专利名称：汽车的车道偏移防止控制设备和方法
技术领域：
本发明涉及汽车的车道偏移防止控制设备和方法。
背景技术：
1999年4月9日发布的日本专利申请第一公开Heiseill-96497号 说明了第一在先提出的用于汽车的车道保持控制设备。在该上面提到 的日本专利申请第一公开中描述的第一在先提出的车道保持控制设
备，其中根据车辆相对行车道中心线的横向位移量控制驾驶转矩，以 在回到车辆正行驶的行车道的中心位置的方向上产生偏航力矩(yaw moment)，从而防止车辆在偏离(脱离)行车道的情形下行驶(使车 辆保持在行车道中行驶)。
此外，2000年2月2日发布的日本专利中请第一公布2000-33860 号说明了第二在先提出的车道保持控制设备，其中，当车辆要偏离其 行驶的行车道时，根据车辆相对该行车道中心线的横向移动偏差量控 制作用在每个车轮上的制动力，以在回到车辆正行驶的行车道的中心 位置的方向上产生偏航力矩，从而防止车辆偏离行车道行驶(使车辆 保持在同一条行车道中行驶)。
发明内容
但是，在上面说明的在先提出的第一和第二车道保持控制设备中， 转舵扭矩以及制动力的被控变量有限。这样，例如当车辆正行驶的行车道(该行车道的长度方向)和该车辆前后轴之间形成的锐角大(宽)， 并且车辆相对于该行车道中心线的横向位移量具有逐步增加的趋势
时，不会根据该横向位移的偏差量的增加形成偏航力矩；从而该车辆 偏离其自然行驶的行车道。
从而，本发明的一个目的是提供汽车的车道保持控制设备和方法， 其可以在不使司机感觉不协调(一种令人不愉快的感觉)的情况下改 进避免车辆偏离正在行驶的行车道的性能。
该目的可以通过提供一种用于汽车的车道保持控制设备实现，该 设备包括减速受控变量计算部分，其根据车辆从其正行驶的行车道 的偏移趋势状态计算减速受控变量；以及制动力控制部分，其根据该 算出的减速受控变量控制作用在车辆的各个车轮上的制动力。
该目的还可以通过提供一种用于汽车的车道保持控制方法实现， 该方法包括根据车辆从其正行驶的行车道的偏移趋势状态计算减速 受控变量；以及根据该算出的减速受控变量控制作用在车辆的各个车 轮上的制动力。
本发明的上述概要不必说明所有必要的特征，从而本发明也可以 是这些被说明特征的子组合。
图1是可对其应用本发明第一优选实施例的车道保持控制设备的 汽车的大略配置图。
图2的流程图表示由图1中示出的制动/驱动力控制器执行的计算 处理。
图3表示在图2示出的计算处理中使用的控制图。 图4是图3中示出的控制图的变型。
图5是在图2中示出的第一实施例的车道保持控制设备的计算处 理中使用的控制图。
图6是图5中示出的控制图的变型。
图7是一个操作流程图，表示在依据本发明的第二优选实施例的车道保持控制设备中由图1中所示的驱动/制动力控制器执行的计算处 理。
图8是一个操作流程图，表示在依据本发明的第三优选实施例的 车道保持控制设备中由图1中所示的驱动/制动力控制器执行的计算处 理。
图9是图8中示出的计算处理使用的控制图。 图IO是图8中示出的计算处理使用的控制图。 图ll是图8中示出的计算处理使用的图IO的控制图的一种变型。 图12 A和12B举例说明在车辆正行驶的行车道和该车辆的前后轴 之间形成的锐角cp，以及车辆相对于行车道的横向位移偏移量X。
具体实施例方式
为了帮助更好的理解本发明，以下参照各附图进行说明。 (第一实施例)
