CN108407809B - 偏转控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏转控制装置，其在利用左右车轮的制动力之差使车辆偏转的同时，使该车辆沿目标轨道行驶。偏转控制装置(17)利用左右车轮的制动力之差而实施使本车(1、2)偏转的偏转控制。该偏转控制装置在偏转控制中具有：计算单元(172、174)，其进行下述两种计算，即，(i)计算出用于通过偏转控制使本车行驶于目标轨道的目标偏航角速度，(ii)将计算出的目标偏航角速度除以基于本车速度得到的系数，而计算出目标偏航力矩；以及控制单元(173)，其将目标偏航力矩施加在本车上而控制各车轮的制动力。

Description

偏转控制装置
技术领域
本发明涉及使车辆偏转的偏转控制装置，特别涉及利用左右车轮的制动力之差使车辆偏转的偏转控制装置的技术领域。
背景技术
作为这种装置，例如提出了下述装置，即：在本车可能从行驶车道脱离的情况下，利用左右车轮的制动力之差产生避免脱离的方向的偏航力矩(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2006-282168号公报
根据专利文献1所记载的技术，能够使本车靠近行驶车道的中央侧。但是，在专利文献1所记载的技术中，没有考虑到使本车沿着所期望的轨道行驶这一情况。
理想情况下，希望在开始对本车进行避免从行驶车道脱离的控制之前，设定规定本车动作的目标轨迹(例如横向位置轨迹、偏航角速度轨迹，横向速度轨迹等)，以实现该目标轨迹的方式(作为结果而使得本车沿某一轨道行驶的方式)，进行应用车辆运动方程式的状态反馈控制。但是，在使得产生左右车轮的制动力之差的情况下，会相伴发生车辆减速，因此，优选控制时间尽可能短。因此，在使得产生左右车轮的制动力之差的情况下，难以应用上述状态反馈控制。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题点而提出的，其课题在于提供一种偏转控制装置，其能够在利用左右车轮的制动力之差使车辆偏转的同时，使该车辆沿目标轨道行驶。
本发明的偏转控制装置为了解决上述课题而提出一种利用左右车轮的制动力之差而实施使本车偏转的偏转控制的偏转控制装置，其在所述偏转控制中具有：计算单元，其进行下述两种计算，即，(i)计算出用于通过所述偏转控制使所述本车行驶于目标轨道的目标偏航角速度，(ii)将所述计算出的目标偏航角速度除以基于所述本车的速度得到的系数，而计算出目标偏航力矩；以及控制单元，其将所述目标偏航力矩施加在所述本车上而控制各车轮的制动力。
本申请的发明人经研究发现，基于偏航角速度并使用车辆的运动方程式求出的偏航力矩，可以通过将该偏航角速度除以基于速度得到的系数而近似得到(详细内容请参照后述的实施方式)。
本偏转控制装置就是基于上述事实构成的。在本偏转控制装置中，不使用车辆的运动方程式而根据目标偏航角速度计算出目标偏航力矩。因此，在本偏转控制装置中，只要确定目标偏航角速度(即，用于使本车沿着目标轨道行驶的偏航角速度)，就能够预先(例如在通过偏转控制开始本车偏转之前)确定目标偏航力矩。本偏转控制装置在能够预先确定目标偏航力矩这一点上，与上述的状态反馈控制(即在通过偏转控制实施的本车偏转过程中进行状态反馈控制的技术)不同。
此外，目标偏航角速度例如是通过基于本车的横向(即本车的左右方向)的移动量、行驶车道延伸的方向与本车的前后方向形成的角度、以及本车速度等规定目标轨道的物理量而求出的(详细内容请参照后述的实施方式)。
由此，根据本偏转控制装置，能够在利用各车轮的制动力向本车施加目标偏航力矩的同时(即利用左右车轮的制动力之差使本车偏转的同时)，使本车沿目标轨道行驶。
在本发明的偏转控制装置的一个方式中，所述计算单元对于通过将所述计算出的目标偏航角速度除以所述系数而得到的所述目标偏航力矩的暂定值，基于在所述偏转控制中直至与所述目标偏航力矩对应的偏航角速度在所述本车中实际发生为止的响应时间进行校正，从而计算出所述目标偏航力矩。根据本方式，能够实施与本车行动的响应延迟所对应的偏转控制。
在本发明的偏转控制装置的其它方式中，在所述偏转控制实施的期间，所述计算单元反复计算所述目标偏航力矩，基于所述本车的当前速度逐次更新所述系数，并计算所述目标偏航力矩。根据本方式，在偏转控制的实施期间，能够实施与由于偏转控制导致的减速而发生变化的本车速度所对应的偏转控制。
