CN1321847C - 机动车道防偏设备 - Google Patents

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Abstract

在能够执行避免车辆偏离行驶车道的LDP控制的机动车道防偏(LDP)设备中，控制单元包括在车辆存在偏离车道的趋势的情况下，响应车辆的转弯状态，计算LDP控制的转向控制分配量和LDP控制的制动力控制分配量的LDP控制分配量计算部分。为了避免车辆的车道偏离趋势，响应根据转向控制分配量确定的转向扭矩控制受控变量，控制转向扭矩，而响应根据制动力控制分配量确定的制动力控制受控变量，控制施加于各个车轮的制动力。

Description

机动车道防偏设备
技术领域
本发明涉及机动车道防偏(LDP)设备，尤其涉及即使车辆趋于偏离行驶车道，仍能够防止车辆偏离其行驶车道的自动车道防偏控制技术的改进。
背景技术
近年来，提出并形成了各种自动车道防偏控制技术和车辆动力学控制技术。在具有车辆动力学控制(VDC)功能和车道防偏(LDP)功能的车辆上，一般存在两种车道防偏控制，即，使用转向作动器的LDP控制系统和使用制动力作动器。在装备转向作动器的LDP控制系统中，通过借助转向扭矩控制，产生横摆力矩，防止车道偏离，根据车辆相对于车辆的当前行驶车道的中心轴(基准轴)的横向偏移或横向偏离，确定转向扭矩控制的受控变量。在日本专利临时公开No.11-96497(下面称为“JP11-96497”)中，公开了一种这样的装备转向作动器的LDP控制系统。另一方面，在装备制动力作动器的LDP控制系统中，通过根据车辆相对于车辆的当前行驶车道的中心轴的横向偏离，控制制动力作动器，例如ABS-系统液压调节器，产生横摆力矩，防止车道偏离。通常，为了产生用于避免车道偏离的横摆力矩，与发生车道偏离的方向相反地对车轮施加制动力。在日本专利临时公开No.2000-33860(下面称为JP2000-33860)中公开了一种这样的装备制动力作动器的LDP控制系统。
发明内容
但是，就JP11-96497中公开的装备转向作动器的LDP控制系统来说，在使前轮朝着弯道的外侧移动的时候，当车辆倾向于偏离行驶车道的中心轴时，借助转向转向扭矩控制，产生车道防偏所需的横摆力矩。由于根据转向扭矩控制产生的横摆力矩的缘故，施加在车辆上的横向加速度(横向G)不合需要地增加的趋势变大。这导致驾驶员体验到车辆动态性能方面的不合意变化或不合意波动，例如横向G显著增大的不自然感觉。
相反，就在JP2000-33860中公开的装备制动力作动器的LDP控制系统来说，当在直向行驶期间，车辆倾向于偏离行驶车道时，借助对车轮的制动力施加，产生车道防偏所需的横摆力矩。由于这种制动力施加的结果，装备制动力作动器的LDP控制系统会使驾驶员感受到不合意的车辆减速的感觉。实际上，必须适度地实现装备转向作动器的LDP控制系统执行的转向扭矩控制，和装备制动力作动器的LDP控制系统执行的制动力控制。从而，为了更大地提高或改进车道防偏(LDP)性能，最好优化车道防偏控制期间，装备转向作动器的LDP控制系统执行的转向扭矩控制和装备制动力作动器的控制系统执行的制动力控制之间的控制分配比率。
因此，本发明的目的是提供一种车辆的车道防偏(LDP)设备，该设备能够不管车辆的车道偏离状态，执行LDP控制，而不会使驾驶员体验到车辆动态性能方面的不合意变化或不合意波动，例如横向G的显著增大或不舒服的车辆减速的任意不自然感觉。
为了实现本发明的上述及其它目的，车辆的车道防偏设备包括能够执行避免车辆偏离行驶车道的车道防偏(LDP)控制的机动车道防偏设备，LDP设备包括检测车辆的行驶状态的行驶状态检测器，调整施加于转向系统的转向扭矩的转向作动器，调整施加于各个车轮的制动力，以便调整施加于车辆的横摆力矩的制动力作动器，和配置成与转向作动器，制动力作动器和行驶状态检测器电连接，响应来自行驶状态检测器的信号，控制转向作动器和制动力作动器，以便避免偏离车道的控制单元；控制单元包括响应车辆的行驶状态，确定车辆是否存在偏离行驶车道的趋势，并在车辆存在偏离行驶车道的趋势的情况下，响应车辆的行驶状态，计算LDP控制的转向控制分配量和LDP控制的制动力控制分配量的LDP控制分配量计算部分，根据转向控制分配量，计算转向扭矩控制受控变量，以便沿避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生转向扭矩的转向控制受控变量计算部分，响应转向扭矩控制受控变量，控制转向扭矩的转向扭矩控制部分，根据制动力控制分配量，计算理想横摆力矩，以便在避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生横摆力矩的理想横摆力矩计算部分，根据理想横摆力矩，计算各个车轮的制动力控制受控变量的制动力控制受控变量计算部分，和响应制动力控制受控变量，控制施加于各个车轮的制动力的制动力控制部分。
根据本发明的另一方面，是一种能够执行避免车辆偏离行驶车道的车道防偏(LDP)控制的机动车道防偏设备，该LDP设备包括检测车辆的行驶状态的行驶状态检测器，调整施加于转向系统的转向扭矩的转向作动器，调整施加于各个车轮的制动力，以便调整施加于车辆的横摆力矩的制动力作动器，和配置成与转向作动器，制动力作动器和行驶状态检测器电连接，响应来自行驶状态检测器的信号，控制转向作动器和制动力作动器，以便避免偏离车道的控制单元，控制单元包括响应车辆的行驶状态，确定车辆是否存在偏离行驶车道的趋势的车道偏离判定装置，在车辆存在偏离行驶车道的趋势的情况下，响应车辆的行驶状态，计算LDP控制的转向控制分配量和LDP控制的制动力控制分配量的车道防偏分配量计算装置，根据转向控制分配量，计算转向扭矩控制受控变量，以便沿避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生转向扭矩的转向控制受控变量计算部分，响应转向扭矩控制受控变量，控制转向扭矩的转向扭矩控制装置，根据制动力控制分配量，计算理想横摆力矩，以便在避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生横摆力矩的理想横摆力矩计算装置，根据理想横摆力矩，计算各个车轮的制动力控制受控变量的制动力控制受控变量计算装置，和响应制动力控制受控变量，控制施加于各个车轮的制动力的制动力控制装置。
根据本发明的另一方面，是一种避免车辆偏离行驶车道的车道防偏(LDP)控制方法，该方法包括检测车辆的行驶状态，响应车辆的行驶状态，确定车辆是否存在偏离行驶车道的趋势，并在车辆存在偏离行驶车道的趋势的情况下，响应车辆的行驶状态，计算LDP控制的转向控制分配量和LDP控制的制动力控制分配量，根据转向控制分配量，计算转向扭矩控制受控变量，以便沿避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生转向扭矩，响应转向扭矩控制受控变量，控制施加于转向系统的转向扭矩，根据制动力控制分配量，计算理想横摆力矩，以便在避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生作用于车辆的横摆力矩，根据理想横摆力矩，计算各个车轮的制动力控制受控变量，和响应制动力控制受控变量，控制施加于各个车轮的制动力。
参考附图，根据下面的说明，本发明的其它目的和特征将变得显而易见。
附图说明
图1是图解说明车辆的车道防偏(LDP)设备的一个实施例的系统方框图。
图2是表示在包含于图1的实施例的LDP设备中的电子控制单元(ECU)内执行的LDP控制例程的前半部分的流程图。
图3是表示在图1的实施例的LDP设备的ECU内执行的LDP控制例程的后半部分的流程图。
图4是预编程的行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图。
图5是预编程的车辆转弯曲率βv与控制分配比率H的特性曲线图。
图6是预编程的横向加速度Yg与控制分配比率H的特性曲线图。
图7是表示在包含于第一改进LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的前半部分的流程图。
图8A是在车辆倾向于朝弯道外侧偏离的状况下，使用的预编程的行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图。
图8B是在车辆倾向于朝弯道内侧偏离的状况下，使用的预编程的行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图。
图9A是在车辆具有左车道偏离趋势的状况下，使用的预编程的行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图。
图9B是在车辆具有右车道偏离趋势的状况下，使用的预编程的行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图。
图10是表示在包含于第二改进LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的前半部分的流程图。
图11是保存在图10的第二改进LDP设备的ECU的存储器中的，预编程车道偏离估计量XLD-转向控制分配量XSTR(转向控制分配比率HSTR)-制动力控制分配量XBRK(制动力控制分配比率HBRK)的特性曲线图。
图12是表示在包含于第三改进LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的前半部分的流程图。
图13A是保存在图12的第三改进LDP设备的ECU的存储器中的，预编程车道偏离估计量XLD-转向控制分配量XSTR(转向控制分配比率HSTR)-制动力控制分配量XBRK(制动力控制分配比率HBRK)的特性曲线图。
图13B是保存在图12的第三改进LDP设备的ECU的存储器中的预编程的车道偏离估计量XLD-转向控制分配量XSTR的特性曲线图。
图13C是保存在图12的第三改进LDP设备的ECU的存储器中的预编程的车道偏离估计量XLD-制动力控制分配量XBRK的特性曲线图。
图14是预编程的控制分配阈值XTH与路面摩擦系数μ的特性曲线图。
具体实施方式
现在参见附图，尤其参见图1，在采用自动变速器10和差动齿轮的装备自适应巡航控制(ACC)系统的后轮驱动车辆中，举例说明实施例的车道防偏(LDP)设备。在图1中所示的实施例的LDP设备中，四通道制动控制系统，例如用于防滑控制的四通道ABS系统，或用于牵引控制的四通道牵引控制系统被用作制动力控制系统，所述制动力控制系统相互独立地调节各个制动轮缸(即左前轮制动轮缸，右前轮制动轮缸，左后轮制动轮缸和右后轮制动轮缸)的制动液压。图1中，附图标记1表示制动踏板，附图标记2表示制动助力器，附图标记3表示主缸(准确地说，用于分成两个部分，即前液压制动部分和后液压制动部分的双制动系统的纵列主缸)，附图标记4表示制动液储存器。通常，根据制动踏板1的压下量，由主缸3提高的制动液压被分别提供给左前轮5FL的左前轮制动轮缸6FL，右前轮5FR的右前轮制动轮缸6FR，左后轮5RL的左后轮制动轮缸6RL，和右后轮5RR的右后轮制动轮缸6RR。借助置于主缸3和每个制动轮缸6FL、6FR、6RL和6RR之间的制动液压控制电路(制动轮缸压力控制单元)或液压调节器(modulator)7，相互独立地控制左前、右前、左后和右后制动轮缸压力。液压调节器7包括分别与第一通道(左前)，第二通道(右前)，第三通道(左后)和第四通道(右后)制动电路相关的液压控制作动器(制动力作动器)，从而相互独立地建立、保持和减小左前、右前、左后和右后制动轮缸压力。液压调节器7的每个液压控制作动器由把制动轮缸压力调整到所需压力水平的比例螺线管阀，例如电磁控制的螺线管阀组成。液压调节器7的每个电磁控制的螺线管阀对来自制动/驱动力控制单元，简单地说电子控制单元(ECU)8的命令信号作出反应，用于响应来自ECU 8的输出接口的命令信号，调整每个制动轮缸6FL～6RR的制动轮缸压力，而不考虑驾驶员的脚产生的制动动作(制动踏板压下)。
