CN107672590A - 车辆控制器、车辆和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆控制器，该车辆控制器执行对车辆的行驶控制。行驶控制包括车道偏离防止控制和侧倾刚度控制，其中，车道偏离防止控制使车辆沿避免车辆的车道偏离的方向转动，侧倾刚度控制改变车辆的侧倾刚度。车辆控制器以与车道偏离防止控制的执行相结合的方式执行侧倾刚度控制。

Description

车辆控制器、车辆和控制系统

技术领域

本发明涉及车辆以及执行对车辆的行驶控制的车辆控制器和控制系统。具体地，本发明涉及执行车道偏离防止控制的车辆、车辆控制器和控制系统。

背景技术

已知用于防止车辆的车道偏离的“车道偏离防止控制”。具体地，用于车辆的控制器检测如下状态：驾驶员不打算改变行驶车道，但是车辆可能会偏离行驶车道。当检测到这种状态时，控制器自动使车辆沿避免车道偏离的方向转动。这种控制被称为车道偏离警示(LDA)或车道保持辅助(LKA)。

日本专利申请公报No.2006-282168(JP 2006-282168 A)公开了一种基于制动控制的车道偏离防止控制。根据这种控制，控制器在右轮与左轮之间产生制动力的差异以使车辆沿避免车道偏离的方向转动。

日本专利申请公报No.2010-100120(JP 2010-100120 A)公开了一种利用电动助力转向(EPS)装置的车道偏离防止控制。根据这种控制，控制器利用电动助力转向装置施加转向扭矩以使车辆沿避免车道偏离的方向转动。

发明内容

在车道偏离防止控制方面存在进一步改善的空间。本发明提供了一种能够比现有的车道偏离防止控制更精细地控制车辆的行为的技术。

由于车道偏离防止控制的操作没有考虑驾驶员的意图，因此车道偏离防止控制根据具体情况使驾驶员感觉不适。例如，在基于制动控制的车道偏离防止控制的情况下，即使在驾驶员不压下制动踏板时，车辆仍减速。这种减速会给驾驶员造成不适。在基于施加转向扭矩的车道偏离防止控制的情况下，转向扭矩被传递至驾驶员的握住方向盘的手。驾驶员感觉到与路面反作用力不同的扭矩，这引起不适。当车辆的转动程度由于车道偏离防止控制而增大时，横向加速度和侧倾角增大。驾驶员感觉到与转向不对应的侧倾行为，这引起不适。

本发明还提供了一种能够减少因车道偏离防止控制而产生的不适的技术。

本公开的第一方面涉及一种车辆控制器。该车辆控制器包括至少一个电子控制单元，所述至少一个电子控制单元配置成执行车道偏离防止控制和侧倾刚度控制，车道偏离防止控制对第一致动器进行控制以使得车辆沿避免车辆的车道偏离的方向转动，侧倾刚度控制对第二致动器进行控制以使得车辆的侧倾刚度改变，其中，所述至少一个电子控制单元以与车道偏离防止控制的执行相结合的方式执行侧倾刚度控制。

本公开的第二方面涉及一种车辆。该车辆包括：车道偏离防止装置，该车道偏离防止装置执行使车辆沿避免车辆的车道偏离的方向转动的车道偏离防止控制；以及侧倾刚度控制装置，该侧倾刚度控制装置执行改变车辆的侧倾刚度的侧倾刚度控制，其中，侧倾刚度控制装置以与车道偏离防止装置执行车道偏离防止控制相结合的方式执行侧倾刚度控制。

本公开的第三方面涉及一种执行对车辆的行驶控制的控制系统。该控制系统包括：第一致动器，该第一致动器配置成使车辆转动；第二致动器，该第二致动器配置成改变车辆的侧倾刚度；以及至少一个电子控制单元，所述至少一个电子控制单元配置成控制第一致动器以使得车辆沿避免车辆偏离行驶车道的方向转动，并且以与对第一致动器的控制相结合的方式控制第二致动器。

根据上述方面，以与车道偏离防止控制相结合的方式执行侧倾刚度控制。车道偏离防止控制用于使车辆转动并且侧倾刚度控制影响车辆的转向特性。因此，通过将侧倾刚度控制与车道偏离防止控制相结合，可以比现有的车道偏离防止控制更精细地控制车辆的行为。

在本发明的上述方面中，车辆的侧倾刚度可以包括第一侧倾刚度和第二侧倾刚度。后分配比是第二侧倾刚度与第一侧倾刚度的比，与开始执行侧倾刚度控制之前的后分配比相比，在侧倾刚度控制中，所述至少一个电子控制单元可以增大后分配比。

根据上述方面，与执行侧倾刚度控制之前的后分配比相比，在侧倾刚度控制中，后分配比增大。侧倾刚度控制帮助在车道偏离防止控制中使车辆转动。因此，可以减小车道偏离防止控制中的控制量。因此，可以减少因车道偏离防止控制而产生的不适。

在本发明的上述方面中，第一致动器可以是在车辆的右轮与左轮之间产生制动力的差异以改变车辆方向的制动装置。在车道偏离防止控制中，所述至少一个电子控制单元可以执行对向车辆的前内轮提供前轮制动力以及向该车辆的后内轮提供后轮制动力进行的控制，并且所述至少一个电子控制单元可以在制动控制中的第一时段内执行第一制动力分配调节，第一制动力分配调节执行对将后轮制动力设定成小于前轮制动力进行的控制。

根据上述方面，可以抑制因制动控制而产生的车轮的滑移。因此，可以基于制动控制稳定地执行车道偏离防止控制。

在本发明的上述方面中，所述至少一个电子控制单元可以在制动控制中的第一时段之前的第二时段内执行第二制动力分配调节。第二制动力分配调节可以是对将后轮制动力设定成大于前轮制动力进行的控制。

