CN103154747A - 加速度检测装置 - Google Patents

Abstract

一种加速度检测装置（12）设置有零点校正单元（21），根据车辆从斜坡上的停止状态转换为行驶专题时的加速度（Gout）使用校正量（校正值（Gd）的绝对值）校正传感器信号（Gsen）值的零点位置，以及用于缩限所述校正量的校正量缩限单元（20），由此抑制由于路面不规则或乘客移动造成的过度校正量的计算以及校正精确度的恶化。

Description

加速度检测装置

技术领域

本发明涉及一种加速度检测装置。

背景技术

在传统加速度检测装置中，根据停车或静止状态下的车辆的加速度传感器信号和车辆从静止状态转换为行驶状态的转换状态下的其他加速度传感器信号，由于温度变化或老化造成的漂移误差计算用于加速度传感器的零点校正。与本说明书相关的这种技术的实例公开于专利文档1。

专利文档1：日本未审公开专利申请出版物No.2008-145151

发明内容

但是，在上述现有技术中，从静止状态转换为行驶状态的转换期间检测到的加速度信号包括由于不平坦的道路或乘客在车辆中的移动造成的车体振动分量。因此，倾向于计算过度的校正量，这将导致校正精确度变差的问题。本发明意在提供一种加速度检测装置，可以抑制校正精确度的变差。

用于解决该问题的机构

根据本发明，当根据从停止状态到行驶状态的转换状态下的加速度传感器信号通过校正量校正加速度传感器的零点位置时，该校正量将被限制或缩限。

本发明的效果

因此，根据本发明，通过缩限或限制该校正量，由于道路表面的不规则性或乘客的移动造成的过度校正量的计算将受到抑制，并且可以抑制校正精确度的变差。

附图说明

图1是根据第一实施例的装配有加速度检测装置的中性控制装置的示意性系统图。

图2是描述容纳在第一实施例的ECU4中的加速度检测装置12的构造的控制方框图。

图3是描述通过第一实施例的加速度检测装置12执行的加速度检测过程的流程的流程图。

图4是描述第一实施例中零点校正时的校正量的抑制操作的时间图。

图5是描述传统技术中的零点校正时产生的错误校正的逻辑的时间图。

图6是描述第一实施例中的错误校正的抑制操作的时间图。

图7是描述通过第二实施例的加速度检测装置12执行的加速度检测过程的流程的流程图。

图8是描述第二实施例中的零点校正时的校正量的抑制操作的时间图。

图9是描述容纳在第三实施例的ECU4中的加速度检测装置31的构造的控制方框图。

图10是描述通过第三实施例的加速度检测装置31执行的加速度检测过程的流程的流程图。

附图标记的说明

9加速度传感器12，31加速度检测传感器

20校正量缩限或限制单元（校正量限制装置）

21零点校正单元（零点校正装置）

具体实施方式

在下文中，将说明根据实施例实现根据本发明的加速度检测装置的构造。

[第一实施例]

[中性控制装置]

参照图1，示出系统示意图，第一实施例的加速度检测装置应用该系统示意图。发动机1的输出，在连接至发动机1的自动变速器2进行规定改变之后，从输出轴3输出至未示出的驱动轮。车辆装配有发动机控制器（ECU）4和自动变速控制器（ATCU）5，用于分别根据各种传感器的输出信号等控制发动机1和自动变速器2。两个控制器4、5能够相互通信。

车辆装配有各种传感器，诸如油门开度传感器6、制动开关7、车速传感器8、加速度传感器（G传感器）10、变速传感器10和点火传感器11。

油门开度传感器6检测油门开度并且输出油门开度信号到ECU4。制动开关7输出制动开关信号到ECU4，当制动踏板被压下时示出开启，当制动踏板没有被压下时示出关闭。车速传感器8根据安装至每个车轮的轮速传感器检测到的每个车轮的旋转角检测车辆的行驶速度（车速），并且将车速信号输出至ECU4。G传感器9检测作用在车辆上的纵向加速度并且将G传感器信号输出至ECU4。变速传感器10检测自动变速器2的变速位置并且将该变速位置信号输出至ATCU5。点火传感器11输出点火信号到ECU4，当点火开关打开时示出开启，当点火开关关闭时示出关闭。

