CN105378428A - 倾翻传感器 - Google Patents

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CN105378428A
CN105378428A CN201480033753.0A CN201480033753A CN105378428A CN 105378428 A CN105378428 A CN 105378428A CN 201480033753 A CN201480033753 A CN 201480033753A CN 105378428 A CN105378428 A CN 105378428A
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A·德里宾斯基
胜本见一
H·孙
J·牛顿
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Original Assignee
Memsic Inc
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    • G01C9/02—Details
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
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Abstract

传感器使用加速度计来测量两个轴上的加速度值，以检测系统的倾翻角度是否已经超过倾翻阈值角度α。将每一个加速度值分别乘以对应的因子a、b。这两个因子a、b是根据倾翻阈值α来选定的。计算两个值并且将每一个所计算的值与零进行比较。取决于哪些值大于还是小于零来确定是否已经超过倾翻角度。一旦检测器感测到倾翻状况，该检测器就提供指示该状况的信号。可以采用输出信号来触发警报或关闭已经倾翻的装置或者以其它方式表示倾翻状况。

Description

倾翻传感器
相关申请
本申请是根据35U.S.C.§119(e)要求享有于2013年6月14日提交的、名称为“Tip-OverSensor”的美国临时申请序列号No.61/835,104的优先权的非临时申请，出于全部目的而将该美国临时申请的全部内容通过引用方式并入本文。
背景技术
公知的是，加速度计可以用于测量设备的倾斜角。可以使用可从MEMSIC公司(Andover，MA)获得的数字热对流式方位传感器(DTOS)装置来测量倾斜角，以便确定设备是否落在其参数内进行操作。关于设备已经倾斜超过某个预定角度(即，设备已经“倾翻”)的指示可需要干预以便保持安全操作状况。
用于确定倾斜角的加速度计经常被放置在使该加速度计受到噪声、振动和其它不利状况的环境中。另外，加速度计经常用在手持式装置中，并且因此需要尽可能地小而同时满足高的可靠性程度。
因此，所需要的是在苛刻条件下为准确和可靠的、并且易于配置且便宜的加速度计。
发明内容
一旦倾翻传感器或检测器感测到正倾斜或已倾斜的状况，所述倾翻传感器或检测器就提供指示该状况的信号。该输出信号可以用于触发警报、或关闭已经倾翻的装置(例如但不限于摩托车、空间加热器、熨斗等)、或以其它方式表示倾翻状况。
在本发明的一个实施例中，一种检测倾翻状况的方法包括：设定倾翻阈值角度值α以及根据倾翻阈值角度值α来设定第一乘数值a和第二乘数值b。测量沿着X-轴的加速度值(Xm)和沿着Z-轴的加速度值(Zm)。该方法包括：计算第一求和值F1＝(a*Zm-b*Xm)和第二求和值F2＝(a*Zm+b*Xm)，并且随后根据第一求和值F1和第二求和值F2来确定是否已经发生倾翻状况。
根据本发明的另一个实施例，一种倾翻传感器包括加速度计，该加速度计测量并输出沿着X-轴的加速度值Xm和沿着Z-轴的加速度值Zm。乘法器用第一乘数值(b)乘以加速度值Xm并用第二乘数值(a)乘以加速度值Zm，并且输出(b*Xm)和(a*Zm)，其中第一值(b)和第二值(a)是根据倾翻阈值角度α来设定的。加法器输出第一求和值F1＝(a*Zm+b*Xm)和第二求和值F2＝(a*Zm-b*Xm)。方位传感器根据第一求和值F1和第二求和值F2来确定是否已经达到倾翻阈值角度α。