根据上述方面，可以使基于制动控制的车道偏离防止控制稳定并且提高车道偏离防止控制的初始响应性。

在本发明的上述方面中，所述至少一个电子控制单元可以在第二时段内监控后轮的滑移量，并且在滑移量大于阈值时从执行第二制动力分配调节切换至执行第一制动力分配调节。

根据上述方面，可以在车辆不自旋的范围内基于制动控制提高车道偏离防止控制的初始响应性。

在本发明的上述方面中，车辆的侧倾刚度可以包括第一侧倾刚度和第二侧倾刚度。所述至少一个电子控制单元可以控制第二致动器以使得第二侧倾刚度和第一侧倾刚度两者在侧倾刚度控制中都大于执行侧倾刚度控制之前的侧倾刚度。

根据上述方面，在侧倾刚度控制中，与执行侧倾刚度控制之前的前轮侧的侧倾刚度和后轮侧的侧倾刚度相比，车辆控制器增大前轮侧的侧倾刚度和后轮侧的侧倾刚度。因此，可以抑制在车道偏离防止控制中侧倾角的增大。因此，可以减少因侧倾角的增大而产生的不适。

在本发明的上述方面中，车辆的侧倾刚度可以包括第一侧倾刚度和第二侧倾刚度。所述至少一个电子控制单元可以计算预计会由车道偏离防止控制产生的预期横摆率并且基于该预期横摆率确定第一侧倾刚度和第二侧倾刚度两者的增加量。

根据上述方面，可以更早地确定侧倾刚度的增加量并且更早地开始侧倾刚度控制。

在本发明的上述方面中，所述至少一个电子控制单元可以判断在车道偏离防止控制开始之后车辆是否处于转向过度状态，并且所述至少一个电子控制单元在判定车辆处于转向过度状态时控制第二致动器，以使得后分配比小于执行侧倾刚度控制之前的后分配比，其中，后分配比是第二侧倾刚度与第一侧倾刚度的比。

根据上述方面，执行侧倾刚度控制以使得因车道偏离防止控制而产生的转向过度行为得到缓和。因此，可以减少因转向过度行为而产生的不适。

在本发明的上述方面中，第一致动器可以是在车辆的车轮中产生制动力的制动装置。所述至少一个电子控制单元可以控制第一致动器以使得在车辆的右轮与左轮之间产生制动力的差异从而改变车辆的方向。

根据上述方面，在基于制动控制的车道偏离防止控制中获得上述优点。

在本发明的上述方面中，第一致动器可以是产生转向扭矩的转向装置。所述至少一个电子控制单元可以控制转向装置以使得产生转向扭矩从而改变车辆的方向。

根据上述方面，在基于转向扭矩的车道偏离防止控制中获得上述优点。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术意义和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式的车辆的配置的示例的示意图；

图2是示出了车道偏离防止控制的概念图；

图3是示出了车道偏离防止控制的示例的流程图；

图4A是示出了侧倾刚度分配与转向特性之间的关系的概念图；

图4B是示出了侧倾刚度分配与转向特性之间的关系的概念图；

图4C是示出了侧倾刚度分配与转向特性之间的关系的概念图；

图5是示出了侧偏刚度与载荷之间的关系的曲线图；

图6是示出了根据实施方式的控制器的功能的框图；

图7是简要地示出了根据实施方式的控制器中的处理流程的流程图；

图8是示出了根据实施方式的行驶控制的第一示例中的侧倾刚度控制的时序图；

图9是示出了由根据实施方式的行驶控制的第一示例获得的优点的概念图；

图10是示出了根据实施方式的行驶控制的第二示例中的车道偏离防止控制的概念图；

图11是示出了根据实施方式的行驶控制的第三示例中的车道偏离防止控制的时序图；

图12是示出了根据实施方式的行驶控制的第四示例中的侧倾刚度控制的时序图；

图13是示出了根据实施方式的行驶控制的第四示例中的侧倾刚度控制的流程图；

图14是示出了根据实施方式的行驶控制的第五示例中的侧倾刚度控制的流程图；以及

图15是示出了根据实施方式的行驶控制的第五示例中的侧倾刚度控制的时序图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施方式。

1.配置示例

图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式的车辆1的配置的示例的示意图。车辆1包括车轮10、转向机构20、制动机构30、侧倾刚度改变机构40、各种传感器、摄像头单元60以及控制器100。

<车轮10>

车轮10包括左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL以及右后轮10RR。在以下描述中，左前轮10FL和右前轮10FR可以被称为“前轮10F”，并且左后轮10RL和右后轮10RR可以被称为“后轮10R”。

<转向机构20>

转向机构20是电动助力转向(EPS)机构。更具体地，转向机构20包括方向盘22、转向轴24、转向齿轮26以及电动致动器28。

方向盘22是驾驶员用于执行转向操作的操作构件。转向轴24将方向盘22与转向齿轮26连接至彼此，并且将方向盘22的旋转运动传递至转向齿轮26。转向齿轮26经由连杆机构而连接至前轮10F并且将从转向轴24输入的旋转运动转换成连杆机构的运动。可以通过连杆机构的运动来改变前轮10F的方向，即车辆1的行驶方向。

电动致动器28包括电动马达并且通过该电动马达的旋转来产生转向扭矩。电动致动器28将所产生的转向扭矩施加至转向轴24或转向齿轮26。由电动致动器28产生转向扭矩可以与驾驶员利用方向盘22进行的转向操作相结合或者可以独立于该转向操作。通过以与驾驶员的转向操作相结合的方式产生转向扭矩，可以辅助转向操作。另一方面，通过独立于驾驶员的转向操作产生转向扭矩，例如可以自动地控制车辆1的姿态。

<制动机构30>

制动机构30包括制动踏板32、主缸34、制动致动器36以及轮缸38FL、38FR、38RL和38RR。

制动踏板32是驾驶员用于执行制动操作的操作构件。主缸34经由制动致动器36而连接至轮缸38FL、38FR、38RL和38RR。轮缸38FL、38FR、38RL和38RR分别设置在左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL和右后轮10RR中。

主缸34基于驾驶员操作制动踏板32的量以一定的压力向制动致动器36供给制动液。制动致动器36将制动液从主缸34分配至轮缸38FL、38FR、38RL和38RR。左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL以及右后轮10RR中产生的制动力根据供给至轮缸38FL、38FR、38RL和38RR的制动液的压力来确定。

