Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Winkelgeschwindigkeitssensor, welcher in der Lage ist, eine auf den
Sensorkörper wirkende Winkelgeschwindigkeit zu messen, um ein
elektrisches Erfassungssignal zu erzeugen.
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Im allgemeinen gibt es hauptsächlich zwei verwendete Typen von
Winkelgeschwindigkeitssensoren: einer ist ein Gasflußtyp,
welcher dazu beabsichtigt ist, eine Ablenkung eines Gasstroms
unter Verwendung eines Temperaturmeßelements zu erfassen, wenn
eine Winkelgeschwindigkeit auf den Sensorkörper wirkt, und der
andere ist ein piezoelektrischer Typ, welcher dazu
beabsichtigt ist, eine Änderung der Resonanzfrequenz eines Paars von
piezoelektrischen Elementen zu messen. Sowohl das
Temperaturmeßelement als auch das piezoelektrische Element kann sich mit
der Temperatur und der Zeit verändernde Eigenschaften haben,
welche einen Fehler der Winkelgeschwindigkeitsmessung
verursachen.
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Dies bedeutet, daß dann, wenn keine Drehbewegung auf den
Sensorkörper wirkt, aufgrund der Abweichung von Eigenschaften
zweier Temperaturmeßelemente oder piezoelektrischer Elemente
eine Fehlerausgabe erzeugt wird, und daher muß diese von dem
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal abgeschnitten werden.
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Früher ist, da die Versatzausgabe sich in Abhängigkeit einer
Änderung der Innentemperatur des Winkelgeschwindigkeitssensors
verändert, der Sensorkörper in einer derartigen Art und Weise
stark erhitzt worden, daß seine durch das Temperaturmeßelement
erfaßbare Innentemperatur konstant auf dem vorgegebenen Wert
gehalten werden kann, und dadurch wird ein
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal für einen Wert, welcher dem bei der
vorgegebenen Temperatur verursachten Versatz entspricht,
kompensiert.
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Die oben angegebene Lösung zum Steuern der Temperatur durch
Erhitzen des Sensorkörpers unter Verwendung eines Heizers
verursacht jedoch das Problem, daß die Kompensation des
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignals während der Zeit, die zum
Anstieg der Innentemperatur des Sensorkörpers auf den
vorgegebenen Wert erforderlich ist, nicht durchgeführt werden kann.
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Ein Winkelgeschwindigkeitssensor mit Temperatursteuerung ist
in der JP-A-63 081 269 offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
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In Anbetracht des Vorangegangenen wurde die vorliegende
Erfindung gemacht, um einen Winkelgeschwindigkeitssensor
vorzusehen, welcher in der Lage ist, eine Versatzkompensation eines
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignals unmittelbar ab dem
Beginn der Temperatursteuerung zum Anheben der Innentemperatur
des Sensorkörpers und Konstanthalten auf dem vorgegebenen Wert
durchzuführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches einen praktischen Aufbau
eines Winkelgeschwindigkeitssensors zeigt, in welchem die
vorliegende Erfindung ausgeführt ist.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel des Aufbaus
eines Gasfluß-Winkelgeschwindigkeitssensors darstellt.
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Fig. 3 zeigt einen abgelenkten Zustand eines Gasstroms, wenn
eine Winkelgeschwindigkeit auf den
Winkelgeschwindigkeitssensorkörper wirkt.
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Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer elektrischen
Widerstandsbrükkenschaltung, bestehend aus einem Paar von Hitzedrähten.
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Fig. 5 zeigt eine repräsentative
Temperatur-Widerstand-Charakteristik von jedem der beiden Hitzedrähte.
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Fig. 6 zeigt eine Anstiegscharakteristik einer Innentemperatur
des Sensorkörpers.
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Fig. 7 zeigt eine Charakteristik eines Versatzwertes in
Abhängigkeit des Temperaturanstiegs in einem Sensorkörper.
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Fig. 8 zeigt eine Versatz-Temperatur-Charakteristik während
des Temperaturanstiegs.
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Fig. 9 zeigt eine Charakteristik eines
Versatzveränderungszustands für eine Periode vom Beginn des Temperaturanstiegs bis
zu der Zeit, zu der sich die Temperatur schließlich bei dem
vorgegebenen Wert stabilisiert.