附图说明
以下参考附图讨论了本发明的至少一个实施例的各个方面。将意识到的是，为了示例的简化和清楚起见，附图中所示出的元件不必准确地或按比例绘制。例如，为了清楚起见，元件中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件而被夸大，或者几个物理部件可以包括在一个功能块或元件中。此外，在认为适当的情况下，附图标记可以在附图中重复以指示对应的或类似的元件。为了清楚起见，不是每一个部件会在每一个附图中标记出来。出于示例和解释的目的提供了附图，并且附图不旨在作为对本发明的限制的定义。在附图中：
图1是本发明的实施例在摩托车上的概念性表示；
图2是根据本发明的实施例的坐标系的表示；
图3是根据本发明的实施例的倾斜传感器的功能框图；
图4是与图3中的实施例相对应的、根据本发明的实施例的倾斜传感器的示意图；
图5是可编程电容器的框图；
图6和图7是图4中的倾斜传感器在不同的操作阶段的功能框图；
图8是根据本发明的实施例的倾斜传感器的功能框图；
图9-图11是图8中的倾斜传感器在不同的操作阶段的功能框图；
图12是根据本发明的实施例的倾斜传感器的功能框图；以及
图13是根据本发明的实施例的倾斜传感器的操作的方法的流程图。
具体实施方式
出于全部目的而将于2013年6月14日提交的、名称为“Tip-OverSensor”的临时申请序列号No.61/835,104通过引用方式并入本文。
在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的实施例的彻底理解。本领域普通技术人员将理解的是，本发明的这些实施例可以在没有这些具体细节中的某些具体细节的情况下得以实施。在其它实例中，公知的方法、过程、部件和结构可以不详细描述，以免使本发明的实施例模糊不清。
在详细地解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解的是，本发明在其应用上不限于在下面的描述中所阐述的或在附图中所示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够为其它实施例或以不同的方式来实施或执行。同样，应当理解的是，本文所采用的措辞和术语是出于描述的目的而不应被认为是限制性的。
应当理解的是，本发明的某些特征(为了清楚起见在单独实施例的背景下所描述的)可以组合地提供在单个实施例中。相反地，也可以单独地或者以任何适当的子组合来提供本发明的各个特征(为了简洁起见在单个实施例的背景下所描述的)。
本发明提供一种倾翻传感器，该倾翻传感器在一个实施例中利用非常鲁棒、可靠并且耐受冲击的MEMS热对流式加速度计。该装置特别适合苛刻环境或高振动环境，诸如用在摩托车或其它交通工具中。
可以在一个实施例中实施根据本发明的倾翻传感器，以便为用户提供用于编程(即，从多个阈值中选定倾翻阈值角度)的接口。如果装置相对于参考的方位超过了所编程的倾翻阈值角度，则数据输出改变状态以提供倾翻、倒下事件的警报。在另一个实施例中，可以将阈值角度预先编程(即，预先选择或硬连线)到装置中。
现在参考图1，两轴加速度计105或传感器105(未按比例)安装在例如例如摩托车110上。其具有两个轴的灵敏度：X和Z。当摩托车110处于“正常”骑行位置(即，垂直的)时，传感器105感测到Z-轴上1g的加速度和X-轴上0g的加速度。如果摩托车110向一侧倾斜，则传感器105将记录Z-轴上较小的加速度值以及X-轴上的非零加速度值。X-轴信号值可以是正的或负的，取决于摩托车110向左还是向右倾斜(在朝向前轮的方向看去，即，操作员或骑行者的正常方位)。
现在，考虑到，如果倾斜角(LA)等于预定的倾翻阈值角度(α)，则如果摩托车110向右倾斜，那么下面的关系将成立：
Z＝1g*cos(α)公式(1)
X＝1g*sin(α)公式(2)