图1的实施例的装备ACC系统的后轮驱动车辆还包括电子驱动扭矩控制单元12，电子驱动扭矩控制单元12通过控制发动机9的工作状态，自动变速器10的选择速比，和/或节流阀(throttle valve)11的节流阀开度(与加速器开度Acc相关)，控制传送给充当驱动轮的后轮5RL和5RR的驱动扭矩。具体地说，通过控制燃油喷射量和点火正时，能够控制发动机9的工作状态。另外，通过控制节流阀开度，能够控制发动机工作状态。驱动扭矩控制单元12被设计成单独控制传送给后轮5RL和5RR(驱动轮)的驱动扭矩。另外，驱动扭矩控制单元12按照根据驱动扭矩命令信号值，控制驱动扭矩的方式，对来自ECU 8的驱动扭矩命令信号作出响应。
设置转向扭矩作动器18，简称为转向作动器，以便向转向传动机构施加转向扭矩。响应从ECU 8输入转向作动器18的转向扭矩命令，控制施加的转向扭矩的大小。
图1的实施例的装备ACC系统的后轮驱动车辆还包括外部识别检测器(13、14)，外部识别检测器(13、14)起检测行驶车道(车辆的行驶车道)内，装备ACC系统的车辆的当前位置信息的作用，其传感器信号被用于检测车辆(host vehicle)是否趋向于偏离当前的行驶车道。具有电荷耦合器件(CCD)图像传感器的立体照相机，简称为电荷耦合器件(CCD)照相机(图像拾取装置)13和照相机控制器(充当车道标线检测器)14被用作外部识别检测器(13，14)。在照相机控制器14内，根据CCD照相机13捕捉的车辆前方的图像处理图像数据，检测车道标记或车道标示(或者分隔相邻两条车道的白色车道标线)，例如白线，从而根据检测的白色车道标线，确定车辆的当前行驶车道，准确地说，行驱车道内，车辆的当前位置信息。照相机控制器14的处理器根据来自CCD照相机13的代表图像的图像数据，计算和确定或估计车辆的相对于其当前行驶车道的横摆角Ф，车辆相对于其当前行驶车道的中心轴(基准轴)的横向偏移X，车辆的当前行驶车道的曲率β，和车辆的当前行驶车道的车道宽度L。
电子控制单元(ECU)8一般包括一个微计算机，所述微计算机包括中央处理器(CPU)或微处理器(MPU)，存储器(RAM、ROM)和输入/输出接口(I/O)。除了表示照相机控制器14计算的参数Ф，X，β和L的信号，以及表示由驱动扭矩控制单元12控制和产生的驱动扭矩的信号之外，ECU 8的输入/输出接口(I/O)接收来自各种发动机/车辆传感器的输入信息，例如加速度传感器(G传感器)15，横摆率传感器16，主缸压力传感器17，转向角传感器20，和左前轮、右前轮、左后轮和右后轮速度传感器21FL、21FR、21RL和21RR。如图1的系统方框图所示，对于通过数据链路的双向通信来说，ECU 8与驱动扭矩控制单元12电连接。加速度传感器15检测施加在车辆上的纵向加速度Xg和横向加速度Yg。横摆率传感器16检测由作用在车辆上的横摆力矩引起的横摆率(车辆的驱动状态之一)。主缸压力传感器17检测主缸3的主缸压力Pm，即，制动踏板1的压下量。转向角传感器20根据转向盘19的转向盘角度，检测或估计转向角δ。左前轮、右前轮、左后轮和右后轮速度传感器21FL、21FR、21RL和21RR分别检测总称为“Vwj”的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮速度VwFL、VwFR、VwRL、VwRR。在ACC系统内，这些输入信息数据被用于防撞控制以及车道防偏控制(或者车辆横摆动作控制)。前面提及的CCD照相机13和照相机控制器14起外部识别检测器，或者车道标线检测器，或者车辆的行驶车道检测器，或者检测车辆行驶的道路的状况的行驶道路状况检测器的作用。在表示车辆驱动状态的数据和表示行驶道路状况的数据(总称为“车辆行驶状态”)，即横摆率横向加速度Yg、转向角δ、横摆角Ф和横向偏移X都存在涉及左或右方向的方向性或极性的情况下，表示车辆驱动状态的数据朝左侧的变化被表示成正值，而表示车辆驱动状态的数据朝右侧的变化被表示成负值。更具体地说，在左转弯过程中，横摆率、横向加速度Yg、转向角δ和横摆角Ф都被表示成正值。相反，在右转弯过程中，这些参数、Yg、δ和Ф都被表示成负值。另一方面，当车辆从当前行驱车道的中心轴朝着左侧偏离时，横向偏移X被表示成正值。相反，当车辆从当前行驱车道的中心轴朝着右侧偏离时，横向偏移X被表示成负值。在ECU 8内，当车辆可能偏离车道时，中央处理器(CPU)允许I/O接口从前面提及的发动机/车辆传感器和照相机控制器14，以及驱动扭矩控制单元12获得输入的信息数据信号，并负责执行保存在存储器中能够实现必需的算术和逻辑运算(后面参考图2和3说明)的各种控制程序。计算结果或算术计算结果，换句话说，计算的输出信号或控制命令信号通过输出接口电路，被转发给输出级，例如液压调节器7和转向作动器18的螺线管。
下面参考图2和3中所示的流程图，详细说明包含在图1中所示实施例的车辆LDP设备中的ECU 8执行的LDP控制例程。图2表示了在包含于图1的实施例的LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的前半部分。另一方面，图3表示了在包含于图1的实施例的LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的后半部分。图3中所示的LDP例程的后半部分为后面参考图7中所示的流程图说明的第一改进LDP设备，后面参考图10中所示的流程图说明的第二改进LDP设备，和后面参考图12中所示的流程图说明的第三改进LDP设备中的每个LDP设备所共有。以每隔预定的采样时间间隔ΔT，例如10毫秒触发的时间触发中断例程的形式，执行图2-3的LDP控制例程。
在图2的步骤S1，读取来自前面提及的发动机/车辆传感器，和驱动扭矩控制器12及照相机控制器14的输入信息数据。具体地说，读取发动机/车辆传感器信号数据，例如车辆的横向加速度Yg，车轮速度Vwj(VwFL、VwFR、VwRL、VwRR)，主缸压力Pm，转向角δ，来自驱动扭矩控制器12的信号数据，例如驱动扭矩，和来自照相机控制器14的信号数据，例如车辆相对于其当前行驶车道的方向的横摆角Ф，离车辆的当前行驶车道的中心轴的横向偏移X，和车辆的行驶车道的曲率β。
在步骤S2，计算车辆的速度V。具体地说，根据下面的表达式(1)，车速V被计算成左前轮速度和右前轮速度VwFL和VwFR(对应于从动轮5FL和5FR的轮速)的简单平均值(VWFL+VWFR)/2。
V＝(VWFL+VWFR)/2           (1)
在步骤S3，估计或算术计算横向偏移估计值Xs，换句话说，未来的横向偏离的估计值，或者未来的横向偏移的估计值。实际上，根据关于车辆相对于其当前行驶车道的横摆角Ф(换句话说，车辆相对于其当前行驶车道的方向的取向)，离车辆的当前行驶车道的中心轴的横向偏移X，车辆的当前行驶车道的曲率β，和车辆的速度V(＝(VWFL+VWFR)/2)的最新信息，按照下面的表达式(2)，估计或算术计算横向偏移估计值Xs。
Xs＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X       (2)
其中，Tt表示车辆和在相同车道中同样行驶的在先车辆之间的车头时间(headway time)，车头时间Tt和车辆的速度V的乘积(Tt×V)意味着车辆的当前位置和前向注视点之间的距离。即，可能在车头时间Tt之后发生的离车辆的当前行驶车道的中心轴的横向偏离的估计值被看作未来的横向偏移估计值Xs。如后参考图2的步骤S4所述，在图1的实施例的LDP设备中，当横向偏移估计值Xs的绝对值|Xs|大于或等于预定的横向偏移标准Xc时，即在|Xs|≥Xc的情况下，ECU 8确定车辆偏离当前的行驶车道的趋势增大。
在步骤S4，根据横向偏移估计值Xs(通过步骤S3计算)和预定横向偏移标准Xc的比较结果，确定是否存在车辆偏离当前行驶的车道的可能性，或者车辆偏离当前行驶的车道的趋势是否增大。例如，预定横向偏移标准Xc被设置成0.8米，因为在日本，高速公路的行车道的宽度为3.35米。在Xs≥Xc的情况下，ECU 8确定车辆朝左偏离当前的行驶车道的趋势增大，从而，例程从步骤S4进行到步骤S5。在步骤S5，车道偏离判定标志FLD被设置成“1”，准确地说“+1”。在步骤S5之后，进行步骤S9。相反，在Xs＜Xc的情况下，例程从步骤S4进行到步骤S6。在步骤S6，确定横向偏移估计值Xs是否小于或等于预定横向偏移标准Xc的负值-Xc。在Xs≤-Xc的情况下，ECU 8确定车辆朝右偏离当前的行驶车道的趋势增大，从而例程从步骤S6进行到步骤S7。在步骤S7，车道偏离判定标志FLD被设置成“-1”。之后，例程从步骤S7进行到S9。另一方面，当由Xs≥Xc和Xs≤-Xc定义的条件都不被满足时，即，在-Xc＜Xs＜Xc的情况下，ECU 8确定车辆朝右或朝左偏离当前的行驶车道的可能性较小，从而例程从步骤S4经步骤S6进行到步骤S8。在步骤S8，车道偏离判定标志FLD被重置成“0”，之后例程进入步骤S9。
在步骤S9，确定车道偏离判定标志FLD是否被重置成“0”。当车道偏离判定标志FLD未被重置成“0”时，即，在FLD≠0的情况下，例程从步骤S9进行到步骤S10。
在步骤S10，算术计算转向控制分配量XSTR(对应于为避免偏离车道而执行的转向扭矩控制的受控变量)和制动力控制分配量XBRK(对应于为避免偏离车道而执行的制动力控制的受控变量)。在由FLD＝1定义的具体条件下，换句话说，在车辆存在朝左偏离车道的趋势的情况下，根据下面的表达式(3)，计算转向控制分配量XSTR和制动力控制分配量XBRK。在由FLD＝-1定义的具体条件下，换句话说，在车辆存在朝右偏离车道的趋势的情况下，根据下面的表达式(4)，计算转向控制分配量XSTR和制动力控制分配量XBRK。
XSTR＝HSTR×(Xs-Xc)  XBRK＝HBRK×(Xs-Xc)    (3)
XSTR＝HSTR×(Xs+Xc)  XBRK＝HBRK×(Xs+Xc)    (4)
这里，HSTR表示转向控制分配比率，HBRK表示制动力控制分配比率，转向控制分配比率HSTR和制动力控制分配比率HBRK的和(HSTR+HBRK)为“1”。
根据车辆的转向状态，设置或确定转向控制分配比率HSTR和制动力控制分配比率HBRK。实际上，在图1的实施例的LDP设备中，根据行驶车道曲率β，从图4中所示的预定行驶车道曲率β与控制分配比率H特性曲线图计算或取回转向控制分配比率HSTR和制动力控制分配比率HBRK。图4中，右弯代表向右弯曲的道路，而左弯表示向左弯曲的道路。从图4的预定行驶车道曲率β与控制分配比率H特性曲线图可看出，车辆绕其行进的曲线越和缓，换句话说，行驶车道曲率β越小，可从图4的控制分配比率H特性曲线图取回的转向控制分配比率HSTR越大。车辆绕其行进的曲线越陡峭，换句话说，行驶车道曲率β越大，可从图4的控制分配比率H特性曲线图取回的制动力控制分配比率HBRK越大。
在步骤S11，根据下面的表达式(5)，算术计算在避免偏离车道的转向控制中，将由转向作动器18产生的转向扭矩的理想值(理想转向扭矩τs)。在步骤S11之后，进行步骤S14。
τs＝-KV1×KS1×XSTR                      (5)
这里，KV1表示由车辆的指标(specification)确定的常数，KS1表示根据车辆速度V确定的可变增益。
