用於機動車輛的車道保持控制裝置和方法
2023-06-11 08:27:41
專利名稱：用於機動車輛的車道保持控制裝置和方法
技術領域：
本發明涉及用於機動車輛的車道保持控制裝置和方法，其中當行駛在車道上的車輛與車道偏離時，能防止車輛行駛與車道相偏離的現象發生。
背景技術：
公開於1999.4.9的第Heisei 11-96497的日本專利申請第一次公開說明了以前申請的車道保持控制裝置。在公開在上述日本專利申請第一次公開中的以前申請的車道保持控制裝置中，當確定車輛會與該車輛正常行駛的車道相偏離時，根據相對於車道的基準位置的車輛行駛位置的橫向偏離位移，通過將具有司機很容易克服的大小的轉向控制扭力輸出到轉向致動器，以前申請的車道保持控制裝置能防止車輛偏離車道。
發明內容
在以前申請的車道保持控制裝置中，需要轉向致動器。於是，為了避免使用轉向致動器，可考慮使用防滑控制系統或驅動力控制系統控制每一車輪的制動力或驅動力。結果，通過在車輛上產生的橫擺力矩，車輛的行駛方向或行駛位置可被控制。
然而，當通過控制車輛的每一車輪的驅動力或制動力構成該車道保持控制裝置時，在由制動力控制或驅動力控制引起的和由實際轉向操作引起的橫擺力矩之間的平衡狀態被繼續，因此可能很難避免車輛偏離該車輛正在行駛的車道的傾向。在類似的情況下，即使驅動力或制動力控制能夠一次避免由於例如車輛司機的身體不適或睏倦引起的車輛偏離車道的傾向，但反覆發生車輛偏離車道的現象。在上述這樣一種情況下，從宏觀角度來看，有可能不能避免車輛偏離車道的傾向。
因此，本發明的目的是提供一種用於機動車輛的車道保持控制裝置和方法，甚至當通過控制車輛的每一車輪的制動力或驅動力，防止發生車輛偏離車道的現象時反覆出現車輛偏離車道的傾向時，其能夠避免在執行制動力或驅動力控制期間由施加的制動力或驅動力所產生的橫擺力矩和由轉向操作所產生的橫擺力矩之間的平衡狀態和有效地避免車輛偏離車道的傾向。
根據本發明的一個方面，這裡提供了一種用於機動車輛的車道保持控制裝置，其包括行駛狀態檢測部分，檢測車輛的行駛狀態；偏離傾向確定部分，根據由行駛狀態檢測部分所檢測的行駛狀態，確定是否發生車輛偏離該車輛正在行駛的車道的現象；驅動力控制變量計算部分，根據由行駛狀態檢測部分所檢測的行駛狀態，計算每一車輪的驅動力控制變量以沿避免在車輛偏離車道的方向產生橫擺力矩，該驅動力控制變量計算部分包括驅動力控制變量修正部分，根據為避免車輛偏離車道所執行的控制過程記錄，以這種方式修正每一車輪的驅動力控制變量，即根據為避免車輛偏離車道而執行的控制過程記錄增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩；驅動力控制部分，根據由驅動力控制變量計算部分所計算的驅動力控制變量，控制每一車輪的驅動力。
根據本發明的另一方面，這裡提供了一種用於機動車輛的車道保持控制方法，其包括檢測車輛的行駛狀態；根據所檢測的行駛狀態，確定是否發生車輛偏離該車輛正在行駛的車道的現象；根據所檢測的行駛狀態，計算每一車輪的驅動力控制變量以沿避免車輛偏離車道方向產生橫擺力矩；根據為避免車輛偏離車道所執行的控制過程記錄，以這種方式修正每一車輪的驅動力控制變量，即根據為避免車輛偏離車道而執行的控制過程記錄增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩；以及根據修正的驅動力控制變量，控制每一車輪的驅動力。
公開的本發明不一定描述所有必要的特徵，本發明也可以是上述這些特徵的分組合。
附圖的簡要說明
圖1是根據本發明的第一優選實施例的車道保持控制裝置所應用的機動車輛的一個示例的方框圖。
圖2是圖1中所示的在制動/驅動力控制器中所執行的計算處理的操作流程圖。
圖3是圖2中所示的在計算處理中所使用的控制圖。
圖4是圖2中所示的在計算處理中所使用的另一控制圖。
圖5A和5B是圖2中所示的說明作為計算處理的結果的車輛的動作的說明圖。
圖6是就根據本發明的車道保持控制裝置來說，圖1中所示的在制動/驅動力控制器中所執行的另一計算處理的操作流程圖。
圖7是圖2中所示的計算處理中所使用的另一控制圖。
圖8是適用於根據本發明的第三實施例的車道保持控制裝置所應用的機動車輛的另一示例的原理電路方框圖。
圖9是圖8中所示的第三實施例中的制動/驅動力控制器所執行表示計算處理的操作流程圖。
圖10是圖9中所示的計算處理中所使用的控制圖。
圖11A、11B、11C和11D是圖8中所示的說明作為計算處理的結果的車輛的動作的整體時間圖。
圖12是圖8中所示的說明計算處理的作用的說明圖。
圖13是說明根據本發明的車道保持控制裝置的第四優選實施例的操作流程圖。
圖14是圖13中所示的計算處理中所使用的控制圖。
圖15是圖8中所示的根據本發明的車道保持控制裝置的第五優選實施例中的制動/驅動力控制器所執行的操作流程圖。
圖16是圖15中所示的計算處理中所使用的控制圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖以更好地理解本發明。
圖1示出了適用於根據本發明的第一優選實施例中的車道保持控制裝置的機動車輛的整個功能的方框圖。
圖1中所示的機動車輛為安裝有自動變速器和傳統式差動齒輪的後輪驅動車輛。在該後輪驅動車輛中，制動系統控制施加到前後車輪5FL-5RR的彼此獨立的左右車輪的制動力。
圖1中所示的制動系統包括制動踏板1、助力器2、主缸3和貯氣筒4。根據由車輛司機控制的制動踏板的壓下深度，通過主缸3增加的制動液體壓力通常被提供到每一車輪5FL、5FR、5RL、5RR的每一輪缸6FL、6FR、6RL、6RR。制動液體壓力控制電路7置於主缸3和每一輪缸6FL、6FR、6RL、6RR之間。每一輪缸6FL、6FR、6RL、6RR的制動液體壓力可分別和獨立地控制制動液體壓力。
通過例如制動液體壓力控制電路，用於防滑控制系統或牽引力控制系統的制動液體壓力控制電路7被構成。在本實施例中，6FL-6FR的每一輪缸的制動液體壓力能夠彼此獨立地被增加或被減小。如下面將要描述的，根據來自製動/驅動力控制器8的制動液體壓力命令值，制動液體壓力控制電路7控制每一輪缸6FL-6RR的制動液體壓力。
在該車輛中，驅動轉距控制器12被安裝以通過控制發動機9的驅動狀態、所選擇的自動變速器10的速比和發動機節氣門11的開啟角，控制為驅動車輪的左右後輪5RL和5RR的驅動轉距。通過控制例如內燃機9的燃油噴射量和點火正時提前角，發動機9的驅動狀態可被控制。與此同時，發動機節氣門11的開啟角被控制以控制發動機的驅動狀態。應當注意，驅動轉距控制器12可控制獨自為驅動車輪的左右後車輪5RL和5RR的每一個驅動轉距，並且當司機的生成轉距的命令值從上述的制動/驅動力控制器8被輸入時，通過參照驅動轉距的命令值驅動輪轉距被控制。