在本发明的偏转控制装置的其它方式中，所述目标轨道为，能够在所述本车有可能从当前行驶的行驶车道脱离的情况下避免脱离的轨道。根据本方式，能够避免本车从行驶车道脱离。
本发明的作用及其他优点可以通过下面说明的实施方式而明确。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的车辆的结构的框图。
图2是表示第1实施方式所涉及的车道脱离抑制动作的流程图。
图3是表示第1实施方式所涉及的LDA控制部实施的避免脱离控制的流程图。
图4是表示第1实施方式所涉及的制动控制部实施的避免脱离控制的流程图。
图5是表示目标偏航角速度轨迹及目标偏航力矩轨迹的一个例子的图。
图6是表示第1实施方式的第3变形例所涉及的LDA控制部实施的避免脱离控制的流程图。
图7是表示目标偏航角速度轨迹、目标偏航力矩轨迹及推定偏航角速度轨迹的一个例子的图。
图8是表示第1实施方式的第4变形例所涉及的LDA控制部实施的避免脱离控制的流程图。
图9是表示第2实施方式所涉及的车辆的结构的框图。
图10是表示第2实施方式所涉及的避免碰撞动作的流程图。
图11是表示第2实施方式所涉及的PCS控制部实施的紧急躲避控制的流程图。
图12是表示第2实施方式所涉及的紧急躲避控制中的目标轨道的一个例子的图。
具体实施方式
基于附图，说明本发明的偏转控制装置所涉及的实施方式。在以下的实施方式中，使用搭载有本发明的偏转控制装置的车辆进行说明。
<第1实施方式>
参照图1至图5，说明本发明的偏转控制装置所涉及的第1实施方式。
(车辆的结构)
首先，参照图1，说明搭载有本实施方式所涉及的偏转控制装置的车辆1的结构。图1是表示第1实施方式所涉及的车辆的结构的框图。
在图1中，车辆1具有制动踏板111、主缸112、制动致动器13、配置在左前轮121FL上的轮缸122FL、配置在左后轮121RL上的轮缸122FR、配置在右前轮121FR上的轮缸122RL、配置在右后轮121RR上的轮缸122RR、制动软管113FL、113RL、113FR及113RR。
车辆1还具有方向盘141、振动致动器142、车速传感器151、车轮速度传感器152、偏航角速度传感器153、加速度传感器154、照相机155、显示器16、作为“偏转控制装置”的一个具体例的ECU(ElectronicControlUnit)17。
主缸112将主缸112内的制动流体(或者任意流体)的压力调整至与制动踏板111的踏入量对应的压力。主缸112内的制动流体的压力分别经由制动软管113FL、113RL、113FR及113RR传递至轮缸122FL、122RL、122FR及122RR。因此，与传递至轮缸122FL、122RL、122FR及122RR的制动流体的压力对应的制动力，分别施加在左前轮121FL、左后轮121RL、右前轮121FR及右后轮121RR上。
制动致动器13在ECU 17的控制下，能够与制动踏板111的踏入量无关地调整分别传递至轮缸122FL、122RL、122FR及122RR的制动流体的压力。由此，制动致动器13能够与制动踏板111的踏入量无关地，对分别施加在左前轮121FL、左后轮121RL、右前轮121FR及右后轮121RR上的制动力进行调整。
方向盘141是为了对车辆1进行方向控制(即对转向轮进行转向)而由驾驶员进行操作的操作部件。振动致动器142能够在ECU 17的控制下使方向盘141振动。
ECU 17控制车辆1整体的动作。在本实施方式中，ECU 17特别地进行用于抑制车辆1从当前行驶的行驶车道脱离的车道脱离抑制动作。即，ECU 17作为用于实现所谓LDA(LaneDepartureAlart)或LDP(LaneDeparturePrevention)的控制装置起作用。
为了进行车道脱离抑制动作，ECU 17在其内部具有作为逻辑上实现的处理块或物理上实现的处理电路的数据获取部171、LDA控制部172及制动控制部173。
(3)车道脱离抑制动作
下面，参照图2的流程图，说明本实施方式所涉及的车道脱离抑制动作。
在图2中，数据获取部171获取示出车速传感器151、车轮速度传感器152、偏航角速度传感器153及加速度传感器154的各自的检测结果的检测数据、以及示出照相机155拍摄到的图像的图像数据(步骤S101)。