与上面相反，在由FLD＝0定义的具体条件下，换句话说，在车辆不存在朝右或朝左偏离车道的趋势的情况下，例程从步骤S9进行到步骤S12。在步骤S12，根据下面的表达式(6)计算转向控制分配量XSTR和制动力控制分配量XBRK，并且都被设置成“0”。在步骤S12之后，进行步骤S13。在步骤S13，根据下面的表达式(7)计算理想的转向扭矩τs，从而被设置成“0”。在步骤S13之后，进行步骤S14。
XSTR＝0，XBRK＝0                      (6)
τs＝0                                    (7)
在步骤S14，执行转向扭矩控制，从而使转向作动器18产生的实际转向扭矩更接近于通过步骤S11或S13计算的理想转向扭矩τs。
在图2的步骤S14之后，启动图3中所示的LDP控制例程的后半部分。图2中所示的LDP控制例程的前半部分对应于避免偏离车道的转向控制例程，而图3中所示的LDP控制例程的后半部分对应于避免偏离车道的制动力控制例程。
在图3的步骤S15，确定车道偏离判定标志FLD是否被重置成“0”。当车道偏离判定标志FLD未被重置成“0”时，即，在FLD≠0的情况下，例程从步骤S15进行到步骤S16。
在步骤S16，算术计算在避免偏离车道的制动力控制过程中，借助液压调节器7产生的，将施加在车辆上的横摆力矩的理想值(理想横摆力矩Ms)。具体地说，按照下面的表达式(8)，根据通过图2的步骤S10计算的制动力控制分配量XBRK，算术计算理想横摆力矩Ms。
Ms＝-KV2×KS2×XBRK    (8)
这里，KV2表示由车辆的指标确定的常数，KS2表示根据车辆速度V确定的可变增益。
之后，取决于理想横摆力矩Ms的绝对值|Ms|是否小于预定的横摆力矩阈值，简称为预定值Ms0，根据通过步骤S16确定的理想横摆力矩Ms，计算和确定整称为“Ps”的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的理想制动轮缸压力PsFL、PsFR、PsRL、PsRR。具体地说，在|Ms|＜Ms0的情况下，ECU 8的处理器按照只提供后轮5RL和5RR之间的压差的方式，确定每个理想的制动轮缸压力PsFL～PsRR。这种情况下，前轮5FL和5FR之间的压差被设置成“0”。
在步骤S16之后的步骤S17，确定理想横摆力矩Ms的绝对值|Ms|是否小于预定值Ms0。在|Ms|＜Ms0的情况下，例程从步骤S17进行到步骤S18。
在步骤S18，在由|Ms|＜Ms0定义的具体条件下，根据下面的表达式(9)和(10)，计算或确定左前轮和右前轮的理想制动轮缸压力PsFL和PsFR之间的前轮的理想制动轮缸压差ΔPsF，和左后轮和右后轮的理想制动轮缸压力PsRL和PsRR之间的后轮的理想制动轮缸压差ΔPsR。
ΔPsF＝0                       (9)
ΔPsR＝2×KBR×|Ms|T           (10)
这里，KBR表示预定的用于把后轮制动力转换成后轮制动轮缸压力的转换系数，T表示后轮距(tread)(或者后轮轮辙(track))。在所示的实施例中，后轮轮辙T被设置成等于前轮轮辙。
相反，当理想横摆力矩Ms的绝对值|Ms|大于或等于预定值Ms0(即|Ms|≥Ms0)时，例程从步骤S17进行到步骤S19，ECU 8的处理器按照提供前轮5FL和5FR之间的压差，和后轮5RL和5RR之间的压差的方式，确定每个理想的制动轮缸压力PsFL～PsRR。
在步骤S19，前轮和后轮的理想制动轮缸压差ΔPsF和ΔPsR由下面的表达式(11)和(12)表示。
ΔPsF＝2×KBF×(|Ms|-Ms0)/T    (11)
ΔPsR＝2×KBR×Ms0/T           (12)
这里，KBF表示预定的用于把前轮制动力转换成前轮制动轮缸压力的转换系数，KBR表示预定的用于把后轮制动力转换成后轮制动轮缸压力的转换系数，表达式(11)的T和表达式(12)的T表示前轮和后轮相同的前轮胎面和后轮胎面，Ms0表示预定值(即，预定的理想横摆力矩阈值)。
在步骤S20，确定理想的横摆力矩Ms是否为负值(Ms＜0)，换句话说，车辆倾向于朝左偏离当前的行驶车道。在Ms＜0的情况下，例程从步骤S20进行到步骤S21。
在步骤S21，为了产生使车辆朝右转所需的横摆力矩矢量的分量，左前轮的理想制动轮缸压力PsFL被设置成主缸压力Pm，右前轮的理想制动轮缸压力PsFR被设置成主缸压力Pm和前轮的理想制动轮缸压差ΔPsF的和(Pm+ΔPsF)，左后轮的理想制动轮缸压力PsRL被设置成后轮主缸压力Pmr，它是在考虑到前轮制动和后轮制动之间的制动轮缸压力分配的情况下，计算得到的，并且通常小于主缸压力Pm，右后轮的理想制动轮缸压力PsRR被设置成后轮主缸压力Pmr和后轮的理想制动轮缸压差ΔPsR的和(Pmr+ΔPsR)(参见下面的表达式(13)-(16))。
PsFL＝Pm           (13)
PsFR＝Pm+ΔPsF     (14)
PsRL＝Pmr          (15)
PsRR＝Pmr+ΔPsR    (16)
相反，当理想横摆力矩Ms为正值(Ms≥0)时，换句话说，车辆倾向于朝右偏离当前的行驶车道时，例程从步骤S20进行到步骤S22。
在步骤S22，为了产生使车辆朝左转所需的横摆力矩矢量的分量，左前轮的理想制动轮缸压力PsFL被设置成主缸压力Pm和前轮的理想制动轮缸压差ΔPsF的和(Pm+ΔPsF)，右前轮的理想制动轮缸压力PsFR被设置成主缸压力Pm，左后轮的理想制动轮缸压力PsRL被设置成后轮主缸压力Pmr和后轮的理想制动轮缸压差ΔPsR的和(Pmr+ΔPsR)，右后轮的理想制动轮缸压力PsRR被设置成后轮主缸压力Pmr(参见下面的表达式(17)-(20))。
PsFL＝Pm+ΔPsF     (17)
PsFR＝Pm           (18)
PsRL＝Pmr+ΔPsR    (19)
PsRR＝Pmr          (20)
相反，当车道偏离判定标志FLD被重置为“0”，即，在FLD＝0的情况下，例程从步骤S15进行到步骤S23。
在步骤S23，根据下面的表达式(21)，算术计算理想横摆力矩Ms。
Ms＝0              (21)
在步骤S23之后的步骤S24，左前轮和右前轮的理想制动轮缸压力PsFL和PsFR都被设置成主缸压力Pm，左后轮和右后轮的理想制动轮缸压力PsRL和PsRR都被设置成后轮主缸压力Pmr(参见下面的表达式(22)-(23))。
PsFL＝PsFR＝Pm     (22)
PsRL＝PsRR＝Pmr    (23)
在步骤S21、S22和S24之后进行步骤S25。
在步骤S25，执行制动力控制，以使借助液压调节器7调整的制动轮缸6FR、6FL、6RL和6RR的实际制动轮缸压力更接近于通过步骤S21、S22或S24计算的各个理想制动轮缸压力PsFL、PsFR、PsRL和PsRR。
在图2和3中所示的，并在图1的实施例的ECU内执行的前述控制例程中，图2的步骤S3-S8充当车道偏离判定装置。步骤S10和S12充当计算转向控制分配量XSTR和制动力控制分配量XBRK的车道偏离避免(LDA)分配量计算装置。即，步骤S3-S8，S10和S12充当LDP控制分配量计算装置(车道偏离判定装置加上LDA分配量计算装置)。步骤S11和S13充当转向扭矩控制受控变量计算装置。步骤S14充当转向扭矩控制装置。图3的步骤S16和S23充当理想横摆力矩计算装置。步骤S17～S22，和S24充当制动力控制受控变量计算装置。步骤S25充当制动力控制装置。
假定车辆正在沿着直路行驶，并且不存在偏离车道的趋势。当在车辆沿直路行驶的直向行驶期间，执行图2中所示的LDP控制例程时，例程从步骤S4经步骤S6进行到步骤S8，因为横向偏移估计值Xs很小，从而不等式-Xc＜Xs＜Xc定义的条件被满足。ECU 8的处理器确定车辆偏离当前的行驶车道的趋势较小，从而车道偏离判定标志FLD被重置为“0”，即FLD＝0。从而，对步骤S9的回答变成肯定的(是)，因此例程从步骤S9经步骤S12进行到步骤S13。于是，在直向行驶期间，对应于为防止偏离车道而执行的转向扭矩控制的受控变量的转向控制分配量XSTR，和对应于为防止偏离车道而执行的制动力控制的受控变量的制动力控制分配量XBRK都被设置成“0”(参见步骤S12)，理想的转向扭矩τs也被设置成“0”(参见步骤S13)。对图3的步骤S15的回答也变成肯定的(是)，因为FLD＝0，从而，例程从步骤S15经步骤S23进行到步骤S24。从而，理想的横摆力矩Ms被设置成“0”(参见步骤S23)，另外，左前轮和右前轮的理想制动轮缸压力PsFL和PsFR都被设置成主缸压力Pm，左后轮和右后轮的理想制动轮缸压力PsRL和PsRR都被设置成后轮主缸压力Pmr(参见步骤S24)。从而，可根据驾驶员的制动踏板压下量，调节各个制动轮缸压力Ps。在直向行驶期间，车道防偏(LDP)控制，准确地说，避免偏离车道(LDA)的转向扭矩控制和LDA的制动力控制不能被启动。于是，在直向行驶期间，可根据驾驶员的转向动作和制动动作确定的车辆的行驶状态被继续。
假定从直向行驶转变成在和缓弯曲的道路上转弯，另外，由于驾驶员注意力不集中，车辆倾向于从当前的行驶车道的中心轴(基准轴)逐渐朝左偏离。在这种情况下，即，在车辆在和缓弯曲的道路上转弯期间，并且车辆存在朝左偏离车道的趋势，横向偏移估计值Xs变得大于或等于预定的横向偏移标准Xc。从而，LDP控制例程从步骤S4经步骤S5进行到步骤S9，因为由不等式Xs≥Xc定义的条件被满足。ECU 8的处理器确定朝左偏离车道的趋势增大，从而，车道偏离判定标志FLD被设置成“1”，即，FLD＝1。从而，对步骤S9的回答变成否定的(否)，从而，例程从步骤S9，经步骤S10进行到步骤S11。在从直向行驶转变成在和缓弯曲的道路上转弯的情况下，和缓曲线的行驶车道曲率β近似于“0”。从而，从图4中所示的预定行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图可看出，转向控制分配比率HSTR被设置成1，制动力控制分配比率HBRK被设置成“0”。换句话说，转向控制分配量XSTR被设置成“1”，制动力控制分配量XBRK被设置成“0”。之后，在步骤S11，根据表达式(5)，算术计算理想的转向扭矩τs，即，τs＝-KV1×KS1×XSTR＝-KV1×KS1×1＝-KV1×KS1，因为XSTR＝1。之后，LDP控制例程从步骤S14经步骤S15进行到步骤S16。在步骤S16，根据表达式(8)，算术计算理想横摆力矩Ms，即，Ms＝-KV2×KS2×XBRK＝-KV2×KS2×0＝0，因为XBRK＝0。由于Ms＝0，因此，图3的例程从步骤S16经步骤S17进行到步骤S18。借助步骤S18，理想的前轮制动轮缸压差ΔPsF被设置成“0”(参见表达式(9))，而根据表达式(10)算术计算理想的后轮制动轮缸压差ΔPsR，即ΔPsR＝2×KBR×|Ms|/T＝2×KBR×0/T＝0，因为Ms＝0。即，理想的前轮和后轮制动轮缸压差ΔPsF和ΔPsR都被设置成“0”。之后，由于Ms＝0，例程从步骤S18经步骤S20进行到步骤S22。在步骤S22，根据相应的表达式(17)-(20)计算理想的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮制动轮缸压力PsFL、PsFR、PsRL、PsRR，即，PsFL＝Pm+ΔPsF＝Pm+0＝Pm，PsFR＝Pm，PsRL＝Pmr+ΔPsR＝Pmr+0＝Pmr，和PsRR＝Pmr。从而，通过步骤S22，理想的左前轮和右前轮制动轮缸压力PsFL和PsFR都被设置成主缸压力Pm，理想的左后轮和右后轮制动轮缸压力PsRL和PsRR都被设置成后轮主缸压力Pmr。从而通过根据驾驶员的制动踏板压下量，调节每个制动轮缸压力Ps。在车辆在和缓弯曲的道路上转弯的过程中，不能启动用于LDA的制动力控制。即，在车辆在和缓弯曲的道路上转弯的过程中，关于LDA的制动力控制被禁止或抑制，而关于LDA的转向扭矩控制被允许。于是，在车辆在和缓弯曲的道路上转弯的过程中，并且车辆存在偏离车道的趋势的情况下，主要通过转向扭矩控制实现车辆的防止偏离车道的路线的补偿，所述转向扭矩控制通过步骤S14被启动，并且其受控变量根据通过步骤S11计算的理想转向扭矩τs(例如，-KV1×KS1)，换句话说，根据转向控制分配量XSTR来确定。
