障碍物检测设备和控制障碍物检测设备的方法

专利名称：障碍物检测设备和控制障碍物检测设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的障碍物检测设备。本发明还涉及一种控制用于车辆的障碍物检测设备的方法。
背景技术：
用于车辆的障碍物检测设备使用超声波传感器检测车辆周围的障碍物。超声波传 感器发射超声波并接收反射波，该反射波是经障碍物反射的超声波。然后，超声波传感器检 测障碍物的存在与否以及距障碍物的距离。当超声波传感器检测到障碍物时，障碍物检测 设备产生报警声。US 2009/0009306 Al (对应于JP-A-2009-14560)公开了一种包括超声波传感器 和电子控制单元(ECU)的障碍物检测设备。超声波传感器被设置于例如保险杆处。超声波 传感器包括具有振荡表面的麦克风。超声波传感器被配置成使得方向性和检测距离是可变 的。ECU从速度传感器、传动装置和侦测声纳启动开关接收信号。基于接收到的信号，ECU 向超声波传感器输出命令信号以改变方向性和检测距离。例如，当ECU从速度传感器接收到指明车辆速度的信号时，ECU将车辆速度与阈值 相比较。当ECU确定了车辆速度大于阈值时，ECU向超声波传感器输出长距离模式设定命 令。然后，超声波传感器被设定为长距离模式并检测障碍物。在长距离模式下，方向性低而 检测距离长。相反，当ECU确定了车辆速度小于或等于阈值时，ECU向超声波传感器输出短 距离模式设定命令。然后，超声波传感器被设定为短距离模式并检测障碍物。在短距离模 式下，方向性高而检测距离短。上述障碍物检测设备基于车辆速度改变方向性和检测距离。当车辆速度大于阈值 时，障碍物检测设备可检测远离车辆的障碍物。由此，当障碍物靠近车辆时，障碍物检测设 备可及早报警。当车辆速度小于或等于阈值时，障碍物检测设备只检测车辆附近的障碍物。 因此，限制了障碍物检测设备很早地警告障碍物靠近车辆。当超声波传感器被设定为具有高方向性的短距离模式时，与超声波传感器被设定 为具有低方向性的长距离模式的情形相比，超声波传感器容易检测到噪声。在图12A中，区域XIIa示出了短距离模式下的检测区域，区域XIIb示出了长距离 模式下的检测区域。当障碍物检测设备在具有高方向性的短距离模式下执行障碍物检测 时，障碍物检测设备容易检测到噪声。因此，与障碍物检测设备在长距离模式下执行障碍物 检测的情形相比，障碍物检测设备容易作出误将噪声检测为经障碍物反射的反射波的错误 检测。在上述障碍物检测设备中，超声波传感器例如附着到保险杆。因此，振荡表面暴露 于车辆之外。当下雨时，雨滴可能粘附在振荡表面上。如果超声波传感器在下雨时在具有高 方向性的短距离模式下执行障碍物检测，则振荡表面的振荡运动可能因雨滴而减小，而方 向性进一步提高。超声波传感器的方向性取决于振荡表面的直径和发射波的频率(波长)； 如例如DENKI ONKYO SHINDOUGAKU, Corona, 1960，第60-62页中所述，可通过增大频率或减小波长来降低方向性。当振荡表面的振荡运动因雨滴而减小时，超声波以低于预定频率的 频率发出。因此，方向性变得高于预定方向性。在图12B中，区域XIIc示出了短距离模式下的预定检测区域，区域XIId示出了雨 滴粘附在振荡表面上的情形下的检测区域。如果雨滴粘附在振荡表面上，而超声波传感器 被设定为具有高方向性的短距离模式，则方向性可能变得高于该高方向性，检测区域可能 包括道路表面。如果检测区域包括道路表面，则超声波传感器可能作出误将来自道路表面 的反射波检测为来自障碍物的反射波的错误检测。

发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种可减少错误检测的障碍物检测设备。本 发明的另一个目的是提供一种控制可减少错误检测的障碍物检测设备的方法。

根据本发明的一方面的用于车辆的障碍物检测设备包括超声波传感器和控制部 分。超声波传感器被配置成通过发射超声波并接收经障碍物反射的超声波来检测车辆周围 障碍物的存在与否以及距障碍物的距离。超声波传感器具有方向性，该方向性是可变的并 且决定检测区域。控制部分包括降雨量确定部件和噪声确定部件这二者中的至少一个。降 雨量确定部件被配置成将降雨量与预定量相比较。噪声确定部件被配置成确定噪声的存在 与否。当降雨量确定部件确定了降雨量大于预定量时，或者当噪声确定部件确定了噪声存 在时，控制部分向超声波传感器输出控制信号，以使得与降雨量确定部件确定了降雨量小 于或等于预定量的情形或者噪声确定部件确定了噪声不存在的情形相比，超声波传感器的 方向性降低。上述障碍物检测设备可减少误将来自道路表面的反射波或噪声检测为来自障碍 物的反射波的错误检测。根据本发明的另一方面，在控制用于车辆的障碍物检测设备的方法中，将降雨量 与预定量相比较。当降雨量大于预定量时，将超声波传感器的方向性设定为第一方向性。当 降雨量小于或等于预定量时，将超声波传感器的方向性设定为高于第一方向性的第二方向 性。从超声波传感器发射超声波并由超声波传感器接收经障碍物反射的超声波。上述方法可减少误将来自道路表面的反射波检测为来自障碍物的反射波的错误 检测。