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Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, welches einen fortschreitenden
Arbeitsvorgang zur Versatzkompensation während einer Periode
vom Beginn des Temperaturanstiegs bis zu der Zeit, zu der sich
die Temperatur schließlich bei dem vorgegebenen Wert
stabilisiert, zeigt.
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In den Zeichnungen ist 1 eine Signalverarbeitungseinrichtung,
2 ist ein Sensorkörper, 3 ist eine Heizerantriebsschaltung, 4
ist ein Geschwindigkeitssensor, 5 ist ein nicht-flüchtiger
Speicher, 15 ist eine Pumpenkammer, 18 ist eine Düsenöffnung,
21a, 21b sind Hitzedrähte, 24 ist ein Thermostat, 25 ist ein
Hitzedraht und 26 ist ein Temperaturmeßelement.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Um die oben angegebenen Zwecke zu erreichen, sieht die
vorliegende Erfindung einen Winkelgeschwindigkeitssensor vor,
welcher eine Tabelle umfaßt, die eine Reihe vorgegebener Werte
von temperaturbezogenen Versätzen enthält, und welche für die
Zeitdauer des Temperaturanstiegs in seinem Körper aus der
Tabelle eine Reihe von Versatzwerten ausliest, welche dem
Temperaturanstieg in seinem Körper entsprechen, und die
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignale für die entsprechenden
Versatzwerte kompensiert.
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Ferner ist die Erfindung ebenso darauf gerichtet, einen
Winkelgeschwindigkeitssensor vorzusehen, welcher in der Lage ist,
konstant einen optimalen Versatzwert zu erhalten, welcher zur
Kompensation des Winkelgeschwindigkeitserfassungsignals mit
geeigneter Berücksichtigung der Variation des Versatzwerts
beim Altern des Sensors zu verwenden ist.
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Mit Bezug auf die Figuren wird eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wie folgt detailliert beschrieben:
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Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Körperaufbaus eines Gasfluß-
Winkelgeschwindigkeitssensors, in welchem die vorliegende
Erfindung ausgeführt ist.
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Wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein Gehäuse 8 ein Zylinder,
dessen eines Ende geschlossen ist und dessen anderes Ende mit
einem Flansch 9 offen ist. Das Gehäuse 8 weist an seiner
Innenumfangsfläche drei nach innen hervorstehende und in
Längsrichtung langgestreckte, gleichmäßig voneinander beabstandete
Streifen auf, um einen Gasdurchlaß 10 in der axialen Richtung
zwischen den hervorstehenden Streifen und einem
Körperabschnitt 11 zu bilden, welcher gegen die hervorstehenden
Streifen des Gehäuses 8 anliegt.
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Der Körperabschnitt 11, welcher in dem Gehäuse 8 angeordnet
ist, besteht aus einem Halter 12, einem Halsabschnitt 13 und
einem Zylinder 14. Der Halter 12 dient zum Abdichten von in
das Gehäuse 8 eingefülltem Gas. Eine Pumpenkammer 15 ist in
dem Halter 12 gebildet, um darin eine Membranpumpe
aufzunehmen, welche aus einer Piezoplatte 16 aufgebaut ist. Durch den
Betrieb dieser Pumpe wird das Gas durch ein Auslaßloch 17 in
den Gasdurchlaß 10 gepumpt.
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Das dem Gasdurchlaß 10 zugeführte Gas wird unter Druck
gesetzt, um in einem laminaren Strom in einen Sensorraum 20
eingelassen zu werden, welcher in einem zylindrischen Abschnitt
14 durch eine Düsenöffnung und eine Mehrzahl von
gasstromführenden Öffnungen 19, welche um die Düsenöffnung gebildet sind,
gebildet ist, und dann strömt es durch zwei Hitzedrähte in
einen vorderen Teil des Sensorraums und strömt in die
Pumpenkammer 15 zurück, von welcher das Gas wieder in den
Gasdurchlaß 10 ausgepumpt wird, um den oben erwähnten Kreislauf zu
wiederholen.