公式1和公式2可以重新写为：
Z*sin(α)＝X*cos(α)公式(3)
出于解释本发明的实施例的目的，公式(3)的两边都被乘以系数，该系数基于两个比例因子a和b。a和b的值被选定为使得满足下面的比率：
a/b＝tan(α)公式(4)
公式(3)可以重新写为：
a*Z＝b*X公式(5)
或，如：
a*Z-b*X＝0公式(6)
如果摩托车110正向左倾斜，并且倾翻阈值角度仍然为α(或数学上正确的为-α)，公式5和公式6变为：
a*Z＝-b*X公式(7)
以及：
a*Z+b*X＝0公式(8)
出于讨论的目的，摩托车110的方位矢量被定义为穿过骑行者的脊柱，起始于骑行者的座位处并退出于骑行者的头部处，即，Z-轴。
现在参考图2，摩托车110的可能方位被认为是四个象限中的一个：顶部、右部、底部以及左部。这些象限由倾翻阈值角度α所定义的边界来限定。
如果摩托车110的方位矢量(即，倾斜角(LA))位于顶部象限，则以下各项为真：
a*Z-b*X>0公式(9)
a*Z+b*X>0公式(10)
如果摩托车110的方位矢量位于右部象限，则以下各项为真：
a*Z-b*X<0公式(11)
a*Z+b*X>0公式(10)
如果摩托车110的方位矢量位于底部象限，则以下各项为真：
a*Z-b*X<0公式(11)
a*Z+b*X<0公式(12)
底部方位不大可能在摩托车的情况下发生，但是可容易地在船只(诸如喷气式滑艇或类似的交通工具)的情况下实现，其中，该方位最有可能指示船只在水中是颠倒的(并且操作员(但愿)未受伤并在附近踩水)。
如果摩托车110的方位矢量位于左部象限，则以下各项为真：
a*Z-b*X>0公式(9)
a*Z+b*X<0公式(12)
因而，通过评估两个量(a*Z-b*X)和(a*Z+b*X)中的每一个量的符号，可以确定倾斜角LA是否超过倾翻阈值角度α。
在实际实施方式中，例如，在以上提及的摩托车上，由于地球重力矢量g指向“下”，根据本文描述的实施例的传感器会以其正Z-轴方位(也“向下”定向)来安装。因此，本领域普通技术人员会理解，图2中Z-轴会向下指向，并且针对顶部和顶部象限的公式将对换。
现在参考图3，在本发明的一个实施例中，倾翻传感器系统300包括两轴加速度计302，两轴加速度计302生成分别与X-轴加速度和Z-轴加速度成比例的两个电压。连同两个可编程系数发生器306-1和306-2一起提供了两个乘法器304-1和304-2。将第一可编程系数发生器306-1设定为“b”值，而将第二可编程系数发生器306-2设定为“a”系数值。第一乘法器提供值b*X，以及第二乘法器304-2提供值a*Z。
可以将两轴加速度计302的输出在被发送到乘法器之前呈现到信号调节电路，例如，前置放大器、C/V转换器、滤波器、偏移调整电路等。这种信号调节电路可以相对于加速度计被提供在外部或集成在内部。
另外，如本领域普通技术人员所理解的，可以使用具有不同增益值的放大器来实施两个乘法器304-1和304-2。
提供第一加法器308-1和第二加法器308-2，其中，第一加法器308-1提供(a*Z+b*X)的输出，以及第二加法器308-2提供(a*Z-b*X)的输出，因为第二加法器308-2具有反相输入端，在该反相输入端处，第二加法器308-2接收到值b*X。第一符号检测器310-1确定来自第二加法器308-2的输出的符号。在方位检测器312处接收到来自第一符号检测器310-1和第二符号检测器310-2的相应输出，方位检测器312针对系数值a、b提供指示传感器302的倾斜状况的二值信号。
另外，第一放大器314-1和第二放大器314-2用于直接提供Z加速度值和X加速度值。
替代地，方位检测器312可以包括用于确定装置位于哪个象限的逻辑功能(例如基于第一符号检测器310-1和第二符号检测器310-2的输出来生成二位输出)以及用于确定该象限是否是容许的逻辑功能块。
在本发明的替代实施例中，现在参考图4，提供了另一个倾翻传感器系统400，其以与图3中示出的倾翻传感器系统300类似的方式来操作，然而，可以用可调电容器和开关来替代乘法器304和可编程系数发生器306，如以下将更详细描述的。