从参照附图对示例实施例的以下详细描述中，将更容易明白本发明的其它目的和 优点。在附图中图1是示出了根据本发明第一实施例的障碍物检测设备的框图；图2是示出了障碍物检测设备中的超声波传感器的框图；图3A是示出了第一短距离模式下的示例检测区域的图，图3B是示出了第二短距 离模式下的示例检测区域的图，图3C是示出了长距离模式下的示例检测区域的图；图4是示出了当侦测声纳被启动时由障碍物检测设备中的ECU执行的控制过程的 流程图；图5是示出了传感器选择过程的流程图6是示出了障碍物检测过程的流程图；图7是示出了传感器工作模式改变过程的流程图；图8A和图8B是示出了当停车辅助系统被启动时根据第二实施例的障碍物检测设备的检测区域的图；图9是示出了当停车辅助系统被启动时由根据第二实施例的障碍物检测设备中 的ECU执行的控制过程的流程图；图10是示出了与换档范围对应的传感器选择过程和模式设定过程的流程图；图11是示出了传感器工作模式改变过程的流程图；图12A和图12B是示出了根据现有技术的障碍物检测设备的检测区域的图。
具体实施例方式(第一实施例)参照图1对根据本发明第一实施例的障碍物检测设备1进行描述。障碍物检测设备1包括电子控制单元(EOT) 3、第一到第八超声波传感器5a_5h和 串行通信线7。第一到第四超声波传感器5a_5d被设置于车辆的前部。第五到第八超声波 传感器5e-5h被设置于车辆的后部。障碍物检测设备1还包括速度传感器11、雨传感器 12、传动装置13、侦测声纳启动开关14和主动控制设定开关15。E⑶3直接地或通过其它 ECU(未示出)从速度传感器11、雨传感器12、传动装置13、侦测声纳启动开关14和主动控 制设定开关15接收信号。首先，对各超声波传感器5a_5h的配置进行描述。各超声波传感器5a_5h通过朝着车辆的前方或后方发射超声波并接收经障碍物 反射的反射波来检测障碍物。各超声波传感器5a_5d具有可变的方向性和检测距离。各超 声波传感器5a-5h可以是包括麦克风21和电路部分22的已知超声波传感器。麦克风21对发射波进行发射并对接收波进行接收。麦克风21包括具有振荡表面 的振荡器(未示出)。麦克风21通过使振荡表面发生超声波振荡来生成作为发射波的超声 波。麦克风21基于当麦克风21接收到超声波时振荡表面发生振荡这一事实来检测作为接 收波的超声波。作为接收波的超声波不仅包括从麦克风21发射并经障碍物反射的超声波， 而且还包括并非从麦克风21发射的超声波，即噪声。在本实施例中，麦克风21在发射超声 波之前执行噪声监视过程。在噪声监视过程中，麦克风21只接收噪声而不发射超声波。在 噪声监视过程之后，麦克风21发射超声波并接收经障碍物反射的反射波。如图2中所示，电路部分22包括局域网(LAN)控制电路31、频率调整电路32、麦 克风驱动电路33、增益调整电路34、存储器35、滤波电路36、比较器37、阈值调整电路38和 距离计算电路39。在以上电路之中，LAN控制电路31、频率调整电路32、增益调整电路34、 存储器35、滤波电路36、比较器37、阈值调整电路38和距离计算电路30集成在大规模集成 电路(LSI)中。E⑶3输出各种通信帧。LAN控制电路31通过串行通信线7接收这些通信帧。例 如，LAN控制电路31接收模式改变命令帧、发射波命令帧、以及请求LAN控制电路31发送 检测到的距离信息和噪声信息的轮询帧。LAN控制电路31向E⑶3发送轮询帧，用于发送 检测到的距离信息和噪声信息。超声波传感器5包括控制电路(未示出)。控制电路对各种通信帧进行解码。频率调整电路32向麦克风驱动电路33输出超声波脉冲信号。然后，麦克风驱动 电路33驱动麦克风21，麦克风21发射超声波。麦克风驱动电路33基于包含在从ECU 3输 出的模式改变命令帧中的发射波频率和发射波强度来驱动麦克风21发射超声波。当麦克风21接收到超声波时，麦克风21向增益调整电路34输出接收信号。增益 调整电路34读取存储在存储器中的增益并将接收信号放大预定倍数。增益调整电路34向 滤波电路36输出放大后的接收信号。如上所述，麦克风21接收到的超声波包括经障碍物 反射的反射波和噪声。由此，在本实施例中，增益调整电路34将在噪声监视过程中接收到 的噪声和在发射超声波之后经障碍物反射的反射波放大。滤波电路36可由已知的开关电容滤波(SCF)电路提供。滤波电路36对经增益调 整电路34放大的接收信号进行滤波，并去除具有与麦克风21的共振频率不同的频率的信 号分量。由此，滤波电路36还将从各超声波传感器5a-5h的方向性之外接收到的超声波去 除。滤波电路36将包含在从ECU 3输出的频率设定帧中的中心频率设定为滤波过程的中