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Der Flansch 9 des Gehäuses 8 trägt eine Schaltungsplatte 22,
auf welcher eine Widerstandsbrückenschaltung, ein Verstärker,
eine elektrische Energieversorgungsschaltung usw. angebracht
sind. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 23 einen
Tragezylinder zum Tragen des Sensorkörpers.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, sind zwei Hitzedrähte 21a und 21b
symmetrisch um eine Achslinie 0-0 der Düsenöffnung 18
angeordnet. Das in den Gasdurchlaß durch die Düsenöffnung 18
eingelassene Gas strömt gerade entlang des Weges 0-0, um
gleichmäßig auf die Hitzedrähte 21a und 21b aufzutreffen, was diesen
eine gleichmäßige Abstrahlung gibt, wenn keine laterale
Winkelgeschwindigkeit "ω" auf den Sensorkörper wirkt.
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Wenn eine laterale Winkelgeschwindigkeit "ω" auf den
Sensorkörper wirkt, wird der in den Gasdurchlaß durch die
Düsenöffnung 18 eingelassene Gasstrom auf eine Seite um einen der
wirkenden Kraft entsprechenden Winkel abgelenkt, wie in Fig. 3
mit einer gestrichelten Linie dargestellt, so daß am Ort der
Hitzedrähte 21a und 21b ein Betrag einer Ablenkung "ε" des
Gasstroms von der Achslinie 0-0 erzeugt wird, und daher hat
der Gasstrom deutlich mehr Kontakt mit dem Hitzedraht 21, um
eine Differenz der den jeweiligen Hitzedrähten 21a und 21b
gegebenen Wärmeabstrahlungen zu erzeugen.
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Ein einer Differenz zwischen temperaturempfindlichen Ausgaben
der beiden Hitzedrähte 21a und 21b aufgrund der
Abstrahlungsdifferenz entsprechendes Signal wird durch die
Widerstandsbrückenschaltung abgenommen (siehe Fig. 4), welche zusammen
mit den beiden Hitzedrähten 21a und 21b und dem Verstärker
gebildet ist, und es wird dazu verwendet, daraus eine Richtung
und eine Größe der Winkelgeschwindigkeit "ω", welche auf den
Sensorkörper wirkt, aus seiner Polarität bzw. seiner Amplitude
zu bestimmen.
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Es ist möglich, eine Änderung einer Bewegungsrichtung eines
bewegbaren Körpers durch Integration der erfaßten Werte "ω"
der Winkelgeschwindigkeit während der Zeit der Bewegung des
bewegbaren Körpers zu bestimmen.
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Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Widerstandsbrückenschaltung,
welche Standardwiderstände "Ra" und "Rb" mit bekannten
Widerständen umfaßt, sowie eine stabilisierte
Spannungsversorgungseinheit "E" und einen Verstärker "AMP".
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Bei einem derart aufgebauten
Gasfluß-Winkelgeschwindigkeitssensor können, da es äußerst schwierig ist, zwei Hitzedrähte
21a und 21b mit gleicher Widerstand-Temperatur-Charakteristik
herzustellen, die Hitzedrähte unterschiedliche
Charakteristiken aufweisen, wie in Fig. 5 dargestellt. Dementsprechend kann
die Brückenschaltung aufgrund einer Änderung der Temperatur in
dem Sensorkörper und/oder des Alterns, selbst wenn keine
Winkelgeschwindigkeit auf den Sensorkörper wirkt, unausgeglichen
sein, und dadurch erzeugt sie eine Ausgabe, welche einen in
einem Winkelgeschwindigkeitserfassungsignal enthaltenen
Fehler verursacht.
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Um dies zu vermeiden, ist, wie in Fig. 2 dargestellt, der
Sensorkörper in einem Thermostaten 24 angeordnet und wird durch
Heizdrähte 25, welche spiralartig um das Gehäuse 8 und den
Tragezylinder 23 gewunden sind, unter einer derartigen
Tempertursteuerung stark erhitzt, daß die Innentemperatur des
Sensorkörpers, welche durch ein Temperaturmeßelement 26 erfaßt
wird, konstant auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird.
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Der Winkelgeschwindigkeitssensors, dessen Temperatur auf dem
vorgegebenen Wert gehalten ist, überschreibt seinen Speicher
mit einer neuen Ausgabe als einen Versatzwert jedesmal dann,
wenn der bewegbare Körper stoppt, und kompensiert sein während
sich der bewegbare Körper bewegt ausgegebenes
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal unter Verwendung des in dem Speicher
gespeicherten Versatzwertes.
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Durch Anwenden der oben angegebenen Kompensationsmittel wird
es möglich, eine Winkelgeschwindigkeit "ω" ohne Beeinflussung
durch eine externe Temperaturänderung und ein Altern präzise
zu erfassen, wenn der bewegbare Körper seine Bewegungsrichtung
ändert.
