CN103954958A - 实施超声波传感器信号强度校准的方法和系统 - Google Patents

Abstract

超声波传感器的温度补偿会具有非常不期望的明显错误，原因在于当检测物体时，超声波传感器的温度和传感器感测物体所通过的介质的温度影响应用的信号强度校准（例如回波阈值）。为了增加物体的检测能力和报告距离，当围绕车辆的空气的温度（即外部空气温度）改变时并且当传感器的温度改变时，超声波传感器需要调整它们的检测标准和距离计算。本发明的实施例提供确定这样的检测标准和距离计算的调整可以基于的温度的简单、有效和一致的方法。

Description

实施超声波传感器信号强度校准的方法和系统

技术领域

本发明总体上涉及超声波传感器数据在机动车辆应用中的利用，具体涉及提高机动车辆应用中超声波传感器的性能的温度补偿。

背景技术

众所周知，超声波传感器用于许多驾驶员辅助应用从而辅助车辆驾驶员。在这样的机动车辆应用中，超声波传感器利用通过空气（即，流体介质）的声波确定物体存在并且确定其距离。一种驾驶员辅助应用是要检测关于在车辆倒车时驾驶员可能没有察觉到的物体。另一种驾驶员辅助应用是要在车辆处在停车辅助模式时辅助驾驶员确定适合的停车位可用。这些驾驶员辅助应用通过利用多个超声波传感器检测物体并确定这样的物体和传感器之间的距离来完成。为这些和其它类型的驾驶员辅助应用提供需要的信息会不可避免极为接近车辆的发动机室地安装一个或多个这样的超声波传感器。例如，除了公知的在车辆的后保险杠安装多个超声波传感器以外，要在车辆的前保险杠上安装多个超声波传感器正越来越普遍。然而，与将超声波传感器安置在后保险杠中不同，前保险杠中的超声波传感器典型地暴露于来自发动机室的热量。

当外部空气的温度（即围绕车辆的外部空气的温度）改变和/或传感器的温度改变时，超声波传感器检测物体并报告它们的距离的能力会受到不利影响。例如，当传感器的温度达到约40-50摄氏度时，用在机动车辆应用中的一些超声波传感器开始显示出降低的物体检测能力。为了辅助减轻这样的超声波传感器的性能的这样的基于温度的变化性，车辆系统典型地使用外部空气温度数据，外部空气温度数据用于向车辆使用者显示外部温度从而补偿与超声波传感器性能有关的温度的改变。用于确定外部空气温度数据的传感器（即，外部空气温度传感器）可以位于车辆的发动机室中或其附近。例如，外部空气温度传感器通常位于车辆的格栅或其它前部结构上。结果，尤其是当车辆正静止不动时，来自车辆的发动机的热量会影响由外部空气温度传感器提供的周围空气温度数据的准确性。为了帮助防止由发动机热量引起的外部空气温度数据的不准确性，利用算法通过限制显示的外部空气温度的上升来抵消发动机热量的影响。该限制会导致对传感器的实际温度的不准确估计。

因此，对超声波传感器的温度补偿会具有非常不期望的明显错误，原因在于超声波传感器的温度和超声波传感器感测物体所通过的介质的温度影响当检测物体时应用的信号强度校准（例如回波阈值（echothreshold））。为了增加检测能力和物体的报告距离，当围绕车辆的空气的温度（即外部空气温度）改变时而且当传感器的温度改变时，超声波传感器需要调整它们的检测标准和距离计算。因此，确定这样的检测标准和距离计算的调整所基于的温度的简单、有效和一致的方法将是有利、令人满意并且有用的。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供车辆的超声波传感器的温度的更加准确估计。具体地，本发明的实施例的目的是确定对安装在具有升高的温度的车辆的隔舱（例如发动机室）中或其附近，或者以其它方式暴露于车辆的热源（例如车辆的排气系统组件、道路热量等等）的超声波传感器的检测标准和距离计算的调整所基于的温度参考数值。为此，本发明的实施例有利地使用各种可用空气温度信息和动力系统操作信息估计外部空气温度和由车辆的操作和/或位置而升高的空气温度（例如在车辆的发动机室中或从中逸出的空气、来自道路表面的热量等等）之间的差值。外部空气温度和升高温度空气之间的该差值提供至车辆的一个或多个超声波传感器和/或其控制装置，用于调整与一个或多个超声波传感器关联的信号强度校准。正如以下将更加详细讨论的那样，信号强度校准可以包括一个或多个超声波传感器的与信号接收灵敏度关联的校准信息和/或与物体传感信号的输出功率关联的校准信息（例如增加输出功率从而保持物体传感信号的均匀声压级）。

本发明的实施例是有利的，因为它们提供了安装在遭受例如来自车辆的发动机或车辆静止不动时所在的人行道的过量的热量的车辆环境的超声波传感器的更加准确的温度。通过更加准确地确定超声波传感器的温度（例如围绕超声波传感器或从其上流过的空气的温度），可以提供与物体检测和距离报告有关的提高的传感器性能。为了实现这样的提高的物体检测和距离报告性能，本发明的实施例利用从车辆的现有温度传感器可用的各种温度信息来执行算法从而估计超声波传感器的温度。在安装在车辆的发动机室中或其附近以及当车辆正移动时暴露于外部空气流动的超声波传感器的具体示例中，可以利用来自各种可用空气温度信息（例如过滤和/未过滤外部空气温度）和/或动力系统操作信息（例如冷却液温度、进气温度、散热器格栅块位置（radiator grille block position）、车辆速度等等）的信号做出超声波传感器的温度的估计。

