CN104602989A - 稳定性控制装置 - Google Patents

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Abstract

基于与左右前轮(5L、5R)机械地分离的方向盘(6)的转轮角所对应的SBW指令转向角和对由于干扰而在车辆中产生的横摆角进行抑制的干扰抑制指令转向角来控制左右前轮(5L、5R)的转向角，另一方面基于方向盘(6)的转轮角来控制对柱轴(7)施加的转轮反作用力。

Description

稳定性控制装置
技术领域
本发明涉及一种稳定性控制装置。
背景技术
在专利文献1中，公开了以下一种技术：在方向盘与转向轮机械地分离的线控式转轮装置中，对方向盘施加与干扰相应的转轮反作用力成分，以获得抑制由横风等的干扰对车辆运动状态产生的影响的转向轮的转向角。
专利文献1：日本特开2000-25630号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述现有技术中，存在以下问题：由于对方向盘施加促使用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分，因此对驾驶员施加不适感。
本发明的目的在于提供一种能够减轻对驾驶员施加的不适感的稳定性控制装置。
用于解决问题的方案
在本发明中，基于与转向部机械地分离的转轮部的转轮量相应的线控转向量和对由于干扰而在车辆中产生的横摆力矩进行抑制的抑制转向量，来控制转向部的转向量，另一方面基于转轮量来控制对转轮部施加的转轮反作用力。
发明的效果
因此，不需要施加促使用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分，并且转轮反作用力不会由于用于抑制干扰的转向而发生变动，因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。
附图说明
图1是表示实施例1的车辆的转轮系统的系统图。
图2是转向控制部19的控制框图。
图3是转轮反作用力控制部20的控制框图。
图4是干扰抑制指令转向角运算部32的控制框图。
图5是与横摆角相应的推斥力运算部37的控制框图。
图6是与横向位置相应的推斥力运算部38的控制框图。
图7是表示横摆角F/B控制和横向位置F/B控制的控制区域的图。
图8是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到单次的横风的情况下的横摆角变化的时间图。
图9是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到连续的横风的情况下未实施横向位置F/B控制时的横摆角变化以及横向位置变化的时间图。
图10是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到连续的横风的情况下实施了横向位置F/B控制时的横摆角变化以及横向位置变化的时间图。
图11是横向力偏移部34的控制框图。
图12是示出表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向与自校准扭矩相同方向偏移后的状态的图。
图13是表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性图。
图14是示出由于表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向与自校准扭矩相同的方向偏移，而导致表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性发生变化的状态的图。
图15是转轮反作用力扭矩偏移部36的控制框图。
图16是与偏离余量时间相应的反作用力运算部39的控制框图。
图17是与横向位置相应的反作用力运算部40的控制框图。
图18是示出表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移后的状态的图。
图19是表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性图。
图20是示出由于表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移，而导致表示方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系的特性发生变化的状态的图。
附图标记说明
1：转轮部；2：转向部；3：备用离合器；4：SBW控制器；5FL、5FR：左右前轮；6：方向盘；7：柱轴；8：反作用力马达；9：转轮角传感器；11：小齿轮轴；12：转轮齿轮；13：转向马达；14：转向角传感器；15：齿条齿轮；16：齿条；17：摄像机；18：车速传感器；19：转向控制部；19a：加法器；20：转轮反作用力控制部；20a：减法器；20b：加法器；20c：加法器；20d：控制开始允许判断部；21：影像处理部；22：电流驱动器；23：电流驱动器；24：导航系统；31：指令转向角运算部；32：干扰抑制指令转向角运算部；32a：横摆角运算部；32b：曲率运算部；32c：横向位置运算部；32d：加法器；32e：目标横摆力矩运算部；32f：目标横摆加速度运算部；32g：目标横摆率运算部；32h：指令转向角运算部；32i：限幅处理部；32j：控制开始允许判断部；33：横向力运算部；34：横向力偏移部；34a：曲率运算部；34b：上下限限幅器；34c：SAT增益运算部；34d：乘法器；34e：限幅处理部；35：SAT运算部；36：转轮反作用力扭矩偏移部；36a：横摆角运算部；36b：横向位置运算部；36c：反作用力选择部；36d：限幅处理部；37：与横摆角相应的推斥力运算部；37a：上下限限幅器：37b：横摆角F/B增益乘法部；37c：车速校正增益乘法部；37d：曲率校正增益乘法部；37e：乘法器；38：与横向位置相应的推斥力运算部；38a：减法器；38b：上下限限幅器；38c：距离校正增益乘法部；38d：横向位置F/B增益乘法部；38e：车速校正增益乘法部；38f：曲率校正增益乘法部；38g：乘法器；39：与偏离余量时间相应的反作用力运算部；39a：乘法器；39b：除法器；39c：除法器；39d：偏离余量时间选择部；39e：与偏离余量时间相应的反作用力运算部；40：与横向位置对应的反作用力运算部；40a：减法器；40b：减法器；40c：横向位置偏差选择部；40d：与横向位置偏差相应的反作用力运算部。
具体实施方式
(实施例1)
[系统结构]
图1是表示实施例1的车辆的转轮系统的系统图。
实施例1的转轮装置采用了如下的线控转向(SBW)系统：以转轮部1、转向部2、备用离合器3、SBW控制器4为主要结构，且接收驾驶员的转轮输入的转轮部1与使左右前轮(转向轮)5FL、5FR转动的转向部2机械地分离。
转轮部1具备方向盘6、柱轴7、反作用力马达8以及转轮角传感器9。
柱轴7与方向盘6一体地旋转。
反作用力马达8例如是无刷马达，是输出轴与柱轴7同轴的同轴马达，该反作用力马达8根据来自SBW控制器4的指令向柱轴7输出转轮反作用力扭矩。
