CN108068805B - 车辆的车道偏离防止系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种车辆的车道偏离防止系统。该车道偏离防止系统包括控制器，该控制器被配置成控制车辆车轮的制动力，使得车道偏离防止横摆力矩被施加至车辆的控制器。当车道偏离防止横摆力矩是用于防止车辆从车道偏离而向外转弯的横摆力矩时，控制器基于车辆的实际横摆角速度与基于转向角、车辆速度和车道偏离防止横摆力矩计算的标准横摆角速度之间的差以及转弯内轮的制动滑动程度中的至少一个来确定是否存在车辆进入旋转状态的可能性，并且当确定存在车辆将进入旋转状态的可能性时，向车辆施加旋转防止横摆力矩。

Description

车辆的车道偏离防止系统
技术领域
本发明涉及车辆例如机动车的车道偏离防止系统。
背景技术
已经在实践中实现了以下车道偏离防止系统：该车道偏离防止系统被配置成当基于车辆相对于行驶车道的位置关系而确定存在车辆将偏离行驶车道的担心时，使用右轮和左轮之间的制动力差来生成用于防止车辆偏离行驶车道的车道偏离防止横摆力矩。在日本专利申请公布第2006-282168号(JP 2006-282168 A)中描述了车道偏离防止系统的示例。
发明内容
当存在车辆将从行驶车道偏离而向外转弯的可能性时，通过向转弯内轮施加制动力来向车辆施加在车辆的转弯半径减小的方向上的车道偏离防止横摆力矩。当在车辆在道路表面具有低摩擦系数的道路(下文中称为“低μ道路”)上行驶的情况下存在车辆将从行驶车道偏离而向外转弯的可能性并且制动力被施加至转弯内轮时，由于转弯内轮的侧向力的减小，转弯内轮的侧向力可能不足，并且车辆的行驶可能不稳定。特别地，当后转弯内轮的侧向力不足时，存在车辆可能呈现过度转向行为并且进入旋转状态的担心。
当存在车辆将从车道偏离而向内转弯的担心时，通过向转弯外轮施加制动力来向车辆施加在车辆的转弯半径增加的方向上的车道偏离防止横摆力矩。因此，由于作用在车辆上的离心力减小，所以即使当制动力被施加至转弯外轮时，车辆也不会由于后转弯外轮的侧向力的不足而进入旋转状态。
已知一种行为控制设备，该行为控制设备被配置成当车辆进入旋转状态时基于减少旋转状态的旋转控制来控制制动力，但是除非指示车辆的旋转状态的指标值等于或大于参考值，否则不执行基于旋转控制的制动力的控制。因此，在存在车辆将从行驶车道偏离而向外转弯的担心的情况下，即使使用安装有行为控制设备的车辆，也不能有效地减少由于向车辆施加车道偏离防止横摆力矩以及后转弯内轮的侧向力的不足而使车辆将进入旋转状态的担心。
本发明提供了一种制动力控制型车道偏离防止系统，该系统可以向转弯内轮施加制动力来防止车辆从车道偏离而向外转弯，并且有效地减少车辆由于后转弯内轮的侧向力的不足而将进入旋转状态的担心。
根据本发明的一个方面，提供了一种车辆的车道偏离防止系统。根据本发明的该方面的车辆的车道偏离防止系统包括：检测器，其被配置成检测车辆相对于车道的位置关系；以及控制器，其被配置成：当基于检测器的检测结果确定存在车辆从车道偏离的可能性时，控制车辆车轮的制动力，使得在防止从车道偏离的方向上的车道偏离防止横摆力矩被施加至车辆。控制器被配置成：当车道偏离防止横摆力矩是用于防止车辆从车道偏离的横摆力矩并且制动力被施加至转弯内轮时，基于车辆的实际转弯状态量与标准转弯状态量之间的差以及转弯内轮的制动滑动程度中的至少一个来确定是否存在车辆进入旋转状态的可能性，标准转弯状态量是基于转向角、车辆速度和车道偏离防止横摆力矩计算的；以及当确定存在车辆进入旋转状态的可能性时，通过向转弯外轮施加制动力来向车辆施加旋转防止横摆力矩而不是车道偏离防止横摆力矩施，直到满足预定结束条件。
根据该方面，当车道偏离防止横摆力矩是用于防止车辆从车道偏离而向外转弯的横摆力矩并且制动力被施加至转弯内轮时，确定存在车辆将进入旋转状态的可能性。当确定存在车辆将进入旋转状态的可能性时，通过向转弯外轮施加制动力来向车辆施加旋转防止横摆力矩而不是车道偏离防止横摆力矩，直到满足预定结束条件。因此，例如，在车辆在低μ道路上转弯的情况下，将用于防止车辆从车道偏离而向外转弯的横摆力矩施加至车辆，从而即使当存在车辆将进入旋转状态的可能性时，也可以通过旋转防止横摆力矩来防止车辆进入旋转状态。
当在制动力被施加至转弯内轮的情况下存在车辆将进入旋转状态的可能性时，车辆的实际转弯状态量与标准转弯状态量之间的差增大，并且转弯内轮的制动滑动程度增加。根据该配置，由于基于车辆的实际转弯状态量与相位补偿标准转弯状态量之间的差和转弯内轮的制动滑动程度中的至少一个来确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性，所以当存在车辆将进入旋转状态的可能性时可以确定存在车辆将进入旋转状态的可能性。
用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的标准转弯状态量是基于转向角、车辆速度以及车道偏离防止横摆力矩计算的车辆的标准转弯状态量。因此，与标准转弯状态量是仅基于转向角和车辆速度计算的车辆的标准转弯状态量的情况相比较，可以在车道偏离防止横摆力矩被施加至车辆的情况下准确地确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性。
在该方面，控制器可以被配置成：当确定存在车辆从车道偏离而向外转弯的可能性时，计算用于防止车辆从车道偏离而向外转弯的目标车道偏离防止横摆力矩；当确定存在车辆进入旋转状态的可能性时，计算用于防止车辆进入旋转状态的目标旋转防止横摆力矩；以及基于目标旋转防止横摆力矩来控制旋转防止横摆力矩，而不用确定目标车道偏离防止横摆力矩和目标旋转防止横摆力矩的量值哪个更大。
根据该方面，当确定存在车辆将进入旋转状态的可能性时，可以将旋转防止横摆力矩施加至车辆，而不用确定目标车道偏离防止横摆力矩和目标旋转防止横摆力矩的量值哪个更大。因此，即使当目标旋转防止横摆力矩的量值小于目标车道偏离防止横摆力矩的量值时，也可以满意地将旋转防止横摆力矩施加至车辆。
在上述方面中，控制器可以被配置成：当使用下述中的至少一个确定存在车辆进入旋转状态的可能性时，确定存在车辆进入旋转状态的可能性：车辆的标准横摆角速度与由安装在车辆中的横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度之间的差；车辆的标准侧向加速度与由安装在车辆中的侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度之间的差；车辆的实际滑动角度与标准滑动角度之间的差，实际滑动角度是基于实际横摆角速度、实际侧向加速度以及由安装在车辆中的车辆速度传感器检测到的实际车辆速度估计的；车辆的标准横摆角速度的变化率与由横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度的变化率之间的差；以及车辆的标准侧向加速度的变化率与由侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度的变化率之间的差。
根据该配置，与例如仅基于所述差中的一个来确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的情况相比较，可以减小即使当存在车辆将进入旋转状态的可能性时仍确定不存在车辆将进入旋转状态的可能性的可能性。
在该方面中，控制器可以被配置成：基于在从不存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标车道偏离防止横摆力矩的量值来确定目标旋转防止横摆力矩的量值。
根据该配置，基于在从不存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标车道偏离防止横摆力矩的量值来确定目标旋转防止横摆力矩的量值。因此，可以基于在从不存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的车道偏离防止横摆力矩的量值来控制旋转防止横摆力矩的量值。
在该方面中，控制器可以被配置成：基于在从不存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标车道偏离防止横摆力矩的量值来确定目标旋转防止横摆力矩的量值。
根据该配置，基于目标横摆角速度与实际横摆角速度之间的差来计算目标旋转防止横摆力矩。因此，可以基于目标横摆角速度与实际横摆角速度之间的差来控制旋转防止横摆力矩。可以以本领域已知的任何方式来计算目标横摆角速度。
在该方面中，控制器可以被配置成：基于转向角和车辆速度来计算车辆的目标侧向加速度；以及基于目标侧向加速度与由安装在车辆中的侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度之间的差来计算目标旋转防止横摆力矩。