LDA控制部172通过解析在步骤S101的处理中获取到的图像数据，从而在照相机155拍摄到的图像内确定车辆1当前行驶的行驶车道的车道边缘(在本实施方式中，举出“车道标线”作为车道边缘的一个例子)(步骤S102)。此外，对于车道标线的识别方法可以应用现有技术，所以省略其详细说明。
LDA控制部172基于在步骤S102的处理中确定的车道标线，判定车辆1当前行驶的行驶车道是直路还是弯路，在判定为弯路时，计算出行驶车道的曲率半径(步骤S103)。此外，行驶车道的曲率半径实质上等价于车道标线的曲率半径。因此，LDA控制部172也可以计算出在步骤S102的处理中确定的车道标线的曲率半径，且以该计算出的曲率半径作为行驶车道的曲率半径。
LDA控制部172进而基于在步骤S102的处理中确定的车道标线，计算车辆1当前的横向位置、横向速度以及脱离角度(步骤S104)。在这里，“横向位置”是指沿着与行驶车道延伸的方向(车道延伸方向)正交的车道宽度方向的、从行驶车道的中央至车辆1为止的距离(典型地是至车辆1的中央为止的距离)。“横向速度”是指车辆1沿车道宽度方向的速度。“脱离角度”是指行驶车道与车辆1的前后方向轴形成的角度(即车道标线与车辆1的前后方向的轴形成的角度)。
LDA控制部172进而设定容许脱离距离(步骤S105)。容许脱离距离表示在车辆1从行驶车道脱离的情况下的车辆1从行驶车道脱离的脱离距离(即车辆1从车道标线脱离的脱离距离)的最大容许值。
容许脱离距离例如也可以如下述所示设定。即，LDA控制部172也可以从满足法规等的规定(例如NCAP：NewCarAssessmentProgramme的规定)这一角度出发设定容许脱离距离。此外，容许脱离距离的设定方法并不限定于此。
然后，LDA控制部172判定车辆1是否存在从当前行驶的行驶车道脱离的可能性(步骤S106)。具体地说，例如LDA控制部172基于车辆1的当前速度、横向位置及横向速度等，计算出车辆1的未来的(例如几秒～十几秒后的)位置。并且，LDA控制部172判定在未来的位置处，车辆1是否跨越或压上车道标线。在判定为车辆1在未来的位置处跨过或压上车道标线的情况下，LDA控制部172判定车辆1有可能从行驶车道脱离。
在步骤S106的判定中，判定为车辆1不可能从行驶车道脱离的情况下(步骤S106：否)，结束图2所示的车道脱离抑制动作。然后，LDA控制部172在经过第1规定期间(例如几毫秒至几十毫秒)后，再次开始图2所示的车道脱离抑制动作。即，图2所示的车道脱离抑制动作以与第1规定期间对应的周期反复进行。
另一方面，在步骤S106的判定时，判定为车辆1有可能从行驶车道脱离的情况下(步骤S106：是)，LDA控制部172向车辆1的驾驶员发出车辆1有可能从行驶车道脱离这一内容的警告(步骤S107)。具体地说，LDA控制部172例如控制显示器16，以显示示出车辆1有可能从行驶车道脱离这一情况的图像，以及/或者控制振动致动器142，通过方向盘141的振动而向驾驶员传达车辆1有可能从行驶车道脱离这一情况。
与上述步骤S107的处理并行地，LDA控制部172还进行避免脱离控制(步骤S2)。在这里，避免脱离控制是对车辆1施加避免脱离方向的偏航力矩以使得车辆1从行驶车道脱离的距离落在容许脱离距离内的控制。
在本实施方式所涉及的避免脱离控制中，以使得产生左右车轮的制动力之差的方式对左前轮121FL、左后轮121RL、右前轮121FR及右后轮121RR的至少其中一个施加制动力，其结果，向车辆1施加避免脱离方向的偏航力矩。下面，参照图3及图4的流程图，具体说明避免脱离控制。
避免脱离控制(LDA控制部)
在图3中，首先，LDA控制部172运算目标偏航角速度(Yr)轨迹，该目标偏航角速度轨迹是使以从行驶车道的中央偏离地行驶的车辆1能够沿着朝向行驶车道的中央的目标轨道(即作为目标的行驶路线)行驶的轨迹(步骤S201)。此外，目标偏航角速度轨迹是表示在车辆1沿着目标轨道行驶的情况下在该车辆1中产生的偏航角速度的目标值随时间的变化(换言之：时序性变化)的轨迹(例如参照后述的图5(a))。
具体地说，LDA控制部172以下述运算条件作为前提，基于上述步骤S104的处理中计算出的横向位置及脱离角度、以及车辆1的速度，运算目标偏航角速度轨迹。运算条件为：(i)目标偏航角速度轨迹为梯形波；(ii)梯形波的上升时间固定(例如为0.5秒)；(iii)车辆1的偏航角为0度时，车辆1的脱离量(即车道宽度方向的移动距离)最大；以及(iv)脱离量最大时的横向位置落在容许脱离距离之内。