图1示出表示依据本发明第一优选实施例的车道保持控制设备的 大略配置。图1中示出的参考数字l代表制动踏板，参考数字2代表 增压器，参考数字3代表主缸，而参考数字4代表储器。通常，根据 司机对制动踏板l的压下量(压下深度)，通过主缸3增压的制动液 压力施加到每个车轮5FL至5RR ( 5FL代表左前车轮，5FR代表右前 车轮，5RL代表左后车轮，5RR代表右后车轮)的每个轮缸(wheel cylinder) 6FL至6RR上。借助安装在主缸3中的制动液压力控制电 路7能控制每个轮缸6FL至6RR的制动液压力。该制动液压力控制 电路7还允许对每个轮缸6FL、 6FR、 6RL和6RR的制动液压力控制。 制动液压力控制电路7是ACC (自适应巡航控制)中使用的制动液压 力控制电路的一种应用，例如用以保持车辆对前面车辆的车间距离。 该前面车辆是和本车辆在同一行车道上行驶的另一辆前面的车辆。能 分别(单独地)控制每个轮缸6FL至6RR的制动液压力。但是，当 从制动/驱动力控制单元(控制器)8输入制动液压力命令值时，制动6RR的制动液压力。如上面说明那样，在该第一实施例中，由于使用 可买到的并且在ACC中普遍采用的相对便宜的制动液压力控制电路 (控制型负压增压器)，可以降低该车道保持控制设备的制造成本， 并且可在车辆中便宜地构成该行车道保持控制设备。
在该车辆中安装一个驱动转矩控制器12，其通过可调地控制发动
机9的驱动状态、自动变速箱10的选定齿轮比以及发动机9进气系统 中的节流阀11的节流开度角来控制对各驱动轮，即后车轮5RL和5RR 的驱动转矩。可以根据燃料喷射量、喷射定时以及同时根据对节流阀 11的开度角的控制(参考数字IIA代表激励节流阀的节流致动器)控 制发动机9的驱动状态。请注意，尽管该驱动转矩控制器12可以单独 地控制后车轮5RL和5RR的驱动转矩，但当从驱动/制动力控制器8 向驱动转矩控制器12输入驱动转矩命令值时根据该驱动转矩命令值 控制车轮的转矩。另外，在车上设置CCD (电荷耦合器件)摄象机 13和摄象机控制器14以检测车辆在行车道内的位置，以便检测行车 道偏移趋势状态。摄象机控制器14例如从CCD摄象机13捕集的前 方摄影区中的摄影图象，通过检测例如白色线的车道标记来检测车辆 要行驶(或正行驶)的前方行车道，并且计算在车辆行驶的行车道 和车辆前后轴(z)(也称为穿过车辆(实际上摄象机13)重心的车 辆纵轴)之间形成的如图12A中所示的锐角<p，车辆相对于行车道中 心CL的如图12B中所示的横向位移X，行车道曲率P (车辆行驶的 行车道的曲率)等等，如后面说明那样。请注意，按上面说明那样定 义的锐角(p以下还简称为"其之间形成的锐角cp"。
此外，加速度传感器15检测车上形成的纵向加速度Xg和横向加 速度Yg，主釭压力传感器17检测称为主釭压力Pm的主釭3的输出 压力，加速器开度角传感器18检测加速踏板的压下量，即加速器开度 角Acc,转向角传感器19检测方向盘21的转向角位移(转向角)3， 车轮速度传感器22FL至22RR检测各个车轮5FL至5RR的转速，即 车轮速度Vwi (i-FL至RR)，并且方向指示器开关20检测通过一个 方向指示器检测方向指示操作。这些检测信号提供到和输入到制动/驱动力控制器8。
向驱动/制动力控制器8提供和输入摄象机控制器14检测的在 行车道和车辆前后轴之间形成的锐角9，对行车道中心的横向位移， 行车道曲率P，由雷达控制器16检测的至障碍物的前后距离Lx，对 该障碍物的横向距离Ly，该障碍物的高度Hs，以及驱动转矩控制器 12控制的驱动转矩Tw。如果检测到的车辆行驶状态数据存在方向性 (左和右)，则把相对于车体的向左方向假设为正方向和把相对于车 体的向右方向假设为负方向。也就是说，用于车辆左转的偏航率、横 向加速度Yg以及偏航角cp假设具有正值，并且当前后轴(Z)相对于 行车道的中心线CL向左方向上偏移(偏离)时，横向位移X假设具 有正值(参见图12B)。
接着，图2示出由图l所示的驱动/制动力控制器8执行的计算处 理。对每个预定釆样时间AT，例如10毫秒，按一个定时器中断例程 执行该处理一次。注意未设置通信步骤，但通过计算处理得到的信息 暂时地更新和存储在一存储器中并且所需信息在任何时间从该存储器 中读出。