根据该配置，基于目标侧向加速度与实际侧向加速度之间的差来计算目标旋转防止横摆力矩。因此，可以基于目标侧向加速度与实际侧向加速度之间的差来控制旋转防止横摆力矩。可以以本领域已知的任何方式来计算目标侧向加速度。
在该方面中，控制器可以被配置成：基于转向角和车辆速度来计算车辆的目标横摆角速度；以及当由安装在车辆中的横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度的量值等于或小于目标横摆角速度的量值时，确定满足预定结束条件。
根据该方面，当实际横摆角速度的量值等于或小于目标横摆角速度的量值时，确定满足预定结束条件。因此，可以将旋转防止横摆力矩施加至车辆，直到实际横摆角速度的量值等于或小于目标横摆角速度的量值。
在该方面中，控制器可以被配置成：基于转向角和车辆速度来计算车辆的目标侧向加速度；以及当由安装在车辆中的侧向加速度传感器检测到的侧向加速度的量值等于或小于目标侧向加速度的量值时，确定满足预定结束条件。
根据该配置，当实际侧向加速度的量值等于或小于目标侧向加速度的量值时，确定满足预定结束条件。因此，可以将旋转防止横摆力矩施加至车辆，直到实际侧向加速度的量值等于或小于目标侧向加速度的量值。
在该方面中，控制器可以被配置成：基于转向角和车辆速度来计算车辆的目标横摆角速度；将在从不存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标横摆角速度设置为横摆角速度的参考值；以及当横摆角速度的参考值的量值与由安装在车辆中的横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度的量值之间的差等于或大于目标横摆角速度的结束参考值时，确定满足预定结束条件。
根据该配置，将在从不存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标横摆角速度设置为横摆角速度的参考值。当横摆角速度的参考值的量值与实际横摆角速度的量值之间的差等于或大于横摆角速度的结束参考值时，确定满足预定结束条件。因此，可以将旋转防止横摆力矩施加至车辆，直到横摆角速度的参考值的量值与实际横摆角速度的量值之间的差等于或大于横摆角速度的结束参考值。
在该方面中，控制器可以被配置成：基于转向角和车辆速度来计算车辆的目标侧向加速度；将在从不存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标侧向加速度设置为侧向加速度的参考值；以及当侧向加速度的参考值的量值与由安装在车辆中的侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度的量值之间的差等于或大于侧向加速度的结束参考值时，确定满足预定结束条件。
根据该配置，将在从不存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果变成存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标侧向加速度设置为侧向加速度的参考值。当侧向加速度的参考值的量值与实际侧向加速度的量值之间的差等于或大于侧向加速度的结束参考值时，确定满足预定结束条件。因此，可以将旋转防止横摆力矩施加至车辆，直到侧向加速度的参考值的量值与实际侧向加速度的量值之间的差等于或大于侧向加速度的结束参考值。
在上述方面中，控制器可以被配置成使用相位补偿标准转弯状态量作为车辆的标准转弯状态量。
在上述方面中，控制器可以被配置成：使用相位补偿标准横摆角速度作为标准横摆角速度，使用相位补偿标准侧向加速度作为标准侧向加速度，以及使用相位补偿标准滑动角度作为标准滑动角度。
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、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：
图1是示意性示出根据本发明的第一实施方式的车辆的车道偏离防止系统的配置的图；
图2是示出根据第一实施方式的车道偏离防止控制例程的流程图；
图3是示出在图2所示的流程图的步骤10中执行的计算目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的子例程的流程图；
图4是示出根据第一实施方式的行为控制例程的流程图；
图5是示出第一实施方式中的操作的示例的时序图；
图6是示出第二实施方式中的操作的示例的时序图；
图7是示出第三实施方式中的操作的示例的时序图；
图8是示出车辆车轮的制动力和驱动力与前转弯内轮和后转弯内轮的转弯角度的变化率δfLDA和δrLDA之间的关系的图；
图9是示出通过向前转弯内轮和后转弯内轮施加制动力Fxf和Fxr来向车辆施加横摆力矩Mlda的情况的图；
图10是用于基于横摆角速度的参考值Yrr计算横摆角速度的结束参考值ΔYre的图；
图11是用于基于侧向加速度的参考值Gyr计算侧向加速度的结束参考值ΔGye的图；
图12是用于基于目标横摆角速度Yrnf与实际横摆角速度Yr之间的差ΔYr(＝Yrnf-Yr)计算目标旋转防止横摆力矩Mpst的图；以及
图13是用于基于目标侧向加速度Gynf与实际侧向加速度Gy之间的差ΔGy(＝Gynf-Gy)计算目标旋转防止横摆力矩Mpst的图。
具体实施方式
[实施方式中可以采用的标准转弯状态量]
在实施方式中，基于车辆的相位补偿标准转弯状态量与实际转弯状态量之间的差和转弯内轮的制动滑动程度中的至少一个来确定是否存在车辆进入旋转状态的可能性，相位补偿标准转弯状态量是基于转向角、车辆速度以及车道偏离防止横摆力矩计算的。
为了易于理解本发明的目的，在将要描述实施方式之前，将描述可以用于确定是否存在车辆进入旋转状态的可能性的标准转弯状态量。
将车辆速度定义为V，并且将转向角定义为St。将车辆的转向设备的总传动比定义为N，并且将车辆的轴距定义为L。将车辆的稳定性因子定义为Kh，并且将车辆的侧向加速度定义为Gy。
用式(1)表示在不向车辆施加车道偏离防止横摆力矩Mlda的情况下车辆正常转弯时的车辆的标准横摆角速度Yrn。当初级低通滤波器的时间常数被定义为Ty并且拉普拉斯算子被定义为s时，用式(2)表示相位补偿标准横摆角速度Yrnf，所述相位补偿标准横摆角速度Yrnf是相对于标准横摆角速度Yrn具有初级延迟的暂态横摆角速度。
Figure BDA0001447974130000071
Figure BDA0001447974130000072
也可以通过式(3)来计算在不向车辆施加车道偏离防止横摆力矩Mlda的情况下车辆正常转弯时的车辆的标准横摆角速度Yrn，并且用式(4)表示与标准横摆角速度Yrn相对应的车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrnf。即使当车辆在具有倾斜角度的道路上行驶时，式(1)仍成立，但是当车辆在具有倾斜角度的道路上行驶时，式(3)不成立。在本说明书中，相位补偿标准横摆角速度Yrnf也被称为车辆的目标横摆角速度Yrnf。
Figure BDA0001447974130000081
Figure BDA0001447974130000082
可以通过式(5)来计算在不向车辆施加车道偏离防止横摆力矩Mlda的情况下车辆正常转弯时的车辆的标准侧向加速度Gyn。当初级低通滤波器的时间常数被定义为Tg时，用式(6)表示车辆的相位补偿标准侧向加速度Gynf，所述相位补偿标准侧向加速度Gynf是相对于标准侧向加速度Gyn具有初级延迟的暂态侧向加速度。在本说明书中，车辆的相位补偿标准侧向加速度Gynf也被称为车辆的目标侧向加速度Gynf。
Figure BDA0001447974130000083
Figure BDA0001447974130000084
车道偏离防止横摆力矩Mlda是用于防止车辆从车道偏离而向外转弯的横摆力矩，并且将被施加至前转弯内轮和后转弯内轮以将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆的制动力分别定义为Fxf和Fxr。通过向前转弯内轮和后转弯内轮施加制动力Fxf和Fxr而引起的前转弯内轮和后转弯内轮的转弯角度的变化率被定义为δfLDA和δrLDA。可以参照图8所示的图基于制动力Fxf和Fxr来计算前转弯内轮和后转弯内轮的转弯角度的变化率δfLDA和δrLDA。
将前轮和后轮的等效转弯能力(cornering power)定义为Kf和Kr。用式(7)表示当通过向前转弯内轮和后转弯内轮施加制动力Fxf和Fxr而将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆时的标准横摆角速度YrLDA。当车辆的踏面(tread)被定义为W时，用式(8)表示车道偏离防止横摆力矩Mlda。