制动致动器36包括阀或泵并且可以独立地调节供给至轮缸38FL、38FR、38RL和38RR的制动液的压力。即，制动致动器36可以独立地控制左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL和右后轮10RR的制动力。借助制动致动器36的制动力的控制可以与使用制动踏板32的驾驶员的制动操作相结合或者可以独立于驾驶员的制动操作。通过独立于驾驶员的制动操作来控制车轮10的制动力，例如可以自动地控制车辆1的姿态。

<侧倾刚度改变机构40>

在本实施方式中，车辆1的侧倾刚度是可变的。侧倾刚度的可变控制由侧倾刚度改变机构40执行。更具体地，侧倾刚度改变机构40独立地控制前轮10F侧的侧倾刚度和后轮10R侧的侧倾刚度。侧倾刚度改变机构40的示例包括主动稳定器和主动悬架。

在图1中所示的示例中，侧倾刚度改变机构40是主动稳定器。具体地，侧倾刚度改变机构40包括前轮10F侧的前主动稳定器40F和后轮10R侧的后主动稳定器40R。

前主动稳定器40F调节前轮10F侧的侧倾刚度。更具体地，前主动稳定器40F包括致动器42F以及稳定杆44FL和44FR。稳定杆44FL将致动器42F连接至左前轮10FL的支承构件。稳定杆44FR将致动器42F连接至右前轮10FR的支承构件。致动器42F包括马达或减速齿轮。致动器42F可以通过调节稳定杆44FL和44FR的扭矩量来增大或减小前轮10F侧的侧倾刚度。

后主动稳定器40R调节后轮10R侧的侧倾刚度。更具体地，后主动稳定器40R包括致动器42R以及稳定杆44RL和44RR。稳定杆44RL将致动器42R连接至左后轮10RL的支承构件。稳定杆44RR将致动器42R连接至右后轮10RR的支承构件。致动器42R包括马达或减速齿轮。致动器42R可以通过调节稳定杆44RL和44RR的扭矩量来增大或减小后轮10R侧的侧倾刚度。

<各种传感器>

各种传感器包括轮速传感器50、转向角传感器52、车速传感器54、横向加速度传感器56以及横摆率传感器58。

轮速传感器50包括分别设置在左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL和右后轮10RR中的轮速传感器50FL、50FR、50RL和50RR。轮速传感器50FL、50FR、50RL和50RR分别检测左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL和右后轮10RR的转速。

转向角传感器52检测因方向盘22的旋转而产生的转向角。车速传感器54检测车辆1的速度。横向加速度传感器56检测作用于车辆1的横向加速度(横向G)。横摆率传感器58检测车辆1中所产生的实际横摆率。

<摄像头单元60>

摄像头单元60用于待稍后描述的车道偏离防止控制。摄像头单元60包括捕捉车辆1的前侧的图像的摄像头和处理成像数据的图像处理单元。图像处理单元执行对成像数据的处理并且提取诸如车辆1的前侧的路面上的白线、黄线和中心线之类的边界线。图像处理单元基于所提取的边界线识别行驶车道，并且生成指示行驶车道与车辆1的位置之间的关系的行驶车道信息。

<控制器100>

控制器100是执行对车辆1的行驶控制的车辆控制器。更具体地，控制器100连接至各种致动器(电动致动器28、制动致动器36以及致动器42F和42R)、各种传感器和摄像头单元60。控制器100从各种传感器接收检测信息并且从摄像头单元60接收行驶车道信息。控制器100基于所接收的信息启动必要的致动器以执行行驶控制。

例如，控制器100可以通过启动转向机构20的电动致动器28来执行施加必要转向扭矩的“转向控制”。可以认为控制器100和转向机构20构成执行转向控制的“转向控制器”。

控制器100可以通过启动制动机构30的制动致动器36来执行施加必要的制动力的“制动控制”。可以认为控制器100和制动机构30构成执行制动控制的“制动控制器”。

控制器100可以通过启动侧倾刚度改变机构40的致动器42F和42R来执行改变车辆1的侧倾刚度的“侧倾刚度控制”。可以认为控制器100和侧倾刚度改变机构40构成执行侧倾刚度控制的“侧倾刚度控制器”。

通常，控制器100是包括处理器、存储器以及输入接口和输出接口的微型计算机。控制器100也被称为电子控制单元(ECU)。控制器100经由输入接口和输出接口从各种传感器接收检测信息并且向各种致动器发送指令。控制程序被存储在存储器中，控制器100的功能是通过使处理器执行控制程序来实现的。

2.车道偏离防止控制

图2是示出了车道偏离防止控制的概念图。将考虑如下状态：驾驶员不打算改变行驶车道，但是车辆1可能会偏离行驶车道。在车道偏离防止控制中，当检测到这种状态时，车辆1自动沿避免车道偏离的方向转动。这种车道偏离防止控制也被称为车道偏离警示(LDA)或车道保持辅助(LKA)。

根据本实施方式的控制器100执行车道偏离防止控制。车道偏离防止控制的具体方法没有特别地限制。例如，可以使用JP 2006-282168 A或JP 2010-100120 A中公开的方法。

下面将描述根据本实施方式的车道偏离防止控制的示例。图3是示出了车道偏离防止控制的示例的流程图。图3中所示的流程在车辆1行驶时被重复执行。

步骤S1：控制器100从安装在车辆1中的各种传感器接收行驶信息。行驶信息包括由轮速传感器50检测的车轮的转速、由转向角传感器52检测的转向角、由车速传感器54检测的车速、由横向加速度传感器56检测的横向加速度以及由横摆率传感器58检测的实际横摆率。

车辆1的摄像头单元60捕捉车辆1的前侧的图像。摄像头单元60执行对成像数据的处理并且提取诸如车辆1的前侧的路面上的白线、黄线和中心线之类的边界线。摄像头单元60基于所提取的边界线识别行驶车道并且生成指示行驶车道与车辆1的位置之间的关系的行驶车道信息。控制器100从摄像头单元60接收行驶车道信息。