下面，假定车辆正在弯度极大的道路上行驶，并且由于驾驶员注意力不集中，车辆倾向于逐渐朝左偏离当前的行驶车道的中心轴。在这种情况下，在车辆在弯度极大的道路上转弯期间，并且车辆存在朝左偏离车道的趋势的情况下，横向偏移估计值Xs变得大于或等于预定的横向偏移标准Xc。从而，LDP控制例程从步骤S4经步骤S5进行到步骤S9，因为由不等式Xs≥Xc定义的条件被满足。ECU 8的处理器确定朝左偏离车道的趋势增大，从而车道偏离判定标志FLD被设置成“1”，即，FLD＝1。由于FLD＝1，对步骤S9的回答变成否定的(否)，从而，例程从步骤S9经步骤S10进行到步骤S11。在车辆在弯度极大的道路上转弯的过程中，急弯的行驶车道曲率β极大。从而，从图4中所示的预定行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图可看出，转向控制分配比率HSTR(换句话说，转向控制分配量XSTR)被设置成较小的比率，例如0.4，制动力控制分配比率HBRK(换句话说，制动力控制分配量XBRK)被设置成较大的比率，例如0.6。从而，在步骤S11，根据表达式(5)，算术计算理想的转向扭矩τs，例如τs＝-KV1×KS1×XSTR＝-KV1×KS1×0.4，因为XSTR＝0.4。适合于车辆在弯度极大道路上的转弯状态的理想转向扭矩τs的绝对值|-KV1×KS1×0.4|小于适合于车辆在弯度较小道路上的转弯状态，或者车辆在直路上的行驶状态的理想转向扭矩τs的绝对值|-KV1×KS1×1|。之后，LDP控制例程从步骤S14经步骤S15进行到步骤S16。在步骤S16，根据表达式(8)，算术计算理想横摆力矩Ms，例如，Ms＝-KV2×KS2×XBRK＝-KV2×KS2×0.6，因为XBRK＝0.6。由于Ms＝-KV2×KS2×0.6(负值)，因此图3的例程从步骤S16经步骤S17进行到步骤S19。借助步骤S19，根据表达式(11)，算术计算理想的前轮制动轮缸压差ΔPsF，即，ΔPsF＝2×KBF×(|Ms|-Ms0)/T＝2×KBF×(|-KV2×KS2×0.6|-Ms0)/T，而根据表达式(12)，算术计算理想的后轮制动轮缸压差ΔPsR，即，ΔPsR＝2×KBR×Ms0/T，因为Ms＝-KV2×KS2×0.6。之后，由于Ms＝-KV2×KS2×0.6，例程从步骤S19经步骤S20进行到步骤S21。在步骤S21，根据相应的表达式(13)-(16)，计算理想的左前轮、右前轮、左后轮和右后轮制动轮缸压力PsFL、PsFR、PsRL、PsRR，即，PsFL＝Pm，PsFR＝Pm+ΔPsF＝Pm+2×KBF×(|-KV2×KS2×0.6|-Ms0)/T，PsRL＝Pmr，和PsRR＝Pmr+ΔPsR＝Pmr+2×KBR×Ms0/T。从而，通过步骤21，理想的右轮制动轮缸压力PsFR和PsRR被设置成高于理想的左轮制动轮缸压力PsFL和PsRL。即，在车辆在弯度极大的道路上转弯期间，并且车辆存在偏离车道的趋势的情况下，关于LDA的制动力控制和关于LDA的转向扭矩控制都被许可。于是，在车辆在弯道极大的道路上转弯期间，借助(i)通过步骤S14启动的转向扭矩控制和(ii)通过步骤S25启动的制动力控制，实现车辆的防止偏离车道的路线的补偿，所述转向扭矩控制的受控变量根据通过步骤S11计算的理想转向扭矩τs(例如，-KV1×KS1×0.4)，换句话说，根据转向控制分配量XSTR来确定，所述制动力控制的受控变量根据通过步骤S21计算的理想制动轮缸压力PsFL(＝Pm)，PsFR(＝Pm+2×KBF×(|-KV2×KS2×0.6|-Ms0)/T)，PsRL(＝Pmr)，和PsRR(＝Pmr+2×KBR×Ms0/T)，换句话说，根据制动力控制分配量XBRK来确定。
如上所述，根据图1-3中所示实施例的LDP设备，当在弯道，车辆倾向于偏离行驶车道时，根据车辆的转弯状态，调整和确定转向扭矩控制的受控变量和制动力控制的受控变量。于是，车辆绕其行驶的弯道越和缓，即车辆的行驶车道曲率β越小，那么关于LDA的转向扭矩控制的受控变量越大，关于LDA的制动力控制的受控变量越小。换句话说，车辆绕其行驶的弯道越急，即，车辆的行驶车道曲率β越大，那么关于LDA的转向扭矩控制的受控变量越小，于是关于LDA的制动力控制的受控变量越大。借助转向扭矩控制的受控变量和制动力控制的受控变量的这种设置，在弯度较小的道路上转弯期间，或者在直线行驶状态下，能够恰当地抑制制动力控制，从而有效地减轻不舒服的车辆减速感觉。相反，在弯度极大的道路上转弯期间，可使制动力控制分配量XBRK(制动力控制分配比率HBRK)与转向控制分配量XSTR(转向控制分配比率HSTR)的比值保持较大的值。即，在急弯道路上转弯期间，对制动力控制，而不是对转向扭矩控制赋予更高的优先权，从而制动力控制被许可，而转向扭矩控制被抑制，从而减轻驾驶员体验由于横向G的过度增大，而导致的车辆动力性能方面的不舒服变化的不自然感觉，另外还增强LDP性能或LDA性能。
在前面说明的图1-3中所示第一实施例的LDP设备中，根据CCD照相机13捕捉的，并从照相机控制器14输出的图像数据，确定行驶车道曲率β。代替利用CCD照相机13和照相机控制器14作为外部识别检测器(13，14)，车辆导航系统或配备基础设施的自动化高速公路可被用作外部识别检测器(13，14)。在这种情况下，在利用车辆导航系统的时候，通过以地图数据的形式，抽取和当前行驶车道的曲率相关的输入信息，能够给出行驶车道曲率数据。就配备基础设施的自动化高速公路来说，通过车辆和包含在基础设施中的路上网络(或者路上传感器或路上标记)之间的相互通信，所获得和接收的道路数据可被用作关于行驶车道曲率的输入信息。
另外，在本实施例的LDP设备中，根据来自图4的预定行驶车道曲率β与控制分配比率H的特性曲线图的当前行驶车道曲率β，检索并确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。另一方面，可根据以车速V和转向角δ为基础的车辆转弯曲率βv，检索和确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。例如，可按照下面的表达式(24)，根据车速V和转向角δ，算术计算车辆转弯曲率βv。
βv＝KV3×δ/V    (24)
这里KV3表示依据车辆的指标确定的常数。即，可根据来自图5中所示的预定车辆转弯曲率βv与控制分配比率H的特性曲线图的当前车辆转弯曲率βv，检索和确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。虽然转向角δ被用于估计或评估车辆的转弯状态，不过另一方面，也可使用横摆率(yawrate)或横向加速度Yg。
另一方面，可根据来自图6中所示的预定车辆横向加速度Yg与控制分配比率H的特性曲线图的当前车辆横向加速度Yg，直接检索和确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。这种情况下，横向加速度Yg被用于估计或确定车辆的转弯状态。在图6中所示的特性曲线图中，横向加速度Yg被用作用于确定控制分配比率H(准确地说，转向控制分配比率HSTR和制动力控制分配比率HBRK)的车辆转弯状态表示数据。代替利用横向加速度Yg，也可使用转向角δ和横摆率之一。
现在参见图7，图7表示了在包含于第一改进LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的前半部分。为了确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)，在图7中所示的第一改进LDP设备中，考虑了车辆的转弯方向(换句话说，车辆的车道偏离方向)和车辆的转弯状态(准确地说，行驶车道曲率β，车辆的转弯曲率βv，横向加速度Yg，横摆率或转向角δ)。如后详细所述，根据行驶车道曲率β，并且根据车辆是倾向于朝弯道外侧偏离(参见后面说明的图8A的特性曲线图)，还是倾向于朝弯道内侧偏离(参见后面说明的图8B的特性曲线图)，确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。从图2和7中所示的例程之间的比较可看出，除了在步骤S9之前增加了步骤S31-S38，以及用利用图8A-8B中所示的，分别适合于车辆的朝着弯道外侧的车道偏离趋势，和车辆的朝着弯道内侧的车道偏离趋势的预定特性曲线图的步骤S39代替图2的步骤S10之外，图7中所示的第一改进LDP设备类似于图1-3中所示的实施例的LDP设备。在图8A-8B中，右转弯意味着向右弯曲的道路，而左转弯意味着向左弯曲的道路。从而，为了比较这两个不同的中断例程，用于代表图2中所示例程中的步骤的相同步骤编号将被应用于图7中所示的第一改进例程中使用的对应步骤编号。下面将参考附图，详细说明步骤S31-S39，而步骤S1-S9，和S11-S14的详细说明将被省略，因为上面关于它们的说明看来是一目了然的。
在步骤S31，确定车道偏离判定标志FLD是否被设置成“1”，准确地说“+1”。当对步骤S31的回答是肯定的(是)，即，FLD＝1时，例程从步骤S31进行到步骤S32。
在步骤S32，确定行驶车道曲率β是否大于或等于“0”。不等式β≥0意味着向右弯曲的道路，而不等式β＜0意味着向左弯曲的道路。在β≥0(即，在向右弯曲的道路上行驶期间)，并且车辆存在朝左偏离车道的趋势的情况下，ECU 8的处理器确定车辆倾向于朝着弯道的外侧偏离，从而例程从步骤S32进行到步骤S33。
在步骤S33，弯道方向判定标志FCRV被设置成“-1”。FCRV＝-1意味着车辆的朝着弯道外侧偏离车道的趋势。
相反，在β＜0(即，在朝左弯曲的道路上行驶期间)，并且车辆存在朝左偏离车道的趋势的情况下，ECU 8的处理器确定车辆倾向于朝着弯道的内侧偏离，从而例程从步骤S32进行到步骤S34。
在步骤S34，弯道方向判定标志FCRV被设置成“1”，准确地说“+1”。FCRV＝1意味着车辆的朝着弯道内侧偏离车道的趋势。
相反，当对步骤S31的回答是否定的(否)，即，FLD≠1时，例程从步骤S31进行到步骤S35。
在步骤S35，确定车道偏离判定标志FLD是否被设置成“-1”。当对步骤S35的回答是肯定的(是)，即FLD＝“-1”时，例程从步骤S35进行到步骤S36。相反，当对步骤S35的回答是否定的(否)，即FLD＝0时，例程从步骤S35进行到步骤S39。
按照和步骤S32相同的方式，在步骤S36确定行驶车道曲率β是否大于或等于“0”。在β≥0(即，在向右弯曲的道路上行驶期间)，并且车辆存在朝右偏离车道的趋势的情况下，ECU 8的处理器确定车辆倾向于朝着弯道的内侧偏离，从而例程从步骤S36进行到步骤S37。
在步骤S37，弯道方向判定标志FCRV被设置成“1”。
相反，在β＜0(即，在朝左弯曲的道路上行驶期间)，并且车辆存在朝右偏离车道的趋势的情况下，ECU 8的处理器确定车辆倾向于朝着弯道的外侧偏离，从而例程从步骤S36进行到步骤S38。
在步骤S38，弯道方向判定标志FCRV被设置成“-1”。