Figure BDA0001447974130000085
Figure BDA0001447974130000086
用式(9)表示相位补偿标准横摆角速度YrLDAf，所述相位补偿标准横摆角速度YrLDAf是相对于标准横摆角速度YrLDA具有初级延迟的暂态横摆角速度，其中，初级低通滤波器的时间常数被定义为TyLDA。用式(10)表示与相位补偿标准横摆角速度YrLDAf相对应的相位补偿标准侧向加速度GyLDAf，其中，初级低通滤波器的时间常数被定义为TgLDA。
Figure BDA0001447974130000091
Figure BDA0001447974130000092
当车道偏离防止横摆力矩Mlda被施加至车辆时，伴随着将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆的车辆的侧向加速度(即相位补偿标准侧向加速度GyLDAf)被包括在检测到的车辆的侧向加速度Gy中。因此，用与式(1)相对应的式(11)表示当车道偏离防止横摆力矩Mlda被施加至车辆时的初始标准横摆角速度YrnLDA。用式(12)表示相位补偿标准横摆角速度YrnLDAf，所述相位补偿标准横摆角速度YrnLDAf是相对于标准横摆角速度YrnLDA具有初级延迟的暂态横摆角速度。用式(13)表示与标准横摆角速度YrnLDA相对应的车辆的相位补偿标准侧向加速度GynLDAf。当车辆在具有倾斜角度的道路上行驶时，式(12)也成立。
Figure BDA0001447974130000093
Figure BDA0001447974130000094
Figure BDA0001447974130000095
当车道偏离防止横摆力矩Mlda被施加至车辆时的车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf是式(12)表示的相位补偿标准横摆角速度YrnLDAf和式(9)表示的相位补偿标准横摆角速度YrLDAf的和，并且用式(14)表示。因此，当用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的转弯状态量是横摆角速度时，可以通过式(14)将车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf计算为车辆的标准转弯状态量。
Yrvcf＝YrnLDAf+YrLDAf…(14)
当车道偏离防止横摆力矩Mlda被施加至车辆时的车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf是式(13)表示的相位补偿标准侧向加速度GynLDAf和式(10)表示的相位补偿标准侧向加速度GyLDAf的和，并且用式(15)表示。因此，当用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的转弯状态量是侧向加速度时，可以通过式(15)将车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf计算为车辆的标准转弯状态量。
Gyvcf＝GynLDAf+GyLDAf…(15)
当车辆的滑动角速度被定义为βd并且车辆的横摆角速度被定义为Yr时，用式(16)表示滑动角速度βd。因此，用式(17)表示当车道偏离防止横摆力矩Mlda被施加至车辆时的车辆的相位补偿标准滑动角速度βdvcf。式(17)右侧的第三项“Gy-YrV”是由于道路的倾斜而引起的车辆的滑动角速度的校正项，并且可以被省略。
Figure BDA0001447974130000101
Figure BDA0001447974130000102
因此，当用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的转弯状态量是车辆的滑动角度时，可以将通过对由式(15)计算的车辆的相位补偿标准滑动角速度βdvcf相对于时间进行积分获得的值计算为车辆的标准转弯状态量。
下面将参照附图详细描述本发明的一些示例性实施方式。
[第一实施方式]
图1是示意性示出根据本发明的第一实施方式的车辆的车道偏离防止系统10的配置的图。
在图1中，车道偏离防止系统10被应用至包括转向设备12和制动设备14的车辆18，并且车道偏离防止系统10包括CCD相机16和电子控制单元40。CCD相机16被布置在车辆18的车辆内部的前部中，并且对车辆18的前侧进行成像。如稍后将详细描述的，电子控制单元40基于CCD相机16的检测结果来确定是否存在车辆18将从图1未示出的车道偏离而向外转弯的可能性。当确定存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性时，电子控制单元40控制制动设备14，使得通过向转弯内轮施加制动力来将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆。
车辆18包括作为转向轮的右前轮20FR和左前轮20FL以及作为非转向轮的右后轮20RR和左后轮20RL。转向设备12被配置成响应于驾驶员的转向操作来改变前轮20FR和20FL的转弯角度，并且经由虽然在图1中未示出的传动装置将驱动力从发动机供应至前轮20FR和20FL。应用本发明的车辆可以是前轮驱动车辆、后轮驱动车辆以及四轮驱动车辆中的任何一种。
转向设备12包括响应于驾驶员对转向盘22的操作而被驱动的齿条-齿轮式电动助力转向设备24。电动助力转向设备24的齿条26经由杆28R和28L连接至前轮20FR和20FL的转向节臂(未示出)。转向盘22经由转向轴30和万向节32连接至电动助力转向设备24的齿轮轴34。
在附图所示的实施方式中，电动助力转向设备24是齿条同轴式电动助力转向设备，并且包括电动马达36和诸如滚珠丝杠的转换机构38，转换机构38将电动马达36的旋转扭矩转换成齿条26的往复方向上的力。电动助力转向设备24由电子控制单元40的电动助力转向设备(EPS)控制单元控制。电动助力转向设备24用作转向辅助力生成器，其通过生成用于相对于壳体42驱动齿条26的转向辅助力来降低驾驶员的转向负担。
转向辅助力生成器可以具有任意配置，只要其可以生成转向辅助力，并且转向辅助力生成器可以是例如柱辅助式电动助力转向设备。由驾驶员操作的转向输入设备是转向盘22，但是转向输入设备可以是操纵杆转向杆。
制动设备14通过使用液压回路52控制轮缸54FL、54FR、54RL以及54RR中的压力即制动压力来控制车辆车轮的制动力。虽然在图1中未示出，但是液压回路52包括储油器、油泵以及各种阀单元，并且轮缸的制动压力通常由响应于驾驶员对制动踏板56的按压而被驱动的主缸58来控制。在需要时，通过使用电子控制单元40的制动力控制单元控制液压回路52来分别控制轮缸的制动压力。
因此，制动设备14可以分别控制车辆车轮的制动力而不依赖于驾驶员的制动操作，并且制动设备14可以基于右轮与左轮之间的制动力的差来将稍后将描述的车道偏离防止横摆力矩Mlda和旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18。因此，电子控制单元40的制动力控制单元通过控制制动设备14以控制车道偏离防止横摆力矩Mlda来控制车辆18相对于车道的侧向位置(侧向差)和侧向方向(横摆角度差)。
如图1所示，在示出的实施方式中，转向角传感器60和转向扭矩传感器62被布置在转向轴30上。转向角传感器60检测作为驾驶员的转向操作量的转向角St即转向轴30的旋转角度，并且转向扭矩传感器62检测转向扭矩T。指示转向角St的信号和指示转向扭矩T的信号被输入至电子控制单元40的行驶控制单元和EPS控制单元。用于选择是否执行车道偏离防止控制的选择开关64被布置在车辆18中。
此外，指示由车辆速度传感器66检测到的车辆速度V的信号、指示由侧向加速度传感器68检测到的车辆的侧向加速度Gy的信号以及指示由横摆角速度传感器70检测到的车辆的横摆角速度Yr的信号被输入至电子控制单元40的行驶控制单元。指示由CCD相机16捕获的车辆18的前侧的图像的信息的信号和指示由布置在车辆车轮20FL至20RR中的车轮速度传感器72FL至72RR检测到的车轮速度VwFL至VwRR的信号也被输入至电子控制单元40的行驶控制单元。电子控制单元40的行驶控制单元通过在需要时向制动力控制单元输出命令信号来控制车辆车轮的制动力，并且通过在需要时向驱动力控制单元74输出命令信号来控制车辆18的驱动力。控制单元彼此发送并且接收必要的信号。
电子控制单元40的每个控制单元可以包括微型计算机，该微型计算机包括经由双向公共总线彼此连接的CPU、ROM、RAM以及输入和输出端口单元。诸如车道偏离防止程序的程序被存储在ROM中，并且由CPU根据相应的控制程序来执行车道偏离防止控制等。当沿左转弯方向执行转向时，转向角θ和转向扭矩T具有正值，并且当车辆向左转弯时，诸如侧向加速度Gy和横摆角速度Yr的车辆的状态量以及标准状态量具有正值。