用具有值为Cb的可调电容器402-1和多个开关404、406、408以及410来替代第一乘法器304-1和对应的可编程系数发生器306-1。类似地，用具有值为Ca的可调电容器402-2和开关412、414、416以及418来替代第二乘法器304-2和可编程系数发生器306-2。关于开关406、410、414以及418，一端耦合到相应电容器的节点，而另一端耦合到模拟地420。然而，模拟地420不一定是零伏电压参考。
可调电容器402-1、402-2和其对应的开关操作成采样电容器，以对来自传感器302的正和负的X和Z输出电压进行采样。利用该开关电容器的电路，感兴趣的变量是累积在电容器中的每一个电容器上的电荷。为了建立a/b比率，将第一电容器402-1设定为b皮法的值，以及将第二电容器402-2设定为a皮法的值。
第一电容器402-1和第二电容器402-2中的每一个电容器自身是可调电容器模块500，如图5所示。这里，在一个非限制性示例中，七个电容器C1-C7被布置在六对开关SW1A、SW1B；SW2A、SW2B；SW3A、SW3B；SW4A、SW4B；SW5A、SW5B；以及SW6A、SW6B之间。如本领域普通技术人员所理解的，通过断开和闭合特定开关，以便将电容器放置为彼此并联和/或串联或者处于等效的t-网络或π-网络配置，随后可以选定若干不同电容值(即，上述的a和b值)，并且呈现跨输出端子CIN和COUT。
向开关发送控制信号来断开和闭合相应的开关，以获得期望的电容值。在该实施例中，对六对开关SW1A、SW1B、SW2A、SW2B、SW3A、SW3B、SW4A、SW4B、SW5A、SW5B、SW6A、SW6B进行操作，使得在每一对开关中，当一个开关闭合时，另一个开关断开。因此，例如，对开关SW1A、SW1B进行操作，使得第一控制信号被发送到开关SW1A并且第一控制信号的反相形式被发送到SW1B。
在一个实施例中，电容器C1-C7被实施为CMOS平行板电容器，并且利用例如CMOSFET器件或NMOS晶体管来实施开关，如很好理解的。当然，可以使用任何数量的电容器和开关以及相关联的技术。此外，可以经由多个公知信号发送方案(包括但不限于I2C或并行的逻辑引脚或输入端，根据需要并如本领域普通技术人员很好理解的)中的任何一种来向模块500提供控制信号(未示出)，以断开和闭合开关。
有利地，如果电容器C3、C6以及C7各自为50fF，电容器C1和C4各自为200fF，以及电容器C2和C5各自为100fF，则基于这些开关的操作，可以在从0到393.75fF的范围内以6.25fF的步长来对输出电容进行调整。当然，这仅仅是一个示例而不旨在是限制性的。
现在参考图6，开关404-410和开关412-418交替地断开和闭合，以在采样电容器402-1、402-2上累积电荷。如在图6中示出的，当捕获采样电容器上的电荷时，开关404和开关410闭合而开关406和开关408断开。类似地，开关412、开关418闭合而开关414、开关416断开，以便在第二采样电容器402-2上累积电荷。开关的断开和闭合的时序受装置(这里未示出，但是本领域普通技术人员很容易理解其操作)的控制。
通过断开闭合着的开关并随后闭合断开着的开关，随后将在采样电容器上累积的电荷转移到加法器308-1、加法器308-2上。应当指出，开关通常以先断后合的操作模式来操作，如本领域普通技术人员所理解的。开关的控制信号可以由时钟发生器来提供，该时钟发生器提供合适的非重叠信号，如本领域普通技术人员所理解的。
现在参考图7，开关404、开关410断开并且开关406、开关408闭合，而开关412、开关418断开并且开关414和开关416闭合。结果，向加法器呈现采样电容器上的电荷值，以便进行如上已描述的倾翻确定。