心频率。比较器37接收经滤波电路36利用滤波过程处理的接收信号。当比较器37接收 到指明障碍物信息的接收信号时，比较器37将接收信号的电压电平与由阈值调整电路38 设定的用于障碍物确定的阈值相比较。如果指明障碍物信息的接收信号的电压电平大于用 于障碍物确定的阈值，则比较器37向距离计算电路39输出接收信号。当比较器37接收到 指明噪声信息的接收信号时，比较器37将接收信号的电压电平与由阈值调整电路38设定 的用于噪声确定的阈值相比较。如果指明噪声信息的接收信号的电压电平大于用于噪声确 定的阈值，则比较器37向LAN控制电路31输出接收信号。当比较器37确定了指明障碍物信息的接收信号的电压电平大于阈值时，距离计 算电路39基于从发射超声波一直到接收到反射波的时间来计算距障碍物的距离。然后，距 离计算电路39向LAN控制电路31输出指明计算出的距离的距离信息。如上所述，E⑶3通过串行通信线7向各超声波传感器5a_5h发送各种通信帧。通 信帧包括模式改变命令帧、发射波命令帧和轮询帧。模式改变命令帧指明改变发射波频率 和发射波强度的指令。发射波命令帧指明发射超声波的指令。轮询帧包括发送检测到的距 离信息和噪声信息的指令。模式改变命令帧包括诸如传感器ID、消息ID、发射波频率、滤波中心频率和检错 码(ECC)的各种字段。在传感器ID字段中，设定分配给各超声波传感器5a_5h的ID。各超声波传感器 5a-5h查阅传感器ID字段来确定模式改变命令帧中的信息是否是针对自己的。在消息ID字段中，设定分配给各通信帧的ID。各超声波传感器5a_5h通过查阅消 息ID字段来确定通信帧的类型。在消息ID字段包括与模式改变命令帧 对应的ID的情形下，消息ID之后的字段包 括要在各超声波传感器5a-5h中设定的发射波强度和发射波频率以及要在滤波电路36的 滤波过程中设定的中心频率。各超声波传感器5a-5h通过查阅该字段来确定发射波强度、 发射波频率和中心频率。根据从第一短距离模式、第二短距离模式和长距离模式中选择的工作模式来设定模式改变命令帧中的发射波强度、发射波频率和中心频率。在本实施例中，各超声波传感器5a_5h具有两个方向性和两个检测距离。当设定了第一短距离模式时，各超声波传感器5a_5h的检测区域IIIA具有高方向性(即，宽方向性)和短检测距离，例如如图3A中所示。检测区域IIIA具有角度Θ1。当 设定了第一短距离模式时，各超声波传感器5a-5h可检测道路表面附近的障碍物。当设定了第二短距离模式时，各超声波传感器5a_5h的检测区域IIIB具有低方向 性(即，窄方向性)和短检测距离，例如如图3B中所示。检测区域IIIB具有小于角度Θ1 的角度θ 2。由此，当设定了第二短距离模式时，与设定了第一短距离模式时相比，各超声波 传感器5a-5h误将噪声检测为经障碍物反射的反射波的错误检测减少。即使雨滴粘附在麦 克风21的振荡表面上且振荡表面的振荡运动减小，由于第二短距离模式下的方向性低于 第一短距离模式下的方向性，检测区域IIIB也不容易包括道路表面。当设定了长距离模式时，各超声波传感器5a_5h的检测区域IIIC具有低方向性和 长检测距离，例如如图3C中所示。长距离模式下的检测距离长于第一和第二短距离模式下 的检测距离。由此，当设定了长距离模式时，与设定了第一或第二短距离模式时相比，各超 声波传感器5a-5h可检测更远离车辆的障碍物。此外，由于长距离模式下的检测区域IIIC 具有低方向性，所以各超声波传感器5a-5h检测不到远离车辆的道路表面附近的障碍物。 在本实施例中，第二短距离模式下的检测区域IIIB和长距离模式下的检测区域IIIC具有 相同的方向性。将各超声波传感器5a_5h设定为第一短距离模式、第二短距离模式和长距离模式 这三者之一，以使得各超声波传感器5a_5h可根据情况检测障碍物。可通过增大发射波强 度来增大各超声波传感器5a_5h的检测距离。可通过增大发射波频率来降低各超声波传感 器5a_5h的方向性。可例如通过以不同的驱动频率驱动振荡器来改变发射波频率。还可通 过提供能以不同频率发射超声波的多个振荡器并有选择地驱动这些振荡器之一来改变发 射波频率。参照图4到图7对根据本实施例的障碍物检测设备1的障碍物检测操作进行描 述。当侦测声纳被启动时，ECU 3执行图4中所示的控制过程。控制过程在接通车辆的点 火开关之后开始。在S105，E⑶3确定侦测声纳启动开关14是否处于“接通”。当E⑶3确定了侦测 声纳启动开关14处于“接通”时(对应于S105的“是”)，过程进入S110。当E⑶3确定了 侦测声纳启动开关14不处于“接通”时(对应于S105的“否”)，重复S105的过程，直到侦 测声纳启动开关14接通为止。侦测声纳启动开关14可由用户接通和关断。当用户想要启 动侦测声纳时，用户接通侦测声纳启动开关14。在S110，E⑶3基于从换档传感器发出的传动装置13的换档范围信息来确定传动 装置13的换档范围是否是“P”(S卩，停车范围)。当E⑶3确定了换档范围是“P”时(对 应于SllO的“是”)，过程返回到S105，重复从S105到SllO的过程，直到换档范围变得不同 于“P”为止。当E⑶3确定了换档范围不是“P”时，过程进入S115，E⑶3选择与换档范围 对应的一个或多个超声波传感器5a-5h。参照图5描述在S115执行的传感器选择过程。在S205，E⑶3基于从换档传感器发出的传动装置13的换档范围信息来确定换 档范围是否是“R”(即，倒车范围)。当ECU 3确定了换档范围是“R”时(对应于S205的“是”)，过程进入S210。当ECU 3确定了换档范围不是“R”时(对应于S205的“否”)，过 程进入S215。在S210和S215，E⑶3设定要控制的一个或多个超声波传感器。E⑶3将变量“η” 设定为要控制的超声波传感器的最大数量。例如，当ECU 3将变量“η”设定为“8”时，ECU 3选择第一到第八超声波传感器5a-5h作为受控对象。在S210，车辆向后移动。因此，E⑶3将变量“η”设定为“8”以选择所有超声波传 感器5a-5h作为受控对象。