如稍后将详细描述的，在第一实施方式中，电子控制单元40的行驶控制单元根据如图2和图3的流程图所示的程序来执行车道偏离防止控制。行驶控制单元基于由CCD相机16捕获的车辆18前侧的图像的信息来指定车道，并且指定车辆18相对于车道的位置关系。因此，CCD相机16和行驶控制单元用作检测车辆18相对于车道的位置关系的检测器。
行驶控制单元基于车辆18相对于车道的位置关系来计算用于防止车辆18从车道偏离的目标横摆力矩(目标车道偏离防止横摆力矩)Mldat。行驶控制单元控制制动设备14并且将制动力Fxf和Fxr施加至前转弯内轮和后转弯内轮，使得被施加至车辆的车道偏离防止横摆力矩Mlda达到目标车道偏离防止横摆力矩Mldat以防止车辆18从车道偏离而向外转弯。
特别地，当通过向前转弯内轮和后转弯内轮施加制动力而将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆18时，电子控制单元40的行驶控制单元确定是否存在车辆进入旋转状态的可能性。当确定存在车辆将进入旋转状态的可能性时，行驶控制单元计算用于防止车辆18进入旋转状态的目标旋转防止横摆力矩Mpst，直到预定结束条件成立。行驶控制单元控制制动设备14并且将制动力施加至转弯外轮，使得被施加至车辆的旋转防止横摆力矩Mps达到目标旋转防止横摆力矩Mpst。
电子控制单元40的行驶控制单元根据图4所示的流程图来执行车辆的行为控制。也就是说，如稍后将详细描述的，当车辆进入旋转状态时，行驶控制单元通过将制动力施加至至少前转弯外轮以使车辆减速并且将旋转防止横摆力矩Mspn施加至车辆来执行降低车辆的旋转程度的旋转控制。当车辆进入漂移状态时，行驶控制单元通过将制动力施加至至少后转弯内轮以使车辆减速并且将漂移防止横摆力矩Mdro施加至车辆来执行降低车辆的漂移程度的漂移控制。可以以本领域已知的任意方式——例如日本专利申请公布第2006-282168号(JP 2006-282168 A)中描述的方法——执行车辆的行为控制。
<车道偏离防止控制例程>
下面将参照图2所示的流程图描述根据第一实施方式的车道偏离防止控制例程。当选择开关64和图1未示出的点火开关被接通时，以预定间隔重复执行基于图2所示的流程图的车道偏离防止控制例程。虽然未被示为图2中的步骤，但是当车辆停止时，可以停止车道偏离防止控制例程。在以下描述中，基于图2所示的流程图的车道偏离防止控制被简单地称为“控制例程”。这同样适用于稍后要描述的其他实施方式。
首先，在步骤10中，根据稍后将描述的图3所示的子例程的流程图来计算用于防止车辆18从车道偏离而向外转弯的目标车道偏离防止横摆力矩Mldat(在需要时缩写为“目标横摆力矩Mldat”)。
在步骤20中，确定目标横摆力矩Mldat是否是零，也就是说，确定是否需要将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆18。当确定结果为肯定时，控制例程暂时结束，而当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤30。
在步骤30中，确定驾驶员是否已经执行驱动操作例如制动操作和/或转向操作。当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤50，而当确定结果为肯定时，控制例程转移至步骤40，使得车辆18根据驾驶员的驱动操作来行驶。
在步骤40中，当车道偏离防止横摆力矩Mlda被施加至车辆18时，目标车道偏离防止横摆力矩Mldat逐渐减小至零，并且因此横摆力矩Mlda逐渐减小至零。另一方面，当旋转防止横摆力矩Mps被施加至车辆18时，目标旋转防止横摆力矩Mpst(在需要时缩写为“目标横摆力矩Mpst”)逐渐减小至零，并且因此横摆力矩Mps逐渐减小至零。
在步骤50中，首先，确定是否目标车道偏离防止横摆力矩Mldat是用于防止车辆18从车道偏离而向外转弯的横摆力矩并且制动力被施加至转弯内轮。当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤60，而当确定结果为肯定时，确定是否存在车辆18将进入旋转状态的可能性。当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤60，而当确定结果为肯定时，控制例程转移至步骤100。
在该情况下，例如，当满足以下条件(A)至(D)中的任何一个时，可以确定存在车辆18将进入旋转状态的可能性。可以省略以下条件(A)至(D)中的至少一个。(A)通过式(14)来计算车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf，并且实际横摆角速度Yr与标准横摆角速度Yrvcf之间的差Yr-Yrvcf与横摆角速度Yr的符号的乘积大于参考值Yrs(正的常数)。(B)通过式(15)来计算车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf，并且实际侧向加速度Gy与标准侧向加速度Gyvcf之间的差Gy-Gyvcf与侧向加速度Gy的符号的乘积大于参考值Gys(正的常数)。(C)将车辆的相位补偿标准横摆角速度YrLDAf设置成零，通过式(17)来计算车辆的标准滑动角速度βdvcf，并且车辆的标准滑动角速度βdvcf的时间积分值与实际滑动角度β之间的差与车辆的滑动角度β的符号的乘积大于参考值βs(正的常数)。可以以与稍后将描述的步骤250中相同的方式来计算车辆的滑动角度β。(D)基于车轮速度VwFL至VwFR来计算前转弯内轮的制动滑移率SLinf和后转弯内轮的制动滑移率SLinr，并且制动滑移率SLinf和SLinr中的至少一个大于参考值SLins(正的常数)。
在步骤60中，确定旋转防止横摆力矩Mps是否被施加至车辆18。当确定结果为肯定时，用于防止车辆18旋转的目标横摆力矩Mpst逐渐减小(该步骤未被示为一个步骤)，并且控制例程转移至步骤110。另一方面，当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤70。
在步骤70中，将指示目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的命令信号输出至制动控制单元，并且将制动力施加至前转弯内轮和后转弯内轮，使得被施加至车辆18的横摆力矩Mlda达到目标车道偏离防止横摆力矩Mldat。以预定的分配比率来控制前转弯内轮和后转弯内轮的制动力。
在步骤80中，例如通过确定已经在步骤10中计算的直到车道偏离的时间Tout(见图3)是否大于结束参考值Toute(正的常数)来确定是否存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性。当确定结果为否定时，控制例程暂时结束，而当确定结果为肯定时，控制例程转移至步骤90。
在步骤90中，使指示目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的命令信号向制动控制单元的输出结束，并且控制例程暂时结束。因此，继续执行车道偏离防止控制例程，但是不将基于目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的横摆力矩Mlda施加至车辆。
在步骤100中，在将Kps定义为负的常数系数的情况下，通过式(18)来计算用于防止车辆18旋转的目标横摆力矩(目标旋转防止横摆力矩)Mpst。虽然在图2中未示出，但是通过式(14)和(15)来计算车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf和车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf。
Mpst＝Kps×Mldat…(18)
虽然在图2中未示出，但是当在步骤100中计算了目标旋转防止横摆力矩Mpst等时，跳过步骤50和步骤100，直到稍后将描述的步骤140的确定结果为肯定。也就是说，当步骤30的确定结果为否定时，控制例程转移至步骤110。
在步骤110中，通过基于稍后要描述的图4所示的流程图的行为控制例程来确定车辆18进入旋转状态，并且确定是否执行行为控制的旋转控制。当确定结果为肯定时，控制例程转移至步骤130，而当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤120。
在步骤120中，将指示目标旋转防止横摆力矩Mpst的命令信号输出至制动控制单元，并且将制动力施加至前转弯外轮和后转弯外轮，使得施加至车辆18的旋转防止横摆力矩Mps达到目标旋转防止横摆力矩Mpst。控制前转弯外轮和后转弯外轮的制动力，使得实现预定的分配比率。可以将制动力仅施加至前转弯外轮。
