加速度检测装置和加速度检测方法

专利名称：加速度检测装置和加速度检测方法
技术领域：
本发明总体涉及检测加速度的装置和检测加速度的方法的技术领域。更 具体地说，本发明涉及校正车辆检测加速度中的误差。
背景技术：
在传统加速度检测装置中，通过每次停车时求得检测加速度值的平均值 以及将该平均值(加速度传感器的零点漂移)加入至当前检测加速度值或者 从当前检测加速度值减去该平均值来实现加速度传感器的零点校正(参见例 如，日本未审公开专利申请No. 7-159438 )。因此，零点校正有助于消除坡 路对加速度传感器的影响。
鉴于上述情况，本领域技术人员从本公开内容可知需要校正车辆加速度 传感器的漂移误差等。本发明解决本领域的这一需求以及其他需求，本领域 技术人员从本公开内容中可清楚地得知。

发明内容
但是，已经发现由于上述传统技术采用停车时测得的检测加速度值，所 以可能产生一个问题，即在坡路上频繁停车的情况下，诸如家用停车空间处 于斜面上，不可能正确地检测漂移量。因此，零点校正的精确度可能很差。 因此，鉴于上述问题，本发明的一个目的是改善检测加速度的精度。 为了实现本发明的上述目的，提供一种用于检测车辆加速度的加速度检 测装置，该装置基本上包括计算单元和校正单元。该计算单元根据检测加速 度传感器输出值计算车辆每行驶规定距离时的平均加速度传感器输出值。该 校正单元根据所述平均加速度传感器输出值校正当前加速度传感器输出值。
因此，加速度检测装置有助于校正由于坡路和交通状况的影响造成的加速度 传感器的误差。
本领域技术人员将通过下述详细说明清楚地了解本发明的这些和其他 目的、特征、方面和优势，下述详细说明结合附图公开了本发明的优选实施 例。


现在参照构成本公开内容的一部分的附图
图l是具有装配有根据一项实施例的加速度检测装置的中性控制装置的
车辆传动系的系统示意图2是描述容纳在根据图1所示实施例的发动机控制器(ECU)中的加 速度检测装置的结构的控制方框图3是描述在根据图1所示实施例的加速度检测装置中执行的零点校正 控制处理的流程图4是当加权系数"a"变化时G传感器输出值与漂移量之间的关系的 图示；
图5是G传感器输出的波形图，该波形图描述通过平均和校正G传感
器输出值来计算漂移量的方法；
图6A是在早晨交通拥堵时行驶上坡的车辆的示意图； 图6B是在夜间交通通畅时行驶下坡的车辆的示意图； 图7是G传感器输出的波形图，描述使用时间采样进行零点校正产生的
问题；以及
图8是G传感器输出的波形图，描述根据图1所示实施例的使用距离采 样进行的零点校正。
具体实施例方式
现在将参照

本发明的选定实施例。本领域技术人员根据本公开 内容可知本发明的实施例的下述说明仅仅是示例性的，并不是为了限制本发明。
首先参照图1,系统结构图描述具有中性控制装置的车辆传动系，该中 性控制装置在本发明第 一 实施例中实现为加速度检测装置。该车辆传动系基
本上包括车载发动机l、连接至发动机l的自动变速器2以及连接至自动变 速器2的输出轴3。发动机1的旋转输出经过自动变速器2的规定修改，然
后从输出轴3输出。该车辆装配有发动机控制器(ECU) 4和自动变速器控 制器(ATCU) 5,用于根据随后讨论的各种类型传感器的各种检测值控制发 动机1和自动变速器2等。这两个控制器4和5连接成能够相互通信并且构 成中性控制装置。
车辆装配有各种车载传感器，诸如油门位置传感器6、制动开关7、车 速传感器8、加速度传感器(G传感器)9、档位传感器10等。
