车辆行驶辅助装置以及车辆行驶辅助方法

专利名称：车辆行驶辅助装置以及车辆行驶辅助方法
技术领域：
本发明涉及通过改变车辆的行驶时的车轮的驱动转矩来辅助车辆的行 驶的车辆行驶辅助装置以及车辆行驶辅助方法。
背景技术：
以往公知有以下停车辅助装置为了扩大仅通过制动操作来进行的车 速的控制范围，该停车辅助装置具有使不加速时的发动机产生转矩增大预 定量的增矩单元(例如，参照专利文献1)。在该停车辅助装置中， 一旦 驾驶者踩下制动踏板并操作换档杆设置为倒车，则从停车辅助ECU向发动机ECU输出对发动机增矩的指示。专利文献1:日本专利文献特开2003 - 205808号公报发明内容可是，在如在后退行驶计划的路径中存在台阶的情况下，即使作为不 加速状态而产生最大限度的转矩，也有时无法越过有台阶的地方。关于这一点，在上述专利文献1所公开的停车辅助装置中，具有使不 加速时的发动机产生转矩增大预定量的增矩单元，因此如果是使不加速时 的发动机产生转矩增加至能够越过有台阶的地方的转矩的规格，则能够避 免无法越过有台阶的地方的事态。但是，在该模式下，虽然在有台阶的道 路环境下便利性高，但是作为其反面，在平坦的道路环境下，在不加速时 促进车速的增加，因此可预料在没有打算的情况下被车速的上限限制器结 束辅助的情况，或者车速的预想以上的增加导致驾驶者产生焦躁感的情 况，从而可能会反而降低便利性。因此，本发明的目的在于提供一种能够以适合于道路环境的模式使转 矩可变的车辆行驶辅助装置以及车辆行驶辅助方法。用于解决问题的手段为了完成上述目的，第一发明提供一种车辆行驶辅助装置，通过使车 辆行驶时的车轮的驱动转矩变化来辅助车辆的行驶，所述车辆行驶辅助装 置包括增矩单元，使所述驱动转矩增加；台阶检测单元，检测出在车辆的行进方向上存在的路面上的台阶；以及切换单元，切换第一状态和第二状态，所述第一状态允许所述增矩单 元工作，所述第二状态抑制所述增矩单元工作；其中，如果由所述台阶检测单元检测出了台阶，则所述切换单元形成所述第 一状态。第二发明是在第一发明的车辆行驶辅助装置中，所述台阶检测单元在车辆的车轮到达台阶之前对该台阶进行检测。第三发明是在第一发明的车辆行驶辅助装置中，所述台阶检测单元包括测距单元，该测距单元检测与在侧视下呈放射 状的检测区域内的物体的距离，如果在该检测区域内检测出了台阶候选， 则所述台阶检测单元使该检测区域变小以使该台阶候选不被检测出，并根 据在该变小了的检测区域中检测的检测结果来判别所述台阶候选是否为台 阶。第四发明是在第二发明的车辆行驶辅助装置中，如果在检测出所述台阶候选后车辆行进预定行驶距离的过程中，在所 述变小了的检测区域内没有检测出物体，则所述台阶检测单元将所述台阶 候选检测为台阶。第五发明是在第二发明的车辆行驶辅助装置中，如果在检测出所述台阶候选后车辆行进预定行驶距离的过程中，在所 述变小了的检测区域内检测出了物体，则所述台阶检测单元将所述台阶候 选判别为台阶以外的障碍物。第六发明是在第四或五发明的车辆行驶辅助装置中， 所述预定行驶距离被设定为与所述检测区域被减小了的量相当的值。5第七发明是在第六发明的车辆行驶辅助装置中，所述变小了的检测区域是小了与所述检测出的台阶候选的高度相当的 量的检测区域。第八发明是在第三至七发明的车辆行驶辅助装置中， 所述预定行驶距离被设定为与所述检测出的台阶候选的高度相当的值。第九发明是如第一发明的车辆行驶辅助装置，其中， 还包括车高检测单元，该车高检测单元检测车辆相对于路面的高度， 所述台阶检测单元按照由所述车高检测单元检测出的车高来修正所述 检测区域。第十发明提供一种车辆行驶辅助装置，通过使车辆行驶时的车轮的驱 动转矩变化来辅助车辆的行驶，其中，通过使车辆行驶时的车轮的驱动转矩变化来辅助车辆的行驶，判断是否在车辆的行进方向前方在路面上存在台阶，如果判断为在车 辆的行进方向前方存在台阶，则允许使所述驱动转矩增加的增矩工作。第十一发明提供一种车辆行驶辅助方法，通过使车辆行驶时的车轮的 驱动转矩变化来辅助车辆的行驶，所述车辆行驶辅助方法包括台阶检测步骤，判断是否在车辆的行进方向前方在路面上存在台阶；以及如果通过所述台阶检测步骤判断为存在台阶，则允许使所述驱动转矩 增加的增矩工作的步骤。第十二发明提供一种存储介质，存储有计算机可读取的程序，所述程 序使计算机执行第十一发明所述的车辆行驶辅助方法。发明效果根据本发明，可得到能够以适合于道路环境的模式使转矩可变的车辆 行驶辅助装置。


图1是表示本发明的实施例一的车辆行驶辅助装置10A的系统构成图；图2是使用了非接触距离传感器56的台阶检测方式的说明图； 图3是表示在进行停车辅助时通过停车辅助ECU 12A来实现的基本的 处理流程的例程图；图4是表示用于纵列停车的目标停车位置等设定画面的一例的图； 图5是表示台阶增矩控制的一例的例程图；图6是表示本发明的实施例二的车辆行驶辅助装置10B的系统构成图；图7是表示超声波传感器58的检测区域的一例的图； 图8是表示实施例二的台阶检测方法的一例的例程图； 图9是说明超声波传感器58的检测区域的变化方式和障碍物与台阶 的识别方式的图；图IO是表示高度变化的台阶的两例的图；图ll是表示第二检测区域的设定方式的变形例的图；图12是表示本发明的实施例三的车辆行驶辅助装置10B的系统构成图；图13是表示通过实施例三的停车辅助ECU 12C来实现的超声波传感 器58的检测区域的修正处理的流程的例程图；图14是第一检测区域的一修正方式的说明图。 标号的说明IOA、 IOB、 10C车辆行驶辅助装置12A、 12B、 12C 停车辅助ECU16转向角传感器18车轮速传感器20后相机22显示器24扬声器30 EPS ECU32 马达34转矩传感器36EFI ECU38发动机39加速踏板位置传感器40制动器ECU42制动开关50倒档开关56非接触距离传感器58超声波传感器60车高传感器52停车开关80目标停车框具体实施方式
