专利名称：车辆动力学控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆动力学控制设备(集成车辆偏航力矩控制设备)，用于配有车辆动力学稳定性控制(VDC)功能的车辆，以便当驱动稳定性(车辆驱动性能和稳定性)恶化时控制车辆的动态性能，以及配有车道偏离防止(LDP)功能，以便当有主车车道偏离的可能性时，通过在避免车道偏差的方向校正主车路线而防止车辆(主车)偏离驾驶车道。
背景技术：
在具有车辆动力学稳定性控制(VDC)功能和车道偏离防止(LDP)功能两者的车辆上，一般有两类车道偏离防止控制，即使用转向致动器的LDP控制系统，以及使用制动力致动器的LDP控制系统。在基于转向致动器的LDP控制系统中，根据相对于当前主车驾驶车道中心轴(基准轴)的主车横向位移或主车横向偏离，通过控制驱动致动器产生一偏航力矩来防止车道偏离。另一方面，在基于制动力致动器的LDP控制系统中，根据相对于当前主车驾驶车道中心轴(基准轴)的主车横向偏离，通过控制制动力致动器，诸如ABS系统液压调节器来产生偏航力矩以防止车道偏离。通常，为了产生用于防止车道偏离的偏航力矩，与出现车道偏离方向相反的方向对行走轮施加制动力。在日本临时专利申请No.2000-33860中公开了一种基于制动力致动器的LDP控制系统。
日本临时专利申请No.2001-114081(以下称为JP2001-114081)公开了一种车辆稳定性控制设备，该设备这样执行车辆稳定性控制(VSC)，即当电子控制单元至少基于偏航速率确定车辆稳定性恶化时，按左右车轮制动力差的方式对主车施加控制偏航力矩。另一方面，日本临时专利申请No.2000-272490(以下称为JP2000-272490)公开了一种车辆稳定性控制设备，该设备这样执行车辆稳定性控制(VSC)，即当电子控制单元至少基于侧滑角确定车辆稳定性恶化时，按左右车轮制动力差的方式对主车施加控制偏航力矩。在JP2001-114081和JP2000-272490中公开的车辆稳定性控制设备中，车辆减速控制进而与车辆稳定性控制(VSC)结合，以避免主动碰撞或防止主动车道偏离。
发明内容
在JP2000-33860，JP2001-114081或JP2000-272490中公开的车辆动力学控制设备的情形下，使得能够进行车道偏离防止控制和车辆动力学稳定性控制(VDC)(或车辆稳定性控制(VSC))，LDP控制系统控制一偏航力矩，其作为用于LDP控制的一个受控变量。另一方面，在VDC控制系统中，在出现驱动稳定性明显的恶化时，通过在提高驱动稳定性的方向产生一偏航力矩来控制车辆动态行为，诸如偏航速率和侧滑角，使得车辆转向水平降低，以实现从接近车辆极限驱动性能的不稳定驱动状态(不良驱动稳定性)向稳定驱动状态(良好驱动稳定性)过渡。按LDP控制类似的方式，偏航力矩是用于VDC控制(或VSC控制)的一受控变量。假设彼此独立执行LDP控制和VDC控制，则有以下缺陷。
(1)当VDC控制的受控变量符号不同于LDP控制的符号时，由于VDC控制和LDP控制之间不希望有的干扰，增加了最终受控变量或最终受控偏航力矩被不希望地降低的趋势。
(2)反之，当VDC控制的受控变量的符号与LDP控制的符号相同时，有可能受控变量过高，就是说偏航力矩过大。
具体来说，从图13A所示的控制动作解释图可见，当主车在拐弯期间有过度转向趋势于是VDC控制系统进入工作，此外LDP控制系统确定主车趋向于从当前驾驶车道向相邻外侧车道偏离时，LDP控制系统操作，以便在向里的转向产生一偏航力矩(参见图13A中由虚线指示的箭头，并相对于车辆重心反时针作用)。另一方面，VDC控制系统操作，以在避免过度转向的方向产生一偏航力矩(参见图13A中由实线指示的箭头，并相对于车辆重心顺时针作用)。就是说，由虚线指示的LDP控制的受控变量(受控偏航力矩)的指向不同于由实线指示的VDC控制的指向，因而由于控制的干扰，最终受控变量趋向于不希望的被降低。
从图13B所示的控制动作解释图可见，当主车在拐弯期间有过度转向趋势于是VDC控制系统进入工作，此外LDP控制系统确定主车趋向于从当前驾驶车道向相邻内侧车道偏离时，LDP控制系统操作，以便在向外的转向产生一偏航力矩(参见图13B中由虚线指示的箭头，并相对于车辆重心顺时针作用)。另一方面，VDC控制系统操作，以在避免过度转向的方向产生一偏航力矩(参见图13B中由实线指示的箭头，并相对于车辆重心顺时针作用)。就是说，由虚线指示的LDP控制的受控变量(受控偏航力矩)的指向与由实线指示的VDC控制的指向相同，因而最终受控变量趋向于过度增加。
从图13C所示的控制动作解释图可见，当主车在拐弯期间有转向不足趋势于是VDC控制系统进入工作，此外LDP控制系统确定主车趋向于从当前驾驶车道向相邻外侧车道偏离时，LDP控制系统操作，以在向内的转向产生一偏航力矩(参见图13C中由虚线指示的箭头，并相对于车辆重心反时针作用)。另一方面，VDC控制系统操作，以在避免转向不足的方向产生一偏航力矩(参见图13C中由实线指示的箭头，并相对于车辆重心反时针作用)。就是说，由虚线指示的LDP控制的受控变量(受控偏航力矩)的指向与由实线指示的VDC控制的指向相同，因而最终受控变量趋向于过度增加。
从图13D所示的控制动作解释图可见，当主车在拐弯期间有转向不足趋势于是VDC控制系统进入工作，此外LDP控制系统确定主车趋向于从当前驾驶车道向相邻内侧车道偏离时，LDP控制系统操作，以在向外的转向产生一偏航力矩(参见图13D中由虚线指示的箭头，并相对于车辆重心顺时针作用)。另一方面，VDC控制系统操作，以在避免转向不足的方向产生一偏航力矩(参见图13D中由实线指示的箭头，并相对于车辆重心反时针作用)。就是说，由虚线指示的LDP控制的受控变量(受控偏航力矩)的指向不同于由实线指示的VDC控制的指向，因而由于控制的干扰，最终受控变量趋向于不希望的被降低。
避免以上讨论的缺陷的一种方法是只执行VDC控制(只执行VSC控制)，以使得较高的优先级赋予VDC控制而不是LDP控制。VDC控制系统的作用是加强驱动稳定性，例如抑制转向不足或过度转向。然而，这种VDC控制系统不能操作以避免主车辆车道偏离驾驶车道。JP2000-272490教导了提供结合VDC控制的车辆减速控制，以防止在VDC控制期间主车辆偏离驾驶车道。这种结合VDC控制的减速控制有效降低或抑制了主车辆偏离驾驶车道的程度。然而，如上所述，在VDC控制期间有四个基本车道偏离模式(参见图13A-13D)。例如，当VDC控制期间在出现从当前驾驶车道向相邻内侧车道的主车辆车道偏离的情况下而启动车辆减速控制时，由于车辆减速控制引起的主车辆的速度下降，主车辆常常趋向于进一步绕z-轴朝向内转弯方向转动。一般来说，LDP控制在更有效地防止车道偏离方面胜过车辆减速控制。
因而，希望适当考虑车辆动力学稳定性控制(VDC控制)与防止车道偏离控制(LDP控制)之间的相互平衡或控制其间的干扰，并这样来进行VDC控制与LDP控制之间的配合控制。
于是，本发明的一个目的是要提供一种车辆动力学控制设备(集成偏航运动控制设备)，用于具有VDC功能与LDP功能的车辆，该设备能够执行VDC控制与LDP控制之间的配合控制。
为了实现本发明的上述和其它目的，提供一种车辆动力学控制设备包括一个车道偏离防止控制部分，该部分在主车辆趋向于从驾驶车道偏离时在避免车道偏离的方向产生一偏航力矩；一个车辆动力学控制部分，该部分在主车辆驱动稳定性趋向降低时在加强驱动稳定性的方向产生一偏航力矩；以及一个配合控制部分，该部分在由车道偏离防止控制部分实现的车道偏离防止控制以及由车辆动力学控制部分实现的车辆动力学稳定性控制之间进行配合控制。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆动力学控制设备，其包括车道偏离防止控制装置，用于在主车辆趋向于从驾驶车道偏离时在避免车道偏离的方向产生一偏航力矩；车辆动力学控制装置，用于在主车辆驱动稳定性趋向于降低时在加强驱动稳定性的方向产生一偏航力矩；以及配合控制装置，用于在由车道偏离防止控制装置实现的车道偏离防止控制以及由车辆动力学控制装置实现的车辆动力学稳定性控制之间进行配合控制。
根据本发明的另一方面，提供一种用于平衡车辆动力学稳定性控制系统与车道偏离防止控制系统的方法，该方法包括在由车道偏离防止控制系统实现的车道偏离防止控制以及车辆动力学稳定性控制系统实现的车辆动力学稳定性控制之间进行配合控制。
本发明其它的目的和特征将可从以下结合附图的说明得到理解。
图1是一系统框图，表示可实现VDC功能和LDP功能的车辆动力学控制设备的一实施例。
图2是一流程图，表示在结合到图1所示的车辆动力学控制设备中的制动/驱动力控制单元内执行的控制程序(算法和逻辑操作)。
图3是预定的车辆速度V与增益K2之间的特性图。
图4是一预定的控制图，表示主车辆速度V、转向角度δ与所需的基准偏航速率φ或0’之间的关系。
图5是预定的实际偏航速率φ’与偏航力矩受控变量上限Mslim之间的特性图。
图6是预定的侧滑角γ与加权因子Ka之间的特性图。
图7A-7D是表示该实施例的设备所进行的控制动作的示意图，该实施例的设备在四个不同车辆动态行为下执行图2所示的控制程序，并可实现LDP控制与VDC控制之间的配合控制，这四个车辆动态行为是存在主车辆过度转向趋势和车道向相邻外侧车道偏离；存在主车辆过度转向趋势和车道向相邻内侧车道偏离；存在主车辆转向不足趋势和车道向相邻外侧车道偏离；以及存在主车辆转向不足趋势和车道向相邻内侧车道偏离。
图8是一流程图，表示在结合到该实施例的车辆动力学控制设备中的制动/驱动力控制单元内执行的第一修改控制程序(第一修改算法和逻辑操作)。
图9是一预定的主车辆速度V与增益Kg2之间的特性图。
图10A-10D是表示该实施例的设备所进行的控制动作的示意图，该实施例的设备在四个不同车辆动态行为下，执行图8所示的第一修改控制程序，并可实现LDP控制与VDC控制之间的平配合控制。
图11是一系统框图，表示对可实现VDC功能和LDP功能的车辆动力学控制设备的修改。
图12是一流程图，表示在结合到该实施例的车辆动力学控制设备中的制动/驱动力控制单元内执行的第二修改控制程序(第二修改算法和逻辑操作)。
图13A-13D是比较说明图示，表示在四个不同的车辆动态行为下，VDC控制和LDP控制之间没有配合控制情况下所进行的控制动作。
具体实施例方式
现在参见附图，具体来说参见图1。在装备有自动VDC系统的、采用自动变速器10和后差速器的后轮驱动车辆中，示例了本实施例的车辆动力学控制设备。在图1所示的实施例系统中，作为制动力控制系统，彼此独立地调节各车轮制动缸(即左前，右前，左后，右后车轮制动缸)的液压制动压力，使用四通道制动控制系统，诸如用于防滑控制的四通道ABS系统，或用于牵引力控制的四通道牵引力控制系统。图1中，标号1表示制动踏板，标号2表示制动助力器，标号3表示主缸(确切地说，是串列主缸用作为分为两部分，即前和后液压制动部分的双制动系统)，以及标号4表示制动流体储罐。通常，依据制动踏板1的踏压量由主缸3引起的制动流体压力提供给以下每一制动缸即用于左前行走轮5FL的左前车轮制动缸6FL，用于右前行走轮5FR的右前车轮制动缸6FR，用于左后行走轮5RL的左后车轮制动缸6RL，以及用于右后行走轮5RR的右后车轮制动缸6RR。借助于设置在主缸3与每一车轮制动缸6FL，6FR，6RL及6RR之间的制动流体压力控制电路(车轮缸体压力控制单元)或液压调节器7，彼此独立地调节左前，右前，左后，右后车轮制动缸压力。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)，第四通道(右后)制动电路相关联的液压控制致动器，以便彼此独立地建立、保持或减小左前，右前，左后，右后车轮制动缸压力。液压调节器7的每一液压控制致动器包括比例螺线管阀，诸如电磁控制的螺线管阀，该阀把车轮制动缸压力调节到所需的压力水平。液压调节器7的每一电磁控制螺线管阀响应来自制动/驱动力控制单元，简单地说即是电子控制单元(ECU)8的命令信号，以便响应来自ECU 8的命令信号值调节每一车轮制动缸6FL-6RR的车轮缸体压力，而不论由驾驶者的脚人工生成的制动动作(制动踏板踏压)如何。
图1所示实施例的装有自动VDC系统的后轮驱动车辆还包括一电子驱动扭矩控制单元12，该单元通过控制发动机9的操作状态，自动变速器10的选择的传动比，和/或节流阀11的节流开度(与加速器开度Acc相关)来控制向作为驱动轮的后行走轮5RL和5RR传动的驱动扭矩。具体来说，能够通过控制喷射的燃油量或点火定时控制发动机9的操作状态。而且，发动机操作状态能够通过控制节流开度来控制。驱动扭矩控制单元12设计为分别控制向后行走轮5RL和5RR(驱动轮)传动的驱动扭矩。此外，驱动扭矩控制单元12响应来自ECU 8的驱动扭矩命令信号，以便依据该驱动扭矩命令信号值控制驱动扭矩。
图1所示实施例的装有自动VDC系统的后轮驱动车轮还包括一带有电荷耦合器件(CCD)图象传感器的立体相机，简单来说即电荷耦合器件(CCD)相机13和相机控制器14作为外部识别传感器，其功能是检测装有VDC系统的车辆(主车辆)在驾驶车道(主车辆行驶车道)内的位置，且其传感器信号用于车道偏离防止(LDP)控制。在相机控制器14内，基于在主车辆前面及由CCD相机13捕获的图象处理图象数据，检测车道标志或车道标记，诸如白色线，这样，可检测当前主车辆行驶车道，换言之主车辆在主车辆车道内的当前位置。此外，相机控制器14的处理器基于来自CCD相机13的指示画面图象的图象数据，计算或估计对于当前主车辆驾驶车道的指向的主车辆的偏航角度φ，主车辆相对于当前主车辆驾驶车道横向位移或主车辆横向偏离X，当前主车辆驾驶车道的曲率β，以及当前驾驶车道的车道宽度L。当在主车辆前方的车道标志或车道标记，诸如白色线已磨损或当车道标志或车道标记部分由雪覆盖时，则不能精确肯定地识别车道标志或车道标记。这种情形下，每一检测参数，即主车辆偏航角度φ，横向偏离X，曲率β，及车道宽度L被设置为“0”。反之，由于噪声或位于前方的障碍物，当出现从白线识别可行状态，即车道标记诸如白线能够被连续精确识别，向白线识别部分不可行状态，即车道标记诸如白线短瞬间不能被识别的过渡时，参数φ，X，β，及L保持在它们前一周期通过相机控制器14计算的先前的值φ(n-1)，X(n-1)，β(n-1)，及L(n-1)。
电子控制单元(ECU)8通常包括一微型计算机，其包括一中央处理器(CPU)或微处理器(MPU)，存储器(RAM，ROM)，及输入/输出接口(I/O)。除了指示由相机控制器14计算的参数φ，X，β，及L的信号，及指示由驱动扭矩控制单元12控制和产生的驱动扭矩Tw的信号之外，ECU 8的输入/输出接口(I/O)还从各发动机/车辆开关和传感器接收输入信息，这些传感器诸如是加速传感器15，偏航速率传感器16，主缸压力传感器17，加速器开度传感器18，转向角度传感器19，左前，右前，左后，右后车轮速度传感器22FL，22FR，22RL，及22RR，及方向指示器开关20。从图1的系统框图可见，为了通过数据链路相互通信，ECU 8电连接到驱动扭矩控制单元12。装设加速度传感器15是为了检测施加到主车辆的纵向加速度Xg及横向加速度Yg。装设偏航速率传感器16(作为驱动状态检测装置)是为了检测作用于主车辆的偏航力矩结果的偏航速率φ’。装设主缸压力传感器17是为了检测主缸3的主缸压力Pm，即制动踏板1的踏压量。装设加速器开度传感器18是为了检测加速器开度Acc(与节流开度相关)，它取决于驾驶者加速器踏板踏压的操纵量。装设转向角度传感器19(作为转弯状态检测装置)是为了检测转向盘21的转向角度δ。装设左前，右前，左后，右后车轮速度传感器22FL，22FR，22RL，及22RR是为了分别检测左前，右前，左后，右后车轮速度VwFL，VwFR，VwRL，VwRR，它们共同称为“Vwi”。装设方向指示器开关20是为了检测方向指示器是否被接通并为了检测由方向指示器指示的方向，并输出方向指示器开关信号WS。在存在关于每一车轮驱动状态指示数据，即偏航速率φ’，横向加速度Yg，转向角度δ，偏航角度φ，及横向偏离X的左或右方向的方向性或极性时，车轮驱动状态指示数据向左的变化显示为正值，而车轮驱动状态指示数据向右的变化显示为负值。更具体来说，在左转弯期间，偏航速率φ’，横向加速度Yg，转向角度δ，及偏航角度φ都显示为正值。反之，在右转弯期间，这些参数φ’，Yg，δ，及φ都显示为正值。另一方面，当主车辆从当前驾驶车道的中心轴向左偏离时，横向偏离X显示为正值。反之，当主车辆从当前驾驶车道中心轴向右偏离时，横向偏离X显示为负值。来自方向指示器开关20的方向指示器开关信号WS的正信号值是指左转弯(方向指示器开关20的反时针转动)，而来自方向指示器开关20的方向指示器开关信号WS的负信号值是指右转弯(方向指示器开关20的顺时针转动)。ECU 8还连接到具有警告蜂鸣器和/或警告灯的警告系统23，其响应来自ECU 8的警告信号AL而接通，以便向驾驶者传送视觉的和/或听觉的警告信号。在ECU 8内，当有可能主车辆车道偏离时，中央处理器(CPU)允许由I/O接口访问来自以上讨论的发动机/车辆开关，传感器，相机控制器14以及驱动扭矩控制单元12的输入信息数据信号，并负责执行保存在存储器中的各种控制程序，以及进行必须的算法和逻辑运算。计算的结果或算法计算结果，换言之计算的输出信号或控制命令信号通过输出接口电路中继到输出级，例如液压调节器7的螺线管和警告系统23的警告蜂鸣器/警告灯。