转轮角传感器9检测柱轴7的绝对旋转角、即方向盘6的转轮角。
转向部2具备小齿轮轴11、转轮齿轮12、转向马达13以及转向角传感器14。
转轮齿轮12是齿条齿轮式的转轮齿轮，与小齿轮轴11的旋转相应地使前轮5L、5R转动。
转向马达13例如是无刷马达，其输出轴经由未图示的减速器与齿条齿轮15连接，根据来自SBW控制器4的指令向齿条16输出用于使前轮5转动的转向扭矩。
转向角传感器14检测转向马达13的绝对旋转角。在此，转向马达13的旋转角与前轮5的转向角始终存在唯一确定的相关关系，因此能够根据转向马达13的旋转角检测前轮5的转向角。以下只要没有特别地记载，就设为根据转向马达13的旋转角计算出前轮5的转向角。
备用离合器3设置于转轮部1的柱轴7与转向部2的小齿轮轴11之间，通过备用离合器3的分离来将转轮部1与转向部2机械地分离，通过备用离合器3的的接合来将转轮部1与转向部2机械地连接。
除了上述转轮角传感器9和转向角传感器14的信号被输入到SBW控制器4以外，由摄像机17拍摄到的本车辆前方的行驶道路的影像和由车速传感器18检测出的车速(车身速度)也被输入到SBW控制器4。
SBW控制器4具有控制前轮5FL、5FR的转向角的转向控制部19、控制对柱轴7施加的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力控制部20以及影像处理部21。
转向控制部19基于各输入信息来生成指令转向角，并将生成的指令转向角向电流驱动器22输出。
电流驱动器22通过使由转向角传感器14检测出的实际转向角与指令转向角一致的角度反馈来控制向转向马达13输出的指令电流。
转轮反作用力控制部20基于各输入信息来生成指令转轮反作用力扭矩，并将生成的指令转轮反作用力扭矩向电流驱动器23输出。
电流驱动器23通过使根据反作用力马达8的电流值估计的实际转轮反作用力扭矩与指令转轮反作用力扭矩一致的扭矩反馈来控制向反作用力马达8输出的指令电流。
影像处理部21通过从由摄像机17拍摄到的本车辆前方的行驶道路的影像提取边缘等的影像处理，来识别行驶车道左右的白线(行驶道路区分线)，将左右白线的白线信息(位置、方向等)分别向转向控制部19和转轮反作用力控制部20输出。另外，影像处理部21在仅识别出行驶车道左右一侧的白线而没有识别出另一侧的白线的情况下(单侧白线缺失时)，判断针对所识别出的白线的识别稳定度的高低，并将判断结果包含在未缺失的一侧的白线的白线信息中来输出。所谓识别稳定度，是表示连续且稳定地识别出白线的指标，在实施例1中，根据检测出的边缘点的数量和边缘点群在车宽方向的离散度(dispersion)来判断识别稳定度。例如，在规定时间内检测出的边缘点为规定数量以上且边缘点群的离散度为规定值以下的情况下，判断为识别稳定度高，在除此以外的情况下判断为识别稳定度低。
除此之外，在SBW系统发生故障时，SBW控制器4将备用离合器3接合来将转轮部1与转向部2机械地连结，从而能够通过方向盘6的转轮来使齿条16进行轴向移动。此时，也可以进行通过转向马达13的辅助扭矩来辅助驾驶员的转轮力的、相当于电动动力转轮系统的控制。
对于上述SBW系统，也可以设为将各传感器、各控制器、各马达设置多个的冗余系统。另外，还可以将转向控制部19与转轮反作用力控制部20分开设置。
在实施例1中，为了降低驾驶员的修正转轮量和减轻驾驶员的转轮负担，实施稳定性控制和修正转轮降低控制。
稳定性控制以针对干扰(横风、路面凹凸、车辙、路面倾斜等)提高车辆的稳定性为目的，进行两种反馈(F/B)控制。
1.横摆角F/B控制
根据白线与本车辆行进方向所成的角度、即横摆角来校正转向角，以使由干扰产生的横摆角减小。
2.横向位置F/B控制
根据到白线的距离(横向位置)来校正转向角，以使由干扰产生的横摆角的积分值即横向位置变化减少。
修正转轮降低控制是以针对驾驶员的转轮输入来提高车辆的稳定性为目的，进行三种反作用力偏移控制。
1.与横向位置相应的反作用力偏移控制
根据横向位置使与自校准扭矩相应的转轮反作用力特性向转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，来抑制在驾驶员进行了跨越转轮角中立位置的修正转轮时转轮扭矩的符号发生反转。
2.与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制
与偏离余量时间(到达白线的时间)相应地使与自校准扭矩相应的转轮反作用力特性向转轮反作用力的绝对值变大的方向偏移，来抑制在驾驶员进行了跨越转轮角中立位置的修正转轮时转轮扭矩的符号发生反转。
3.与曲率相应的反作用力偏移控制
与白线的曲率相应地使与自校准扭矩相应的转轮反作用力特性向与自校准扭矩相同符号方向偏移，来降低转弯时的驾驶员的操舵力并抑制与操舵力变化相对的操舵角变化。
[转向控制部]
图2是转向控制部19的控制框图。
SBW指令转向角运算部31基于转轮角和车速来运算SBW指令转向角。
干扰抑制指令转向角运算部32基于车速和白线信息来运算用于在稳定性控制中校正SBW指令转向角的干扰抑制指令转向角。关于干扰抑制指令转向角运算部32的详细情况后文叙述。
加法器19a将SBW指令转向角与干扰抑制指令转向角相加后得到的值作为最终的指令转向角而向电流驱动器22输出。
[转轮反作用力控制部]
图3是转轮反作用力控制部20的控制框图。
横向力运算部33基于转轮角和车速，参照转轮角-横向力转换对应表来运算轮胎横向力，该转轮角-横向力转换对应表是预先通过实验等求出的且表示通常的转轮装置中的每个车速的转轮角与轮胎横向力的关系。转轮角-横向力转换对应表具有以下特性：转轮角越大则轮胎横向力越大，并且，与转轮角大时相比，在转轮角小时与转轮角的变化量相对的轮胎横向力的变化量越大，并且，车速越高则轮胎横向力越小。
横向力偏移部34基于车速和白线信息来运算用于在与曲率相应的反作用力偏移控制中使转轮反作用力特性偏移的横向力偏移量。关于横向力偏移部34的详细情况在后文叙述。
减法器20a从轮胎横向力减去横向力偏移量。
SAT运算部35基于车速和以横向力偏移量偏移后的轮胎横向力，参照横向力-转轮反作用力扭矩转换对应表来运算由轮胎横向力产生的转轮反作用力扭矩，该横向力-转轮反作用力扭矩转换对应表是预先通过实验等求出的且表示通常的转轮装置中的轮胎横向力与转轮反作用力扭矩的关系。轮胎横向力-转轮反作用力扭矩转换对应表具有以下特性：轮胎横向力越大则转轮反作用力扭矩越大，与轮胎横向力大时相比，在轮胎横向力小时与轮胎横向力的变化量相对的转轮反作用力扭矩的变化量越大，并且，车速越高则转轮反作用力扭矩越小。关于该特性，在通常的转轮装置中，利用由路面反作用力产生的、想要使车轮恢复直行状态的自校准扭矩来模拟对方向盘产生的反作用力。
加法器20b将转轮反作用力扭矩与对应于转轮特性的转轮反作用力扭矩成分(弹性项、粘性项、惯性项)相加。弹性项是与转轮角成比例的成分，将转轮角乘以规定的增益来计算弹性项。粘性项是与转轮角速度成比例的成分，将转轮角速度乘以规定的增益来计算粘性项。惯性项是与转轮角加速度成比例的成分，将转轮角加速度乘以规定的增益来计算惯性项。