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Ein derart aufgebauter Winkelgeschwindigkeitssensor ist gemäß
der vorliegenden Erfindung ferner mit einem
Versatzkompensationsmittel versehen, bei welchem, da die
Temperaturcharakteristik von Versatzwerten für die Periode vom Beginn der
Stromzufuhr zu den Heizdrähten 25 bis zu dem Zeitpunkt, in dem die
Temperatur in dem Sensorkörper den vorgegebenen Wert erreicht,
reproduzierbar ist, die temperaturveränderlichen Versatzwerte
während sich der bewegbare Körper geradlinig bewegt oder
stoppt und keine Winkelgeschwindigkeit auf den Sensorkörper
wirkt vorher in die Tabelle (Speicher) geschrieben werden, von
welcher der Versatzwert, welcher der durch das
Temperaturmeßelement 26 erfaßten Temperatur entspricht, ausgelesen wird, um
das Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal, das ausgegeben
wird, bevor die Innentemperatur des
Winkelgeschwindigkeitssensorkörpers auf den vorgegebenen Wert ansteigt, zu
kompensieren.
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Fig. 7 zeigt die Charakteristik des Signalversatzes als eine
Funktion der Zeit bei einer auf den vorgegebenen Wert
ansteigenden Temperatur.
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Fig. 8 zeigt die Charakteristik des Signalversatzes als eine
Funktion der Temperatur, wenn letztere auf den vorgegebenen
Wert ansteigt.
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Daher kann der Winkelgeschwindigkeitssensors gemäß der
vorliegenden Erfindung jede Winkelgeschwindigkeit "ω" des Mediums
bei einer Änderung der Bewegungsrichtung des bewegbaren
Körpers
für die Zeitdauer vom Moment des Beginns der Stromzufuhr
zu den Hitzedrähten bis zu dem Moment, in dem die Temperatur
in dem Sensorkörper den vorgegebenen Wert erreicht, durch
Kompensieren des temperatur- und zeitveränderlichen Versatz es
unter Verwendung der Tabelle präzise erfassen.
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Fig. 1 zeigt ein Aufbaubeispiel einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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In Fig. 1 umfaßt eine Signalverarbeitungseinrichtung 1 einen
Mikrocomputer, welcher durch Lesen eines
Temperaturerfassungssignals T von dem Temperaturmeßelement 26, das in dem
Winkelgeschwindigkeitssensorkörper 2 angebracht ist, ein
Steuersignal CS zum Steuern einer Antriebsschaltung 3 der Heizdrähte
25 erzeugt, um die erfaßte Temperatur auf den vorgegebenen
Wert einzustellen.
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Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 liest ferner ein
Geschwindigkeitserfassungsignal "v" von einem
Geschwindigkeitssensor 4 zum Erfassen einer Bewegungsgeschwindigkeit des
bewegbaren Körpers, um zu erfassen, ob der bewegbare Körper sich
bewegt oder anhält, und erstellt durch Lesen eines
Ausgabesignals T des Winkelgeschwindigkeitssensors und eines
Temperaturerfassungssignals T während er anhält die Tabelle von
Versatzwerten und speichert diese Tabelle in einem
nicht-flüchtigen Speicher 5.
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Jedesmal dann, wenn der bewegbare Körper anhält, nachdem die
Innentemperatur den vorgegebenen Wert erreicht hat, bestimmt
die Signalverarbeitungseinrichtung 1 einen Versatzwert aus dem
Ausgabesignal T und überschreibt in dem Speicher 5 den
gespeicherten Versatzwert mit dem erhaltenen Versatzwert.
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Ferner liest die Signalverarbeitungseinrichtung 1 aus dem
Tabellenspeicher 5 den während der Zeit, während der die
Temperatur
ansteigt, dem Temperaturerfassungssignal T
entsprechenden Versatzwert und ebenso den Versatzwert, nachdem die
Temperatur den vorgegebenen Wert erreicht hat, aus, und erzeugt ein
Winkelgeschwindigkeitssignal T', welches für den Versatzwert
durch Subtrahieren des Versatzwertes von dem
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal T kompensiert ist, welches von dem
Winkelgeschwindigkeitssensorkörper 1 erhalten wird, wenn der
bewegbare Körper sich bewegt.