在S215，车辆向前移动。在此情形下，ECU 3无需控制被设置于 车辆后部的第五到第八超声波传感器5e-5h。因此，ECU 3将变量“η”设定为“4”以选择被 设置于车辆前部的第一到第四超声波传感器5a-5d作为受控对象。在S210或S215的过程 中，将变量“η”设定为要控制的超声波传感器的最大数量。在后面的过程中，将所选超声波 传感器作为受控对象处理。当S210或S215的过程结束时，传感器选择过程结束，过程进入 图4中的S120。在S120，E⑶3将第一短距离模式设定命令信号发送到各所选超声波传感器，从 而各所选超声波传感器被设定为第一短距离模式。在侦测声纳开始启动时，由于障碍物可能已经存在于紧邻车辆的位置，所以首先 设定第一短距离模式以使得肯定可检测到障碍物。在侦测声纳开始启动时，障碍物还可能 存在于远离车辆的位置。然而，与远离车辆的障碍物发生接触的可能性低于与紧邻车辆的 障碍物发生接触的可能性。由此，通过首先检测车辆附近的障碍物然后将工作模式改变为 长距离模式，可提高安全性。 在S125，E⑶3执行如图6中所示的障碍物检测过程。在S305，E⑶3向所选超声波传感器输出超声波发送命令信号。然后，各所选超声 波传感器监视噪声、发射超声波并接收反射波。ECU 3还命令各所选超声波传感器基于超声 波发射、反射波接收和噪声监视的结果来检测噪声的存在与否以及距障碍物的距离。在S310，ECU 3从各所选超声波传感器接收噪声信息和障碍物信息，过程进入 S315。在S310的过程中，ECU 3向各所选超声波传感器输出障碍物信息请求信号。然后， 各所选超声波传感器向ECU 3输出噪声信息和障碍物信息。障碍物信息包括噪声的存在与 否以及距障碍物的距离。在S315，ECU 3基于从所选超声波传感器接收到的障碍物信息来确定所选超声波 传感器中是否有一个或多个超声波传感器检测到障碍物。当ECU 3确定了所选超声波传感 器中的一个或多个超声波传感器检测到障碍物时(对应于S315的“是”)，过程进入S320。 当ECU 3确定了所选超声波传感器中没有超声波传感器检测到障碍物时(对应于S315的 “否”)，过程进入S335。在S320，E⑶3向速度传感器11输出车辆速度信息请求信号。然后，速度传感器 11向ECU 3输出车辆速度信息。ECU 3基于车辆速度信息来确定当前车辆速度V是否大于 预定速度(阈值)V1。当ECU 3确定了当前车辆速度V小于或等于预定速度Vl时(对应于 S320的“否”)，过程进入S325。在S325，E⑶3接通与检测到障碍物的超声波传感器对应 的报警灯。在S330，ECU 3控制报警装置发出与距障碍物的距离对应的蜂鸣式报警声。当 E⑶3确定了当前车辆速度V大于预定速度Vl时(对应于S320的“是”)，过程进入S335。在S335，E⑶3关断报警灯。在S340，E⑶3控制报警装置停止蜂鸣。执行S335和S340的过程是因为当车辆以大于预定速度VI的速度行驶时，可假设用户不需要侦测声 纳的报警。当图6中所示的障碍物检测过程结束时，过程进入图4中的S130。在S130，EOT 3确定侦测声纳启动开关14是否处于“接通”。当ECU 3确定了侦测声纳启动开关14处于 “接通”时(对应于S130的“是”)，过程进入S135。当EOT 3确定了侦测声纳启动开关14 不处于“接通”时(对应于S130的“否”)，E⑶3确定用户关断了侦测声纳启动开关14，过 程返回到S105。然后，EOT 3进行等待，直到侦测声纳启动开关14再次接通为止。在S135，EOT 3确定传动装置13的换档范围是否改变。EOT 3辨别换档范围是 “P”、“R”还是其它范围。其它范围包括“N”(即，空档范围)、“D”(即，驱动范围)和“B”(即， 发动机制动范围)。ECU 3确定换档范围是否从“P”、“R”和其它范围中的一个改变为另一 个。当ECU3确定了换档范围改变时(对应于S135的“是”)，过程返回到S110以改变受控对 象。当EOT 3确定了换档范围未改变时(对应于S135的“否”)，过程进入S140，执行传感 器工作模式改变过程。在传感器工作模式改变过程中，根据车辆速度、降雨量以及噪声的存在与否将各 所选超声波传感器的工作模式设定为第一短距离模式、第二短距离模式和长距离模式这三 者之一。参照图7描述传感器工作模式改变过程。在S405，EOT 3确定主动控制设定是否改变。当EOT 3确定了主动控制设定改变 时(对应于S405的“是”)，过程进入S445。当EOT 3确定了主动控制设定未改变时(对应 于S405的“否”)，过程进入S410。主动控制设定是关于工作模式是否自动改变的设定。用 户可通过操作主动控制设定开关15来改变主动控制设定。在S410，EOT 3确定主动控制是否“开启”。当EOT 3确定了主动控制设定未改变 时，存在两种情形，即，主动控制保持开启的情形和主动控制保持关闭的情形。由此，ECU 3 确定主动控制是否开启。当EOT 3确定了主动控制未开启时(对应于S410的“否”)，EOT 3确定主动控制 保持关闭。因此，所选超声波传感器保持在S120设定的第一短距离模式，ECU 3结束传感 器工作模式改变过程。当EOT 3确定了主动控制开启时(对应于S410的“是”)，过程进入 S415。