在本发明的另一个实施例中，如图8中所示的倾翻传感器设备800包括模数转换器(ADC)802、正求和节点(SJP)804以及负求和节点(SJN)806。使用与以上在图7中所描述的相同的可编程电容器以及其对应的开关，并且这些部件如已经描述的起作用。应当指出，图8中所示的实施例将传感器302描绘为具有差分的X和Z输出。这种差分输出对于本领域普通技术人员是公知的，并且对于差分值来说，可以容易地修改先前描述的实施例的操作(尽管为了方便而被描述为单端信号)，如很好理解的。
在本发明的一个实施例中，利用运算放大器的求和节点，可以使用模拟技术来实施正求和节点SJP和负求和节点SJN以及第一加法器308-1和第二加法器308-2，如本领域普通技术人员所公知的。
返回倾翻传感器系统800，提供了附加开关810-824，以将采样电容器上的电荷耦合到正求和节点804或负求和节点806中的任何一个，如以下将描述的。
参考图9，开关404、开关404-1、开关410、开关410-1、开关412、开关412-1、开关418以及开关418-1是闭合的，以便捕获采样电容器上的电荷。随后，将那些开关断开并且将开关406、开关406-1、开关412、开关412-1、开关408、开关408-1、开关416以及开关416-1闭合，如图10所示。另外，如图9所示，开关812和开关824是闭合的，以便经由SJN806将X+信号和Z-信号放置在ADC802的负输入端。此外，开关814和开关818是闭合的，以便在ADC802的正输入端上提供X-信号和Z+信号，如在图9中所示出的。结果，经由SJP由ADC802来确定(a*Z-b*X)的计算结果。本领域普通技术人员将理解，本文示出的一个或多个开关可以不是必须的并且可以被去除。本文的表示是示范性的，以便帮助理解本发明的各个实施例的操作，并且因此所示出的电路不旨在是限制性的。
在本发明的一个实施例中，装置的操作在图9和图10中示出的状态之间多次转变，以便向ADC提供增量累加(delta-sigma)或过采样的操作。
随后，参考图11，开关812和开关814是断开的并且开关810和开关816是闭合的。结果，向正求和节点804和ADC802的正输入端提供X+和Z+信号，并且向负求和节点804和ADC802的负输入端提供X-和Z-电荷，ADC802随后确定公式a*Z+b*X，以便随后确定是否已经超过倾翻阈值角度α。
在操作中，装置的状态从图10中示出的状态转变到图9中示出的状态，并且随后转变到图11中示出的状态。存在返回到图9状态，以便对电容器进行再充电，即，获取加速度值的另一个样本，因为向求和节点呈现电容器将来自电容器的电荷转移到节点，并且在该过程结束时，电容器已放电并且已经丢失其信息。
如以上所阐述的，将JSP804和JSM806作为输入端提供到ADC802。ADC802用于确定电荷值(a*Z-b*X)或(a*Z+b*X)是正的还是负的。在操作中，可以通过观察ADC802的输出的最高有效位(MSB)来作出确定。替代地，可以使用比较器来替代ADC。
矩阵/ADC模块830可以被定义为包括ADC802和采样电容器402以及对应的开关，如在图8中示出的虚线内所勾画的。结果，如图12所述的进一步的实施例包括差分加速度传感器302，差分加速度传感器302将差分X信号、Z信号馈送到第一矩阵/ADC模块830-1以及第二矩阵/ADC模块830-2，第一矩阵/ADC模块830-1接收a/b控制信号以设定变量a、b，以便确定如以上已经描述的倾翻阈值角度，第二矩阵/ADC模块830-2接收单独的一组a、b控制信号以输出X、Z信号。这里，对于第二矩阵/ADC模块830-2，将值(a)设定为等于值(b)，以便提供对X-轴和Z-轴中的加速度的大小的测量。
将第一矩阵/ADC830-1的输出发送到数字低通滤波器902，以便去除振动以及所测量信号上其它无关状况的效应。随后，将低通滤波器902的输出发送到符号检测器310和方位检测器312以便如以上已经描述的来进行操作。
在图12中所示出的系统的替代实施例中，不包括第二矩阵/ADC模块830-2。在该情况下，倾翻系统在四个阶段中进行操作。在阶段一和阶段二期间，以比例a/b中设定的值a、b(如所描述的)来操作第一矩阵/ADC模块830-1，以计算量(a*Z-b*X)和(a*Z+b*X)，随后对(a*Z-b*X)和(a*Z+b*X)进行评估并且确定方位。第一矩阵/ADC模块830-1随后用于在值a、b被分别设定为0、1时的阶段三期间测量X原始加速度值，以及在值a、b被分别设定为1、0的阶段四期间测量Z-轴加速度。