在上述步骤S201的处理中运算出的目标偏航角速度轨迹的一个例子如图5(a)所示。在图5(a)中，从时刻t1至时刻t2为止的期间相当于梯形波的上升时间。时刻t3为车辆1的偏航角成为0度的时刻，即车辆1的脱离量最大的时刻。偏航角速度y1与脱离角度(或横向速度)、以及收敛在容许脱离距离之内的最大脱离量对应地进行变化。
如上述所示，在时刻t3，车辆1的偏航角成为0度(即车辆1的前后方向的轴与示出行驶车道的车道标线之间构成的角度为0度)。从时刻t3起，目标偏航角速度减少，由于该目标偏航角速度，车辆1的偏航角以驶向行驶车道的中央的趋势而增加。因此，如果以实现目标偏航角速度轨迹的方式控制车辆1，则车辆1沿着先从行驶车道的中央驶向边缘部再从边缘端部驶向中央的曲线轨道行驶。
在上述步骤S201之后，LDA控制部172例如从车速传感器151的检测结果获取车辆1的速度(步骤S202)。此外，车辆1的速度例如也可以根据当前的偏航力矩推定。接下来，LDA控制部172基于车辆1的速度，计算出用于将偏航角速度变换为偏航力矩的变换系数(步骤S203)。
在这里，对变换系数加以说明(此外，在这里，对微分以点表示法表示)。车辆的运动方程式(两轮模型)由算式(1)表示。在算式(1)中，“y”、“θ”、“Mz”、“Iz”、“m”、“v”、“Cf”、“Cr”、“lf”及“lr”分别表示“横向位置”、“偏航角”、“偏航力矩”、“惯性偏航力矩”、“车辆质量”、“车辆1的速度”、“前轮转向力”、“后轮转向力”、“重心－前轮车轴间距离”及“重心－后轮车轴间距离”。
【算式1】
Figure BDA0001552126500000091
本申请的发明人根据向算式(1)中输入了固定的偏航力矩(Mz)后进行模拟的结果，发现对于固定的偏航力矩，偏航角速度收敛为固定值这一情况。即，本申请的发明人发现在算式(1)中，可以使横向加速度及偏航角加速度为0。如果对算式(1)的横向加速度及偏航角加速度代入0，则偏航角速度如下所述表示。
【算式2】
如果代入
Figure BDA0001552126500000092
(省略过程算式)，则
Figure BDA0001552126500000093
Figure BDA0001552126500000094
A2＝((Cflf 2+Crlr 2)·A1+Cflf-Crlr)
对该算式进行整理后如下述所示。
【算式3】
Figure BDA0001552126500000095
由于通常“A2/v＞＞mv”，所以能够如算式(2)那样进行近似。
【算式4】
Figure BDA0001552126500000096
A3＝A1/A2
根据该算式(2)，可知如果将偏航角速度用含有车速v的系数“A3v”相除，则可以求出偏航力矩。该系数“A3v”相当于在步骤S203的处理中计算出的变换系数。此外，如上述所示，“A3”是根据转向力及重心－车轴间距离而固定的常数。
与步骤S203的处理并行地，LDA控制部172获取在该避免脱离控制中与应施加的偏航力矩(即目标偏航力矩)对应的偏航角速度在车辆1上实际产生为止的响应延迟时间(步骤S204)。响应延迟时间可以是预先规定的固定值(偏转值)，也可以是与某一物理量或参数对应的可变值。
根据本申请的发明人的研究，发现例如ECU 17与制动致动器13之间的通信时间、制动流体的升压时间、从向车辆1施加偏航力矩开始至产生与所施加的偏航力矩对应的偏航角速度为止的时间等，导致响应延迟发生。
然后，LDA控制部172使用变换系数，根据目标偏航角速度轨迹运算目标偏航力矩轨迹，并且基于响应延迟时间对该目标偏航力矩轨迹进行校正(步骤S205)。此外，目标偏航力矩轨迹是表示在车辆1沿目标轨道行驶的情况下应施加在该车辆1上的偏航力矩的目标值随时间变化(换言之：时序性变化)的轨迹(例如参照后述的图5(b))。
LDA控制部172计算可以实现校正后的目标偏航力矩轨迹的制动力(步骤S205)。在此情况下，LDA控制部172分别单独计算出向左前轮121FL、左后轮121RL、右前轮121FR及右后轮121RR施加的制动力。