以下将参照图2所示的流程图详细讨论由ECU 8执行的控制程序。图2的控制程序作为每隔预定采样时间段ΔT，诸如10毫秒被触发的时间触发中断程序执行。
在步骤S1，读取来自上述发动机/车辆开关及传感器，驱动扭矩控制器12及相机控制器14的输入信息数据。具体来说，读取发动机/车辆开关/传感器信号数据，诸如主车辆纵向加速度Xg，横向加速度Yg，偏航速率φ’，车轮速度Vwi(VwFL，VwFR，VwRL，VwRR)，加速器开度Acc，主缸压力Pm，转向角度δ，及方向指示器开关信号WS，以及来自驱动扭矩控制单元12的信号数据，诸如驱动扭矩Tw，以及来自相机控制器14的信号数据，诸如相对于当前主车辆驾驶车道的方向的主车辆偏航角度φ，相对于当前主车辆驾驶车道中心轴的横向偏离X，当前驾驶车道的曲率β，及当前驾驶车道的车道宽度L。主车辆偏航角度φ可通过积分由偏航速率传感器16检测的偏航速率来计算。
在步骤S2，从表达式V＝(VwFL+VwFR)/2，按照左前和右前车轮速度VwFL和VwFR(对应于被驱动行走车轮5FL和5FR的车轮速度)的简单平均值((VwFL+VwFR)/2)计算主车辆速度V。
在步骤S3，基于最后更新的信息，这些信息是关于相对于当前主车辆驾驶车道方向的主车辆偏航角度φ，相对于当前主车辆驾驶车道中心轴的横向偏离X，当前主车辆驾驶车道的曲率β，以及通过步骤S2计算的主车辆速度V，从以下方程式(1)估计或数学上计算车道偏离估计值XS，换言之未来横向偏离的估计值。
XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X......(1)其中Tt表示两者都驾驶于同一指向并处于同一车道的主车辆与前面的车辆之间的车间时距，车间时距Tt与主车辆速度V的乘积(Tt×V)是指主车辆的当前位置与前方注视点(point-of-fixation)之间的距离。就是说，在车间时距Tt之后可能出现的相对于当前主车辆驾驶车道中心轴的横向偏离的估计值，被看作是未来横向偏离的估计值，即车道偏离估计值XS。在所示的实施例中，当车道偏离估计值XS变得大于或等于预定的车道偏离标准XC时，ECU 8确定存在主车辆从当前驾驶车道的车道偏离的可能性或其趋势增加。按与实际横向偏离X相同的方式，正的车道偏离估计值XS是指向左的车道偏离，而负的车道偏离估计值XS是指向右的车道偏离。确切地说，虽然车道偏离量对应于主车辆从主车辆驾驶车道的车道标记的横向位移，但在该实施例的系统中，车道偏离估计值XS被看作是车道偏离量，因为横向偏离估计基于主车辆相对于当前主车辆驾驶车道中心轴(基准轴)的横向位移。
在步骤S4，基于来自方向指示器开关20的方向指示器开关信号WS及由转向角度传感器19检测的转向角度δ进行检查，以确定驾驶者是否有改变车道的意图。
具体来说，在步骤S4，进行检查以确定方向指示器开关20是否被接通。当方向指示器开关20接通时，进行进一步检查以确定方向指示器开关信号WS的符号是否与通过步骤S3计算的车道偏离估计值XS的符号相同。当方向指示器开关信号WS的符号与车道偏离估计值XS的符号彼此相同时，ECU 8的处理器确定主车辆处于车道改变状态，这样车道改变指示标志FLC被设置为“1”。反之，当方向指示器开关信号WS的符号与车道偏离估计值XS的符号彼此不同时，ECU 8的处理器确定主车辆不处于车道改变状态，这样车道改变指示标志FLC被复位为“0”。实际上，从通过接通方向指示器开关20车道改变指示标志FLC已设置为“1”的时间起，车道改变指示标志FLC保持在“1”达预定的时间段，诸如4秒钟。这是因为在车道改变期间有可能方向指示器开关20被人工断开，这样LDP控制可能不希望地被接合。更具体来说，进行检查以确定方向指示器开关20是否已从接通状态切换到断开状态。当从接通状态向断开状态的切换已发生时，ECU 8确定当前时间点对应于恰在车道改变操作后的时间，并因此进行进一步的检查，以确定当方向指示器开关20从接通状态到断开状态的切换已发生时所测量或计数的预定的时间段例如4秒钟是否已经过。当预定的时间段已经过时，车道改变指示标志FLC复位为“0”。
考虑到在方向指示器开关20保持断开的状态下驾驶者的转向操作，基于转向角度δ和转向角度δ的变化Δδ，再进一步对驾驶者是否有改变车道的意图进行检查。具体来说，随方向指示器开关22断开，进行检查以确定转向角度δ是否大于或等于预定的转向角度δs，此外转向角度的变化Δδ是否大于或等于预定的转向角度改变Δδs。在δ≥δs及Δδ≥Δδs的情形下，ECU 8确定驾驶者改变车道的意图存在，这样车道改变指示标志FLC设置为“1”。反之在δ＜δs及Δδ＜Δδs情形下，ECU 8确定驾驶者没有改变车道的意图，这样车道改变指示标志FLC复位为“0”。然后，程序从步骤S4进到步骤S5(稍后说明)。
如上所讨论，在所示的实施例中，基于转向角度δ及其改变Δδ两者确定驾驶者是否有改变车道的意图。替代地，驾驶者是否有改变车道的意图可基于作用于转向盘的转向扭矩大小来确定。
在步骤S5，进行检查以基于车道偏离估计值XS的绝对值|XS|(确切来说是车道偏离估计绝对值|XS|与预定警告标准Xw的比较结果)及车道改变指示标志FLC的置位与复位来确定是否应向驾驶者传送对于增加的主车辆车道偏离趋势的视觉和/或听觉警告信号。具体来说，进行检查以确定车道改变指示标志FLC是否复位为“0”，此外车道偏离估计值XS的绝对值|XS|是否大于或等于预定的警告标准Xw(确切来说，是预定的警告标准阈值)。预定的警告标准Xw通过从预定的车道偏离标准XC减去预定的裕度Xm(一预定的常数)得到(参见以下表达式(2))。
Xw＝Xc-Xm......(2)其中预定的车道偏离标准XC是指主车辆相对于当前主车辆驾驶车道中心轴的横向位移的预置标准阈值，预定的裕度Xm对应于从警告系统23已切换到可操作状态的时间到LDP功能已接合或可行的时间的裕度。在FLC＝0且|XS|≥Xw的情形下，ECU 8确定主车辆处于车道偏离状态，其中主车辆从当前主车辆驾驶车道偏离有增加的趋势，这样ECU 8的输出接口向警告系统23产生警告信号AL。反之，在FLC＝1，或|XS|＜Xw的情形下，ECU 8确定主车辆不处于车道偏离状态，这样进行另一检查以确定警告系统23是否在操作。在警告系统23操作期间，进行另一检查以确定车道偏离估计XS值的绝对值|XS|是否小于预定警告标准Xw与预定迟滞Xh之间的差(Xw-Xh)。提供预定迟滞Xh是为了避免对警告系统23不希望有的寻线(hunting)。在|XS|＜(Xw-Xh)的情形下，通过停止向警告系统23输出警告信号使警告系统23去激活。就是说，警告系统23的警告操作继续执行，直到警告系统23已被激活之后车道偏离估计值XS转移到由|XS|＜(Xw-Xh)定义的状态。在所示的实施例的系统中，视觉的和/或听觉的警告(警告信号AL向警告系统23的输出)只与车道偏离量(即车道偏离估计值XS)相关。
在步骤S6，ECU 8的处理器作出车道偏离判定。具体来说，在步骤S6，进行检查以确定车道偏离估计值XS是否大于或等于预定的车道偏离标准XC(正车道偏离标准)。例如，由于在日本高速公路的行车道的宽度为3.35米，预定的车道偏离标准XC设置为0.8米。在XS≥XC的情形下，ECU 8确定主车辆向左偏离当前驾驶车道的趋势增加，因而车道偏离判定标志被设置为“+1”。反之，在XS＜XC的情形下，进行另一检查以确定车道偏离估计值XS是否小于或等于预定的车道偏离标准XC的负值-XC。在XS≤-XC的情形下，ECU 8确定主车辆从当前驾驶车道向右偏离的趋势增加，因而车道偏离判定标志被设置为“-1”。另外，当由XS≥XC及XS≤-XC定义的状态都不满足时，就是说在-XC＜XS＜XC的情形下，ECU 8确定主车辆从当前驾驶车道向左或右偏离的可能性较小，因而车道偏离判定标志FLD复位为“0”。然后，进一步进行检查以确定车道改变指示标志FLD是否设置为“1”。在FLD＝1的情形下，进行检查以确定车道改变指示标志FLD是否复位为“0”。在FLD＝0的情形下，LDP控制删除标志或LDP控制禁止标志Fcancel复位为“0”。
在FLD＝1的情形下，在步骤S7，进行检查以确定LDP控制是否应当被启动。实际上，通过步骤S3计算的车道偏离估计值XS的历史数据存储在ECU 8的RAM的预定的存储器地址。然后，基于车道偏离估计值XS的历史数据确定车道偏离估计值XS的连续性或非连续性。具体来说，进行检查以确定车道偏离估计值XS的先前值XS(n-1)和车道偏离估计值XS的当前值XS(n)之差的绝对值|XS(n-1)-XS(n)|是否大于或等于预定的阈值Lxs，提供该值是为了确定车道偏离估计值XS的连续性或非连续性。更具体来说，在FLD≠0(即FLD＝1或-1)及|XS(n-1)-XS(n)|≥Lxs的情形下，ECU 8确定车道偏离估计值XS是非连续的，这样LDP控制禁止标志Fcancel设置为“1”。反之，在|XS(n-1)-XS(n)|＜Lxs的情形下，ECU 8确定车道偏离估计值XS是连续的。当车道偏离判定标志FLD切换到“0”时，LDP控制禁止标志Fcancel被复位为“0”。换言之，LDP控制禁止标志Fcancel被保持在“0”，直到车道偏离判定标志FLD从FLD≠0的状态转换到FLD＝0的状态为止。
在步骤S8，基于车道偏离估计值XS和预定车道偏离标准XC，数学地计算LDP控制所需的偏航力矩MsL，简单来说即LDP所需的偏航力矩，这取决于车道偏离判定标志FLD处于FLD≠0状态还是FLD＝0状态。在该实施例的系统中，正的LDP所需的偏航力矩MsL是指当在z-轴正方向观察时，力矩向量的分量趋向于围绕z-轴反时针(向左)驱转主车辆。负的LDP所需的偏航力矩MsL是指当在z-轴正方向观察时，力矩向量的分量趋向于围绕z-轴顺时针(向右)驱转主车辆。反之，在步骤S8，只有当车道偏离判定标志FLD不等于“0”即FLD≠0时，基于车道偏离估计值XS和预定车道偏离标准XC，从以下表达式(3)数学地计算LDP所需的偏航力矩MsL。
MsL＝-K1×K2×(XS-XC) ......(3)其中K1表示由主车辆技术规范所确定的比例增益或比例系数，且K2表示根据主车辆速度V变化的比例增益或可变增益。增益K2是从图3的预编程的车辆速度V与增益K2的特性图中计算或检索的，该图表示增益K2必须如何与主车辆速度V相关地变化。从表示增益K2与车辆速度V之间的关系的图3的预编程特性图可见，在从0到预定低速VS1的低速范围(0≤V≤VS1)，增益K2固定在预定的相对高的增益KH。在从预定低速值VS1到预定高速值VS2(比VS1高)的中速和高速范围(VS1＜V≤VS2)，当主车辆速度V增加时，增益K2逐渐降低到预定的相对低的增益KL。在上述预定高速值VS2以上的超高速范围(VS2＜V)，增益K2固定在预定相对低增益KL。
反之在FLD＝0的情形下，LDP所需的偏航力矩MsL设置为“0”。
在步骤S9，基于最终所需偏航速率φr’与由偏航速率传感器16检测并从作用于主车辆的偏航力矩所得结果的实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)，及侧滑角γ(稍后说明)，数学地计算对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需的偏航力矩MsV。偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)与侧滑角γ都作为标准用来确定主车辆是处于稳定的驱动状态(良好的驱动稳定性)还是处于不稳定驱动状态(不良的驱动稳定性)。
首先，基于转向角度δ和主车辆速度V从图4所示预定的V-δ-φr0’特性图检索所需的基准偏航速率φr0’。图4中，横坐标轴(x-轴)指示转向角度δ，纵坐标轴(y-轴)指示基准所需偏航速率φr0’。如图4所示，当转向角度δ为“0”时，基准所需偏航速率φr0’为“0”。在转向角度δ从“0”开始增加的初始阶段，基准所需偏航速率φr0’根据转向角度δ的增加趋向于快速增加。此后，根据转向角度δ的进一步增加，基准所需偏航速率φr0’趋向于以抛物线方式适度增加。另一方面，对于相同的转向角度，在主车辆速度V开始从低速值增加的初始阶段，所需的基准偏航速率φr0’趋向于根据主车辆速度V的增加而增加。此后，对于相同的转向角度，只要主车辆速度V超过预定的车辆速度阈值，所需的基准偏航速率φr0’趋向于根据主车辆速度V的增加而降低。
其次，基于路面摩擦系数对所需的基准偏航速率φr0’作出补偿。具体来说，为了导出与摩擦相关的所需的偏航速率校正值，简单来说即所需的偏航速率校正值φrh’，基于横向加速度Yg，确切地说是与基于横向加速度相关的偏航速率上限，简单来说是偏航速率极限φlim’，根据以下表达式(4)，对基准所需偏航速率φr0’作出补偿。
φrh’＝min(φr0’，φlim’) ......(4)上述的表达式φrh’＝min(φr0’，φlim’)指一种所谓的选择-LOW过程，通过该过程选择基准所需偏航速率φr0’和偏航速率极限φlim’中较小的一个作为所需的偏航速率校正值φrh’。基于横向加速度Yg和主车辆速度V从以下表达式(5)数学地计算偏航速率极限φlim’。
φlim’＝Km×(Yg/V) ......(5)其中Km表示校正因子，考虑横向加速度Yg形成的时延，其被设置为预定的常数值，诸如1.25。
当路面摩擦系数μ降低时，施加到车辆的横向加速度Yg趋向于降低。因此，在低μ道路上驾驶期间，偏航速率极限φlim’设置为比较小的值，这样基准所需偏航速率φr0’被补偿并限制为较小的值。
在该实施例的系统中，基于横向加速度Yg对基准所需偏航速率φr0’补偿并加以限制，其与路面摩擦系数μ相关。替代地，可对路面摩擦系数μ进行估计，并可从以下表达式(6)数学地计算所需的偏航速率校正值φrh’，使得基准所需偏航速率φr0’基于路面摩擦系数μ直接被补偿。
φrh’＝μ×φr0’ ......(6)
第三，从以下表达式(7)数学地计算侧滑角γ。
γ＝dγ+γ0......(7)其中γ0表示一周期之前计算的先前的侧滑角，dγ表示侧滑角γ相对于预定时间段的变化(变化率)，其从表达式dγ＝-φ’+(Yg/V)数学地计算出，其中φ’表示实际的偏航速率，Yg表示横向加速度，且V表示主车辆速度。