以下，参照附图来说明用于实施本发明的最佳方式。 实施例一图1是表示本发明的实施例一的车辆行驶辅助装置IOA的主要部分的 系统构成图。如图1所示，车辆行驶辅助装置10A以电子控制单元12A (以下称为"停车辅助ECU 12A")为中心而构成。停车辅助ECU 12A 作为微机而构成，包括经由未图示的总线相互连接的CPU、 ROM、 RAM 等。在ROM中存储有由CPU执行的程序和数据。在停车辅助ECU 12A上，经由CAN (Controller Area Network,控制 器局域网络)或高速通信总线等适当的总线而连接有检测转向盘(未图 示)的转向角的转向角传感器16、控制助力转向装置的马达32的 EPS ECU 30、控制发动机38的EFI ECU 36、以及控制制动执行器的 制动ECU 40等。马达23设置在转向管柱或转向器箱上，通过马达23的 旋转来使转向轴旋转即可。在EFI ECU 36上连接有检测加速踏板的操作 量的加速踏板位置传感器39，在EPS ECU 30上连接有检测转向盘的转 向转矩的转矩传感器34，在制动ECU 40上连接有车轮速传感器18和制8动开关42连接，其中所述车轮速传感器18检测车辆的速度，所述制动开 关42当制动踏板在被操作时输出开启(on)信号。加速踏板位置传感器 39既可以是检测制动踏板的操作行程的传感器，也可以是节气门开度传感 器。
另外，在停车辅助ECU 12A上连接有后相机20和显示器22，其中后 相机20对车辆后方的预定角度范围内的情况进行拍摄，所述显示器22配 置在车厢内。在显示器22上连接有扬声器24。
另外，在停车辅助ECU 12A上连接有倒档开关50和停车开关52。倒 档开关50在换档杆被操作置于倒车位置(倒档)时输出开启信号，在除 此之外的情况下维持为关断(off)状态。另外，停车开关52设置在车厢 内，用户能够对其进行操作。停车开关52在常态下维持为关断状态，通 过用户的操作而成为开启状态。停车辅助ECU 12A根据停车开关52的输 出信号来判断用户是否需要停车辅助。
另外，在停车辅助ECU 12A上连接有非接触距离传感器56。如图2 所示，非接触距离传感器56装载在车辆的比后轮靠向后侧的后部(在图 示的例中为后保险杠的下部)，检测地面与装载位置之间的距离(铅垂方 向的距离)h。非接触距离传感器56例如如图2所示那样朝地面并在垂直 方向上发射检测波，接收在地面反射了的检测波的反射波，根据该反射波 的延迟时间而检测出地面与装在位置之间的距离h。另外，也可以沿车辆 的宽度方向设置多个非接触距离传感器56 (例如，也可以在左、右侧各设 置一个)。
下面，说明在进行停车辅助时通过停车辅助ECU 12A来实现的基本 的处理。
图3是表示在进行停车辅助时通过停车辅助ECU 12A来实现的基本的 处理流程的例程图。
在步骤100中，停车辅助ECU 12A判断倒档开关50是否为开启。如 果倒档开关50为开启，则进入步骤102，否则，直接结束此次周期的处理 流程。
在步骤102中，停车辅助ECU 12A判断停车开关52是否为开启。如果停车开关52为开启，则进入步骤104，否则，直接结束此次周期的处理 流程。
在步骤104中，停车辅助ECU 12A在显示器22上显示目标停车位置 设定画面。具体地说，如图4 (用于纵列停车的画面)所示，停车辅助 ECU 12A在显示器22上显示后相机20的摄像图像(实际图像)，并且在 摄像图像上重叠显示目标停车框80。目标停车框80是模仿了实际的停车 框或车辆外形的图形即可，例如具有用户能够目视确认其位置和朝向的形 态。如图4所示，目标停车框80的位置等也可以在对确定开关进行操作 之前通过用于使目标停车框向上下左右方向并行移动和旋转移动的接触开 关等来调整目标停车框的位置等。
接着在步骤106中，停车辅助ECU 12A判断是否确定了目标停车框 80的位置等。在本例中，当图4所示的确定开关被用户操作了时，停车辅 助ECU 12A判断为确定了目标停车框80的位置等。如果确定了目标停车 框80的位置等，则进入步骤108。此时，停车辅助ECU 12A根据确定了 的目标停车框80的位置和方向来决定目标停车位置和目标停车方向，根 据该决定了的目标停车位置和目标停车方向来计算出目标移动轨迹。如果 没有确定目标停车框80的位置等，则返回步骤104，继续目标停车位置等 的设定处理。