在本发明的一个实施例中，处理由车辆的超声波传感器提供至车辆的信号处理单元的信号的方法包含多个操作。完成确定信号强度校准的第一情况的操作。信号强度校准的第一情况基于外部空气温度信息的第一情况和动力系统操作信息的第一情况。信号强度校准使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。完成操作以确定需要改变信号强度校准从而保持来自由超声波传感器输出的信息的至少基线水平的物体检测性能的车辆操作条件。响应于确定需要改变信号强度校准的车辆操作条件，完成确定信号强度校准的第二情况的操作。信号强度校准的第二情况基于外部空气温度信息的第二情况和动力系统操作信息的第二情况中的至少一个。信号强度校准的第二情况使由超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。一个或多个数据处理装置从联接至一个或多个数据处理装置的存储器访问促使一个或多个数据处理装置执行这样的操作的指令。

在本发明的另一实施例中，车辆的电子控制器系统具有联接在超声波传感器、配置为输出外部空气温度信息的信号装置（signaling apparatus）和配置为输出动力系统操作信息的信号装置之间的至少一个数据处理装置。电子控制器系统具有一组有形地包含在其永久处理器可读介质（non-transitory processor-readable medium）上的指令。通过电子控制器系统的至少一个数据处理装置从永久处理器可读介质可访问该组指令从而由此进行解译。该组指令配置为促使至少一个数据处理装置执行将信号强度校准的第一情况提供给信号处理单元的操作。信号强度校准的第一情况基于外部空气温度信息的第一情况和动力系统操作信息的第一情况。信号强度校准使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。该组指令配置为促使至少一个数据处理装置执行操作以确定需要改变信号强度校准从而保持来自由超声波传感器输出的信息的至少基线水平的物体检测性能的车辆操作条件。该组指令配置为促使至少一个数据处理装置响应于需要改变信号强度校准的车辆操作条件的确定而执行将信号强度校准的第二情况提供给信号处理单元的操作。信号强度校准的第二情况基于外部空气温度信息的第二情况和动力系统操作信息的第二情况中的至少一个。信号强度校准的第二情况使由超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。

在本发明的另一实施例中，车辆包含超声波传感器、配置为输出外部空气温度信息的第一信号装置、配置为输出动力系统操作信息的第二信号装置以及联接在超声波传感器、第一信号装置和第二信号装置之间的信号处理单元。信号处理单元包括至少一个数据处理装置和联接至至少一个数据处理装置的永久处理器可读介质。永久处理器可读介质存储器具有一组有形地包含在其上的指令。通过至少一个数据处理装置从永久处理器可读介质可访问该组指令从而由此进行解译。该组指令配置为促使至少一个数据处理装置确定信号强度校准的第一情况。信号强度校准的第一情况基于外部空气温度信息的第一情况和动力系统操作信息的第一情况。信号强度校准使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。该组指令配置为促使至少一个数据处理装置确定需要改变信号强度校准从而保持来自由超声波传感器输出的信息的至少基线水平的物体检测性能的车辆操作条件。该组指令配置为促使至少一个数据处理装置响应于一组指令来确定信号强度校准的第二情况，该一组指令配置为促使至少一个数据处理装置确定需要改变信号强度校准的车辆操作条件。信号强度校准的第二情况基于外部空气温度信息的第二情况和动力系统操作信息的第二情况中的至少一个。信号强度校准的第二情况使由超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。

本发明的这些和其它目的、实施例、优点和/或区别将通过进一步参照以下说明书、相关的附图和权利要求书而变得显而易见。

附图说明

图1是表示根据本发明的实施例配置的车辆的示意图。

图2是表示图1的车辆的功能元件的方块图。

图3是表示由图1的超声波传感器输出的对应于保持在第一超声波传感器温度的超声波传感器的第一信号强度校准的信号的声反应特征的说明性表示的图表。

图4是表示由图1的超声波传感器输出的对应于保持在大于第一超声波传感器温度的第二超声波传感器温度的超声波传感器的第一信号强度校准SSC1的信号的声反应特征的说明性表示的图表。

图5是表示由图1的超声波传感器输出的对应于保持在第二超声波传感器温度的超声波传感器的第二信号强度校准的信号的声反应特征的说明性表示的图表。

图6A和6B表示根据针对具有处在运行状态的内燃发动机的车辆的本发明的实施例实施超声波传感器校准功能的方法。

图7A和7B表示根据针对在电力模式操作的车辆的本发明的实施例实施超声波传感器校准功能的方法。

具体实施方式

图1和2是根据本发明的实施例配置的车辆100。车辆100包括外部空气温度传感器105（即，第一传感器）、进气温度传感器110（即，第二传感器）、超声波传感器115（即，第三传感器）、车辆行驶速度传感器（vehicle road speed sensor）118（即，第四传感器）、散热器格栅块位置传感器（radiator grille block position sensor）119和信号处理单元120。信号处理单元连接至（例如在它们之间）外部空气温度传感器105、进气温度传感器110、超声波传感器115和车辆行驶速度传感器118。信号处理单元120可以是电子控制器系统125（如图2所示）的整体组件，其中电子控制器系统实施和/或支持车辆100的多种不同功能系统的控制。

外部空气温度传感器105可以安装在车辆100的乘员舱129和车辆100的前保险杠罩130之间的位置，例如，在位于车辆100的前格栅开口135中的或紧邻车辆100的前格栅开口135的保险杠罩支承132上。外部空气温度传感器105输出描述车辆100的周围空气的温度的信号。具体地，外部空气温度传感器105输出描述围绕车辆100的前保险杠罩130或从其上流过的空气（即，至少一部分该空气围绕乘员舱129）的温度的信号。就这一点而言，当车辆100处于或高于足够的行驶速度适合的持续时间时，外部空气温度传感器105输出对应于围绕车辆的周围空气的信号（即，围绕车辆的外部空气的准确反映）。然而，当车辆100处于静止不动适当长的一段时间时，由外部空气温度传感器105输出的信号会受到来自车辆100的发动机室138内的热量的影响。外部空气温度传感器的安装位置及其操作性是公知的并且没有必要关于本发明的实施例进行限制。外部空气温度传感器105是配置为输出外部空气温度信息的信号装置的示例。