在步骤130中，例如基于在稍后要描述的步骤270中计算的每个车辆车轮的目标制动力Fbti来计算行为控制的旋转防止横摆力矩Mspn，并且对目标旋转防止横摆力矩Mpst和旋转防止横摆力矩Mspn进行仲裁。当横摆力矩Mpst和Mspn具有相同的方向并且Mpst的量值大于Mspn的量值时，在行为控制例程中输出用于将旋转防止横摆力矩Mspn校正成零的命令信号。当Mpst和Mspn具有相同的方向并且Mpst的量值等于或小于Mspn的量值时以及当Mpst和Mspn具有不同的方向时，目标旋转防止横摆力矩Mpst被校正成零。
在步骤140中，确定是否满足基于目标旋转防止横摆力矩Mpst的横摆力矩的控制例程的结束条件。当确定结果为否定时，控制例程暂时结束，而当确定结果为肯定时，控制例程转移至步骤150。
在该情况下，例如，当满足以下条件(G)和(H)时，确定满足基于目标横摆力矩Mpst的横摆力矩的控制例程的结束条件。在步骤50中，当条件(A)被省略时可以省略条件(G)，或者当条件(B)被省略时可以省略条件(H)。(G)通过式(2)或式(4)来计算目标横摆角速度Yrnf，并且实际横摆角速度Yr的绝对值等于或小于目标横摆角速度Yrnf的绝对值。(H)通过式(6)来计算目标侧向加速度Gynf，并且实际侧向加速度Gy的绝对值等于或小于目标侧向加速度Gynf的绝对值。
在步骤150中，使指示目标旋转防止横摆力矩Mpst的命令信号向制动控制单元的输出结束，并且暂时结束控制例程。因此，不将基于目标旋转防止横摆力矩Mpst的横摆力矩施加至车辆。
下面将参照图3所示的流程图描述步骤10中执行的车辆18的目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的计算。
首先，在步骤11中，例如，通过处理由CCD相机16捕获的车辆18前侧的图像信息来检测道路的白线，并且基于检测的白线来指定车辆18行驶的车道。
在步骤12中，指定车辆18相对于车道的位置关系。例如，在使用穿过右边白线与左边白线之间的中心的线作为目标轨迹的情况下，指定目标轨迹的半径、车辆18的参考位置(例如中心)与目标轨迹之间的侧向方向的差以及车辆18的横摆方向的差(由车辆的纵向方向相对于目标轨迹形成的角度)。
在步骤13中，基于右边白线和左边白线相对于车辆18的位置关系、车辆速度V、车辆18的参考位置距目标轨迹的侧向方向的差、横摆方向的差等来计算直到车辆18越过白线而从车道偏离而向外转弯的时间Tout。当不存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性时，将时间Tout设置为预设值Toutc(大于稍后要描述的参考值Touts的正的常数)。
在步骤14中，确定直到从车道偏离的时间Tout是否小于参考值Touts(小于稍后要描述的参考值Toute的正的常数)，也就是说，是否存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性。当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤18，而当确定结果为肯定时，控制例程转移至步骤15。
在步骤15中，确定驾驶员是否已经执行驱动操作，例如转向操作和/或制动操作。当确定结果为肯定时，在步骤18中将目标横摆力矩Mldat设置成零，然后控制例程暂时结束。当确定结果为否定时，控制例程转移至步骤16。
在步骤16中，图1未示出的警报设备进行工作以向车辆的使用者发出指示存在车辆将从车道偏离而向外转弯的可能性的警报。即使在存在车辆将从车道偏离而向内转弯的可能性时，仍发出指示该可能性的警报。警报设备可以输出听觉信息例如警报声音或警报消息、视觉信息例如监视器上的警报显示或警报灯、触觉警报例如转向盘22的振动、或者它们的组合。
在步骤17中，基于目标轨迹的半径、车辆18的参考位置距目标轨迹的侧向方向的差以及车辆18距目标轨迹的的横摆方向的差来以本领域已知的方式计算目标车道偏离防止横摆力矩Mldat。例如，可以使用日本专利申请公布第2001-310719号(JP 2001-310719A)中描述的方法来计算目标车道偏离防止横摆力矩Mldat。在步骤18中，将目标横摆力矩Mldat设置成零。
<行为控制例程>
下面将参照图4所示的流程图描述行为控制例程。当附图中未示出的点火开关被接通时，由电子控制单元40的行驶控制单元以预定间隔重复执行基于图4所示的流程图的行为控制。行为控制例程在稍后将描述的第二和第三实施方式中是相同的。
首先，在步骤210中，确定是否通过行为控制施加制动力。当确定结果为否定时，行为控制例程转移至步骤240，而当确定结果为肯定时，行为控制例程转移至步骤220。
在步骤220中，确定是否满足行为控制的预定结束条件。当确定结果为否定时，行为控制例程转移至步骤250，而当确定结果为肯定时，行为控制例程转移至步骤230。
在步骤230中，通过行为控制施加的制动力逐渐减小至零，并且因此使通过行为控制施加制动力结束。
在步骤240中，确定是否满足行为控制的预设许可条件。当确定结果为否定时，行为控制例程暂时结束，而当确定结果为肯定时，行为控制例程转移至步骤250。
在步骤250中，计算车辆18的旋转状态量SS。旋转状态量SS仅是指示车辆的旋转程度的值，并且可以以任何方式计算。例如，侧向加速度即车辆的侧向滑动加速度Vyd的差被计算为车辆的侧向加速度Gy与车辆速度V和横摆角速度Yr的乘积V·Yr之间的差Gy-V·Yr。通过对侧向滑动加速度Vyd进行积分来计算车体的侧向滑动速度Vy，并且车体的滑动角度β被计算为车体的侧向滑动速度Vy与车体的纵向速度Vx(＝车辆速度V)的比率Vy/Vx。
在K1和K2被定义为正的常数的情况下，旋转量SV被计算为车体的滑动角度β与侧向滑动加速度Vyd的线性和K1·β+K2·Vyd，并且基于横摆角速度Yr的符号来确定车辆的转弯方向。然后，在车辆向左转弯时旋转状态量SS被计算成SV，而在车辆向右转弯时旋转状态量SS被计算成-SV，并且当计算结果具有负值时旋转状态量为零。旋转量SV可以被计算为车体的滑动角度β与其微分值βd的线性和。
在步骤260中，确定旋转状态量SS是否等于或大于旋转控制的起始参考值SSs(正的常数)，也就是说，确定是否需要执行通过旋转控制的制动力的控制。当确定结果为否定时，行为控制例程转移至步骤310，而当确定结果为肯定时，行为控制例程转移至步骤270。
在步骤270中，通过使车辆减速并且基于旋转状态量SS使车辆18的横摆角速度Yr的量值减小来计算用于降低车辆的滑动程度的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的目标制动力Fbti(i＝fl、fr、rl和rr)。
在步骤280中，确定在图2所示的流程图的步骤130中是否执行了横摆力矩的仲裁。当确定结果为否定时，行为控制例程转移至步骤300，而当确定结果为肯定时，行为控制例程转移至步骤290。
在步骤290中，基于步骤130中的横摆力矩的仲裁结果来校正车轮的目标制动力Fbti。也就是说，计算用于向车辆18施加仲裁的横摆力矩的车轮的目标制动力Fbti。
在步骤300中，控制制动设备14，使得车辆车轮的制动力达到相应的目标制动力Fbti。因此，通过使车辆18的横摆角速度Yr的量值减小并且使车辆减速来执行基于降低车辆的旋转程度的旋转控制的制动力控制。
在步骤310中，计算车辆18的漂移状态量DS。漂移状态量DS仅是指示车辆的漂移程度的值，并且可以以任何方式计算。例如，通过式(4)计算目标横摆角速度Yrnf。通过式(19)计算漂移量DV，并且基于横摆角速度Yr的符号来确定车辆的转弯方向。在车辆向左转弯时漂移状态量DS被计算成DV，而在车辆向右转弯时漂移状态量DS被计算成-DV，并且当计算结果具有负值时漂移状态量为零。可以通过式(20)计算漂移量DV。
DV＝(Yrnf-Yr)…(19)
DV＝L(Yrnf-Yr)/V…(20)
在步骤320中，确定漂移状态量DS是否等于或大于漂移控制的起始参考值DSs(正的常数)，也就是说，是否需要执行基于漂移控制的制动力控制。当确定结果为否定时，行为控制例程暂时结束，而当确定结果为肯定时，行为控制例程转移至步骤330。
在步骤330中，基于漂移状态量DS来计算用于使车辆减速并且将用于使车辆18的横摆角速度Yr的量值增大的横摆力矩施加至车辆的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的目标制动力Fbti(i＝fl、fr、rl和rr)。
在步骤340中，控制制动设备14，使得车辆车轮的制动力达到相应的目标制动力Fbti。因此，执行基于漂移控制的制动力控制，所述漂移控制通过施加用于增大车辆18的横摆角速度Yr的量值的横摆力矩并且使车辆减速来降低车辆的漂移程度。
<第一实施方式中的操作>