在該車輛中，用做外界識別檢測器的CCD(電荷耦合器件)攝像機13和攝像機控制器14被安裝以檢測車輛在車道內的位置用來確定車輛偏離車道的程度。攝像機控制器14檢測諸如白線之類的車道標誌以從CCD攝像機13所捕集的車輛前進方向區域的視頻圖像檢測車道，並且計算車輛相對於車道的橫擺角φ，距車道中心的橫向位移X，車道的彎曲半徑β和車道的寬度L。
此外，在該車輛中，加速度傳感器15檢測產生在車輛上的縱向加速度Xg和橫向加速度Yg，橫擺率傳感器16檢測產生在車輛上的橫擺率φ』，主缸壓力傳感器17檢測主缸3的輸出壓力，即所謂的檢測主缸壓力Pm，加速踏板減小(深度)傳感器(或加速踏板開啟角傳感器)18檢測加速踏板的減小深度(操縱變量)，即加速開啟角Acc，轉向角傳感器19檢測轉向車輪21的轉向角σ，車輪速度傳感器22FL-22RR檢測車輪5FL-5RR的各自車輪的旋轉速度，即所謂的每一車輪速度Vwi(i＝FL，FR，RL和RR)，轉向指示開關20檢測指示轉向信號燈操作的方向。這些檢測信號被輸出到制動/驅動力控制器8。此外，由攝像機控制器14所檢測的相對於車道的車輛的橫擺角φ，距車道中心的橫向位移X，車道的彎曲半徑β，車道的寬度L和由驅動轉距控制器8所控制的驅動轉距Tw也被輸出到制動/驅動力控制器8。
注意在像從車輛頂端所看到的左右方向的指向性(方向參數)被固有地提供在檢測車輛的行駛狀態數據中的情況下，無論如何，左方向為正方向。也就是說，當車輛向左轉時，橫擺率φ』、橫向加速度Yg、轉向角δ和橫擺角φ提供正值，當車輛位置從車道中心朝左偏離時，橫向位移X提供正值。
參照圖2的流程圖，下面將描述制動/驅動力控制器8中所執行的計算處理邏輯。
圖2中所示的計算處理作為每一預定採樣率ΔT(例如，每一個為10毫秒)的定時中斷程序被執行。應當注意，儘管圖2未示出與另一計算處理單元的通信步驟，但通過計算處理所獲得的信息被更新，隨時存儲在存儲器中，並且從該存儲器可讀出必要的信息。
也就是說，在步驟S1中，制動/驅動力控制器8從各自的控制器(控制單元)和傳感器讀出各種數據。更具體地說，制動/驅動力控制器8讀出縱向加速度Xg、橫向加速度Yg、橫擺率φ』、各自的車輪速度Vwi、加速度開啟角Acc、主缸壓力Pm、轉向角δ、方向指示開關信號，從驅動轉距控制器12得出的驅動轉距Tw，相對於來自攝像機控制器14的車道的車輛橫擺角φ，距車道中心的橫向位移X，車輛正在行駛的車道上的彎曲半徑β，車道的車道寬度L。
在步驟S2中，制動/驅動力控制器8從左前、右前車輪速度VWFL和VWFR的平均值(其為從步驟S1讀出的各車輪速度Vwi中的非驅動車輪速度)計算車輛的行駛速度V。
在步驟S3中，制動/驅動力控制器8計算未來估算橫向位移值XS用做偏離估算位移值。更具體地說，使用相對於車道的車輛的橫擺角φ，距車道中心的車輛的橫向加速度X，車道的彎曲半徑β(這些值在步驟S1中被讀出，並且使用車輛的行駛速度V在步驟S2中被計算)，根據下列方程式(1)，未來估算橫向位移XS被確定。
XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X ---(1)在方程式(1)中，Tt表示用於計算前視距離(forward gazingdistance)的前進時間，並且前視距離為車輛的行駛速度V乘以前進時間Tt。換句話說，在前進時間Tt之後的車道中心的橫向位移估算值表示未來估算橫向位移XS。如下面將要描述的，在第一實施例中，如果未來估算橫向位移XS等於或大於預定橫向位移限值，則有可能車輛偏離車道或車輛有偏離車道的傾向。
下面，在步驟S4中，制動/驅動力控制器8確定車輛的轉向狀態。更具體地說，當在步驟S1中讀出的橫向加速度Xg的絕對值等於或大於正預定值Xg0時，制動/驅動力控制器8確定車輛迅速轉向。然後，制動/驅動力控制器8設定車輛不穩定標誌Fcs。此外，當沒有迅速轉向情況發生時，制動/驅動力控制器8重新設定車輛的不穩定性標誌Fcs。除此之外，將在步驟S1中讀出的橫擺率φ』與從車輛的行駛速度V和車輛的轉向角δ所獲得的目標橫擺率相比較。在該種狀態下，制動/驅動力控制器8可確定車輛的轉向狀態是在所謂的過轉向狀態下還是在所謂的欠轉向狀態下，並且參照測量結果可設定車輛的不穩定性標誌Fcs。
下面，程序進到步驟S5。在步驟S5中，制動/驅動力控制器8確定車輛司機的意圖。更具體地說，制動/驅動力控制器8確定根據在步驟S1中所讀出的至少一個轉向角σ和方向指示開關所確定的車輛前進方向(左方向為正方向)是否與從未來估算橫向位移XS的標記(左方向為正方向)所確定的車輛的前進方向一致，並且使該前進(車輛前進)方向彼此一致。此時，制動/驅動力控制器8確定是否發生目標車道變換並且設定車道變換確定標誌FLC。如果它們彼此不一致，則制動/驅動力控制器8重新設定車道變換確定標誌FLC。
在步驟S6中，制動/驅動力控制器8確定當車輛趨向於偏離車道時是否發出報警。更具體地說，當像在步驟S3中所計算的偏離估算值的未來估算橫向位移絕對值|XS|等於或大於根據下面將要描述的控制持續時間所設定的橫向位移限值Xc時，發出報警。在其它的情況下，不發出報警。注意，在估算橫向位移的絕對值|XS|和橫向位移限值Xc之間，可提供少量餘量。此外，以閾值可設置磁滯回線以防止報警的不穩定。
在步驟S7中，制動/驅動力控制器8確定車輛是否傾向於偏離該車輛正在行駛的車道。更具體地說，制動/驅動力控制器8確定像在步驟S3中所計算的偏離估算值的未來估算橫向位移的絕對值|XS|是否等於或大於根據下面所要描述的控制持續時間所設定的橫向位移限值Xc。如果制動/驅動力控制器8確定像在步驟S3中所計算的偏離估算值的未來估算橫向位移絕對值|XS|等於或大於橫向位移限值Xc，則制動/驅動力控制器8確定車輛有偏離車道的傾向，並且設定偏離確定標誌FLD。如果不是這樣，則制動/驅動力控制器8確定車輛沒有偏離車道的傾向並且重新設定偏離確定標誌FLD。注意，如果在步驟S4中所設定的車輛不穩定標誌FUS處於設定狀態，或在步驟S5中所設定的車道變換確定標誌FLC處於設定狀態，則車道控制被執行。於是，在這種情況下，即使未來估算橫向位移絕對值|XS|等於或大於橫向位移限值Xc，偏離確定標誌FLD也被重新設定。