进气温度传感器110可以安装在车辆100的发动机145的进气部分140上，例如进气歧管、空气导管和空气过滤器外壳等等。进气温度传感器110输出描述由发动机145引入的空气的温度的信号。当车辆100静止或相当慢地移动适当持续时间时，发动机室138内的进气温度传感器110位置和/或由于进气部分140的导致的进气口的位置导致进气温度传感器110输出对应于发动机室138内的空气的温度的信号。进气温度传感器110的该位置会促使发动机室138内空气温度的更加准确的读取，尤其是当外部空气温度传感器105具有与进气温度传感器110相比对来自发动机室138内的空气的相对较少的直接暴露时。进气温度传感器的安装位置及其操作性是公知的并且没有必要关于本发明的实施例进行限制。

超声波传感器115优选为安装在例如前保险杠罩130和保险杠罩支承132这样的车辆100的前部结构上的前置传感器（front facing sensor）。在这样的安装构造中，当车辆100静止或相当慢地移动适当的持续时间时，超声波传感器115将暴露于来自发动机室138内的热空气。正因如此，超声波传感器115的温度基于车辆100的速度和发动机室138内空气的温度的改变而遭受明显改变。超声波传感器的安装位置及其操作性是公知的并且没有必要关于本发明的实施例进行限制。

车辆速度传感器118提供输出对应于车辆100的行驶速度的信号的功能。为此，可以以多种方式实施车辆速度传感器118。在一种实施方式中，车辆速度传感器118可以是安装在车辆100的变速器上用于从中获得车辆行驶速度信息的物理速度传感器（physical speed sensor）。在另一种实施方式中，车辆速度传感器118可以是与车辆100的全球定位系统（GPS）成为整体的逻辑传感器。车辆行驶速度传感器的安装位置及其操作性是公知的并且没有必要关于本发明的实施例进行限制。

信号处理单元120配置为确定超声波传感器115（或其它指定的参考位置）和邻近车辆100的物体之间的距离。依照根据超声波传感器115的信号的信号处理单元120的信号强度校准来完成这样的确定。有利地，本发明的实施例是有利的，因为它们提供安装在遭受例如来自车辆的发动机或车辆静止不动时所在的人行道的过量的热量的车辆环境中的超声波传感器的更加准确的温度。通过更加准确地确定超声波传感器的温度，可以通过基于超声波传感器的温度的选择性超声波传感器校准提供关于物体检测和距离报告的提高的传感器性能。这里公开了结合这样的温度依赖调整的信号强度校准，为了增强反射信号的检测，超声波传感器115的发射信号的强度可以根据其温度的增加而增加。

正如以下将更加详细说明的那样，信号处理单元120提供处理来自外部空气温度传感器105、进气温度传感器110、超声波传感器115、车辆速度传感器118和散热器格栅块位置传感器119的信号的功能，从而使根据本发明的超声波传感器校准功能能够得到实施。信号处理单元120可以安装在车辆100的底盘结构150上。外部空气温度传感器、进气温度传感器、超声波传感器、车辆行驶速度传感器和信号处理单元120的安装位置是公知的并且没有必要关于本发明的实施例进行限制。就这一点而言，外部空气温度传感器105、进气温度传感器110、超声波传感器115、车辆速度传感器118和散热器格栅块位置传感器119是配置为输出动力系统操作信息的第二信号装置的单独和联合的示例。

如图2所示，在一个实施例中，信号处理单元120包括数据处理装置133和联接至数据处理装置133的存储器137。通过数据处理装置133可以从存储器137访问传感器信号处理指令143和信号强度阈值校准147。就这一点而言，所属技术领域的技术人员将领会到这里所公开的配置为执行超声波传感器校准功能的方法、处理和/或操作由计算机可读介质有形地包含，其中计算机可读介质具有在其上的、配置为执行这样的功能的指令。

现在参照图3-5，所示为根据距离和传感器温度的典型超声波传感器的物体传感特征。众所周知，这样的典型的超声波传感器将发射公知频率和强度的声信号，然后感测由发射的声信号和与超声波传感器间隔开的物体碰撞和反射所产生的反射的声信号的能量。通过了解发射和反射的声信号的总往返时间（即，从传感器到信号所碰撞的物体的时间以及从物体回到传感器的时间），可以确定传感器和物体之间的距离（即，利用例如声音通过信号所穿过的流体介质的速度这样的公知的常数）。超声波传感器将输出描述反射的声信号的能量的电信号。通常用在物体检测和距离测定的机动车辆应用中的这样的典型的超声波传感器的示例公开在美国第8,104,351、8,081,539、7,343,803和6,792,810号专利中。本发明没有必要限制于任何特定的超声波传感器或超声波传感器的构造。

图3是表示由超声波传感器输出的对应于保持在例如25摄氏度这样的第一超声波传感器温度Tmp(1)的超声波传感器的第一信号强度校准SSC1（即，对于可用信号强度校准的相对低灵敏度校准）的信号的声反应特征的说明性表示的图表300。对于给定的传感器温度和信号强度校准以及对于基线信号输出能量，由超声波传感器输出的电信号表示反射的声信号中能量的相对水平。可以看出，对于给定的温度、校准和信号输出能量条件，分别在反射的声信号传播时间T(1)、T(2)和T(3)的信号强度校准数值SSC1(T(1))、SSC1(T(2))和SSC1(T(3))远低于在这样的时间的峰值信号强度SS(T(1))、SS(T(2))和SS(T(3))。反射的声信号传播时间T(0)优选地、但不是必须地表示超声波传感器通电从而促使发射的声信号从中被发射的时间。信号强度校准数值表示超声波传感器感测到反射的声信号需要的指定的声信号传播时间的信号强度水平，并且同时是被记录/识别为物体的感测情况的指定的声信号传播时间的信号强度水平。因此，超声波传感器可以在给定温度和校准参数对对应于反射的声信号传播时间T(1)、T(2)和T(3)的传感距离提供提供可接受的信号传感性能。就这一点而言，图3的信号强度校准是使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能的信号强度校准。