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Die vorliegende Erfindung sieht ferner vor, daß, da der
Versatzwert mit seiner gering abfallenden Charakteristik
unmittelbar bevor die Innentemperatur des Sensorkörpers den
vorgegebenen Wert T2 erreicht stabilisiert ist, wie in den Fig. 6
bis 8 gezeigt, die temperaturveränderlichen Versatzwerte für
eine bestimmte Zeitdauer direkt bevor der Sensorkörper die
vorgegebene Temperatur erreicht häufiger genommen werden, um
die in dem Speicher zu speichernde Kompensationstabelle
anzureichern.
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In der Praxis bedeutet dies, daß in dem Fall, in dem die
Temperatur T2 auf 70ºC vorgegeben ist, der
temperaturveränderliche Versatzwert für eine Periode des Temperaturanstiegs bis
65ºC mit einer relativ starken Steigung der charakteristischen
Kurve alle 0,5ºC gemessen wird, und für die Periode des
Temperaturanstiegs über 65ºC bis 70ºC mit einer geringen Steigung
der Charakteristik-Kurve alle 0,1ºC gemessen wird.
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Das Verwenden der oben erwähnten Mittel zum Erstellen der
Kompensationstabelle macht es möglich, eine präzise Kompensation
des Versatzes des Winkelgeschwindigkeitssensors gemäß seiner
praktischen Temperaturanstiegscharakteristik durchzuführen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ferner vorgesehen, der
Datenverarbeitungseinrichtung 1 das Überschreiben der in dem
Speicher 5 gespeicherten Tabelle mit Versatzdaten zu
ermöglichen,
welche von Ausgaben des Winkelgeschwindigkeitssensors
bei durch das Temperaturmeßelement 26 erfaßten Temperaturen
erneut erhalten werden, wenn der bewegbare Körper während des
Vorgangs des Temperaturanstiegs auf den vorgegebenen Wert
anhält, wodurch eine Kompensation jeder Änderung der
Versatzcharakteristiken des Winkelgeschwindigkeitssensors mit der Zeit
bei entsprechenden Temperaturen sichergestellt ist.
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Wenn die Anhaltezeit des bewegbaren Körpers derart kurz ist,
daß das Messen nur in einem begrenzten Bereich des
Temperaturanstiegs durchgeführt werden kann, überschreibt die
Datenverarbeitungseinrichtung einen entsprechenden Teil der Tabelle.
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Um eine höhere Zuverlässigkeit der Daten sicherzustellen, wird
dieses Teilweise-Wiederspeichern in einer derartigen Weise
durchgeführt, daß ein gegebener Anteil einer Differenz
zwischen dem vorhergehenden (gespeicherten) Wert und dem neu
erhaltenen Wert bestimmt wird und zu dem neu erhaltenen Wert
addiert oder von diesem subtrahiert wird, und das Ergebnis der
Berechnung wird als ein neuer Versatzwert in die Tabelle
geschrieben, wobei zur gleichen Zeit der vorhergehende Wert
gelöscht wird.
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In diesem Fall ist es z.B. möglich, einen Mittelwert des
vorhergehenden und des momentanen Versatzwertes zu erhalten und
den vorhergehenden Wert durch den Mittelwert zu ersetzen.
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Wenn die Anhaltezeit des bewegbaren Körpers lang genug ist,
eine Datenerfassung über den gesamten Bereich des
Temperaturanstiegs durchzuführen, überschreibt die
Datenverarbeitungseinrichtung die Tabelle mit den neu erhaltenen Daten
bedingungslos.
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Die Anwendung der oben genannten Mittel zum Überschreiben der
Tabelle macht es möglich, die Versatzkompensation der
Winkelerfassungssignale
T unter Verwendung der kontinuierlich
wiedergespeicherten Tabelle durchzuführen, ohne durch das Altern
des Winkelgeschwindigkeitssensors beeinflußt zu werden.
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Wenn der Winkelgeschwindigkeitssensors betrieben wird, nachdem
er für eine lange Zeit in einem unbenutzten Zustand gewesen
ist, können sich die in der Tabelle gespeicherten Versatzwerte
aufgrund des Alterns des Winkelgeschwindigkeitssensors
deutlich von den momentanen Werten unterscheiden.