在步骤Sl，驱动/制动力控制器8从各传感器、控制器和控制电路 (控制单元)读各种类型的数据，具体地，车辆的纵向加速度Xg、横 向加速度Yg、偏航率cp、每个车轮的速度Vwi、转向角S、加速器开 度角Acc和主缸压力Pm，方向指示信号(转弯信号灯)开关信号， 来自驱动转矩控制器12的驱动转矩，来自摄象机控制器14的其之间 形成的锐角ip，来自摄象机控制器14的车辆对其正行驶行车道的中心 线CL的横向位移X;以及来自摄象机控制器14的该行车道的曲率p。
在下个步骤S2，驱动/制动力控制器8计算未来估计横向位移XS。 具体地，驱动/制动力控制8根据其之间形成的锐角<p、车辆对行车道 中心线CL的橫向位移X、行车道曲率p以及为非驱动轮的前左、前
右车轮速度V^L和VwFR的平均值的行驶速度V，按下面的式(1)计
算未来估计横向位移XS:
XS=TtxVx((p+TtxVxp)+X ( 1)请注意，在式(1)中，Tt代表用于计算向前注视距离(forward gazing distance)的行进时间。也就是说，如果行进时间Tt乘以行驶速度V， 则产生向前注视距离。具体说，在经过行进时间Tt之后车辆对行车道 中心线CL的横向位移估计值表示该未来估计横向位移XS。
在下个步骤S3,驱动/制动力控制器8判定该车辆是否具有从行车 道偏移(脱离)的趋势的状态。具体地，驱动/制动力控制器8判定步 骤S2计算的未来横向位移XS是否等于或大于横向位移限制值Xc。 如果未来估计横向位移XS等于或大于横向位移限制值Xc，则该车辆 具有脱离(偏移)该行车道(从该行车道向左的方向)的趋势的状态。 注意如图3中所示，脱离(偏移)判定阈值，即横向位移限制值Xc， 在其之间形成的锐角cp的绝对值l(pl相对小(窄)(小于某预定小值) 的区段中表示一个相对大的常数值。在该绝对值l(pl相对大(等于或大 于某预定大值)的区段中，脱离(偏移)判定阈值Xc是一个相对小 的常数值。在这二个区段之间的中间区段中，随着绝对值|(|)|的增加， 脱离判定阈值Xc以线性(直线)方式(线性地)减小。
在该第一实施例中，当该车辆的其之间形成的锐角(p的绝对值l(pl 变大时，把偏移判定阈值Xc置为小，在较早的定时把偏移判定标志 FLD置为"1"。从而，车辆的行驶速度V在该较早的定时变小(慢)。 在该第一实施例中，在该较早的定时把脱离判定标志FLD置为"1"从 而在该较早的定时车辆的行驶速度变小(慢)。在该第一实施例中， 根据其之间形成的锐角cp的绝对值l(pl设定脱离(偏移)判定阈值Xc。 但是，脱离(偏移)判定阔值Xc不受此的限制。例如，可以根据行 车道曲率P的绝对值IPI设定脱离判定阈值Xc。在此情况下，在行车道 曲率P的绝对值IPI相对小(小于曲率p的绝对值IPI的某预定小值)的 区段中把偏移判定阈值Xc置为相对大的常数值。在曲率p的绝对值lpl 相对大(等于或大于某预定大值)的区段中，把横向位移限制值Xc 置为相对小的常数值，如图4中所示。在这二个区段之间的中间区段 中，随着行车道曲率的绝对值IPI的增大脱离判定阈值Xc线性地减小。 此外，如果未来估计横向位移XS小于横向位移限制值Xc，驱动/制动力控制器8判定未来估计横向位移XS是否等于或小于横向位移限制 值Xc的和横向位移XS的符号一致的反向值(-Xc)，并把偏移判定 标志FLD置为"1"，即该车辆趋于从其行驶的行车道向右侧方向偏移。 另夕卜，如果未来横向位移XS小于横向位移限制值Xc并且大于符 号和横向位移限制值Xc相反的值(-Xc)，则把偏移判定标志FLD 复位为"0"，即，表示该车辆不具有从该行车道脱离(偏移)的趋势状 态。
接着，在步骤S4，驱动/制动控制器8计算减速受控变量Pg。具 体地，驱动/制动控制器8判定在步骤S3是否把偏移判定标志FLD置 为"1"。在车辆具有偏离行车道的趋势时，驱动/制动力控制器8按照 下面的式(2)计算减速受控变量Pg。如果不是，则把减速受控变量 Pg置为"0"。