就是说，从上述表达式dγ＝-φ’+(Yg/V)及γ＝dγ+γ0可见，侧滑角变化dγ是基于实际偏航速率φ’，横向加速度Yg，及主车辆速度V数学地计算的，此后，侧滑角γ通过积分侧滑变化dγ来计算。替代通过基于车辆动态行为指示传感器值，诸如实际偏航速率φ’，横向加速度Yg，及主车辆速度V数学地计算来推导出侧滑角γ(侧滑角变化dγ)，可借助于基于传感器信号值，诸如由偏航速率传感器检测的实际偏航速率φ’，由横向G传感器检测的横向加速度Yg，由车速传感器检测的主车辆速度V，由转向角度传感器检测的转向角度δ，以及车辆型号诸如两轮型号而对侧滑角的估计，换言之借助于观察器功能对侧滑角的估计来估计和确定侧滑角γ。
第四，基于所需的偏航速率校正值φrh’，确切来说是所需的横向速度Vyc，根据以下表达式(8)即对于两轮型号的稳态公式，数学地计算所需的侧滑角γr。
γr＝Vyc/V ......(8)其中Vyc表示所需的横向速度，且V表示主车辆速度。以上表达式(8)中所需的横向速度Vyc从以下表达式(9)数学地计算。
Vyc＝(Lr-Kc×V2)×φrh’ ......(9)其中Kc表示由主车辆技术规范确定的常数，Lr表示从主车辆重心到后轴的距离。以上表达式(9)中的常数Kc从以下表达式(10)数学地计算。
Kc＝(m×Lf)/(2×L×CPr)......(10)其中L表示主车辆的轮距，Lf表示从主车辆重心到前轴的距离，CPr表示后轮转弯动力，而m表示车辆重量(主车辆质量)。
第五，基于实际的侧滑角γ和所需的侧滑角γr，通过进一步补偿所需偏航速率校正值φrh’来计算最终所需偏航速率φr’(参见以下表达式(11))。
φr’＝φrh’-(Kbp×dГ+kbd×ddГ) ......(11)其中dГ表示实际侧滑角γ和所需的侧滑角γr之间的偏离(γ-γr)，ddГ表示相对于预定的时间段诸如50毫秒侧滑角的偏离dγ的变化d(γ-γr)，Kbp及Kbd表示控制增益。在所示的实施例中，控制增益Kbp及Kbd固定为各自的常数值。替代地，这些增益Kbp及Kbd可设置为依据主车辆速度确定的变量。
如以上参照图2步骤S9所述，根据本实施例的系统，通过补偿所需的基准偏航速率φr0’，确切地说是所需的偏航速率校正值φrh’，能够进行VDC控制，考虑侧滑角(确切地说是实际侧滑角γ和所需的侧滑角γr之间的侧滑角偏离dГ(＝γ-γr)，和/或侧滑角偏离dГ的变化率ddГ＝d(γ-γr))，以及最终所需偏航速率φr’与实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)。具体来说，当所需侧滑角γr相对大于实际侧滑角γ，即γ＜γr时，表达式(11)右侧的(Kbp×dГ+kbd×ddГ)的符号，即φr’＝φrh’-(Kbp×dГ+kbd×ddГ)变为负，因为dГ(＝γ-γr)和ddГ(＝d(γ-γr))为负，这样最终所需的偏航速率φr’由φr’＝φrh’+|Kbp×dГ+kbd×ddГ|表示。就是说，在γ＜γr的情形下，为了提高车辆可驾驶性或可操纵性，并由此保证易于改变车辆走向或易于转向，最终所需偏航速率φr’趋向于增加。反之，当所需的侧滑角γr相对小于或等于实际侧滑角γ，即γ≥γr时，表达式(11)右侧的(Kbp×dГ+kbd×ddГ)的符号，即φr’＝φrh’-(Kbp×dГ+kbd×ddГ)变为正，因为dГ(＝γ-γr)和ddГ(＝d(γ-γr))为正，这样最终所需的偏航速率φr’由φr’＝φrh’-|Kbp×dГ+kbd×ddГ|表示。就是说，在γ≥γr的情形下，为了提高车辆可驾驶性，最终所需偏航速率φr’趋向于降低。
第六，进行检查以确定VDC控制是否应当被启动。实际上，将最终所需偏航速率φr’与实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ)与偏航速率偏离阈值εth比较。从表示偏航速率偏离阈值εth相对于主车辆速度V必须如何变化的预编程车速V与偏航速率偏离阈值εth之间的特性图(未示出)来计算或检索偏航速率偏离阈值εth。例如，在从0到预定低速值VS1’的低速范围(0≤V≤VS1’)，偏航速率偏离阈值εth固定在预定相对高的阈值εthH。在从预定低速值VS1’到预定高速值VS2’(比VS1’高)的中速和高速范围(VS1’＜V≤VS2’)，在主车辆速度V增加时，偏航速率偏离阈值εth逐渐降低到预定相对低的阈值εthL。在预定高速值VS2’以上的超高速范围(VS2’＜V)，偏航速率偏离阈值εth固定在预定相对低的阈值εthL。就是说，在指示VDC控制系统为操作(FVDC＝1)或非操作(FVDC＝0)的VDC控制指示标志FVDC的复位状态(FVDC＝0)下，依据偏航速率偏离ε与偏航速率偏离阈值εth的比较结果来确定VDC控制的启动(接合)。具体来说，当偏航速率偏离ε大于偏航速率偏离阈值εth，就是说|ε|＞εth，此外VDC控制系统保持在非操作状态，即在FVDC＝0情形下时，ECU 8的处理器确定VDC控制应当被启动或接合。就是说，不等式|ε|＞εth意味着车辆驱动稳定性(车辆可驱动性和稳定性)恶化。然后，VDC控制指示标志FVDC设置为“1”。如果即使在FVDC＝0的条件下偏航速率偏离ε的绝对值|ε|小于或等于偏航速率偏离阈值εth(即|ε|≤εth)，VDC控制指示标志FVDC也继续保持在“0”。
当在VDC控制指示标志FVDC被置位(＝1)的条件下，偏航速率偏离ε的绝对值|ε|小于或等于偏航速率偏离阈值εth，此外侧滑角γ的绝对值|γ|变得小于或等于预定的侧滑角阈值γth(即|γ|≤γth)，就是说在FVDC＝1且|γ|≤γth的情形下，ECU 8的处理器确定VDC控制系统应当被转换到非操作状态(非接合状态)，于是VDC控制指示标志FVDC被复位(＝0)。反之当由FVDC＝1∩|ε|≤εth∩|γ|≤γth限定的条件不满足时，VDC控制指示标志FVDC保持在“1”。
当VDC控制指示标志FVDC被置位(＝1)，即在VDC操作状态时，基于最终所需偏航速率φr’与实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)，从以下表达式(12)，数学地计算对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV。
MsV＝Kvp×ε+kvd×dε......(12)其中Kvp和Kvd表示反馈控制增益，ε表示偏航速率偏离(φr’-φ’)，及dε表示偏航速率偏离ε相对于预定的时间段诸如50毫秒的变化。在所示的实施例中，控制增益Kvp和Kvd固定为各常数值。替代地，这些增益Kvp和Kvd可设置为依据主车速所确定的变量。
反之，当VDC控制指示标志FVDC复位(＝0)，即在VDC非操作状态时，对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV设置为“0”。在计算对应于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV之后，图2的程序从步骤S9进到步骤S10。
在步骤10，基于对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL(通过步骤8计算)，以及对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV(通过步骤S9计算)，计算或确定最终的所需偏航力矩Ms。
具体来说，当由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相反时，对VDC控制比对LDP控制设置较高的优先级，因而对应于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV被设置或确定为最终所需偏航力矩Ms。
反之，当由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相同时，为了防止过度控制，同时保持通过VDC控制和LDP控制两者获得的效果，通过以下表达式(13)所示的所谓选择HIGH过程，最终所需偏航力矩Ms设置或确定为VDC所需偏航力矩MsV的绝对值|MsV|与LDP所需偏航力矩MsL的绝对值|MsL|中较高的一个。
Ms＝max(|MsV|，|MsL|)......(13)从以上表达式(13)可见，当VDC所需偏航力矩MsV与LDP所需偏航力矩MsL任何之一为“0”时，所需的偏航力矩MsV与MsL中非零的一个所需偏航力矩被选择或确定为最终所需偏航力矩Ms。
如以上所讨论的，在由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(LDP所需偏航力矩MsL的符号)相同的条件下，通过选择HIGH过程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)确定最终所需偏航力矩Ms。替代地，最终所需偏航力矩Ms可这样确定，即考虑对VDC所需偏航力矩MsV与LDP所需偏航力矩MsV求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)，以及偏航力矩受控变量上限Mslim，这依据主车辆转弯程度确定，换言之偏航运动的程度，这一般通过由偏航速率传感器16(功能是作为驱动状态检测装置)检测的实际的偏航速率φ’来估计，该传感器还作为主车辆转弯程度检测装置。具体来说，从图5中所示预编程的实际偏航速率φ’与偏航力矩受控变量上限Mslim之间的特性图可见，偏航力矩受控变量上限Mslim是基于实际的偏航速率φ’确定或按图检索的。为了对最终所需偏航力矩Ms上限提供一个限制器，最终所需偏航力矩Ms可作为求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)与偏航力矩受控变量上限Mslim中较小的一个，这通过以下表达式中所示的选择-LOW过程确定。
Ms＝min(|MsV|+|MsL|，Mslim) ......(14)从表示实际偏航速率φ’与偏航力矩受控变量上限Mslim之间的关系的图5的φ’-Mslim特性图可见，在从0到预定低偏航速率φ1’的低偏航速率范围(0≤φ≤φ1’)，偏航力矩受控变量上限Mslim固定在预定相对高的偏航力矩受控变量上限MslimH。在从预定低偏航速率φ1’到预定高偏航速率φ2’(比φ1’高)的中和高偏航速率范围(φ1’＜φ≤φ2’)，在实际偏航速率φ’增加时，偏航力矩受控变量上限Mslim逐渐降低到预定相对低的偏航力矩受控变量上限MslimL。在预定高偏航速率φ2’以上的超高偏航速率范围(φ2’＜φ’)，偏航力矩受控变量上限Mslim固定在预定相对低的偏航力矩受控变量上限Mslim L。这样，偏航力矩受控变量上限Mslim是基于主车辆转弯程度，诸如实际的偏航速率φ’被设置或确定均，然后依据主车辆转弯程度可适当限制最终所需偏航力矩Ms。这样，就能够产生适用于主车辆转弯程度的受控偏航力矩。
如以上所述，虽然主车辆转弯程度(偏航运动程度)是通过由偏航速率传感器16检测的实际偏航速率φ’估计的，但主车辆转弯程度可基于表示转弯程度的另一状态量，例如施加到主车辆的横向加速度Yg来估计或确定。
作为另一种计算或确定最终所需偏航力矩Ms的方法，可考虑对相应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL以及对相应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV两者进行加权。具体来说，侧滑角γ用作为驱动条件指示因子。基于侧滑角γ从图6中所示预编程的侧滑角γ与加权因子Ka之间的特性图来确定或检索加权因子Ka。基于LDP所需偏航力矩MsL，VDC所需偏航力矩MsV，以及按图检索的加权因子Ka，从以下表达式(15)计算或算出最终所需偏航力矩Ms。
Ms＝Ka×MsV+(1-ka)×MsL ......(15)从表示侧滑角γ与加权因子Ka之间的关系的图6的预编程γ-Ka特性图可见，在从0到预定小的侧滑角γ1的小侧滑角γ范围(0≤γ≤γ1)，加权因子Ka固定在预定最小加权因子KaL。在从预定小的侧滑角γ1到预定大的侧滑角γ2(比γ1高)的中和大侧滑角γ范围(γ1≤γ≤γ2)，当侧滑角γ增加时，加权因子Ka逐渐增加到预定最大加权因子KaH(＝1)。在预定的大侧滑角γ2以上的超大侧滑角γ范围(γ2≤γ)，加权因子Ka固定在预定的最大加权因子KaH(＝1)。在图6的预编程γ-Ka特性图中，预定最小加权因子KaL设置为大约为“0.5”，因而加权因子在KaL(0.5)到KaH(＝1)的预定范围内变化。就是说，对于对应于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV的加权，而不是对应于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL的加权设置较高优先级。换言之，从车辆驱动稳定性的观点出发，对于比LDP控制更重要的VDC控制设置较高优先级。此外，从图6的预编程γ-Ka特性图可见，当侧滑角γ增加时，加权因子Ka(即对于VDC控制的优先级程度)趋于增加，就是说，对VDC控制的必要性增加。如以上所述，在考虑对应于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL，以及对应于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV两者的加权的情形下(参见等式(15))，能够依据指定给VDC控制的加权(必要性)和指定给LDP控制的加权(必要性)，更有效地优化进行VDC控制和LDP控制之间的配合控制。
返回图2，在通过步骤S10计算或确定了最终所需偏航力矩Ms之后，出现步骤S11。
在步骤S11，基于通过步骤S1读取的主缸压力Pm和通过步骤S10确定的最终所需偏航力矩Ms，计算出左前，右前，左后，右后所需车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
具体来说，在FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0的情形下，对于前车轮制动缸6FL和6FR的左前和右前所需车轮制动缸压力PsFL和PsFR被设置为主缸压力Pm(参见以下表达式)，而对于后车轮制动缸6RL和6RR的左后和右后所需车轮制动缸压力PsRL和PsRR被设置为后轮制动压力或后轮主缸压力Pmr(参见以下表达式)，该压力是在考虑车轮制动缸压力在前和后车轮制动之间的分布，从主缸压力Pm计算的并通常被降低。
PsFL＝PmPsFR＝PmPsRL＝PmrPsRR＝Pmr与以上相反，在VDC系统操作期间(FLD≠0)，确切来说当由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0定义的条件不满足时，基于最终所需偏航力矩Ms的大小，计算出所需前和后车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。具体来说，当最终所需偏航力矩Ms的绝对值|Ms|小于预定的所需偏航力矩阈值Msth时，(即|Ms|＜Msth)，ECU 8的处理器以这样的方式确定每一个所需车轮制动缸压力PsFL到PsRR，即，使得只提供前和后行走车轮5RL和5RR之间的压差。换言之，前和后行走车轮5RL和5RR之间的压差设置为“0”。这样，在|Ms|＜Msth 均情形下，左前与右前所需车轮制动缸压力PsFL与PsFR之间的所需前车轮制动缸压力差ΔPsF，以及左后与右后所需车轮制动缸压力PsRL与PsRR之间的所需后车轮制动缸压力差ΔPsR，被如下确定。
ΔPsF＝0ΔPsR＝2×KbR×|Ms|/T......(16)
其中KbR表示预定的转换系数，用来把后车轮制动压力转换为后车轮制动缸压力，T表示后车轮轮辙(或后车轮轮距)。在所示的实施例中，后车轮轮距T设置为与前车轮轮距相同。
反之，当最终所需偏航力矩Ms的绝对值|Ms|大于或等于预定的阈值Msth时，(即|Ms|≥Msth)，ECU 8的处理器以这样的方式确定每一个所需车轮制动缸压力PsFL到PsRR，即，使得既提供前行走轮5FL和5FR之间的压差又提供后行走轮5RL和5RR之间的压差。这种情形下，所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR由以下表达式(17)和(18)表示。