油门位置传感器6将油门位置信号输出至发动机控制器4。制动开关7 将制动开关信号输出至发动机控制器4以表示是否已经下压制动(未示出) 踏板以向车轮施加制动力。车速传感器8根据由设置于车轮的轮速传感器确 定的车轮的转速检测车辆的驱动速度(车速)，并且将车速信号输出至发动 机控制器4。 G传感器9检测作用在车辆上的加速度并且将加速度信号输出 至发动机控制器4。档位传感器10检测自动变速器2的档位位置并且将档位 位置信号输出至自动变速器控制器5。
当自动变速器2的档位位置处于向前驱动的位置、没有下压油门踏板、 通过下压制动踏板而停车，以及道路梯度没有超过规定角度时，车辆被认为 是处于由图1所示的中性控制装置(例如，发动机控制器4和自动变速器控 制器5)进行中性控制的中性状态。在由中性控制装置进行中性控制期间， 车辆开始移动时接合的自动变速器2的离合器(接合元件)2a将被释放，使 得可在车辆处于中性状态下执行中性控制。车速传感器8构成车辆停止状态 确定单元，该单元用以确定车辆当前是否停止。车速传感器8也构成驱动状 态确定单元，该单元确定车辆当前是否被驱动。
具体地说，在下述情况下，中性控制装置将执行中性控制，即档位传感 器10的档位位置信号表示向前驱动位置，油门位置传感器6的油门位置信 号为零，制动开关7的制动开关信号处于开启(表示制动踏板被压下)，车 速传感器8的车速信号为规定值(—0 )，以及G传感器9的加速度信号表示 与规定角度的坡路对应的加速度或者更少。在用于执行中性控制的上述条件 中任何条件都不再被满足的时间点，诸如制动开关变为关闭，中性控制装置 将取消中性控制。
图2是描述容纳在所示实施例的发动机控制器4中的加速度检测装置11 的结构的控制方框图。所示实施例的加速度检测装置11具有距离计数器12、
漂移量计算单元13以及零点校正单元14。基本上，在加速度检测装置11
中，求得每车辆行驶规定距离时产生的先前检测加速度传感器输出值的平均 值，根据该平均加速度传感器输出值进行校正。具体地说，求得车辆行驶时 产生的先前加速度传感器输出值的平均值，由此可消除停车时的坡路影响。 加速度传感器输出值的采样期间以距离为基础，由此可消除交通状况的影 响。结果，加速度检测装置11可消除校正当前加速度传感器输出值时的坡 路或交通状况的影响，并且可改善加速度检测装置11的精度。
距离计数器12是对车辆行驶距离进行计数的计数器并且每车辆行驶规 定距离时(阈值A)向漂移量计算单元13输出采样标记(=1 )。每次计数 值达到阈值A时，计数器重新设定，并且将采样标记设定为零。
当采样标记为1时，漂移量计算单元13根据G传感器输出值和漂移量 的先前值计算G传感器9离开零点的漂移量，并且将该漂移量输出至零点校 正单元14。
零点校正单元14是用于输出两个输入值的差值的比较器，该零点校正 单元将漂移量从G传感器输出值中减去并且输出校正G传感器输出值。
图3是示出在所示实施例的加速度检测装置11中执行的零点校正控制 程序的流程的流程图，其步骤将在下文进行说明。该控制程序以规定的计算 期间重复进行。
在步骤Sl,根据车速传感器8的车速信号确定车辆是否正在行驶。如 杲车辆正在行驶，那么程序前进至步骤S2。如果车辆没有行驶，那么重复 步骤S1。
在步骤S2，采用距离计数器12确定计数值是否已经达到阈值A。如果 已经达到阈值A,那么程序前进至步骤S3。如果没有达到该阈值，那么重复 步骤S2。
在步骤S3， G传感器输出值存储在漂移量计算单元13中，程序前进至 步骤S4。
在步骤S4，采用漂移量计算单元13根据存储在步骤S3中的G传感器 输出值和漂移量的先前值计算漂移量，然后程序前进至步骤S5。
在步骤S5，采用零点校正单元14将漂移量从G传感器输出值减去。然 后，由零点校正单元14输出校正G传感器输出值，程序返回。
在漂移量计算单元13中，漂移量计算为G传感器输出值和漂移量的先