转轮反作用力扭矩偏移部36基于车速和本车辆前方的行驶道路的影像来运算用于在与横向位置或者偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中使转轮反作用力特性偏移的转轮反作用力扭矩偏移量。关于转轮反作用力扭矩偏移部36的详细情况在后文叙述。
加法器20c将加上与转轮特性相应的转轮反作用力扭矩成分后的转轮反作用力扭矩与转轮扭矩偏移量相加而得到的值作为最终的指令转轮反作用力扭矩向电流驱动器23输出。
控制开始允许判断部20d基于白线信息允许或者禁止开始以下运算：由横向力偏移部34进行的横向力偏移量的运算以及由转轮反作用力扭矩偏移部36进行的转轮反作用力扭矩偏移量的运算。也就是说，控制开始允许判断部20d允许或者禁止开始以下控制：与曲率相应的反作用力偏移控制、与横向位置相应的反作用力偏移控制以及与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制。下面，分情况进行说明。
1.同时识别到左右两侧的白线的情况
允许开始以下所有控制：与曲率相应的反作用力偏移控制、与横向位置相应的反作用力偏移控制以及与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制。
2.缺失了单侧白线的情况
(a)针对未缺失的白线的识别稳定度高的情况
仅允许开始与曲率相应的反作用力偏移控制，禁止开始与横向位置相应的反作用力偏移控制以及与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制。
(b)针对未缺失的白线的识别稳定度低的情况
禁止开始以下所有控制：与曲率相应的反作用力偏移控制、与横向位置相应的反作用力偏移控制以及与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制。
3.缺失了两侧白线的情况
禁止开始以下所有控制：与曲率相应的反作用力偏移控制、与横向位置相应的反作用力偏移控制以及与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制。
[干扰抑制指令转向角运算部]
图4是干扰抑制指令转向角运算部32的控制框图。
横摆角运算部32a运算前方注视点处的白线与本车辆行进方向所成的角度即横摆角。设为对象的白线可以是左右任意一侧的白线，在缺失了单侧的白线的情况下，将未缺失的白线设为对象。将前方注视点处的横摆角设为在规定时间(例如，0.5秒)后的白线与本车辆行进方向所成的角度。基于由摄像机17拍摄到的行驶道路的影像来运算横摆角，由此能够简单且高精度地检测横摆角。
曲率运算部32b运算前方注视点处的白线的曲率。设为对象的白线可以是左右任意一侧的白线，在缺失了单侧的白线的情况下，将未缺失的白线设为对象。
横向位置运算部32c运算前方注视点处的到白线的距离。在此，分别求出前方注视点处的到左右白线的距离，将距离短的一方设为前方注视点处的到白线的距离。
与横摆角相应的推斥力运算部37基于横摆角、曲率以及车速来运算用于在横摆角F/B控制中使由干扰产生的横摆角减小的车辆的推斥力。关于与横摆角相应的推斥力运算部37的详细情况在后文叙述。
与横向位置相应的推斥力运算部38基于横摆角、曲率、车速以及前方注视点处的到白线的距离来运算用于在横向位置F/B控制中使由干扰产生的横向位置变化减少的车辆的推斥力。关于与横向位置相应的推斥力运算部38的详细情况在后文叙述。
加法器32d将与横摆角相应的推斥力和与横向位置相应的推斥力相加来运算横向推斥力。
目标横摆力矩运算部32e基于横向推斥力、轴距(车轴间距离)、后轮轴重以及前轮轴重来运算目标横摆力矩。具体地说，将对横向推斥力乘以后轮轴重相对于车辆重量(前轮轴重+后轮轴重)的比例和轴距而得到的值设为目标横摆力矩。
目标横摆加速度运算部32f将目标横摆力矩乘以横摆惯性力矩系数来运算目标横摆加速度。
目标横摆率运算部32g将目标横摆加速度乘以车头时距来运算目标横摆率。
指令转向角运算部32h基于目标横摆率φ*、轴距WHEEL_BASE、车速V以及车辆的特性速度vCh，参照下面的公式来运算干扰抑制指令转向角δst*。在此，所谓车辆的特性速度VCh，是指已知的“阿克曼方程式”中的参数，表示车辆的自转轮特性。
δst*＝(φ*×WHEEL_BASE×(1+(V/vCh)2)×180)/(V×M_PI)
此外，M_PI是规定的系数。
限幅处理部32i对干扰抑制指令转向角δst *的最大值和变化率的上限进行限制。在通常的转轮装置(转轮部与转向部机械地连接)中，将最大值设为与方向盘6的转轮角处于中立位置附近的移动的角度范围(例如，左右各3°)时的该移动范围对应的前轮5FL、5FR的转向范围(例如，左右各0.2°)。
控制开始允许判断部32j基于白线信息允许或者禁止开始以下两种运算：由与横摆角相应的推斥力运算部37运算与横摆角相应的推斥力以及由与横向位置相应的推斥力运算部38运算与横向位置相应的推斥力。也就是说，控制开始允许判断部32j允许或者禁止开始横摆角F/B控制和横向位置F/B控制。以下，分情况来进行说明。
1.同时识别到左右两侧的白线的情况
同时允许横摆角F/B控制和横向位置F/B控制。
2.缺失了单侧白线的情况
(a)针对未缺失的白线的识别稳定度高的情况
仅允许开始横摆角F/B控制，禁止开始横向位置F/B控制。
(b)针对未缺失的白线的识别稳定度低的情况
同时禁止开始横摆角F/B控制和横向位置F/B控制。
3.缺失了两侧白线的情况
同时禁止开始横摆角F/B控制和横向位置F/B控制。
图5是与横摆角相应的推斥力运算部37的控制框图。
上下限限幅器37a对横摆角实施上下限限幅处理。在横摆角大于规定的横摆角阈值(例如，0.1°)的情况下，将上下限限幅器的值设为能够抑制干扰的规定值以上且比车辆发生振动时的值和由驾驶员的转轮产生的值小的值(例如，1°)，在横摆角小于0.1°的情况下，将上下限限幅器的值设为0。关于横摆角，将白线与本车辆行进方向的延长线交叉时的横摆角设为正。另外，横摆角阈值设为摄像机17的检测误差范围。
横摆角F/B增益乘法部37b将限幅处理后的横摆角乘以横摆角F/B增益。将横摆角F/B增益设为能够在避免控制量不足的同时确保响应性的规定值以上、且比车辆发生振动时的值和驾驶员感到转轮角和转向角的中立偏离时的值小。
车速校正增益乘法部37c将车速乘以车速校正增益。将车速校正增益设为如下特性：在0km/h～70km/h的范围内取最大值，在70km/h～130km/h的范围内逐渐减小，在130km/h以上的范围内为最小值(0)。
曲率校正增益乘法部37d将曲率乘以曲率校正增益。将曲率校正增益设为如下特性并设定上限和下限(0)，该特性是曲率越大则曲率校正增益越小。
乘法器37e将横摆角F/B增益乘法部37b、车速校正增益乘法部37c以及曲率校正增益乘法部37d的各自的输出相乘来求出与横摆角相应的推斥力。
图6是与横向位置相应的推斥力运算部38的控制框图。
减法器38a从预先设定的横向位置阈值(例如，90cm)减去前方注视点处的到白线的距离，来求出横向位置偏差。