在步骤108中，停车辅助ECU12A执行倒车行驶辅助控制。倒车行驶 辅助控制包括辅助后退行驶时的转向的转向辅助控制、以及在下面参照图 5来说明的台阶增矩控制。转向辅助控制例如是如以下那样的控制即可。 一旦制动踏板的踩下被解除，产生后退缓慢移动转矩，从而车辆开始后 移，则停车辅助ECU 12A使用车辆移动量和转向角位置而推测自车的车 辆位置，计算出响应了推测出的车辆位置相对于目标移动轨迹的偏差的目 标转向角，将该目标转向角发送给EPS *ECU 30，其中车辆移动量是从车 速传感器18的输出信号计算出来的，转向角位置是从转向角传感器16得 到的。EPS ECU30控制马达32，以实现该目标转向角。
在步骤110中，停车辅助ECU 12A根据经EFI ECU 36得到的加速 踏板位置传感器39的信息来判断加速踏板是否在被操作。如果加速踏板在被操作，则进入步骤112,如果加速踏板没有被操作，则进入步骤
114。
在步骤112中，停车辅助ECU 12A迅速中断当前执行中的倒车行驶辅 助控制(即，强制结束)。倒车行驶辅助控制的中断或强制结束也可以在 以下的其它情况下实现检测出了障碍物的情况、车速超过了预定的上限 值的情况、或根据转矩传感器34检测出了驾驶者以预定转矩以上的力操 作了转向盘的情况等。
在步骤114中，停车辅助ECU 12A根据自车的车辆位置的推测结果来 判断自车是否到达了目标停车位置。如果自车到达了目标停车位置，则例 如通过扬声器24要求驾驶者停止车辆(或者，通过制动ECU40自动地停 止车辆)，结束此次的停车辅助处理。如果自车没有到达目标停车位置， 则返回步骤108，继续倒车行驶辅助控制。
图5是表示在图3的步骤108中作为倒车行驶辅助控制的一部分而执 行的台阶增矩控制的一例的例程图。图5所示的处理流程在继续上述的倒 车行驶辅助控制的期间以预定周期重复执行。
在步骤200中，停车辅助ECU 12A根据非接触距离传感器56的输出 结果(地面与装载位置之间的距离h的检测值)进行检测在车辆的行进方 向前方(在本例中，行进方向为后退方向)可能存在的台阶的检测处理。 例如，当上次周期的距离h (i — 1)与此次周期的h (i)之差(路面移 位)大于等于预定值时，停车辅助ECU 12A判断为在车辆的行进方向前 方检测出了台阶，将台阶检测标记设定为"1"。预定值为与如倘若不进 行后述的增矩就无法越过的那样的台阶的高度相当的值(例如，3cm)即 可。如果在此次周期中没有检测出台阶，则停车辅助ECU 12A将台阶检 测标记维持为"0"。
在步骤202中，停车辅助ECU 12A根据上述的步骤200的台阶检测处 理结果来判断在此次周期中是否发现了台阶。如果在此次周期中发现了台 阶、即台阶检测标记为"1"，则进入步骤204，如果台阶检测标记仍为初 始值"0"，则进入步骤206。台阶检测标记一旦被设定为"1"，则将 "1"维持至在后述的步骤216中判断为车辆越过台阶。在步骤204中，停车辅助ECU 12A将发现了台阶处的台阶与后轮之间 的距离L (参照图2)作为台阶一后轮间距离L的初始值LO而存储在预定 的存储器中。
在步骤206中，停车辅助ECU 12A判断相对于此次的倒车行驶辅助控 制的实施的上次周期以前是否发现了台阶。具体地说，如果台阶检测标记 为"1"，则停车辅助ECU 12A判断为上次周期以前发现了台阶。如果上 次周期以前发现了台阶，则进入步骤208，如果上次周期以前没有发现台 阶(即，如果还没有发现台阶)，则进入步骤220。
在步骤208中，停车辅助ECU 12A根据车轮速传感器18的输出信号 来计算从上次周期(i 一 1)至此次周期(i)的车辆的行驶距离d (i)。 通过对在从上次周期(i — 1)至此次周期(i)的时间内由车轮速传感器 18输出的输出信号(车轮速脉冲)进行时间积分来计算车辆的行驶距离d (i)即可。该行驶距离(i)也可以通过例如制动器ECU 40这样的其它 ECU来计算，在此情况下，停车辅助ECU 12A从其它ECU获得计算结 果。
在步骤210中，停车辅助ECU 12A根据上述的在步骤208中计算出的 车辆的行驶距离d (i)来更新台阶一后轮间距离L。具体地说，如果将此 次周期的台阶一后轮间距离设为L (i)、上次周期的台阶一后轮间距离设 为L (i — 1)，则成为L (i) = L (i _ 1) — d (i)的关系式，从该关系 式计算出此次周期的台阶一后轮间距离L (i)。另外，对于初次发现了台 阶的周期(k)的L (k)，使用上述的在步骤204中存储的初始值L0。
在步骤212中，停车辅助ECU 12A根据上述的在步骤210中计算出的 此次周期的台阶一后轮间距离L (i)预测车辆的后轮从当前时刻开始到达 台阶为止的时间T (以下，称为"到达台阶时间T")。通过此次周期的 台阶一后轮间距离L (i)除以在上次周期中根据车轮速传感器18的输出 信号检测出的车速V (i)来预测此次周期的到达台阶时间T (i)即可。
在步骤214中，停车辅助ECU 12A判断上述的在步骤212中计算出的 此次周期的到达台阶时间T (i)是否小于等于预定的阈值1。预定的阈值 1是与后述的从增矩开始到目标转矩为止的增矩完毕所需的时间相当的值即可。如果此次周期的到达台阶时间T (i)小于等于预定的阈值1，则进
入步骤216，否则，进入步骤220。
