加速度檢測裝置和加速度檢測方法

專利名稱：加速度檢測裝置和加速度檢測方法
技術領域：
本發明總體涉及檢測加速度的裝置和檢測加速度的方法的技術領域。更 具體地說，本發明涉及校正車輛檢測加速度中的誤差。
背景技術：
在傳統加速度檢測裝置中，通過每次停車時求得檢測加速度值的平均值 以及將該平均值(加速度傳感器的零點漂移)加入至當前檢測加速度值或者 從當前檢測加速度值減去該平均值來實現加速度傳感器的零點校正(參見例 如，日本未審公開專利申請No. 7-159438 )。因此，零點校正有助于消除坡 路對加速度傳感器的影響。
鑒于上述情況，本領域技術人員從本公開內容可知需要校正車輛加速度 傳感器的漂移誤差等。本發明解決本領域的這一需求以及其他需求，本領域 技術人員從本公開內容中可清楚地得知。

發明內容
但是，已經發現由于上述傳統技術采用停車時測得的檢測加速度值，所 以可能產生一個問題，即在坡路上頻繁停車的情況下，諸如家用停車空間處 于斜面上，不可能正確地檢測漂移量。因此，零點校正的精確度可能很差。 因此，鑒于上述問題，本發明的一個目的是改善檢測加速度的精度。 為了實現本發明的上述目的，提供一種用于檢測車輛加速度的加速度檢 測裝置，該裝置基本上包括計算單元和校正單元。該計算單元根據檢測加速 度傳感器輸出值計算車輛每行駛規定距離時的平均加速度傳感器輸出值。該 校正單元根據所述平均加速度傳感器輸出值校正當前加速度傳感器輸出值。
因此，加速度檢測裝置有助于校正由于坡路和交通狀況的影響造成的加速度 傳感器的誤差。
本領域技術人員將通過下述詳細說明清楚地了解本發明的這些和其他 目的、特征、方面和優勢，下述詳細說明結合附圖公開了本發明的優選實施 例。


現在參照構成本公開內容的一部分的附圖
圖l是具有裝配有根據一項實施例的加速度檢測裝置的中性控制裝置的
車輛傳動系的系統示意圖2是描述容納在根據圖1所示實施例的發動機控制器(ECU)中的加 速度檢測裝置的結構的控制方框圖3是描述在根據圖1所示實施例的加速度檢測裝置中執行的零點校正 控制處理的流程圖4是當加權系數"a"變化時G傳感器輸出值與漂移量之間的關系的 圖示；
圖5是G傳感器輸出的波形圖，該波形圖描述通過平均和校正G傳感
器輸出值來計算漂移量的方法；
圖6A是在早晨交通擁堵時行駛上坡的車輛的示意圖； 圖6B是在夜間交通通暢時行駛下坡的車輛的示意圖； 圖7是G傳感器輸出的波形圖，描述使用時間采樣進行零點校正產生的
問題；以及
圖8是G傳感器輸出的波形圖，描述根據圖1所示實施例的使用距離采 樣進行的零點校正。
具體實施例方式
現在將參照

本發明的選定實施例。本領域技術人員根據本公開 內容可知本發明的實施例的下述說明僅僅是示例性的，并不是為了限制本發明。
首先參照圖1,系統結構圖描述具有中性控制裝置的車輛傳動系，該中 性控制裝置在本發明第 一 實施例中實現為加速度檢測裝置。該車輛傳動系基
本上包括車載發動機l、連接至發動機l的自動變速器2以及連接至自動變 速器2的輸出軸3。發動機1的旋轉輸出經過自動變速器2的規定修改，然
后從輸出軸3輸出。該車輛裝配有發動機控制器(ECU) 4和自動變速器控 制器(ATCU) 5,用于根據隨后討論的各種類型傳感器的各種檢測值控制發 動機1和自動變速器2等。這兩個控制器4和5連接成能夠相互通信并且構 成中性控制裝置。
車輛裝配有各種車載傳感器，諸如油門位置傳感器6、制動開關7、車 速傳感器8、加速度傳感器(G傳感器)9、檔位傳感器10等。