Pg=KVlxKsxKyx(|XS|-Xc) (2) 式(2)中，KV1代表从车辆技术条件确定的比例系数，Ks代表从车 辆行驶速度V确定的比例系数，Ky代表从其之间形成的锐角(p确定 的比例系数。在图5中所示，在其之间形成的锐角的绝对值l(pl相对小 (小于绝对值l(pl的某预定小值)的区段内，把比例系数Ky置成为一 个相对小的常数值，在其之间形成的锐角的绝对值lcpl相对大(等于或 大于某预定大值)的区段内把Ky置成为一个相对大的常数值，而在 这二个区段之间的中间区段中Ky随其之间形成的锐角(p的绝对值l(pl 的增大线性地增大。也就是说，随着在车辆行驶的行车道和车辆前后 轴(Z)之间形成的锐角cp的绝对值l9l变大，加大(largely)对减速 受控变量Pg的计算并且车辆的行驶速度V明显减小。
注意比例系数Ky是根据在车辆行驶的行车道和车辆前后轴之间 形成的锐角的绝对值l(pl而设定的。但是，可以替代地例如根据行车道 曲率P的绝对值IPI设定比例系数Ky。在此情况下，如图6中所示的方 式设定比例系数Ky,即，在车辆所行驶的行车道的曲率卩的绝对值IPI 相对小(小于某预定小值)的区段中Ky为一个相对小的常数值，在 车辆所行驶的行车道的曲率p的绝对值IPI相对大(等于或大于某预定大值)的区段中Ky为一个相对大的常数值，并且在这二个区段之间 的中间区段中Ky随绝对值IPI的增大线性地增大。
在下个步骤S5，根据步骤S4计算的减速受控变量Pg计算每个车 轮的目标制动液压力。向制动液压力控制电路7输出用于该目标制动 压力的制动液压力命令值。接着，该例程返回到主例程。
下面接着说明在车辆行驶的一种特殊情况下依据本发明的车道保 持控制设备的操作。
首先，假定车辆行驶在急剧弯曲的道路上并且其之间形成(在车 辆的行车道和车辆的前后轴之间形成)的锐角(p变大(宽)，从而车 辆偏离该行车道的趋势变高。这样，在如图2中示出的驱动/制动力控 制器8的算术处理中，在步骤Sl从各传感器/控制器和控制电路读各 种数据和在步骤S2加大对未来估计横向位移XS的计算，而且把脱离 (偏移)判定阈值Xc置成小，如图3中所示。这里假定把横向位移 限制值Xc设置为小于未来估计横向位移XS。此刻，在步骤S3中于 较早的定时把脱离判定标志FLD置为等于"l"。也就是说，车辆指示 出现偏离行车道的趋势。在步骤S4，加大对比例系数Ky的计算，如 图5中所示。在步骤S5，向制动液压力控制电路7输出制动液压命令 值。接着，当通过制动液压力控制电路7得到该制动液压力命令值时， 向每个车轮输出目标制动液压力并且车辆大大减速。从而，车辆的行 驶速度在该较早的定时明显降低。车轮将要偏离行车道的时间，即司 机能操纵方向盘21以避免偏离行车道的时间变长。另外，车轮的转弯 半径变小。因此，改善车辆的行车道偏移性能。请注意，即使司机没 有进行适当的驾驶操作从而车辆行驶路线偏离行车道，由于使车辆行 驶速度V变慢(低)，车辆和位于其行驶的行车道之外的障碍物碰撞 的概率足够小(几乎不可能)。 (第二实施例)
下面接着说明依据本发明的车道保持控制设备的第二优选实施 例。和上面说明的第一实施例的不同点在于，未来估计横向位移XS 是根据行车道曲率p和车辆转弯曲率pv计算的，并且根据未来估计横向位移xs检查车辆偏移行车道的趋势状态。
具体地，图2中示出的由驱动/制动力控制单元(控制器)8执行 的步骤S2的计算处理修改为在第二实施例中执行的步骤S6和S7的 另一种计算处理。详细地，在步骤S6，根据步骤S1读出的转向角8 和步骤S2算出的车辆行驶速度V，按照下面的式(3)计算车辆转变 曲率Pv。即，
—Kv2x謹 (3) 注意Kv2代表一个根据车辆技术条件确定的比例系数。
在下个步骤S7，驱动/制动力控制器8计算未来估计横向位移XS。 具体地，按照下面的式(4)，根据车辆正行驶的行车道的曲率p、步 骤S1中读出的车辆的行驶速度V以及步骤S6算出的车辆转弯曲率卩v 计算未来估计横向位移XS。注意，车辆的行驶速度V是步骤S1中读 出的各个车轮速度Vwi中的非驱动轮的左前、右前车轮的速度VwFL 和VwFR的平均值。
