da sie als Testsignale fungieren können und, wenn sie klein sind, die eigentlichen Messsignale nicht stören.Advantageously, with the presented Störbewegungskompensationselektroden 440 . 442 the disturbing movement and thus the interfering signal to "zero" be regulated or any value can be set. Sometimes such signals may be desired at twice the drive frequency. Because they can act as test signals and, if they are small, do not disturb the actual measurement signals.

Bei dem in 4a dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich an der Coriolismasse eine hervorstehende Platte als zweite Störbewegungskompensationselektrode 442. Die zweite Störbewegungskompensationselektrode 442 überlappt in Ruhelage teilweise mit am Substrat angebundenen Teilelektroden 446, 448 der ersten Störbewegungskompensationselektrode 440. Zwischen den am Substrat angebundenen Teilelektroden 446, 448 und der Gegenelektrode 442 an der Coriolismasse wird eine konstante Spannung angelegt. At the in 4a illustrated embodiment is located on the Coriolis mass a protruding plate as a second Störbewegungskompensationselektrode 442 , The second disturbance motion compensation electrode 442 partially overlaps in rest position with sub-electrodes connected to the substrate 446 . 448 the first Störbewegungskompensationselektrode 440 , Between the sub-electrodes connected to the substrate 446 . 448 and the counter electrode 442 at the Coriolis ground a constant voltage is applied.

Die darauffolgende 4b zeigt, wie bei einer Antriebsbewegung in der ersten Halbperiode der Überlapp mit der in der Darstellung oberen Teilelektrode 446 größer wird. Die Coriolismasse und die damit gekoppelte Störbewegungskompensationselektrode 440 werden in der Darstellung nach rechts (in Detektionsrichtung) ausgelenkt. The following 4b shows, as in a drive movement in the first half-period of the overlap with the upper part in the representation of the electrode 446 gets bigger. The Coriolis mass and the interfering motion compensation electrode coupled thereto 440 are deflected in the illustration to the right (in the detection direction).

4c zeigt, wie in der zweiten Halbperiode sich der Überlapp mit der in der Darstellung unteren Teilelektrode 448 erhöht und wie die Coriolismasse und die damit gekoppelte Störbewegungskompensationselektrode 440 wieder nach rechts (in Detektionsrichtung) ausgelenkt wird. Dadurch entsteht ein Detektionssignal bei der doppelten Antriebsfrequenz. Durch Einstellen der Spannung kann die Größe der Auslenkung in Detektionsrichtung eingestellt werden. 4c shows how in the second half-period, the overlap with the lower part electrode in the representation 448 increased and how the Coriolis mass and the coupled Störungsungskompensationselektrode 440 is again deflected to the right (in the detection direction). This creates a detection signal at twice the drive frequency. By adjusting the voltage, the magnitude of the deflection in the detection direction can be adjusted.

5a bis 5c zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zu der Ausführungsform in 4a bis 4c ist die mit der Coriolismasse bewegte zweite Störbewegungskompensationselektrode 442 doppelt ausgeführt, das heißt die zweite Störbewegungskompensationselektrode 442 umfasst eine erste Teilelektrode 546 und eine zweite Teilelektrode 548. Die unbewegte erste Störbewegungskompensationselektrode 440 umfasst eine einzelne Teilelektrode. 5a to 5c show a further embodiment. In contrast to the embodiment in FIG 4a to 4c is the second Störbewegungskompensationselektrode moved with the Coriolis mass 442 executed twice, that is, the second Störbewegungskompensationselektrode 442 comprises a first part electrode 546 and a second partial electrode 548 , The stationary first disturbance motion compensation electrode 440 includes a single partial electrode.