在步骤S33、S34、S37或S38之后，进行步骤S39。
当对步骤S9的回答是否定的(否)，即，在FLD≠0的情况下，例程从步骤S9进行到图7的步骤S39。
在步骤S39，根据行驶车道曲率β，还根据车辆是倾向于朝弯道外侧偏离，还是倾向于朝弯道内侧偏离，从图8A和8B的分别适合于车辆的朝着弯道外侧的车道偏离趋势，和车辆的朝着弯道内侧的车道偏离趋势的两个不同的控制分配比率H特性曲线图中的一个所选特性曲线图，检索或确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。实际上，在表示车辆的朝着弯道外侧的车道偏离趋势的FCRV＝-1的状态下，根据行驶车道曲率β，从图8A的适合于车辆的朝着弯道外侧的车道偏离趋势的控制分配比率H特性曲线图，确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)，相反，在表示车辆的朝着弯道内侧的车道偏离趋势的FCRV＝1的状态下，根据行驶车道曲率β，从图8B的适合于车辆的朝着弯道内侧的车道偏离趋势的控制分配比率H特性曲线图，确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。
从图8A的适合于车辆的朝着弯道外侧的车道偏离趋势的预定行驶车道曲率β与控制分配比率H特性曲线图可看出，车辆绕其行驶的弯道越和缓，换句话说，行驶车道曲率β越小，那么可从图8A的控制分配比率H特性曲线图取回的转向控制分配比率HSTR越大。车辆绕其行驶的弯道越急，换句话说，行驶车道曲率β越大，那么可从图8A的控制分配比率H特性曲线图取回的制动力控制分配比率HBRK越大。另一方面，图8B的适合于车辆的朝着弯道内侧的车道偏离趋势的预定行驶车道曲率β与控制分配比率H特性曲线图被设置成以致不管行驶车道曲率β是大还是小，转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)都被设置成“1”，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)都被设置成“0”。
图7的步骤S31-S38起车道偏离方向检测装置的作用。
假定车辆正在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上行驶，另外由于驾驶员注意力不集中，车辆存在逐渐朝右偏离当前行驶车道的中心轴的趋势。这种情况下，即，在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，并且在车辆存在朝右偏离车道的趋势的情况下，横向偏移估计值Xs变得小于或等于预定横向偏移标准Xc的负值-Xc。从而，图7的LDP控制例程从步骤S4经步骤S6到步骤S7，因为由不等式Xs≤-Xc定义的条件被满足。ECU 8的处理器确定朝右偏离车道的趋势增大，从而车道偏离判定标志FLD被设置成“-1”，即，FLD＝-1。由于FLD＝-1，对步骤S31的回答变成否定的(否)，从而例程从步骤S31经步骤S35进行到步骤S36。在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，向左弯曲的道路的行驶车道曲率β为负。由于β＜0并且FLD＝-1，例程从步骤S36经步骤S38和步骤S9进行到步骤S39。具体地说，通过步骤S38，弯道方向判定标志FCRV被设置成“-1”。之后，在步骤S39，根据行驶车道曲率β，从图8A的适合于车辆的朝着弯道外侧的车道偏离趋势的控制分配比率H特性曲线图，检索转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。即，在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，并且在车辆存在朝弯道外侧偏离车道的趋势的情况下，根据计算的制动力控制分配比率HBRK执行的制动力控制和根据计算的转向控制分配比率HSTR执行的转向扭矩控制都被许可。于是，在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，并且在车辆存在朝弯道外侧偏离车道的趋势的情况下，借助(i)通过步骤S14启动的转向扭矩控制和(ii)通过步骤S25启动的制动力控制，实现车辆的防止偏离车道的向左方向的路线的补偿，所述转向扭矩控制的受控变量根据从图8A的适合于车辆的朝着弯道外侧的车道偏离趋势的预定图，取回的转向控制分配量XSTR确定，所述制动力控制的受控变量根据从图8A的预定图取回的制动力控制分配量XBRK来确定。
相反，假定车辆正在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上行驶，另外由于驾驶员注意力不集中，车辆存在逐渐朝左偏离当前行驶车道的中心轴的趋势。这种情况下，即，在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，并且在车辆存在朝左偏离车道的趋势的情况下，横向偏移估计值Xs变得大于或等于预定横向偏移标准Xc。从而，图7的LDP控制例程从步骤S4经步骤S5进行到步骤S31，因为由不等式Xs≥-Xc定义的条件被满足。ECU 8的处理器确定朝左偏离车道的趋势增大，从而车道偏离判定标志FLD被设置成“1”，即，FLD＝1。由于FLD＝1，对步骤S31的回答变成肯定的(是)，从而例程从步骤S31进行到步骤S32。在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，向左弯曲的道路的行驶车道曲率β为负。由于β＜0并且FLD＝1，例程从步骤S32经步骤S34和步骤S9进行到步骤S39。具体地说，通过步骤S34，弯道方向判定标志FCRV被设置成“1”。之后，在步骤S39，根据图8B的适合于车辆的朝着弯道内侧的车道偏离趋势的控制分配比率H特性曲线图，转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)被设置成“1”，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)被设置成“0”。即，在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，并且在车辆存在朝弯道内侧偏离车道的趋势的情况下，由于制动力控制分配比率HBRK被设置成“0”，制动力控制被禁止，而由于转向控制分配比率HSTR被设置成“1”，转向扭矩控制被许可。于是，在车辆在朝左弯曲的道路(即，β＜0)上转弯期间，并且在车辆存在朝弯道内侧偏离车道的趋势的情况下，只借助通过步骤S14启动的转向扭矩控制，实现车辆的防止偏离车道的向右方向的路线的补偿，根据被设置成“1”的转向控制分配量XSTR，通过图8B的适合于车辆的朝着弯道内侧的车道偏离趋势的预定图确定所述转向扭矩控制的受控变量。
如上所述，根据图7-8B中所示的第一改进LDP设备，当车辆在弯道倾向于偏离行驶车道时，可根据车辆的车道偏离方向，即，根据车辆是倾向于朝弯道外侧偏离，还是倾向于朝弯道内侧偏离，调整和确定转向扭矩控制的受控变量和制动力控制的受控变量。在车辆存在朝弯道外侧偏离车道的趋势的情况下，根据行驶车道曲率β，从图8A的预定外车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图，设置或确定转向扭矩控制的受控变量(对应于转向控制分配比率HSTR)和受控变量(对应于制动力控制分配比率HBRK)。相反，在车辆存在朝弯道内侧偏离车道的趋势的情况下，根据图8B的预定内车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图，转向扭矩控制的受控变量(对应于转向控制分配比率HSTR)被设置成“1”，受控变量(对应于制动力控制分配比率HBRK)被设置成“0”，而不管行驶车道曲率β，从而只允许转向扭矩控制。于是，在车辆存在朝弯道外侧偏离车道的趋势的情况下，通过降低车辆的速度V，能够有效地抑制横向加速度Yg的不希望的增大，还能够提高LDP性能。
在前面讨论的图7中所示的第一改进LDP设备中，当ECU 8的处理器确定车辆存在朝弯道内侧偏离车道的趋势时，从图8B的预定内车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图，确定或取回转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。在车辆存在朝弯道内侧偏离车道的趋势的情况下，转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)被固定为“1”，而制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)被固定为“0”，而不检索图8B的预定内车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图。
另外，在图7中所示的第一改进LDP设备中，通过图7的步骤S39，根据弯道方向判定标志FCRV是被设置成“-1”还是“+1”，在图8A的预定外车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图(适合于车辆的朝弯道外侧的车道偏离趋势)和图8B的预定内车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图(适合于车辆的朝弯道内侧的车道偏离趋势)之间转换。为了取回和确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)，代替使用弯道方向判定标志FCRV，可使用车道偏离判定标志FLD本身。这种情况下，在由FLD＝1(表示车辆的朝左偏离车道的趋势)定义的条件下，可从图9A中所示的预定向左车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图，取回转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。相反，在由FLD＝-1(表示车辆的朝右偏离车道的趋势)定义的条件下，可从图9B中所示的预定向右车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图，取回转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。从图8A-8B和9A中所示的图的比较可看出，图9A的图的第一象限(右半部)等同于图8A的图的第一象限(右半部)，而图9A的图的第二象限(左半部)等同于图8B的图的第二象限(左半部)。另一方面，图9B的图的第一象限(右半部)等同于图8B的图的第一象限(右半部)，而图9B的图的第二象限(左半部)等同于图8A的图的第二象限(左半部)。
从图9A中所示的，适合于车辆的朝左的车道偏离趋势的预定向左车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图可看出，当行驶车道曲率β小于“0”时，即，在β＜0的情况下，转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)被设置成“1”，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)被设置成“0”，而不管行驶车道曲率β的大小。相反，当行驶车道曲率β大于或等于“0”时，即，在β≥0的情况下，车辆绕其行驶的弯道越和缓，换句话说，行驶车道曲率β越小，那么可从图9A的控制分配比率H特性曲线图取回的转向控制分配比率HSTR越大。车辆绕其行驶的弯道越急，换句话说，行驶车道曲率β越大，那么可从图9A的控制分配比率H特性曲线图取回的制动力控制分配比率HBRK越大。