此外，代替两个ADC，可以实施单个ADC来顺序地测量X、Z、(a*Z-b*X)和(a*Z+b*X)，仍然进一步地，可以使用四个ADC，为变量或测量结果中的每一个使用一个ADC。本领域普通技术人员将理解将如何实施这一点。
根据如图13中示出的方法，在步骤1302中设定倾翻阈值角度α，并且结果在步骤1304中设定值a、b。在步骤1306，测量X-轴和Z-轴加速度，并且在步骤1308中计算两个计算(a*Z-b*X)和(a*Z+b*X)。尽管示出为单独的步骤1306、1308，但是这些步骤同时发生并且出于解释目的而仅仅示出为分开的。在步骤1314中，将那些计算的结果各自与阈值(即，零，如以上描述的)比较，在步骤1314中识别方位，即，通过两个公式与零的比较来识别象限。随后，在步骤1316中，如果所识别的象限被确定为容许的象限，则控制回到步骤1306，以便继续测量倾斜角。然而，如果在步骤1316确定：装置现在被定向在“不容许的”象限，则控制回到步骤1318，在步骤1318中，可以断言指示这种状况的信号。
在针对摩托车的应用中，可以具有单个“容许的”象限并认为剩余的三个象限是“禁止的”。在喷气式滑艇应用中，还可以想要使单个“颠倒的”象限为“禁止的”，其中三个其它剩余的象限是“容许的”。在该情况下，如果传感器“颠倒”安装，并且输出极性是反转的，则可以检测到这种情况。通过识别象限并且随后确定识别的象限是否是容许的，可以实施两种情况。
现在返回到步骤1308，在替代实施例中，附加步骤1310和1312插入在步骤1308与步骤1314之间。在步骤1310中，将X加速度和Z加速度的值各自与阈值水平比较。并且如果在步骤1312，这些值在适当的阈值内，则控制回到步骤1314以比较倾翻角度计算结果。然而，如果在1312确定X和Z不在适当的阈值内，则控制在没有倾翻确定的情况下回到步骤1306，因为X信号、Z信号是不足够的。
提供步骤1310、步骤1312中的确定，以确保加速度信号对于确定倾翻角度是有效的。在本发明的一个实施例中，如果X加速度值和Z加速度值中的较大的加速度值小于3/8g，则确定的是，由传感器测量的信号没有强到足以做出关于设备(倾翻角度传感器连接到该设备)的倾斜角的有效确定。
在前述描述中，本发明的一个实施例包括可以被编程为具有不同电容的两个可变电容器。在替代实施例中，电容器中的一个电容器可以是固定值而另一个电容器是可变的。这将提供较简单的装置，但是关于可以选择的不同倾翻阈值角度的数量，可能受到限制。
本发明的实施例可以在单个装置中进行实施，例如，在具有在例如I2C协议下运行的输入端和输出端的LCC封装中的八-引脚器件。当然，将包括必要的I/O部件、时钟、功率和偏置发生器、信号调节等(尽管本文未对其进行描述，也不需要其来理解本发明)。有利的是，可以经由不需要任何操作协议和相关联的电路(从而简化了接口)的输入引脚来设定值a、b并且因此的倾翻阈值角度α。当然，可以在工厂对值a、b进行预设定，并且禁用输入引脚，以便为装置提供已经设定的倾翻阈值角度α。此外，除了同样以上所述的其它功能以及可需要的任何I/O操作，可以在装置中提供ASIC，以操作用于断开和闭合以上所述开关的时序信号，如本领域普通技术人员所理解的。
此外，尽管在一个实施例中已经将两轴加速度传感器描述为热对流式加速度计，但设想的是，可以使用其它类型的加速度传感器。仍然进一步地，可以使用两个单轴加速度传感器。本领域普通技术人员会理解将如何实施这一点。
因此，已经特别地示出和描述了本发明的至少一个实施例的几个特征，应当意识到的是，本领域技术人员很容易想到各种更改、修改和改进。这些更改、修改和改进旨在是本公开内容的部分并且旨在处于本发明的范围内。相应地，前述描述和附图仅仅通过举例的方式，并且本发明的范围应当根据所附权利要求和其等效形式的适当构造来确定。