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Daher ist es nicht bevorzugt, die Versatzwerte direkt durch
die neuen, beim ersten Anhalten des bewegbaren Körpers,
nachdem die Temperatur in dem Winkelgeschwindigkeitssensorkörper
den vorgegebenen Wert erreicht hat, zu verändern, da die
Kompensation um einen großen Betrag stark verändert werden kann
und die Temperatur in dem Moment, direkt nachdem die
Temperatur auf den vorgegebenen Wert T2 angestiegen ist, noch nicht
stabilisiert ist, und daher der zu diesem Zeitpunkt erhaltene
Versatzwert unstabil sein kann.
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Daher sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die
Datenverarbeitungseinrichtung 1 die Versatzkompensation der
Ausgabesignale des Winkelgeschwindigkeitssensors unter Verwendung der
in der Tabelle gesetzten Werte bei entsprechenden Temperaturen
für eine bestimmte Zeitdauer (von ungefähr 30 Sekunden),
welche zum Stabilisieren der Temperatur in dem
Winkelgeschwindigkeitssensorkörper auf den vorgegebenen Wert T2 erforderlich
ist, nachdem letztere erreicht worden ist, durchführt, und für
eine bestimmte Pufferperiode (z.B. von ungefähr 3 Minuten)
nach dem Beenden des Temperaturanstiegs (d.h. die
Stabilisierungsperiode ist abgelaufen) unter Verwendung eines sich
allmählich mit der Zeit verändernden Versatzwertes durchführt,
der aus den in einem gegebenen Zeitintervall (von z.B. 0,5
Sekunden) genommenen Versatzwerten und den älteren
Versatzwerten, welche in dem Speicher gespeichert sind, berechnet wird,
um eine allmähliche Verringerung der Differenzen zwischen den
vorhergehenden und den momentanen Werten sicherzustellen.
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In dem oben angegebenen Fall wird eine Verringerungsrate der
Differenz zwischen dem neu erhaltenen Versatzwert Ot und dem
vorher gespeicherten Versatzwerten Oo nach jeder Meßzeit
erhöht, um eine lineare Charakteristik I des zeitveränderlichen
Versatzwertes zu erhalten, wie in Fig. 9 dargestellt.
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In Fig. 9 ist t1 ein Moment, bei dem die Temperatur den
vorgegebenen Wert erreicht, t2 ist ein Moment des Beendens des
Temperaturanstieg-Vorgangs, W1 ist eine Periode des
Temperaturanstiegs, und W2 ist eine Pufferperiode.
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Wenn der Versatzwert sich in einem Moment t3 vollkommen über
den vorhergehenden Versatzwert Ot verändert hat, wird die
danach erhaltbare Kompensation von Signalen unter Verwendung des
Versatzwertes Oo durchgeführt, bis der bewegbare Körper das
nächste mal anhält.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die
Datenverarbeitungseinrichtung 1 für eine bestimmte Periode (von ungefähr 20
Minuten), welche nötig ist, um den Winkelgeschwindigkeitsssensor
nach dem Beenden des Temperaturanstiegs zu einem vollkommen
stabilisierten Betrieb zu bringen, die Versatzkompensation
unter Verwendung eines modifizierten Versatzwertes durch,
welcher dadurch berechnet wird, daß der gegebene Anteil der
Differenz zwischen dem momentanen und dem vorhergehenden
Versatzwert zu dem momentanen Versatzwert, welcher erhalten wird,
wenn der bewegbare Körper anhält, addiert oder von diesem
subtrahiert wird. In diesem Fall wird der vorhergehende, in dem
Speicher 5 gespeicherte Wert zum Zeitpunkt des Schreibens des
modifizierten Versatzwertes gelöscht. Der Anteil der Differenz
zwischen dem vorhergehenden und dem momentanen Versatzwert
kann zeitveränderlich sein, bis der bewegbare Körper anhält.
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Wie z.B. in Fig. 9 dargestellt, wird, wenn der bewegbare
Körper zum Zeitpunkt t4 während der Periode W3, welche dazu
erforderlich ist, den Winkelgeschwindigkeitssensors nach dem
Beenden des Temperaturanstiegs in den vollkommen
stabilisierten Betriebszustand zu bringen, zum ersten mal anhält ein
Versatzwert O&sub1; erhalten, und 50% der Differenz zwischen dem Wert
O&sub1; und dem vorhergehenden Wert O&sub0; werden zu diesem addiert, um
einen modifizierten Versatzwert O&sub1;' zu erhalten, für den das
Winkelgeschwindigkeitserfassungsignal kompensiert wird.