前值的加权和。具体地说，根据下述方程(1)计算漂移量y:
y=(l-a) x y(-l)+a x u
其中，"u"是当前G传感器(加速度)的传感器输出值， "a"是加权系数，以及 "y(-l)"是先前漂移量。
加权系数"a"大于0并且远小于(《) 1。加权系数"a"是常数，当阈 值A降低时，该加权系数被设定为较低值。本领域技术人员从本公开内容可 知，该加权方法属于"平均化"G传感器(加速度)的传感器输出值的类型， 从而最小化任何具体检测值的影响。因此，在本文中，术语"平均"、"已平 均"和"平均化"并不是以限制的方式使用。
图4是示出在加权系数"a"变化的情况下G传感器输出值与漂移量之 间的关系的示意图。如图所示，当加权系数"a"设定为更高值，漂移量接 近G传感器输出值。
接下来，将说明行驶期间以G传感器输出值为基础的零点校正操作。
在日本未审公开专利申请No. 7-159438中公开的加速度传感器校正装 置中，对处于停止状态的车辆的G传感器输出值进行采样并且计算该漂移 量。因此，例如在坡路上频繁停车的情况下，诸如家用停车空间处于斜面上， 不可能正确地检测漂移量，因此，零点校正的精确度可能很差。
另一方面，在所示实施例的加速度检测装置11中，求得车辆行驶时产 生的先前G传感器输出值的平均值，由此计算G传感器9的零点漂移量并 且使用该漂移量执行零点校正。因此，可计算车辆停止时不受坡路影响的漂 移量，并且可改善零点校正的精度。
如图5所示，正常行驶时加速之后，车辆通常会减速，并且在上坡之后 通常会下坡。因此，车辆的加速度/减速度变化率的平均值为零。基于这一原 则，在所示实施例中求得行驶期间的加速度/减速度变化率。由此计算离开G 传感器9的零点的漂移量(漂移误差)，将该值从G传感器输出值中减去， 并且校正漂移误差。
在所示实施例中，使用距离采样而不是时间采样作为G传感器输出值的 采才羊方法。 时，在上班路途中交通拥堵，车辆总是行驶緩慢(图6A),在下班路途中，
车辆可通畅地行驶(图6B)。
在这些情况下，当采用以常规时间间隔采样G传感器输出值的方法时， 由此计算的漂移量朝向上班路途斜线偏移，如图7所示。因此，不能实现精 确的零点校正。
相比较地，所示实施例的加速度检测装置11使用距离采样，在该采样 中，在每次已经行驶规定的距离时计算漂移量。具体地说，行驶距离对于上 班路途和下板路途来说都是相同的，而不考虑交通状态。因此，当上坡和下 坡时的加速度/减速度变化率的平均值等于零，可精确地计算漂移量。
在所示实施例中的漂移量计算单元13中，漂移量计算为G传感器输出 值和漂移量先前值的加权和。因此，可通过仅存储先前的漂移量来计算漂移 量。具体地说，由于没有必要存储先前的G传感器输出值，所以可减小内存 的存储容量等并且可改善计算速度。
在所示实施例中，参照漂移量计算单元13中的方程(1 )计算漂移量。 假定G传感器输出值的加权系数"a，，比1小很多，将G传感器输出值u的 加权系数设定为明显小于漂移量的先前值y(-l)的加权系数(l-a)。
当加权系数"a"增加时，漂移量根据当前检测G传感器输出值进行大 程度的变化，如图4所示。因此，当明显的噪音分量包括在G传感器输出值 中时，将噪音分量加入漂移量，可能无法精确地计算漂移量。
因此，在所示实施例中，将加权系数"a，，设定为明显小于1的值，最 小化单一 G传感器输出值对漂移量的影响，由此根据行驶距离逐渐地校正漂 移量，并且可将传感器噪音等的影响保持为低。
在所示实施例中，当阈值A减小时即当采样距离减小时，将加权系数"a" 设定为较小值。例如，当采样距离减小到一半而不对加权系数"a"作出任 何改变时，随着校正率变为两倍，G传感器输出值对漂移量的影响程度增加 两倍。因此，不可能根据行驶距离逐渐地校正漂移量。