图4是表示由超声波传感器输出的对应于保持在例如50摄氏度这样的第二超声波传感器温度Tmp(2)的超声波传感器的第一信号强度校准SSC1的信号的声反应特征的说明性表示的图表400。对于给定的传感器温度和信号强度校准以及对于与图3的说明性表示联合使用的相同的基线发射的声信号强度，由超声波传感器输出的电信号表示反射的声信号中能量的相对水平。可以看出，对于给定的温度、校准和信号输出能量条件，反射的声信号传播时间T(1)的信号强度校准数值SSC1(T(1))可以接受地低于反射的声信号传播时间T(1)的峰值信号强度。然而，对于给定的温度、校准和信号输出能量条件，分别为反射的声信号传播时间T(2)和T(3)的信号强度校准数值SSC1(T(2))和SSC1(T(3))没有可接受地低于反射的声信号传播时间T(1)和T(2)的峰值信号强度。因此，超声波传感器在给定温度和校准参数下可以对对应于反射的声信号传播时间T(1)的传感距离提供可接受的信号传感性能，但不对对应于反射的声信号传播时间T(2)和T(3)的传感距离提供可接受的信号传感性能。图4的条件所引起的超声波传感器的性能将对对应于反射的声信号传播时间T(2)和T(3)的距离的物体低报（underreporting）。

图5是表示由超声波传感器输出的对应于保持在例如50摄氏度这样的第二超声波传感器温度Tmp(2)的超声波传感器的第二信号强度校准SSC2（即，相对于第一信号强度校准的相对高灵敏度校准）的信号的声反应特征的说明性表示的图表500。对于给定的传感器温度和信号强度校准以及对于与图3和4的说明性表示联合使用的相同的基线发射声信号强度，由超声波传感器输出的电信号表示反射的声信号中能量的相对水平。可以看出，对于给定的温度、校准和信号输出能量条件，分别在反射的声信号传播时间T(1)、T(2)和T(3)的信号强度校准数值SSC2(T(1))、SSC2(T(2))和SSC2(T(3))完全高于在这样的时间的峰值信号强度。因此，超声波传感器可以在给定温度和校准参数下对对应于反射声信号传播时间T(1)、T(2)和T(3)的传感距离提供可接受的信号传感性能。就这一点而言，图5的信号强度校准是使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能的信号强度校准。

图6A和6B表示实施超声波传感器校准功能的方法600。方法600允许根据超声波传感器的估计温度设定（例如选择）信号强度校准，该信号强度校准用于确定来自超声波传感器的物体传感信号的功率输出水平和/或用于处理由超声波传感器输出的响应于接收物体传感信号的反射部分（例如，反射的声信号的电压指示能量）的电信号。有利地，方法600提供安装在遭受例如来自车辆的发动机或车辆静止不动时所在的人行道的过量的热量的车辆环境的超声波传感器的更加准确的温度。通过更加准确地确定超声波传感器的温度，可以提供关于物体检测和距离报告的提高的传感器性能。方法600是利用可以从车辆的现有温度传感器可用的各种温度信息估计超声波传感器的温度的算法的示例。在安装在车辆的发动机室中或附近并且当车辆移动时暴露于外部空气流动的超声波传感器的具体示例中（例如，安装在车辆的前保险杠罩上），利用来自外部空气温度传感器的信号和/或来自进气温度传感器的信号做出超声波传感器的温度的估计。

参照图6A，在完成启动车辆的操作602之后，必要时完成初始化任何车辆速度条件（VSC（vehicle speed condition））限制的操作604。例如，如以下将要讨论的那样，一些车辆速度条件可以包括需要在当前驱动循环或发动机操作循环的开始阶段初始化的计数器等等。然后完成对来自外部空气温度传感器的信号取样从而确定当前外部空气温度的操作606，接着基于当前外部空气温度（即，对应于当前外部空气温度传感器信号的温度）完成设定信号强度校准的操作608。这是信号强度校准的第一情况的示例。设定信号强度校准可以包括设定（例如调整）与信号接收灵敏度关联的校准信息、设定（例如调整）超声波传感器的物体传感信号的输出功率，或二者兼而有之。例如，除了调整信号接收的信号强度校准（例如以上参照图3-5讨论的那样）之外，可以增加超声波传感器的输出功率以维持物体传感信号的均匀声压级。而且，这里公开了，在其它实施例中，设定信号强度校准的操作608可以基于不同的空气温度（例如进气温度）。

在设定信号强度校准之后，完成对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的操作610。如果当前车辆行驶速度小于第一车辆速度阈值X（例如30mph）并且大于最小车辆速度阈值V_最小（Vmin）（例如5mph），则方法600在操作610继续对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的下一情况。否则，如果当前车辆行驶速度大于第一车辆速度阈值X（例如30mph），基于当前车辆行驶速度和第一车辆速度阈值X完成确定第一车辆速度条件的操作612。当第一车辆速度条件满足时，方法600继续对来自外部空气温度传感器的信号取样从而确定当前外部空气温度的操作614，然后基于当前外部空气温度（即对应于当前外部空气温度传感器信号的温度）完成设定信号强度校准的操作616。这是信号强度校准的第二情况的示例。否则，如果第一车辆速度条件尚未满足，则方法600继续在操作610对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的下一情况。

