專利名稱：車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備(集成車輛偏航力矩控制設(shè)備)，用于配有車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制(VDC)功能的車輛，以便當(dāng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性(車輛驅(qū)動(dòng)性能和穩(wěn)定性)惡化時(shí)控制車輛的動(dòng)態(tài)性能，以及配有車道偏離防止(LDP)功能，以便當(dāng)有主車車道偏離的可能性時(shí)，通過在避免車道偏差的方向校正主車路線而防止車輛(主車)偏離駕駛車道。
背景技術(shù)：
在具有車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制(VDC)功能和車道偏離防止(LDP)功能兩者的車輛上，一般有兩類車道偏離防止控制，即使用轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的LDP控制系統(tǒng)，以及使用制動(dòng)力致動(dòng)器的LDP控制系統(tǒng)。在基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的LDP控制系統(tǒng)中，根據(jù)相對(duì)于當(dāng)前主車駕駛車道中心軸(基準(zhǔn)軸)的主車橫向位移或主車橫向偏離，通過控制驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器產(chǎn)生一偏航力矩來防止車道偏離。另一方面，在基于制動(dòng)力致動(dòng)器的LDP控制系統(tǒng)中，根據(jù)相對(duì)于當(dāng)前主車駕駛車道中心軸(基準(zhǔn)軸)的主車橫向偏離，通過控制制動(dòng)力致動(dòng)器，諸如ABS系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)器來產(chǎn)生偏航力矩以防止車道偏離。通常，為了產(chǎn)生用于防止車道偏離的偏航力矩，與出現(xiàn)車道偏離方向相反的方向?qū)π凶咻喪┘又苿?dòng)力。在日本臨時(shí)專利申請(qǐng)No.2000-33860中公開了一種基于制動(dòng)力致動(dòng)器的LDP控制系統(tǒng)。
日本臨時(shí)專利申請(qǐng)No.2001-114081(以下稱為JP2001-114081)公開了一種車輛穩(wěn)定性控制設(shè)備，該設(shè)備這樣執(zhí)行車輛穩(wěn)定性控制(VSC)，即當(dāng)電子控制單元至少基于偏航速率確定車輛穩(wěn)定性惡化時(shí)，按左右車輪制動(dòng)力差的方式對(duì)主車施加控制偏航力矩。另一方面，日本臨時(shí)專利申請(qǐng)No.2000-272490(以下稱為JP2000-272490)公開了一種車輛穩(wěn)定性控制設(shè)備，該設(shè)備這樣執(zhí)行車輛穩(wěn)定性控制(VSC)，即當(dāng)電子控制單元至少基于側(cè)滑角確定車輛穩(wěn)定性惡化時(shí)，按左右車輪制動(dòng)力差的方式對(duì)主車施加控制偏航力矩。在JP2001-114081和JP2000-272490中公開的車輛穩(wěn)定性控制設(shè)備中，車輛減速控制進(jìn)而與車輛穩(wěn)定性控制(VSC)結(jié)合，以避免主動(dòng)碰撞或防止主動(dòng)車道偏離。

發(fā)明內(nèi)容
在JP2000-33860，JP2001-114081或JP2000-272490中公開的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備的情形下，使得能夠進(jìn)行車道偏離防止控制和車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制(VDC)(或車輛穩(wěn)定性控制(VSC))，LDP控制系統(tǒng)控制一偏航力矩，其作為用于LDP控制的一個(gè)受控變量。另一方面，在VDC控制系統(tǒng)中，在出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性明顯的惡化時(shí)，通過在提高驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩來控制車輛動(dòng)態(tài)行為，諸如偏航速率和側(cè)滑角，使得車輛轉(zhuǎn)向水平降低，以實(shí)現(xiàn)從接近車輛極限驅(qū)動(dòng)性能的不穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(不良驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性)向穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(良好驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性)過渡。按LDP控制類似的方式，偏航力矩是用于VDC控制(或VSC控制)的一受控變量。假設(shè)彼此獨(dú)立執(zhí)行LDP控制和VDC控制，則有以下缺陷。
(1)當(dāng)VDC控制的受控變量符號(hào)不同于LDP控制的符號(hào)時(shí)，由于VDC控制和LDP控制之間不希望有的干擾，增加了最終受控變量或最終受控偏航力矩被不希望地降低的趨勢(shì)。
(2)反之，當(dāng)VDC控制的受控變量的符號(hào)與LDP控制的符號(hào)相同時(shí)，有可能受控變量過高，就是說偏航力矩過大。