因此，在所示实施例中，当釆样值A减小时，将加权系数"a，，设定为 较小值，由此将G传感器输出值对漂移量的影响程度保持为固定值，并且可 在不考虑采样距离的情况下逐渐地校正漂移量。
接下来，将讨论效果。
所示实施例的加速度检测装置带来下述效果，将在下文举例说明。
(1 )加速度检测装置11具有漂移量计算单元13，用于对每车辆行驶规
定距离时产生的先前G传感器输出值求得平均值，并且计算G传感器输出 值的零点漂移量；零点校正单元14用于根据漂移量校正零点的G传感器输 出值。由此，可消除坡路和交通状况的影响，并且可实现更精确的零点校正。
(2) 漂移量计算单元13将漂移量计算为G传感器输出值和漂移量先前 值的加权和。因此，不必要存储先前的G传感器输出值，可减小内存的存储 容量等并且改善计算速度。
(3) 漂移量计算单元13将G传感器输出值的加权系数"a"设定为明 显小于漂移量先前值的加权系数(l-a)的值。因此，可根据行驶距离逐渐地校 正漂移量，并且可将传感器噪音等的影响保持为低。
(4) 漂移量计算单元13根据方程(1 )计算漂移量，其中u是G传感 器输出值，a是加权系数，y(-l)是漂移量的先前值。因此，可根据行驶距离 逐渐地校正漂移量，并且可将传感器噪音等的影响保持为低。
(5) 当规定距离减小时，漂移量计算单元13将加权系数"a"设定为 较低值。因此，G传感器输出值对漂移量的影响程度保持为不变值，并且可 在不考虑采样距离的情况下逐渐地校正漂移量。
(6) 本发明提供一种校正G传感器的漂移误差的方法，用于校正安装 在车辆中的G传感器9的G传感器输出值所具有的相对于零点的误差，其 中该方法包括求得车辆每行驶规定距离时产生的先前G传感器输出值的平 均值，计算G传感器输出值的零点漂移量，并且根据该漂移量校正零点处的 G传感器输出值。由此，可消除坡路和交通状况的影响，并且实现更精确的 零点校正。
例如，虽然所示实施例参照本发明的加速度检测装置用作中性控制装置 中的道路梯度检测单元的情况进行说明，但是本发明的加速度检测装置也可 适当地采用在其他车辆控制装置中，作为用于对安装在车辆上的加速度传感 器进行零点校正的装置。该实例也参照当前加速度传感器输出值进行零点校 正的情况进行说明，但是本发明并不局限于该实例并且可通过将漂移量加入 加速度传感器输出值或者从加速度传感器输出值减去漂移量而执行校正。此 外，在该实例中，漂移量计算为当前加速度传感器输出值和先前漂移量的加 权和，并且求得加速度传感器输出值的平均值。但是，可使用求得加速度传 感器输出值的平均值的方法，其中通过加和每行驶规定距离产生的加速度输
出信号而获得的数值除以采样数，并且求得加速度传感器输出值的平均值。
术语的总体解释
在理解本发明的范围时，术语"包括"和其派生词，如这里使用的，意 在作为说明所述特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在的开放术语， 但是不排除其他未说明特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在。上述 内容也适用以具有类似含义的词语，诸如术语"包含"、"具有，，和其派生词。 同样，当单数使用术语"部件"、"区段"、"部分"、"组成部分"或"元件" 时可具有单一部件或多个部件的双重含义。本领域技术人员从本公开内容可 知，术语"平均"、"已平均""平均化"等并不局限于加和采样的检测值以 及将总值处于采样数。此外，术语"平均"、"已平均""平均化"等包括对 检测值进行加权从而最'j、化任何特定检测值的影响的其他计算。