下面将描述在驾驶员未执行驱动操作的情况下的第一实施方式中的操作。当驾驶员执行驱动操作时，步骤30的确定结果为肯定，并且通过执行步骤40使车道偏离防止横摆力矩Mlda和旋转防止横摆力矩Mps逐渐较小至零或者保持为零。除了稍后将特别提及的点之外，稍后将描述的第二实施方式和第三实施方式中的操作与第一实施方式中的操作相同。
(X)不存在从车道偏离的可能性并且不存在旋转的可能性的情况
当不存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性并且不存在车辆18将进入旋转状态的可能性时，在步骤10中目标车道偏离防止横摆力矩Mldat被计算成零。因此，由于步骤20的确定结果为肯定，所以不执行步骤30之后的步骤。因此，不将车道偏离防止横摆力矩Mlda和旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18。
(Y)存在从车道偏离的可能性但是不存在旋转的可能性的情况
当存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性但是不存在车辆18将进入旋转状态的可能性时，步骤20、30、50、60以及80的确定结果为否定。因此，在步骤70中，将指示目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的命令信号输出至制动控制单元，从而将制动力施加至前转弯内轮和后转弯内轮，使得与目标车道偏离防止横摆力矩Mldat相对应的横摆力矩Mlda被施加至车辆18。
当不存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性时，步骤80的确定结果为肯定。因此，由于在步骤90中使指示目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的命令信号向制动控制单元的输出结束，所以不将基于目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的横摆力矩施加至车辆18。
(Z)存在从车道偏离的可能性并且存在旋转的可能性的情况
当在存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性的情况下存在车辆18将进入旋转状态的可能性时，步骤20和步骤30的确定结果为否定，并且步骤50的确定结果为肯定。在步骤100中计算目标旋转防止横摆力矩Mpst，并且当未执行基于行为控制的旋转控制的制动力控制时，步骤110的确定结果为否定。因此，通过执行步骤120直到步骤140的确定结果为肯定，将与目标旋转防止横摆力矩Mpst相对应的旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18而不是将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆18。
当执行基于行为控制的旋转控制的制动力控制时，步骤110的确定结果为肯定。因此，在步骤130中对目标旋转防止横摆力矩Mpst和旋转防止横摆力矩Mspn进行仲裁，直到在步骤140中实现肯定的确定结果。
当在旋转防止横摆力矩Mps被施加至车辆18的情况下不存在车辆18将进入旋转状态的可能性时，步骤50的确定结果为否定，步骤60的确定结果为肯定，并且目标旋转防止横摆力矩Mpst逐渐减小。因此，当未执行行为控制的旋转控制时，步骤110的确定结果为否定，并且在步骤120中将与目标旋转防止横摆力矩Mpst相对应的旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18。当步骤140的确定结果为肯定并且目标旋转防止横摆力矩Mpst为零时，通过执行步骤70来将基于目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的车道偏离防止横摆力矩施加至车辆18，直到步骤60的确定结果为肯定并且步骤80的确定结果为肯定。
当存在车辆18将从车道偏离而向内转弯的可能性时，通过向转弯外轮施加制动力来向车辆施加在车辆的转弯半径增加的方向上的车道偏离防止横摆力矩Mlda。因此，当车辆的转弯半径增加并且作用在车辆上的离心力减小时，即使将制动力施加至转弯外轮，车辆也不会由于后转弯外轮的侧向力的缺乏而进入旋转状态。
下面将描述在下述情况下的第一实施方式中的操作：在车辆18在低μ道路上向右转弯的情形下存在车辆将从车道偏离而向外转弯的可能性并且在这样的情形下存在车辆将进入旋转状态的可能性。图5示出了施加至车辆18的横摆力矩(上面部分)、后转弯内轮的制动滑移率SLinr(中间部分)以及车辆18的横摆角速度Yr(下面部分)的变化的示例。为了便于说明，如图5所示，假设在车辆以恒定横摆角速度Yr向右转弯的情况下，由于道路表面的摩擦系数的变化等存在车辆将从车道偏离而向外转弯的可能性。这也同样适用于稍后要描述的图6和图7。
在时刻t1处，假设是否存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性的确定结果(步骤14)从“不存在可能性”的确定结果(否定确定)变成“存在可能性”的确定结果(肯定确定)。还假设在时刻t2处是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果(步骤50)从“不存在可能性”的确定结果(否定确定)变成“存在可能性”的确定结果(肯定确定)，并且在时刻t3处满足结束条件(步骤140)。还假设在时刻t1与时刻t2之间车辆18的横摆角速度Yr和后转弯内轮的制动滑移率SLinr的量值增加，并且在时刻t2处制动滑移率SLinr大于参考值SLinrs。这也同样适用于稍后要描述的图6和图7。
如图5所示，在时刻t1处，目标车道偏离防止横摆力矩Mldat(步骤10)具有除了零之外的值，并且开始向车辆18施加车道偏离防止横摆力矩Mlda(步骤70)。在时刻t2处，开始目标旋转防止横摆力矩Mpst的计算和输出(步骤100和步骤120)，从而开始向车辆18施加旋转防止横摆力矩Mps。在同一时刻处，结束向车辆18施加车道偏离防止横摆力矩Mlda。在时刻t3处，实际横摆角速度Yr的绝对值等于或小于目标横摆角速度Yrnf的绝对值并且不将横摆力矩Mps施加至车辆18。
因此，从时刻t1至时刻t2，如图9中的实线所指示的，将制动力Fxf和Fxr施加至前转弯内轮20FR和后转弯内轮20RR。因此，将围绕中心18G以顺时针方向作用的车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆18。另一方面，从时刻t2至时刻t3，如图9中的虚线所指示的，将制动力Fxf和Fxr施加至前转弯外轮20FL和后转弯外轮20RL。因此，将围绕中心18G以逆时针方向作用的旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18。在图9中，附图标记100表示车道，附图标记102L和102R表示车道100的左边白线和右边白线。
在时刻t2处结束向车辆18施加车道偏离防止横摆力矩Mlda，并且从时刻t2至临到时刻t3将旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18。因此，后转弯内轮的制动滑移率SLinr在时刻t2之后就减小，并且从超过时刻t2的时间点至时刻t3车辆18的横摆角速度Yr的量值逐渐减小。
可以从上面的描述看出，根据第一实施方式，即使当存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性并且由于向车辆施加车道偏离防止横摆力矩Mlda而存在车辆将进入旋转状态的可能性时，仍可以防止车辆18进入旋转状态。也就是说，可以使用旋转防止横摆力矩Mps来防止车辆18由于车道偏离防止横摆力矩Mlda而进入旋转状态，而不依赖于行为控制的旋转控制。
特别地，根据第一实施方式，在步骤100中通过式(18)来计算目标旋转防止横摆力矩Mpst。因此，由于目标旋转防止横摆力矩Mpst被计算成与当是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定结果从不存在可能性的确定结果变成存在可能性的确定结果时的目标车道偏离防止横摆力矩Mldat成比例的值，所以可以将旋转防止横摆力矩Mps的量值设置成根据车道偏离防止横摆力矩Mlda的量值而变化。因此，与目标旋转防止横摆力矩Mpst的量值恒定的情况相比较，可以降低旋转防止横摆力矩Mps的量值过大或不足的可能性以防止车辆18进入旋转状态。换言之，可以防止由于旋转防止横摆力矩Mps过大导致车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性的增加，并且可以降低由于旋转防止横摆力矩Mps不足而不能有效地防止车辆18将进入旋转状态的可能性。