从图9B中所示的，适合于车辆的朝右的车道偏离趋势的预定向右车道偏离周期控制分配比率H特性曲线图可看出，当行驶车道曲率β小于“0”时，即，在β＜0的情况下，车辆绕其行驶的弯道越和缓，换句话说，行驶车道曲率β越小，那么可从图9B的控制分配比率H特性曲线图取回的转向控制分配比率HSTR越大。车辆绕其行驶的弯道越急，换句话说，行驶车道曲率β越大，那么可从图9B的控制分配比率H特性曲线图取回的制动力控制分配比率HBRK越大。相反，当行驶车道曲率β大于或等于“0”时，即，在β≥0的情况下，转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)被设置成“1”，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)被设置成“0”，而不管行驶车道曲率β的大小。
于是，按照和基于图8A-8B的图检索相似的方式，借助基于图9A-9B的图检索，当车辆存在朝弯道外侧偏离车道的趋势时，通过根据行驶车道曲率β，正确地设置或确定转向控制的受控变量和制动力控制的受控变量。相反，当车辆存在朝弯道内侧偏离车道的趋势时，制动力控制的受控变量可被设置或固定为“0”，而转向控制的受控变量可被设置或固定为“1”，从而只通过转向扭矩控制，实现关于车道防偏的车辆路线的补偿。
现在参见图10，图10表示了在包含于第二改进LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的前半部分。如下参考图10-11详细所述，在图10中所示的第二改进LDP设备中，根据横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)，确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。从图2和10中所示的例程之间的比较可看出，除了地步骤S9之间增加了步骤S41-S45，另外用利用图11中所示的，取决于预定车道偏离估计量XLD的控制分配量特性曲线图的步骤S46代替图2的步骤S10之外，图10中所示的第二改进LDP设备类似于图1-3中所示的实施例的LDP设备。借助图10的一系列步骤S41-S45，算术计算车道偏离估计量XLD(它被定义为转向控制分配量XSTR和制动力控制分配量XBRK的相加值(XSTR+XBRK))。即，在由等式XLD＝XSTR+XBRK定义的前提条件下，在图10中所示的第二改进LDP设备中，根据横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)，确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。从而，为了比较这两个不同的中断例程，用于代表图2中所示例程中的步骤的相同步骤编号将被应用于图10中所示的第二改进例程中使用的对应步骤编号。下面将参考附图，详细说明步骤S41-S46，而步骤S1-S9，和S11-S14的详细说明将被省略，因为上面关于它们的说明看来是一目了然的。
在步骤S41，确定车道偏离判定标志FLD是否被设置成“1”。当对步骤S41的回答是肯定的(是)，即，FLD＝1时，例程从步骤S41进行到步骤S42。
在步骤S42，按照下面的表达式(25)，根据横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)，算术计算车道偏离估计量XLD(＝XSTR+XBRK)。
XLD＝Xs-Xc    (25)
相反，当对步骤S41的回答是否定的(否)，即，FLD≠1时，例程从步骤S41进行到步骤S43。
在步骤S43，确定车道偏离判定标志FLD是否被设置成“-1”。当对步骤S43的回答是肯定的(是)，即，FLD＝-1时，例程从步骤S43进行到步骤S44。
在步骤S44，按照下面的表达式(26)，根据横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)，算术计算车道偏离估计量XLD(＝XSTR+XBRK)。
XLD＝Xs+Xc    (26)
相反，当对步骤S43的回答是否定的(否)，即，FLD≠-1时，例程从步骤S43进行到步骤S45。
在步骤S45，根据下面的表达式(27)，车道偏离估计量XLD(＝XSTR+XBRK)被设置成“0”。
XLD＝0        (27)
在步骤S42、S44或步骤S45之后，进行步骤S9。
当对步骤S9的回答是否定的(否)时，即，在FLD≠0的情况下，例程从步骤S9进行到图10的步骤S46。
在步骤S46，根据车道偏离估计量XLD，从图11中所示的取决于预定车道偏离估计量XLD的控制分配量特性曲线图，取回或确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。
从图11中所示的取决于预定车道偏离估计量XLD的控制分配量特性曲线图可看出，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|越小，那么可从图11中所示的取决于预定车道偏离估计量XLD的控制分配量特性曲线图取回或计算的转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)越大。换句话说，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|越大，那么可从图11中所示的取决于预定车道偏离估计量XLD的控制分配量特性曲线图取回或计算的制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)越大。
图10的步骤S41-S45起车道偏离量计算装置的作用。
假定车辆倾向于稍微向左偏离当前行驶车道的中心轴。在这种情况下，即，在车辆存在稍微向左偏离车道的趋势的情况下，由于向左偏离车道的缘故，车道偏离判定标志FLD被设置成“1”，从而图10的LDP控制例程从步骤S41经步骤S42和S9进行到步骤S46。在步骤S42，由于横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Φ+Tt×V×β)+X)比较小，因此车道偏离估计量XLD被计算成比较小的值。由于计算的车道偏离估计量XLD比较小，通过步骤S46，转向控制分配比率HSTR(基本上对应于转向扭矩控制的受控变量的转向控制分配量XSTR)被设置成和制动力控制分配比率HBRK(基本上对应于制动力控制的受控变量的制动力控制分配量XBRK)相比，较高的值。换句话说，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)与转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)的比值(HBRK/HSTR＝XBRK/XSTR)被设置成较小的值。从而，在车辆存在稍微向左偏离车道的趋势的情况下，在抑制制动力控制的时候，主要通过转向扭矩控制，能够恰当地实现用于车道防偏的向右方向的车辆路线的补偿。
下面，假定车辆倾向于明显向左偏离当前行驶车道的中心轴。在这种情况下，即，在车辆存在明显向左偏离车道的趋势的情况下，由于向左偏离车道的缘故，车道偏离判定标志FLD被设置成“1”，从而图10的LDP控制例程从步骤S41经步骤S42和S9进行到步骤S46。在步骤S42，由于横向偏移估计值Xs比较大，因此车道偏离估计量XLD被计算成比较大的值。由于计算的车道偏离估计量XLD比较大，制动力控制分配比率HBRK(基本上对应于制动力控制的受控变量的制动力控制分配量XBRK)被设置成比在车道偏离估计量XLD比较小的情况下计算或取回的值相对大的值。准确地说，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)与转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)的比值(HBRK/HSTR＝XBRK/XSTR)被设置成比在车道偏离估计量XLD比较小的情况下，得到的比值(HBRK/HSTR＝XBRK/XSTR)相对大的值。按照这种方式，在车辆存在明显偏离车道的趋势的情况下，能够很好地允许制动力控制和转向扭矩控制，从而借助制动力控制和转向扭矩控制，准确地实现用于车道防偏的向右方向的车辆路线的补偿。
如上所述，根据图10-11中所示的第二改进LDP设备，在车辆存在偏离车道的趋势的情况下，能够根据车辆的车道偏离估计量XLD，调整和确定转向扭矩控制的受控变量(对应于XSTR)和制动力控制的受控变量(对应于XBRK)。当车辆的车道偏离估计量XLD(准确地说，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|)减小时，逐渐减少地补偿转向扭矩控制的受控变量和制动力控制的受控变量的相加值(XSTR+XBRK)。另外，当车辆的车道偏离估计量XLD(准确地说，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|)减小时，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)与转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)的比值(HBRK/HSTR＝XBRK/XSTR)被设置成较小的值。相反，当车辆的车道偏离估计量XLD(准确地说，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|)增大时，逐渐增大地补偿转向扭矩控制的受控变量和制动力控制的受控变量的相加值(XSTR+XBRK)。另外，当车辆的车道偏离估计量XLD(准确地说，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|)增大时，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)与转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)的比值(HBRK/HSTR＝XBRK/XSTR)被设置成较大的值。于是，在车辆倾向于稍微偏离车道(车道偏离估计量XLD较小)的情况下，能够有效地抑制关于LDA的制动力控制，从而防止给予驾驶员的令人不快的车辆减速的感觉。在车辆倾向于明显偏离车道(车道偏离估计量XLD较大)的情况下，能够允许和启动充分的制动力控制以及充分的转向扭矩控制，还能够有效地提高LDP性能。