在步骤216中，判断上述的在步骤210中计算出的此次周期的台阶一 后轮间距离L (i)是否大于等于预定的阈值2。该判断是用于判断车辆是 否越过了上述的在步骤202中发现的台阶的，因此，预定的阈值2是负的 值(例如，一l [m])即可。如果此次周期的台阶一后轮间距离L (i)大 于等于预定的阈值2、即车辆还没有越过台阶，则进入步骤218，否则 (即车辆越过了台阶)，将台阶检测标记设定为"0"而进入步骤220。
在步骤218中，停车辅助ECU 12A开启对EFI ECU 36的增矩要 求。例如，停车辅助ECU 12A对EFI ECU 36发送指示以使其进行增 矩。EFI ECU 36接受该指示而控制发动机38的转速以使后退缓慢移动 转矩成为目标转矩。例如，怠速时的发动机38的转速与此时产生的后退 缓慢移动转矩的关系是可预先导出，因此EFI ECU 36控制发动机38的 转速以使其转速成为与目标转矩相对应的目标转速。另外，后退缓慢移动 转矩是当换档杆位于倒车位置并且加速踏板和制动踏板处于关断状态时产 生的转矩，是在AT车中由于变矩器的存在而产生的转矩。另外，目标转 矩既可以是能够越过检测出的台阶这样的固定值，也可以设为基于检测出 的台阶的高度的可变值。
在步骤220中，停车辅助ECU 12A关断对EFI ECU 36的增矩要 求。例如，停车辅助ECU 12A对EFI ECU 36发送指示以使其停止增 矩。EFI ECU 36接受该指示而根据当前的增矩的执行状况，如果当前正 在执行增矩则停止增矩，如果当前没有执行增矩则维持该不执行增矩状 态。另外，车辆行驶时的增矩停止应该防止后退缓慢行驶转矩的急剧降低 导致驾驶者可能会感到不谐调的情况，为此以逐渐回到原来的通常时转速 (与通常时的后退缓慢行驶转矩相对应的转速)这样的方式实现即可。
根据以上所说明的本实施例的车辆行驶辅助装置IOA，尤其可起到如 下的优良效果。
根据本实施例，如上所述，可实现当检测出了台阶时进行增矩的构 成。即，根据本实施例，在由于存在台阶而需要增矩的状况下实现增矩，在不存在台阶(是平坦的道路)而不需要增矩的状况下不实现增矩，可根 据台阶的存在状况来设定恰当的后退缓慢行驶转矩。由此，能够在避免在 存在台阶的道路状况下无法越过台阶的不良情况的同时，避免在不存在台 阶的道路状况下不必要地进行增矩导致的不良情况、例如由于增矩而车 速增加导致在没有打算的情况下倒车行驶辅助控制被强制结束，或者车速 增加到用户的预想以上导致用户产生焦躁感这样的事态。
另外，根据本实施例，如上所述，当检测出台阶时，在后轮到达该台 阶之前就开始增矩，因此可在后轮到达该台阶之前事先完成好增矩。艮P， 如果后轮到达台阶之后才开始增矩，则产生用户等待完成增矩为止的 (即，成为可产生目标转矩的状态为止的)时间的需要，但是在本实施例 中，消除了该等待的需要，可提高便利性。另外，根据本实施例，在后轮 到达台阶之前完成增矩，因此用户也可以在到达该台阶之前开始使车辆具 有冲击力而越过台阶。 实施例二
图6是表示本发明的实施例二的车辆行驶辅助装置10B的主要部分的
系统构成图。如图6所示，车辆行驶辅助装置10B以电子控制单元12B (以下称为"停车辅助ECU12B")为中心而构成。
在本实施例二中，如图6所示，车辆行驶辅助装置IOB包括超声波传 感器58，该超声波传感器58用作上述的实施例一的车辆行驶辅助装置 IOA中的非接触距离传感器56。关于其它的构成元素，与上述的实施例一 的车辆行驶辅助装置IOA相同即可，并标注了相同的参照标号而省略其说 明。
如图7所示，超声波传感器58当侧视时具有呈大致扇形的放射状的 检测区域。图7所示的检测区域是检测距离为D [m]、检测角度范围为 e、最朝下的放射方向相对于地面的倾斜角为a。检测区域如后述那样可 变。例如检测距离D为可变。超声波传感器58向检测区域内发射超声 波，接收来自检测区域内的反射波，由此检测出检测区域内的物体。艮口， 如果在检测区域内存在物体，则被该物体反射了的超声波被超声波传感器 58接收。超声波传感器58根据该反射波的延迟时间来检测出检测区域内的物体的距离(与超声波传感器58之间的距离)。
图8是表示作为上述的实施例一中所说明的图5的台阶增矩控制的一 部分而执行的台阶检测处理的一例的例程图。图8所示的处理过程是作为 上述的实施例一中所说明的图5的步骤200的处理而执行，在倒车行驶辅 助控制过程中并在台阶检测标记为"0"的期间(即没有检测出台阶的期 间)按照预定周期重复执行。另外，其它的由停车辅助ECU12B实现的基 本处理与上述的实施例一中所说明的图3和图5的各步骤相同即可。
在步骤300中，停车辅助ECU 12B判断台阶检测标记是否为"0"。 如果台阶检测标记为"0"，则进入步骤302。另一方面，如果台阶检测标 记为"1"(即上次周期以前检测出了台阶)，则结束此次周期中的图8 所示的处理过程，而进入图5所示的例程图的步骤202的处理。
在步骤302中，停车辅助ECU 12B判断当前的超声波传感器58的检 测区域是否为第一检测区域(通常检测区域)。第一检测区域是能够检测 出在路面上可能会存在的台阶的这样的检测区域，并且是如图7所示那样 不检测出平坦的路面程度的检测区域即可。这里，将第一检测区域的检测 距离D (参照图9的(A))设为Dl。另外，超声波传感器58的检测区 域是初始设定为第一检测区域的。如果当前的超声波传感器58的检测区 域为第一检测区域，则进入步骤394，否则(即，当前的超声波传感器58 的检测区域为后述的第二检测区域)，跳到步骤312。
