Beschreibung

Titel

Vorrichtung zum Fallschutz von Drehratensensoren

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einem Drehratensensor und mit wenigstens einem Beschleunigungssensor.

Mikromechanische Drehratensensoren, die auf Basis des Corrioliseffekts funktionieren, enthalten prinzipbedingt schwingende Strukturen. Bei Falltests (Standard: 1.5m Fall auf Betonoberfläche) oder anderen unvorhergesehenen Beschleunigungen können möglicherweise die mikromechanischen Strukturen zerstört werden, beispielsweise durch Bruch von Aufhängefedern oder Schwingfedern.

Offenbarung der Erfindung

VORTEILE DER ERFIN DUNG

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einem Drehratensensor und mit wenigstens einem Beschleunigungssensor. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung ein Steuerungsmittel aufweist, mittels dessen der Drehratensensor abhängig von einer mit dem Beschleunigungssensor gemessenen Beschleunigung steuerbar ist. Vorteilhaft kann hierdurch der Drehratensensor bei einem Fall oder Stoß oder sonstigen Beschleunigungen, die außerhalb der zulässigen Betriebsparameter liegen, vor Beschädigungen geschützt werden.

Vorteilhaft ist, dass der Drehratensensor eine mit einem Antrieb versehene Schwingstruktur aufweist und der Antrieb und mittels des Steuerungsmittels

steuerbar ist. Vorteilhaft ist insbesondere, dass der Antrieb mittels des Steuerungsmittels abschaltbar ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mittels des Steue- rungsmittels eine Verriegelung beweglicher Teile, insbesondere der Schwingstruktur, des Drehratensensors betätigbar ist.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Vorrichtung in Mikrosystemtechnik ausgeführt ist. Vorteil haft ist dabei, dass der Drehratensensor, sowie der Beschleunigungs- sensor oder auch das Steuerungsmittel auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat angeordnet sind.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung mehrere Beschleunigungssensoren, beispielsweise für unterschiedliche Messbereiche oder Sensierungsrichtungen für die ver- schiedenen Raumrichtungen auf.

Durch einen zusätzlichen Sensor, wie beispielsweise einen dreiachsigen Beschleunigungssensor kann vorteilhaft ein Fall detektiert werden und Maßnahmen im Drehratensensor zur Steigerung der Robustheit getroffen werden. So könnte z.B. der Antrieb der Schwingstruktur abgeschaltet werden oder der Schwinger in eine bestimmte Position elektrostatisch gezogen werden oder eine Verriegelung des Sensors erfolgen.

ZEICHNUNG

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Drehratensensor, Beschleunigungssensor und Steuerungsmittel.

AUSFü HRUNGSBEISPIEL

Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Drehratensensor, Beschleunigungssensor und Steuerungsmittel. Dargestellt ist

eine Vorrichtung 1, die einen Beschleunigungssensor 10 und einen Drehratensensor aufweist. Der Beschleunigungssensor 10 ist in der Nähe des Drehratensensors 20 angeordnet, so dass er im wesentlichen Beschleunigungen misst, die auch der Drehratensensor 20 erfährt. Ein Sensorsignal des Beschleunigungssensors wird einem Steuerungsmittel 30 zugeführt. Im

Steuerungsmittel 30 wird aus dem Sensorsignal ein Steuersignal generiert, welches dem Drehratensensor 20 zugeführt wird. Das Steuerungsmittel 30 kann als elektronische Schaltung ausgeführt sein. In dieser schematischen Darstellung ist es als eigenständige Einheit vorgeschlagen. Das Steuerungsmittel 30 kann jedoch auch ein Bestandteil des Beschleunigungssensors 10, beispielsweise

Bestandteil von dessen Auswerteschaltung sein. Das Steuerungsmittel 30 kann auch Bestandteil des Drehratensensors 20, beispielsweise von dessen Antriebsschaltung sein. Schließlich können auch Beschleunigungssensor 10, Drehratensensor 20 und Steuerungsmittel 30 auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat vorgesehen sein, wobei mikromechanische Strukturen für den

Beschleunigungssensor 10 und den Drehratensensor 20 und beispielsweise gemeinsame elektronische Schaltungen, die auch das Steuerungsmittel 30 beinhalten, auf dem Halbleitersubstrat 40 vorgesehen sind.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein dreiachsiger

Beschleunigungssensor 10 im gleichen M EMS Herstellungsprozess wie der Drehratensensor 20 gefertigt werden und somit auf einem Chip 40 oder auch als Sensor Cluster hergestellt werden.