在S415，EOT 3向速度传感器11输出车辆速度信息请求信号，速度传感器11向 ECU 3输出车辆速度信息。ECU 3基于车辆速度信息来确定当前车辆速度V是否大于预定速 度(阈值)V2。在车辆速度V大于预定速度V2的情形下，优选地将所选超声波传感器设定 为检测远离车辆的障碍物。在车辆速度V小于或等于预定速度V2的情形下，优选地将所选 超声波传感器设定为检测车辆附近的障碍物而不是远离车辆的障碍物。由此，当ECU确定 了当前车辆速度V大于预定速度V2时(对应于S415的“是”)，过程进入S420，E⑶3向各 所选超声波传感器输出长距离模式设定命令信号。由此，在车辆速度V大于预定速度V2的 情形下，各所选超声波传感器可具有检测远离车辆的障碍物的特性。当ECU确定了当前车 辆速度V小于或等于预定速度V2时(对应于S415的“否”)，过程进入S425。在S415的过 程中，EOT 3还可基于在S320获得的车辆速度信息来比较车辆速度V和预定速度V2。EOT 3可包括车辆速度确定部件，车辆速度确定部件可执行S415的过程。
在S425，EOT 3向雨传感器12输出降雨信息请求信号。雨传感器12向E⑶3输 出降雨信息。ECU基于降雨信息确定降雨量Ra是否大于预定量(阈值)D。在车辆速度V 小于或等于预定速度V2的情形下，优选地将所选超声波传感器设定为第一短距离模式，以 使得所选超声波传感器可检测道路表面附近的障碍物。然而，在降雨量大的情形下，雨滴可 能粘附在振荡表面上，方向性可能变得高于预定方向性。因此，如果将所选超声波传感器设 定为第一短距离模式，则检测区域可能包括道路表面。因此，在S425，E⑶3通过将降雨量 Ra与预定量D相比较来确定是否应当设定具有低方向性的第二短距离模式。当ECU 3确定 了降雨量Ra小于或等于预定量D时(对应于S425的“否”)，过程进入S430。当EOT 3确 定了降雨量Ra大于预定量D时(对应于S425的“是”)，过程进入S440。EOT 3可包括降 雨量确定部件，降雨量确定部件可执行S425的过程。在S430，E⑶3确定噪声是否存在。即使EOT 3确定了降雨量Ra小于或等于预定 量D，当噪声存在时，如果所选超声波传感器被设定为方向性高于第二短距离模式下的方向 性的第一短距离模式，则所选超声波传感器仍容易误将噪声检测为来自障碍物的反射波。 因此，在S430，EOT 3通过确定噪声的存在与否来确定应当设定第一短距离模式还是第二 短距离模式。当EOT 3确定了噪声不存在时(对应于S430的“否”)，过程进入S435。在 S435，ECU 3向各所选超声波传感器输出第一短距离模式设定命令信号。由此，当车辆速度 V小于或等于预定速度V2、降雨量Ra小于或等于预定量D且噪声不存在时，将各所选超声 波传感器设定为第一短距离模式，各所选超声波传感器可检测道路表面附近的障碍物。当 EOT 3确定了噪声存在时(对应于S430的“是”)，过程进入S440。E⑶3基于从各所选超声 波传感器接收到的噪声信息来确定噪声的存在与否。ECU 3可包括噪声确定部件，噪声确定 部件可执行S430的过程。在S440，E⑶3向各所选超声波传感器输出第二短距离模式设定命令信号。由此， 当降雨量Ra大于预定量D时，或者当噪声存在时，将各所选超声波传感器设定为第二短距 离模式，各所选超声波传感器具有低方向性。当设定了第二短距离模式时，即使振荡表面的 振荡运动因雨滴而减小，且因此方向性提高，检测区域也不容易包括道路表面。此外，可减 少各超声波传感器误将噪声检测为来自障碍物的反射波的错误检测。当ECU 3在S405确定了主动控制设定改变时，即，当用户操作主动控制设定开关 15并改变主动控制设定时，过程进入S445。在S445，EOT 3确定主动控制设定是从关闭改变为开启还是从开启改变为关闭。 当EOT 3确定了主动控制设定关闭时(对应于S445的“否”)，过程进入S435。在S435，E⑶ 3向各所选超声波传感器输出第一短距离模式设定命令信号。当EOT 3确定了主动控制设定开启时(对应于S445的“是”)，过程进入S415。当从S405到S445的过程结束时，图7中所示的传感器工作模式改变过程结束。然 后，过程返回到图4中的S125。EOT 3重复执行从S125到S140的过程，直到侦测声纳启动 开关14关断或者换档范围改变为止。如上所述，在根据本实施例的障碍物检测设备1中，不仅根据车辆速度而且还根 据降雨量和噪声存在与否来改变方向性。当降雨量Ra大于预定量D时，设定方向性低于第 一短距离模式下的方向性的第二短距离模式。由此，即使雨滴粘附在振荡表面上，且因此振 荡表面的振荡运动减小且方向性提高，与设定了第一短距离模式的情形相比，检测区域也不容易包括道路表面。因此，可减少误将来自道路表面的反射波检测为来自障碍物的反射 波的错误检测。当噪声存在时，设定方向性低于第一短距离模式下的方向性的第二短距离模式。 由此，可减少误将噪声检测为来自障碍物的反射波的错误检测。(第二实施例)现在对根据本发明第二实施例的障碍物检测设备1进行描述。根据本实施例的障 碍物检测设备1包括停车辅助系统。ECU 3从停车辅助系统启动开关接收信号。根据本实 施例的障碍物检测设备1的其它部分可以与根据第一实施例的障碍物检测设备1的那些部 分类似。因此，下面将主要描述不同的部分。参照图8A和8B对使用停车辅助系统的超声波传感器5a_5h的检测区域进行描 述。