ECU4输出请求至ATCU5，用于释放自动变速器2的离合器（启动离合器），该离合器在车辆启动时啮合，由此在驱动力变速器与驱动轮断开的中性状态下执行中性控制，当自动变速器2的变速位置处于前进行驶或驱动位置时，车辆通过制动器保持在停止状态或静止状态，而不压制在油门踏板上，斜坡路坡度小于预定角度（对于上升和下降路面二者来说，5[%]或更少）。

换句话说，ECU4将执行中性控制，只要变速传感器10的变速位置信号示出前进驱动位置，以及油门开度传感器6的油门开度信号为零，以及制动开关7的制动开关信号为开启，车速传感器8的车速信号为规定值（≈0），G传感器9的加速度信号示出与规定角度5[%]或更少的斜坡路面相对应的加速度。在执行中性控制的上述条件其中的任何一个不再被满足的时间点，诸如制动开关关闭，ECU4将结束中性控制并且将请求发送至ATCU5，从而啮合自动变速器2的启动离合器。

[加速度检测装置]

图2是描述容纳在ECU4中的加速度检测装置12的构造的控制方框图，第一实施例1的加速度检测装置12设置有过滤器13，N控制入口G加速度单元14，N控制出口G计算单元15，ΔG计算单元16，G→梯度或斜坡转换单元17，ΔG推算单元18，校正量计算单元19，校正量缩限或限制单元（校正量限制装置）20和零点校正单元（零点校正装置）21。

过滤器13移除包括在G传感器信号Gsen[g]（大约20与30Hz之间的范围）中的噪音分量。

N控制入口G加速度单元14根据从开始中性控制起经过的预定时间之后、通过过滤器13之后的G传感器信号Gsen-f计算N控制入口处的加速度Gin[g]。需要指出的是，预定时间是停止操作期间产生的车辆振动被充分地收敛以及G传感器Gsen由此被推算为不包括与车辆停止相关的车体振动分量时的时间。

N控制出口或偏离G计算单元15，根据从中性控制结束时直到响应于自动变速器2中的启动离合器啮合而使驱动力开始传递至驱动轮、通过过滤器13的G传感器信号Gsen-f，计算N控制出口处的表示距离N控制入口加速度Gin最远间隙的加速度Gout[g]。

更具体地说，N控制出口加速度Gout代表在已经定位于具有预定斜坡梯度或更大的倾斜路面上的中性控制完成紧后、由于车辆回滚产生的加速度的最大绝对值。

ΔG计算单元16通过从由N控制入口G加速度单元14计算的N控制入口加速度Gin、减去由N控制出口G计算单元15计算的N控制出口加速度Gout、来计算加速度变化量检测值ΔG[g]。

G→梯度转换单元17将由N控制入口G加速度单元14计算的N控制入口加速度Gin转化为路面梯度A[%]。在第一实施例中，对应于上坡或上升路面的梯度由正（+）表示，对应于下坡或下降路面的梯度由负（-）表示。

ΔG推算单元18根据在G→梯度转换单元17中获得的路面梯度A[%]并且参照梯度-加速度变化量计算图计算加速度变化推算值ΔG^[g]。N控制完成时由于车辆回滚产生的路面梯度与车辆加速度变化之间的关系对于相同的车辆仍然是相同的。因此，梯度-加速度改变计算图可预先通过实验等获得。

校正量计算单元19通过将由ΔG推算单元18计算的加速度变化量推算值ΔG^从计算于ΔG计算单元16中的加速度变化量检测值ΔG来计算校正值Gd[g]。

校正量缩限或限制单元20计算限制计算于校正值计算单元19中的校正值Gd的限制后校正值Gdlim。限制后校正值Gdlim的特定计算方法如下所述。

零点校正单元21计算加速度检测值G，该加速度检测值通过将计算于校正量限制单元20中的限制后校正值Gdlim加入至通过过滤器13（零点校正）的G传感器信号Gsen-f、来计算G传感器信号Gsen的漂移误差。每次在点火开关关闭之后计算限制后校正值Gdlim，零点校正单元21更新并且存储限制后校正值Gdlim，当点火关闭时，所存储的限制后校正值Gdlim将被重设（=0）。

如上所述，由此计算的加速度检测值G用于决定是否实施中性控制。

[加速度检测过程]