具體來說，從圖13A所示的控制動(dòng)作解釋圖可見，當(dāng)主車在拐彎期間有過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)于是VDC控制系統(tǒng)進(jìn)入工作，此外LDP控制系統(tǒng)確定主車趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離時(shí)，LDP控制系統(tǒng)操作，以便在向里的轉(zhuǎn)向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13A中由虛線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心反時(shí)針作用)。另一方面，VDC控制系統(tǒng)操作，以在避免過度轉(zhuǎn)向的方向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13A中由實(shí)線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心順時(shí)針作用)。就是說，由虛線指示的LDP控制的受控變量(受控偏航力矩)的指向不同于由實(shí)線指示的VDC控制的指向，因而由于控制的干擾，最終受控變量趨向于不希望的被降低。
從圖13B所示的控制動(dòng)作解釋圖可見，當(dāng)主車在拐彎期間有過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)于是VDC控制系統(tǒng)進(jìn)入工作，此外LDP控制系統(tǒng)確定主車趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道偏離時(shí)，LDP控制系統(tǒng)操作，以便在向外的轉(zhuǎn)向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13B中由虛線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心順時(shí)針作用)。另一方面，VDC控制系統(tǒng)操作，以在避免過度轉(zhuǎn)向的方向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13B中由實(shí)線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心順時(shí)針作用)。就是說，由虛線指示的LDP控制的受控變量(受控偏航力矩)的指向與由實(shí)線指示的VDC控制的指向相同，因而最終受控變量趨向于過度增加。
從圖13C所示的控制動(dòng)作解釋圖可見，當(dāng)主車在拐彎期間有轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)于是VDC控制系統(tǒng)進(jìn)入工作，此外LDP控制系統(tǒng)確定主車趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離時(shí)，LDP控制系統(tǒng)操作，以在向內(nèi)的轉(zhuǎn)向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13C中由虛線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心反時(shí)針作用)。另一方面，VDC控制系統(tǒng)操作，以在避免轉(zhuǎn)向不足的方向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13C中由實(shí)線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心反時(shí)針作用)。就是說，由虛線指示的LDP控制的受控變量(受控偏航力矩)的指向與由實(shí)線指示的VDC控制的指向相同，因而最終受控變量趨向于過度增加。
從圖13D所示的控制動(dòng)作解釋圖可見，當(dāng)主車在拐彎期間有轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)于是VDC控制系統(tǒng)進(jìn)入工作，此外LDP控制系統(tǒng)確定主車趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道偏離時(shí)，LDP控制系統(tǒng)操作，以在向外的轉(zhuǎn)向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13D中由虛線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心順時(shí)針作用)。另一方面，VDC控制系統(tǒng)操作，以在避免轉(zhuǎn)向不足的方向產(chǎn)生一偏航力矩(參見圖13D中由實(shí)線指示的箭頭，并相對(duì)于車輛重心反時(shí)針作用)。就是說，由虛線指示的LDP控制的受控變量(受控偏航力矩)的指向不同于由實(shí)線指示的VDC控制的指向，因而由于控制的干擾，最終受控變量趨向于不希望的被降低。
避免以上討論的缺陷的一種方法是只執(zhí)行VDC控制(只執(zhí)行VSC控制)，以使得較高的優(yōu)先級(jí)賦予VDC控制而不是LDP控制。VDC控制系統(tǒng)的作用是加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性，例如抑制轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向。然而，這種VDC控制系統(tǒng)不能操作以避免主車輛車道偏離駕駛車道。JP2000-272490教導(dǎo)了提供結(jié)合VDC控制的車輛減速控制，以防止在VDC控制期間主車輛偏離駕駛車道。這種結(jié)合VDC控制的減速控制有效降低或抑制了主車輛偏離駕駛車道的程度。然而，如上所述，在VDC控制期間有四個(gè)基本車道偏離模式(參見圖13A-13D)。例如，當(dāng)VDC控制期間在出現(xiàn)從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道的主車輛車道偏離的情況下而啟動(dòng)車輛減速控制時(shí)，由于車輛減速控制引起的主車輛的速度下降，主車輛常常趨向于進(jìn)一步繞z-軸朝向內(nèi)轉(zhuǎn)彎方向轉(zhuǎn)動(dòng)。一般來說，LDP控制在更有效地防止車道偏離方面勝過車輛減速控制。