在使用停车辅助系统的情形下，停车辅助系统搜索位于车辆侧面的停车空间，同 时车辆向前移动，如图8A中所示。然后，当用户操作停车辅助系统以使得车辆进入停车空 间时，车辆向后移动从而进入停车空间，如图8B中所示。按上述方式工作的停车辅助系统 已经投入实际应用中。因此，不在本说明书中描述停车辅助系统的详细配置。当车辆向前移动时，停车辅助系统需要识别远离车辆的已停放的车辆以搜索停车 空间。因此，优选地设定长距离模式，如图8A中的区域Villa所示。当车辆向后移动时，随着车辆进入停车空间，障碍物可能靠近车辆。因此，优选地 设定第一短距离模式，如图8B中的区域Vlllb所示。然而，即使当车辆向后移动时，如果下 雨或者噪声存在，则也优选地设定第二短距离模式，以使得可减少误将来自道路表面的反 射波或噪声检测为来自障碍物的反射波的错误检测。在与停车辅助系统相关的控制过程中，参照图9到图11对与障碍物检测操作相关 的部分进行描述。当停车辅助系统被启动时，ECU 3执行图9中所示的控制过程。在S505，EOT 3确定停车辅助系统启动开关是否处于“接通”。当EOT 3确定了停 车辅助系统启动开关处于“接通”时(对应于S505的“是”)，过程进入S510。当EOT 3确 定了停车辅助系统启动开关不处于“接通”时(对应于S505的“否”)，ECU 3重复S505的 过程，直到停车辅助系统启动开关接通为止。停车辅助系统启动开关可由用户接通和关断。 当用户想要启动停车辅助系统时，用户接通停车辅助系统启动开关。在S510，ECU 3按与S110类似的方式基于从换档传感器接收到的换档范围信息来 确定传动装置13的换档范围是否是“P”。当ECU 3确定了换档范围是“P”时(对应于S510 的“是”)，过程返回到S505。由此，EOT 3重复从S505到S510的过程，直到停车辅助系统 启动开关处于“接通”且换档范围变得不同于“P”为止。当ECU 3确定了换档范围不是“P” 时(对应于S510的“否”)，过程进入S515。在S515，EOT 3执行传感器选择过程和传感器 工作模式设定过程，如图10中所示。在S605，ECU 3按与S110类似的方式基于从换档传感器接收到的换档范围信息来 确定传动装置13的换档范围是否是“R”。当EOT 3确定了换档范围是“R”时(对应于S605 的“是”)，过程进入S610。在S610，E⑶3将变量“n”设定为“8”以选择所有超声波传感器 5a-5h，过程进入S615。在S615，E⑶3向所有超声波传感器5a_5h输出第一短距离模式命 令信号，从而将所有超声波传感器5a-5h设定为第一短距离模式。然后，图10中所示的传
12感器选择过程和传感器工作模式设定过程结束。当EOT 3确定了换档范围不是“R”时(对应于S605的“否”)，过程进入S620。在 S620，E⑶3将变量“n”设定为“2”以选择第一超声波传感器5a和第二超声波传感器5b来 检测停车空间，过程进入S625。在S625，E⑶3向第一超声波传感器5a和第二超声波传感 器5b输出长距离模式设定命令信号，以使得第一超声波传感器5a和第二超声波传感器5b 被设定为长距离模式。然后，图10中所示的传感器选择过程和传感器工作模式设定过程结 束o当图10中所示的传感器选择过程和传感器工作模式设定过程结束时，过程进入 S520。在S520，E⑶3执行障碍物检测过程(即，停车空间检测过程)。在S520执行的障 碍物检测过程与从S305到S340的过程类似。ECU 3命令各所选超声波传感器监视噪声、发 射超声波并接收反射波。ECU 3还命令各所选超声波传感器基于超声波发射、反射波接收和 噪声监视的结果来检测噪声的存在与否以及距障碍物的距离。然后，基于在S310获得的障碍物信息，搜索停车空间或者检测障碍物。搜索停车 空间的方法和控制车辆进入停车空间的方法是已知的。因此，省略关于停车辅助系统的描 述。当S520的过程结束之后，过程进入S525。在S525，E⑶3确定停车辅助系统启动 开关是否处于“接通”。当EOT 3确定了停车辅助系统启动开关不处于“接通”时(对应于 S525的“否”)，E⑶3确定用户关断了停车辅助系统启动开关。由此，过程返回到S505，E⑶ 3进行等待，直到停车辅助系统接通为止。当EOT 3确定了停车辅助系统启动开关处于“接通”时(对应于S525的“是”)， 过程进入S530。在S530，E⑶3按与S110类似的方式基于从换档传感器接收到的换档范 围信息来确定传动装置13的换档范围是否是“P”。EOT 3辨别换档范围是“P”、“R”还是其 它范围。其它范围包括“N” ( S卩，空档范围)、“D” ( S卩，驱动范围)和“B” (即，发动机制动 范围)。EOT 3确定换档范围是否从“P”、“R”和其它范围中的一个改变为另一个。当EOT 3确定了换档范围改变时(对应于S530的“是”)，过程返回到S510以改变受控对象和工作 模式。当EOT 3确定了换档范围未改变时(对应于S530的“否”)，过程进入S535，E⑶3 执行传感器工作模式改变过程。在S535的过程中，如图11中所示，基于降雨量以及噪声的存在与否将所选超声波 传感器的工作模式设定为第一短距离模式和第二短距离模式这二者之一。在S705，E⑶3按与S405类似的方式确定主动控制设定是否改变。