[第二实施方式]
在第二实施方式中，除了步骤100和步骤140之外，根据图2和图3所示的流程图以与第一实施方式中相同的方式执行车道偏离防止控制。
在第二实施方式的步骤100中，与第一实施方式类似，计算目标横摆力矩Mpst、车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf以及车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf。将由横摆角速度传感器70和侧向加速度传感器68检测到的车辆的横摆角速度Yr和侧向加速度Gy存储在RAM中作为横摆角速度的参考值Yrr和侧向加速度的参考值Gyr。
在步骤140中，参照图10所示的图、基于横摆角速度的参考值Yrr来计算横摆角速度的结束参考值ΔYre。参照图11所示的图、基于侧向加速度的参考值Gyr来计算侧向加速度的结束参考值ΔGye。当满足以下条件(I)和(J)时，确定满足结束条件。在步骤50中，当条件(A)被省略时可以省略条件(I)，或者当条件(B)被省略时可以省略条件(J)。(I)横摆角速度的参考值Yrr的绝对值与实际横摆角速度Yr的绝对值之间的差ΔYrr等于或大于横摆角速度的结束参考值ΔYre。(J)侧向加速度的参考值Gyr的绝对值与实际侧向加速度Gy的绝对值之间的差ΔGyr等于或大于侧向加速度的结束参考值ΔGye。
如图6所示，与第一实施方式类似，从时刻t1至时刻t2，将车道偏离防止横摆力矩Mlda施加至车辆18，并且从时刻t2至临到时刻t3，将旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18。在时刻t3处，横摆角速度的参考值Yrr的绝对值与实际横摆角速度Yr的绝对值之间的差等于或大于横摆角速度的结束参考值ΔYre，并且未将旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆18。
[第三实施方式]
在第三实施方式中，除了步骤100和步骤140之外，根据图2和图3所示的流程图以与第一实施方式中相同的方式执行车道偏离防止控制。
在第三实施方式的步骤100中，通过式(2)或式(4)计算目标横摆角速度Yrnf。参照图12所示的图、基于目标横摆角速度Yrnf与实际横摆角速度Yr之间的差ΔYr(＝Yrnf-Yr)来计算目标旋转防止横摆力矩Mpst。与第一实施方式和第二实施方式类似，还计算车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf和车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf。
在步骤140中，例如，当满足所有上述条件(G)和(H)以及以下条件(K)时，可以确定满足结束条件。当条件(A)被省略时可以省略条件(G)，或者当条件(B)被省略时可以省略条件(H)。(K)目标横摆角速度Yrnf的绝对值与实际横摆角速度Yr的绝对值之间的差ΔYrn等于或大于参考值ΔYrn0(等于或大于0的常数)。
可以基于车辆的侧向加速度来计算目标旋转防止横摆力矩Mpst。在该情况下，通过式(6)计算目标侧向加速度Gynf。参照图13所示的图、基于目标侧向加速度Gynf与实际侧向加速度Gy之间的差ΔGy(＝Gynf-Gy)来计算目标旋转防止横摆力矩Mpst。
在步骤140中，例如，当满足所有上述条件(G)和(H)以及以下条件(L)时，可以确定满足结束条件。当条件(A)被省略时可以省略条件(G)，或者当条件(B)被省略时可以省略条件(H)。(L)目标侧向加速度Gynf的绝对值与实际侧向加速度Gy的绝对值之间的差ΔGyn等于或大于参考值ΔGyn0(等于或大于0的常数)。
如图7所示，与第一实施方式和第二实施方式类似，从时刻t1至时刻t2将横摆力矩Mlda施加至车辆18，并且从时刻t2至临到时刻t3将横摆力矩Mps施加至车辆18。由于基于目标横摆角速度Yrnf与实际横摆角速度Yr之间的差ΔYr来计算目标横摆力矩Mpst，所以目标横摆力矩Mpst的量值逐渐减小。在时刻t3处，目标横摆力矩Mpst为零，并且未将横摆力矩Mps施加至车辆18。
可以从上述描述中看出，根据第二实施方式和第三实施方式，获得了与第一实施方式相同的操作优点。也就是说，当存在车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性时，将用于防止车辆从车道偏离而向外转弯的横摆力矩Mlda施加至车辆，从而降低车辆18将从车道偏离而向外转弯的可能性。当在横摆力矩Mlda被施加至车辆的情况下存在车辆将进入旋转状态的可能性时，停止施加横摆力矩Mlda并且将用于防止车辆进入旋转状态的横摆力矩Mps施加至车辆。因此，可以使用旋转防止横摆力矩Mps来防止车辆18由于车道偏离防止横摆力矩Mlda而进入旋转状态，而不依赖于行为控制的旋转控制。
根据第一实施方式至第三实施方式，当在步骤50中确定存在车辆将进入旋转状态的可能性时，在步骤120中将制动力施加至前转弯外轮和后转弯外轮，使得与目标旋转防止横摆力矩Mpst相对应的旋转防止横摆力矩Mps被施加至车辆18。因此，可以将旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆，而不用确定目标车道偏离防止横摆力矩Mldat和目标旋转防止横摆力矩Mpst的量值哪个更大。因此，即使在目标旋转防止横摆力矩Mpst的量值小于目标车道偏离防止横摆力矩Mldat的量值时，也可以令人满意地将旋转防止横摆力矩施加至车辆。
根据第一实施方式至第三实施方式，在步骤50中，当满足条件(A)至(D)中的任何一个时，确定存在车辆18将进入旋转状态的可能性。因此，与例如仅基于条件(A)至(D)中的任何一个来执行在车辆可能进入旋转状态的情况下的是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的确定的情况相比较，可以降低即使车辆可能进入旋转状态但仍不会确定为存在车辆将进入旋转状态的可能性的可能性。
特别地，根据第二实施方式，当横摆角速度的参考值Yrr的绝对值与实际横摆角速度Yr的绝对值之间的差ΔYrr等于或大于横摆角速度的结束参考值ΔYre时，确定满足预定结束条件。因此，可以将旋转防止横摆力矩Mps施加至车辆直到横摆角速度的绝对值的差ΔYrr等于或大于横摆角速度的结束参考值ΔYre。
根据第三实施方式，基于目标横摆角速度Yrnf与实际横摆角速度Yr之间的差ΔYr来计算目标旋转防止横摆力矩Mpst。因此，可以根据横摆角速度的差Δ来控制旋转防止横摆力矩Mps。
虽然上面已经详细描述了本发明的具体实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，而是可以在对本领域技术人员而言将明显的本发明范围内的各种其他实施方式中体现。
例如，在上述实施方式中，在步骤50中，当满足条件(A)至(D)中的任何一个时，确定存在车辆18将进入旋转状态的可能性。除了条件(A)至(D)之外还可以增加以下条件(E)和(F)，并且当满足条件(A)至(F)中的任何一个时可以确定存在车辆18将进入旋转状态的可能性。在该情况下，可以忽略条件(E)和(F)中的一个。(E)通过式(14)计算车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf，并且相位补偿标准横摆角速度Yrvcf的变化率与实际横摆角速度Yr的变化率之间的差的绝对值大于参考值Yrsd(正的常数)。(F)通过式(15)计算车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf，并且相位补偿标准侧向加速度Gyvcf的变化率与实际侧向加速度Gy的变化率之间的差的绝对值大于参考值Gysd(正的常数)。
在上述实施方式中，当用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的转弯状态量是横摆角速度时，通过式(14)将车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf计算为车辆的标准转弯状态量。然而，车辆的相位补偿标准横摆角速度Yrvcf可以是分别通过式(2)和式(9)计算的相位补偿标准横摆角速度Yrnf与相位补偿标准横摆角速度YrLDAf的和。相位补偿标准横摆角速度Yrvcf可以是分别通过式(4)和式(9)计算的相位补偿标准横摆角速度Yrnf与相位补偿标准横摆角速度YrLDAf的和。
