装载在两轮机动车辆中的用于测量车辆倾斜的加速度计的温度漂移补偿制造技术

公开了用于补偿用于测量摩托车侧倾的加速度计的温度漂移的方法。当车辆处于“直立摩托”条件（622，632）且加速度计的温度比其参考温度高至少30℃（621，631）时，读取加速度值（623，633）。然后处理这些值，以便识别（623，633）加速度计的每个轴的偏移校正直线的斜率系数。处理在于验证（64）至少两个连续读数中的系数的严格单调性，并确保（65）其平均值包含在确定的极限之间。然后可以使用最终获得的平均系数（66）来对在加速度计的整个使用范围内读取的加速度进行温度校正。因此，摩托车的倾角计算更加准确。计算更加准确。计算更加准确。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装载在两轮机动车辆中的用于测量车辆倾斜的加速度计的温度漂移补偿


[0001]本专利技术总体上涉及借助于车载加速度计来检测两轮车辆的倾斜，更具体地，本专利技术涉及对这种加速度计的温度漂移的补偿。
[0002]本专利技术特别适用于具有热力发动机的两轮机动车辆的计算机，该两轮机动车辆包括加速度计，用于在车辆行驶期间测量车辆的侧倾角（英语为“bank angle（倾斜角）”），当超过倾斜阈值时自动关断发动机。

技术介绍

[0003]诸如惯性导航仪或横摆陀螺仪之类的用于测量摩托车或类似类型的两轮车辆的侧倾的自主传感器可用于确定其倾斜，以便在该倾斜超过被认为是临界点的阈值时引起发动机关断。当超过侧倾阈值时自动关断发动机这一功能的目的在于，在摔倒的情况下保护用户免受潜在后果的影响，所述潜在后果与摩托车的处于运动中的零件（驱动轮、链条等）以及在可能由事故引起的燃料喷洒的情况下摩托车整体起火的风险相关联。
[0004]在最新的摩托车中，这种自主传感器被多轴加速度计所取代，例如，具有三个轴X、Y和Z的类型的加速度计。这种类型的加速度计如今作为单片集成电路而可用，并且可以集成到车载电子计算机的印刷电路板上。通过与软件功能相结合，这种加速度计使得能够估计车辆的倾斜，从而免除了为车辆配备专用的横摆陀螺仪，带有可观的经济益处。
[0005]计算车辆的倾斜取决于加速度计的传感器进行的物理测量，这些传感器通常是集成到同一半导体产品芯片上的单轴、双轴（或2D，意为“有两个测量维度”）和/或三轴（或3D，意为“有三个测量维度”）感测单元。在这种芯片中使用具有原始结构的微机电系统（或MEMS），所述原始结构例如具有几个梁和几个压电应变仪和/或（通过蚀刻表面薄层得到的）交指电容梳，可用于测量芯片平面中和该平面外的加速度，从而使得能够用一个或多个感测单元在所有三个轴上获得灵敏度。一般而言，由于梁根据加速度计承受的加速度方向而受到扭转和/或弯曲应力，因此加速度计利用每个轴之间的应力差异。此外，通过合适的电子器件进行检测使得能够测量每个轴的方向上的应力水平。
[0006]已知加速度计的测量会随着周围环境温度的变化而变化，因此会导致车辆倾角的估计误差。事实上，加速度计采用的技术使其或多或少对工作温度有些敏感。
[0007]加速度计的这种温度漂移在另一应用情境中进行了讨论，例如在Giuseppe Ruzza、Luigi Guerriero、Paola Revellino和Francesco M. Guadagno所著的题为“Thermal Compensation of Low
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Cost MEMS Accelerometers for Tilt Measurements（用于倾斜测量的低成本MEMS加速度计的热补偿）”的文章中，该文章由MDPI公司于2018年2月8日线上发表在可自由访问的科学杂志《Sensors（传感器）》中（ISSN 1424
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8220；CODEN: SENSC9）。
[0008]在本专利技术所考虑的应用情境中，加速度测量误差会导致车辆倾斜估计误差。在自动关断发动机的功能的目的在于在超过最大倾斜阈值时关断发动机的情况下，估计误差可
能会导致发动机提前关断，这可能危及摩托车驾驶者的安全。
[0009]因此，对用于测量两轮车辆倾角的加速度计的温度漂移进行补偿显得合乎期望，尤其是（但不仅仅是）为了实现上述发动机自动关断功能。
[0010]一般而言，具有传感器的测量仪器会将物理参数变换为电信号，然后再将其转换为数字数据。“校准”（法语为
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talonnage，英语为calibration）不应与“测定”（法语为calibrage，更确切地翻译为英语gauging）相混淆，校准的目的是确保同一系列（同一品牌、同一型号）的测量仪器在处于相同情况时确实给出相同的测量结果。因此，需要使得能够基于相同情况获得相同结果的一组操作。
[0011]参考国际计量词汇（VIM），根据2008年以后的版本中提供的定义，测量仪器的校准可定义为（先不管测量不确定性）在规定条件下的一组操作，其第一步是确定由测量标准器提供的量值与相应示值之间的关系，第二步则是用此信息确定由示值获得测量结果的关系。因此，校准可以用文字说明、校准函数、校准图、校准曲线或校准表格的形式表示。对于具有传感器的测量仪器，校准的第一阶段是表征传感器在整个传感器工作范围内的响应。第二阶段在于利用第一阶段的结果。在某些情况下（尤其是在传感器不可调节使得无法调整的情况下），第二阶段可在于对仪器给出的示值进行加法或乘法校正。
[0012]在上述目标应用类型中使用的3D加速度计的上下文中，本专利技术的目的是避免对加速度计的逐个轴的这种表征、以及为了定义与每个MEM相关联的校正多项式而要执行的逐个MEM的测试，这些表征和测试至少是冗长且昂贵的。这种表征通常不能由诸如例如摩托车的发动机控制计算机之类的车载装置自主执行，该计算机具有有限的计算和存储装置。
[0013]更何况，在装有热力发动机的两轮车辆中，通常结合有加速度计的发动机控制计算机附近的温度在很大的数值范围上变化。实际上，加速度计的该周围温度典型地在起动时的
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20℃（在本专利技术的目标应用国家中，这通常是冬季的最低室外温度）与发动机完全发热时的+90℃（这通常是在考虑到了在适当情况下实施的冷却装置（散热器、风扇等）的情况下的工作中的发动机的最高温度）之间变化。
[0014]本专利技术是源自这样的观察，即加速度测量随周围温度的变化是加速度计技术所固有的，可以以简单且高效的方式专门针对每个特定的加速度计进行学习，然后可以在由所述加速度计给出的测量中虑及该变化，从而使得能够减少车辆倾斜的估计误差。
[0015]文献JP2007322347A公开了根据温度来补偿加速度计的测量，以检测四轮车辆的倾斜，该倾斜是由于在轮胎离地（vol）的情况下的车辆抬升。该文献提出了一种校准解决方案，基于传感器电压参考值的更新来随温度校正。
[0016]文献US20040194327A1公开了确定四轮车辆的底盘的几何学角度，补偿温度漂移从而通过校准来校正倾角。