第一车辆速度条件允许做出关于超声波传感器的当前温度的某些假设。凭借这一的假设，可以设定（例如从多个可用信号强度校准中选择）在其当前温度提高超声波传感器的性能的信号强度校准并将其用于处理由信号处理单元接收自例如超声波传感器的信号强度信号。在确定第一车辆速度条件的一些实施例中，第一计数器用于评估车辆已经高于第一车辆速度阈值X多长时间（例如量化车辆行驶速度高于第一车辆速度阈值X的总时间的计数器）。例如，每次对车辆道路速度取样并发现其高于第一车辆速度阈值X，该第一计数器增加给定量（例如+1）。照这样，第一计数器可以用于确认其中车辆的当前速度已经大于第一车辆速度阈值长于第一规定的时间阈值（例如在速度阈值的第一时间）的持续时间的车辆速度条件，由此支持基于例如当前外部空气温度这样的预先限定的温度标准来设定（例如从多个可用信号强度校准中选择）信号强度校准。正如以下将要参照第二车辆速度阈值V_最小讨论的那样，响应于第一计数器的增加，用于评估车辆已经低于第二车辆速度阈值V_最小多长时间的第二计数器减少给定量（例如-1）。就这一点而言，第二计数器量化车辆行驶速度低于第二车辆速度阈值V_最小的总时间。必要时，可以重置第一和第二计数器至各自的初始值和/或可以阻止第一和第二计数器超过其各自的极限。

转回参照对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的下一情况的操作610，如果当前车辆行驶速度小于第一车辆速度阈值X并且小于最小车辆速度阈值V_最小，则方法600继续基于当前车辆行驶速度和最小车辆速度阈值V_最小（即第二车辆速度阈值）确定第二车辆速度条件的操作618。当第二车辆速度条件满足时，方法600继续对来自进气温度传感器的信号取样从而确定当前进气温度的操作620，然后基于当前进气温度（即对应于进气温度信号的温度）完成设定信号强度校准的操作622。这是信号强度校准的第二情况的示例。否则，如以下将讨论的那样，方法600继续基于根据外部空气温度和进气温度估计的传感器温度来执行信号强度校准。

与第一车辆速度条件类似，第二车辆速度条件允许做出关于超声波传感器的当前温度的某些假设。通过这样的假设，可以设定（例如从多个可用信号强度校准中选择）在其当前温度提高超声波传感器的性能的信号强度校准并将其用于处理信号处理单元接受自例如超声波传感器的信号强度信号。正如以上关于第一车辆速度条件的讨论所说明的那样，在确定第二速度条件的一些实施例中，第二计数器用于评估车辆已经低于第二车辆速度阈值V_最小多长时间（即，量化车辆行驶速度低于第二车辆速度阈值V_最小的总时间的计数器）。正如以上公开的那样，每一次对车辆行驶速度取样并发现其低于第二车辆速度阈值V_最小，该第二计数器增加给定量（例如+1）。照这样，第二计数器可以用于确认其中车辆的当前速度已经小于第二车辆速度阈值长于第二规定的时间阈值（例如速度阈值的第二时间）的持续时间的车辆速度条件，由此支持基于例如当前进气温度这样的预先限定的温度标准设定（例如选择）信号强度校准。结合增加第二计数器，第一计数器还可以减少给定量（例如-1）。例如，在图6A所示的流程图的情况下，当增加对应于第一车辆速度阈值X的计数器时，对应于第二车辆速度阈值V_最小的计数器相应地减少，并且当减少对应于第一车辆速度阈值X的计数器时，对应于第二车辆速度阈值V_最小的计数器相应地增加。就这一点而言，计数器共同保持限定满足第一车辆速度条件并且满足第二车辆速度条件的标准。

如以上公开并参照图6B的那样，当第一和第二车辆速度条件都尚未满足时，方法600继续基于根据外部空气温度和进气温度估计的传感器温度来设定信号强度校准。照这样，当第一和第二车辆速度条件尚未满足时，第三车辆速度条件满足。该第三车辆速度条件表示行车条件和停止/慢速度条件之间的过渡条件，其中当前车辆速度低于第一车辆速度阈值X并且低于第二车辆速度阈值V_最小，但没有满足第二车辆速度条件。

如图6B所示，基于根据外部空气温度和进气温度估计的传感器温度来设定信号强度校准包括完成对进气温度传感器的信号取样的操作624和完成对外部空气温度传感器的信号取样的操作626。完成这样的取样的顺序并不重要。这里公开了对外部空气温度传感器（即OAT）的信号取样可以包括生成复合OAT数值，该数值是未过滤OAT数值（OAT-U）和过滤OAT数值（OAT-F）的函数。未过滤OAT数值和过滤OAT数值的比例可以基于例如车辆的速度、车辆已经处在给定的实际或平均速度的时间等这样的考虑。过滤OAT数值是利用算法生成从而减少发动机舱（underhood）热量和道路热量对周围空气温度的影响的数值。由于该过滤OAT数值用于显示稳定的OAT数值（例如在仪表盘显示器上），其通常已经对车辆系统可用，稳定的OAT数值不呈现与OAT传感器接近/暴露于发动机舱热量和道路热量关联的短持续时间摇摆。未过滤（即未加工）OAT温度数值是表示OAT传感器输出的信号并且过滤OAT数值来源于未过滤OAT温度数值。

此后，根据当前进气温度（即对应于进气温度信号的温度）和当前外部空气温度（即对应于外部温度信号的温度）完成确定估计的超声波传感器温度的操作628。在一种实施方式中，确定超声波传感器温度包括根据进气温度传感器信号和外部温度传感器信号确定温度偏差（temperatureoffset），然后将温度偏差加入对应于外部空气温度传感器信号的温度中。温度偏差的一个示例是偏差常数（例如通过给定车辆的实验确定）与对应于进气温度传感器信号的温度和对应于外部空气温度传感器信号的温度之间的差值之间的乘积。然而，本发明的实施例没有必要限制到根据进气温度传感器信号（或由此表示的对应进气温度）和外部空气温度传感器信号（或由此表示的对应外部空气温度）估计超声波传感器温度的任何特定方法。

这里公开了超声波传感器温度的估计可以基于不同于或除了前述空气温度传感器信息以外的信息。例如，超声波传感器温度的估计可以基于来自可以使用的动力系统组件的传热计算。这样的传热计算是其函数的信息包括但不限于冷却液温度信息、过滤外部空气温度信息和未过滤外部空气温度信息的结合（即复合OAT数值）、太阳负荷信息、气候控制信息、负荷/功率信息、行驶速度信息、英里每加仑（MPG）增压器散热器块接合信息等等。