在步骤304中，停车辅助ECU 12B根据在此次周期中得到的超声波传 感器58的检测结果来判断是否在第一检测区域内检测出了物体。如果在 第一检测区域内检测出了物体，则进入步骤306，如果在第一检测区域内 没有检测出物体，则结束此次周期中的图8所示的处理过程，而进入图5 所示的例程图的步骤202的处理。
在步骤306中，停车辅助ECU 12B判断上述的在步骤304中检测出的 物体是否为台阶候选。例如，如果如图9的(A)所示那样在第一检测区 域内的离超声波传感器58的装载位置的距离为D2 Dl的范围内检测出 了物体，则停车辅助ECU 12B判断为该物体是台阶候选即可。D2为后述 的第二检测区域的检测距离，关于此在后面叙述。如果物体是台阶候选，则进入步骤308，如果物体不是台阶候选，则判断为该物体是例如如图9 的(A)中示出的障碍物A这样的障碍物，而进入步骤316。
在步骤308中，停车辅助ECU 12B将上述的在步骤306中检测出台阶 候选时刻的台阶候选与后轮之间的距离L'(参照图7)作为台阶候选一后 轮间距离L的初始值L' 0而存储在预定的存储器中。
在步骤310中，停车辅助ECU 12B将超声波传感器58的检测区域从 第一检测区域改变为第二检测区域。关于第二检测区域，如图9的(B) 所示，相对于第一检测区域而检测角度范围e相等并检测距离D是小于 D2的D3即可。当将执行增矩而越过的对象的台阶最大高度设为Hmax 时，检测距离D的縮短量AD (= D2 _ D3)为与Hmax的1/sina相当的 固定值即可。当然，检测距离D的縮短量AD也可以为向Hmax的1/sina 附加了预定的富余部分的固定值。但是，检测距离D的縮短量AD设定成 比车辆下部的最小高度HO (参照图9的(A))的1/sina小。检测距离D 的改变例如既可以通过改变所发射的超声波的发信强度来实现，或者也可 以通过将超过检测距离D的物体数据(距离数据)视作干扰而屏蔽来实 现。
在步骤312中，停车辅助ECU 12B根据车轮速传感器18的输出信号 来计算从上次周期(i 一 1)至此次周期(i)的车辆的行驶距离d (i)， 根据计算出的车辆的行驶距离d (i)来更新台阶候选一后轮间距离L'。具 体地说，如果将此次周期的台阶候选一后轮间距离设为L' (i)、上次周 期的台阶候选一后轮间距离设为L' (i 一 1)，则成为L' (0 =L' (i — 1) 一 d (i)的关系式，从该关系式计算出此次周期的台阶候选一后轮间 距离L' (i)。另外，对于初次发现了台阶的周期(k)的L' (k)，使用 上述的在步骤306中存储的初始值L' 0。
在步骤314中，停车辅助ECU 12A根据在此次周期中得到的超声波传 感器58的检测结果判断是否在第二检测区域内检测出了物体。如果在第 二检测区域内检测出了物体，则进入步骤316，如果在第二检测区域内没 有检测出物体，则进入步骤318。另外， 一旦将超声波传感器58的检测区 域从第一检测区域改变为第二检测区域，则只要之后车辆没有移动，就应该在第二检测区域中检测不出静止物体。
在步骤316中，停车辅助ECU 12B判断为在车辆行进方向前方存在障 碍物，例如将障碍物检测标记设定为"1"，而进入图5所示的例程图的 步骤202的处理。另外， 一旦障碍物检测标记被设定为"1"，则在其周 期中执行图3的步骤112的处理(强制结束处理)。这样， 一旦检测出障 碍物，则迅速结束倒车行驶辅助控制，随之也不会执行增矩。
在该步骤316中，例如，如果经由了上述的步骤314，则停车辅助 ECU 12B判断为上述的在步骤306中检测出的台阶候选是越过对象的台阶 以外的障碍物。例如，图9的(B)所示的障碍物B虽然在第一检测区域 与台阶相同地被检测为台阶候选，但是之后，在车辆后退检测距离D的减 少部分(Dl — D2)的期间，如图9的(C)所示那样车辆在第二检测区 域检测出障碍物B。这样，在步骤316 (或步骤306)中检测出越过对象 的台阶以外的障碍物。
在步骤318中，停车辅助ECU 12B判断上述的在步骤312中计算出的 此次周期的台阶候选一后轮间距离L (i)是否小于等于预定的阈值3。预 定的阈值3为从台阶候选一后轮间距离L的初始值L' 0减去第一检测区域 的检测距离D1与第二检测区域的检测距离D2的差值(=D1 — D2)的值 (=L'0 — Dl + D2)即可。g卩，通过之后的车辆移动来填补将超声波传 感器58的检测区域从第一检测区域縮小到第二检测区域的部分。如果此 次周期的台阶候选一后轮间距离L (i)小于等于预定的阈值3，则进入步 骤320，否则，结束此次周期中的图8所示的处理过程，而进入图5所示 的例程图的步骤202的处理。