在下面的步驟S8中，制動/驅動力控制器8計算車道保持控制的持續時間。更具體地說，當在步驟S7中的偏離確定標誌FLD被設定時，制動/驅動力控制器8增大計時器，將計時器的計數值與計時器中斷程序的預定掃描周期ΔT相乘以確定車道保持控制持續時間Tcc。注意當偏離確定標誌FLD被重新設定時計時器也被清零。
在下面的步驟S9中，制動/驅動力控制器8對上述的橫向位移限值Xc進行修改。更具體地說，制動/驅動力控制器8設定隨著車道保持控制持續時間Tcc的增加而逐漸減小的比例係數Kt。如圖3所示，該比例係數Kt包括當車道保持控制持續時間Tcc在「0」時具有截距Tcc0的直線上的值和斜度-Ka，並且它隨著車道保持控制持續時間Tcc的增加而減小，和在最大值「1」和最小值「0」之間的中間值。另一方面，車道寬度L的一半值減去車輛寬度L0的一半值所獲得的值被設定為橫向位移限值初始值Xc0。橫向位移限值的初始值Xc0的值乘以比例係數Kt得到的值提供了橫向位移限值Xc。於是，以與圖3中所示的比例係數Kt相同的方式，以橫向位移限值初始值Xc0作為最大初始值，橫向位移限值Xc隨著車道保持控制持續時間Tcc的增加而逐漸減小。
下面在步驟S10中，制動/驅動力控制器8計算並設定目標橫擺力矩。在步驟S10中，僅當車道保持確定標誌FLD被設定時，目標橫擺力矩Ms被設定。於是，當偏離確定標誌FLD被設定時，使用從車輛指標所確定的比例係數Kt，在步驟S3中所計算的未來估算橫向位移XS，在步驟S9Ms＝-K1×K2×(XS-Xc)---(2)中所設定的橫向位移限值Xc，根據下列兩個方程式，制動/驅動力控制器8計算橫擺力矩Ms。注意當車道保持確定標誌FLD處於重新設置狀態時，目標橫擺力矩Ms被設定為「0」。
下面，在步驟S11中，制動/驅動力控制器8計算每一車輪的目標制動液體壓力Psi。假定基於相對於在步驟S1中讀出的主缸Pm的前後制動力分布的後車輪作用主缸壓力為PmR。此時，偏離確定標誌FLD被重新設定。此時，當偏離確定標誌FLD被重新設定時，左右車輪5FL和5FR的輪缸6FL和6FR的目標制動液體壓力PSFL和PSFR提供主缸壓力Pm。左右後車輪5RL和5RR的輪缸6RL和6RR的目標制動液體壓力PSRL和PSRR為後車輪作用主缸壓力PmR。
另一方面，甚至當偏離確定標誌FLD被設定時，根據在步驟S10中所計算的目標橫擺力矩Ms的大小，每一車輪的制動力的分布是變化的。也就是說，甚至當偏離確定標誌FLD被設定時，根據在步驟S10中所計算的目標橫擺力矩Ms的大小，每一車輪的制動力分布是變化的。詳細地說，如果目標橫擺力矩的絕對值|Ms|小於預定值MS0，左右車輪之間的制動力產生差別。如果目標橫擺力矩的絕對值|Ms|等於或大於預定值Ms0，則在前後的左右車輪之間產生單個制動力的差別。於是，當目標橫擺力矩的絕對值|Ms|小於預定值Ms0時，左右前車輪的目標制動液體壓力的差ΔPSF為「0」。在下列方程式(3)中，左右後車輪的目標制動液體壓力差ΔPSR被給出。以相同的方法，當目標橫擺力矩的絕對值|Ms|等於或大於預定值Ms0時，在下列方程式(4)中，左右前車輪的目標制動液體壓力中的差ΔPSR被給出。在下列方程式(5)中，左右後車輪5RL和5RR的目標制動液體壓力中的差ΔPSR被給出。注意，在方程式(3)-(5)中的T表示輪距(tread)(在前後車輪之間，其是相同的)，KbF和KbR表示制動力被轉換成制動液體壓力的轉換係數並且根據制動系統的指標其被確定。
ΔPSR＝2×KbR×|Ms|/T---(3)ΔPSF＝2×KbF×(|Ms|-Ms0)/T ---(4)ΔPSR＝2×KbR×|Ms0|/T ---(5)於是，當目標橫擺力矩Ms表示負值時，即車輛將偏離車道時，在下列方程式(6)中，每一輪缸6FL、6FR、6RL和6RR的目標制動液體壓力Psi被給出。
PsFL＝PmPsFR＝Pm+ΔPSFPsRL＝PmPsRR＝Pm+ΔPSR---(6)
另一方面，當目標橫擺力矩Ms表示正值時，即從車輛頂端看當車輛將沿右方向偏離車道時，在下列方程式(7)中，每一輪缸6FL、6FR、6RL和6RR的目標制動液體壓力Psi被給出。
PsFL＝Pm+ΔPSFPsFR＝PmPsRL＝Pm+ΔPSRPsRR＝Pm ---(7)在下面的步驟S12中，制動/驅動力控制器8計算驅動車輪的目標驅動力。在該實施例中，偏離確定標誌FLD被設定。當車道保持控制被執行時，即使執行加速操作，由於發動機9的輸出的節流，該車輛也不會被加速。於是，當偏離確定標誌FLD被設定時的目標驅動轉距TrqDS為從基於在步驟S1中讀出的加速器開啟角Acc的值減去基於前後車輪的目標制動液體壓力的差ΔPSF和ΔPSR之和的值所獲得的值。也就是說，基於加速開啟角Acc的值為驅動轉距，通過該驅動轉距該車輛根據加速開啟角被加速。於是，偏離確定標誌FLD被設定，並且當執行車道保持控制時，通過由目標液體壓力的差ΔPSF和ΔPSR之和所產生的制動轉距，該發動機轉距被減小。注意，當偏離確定標誌FLD被重新設定時，目標驅動轉距TrqDS僅對應於驅動轉距，通過該驅動轉距該車輛根據加速開啟角Acc被加速。
下面，程序進到步驟S13。在步驟S13中，在步驟S11中所計算的每一車輪的目標制動液體壓力被輸出到制動液體壓力控制電路7，並且在步驟S12中所計算的每一驅動車輪的目標驅動轉距被輸出到制動液體壓力控制電路7。與此同時，在步驟S12中所計算的驅動車輪的目標驅動轉距被輸出到驅動轉距控制器12，並且該程序返回到主程序。
在該程序中，當車輛未處於突然轉彎狀態時，司機沒有有意改變車道，並且未來估算橫向位移XS等於或大於橫向位移限值Xc，由於確定該車輛傾向於偏離車道，所以偏離確定標誌FLD被設定，根據在未來估算橫向位移XS和橫向位移限值Xc之間的差以及每一車輪的制動力，目標橫擺力矩MB被計算，以實現目標橫擺力矩Ms。
因此，例如當轉向輸入較小時，產生防止偏離車道的橫擺力矩以防止該偏離，並且由於該制動力，車輛的行駛速度被減小。於是，可實現安全防止車輛偏離車道。此外，當車道保持控制被執行時，發動機9的輸出力矩被減小以減小車輛的行駛速度V。因此，能夠更安全地防止車輛偏離車道。
此外，在本實施例中，如果從開始車道保持控制時間的逝去時間變長，則橫向位移限值Xc逐漸變小。因此，目標橫擺力矩Ms逐漸變大。因此，在由如圖5A所示的轉向輸入所引起的橫擺力矩變為與初始階段的目標橫擺力矩平衡的情況下，隨著時間的逝去，通過將車輛返回到車道中心，能夠防止車輛偏離車道。圖5B示出了在由於轉向輸入所引起的橫擺力矩和初始階段目標橫擺力矩之間的平衡狀態，並且示出了由於不逐漸增加目標橫擺力矩，不能避免車輛偏離車道的傾向的狀態。