就这一点而言，本发明的实施例可以利用车辆的电子控制器系统或其它系统中可用的任何和所有可用信息从而估计超声波传感器温度。

在利用不只限于空气温度传感器信息的信息实施超声波传感器校准功能的一个具体示例中，冷却液温度和外部空气温度以及进气温度一起用于设定信号强度校准。具体地，将上述参照图6B讨论的操作624修改为完成对进气温度信号和发动机冷却液温度信号（即，动力系统操作信息）取样的操作（或多个操作），修改随后的操作628使得基于进气温度信号、发动机冷却液温度信号和OAT信号来确定估计的超声波温度。可以在控制条件下利用测功器（dynamometer）确定用于设定阈值的动力系统操作信息。对应于OAT信号的取样值可以是之前提到的复合OAT数值。因此，在操作630，基于估计的超声波温度设定信号强度校准将基于对应于OAT温度信号的数值、对应于冷却液温度信号的数值和对应于进气温度信号的数值。这是信号强度校准的第二情况的示例。例如，如果对应于OAT温度信号的数值大于OAT阈值、对应于冷却液温度信号的数值大于发动机冷却液温度阈值并且对应于进气温度信号的数值大于进气温度阈值，则可以相应地调整信号强度校准（即，为了提高灵敏度）。

可以根据较大比例的外部周围空气温度（即，来自IAT传感器）和较小比例的发动机室空气温度（即，来自OAT传感器）得到进气温度数值。例如，根据车辆速度，进气温度数值可以在非常低的速度时包括大部分发动机室（表明发动机舱（engine bay）温度），但在较高的速度时更多地反映外部空气温度。如果车辆停止或行驶缓慢，则冷却液温度数值会在估计超声波传感器温度中占更大权重。对于转换到包括等式分量以说明滞后现象的的较低灵敏度阈值相反情况也是正确的。等式的这样的滞后分量包括在内，以便系统不会过度灵敏并且由此得到地面反射。设定超声波传感器校准的方式的根本目的是保持看到物体需要的阈值水平，但不要如此灵敏以致于还看到来自道路裂缝、小石头等的地面反射。

众所周知，一些车辆具有可以选择地关闭从而降低气动牵引并由此增加燃料效率的散热器格栅块（即，有时也称为英里每加仑（MPG）增压器散热器块）。用于将散热器格栅块从其打开位置（即例如当车辆静止时允许空气通过格栅自由流动）过渡至其关闭位置（即例如当车辆正以高的速率行驶时限制空气流动通过格栅）的驱动器的位置（即状态）信息可以用于估计超声波传感器的温度。例如在散热器格栅块处在其打开位置并冷却液温度和OAT下降至它们各自的阈值之下规定的持续时间的情况下，如果车辆以超过一定量的速度驾驶，则可以假设超声波传感器校准需要转回基线设定（即对于基线超声波传感器温度），这与对于提高灵敏度的设定正好相反。为此，修改上述参照图6B讨论的操作624使得动力系统操作信息的取样进一步包括散热器格栅块位置持续时间。在这方面，在非零速度传感器沉浸在燃气机运行期间，当进气空气温度信号变得不太准确时，对发动机舱冷却效果和传感器热性质进行评估，以作为在车辆已经移动一段时间之后的发动机舱温度的指示。

本发明的上述实施例为具有处在运行状态、在车辆的引擎盖下方的内燃发动机的车辆具体配置。然而，这里公开了，本发明可以以为纯电动车辆或者为混合动力车辆具体配置的方式实施，其中混合动力车辆具有未处于引起将影响超声波温度性能的发动机舱热量的运行状态的发动机。在这样的实施例中，并不考虑发动机舱热。

图7A和7B表示在以电力模式运行的车辆（例如纯电动车辆或插电式混合动力车辆）中实施超声波传感器校准功能的方法700。方法700允许根据超声波传感器的估计温度来设定（例如选择）信号强度校准，该信号强度校准用于确定来自超声波传感器的物体传感信号的功率输出水平和/或用于处理由超声波传感器输出的响应于接收物体传感信号的反射部分（例如，反射的声信号的电压指示能量）的电信号。有利地，方法700提供安装在遭受例如来自车辆正行驶过的人行道的过量的热量的车辆环境中的超声波传感器的更加准确的温度。通过更加准确地确定超声波传感器的温度，可以提供关于物体检测和距离报告的提高的传感器性能。方法700是利用可以从车辆的现有温度传感器可用的各种温度信息估计超声波传感器的温度的算法的示例。在当车辆正在移动时暴露于外部空气流动的超声波传感器的具体示例中（例如，安装在车辆的前保险杠罩上），利用来自表示未过滤外部空气温度的信号和/或表示过滤外部空气温度的信号做出超声波传感器的温度的估计。

参照图7A，在完成使车辆通电的操作702之后，必要时完成初始化任何车辆速度条件（VSC）限制的操作704。例如，如以下将要讨论的那样，一些车辆速度条件可以包括需要在当前驱动循环或发动机操作循环的开始阶段初始化的计数器等等。然后完成对来自外部空气温度传感器的信号取样从而确定当前未过滤外部空气温度的操作706，接着基于当前外部空气温度（即，对应于未加工当前外部空气温度传感器信号的温度）完成设定信号强度校准的操作708。设定信号强度校准可以包括设定（例如调整）与信号接收灵敏度关联的校准信息、设定（例如调整）超声波传感器的物体传感信号的输出功率，或二者兼而有之。例如，除了调整信号接收的信号强度校准（例如以上参照图3-5讨论的那样）之外，可以增加超声波传感器的输出功率以保持物体传感信号的均匀声压级。