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Wenn der bewegbare Körper zu einem Zeitpunkt t5 das nächstemal
anhält, wird ein Versatzwert O&sub2; erhalten, und in Anbetracht
einer beträchtlichen Zeit, welche seit dem Anfang vergangen
ist, werden 20 % der Differenz zwischen dem Wert O&sub2; und dem
vorhergehenden Versatzwert O&sub0; zu diesem addiert, um einen
modifizierten Versatzwert O&sub2;' zu erhalten, welcher zur Kompensation
des Winkelgeschwindigkeitserfassungssignals zu verwenden ist.
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Wenn der bewegbare Körper in einem Zeitpunkt t6 nach der
Periode W3 anhält, erhält die Datenverarbeitungseinrichtung 1
einen Versatzwert O&sub3;, und unter der Annahme, daß der
Winkelgeschwindigkeitssensor in dem vollkommen stabilisierten Zustand
arbeitet und daher der erhaltene Versatzwert schließlich der
stabilisierte ist, speichert sie direkt den Versatzwert O&sub3; in
dem Speicher 5 ab und kompensiert das
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal für den Versatzwert O&sub3;, welcher in dem
Speicher 5 gespeichert ist.
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Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, sanft
von der Versatzkompensation während des Temperaturanstiegs
unter Verwendung der Tabelle zu der Versatzkompensation unter
Verwendung der praktischen Versatzwerte überzugehen, welche
jedesmal dann erhaltbar sind, wenn der bewegbare Körper nach
dem Beenden des Temperaturanstiegs anhält.
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Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer Verarbeitung für die
Versatzkompensation während der Periode vom Temperaturanstieg bis
zum stabilisierten Betrieb des Winkelgeschwindigkeitssensors.
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Wie aus der vorhergehenden Beschreibung klar wird, bietet der
Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß der vorliegenden Erfindung
den Vorteil, daß, da die Temperatur in dem Sensorkörper durch
die Verwendung eines Heizmittels derart gesteuert werden kann,
daß sie immer auf dem vorgegebenen Wert ist, und ein
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal präzise für einen
temperaturveränderlichen Versatz kompensiert werden kann, sogar in der
Periode des Temperaturanstiegs auf den vorgegebenen Wert unter
Verwendung der die bei entsprechenden Temperaturen optimal
gesetzten Versatzwerte enthaltenden Tabelle die auf den
Sensorkörper wirkende Winkelgeschwindigkeit direkt von dem
Zeitpunkt, in dem die Temperatur in dem Sensorkörper auf den
vorgegebenen Wert anzusteigen beginnt, mit hoher Genauigkeit
gemessen werden kann.
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Ein weiterer Vorteil des Winkelgeschwindigkeitssensors gemäß
der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß optimale
Versatzwerte mit ausreichender Berücksichtigung der möglichen
zeitveränderlichen Charakteristik des Sensors erhalten werden
können, wodurch das Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal
präzise kompensiert werden kann, ohne durch das Altern des
Sensors beeinflußt zu werden.
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Die oben beschriebene Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt
werden:
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Ein Winkelgeschwindigkeitssensor gemäß der vorliegenden
Erfindung, worin eine Innentemperatur des Sensorkörpers durch einen
Temperatursensor gemessen wird und derart eingestellt wird,
daß sie einem vorgegebenen Wert gleich ist; ein Versatzwert
wird aus einer Ausgabe des Winkelgeschwindigkeitssensors bei
der vorgegebenen Innentemperatur erhalten, wenn keine
Winkelgeschwindigkeit auf diesen wirkt, und ein
Winkelgeschwindigkeitssignal bei der vorgegebenen Temperatur wird für den
erhaltenen Versatzwert kompensiert; und ferner wird ein
Winkelgeschwindigkeitserfassungssignal, welches erhalten wird, bevor
die Innentemperatur den vorgegebenen Wert erreicht, für einen
Versatzwert kompensiert, der auf der Grundlage eines aus einer
Speichertabelle ausgelesenen Wertes bestimmt wird, welche die
sich mit der Innentemperatur des Sensorkörpers verändernden
charakteristischen Versatzwerte speichert.