如上所述，圖1中所示的每一傳感器、攝像機控制器14和圖2中所示的步驟S1對應於行駛狀態檢測裝置(部分)。圖2中所示的步驟S7對應於偏離確定裝置(部分)。圖2中所示的步驟S11和S12對應於制動/驅動(驅動)力控制可變計算裝置(部分)。制動液體壓力控制電路7和驅動轉距控制器12構成制動/驅動力控制裝置(部分)。圖2中所示的步驟S8-S10構成制動/驅動力(驅動力)控制變量修正裝置(部分)。
下面，將描述根據本發明的車道保持控制裝置的第二優選實施例。該車輛的粗略配置基本上與第一實施例中所描述的相同。然而，在第二實施例中，從與第一實施例相關的圖2到與第二實施例相關的圖6，在制動/驅動力控制器8中所執行的計算處理被變化。
注意，與圖2所示的步驟標號相同的步驟標號具有與圖6所示的處理內容相同的處理內容，並且這裡對其的詳細解釋將被省略。圖2中所示的步驟S9變為圖6中所示的步驟S9』，步驟S10變為步驟S10』。注意由於橫向位移限值Xc不被改變，所以橫向位移限值初始值Xc0可直接被用做橫向位移限值Xc。在步驟S9』中，制動/驅動力控制器8計算被用於計算目標橫擺力矩Ms的控制增益Km。如圖7所示，該控制增益Km包括隨著車道保持控制持續時間Tcc的增加而增加的直線上的值(該值具有截距-Tcc)和當車道保持控制持續時間Tcc為「0」時的斜度Kb和介於KmMAX的最大值和Km0的最小值之間的中間值。
在步驟S10』中，制動/驅動力控制器8計算目標橫擺力矩Ms。更具體地說，制動/驅動力控制器8將控制增益Km與第一實施例中所計算的目標橫擺力矩Ms相乘以提供新的目標橫擺力矩Ms。此外，當偏離確定標誌FLD被設定時才設定目標橫擺力矩。於是，當偏離確定標誌FLD被設定時，在步驟S9』中所計算的控制增益Km，根據車輛指標所確定的比例係數K1、根據圖4所示的車輛行駛速度V所設定的比例係數K2、在步驟S3中所計算的未來估算橫向位移XS和橫向位移限值Xc被使用，並且根據下列方程式(8)目標橫擺力矩Ms被計算。
Ms＝-Km×K1×K2×(XS-Xc) ---(8)注意當偏離確定標誌FLD處於重新設定狀態時，目標橫擺力矩Ms設定為「0」。
根據圖6所示的計算處理，如果車輛未處於突然轉彎的狀態，司機沒有有意改變車道，並且未來估算橫向位移XS等於或大於橫向位移限值Xc時，偏離確定標誌FLD被設定，確定車輛具有偏離車道的傾向根據未來估算橫向位移XS和橫向位移限值Xc之間的差，目標橫擺力矩Ms被計算，並且每一車輪的制動力被控制以實現目標橫擺力矩Ms。據此，例如，當轉向輸入較小時，產生橫擺力矩以防止車輛偏離車道。此外，由於制動力使車輛的行駛速度減小，所以能夠更安全地防止車輛偏離車道。在本實施例中，當執行車道保持控制時，發動機輸入轉矩被減小以使車輛的行駛速度V被減小，所以能夠更安全地防止車輛偏離車道。
在本實施例中，當從開始車道保持控制開始的逝去時間變長時，控制增益Km也逐漸被增大。於是，以與本實施例所述的方法相同的方法，在由於圖5A所示的轉向輸入引起的橫擺力矩從初始階段的目標橫擺力矩被平衡的情況下，隨著時間的逝去，該車輛逐漸返回到車道中心使得能夠防止車輛偏離車道的現象發生。
如上所述，圖1中所示的每一傳感器、攝像機控制器14和圖6中所示的步驟S1構成根據本發明的行駛狀態檢測裝置(部分)。圖6中所示的步驟S7構成偏離確定裝置(部分)。步驟S11和S12構成制動/驅動(驅動)力控制變量計算裝置(部分)。制動液體壓力控制電路7和驅動轉矩控制器12構成制動/驅動力控制裝置(部分)。圖6中所示的S8-S10』構成制動/驅動(驅動)力控制可變修正裝置(部分)。
下面將描述根據本發明的車道保持控制裝置的第三優選實施例。
圖8示出了根據本發明的第三優選實施例中的車道保持控制裝置的結構方框圖。除了在第一實施例中所述的並且在圖1中所示的每一部件以外，如圖8所示，在第三實施例中的車道保持控制裝置還包括具有顯示器和揚聲器的車輛信息顯示裝置23以給駕乘者產生車道保持控制的內容，和車輛的外部車輛信息產生裝置24，以產生車道保持控制的內容到車輛的外部。各個部件的其它結構與圖1中所示的第一實施例中的結構相同。圖9中的流程圖示出了由制動/驅動力控制器8所執行的計算處理。在圖9所示的計算處理中，出現與圖2中所示的步驟標號相同的步驟標號，但車道保持控制的基本結構與圖2中所示的流程圖不同。於是，與圖2中所示的步驟標號相同的步驟標號的內容也將被詳細地描述。
作為計時器中斷程序，對每一預定採樣時間ΔT，例如10毫秒，圖9中所示的計算處理被執行。注意儘管沒有設置對其它控制器進行通訊的步驟，但從計算處理中所獲得的信息暫時存儲在存儲器中並且從該存儲器中可暫時讀出必要的信息。
在由制動/驅動力控制器8所進行的計算處理中，在步驟S21中，制動/驅動力控制器8以與第一實施例相同的方式從各傳感器和控制器中讀出各種數據。在步驟S22中，以與第一實施例中所述的相同的方式，從在步驟S21中讀出的前左右車輪速度VwFL和VwFR的平均值，制動/驅動力控制器8計算車輛的行駛速度V。
在下面的步驟S23中，以與在第一實施例中所描述的相同的方式，制動/驅動力控制器8計算作為偏離估算值的未來估算橫向位移XS。
在下面的步驟S24中，制動/驅動力控制器8確定該車輛是否快速轉彎。如果制動/驅動力控制器8確定車輛快速轉彎，則制動/驅動力控制器8設定車輛不穩定性標誌FCS。如果該車輛不快速轉彎，則車輛不穩定性標誌FCS被重新設定。
程序進到步驟S25。以與第一實施例中所描述的相同的方法，制動/驅動力控制器8確定司機是否要改變車道。如果制動/驅動力控制器8確定出現有意改變車道發生，則制動/驅動力控制器8設定車道改變標誌FLC。如果不是這樣，則制動/驅動力控制器8重新設定車道改變確定標誌FLC。
在下面的步驟S26中，制動/驅動力控制器8以與第一實施例相同的方式確定該車輛是否有偏離車道的傾向。注意，在第三實施例中，由於每當執行車道保持控制時，橫向位移限值Xc總是被設定得較小，所以制動/驅動力控制器8確定是否使用橫向位移Xc發出報警。
在下面的步驟S27中，制動/驅動力控制器8以與第一實施例中所描述的相同的方式確定車輛是否有偏離車道的傾向。注意，在第三實施例中，每當執行車道保持控制時，如下面將要描述的橫向位移限值Xc被設定得較小。於是當如步驟S23中所計算的偏離估算值的未來估算橫向位移的絕對值|XS|等於或大於橫向位移限值Xc時，制動/驅動力控制器8確定該車輛有偏離車道的傾向，並設定偏離確定標誌FLD。否則，制動/驅動力控制器8重新設定偏離確定標誌FLD，確定該車輛沒有偏離車道的傾向。此外，以與第一實施例中所述相同的方式，當在步驟S24中所設定的車輛不穩定標誌FUS處於設定狀態時，或者當在步驟S25中所設定的車道變換確定標誌FLC被設定時，不執行車道保持控制。於是，在該種情況下，即使未來估算橫向位移的絕對值|XS|等於或大於橫向位移限值Xc，偏離確定標誌FLD也被重新設定。