因而，希望適當(dāng)考慮車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制(VDC控制)與防止車道偏離控制(LDP控制)之間的相互平衡或控制其間的干擾，并這樣來進(jìn)行VDC控制與LDP控制之間的配合控制。
于是，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備(集成偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備)，用于具有VDC功能與LDP功能的車輛，該設(shè)備能夠執(zhí)行VDC控制與LDP控制之間的配合控制。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它目的，提供一種車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備包括一個(gè)車道偏離防止控制部分，該部分在主車輛趨向于從駕駛車道偏離時(shí)在避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩；一個(gè)車輛動(dòng)力學(xué)控制部分，該部分在主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性趨向降低時(shí)在加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩；以及一個(gè)配合控制部分，該部分在由車道偏離防止控制部分實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制以及由車輛動(dòng)力學(xué)控制部分實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制之間進(jìn)行配合控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其包括車道偏離防止控制裝置，用于在主車輛趨向于從駕駛車道偏離時(shí)在避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩；車輛動(dòng)力學(xué)控制裝置，用于在主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性趨向于降低時(shí)在加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩；以及配合控制裝置，用于在由車道偏離防止控制裝置實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制以及由車輛動(dòng)力學(xué)控制裝置實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制之間進(jìn)行配合控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于平衡車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)與車道偏離防止控制系統(tǒng)的方法，該方法包括在由車道偏離防止控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制以及車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制之間進(jìn)行配合控制。
本發(fā)明其它的目的和特征將可從以下結(jié)合附圖的說明得到理解。


圖1是一系統(tǒng)框圖，表示可實(shí)現(xiàn)VDC功能和LDP功能的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備的一實(shí)施例。
圖2是一流程圖，表示在結(jié)合到圖1所示的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力控制單元內(nèi)執(zhí)行的控制程序(算法和邏輯操作)。
圖3是預(yù)定的車輛速度V與增益K2之間的特性圖。
圖4是一預(yù)定的控制圖，表示主車輛速度V、轉(zhuǎn)向角度δ與所需的基準(zhǔn)偏航速率φ或0’之間的關(guān)系。
圖5是預(yù)定的實(shí)際偏航速率φ’與偏航力矩受控變量上限Mslim之間的特性圖。
圖6是預(yù)定的側(cè)滑角γ與加權(quán)因子Ka之間的特性圖。
圖7A-7D是表示該實(shí)施例的設(shè)備所進(jìn)行的控制動(dòng)作的示意圖，該實(shí)施例的設(shè)備在四個(gè)不同車輛動(dòng)態(tài)行為下執(zhí)行圖2所示的控制程序，并可實(shí)現(xiàn)LDP控制與VDC控制之間的配合控制，這四個(gè)車輛動(dòng)態(tài)行為是存在主車輛過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)和車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離；存在主車輛過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)和車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道偏離；存在主車輛轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)和車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離；以及存在主車輛轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)和車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道偏離。