当EOT 3确定 了主动控制设定未改变时(对应于S705的“否”)，过程进入S710。当EOT 3确定了主动控 制设定改变时(对应于S705的“是”)，过程进入S740。在S740，E⑶3确定主动控制是否开启。在主动控制未开启的情形下，主动控制保 持关闭。因此，各所选超声波传感器保持在S615设定的第一短距离模式或在S625设定的 长距离模式。由此，当EOT 3确定了主动控制未开启时(对应于S740的“否”)，E⑶3结束 图11中所示的传感器工作模式改变过程。当ECU 3确定了主动控制开启时(对应于S740 的“是”)，过程进入S715。在S715，EOT 3确定各所选超声波传感器是否被设定为长距离模式。在各所选超 声波传感器被设定为长距离模式的情形下，各超声波传感器的方向性低于第一短距离模式下的方向性。由此，即使振荡表面的振荡运动由于雨滴粘附在振荡表面上而减小，且因此方 向性提高，检测区域也不容易包括道路表面。另外，可减少误将噪声检测为来自障碍物的反 射波的错误检测。由此，当ECU 3确定了各所选超声波传感器被设定为长距离模式时(对应 于S715的“是”)，ECU 3结束图11中所示的传感器工作模式改变过程，各所选超声波传感 器保持长距离模式。当ECU 3确定了各所选超声波传感器并未被设定为长距离模式时(对 应于S715的“否”)，过程进入S720。EOT 3可按与S110类似的方式基于从换档传感器接 收到的换档范围信息来确定换档范围是否是“R”，从而确定各所选超声波传感器是否被设 定为长距离模式。这是因为当换档范围不是“R”时，在S625，E⑶3向各所选超声波传感 器输出长距离模式设定命令信号。在S720，E⑶3按与S425类似的方式向雨传感器12输出降雨信息请求信号，并基 于从雨传感器12接收到的降雨信息来确定当前降雨量Ra是否大于预定量D。在S715，如 果各超声波传感器不处于长距离模式，优选地将各所选超声波传感器设定为第一短距离模 式，以使得各所选超声波传感器具有适合于检测道路表面附近的障碍物的高方向性。然而， 当降雨量大时，雨滴可能粘附在振荡表面上，方向性可能变得高于预定方向性。因此，如果 在下雨时各所选超声波传感器被设定为第一短距离模式，则检测区域可能包括道路表面。 因此，ECU 3通过将降雨量Ra与预定量D相比较来确定是否应当设定第二短距离模式。当 ECU 3确定了降雨量Ra小于或等于预定量D时(对应于S720的“否”)，过程进入S725。当 E⑶3确定了降雨量Ra大于预定量D时(对应于S720的“是”)，过程进入S735。EOT 3可 包括降雨量确定部件，降雨量确定部件可执行S720的过程。在S725，E⑶3按与S430类似的方式确定噪声是否存在。即使E⑶3在S720确定 了降雨量Ra小于或等于预定量D，当噪声存在时，如果所选超声波传感器被设定为方向性 高于第二短距离模式下的方向性的第一短距离模式，则所选超声波传感器仍容易误将噪声 检测为来自障碍物的反射波。因此，在S725，ECU 3通过确定噪声的存在与否来确定应当设 定第一短距离模式还是第二短距离模式。当EOT 3确定了噪声不存在时(对应于S725的 “否”)，过程进入S730，ECU 3向各所选超声波传感器输出第一短距离模式设定命令信号。 由此，当降雨量Ra小于或等于预定量D且噪声不存在时，将各所选超声波传感器设定为适 合于检测道路表面附近的障碍物的第一短距离模式。当EOT 3确定了噪声存在时(对应于 S725的“是”)，过程进入S735。EOT 3可以在S520的障碍物检测过程中基于在S310从各 所选超声波传感器接收到的噪声信息来确定噪声的存在与否。ECU 3可包括噪声确定部件， 噪声确定部件可执行S725的过程。在S735，E⑶3向各所选超声波传感器输出第二短距离模式设定命令信号。由此， 当降雨量Ra大于预定量D时，或者当噪声存在时，将各所选超声波传感器设定为第二短距 离模式，其中各所选超声波传感器具有低方向性。因此，即使振荡表面的振荡运动由于雨滴 粘附在振荡表面上而减小，且因此方向性提高，检测区域也不容易包括道路表面。另外，可 减少误将噪声检测为来自障碍物的反射波的错误检测。当EOT 3确定了主动控制设定改变时(对应于S705的“是”)，过程进入S740。 在S740，EOT 3确定主动控制设定是否开启。当EOT 3确定了主动控制设定关闭时(对应 于S740的“否”)，ECU 3结束图11中所示的传感器工作模式改变过程，且各所选超声波传 感器保持已经被设定的工作模式。当ECU 3确定了主动控制设定开启时(对应于S740的