油門位置傳感器6將油門位置信號輸出至發動機控制器4。制動開關7 將制動開關信號輸出至發動機控制器4以表示是否已經下壓制動(未示出) 踏板以向車輪施加制動力。車速傳感器8根據由設置于車輪的輪速傳感器確 定的車輪的轉速檢測車輛的驅動速度(車速)，并且將車速信號輸出至發動 機控制器4。 G傳感器9檢測作用在車輛上的加速度并且將加速度信號輸出 至發動機控制器4。檔位傳感器10檢測自動變速器2的檔位位置并且將檔位 位置信號輸出至自動變速器控制器5。
當自動變速器2的檔位位置處于向前驅動的位置、沒有下壓油門踏板、 通過下壓制動踏板而停車，以及道路梯度沒有超過規定角度時，車輛被認為 是處于由圖1所示的中性控制裝置(例如，發動機控制器4和自動變速器控 制器5)進行中性控制的中性狀態。在由中性控制裝置進行中性控制期間， 車輛開始移動時接合的自動變速器2的離合器(接合元件)2a將被釋放，使 得可在車輛處于中性狀態下執行中性控制。車速傳感器8構成車輛停止狀態 確定單元，該單元用以確定車輛當前是否停止。車速傳感器8也構成驅動狀 態確定單元，該單元確定車輛當前是否被驅動。
具體地說，在下述情況下，中性控制裝置將執行中性控制，即檔位傳感 器10的檔位位置信號表示向前驅動位置，油門位置傳感器6的油門位置信 號為零，制動開關7的制動開關信號處于開啟(表示制動踏板被壓下)，車 速傳感器8的車速信號為規定值(—0 )，以及G傳感器9的加速度信號表示 與規定角度的坡路對應的加速度或者更少。在用于執行中性控制的上述條件 中任何條件都不再被滿足的時間點，諸如制動開關變為關閉，中性控制裝置 將取消中性控制。
圖2是描述容納在所示實施例的發動機控制器4中的加速度檢測裝置11 的結構的控制方框圖。所示實施例的加速度檢測裝置11具有距離計數器12、
漂移量計算單元13以及零點校正單元14。基本上，在加速度檢測裝置11
中，求得每車輛行駛規定距離時產生的先前檢測加速度傳感器輸出值的平均 值，根據該平均加速度傳感器輸出值進行校正。具體地說，求得車輛行駛時 產生的先前加速度傳感器輸出值的平均值，由此可消除停車時的坡路影響。 加速度傳感器輸出值的采樣期間以距離為基礎，由此可消除交通狀況的影 響。結果，加速度檢測裝置11可消除校正當前加速度傳感器輸出值時的坡 路或交通狀況的影響，并且可改善加速度檢測裝置11的精度。
距離計數器12是對車輛行駛距離進行計數的計數器并且每車輛行駛規 定距離時(閾值A)向漂移量計算單元13輸出采樣標記(=1 )。每次計數 值達到閾值A時，計數器重新設定，并且將采樣標記設定為零。
當采樣標記為1時，漂移量計算單元13根據G傳感器輸出值和漂移量 的先前值計算G傳感器9離開零點的漂移量，并且將該漂移量輸出至零點校 正單元14。
零點校正單元14是用于輸出兩個輸入值的差值的比較器，該零點校正 單元將漂移量從G傳感器輸出值中減去并且輸出校正G傳感器輸出值。
圖3是示出在所示實施例的加速度檢測裝置11中執行的零點校正控制 程序的流程的流程圖，其步驟將在下文進行說明。該控制程序以規定的計算 期間重復進行。
在步驟Sl,根據車速傳感器8的車速信號確定車輛是否正在行駛。如 杲車輛正在行駛，那么程序前進至步驟S2。如果車輛沒有行駛，那么重復 步驟S1。
在步驟S2，采用距離計數器12確定計數值是否已經達到閾值A。如果 已經達到閾值A,那么程序前進至步驟S3。如果沒有達到該閾值，那么重復 步驟S2。
在步驟S3， G傳感器輸出值存儲在漂移量計算單元13中，程序前進至 步驟S4。
在步驟S4，采用漂移量計算單元13根據存儲在步驟S3中的G傳感器 輸出值和漂移量的先前值計算漂移量，然后程序前進至步驟S5。
在步驟S5，采用零點校正單元14將漂移量從G傳感器輸出值減去。然 后，由零點校正單元14輸出校正G傳感器輸出值，程序返回。