圖8是一流程圖，表示在結(jié)合到該實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力控制單元內(nèi)執(zhí)行的第一修改控制程序(第一修改算法和邏輯操作)。
圖9是一預(yù)定的主車輛速度V與增益Kg2之間的特性圖。
圖10A-10D是表示該實(shí)施例的設(shè)備所進(jìn)行的控制動(dòng)作的示意圖，該實(shí)施例的設(shè)備在四個(gè)不同車輛動(dòng)態(tài)行為下，執(zhí)行圖8所示的第一修改控制程序，并可實(shí)現(xiàn)LDP控制與VDC控制之間的平配合控制。
圖11是一系統(tǒng)框圖，表示對(duì)可實(shí)現(xiàn)VDC功能和LDP功能的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備的修改。
圖12是一流程圖，表示在結(jié)合到該實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力控制單元內(nèi)執(zhí)行的第二修改控制程序(第二修改算法和邏輯操作)。
圖13A-13D是比較說明圖示，表示在四個(gè)不同的車輛動(dòng)態(tài)行為下，VDC控制和LDP控制之間沒有配合控制情況下所進(jìn)行的控制動(dòng)作。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見附圖，具體來說參見圖1。在裝備有自動(dòng)VDC系統(tǒng)的、采用自動(dòng)變速器10和后差速器的后輪驅(qū)動(dòng)車輛中，示例了本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備。在圖1所示的實(shí)施例系統(tǒng)中，作為制動(dòng)力控制系統(tǒng)，彼此獨(dú)立地調(diào)節(jié)各車輪制動(dòng)缸(即左前，右前，左后，右后車輪制動(dòng)缸)的液壓制動(dòng)壓力，使用四通道制動(dòng)控制系統(tǒng)，諸如用于防滑控制的四通道ABS系統(tǒng)，或用于牽引力控制的四通道牽引力控制系統(tǒng)。圖1中，標(biāo)號(hào)1表示制動(dòng)踏板，標(biāo)號(hào)2表示制動(dòng)助力器，標(biāo)號(hào)3表示主缸(確切地說，是串列主缸用作為分為兩部分，即前和后液壓制動(dòng)部分的雙制動(dòng)系統(tǒng))，以及標(biāo)號(hào)4表示制動(dòng)流體儲(chǔ)罐。通常，依據(jù)制動(dòng)踏板1的踏壓量由主缸3引起的制動(dòng)流體壓力提供給以下每一制動(dòng)缸即用于左前行走輪5FL的左前車輪制動(dòng)缸6FL，用于右前行走輪5FR的右前車輪制動(dòng)缸6FR，用于左后行走輪5RL的左后車輪制動(dòng)缸6RL，以及用于右后行走輪5RR的右后車輪制動(dòng)缸6RR。借助于設(shè)置在主缸3與每一車輪制動(dòng)缸6FL，6FR，6RL及6RR之間的制動(dòng)流體壓力控制電路(車輪缸體壓力控制單元)或液壓調(diào)節(jié)器7，彼此獨(dú)立地調(diào)節(jié)左前，右前，左后，右后車輪制動(dòng)缸壓力。液壓調(diào)節(jié)器7包括分別與第一通道(左前)，第二通道(右前)，第三通道(左后)，第四通道(右后)制動(dòng)電路相關(guān)聯(lián)的液壓控制致動(dòng)器，以便彼此獨(dú)立地建立、保持或減小左前，右前，左后，右后車輪制動(dòng)缸壓力。液壓調(diào)節(jié)器7的每一液壓控制致動(dòng)器包括比例螺線管閥，諸如電磁控制的螺線管閥，該閥把車輪制動(dòng)缸壓力調(diào)節(jié)到所需的壓力水平。液壓調(diào)節(jié)器7的每一電磁控制螺線管閥響應(yīng)來自制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力控制單元，簡(jiǎn)單地說即是電子控制單元(ECU)8的命令信號(hào)，以便響應(yīng)來自ECU 8的命令信號(hào)值調(diào)節(jié)每一車輪制動(dòng)缸6FL-6RR的車輪缸體壓力，而不論由駕駛者的腳人工生成的制動(dòng)動(dòng)作(制動(dòng)踏板踏壓)如何。
圖1所示實(shí)施例的裝有自動(dòng)VDC系統(tǒng)的后輪驅(qū)動(dòng)車輛還包括一電子驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12，該單元通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)9的操作狀態(tài)，自動(dòng)變速器10的選擇的傳動(dòng)比，和/或節(jié)流閥11的節(jié)流開度(與加速器開度Acc相關(guān))來控制向作為驅(qū)動(dòng)輪的后行走輪5RL和5RR傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)扭矩。具體來說，能夠通過控制噴射的燃油量或點(diǎn)火定時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)9的操作狀態(tài)。而且，發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)能夠通過控制節(jié)流開度來控制。驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12設(shè)計(jì)為分別控制向后行走輪5RL和5RR(驅(qū)動(dòng)輪)傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)扭矩。此外，驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12響應(yīng)來自ECU 8的驅(qū)動(dòng)扭矩命令信號(hào)，以便依據(jù)該驅(qū)動(dòng)扭矩命令信號(hào)值控制驅(qū)動(dòng)扭矩。