现在参见图12，图中表示了在包含于第三改进LDP设备中的ECU内执行的LDP控制例程的前半部分。如后参考图12和13A-13C详细所述，在图12中所示的第三改进LDP设备中，根据控制分配阈值XTH(后面说明)以及横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X，换句话说，车道偏离估计量XLD)，确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。如后所述，当车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|小于或等于控制分配阈值XTH时，即，在|XLD|≤XTH的情况下，只通过转向扭矩控制实现车道防偏(LDP)控制，但是制动力控制被禁止。相反，当车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|大于控制分配阈值XTH时，即，在|XLD|＞XTH的情况下，借助(i)基于转向控制分配比率HSTR(设置成控制分配阈值XTH的转向控制分配量XSTR)的转向扭矩控制，和(ii)基于制动力控制分配比率HBRK(设置成车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH之间的差值的制动力控制分配量XBRK)的制动力控制，实现LDP控制。如同后面参考图12的流程图和图13A-13C的特性曲线图说明的那样，实际上，就把制动力控制分配量XBRK设置或确定成车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH之间的差值来说，在车道偏离估计量XLD为正的情况下，制动力控制分配量XBRK被设置成车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH之间的差值(XLD-XTH)。相反，在车道偏离估计量XLD为负的情况下，制动力控制分配量XBRK被设置成车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH之间的差值(XLD+XTH)。从图10和12中所示的例程之间的比较可看出，除了紧接步骤S9之后增加了步骤S51，另外用利用图13A中所示的，取决于预定的车道偏离估计量XLD加上控制分配阈值XTH的控制分配量特性曲线图的步骤S52代替图10的步骤S46之外，图12中所示的第三改进LDP设备类似于图10-11中所示的第二改进LDP设备。按照和图10中所示的第二改进LDP设备类似的方式，在图12中所示的第三改进LDP设备中，在由等式XLD＝XSTR+XBRK定义的前提条件下，根据横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)，确定转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。从而，为了比较这两个不同的中断例程，用于代表图10中所示第二改进例程中的步骤的相同步骤编号将被应用于图12中所示的第三改进例程中使用的对应步骤编号。下面将参考附图，详细说明步骤S51-S52，而步骤S1-S9，S11-S14和S41-S45的详细说明将被省略，因为上面关于它们的说明看来是一目了然的。
当对步骤S9的回答是否定的(否)时，即，在FLD≠0的情况下，例程从步骤S9进行到图12的步骤S51。
在步骤S51，根据下面的表达式(28)算术计算控制分配阈值XTH，并根据车速V，可变地调整或确定控制分配阈值XTH。
XTH＝-τslim/(KV1×KS1)    (28)
这里，τslim表示预定的转向扭矩值，KV1表示依据车辆的指标确定的常数，KS1表示依据车速V确定的可变增益。从表达式(5)和(28)之间的比较可看出，利用前述表达式(5)的逆运算，获得控制分配阈值XTH。
在步骤S52，根据车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH，从图13A中所示的，取决于预定的车道偏离估计量XLD加上控制分配阈值XTH的控制分配量特性曲线图(或者图13B的预定车道偏离估计量XLD与转向控制分配量XSTR的特性曲线图)，确定或取回转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)，同时根据车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH，从图13A中所示的，取决于预定的车道偏离估计量XLD加上控制分配阈值XTH的控制分配量特性曲线图(或者图13C的预定车道偏离估计量XLD与制动力控制分配量XBRK的特性曲线图)，确定或取回和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)。
从图13A中所示的，取决于预定的车道偏离估计量XLD加上控制分配阈值XTH的控制分配量特性曲线图可看出，当车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|小于或等于控制分配阈值XTH时，即，在|XLD|≤XTH的情况下，制动力控制分配量XBRK被设置成“0”，即，XBRK＝0，而转向控制分配量XSTR被设置成“XLD”，因为XLD＝XSTR+XBRK＝XSTR+0＝XSTR。相反，当车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|大于控制分配阈值XTH时，即，在|XLD|＞XTH的情况下，控制分配阈值XTH被设置成转向控制分配量XSTR，而车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH之间的差值被设置成制动力控制分配量XBRK。
图13B是通过只从图13A的特性曲线图抽取车道偏离估计量XLD和转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)之间的关系，得到的预编程XLD-XSTR特性曲线图。即，可根据图13B的预编程XLD-XSTR特性曲线图，计算或取回转向控制分配量XSTR。另一方面，图13C是通过只从图13A的特性曲线图抽取车道偏离估计量XLD和制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)之间的关系，得到的预编程XLD-XBRK特性曲线图。即，可根据图13B的预编程XLD-XBRK特性曲线图，计算或取回制动力控制分配量XBRK。
于是，假定车辆倾向于稍微向左偏离当前行驶车道的中心轴(基准轴)，并且存在很小的车道偏离估计量XLD小于或等于控制分配阈值XTH的机动车道偏离趋势(即|XLD|≤XTH)。在这种情况下，即，车辆朝左偏离车道的趋势(|XLD|≤XTH)很小，图12的LDP控制例程从步骤S4经步骤S5、S41、S42、S9和S51进行到步骤S52。在步骤S42，由于较小的正值横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)的缘故，车道偏离估计量XLD被计算成较小的正值。由于计算的车道偏离估计量XLD是较小的正值，以及车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH之间的比较结果(即|XLD|≤XTH)，因此根据图13B的预编程XLD-XSTR特性曲线图，按照以致等于车道偏离估计量XLD的方式，计算转向控制分配量XSTR(对应于转向扭矩控制的受控变量)，即XSTR＝XLD。另一方面，根据图13C的预编程XLD-XBRK特性曲线图，按照以致等于“0”的方式，计算制动力控制分配量XBRK(对应于制动力控制的受控变量)，即XBRK＝0。从而，在车辆具有正的车道偏离估计量XLD小于或等于控制分配阈值XTH的很小向左车道偏离趋势(即XLD≤XTH)的情况下，在禁止用于LDA的制动力控制的时候，只通过转向扭矩控制，能够恰当地实现用于车道防偏(LDA)的向右方向的车辆路线的补偿。
相反，假定车辆倾向于明显向左偏离当前行驶车道的中心轴，并且存在正的车道偏离估计量XLD大于控制分配阈值XTH的较大机动车道偏离趋势(即|XLD|＞XTH，更准确地说，XLD＞XTH)。这种情况下，即，车辆朝左偏离车道的趋势(|XLD|＞XTH)较大，图12的LDP控制例程从步骤S4经步骤S5、S41、S42、S9和S51进行到步骤S52。在步骤S42，由于较大的横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)的缘故，车道偏离估计量XLD被计算成较大的正值。由于计算的车道偏离估计量XLD是较大的正值，以及车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH之间的比较结果(即|XLD|＞XTH)，因此根据图13B的预编程XLD-XSTR特性曲线图，按照以致等于或被固定为控制分配阈值XTH的方式，计算转向控制分配量XSTR(对应于转向扭矩控制的受控变量)，即XSTR＝XTH。另一方面，根据图13C的预编程XLD-XBRK特性曲线图，按照以致等于车道偏离估计量(准确地说，正的车道偏离估计量)XLD和控制分配阈值XTH之间的差值(XLD-XTH)的方式，计算制动力控制分配量XBRK(对应于制动力控制的受控变量)，即XBRK＝XLD-XTH。从而，在车辆具有正的车道偏离估计量XLD大于控制分配阈值XTH的较大向左车道偏离趋势(即XLD＞XTH)的情况下，制动力控制和转向扭矩控制都可被允许，从而通过制动力控制和转向扭矩控制的组合车道防偏(LDP)控制动作，准确地实现用于车道防偏的向右方向的车辆路线的补偿。
相反，假定车辆倾向于明显向右偏离当前行驶车道的中心轴，并且存在负的车道偏离估计量XLD小于控制分配阈值XTH的负值-XTH的较大机动车道偏离趋势(即|XLD|＞XTH，更准确地说，XLD＜-XTH)。这种情况下，即，车辆朝右偏离车道的趋势(XLD＜-XTH)较大，图12的LDP控制例程从步骤S4经步骤S6、S7、S41、S43、S44、S9和S51进行到步骤S52。在步骤S44，由于较大的负值横向偏移估计值Xs(＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X)的缘故，车道偏离估计量XLD被计算成较大的负值。由于计算的车道偏离估计量XLD是较大的负值，以及车道偏离估计量XLD和控制分配阈值XTH的负值-XTH之间的比较结果(即XLD＜-XTH)，因此根据图13B的预编程XLD-XSTR特性曲线图，按照以致等于或被固定为控制分配阈值XTH的负值-XTH的方式，计算转向控制分配量XSTR(对应于转向扭矩控制的受控变量)，即XSTR＝-XTH。另一方面，根据图13C的预编程XLD-XBRK特性曲线图，按照以致等于车道偏离估计量(准确地说，负的车道偏离估计量)XLD和控制分配阈值XTH之间的差值(XLD+XTH)的方式，计算制动力控制分配量XBRK(对应于制动力控制的受控变量)，即XBRK＝XLD+XTH。从而，在车辆具有负的车道偏离估计量XLD小于控制分配阈值XTH的负值-XTH的较大向右车道偏离趋势(即XLD＜-XTH)的情况下，制动力控制和转向扭矩控制都可被允许，从而通过制动力控制和转向扭矩控制的组合LDP控制动作，准确地实现用于车道防偏的向左方向的车辆路线的补偿。