在下面的步驟S28中，制動/驅動力控制器8計算執行車道保持控制的次數。更具體地說，從在步驟S27中的重新設定偏離確定標誌FLD的時間，如果偏離確定標誌FLD在預定時間Tc內被重新設定，則車道保持控制執行次數計數器Cs增加1。當偏離確定標誌FLD被設定時，車道保持控制執行次數計數器Cs不被增加。此外，從偏離確定標誌FLD以前被重新設定的時間，在預定的時間周期Tc已過去後，車道保持控制次數計數器Cs被清零。
在下面的步驟S29中，制動/驅動力控制器8執行橫向位移限值Xc的改變。更具體地說，制動/驅動力控制器8設定比例係數Kn，該比例係數隨著車道保持控制次數計數器Cs的增加而逐漸被減小。該比例係數Kn包括隨著車道保持控制執行次數計數器Cs的增加而減小的直線上的一個值(具有截矩Cs0)和當車道保持控制次數計數器Cs為0時的斜度-Kc；和介於最大值「1」和最小值「0」之間的中間值(如圖10所示)。另一方面，以與第一實施例相同的方式，車道寬度L的半值減去車輛寬度L0的半值所獲得的值提供橫向位移限值初始值Xc0。用比例係數Kn乘以橫向位移限值初始值Xc0所獲得的值提供橫向位移限值Xc。於是，以與圖10中所示的比例係數Kn相同的方式，以橫向位移限值初始值Xc0作為最大初始值，橫向位移限值Xc隨著車道保持控制執行次數計數器Cs的增加也逐漸被減小。
程序進到步驟S30。在步驟S30中，以與第一實施例中所述的相同的方式，制動/驅動力控制器8計算並且設定目標橫擺力矩。當偏離確定標誌FLD被設定時，才設定目標橫擺力矩Ms。根據從車輛指標所確定的比例係數K1、根據圖4中所示的車輛行駛速度V所確定的比例係數K2、在步驟S23中所計算的未來估算橫向位移XS和在步驟S29中所設定的橫向位移限值Xc，目標橫擺力矩Ms被計算。注意當偏離確定標誌FLD被重新設定時目標橫擺力矩Ms為「0」。
在下面的步驟S31中，以與第一實施例中所述的相同的方式，制動/驅動力控制器8計算每一車輪的目標制動液體壓力Psi。
在下面的步驟S32中，以與第一實施例中所述的相同的方式，制動/驅動力控制器8計算驅動車輪的目標驅動力。
在下面的步驟S33中，制動/驅動力控制器8對車輛信息產生裝置23執行車道保持控制內容的信息產生輸出和通過外部車輛信息產生裝置24執行外部信息發送。在本實施例中，根據車道保持控制執行次數計數器Cs的數值，該信息的內容被修正如下。也就是說，如果偏離確定標誌FLD被設定，車道保持控制執行次數計數器Cs等於或小於預定值。此時，車輛信息產生裝置23產生第一報警內容並且不通過外部車輛顯示裝置24進行外部信息發送。第一控制內容為如下消息，即繼續進行車道保持控制，請立即回到正常操作。此外，如果偏離確定標誌FLD被設定和車道保持控制執行次數計數器Cs等於或大於預定值，車輛信息產生裝置23產生第二報警內容。通過外部車輛信息產生裝置24自動告之例如緊急通訊方這樣的內容，車道保持控制被繼續。由於車道保持控制仍繼續進行，所以第二報警內容例如為發出緊急報警。
注意如果偏離確定標誌FLD未被重新設定，不進行信息產生。
在步驟S34中，制動/驅動力控制器8將步驟S31中所計算的每一車輪的目標制動液體壓力輸出到制動液體壓力控制電路7和將步驟S32中所計算的驅動車輪的目標驅動轉矩輸出到驅動轉矩控制器12，並且該程序返回到主程序。
根據第三實施例圖9中所示的計算處理，當車輛不快速轉彎沒有出現有意改變車道、未來估算橫向位移XS等於或大於橫向位移限值Xc時，制動/驅動力控制器8確定車輛有偏離該車輛正在行駛的車道的傾向，並且制動/驅動力控制器8設定偏離確定標誌FLD。根據在未來估算橫向位移XS和橫向位移限值Xc之間的差，制動/驅動力控制器8控制每一車輪的制動力以獲得目標橫擺力矩Ms。如果例如轉向輸入較小，則在車輛上產生使該車輛在車道上行駛的橫擺力矩，並且制動力使該車輛被減速。因此，可實現更安全地防止車輛偏離車道。在本實施例中，當進行車道保持控制時，發動機9的輸出轉矩被減小和車輛的行駛速度被減小。因此可實現在車道上的更安全地行駛。
在本實施例中，隨著車道保持控制在預定時間周期Tc之內的重複進行，車道保持控制次數計數器Cs的計數值也逐漸增加，即開始車道保持控制的頻率變高。此時，橫向位移限值Xc逐漸變小。結果目標橫擺力矩Ms逐漸被增大。圖11A-11D示出了在車輛重複車道偏離傾向時在車道保持控制次數計數器Cs和橫向位移限值Xc之間的隨時間的變化。在圖11A-11D中，Ts表示當偏離確定標誌被重新設定時，增加的偏離重新設定計時器。以上述的方法，車輛偏離車道的傾向被重複使得目標橫擺力矩Ms逐漸增加。例如，以與第一實施例中所述的相同的方法，隨著時間的逝去，該車輛試圖返回到車道中心。因此能夠實現車道保持控制以防止發生車輛偏離車道。
此外，由於重複出現像上述的車輛偏離車道的傾向，所以橫向位移限值Xc提供一個閾值以確定偏離的發生。圖12示出了由於重複出現車輛偏離傾向，橫向位移限值Xc變小的情況。用這種方法，車輛偏離車道傾向的頻率被重複，即隨著車道保持控制頻率的變大，用做提供偏離確定閾值的橫向位移限值Xc變小。因此，偏離傾向確定的時間變早以實現更準確、更迅速地避免車輛偏離車道。
在本實施例中，由於車輛內部或外部的信息產生內容根據車道保持控制執行次數計數器Cs的數值(即車道保持控制的執行頻率)被修正，所以能夠產生更加使得注意的車輛內部或外部的內容信息。
如上所述，圖8中所示的每一傳感器、攝像機控制器14和圖9所示的計算處理中所示的步驟S21構成根據本發明的第三實施例中的行駛狀態檢測裝置(部分)。圖9中所示的計算處理的步驟S27構成偏離確定裝置(部分)。步驟S31和S32構成制動/驅動力控制變量計算裝置(部分)。圖8中所示的制動液體壓力控制電路7和驅動轉矩控制器12構成制動/驅動力控制裝置(部分)。圖9中所示的步驟S28-S30構成制動/驅動力控制變量修正裝置(部分)。圖8中所示的車輛信息產生裝置24構成車輛信息產生裝置(部分)。圖9中所示的步驟S33構成報警裝置(部分)。
下面將描述根據本發明的車道保持控制裝置的第四優選實施例。第四優選實施例的大概配置基本上與第三實施例的圖8中所示的配置相同。在第四實施例中，制動/驅動力控制器8所執行的計算處理從第三實施例中所執行的圖9變為本實施例中所執行的圖13。