上述步骤S205的处理中运算出的目标偏航力矩(Mz)轨迹的一个例子在图5(b)中示出。图5(b)的时刻t1与图5(a)的时刻t1对应。图5(b)的虚线是根据目标偏航角速度轨迹通过变换系数求出的目标偏航力矩轨迹的上升部分。基于响应延迟时间进行校正得到的目标偏航力矩轨迹如图5(b)的实线所示，从时刻t1之前的时刻t1′开始上升。
LDA控制部172实际上求出对短期间Δt进行校正得到的目标偏航力矩轨迹，计算能够将短期间Δt的目标偏航力矩施加在车辆1上的制动力。并且，LDA控制部172将表示该计算出的制动力的信号向制动控制部173发送。然后，LDA控制部172判定短期间Δt的目标偏航角速度轨迹是否不为0(步骤S206)。
在步骤S206的判定中，在判定为目标偏航角速度轨迹不为0的情况下(步骤S206：是)，LDA控制部172重复步骤S202及其后的处理。另一方面，在步骤S206的判定中，在判定为目标偏航角速度轨迹为0的情况下(步骤S206：否)，LDA控制部172结束图3所示的避免脱离控制。
避免脱离控制(制动控制部)
制动控制部173以从LDA控制部172接收到表示制动力的信号为条件，计算对用于产生该制动力的所需的制动流体的压力进行指定的压力指令值(步骤S301)。在此情况下，制动控制部173分别单独计算出在轮缸122FL、122RL、122FR及122RR各自的内部的指定制动流体的压力的压力指令值。
然后，制动控制部173基于压力指令值，控制制动致动器13(步骤S302)。其结果，与压力指令值相应的制动力施加在左前轮121FL、左后轮121RL、右前轮121FR及右后轮121RR中的至少其中一个上。即，利用左右车轮的制动力之差，向车辆1施加避免脱离的方向的偏航力矩。
在实施了图3所示的避免脱离控制的情况下，制动控制部173由于从LDA控制部172反复接收表示目标偏航力矩的信号，所以图4所示的避免脱离控制也反复实施。
(技术效果)
利用左右车轮的制动力之差而向车辆1施加避免脱离的方向的偏航力矩的该避免脱离控制，可以实现控制时间较短(例如几秒)。在该避免脱离控制中，如上述所示，根据目标偏航角速度轨迹使用变换系数“A3v”(即将目标偏航角速度除以变换系数“A3v”)，换言之，不求解车辆的运动方程式，能够在较短时间内求出目标偏航力矩轨迹。在这里，目标偏航角速度轨迹是以使得车辆1沿着驶向行驶车道的中央的目标轨道行驶为目的而运算出来的。由此，如果以实现根据目标偏航角速度轨迹求出的目标偏航力矩轨迹的方式控制车辆1，则能够使车辆1沿目标轨道行驶。
即，根据该避免脱离控制，能够在抑制通过左右车轮的制动力之差而将避免脱离的方向的偏航力矩向车辆1施加的时间的同时，使车辆1沿目标轨道行驶。
由于在变换系数“A3v”中包含车辆1的速度v，所以如果车辆1的速度变化，则变换系数“A3v”也随之变化。由此，在本实施方式中，反复进行图3中的步骤S202～S205的处理。即，与实施本避免脱离控制的期间的车辆1的速度变化对应地，逐次更新变换系数
“A3v”。因此，根据本避免脱离控制，能够在抑制目标轨道和车辆1的实际轨道之间的偏转的同时使车辆1行驶。
实施方式所涉及的“LDA控制部172”及“制动控制部173”分别是本发明所涉及的“计算单元”及“控制单元”的一个例子。
＜第1变形例＞
在上述的第1实施方式中，通过反复进行图3中的步骤S202～S205的处理而逐次更新变换系数“A3v”，但也可以是下述构成。即，也可以在基于避免脱离控制的开始时刻的车辆1的速度计算出变换系数“A3v”后，在避免脱离控制结束之前使用同一个变换系数“A3v”(即，在实施避免脱离控制的期间，也可以不逐次更新变换系数“A3v”)。在此情况下，由于车辆1的速度变化导致的例如目标轨道和车辆1的实际轨道之间的偏转可以作为控制偏差进行处理。
＜第2变形例＞
在上述的第1实施方式中，考虑了响应延迟时间，但也可以不考虑该响应延迟时间。在此情况下，由于响应延迟时间导致的例如目标轨道与车辆1的实际轨道之间的偏转可以作为控制偏差进行处理。
＜第3变形例＞
在上述的第1实施方式中，在图3中的步骤S201的处理中确定目标偏航角速度轨迹的下降部分，但也可以是下述构成。即，在步骤S201的处理中求出的目标偏航角速度轨迹的下降部分是与实施避免脱离控制的期间的车辆1的行为对应而确定的。
参照图6的流程图，具体说明第3变形例所涉及的避免脱离控制。