上下限限幅器38b对横向位置偏差实施上下限限幅处理。在横向位置偏差为正值的情况下，上下限限幅器取规定的正值，在横向位置偏差为负值的情况下，将上下限限幅器设为0。
距离校正增益乘法部38c将前方注视点处的到白线的距离乘以距离校正增益。将距离校正增益设为如下特性并设定下限，该特性是，在到白线的距离为规定值以下的情况下，距离校正增益取最大值，在到白线的距离超过规定值的情况下，距离越长则距离校正增益越小。
横向位置F/B增益乘法部38d将利用距离校正增益乘法部38c校正后的到白线的距离乘以横向位置F/B增益。将横向位置F/B增益设定为如下的值：为能够在避免控制量不足的同时确保响应性的规定值以上，并且小于车辆发生振动时的值和驾驶员感到中立偏离时的值，还小于横摆角F/B增益运算部37b的横摆角F/B增益。
车速校正增益乘法部38e将车速乘以车速校正增益。将车速校正增益设为如下特性：在0km/h～70km/h的范围内取最大值，在70km/h～130km/h的范围内逐渐减小，在130km/h以上的范围内为最小值(0)。
曲率校正增益乘法部38f将曲率乘以曲率校正增益。将曲率校正增益设为如下特性，并设定上限和下限(0)，该特性是：曲率越大则该曲率校正增益越小。
乘法器38g将横向位置F/B增益乘法部38d、车速校正增益乘法部38e以及曲率校正增益乘法部38f的各自的输出相乘，来求出与横向位置相应的推斥力。
[稳定性控制作用]
在实施例1中，作为稳定性控制，实施了使由干扰产生的横摆角减小的横摆角F/B控制和使由干扰产生的横摆角的积分值即横向位置变化减少的横向位置F/B控制。在图7中表示两个F/B控制的控制区域。φ是横摆角。
在横摆角超过横摆角阈值(0.1°)的情况下，与横向位置无关地实施横摆角F/B控制。也就是说，将摄像机17的检测误差范围即横摆角阈值(0.1°)以下设为横摆角F/B控制的不灵敏区，由此能够避免伴随横摆角的检测误差而引起的不必要的横摆角F/B控制。
在到白线的距离为规定的横向位置阈值(90cm)以下的情况下，实施横向位置F/B控制。也就是说，将与左右白线相距的距离超过90cm的行驶车道中央附近设为横向位置F/B控制的不灵敏区，由此能够避免在行驶车道中央不必要的横向位置F/B控制进行动作。
图8是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到单次的横风的情况下的横摆角变化的时间图，设为车辆在行驶车道的中央附近行驶。当车辆受到单次的横风而产生横摆角时，在横摆角F/B控制中运算与横摆角相应的推斥力，求出用于获得该推斥力的干扰抑制指令转向角，从而对基于转轮角和车速的SBW指令转向角进行校正。
在使车辆沿着行驶车道行驶的情况下，特别是在直线道路的情况下，白线的方向与本车辆行进方向一致，因此横摆角为零。也就是说，在实施例1的横摆角F/B控制中，将产生的横摆角视为由干扰产生的横摆角，通过使横摆角减小，特别是在直行时能够针对干扰实现车辆的稳定性的提高，能够降低驾驶员的修正转轮量。
以往，作为抑制由横风等干扰对车辆运动状态造成的影响的方法，已知如下的装置和系统：在通常的转轮装置中对转轮系统施加用于抑制干扰的转向扭矩，在SBW系统中对方向盘施加促进用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分。另外，在这些以往的转轮装置中，产生转轮反作用力的变动，因此对驾驶员施加不适感。
与此相对地，在实施例1的包含横摆角F/B控制的稳定性控制中，着眼于方向盘6与前轮5L、5R被机械地分离的SBW系统的特征、即能够互相独立地控制方向盘6和前轮5L、5R这一点，基于将与转轮角和车速相应的SBW指令转向角加上与横摆角相应的干扰抑制指令转向角而得到的指令转向角，来控制前轮5L、5R的转向角，另一方面基于转轮角和车速来估计轮胎横向力，基于与估计出的轮胎横向力和车速相应的指令转轮反作用力来控制转轮反作用力。
即，直接对前轮5L、5R施加作为干扰抑制成分的转向角，因此不需要施加促进用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分。并且，施加与根据转轮角估计出的轮胎横向力相应的转轮反作用力，由此由用于抑制干扰的转向产生的轮胎横向力的变动不会反映于转轮反作用力，因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。在以往的SBW系统中，根据由传感器检测出的齿条轴力、转向角来估计轮胎横向力，施加了与估计出的轮胎横向力相应的转轮反作用力。因此，由用于抑制干扰的转向产生的轮胎横向力的变动必然会反映于转轮反作用力，从而对驾驶员施加不适感。在实施例1中，仅由驾驶员的转轮产生的轮胎横向力反映于转轮反作用力，转轮反作用力不会由于用于抑制干扰的转向而发生变动，因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。
在此，在直接对前轮5L、5R施加作为干扰抑制成分的转向角的情况下，存在转轮角和转向角的中立偏离的问题，但在实施例1中，在通常的转轮装置中，将干扰抑制指令转向角设定在与方向盘6处于转轮角中立位置附近的移动的角度范围(左右各3°)时的该移动范围对应的前轮5FL、5FR的转轮角范围内(左右各0.2°)。与转弯时相比，在直行时由干扰引起的横摆角更为显著，在直行时，转轮角位于转轮角中立位置附近。也就是说，横摆角F/B控制下的转向角的校正几乎都在转轮角中立位置附近实施，因此通过将伴随干扰抑制指令转向角的施加而引起的转轮角和转向角的中立偏移量抑制在方向盘的移动的范围内，能够抑制伴随中立位置偏离而产生的不适感。
另外，将干扰抑制指令转向角限制在左右各0.2°的范围内，因此即使在稳定性控制中，驾驶员也能够通过转轮输入使车辆的行进方向变为期望的方向。也就是说，相对于通过驾驶员的转轮输入而产生的转向角的变化量，由干扰抑制指令转向角获得的转向角的校正量甚少，因此不会妨碍驾驶员的转轮，能够针对干扰实现车辆的稳定性的提高。
以往，作为控制车辆的横向运动的控制，已知车道偏离防止控制和车道保持控制，其中，在该车道偏离防止控制中，当检测到车辆存在偏离行驶车道的倾向时，对车辆施加用于避免偏离的横摆力矩，在该车道保持控制中，对车辆施加横摆力矩以使车辆在行驶车道的中央附近行驶。另外，在车道偏离防止控制的情况下，是具有控制介入的阈值的控制，在行驶车道的中央附近控制不发挥作用，因此不能针对干扰来确保车辆的稳定性。另外，即使在驾驶员欲使车辆靠近行驶车道的一端的情况下也因阈值进行控制介入，因此会使驾驶员感到麻烦。另一方面，在车道保持控制的情况下，是具有目标位置(目标线路)的控制，虽然能够针对干扰确保车辆的稳定性，但不能使车辆在偏离目标线路的线路上行驶。除此之外，会由于判断为驾驶员减小方向盘的把持力以及手放松的状态而解除控制，因此驾驶员需要始终以固定以上的力把持方向盘，驾驶员的转轮负担大。
与此相对地，实施例1的横摆角F/B控制不具有控制介入的阈值，因此能够通过无缝控制来针对干扰始终确保稳定性。并且，由于不具有目标位置，因此驾驶员能够使车辆按喜好的线路行驶。除此之外，即使在轻轻地把持方向盘6的情况下也不会解除控制，因此能够减轻驾驶员的转轮负担。