與圖9中所示的標號步驟相同的圖13中所示的標號步驟具有與其相同的內容，並且這裡對其的詳細說明將被省略。
在圖13中所示的計算處理中，圖9所示的步驟S29變為圖13中所示的步驟S29』，圖9中所示的步驟S30轉換為圖13中所示的步驟S30』。
注意，由於在第四實施例中橫向位移限值Xc不被改變，所以在第三實施例中所述的橫向位移限值初始值Xc0被直接用做橫向位移限值Xc。
在圖13中所示的步驟S29』中，制動/驅動力控制器8計算用於計算目標橫擺力矩Ms的控制增益Ku。控制增益Ku包括當車道保持控制執行次數計數器Cs為「0」時，具有截矩-Cs0的直線上的值；斜度Kd，其隨著車道保持控制執行次數計數器Cs的增加而增加；介於最大值KuMAX和最小值Ku0之間的中間值。
在步驟S30』中，制動/驅動力控制器8計算目標橫擺力矩Ms。更具體地說，制動/驅動力控制器8將控制增益Ku與第三實施例中所述的計算出的目標橫擺力矩相乘以提供新的目標橫擺力矩Ms。於是，使用在步驟S29』中所計算的控制增益Ku、從車輛指標所確定的比例係數K1、根據圖4中所示的車輛行駛速度V所設定的比例係數K2、在步驟S23中所計算的未來橫向位移XS、和當偏離確定標誌FLD被設定時的橫向位移限值Xc，根據方程式(8)，制動/驅動力控制器8計算目標橫擺力矩Ms。注意，當偏離確定標誌FLD被重新設定時，制動/驅動力控制器8將目標橫擺力矩Ms變為「0」。
根據圖13中所示的計算處理，當車輛未處於突然轉彎的狀態時，當不出現司機有意改變車道時，和當未來估算橫向位移XS等於或大於橫向位移限值Xc時，制動/驅動力控制器8設定確定車輛傾向於偏離車道的偏離確定標誌FLD，根據在未來估算橫向位移XS和橫向位移限值Xc之間的差計算目標橫擺力矩Ms，和控制每一車輪的制動力以獲得目標橫擺力矩Ms。因此，例如當轉向輸入較小時，由於產生防止車道偏離的橫擺力矩，所以車輛偏離車道的現象可被防止。由於由制動力所造成的行駛速度被減小，所以可更安全地防止車輛偏離車道的現象發生。在第四實施例中，當執行車道保持控制時，發動機的輸出轉矩被減小以使車輛的行駛速度被減小。此外，更安全地防止車輛偏離車道是可能的。
在第四實施例中，車道保持控制在預定時間周期Tc內被重複以使車道保持控制執行次數計數器Cs的計數值表示大，即車道保持控制開始的頻率變高，和控制增益Ku逐漸變大。結果，由於目標橫擺力矩Ms逐漸增加，可以以與第三實施例中所述的相同的方式，隨著時間的逝去，通過將車輛返回到車道中心，能夠防止車輛偏離車道。
此外，由於車輛重複如前所述的車輛偏離車道的傾向，所以為車輛偏離確定閾值的橫向位移限值Xc變小。因此，確定車輛偏離車道傾向的時間變早並且可實現更準確更迅速地避免車輛偏離車道。
由於也在本實施例中，車輛內部或外部的信息產生內容根據車道保持控制執行次數計數器Cs的計數值(即車道保持控制執行的頻率)被修正，所以當車道保持控制執行的頻率較高時，對車輛內部或外部可產生應更加引起注意的內容信息。
在第四實施例中，圖8中所示的每一傳感器、攝像機控制器14和圖13中所示的計算處理中所示的步驟S21構成行駛狀態檢測裝置(部分)，圖13中所示的步驟S27構成偏離確定裝置(部分)，圖13中所示的步驟S31和S32構成制動/驅動力控制變量計算裝置(部分)，制動液體壓力控制電路7和驅動轉矩控制器12構成制動/驅動力控制裝置，步驟S28-S30』構成制動/驅動力控制可變修正裝置(部分)，圖8中所示的車輛信息產生裝置23構成車輛信息產生裝置(部分)，圖8中所示的外部車輛信息產生裝置24構成外部車輛信息產生裝置(部分)，圖13中所示的步驟S33構成報警裝置(部分)。
下面將描述根據本發明的車道保持控制裝置的第五實施例。
在第五實施例中的車輛的大概配置基本上與第三實施例的圖8中所示的配置相同。在第五實施例中，制動/驅動力控制器8所進行的計算處理從涉及第三實施例的圖9轉換成涉及第五實施例的圖15。
圖15中所示的計算處理包括許多與圖8所示的第三實施例中所述的步驟相同的步驟，這裡與圖9中所示的標號步驟相同的標號步驟將被省略。
在第五實施例中，在制動/驅動力控制器8所執行的計算處理中，將圖9的流程圖變為圖15中所示的流程圖。
在圖13中所示的新步驟S27」置於圖9所示步驟S27之前，並且圖9中所示的步驟S30變為圖15中所示的步驟S30」。
也就是說，在步驟S27」中，制動/驅動力控制器8修改橫向位移限值Xc作為偏離確定閾值。
在第五實施例中，橫向位移限值Xc不直接被修改，但計算橫向位移限值Xc所需要的橫向位移限值初始值Xc0被修改。更具體地說，制動/驅動力控制器8設定比例係數Kw，其隨著車道保持控制次數計數器Cs的增加而逐漸減小。比例係數Kw包括當車道保持控制執行次數計數器Cs指示為「0」時，具有截矩Cs1的直線上的值；斜度-Ke，其隨著指示為「0」的車道保持控制執行次數計數器Cs增大而減小，如圖16所示，和介於最大值「1」和最小值「0」之間的中間值。另一方面，以與第一實施例中所述的相同的方式，對應於車輛正在行駛的車道寬度的寬度L的半值減去車輛寬度L0的半值所獲得值被設定為橫向位移限值初始值Xc0。然後，比例係數Kw乘以橫向位移限值初始值Xc0所獲得的值提供新的橫向位移限值初始值Xc0。於是，以與圖16中所示的比例係數Kw相同的方式，以橫向位移限值初始值Xc0作為最大初始值，隨著車道保持控制執行次數計數器Cs的增大，橫向位移限值初始值Xc0逐漸被減小。
在步驟S30」中，制動/驅動力控制器8使用在步驟S27」中所設定的橫向位移限值初始值Xc0直接用做橫向位移限值Xc。當偏離確定標誌FLD被設定時，使用從車輛指標所確定的比例係數K1、根據圖4中所示的車輛行駛速度V所設定的比例係數K2、和在步驟S23中所計算的未來估算橫向位移XS，根據方程式(2)，制動/驅動力控制器8計算目標橫擺力矩Ms。注意當偏離確定標誌FLD被重新設定時，目標橫擺力矩Ms被設定為「0」。
在圖13中所示的計算處理中，當車輛未處於突然轉彎狀態時、當未發生司機有意改變車道時、和當未來估算橫向位移XS等於或大於橫向位移限值Xc時，制動/驅動力控制器8確定車輛有偏離車道的傾向，設定偏離確定標誌FLD，根據在未來估算橫向位移XS和橫向位移限值Xc之間的差計算目標橫擺力矩Ms，和控制每一車輪的制動力以獲得目標橫擺力矩Ms。因此，例如當轉向輸入較小時，產生防止車輛偏離車道的橫擺力矩，並且由於制動力該車輛的行駛速度被減小。於是，可實現更安全地防止車輛偏離車道。