在图6中，首先LDA控制部172运算目标偏航角速度轨迹(步骤S201)。在上述步骤S201的处理中运算出的目标偏航角速度轨迹的一个例子如图7(a)所示。如图7(a)所示，在本变形例中，运算出没有下降部分的目标偏航角速度轨迹。
LDA控制部172与步骤S202～S205的处理并行地进行步骤S211～S215的处理。在步骤S211中，LDA控制部172例如根据车速传感器151及偏航角速度传感器153的检测结果，获取车辆1的速度及偏航角。
然后，LDA控制部172计算目标偏航力矩轨迹的减少斜率(即下降部分的斜率)(步骤S212)。在这里，LDA控制部172基于例如车辆1的当前偏航力矩等，计算考虑到在偏航力矩减少时车辆1的行为在内的(例如不会使车辆1的乘客由于加速度降低的变化导致不适感这样的)减少斜率。
与步骤S212的处理并行地，LDA控制部172基于在步骤S211的处理中获取的速度，计算出变换系数“A3v”(步骤S213)。然后，LDA控制部172根据目标偏航力矩轨迹的下降部分，使用变换系数“A3v”(即，通过将变换系数“A3v”乘以目标偏航力矩)，运算推定偏航角速度轨迹。LDA控制部172进而基于步骤S204的处理中获取的响应延迟时间，校正该运算出的推定偏航角速度轨迹(步骤S214)。
在步骤S212的处理中运算出的目标偏航力矩轨迹的一个例子、以及在步骤S214的处理中运算出的推定偏航角速度轨迹的一个例子在图7(b)中示出。图7(b)下半部分的虚线是根据目标偏航力矩轨迹而使用变换系数“A3v”求出的推定偏航角速度轨迹的下降部分。基于响应延迟时间进行补正而得到的推定偏航角速度轨迹，如图7(b)下半部分的实线所示，在时刻t5之后的时刻t5′成为0。
图7(b)所示的由推定偏航角速度轨迹的时刻t4至时刻t5′为止的部分、时间轴、偏航角速度轴围成的三角形的面积(以下称为“下降部分的面积”)，与目标偏航力矩开始减少后的(即时刻t4以后的)车辆1的偏航角的变化量对应。
在步骤S214的处理之后，LDA控制部172基于推定偏航角速度轨迹的下降部分的面积，计算出推定偏航角变化量(步骤S215)。然后，LDA控制部172判定偏航角相关的规定条件是否成立(步骤S216)。在这里，规定条件为：“车辆1的当前的偏航角、与在步骤S215的处理中计算出的推定偏航角变化量之和，大于或等于在本避免脱离控制结束时的目标偏航角(即，本避免脱离控制结束时的车辆1的前后方向的轴和表示行驶车道的车道标线之间的角度)”。
在步骤S216的判定中，在判定为规定条件不成立的情况下(步骤S216：否)，LDA控制部172重复步骤S202及其后的处理。另一方面，在步骤S216的判定中，在判定为规定条件成立的情况下(步骤S216：是)，LDA控制部172以基于在步骤S212的处理中计算出的减少斜率使偏航力矩减少的方式，向制动控制部173发送表示目标偏航力矩的信号(步骤S217)。
(技术效果)
根据本变形例所涉及的避免脱离控制，能够将本避免脱离控制结束时的车辆1的前后方向轴与表示行驶车道的车道标线构成的角度设定为所期望的角度。
＜第4变形例＞
在上述的步骤S201的处理中，也可以在运算出目标偏航角速度轨迹后，基于预想控制时间，确定是通过第1实施方式所涉及的避免脱离控制还是通过现有的根据状态反馈控制进行的轨道追随控制，来避免车辆1从行驶车道脱离。
具体地说，在图8的流程图中，在步骤S201的处理之后，LDA控制部172判定预想控制时间是否小于规定值(步骤S220)。在这里，“预想控制时间”只要设置为目标偏航角速度轨迹从上升到下降为止的时间即可。“规定值”例如只要设置为能够通过轨道追随控制而可靠地避免车辆1从行驶车道脱离的控制时间的下限值等即可。
在步骤220的判定中，在判定为预想控制时间小于规定值的情况下(步骤S220：是)，LDA控制部172进行步骤S202及其后的处理。另一方面，在步骤220的判定中，判定为预想控制时间为规定值以上的情况下(步骤S220：否)，LDA控制部172进行轨道追随控制。
根据上述构成，能够与预想控制时间对应地，切换本避免脱离控制和轨道追随控制。即，能够使本避免脱离控制和轨道追随控制并存。
<第2实施方式>
参照图9至图11，说明本发明的偏转控制装置所涉及的第2实施方式。在第2实施方式中，除了偏转控制装置应用于避免碰撞动作这一点之外，与上述的第1实施方式相同。由此，在第2实施方式中，省略与第1实施方式重复的说明，并且对于附图中的同一部位标注相同的标号进行表示，基本上仅对于不同点而参照图9至图11进行说明。