图9是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到连续的横风的情况下未实施横向位置F/B控制时的横摆角变化以及横向位置变化的时间图，设为车辆在行驶车道的中央附近行驶。当车辆受到连续的横风而产生横摆角时，虽然通过横摆角F/B控制来降低横摆角，但车辆受到连续的干扰而发生横滑。由于横摆角F/B控制是使横摆角减小的控制，在横摆角为零的情况下不进行转向角的校正，因此不能使由干扰产生的横摆角的积分值即横向位置变化直接减少。此外，通过将与横摆角相应的推斥力设为较大的值，能够间接地抑制横向位置变化(抑制横摆角的积分值的增加)，但为了避免对驾驶员施加不适感，将干扰抑制指令转向角的最大值限制在左右各0.2°以内，因此仅通过横摆角F/B控制难以有效地抑制车辆的横滑。并且，需要在驾驶员感觉到横摆角变化之前使横摆角收敛，因此尽量将用于求出与横摆角相应的推斥力的横摆角F/B增益设为较大的值，与此相对地，如果保持原来状态则车辆会发生振动，因此利用上下限限幅器37a将与横摆角F/B增益相乘的横摆角限制在上限(1°)以下。即，与横摆角相应的推斥力是与小于实际的横摆角的横摆角对应的推斥力，因此基于这一点可知，仅通过横摆角F/B控制难以有效地抑制车辆的横滑。
因此，在实施例1的稳定性控制中，导入横向位置F/B控制来抑制由于恒定的干扰而导致车辆横滑。图10是表示在高速公路的直线道路上行驶过程中的车辆受到连续的横风的情况下实施了横向位置F/B控制时的横摆角变化以及横向位置变化的时间图，在横向位置F/B控制中，在行驶车道中央附近行驶过程中的车辆受到连续的横风而发生横滑，当到白线的距离为横向位置阈值以下时，运算与横向位置变化(≈横摆角积分值)相应的推斥力。在干扰抑制指令转向角运算部32中运算基于横向推斥力的干扰抑制指令转向角，来校正SBW指令转向角，该横向推斥力是将与横向位置相应的推斥力和与横摆角相应的推斥力相加而得到的。即，在横向位置F/B控制中，利用与横向位置相应的干扰抑制指令转向角来校正SBW指令转向角，因此能够使由恒定的干扰导致的横向位置变化直接减少，能够抑制车辆的横滑。换句话说，能够使进行横摆角F/B控制的车辆的行驶位置返回到作为横向位置F/B控制的不灵敏区的行驶车道中央附近。
如上所述，关于实施例1的稳定性控制，通过横摆角F/B控制使由瞬时的干扰导致的横摆角变化减少，通过横向位置F/B控制使由恒定的干扰导致的横摆角积分值(横向位置变化)减少，由此针对瞬时的干扰和恒定的干扰均能够提高车辆的稳定性。
并且，关于实施例1的稳定性控制，将通过控制(施加干扰抑制指令转向角)而产生的车辆运动状态限制在驾驶员觉察不到、且不妨碍由驾驶员的转轮产生的车辆运动状态变化的程度，并且通过控制而产生的自校准扭矩的变化没有反映于转轮反作用力，因此能够以使驾驶员意识不到正处于稳定性控制的状态来实施该控制。由此，能够模拟针对干扰如同具有稳定性优良的车身各部件的车辆的运动状态。
此外，用于在横向位置F/B控制中求出与横向位置相应的推斥力的横向位置F/B增益被设定为小于横摆角F/B增益的值。原因在于，如上所述，关于横摆角F/B控制，需要在驾驶员感觉到由瞬时的干扰导致的横摆角的变化之前使横摆角收敛，并要求高响应性，与此相对地，关于横向位置F/B控制，因为要求阻止横向位置变化的增加以及由于累积横摆角积分值而导致横向位置发生变化要花费时间，所以不需要横摆角F/B控制那种程度的响应性。除此之外，原因还在于，如果假设横向位置F/B增益增大，则随着干扰的大小使控制量大幅变动，对驾驶员施加不适感。
[横向力偏移部]
图11是横向力偏移部34的控制框图。
曲率运算部34a运算前方注视点处的白线的曲率。设为对象的白线可以是左右任意一侧的白线，在缺失了单侧的白线的情况下，将未缺失的白线设为对象。
上下限限幅器34b对车速实施上下限限幅处理。
SAT增益运算部34c基于限幅处理后的车速来运算与车速相应的SAT增益。将SAT增益设为车速越大则增益越大的特性，并设定上限。
乘法器34d将SAT增益乘以曲率来求出横向力偏移量。
限幅处理部34e对横向力偏移量的最大值和变化率的上限进行限制。例如，将最大值设为1000N，将变化率的上限设为600N/s。
[与曲率相应的反作用力偏移控制作用]
关于与曲率相应的反作用力偏移控制，白线的曲率越大，求出的横向力偏移量越大，将轮胎横向力减去该横向力偏移量。由此，如图12所示，白线的曲率越大，表示与由SAT运算部35运算出的轮胎横向力相应的转轮反作用力扭矩、即表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向与自校准扭矩相同符号方向偏移。此外，图12是右转弯的情况，在左转弯的情况下，向与图12相反的方向偏移。
以往，在转轮部和转向部被机械地分离的SBW系统中，设定为模拟通常的转轮装置中的与自校准扭矩相应的转轮反作用力的转轮反作用力特性，基于该转轮反作用力特性对方向盘施加转轮反作用力，此时，方向盘的转轮角与驾驶员的转轮扭矩的关系为如图13所示那样的特性A。即，转轮角的绝对值越大，转轮扭矩的绝对值越大，与转轮角的绝对值大时相比，在转轮角的绝对值小时与转轮角的变化量相对的转轮扭矩的变化量越大。
在此，考虑在转弯过程中驾驶员为了修正前进路线而改变操舵扭矩的情况。在图13中，在从驾驶员以操舵扭矩T1保持转轮角θ1的状态起使操舵扭矩减少至T2时，转轮角变为θ2，由于转轮角的减小使前轮5L、5R的转向角变小。此时，根据上述SBW系统的转轮反作用力特性，转弯的曲率越大，相对于操舵扭矩的变化，转轮角越大幅地变动。也就是说，转弯的曲率越大，车辆对转轮扭矩的灵敏度越高，因此存在难以修正前进路线的问题。
与此相对地，在实施例1的与曲率相应的反作用力偏移控制中，白线的曲率越大，使表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向与自校准扭矩相同符号方向偏移，由此表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性如图14所示那样向与转轮角相同符号方向偏移，从特性A向特性B变化。由此，白线的曲率越大，与操舵扭矩的变化量相对的转轮角的变化量越小，因此即使设为驾驶员使操舵扭矩减少至T4，使操舵扭矩的减少量ΔT3-4与图13所示的现有技术的减少量ΔT1-2相同的情况下，转轮角的减少量Δθ1-4也小于现有技术的减少量Δθ1-2。也就是说，转弯的曲率越大，能够使与操舵扭矩的变化相对的转轮角的变动越小，能够降低车辆对转轮扭矩的灵敏度，因此使车辆的运动状态变化变慢，能够使驾驶员容易地修正前进路线。另外，与现有技术相比能够减小用于维持转轮角θ1的操舵扭矩T3(<T1)，因此能够减轻转弯时的驾驶员的转轮负担。
以往，已知如下一种技术：为了减轻转弯时的驾驶员的转轮负担，白线的曲率越大，使转轮反作用力特性的斜率越小，但在该现有技术中，曲率越大，与操舵扭矩的变化相对的转轮角的变动越大，因此车辆对转轮扭矩的灵敏度提高。也就是说，通过使转轮反作用力特性与白线的曲率相应地向与自校准扭矩相同方向偏移，能够实现兼顾减轻转弯时的驾驶员的转轮负担与前进路线修正的容易化。
[转轮反作用力扭矩偏移部]
图15是转轮反作用力扭矩偏移部36的控制框图。