ΔPsF＝2×KbF×(|Ms|-Msth)/T ......(17)ΔPsR＝2×KbR×Msth/T......(18)其中KbF表示预定的转换系数，用来将前车轮制动压力转换为前车轮制动缸压力，KbR表示预定的转换系数，用来将后车轮制动压力转换为后车轮制动缸压力，表达式(17)的T和表达式(18)的T表示前和后车轮中的前和后车轮轮距相同，且Msth表示预定的所需偏航力矩阈值。
在|Ms|≥Msth的情形下，设置所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR时，该实施例的系统实际上基于以上表达式(17)和(18)确定所需前和后制动流体压力差ΔPsF和ΔPsR。替代通过生成所需前和后车轮制动流体压力差ΔPsF和ΔPsR而产生对于VDC控制或LDP控制所需的偏航力矩受控变量，所需偏航力矩可只通过所需前车轮制动缸压力差ΔPsF产生。这种情形下，所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR从以下表达式(19)获得。
ΔPsR＝0ΔPsF＝2×KbF×|Ms|/T......(19)因而，当最终所需偏航力矩Ms为负值(Ms＜0)，换言之主车辆趋向于从当前驾驶车道向左偏离时，为了产生向右驱转主车辆所需的偏航力矩向量的分量，所需左前车轮制动缸压力PsFL设置为主缸压力Pm，所需右前车轮制动缸压力PsFR设置为主缸压力Pm与所需前车轮制动缸压力差ΔPsF之和(Pm+ΔPsF)，所需左后车轮制动缸压力PsRL设置为后轮主缸压力Pmr，所需右后车轮制动缸压力PsRR设置为后轮主缸压力Pmr与所需后车轮制动缸压力差ΔPsR之和(Pmr+ΔPsR)(参见以下表达式(20))。
PsFL＝PmPsFR＝Pm+ΔPsFPsRL＝PmrPsRR＝Pmr+ΔPsR......(20)反之，当最终所需偏航力矩Ms为正值(Ms≥0)，换言之主车辆趋向于从当前驾驶车道向右偏离时，为了产生向左驱转主车辆所需的偏航力矩向量的分量，所需左前车轮制动缸压力PsFL设置为主缸压力Pm与所需前车轮制动缸压力差ΔPsF之和(Pm+ΔPsF)，所需右前车轮制动缸压力PsFR设置为主缸压力Pm，所需左后车轮制动缸压力PsRL设置为后轮主缸压力Pmr与所需后车轮制动缸压力差ΔPsR之和(Pmr+ΔPsR)，且所需右后车轮制动缸压力PsRR设置为后轮主缸压力Pmr(参见以下表达式(21))。
PsFL＝Pm+ΔPsFPsFR＝PmPsRL＝Pmr+ΔPsRPsRR＝Pmr......(21)此后，在步骤S12，在主车辆有可能趋向于偏离当前驾驶车道且LDP控制可操作(FLD≠0)的特定条件下，如以下详述的那样数学地计算所需驱动扭矩Trqds。在所示的实施例中，在由FLD≠0及Fcancel＝0所定义的特定条件下，即使当加速器踏板由驾驶者踏压时，通过逐减地补偿发动机输出，车辆加速度也被降低或被抑制。具体来说，在FLD≠0及Fcancel＝0的情形下，所需驱动扭矩Trqds从以下表达式计算。
Trqds＝f(Acc)-g(Ps)其中f(Acc)是通过步骤S1读取的加速器开度Acc的函数，且提供函数f(Acc)是为了计算基于加速器开度Acc确定的、并且是加速主车辆需要的所需驱动扭矩，g(Ps)是在偏航力矩控制(VDC控制或LDP控制)期间产生的、所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR的和Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)的函数，且提供函数g(Ps)是为了计算基于求和的所需车轮制动缸压力差Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)确定的所需制动扭矩。
因而，当标志FLD及Fcancel处于由FLD≠0(即FLD＝1或-1)及Fcancel＝0定义的状态，并这样执行LDP控制时，通过基于求和的所需车轮制动缸压力差Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)所生成的制动扭矩来降低发动机力矩输出。
反之，当标志FLD及Fcancel处于由FLD＝0和/或Fcancel＝1定义的状态时，只基于加速主车辆需要的驱动扭矩分量确定所需驱动扭矩Trqds(参见以下表达式)。
Trqds＝f(Acc)在步骤S13，对应于通过S11计算的所需左前，右前，左后，右后车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR的命令信号从ECU 8的输入接口向液压调节器7输出，同时通过步骤S12计算的对应于所需驱动扭矩Trqds的命令信号从ECU 8的输出接口输出到驱动扭矩控制单元12。这样，该时间触发中断程序的一个循环(由本实施例系统执行的偏航力矩控制程序)终止并返回预定的主程序。
根据图2所示的控制程序，当车道偏离估计值XS的绝对值|XS|变得大于或等于预定的车道偏离标准XC而驾驶者没有改变车道意图时，ECU 8确定主车辆处于车道偏离状态，这样主车辆从当前主车辆驾驶车道偏离就有增加的趋势(参见步骤S6)。因而，基于差(|XS|-XC)计算LDP所需偏航力矩MsL(对应于LDP控制的受控变量)(参见表达式(3)与步骤S8)。然后，当最终所需偏航速率φr’与实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)超过偏航速率偏离阈值εth时，ECU 8确定VDC控制应当被启动以提高驱动稳定性。因而，基于偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)数学地计算对应于用于VDC控制的受控变量VDC的所需偏航力矩MsV(参见表达式(12)与步骤S9)。
当由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相反时，对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级，因而对应于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV设置或确定为最终所需偏航力矩Ms(参见步骤S10)。此后，这样控制制动力(即对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动缸压力)，以使得获得最终所需偏航力矩Ms，其被设置为VDC所需偏航力矩MsV。
反之，当由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相同时，为了防止过度控制，同时保持通过VDC控制和LDP控制两者获得的效果，通过由Ms＝max(|MsV|，|MsL|)定义的选择HIGH过程，VDC所需偏航力矩MsV的绝对值|MsV|与LDP所需偏航力矩MsL的绝对值|MsL|中的较高的一个被设置或确定为最终所需偏航力矩Ms(参见表达式(13)与步骤S10)。此后，这样控制制动力(即对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动缸压力)，以使得获得最终所需偏航力矩Ms，这是通过Ms＝max(|MsV|，|MsL|)所定义的选择-HIGH过程选择的。
以下参照图7A-7D说明能够执行图2程序的本实施例的车辆动力学控制设备的操作细节。
如图7A所示，假设在左转弯期间主车辆有过度转向的趋势(过度转向行为)，此外LDP控制系统确定主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻外侧车道(向右)偏离。在这一条件下，如果没有来自方向指示器开关20的信号输出，并且驾驶者没有改变车道的意图，则警告系统23从车道偏离估计值XS的绝对值|XS|大于或等于预定警告标准阈值Xw时起经过稍微时间延迟进入操作。这样，警告信号AL从ECU 8的输出接口向警告系统23输出，这样，向驾驶者传递关于增加的主车辆车道偏离趋势的视觉和/或听觉警告信号。此后，当由于正车道偏离估计值XS从预定警告标准阈值Xw进一步增加，车道偏离估计值XS的绝对值|XS|变得大于或等于正车道偏离标准XC时，ECU 8确定主车辆从当前行驶车道向右偏离的趋势增加。因而，车道改变指示标志FLC复位为“0”，因为方向指示器开关20没有由驾驶者操纵。同时，车道偏离判定标志FLD设置为“-1”，因为主车辆向右偏离。此外，如果车道偏离估计值XS的波动率小，即在|XS(n-1)-XS(n)|＜LXS情形下，LDP控制禁止标志Fcancel被复位为“0”(参见图2的S7)。基于差|XS|-XC，计算LDP所需偏航力矩MsL(参见表达式(3)与图2步骤S8)。反之，如果车道偏离估计值XS的波动率大，即在|XS(n-1)-XS(n)|≥LXS且这样的车道偏离估计值XS趋向于不连续波动的情形下，LDP控制禁止标志Fcancel被设置为“1”(参见图2的S7)。例如，假设由于从白色车道标志不能被CCD相机13检测并因此车道偏离估计值XS暂时被设置为“0”的状态，向白色车道标志能够被CCD相机13检测的状态过渡，车道偏离估计值XS的绝对值|XS|超过预定的车道偏离标准XC。在这种情形下，如果车道偏离估计值XS的绝对值|XS|的大小比较大，则基于车道偏离估计值XS的LDP所需偏航力矩MsL可被确定为比较大的偏航力矩。这样，该比较大的偏航力矩趋向于不能预见地施加到主车辆，从而驾驶者可能感到不舒服。然而，根据本实施例的控制系统，在|XS(n-1)-XS(n)|≥LXS的情形下，即当ECU 8确定或预测车道偏离估计值XS的波动率，换言之即有效施加到主车辆的偏航力矩(对应于用于LDP控制的受控变量)的波动率大时，LDP控制禁止标志Fcancel被设置为“1”，于是LDP控制被禁止，这样避免了由于未不能预见的大的偏航力矩使驾驶者感到不舒服。
另一方面，在VDC控制系统中，基于转向角度δ和主车辆速度V从预定的V-δ-φr0’特性图检索基准所需偏航速率φr0’(参见图4)。此后，基于横向加速度Yg(确切地说是基于偏航速率极限φlim’)对基准所需偏航速率φr0’进行补偿，该横向加速度Yg被看作等价于路面摩擦系数，以便检索所需偏航速率校正值φrh’。就是说，横向加速度Yg越小，换言之路面摩擦系数越小，则所需偏航速率被限制在越小的值。此外，基于实际侧滑角γ与所需侧滑角γr之间的偏离dГ(＝γ-γr)补偿基准所需偏航速率φr0’，确切地说是所需偏航速率校正值φrh’。换言之，所需偏航速率以这样的方式被逐减地补偿，即，其降低值达对应于侧滑角偏离dГ与侧滑角偏离dГ相对于预定时间段的变化ddГ之和(参见表达式(11))。当通过先述对基准所需偏航速率φr0’的补偿获得的最终所需偏航速率φr’，与实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)大于偏航速率偏离阈值εth，即|ε|＞εth时，ECU 8确定车辆驱动稳定性恶化。这样，基于偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)从表达式MsV＝Kvp×ε+kvd×dε数学地计算对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV(参见步骤S9)。这时，如从图7A示意图可见，LDP控制系统的偏航力矩控制的方向是向内转动方向(参见由图7A虚线指示的箭头)，而VDC控制系统的偏航力矩控制的方向是避免过度转动的方向(参见由图7A实线指示的箭头)。就是说，虚线指示的LDP控制的受控变量(所控偏航力矩)的指向不同于由实线指示的VDC控制的受控变量的指向，这样，在该实施例的车辆动力学控制设备中配有的ECU 8操作，以对VDC控制比对LDP控制设置较高的优先级，因而VDC所需偏航力矩MsV确定为最终所需偏航力矩Ms。这样控制制动力(即用于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动缸压力)，以使得获得VDC所需偏航力矩MsV。其结果是，避免过度转向趋势所需的适当偏航力矩有效地施加到主车轮，从而有效抑制了不希望有的过度转向趋势。同时，主车辆速度通过被产生用来达到VDC所需偏航力矩MsV的制动力而被适当降低。此外，由于在对VDC控制比LDP设置较高优先级控制之前刚刚执行的用于LDP的受控变量，能够通过基于LDP所需偏航力矩MsL生成的制动扭矩来降低发动机扭矩输出，于是降低主车辆的速度。如以上所讨论，在由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相反时，对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级。这样，即使由VDC控制生成的偏航运动的方向与由LDP控制生成的偏航运动的方向相反，也能够防止用于LDP控制的受控变量(MsL)与用于VDC控制的受控变量(MsV)彼此抵消，从而提高了车辆驱动的稳定性。如上所讨论，在左转弯期间主车辆具有过度转向趋势，并且LDP控制系统确定主车辆趋于从当前驾驶车道向相邻外侧车道(向右)偏离的条件下，对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级。这样，虽并不能更令人满意地避免主车辆从当前驾驶车道偏离，然而能够更可靠地稳定主车辆的动态行为，这比防止主车辆车道偏离更重要。
如图7B所示，假设在左转弯期间主车辆有过度转向的趋势，并且LDP控制系统确定主车辆趋向于当前驾驶车道向相邻内车道(向左)偏离。从图7B的示意图可见，LDP控制系统的偏航力矩控制方向是向外转弯的方向(参见由图7B虚线所示箭头)，同时VDC控制系统的偏航力矩控制方向是避免过度转向的方向，即向外转弯的方向(参见由图7B实线所示箭头)。就是说，由虚线指示的LDP控制的受控变量(受控偏航力矩)的指向与由实线指示的VDC控制的受控变量的指向相同，于是通过选择HIGH过程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)，VDC所需偏航力矩MsV的绝对值|MsV|与LDP所需偏航力矩MsL的绝对值|MsL|中较大的一个被确定为最终所需偏航力矩Ms(参见表达式(13)与步骤S10)。这样控制制动力(即对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动缸压力)，以使得获得最终所需偏航力矩Ms，这是通过选择-HIGH过程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)选择的。在图7B所示的车辆动态行为中，当主车辆具有强的过度转向趋势时，对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV被选择为最终所需偏航力矩Ms，因而这样控制对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动力，以使得获得通过选择-HIGH过程选择的VDC所需偏航力矩Ms，此外通过生成和有效控制的制动扭矩能够降低发动机扭矩输出，于是降低主车辆速度。因而，强的过度转向趋势能够被有效抑制。这时，因为Ms＝max(|MsV|，|MsL|)＝|MsV|(≥MsL)，能够产生大于LDP所需偏航力矩MsL的偏航力矩，并因而能够充分防止主车辆车道偏离趋势。此外，选择-HIGH过程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)＝|MsV|有效地防止了过度控制，于是允许适当大小的偏航力矩有效地施加到主车辆，同时防止偏航力矩对主车辆的过度施加。结果是，能够避免主车辆过度转向趋势和车道偏离趋势两者。反之，当主车辆车道偏离趋势比主车辆过度转向趋势强时，对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL选择为最终所需偏航力矩Ms，因而这样控制对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动力，以使得获得LDP所需偏航力矩MsL，此外，可以通过基于LDP所需偏航力矩MsL产生的制动扭矩来降低发动机扭矩输出。这样，通过LDP所需偏航力矩MsL能够有效防止主车辆车道偏离。这时，因为Ms＝max(|MsV|，|MsL|)＝|MsL|(≥MsV)，故能够产生大于VDC所需偏航力矩MsV的偏航力矩，并因而能够充分避免过度转向趋势以及车道偏离趋势。