Die in 4a bis 5c gezeigten Ausführungsbeispiele erlauben die Kompensation beziehungsweise Erzeugung eines Detektionssignals bei doppelter Frequenz – zur Drehrate – nur mit einem Vorzeichen, sprich die Coriolismasse wird in den Figuren nur nach rechts ausgelenkt. Um ein entsprechendes Signal mit umgekehrten Vorzeichen zu bekommen, werden auch in der Darstellung links von der bewegten Elektrode 442 entsprechende Kompensationselektroden 660 angebracht, wie in den folgenden Figuren 6 und 7 dargestellt. Durch Einstellen der Größe der Kompensationsspannung und Wahl, ob die Spannung an den linken Kompensationselektroden 660 oder rechten Kompensationselektroden 440 angelegt wird, kann jedes beliebige Detektionssignal (bis zu einer gewissen Größe) bei der doppelten Frequenz erzeugt werden. Dadurch können auch alle durch Nichtlinearitäten entstehenden Störsignale kompensiert werden.In the 4a to 5c shown embodiments allow the compensation or generation of a detection signal at twice the frequency - the rate of turn - only with a sign, ie the Coriolis mass is deflected in the figures only to the right. In order to get a corresponding signal with opposite signs, also in the illustration to the left of the moving electrode 442 corresponding compensation electrodes 660 attached, as in the following figures 6 and 7 shown. By adjusting the magnitude of the compensation voltage and choosing whether the voltage on the left compensation electrodes 660 or right compensation electrodes 440 Any detection signal (up to a certain size) may be generated at twice the frequency. As a result, all interference signals resulting from nonlinearities can also be compensated.

6 bis 7 zeigt jeweils eine schematische Darstellung einer Anordnung einer ersten Störbewegungskompensationselektrode 440, einer zweiten Störbewegungskompensationselektrode 442 und einer dritten Störbewegungskompensationselektrode 660 eines mikromechanischen Drehratensensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Drehratensensor kann es sich, wie bereits zu 4a bis 5c beschrieben, um ein Ausführungsbeispiel eines strukturell im Wesentlichen in 1 bis 3 beschriebenen Drehratensensor 100 handeln. Die dritte Störbewegungskompensationselektrode 660 ist auf der zur zweiten Störbewegungskompensationselektrode 442 gegenüberliegenden Seite der ersten Störbewegungskompensationselektrode 440 angeordnet. In 6 weist die dritte Störbewegungskompensationselektrode 660 eine erste Teilelektrode 662 und eine zweite Teilelektrode 664 auf. 6 to 7 Each shows a schematic representation of an arrangement of a first Störbewegungskompensationselektrode 440 a second noise compensation electrode 442 and a third noise compensation electrode 660 a micromechanical rotation rate sensor according to an embodiment of the present invention. The rate of rotation sensor can, as already 4a to 5c described an embodiment of a structurally substantially in 1 to 3 described rotation rate sensor 100 act. The third disturbance motion compensation electrode 660 is on the second Störbewegungskompensationselektrode 442 opposite side of the first Störbewegungskompensationselektrode 440 arranged. In 6 has the third Störbewegungskompensationselektrode 660 a first part electrode 662 and a second partial electrode 664 on.