Claims (28)

1.一种检测倾翻状况的方法，所述方法包括：
设定第一乘数值a和第二乘数值b，以定义倾翻阈值角度值α；
测量沿着X-轴的加速度值(Xm)；
测量沿着Z-轴的加速度值(Zm)，其中，所述Z-轴与所述X-轴正交；
计算第一求和值F1＝(a*Zm-b*Xm)；
计算第二求和值F2＝(a*Zm+b*Xm)；以及
根据所述第一求和值F1和所述第二求和值F2来确定是否已经发生所述倾翻状况。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，设定所述第一乘数值a和所述第二乘数值b包括以下各项中的至少一项：
从第一组值中选择所述第一乘数值a；以及
从第二组值中选择所述第二乘数值b。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，设定所述第一乘数值a和所述第二乘数值b包括：设定一个或多个逻辑引脚的对应状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定是否已经发生所述倾翻状况包括：
确定所述第一求和值F1是否小于零；以及
确定所述第二求和值F2是否小于零。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定是否已经发生所述倾翻状况还包括：
根据关于所述第一值F1或所述第二值F2中的任何一个是否小于零的确定结果来确定操作的象限；以及
将所确定的象限识别为容许的或不容许的。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，确定是否已经发生所述倾翻状况还包括：
确定所述第一值F1或所述第二值F2中的任何一个是否小于零。
7.根据权利要求4所述的方法，还包括：
确定F1和F2中的一个并且仅仅一个小于零；以及
根据F1和F2中的哪一个小于零来确定倾翻的方向。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括设定所述第一乘数值a和所述第二乘数值b，以使得tan(α)＝a/b。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所测量的加速度值Xm和Zm中的每一个与预定的最小加速度值Amin比较；以及
仅当所测量的加速度值Xm、Zm中的每一个大于或等于所述预定的最小加速度值Amin时才确定是否已经发生所述倾翻状况。
10.根据权利要求1所述的方法，其中：
测量沿着所述X-轴的加速度包括在第一电容器上累积电荷；以及
测量沿着所述Z-轴的加速度包括在第二电容器上累积电荷。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
将所述第一电容器设定为第一电容值C1；以及
将所述第二电容器设定为第二电容值C2，
其中，C1/C2＝b/a。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述第一电容器设定为所述第一值C1和将所述第二电容器设定为所述第二值C2的至少其中之一包括：
将两个或更多个固定值电容器切换为彼此并联和/或串联。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述第一值F1和所述第二值F2包括：
将第一放大器增益设定为所述第一乘数值a，以获得(a*Zm)；以及
将第二放大器增益设定为所述第二乘数值b，以获得(b*Xm)。
14.一种倾翻传感器，包括：
加速度计，所述加速度计被配置为测量并输出沿着X-轴的加速度值Xm和沿着Z-轴的加速度值Zm；
乘法器，所述乘法器被配置为：用第一乘数值(b)乘以所述加速度值Xm并用第二乘数值(a)乘以所述加速度值Zm，并且输出(b*Xm)和(a*Zm)；
加法器，所述加法器耦合到所述乘法器并且被配置为输出第一求和值F1＝(a*Zm+b*Xm)和第二求和值F2＝(a*Zm-b*Xm)；以及