横摆角运算部36a运算前方注视点处的横摆角。设为对象的白线可以是左右任意一侧的白线，在缺失了单侧的白线的情况下，将未缺失的白线设为对象。基于由摄像机17拍摄到的行驶道路的影像来运算横摆角，由此能够简单且高精度地检测横摆角。
横向位置运算部36b分别运算前方注视点处的相对于左右白线的横向位置和当前位置的相对于左右白线的横向位置。在此，在本车辆越过白线而移动到相邻的行驶车道、即进行了变道的情况下，横向位置运算部36b切换当前位置的相对于左右白线的横向位置。也就是说，将相对于到达白线前的左白线的横向位置设为相对于到达白线后的右白线的横向位置，将相对于到达白线前的右白线的横向位置设为相对于到达白线后的左白线的横向位置。此外，在变道至车道宽度不同的行驶车道的情况下，将变道后的行驶车道的车道宽度W2除以变道前的行驶车道的车道宽度W1而得到的值W2/W1乘以切换后的横向位置，来对横向位置进行校正。在此，从导航系统24获取各行驶车道的车道宽度信息。
与偏离余量时间相应的反作用力运算部39基于车速、横摆角以及前方注视点处的相对于左右白线的横向位置来运算与偏离余量时间相应的反作用力。关于与偏离余量时间相应的反作用力运算部39的详细内容在后文叙述。
与横向位置相应的反作用力运算部40基于当前位置的相对于左右白线的横向位置来运算与横向位置相应的反作用力。关于与横向位置相应的反作用力运算部40的详细情况在后文叙述。
反作用力选择部36c选择与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值较大的一方，来作为转轮反作用力扭矩偏移量。
限幅处理部36d对转轮反作用力扭矩偏移量的最大值和变化率的上限进行限制。例如，将最大值设为2Nm，将变化率的上限设为10Nm/s。
图16是与偏离余量时间相应的反作用力运算部39的控制框图。
乘法器39a将横摆角乘以车速来求出车辆的横向速度。
除法器39b将前方注视点处的相对于左白线的横向位置除以横向速度，来求出相对于左白线的偏离余量时间。
除法器39c将前方注视点处的相对于右白线的横向位置除以横向速度，来求出相对于右白线的偏离余量时间。
偏离余量时间选择部39d选择相对于左右白线的偏离余量时间中的较短的一方来作为偏离余量时间。
与偏离余量时间相应的反作用力运算部39e基于偏离余量时间来运算与偏离余量时间相应的反作用力。与偏离余量时间相应的反作用力具有与偏离余量时间成反比例(与偏离余量时间的倒数成比例)且在3秒以上大致变为零的特性。
图17是与横向位置相应的反作用力运算部40的控制框图。
减法器40a从预先设定的目标左侧横向位置(例如，90cm)减去相对于左车道的横向位置，来求出相对于左车道的横向位置偏差。
减法器40b从预先设定的目标右侧横向位置(例如，90cm)减去相对于右车道的横向位置，来求出相对于右车道的横向位置偏差。
横向位置偏差选择部40c选择相对于左右车道的横向位置偏差中的较大的一方来作为横向位置偏差。
与横向位置偏差相应的反作用力运算部40d基于横向位置偏差来运算与横向位置相应的反作用力。关于与横向位置相应的反作用力，设为横向位置偏差越大则与横向位置相应的反作用力越大的特性，并设定上限。
[与横向位置相应的反作用力偏移控制作用]
关于与横向位置相应的反作用力偏移控制，将与横向位置相应的反作用力作为转轮反作用力扭矩偏移量来与转轮反作用力扭矩相加。由此，如图18所示，到白线的距离越短，表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。此外，图18是靠近右车道的情况，在靠近左车道的情况下，向与图18相反的方向偏移。
在此，在以往的转轮反作用力控制中，考虑以下情况：由于驾驶员不经意地进行向右方的偏转增加操作而导致车辆的行驶位置向右侧偏移，之后驾驶员通过修正转轮使行驶位置返回到行驶车道中央附近。将驾驶员进行不经意的操作时的转轮角和转轮扭矩设为图19的特性A上的点P1的位置。与图13同样地，将特性A设为在设定为模拟通常的转轮装置而得到的转轮反作用力特性时的表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性。为了使行驶位置从该状态返回到行驶车道中央附近，需要使前轮向左转向，因此驾驶员持续进行向转轮角中立位置的偏转返回操作，并从转轮角中立位置起进行偏转增加操作，使方向盘与目标角度θ5一致。此时，在上述现有技术中，转轮角中立位置(转轮角零点)与转轮扭矩中立位置(转轮扭矩零点)一致，因此使转轮扭矩减少到转轮角中立位置为止，如果跨越转轮角中立位置，则需要使转轮扭矩增加。也就是说，在进行跨越转轮角中立位置的修正转轮时，转轮扭矩的符号反转，驾驶员控制力的方向发生切换，并且在转轮扭矩中立位置附近，与其它转轮角区域相比，与转轮扭矩的变化量相对的转轮角的变化量显著变小，因此驾驶员的转轮负担增大，难以将方向盘控制为目标角度θ5。由此，存在以下问题：车辆的行驶位置易于过度变化，由此导致修正转轮量增大。
与此相对地，在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中，到白线的距离越短，使与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移，由此，表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性如图20所示那样向转轮扭矩的绝对值变大的方向偏移，随着到白线的距离变短而从特性A向特性C连续地变化。此时，为了维持转轮角，需要增加转轮扭矩，如果转轮扭矩固定，则方向盘6一点点地返回到转轮角中立位置(点P1→点P2)，能够抑制由于驾驶员不经意地进行的偏转增加操作而导致车辆的行驶位置向右侧偏移。另一方面，在驾驶员维持转轮角的情况下，转轮角和转轮扭矩从点P1向点P3移动。当从该状态起驾驶员进行修正转轮时，在特性C的情况下转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移，因此在从转轮角中立位置起进行偏转增加操作时，在到达转轮扭矩中立位置之前的期间，转轮扭矩的符号不反转。因此，驾驶员仅通过使转轮扭矩减少，并在方向盘6为目标角度时停止方向盘6的旋转，就能够控制前轮5L、5R的转向角。也就是说，在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中，驾驶员控制力的方向不易切换，因此能够使驾驶员更容易地进行修正转轮。其结果，车辆的行驶位置不易过度变化，因此能够减少修正转轮量。
以往，已知如下一种技术：为了抑制由驾驶员的不经意的操作导致行驶位置发生偏移，越靠近白线越增大转轮反作用力，但是在该现有技术中，仅仅是越靠近白线越对方向盘施力，由于转轮反作用力特性中的转轮扭矩中立位置始终与转轮角中立位置一致，因此在跨越转轮角中立位置的修正转轮的情况下，转轮扭矩的符号反转，不能减轻驾驶员的转轮负担。也就是说，到白线的距离越短，使与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移，由此能够实现兼顾抑制行驶位置的偏移与减轻驾驶员的转轮负担。