技术实现思路

[0017]本专利技术提出了一种方法，该方法具有第一阶段和第二阶段，第一阶段包括优选地沿例如3D加速度计的三个轴中的每一个来学习由于加速度计工作温度改变而导致的温度漂移（也称为温度偏移），第二阶段包括根据任意测量时的当前温度来校正该漂移。
[0018]更具体地，提出了用于补偿加速度计的温度漂移的方法，所述加速度计用于测量具有热力发动机的两轮机动车辆的倾斜，所述方法具有：
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学习加速度计的温度漂移的学习阶段，其包括：
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在参考测量点处获取参考加速度值，在所述参考测量点处车辆直立并且温度等于第一参考温度值，第一参考温度值包括在对应于“冷发动机”状态的参考温度值范围内，并且第一参考温度值与所述参考加速度值相关联地存储在非易失性存储器中；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于补偿加速度计（102）的温度漂移的方法，所述加速度计用于测量具有热力发动机的两轮机动车辆（101）的倾斜，所述方法具有：
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学习加速度计的温度漂移的学习阶段（图6），其包括：
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在参考测量点（50）处获取（613）参考加速度值（Aref），在所述参考测量点处车辆直立（612）并且温度等于第一参考温度值（Tref），第一参考温度值包括（611）在对应于“冷发动机”状态的参考温度值范围（500）内，并且第一参考温度值与所述参考加速度值相关联地存储（613）在非易失性存储器中；
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在第一测量点（51）处获取（623）第一加速度测量值（A1），第一测量点不同于所述参考测量点，并且在第一测量点处车辆基本直立（622）并且温度等于第一温度测量值（T1），第一温度测量值包括（621）在大幅高于第一参考温度值（Tref）的第一温度值范围（510）内；
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计算（623）第一温度漂移系数（Slope_1），第一温度漂移系数被定义为第一加速度测量值和参考加速度值之差与第一温度测量值（T1）和第一参考温度值（Tref）之差的比率；
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在第二测量点（52）处获取（633）第二加速度测量值（A2），在第二测量点处车辆基本直立（632）并且温度等于第二温度测量值（T2），第二温度测量值包括（631）在大幅高于第一温度测量值（T1）的第二温度值范围（520）内；
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计算（633）第二温度漂移系数（Slope_2），第二温度漂移系数被定义为第二加速度测量值和参考加速度值之差与第二温度测量值（T2）和第一参考温度测量值（Tref）之差的比率；以及
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基于第一温度漂移系数和第二温度漂移系数来获得单个温度漂移系数（Slope_cor）并将其存储（66）在所述非易失性存储器中；以及，
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校正阶段，其中，校正由所述加速度计在给定测量点处指示的加速度值，在所述给定测量点处温度等于当前温度值（To），所述校正是根据所述当前温度值与参考温度值（Tref）之差以及所述单个温度漂移系数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，仅在第一温度漂移系数和第二温度漂移系数是具有相同符号...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：