XS-TtxVx(TtxVx厶p)+X ( 4 )
注意A(J是车辆正行驶行车道的曲率|5和车辆转弯曲率jJv之间的差 (P-Pv)。具体地，在本实施例中，为了计算未来估计横向位移XS， 根据行车道曲率p和车辆转弯曲率j5v之间的差，可以准确地确定未来 估计横向位移XS并且可以准确地计算车辆对行车道的偏移趋势。
请注意，在本实施例中使用CCD摄象机13和摄象机控制器14 检测行车道曲率P。但行车道曲率(5的检测不受此的限制。可以替代 地通过车中安装的汽车导航系统或者通过带有基本设施的道路-车辆 通信检测行车道曲率p。可以准确地计算未来估计横向位移XS并且可 以准确地计算车辆的行车道偏移趋势。
接着，根据车辆行驶的一种特定情况说明依据本发明的行车道保 持控制设备的操作。首先，假定车辆在急剧弯曲的道路上行驶期间， 车辆的转弯半径大于车辆行驶的车道的曲率半径。接着，假定车辆偏 移该行车道的趋势增加。此刻，在驱动/制动力控制器8的计算处理中， 在经过S1的步骤S6中把车辆转弯曲率pv计算为小。在步骤S7把行车道P计算为大。假定把车辆行驶的行车道的曲率P计算成大于车辆
转弯曲率Pv。此刻，在步骤S7，加大对未来估计横向位移XS的计算。 如图3中所示，在其之间形成的锐角(p的绝对值小于某预定小值的区 段中把脱离(偏移)判定阔值Xc设成为一个相对大的常数值，在其 之间形成的锐角(p的绝对值等于或大于某预定大值的区段中把Xc设 成为一个相对小的常数值，并且在这二个区段之间把Xc设成为随其 之间形成的锐角(p的绝对值的增大线性地减小。在步骤S3，由于横向 位移限制值(偏移判定阈值)Xc置为小于未来估计横向位移XS，在 较早的定时把偏移判定标志FLD置成为"1"。具体地，把目前的状态 确定为车辆趋于偏离车辆正行驶的行车道。在步骤S4，如图5中所示， 把比例系数Ky计算成大值。接着，把减速受控变量Pg计算成大值， 从而未来估计横向位移XS的绝对值IXSI小于偏移判定阈值Xc。在步 骤S5，向制动液压力控制电路7输出制动液压力命令值。此时，向各 个车辆缸输出目标制动液压力，从而车辆大大减速。从而，在该较早
的定时车辆的行驶速度V变小(慢)。车辆偏离行车道的持续时间， 即司机能操纵方向盘21以避免车辆偏移行车道的持续时间变长。另 外，车辆的转弯半径相应变小。因此，可以改善车辆避免偏离其正行 驶的行车道的性能。 (第三实施例)
下面接着说明依据本发明的第三优选实施例的行车道保持控制设 备。第三实施例和前面说明的第一实施例的不同之处在于，在不计算 未来估计横向位移XS情况下，根据行车道曲率p和车辆转弯曲率pv 检测车辆从行车道偏移的趋势状态。具体地，图2中所示的在第一实 施例中由驱动/制动力控制器8执行的计算处理之中的步骤S2至S4修 改为图8中所示的在第三实施例中执行的步骤S8至S11。
详细地说，在图8的步骤S8中，驱动/制动力控制器8按照上述 式(3)，根据步骤Sl (在图2中示出)读出的转向角3以及在步骤 S2 (在图2中示出)算出的行驶速度V计算车辆转弯曲率pv。在下个 步骤S9,驱动/制动力控制器8判定是否出现车辆偏移行车道的趋势状态。
具体地，在步骤S1检测的行车道的曲率(5等于或大于零(0)， 并且驱动/制动力控制器8判定步骤Sl检测的行车道曲率(5和步骤S8 计算的车辆转弯曲率pv的差(p-(3v)是否等于或大于偏移判定阈值，