8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 800 beschreibt ein Verfahren 800 zum Erfassen einer Drehrate unter Verwendung eines mikromechanischen Drehratensensors. Bei dem Drehratensensor kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Drehratensensor 100 handeln. Der Drehratensensor umfasst einen mittels zumindest einer Feder mit zumindest einem Ankerpunkt an einem Grundkörper des Drehratensensors verankerten Antriebsschwinger und einen über zumindest eine Koppelfeder mit dem Antriebsschwinger verbundenen Coriolis-Schwinger, wobei der Coriolis-Schwinger sowohl in Richtung einer Antriebsbewegung als auch in Richtung einer Detektionsbewegung bewegbar ist. Das Verfahren 800 umfasst zumindest einen Schritt 810 des Bereitstellens, einen Schritt 820 des Einlesens und einen Schritt 830 des Ermittelns. Im Schritt 810 des Bereitstellens wird eine konstante Kompensationsspannung bereitgestellt zwischen einer ersten Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Grundkörper fest verbunden ist, und einer zweiten Störbewegungskompensationselektrode, die mit dem Coriolis-Schwinger fest verbunden ist und ausgebildet ist, einen Überlappungsgrad der ersten Störbewegungskompensationselektrode mit der zweiten Störbewegungskompensationselektrode bei einer Bewegung des Coriolis-Schwingers entlang der Antriebsrichtung zu verändern. Dabei wird die zweite Störbewegungskompensationselektrode durch die konstante Kompensationsspannung ansprechend auf den sich ändernden Überlappungsgrad in Detektionsrichtung bewegt. Dadurch entsteht ein Detektionssignal bei der doppelten Frequenz der Drehrate. Im Schritt 820 des Einlesens wird ein Detektionssignal eingelesen, wenn auf den Drehratensensor eine Drehrate wirkt. Im Schritt 830 des Ermittelns wird die Drehrate unter Verwendung des Detektionssignals ermittelt. 8th shows a flowchart of a method 800 according to an embodiment of the present invention. The procedure 800 describes a method 800 for detecting a yaw rate using a micromechanical yaw rate sensor. The rotation rate sensor may be an exemplary embodiment of a rotation rate sensor described in the preceding figures 100 act. The rotation rate sensor comprises a drive oscillator anchored by means of at least one spring with at least one anchor point on a base body of the rotation rate sensor and a Coriolis oscillator connected to the drive oscillator via at least one coupling spring, the Coriolis oscillator being movable both in the direction of a drive movement and in the direction of a detection movement is. The procedure 800 includes at least one step 810 of providing a step 820 of reading in and one step 830 of ascertaining. In step 810 the provision of a constant compensation voltage is provided between a first Störbewegungskompensationselektrode, which is fixedly connected to the base body, and a second Störbewegungskompensationselektrode, which is fixedly connected to the Coriolis oscillator and is formed, a degree of overlap of the first Störbewegungskompensationselektrode with the second Störbewegungskompensationselektrode in one movement of the Coriolis oscillator along the drive direction to change. At this time, the second disturbance motion compensation electrode is moved in the detection direction by the constant compensation voltage in response to the varying degree of overlap. This produces a detection signal at twice the rate of rotation. In step 820 the reading in a detection signal is read when the yaw rate sensor has a yaw rate. In step 830 of determining, the rotation rate is determined using the detection signal.

Die Signalkomponente bei der doppelten Frequenz der Drehrate kann auch zur Signalkompensation eines zweiten Signals des Drehratensensors verwendet werden. Alternativ kann die Signalkomponente als ein Testsignal verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Verfahren 800 um ein Verfahren 800 zum Betreiben eines Drehratensensors.The signal component at the double frequency of the rotation rate can also be used for signal compensation of a second signal of the rotation rate sensor. Alternatively, the signal component may be used as a test signal. In one embodiment, the method is 800 to a procedure 800 for operating a rotation rate sensor.

In einem Ausführungsbeispiel schafft das Verfahren 800 eine geschlossene Regelung, wobei in einem optionalen, nicht dargestellten Schritt des Regelns die Kompensationsspannung unter Verwendung des Detektionssignals die im Schritt des Bereitstellens bereitgestellte Kompensationsspannung bestimmt. Dabei wird das Detektionssignal bei der doppelten Drehratenfrequenz auf eine vorabdefinierte Zielgröße geregelt. Durch kontinuierliche Messung des Detektionssignals bei der doppelten Drehratenfrequenz wird die Kompensationsspannung so geregelt, dass das Detektionssignal bei der doppelten Drehratenfrequenz auf annähernd jeden Wert eingeregelt wird und insbesondere auch minimiert werden kann.In one embodiment, the method provides 800 a closed loop control, wherein in an optional, not shown, step of controlling, the compensation voltage using the detection signal determines the compensation voltage provided in the step of providing. In this case, the detection signal is controlled at twice the rotation rate to a predefined target size. By continuous measurement of the detection signal at twice the rotation rate, the compensation voltage is controlled so that the detection signal at twice the rotation rate is adjusted to almost any value and in particular can be minimized.