如图7C所示，假设在左转弯期间主车辆有转向不足趋势(转向不足行为)，此外LDP控制系统确定主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻外侧车道(向右)偏离。从图7C的示意图可见，LDP控制系统的偏航力矩控制方向是向内转弯的方向(参见由图7C虚线所示箭头)，同时VDC控制系统的偏航力矩控制方向是避免转向转向不足的方向，即向内转弯的方向(参见由图7C实线所示箭头)。就是说，由虚线指示的LDP控制的受控变量(受控偏航力矩)的指向与由实线指示的VDC控制的受控变量的指向相同，于是通过选择HIGH过程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)，VDC所需偏航力矩MsV的绝对值|MsV|与LDP所需偏航力矩MsL的绝对值|MsL|中较高的一个被确定为最终所需偏航力矩Ms(参见表达式(13)与步骤S10)。这样控制制动力(即对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动缸压力)，以使得获得最终所需偏航力矩Ms，其通过选择-HIGH过程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)选择，此外，通过生成和有效控制的制动扭矩能够降低发动机扭矩输出。这样，就能够充分有效地抑制车辆的转向不足趋势和车道偏离趋势两者。
如图7D所示，假设在左转弯期间主车辆有转向不足趋势，并且LDP控制系统确定主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻内侧车道(向左)偏离。从图7D的示意图可见，LDP控制系统的偏航力矩控制方向是向外转弯的方向(参见由图7D虚线所示箭头)，同时VDC控制系统的偏航力矩控制方向是避免转向不足的方向，即向内转弯的方向(参见由图7D实线所示箭头)。就是说，由虚线指示的LDP控制的受控变量(受控偏航力矩)的指向与由实线指示的VDC控制的受控变量的指向相反，于是对用于VDC控制的受控变量(MsV)比对用于LDP控制的受控变量(MsL)设置较高优先级。这样控制制动力(即对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的车轮制动缸压力)，以使得获得所需偏航力矩MsV。结果，能够充分有效地抑制转向不足趋势，并同时通过生成和有效控制的制动力使主车辆减速，并还能通过该生成和有效控制的制动扭矩降低发动机扭矩输出。于是，虽不能够充分有效地抑制主车辆车道偏离趋势，然而却能够降低车道偏离程度。
如以上所讨论，即使当LDP控制系统和VDC控制系统同时操作，也能够避免LDP-VDC控制干扰，该控制干扰使得用于LDP控制的受控变量(MsL)与用于VDC控制的受控变量(MsV)彼此相抵消，或避免产生过度受控变量，换言之车辆动态行为的过度变化的过度控制。就是说，能够执行图2程序的本实施例的车辆动力学控制设备能够最优地实现LDP控制与VDC控制之间的配合控制。
在出现从LDP控制系统与VDC控制系统同时操作的状态向着车道偏离估计值XS的绝对值|XS|变得比预定车道偏离标准XC小的状态过渡时，车道偏离判定标志FLD设置为“0”，于是LDP所需偏航力矩MsL设置为“0”。结果，VDC所需偏航力矩MsV确定为最终所需偏航力矩Ms。控制对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的制动力，以便获得最终所需偏航力矩Ms，该力矩设置为VDC所需偏航力矩MsV。从时间的观点而言，产生抑制过度转向或转向不足趋势所需的偏航力矩，并从而能够快速使车辆动态行为稳定。
反之，在出现从LDP控制系统与VDC控制系统同时操作的状态向实际偏航速率φ’充分接近最终所需偏航速率φr’，并且侧滑角γ变得小于或等于预定侧滑角阈值γth的状态过渡时，VDC控制指示标志FVDC设置为“0”。结果，VDC所需偏航力矩MsV设置为“0”，于是LDP所需偏航力矩MsL确定为最终所需偏航力矩Ms。控制对于前与后行驶车轮5FL，5FR，5RL，5RR的制动力，以便获得最终所需偏航力矩Ms，该力矩设置为LDP所需偏航力矩MsL。从时间的观点而言，产生了防止主车辆车道偏离趋势所需的偏航力矩，并从而能够快速防止主车辆偏离当前驾驶车道。
在这一条件下，如果ECU 8确定没有必要既进行LDP控制又进行VDC控制，则用于LDP控制的受控变量(MsL)和用于VDC控制的受控变量(MsV)两者都设置为“0”。其结果是，最终所需偏航力矩Ms设置为“0”。于是，没有基于偏航力矩控制(LDP控制和/或VDC控制)生成的制动力，此外没有由于偏航力矩控制而出现的对发动机扭矩输出的限制。
当在车辆驾驶驾驶者为了改变车道或避免主车辆与位于前面的物体或前方的处于驾驶状态的车辆碰撞而接通方向指示器开关20并且此后车辆人工转弯时，方向指示器开关信号WS和车道偏离估计值XS的符号(即基于转向角度δ的转向方向)彼此相同。因而，ECU 8的处理器确定主车辆处于驾驶者有改变车道的意图的车道改变状态，于是车道改变指示标志FLC设置为“1”。在FLC＝1的条件下，即使车道偏离判定标志FLD变为设置到“+1”或“-1”，或甚至当车道偏离估计值XS的绝对值|XS|变得大于或等于预定车道偏离标准XC时，车道偏离判定标志FLD也被迫复位到“0”。因而，当主车辆随驾驶者有改变车道的意向而趋向于从当前驾驶车道偏离时，能够禁止LDP控制。
如以上参照图7A-7D详细讨论的，本实施例的车辆动力学控制设备的操作和效果在左转弯期间四个不同的车辆动态行为下进行了示意说明。应当理解，根据本实施例的车辆动力学控制设备，在其它车辆动态行为下，诸如右转弯或直线向前驾驶期间，也能够保证相同的操作和效果。
在执行图2的控制程序的车辆动力学控制设备中，步骤S1-S8的算法和/或逻辑操作用作为车道偏离防止(LDP)装置。步骤S9的过程用作为车辆动力学稳定性控制(VDC)装置或车辆驱动稳定性控制装置。步骤S10-S13的处理用作配合控制装置。包含在配合控制装置中的步骤S10-S13，步骤S10的过程的一部分，这是确定主车辆是否从当前驾驶车道向外转弯方向或向内转弯方向偏离所需的，其用为车辆驱动状态检测装置。为计算最终所需偏航逻辑Ms所需的步骤S10的过程的其它部分用作为配合控制受控变量计算装置。步骤S11的过程用作为制动/驱动力分布装置，通过其确定制动/驱动力在各行驶车轮之间的分布。CCD相机13，信号控制器14，偏航速率传感器16及车速传感器22FL，22FR，22RL，22RR用作为主车辆驱动数据检测装置。
现在参见图8，其中示出对图2所示控制程序作出某些修改的第一修改控制程序。图8所示的第一修改控制程序也是作为时间触发中断程序执行的，其在每一预定采样时间段诸如10毫秒被触发。图8所示的第一修改控制程序类似于图2的控制程序，区别在于，包含在图2中所示程序中的步骤S4和S10被包含在图8中所示的第一修改程序中的步骤S4a和S10a代替，以及在图8的第一修改程序内进一步增加了步骤S8’。这样，为了比较这两个不同的中断程序，用来在图2所示的程序中指示各步骤的相同的步骤号码将用于在图8所示的第一修改控制程序中所使用的对应的步骤号码。以下将参照附图详细讨论步骤S4a，S8’和S10a，同时步骤S1-S3，S5-S9，S11-S13的细节说明将省略，因为对它们的说明是不言自明的。
根据图8的第一修改控制程序，通过步骤S1读取来自发动机/车辆开关和传感器、驱动扭矩控制器12及相机控制器14的输入信息，通过步骤S2计算主车辆车速V，然后通过步骤S3从表达式XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X计算车道偏离估计值XS。此后，出现步骤S4a。
在步骤S4a，进行检查以基于驾驶者操纵变量，具体来说是转向扭矩Tstr、加速器开度Acc、和/或主缸压力Pm，确定驾驶者偏离车道的意图的水平是否高。当转向扭矩Tstr、加速器开度Acc和/或主缸压力Pm的至少之一大于或等于其阈值时，ECU 8的处理器确定驾驶者有意图执行车道偏离操作，于是驾驶者偏离车道的意图的水平是高的。在这种情形下，意图水平高标志Fhi设置为“1”。反之，当转向扭矩Tstr、加速器开度Acc和主缸压力Pm都小于它们的阈值时，ECU 8的处理器确定，驾驶者偏离车道的意图的水平不高，于是意图水平高标志Fhi复位为“0”。例如，人工作用于转向盘的转向扭矩Tstr的大小可借助于附加在转向机构上的扭矩传感器(未示出)直接检测。转向扭矩Tstr加速器开度Acc和主缸压力Pm的阈值可被确定为预定的固定值。替代地，这些阈值也可作为依据主车辆速度V变化的变量。先前讨论的驾驶者的意图水平的确定(即意图水平高标志Fhi的设置或复位)也能够应用于对驾驶者改变车道的意图的确定(即车道改变指示标志FLC的置位或复位，换言之，驾驶者改变车道的意图有或无)。例如，当意图水平高标志Fhi被置位(Fhi＝1)或方向指示器开关20接通时，车道改变指示标志FLC可置位为“1”。反之，当意图水平高标志Fhi复位(Fhi＝0)且方向指示器开关20断开时，车道改变指示标志FLC可被复位为“0”。
此后，在步骤S5，基于车道偏离估计值绝对值|XS|和预定的警告标准Xw的比较结果，ECU 8确定是否应当向驾驶者传送关于增加的主车辆车道偏离趋势的视觉和/或听觉警告信号。然后，在步骤S6，基于车道偏离估计值XS与预定的车道偏离标准XC比较结果，ECU 8确定主车辆是否有从当前驾驶车道偏离的增加的趋势。此外，通过步骤S6，当意图水平高标志Fhi复位(Fhi＝0)且车道偏离估计值绝对值|XS|大于或等于预定的车道偏离标准XC时，车道偏离判定标志FLD置位为“1”。此后，在步骤S7，基于车道偏离估计值XS的波动率(即|XS(n-1)-XS(n)|)与预定的阈值LXS比较的结果，ECU 8确定LDP控制是否应当被启动。在|XS(n-1)-XS(n)|＜LXS的情形下，ECU 8确定车道偏离估计值XS是连续的，于是控制禁止标志Fcancel复位为“0”。此后，控制程序从步骤S7进到步骤S8，基于车道偏离估计值XS和预定的车道偏离标准XC数学地计算对于LDP控制所需的偏航力矩MsL，即LDP所需偏航力矩。步骤S8之后，出现步骤S8’。
在步骤S8’，在LDP控制系统和VDC控制系统同时操作并且已对VDC控制给定优先级的条件下，数学地计算通过LDP控制达到的用于车辆减速控制的所需减速速率Xgs。更具体来说，当通过步骤S6确定车道偏离判定标志FLD的状态为FLD≠0，通过步骤S7确定LDP控制禁止标志Fcancel为Fcancel＝0，由此由FLD≠0和Fcancel＝0定义的条件被同时满足时，从以下表达式(22)计算所需减速速率Xgs。反之，当由FLD≠0定义的条件或由Fcancel＝0定义的条件不满足时，所需减速速率Xgs确定为“0”。
Xgs＝-Kg1×Kg2×(|XS|-XC)......(22)
其中Kg1表示由主车辆技术规范确定的预定常数，Kg2表示依据主车辆速度V变化的比例增益或可变增益。增益Kg2是从图9的预编程车速V与增益Kg2的特性图中计算或检索的，该图表示增益Kg2相对于主车辆速度V必须如何改变。从图9的预编程特性图可看出，在从0到预定低速V1的低速范围(0≤V≤V1)，增益Kg2固定在预定相对高的增益KgH。在从预定低速值V1到预定高速值V2(比V1高)的中速和高速范围(V1＜V≤V2)，当主车辆速度V增加时，增益Kg2逐渐降低到预定相对低的增益KgL。在预定高速值V2以上的超高速范围(V2＜V)，增益Kg2固定在预定相对低增益KgL。
然后，在步骤S9，基于最终所需偏航速率φr’与由偏航速率传感器16检测并从作用于主车辆的偏航力矩所得到的实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)，以及侧滑角γ(稍后说明)，数学地计算对应于用于VDC控制受控变量的VDC所需的偏航力矩MsV。在步骤S9之后，步骤出现S10a。
在步骤S10a，基于对应于用于LDP控制的受控变量的所需偏航力矩MsL(通过步骤S8计算)，对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV(通过步骤S9计算)，基于来自发动机/车辆传感器的传感器信号所确定驱动条件，以及表示驾驶者偏离车道的意图水平是高(Fhi＝1)还是低(Fhi＝0)的意图水平高标志Fhi，计算或确定最终所需偏航力矩Ms。驱动条件用来估计或确定主车辆转弯期间是否趋向于从当前驾驶车道向内侧车道或向外侧车道偏离。具体来说，基于当前驾驶车道的曲率β和车道偏离估计值XS来确定驱动条件。当由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符号)相反，并且LDP控制系统基于检测出的驱动条件确定主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻的外侧车道偏离时，就是说，当右转弯期间主车辆趋向于从当前驾驶车道向左偏离时，或当左转弯期间主车辆趋向于从当前驾驶车道向右偏离时，对VDC控制而不是对LDP控制设置较高优先级，于是，对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV确定为最终所需偏航力矩Ms。同时，当主车辆转弯期间趋向于从当前驾驶车道向相邻外侧车道偏离时，ECU 8确定车辆减速控制应当通过LDP控制执行。
反之，当由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符号)相反，并且LDP控制系统确定主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻的内侧车道偏离时，就是说，当右转弯期间主车辆趋向于从当前驾驶车道向右偏离时，或者当左转弯期间主车辆趋向于从当前驾驶车道向左偏离时，ECU 8进而考虑指示驾驶者偏离车道意图水平的意图水平高标志Fhi，并基于通过步骤S4a被置位或复位的意图水平高标志Fhi确定应当对VDC控制还是对LDP控制设置较高优先级。当意图水平高标志Fhi设置为“1”即Fhi＝1时，ECU 8确定主车辆趋向于按驾驶者改变车道的意图从当前驾驶车道偏离。在Fhi＝1的情形下，对VDC控制而不是对LDP控制给予优先级，因而对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV被设置为最终所需偏航力矩Ms。反之，当意图水平高标志Fhi复位为“0”即Fhi＝0时，对LDP控制而不是对VDC控制给予优先级，因而对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL被设置为最终所需偏航力矩Ms。如以上所讨论，在Fhi＝0情形下，对LDP控制给予优先级，因而ECU 8确定不必通过LDP控制系统执行车辆减速控制，由此用于车辆减速控制的所需减速速率Xgs被设置为“0”。即Xgs＝0。