即本实施例中的偏移差判定阈值lk。如果行车道曲率p等于或大于零 (0)并且差(p-pV)等于或大于偏移差判定阈值pc，则把偏移判定标 志FLD置为"1"。也就是说，驱动/制动力控制器8判定该车辆具有从 该行车道向左侧方向偏移的趋势状态。请注意，如图9中所示，在行 车道曲率P的绝对值IPI相对小(等于或小于某预定小值)的区段中把 偏移差判定阈值pc设成是一个相对大的常数值，在行车道曲率p的绝 对值|(5|相对大(等于或大于某预定大值)的区段中把(5c设成是一个相 对小的常数值，而在这二个区段之间的中间区段中把pc设成随行车道 曲率p的绝对值IPI的增大线性地减小。
在该第三实施例中，如上面说明那样，当车辆正行驶的行车道的 曲率绝对值IPI大时，把偏移差判定阈值pc计算成小值。这样，在较早 的定时把偏移判定标志FLD置为"1"。另外，在该较早的定时，车辆 的行驶速度V变小。
另一方面，如果车辆正行驶的行车道的曲率p既不等于也不大于 "0"(零)，并且差(p-(5v)不等于或不大于偏移判定阈值Pc，则驱动 /制动力控制器8判定车辆行驶的行车道的曲率j3是否小于零(0)并 且判定差(p-pv)是否等于或小于偏移判定阈值pc的反向值(-pc)。 如果车辆行驶的行车道的曲率P等于或小于零(0)并且差(p-pv)等 于或小于偏移判定阈值pc的反向值(-pc)，则驱动/制动力控制器8 把偏移判定标志FLD置为"1"，即，表示车辆已进入从正行驶行车道 向右侧方向偏移的趋势状态。
另外，如果车辆行驶的行车道的曲率p小于零(0)并且差(p-pv) 不等于或不小于反向值(-(k)，则把偏移判定标志FLD复位成"0"状 态，即，驱动/制动力控制器8指示车辆不具有对行车道偏移趋势的状 态。在下个步骤SIO，驱动/制动力控制器8计算目标车速Vt。具体地， 驱动/制动力控制器8按照下面的式(5)，根据车辆行驶的行车道的 曲率P、步骤S1读出的转向角6以及步骤S9算出的偏移判定阈值pc 计算目标车速Vt。
Vt=Kv2x，|-pc) ( 5 )
接着，在步骤Sll，驱动/制动力控制器8计算减速受控变量Pg。 具体地，驱动/制动力控制器8判定步骤S9设定的偏移判定标志FLD 是否为"l"的设置状态(即，车辆具有从行车道偏移趋势的状态)。如 果标志FLD为该设定状态，则按照式(6)，根据步骤S10计算的目 标车速Vt以及步骤S6计算的车辆行驶速度V来计算减速受控变量。
Pg-Ktx(V-Vt) (6) 注意Kt代表一个比例系数。如图10中所示，在车辆行驶的行车道曲 率(3的绝对值IPI相对小(等于或小于某预定小值)的区段中，把该比 例系数Kt设成为一个相对小的常数值，而在车辆行驶的行车道曲率p 的绝对值I(5I相对大(等于或大于某预定大值)的区段中把Kt设成为一 个相对大的常数值。在这二个区段的中间区段中，把比例系数Kt设置 为随车辆行驶的行车道曲率p的绝对值IPI的增大而线性地增大。也就 是说，随着行车道曲率的绝对值IPI变大，把减速受控变量Pg计算成大 车辆的行驶速度V明显减小。
请注意，在本实施例中，根据车辆行駛的行车道曲率的绝对值IPI 设定比例系数Kt。但是，比例系数Kt可以不只根据行车道曲率的绝 对值IPI设定。例如，比例系数Kt可以替代地根据车辆的行驶速度V 和目标车速Vt之间的差(车速偏差(V-Vt)来设定。在此情况下， 如图11中所示，在车速偏差(V-Vt)相对小(小于车速偏差的某预定 小值)的区段中把比例系数Kt设成为一个相对小的常数值，而在车速 偏差(V-Vt)相对大(等于或大于车速偏差的某预定大值)的区段中 把Kt设成为一个相对大的常数值。在这二个区段之间的中间这段，把 比例系数Kt设为随车速偏差(V-Vt)的增大线性地增大。
请注意，如果偏移判定标志FLD为等于"0，，的复位状态(其中车辆对其行驶的行车道不具有脱离(偏移)趋势的状态)，把减速受控
变量Pg置成为"0"(零)。
接着，将根据车辆行驶的一种特定情况说明依据本发明的第三实 施例的车道保持控制设备的操作。
假定车辆在急剧弯曲道路行驶期间，车辆的转弯半径变成大于行