在步骤320中，停车辅助ECU 12B判断为上述的在步骤306检测出的 台阶候选是台阶，而将台阶检测标记设定为"1"，进入图5所示的例程 图的步骤202的处理。这是因为如果如图9的(B)所示那样在车辆后 退检测距离D的减少部分(Dl — D2)的期间，在第二检测区域没有检测 出障碍物B，则台阶候选是台阶的可能性极其高。例如，如果不存在如图 9的(B)中示出的这样的障碍物B而只存在台阶，则在车辆后退检测距 离D的减少部分(Dl — D2)的期间，如图9的(C)那样在第二检测区
17域中任何物体也检测不出。在本实施例中，利用该点，防止了将在第一检 测区域中以与台阶相等的距离检测出的障碍物误检测为台阶的情况。
在该步骤320中， 一旦将台阶检测标记设定为"1"，则在从图5所 示的例程图的步骤202开始的处理中，在步骤202中进行肯定判断，在之 后的适当阶段，输出增矩要求。在此情况下，在图5所示的例程图的步骤 202中，利用上述的在步骤312中计算出的台阶候选一后轮间距离L'来计 算台阶一后轮间距离L。
根据以上所说明的本实施例二的车辆行驶辅助装置IOB，除上述的实 施例一的效果以外，尤其还可以起到如下的优良效果。
如上所述，将也作为障碍物检测单元而发挥功能的超声波传感器58 用于检测台阶，因此与使用各自的传感器来检测障碍物和台阶的构成相 比，可实现效率型的构成。特别是，如果超声波传感器58是用于检测后 方障碍物的侦测声纳系统(Clearance Sonar)，则不需要追加新的硬件， 就能够在侦测声纳系统的检测区域中检测出需要增矩的台阶。
另外，如上所述，可通过使超声波传感器58的检测区域可变来高精 度地判别障碍物和台阶。即，如上述那样恰当地灵活运用第一和第二检测 区域，由此能够高精度地判别并检测出台阶和障碍物这两者。
对以上所说明的本实施例二的车辆行驶辅助装置IOB，尤其可想到如 下的变形例和改良例。
例如，也可以沿车宽方向设置多个超声波传感器58。在此情况下，针 对多个超声波传感器58的每个，适用上述的第一和第二检测区域即可。 在此情况下，如下设置即可如果通过多个超声波传感器58中的某一而 检测出了障碍物，则将障碍物检测标记设定为"1"。另外，如下设置即 可如果仅通过多个超声波传感器58中的某一而在第一检测区域内检测 出了台阶候选，则仅对检测出了该台阶候选的超声波传感器58执行检测 区域的向第二检测区域的改变即可。
另外，第二检测区域的检测距离D2也可以按照离由超声波传感器58 检测出的台阶候选的距离而可变。例如，如果离台阶候选的检测距离为 D' (D2<D' <D1)，则第二检测区域的检测距离D2为D'即可。当然，第二检测区域的检测距离D2也可以是从离台阶候选的检测距离为D'减去 预定的富余部分。在此情况下，第二检测区域的检测距离D2也可以按照
伴随着车辆后退产生的台阶候选的高度的变化而可变。这是因为在如图
10的(A)和(B)所示那样的台阶的情况下，离由超声波传感器58检测 出的台阶候选的距离(台阶候选的高度)伴随车辆的后退而发生变化。在 此情况下，停车辅助ECU 12B根据离由超声波传感器58检测出的台阶候 选的距离并在检测距离D的縮短量A不超过车辆下部的最小高度H0 (参 照图9的(A))的1/sinci (或对此减去了富余部分的值)的范围内使第 二检测区域的检测距离D2可变。
另外，如图11所示，也可以通过扩大倾斜角a来设定第二检测区 域。在此情况下，从与上述相同的观点出发，第二检测区域的倾斜角a2 设定成不包含台阶候选的这样的值。在此情况下，也能够高精度地判别障 碍物和台阶。
实施例三
图12是表示本发明的实施例三的车辆行驶辅助装置10C的主要部分 的系统构成图。如图12所示，车辆行驶辅助装置10C以电子控制单元 12C (以下称为"停车辅助ECU 12C")为中心而构成。另外，由停车辅 助ECU 12C实现的基本处理是与上述的在实施例一和实施例二中所说明的 图3、图5、以及图8的各步骤相同即可，另外，第一和第二检测区域等 的定义是只要没有特别地提及则与上述的实施例二相同即可。
在本实施例三中，如图12所示，相对于上述的实施例二的车辆行驶 辅助装置IOB，车辆行驶辅助装置IOC的主要区别点在于增加了车高传感 器60。关于其它的构成要素，与上述的实施例二的车辆行驶辅助装置10B 相同即可，并标注相同的参照标号而省略其说明。
车高传感器60是测量车辆与路面间的距离的传感器，并也可以是上 述的实施例一中的非接触距离传感器56。例如，车高传感器60是向路面 照射激光等检测波而将反射光捕捉为光检测器上光点偏离并通过三角法计 算与路面间的位移的即可。车高传感器60装载在车辆的各轮上即可。
图13是表示通过本实施例的停车辅助ECU 12C来实现的超声波传感器58的检测区域的修正处理的流程的例程图。图13所示的处理过程是用 于决定(修正)上述的实施例2中的超声波传感器58的第一检测区域的 处理，既可以在启动图8所示的处理过程之前执行，或者也可以与图8所 示的处理过程并列执行。这里，图13所示的处理过程是与图8所示的处 理过程并列执行的。另外，图13所示的处理过程既可以对一次倒车行驶 辅助控制执行至进行一次修正，也可以考虑在倒车行驶辅助控制过程中相 对于车辆的平坦路面的距离也可能会变化的情况而在倒车行驶辅助控制过 程中连续地重复执行。