方位检测器，所述方位检测器被配置为耦合到所述加法器，以根据所述第一求和值F1和所述第二求和值F2来确定是否已经达到倾翻阈值角度α，
其中，所述第一乘数值(b)和所述第二乘数值(a)是根据所述倾翻阈值角度α来选定的。
15.根据权利要求14所述的倾翻传感器，其中，所述加法器包括：
第一加法器，所述第一加法器耦合到所述乘法器并且被配置为输出所述第一求和值F1；以及
第二加法器，所述第二加法器耦合到所述乘法器并且被配置为输出所述第二求和值F2。
16.根据权利要求14所述的倾翻传感器，其中，所述方位检测器包括：
第一符号检测器，所述第一符号检测器耦合到所述第一加法器并且被配置为确定所述第一求和值F1的相应符号；以及
第二符号检测器，所述第二符号检测器耦合到所述第二加法器并且被配置为确定所述第二求和值F2的相应符号，
其中，所述方位检测器进一步被配置为根据所述第一求和值F1和所述第二求和值F2的所述相应符号来确定是否已经达到所述倾翻阈值角度α。
17.根据权利要求14所述的倾翻传感器，其中，所述乘法器包括：
第一值乘法器，所述第一值乘法器被配置为：用第一乘数值(b)乘以所述加速度值Xm，并且输出(b*Xm)；以及
第二值乘法器，所述第二值乘法器被配置为：用第二乘数值(a)乘以所述加速度值Zm，并且输出(a*Zm)。
18.根据权利要求17所述的倾翻传感器，其中，所述第一值乘法器和所述第二值乘法器中的每一个分别包括第一电容器和第二电容器。
19.根据权利要求18所述的倾翻传感器，其中：
所述第一电容器具有第一电容值C1；并且
所述第二电容器具有第二电容值C2，
其中，C1/C2＝b/a。
20.根据权利要求18所述的倾翻传感器，其中，所述第一电容器和所述第二电容器的至少其中之一包括：
可调电容器模块，所述可调电容器模块包括多个开关和多个固定值电容器。
21.根据权利要求18所述的倾翻传感器，其中：
所述第一加法器包括第一求和节点，所述第一求和节点耦合到所述第一电容器和所述第二电容器中的每一个；并且
所述第二加法器包括第二求和节点，所述第二求和节点耦合到所述第一电容器和所述第二电容器中的每一个。
22.根据权利要求21所述的倾翻传感器，还包括：
第一开关网络，所述第一开关网络将所述第一求和节点耦合到所述第一电容器；以及
第二开关网络，所述第二开关网络将所述第二求和节点耦合到所述第二电容器。
23.根据权利要求14所述的倾翻传感器，还包括：
接口，所述接口耦合到所述乘法器，所述接口被配置为接收一个或多个信号，其中所述一个或多个信号指示所述第一乘数值(b)和所述第二乘数值(a)的至少其中之一的值。
24.根据权利要求23所述的倾翻传感器，其中，所述接口包括多个输入引脚。
25.根据权利要求23所述的倾翻传感器，其中，所述接口包括在其上接收串行信号的输入引脚。
26.一种用于确定装置相对于倾翻阈值角度α的方位的倾翻传感器，所述传感器包括：
用于测量X-轴方向上的加速度值Xm和Z-轴方向上的加速度值Zm的单元；
用于用第一乘数值(b)乘以Xm、用第二乘数值(a)乘以Zm，并且输出(b*Xm)和(a*Zm)的单元；
用于输出第一求和值F1＝(a*Zm+b*Xm)和第二求和值F2＝(a*Zm-b*Xm)的单元；以及
用于根据所述第一求和值F1和所述第二求和值F2来确定所述装置的所述方位的单元，
其中，所述第一乘数值(b)和所述第二乘数值(a)是根据所述倾翻阈值角度α来选定的。
27.根据权利要求26所述的倾翻传感器，其中，所述方位确定单元包括：
用于确定所述第一求和值F1和所述第二求和值F2中的每一个求和值的相应符号的单元，
其中，所述方位确定单元进一步根据所述第一求和值F1和所述第二求和值F2的所述相应符号来确定所述装置的所述方位。
28.根据权利要求26所述的倾翻传感器，其中，所述乘法单元包括以下各项中的至少一项：
具有第一电容值C1的第一电荷存储单元；以及
具有第二电容值C2的第二电荷存储单元，
其中，C1/C2＝b/a。
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