车道的曲率半径并且车辆偏离行车道的趋势增加。此时，在图8中示 出的驱动/制动力控制器8的计算处理中，在经过步骤Sl的步骤S8中， 把车辆转弯曲率pv计算成为一个小值。在步骤S9，如图9中示出那 样，根据该行车道的大曲率p把偏移判定阈值pc计算成为小。然后， 假定行车道的行车道曲率(5减去车辆转弯曲率Pv的值计算成大于偏移 (脱离)判定阈值Pc。此时，在步骤S9，于较早的定时把偏移判定标 志FLD置成为"1"。即，出现车辆具有偏移其行驶的行车道的趋势的 状态。在步骤SIO，把目标车速Vt计算成小。在步骤Sll，把比例系 数Kt计算成为大，如图10中所示。相应地把减速受控变量Pg计算 成为大，从而车辆的行驶速度V变成小于目标车速Vt。在步骤S5， 向制动液压控制电路7输出制动液压命令值。
当通过制动液压控制电路7得到该制动液压命令值时，向每个车 轮缸6FL至6RR输出目标制动液压，车辆大大减速。这样，在较早 的定时，车辆的行驶速度V明显变小(降低)。车辆对其行驶的行车 道偏移的持续时间，即司机可以操纵方向盘Z1 (进行转向操作)的持 续时间变长并且车辆的转弯半径变小。由此，改善车辆的偏移避免性 能。
在第一、第二和第三实施例的每个中，图l的各个传感器、摄象 机控制器14和图2、 7、 8中示出的各个步骤S1构成一个行驶信息检 测部分。主缸3、制动液压力控制电路7、图2和图7中分别示出的步 骤S4和S5以及图8中示出的步骤S5和Sll构成制动力控制部分。 请注意本说明书中采用的车辆是其中安装着依据本发明的车道保持控 制设备的汽车(通常所说的主车辆)。
在不背离附后权利要求书的精神和范围情况下可对依据本发明的车道保持控制设备做出各种改变和修改。日本专利申请2003-078661 号(2003年3月20日申请)的全部内容收录作为参考。本发明的范 围是参照下述权利要求书定义的。
权利要求
1. 一种用于汽车的车道偏移防止控制设备，包括车辆行驶信息检测部分，用于检测形成在车辆正行驶于其上的行车道和车辆的前后轴之间的锐角偏移趋势检测部分，用于检测车辆相对于行车道的偏移量估计值，并在所述偏移量估计值大于或等于预定值的情况下判定该车辆处于从行车道偏移的趋势状态，其中所述偏移量估计值随着所述锐角的增大而增大；减速受控变量计算部分，用于在所述偏移趋势检测部分判定该车辆处于从其正行驶的行车道偏移的趋势状态的情况下计算减速受控变量，并使所述减速受控变量随着所述锐角的增大而增大；制动力控制部分，用于根据该计算出的减速受控变量来控制作用在车辆的各个车轮上的制动力。
2. 如权利要求l所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中， 所述偏移趋势检测部分通过计算未来横向位移(XS)来检测所述偏移量 估计值。
3. 如权利要求2所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中，所述偏移趋势检测部分包括未来估计横向位移(XS)计算部分，用于计算车辆相对于行车道的 未来估计横向位移(XS);以及第一判定部分，用于判定车辆的该未来估计横向位移(XS)的幅值 是否等于或大于偏移判定阈值(Xc),其中，所述偏移趋势检测部分在该第一判定部分判定该未来估计横 向位移(XS)的幅值等于或大于该偏移判定阈值(Xc)时检测车辆从行 车道的偏移趋势状态。
4. 如权利要求3所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中，所 述偏移判定阈值(Xc)是横向位移限制值，该横向位移限制值被设定成 在行车道和车辆的前后轴之间形成的锐角((p)的绝对值小于预定小值的第一区段中提供一个相对大的常数值，在所述形成的锐角(cp)的绝对值 大于或等于预定大值的第二区段中提供一个相对小的常数值，并在该笫 一和第二区段之间的中间区段中随所述形成的锐角((p)的绝对值的增大 而线性地减小。