在步骤400中，停车辅助ECU 12C判断台阶检测标记是否为"0"。 如果台阶检测标记为"0"，则进入步骤402。另一方面，如果台阶检测标 记为"1"(即上次周期以前检测出了台阶)，则由于是不需要修正检测 区域的状况，结束此次周期的处理过程。
在步骤402中，停车辅助ECU 12C判断当前的超声波传感器58的检 测区域是否为第一检测区域(通常的检测区域)。如果当前的超声波传感 器58的检测区域为第一检测区域，则进入步骤404，否则(g卩，当前的超 声波传感器58的检测区域为第二检测区域)，则由于是不需要修正检测 区域的状况，结束此次周期的处理过程。
在步骤404中，停车辅助ECU 12C根据车轮速传感器18的输出信号 来判断车辆在从上次周期(i 一 1)至此次周期(i)的期间是否移动了。 例如，停车辅助ECU 12C根据车轮速传感器18的输出信号来计算行驶距 离d (i)，判断行驶距离d (i)是否为预定值以上即可。预定值虽然依赖 于车轮速传感器18的输出信号的分辨能力，但是为微小值(例如，0.05 [m])即可。如果车辆在从上次周期(i — 1)至此次周期(i)的期间移动 了，则进入步骤406，如果车辆处于停止，则结束此次周期的处理过程。
在步骤406中，停车辅助ECU 12C存储车高传感器60在此次周期 (i)中输出的输出值h (i)。这样，停车辅助ECU 12C伴随车辆的移动 而存储多个车高传感器60的输出值h。存储方法是FIFO (first-in， first-out: 先入先出)模式即可。
在步骤408中，停车辅助ECU12C对计数器进行增量。计数器的初始值为l，并例如开启停车开关52时被初始化即可。
在步骤410中，停车辅助ECU 12C判断计数器是否为大于等于预定 数。该判断是用于判断车高传感器60的输出值的采样数量是否足够的， 预定数是从该观点出发适当地决定即可。如果计数器大于等于预定数，则 进入步骤412，否则，结束此次周期的处理过程。
在步骤412中，停车辅助ECU 12C使用上述的在步骤406中得到的预 定数的车高传感器60的输出值h来计算当前的车高值hl相对于标准车高 值hO偏离的偏离量Ah (=hO — hl)。在计算当前的车高值hl时，为了 消除干扰等的影响，既可以平均预定数的车高传感器60的输出值h，也可 以进行过滤处理。
在步骤414中，停车辅助ECU 12C根据上述的在步骤412中计算出的 当前的车高值hl相对于标准车高值h0偏离的偏离量Ah来修正超声波传 感器58的第一检测区域。这里，超声波传感器58的第一检测区域的默认 值设定为将标准车高值作为基准而不会检测出如上述那样的平坦路面的最 大限度的区域。在此情况下，停车辅助ECU12C将第一检测区域修正成将 当前的车高值hl作为基准(即考虑偏离量Ah)而不会检测出如上述那样 的平坦路面的最大限度的区域。第一检测区域的修正是通过修正检测距离 D和/或倾斜角度ci来实现即可。如果修正检测距离D，则对默认值的D1 减去Ah/sina即可。g卩，修正超声波传感器58的第一检测区域，以使超声 波传感器58的第一检测区域的检测距离Dl成为即将到达平坦的路面之前 的距离("Hl/sina )即可。另夕卜，如图14所示，Hl是超声波传感器58 的装载位置离路面的高度，按照车高的变化而变化。如果偏离量Ah为 正、即车高下降，则向縮小的方向修正第一检测区域的检测距离Dl，如 果偏离量Ah为负、即车高上升，则向放大的方向修正第一检测区域的检 测距离D1。
根据以上所说明的本实施例三的车辆行驶辅助装置IOC，除上述的实 施例一和实施例二的效果以外，尤其还可以起到如下的优良效果。
如上所述，按照由于行李装载状态的变化和乘客的上下车等会产生的 车高的变化来修正超声波传感器58的第一检测区域，因此能够高精度地
21检测出相对于平坦路面的台阶候选(进而台阶)。g卩，根据本实施例三， 可防止以下不良情况由于车高相对于标准车高上升而导致检测不出不进 行增矩就无法越过的台阶(越过对象的台阶)，或由于车高相对于标准车 高下降而将平坦的路面误检测为台阶候选和台阶。
在以上所说明的各实施例中，权利要求中的"增矩单元"是由
EFI ECU36和发动机38合作实现，权利要求中的"台阶检测单元"是由 停车辅助ECU 12A、 12B、或12C和非接触距离传感器56或超声波传感 器58合作实现。另外，权利要求中的"切换单元"是由停车辅助ECU 12A、 12B、或12C实现，权利要求中的"第一状态"是由停车辅助ECU 12A、 12B、或12C通过在图5的步骤200的处理中将台阶检测标记设定 为"1"来形成，权利要求中的"第二状态"是由停车辅助ECU 12A、 12B、或12C通过在图5的步骤200的处理中将台阶检测标记维持为"0" 来形成。另外，权利要求中的"车高检测单元"是由车高传感器60实 现。
以上，详细说明了本发明的优选实施例，但是本发明不限于上述的实 施例，可在不脱离本发明的范围的情况下对上述的实施例进行各种变形和 置换。
例如，在上述的实施例中，将车轮的驱动源为发动机的AT车作为了 前提，但是本发明也可以适用于车轮的驱动源为电动马达的混合动力汽车 和电动汽车。在此情况下，增矩是通过使电动马达的转矩比通常时大来实 现即可。当然，电动马达既可以是独立地安装在各车轮内的，也可以是多 个车轮共用的。