在设定信号强度校准之后，完成对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的操作710。如果当前车辆行驶速度小于第一车辆速度阈值X（例如30mph）并且大于最小车辆速度阈值V_最小（例如5mph），则方法700继续在操作710完成对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的下一情况。否则，如果当前车辆行驶速度大于第一车辆速度阈值X（例如30mph），则基于当前车辆行驶速度和第一车辆速度阈值X完成确定第一车辆速度条件的操作712。当第一车辆速度条件满足时，方法700继续对来自外部空气温度传感器的信号取样从而确定当前未过滤外部空气温度的操作714，然后基于当前外部空气温度（即对应于当前未加工外部空气温度传感器信号的温度）完成设定信号强度校准的操作716。否则，如果第一车辆速度条件尚未满足，则方法700继续在操作710对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的下一情况。这里公开了，操作706、708、712和714的外部空气温度可以是已经例如利用某些诊断真实性检查、规则等处理过并由此产生相对于以下讨论的更加高度过滤的外部空气温度信号的稍微过滤（即基线处理的外部空气温度信号）的未加工外部空气温度信号。

第一车辆速度条件允许做出关于超声波传感器的当前温度的某些假设。通过这样的假设，可以设定（例如从多个可用信号强度校准中选择）在其当前温度提高超声波传感器的性能的信号强度校准并将其用于处理由信号处理单元接收自例如超声波传感器的信号强度信号。在确定第一车辆速度条件的一些实施例中，第一计数器用于评估车辆已经高于第一车辆速度阈值X多长时间（例如量化车辆行驶速度高于第一车辆速度阈值X的总时间的计数器）。例如，每次对车辆行驶速度取样并发现其高于第一车辆速度阈值X，该第一计数器增加给定量（例如+1）。照这样，第一计数器可以用于确认其中车辆的当前速度已经大于第一车辆速度阈值长于第一规定的时间阈值（例如在速度阈值的第一时间）的持续时间的车辆速度条件，由此支持基于例如当前外部空气温度这样的预先限定的温度标准设定（例如从多个可用信号强度校准中选择）信号强度校准。正如以下将要参照第二车辆速度阈值V_最小讨论的那样，响应于第一计数器的增加，用于评估车辆已经低于第二车辆速度阈值V_最小多长时间的第二计数器减少给定量（例如-1）。就这一点而言，第二计数器量化车辆行驶速度低于第二车辆速度阈值V_最小的总时间。必要时，可以重置第一和第二计数器至各自的初始值和/或可以阻止第一和第二计数器超过其各自的限制。

转回参照对车辆行驶速度（VRS）信号取样从而确定车辆的当前行驶速度的下一情况的操作710，如果当前车辆行驶速度小于第一车辆速度阈值X并且小于最小车辆速度阈值V_最小，则方法700继续基于当前车辆行驶速度和最小车辆速度阈值V_最小（即第二车辆速度阈值）确定第二车辆速度条件的操作718。当第二车辆速度条件满足时，方法700继续对提供外界空气温度的过滤表现（即过滤外界空气温度）的信号取样从而确定当前过滤外部空气温度的操作720，然后基于当前过滤外部空气温度完成设定信号强度校准的操作722。否则，如以下将讨论的那样，方法700继续基于根据未过滤外部空气温度和过滤外部空气温度估计的传感器的温度实施信号强度校准。这里公开了，可以用利用未过滤外部空气温度信号得到外部空气温度的过滤表现的操作替换对提供外部空气温度的过滤表现的信号取样的操作。

与第一车辆速度条件类似，第二车辆速度条件允许做出关于超声波传感器的当前温度的某些假设。通过这样的假设，可以设定（例如从多个可用信号强度校准中选择）在其当前温度提高超声波传感器的性能的信号强度校准并将其用于处理由信号处理单元从例如超声波传感器接收到的信号强度信号。正如以上关于第一车辆速度条件的讨论所说明的那样，在确定第二速度条件的一些实施例中，第二计数器用于评估车辆已经低于第二车辆速度阈值V_最小多长时间（即，量化车辆行驶速度低于第二车辆速度阈值V_最小的总时间的计数器）。正如以上公开的那样，每一次对车辆行驶速度取样并发现其低于第二车辆速度阈值V_最小，该第二计数器增加给定量（例如+1）。照这样，第二计数器可以用于确认其中车辆的当前速度已经小于第二车辆速度阈值长于第二规定的时间阈值（例如速度阈值的第二时间）的持续时间的车辆速度条件，由此支持基于例如当前进气温度这样的预先限定的温度标准设定（例如选择）信号强度校准。结合增加的第二计数器，第一计数器还可以减少给定量（例如-1）。例如，在图7A所示的流程图的情况下，当增加对应于第一车辆速度阈值X的计数器时，对应于第二车辆速度阈值V_最小的计数器相应地减少，并且当减少对应于第一车辆速度阈值X的计数器时，对应于第二车辆速度阈值V_最小的计数器相应地增加。就这一点而言，计数器共同保持限定满足第一车辆速度条件并且满足第二车辆速度条件的标准。

如以上公开并参照图7B的那样，当第一和第二车辆速度条件都尚未满足时，方法700继续基于根据未过滤外部空气温度和过滤外部空气温度估计的传感器温度设定信号强度校准。照这样，当第一和第二车辆速度条件尚未满足时，第三车辆速度条件满足。该第三车辆速度条件表示行车条件和停止/慢速度条件之间的过渡条件，其中当前车辆速度低于第一车辆速度阈值X并且低于第二车辆速度阈值V_最小，但没有满足第二车辆速度条件。