图3是示出由第一实施例的加速度检测装置12执行的过程的流程的流程图。现在将描述每个步骤。只要点火开启，那么该控制以预定的计算期间被重复地执行。

在步骤S1，确定点火开关是否已经被关闭，如果是，那么控制前进至步骤S11，如果否，那么控制前进至步骤S2。

在步骤S2，确定中性控制是否已经开启，如果是，那么控制前进至步骤S3，确定否，那么控制前进至步骤S10。

在步骤S3，在N控制入口G加速度单元14中，计算N控制入口Gin[g]的加速度。

在步骤S4，确定中性控制是否已经完成，如果是，那么控制前进至步骤S5，如果否，那么重复步骤S4。

在步骤S5，在N控制出口G计算单元15，计算N控制出口的加速度Gout[g]（中性控制出口加速度）。

在步骤S6，ΔG计算单元16通过从计算于步骤S3中的N控制入口的加速度Gin减去计算于步骤S5的N控制出口的加速度Gout来计算加速度变化量检测值ΔG[g]。

在步骤S7，ΔG推算单元18根据通过G→梯度转换单元17并且通过参照梯度-加速度变化量计算图转换的路面梯度A[%]、计算油门变化量推算值ΔG^[g]。

在步骤S8，校正值计算单元19通过从计算于步骤S6中的加速度变化量检测值ΔG、减去计算于步骤S7中的加速度变化量推算值ΔG^、来计算校正值Gd[g]。因此，校正值Gd将假定ΔG>ΔG^情况下为正值，而在ΔG<ΔG^的情况下，获得负值。

在步骤S9，校正量缩限或限制单元20计算限制Gdlim之后的校正值（限制后校正值）从而限制计算于步骤S8的校正值Gd的幅度。限制后校正值Gdlim的计算在校正值Gd为正时使用方程（1），在校正值Gd为负时使用方程（2）。

Gdlim=min(Gd-Gdlim_n-1,Gdlv)+Gdlim_n-1...（1）

Gdlim=max(Gd-Gdlim_n-1,-Gdlv)+Gdlim_n-1...（2）

这里，Gdlim_n-1是限制后校正值Gdlim[g]（完成先前中性控制时计算的限制后校正值Gdlim）的先前值，Gdlv是预先设定的限制值（对应于2[%]的路面梯度的加速度[g]）。

在步骤S10，在零点校正单元21，加速度检测值G通过将限制后校正值Gdlim加入至通过过滤器13之后的G传感器信号Gsen-f而算得，由此校正G传感器信号Gsen的漂移误差。需要指出的是，如果控制从步骤S9前进至这一步骤，那么加速度检测值G通过使用计算于步骤S9中的存储的限制后校正值Gdlim进行计算，并且更新所存储的限制后校正值Gdlim。另一方面，如果控制从步骤S2前进至这一步骤，那么加速度检测值G使用所存储的限制后校正值Gdlim计算。

在步骤S11，在零点校正单元21中，限制后校正值Gdlim重设（至零）并且控制返回。

现在，说明操作过程。

[车辆回滚时由于加速度变化量造成的零点校正操作]

当司机在斜坡上执行中性控制期间将脚从制动踏板释放时，车辆回滚，直到自动变速器2的启动离合器开始啮合。在第一实施例的加速度检测装置12中，通过使用由于这一回滚产生的这一加速度变化，校正G传感器信号Gsen的漂移误差。更具体地说，通过计算基于G传感器信号Gsen（N控制入口加速度Gin-N控制出口加速度Gout）的加速度变化量检测值ΔG和静止车辆中由G传感器信号Gsen推算的加速度变化量推算值ΔG^二者，根据这两个值的差，校正值Gd被计算来校正G传感器信号Gsen的漂移误差，由此执行G传感器信号Gsen上的零点校正。

如果在G传感器信号中存在随着时间和温度改变的漂移误差，那么根据G传感器信号Gsen计算的N控制入口加速度Gin从真实值（实际加速度）偏移一个漂移误差。另一方面，代表N控制入口加速度Gin和N控制出口加速度Gout之间的差的加速度变化量检测值ΔG没有受到漂移误差的影响（即，不包括漂移误差）。因此，通过采用加速度变化量检测值ΔG与加速度变化量推算值ΔG^之间的差，用于抵消G传感器信号Gsen的漂移误差的校正值Gd可以精确地获得，并且可以实现更精确的零点校正。