虽然只有选定的实施例用于示出本发明，但是本领域技术人员从公开的
内容可知，在不脱离发明范围的情况下可在这里进行各种变化和改进。例如，
可按照需要和/或要求改变各种部件的尺寸、形状、位置或方向。如图所示直 接相互连接或接触的部件可具有设置在其间的中间结构。 一个元件的功能可
以由两个执行，反之亦然。 一项实施例的结构和功能可在其他实施例中采用。 所有的优势并不必要同时出现在具体实施例中。不同于现有技术的每个特 征，单独或者与其他特征相结合，也应该认为是由申请人作出的对其他发明 的独立说明，包括由这种(各)特征实现的结构和/或功能概念。因此，根据 本发明的实施例的前述说明仅仅是示出的目的，并不是为了限制本发明的范 围。
权利要求
1、一种用于检测车辆的加速度的加速度检测装置，包括计算单元，该计算单元根据加速度传感器的各检测输出值计算车辆每行驶规定距离时的平均加速度传感器输出值，以及校正单元，该校正单元根据所述平均加速度传感器输出值校正当前的加速度传感器输出值。
2、 根据权利要求1所述的加速度检测装置，其中所述计算单元是漂移量计算单元，其中所述平均加速度传感器输出值对 应于所述检测加速度传感器的各检测输出值离开零点的漂移量；以及所述校正单元还用以根据所述漂移量相对于所述零点校正所述当前加 速度传感器输出值。
3、 根据权利要求2所述的加速度检测装置，其中 所述漂移量计算单元还用以计算所述漂移量，作为所述当前加速度传感器输出值和先前计算的所述漂移量的加权和。
4、 根据权利要求3所述的加速度检测装置，其中 所述漂移量计算单元还用以将所述当前加速度传感器输出值的加权系数设定为小于先前计算的所述漂移量先前值的加权系数的值。
5、 根据权利要求3所述的加速度检测装置，其中 所述漂移量计算单元用以如下地计算所述漂移量<formula>complex formula see original document page 2</formula> 其中，值"u"对应于所述当前加速度传感器输出值， 值"a"对应于加权系数，a<d,以及 值"y(-l)"对应于所述漂移量的先前值。
6、 根据权利要求5所述的加速度检测装置，其中随着所述规定距离的减小，所述漂移量计算单元还用以将所述加权系数 设定为较小值。
7、 根据权利要求4所述的加速度检测装置，其中 所述漂移量计算单元用以如下地计算所述漂移量y=(l-a) x y(-l)+a x u 其中，值"u"对应于所述当前加速度传感器输出值，值"a"对应于所述加权系数，a l，以及 值"y(-l)"对应于所述漂移量的先前值。
8、 根据权利要求7所述的加速度检测装置，其中 随着所述规定距离的减小，所述漂移量计算单元还用以将所述加权系数设定为较小值。
9、 一种加速度一全测方法，包括根据加速度传感器的各检测输出值计算车辆每行驶规定距离时的平均 加速度传感器输出值；以及根据所述平均加速度传感器输出值校正当前的加速度传感器输出值。
全文摘要
本发明公开一种用于检测车辆加速度的加速度检测装置，该装置设置有计算单元和校正单元。该计算单元根据检测加速度传感器输出值计算车辆每行驶规定距离时的平均加速度传感器输出值。该校正单元根据所述平均加速度传感器输出值校正当前加速度传感器输出值。因此，加速度检测装置有助于校正由于坡路和交通状况的影响造成的加速度传感器的误差。
文档编号G01P15/00GK101196535SQ20071019676
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月6日 优先权日2006年12月7日
发明者落合辰夫, 铃木智行, 高桥诚一郎 申请人:日产自动车株式会社