在漂移量計算單元13中，漂移量計算為G傳感器輸出值和漂移量的先
前值的加權和。具體地說，根據下述方程(1)計算漂移量y:
y=(l-a) x y(-l)+a x u
其中，"u"是當前G傳感器(加速度)的傳感器輸出值， "a"是加權系數，以及 "y(-l)"是先前漂移量。
加權系數"a"大于0并且遠小于(《) 1。加權系數"a"是常數，當閾 值A降低時，該加權系數被設定為較低值。本領域技術人員從本公開內容可 知，該加權方法屬于"平均化"G傳感器(加速度)的傳感器輸出值的類型， 從而最小化任何具體檢測值的影響。因此，在本文中，術語"平均"、"已平 均"和"平均化"并不是以限制的方式使用。
圖4是示出在加權系數"a"變化的情況下G傳感器輸出值與漂移量之 間的關系的示意圖。如圖所示，當加權系數"a"設定為更高值，漂移量接 近G傳感器輸出值。
接下來，將說明行駛期間以G傳感器輸出值為基礎的零點校正操作。
在日本未審公開專利申請No. 7-159438中公開的加速度傳感器校正裝 置中，對處于停止狀態的車輛的G傳感器輸出值進行采樣并且計算該漂移 量。因此，例如在坡路上頻繁停車的情況下，諸如家用停車空間處于斜面上， 不可能正確地檢測漂移量，因此，零點校正的精確度可能很差。
另一方面，在所示實施例的加速度檢測裝置11中，求得車輛行駛時產 生的先前G傳感器輸出值的平均值，由此計算G傳感器9的零點漂移量并 且使用該漂移量執行零點校正。因此，可計算車輛停止時不受坡路影響的漂 移量，并且可改善零點校正的精度。
如圖5所示，正常行駛時加速之后，車輛通常會減速，并且在上坡之后 通常會下坡。因此，車輛的加速度/減速度變化率的平均值為零。基于這一原 則，在所示實施例中求得行駛期間的加速度/減速度變化率。由此計算離開G 傳感器9的零點的漂移量(漂移誤差)，將該值從G傳感器輸出值中減去， 并且校正漂移誤差。
在所示實施例中，使用距離采樣而不是時間采樣作為G傳感器輸出值的 采才羊方法。 時，在上班路途中交通擁堵，車輛總是行駛緩慢(圖6A),在下班路途中，
車輛可通暢地行駛(圖6B)。
在這些情況下，當采用以常規時間間隔采樣G傳感器輸出值的方法時， 由此計算的漂移量朝向上班路途斜線偏移，如圖7所示。因此，不能實現精 確的零點校正。
相比較地，所示實施例的加速度檢測裝置11使用距離采樣，在該采樣 中，在每次已經行駛規定的距離時計算漂移量。具體地說，行駛距離對于上 班路途和下板路途來說都是相同的，而不考慮交通狀態。因此，當上坡和下 坡時的加速度/減速度變化率的平均值等于零，可精確地計算漂移量。
在所示實施例中的漂移量計算單元13中，漂移量計算為G傳感器輸出 值和漂移量先前值的加權和。因此，可通過僅存儲先前的漂移量來計算漂移 量。具體地說，由于沒有必要存儲先前的G傳感器輸出值，所以可減小內存 的存儲容量等并且可改善計算速度。
在所示實施例中，參照漂移量計算單元13中的方程(1 )計算漂移量。 假定G傳感器輸出值的加權系數"a，，比1小很多，將G傳感器輸出值u的 加權系數設定為明顯小于漂移量的先前值y(-l)的加權系數(l-a)。
當加權系數"a"增加時，漂移量根據當前檢測G傳感器輸出值進行大 程度的變化，如圖4所示。因此，當明顯的噪音分量包括在G傳感器輸出值 中時，將噪音分量加入漂移量，可能無法精確地計算漂移量。
因此，在所示實施例中，將加權系數"a，，設定為明顯小于1的值，最 小化單一 G傳感器輸出值對漂移量的影響，由此根據行駛距離逐漸地校正漂 移量，并且可將傳感器噪音等的影響保持為低。