另外，在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中，到白线的距离越短越增大偏移量，因此到白线的距离越短，转轮扭矩中立位置越向远离转轮角中立位置的位置偏移。在驾驶员进行使车辆的行驶位置返回到行驶车道中央附近的修正转轮的情况下，越靠近白线，越需要增大从转轮角中立位置起的偏转增加操作量。此时，如果转轮扭矩中立位置相对于转轮角中立位置的偏移量小，则有可能在方向盘成为目标角度之前转轮扭矩越过中立位置而使转轮扭矩的符号反转。因此，到白线的距离越短越增大偏移量，由此能够抑制转轮扭矩越过中立位置。
在与实施例1的横向位置相应的反作用力偏移控制中，横向位置运算部36b在本车辆到达白线时，切换当前位置的相对于左右白线的横向位置。在与横向位置相应的反作用力偏移控制中，本车辆离行驶车道中央附近越远，越增大转轮反作用力，由此本车辆易于返回到行驶车道中央附近。也就是说，将横摆角积分值(横向位置变化)视为干扰，控制转轮反作用力使得向横摆角积分值消失的方向引导车辆。因此，在进行了变道的情况下，需要重置横摆角积分值。原因在于，在假设没有重置横摆角积分值的情况下，在变道后，用于使车辆返回到变道前的行驶车道中央附近的转轮反作用力仍继续发挥作用，因此会妨碍驾驶员的操作。此外，仅将积分值设为零无法将车辆引导至变道后的行驶车道中央附近。
因此，在实施例1中，在本车辆到达白线的情况下，视为驾驶员的有意的操作，因此在该情况下切换当前位置的相对于左右白线的横向位置，换句话说，通过使横摆角积分值的符号反转，使引导本车辆的位置从变道前的行驶车道中央附近切换为变道后的行驶车道中央附近，能够生成用于将本车辆引导至变道后的行驶车道中央附近的转轮反作用力。此时，考虑了变道后的行驶车道的车道宽度W2相对于变道前的行驶车道的车道宽度W1的比率W2/W1，因此能够设定正确的横向位置，能够设定用于将本车辆引导至行驶车道中央附近的最佳的偏移量。
[与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制作用]
关于与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制，将与偏离余量时间相应的反作用力作为转轮反作用力扭矩偏移量与转轮反作用力扭矩相加。由此，如图18所示，偏离余量时间越短，使表示与自校准扭矩相应的转轮反作用力扭矩的转轮反作用力特性越向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。此外，图18是靠近右车道的情况，在靠近左车道的情况下，向与图18相反的方向偏移。
因此，如图20所示，表示转轮角与转轮扭矩的关系的特性向转轮扭矩的绝对值变大的方向偏移，随着偏离余量时间变短而从特性A向特性C连续地变化。此时，为了维持转轮角，需要增加转轮扭矩，如果转轮扭矩固定，则方向盘6一点点地返回到转轮角中立位置(点P1→点P2)，因此能够抑制由于驾驶员的不经意的偏转增加操作而导致车辆的行驶位置向右侧偏移。另一方面，在驾驶员维持了转轮角的情况下，转轮角和转轮扭矩从点P1向点P3移动。当从该状态起驾驶员进行修正转轮时，在特性C的情况下转轮扭矩中立位置与转轮角中立位置相比向偏转增加侧偏移，因此在从转轮角中立位置起进行偏转增加操作时，在到达转轮扭矩中立位置之前的期间内，转轮扭矩的符号不反转。由此，驾驶员仅通过使转轮扭矩减少并在方向盘6成为目标角度时停止方向盘6的旋转，就能够控制前轮5L、5R的转向角。也就是说，在与实施例1的偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，驾驶员控制力的方向不易切换，因此能够使驾驶员更容易地进行修正转轮。其结果，车辆的行驶位置不易过度变化，因此能够降低修正转轮量。
另外，在与实施例1的偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，偏离余量时间越短越增大偏移量，因此偏离余量时间越短，转轮扭矩中立位置越向远离转轮角中立位置的位置偏移。在驾驶员进行使车辆的行驶位置返回到行驶车道中央附近的修正转轮的情况下，偏离余量时间越短，靠近白线的可能性越高，越靠近白线，越需要增加从转轮角中立位置起的偏转增加操作量。此时，如果转轮扭矩中立位置相对于转轮角中立位置的的偏移量小，则有可能在方向盘成为目标角度之前转轮扭矩越过中立位置而使转轮扭矩的符号反转。因此，到白线的距离越短越增大偏移量，由此能够抑制转轮扭矩越过中立位置。
[同时使用与横向位置相应的反作用力偏移控制和与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制的效果]
在转轮反作用力控制部20中，由转轮反作用力扭矩偏移部36选择与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值较大的一方，来作为转轮反作用力扭矩偏移量，由加法器20c将转轮反作用力扭矩与转轮反作用力扭矩偏移量相加。由此，转轮反作用力特性与偏离余量时间或者横向位置相应地向转轮反作用力扭矩的绝对值变大的方向偏移。
在与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，在本车辆与白线平行、即横摆角为零的情况下，与偏离余量时间相应的反作用力为零。因此，即使是本车辆靠近白线的位置，在横摆角小的情况下也仅能够产生极小的反作用力。与此相对地，在与横向位置相应的反作用力偏移控制中，与到白线的距离成比例地生成反作用力(与横向位置相应地生成反作用力)，因此到白线的距离越短，越能够产生大的反作用力，能够易于使本车辆返回到行驶车道中央附近。
另一方面，在与横向位置相应的反作用力偏移控制中，在本车辆处于行驶车道中央附近的情况下，与横向位置相应的反作用力为零。因此，即使在行驶车道中央附近，与在横摆角大且车速高的情况下短时间内到达白线相对地，难以响应性良好地增大转轮反作用力。与此相对地，在与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制中，由于与偏离余量时间相应地生成反作用力(与偏离余量时间相应的反作用力)，并且具有该反作用力在偏离余量时间为3秒以下时急剧地上升的特性，因此即使在短时间内到达白线的情况下，也能够响应优良地增大转轮反作用力，从而能够抑制车道偏离。
因此，通过同时使用与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制和与横向位置相应的反作用力偏移控制，能够在与到白线的距离相应地施加稳定的反作用力的同时，有效地抑制车道偏离。此时，通过利用与偏离余量时间相应的反作用力和与横向位置相应的反作用力中的绝对值较大的一方，能够始终施加所需要的最佳的转轮反作用力。
[关于单侧白线缺失时]