步骤S2：控制器100基于行驶信息和行驶车道信息来判断是否执行车道偏离防止控制。出于这个目的，控制器100判断：(a)车辆1是否可能会偏离行驶车道，以及(b)驾驶员是否打算主动改变行驶车道。

在判断(a)中，控制器100利用行驶信息和行驶车道信息来估计车辆1在行驶车道中的路线。随后，控制器100基于行驶车道信息、估计的路线、车速等计算在车辆1偏离行驶车道发生以前的预测时间。当预测时间小于允许值时，控制器100判定车辆1可能会偏离行驶车道。

在判断(b)中，控制器100例如基于转向角的变化来判断驾驶员是否执行转向操作。当驾驶员没有执行转向操作时，控制器100可以判定驾驶员不打算主动改变行驶车道。还可以使用来自未示出的方向指示器的信号。当驾驶员没有操作方向指示器时，控制器100可以判定驾驶员不打算主动改变行驶车道。

当驾驶员不打算改变行驶车道但是车辆1可能会偏离行驶车道时，控制器100判定执行车道偏离防止控制(步骤S2中为是)。在这种情况下，流程转至步骤S3。要不然(步骤S2中为否)，该循环结束并且流程返回至步骤S1。

步骤S3：控制器100执行车道偏离防止控制。具体地，控制器100自动使车辆1沿避免车道偏离的方向转动。

例如，控制器100可以通过启动转向机构20的电动致动器28来产生转向扭矩并且改变车辆1的方向。在图2中所示的示例中，为了避免车道偏离，控制器100产生转向扭矩以引起向右的转动。可以认为转向机构20、摄像头单元60和控制器100构成执行车道偏离防止控制的“车道偏离防止装置”。

控制器100还可以通过在左轮10FL和10RL与右轮10FR和10RR之间产生制动力差来改变车辆1的方向。例如，在图2中所示的示例中，为了避免车道偏离，有必要引起向右的转动。出于这个目的，控制器100可以向右前轮10FR施加制动力或者向右前轮10FR和右后轮10RR两者施加制动力。因此，在车辆1的左侧与右侧之间产生制动力差，并且因此车辆1向右转动。为了控制车轮的制动力，控制器100可以适当地启动制动机构30的制动致动器36。可以认为制动机构30、摄像头单元60和控制器100构成执行车道偏离防止控制的“车道偏离防止装置”。

3.侧倾刚度分配和转向特性

下面将参照图4A至图4C来描述侧倾刚度分配与转向特性之间的关系。侧倾刚度分配指的是车辆1的前轮10F侧和后轮10R侧的侧倾刚度的分配。在图4A至图4C中，附图标记RSf表示前轮10F侧的侧倾刚度并且附图标记RSr表示后轮10R侧的刚度。

在图4A至图4C中，在左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL和右后轮10RR旁边描绘了被圆圈包围的数值。这些数值表示施加至车轮的载荷的大小。数值是用于简单描述的相对值并且不意味着实际载荷。包围每个数值的圆圈的大小被绘制成随着数值(载荷)增大而增大。即，包围每个数值的圆圈对应于摩擦圆。

如图4A中所示，当车辆1直线行驶时，分别向左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL以及右后轮10RR施加载荷“100”。此后，假设车辆1向右转动。假设大小为“40”的载荷通过向右的这种转动而从车辆1的右侧(内轮侧)移动至左侧(外轮侧)。即，施加至外轮侧的左前轮10FL和左后轮10RL的载荷总共增加“40”。另一方面，施加至内轮侧的右前轮10FR和右后轮10RR的载荷总共减少“40”。

(1)RSf＝RSr的情况

首先，参照图4B考虑前轮10F侧的侧倾刚度RSf和后轮10R侧的侧倾刚度RSr相同的情况。在这种情况下，外轮侧的载荷的增加量“40”均匀地分配至左前轮10FL和左后轮10RL。因此，施加至左前轮10FL和左后轮10RL的载荷增加“20”并且变为“120”。另一方面，施加至内轮侧的右前轮10FR和右后轮10RR的载荷减少“20”并且变为“80”。施加至前轮10F的总载荷和施加至后轮10R的总载荷各自为“200”，这与直线行驶时相同。

(2)RSf<RSr的情况

随后，参照图4C考虑后轮10R侧的侧倾刚度RSr高于前轮10F侧的侧倾刚度RSf的情况。在这种情况下，外轮侧的载荷的增加量“40”根据RSf与RSr的比值分配至左前轮10FL和左后轮10RL。例如，假设RSr/RSf＝3的情况。在这种情况下，施加至左后轮10RL的载荷增加“30”并且变为“130”，并且施加至左前轮10FL的载荷增加“10”并且变为“110”。另一方面，施加至内轮侧的右后轮10RF的载荷减少“30”并且变为“70”，并且施加至右前轮10FR的载荷减少“10”并变为“90”。施加至前轮10F的总载荷和施加至后轮10R的总载荷各自为“200”，这与直线行驶时相同。

情况(1)与情况(2)之间存在转向特性的差异。这将在下面参照图5进行描述。图5是示出了侧偏刚度(cornering power)与载荷之间的关系的曲线图。水平轴表示施加至某个车轮的载荷[kN]，并且纵轴表示车轮的侧偏刚度[kN/deg]。例如，当向某个车轮施加载荷W0时，该车轮的侧偏刚度为CP0。

众所周知，侧偏刚度根据载荷而变化，并且随着载荷增大而增大。侧偏刚度的增加量与载荷的增加量的比随着载荷增大而减小。即，如图5中所示，示出了侧偏刚度与载荷之间的关系的曲线是向上凸的。

在这里，将考虑后轮10R(左后轮10RL和右后轮10RR)的平均侧偏刚度。假设车辆1向右转动，载荷W0+ΔW被施加至外轮侧的左后轮10RL并且载荷W0-ΔW被施加至内轮侧的右后轮10RR。后轮10R的平均侧偏刚度在这种情况下是小于CP0的CP1，如可以从图5观察到的。