在所示實施例中，當閾值A減小時即當采樣距離減小時，將加權系數"a" 設定為較小值。例如，當采樣距離減小到一半而不對加權系數"a"作出任 何改變時，隨著校正率變為兩倍，G傳感器輸出值對漂移量的影響程度增加 兩倍。因此，不可能根據行駛距離逐漸地校正漂移量。
因此，在所示實施例中，當釆樣值A減小時，將加權系數"a，，設定為 較小值，由此將G傳感器輸出值對漂移量的影響程度保持為固定值，并且可 在不考慮采樣距離的情況下逐漸地校正漂移量。
接下來，將討論效果。
所示實施例的加速度檢測裝置帶來下述效果，將在下文舉例說明。
(1 )加速度檢測裝置11具有漂移量計算單元13，用于對每車輛行駛規
定距離時產生的先前G傳感器輸出值求得平均值，并且計算G傳感器輸出 值的零點漂移量；零點校正單元14用于根據漂移量校正零點的G傳感器輸 出值。由此，可消除坡路和交通狀況的影響，并且可實現更精確的零點校正。
(2) 漂移量計算單元13將漂移量計算為G傳感器輸出值和漂移量先前 值的加權和。因此，不必要存儲先前的G傳感器輸出值，可減小內存的存儲 容量等并且改善計算速度。
(3) 漂移量計算單元13將G傳感器輸出值的加權系數"a"設定為明 顯小于漂移量先前值的加權系數(l-a)的值。因此，可根據行駛距離逐漸地校 正漂移量，并且可將傳感器噪音等的影響保持為低。
(4) 漂移量計算單元13根據方程(1 )計算漂移量，其中u是G傳感 器輸出值，a是加權系數，y(-l)是漂移量的先前值。因此，可根據行駛距離 逐漸地校正漂移量，并且可將傳感器噪音等的影響保持為低。
(5) 當規定距離減小時，漂移量計算單元13將加權系數"a"設定為 較低值。因此，G傳感器輸出值對漂移量的影響程度保持為不變值，并且可 在不考慮采樣距離的情況下逐漸地校正漂移量。
(6) 本發明提供一種校正G傳感器的漂移誤差的方法，用于校正安裝 在車輛中的G傳感器9的G傳感器輸出值所具有的相對于零點的誤差，其 中該方法包括求得車輛每行駛規定距離時產生的先前G傳感器輸出值的平 均值，計算G傳感器輸出值的零點漂移量，并且根據該漂移量校正零點處的 G傳感器輸出值。由此，可消除坡路和交通狀況的影響，并且實現更精確的 零點校正。
例如，雖然所示實施例參照本發明的加速度檢測裝置用作中性控制裝置 中的道路梯度檢測單元的情況進行說明，但是本發明的加速度檢測裝置也可 適當地采用在其他車輛控制裝置中，作為用于對安裝在車輛上的加速度傳感 器進行零點校正的裝置。該實例也參照當前加速度傳感器輸出值進行零點校 正的情況進行說明，但是本發明并不局限于該實例并且可通過將漂移量加入 加速度傳感器輸出值或者從加速度傳感器輸出值減去漂移量而執行校正。此 外，在該實例中，漂移量計算為當前加速度傳感器輸出值和先前漂移量的加 權和，并且求得加速度傳感器輸出值的平均值。但是，可使用求得加速度傳 感器輸出值的平均值的方法，其中通過加和每行駛規定距離產生的加速度輸
出信號而獲得的數值除以采樣數，并且求得加速度傳感器輸出值的平均值。
術語的總體解釋
在理解本發明的范圍時，術語"包括"和其派生詞，如這里使用的，意 在作為說明所述特征、元件、部件、組、整數和/或步驟的存在的開放術語， 但是不排除其他未說明特征、元件、部件、組、整數和/或步驟的存在。上述 內容也適用以具有類似含義的詞語，諸如術語"包含"、"具有，，和其派生詞。 同樣，當單數使用術語"部件"、"區段"、"部分"、"組成部分"或"元件" 時可具有單一部件或多個部件的雙重含義。本領域技術人員從本公開內容可 知，術語"平均"、"已平均""平均化"等并不局限于加和采樣的檢測值以 及將總值處于采樣數。此外，術語"平均"、"已平均""平均化"等包括對 檢測值進行加權從而最'j、化任何特定檢測值的影響的其他計算。
