DE69102312T2 - Winkelgeschwindigkeitsmessaufnehmer. - Google Patents

Winkelgeschwindigkeitsmessaufnehmer.

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ein Winkelgeschwindigkeitssensor mit Temperatursteuerung ist in der JP-A-63 081 269 offenbart.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • 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
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches einen praktischen Aufbau eines Winkelgeschwindigkeitssensors zeigt, in welchem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist.
  • Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel des Aufbaus eines Gasfluß-Winkelgeschwindigkeitssensors darstellt.
  • Fig. 3 zeigt einen abgelenkten Zustand eines Gasstroms, wenn eine Winkelgeschwindigkeit auf den Winkelgeschwindigkeitssensorkörper wirkt.
  • Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer elektrischen Widerstandsbrükkenschaltung, bestehend aus einem Paar von Hitzedrähten.
  • Fig. 5 zeigt eine repräsentative Temperatur-Widerstand-Charakteristik von jedem der beiden Hitzedrähte.
  • Fig. 6 zeigt eine Anstiegscharakteristik einer Innentemperatur des Sensorkörpers.
  • Fig. 7 zeigt eine Charakteristik eines Versatzwertes in Abhängigkeit des Temperaturanstiegs in einem Sensorkörper.
  • Fig. 8 zeigt eine Versatz-Temperatur-Charakteristik während des Temperaturanstiegs.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • Mit Bezug auf die Figuren wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie folgt detailliert beschrieben:
  • Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Körperaufbaus eines Gasfluß- Winkelgeschwindigkeitssensors, in welchem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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".
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Fig. 7 zeigt die Charakteristik des Signalversatzes als eine Funktion der Zeit bei einer auf den vorgegebenen Wert ansteigenden Temperatur.
  • Fig. 8 zeigt die Charakteristik des Signalversatzes als eine Funktion der Temperatur, wenn letztere auf den vorgegebenen Wert ansteigt.
  • 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.
  • Fig. 1 zeigt ein Aufbaubeispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer Verarbeitung für die Versatzkompensation während der Periode vom Temperaturanstieg bis zum stabilisierten Betrieb des Winkelgeschwindigkeitssensors.
  • 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.
  • 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.
  • Die oben beschriebene Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden:
  • 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.

Claims (6)

1. Winkelgeschwindigkeitssensor, welcher in der Lage ist, eine auf seinen Körper wirkende Winkelgeschwindigkeit elektrisch zu erfassen, umfassend
ein Temperatursteuermittel zum Erfassen einer Innentemperatur des Sensorkörpers durch die Verwendung eines Temperaturmeßelements und zum Einstellen der Innentemperatur auf einen vorgegebenen Wert;
ein Versatz-Kompensationsmittel zum Erhalten eines Versatzwertes aus einer Ausgabe des Sensors, welcher die vorgegebene Temperatur aufweist, wenn keine Winkelgeschwindigkeit auf diesen wirkt, und zum Kompensieren eines Winkelgeschwindigkeitserfassungssignals, welches bei der vorgegebenen Temperatur in dem Sensorkörper erhalten wird, für den Versatzwert; und ein weiteres Versatzkompensationsmittel zum Auslesen eines Versatzwertes aus einer Tabelle, welche Versatzdaten speichert, gemäß einer durch das Temperaturmeßelement erfaßten Temperatur, während die Temperatur in dem Winkelgeschwindigkeitssensor auf den vorgegebenen Wert ansteigt, und zum Kompensieren des Winkelgeschwindigkeitserfassungssignals für den aus der Tabelle erhaltenen Versatzwert.
2. Winkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturveränderliche Versatzwert in einem bestimmten Bereich des Temperaturanstiegs unmittelbar bevor die Temperatur den vorgegebenen Wert erreicht öfter gemessen wird.
3. Winkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel vorgesehen ist zum Erhalten von sich mit der Temperatur verändernden Versatzwerten aus der Ausgabe des Sensors, wenn keine Winkelgeschwindigkeit auf den Sensorkörper wirkt, und zum Überschreiben der Tabelle mit den erhaltenen Werten.
4. Winkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel vorgesehen ist zum Erhalten eines Versatzwertes aus einer Ausgabe des Winkelgeschwindigkeitssensors in einem Teilbereich des Temperaturanstiegs, wenn keine Winkelgeschwindigkeit auf den Sensorkörper wirkt, zum Berechnen eines gegebenen Anteils einer Differenz zwischen dem erhaltenen Versatzwert und dem erneut abgespeicherten Versatzwert in dem gleichen Temperaturbereich, und zum Überschreiben des in der Tabelle gespeicherten Wertes durch den durch Addieren oder Subtrahieren des gegebenen Anteils der Differenz zu oder von dem erhaltenen Versatzwert erhaltenen Wert.
5. Winkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper an einem bewegbaren Körper anbringbar ist und ein Versatzwert erhaltbar ist, während der bewegbare Körper anhält.
6. Winkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Versatzkompensation dann, wenn die Temperatur in dem Winkelgeschwindigkeitssensor den vorgegebenen Wert erreicht, unter Verwendung eines vorher bei dem vorangehenden Anhalten des bewegbaren Körpers erhaltenen Versatzwertes durchgeführt wird, und die nachfolgende Versatzkompensation unter Verwendung eines Wertes durchgeführt wird, welcher derart bestimmt wird, daß ein gegebener Anteil einer Differenz zwischen einem neuerlich erhaltenen Versatzwert bei einem nachfolgenden Anhalten des bewegbaren Körpers zu dem vorher erhaltenen Versatzwert addiert oder von diesem subtrahiert wird.
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