9 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 970 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Steuergerät 900 ist ausgebildet, die Schritte einer Variante des in 8 beschriebenen Verfahrens 800 zum Erfassen einer Drehrate unter Verwendung eines mikromechanischen Drehratensensors in entsprechenden Einrichtungen auszuführen. Das Steuergerät weist zumindest eine Schnittstelle zum Einlesen und/oder Ausgeben auf. Im Folgenden sind für jedes Signal einzelne Schnittstellen beschrieben, die alternativ zu einer Einleseschnittstelle und einer Ausgabeschnittstelle oder als eine bidirektionale Schnittstelle ausgeführt sein können. Das Steuergerät 970 ist insbesondere ausgebildet, mit einem in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Drehratensensor 100 zusammenzuarbeiten. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Drehratensensors kann als ein Omega-z-Drehratensensor oder Ω_z-Drehratensensor bezeichnet werden. 9 shows a block diagram of a controller 970 according to an embodiment of the present invention. The control unit 900 is formed, the steps of a variant of in 8th described method 800 for detecting a yaw rate using a micromechanical yaw rate sensor in corresponding devices. The control unit has at least one interface for reading in and / or outputting. In the following, individual interfaces are described for each signal, which can be implemented alternatively to a read-in interface and an output interface or as a bidirectional interface. The control unit 970 is formed in particular, with a rotation rate sensor described in the preceding figures 100 together. An embodiment of such a rotation rate sensor may be referred to as an omega z rotation rate sensor or Ω _z rotation rate sensor.

Das Steuergerät 970 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schnittstelle 972 zum Bereitstellen einer konstanten Kompensationsspannung 974 für den Drehratensensor, eine Schnittstelle 976 zum Einlesen zumindest eines Detektionssignals 978 des Drehratensensors sowie eine Einrichtung 980 zum Ermitteln eines die Drehrate repräsentierenden Drehratensignals 982 unter Verwendung des Detektionssignals 978.The control unit 970 includes an interface in the illustrated embodiment 972 for providing a constant compensation voltage 974 for the rotation rate sensor, an interface 976 for reading at least one detection signal 978 the rotation rate sensor and a device 980 for determining a rate of rotation signal representing the rotation rate 982 using the detection signal 978 ,

Insbesondere bei Drehratensensoren, die Drehraten um die z-Achse detektieren ergeben sich durch nichtlineare mechanische oder auch elektrostatische Effekte Störbewegungen die einer Detektionsbewegung gleichen aber bei der doppelten Frequenz der Antriebsbewegung liegen. Solange diese Störsignale klein sind, können die gewünschten Messsignale (bei der einfachen Antriebsfrequenz) durch das trägerfrequente Auswerteverfahren von den bei der doppelten Frequenz liegenden Störsignalen getrennt werden. Sind die Störsignale aber sehr groß, kommt es dennoch zu einer Störung des Messsignals. Die Aufgabe dieser Erfindung ist diese Störbewegung durch den Einsatz einer Kompensationselektrode auszugleichen.Particularly in the case of yaw rate sensors which detect yaw rates about the z-axis, due to non-linear mechanical or electrostatic effects, jamming movements which are the same as a detection movement but at twice the frequency of the drive movement result. As long as these interference signals are small, the desired measurement signals (in the case of the simple drive frequency) can be separated from the interfering signals located at twice the frequency by the carrier-frequency evaluation method. However, if the interfering signals are very large, the measuring signal will nevertheless be disturbed. The object of this invention is to compensate for this disturbing movement by the use of a compensation electrode.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Furthermore, the method steps presented here can be repeated as well as executed in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Micromechanical rotation rate sensor ( 100 ) for detecting a yaw rate signal representing a yaw rate ( 982 ), wherein the rotation rate sensor ( 100 ) one by means of at least one spring ( 110 ) with at least one anchor point ( 112 ) on a base body ( 113 ) of the rotation rate sensor ( 100 ) anchored drive oscillator ( 106 ) and one via at least one coupling spring ( 116 ) with the drive oscillator ( 106 ) connected Coriolis oscillators ( 108 ), wherein the Coriolis oscillator ( 108 ) both in the drive direction ( 114 ) of a drive movement as well as perpendicular to the drive movement in a detection direction ( 118 ) is movable, and at least one detection electrode for detecting a movement of the Coriolis oscillator ( 108 ) in the Detection direction ( 118 ), wherein the rotation rate sensor ( 100 ) has the following features: a first noise compensation electrode ( 440 ), which are connected to the basic body ( 113 ) is firmly connected; and a second noise compensation electrode ( 442 ) with the Coriolis oscillator ( 108 ) and is adapted to a degree of overlap ( 444 ) of the first interfering motion compensation electrode ( 440 ) with the second interfering motion compensation electrode ( 442 ) during a movement of the Coriolis oscillator ( 108 ) along the drive direction ( 114 ) to change.