与以上相反，当由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符号)相同时，通过由Ms＝max(|MsV|，|MsL|)定义的选择HIGH过程，VDC所需偏航力矩MsV的绝对值|MsV|与LDP所需偏航力矩MsL的绝对值|MsL|中较高的一个被设置或确定为最终所需偏航力矩Ms。当LDP所需偏航力矩MsL的绝对值|MsL|高于VDC所需偏航力矩MsV的绝对值|MsV|，并因而确定LDP所需偏航力矩MsL的绝对值|MsL|为最终所需偏航力矩Ms且对LDP控制比对VDC控制设置较高优先级时，ECU 8确定不必通过LDP控制执行车辆减速控制，因而所需减速速率Xgs设置为“0”。反之，当确定VDC所需偏航力矩MsV的绝对值|MsV|为最终所需偏航力矩Ms，并对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级时，ECU 8确定不必通过LDP控制执行车辆减速控制，因为能够通过VDC控制抑制主车辆从当前驾驶车道偏离。这样，所需减速速率Xgs设置为“0”。这样，已通过步骤S10a确定了最终所需偏航力矩Ms，此后出现步骤S11。在步骤S11，基于通过步骤S1读取的主缸压力Pm和通过步骤S10a确定的最终所需偏航力矩Ms，计算所需车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
就是说，在FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0的情形下，左前和右前所需车轮制动缸压力PsFL和PsFR设置为主缸压力Pm(参见以下表达式)，而左后和右后所需车轮制动缸压力PsRL和PsRR设置为后轮主缸压力Pmr(参见以下表达式)。
PsFL＝PmPsFR＝PmPsRL＝PmrPsRR＝Pmr与以上相反，在VDC系统操作期间(FVDC≠0)，确切来说当由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0定义的条件不满足时，基于通过步骤S10a确定的最终所需偏航力矩Ms的大小，计算出所需前和后车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。具体来说，当通过步骤S10a确定的最终所需偏航力矩Ms的绝对值|Ms|小于预定的所需偏航力矩阈值Msth时，(即|Ms|＜Msth)，ECU 8的处理器确定每一所需车轮制|动缸压力PsFL到PsRR，以使得只提供前和后车轮5RL和5RR之间的压差。换言之，前行驶车轮5FL和5FR之间的压差设置为“0”。这样，在|Ms|＜Msth的情形下，所需前车轮制动缸压力差ΔPsF，以及所需后车轮制动缸压力差ΔPsR，从表达式ΔPsF＝0与ΔPsR＝2×KbR×|Ms|/T计算(参见表达式(16))。
反之，当通过步骤S10a确定的最终所需偏航力矩Ms的绝对值|Ms|大于或等于预定的阈值Msth时，(即|Ms|≥Msth)，ECU 8的处理器确定每一所需车轮制动缸压力PsFL到PsRR，以使得既提供前行走轮5FL和5FR之间的压差又提供后行走轮5RL和5RR之间的压差。这种情形下，所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR由表达式ΔPsF＝2×KbF×(|Ms|-Msth)/T与ΔPsR＝2×KbR×Msth/T表示(参见表达式(17)和(18))。
在|Ms|≥Msth的情形下设置所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR时，执行图8控制程序的该系统实际上基于以上表达式(17)和(18)确定所需前和后制动流体压力差ΔPsF和ΔPsR。替代通过生成所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR而产生用于VDC控制或LDP控制所需的偏航力矩受控变量，所需偏航力矩可只通过所需前车轮制动缸压力差ΔPsF产生。这种情形下，所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR从表达式ΔPsR＝0与ΔPsF＝2×KbF×|Ms|/T获得(参见表达式(19))。以这种方式，已计算出所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR。然后，基于通过步骤S8’计算的、以便借助于LDP控制实现车辆减速控制的所需的减速速率Xgs，从以下表达式(23)数学地计算受控流体压力Pxgs。
Pxgs＝Kxgs×Xgs ......(23)其中Kxgs表示由主车辆技术规范确定的一预定的常数。
此后，基于所需前和后车轮制动缸压力差ΔPsF和ΔPsR以及如下的主缸压力Pm计算所需车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
这时，当通过步骤S10a确定的最终所需偏航力矩Ms为负值(Ms＜0)，换言之主车辆趋向于从当前驾驶车道向左偏离时，为了产生向右驱转主车辆所需的偏航力矩向量的分量，从以下表达式(24)确定和计算所需车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
PsFL＝Pm+PxgsPsFR＝Pm+Pxgs+ΔPsFPsRL＝Pmr+PxgsPsRR＝Pmr+Pxgs+ΔPsR......(24)反之，当通过步骤S10a确定的最终所需偏航力矩Ms为正值(Ms≥0)，换言之主车辆趋向于从当前驾驶车道向右偏离时，为了产生向左驱转主车辆所需的偏航力矩向量的分量，从以下表达式(25)确定和计算所需车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
PsFL＝Pm+Pxgs+ΔPsFPsFR＝Pm+PxgsPsRL＝Pmr+Pxgs+ΔPsRPsRR＝Pmr+Pxgs ......(25)此后，通过步骤S12，以上述相同的方式数学地计算所需驱动扭矩Trqds。具体来说，在FLD≠0和Fcancel＝0的情形下，从表达式Trqds＝f(Acc)-g(Ps)计算所需驱动扭矩Trqds。这样，通过基于对应于一个所需制动扭矩的函数g(Ps)生成的制动扭矩能够降低发动机扭矩输出，该所需制动扭矩是基于求和的所需车轮制动缸压力差Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)确定的。此后，通过步骤S13，对应于通过步骤S11计算的所需车轮制动缸压力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR的命令信号从ECU 8的输入接口向液压调节器7输出，同时通过步骤S12计算的对应于所需驱动扭矩Trqds的命令信号从ECU 8的输出接口输出到驱动扭矩控制单元12。这样，时间触发中断程序的一个循环(图8所示的偏航力矩控制程序)终止并且预定的主程序被返回。
执行图8的第一修改控制程序的车辆动力学控制设备能够提供与图2所示实施例相同的操作和效果。就是说，即使当LDP控制系统和VDC控制系统同时操作，也能够避免LDP-VDC控制干扰，该控制干扰使得用于LDP控制的受控变量(MsL)与用于VDC控制的受控变量(MsV)彼此相抵消，或避免产生极端受控变量，换言之车辆动态行为的极端变化的过度控制。能够执行图8第一修改程序的本实施例的车辆动力学控制设备，能够最优实现LDP控制与VDC控制之间的配合控制。
以下参照图10A-10D说明能够执行图8的第一修改程序的车辆动力学控制设备的操作的细节。
假设主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻外侧车道偏离，此外由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符号)相反。图10A表示车辆动态行为的一例，从该示意图可见，主车辆在左转弯期间具有过度转向行为，且主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻外侧车道(向右)偏离，根据能够执行图8的第一修改程序的该设备，该集成的偏航运动控制设备(包含VDC控制系统和LDP控制系统)这样操作，以使得对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级，此外通过由LDP控制系统执行的车辆减速控制，产生基于车道偏离估计值XS的绝对值|XS|和预定车道偏离标准XC之间的差(|XS|-XC)所确定的制动力，并将该制动力施加到主车辆(参见图10A虚线所指箭头)。从而，给予VDC控制优先级(参见VDC所需偏航力矩MsV，其对应于图10A中实线所示的用于VDC控制的受控变量)。利用如图10A中实线所示的VDC所需偏航力矩MsV对主车辆的施加，能够有效地满意地把不希望有的车辆行为(不希望的过度转向或转向不足趋势)控制到中性转向，这样提高了车辆的稳定性。除了以上之外，如图10A中虚线所示，同时产生基于差(|XS|-XC)的制动力，以实现车辆减速控制并防止车道偏离。因而，执行图8的第一修改程序的设备能够连续实现附加的效果(防止车道偏离)，同时对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级，这样，可有效降低或抑制主车辆相对于驾驶车道的车道偏离程度。
由能够执行图8的第一修改程序的设备实现的图10B和10C中所示的控制动作，等同于由能够执行图2的控制程序的设备实现的图7B和7C中所示的动作。
假设主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻内侧车道偏离，此外，由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相反。图10D表示车辆动态行为的一例，从该示意图可见，主车辆在左转弯期间具有转向不足趋势，且主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻内侧车道(向左)偏离，该集成的偏航运动控制设备(包含VDC控制系统和LDP控制系统)进行操作，以便基于驾驶者的受操纵变量，诸如转向扭矩Tstr，加速器开度Acc，和/或主缸压力Pm来确定驾驶者对于车道偏离的意图水平是否高。当意图水平高标志Fhi被置位(Fhi＝1)，就是说主车辆趋向于按驾驶者改变车道的意图从当前驾驶车道偏离时，对VDC控制而不是对LDP控制设置较高优先级。反之，当驾驶者对于车道偏离的意图水平低且意图水平高标志Fhi被复位(Fhi＝0)，但是主车辆趋向于从当前驾驶车道偏离时，对LDP控制而不是对VDC控制设置较高优先级。如图10D所示，当在左转弯期间主车辆具有转向不足行为条件下，驾驶者对车道偏离的意图水平高，即Fhi＝1，并且主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻内侧车道(向左)偏离时，对VDC控制给予优先级，从而保证提高的车辆可驾驶性或可操纵性(换言之，易于改变车辆方向或易于转弯)而不是车辆稳定性，由此主车辆的动态行为能够易于按驾驶者的意图掌握。反之，当在左转弯期间主车辆具有转向不足行为的条件下驾驶者没有改变车道的意图，驾驶者偏离车道的意图水平低，即Fhi＝0，且主车辆趋向于从当前驾驶车道向相邻内侧车道(向左)偏离时，对LDP控制设置优先级，从而有效地避免非有意的车道偏离。
在所示的实施例中，当转向扭矩Tstr，加速器开度Acc和主缸压力Pm中至少之一大于或等于其阈值时，驾驶者偏离车道的意图的水平高，于是意图水平高标志Fhi设置为“1”。替代使用转向扭矩Tstr，加速器开度Acc和主缸压力Pm与其阈值之间的比较结果，可基于驾驶者操纵变量(Tstr，Acc，Pm)的时间变化率来确定驾驶者对车道偏离的意图的水平。另外，可基于其它的驾驶者操纵变量确定驾驶者对车道偏离的意图的水平，这些变量诸如是转向盘转动角度或制动踏板踏压量，或是转向盘转动角度的时间变化率或制动踏板踏压量的时间变化率。替代的，可通过对来自驾驶者图象处理装置(或驾驶者图象处理器)诸如CCD相机的图象数据的图象处理，作出疏忽驾驶或驾驶者已入睡状态的判定。驾驶者对偏离车道的意图的水平可基于来自驾驶者图象处理装置的图象数据来确定。通过使用驾驶者图象处理装置，诸如CCD相机，能够更迅速地连续检测驾驶者对偏离车道的意图的水平高还是低。在这种情形下，除了作为提供主车辆前面的图象处理数据的外部识别传感器的CCD相机13之外(如图1和11所示)，必须添加作为驾驶者图象的处理装置一个附加的CCD相机13。在ECU 8基于来自诸如CCD相机图象处理装置的图象数据确定驾驶者对偏离车道的意图水平低的情形下，能够更迅速地对LDP控制设置较高的优先级，于是更迅速有效地降低或抑制主车辆相对于驾驶车道的车道偏离程度。
替代地，驾驶者的操纵变量，诸如转向扭矩Tstr，加速器开度Acc，和/或主缸压力Pm，以及来自图象处理装置(CCD相机13)的图象数据可用来确定驾驶者对偏离车道的意图水平。
在所示的实施例中，ECU 8基于驾驶者对偏离车道的意图水平来确定应当对VDC控制还是对LDP控制设置较高优先级。另外，当ECU 8确定驾驶者对车道偏离的意图的水平低(Fhi＝0)时，对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL可被适当调节。
在执行图8的第一修改控制程序的车辆动力学控制设备(集成偏航运动控制设备)中，液压调节器7用作为制动力产生装置。图8的步骤S4a的过程用作为驾驶者意图水平检测装置，用于确定驾驶者对车道偏离的意图的水平。检测作为驾驶者操纵变量的转向扭矩Tstr，加速器开度Acc和/或主缸压力Pm所需的步骤S4a的过程的一部分，用作为操纵变量检测装置。
现在参见图11，其中示出一修改的车辆动力学控制设备(或修改的集成偏航运动控制设备)106，其能够在VDC控制与LDP控制之间进行配合控制。图11中，为了简化公开起见，用来指示图1和2中所示实施例中元件的相同标号，将用于在图11的修改的车辆动力学控制设备中使用的对应的元件，同时相同标号的细节说明将被省略，因为以上对它们的说明是不言自明的。图11中，标号102表示转向轴，标号103表示转向装置，标号104表示电子受控转向致动器，标号113表示车速传感器，标号114表示导航系统，标号115表示转向盘转动角度传感器，以及116表示电子控制单元(ECU)。转向盘21通过转向轴102和转向装置103机械连接到左前和右前行走轮5FL和5FR。转向致动器104产生一轴向转向扭矩，其施加到转向轴102。替代使用基于制动力致动器的偏航运动控制系统，图11所示的修改的车辆动力学控制系统(或修改的集成偏航运动控制设备)106包括基于转向致动器偏航运动控制系统(或自动转向扭矩施加系统)。带有转向致动器104的修改的车辆动力学控制设备(修改的集成偏航运动控制设备)106响应于来自ECU 116的控制命令信号被控制。图11的ECU 116的结构类似于图1的ECU 8，于是将省略ECU 116的细节说明。ECU 116的处理器执行图12所示的第二修改的控制程序，该程序对图2所示控制程序进行了某些修改。图12所示的第二修改的控制程序也作为时间触发中断程序执行，该程序每隔诸如10毫秒的预定采样时间段被触发。图12所示的第二修改的控制程序类似于图2的控制程序，不同之处在于，包含在图2所示的程序中的步骤S11，S12，S13被包含在图12所示的第二修改的控制程序中的步骤S10’和S13a替代。这样，为了比较这两个不同的中断程序，用来指示图2中所示程序的步骤的相同的步骤标号，将用于图12中所示第二修改的控制程序中对应的步骤号码。以下将参照附图详细说明步骤S10’和S13a，而步骤S1-S10的详细说明将省略，因为以上对它们的说明是不言自明的。