如图7B所示，基于根据未过滤外部空气温度和过滤外部空气温度估计的传感器温度设定信号强度校准包括完成对未过滤外部空气温度信号取样的操作724和完成对过滤外部空气温度信号取样的操作726（或以其它方式确定过滤外部空气温度）。完成这样的取样的顺序并不重要。此后，根据未过滤外部空气温度和过滤外部空气温度完成确定估计的超声波传感器温度的操作728。就这一点而言，生成作为未过滤外部空气温度和过滤外部空气温度的函数的复合外部空气温度数值。未过滤外部空气温度和过滤外部空气温度的比例可以基于例如车辆的速度、车辆已经处在给定的实际或平均速度的时间等等这样的考虑。过滤外部空气温度可以是利用算法生成以减少路面热量对周围空气温度的影响的数值。由于表示该过滤外部空气温度的信号用于显示稳定的外部空气温度数值（例如在仪表盘显示器上），其通常已经对车辆系统可用，稳定的外部空气温度数值不呈现与外部空气温度传感器接近/暴露于道路热量关联的短持续时间摇摆。未过滤（即未加工）外部空气温度数值是将信号是表示来自外部空气温度传感器输出的信号并且过滤外部空气温度数值来源于未过滤外部空气温度数值。

在之前的详细说明中，已经针对构成其一部分的附图进行了参考，并且其中以示例方式示出了本发明可以实施的具体实施例。这些实施例及其某些变体已经足够详细地进行说明以使所属技术领域的技术人员能够实施本发明的实施例。应当理解的是可以利用其它适合的实施例，并且应当理解的是在不背离这样的发明公开的主旨或范围的情况下可以进行逻辑、机械、化学和电的改变。为了避免多余的详述，说明书省略了所属技术领域的技术人员公知的某些信息。因此，之前的详细说明不是为了限制为这里提出的具体形式，相反，其目的是涵盖这样的替代选择、修改和等价物，如同可以合理地包括在权利要求的主旨和范围内的那样。

Claims (10)

1.一种处理从车辆的超声波传感器提供至车辆的信号处理单元的信号的方法，其特征在于，包含：

至少一个数据处理装置从联接至至少一个数据处理装置的存储器访问促使至少一个数据处理装置确定信号强度校准的第一情况的指令，其中信号强度校准的第一情况基于外部空气温度信息的第一情况和动力系统操作信息的第一情况，并且其中信号强度校准使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能；

至少一个数据处理装置从存储器访问指令，该指令促使至少一个数据处理装置确定需要改变信号强度校准从而保持来自由超声波传感器输出的信息的至少基线水平的物体检测性能的车辆操作条件；以及

响应于确定需要改变信号强度校准的车辆操作条件，至少一个数据处理装置从存储器访问促使至少一个数据处理装置确定信号强度校准的第二情况的指令，其中信号强度校准的第二情况基于外部空气温度信息的第二情况和动力系统操作信息的第二情况中的至少一个，并且信号强度校准的第二情况使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一个信号强度校准的情况包括与信号接收灵敏度关联的各自的校准信息以及与超声波传感器的物体传感信号的输出功率关联的各自的校准信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，下述中的至少一个：

对于信号强度校准的第二情况的与信号接收灵敏度关联的校准信息提供相比于对于信号强度校准的第一情况的与信号接收灵敏度关联的校准信息更大的物体传感灵敏度；以及

对于信号强度校准的第二情况的与物体传感信号的输出功率关联的校准信息提供相比于对于信号强度校准的第一情况的与物体传感信号的输出功率关联的校准信息更大的物体传感灵敏度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，外部空气温度信息包括复合外部空气温度数值，所述复合外部空气温度数值是未过滤外部空气温度数值和过滤外部空气温度数值的函数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，车辆操作条件包括下述至少一个：

当前外部空气温度，所述当前外部空气温度对超声波传感器输出的信息提供至少基线水平的物体检测性能的能力产生不利影响；以及

当前动力系统操作参数，所述当前动力系统参数对超声波传感器输出的信息提供至少基线水平的物体检测性能的能力产生不利影响。

6.一种车辆的电子控制器系统，其特征在于，所述车辆具有联接在超声波传感器、配置为输出外部空气温度信息的信号装置、和配置为输出动力系统操作信息的信号装置之间的至少一个数据处理装置，所述电子控制器系统具有一组有形地包含在其永久处理器可读介质上的指令，通过电子控制器系统的至少一个数据处理装置从永久处理器可读介质可访问该组指令从而由此进行解译，并且该组指令配置为促使至少一个数据处理装置执行以下操作：

将信号强度校准的第一情况提供给信号处理单元，其中信号强度校准的第一情况基于外部空气温度信息的第一情况和动力系统操作信息的第一情况，并且其中信号强度校准使从超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能；

确定需要改变的信号强度校准从而保持来自由超声波传感器输出的信息的至少基线水平的物体检测性能的车辆操作条件；以及

响应于确定需要改变信号强度校准的车辆操作条件，将信号强度校准的第二情况提供给信号处理单元，其中信号强度校准的第二情况基于外部空气温度信息的第二情况和动力系统操作信息的第二情况中的至少一个，并且其中信号强度校准的第二情况使由超声波传感器输出的信息能够提供至少基线水平的物体检测性能。

7.根据权利要求6所述的电子控制器系统，其特征在于，每一个信号强度校准的情况包括与信号接收灵敏度关联的各自的校准信息和与超声波传感器的物体传感信号的输出功率关联的各自的校准信息。

8.根据权利要求6所述的电子控制器系统，其特征在于，外部空气温度信息包括复合外部空气温度数值，所述复合外部空气温度数值是未过滤外部空气温度数值和过滤外部空气温度数值的函数。

9.根据权利要求6所述的电子控制器系统，其特征在于，车辆操作条件包括下述至少一个：

当前外部空气温度，所述当前外部空气温度对超声波传感器输出的信息提供至少基线水平的物体检测性能的能力产生不利影响；以及

当前动力系统操作参数，所述当前动力系统参数对超声波传感器输出的信息提供至少基线水平的物体检测性能的能力产生不利影响。

10.根据权利要求6所述的电子控制器系统，其特征在于，外部空气温度信息包括复合外部空气温度数值，所述复合外部空气温度数值是未过滤外部空气温度数值和过滤外部空气温度数值的函数。