此时，假设载荷W0+2ΔW被施加至外轮侧的左后轮10RL，并且载荷W0-2ΔW被施加至内轮侧的右后轮10RR。在这种情况下，后轮10R的平均侧偏刚度是CP2，CP2小于CP1，如可以从图5观察到的。即，当车辆转动时，内轮和外轮的平均侧偏刚度随着内轮与外轮之间的载荷差增大而减小。另一方面，内轮与外轮的平均侧偏刚度随着内轮与外轮之间的载荷差减小而增大。

对图4B和图4C进行比较。即，对情况(1)和情况(2)进行比较。关注后轮10R，左后轮10RL与右后轮10RR之间的载荷差在情况(1)下为“40(＝120-80)”并且在情况(2)为“60(＝130-70)”。因此，后轮10R的平均侧偏刚度在情况(2)下比在情况(1)下小。

另一方面，关注前轮10F，左前轮10FL与右前轮10FR之间的载荷差在情况(1)下为“40(＝120-80)”并且在情况(2)下为“20(＝110-90)”。因此，前轮10F的平均侧偏刚度在情况(2)下比在情况(1)下高。

以这种方式，与情况(1)相比，情况(2)下的后轮10R的平均侧偏刚度减小而情况(2)下的前轮10F的平均侧偏刚度增大。这意味着转向过度趋势在情况(2)下更强。即，转向过度趋势随着后轮10R的侧倾刚度分配变得更大而变得更强。

“后分配比RSr/RSf”被看作是表示后轮10R的侧倾刚度分配的参数的示例。后分配比RSr/RSf是后轮10R侧的侧倾刚度RSr与前轮10F侧的侧倾刚度RSf的比。转向过度趋势随着后分配比RSr/RSf增大而增大。另一方面，转向不足趋势随着后分配比RSr/RSf减小而与增大。

以这种方式，通过改变车辆1的侧倾刚度RSf和RSr，可以改变车辆1的转向特性。根据本实施方式的控制器100执行改变侧倾刚度RSf和RSr的“侧倾刚度控制”。当侧倾刚度RSf和RSr改变时，控制器100可以启动侧倾刚度改变机构40的致动器42F和42R。因此，可以认为控制器100和侧倾刚度改变机构40构成执行侧倾刚度控制的“侧倾刚度控制装置”。

4.车道偏离防止控制与侧倾刚度控制的联动

图6是示出了根据本实施方式的控制器100的功能的框图。控制器100包括作为功能块的信息获取单元110、车道偏离防止控制单元120和侧倾刚度控制单元130。这些功能块通过使控制器100的处理器执行存储在存储器中的控制程序来实现。

信息获取单元110从安装在车辆1中的各种传感器接收行驶信息。行驶信息包括由轮速传感器50检测的车轮的转速、由转向角传感器52检测的转向角、由车速传感器54检测的车速、由横向加速度传感器56检测的横向加速度以及由横摆率传感器58检测的实际横摆率。信息获取单元110从摄像头单元60接收行驶车道信息。信息获取单元110的处理对应于图3中的步骤S1。

车道偏离防止控制单元120从信息获取单元110接收行驶信息和行驶车道信息。车道偏离防止控制单元120基于行驶信息和行驶车道信息判断是否应当执行车道偏离防止控制(图3中的步骤S2)。当判定应当执行车道偏离防止控制时，车道偏离防止控制单元120执行车道偏离防止控制(图3中的步骤S3)。

侧倾刚度控制单元130执行侧倾刚度控制并且改变侧倾刚度RSf和RSr。本实施方式的一个特征在于，侧倾刚度控制单元130以与车道偏离防止控制的执行相结合的方式执行侧倾刚度控制。即，当车道偏离防止控制单元120执行车道偏离防止控制时，侧倾刚度控制单元130响应于车道偏离防止控制的执行来执行侧倾刚度控制。在这里，“响应于车道偏离防止控制的执行”包括“响应于判定执行车道偏离防止控制(图3中的步骤S2中为“是”)”和“响应于‘开始’执行车道偏离防止控制(图3中的步骤S3)”这两个概念。

根据本实施方式的侧倾刚度控制可以被认为是通过执行车道偏离防止控制而直接触发的。例如，如图6中所示，车道偏离防止控制单元120向侧倾刚度控制单元130输出触发信号TRG。触发信号TRG的输出正时可以是判定执行车道偏离防止控制的时刻(步骤S2中为是)或者是开始执行车道偏离防止控制的时刻(步骤S3)。在任何情况下，由于执行车道偏离防止控制而直接输出触发信号TRG。侧倾刚度控制单元130从车道偏离防止控制单元120接收触发信号TRG并且响应于该触发信号TRG执行侧倾刚度控制。

侧倾刚度控制的开始时间可以早于、晚于车道偏离防止控制的开始时间或者与车道偏离防止控制的开始时间相同，只要以与车道偏离防止控制相结合的方式执行侧倾刚度控制即可。例如，在判定执行车道偏离防止控制时输出触发信号TRG的情况下，存在侧倾刚度控制将在车道偏离防止控制开始之前开始的可能性。

图7是简要地示出了根据本实施方式的控制器100的处理流程的流程图。在图7中，“侧倾刚度控制与车道偏离防止控制联动”的观点结合到图3中所示的流程图中。更具体地，图3中的步骤S3被步骤S3’代替。步骤S1和S2与图3中的步骤相同，因此将不重复对步骤S1和S2的详细描述。

步骤S3’：控制器100执行车道偏离防止控制。具体地，控制器100自动使车辆1沿避免车道偏离的方向转动。控制器100以与车道偏离防止控制的执行相结合的方式执行改变侧倾刚度RSf和RSr的侧倾刚度控制。当车道偏离被避免并且车道偏离防止控制完成时，控制器100结束侧倾刚度控制并且将侧倾刚度RSf和RSr恢复至侧倾刚度控制开始之前的状态。