14“是”)，过程进入S715。当从S705到S740的过程结束时，图9中所示的S535的过程结束。然后，过程返 回到S520。EOT 3重复执行从S520到S530的过程，直到停车辅助系统启动开关关断或者 换档范围改变为止。在根据本实施例的障碍物检测设备1中，当使用停车辅助系统停放车辆时，在各 所选超声波传感器未被设定为长距离模式的情形下以及在降雨量Ra大于预定量D或者噪 声存在的情形下，将各所选超声波传感器设定为方向性低的第二短距离模式。因此，即使在 使用停车辅助系统时，也可获得与第一实施例的效果类似的效果。(其它实施例)虽然参照附图并结合本发明的示例实施例对本发明进行了全面的描述，但要注 意，各种变化和修改对于本领域技术人员将会是显而易见的。在上述各实施例中，障碍物检测设备1基于降雨量和噪声存在与否来设定各所选 超声波传感器的工作模式。障碍物检测设备1也可只基于降雨量和噪声存在与否这二者之 一来设定各所选超声波传感器的工作模式。亦即，障碍物检测设备也可被配置成只包括降 雨量确定部件和噪声确定部件这二者之一。在上述各实施例中，障碍物检测设备1在S425或S720确定降雨量之后在S430或 S725确定噪声的存在与否。障碍物检测设备1也可以在确定噪声的存在与否之后确定降雨量。在上述各实施例中，超声波传感器5a_5h的工作模式从第一短距离模式、第二短 距离模式和长距离模式中选择。第一短距离模式和第二短距离模式也可具有不同的检测距 离，第二短距离模式和长距离模式也可具有不同的方向性，只要第二短距离模式下的方向 性低于第一短距离模式下的方向性。由此，当降雨量确定部件确定了降雨量Ra大于预定量 D时，或者当噪声确定部件确定了噪声存在时，将各所选超声波传感器设定为方向性低于第 一短距离模式下的方向性的第二短距离模式，从而可减少误将来自道路表面的反射波或噪 声检测为来自障碍物的反射波的错误检测。
权利要求
一种用于车辆的障碍物检测设备(1)，包括超声波传感器(5a-5h)，被配置成通过发射超声波并接收经障碍物反射的所述超声波来检测所述车辆周围所述障碍物的存在与否以及距所述障碍物的距离，所述超声波传感器具有方向性，所述方向性是可变的并且决定检测区域；以及控制部分(3)，包括降雨量确定部件和噪声确定部件这二者中的至少一个，所述降雨量确定部件被配置成将降雨量(Ra)与预定量(D)相比较，所述噪声确定部件被配置成确定噪声的存在与否，其中当所述降雨量确定部件确定了所述降雨量(Ra)大于所述预定量(D)时，或者当所述噪声确定部件确定了噪声存在时，所述控制部分(3)向所述超声波传感器(5a-5h)输出命令信号，以使得与所述降雨量确定部件确定了所述降雨量(Ra)小于或等于所述预定量(D)的情形或者所述噪声确定部件确定了噪声不存在的情形相比，所述超声波传感器(5a-5h)的所述方向性降低。
2.如权利要求1所述的障碍物检测设备(1)，其中 所述控制部分(3)还包括车辆速度确定部件；所述车辆速度确定部件被配置成将车辆速度(V)与预定速度(V2)相比较； 当所述车辆速度确定部件确定了所述车辆速度(V)大于所述预定速度(V2)时，所述控 制部分向所述超声波传感器(5a_5h)输出命令信号，以使得与所述车辆速度确定部件确定 了所述车辆速度(V)小于或等于所述预定速度(V2)的情形相比，所述超声波传感器的所述 方向性降低；以及当所述车辆速度确定部件确定了所述车辆速度(V)小于或等于所述预定速度(V2)时， 所述降雨量确定部件和所述噪声确定部件这二者中的至少一个进行确定操作。
3.如权利要求1或2所述的障碍物检测设备(1)，其中所述控制部分(3)包括所述降雨量确定部件和所述噪声确定部件这二者；以及 当所述降雨量确定部件确定了所述降雨量(Ra)小于或等于所述预定量(D)且所述噪 声确定部件确定了噪声不存在时，所述控制部分(3)向所述超声波传感器(5a-5h)输出命 令信号，以使得与所述降雨量确定部件确定了所述降雨量(Ra)大于所述预定量(D)的情形 以及所述噪声确定部件确定了噪声存在的情形相比，所述超声波传感器(5a_5h)的所述方 向性提高。
4.一种控制用于车辆的障碍物检测设备(1)的方法，包括 将降雨量(Ra)与预定量⑶相比较；当所述降雨量(Ra)大于所述预定量(D)时，将超声波传感器(5a_5h)的方向性设定为 第一方向性；当所述降雨量(Ra)小于或等于所述预定量(D)时，将所述超声波传感器(5a_5h)的所 述方向性设定为第二方向性，所述第二方向性高于所述第一方向性； 从所述超声波传感器(5a_5h)发射超声波；以及 由所述超声波传感器(5a_5h)接收经障碍物反射的所述超声波。
5.如权利要求4所述的方法，还包括 确定噪声的存在与否；当噪声存在时，将所述超声波传感器(5a_5h)的所述方向性设定为所述第一方向性；以及当所述降雨量(Ra)小于或等于所述预定量(D)且噪声不存在时，将所述超声波传感器 ( 5a-5h)的所述方向性设定为所述第二方向性。
全文摘要
提供了障碍物检测设备(1)和控制障碍物检测设备(1)的方法。障碍物检测设备(1)包括超声波传感器(5a-5h)和控制部分(3)。超声波传感器(5a-5h)通过发射超声波并接收经障碍物反射的超声波来检测车辆周围障碍物的存在与否以及距障碍物的距离。控制部分(3)包括降雨量确定部件和噪声确定部件这二者中的至少一个。当降雨量确定部件确定了降雨量(Ra)大于预定量(D)时，或者当噪声确定部件确定了噪声存在时，控制部分(3)向超声波传感器(5a-5h)输出命令信号，以使得与降雨量确定部件确定了降雨量(Ra)小于或等于预定量(D)的情形或者噪声确定部件确定了噪声不存在的情形相比，超声波传感器(5a-5h)的方向性降低。
文档编号G01S15/93GK101846744SQ201010141850
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月25日 优先权日2009年3月26日
发明者吉田彻 申请人:株式会社电装