(车辆的结构)
首先，参照图9，说明搭载有本实施方式所涉及的偏转控制装置的车辆2的结构。图9是表示第2实施方式所涉及的车辆2的结构的框图。
在本实施方式中，作为“偏转控制装置”的一个具体例子的ECU17，检测出在车辆2的前进道路上存在的其它车辆或行人等，在碰撞可能性较高的情况下，进行避免碰撞动作。为了进行避免碰撞动作，ECU 17在其内部具有作为逻辑上实现的处理块或物理上实现的处理电路的PCS(Pre-CrashSafety)控制部174。
(避免碰撞动作)
下面，参照图10的流程图，说明本实施方式所涉及的避免碰撞动作。
在图10中，首先，数据获取部171获取示出车速传感器151、车轮速度传感器152、偏航角速度传感器153及加速度传感器154的检测结果的检测数据，以及示出照相机155拍摄到的图像的图像数据。
PCS控制部174通过对步骤S401的处理中获取的图像数据进行分析，而识别在车辆2的前进道路上存在的障碍物(步骤S402)。此外，PCS控制部174也可以除了由照相机155拍摄到的图像之外，还根据例如毫米波雷达(未图示)等的检测结果识别障碍物。此外，对于障碍物的识别方法可以使用现有技术，所以省略其详细的说明。
与步骤S402的处理并行地，PCS控制部174通过对步骤S401的处理中获取的图像数据进行分析，从而在摄像机155拍摄到的图像内确定车辆1当前行驶的行驶车道的车道边缘(在本实施方式中，作为车道边缘的一个例子而举出“车道标线”)。并且，PCS控制部174基于确定好的车道标线，判定车辆1当前行驶的行驶车道是直路还是弯路，在判定为弯路时，计算出行驶车道的曲率半径(步骤S403)。
PCS控制部174基于在步骤S401的处理中获取的检测数据等，运算在步骤S402的处理中识别出的障碍物相对于车辆2的相对位置及相对速度(步骤S404)。
然后，PCS控制部174判定车辆2是否有可能与障碍物碰撞(步骤S405)。具体地说，例如PCS控制部174基于车辆2的当前的速度、横向位置、前后加速度及横向加速度、以及障碍物的相对位置及相对速度等，计算出车辆2的未来的(例如几秒～几十秒后的)位置。并且，PCS控制部174判定车辆2的未来的位置是否与障碍物的未来的位置重合。在判定为车辆2的未来的位置与障碍物的未来的位置重合的情况下，PCS控制部174判定为车辆2有可能与障碍物碰撞。
在步骤S405的判定中，在判定为车辆2不可能与障碍物碰撞的情况下(步骤S405：否)，结束图10所示的避免碰撞动作。然后，PCS控制部174在经过第2规定期间(例如几毫秒至几十毫秒)后，再次开始图10所示的避免碰撞动作。即，图10所示的避免碰撞动作以与第2规定期间对应的周期反复进行。
另一方面，在步骤S405的判定中，在判定为车辆2有可能与障碍物碰撞的情况下(步骤S405：是)，PCS控制部174将车辆2有可能与障碍物碰撞这一内容向车辆2的驾驶员进行警告(步骤S406)。具体地说，PCS控制部174例如控制显示器16以显示“制动！”等促使注意的图像，以及/或者鸣响警报蜂鸣器(未图示)。
与上述步骤S406的处理并行地，PCS控制部174还进行紧急躲避控制(步骤S5)。在这里，紧急躲避控制是以避免车辆2与障碍物之间的碰撞的方式向车辆2施加避免碰撞的方向的偏航力矩的控制。
在本实施方式所涉及的紧急躲避控制中，以使得产生左右车轮的制动力之差的方式对左前轮121FL、左后轮121RL、右前轮121FR及右后轮121RR的至少其中一个施加制动力，其结果，向车辆2施加避免碰撞的方向的偏航力矩。下面，参照图11的流程图，具体说明紧急躲避控制。
紧急躲避控制(PCS控制部)
在图11中，首先PCS控制部174运算目标位置(步骤S501)。在这里，例如图12(a)所示，目标位置是从障碍物的侧面离开规定距离的位置(在图12(a)中为虚线处的位置)。在障碍物正在移动的情况下，如图12(b)所示，目标位置可以设置为从障碍物的移动范围的外缘离开规定距离的位置。此外，规定距离可以是车辆2能够安全通过障碍物侧方的距离。