简而言之，根据图12中所示的第二修改的程序，通过步骤S1读取来自发动机/车辆开关和传感器，驱动扭矩控制器12及相机控制器14的输入信息，通过步骤S2计算主车速V，然后通过步骤S3从表达式XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X计算车道偏离估计值XS。在步骤S4，ECU116基于输入信息数据进行检查，以确定驾驶者对车道改变的意图存在或不存在。在步骤S5，ECU 116基于车道偏离估计值XS的大小作出判定，以向驾驶者传送关于增加的主车辆车道偏离趋势的视觉和/或听觉警告信号。当车道偏离估计值XS的绝对值|XS|大于或等于预定车道偏离标准XC时，ECU 116确定主车辆从当前驾驶车道偏离的趋势增加(参见步骤S6)。在步骤S7，ECU 116基于车道偏离判定标志FLD与车道偏离估计值XS的历史数据做出判定，以确定LDP控制是否应当被启动。当ECU 116确定LDP控制应当被启动时，数学地计算对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL(参见步骤8)。在步骤S9，基于最终所需偏航速率φr’与实际偏航速率φ’之间的偏航速率偏离ε(＝φr’-φ’)以及侧滑角γ，数学地计算对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV。在步骤S10，基于对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL以及对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV，确定最终的所需偏航力矩Ms。此后，步骤S10’出现。
在步骤S10’，ECU 116的处理器基于最终所需偏航力矩Ms，同时考虑车道偏离判定标志FLD，VDC控制指示标志FVDC，以及LDP控制禁止标志Fcancel的状态，计算或确定所需附加转向扭矩Tsstr。具体来说，当满足由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝1定义的条件时，换言之，ECU 116确定不必通过VDC控制和LDP控制产生偏航力矩时，所需附加转向扭矩Tsstr设置为“0”。反之，当满足由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0定义的条件时，基于最终所需偏航力矩Ms，通过以下表达式(26)所示的所谓选择MIDDLE过程来计算所需附加转向扭矩Tsstr。
Tsstr＝mid(-Tsstr-max，-K1s×Ms，+Tsstr-max) ......(26)其中-Tsstr-max表示所需附加转向扭矩的负极限，+Tsstr-max表示所需附加转向扭矩的正极限，K1s表示由主车辆技术规范确定的预定的转换因子。以上讨论的选择MIDDLE过程Tsstr＝mid(-Tsstr-max，-K1s×Ms，+Tsstr-max)意味着选择三个值，即-Tsstr-max，-K1s×Ms，+Tsstr-max的中间值。从表达式(26)可见，所需附加转向扭矩Tsstr可被限制为在预定的负极限-Tsstr-max与预定的正极限+Tsstr-max之间存在的一个值。
在能够执行图12的第二修改程序的车辆动力学控制设备中，所需附加转向扭矩Tsstr作为反馈控制的一受控变量被计算或确定。替代地，所需附加转向扭矩Tsstr可被这样估计和或确定，以便使用车辆基准模型实现主车辆所需的横向位移(所需的横向偏离)或所需侧滑角。在通过步骤S10’确定了所需附加转向扭矩Tsstr后，出现步骤S13a。
在步骤S13a，对应于通过步骤S10’计算或确定或估计的所需附加转向扭矩Tsstr的命令信号从ECU 116的输入接口输出到转向致动器104。这样，时间触发中断程序(图12的第二修改程序)的一个循环终止，且预定的主程序被返回。
根据图12的第二修改程序，当ECU 116确定必须通过VDC控制或LDP控制产生偏航力矩受控变量(最终所需偏航力矩Ms)时，能够计算或估计对应于最终所需偏航力矩Ms的所需附加转向扭矩Tsstr。然后，转向致动器104这样操作，以便通过转向控制使实际的附加转向扭矩(即，轴向转向扭矩)更接近于所需附加转向扭矩Tsstr。结果，对应于最终所需偏航力矩的偏航力矩能够施加到主车辆。
如以上所述，执行图12的第二修改的控制程序的车辆动力学控制设备能够提供与图2中所示实施例相同的操作和效果。在图11和12所示的系统中，使用转向致动器104，而不是使用液压调节器7对主车辆施加偏航力矩，于是能够产生所需的偏航力矩，而不使主车辆减速，并且不会使驾驶者感觉到不舒服的车辆减速。
如前所述，图11和12所示的第二改型是在图1和2所示的设备中用基于转向致动器的偏航运动控制系统代替基于制动力致动器的偏航运动控制系统修改而来。以类似的方式，通过用基于转向致动器的偏航运动控制系统代替基于制动力致动器的偏航运动控制系统，另一改型可从图8中所示的设备生成并修改而来。这种情形下，优选地，借助于作为制动力产生装置的液压调节器7生成的各行走轮5FL-5RR的制动力可依据受控流体压力Pxgs来调节，该压力是基于通过LDP控制实现车辆减速控制需要的所需减速速率Xgs来计算的(参见步骤S8’)。
在图10和11中所示的修改的车辆动力学控制设备(或修改的集成偏航运动控制设备)106中，装备有包含转向致动器104的基于转向致动器的偏航运动控制系统，VDC控制和LDP控制都是通过转向致动器104实现的。替代地，可只通过包含液压调节器7的基于制动力致动器的偏航运动控制系统获得VDC控制，而LDP控制可只通过包含转向致动器104的基于转向致动器的偏航运动控制系统获得。或者，VDC控制可只通过包含转向致动器104的基于转向致动器的偏航运动控制系统获得，而LDP控制可只通过包含液压调节器7的基于制动力致动器的偏航运动控制系统获得。就是说，基于转向致动器的偏航运动控制系统和基于制动力致动器的偏航运动控制系统中的第一系统是与VDC控制相关联的，而第二系统与LDP控制相关联。这种情形下，当必须对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级时，用于第一系统的受控变量必须这样调节，以产生最终所需偏航力矩Ms。反之，当必须对LDP控制比对VDC控制设置较高优先级时，用于第二系统的受控变量必须这样调节，以产生最终所需偏航力矩Ms。此外，如前参照表达式(14)以及图5中的预定的实际偏航速率φ’与偏航力矩受控变量上限Mslim之间的特性图所述，考虑VDC所需偏航力矩MsV与LDP所需偏航力矩MsL的所需偏航力矩之和Mssum(＝MsV+MsL)以及依据主车辆转弯程度确定的偏航力矩受控变量上限Mslim，可确定最终所需偏航力矩Ms。这种情形下，对VDC所需偏航力矩MsV及LDP所需偏航力矩MsL作出的补偿最好不改变两个受控变量MsV与MsL的比率，以使得求和的所需偏航力矩不超过上限Mslim，从而产生补偿的VDC控制受控变量MsV’和补偿的LDP控制受控变量MsL’。此外，当对VDC控制而不是对LDP控制设置较高优先级时，必须基于补偿的VDC控制受控变量MsV’调节第一系统的受控变量。反之，当对LDP控制而不是对VDC控制设置较高优先级时，必须基于补偿的LDP控制受控变量MsL’调节第二系统的受控变量。此外，如前面参照表达式(15)及图6中所示的预编程侧滑角γ与加权因子Ka之间的特性图所描述的，考虑对VDC控制的加权(即Ka)及对LDP控制的加权(1-Ka)，可确定最终所需偏航力矩Ms。考虑检索的加权因子Ka，确定加权的VDC所需偏航力矩MsV”(＝Ka×MsV)及加权的LDP所需偏航力矩MsL”(＝(1-Ka)×MsL)。然后，当对VDC控制而不是对LDP控制设置较高优先级时，必须基于加权的VDC所需偏航力矩MsV”(＝Ka×MsV)调节第一系统的受控变量。反之，当对LDP控制而不是对VDC控制设置较高优先级时，必须基于加权的LDP所需偏航力矩MsL”(＝(1-Ka)×MsL)调节第二系统的受控变量。
在执行图12的第二修改程序的车辆动力学控制设备(集成偏航运动控制设备106)中，自动转向扭矩施加系统106的转向致动器104用作为转向扭矩施加装置。图12的步骤S10的过程用作为配合控制受控变量计算装置。步骤S10’的过程用作为转向扭矩所需值调节装置或所需转向扭矩值调节装置。
在所示的实施例中，预定的车道偏离标准XC固定到一预定的常数值。实际上，每一驾驶车道的车道宽度L不是固定的。这样，预定的车道偏离标准XC可以是一变量，其依据每一驾驶车道的车道宽度L确定。如图11中所示，通过对来自CCD相机13的图象数据的图象处理，或采用导航系统114通过抽取作为图象数据的关于当前驾驶车道车道宽度的输入信息，能够获得车道宽度L本身。这种情形下，作为变量的预定的车道偏离标准XC可从以下表达式(27)计算。
XC＝min{(L/2-Lc/2)，0.8} ......(27)其中Lc表示主车辆宽度，L表示车道宽度。从以上表达式(27)可见，预定的车道偏离标准XC通过所谓的选择-LOW过程选择值(L/2-Lc/2)与0.8中较低者获得。
替代地，在装有基础结构的自动高速公路的情形下，通过主车辆与包含在基础结构中的路上网络(或路上传感器)之间的相互通信获得并接收的距离数据(L/2-XS)，可用作为关于预定车道偏离标准XC的估计值的输入信息。
从以上描述可见，本实施例的车辆动力学控制设备包括一驱动状态检测部分(或驱动状态检测装置)，该部分检测或估计或确定主车辆在转弯期间是否趋向于从驾驶车道向内侧车道偏离，或向外侧车道偏离。该控制设备还装有配合控制部分(或配合控制装置)，该部分基于检测到的主车辆驱动状态，在由LDP控制系统进行的防止车道偏离控制与由VDC控制系统进行的车辆动力学稳定性控制(车辆驱动稳定性控制)之间进行配合控制。因而，考虑到主车辆驱动状态能够有效地进行配合控制。
此外，在由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相反的情形下，对VDC控制比对LDP控制设置较高优先级，因而能够更可靠地稳定主车辆的动态行为，这比防止主车辆车道偏离更重要。
在采用基于制动力致动器的偏航运动控制系统的实施例的车辆动力学控制设备中，装设液压调节器7(制动力产生装置)是为了与驾驶者对制动踏板的踏压无关地产生制动力。当在转弯期间在对VDC控制而不是对LDP控制设置较高优先级条件下主车辆趋向于从驾驶车道向相邻外侧车道偏离时，配合控制装置通过控制借助于制动力产生装置(液压调节器7)施加到每一行走轮的制动力来实现偏航运动控制。能够提供附加的效果，即防止车道偏离，同时对由VDC控制系统实现的车辆驱动稳定性控制设置较高优先级。
此外，配合控制装置还使用意图水平检测部分(或意图水平检测装置)，该部分检测或确定驾驶者对车道偏离(或车道改变)的意图水平是高(Fhi＝1)或低(Fhi＝0)。该配合控制装置基于驾驶者对车道偏离的意图水平执行LDP控制与VDC控制之间的配合控制。就是说，能够依据驾驶者对车道偏离(或车道改变)意图的存在或不存在而执行配合控制。
此外，在由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相反的条件下，当判定驾驶者偏离车道的意图水平高(Fhi＝1)，并且转弯期间驱动条件检测装置检测出主车辆趋向于从驾驶车道向相邻外侧车道偏离时，配合控制装置对VDC控制而不是对LDP控制设置较高优先级。反之，在由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相反的条件下，当判定驾驶者对偏离车道的意图水平低(Fhi＝0)，并且转弯期间驱动条件检测装置检测出主车辆趋向于从驾驶车道向相邻外侧车道偏离时，配合控制装置对LDP控制而不是对VDC控制设置较高优先级。这样，当判定主车辆趋向于随驾驶者对车道偏离(或车道改变)的意图从驾驶车道偏离时，利用被赋予较高优先级的VDC控制能够提高车辆可驾驶性或操纵性，于是保证了车辆行进方向易于改变或易于转弯。反之，当判定驾驶者没有对车道偏离(或车道改变)的意图而主车辆趋向于从驾驶车道偏离时，利用被赋予较高优先级的LDP控制能够防止不希望有的车道偏离。这样，能够考虑到驾驶者对车道偏离或车道改变的意图的有或无而实现配合控制。
还提供了一个操纵变量检测器(或操纵变量检测装置)，用于检测驾驶者操纵变量，诸如转向扭矩Tstr，加速器开度Acc和/或主缸压力Pm。由操纵变量检测装置检测的驾驶者操纵变量(Tstr，Acc和/或Pm)与其阈值之间比较的结果或这些操纵变量(Tstr，Acc和/或Pm)的时间变化率与其阈值之间比较的结果被用来确定驾驶者对车道偏离(或车道改变)的意图水平是高(Fhi＝1)还是低(Fhi＝0)。这样，能够容易地可靠地检测或确定驾驶者对车道偏离(或车道改变)的意图水平。
当在本实施例的车辆动力学控制设备中进一步包括图象处理装置诸如CCD相机13，以便基于来自该图象处理装置的图象数据检测驾驶者对车道偏离的意图水平时，能够更快速而连续地检测驾驶者对车道偏离或车道改变的意图的水平，这样，基于借助于该图象处理装置诸如CCD相机更准确而连续地检测的驾驶者意图水平，可实现更为优化的高精度配合控制。
此外，在由VDC控制生成的偏航运动的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动的方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符号)相同的情形下，通过选择HIGH过程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)选择对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV与对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsL之中较高的一个作为最终所需偏航力矩Ms，于是有效地防止了过度控制，由此允许适当大小的偏航力矩有效施加到主车辆，同时防止对主车辆过度地施加偏航力矩。
在由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相同的条件下，考虑VDC所需偏航力矩MsV与LDP所需偏航力矩MsV求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)以及考虑依据主车辆转弯程度确定的偏航力矩受控变量上限Mslim来确定最终所需偏航力矩Ms，在这种情形下，配合控制装置能够使得求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)不超过上限Mslim。于是，可以避免过度控制，即对于偏航力矩控制的极端受控变量，同时保证了由LDP控制和VDC控制获得的效果。这种情形下，偏航力矩受控变量上限Mslim依据主车辆转弯程度被可变地确定，该转弯程度通过转弯程度检测器或转弯程度检测装置，诸如偏航速率传感器16来检测。
在由VDC控制生成的偏航运动方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符号)与由LDP控制生成的偏航运动方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符号)相同的条件下，考虑把对应于用于LDP控制的受控变量的LDP所需偏航力矩MsV与对应于用于VDC控制的受控变量的VDC所需偏航力矩MsV两者进行加权，从而确定最终所需偏航力矩Ms，在这种情形下，利用加权的VDC所需偏航力矩Ka×MsV与加权的LDP所需偏航力矩(1-Ka)×MsL能够最优地平衡通过VDC控制和LDP控制获得的效果，并有效防止过度控制。