5. 如权利要求3所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中，所 述车辆行驶信息检测部分检测形成在车辆正行驶于其上的行车道和该车 辆的前后轴之间的锐角((p)、以及行车道曲率(p)，所述偏移判定阈值(Xc)是横向位移限制值，该横向位移限制值被设定成在车辆正行驶 的行车道曲率(P)的绝对值小于预定小值的第一区段中提供一个相对大 的常数值，在行车道曲率(p)的绝对值等于或大于预定大值的第二区段 中提供一个相对小的常数值，并在该第一和第二区段之间的中间区段中 随行车道曲率(p)的绝对值的增大而线性地减小。
6. 如权利要求3所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中，所 述偏移趋势检测部分还包括第二判定部分，用于判定车辆的未来估计横 向位移(XS)的幅值是否小于零并且小于所述偏移判定阈值(Xc)的反 向值(-Xc)，并且，该偏移趋势检测部分在该第二判定部分判定该未来 估计横向位移(XS)的幅值小于零而且小于该偏移判定阈值(Xc)的反 向值(-Xc)时检测车辆从行车道的偏移趋势状态。
7. 如权利要求2所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中，所 述减速受控变量计算部分根据从车辆技术要求确定的第一比例系数(Kvl )、从车辆的行驶速度(V)确定的第二比例系数(Ks)、从在行车 道和车辆的前后轴之间形成的锐角确定的第三比例系数(Ky )、未来估计 横向位移(XS)的绝对值以及偏移判定阈值(Xc)来计算该减速受控变 量(Pg)。
8. 如权利要求7所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中，所 述比例系数(Ky)被设定成在行车道和车辆的前后轴之间所形成的锐 角(<())的绝对值等于或大于预定大值的第一区段中提供一个相对大的常 数值，在行车道和车辆的前后轴之间所形成的锐角(cp)的绝对值小于预 定小值的第二区段中提供一个相对小的常数值，并在该第一和第二区段之间的中间区段中随行车道和车辆的前后轴之间所形成的锐角((p)的绝 对值的增大而线性地增大。
9. 如权利要求7所述的用于汽车的车道偏移防止控制设备，其中，所 述车辆行驶信息检测部分检测形成在车辆正行驶于其上的行车道和该车 辆的前后轴之间的锐角(cp)、以及行车道曲率(P)，所述比例系数(Ky) 被设定成在车辆正行驶的行车道曲率(P)的绝对值等于或大于预定大 值的第一区段中提供一个相对大的常数值，在行车道曲率(p)的绝对值 小于预定小值的第二区段中提供一个相对小的常数值，并在该第一和第 二区段之间的中间区段中随行车道曲率(P)的绝对值的增大而线性地增 大。
10. —种用于汽车的车道偏移防止控制方法，包括 检测形成在车辆行驶于其上的行车道和车辆的前后轴之间的锐角(cp);检测车辆相对于行车道的偏移量估计值，并在所述偏移量估计值大 于或等于预定值的情况下判定该车辆处于从行车道偏移的趋势状态，其中所述偏移量估计值随着所述锐角(q))的增大而增大；在所述偏移趋势检测步骤判定该车辆处于从其正行驶的行车道偏移 的趋势状态下计算减速受控变量，并使所述减速受控变量随着所述锐角的增大而增大；根据该计算出的减速受控变量来控制作用在车辆的各个车轮上的制 动力。
全文摘要
本发明公开了一种汽车的车道保持控制设备和方法，在用于汽车的车道保持控制设备中，根据车辆从其正行驶的行车道的偏移趋势状态计算减速受控变量；以及根据该算出的减速受控变量控制作用在车辆的各个车轮上的制动力。
文档编号B60W30/00GK101439713SQ20081018561
公开日2009年5月27日 申请日期2004年3月19日 优先权日2003年3月20日
发明者内藤原平, 松本真次, 田家智 申请人:日产自动车株式会社