如上所述，根据本实施方式，以与车道偏离防止控制相结合的方式执行侧倾刚度控制。车道偏离防止控制使车辆1转动并且侧倾刚度控制影响车辆1的转向特性。因此，通过将侧倾刚度控制与车道偏离防止控制相结合，可以比现有车道偏离防止控制更精细地控制车辆1的行为。在下文中，将描述基于车道偏离防止控制和侧倾刚度控制的组合的行驶控制的各种示例。

5.行驶控制的各种示例

5-1.第一示例

车道偏离防止控制的执行没有考虑驾驶员的意图，并且因此根据具体情况给驾驶员造成不适。例如，在基于制动控制的车道偏离防止控制的情况下，即使在驾驶员不压下制动踏板32时，车辆1仍减速。减速给司机带来不适。在基于施加转向扭矩的车道偏离防止控制的情况下，转向扭矩被传递至驾驶员的握住方向盘22的手。驾驶员感觉到与路面反作用力不同的扭矩，这会引起不适。第一示例涉及可以减少这种不适的行驶控制。

图8是示出了第一示例中的侧倾刚度控制的时序图。在图8中，横轴表示时间并且纵轴表示后分配比RSr/RSf。根据本示例，控制器100以与车道偏离防止控制的执行相结合的方式增大后分配比RSr/RSf。例如，在图8中，执行侧倾刚度控制之前的后分配比RSr/RSf为ra。控制器100在侧倾刚度控制中将后分配比RSr/RSf设定成高于ra的rb。

如上面参照图4A至图4C所描述的，转向过度趋势随着后分配比RSr/RSf增大而增大。转向过度趋势的增大意味着更容易通过车道偏离防止控制来使车辆1转动。即，通过以与车道偏离防止控制相结合的方式增大后分配比RSr/RSf，可以更容易使车辆1转动。

图9是示出了在本示例中获得的优点的概念图。在图9中，横轴表示LDA控制量并且纵轴表示由车道偏离防止控制产生的横摆力矩。在这里，LDA控制量是反映由车道偏离防止控制执行的控制量的参数。在基于制动控制的车道偏离防止控制的情况下，LDA控制量是基于施加至车轮的制动力的参数。在基于施加转向扭矩的车道偏离防止控制的情况下，LDA控制量是基于所施加的转向扭矩的参数。

在RSr/RSf＝ra的情况下，产生横摆力矩y所需的LDA控制量为xa。另一方面，在RSr/RSf＝rb(>ra)的情况下，转向过度趋势增大并且车辆1更容易转动。在这种情况下，产生相同的横摆力矩y所需的LDA控制量是xb，xb小于xa。即，通过增大后分配比RSr/RSf，可以抑制LDA控制量。当LDA控制量(制动力、转向扭矩)减小时，因车道偏离防止控制而产生的不适也会因此减少。

在本示例中，执行侧倾刚度控制以辅助通过车道偏离防止控制使车辆1转动。因此，车道偏离防止控制的负担得以减小并且LDA控制量减小。因此，可以减少因车道偏离防止控制而产生的不适。

5-2.第二示例

第二示例是第一示例的改型并且特别适用于基于制动控制的车道偏离防止控制。

图10是示出了根据第二示例的车道偏离防止控制的概念图。假设车辆1通过基于制动控制的车道偏离防止控制而向右转动。在这种情况下，例如，控制器100分别向位于转动侧的右前轮10FR和右后轮10RR施加前轮制动力Bf和后轮制动力Br。

另一方面，后分配比RSr/RSf通过第一示例中描述的侧倾刚度控制而增大。如可以从图4A(RSf＝RSr)与图4B(RSf<RSr)的比较观察到的，当后分配比RSr/RSf增大时，右前轮10FR的摩擦圆增大并且右后轮10RR的摩擦圆减小。因此，当施加后轮制动力Br时，右后轮10RR更容易滑移。当右后轮10RR的滑移量增大时，后轮10R的横向力(转动力)整体上降低，并且存在车辆1的方向改变超过预期的可能性。换句话说，存在将不按预期执行车道偏离防止控制的可能性。

因此，控制器100调节前轮制动力Bf与后轮制动力Br的分配以抑制右后轮10RR的滑移。具体地，如图10中所示，控制器100将后轮制动力Br设定成小于前轮制动力Bf(Bf>Br)。即，对于具有相对较小摩擦圆的右后轮10RR，后轮制动力Br被设定成相对较小以抑制滑移。另一方面，为了保持总制动力，具有相对较大的摩擦圆的右前轮10FR的前轮制动力Bf被设定成相对较大。通过这种制动力分配调节，可以保持总制动力并且抑制滑移。因此，可以稳定地执行车道偏离防止控制。

仅需要在行驶车道偏离防止控制(制动控制)期间的至少部分时段内执行根据本示例的制动力分配调节。即使在部分时段内执行制动力分配调节，使车道偏离防止控制稳定的效果仍得以实现。

5-3.第三示例

第三示例是第二示例的改型。如第二示例中所描述的，当右后轮10RR的滑移量增大时，后轮10R的横向力(转动力)整体上减小并且存在车辆1的方向将改变超过预期的可能性。在第三示例中，车辆1利用因右后轮10RR的滑移而产生的转动力的增大反而更快速地转动。

图11是示出了根据第三示例的车道偏离防止控制(制动控制)的时序图。特别地，图11示出了前轮制动力Bf与后轮制动力Br的分配在制动控制中的切换。在图11中，制动控制时段包括初始分配调节时段PP和主要分配调节时段PM。初始分配调节时段PP是制动控制的初始阶段。主要分配调节时段PM是初始分配调节时段PP之后的时段。

在初始分配调节时段PP中，控制器100将后轮制动力Br设定成大于前轮制动力Bf(Bf<Br)。由于右后轮10RR的摩擦圆较小，因此在向右后轮10RR施加较大的制动力Br时，右后轮10RR可能会滑移。当右后轮10RR的滑移量增大时，后轮10R的横向力(转动力)整体上减小并且横摆力矩增大。因此，车辆1较早转动。可以认为初始分配调节时段PP中的制动力分配调节(Bf<Br)提高了车道偏离防止控制的初始响应性。