LDP控制部分(或LDP控制装置)还包括一个主车辆驱动数据检测部分(或主车辆驱动数据检测装置)，其用于至少检测主车辆速度V，主车辆偏航角度φ，主车辆相对于主车辆驾驶车道中心轴的横向偏离X，及主车辆驾驶车道的曲率β。基于由该主车辆驱动数据检测装置检测的驱动数据来估计或确定车道偏离估计值XS，换言之未来横向偏离的估计值。车道偏离的方向和车道偏离的可能性(或趋势)都是基于车道偏离估计值XS估计或确定的。车道偏离估计值XS与其预定的车道偏离标准XC之间比较的结果被用来确定车道偏离是否有增加的趋势，由此保证对增加的车道偏离趋势更精确的判定。而且，LDP控制装置基于由主车辆驱动数据检测装置检测的驱动数据(V，φ，X，β)来估计或确定车道偏离估计值XS。基于车道偏离估计值XS与预定的车道偏离标准XC之间的差(Xs-Xc)来计算LDP所需偏航力矩MsL，于是适当地避免了主车辆从驾驶车道偏离。
当判定存在主车辆车道偏离的可能性时，LDP控制装置基于来自主车辆驱动数据检测装置的驱动数据对左和右行走轮的每一个计算制动/驱动力受控变量，以使得沿避免车道偏离的方向产生一偏航力矩。当判定主车辆可驾驶性或可操纵性降低时，VDC控制装置对左和右行走轮的每一个计算制动/驱动力受控变量，以使得沿车辆前进的方向产生一偏航力矩。反之，当判定主车辆驱动稳定性降低时，VDC控制装置对左和右行走轮的每一个计算制动/驱动力受控变量，以使得沿增强驱动稳定性的方向产生一偏航力矩。另一方面，配合控制装置包括一个配合控制受控变量计算部分(或配合控制受控变量计算装置)，其用于通过在由LDP控制装置计算的制动/驱动力受控变量与由VDC控制装置计算的制动/驱动力受控变量之间进行配合控制来计算配合控制制动/驱动力受控变量。该配合控制装置还包括一个制动/驱动力分布调节部分(或制动/驱动力分布调节装置)，其用于依据由配合控制受控变量计算装置所计算的配合控制制动/驱动力受控变量来调节左和右行走轮之间的制动/驱动力分布。这样，能够最优地平衡由LDP控制系统和VDC控制系统实现的两种控制行为。
配合控制装置是这样构成的，即，使其能够任意控制左和右行走轮的每一个的制动力，而不论驾驶者的制动动作如何，这样就保证了对每一行走轮精确的制动力调节。
在采用基于转向致动器的偏航运动控制系统的实施例的车辆动力学控制设备中，装设自动转向扭矩施加系统106(转向扭矩施加部分，转向扭矩施加装置)的转向致动器104是为了自动产生附加的转向扭矩(辅助转向扭矩)。当判定存在主车辆偏离车道的可能性时，LDP控制装置基于来自主车辆驱动数据检测装置的驱动数据计算用于转向系统的转向扭矩受控变量，以使得沿避免车道偏离的方向产生一偏航力矩。当判定主车辆可驾驶性或可操纵性降低时，VDC控制装置计算转向扭矩受控变量，以使得沿车辆前进的方向产生一偏航力矩。反之，当判定主车辆驱动稳定性降低时，VDC控制装置计算转向扭矩受控变量，以使得沿增强驱动稳定性的方向产生一偏航力矩。另一方面，配合控制装置包括一个配合控制受控变量计算部分(或配合控制受控变量计算装置)，该部分通过在由LDP控制装置所计算的转向扭矩受控变量与由VDC控制装置所计算的转向扭矩受控变量之间进行配合控制来计算配合控制转向扭矩受控变量。该配合控制装置还包括一个转向扭矩所需值调节部分(转向扭矩所需值调节装置)，其用于依据由配合控制受控变量计算装置计算的配合控制转向扭矩受控变量来调节用于转向扭矩施加装置的转向扭矩所需值。于是，能够最优地平衡由LDP控制系统和VDC控制系统实现的两种控制动作，而不会对驾驶者造成不舒服的车辆减速的感觉。
在采用基于转向致动器的偏航运动控制系统的实施例的车辆动力学控制设备中，装设自动转向扭矩施加系统106(转向扭矩施加部分，转向扭矩施加装置)的转向致动器104是为了自动产生附加的转向扭矩(辅助转向扭矩)。当判定存在主车辆偏离车道的可能性时，LDP控制装置基于来自主车辆驱动数据检测装置的驱动数据计算用于转向系统的转向扭矩受控变量，以使得沿避免车道偏离的方向产生一偏航力矩。当判定主车辆可驾驶性或可操纵性降低时，VDC控制装置计算偏航力矩受控变量，以使得沿车辆前进的方向产生一偏航力矩。反之，当判定主车辆驱动稳定性降低时，VDC控制装置计算偏航力矩受控变量，以使得沿增强驱动稳定性的方向产生一偏航力矩。另一方面，该配合控制装置包括一个配合控制受控变量计算部分(配合控制受控变量计算装置)，该部分通过在由LDP控制装置所计算的偏航力矩受控变量与由VDC控制装置所计算的偏航力矩受控变量之间进行配合控制来计算LDP控制配合控制偏航力矩受控变量和VDC控制配合控制偏航力矩受控变量。该配合控制装置还包括一个受控变量调节部分(受控变量调节装置)，用于依据LDP控制配合控制偏航力矩受控变量与VDC控制配合控制偏航力矩受控变量中的第一个来调节用于转向扭矩施加装置的转向扭矩所需值，并且依据所述配合控制偏航力矩受控变量中的第一个来调节在左和右行走轮之间的制动/驱动力分布。这样，能够更加优化地平衡由LDP控制系统和VDC控制系统实现的两种控制动作。此外，借助于通过转向致动器104实现的自动附加转向扭矩的施加以及通过液压调节器7实现的自动左和右车轮制动/驱动力调节之间的配合控制，能够产生受控偏航力矩，同时更加优化地平衡由LDP控制系统和VDC控制系统实现的两种控制动作，从而有效抑制驾驶者有不舒服的车辆减速的感觉。
日本专利申请No.2003-032459(2003，年2月10日提交)在此结合以资参考。
虽然以上是实施本发明的优选实施例的说明，但应当理解，本发明不限于这里所示和描述的特定实施例，在不背离由以下权利要求定义的本发明的范围和精神之下可作出各种变化和修改。
权利要求
1.一种车辆动力学控制设备，包括一个车道偏离防止控制部分，该部分在主车辆趋向于从驾驶车道偏离时沿避免车道偏离的方向产生一偏航力矩；一个车辆动力学控制部分，该部分在主车辆驱动稳定性趋向于降低时沿加强驱动稳定性的方向产生一偏航力矩；以及一个配合控制部分，该部分在由车道偏离防止控制部分实现的车道偏离防止控制以及由车辆动力学控制部分实现的车辆动力学稳定性控制之间进行配合控制。
2.如权利要求1中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个驱动状态检测部分，该部分检测主车辆的驱动状态，以及其中，所述配合控制部分基于该驱动状态执行配合控制。
3.如权利要求1或2中所述的车辆动力学控制设备，其中当由车道偏离防止控制部分实现的车道偏离防止控制所生成的偏航运动的方向与由车辆动力学控制部分实现的车辆动力学稳定性控制所生成的偏航运动的方向相反时，所述配合控制部分对车辆动力学稳定性控制比对车道偏离防止控制设置更高的优先级。
4.如权利要求3中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个制动力产生装置，用于产生一制动力，而不论驾驶者的制动踏板如何踏压，以及其中，所述配合控制部分与所述制动力产生装置相关联，以便当该配合控制部分基于所述驱动状态确定在转弯期间主车辆趋向于从驾驶车道向外侧车道偏离时，将制动力产生装置从非操作状态转换为操作状态。
5.如权利要求1中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个意图水平检测部分，用于检测驾驶者对车道偏离的意图水平，以及其中，所述配合控制部分基于该由意图水平检测部分检测的驾驶者的意图水平来执行配合控制。
6.如权利要求5中所述的车辆动力学控制设备，其中当在由所述车道偏离防止控制部分生成的偏航运动方向与由所述车辆动力学控制部分生成的偏航运动方向相反的条件下判定驾驶者对于车道偏离的意图水平高，并且所述驱动状态检测部分检测出主车辆在转弯期间趋向于从驾驶车道向外侧车道偏离时，所述配合控制部分对车辆动力学稳定性控制比对车道偏离防止控制设置更高的优先级，反之，当在由车道偏离防止控制部分生成的偏航运动方向与由车辆动力学控制部分生成的偏航运动方向相反的条件下判定驾驶者对于车道偏离的意图水平低，并且驱动状态检测部分检测出主车辆在转弯期间趋向于从驾驶车道偏离向外侧车道时，所述配合控制部分对车道偏离防止控制比对车辆动力学稳定性控制设置更高的优先级。
7.如权利要求5或6中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个操纵变量检测器，用于检测驾驶者的操纵变量，以及其中，所述意图水平检测部分基于该操纵变量检测驾驶者的意图水平。
8.如权利要求5或6中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个图象处理装置，用于产生关于驾驶者的意图水平的图象数据，以及其中，所述意图水平检测部分基于由图象处理装置进行的经图象处理的图象数据来检测驾驶者的意图水平。
9.如权利要求1、2、5或6中所述的车辆动力学控制设备，其中当由所述车道偏离防止控制部分实现的车道偏离防止控制所生成的偏航运动方向与由车辆动力学控制部分实现的车辆动力学稳定性控制所生成的偏航运动方向相同时，所述配合控制部分对用于车道偏离防止控制部分的受控变量以及用于车辆动力学控制部分的受控变量中较高的一个设置较高的优先级。
10.如权利要求1、2、5或6中所述的车辆动力学控制设备，其中当由所述车道偏离防止控制部分实现的车道偏离防止控制所生成的偏航运动方向与由车辆动力学控制部分实现的车辆动力学稳定性控制所生成的偏航运动方向相同时，所述配合控制部分执行配合控制，以使得用于车道偏离防止控制部分的受控变量以及用于车辆动力学控制部分的受控变量的合偏航力矩受控变量不超过偏航力矩受控变量上限。
11.如权利要求10中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个转弯程度检测器，用于检测主车辆的转弯程度，以及其中，所述偏航力矩受控变量上限依据由该转弯程度检测器检测的转弯程度可变地确定。
12.如权利要求1、2、5或6中所述的车辆动力学控制设备，其中当由所述车道偏离防止控制部分实现的车道偏离防止控制所生成的偏航运动方向与由所述车辆动力学控制部分实现的车辆动力学稳定性控制所生成的偏航运动方向相同时，所述配合控制部分对用于车道偏离防止控制部分的受控变量以及用于车辆动力学控制部分的受控变量这两者执行加权处理。
13.如权利要求1、2、5或6中所述的车辆动力学控制设备，其中所述车道偏离防止控制部分包括一个驱动数据检测部分，用于至少检测主车辆速度，主车辆偏航角度，主车辆相对于该主车辆驾驶车道中心轴的横向偏离，以及主车辆驾驶车道的曲率，以及其中，所述车道偏离防止控制部分基于由该驱动数据检测部分检测的驱动数据来估计对应于该主车辆的未来横向偏离的估计值的车道偏离估计值，以及基于该车道偏离估计值来估计车道偏离的方向和车道偏离的可能性，当该车道偏离估计值变得大于或等于预定的车道偏离标准时，确定主车辆趋向于从驾驶车道偏离。
14.如权利要求13中所述的车辆动力学控制设备，其中所述车道偏离防止控制部分至少基于由所述驱动数据检测部分检测的主车辆速度，主车辆偏航角度，主车辆相对于该主车辆驾驶车道中心轴的横向偏离，以及主车辆驾驶车道的曲率来估计车道偏离估计值，以及基于该车道偏离估计值与预定的车道偏离标准之间的偏差来计算用于车道偏离防止控制的受控变量。
15.如权利要求14中所述的车辆动力学控制设备，其中当判定存在主车辆车道偏离的可能性时，所述车道偏离防止控制部分基于来自所述驱动数据检测部分的驱动数据对左和右侧行走轮中的每一个计算制动/驱动力受控变量，以便沿避免车道偏离的方向产生一偏航力矩；以及其中，当判定主车辆的可操纵性降低时，所述车辆动力学控制部分对左和右侧行走轮中的每一个计算制动/驱动力受控变量，以便沿车辆前进方向产生一偏航力矩，反之，当判定主车辆驱动稳定性降低时，该车辆动力学控制部分对左和右侧行走轮中的每一个计算制动/驱动力受控变量，以便沿提高驱动稳定性的方向产生一偏航力矩，以及其中所述配合控制部分包括一个配合控制受控变量计算部分，用于通过在由所述车道偏离防止控制部分计算的制动/驱动力受控变量与由所述车辆动力学控制部分计算的制动/驱动力受控变量之间进行配合控制来计算配合控制制动/驱动力受控变量；以及一个制动/驱动力分布调节部分，用于依据由所述配合控制受控变量计算部分计算的配合控制制动/驱动力受控变量来调节在左和右行走轮之间的制动/驱动力的分布。
16.如权利要求15中所述的车辆动力学控制设备，其中所述配合控制部分能够任意地控制左和右行走轮中的每一个的制动力，而不论驾驶者的制动动作如何。
17.如权利要求14中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个转向扭矩施加部分，用于自动地向转向系统施加转向扭矩，以及其中，当判定存在主车辆车道偏离的可能性时，所述车道偏离防止控制部分基于来自所述驱动数据检测部分的驱动数据计算用于所述转向系统的转向扭矩受控变量，以便沿避免车道偏离方向产生一偏航力矩；以及其中，当判定主车辆可操纵性降低时，所述车辆动力学控制部分计算转向扭矩受控变量，以便沿车辆前进方向产生一偏航力矩，反之，当判定主车辆驱动稳定性降低时，所述车辆动力学控制部分计算转向扭矩受控变量，以便沿提高驱动稳定性的方向产生一偏航力矩，以及其中，所述配合控制部分包括一个配合控制受控变量计算部分，用于通过在由所述车道偏离防止控制部分计算的转向扭矩受控变量与由所述车辆动力学控制部分计算的转向扭矩受控变量之间进行配合控制来计算配合控制转向扭矩受控变量；以及一个转向扭矩所需值调节部分，用于依据由所述配合控制受控变量计算部分计算的配合控制转向扭矩受控变量来调节用于转向扭矩施加部分的转向扭矩所需值。
18.如权利要求14中所述的车辆动力学控制设备，还包括一个转向扭矩施加部分，用于自动地向转向系统施加转向扭矩，以及其中，当判定存在主车辆车道偏离的可能性时，所述车道偏离防止控制部分基于来自所述驱动数据检测部分的驱动数据来计算用于所述转向系统的偏航力矩受控变量，以便沿避免车道偏离的方向产生一偏航力矩；以及其中，当判定主车辆可操纵性降低时，所述车辆动力学控制部分计算偏航力矩受控变量，以便沿车辆前进方向产生一偏航力矩，反之，当判定主车辆驱动稳定性降低时，该车辆动力学控制部分计算偏航力矩受控变量，以便沿提高驱动稳定性的方向产生一偏航力矩，以及其中，所述配合控制部分包括一个配合控制受控变量计算部分，用于通过在由所述车道偏离防止控制部分计算的偏航力矩受控变量与由所述车辆动力学控制部分计算的偏航力矩受控变量之间进行配合控制来计算车道偏离防止控制配合控制偏航力矩受控变量以及车辆动力学稳定性控制配合控制偏航力矩受控变量；以及一个受控变量调节部分，用于依据所述车道偏离防止控制配合控制偏航力矩受控变量以及所述车辆动力学稳定性控制配合控制偏航力矩受控变量中的第一个，调节用于所述转向扭矩施加部分的转向扭矩所需值，此外，依据所述配合控制偏航力矩受控变量中的第二个来调节左和右行走轮之间的制动/驱动力的分布。
19.一种用于平衡车辆动力学稳定性控制系统与车道偏离防止控制系统的方法，该方法包括在由所述车道偏离防止控制系统实现的车道偏离防止控制与由所述车辆动力学稳定性控制系统实现的车辆动力学稳定性控制之间进行配合控制。
全文摘要
在能够平衡车辆动力学稳定性控制系统与车道偏离防止控制系统的车辆动力学控制设备中，提供一个配合控制部分以进行车道偏离防止控制(LDP)与车辆动力学稳定性控制(VDC)之间的配合控制。当由LDP生成的偏航力矩方向与由VDC控制生成的偏航力矩方向相反时，配合控制部分对VDC控制比对LDP控制设置较高的优先级。反之，当由LDP生成的偏航力矩方向与由VDC控制生成的偏航力矩方向相同时，选择LDP所需的偏航力矩与VDC所需的偏航力矩中较高的一个作为最终所需偏航力矩，以防止过度控制，同时保持由VDC控制与LDP控制获得的效果。
文档编号B60W30/00GK1522910SQ20041000487
公开日2004年8月25日 申请日期2004年2月10日 优先权日2003年2月10日
发明者松本真次, 内藤原平, 田家智, 平 申请人:日产自动车株式会社