雖然只有選定的實施例用于示出本發明，但是本領域技術人員從公開的
內容可知，在不脫離發明范圍的情況下可在這里進行各種變化和改進。例如，
可按照需要和/或要求改變各種部件的尺寸、形狀、位置或方向。如圖所示直 接相互連接或接觸的部件可具有設置在其間的中間結構。 一個元件的功能可
以由兩個執行，反之亦然。 一項實施例的結構和功能可在其他實施例中采用。 所有的優勢并不必要同時出現在具體實施例中。不同于現有技術的每個特 征，單獨或者與其他特征相結合，也應該認為是由申請人作出的對其他發明 的獨立說明，包括由這種(各)特征實現的結構和/或功能概念。因此，根據 本發明的實施例的前述說明僅僅是示出的目的，并不是為了限制本發明的范 圍。
權利要求
1、一種用于檢測車輛的加速度的加速度檢測裝置，包括計算單元，該計算單元根據加速度傳感器的各檢測輸出值計算車輛每行駛規定距離時的平均加速度傳感器輸出值，以及校正單元，該校正單元根據所述平均加速度傳感器輸出值校正當前的加速度傳感器輸出值。
2、 根據權利要求1所述的加速度檢測裝置，其中所述計算單元是漂移量計算單元，其中所述平均加速度傳感器輸出值對 應于所述檢測加速度傳感器的各檢測輸出值離開零點的漂移量；以及所述校正單元還用以根據所述漂移量相對于所述零點校正所述當前加 速度傳感器輸出值。
3、 根據權利要求2所述的加速度檢測裝置，其中 所述漂移量計算單元還用以計算所述漂移量，作為所述當前加速度傳感器輸出值和先前計算的所述漂移量的加權和。
4、 根據權利要求3所述的加速度檢測裝置，其中 所述漂移量計算單元還用以將所述當前加速度傳感器輸出值的加權系數設定為小于先前計算的所述漂移量先前值的加權系數的值。
5、 根據權利要求3所述的加速度檢測裝置，其中 所述漂移量計算單元用以如下地計算所述漂移量<formula>complex formula see original document page 2</formula> 其中，值"u"對應于所述當前加速度傳感器輸出值， 值"a"對應于加權系數，a<d,以及 值"y(-l)"對應于所述漂移量的先前值。
6、 根據權利要求5所述的加速度檢測裝置，其中隨著所述規定距離的減小，所述漂移量計算單元還用以將所述加權系數 設定為較小值。
7、 根據權利要求4所述的加速度檢測裝置，其中 所述漂移量計算單元用以如下地計算所述漂移量y=(l-a) x y(-l)+a x u 其中，值"u"對應于所述當前加速度傳感器輸出值，值"a"對應于所述加權系數，a l，以及 值"y(-l)"對應于所述漂移量的先前值。
8、 根據權利要求7所述的加速度檢測裝置，其中 隨著所述規定距離的減小，所述漂移量計算單元還用以將所述加權系數設定為較小值。
9、 一種加速度一全測方法，包括根據加速度傳感器的各檢測輸出值計算車輛每行駛規定距離時的平均 加速度傳感器輸出值；以及根據所述平均加速度傳感器輸出值校正當前的加速度傳感器輸出值。
全文摘要
本發明公開一種用于檢測車輛加速度的加速度檢測裝置，該裝置設置有計算單元和校正單元。該計算單元根據檢測加速度傳感器輸出值計算車輛每行駛規定距離時的平均加速度傳感器輸出值。該校正單元根據所述平均加速度傳感器輸出值校正當前加速度傳感器輸出值。因此，加速度檢測裝置有助于校正由于坡路和交通狀況的影響造成的加速度傳感器的誤差。
文檔編號G01P15/00GK101196535SQ20071019676
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月6日 優先權日2006年12月7日
發明者落合辰夫, 鈴木智行, 高橋誠一郎 申請人:日產自動車株式會社