在初始分配调节时段PP之后的主要分配调节时段PM内，控制器100将后轮制动力Br设定成小于前轮制动力Bf(Bf>Br)。该制动力分配调节与第二示例中的制动力分配调节相同并且使车道偏离防止控制稳定。

根据本示例，可以稳定地执行车道偏离防止控制并且提高初始响应性。当初始分配调节时段PP过长时，存在车辆1由于右后轮10RR的滑移量的增大而自旋的顾虑。因此，初始分配调节时段PP设定成使得车辆不自旋。

例如，从初始分配调节时段PP至主要分配调节时段PM的过渡时间基于右后轮10RR的滑移量是否大于阈值来确定。具体地，控制器100基于车轮的转速和车辆1的速度来计算车轮的滑移量(滑移率)。车轮的转速由轮速传感器50FL、50FR、50RL和50RR来检测。车辆1的车速由车速传感器54检测。替代性地，车辆1的速度可以根据左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL以及右后轮10RR的转速来计算。控制器100在初始分配调节时段PP内监控右后轮10RR的滑移量并且将该滑移量与阈值进行比较。阈值设定成使得车辆1不自旋的滑移量。当右后轮10RR的滑移量大于阈值时，控制器100将制动力分配调节从“Bf<Br”切换成“Bf>Br”。因此，可以在车辆1不自旋的范围内提高车道偏离防止控制的初始响应性。

5-4.第四示例

当车辆1的转动程度通过车道偏离防止控制而增大时，横向加速度和侧倾角增大。驾驶员感觉到与转向不一致的侧倾行为，这会引起不适。第四示例涉及可以减少这种不适的行驶控制。

图12是示出了第四示例中的侧倾刚度控制的时序图。根据本示例，控制器100以与车道偏离防止控制的执行联动的方式增大前轮10F侧的侧倾刚度RSf和后轮10R侧的侧倾刚度RSr。因此，侧倾角在车道偏离防止控制时的增大被抑制。因此，可以减少因侧倾角的增大而产生的不适。

图13是示出了本示例中的侧倾刚度控制的流程图。在确定车道偏离防止控制的LDA控制量(制动力、转向扭矩)之后，控制器100计算预计会由LDA控制量产生的预期横摆率(步骤S11)。随后，控制器100将预期的横摆率转换成横向加速度(步骤S12)。随后，控制器100确定大小与计算出的横向加速度对应的侧倾控制量(步骤S13)。在这里，侧倾控制量是根据本示例的侧倾刚度控制中的侧倾刚度RSf和RSr的增加量。侧倾控制量被确定为随着横向加速度(预期横摆率)增大而增大。此后，控制器100利用确定的侧倾控制量来执行侧倾刚度控制(步骤S14)。

作为确定侧倾控制量的方法的另一示例，可以使用一种利用由横向加速度传感器56检测的实际横向加速度的方法。即，当执行车道偏离防止控制时，车辆1转动并且横向加速度增大。此后，控制器100基于由横向加速度传感器56检测到的实际横向加速度来确定侧倾控制量。然而，在该方法中，确定侧倾控制量的时间是在横向加速度和侧倾角实际上增大之后。即，侧倾角最初增大，并且随后通过侧倾刚度控制而减小。

另一方面，在图13中所示的方法中，以前馈方式根据LDA控制量来确定侧倾控制量。因此，与使用横向加速度传感器56的方法相比，可以更早地确定侧倾控制量并且可以更早地开始侧倾刚度控制。因此，可以防止侧倾角在初始阶段中增大并且实现更平稳的行为。

5-5.第五示例

车辆1借助车道偏离防止控制而转动。然而，当此时的转动程度较大并且车辆1处于转向过度状态时，驾驶员同样会感到不适。第五示例涉及可以减少这种不适的行驶控制。

图14是示出了根据第五示例的侧倾刚度控制的流程图。在车道偏离防止控制开始之后，控制器100判断车辆1是否处于转向过度状态。更具体地，执行以下内容。

步骤S21：在基于施加转向扭矩的车道偏离防止控制中，控制器100基于转向角和车速利用已知方法来计算目标横摆率。转向角由转向角传感器52检测。车速由车速传感器54检测。替代性地，车速可以通过由轮速传感器50FL、50FR、50RL和50RR检测到的左前轮10FL、右前轮10FR、左后轮10RL以及右后轮10RR的转速来计算。

在基于制动控制的车道偏离防止控制中，由于转向角不改变，因此转向角不能用于计算目标横摆率。因此，LDA控制量(制动力)被用来代替转向角。控制器100基于LDA控制量或车速来计算目标横摆率。例如，预先准备表示LDA控制量与目标横摆率之间的关系的映射。在制动控制中的LDA控制量被确定之后，控制器100基于该映射来获取目标横摆率。

步骤S22：此时，控制器100通过从实际横摆率减去目标横摆率来计算横摆率偏差。实际横摆率由横摆率传感器58检测。随后，控制器100将横摆率偏差与阈值Dth进行比较。当横摆率偏差等于或大于阈值Dth(步骤S22中为“是”)时，控制器100判定车辆1处于转向过度状态。在这种情况下，处理流程转至步骤S23。另一方面，当横摆率偏差小于阈值Dth(步骤S22中为“否”)时，该循环结束。

步骤S23：控制器100减小后分配比RSr/RSf。图15是示出了步骤S23的处理的时序图。在图15中，横轴表示时间并且纵轴表示后分配比RSr/RSf。在这里，rc表示执行侧倾刚度控制之前的后分配比RSr/RSf。在步骤S23中，控制器100将后分配比RSr/RSf设定成小于rc的rd。

如上面参照图4A至图4C所描述的，随着后分配比RSr/RSf减小，转向不足的趋势增大。因此，因车道偏离防止控制而产生的过度转向行为被缓和。因此，可以减少给驾驶员带来的不适。