如果在第五實施例中，車道保持控制在預定時間周期Tc內被重複並且車道保持控制執行次數計數器Cs的計數值變大(即車道保持控制執行開始的頻率變大)，則為橫向位移限值Xc的橫向位移限值初始值Xc0逐漸被減小，結果，目標橫擺力矩Ms逐漸被增大。於是以與第三實施例中所述的相同的方法，隨著時間的逝去，通過將車輛返回到車道中心，能夠防止車輛偏離車道。
如上所述，由於車輛偏離車道傾向的重複出現使得為偏離確定閾值的橫向位移限值初始值Xc0變小，相應地，確定車輛偏離車道傾向的時間變早。於是，可實現更準確、更迅速地避免車輛偏離車道。
如上所述，圖8中所示的每一傳感器、圖8中所示的攝像機控制器14、和圖15中所示的計算處理的步驟S21構成行駛狀態檢測裝置(部分)。圖15中所示的計算處理的步驟S27構成偏離確定裝置(部分)。圖15中所示的計算處理中的步驟S31和S32構成制動/驅動(驅動)力控制變量計算裝置(部分)。圖8中所示的制動液體壓力控制電路7和驅動轉矩控制器12構成制動/驅動(驅動)力控制裝置(部分)。圖15中所示的計算處理中的步驟S27」和步驟S28-S30」構成制動/驅動力(驅動力)控制變量修正裝置(部分)。圖8中所示的車輛信息產生裝置23構成車輛信息產生裝置(部分)。圖8中所示的外部車輛信息產生裝置24構成外部車輛信息產生裝置(部分)。圖15中所示的計算處理中的步驟S33構成報警裝置(部分)。
注意儘管在第五實施例中，增加車道保持控制次數計數器Cs的預定時間Tc為固定值，但例如根據車輛的行駛速度，預定時間Tc可被設定為較短。此外，當車輛偏離車道的傾向一旦被重複出現時，由於一般有很大可能性重複出現連續的車輛偏離車道傾向，所以隨著車道保持控制次數計數器Cs的增加，預定時間Tc可被減小。
此外，儘管在第五實施例中道路-車輛的通信被用於與作為外部車輛信息產生裝置的應急通信裝置進行通信，但由於外部車輛信息產生裝置(部分)可產生車輛偏離車道傾向的內容，所以使用應急報警燈的閃爍光或打開前照明燈的燈光，根據本發明的外部車輛信息產生裝置(部分)可產生到車輛外部的信息。
在第一實施例中，從車輛的寬度和車道的寬度，提供車道偏離確定閾值的橫向位移限值初始值Xc0被計算。然而，由於例如日本高速路的車道寬度被確定為3.35米，所以例如橫向位移限值初始值可被固定為0.8米。
注意，由於相對於車輛的前進方向驅動力為正和相對於車輛的前進方向制動力為負，所以權利要求中所使用的驅動力一詞包括制動力的意思。也要注意，權利要求中所述的為了避免車輛偏離車道所執行的控制這一用詞與車道保持控制意思相同。
第2001-304138號日本專利申請(於2001.9.28申請於日本)的整個內容被參照包含在這裡。本領域的技術人員按照上述的教導可對上述的實施例進行各種改進和變化。本發明的範圍參照下列權利要求被限定。
工業適用範圍本發明適用於機動車輛。本發明涉及車道保持控制裝置和方法，其中行駛狀態檢測部分檢測車輛的行駛狀態；偏離傾向確定部分根據由行駛狀態檢測部分檢測的行駛狀態確定是否有車輛偏離該車輛正在行駛的車道的傾向；驅動力控制變量計算部分根據由行駛檢測部分檢測的行駛狀態計算每一車輪的驅動力控制變量以沿避免車輛偏離車道的方向產生橫擺力矩。驅動力控制變量計算部分包括驅動力控制修正部分，其以這種方式修正每一車輪的驅動力控制變量，即根據所執行的控制過程記錄增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩以避免車輛偏離車道；和驅動力控制部分，其根據由驅動力控制變量計算部分所計算的驅動力控制變量控制每一車輪的驅動力。
權利要求
1.一種用於機動車輛的車道保持控制裝置，包括行駛狀態檢測部分，檢測車輛的行駛狀態；偏離傾向確定部分，根據由行駛狀態檢測部分檢測的行駛狀態，確定是否發生車輛偏離該車輛正在行駛的車道的傾向；驅動力控制變量計算部分，根據由行駛狀態檢測部分檢測的行駛狀態，計算每一車輪的驅動力控制變量以沿避免車輛偏離車道的方向產生橫擺力矩，驅動力控制變量計算部分包括驅動力控制變量修正部分，其以這種方式修正每一車輪的驅動力控制變量，即根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制過程記錄增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩；和驅動力控制部分，根據由驅動力控制變量計算部分計算的驅動力控制每一車輪的驅動力。
2.如權利要求1中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中，驅動力控制變量修正部分以這種方式修正驅動力控制變量，即根據從為避免車輛偏離車道的傾向而執行的控制開始的逝去時間，增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩。
3.如權利要求1中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中，驅動力控制變量修正部分以這種方式修正每一車輪的驅動力控制變量，即根據為避免車輛偏離車道所執行的控制頻率，增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩。
4.如權利要求2中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制部分能夠單獨和彼此獨立地控制至少左右車輪的制動力。
5.如權利要求2中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制變量計算部分根據相對於從行駛狀態檢測部分檢測的車輛的行駛狀態所估算的車道的車輛未來估算橫向位移和橫向位移限值之間的差計算目標橫擺力矩，並且根據所計算的目標橫擺力矩計算每一車輪的驅動力控制變量。
6.如權利要求5中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中當根據從為避免車輛偏離車道的傾向而執行的控制開始的逝去時間，目標橫擺力矩被計算時，驅動力控制變量修正部分減小未來估算橫向位移限值。
7.如權利要求5中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制變量修正部分增大控制增益，該控制增益用於與當橫擺力矩被計算時車輛的未來估算橫向位移和橫向位移限值之間的差相乘。
8.如權利要求3中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制部分能夠單獨和彼此獨立地控制至少左車輪和右車輪。