然后，PCS控制部174以使得车辆2沿着通过目标位置(即，躲避障碍物)的目标轨道行驶的方式运算目标偏航角速度轨迹(步骤S502)。具体地说，PCS控制部174以下面的运算条件为前提，例如基于从障碍物的侧面离开规定距离且沿着该侧面延伸的虚拟线(图12的虚线)与车辆2的前后方向的轴之间形成的角度、车辆2的速度等，运算目标偏航角速度轨道。运算条件为：(i)目标偏航角速度轨迹为梯形波；(ii)梯形波的上升时间固定(例如为0.5秒)；(iii)上述虚拟线和车辆2形成的角度为0度时，车辆2在与上述虚拟线延伸的方向相交的方向上的移动距离最大。
然后，PCS控制部174进行与图3的流程图中的步骤S202～S206的处理相同的处理。即，PCS控制部174例如根据车速传感器151的检测结果获取车辆2的速度(步骤S202)。接下来，PCS控制部174基于车辆2的速度，计算出用于将偏航角速度变换为偏航力矩的变换系数“A3v”(步骤S203)。
与步骤S203的处理并行地，PCS控制部174获取向车辆2施加偏航力矩后至与该施加的偏航力矩对应的偏航角速度产生为止的响应延迟时间(步骤S204)。
然后，PCS控制部174使用变换系数“A3v”，根据目标偏航角速度轨迹运算目标偏航力矩轨迹，并且基于响应延迟时间对该目标偏航力矩轨迹进行校正。PCS控制部174计算可以实现校正后的目标偏航力矩轨迹的制动力(步骤S205)。PCS控制部174实际上求出对短期间Δt进行校正得到的目标偏航力矩轨迹，计算能够将短期间Δt的目标偏航力矩施加在车辆2上的制动力。并且，PCS控制部174将表示该计算出的制动力的信号向制动控制部173发送。
然后，PCS控制部174判定短期间Δt的目标偏航角速度轨迹是否不为0(步骤S206)。在该判定中，在判定为目标偏航角速度轨迹不为0的情况下(步骤S206：是)，PCS控制部174重复步骤S202及其后的处理。另一方面，在该判定中，在判定为目标偏航角速度轨迹为0的情况下(步骤S206：否)，PCS控制部174结束图11所示的紧急躲避控制。
紧急躲避控制(制动控制部)
制动控制部173进行与图4的流程图中的步骤S301～S302的处理相同的处理。即，以从PCS控制部174接收到表示制动力的信号为条件，计算对用于产生该制动力的所需的制动流体的压力进行指定的压力指令值(步骤S301)。
然后，制动控制部173基于压力指令值，控制制动致动器13(步骤S302)。其结果，与压力指令值相应的制动力施加在左前轮121FL、左后轮121RL、右前轮121FR及右后轮121RR中的至少其中一个上。即，利用左右车轮的制动力之差，向车辆2施加避免碰撞的方向的偏航力矩。
(技术效果)
根据该紧急躲避控制，能够在抑制通过左右车轮的制动力之差而将躲避碰撞的方向的偏航力矩向车辆2施加的时间的同时，使车辆2沿目标轨道行驶。
实施方式所涉及的“PCS控制部174”是本发明所涉及的“计算单元”的另一个例子。
本发明并不限定于上述实施方式，能够在不违反权利要求书或说明书整体中体现的发明的主旨及思想的范围内进行适当变更，伴随这些变更而产生的偏转控制装置当然也包括在本发明的技术范围内。
标号的说明
1、2…车辆，13…制动致动器，17…ECU，171…数据获取部，172…LDA控制部，173…制动控制部，174…PCS控制部

Claims (4)

1.一种偏转控制装置，其利用左右车轮的制动力之差而实施使本车偏转的偏转控制，其特征在于，
在所述偏转控制中具有：计算单元，其进行下述两种计算，即，(i)计算出用于通过所述偏转控制使所述本车行驶于目标轨道的目标偏航角速度，(ii)将所述计算出的目标偏航角速度除以基于所述本车的速度得到的系数，而计算出目标偏航力矩；以及，
控制单元，其控制各车轮的制动力而将所述目标偏航力矩施加在所述本车上。
2.根据权利要求1所述的偏转控制装置，其特征在于，
所述计算单元对于通过将所述计算出的目标偏航角速度除以所述系数而得到的所述目标偏航力矩的暂定值，基于在所述偏转控制中直至与所述目标偏航力矩对应的偏航角速度在所述本车中实际发生为止的响应时间进行校正，从而计算出所述目标偏航力矩。
3.根据权利要求1或2所述的偏转控制装置，其特征在于，
在所述偏转控制实施的期间，所述计算单元反复计算所述目标偏航力矩，
基于所述本车的当前速度逐次更新所述系数，并计算所述目标偏航力矩。
4.根据权利要求1或2所述的偏转控制装置，其特征在于，所述目标轨道为，能够在所述本车有可能从当前行驶的行驶车道脱离的情况下避免脱离的轨道。
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