只要第一示例至第五示例彼此兼容，第一示例至第五示例就可以被适当地组合。

Claims (14)

1.一种车辆控制器，其特征在于包括：

至少一个电子控制单元，所述至少一个电子控制单元配置成执行：

车道偏离防止控制，所述车道偏离防止控制对第一致动器进行控制以使得车辆沿避免所述车辆的车道偏离的方向转动；以及

侧倾刚度控制，所述侧倾刚度控制对第二致动器进行控制以使得所述车辆的侧倾刚度改变，

其中，所述至少一个电子控制单元以与所述车道偏离防止控制的执行相结合的方式执行所述侧倾刚度控制。

2.根据权利要求1所述的车辆控制器，其特征在于，

所述车辆的所述侧倾刚度包括第一侧倾刚度和第二侧倾刚度，所述第一侧倾刚度是前轮侧的侧倾刚度，所述第二侧倾刚度是后轮侧的侧倾刚度，以及

与开始执行所述侧倾刚度控制之前的后分配比相比，在所述侧倾刚度控制中，所述至少一个电子控制单元增大所述后分配比，其中，所述后分配比是所述第二侧倾刚度与所述第一侧倾刚度的比。

3.根据权利要求2所述的车辆控制器，其特征在于，

所述第一致动器是在所述车辆的右轮与左轮之间产生制动力差以改变所述车辆的方向的制动装置，以及

在所述车道偏离防止控制中，所述至少一个电子控制单元执行控制以向所述车辆的前内轮提供前轮制动力以及向所述车辆的后内轮提供后轮制动力，并且所述至少一个电子控制单元在制动控制中的第一时段内执行第一制动力分配调节，所述第一制动力分配调节执行控制以将所述后轮制动力设定成小于所述前轮制动力。

4.根据权利要求3所述的车辆控制器，其特征在于，

所述至少一个电子控制单元在所述制动控制中的所述第一时段之前的第二时段内执行第二制动力分配调节，所述第二制动力分配调节是将所述后轮制动力设定成大于所述前轮制动力的控制。

5.根据权利要求4所述的车辆控制器，其特征在于，

所述至少一个电子控制单元在所述第二时段内监控后轮的滑移量，并且所述至少一个电子控制单元在所述滑移量大于阈值时从执行所述第二制动力分配调节切换至执行所述第一制动力分配调节。

6.根据权利要求1所述的车辆控制器，其特征在于，

所述车辆的侧倾刚度包括第一侧倾刚度和第二侧倾刚度，所述第一侧倾刚度是前轮侧的侧倾刚度，所述第二侧倾刚度是后轮侧的侧倾刚度，以及

与执行所述侧倾刚度控制之前的所述第二侧倾刚度和所述第一侧倾刚度相比，在所述侧倾刚度控制中，所述至少一个电子控制单元控制所述第二致动器以使得所述第二侧倾刚度和所述第一侧倾刚度两者都增大。

7.根据权利要求6所述的车辆控制器，其特征在于，

所述至少一个电子控制单元计算预计由所述车道偏离防止控制产生的预期横摆率，并且基于所述预期横摆率确定所述第一侧倾刚度和所述第二侧倾刚度两者的增加量。

8.根据权利要求1所述的车辆控制器，其特征在于，

所述车辆的侧倾刚度包括第一侧倾刚度和第二侧倾刚度，所述第一侧倾刚度是前轮侧的侧倾刚度，所述第二侧倾刚度是后轮侧的侧倾刚度，以及

所述至少一个电子控制单元在所述车道偏离防止控制开始之后判断所述车辆是否处于转向过度状态，并且所述至少一个电子控制单元在判定所述车辆处于转向过度状态时控制所述第二致动器以使得与执行所述侧倾刚度控制之前的后分配比相比，所述后分配比减小，其中，所述后分配是所述第二侧倾刚度与所述第一侧倾刚度的比。

9.根据权利要求1、2、6-8中的任一项所述的车辆控制器，其特征在于，

所述第一致动器是在所述车辆的车轮中产生制动力的制动装置，以及

所述至少一个电子控制单元在所述车道偏离防止控制中控制所述第一致动器以使得在所述车辆的右轮与左轮之间产生制动力差从而改变所述车辆的方向。

10.根据权利要求1、2、6-8中任一项所述的车辆控制器，其特征在于，

所述第一致动器是产生转向扭矩的转向装置，以及

所述至少一个电子控制单元在所述车道偏离防止控制中控制所述转向装置以使得产生转向扭矩从而改变所述车辆的方向。

11.一种车辆，其特征在于包括：

车道偏离防止装置，所述车道偏离防止装置执行车道偏离防止控制以使所述车辆沿避免所述车辆的车道偏离的方向转动；以及

侧倾刚度控制装置，所述侧倾刚度控制装置执行侧倾刚度控制以改变所述车辆的侧倾刚度，

其中，所述侧倾刚度控制装置以与所述车道偏离防止装置执行所述车道偏离防止控制相结合的方式执行所述侧倾刚度控制。

12.一种执行对车辆的行驶控制的控制系统，所述控制系统的特征在于包括：

第一致动器，所述第一致动器配置成使所述车辆转动；

第二致动器，所述第二致动器配置成改变所述车辆的侧倾刚度；以及

至少一个电子控制单元，所述至少一个电子控制单元配置成

控制所述第一致动器以使得所述车辆沿避免所述车辆偏离行驶车道的方向转动，并且

以与对所述第一致动器的控制相结合的方式控制所述第二致动器。

13.根据权利要求12所述的车辆控制器，其特征在于，

所述第一致动器是在所述车辆的车轮中产生制动力的制动装置，并且

所述至少一个电子控制单元控制所述第一致动器以使得在所述车辆的右轮与左轮之间产生制动力差从而改变所述车辆的方向。

14.根据权利要求12所述的车辆控制器，其特征在于，

所述第一致动器是产生转向扭矩的转向装置，并且

所述至少一个电子控制单元控制所述转向装置以使得产生转向扭矩从而改变所述车辆的方向。