在实施例1中，在缺失了单侧的白线的情况下，禁止开始横向位置F/B控制、与横向位置相应的反作用力偏移控制以及与偏离余量时间相应的反作用力偏移控制。原因在于，在未识别到单侧的白线的情况下，无法正确地掌握本车辆相对于行驶车道的横向位置，因此无法恰当地执行需要上述本车辆的横向位置的各控制。此外，已知一种估计缺失侧的白线的方法，但是在分支路口等处难以正确地估计白线，因此有可能伴随着错误估计而进行不恰当的控制，对驾驶员施加不适感。与此相对地，在实施例1中，在缺失了单侧的白线的情况下禁止开始需要本车辆的横向位置的各控制，由此能够避免进行不恰当的控制。
另外，在实施例1中，当缺失了单侧的白线的情况下，判断针对识别出的白线的识别稳定度，当识别稳定度高时，允许开始与曲率相应的反作用力偏移控制和横摆角F/B控制。原因在于，曲率和横摆角能够根据左右一侧的白线求出，因此如果是持续且稳定地识别出左右一侧的白线的状态，则能够恰当地执行控制。因此，即使是在缺失了单侧的白线的状态持续的、例如仅划有单侧白线的高速公路上行驶的场景下，也能够通过横摆角F/B控制来实现针对干扰来提高车辆的稳定性、通过与曲率相应的反作用力偏移控制能够实现转弯时减轻驾驶员的转轮负担以及易于进行前进路线修正。
如以上说明那样，在实施例1中发挥以下列举的效果。
(1)具备：方向盘6，其接收驾驶员的转轮输入；转向部2，其使与方向盘6机械地分离的左右前轮5L、5R转动；SBW指令转向角运算部31，其运算与方向盘6的转轮角相应的SBW指令转向角；横向力运算部33和SAT运算部35，它们基于方向盘6的转轮角来估计自校正扭矩；横摆角运算部32a，其对由于干扰而在车辆中产生的横摆角进行检测；干扰抑制指令转向角运算部32，其运算抑制检测出的横摆角的干扰抑制指令转向角；转向控制部19，其基于SBW指令转向角和干扰抑制指令转向角来控制左右前轮5L、5R的转向角；以及转轮反作用力控制部20，其基于方向盘6的转轮角来控制对柱轴7施加的转轮反作用力。
由此，不需要施加促使用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分，并且，转轮反作用力不会由于用于抑制干扰的转向而发生变动，因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。
(2)转轮反作用力控制部20基于SBW指令转向角来控制对柱轴7施加的转轮反作用力。
由此，不需要施加促使用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分，并且，转轮反作用力不会由于用于抑制干扰的转向而发生变动，因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。
(3)具备拍摄本车辆前方的白线的摄像机17，横摆角运算部32a基于由摄像机17拍摄到的影像来运算横摆角。
由此，能够简单且高精度地检测横摆角。
(4)具备：影像处理部21，其判断白线的识别稳定度；以及控制开始允许判断部32j，在判断为至少一侧的白线的识别稳定度高的情况下，该控制开始允许判断部32j允许开始横摆角F/B控制。
由此，即使在缺失了单侧的白线的状态持续的场景下，也能够实现针对干扰的车辆的稳定性提高。
(5)设置有在横摆角为规定的横摆角阈值(0.1°)以下时将与横摆角相应的干扰抑制指令转向角设为零的不灵敏区。
由此，能够避免伴随横摆角的检测误差而导致施加不必要的干扰抑制指令转向角。
(6)基于与左右前轮5L、5R机械地分离的方向盘6的转轮角所对应的SBW指令转向角和对由于干扰而在车辆中产生的横摆角进行抑制的干扰抑制指令转向角来控制左右前轮5L、5R的转向角，另一方面基于方向盘6的转轮角来控制对柱轴7施加的转轮反作用力。
由此，不需要施加促使用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分，并且，转轮反作用力不会由于用于抑制干扰的转向而发生变动，因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。
(7)具备：横摆角运算部32a，其对由于干扰而在车辆中产生的横摆角进行检测；以及SBW控制器4，其基于与左右前轮5L、5R机械地分离的方向盘6的转轮角所对应的SBW指令转向角和对由于干扰而在车辆中产生的横摆角进行抑制的干扰抑制指令转向角来控制左右前轮5L、5R的转向角，另一方面基于方向盘6的转轮角来控制对柱轴7施加的转轮反作用力。
由此，不需要施加促使用于抑制干扰的转向的转轮反作用力成分，并且，转轮反作用力不会由于用于抑制干扰的转向而发生变动，因此能够减轻对驾驶员施加的不适感。
(其它实施例)
以上，基于实施例对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明的具体结构并不限定于实施例，不脱离发明的主旨的范围的设计变更等也包含在本发明中。
在实施例中，示出了检测横摆角，基于使横摆角减小的转向量来控制转向部的例子，但本发明也可以对由于干扰而在车辆中产生的横摆力矩进行检测，基于抑制横摆力矩的转向量来控制转向部。

Claims (7)

1.一种稳定性控制装置，其特征在于，具备：
转轮部，其接收驾驶员的转轮输入；
转向部，其与上述转轮部机械地分离，使转向轮转向；
线控转向量运算单元，其运算与上述转轮部的转轮量相应的线控转向量；
横摆力矩检测单元，其对由于干扰而在车辆中产生的横摆力矩进行检测；
抑制转向量运算单元，其运算抑制上述横摆力矩的抑制转向量；
转向控制单元，其基于上述线控转向量和上述抑制转向量来控制上述转向部的转向量；以及
转轮反作用力控制单元，其基于上述转轮量来控制对上述转轮部施加的转轮反作用力。
2.根据权利要求1所述的稳定性控制装置，其特征在于，
上述转轮反作用力控制单元基于上述线控转向量来控制对上述转轮部施加的转轮反作用力。
3.根据权利要求1或2所述的稳定性控制装置，其特征在于，
还具备对本车辆前方的白线进行拍摄的摄像机，
上述横摆力矩检测单元基于由上述摄像机拍摄到的白线与本车辆行进方向所成的角度来检测横摆力矩。
4.根据权利要求3所述的稳定性控制装置，其特征在于，还具备：
识别稳定度判断单元，其判断上述白线的识别稳定度；以及
控制开始允许判断单元，在判断为至少一侧白线的识别稳定度高的情况下，该控制开始允许判断单元允许开始由上述稳定性控制单元进行的上述转向量的控制。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的稳定性控制装置，其特征在于，
设置有在所检测出的上述横摆力矩为规定的阈值以下时将上述抑制转向量设为零的不灵敏区。
6.一种稳定性控制装置，其特征在于，
基于与转向部机械地分离的转轮部的转轮量所对应的线控转向量和对由于干扰而在车辆中产生的横摆力矩进行抑制的抑制转向量，来控制上述转向部的转向量，另一方面基于上述转轮量来控制对上述转轮部施加的转轮反作用力。
7.一种稳定性控制装置，其特征在于，具备：
传感器，其对由于干扰而在车辆中产生的横摆力矩进行检测；以及
控制器，其基于与转向部机械地分离的转轮部的转轮量所对应的线控转向量和对由于干扰而在车辆中产生的横摆力矩进行抑制的抑制转向量，来控制上述转向部的转向量，另一方面基于上述转轮量来控制对上述转轮部施加的转轮反作用力。
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