[零点校正时的校正量的抑制操作]

图4是描述第一实施例中零点校正时的校正量的抑制操作的时间图。中性控制执行标记是设定在满足中性控制执行条件的状态下的标记。

校正缩限单元20限制或缩限零点增加值，从零点校正时的先前值Gdlim_n-1到限制后校正值Gdlim为正时的限制值Gdlv（对应于2%梯度的加速度）或更小。当限制后校正值Gdlim为负时，与先前值Gdlim_n-1相比较的减小量将限制为限制值-Gdlv或更多。

因此，如图4所示，当中性控制已经在点火开关开启紧后执行三次并且每个校正值Gd对应于相当于5%梯度的加速度时，那么用于第一和第二次零点校正的限制后校正值Gdlim被分别限制为2%和4%梯度，第三次零点校正的限制后值Gdlim变成与对应于5%梯度的校正值Gd相同的加速度。

[由于车辆振动造成的错误校正的抑制动作]

图5是在传统技术中进行零点校正时产生的错误校正的逻辑的时间图。假定，车辆停止在上坡路上。

在时间t1，中性控制执行条件被满足，中性控制启动。

在时间t2，在从开始中性控制起经过预定时间之后，根据通过过滤器13之后的G传感器信号Gsen-f，计算N控制入口加速度Gin。

在时间t3，因为司机从制动踏板释放脚从而离开中性控制，并且对于时间t3与直到t4之间的时间段，车辆开始回滚。

在时间t4，从已经通过过滤器13的G传感器Gsen-f信号，这种G传感器信号Gsen-f被识别为N控制出口加速度Gout，定位成距离N控制入口加速度最远，从而获得加速度变化量检测值ΔG和加速度变化量推算值ΔG^{^}二者。校正值Gd然后根据二者之间的差计算，之后，直到下一中性控制将结束的时间段，将使用通过那一校正值Gd进行漂移误差校正的加速度检测值G对中性控制进行梯度确定。

这里，在从时间t3至时间t4的时间段期间，当车辆回滚并且车身振动时，沿车辆纵向方向的振动分量包括在通过过滤器13的G传感器信号Gsen-f中。需要指出的是，作为车辆振动的要素，可以考虑这种情况，即，车轮通过不平坦的路面，诸如凹沟，当路面受到振动诸如在上坡桥梁上，或者乘客在车辆中活动。如果那一车身振动分量的震荡幅度，通过过滤器13之后的G传感器信号Gsen-f，可以如图5所示震荡，以及当从峰值点，诸如具有距离N控制入口加速度Gin最远距离的这一峰值点被选择为N控制出口加速度Gout。然后，加速度变化量检测值ΔG（=Gin-Gout）变成小于由车辆的回滚检测到的值，结果是计算得到过大的校正值Gd（=ΔG-ΔG^）。因此，对于时间t4之后的时间段，由于加速度检测值G将被校正小于与路面实际梯度相对应的加速度，所以即使平面路也可能被错误地确定为具有超过5%梯度的斜坡路，中性控制可能不会被允许，燃料消耗相关联地将会变差。

相对比地，在第一实施例，如图6所示，由于校正值Gd受到缩限后校正值Gdlim的限制或缩限，以及因此每一次的校正量（校正值Gd的绝对值）被限制为限制值Gdlv（对应于2%梯度的加速度）或更少，即使源自于车身振动分量的上述峰值选择为N控制出口加速度Gout，过度校正量的计算也受到抑制，下述这种情况得以避免，即加速度检测值G被不适当地校正小于与实际路面斜坡相对应的加速度。

此外，由于每一次的校正量的变化量受到限制，所以通过执行多次零点校正，同时抑制过度校正量的计算，校正量可以逐渐地接近实际漂移误差，使得可以抑制检测到的加速度值G从真实值偏移。例如，在图4中，假定加速度漂移误差对应于实际梯度5%，在第一次和第二次零点校正操作之后，在第三次的零点校正时，校正可以设定为对应于5%梯度的斜坡。