Micromechanical rotation rate sensor ( 100 ) according to claim 1, wherein the second disturbance motion compensation electrode ( 442 ) is formed at a maximum deflection in the drive direction ( 114 ) maximum with the first Störbewegungskompensationselektrode ( 440 ) to cover.

Micromechanical rotation rate sensor ( 100 ) according to one of the preceding claims, with a voltage source ( 550 ), which is designed to have a constant compensation voltage ( 974 ) between the first disturbance compensation electrode ( 440 ) and the second interfering motion compensation electrode ( 442 ), wherein an arrangement of the first and second noise compensation electrode ( 440 . 442 ) is adapted to move the second Störbewegungskompensationselektrode ( 442 ) in the detection direction ( 118 ) by the changing degree of overlap ( 444 ) and the constant compensation voltage ( 974 ) to effect.

Micromechanical rotation rate sensor ( 100 ) according to one of the preceding claims, in which the first interference compensation electrode ( 440 ) and / or the second interfering motion compensation electrode ( 442 ) a plurality of sub-electrodes ( 446 . 448 ; 546 . 548 ) having.

Micromechanical rotation rate sensor ( 100 ) according to claim 4, wherein an arrangement of the first and the second Störbewegungskompensationselektrode ( 440 . 442 ) is formed, at a maximum deflection against the drive direction ( 114 ) maximum with the first and second Störungskompensationselektrode ( 440 . 442 ) to cover.

Micromechanical rotation rate sensor ( 100 ) according to one of the preceding claims, with a third interference compensation electrode ( 660 ), which on the first Störbewegungskompensationselektrode ( 440 ) opposite side of the second Störbewegungskompensationselektrode ( 442 ) is arranged.

Procedure ( 800 ) for detecting a rate of rotation using a micromechanical rotation rate sensor ( 100 ), one by means of at least one spring ( 110 ) with at least one anchor point ( 112 ) on a base body ( 113 ) of the rotation rate sensor ( 100 ) anchored drive oscillator ( 106 ) and one via at least one coupling spring ( 116 ) with the drive oscillator ( 106 ) connected Coriolis oscillators ( 108 ), wherein the Coriolis oscillator ( 108 ) both in the drive direction ( 114 ) of a drive movement as well as in a detection direction ( 118 ) is movable, the method ( 800 ) comprises the following steps: providing ( 810 ) of a constant compensation voltage ( 974 ) between a first disturbance compensation electrode ( 440 ), which are connected to the basic body ( 113 ) and a second interfering motion compensation electrode ( 442 ) with the Coriolis oscillator ( 108 ) and is formed, a degree of overlap of the first Störbewegungskompensationselektrode ( 440 ) with the second interfering motion compensation electrode ( 442 ) during a movement of the Coriolis oscillator ( 108 ) along the drive direction ( 114 ), wherein the second interfering motion compensation electrode ( 442 ) by the constant compensation voltage ( 974 ) in response to the changing degree of overlap in the detection direction ( 118 ) is moved; Read in ( 820 ) of a detection signal ( 978 ), when the rotation rate sensor ( 100 ) a rate of rotation acts; and determining ( 830 ) of a rate of rotation representing yaw rate signal ( 982 ) using the detection signal ( 978 ).

The method of claim 7 including a step of adjusting the compensation voltage using the detection signal, wherein the detection signal is controlled to a predefined target size at twice the rotation rate.

Control unit ( 970 ), which is designed to handle all steps of a process ( 800 ) according to claim 7 or 8.

Computer program adapted to perform all steps of a procedure ( 800 ) according to claim 7 or 8.

A machine-readable storage medium having a computer program stored thereon according to claim 10.