9.如權利要求3中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制變量計算部分根據相對於由行駛狀態檢測部分檢測的車輛的行駛狀態所估算的車道的車輛未來橫向位移和橫向位移限值之間的差計算目標橫擺力矩，並且根據所計算的目標橫擺力矩計算每一車輪的驅動力控制變量。
10.如權利要求9中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中當根據為了避免車輛偏離車道執行的控制的頻率，目標橫擺力矩被計算時，驅動力控制變量修正部分減小橫向位移限值。
11.如權利要求9中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制變量修正部分增加控制增益，該控制增益用於與當目標橫擺力矩被計算時車輛的未來橫向位移和根據為了避免車輛偏離車道執行的控制的頻率的橫向位移限值之間的差相乘。
12.如權利要求3中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制的頻率，偏離確定部分修改確定車輛偏離車道傾向的時間。
13.如權利要求12中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中當相對於由行駛狀態檢測部分檢測的車輛的行駛狀態所估算的車道的未來橫向位移等於或大於橫向位移限值時，偏離確定部分確定發生車輛偏離車道的傾向。
14.如權利要求13中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制的頻率，偏離確定部分減小橫向位移限值以使偏離確定部分確定是否發生車輛偏離車道的傾向的時間提前。
15.如權利要求1中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中車道保持控制裝置還包括車內信息產生部分，對駕乘者以聲音的形式或顯示的形式產生信息；報警部分，當偏離確定部分確定發生車輛偏離車道的傾向時，其對駕乘者產生來自車內信息產生部分的信息，根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制的頻率，報警部分修改給駕乘者的信息內容。
16.如權利要求1中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中車道保持控制還包括外部車輛信息產生部分，其產生到車輛的外部的信息；報警部分，當偏離確定部分確定發生車輛偏離車道的傾向時，其產生來自外部車輛信息產生部分的信息到車輛的外部，根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制的頻率，報警部分修改到車輛外部的信息產生內容。
17.如權利要求5中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制變量計算部分包括未來估算橫向位移值計算部分，其按下列方程式計算未來估算橫向位移值(XS)XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X，其中，Tt表示用於計算前視距離(Tt×V)的前進時間，V表示車輛的行駛速度，φ表示對車道的車輛的橫擺角，β表示車道的彎曲半徑，X表示距車道中心的車輛的橫向位移；和橫向位移限值計算部分，其根據橫向位移限值初始值Xc0和比例係數Kt計算橫向位移限值Xc，橫向位移限值初始值XC0為車道寬度L的一半減去車輛寬度L0的一半所獲得的值，比例係數Kt隨著為了避免車輛偏離車道而執行的控制的持續時間Tcc的增加而減小，並且其中當未來估算橫向位移值的絕對值|XS|等於或大於橫向位移限值Xc時，偏離確定部分確定發生車輛偏離車道。
18.如權利要求17中所述的用於機動車輛的車道保持控制裝置，其中驅動力控制修正部分還包括目標橫擺力矩計算部分，當偏離確定部分確定發生車輛偏離車道的傾向時，其按下列方程式計算目標橫擺力矩Ms＝-K1×K2×(XS-Xc)，其中K1表示根據車輛指標所確定的第一比例係數，K2表示根據車輛的行駛速度V所設定的第二比例係數；和目標制動液體壓力計算部分，其根據目標橫擺力矩的大小|Ms|計算每一車輪的目標制動液體壓力Psi。
19.一種用於機動車輛的車道保持控制的方法，包括檢測車輛的行駛狀態；根據檢測的行駛狀態確定是否發生車輛偏離該車輛正在行駛的車道的傾向；根據檢測的行駛狀態計算每一車輪的驅動力控制變量以沿避免車輛偏離車道的方向產生一橫擺力矩；根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制過程記錄，以這種方式修正每一車輪的驅動力控制變量，即增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩；和根據修正的驅動力控制變量控制每一車輪的驅動力。
20.一種用於機動車輛的車道保持控制的裝置，包括行駛狀態檢測裝置，檢測車輛的行駛狀態；偏離傾向確定裝置，根據由行駛狀態檢測裝置檢測的行駛狀態確定是否發生車輛偏離該車輛正在行駛的車道的傾向；驅動力控制變量計算裝置，根據由行駛狀態檢測裝置檢測的行駛狀態，計算每一車輪的驅動力控制變量以沿避免車輛偏離車道的方向產生一橫擺力矩，驅動力控制變量計算裝置包括驅動力控制變量修正裝置，以這種方式修正每一車輪的驅動力控制變量，即根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制過程記錄，增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩；和驅動力控制裝置，根據由驅動力控制變量計算裝置所計算的驅動力控制變量，控制每一車輪的驅動力。
全文摘要
在用於機動車輛的車道保持控制裝置和方法中，根據所檢測的車輛的行駛狀態，確定是否發生車輛偏離該車輛正在行駛的車道的傾向；根據檢測的行駛狀態，沿避免車輛偏離車道方向產生橫擺力矩的每一車輪的驅動力控制變量被計算；每一車輪的驅動力控制變量以這種方式被修正，即根據為了避免車輛偏離車道而執行的控制過程記錄，增加沿避免車輛偏離車道方向所產生的橫擺力矩。
文檔編號B60R21/00GK1464999SQ02802330
公開日2003年12月31日 申請日期2002年8月9日 優先權日2001年9月28日
發明者松本真次, 內藤原平, 田家智 申請人:日產自動車株式會社