在第一实施例中，当点火开关已经关闭时，缩限后校正值Gdlim被重设（至零）。通常地，对于从点火开关已经关闭时到开启时的时间段，因为G传感器9的附近温度改变，所以G传感器信号Gsen的漂移误差也改变。假定缩限后校正值Gdlim将不会被重设，在直到执行中性控制的时间段期间，存在G传感器信号Gsen将被分离自实际漂移误差的缩限后信号校正。因此，通过每次关闭点火开关时重设缩限后校正值Gdlim，G传感器信号Gsen的错误校正将在下一次行驶期间受到抑制。

现在将说明技术效果

第一实施例的加速度检测装置12具有下述效果。

（1）加速度检测装置12设置有零点校正单元21，和限制校正量的校正缩限单元20，零点校正单元21在从车辆停止状态到行驶状态的转换过程中根据N控制出口加速度Gout通过校正量（校正值Gd的绝对值）校正传感器信号Gsen的零点位置。

因此，由于可归因于路面不规则性、路面振动、乘客移动等的车身振动，过度校正量的计算，被防止校正得与实际路面坡度相比过分地小。

（2）校正缩限单元20限制先前校正值的变化量，每一次的变化量也被限制。因此，通过若干次执行零点校正，校正量可以逐渐地接近实际漂移误差，同时抑制过度校正量的计算，使得可以抑制加速度检测值G从真实值偏离。

[第二实施例]

第二实施例不同于第一实施例的地方在于限制后校正值Gdlim的计算方法。

[加速度检测过程]

图7是描述由第二实施例的加速度检测装置12执行的加速度检测过程的流程的流程图。现在，说明每个步骤。需要指出的是，通过将相同的步骤数应用至那些执行与第一实施例相同的过程的步骤，省略重复的说明。在步骤S12，校正缩限单元20确定零点校正是否在点火开关开启紧后进行，如果是，那么该过程前进至步骤S13，如果不是，该过程前进至步骤S14。

在步骤S13，校正缩限单元20计算缩限后校正值Gdlim，从而限制计算于步骤S8的校正值Gd的幅值。使用下述方程（3），校正值Gdlim的计算可以在校正值Gd为正时进行，如果校正值Gd为负，那么使用方程（4）;

Gdlim=min(Gd-Gdlimn-1,Gdlv-1)+Gdlimn-1...（3）

Gdlim=max(Gd-Gdlimn-1,-Gdlv-1)+Gdlimn-1...（4）

这里，Gdlv-1标示预设限制值并且对应于与路面坡度5%相对应的加速度[g]。

在步骤S14，校正缩限单元20计算限制或缩限计算于步骤S8中的校正值Gd的校正后校正值。使用下述方程（5），可以在校正值Gd为正时计算校正值Gdlim，当校正值Gd为负时，使用方程（4）；

Gdlim=min(Gd-Gdlimn-1,Gdlv-2)+Gdlimn-1...（5）

Gdlim=max(Gd-Gdlimn-1,-Gdlv-2)+Gdlimn-1...（6）

这里，Gdlv-2表示小于Gdlv-1的预设限制值，并且对应于路面坡度1[%]的加速度。

现在说明效果。

[校正量的变化的效果]

图8是描述当第二实施例中的零点校正时的校正量的抑制操作的时间图。

当缩限后校正值Gdlim为正时，校正缩限单元20限制或缩限点火开关开启紧后零点校正的先前值Ddlim n-1的增加量。更具体地说，校正缩限单元20将该增加量限制为第一次校正时的Gdlv-1（对应于5%梯度的加速度）以及将增加量限制为第二次和随后次的限制值Gdlv-2（对应于1%梯度的加速度）。

因此，如图8所示，当紧随点火开关开启之后产生漂移误差对应于5%梯度的加速度时，第一次零点校正时的校正量可以形成为与漂移误差相同。因此，漂移误差可以迅速地校正。

在第二次和随后次的零点校正时，当这种G传感器信号Gsen选定为N控制出口加速度Gout时，其包括由于路面不规则或乘客移动造成的车身振动分量，校正量从先前值Gdlim n-1的校正量的增加将限制为对应于1%梯度或更少的加速度。因此，过大校正量的计算将被抑制，加速度检测值G与对应于实际路面梯度的加速度相比过度地小的情况将被抑制。