在上述实施方式中，当用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的转弯状态量是侧向加速度时，通过式(15)将车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf计算为车辆的标准转弯状态量。然而，车辆的相位补偿标准侧向加速度Gyvcf可以是分别通过式(6)和式(10)计算的车辆的相位补偿标准侧向加速度Gynf与相位补偿标准侧向加速度GyLDAf的和。
在上述实施方式中，在步骤50中用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的条件(D)是用于通过确定是否存在车辆的行为将不稳定的可能性来确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的条件。然而，除了确定制动滑移率SLinf和SLinr之外，例如，可以将基于标准状态量与实际状态量之间的关系来确定车辆是否可能进入旋转状态添加至条件(D)。另一方面，可以从条件(D)省略前转弯内轮的制动滑移率SLinf，并且条件(D)可以是仅包括后转弯内轮的制动滑移率SLinr的条件。
在上述实施方式中，根据图4所示的流程图来执行行为控制即旋转控制和漂移控制。然而，可以将根据本发明的车道偏离防止系统应用至不执行行为控制的车辆。在该情况下，省略图2所示的车道偏离防止控制例程中的步骤100和步骤130。
在上述第三实施方式中，当满足所有条件(G)和(H)以及条件(K)时或当满足所有条件(G)和(H)以及条件(L)时，确定满足结束条件。然而，第三实施方式中的结束条件的确定可以与第二实施方式中结束条件的确定相同。
在上述实施方式中，用于确定是否存在车辆将进入旋转状态的可能性的车辆的标准转弯状态量是车辆的相位补偿标准转弯状态量，但是可以是车辆的非相位补偿标准转弯状态量。

Claims (11)

1.一种车辆的车道偏离防止系统，其特征在于包括：
检测器，其被配置成检测所述车辆相对于车道的位置关系；以及
控制器，其被配置成：当基于所述检测器的检测结果而确定存在所述车辆从所述车道偏离的可能性时，控制车辆车轮的制动力，使得在防止从所述车道偏离的方向上的车道偏离防止横摆力矩被施加至所述车辆，所述控制器被配置成：
当所述车道偏离防止横摆力矩是用于防止所述车辆从所述车道偏离的横摆力矩并且制动力被施加至转弯内轮时，基于所述车辆的实际转弯状态量与标准转弯状态量之间的差以及所述转弯内轮的制动滑动程度中的至少一个来确定是否存在所述车辆进入旋转状态的可能性，所述标准转弯状态量是基于转向角、车辆速度和所述车道偏离防止横摆力矩计算的；
当确定存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性时，通过向转弯外轮施加制动力来向所述车辆施加旋转防止横摆力矩而不是所述车道偏离防止横摆力矩，直到满足预定结束条件；
当确定存在所述车辆从所述车道偏离而向外转弯的可能性时，计算用于防止所述车辆从所述车道偏离而向外转弯的目标车道偏离防止横摆力矩；
当确定存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性时，计算用于防止所述车辆进入所述旋转状态的目标旋转防止横摆力矩；以及
基于所述目标旋转防止横摆力矩来控制所述旋转防止横摆力矩，而不用确定所述目标车道偏离防止横摆力矩和所述目标旋转防止横摆力矩的量值哪个更大。
2.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：当使用下述中的至少一个确定存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性时，确定存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性：
所述车辆的标准横摆角速度与由安装在所述车辆中的横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度之间的差；
所述车辆的标准侧向加速度与由安装在所述车辆中的侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度之间的差；
所述车辆的实际滑动角度与标准滑动角度之间的差，所述实际滑动角度是基于所述实际横摆角速度、所述实际侧向加速度以及由安装在所述车辆中的车辆速度传感器检测到的实际车辆速度而估计的；
所述车辆的标准横摆角速度的变化率与由所述横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度的变化率之间的差；以及
所述车辆的标准侧向加速度的变化率与由所述侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度的变化率之间的差。
3.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：基于在从不存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性的确定结果变成存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的所述目标车道偏离防止横摆力矩的量值来确定所述目标旋转防止横摆力矩的量值。
4.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：
基于所述转向角和所述车辆速度来计算所述车辆的目标横摆角速度；以及
基于所述目标横摆角速度与由安装在所述车辆中的横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度之间的差来计算所述目标旋转防止横摆力矩。
5.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：
基于所述转向角和所述车辆速度来计算所述车辆的目标侧向加速度；以及
基于所述目标侧向加速度与由安装在所述车辆中的侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度之间的差来计算所述目标旋转防止横摆力矩。
6.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：
基于所述转向角和所述车辆速度来计算所述车辆的目标横摆角速度；以及
当由安装在所述车辆中的横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度的量值等于或小于所述目标横摆角速度的量值时，确定满足所述预定结束条件。
7.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：
基于所述转向角和所述车辆速度来计算所述车辆的目标侧向加速度；以及
当由安装在所述车辆中的侧向加速度传感器检测到的侧向加速度的量值等于或小于所述目标侧向加速度的量值时，确定满足所述预定结束条件。
8.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：
基于所述转向角和所述车辆速度来计算所述车辆的目标横摆角速度；
将在从不存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性的确定结果变成存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标横摆角速度设置为横摆角速度的参考值；以及
当所述横摆角速度的参考值的量值与由安装在所述车辆中的横摆角速度传感器检测到的实际横摆角速度的量值之间的差等于或大于所述目标横摆角速度的结束参考值时，确定满足所述预定结束条件。
9.根据权利要求1所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：
基于所述转向角和所述车辆速度来计算所述车辆的目标侧向加速度；
将在从不存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性的确定结果变成存在所述车辆进入所述旋转状态的可能性的确定结果的时间点处的目标侧向加速度设置为侧向加速度的参考值；以及
当所述侧向加速度的参考值的量值与由安装在所述车辆中的侧向加速度传感器检测到的实际侧向加速度的量值之间的差等于或大于所述侧向加速度的结束参考值时，确定满足所述预定结束条件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成使用相位补偿标准转弯状态量作为所述车辆的标准转弯状态量。
11.根据权利要求2所述的车道偏离防止系统，其特征在于
所述控制器被配置成：使用相位补偿标准横摆角速度作为所述标准横摆角速度，使用相位补偿标准侧向加速度作为所述标准侧向加速度，以及使用相位补偿标准滑动角度作为所述标准滑动角度。
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