如上所述，根据图12-13C中所示的第三改进LDP设备，在车辆存在偏离车道的趋势的情况下，能够根据车辆的车道偏离估计量XLD，调整和确定转向扭矩控制的受控变量(对应于XSTR)和制动力控制的受控变量(对应于XBRK)。当车辆的车道偏离估计量XLD(准确地说，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|)减小时，逐渐减少地补偿转向扭矩控制的受控变量和制动力控制的受控变量的相加值(XSTR+XBRK)。另外，在车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|小于或等于控制分配阈值XTH的情况下，制动力控制的受控变量被设置成“0”，从而禁止用于LDA的制动力控制。相反，当车辆的车道偏离估计量XLD(准确地说，车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|)增大时，逐渐增大地补偿转向扭矩控制的受控变量和制动力控制的受控变量的相加值(XSTR+XBRK)。另外，在车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|大于控制分配阈值XTH的情况下，逐渐增大地补偿制动力控制的受控变量，从而允许用于LDA的制动力控制以及转向扭矩控制。另外，在车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|大于控制分配阈值XTH的情况下，当车道偏离估计量XLD的绝对值|XLD|增大时，制动力控制分配比率HBRK(制动力控制分配量XBRK)与转向控制分配比率HSTR(转向控制分配量XSTR)的比值(HBRK/HSTR＝XBRK/XSTR)被设置成较大的值。于是，在车辆倾向于稍微偏离车道(车道偏离估计量XLD较小)的情况下，能够禁止用于LDA的制动力控制，从而防止给予驾驶员的令人不快的车辆减速的感觉。在车辆倾向于明显偏离车道(车道偏离估计量XLD较大)的情况下，能够允许和启动适当的制动力控制以及适当的转向扭矩控制，还能够有效地提高LDP性能。
在前述图12中所示的第三改进LDP设备中，在步骤S51，按照表达式(28)，即XTH＝-τslim(KV1×KS1)，根据取决于车速V确定的可变增益KS1，算术计算控制分配阈值XTH。另一方面，可根据路面摩擦系数μ，从图14中所示的预定控制分配阈值XTH与路面摩擦系数μ的特性曲线图，计算或取回控制分配阈值XTH。通常根据轮胎滑动率或轮胎打滑率(slip ratio)，计算或估计路面摩擦系数μ。轮胎打滑率本身通常可被计算成车速V和各个车轮的轮速Vwj之间的差值与车速V的比值{|V-Vwj|/V}。从图14中所示的预定控制分配阈值XTH与路面摩擦系数μ的特性曲线图可看出，低于预定的低摩擦系数阈值μlow，控制分配阈值XTH被设置成“0”，高于预定的高摩擦系数阈值μhigh，控制分配阈值XTH被设置成“1”。在从预定的低摩擦系数阈值μlow到预定的高摩擦系数阈值μhigh的中间摩擦系数范围内，逐渐增大地补偿控制分配阈值XTH，并且控制分配阈值XTH与路面摩擦系数μ的增大成正比地增大。于是，在使用图14中所示的预定XTH-μ特性曲线图的情况下，当路面摩擦系数μ减小时，控制分配阈值XTH被设置成较小的值。从而，对于相同程度的机动车道偏离，即，对于相同的车道偏离估计量XLD，适合于低μ道路的制动力控制分配量XBRK可被计算成比适合于高μ道路的制动力控制分配量XBRK相对高的值。于是，当在低μ道路上行驶期间，车辆存在偏离车道的趋势时，由于对于相同程度的机动车道偏离(对于相同的车道偏离估计量XLD)，被设置成相对较大值的制动力控制分配量XBRK的缘故，在LDP控制期间，能够产生较大的制动力，从而避免车辆偏离当前的行驶车道。
就图1-3中所示实施例的LDP设备，图7中所示的第一改进LDP设备，图10中所示的第二改进LDP设备，和图12中所示的第三改进LDP设备来说，当在车辆存在车道偏离趋势，并且制动力控制以及转向扭矩控制被许可的情况下，启动车道防偏(LDP)控制时，通过经液压调节器7，只控制、调整或调节车轮5FL-5RR的理想制动轮缸压力PsFL、PsFR、PsRL、PsRR，产生将施加在车辆上，以便实现车道防偏(LDA)的横摆力矩的理想值(理想横摆力矩Ms)。另一方面，当制动力控制和转向扭矩控制都被许可时，为了产生将施加在车辆上，以便实现车道防偏(LDA)的横摆力矩的理想值(理想横摆力矩Ms)，还可在采用驱动力控制单元，例如图1中所示的驱动扭矩控制单元12的ACC车辆中的制动力控制中增加驱动力控制，驱动力控制单元被设计成单独控制传送给驱动轮(后轮驱动车辆中的后驱动轮)的驱动力(驱动扭矩)。
在装备ACC系统的后轮驱动车辆中，举例说明了图1-3的实施例的LDP设备。该实施例的LDP设备可被应用于装备ACC的前轮驱动车辆。这种情况下，不得不根据表达式V＝(VwRL+VwRR)/2，把车速V计算成左后轮和右后轮速度VwRL和VwRR(对应于从动轮5RL和5RR的轮速)的简单平均值(VwRL+VwRR)/2。
日本专利申请No.2003-395587(2003年11月26日登记)的整个内容作为参考包含于此。
虽然上面说明了实现本发明的优选实施例，但是显然本发明并不局限于这里表示和描述的具体实施例，在不脱离由下述权利要求限定的本发明的范围或精神的情况下，可做出各种变化和修改。

Claims (18)

1、一种能够执行避免车辆偏离行驶车道的车道防偏(LDP)控制的机动车道防偏设备，所述LDP设备包括：
检测车辆的行驶状态的行驶状态检测器；
调整施加于转向系统的转向扭矩的转向作动器；
调整施加于各个车轮的制动力，以便调整施加于车辆的横摆力矩的制动力作动器；和
配置成与转向作动器、制动力作动器和行驶状态检测器电连接，响应来自行驶状态检测器的信号，控制转向作动器和制动力作动器，以便避免偏离车道的控制单元；控制单元包括：
(a)响应车辆的行驶状态，确定车辆是否存在偏离行驶车道的趋势，并在车辆存在偏离行驶车道的趋势的情况下，响应车辆的行驶状态，计算LDP控制的转向控制分配量和LDP控制的制动力控制分配量的LDP控制分配量计算部分；
(b)根据转向控制分配量，计算转向扭矩控制受控变量，以便沿避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生转向扭矩的转向控制受控变量计算部分；
(c)响应转向扭矩控制受控变量，控制转向扭矩的转向扭矩控制部分；
(d)根据制动力控制分配量，计算理想横摆力矩，以便在避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生横摆力矩的理想横摆力矩计算部分；
(e)根据理想横摆力矩，计算各个车轮的制动力控制受控变量的制动力控制受控变量计算部分；和
(f)响应制动力控制受控变量，控制施加于各个车轮的制动力的制动力控制部分。
2、按照权利要求1所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器检测车辆的转弯状态；并且
LDP控制分配量计算部分根据车辆的转弯状态，计算转向控制分配量和制动力控制分配量。
3、按照权利要求2所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器把车辆的行驶车道曲率检测为转弯状态；并且
LDP控制分配量计算部分根据车辆的行驶车道曲率，计算转向控制分配量和制动力控制分配量。
4、按照权利要求3所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器包括行驶车道检测器，所述行驶车道检测器检测用作关于车辆的行驶车道曲率的输入信息数据的车辆行驶车道。
5、按照权利要求3所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器包括其地图数据被用作关于车辆的行驶车道曲率的输入信息数据的导航系统。
6、按照权利要求3所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器包括具有路上网络的自动化高速公路基础设施，通过车辆和路上网络之间的相互通信，抽取其道路数据，所述道路数据被用作关于车辆的行驶车道曲率的输入信息数据。
7、按照权利要求3所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器根据车速和转向角，计算车辆的转弯曲率；并且
LDP控制分配量计算部分根据车辆的转弯曲率，计算转向控制分配量和制动力控制分配量。
8、按照权利要求2所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器检测作用于车辆的横向加速度、由作用于车辆的横摆力矩导致的横摆率和转向角中的任意之一；并且
LDP控制分配量计算部分根据横向加速度、横摆率和转向角中的任意之一，计算转向控制分配量和制动力控制分配量。
9、按照权利要求2或8所述的机动车道防偏设备，其中：
当车辆的转弯状态从急转弯状态变成和缓转弯状态时，LDP控制分配量计算部分逐渐增大地补偿转向控制分配量；并且
当车辆的转弯状态从和缓转弯状态变成急转弯状态时，LDP控制分配量计算部分逐渐减小地补偿制动力控制分配量。
10、按照权利要求1所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器包括检测车辆是倾向于朝弯道外侧偏离还是倾向于朝弯道内侧偏离的车道偏离方向检测部分；并且
LDP控制分配量计算部分根据车辆是倾向于朝弯道外侧偏离还是倾向于朝弯道内侧偏离，计算转向控制分配量和制动力控制分配量。
11、按照权利要求1所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器包括计算车道偏离估计量的车道偏离计算部分；并且
LDP控制分配量计算部分根据车道偏离估计量，计算转向控制分配量和制动力控制分配量。
12、按照权利要求11所述的机动车道防偏设备，其中：
当车道偏离估计量的绝对值减小时，LDP控制分配量计算部分逐渐减小地补偿转向控制分配量和制动力控制分配量的相加值；并且
当车道偏离估计量的绝对值减小时，LDP控制分配量计算部分逐渐增大地补偿转向控制分配量与制动力控制分配量的比值。
13、按照权利要求11所述的机动车道防偏设备，其中：
根据关于车辆的横摆角、车辆离车辆的行驶车道的中心轴的横向偏移和车辆的行驶车道曲率的输入信息，计算车道偏离估计量。
14、按照权利要求11所述的机动车道防偏设备，其中：
在车道偏离估计量的绝对值小于或等于阈值的条件下，LDP控制分配量计算部分把制动力控制分配量设置成0，把转向控制分配量设置成车道偏离估计量；并且
在车道偏离估计量的绝对值大于阈值的条件下，LDP控制分配量计算部分把制动力控制分配量设置成车道偏离估计量和阈值之间的差值，把转向控制分配量设置成阈值。
15、按照权利要求14所述的机动车道防偏设备，其中：
行驶状态检测器检测车辆的行驶车道的路面摩擦系数；并且
LDP控制分配量计算部分根据路面摩擦系数，计算转向控制分配量和制动力控制分配量。
16、按照权利要求15所述的机动车道防偏设备，其中：
当路面摩擦系数从低摩擦系数变成高摩擦系数时，LDP控制分配量计算部分逐渐增大地补偿转向控制分配量；并且
当路面摩擦系数从高摩擦系数变成低摩擦系数时，LDP控制分配量计算部分逐渐增大地补偿制动力控制分配量。
17、按照权利要求15所述的机动车道防偏设备，其中：
当路面摩擦系数从高摩擦系数变成低摩擦系数时，逐渐增大地补偿阈值。
18、一种避免车辆偏离行驶车道的车道防偏(LDP)控制方法，该方法包括：
检测车辆的行驶状态；
响应车辆的行驶状态，确定车辆是否存在偏离行驶车道的趋势；
在车辆存在偏离行驶车道的趋势的情况下，响应车辆的行驶状态，计算LDP控制的转向控制分配量和LDP控制的制动力控制分配量；
根据转向控制分配量，计算转向扭矩控制受控变量，以便沿避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生转向扭矩；
响应转向扭矩控制受控变量，控制施加于转向系统的转向扭矩；
根据制动力控制分配量，计算理想横摆力矩，以便在避免车辆的车道偏离趋势的方向，产生作用于车辆的横摆力矩；
根据理想横摆力矩，计算各个车轮的制动力控制受控变量；以及
响应制动力控制受控变量，控制施加于各个车轮的制动力。
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