接下来，将描述技术效果。

在第二实施例的加速度检测装置12中，除了效果（1）和（2），可以实现下述效果。

（3）零点校正单元21执行零点校正，在点火开关开启时与关闭时之间的时间段期间，每次车辆停止，驱动力变速器与驱动轮断开，校正缩限单元20限制初始校正的校正量相比较于随后校正时的校正量较小或更小地限制。采用这种方式，较早地解决由于温度变化造成的漂移误差可以适应于由于中性控制结束时的车身振动造成的过度校正的计算的抑制。

[第三实施例]

第三实施例区别于第一实施例之处在于校正值Gd的计算方法。

[加速度检测装置]

图9是描述结合在第三实施例的ECU4中的零点校正单元21的构造的控制方框图。第三实施例3的加速度检测装置设置有过滤器13，N控制入口G加速度单元14，N控制出口G计算单元15，ΔG计算单元16，加速度推算单元32，校正值计算单元19，校正缩限单元20和零点校正单元21。

加速度推算单元32根据由ΔG计算单元16计算的加速度变化量检测值ΔG并且参照相对于加速度变化量的梯度等同加速度计算的图计算加速度推算值G^[g]（加速度变化量-梯度等同加速度计算图）。N控制结束时由于车辆回滚造成的车辆加速度变化量与路面梯度之间的关系对于相同车辆来说是相同的，路面梯度可以转换为加速度，加速度变化量-梯度等同加速度计算的图可以通过实验等预先获得。

[加速度检测过程]

图10是通过可由第三实施例的加速度检测装置31执行的加速度检测过程执行的过程的流程的流程图。现在，说明每个步骤。对于执行与图1所示的第一实施例相同的过程，使用相同的步骤数，因此省略重复的说明。

在步骤S21，加速度推算单元32根据在步骤S6计算的加速度变化量检测值ΔG并且参照加速度变化量-梯度等同加速度来计算图计算加速度推算值G^[g]。

在步骤S22，校正值计算单元19通过从计算于步骤S21的加速度推算值G^减去计算于步骤S3中的N控制入口加速度Gin来计算校正值Gd[g]。

现在，说明操作。

[根据车辆回滚时的加速度变化量进行的零点校正操作]

第三实施例的加速度检测装置31根据可由G传感器信号Gsen的变化（即，N控制入口加速度Gin-N控制出口加速度Gout）获得的加速度推算值G^与N控制入口加速度Gin之间的差、计算用于校正G传感器信号Gsen的漂移误差的校正值Gd，从而执行G传感器信号的零点校正。

当G传感器信号的漂移误差由于温度变化或老化而产生时，根据G传感器信号计算的N控制入口加速度Gin以漂移误差偏离开真实值。另一方面，根据N控制入口加速度Gin与N控制出口加速度Gout之间的差计算的加速度推算值G^不会受到漂移误差的影响（即，不包括漂移误差）。因此，通过采用加速度推算值G^与N控制入口加速度Gin之间的差，抵消G传感器信号Gsen中的漂移误差的校正值可以精确地获得，使得能够实现更高精度的零点校正。

因此，在第三实施例的加速度检测装置31中，实现与第一实施例相同的效果。

（其他实例）

虽然已经如上所述参照实施例描述实现本发明的结构，但是本发明的特定构造并不局限于这些实施例，不脱离本发明的精髓的设计改变等可以包括在本发明中。

例如，第二实施例中用于计算缩限后校正值Gdlim的方法可以应用于第三实施例。

根据本发明的加速度检测值G的校正方法可以不局限于完成中性控制的应用，但是可以同等地应用于空载停止控制时，具有与这些实施例相同的效果。

Claims (3)

1.一种加速度检测装置，包括：

零点校正单元，所述零点校正单元根据从车辆停止状态到行驶状态转换时的加速度传感器信号通过校正量校正加速度传感器信号的零点位置，以及

限制所述校正量的校正量缩限单元。

2.根据权利要求1所述的加速度检测装置，其中

所述校正量缩限单元限制先前校正量的变化量。

3.根据权利要求1或2所述的加速度检测装置，其中

所述零点校正单元在点火开关开启时与点火关闭时之间的时间段期间执行零点校正，每次车辆停止，驱动力变速器从驱动轮断开，以及

所述校正缩限单元将初始校正时的校正量缩限为小于随后校正时的校正量。

Images