另外，在上述的实施例中，将开启停车开关52作为一条件而执行倒 车行驶辅助控制，但是本发明不限于此，例如即使在没有开启停车开关52 的情况下，当在由超声波传感器或图像传感器在车辆周边检测出了停车空 间的状态下、或者在从汽车导航装置的地图数据判断为了车辆位置位于停 车场内的状况下，车速为零并之后倒档开关50被开启了时，也可以启动 并执行倒车行驶辅助控制。在此情况下，也可以考虑停车开关52不存在 的构成。另外，在上述的实施例中，对停车时的后退行驶进行了辅助，但是本 发明可适用于停车时以外的后退行驶的辅助、前进行驶的辅助。例如，对 于前进至停车开始位置并从该处后退至目标停车位置的期间的停车辅助来 说，可适用于前进行驶和后退行驶这两者的辅助。另外，在前进行驶的辅 助的情况下，同样，使前进缓慢移动转矩增加即可。另外，在前进行驶的 辅助的情况下，使用配置成检测比车辆前轮靠前方的区域的例如超声波传 感器而检测台阶即可。
另外，在上述的实施例中，使用非接触距离传感器56或超声波传感 器58而实现了台阶检测单元，但是本发明不限于此，例如也可以通过图 像识别来检测出会包含在通过后相机20摄像的车辆后方图像内的台阶。 在此情况下，也可以是，后相机20由立体相机构成，从而计算台阶与后 轮间的距离。
本国际申请要求基于2007年2月20日提交的日本专利申请2007_ 39793号的优先权，其全部的内容通过此处的参考而被本国际申请引用。
权利要求
1.一种车辆行驶辅助装置，通过使车辆行驶时的车轮的驱动转矩变化来辅助车辆的行驶，所述车辆行驶辅助装置包括增矩单元，使所述驱动转矩增加；台阶检测单元，检测存在于车辆的行进方向上的路面上的台阶；以及切换单元，切换第一状态和第二状态，所述第一状态允许所述增矩单元工作，所述第二状态抑制所述增矩单元工作；其中，如果由所述台阶检测单元检测出了台阶，则所述切换单元形成所述第一状态。
2. 如权利要求1所述的车辆行驶辅助装置，其中， 所述台阶检测单元在车辆的车轮到达台阶之前对该台阶进行检测。
3. 如权利要求1所述的车辆行驶辅助装置，其中，所述台阶检测单元包括测距单元，该测距单元检测与在侧视下呈放射 状的检测区域内的物体的距离，如果在该检测区域内检测出了台阶候选， 则所述台阶检测单元使该检测区域变小以使该台阶候选不被检测出，并根 据在该变小了的检测区域中的检测结果来判别所述台阶候选是否为台阶。
4. 如权利要求2所述的车辆行驶辅助装置，其中， 如果在检测出所述台阶候选后车辆行进预定行驶距离的过程中，在所述变小了的检测区域内没有检测出物体，则所述台阶检测单元将所述台阶 候选检测为台阶。
5. 如权利要求2所述的车辆行驶辅助装置，其中， 如果在检测出所述台阶候选后车辆行进预定行驶距离的过程中，在所述变小了的检测区域内检测出了物体，则所述台阶检测单元将所述台阶候 选判别为台阶以外的障碍物。
6. 如权利要求4或5所述的车辆行驶辅助装置，其中， 所述预定行驶距离被设定为与所述检测区域被减小了的量相当的值。
7. 如权利要求6所述的车辆行驶辅助装置，其中，所述变小了的检测区域是减小了与所述检测出的台阶候选的高度相当的量的检测区域。
8. 如权利要求7所述的车辆行驶辅助装置，其中， 所述预定行驶距离被设定为与所述检测出的台阶候选的高度相当的值。
9. 如权利要求3至8中任一项所述的车辆行驶辅助装置，其中， 还包括车高检测单元，该车高检测单元检测车辆相对于路面的高度， 所述台阶检测单元根据由所述车高检测单元检测出的车高来修正所述检测区域。
10. —种车辆行驶辅助装置，通过使车辆行驶时的车轮的驱动转矩变 化来辅助车辆的行驶，其中，判断在车辆的行进方向前方的路面上是否存在台阶，如果判断为在车 辆的行进方向前方存在台阶，则允许使所述驱动转矩增加的增矩工作。
11. 一种车辆行驶辅助方法，通过使车辆行驶时的车轮的驱动转矩变 化来辅助车辆的行驶，所述车辆行驶辅助方法包括台阶检测步骤，判断是车辆的行进方向前方的路面上否在存在台阶；以及允许增矩工作的步骤，如果通过所述台阶检测步骤判断为存在台阶， 则使所述驱动转矩增加。
12. —种存储介质，存储有计算机可读取的程序，所述程序使计算机 执行权利要求11所述的车辆行驶辅助方法。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够以适合于道路环境的模式使转矩可变的车辆行驶辅助装置。本发明的车辆行驶辅助装置(10A)通过使车辆行驶时的车轮的驱动转矩变化来辅助车辆的行驶，其中，所述车辆行驶辅助装置包括增矩单元(36、38)，使所述驱动转矩增加；台阶检测单元(12A、56)，检测出在车辆的行进方向上存在的路面的台阶；以及切换单元(12A)，切换第一状态和第二状态，所述第一状态允许所述增矩单元的工作，所述第二状态抑制所述增矩单元的工作；如果由所述台阶检测单元检测出了台阶，则所述切换单元形成所述第一状态。
文档编号B60W40/076GK101616832SQ20088000523
公开日2009年12月30日 申请日期2008年2月18日 优先权日2007年2月20日
发明者久保田有一, 大森御幸, 岩切英之, 川端佑辉子, 森泉清贵, 牧野靖, 远藤知彦 申请人:丰田自动车株式会社