圖1所示實(shí)施例的裝有自動(dòng)VDC系統(tǒng)的后輪驅(qū)動(dòng)車輪還包括一帶有電荷耦合器件(CCD)圖象傳感器的立體相機(jī)，簡(jiǎn)單來說即電荷耦合器件(CCD)相機(jī)13和相機(jī)控制器14作為外部識(shí)別傳感器，其功能是檢測(cè)裝有VDC系統(tǒng)的車輛(主車輛)在駕駛車道(主車輛行駛車道)內(nèi)的位置，且其傳感器信號(hào)用于車道偏離防止(LDP)控制。在相機(jī)控制器14內(nèi)，基于在主車輛前面及由CCD相機(jī)13捕獲的圖象處理圖象數(shù)據(jù)，檢測(cè)車道標(biāo)志或車道標(biāo)記，諸如白色線，這樣，可檢測(cè)當(dāng)前主車輛行駛車道，換言之主車輛在主車輛車道內(nèi)的當(dāng)前位置。此外，相機(jī)控制器14的處理器基于來自CCD相機(jī)13的指示畫面圖象的圖象數(shù)據(jù)，計(jì)算或估計(jì)對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道的指向的主車輛的偏航角度φ，主車輛相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道橫向位移或主車輛橫向偏離X，當(dāng)前主車輛駕駛車道的曲率β，以及當(dāng)前駕駛車道的車道寬度L。當(dāng)在主車輛前方的車道標(biāo)志或車道標(biāo)記，諸如白色線已磨損或當(dāng)車道標(biāo)志或車道標(biāo)記部分由雪覆蓋時(shí)，則不能精確肯定地識(shí)別車道標(biāo)志或車道標(biāo)記。這種情形下，每一檢測(cè)參數(shù)，即主車輛偏航角度φ，橫向偏離X，曲率β，及車道寬度L被設(shè)置為“0”。反之，由于噪聲或位于前方的障礙物，當(dāng)出現(xiàn)從白線識(shí)別可行狀態(tài)，即車道標(biāo)記諸如白線能夠被連續(xù)精確識(shí)別，向白線識(shí)別部分不可行狀態(tài)，即車道標(biāo)記諸如白線短瞬間不能被識(shí)別的過渡時(shí)，參數(shù)φ，X，β，及L保持在它們前一周期通過相機(jī)控制器14計(jì)算的先前的值φ(n-1)，X(n-1)，β(n-1)，及L(n-1)。
電子控制單元(ECU)8通常包括一微型計(jì)算機(jī)，其包括一中央處理器(CPU)或微處理器(MPU)，存儲(chǔ)器(RAM，ROM)，及輸入/輸出接口(I/O)。除了指示由相機(jī)控制器14計(jì)算的參數(shù)φ，X，β，及L的信號(hào)，及指示由驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12控制和產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩Tw的信號(hào)之外，ECU 8的輸入/輸出接口(I/O)還從各發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛開關(guān)和傳感器接收輸入信息，這些傳感器諸如是加速傳感器15，偏航速率傳感器16，主缸壓力傳感器17，加速器開度傳感器18，轉(zhuǎn)向角度傳感器19，左前，右前，左后，右后車輪速度傳感器22FL，22FR，22RL，及22RR，及方向指示器開關(guān)20。從圖1的系統(tǒng)框圖可見，為了通過數(shù)據(jù)鏈路相互通信，ECU 8電連接到驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12。裝設(shè)加速度傳感器15是為了檢測(cè)施加到主車輛的縱向加速度Xg及橫向加速度Yg。裝設(shè)偏航速率傳感器16(作為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)裝置)是為了檢測(cè)作用于主車輛的偏航力矩結(jié)果的偏航速率φ’。裝設(shè)主缸壓力傳感器17是為了檢測(cè)主缸3的主缸壓力Pm，即制動(dòng)踏板1的踏壓量。裝設(shè)加速器開度傳感器18是為了檢測(cè)加速器開度Acc(與節(jié)流開度相關(guān))，它取決于駕駛者加速器踏板踏壓的操縱量。裝設(shè)轉(zhuǎn)向角度傳感器19(作為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)檢測(cè)裝置)是為了檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤21的轉(zhuǎn)向角度δ。裝設(shè)左前，右前，左后，右后車輪速度傳感器22FL，22FR，22RL，及22RR是為了分別檢測(cè)左前，右前，左后，右后車輪速度VwFL，VwFR，VwRL，VwRR，它們共同稱為“Vwi”。裝設(shè)方向指示器開關(guān)20是為了檢測(cè)方向指示器是否被接通并為了檢測(cè)由方向指示器指示的方向，并輸出方向指示器開關(guān)信號(hào)WS。在存在關(guān)于每一車輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)指示數(shù)據(jù)，即偏航速率φ’，橫向加速度Yg，轉(zhuǎn)向角度δ，偏航角度φ，及橫向偏離X的左或右方向的方向性或極性時(shí)，車輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)指示數(shù)據(jù)向左的變化顯示為正值，而車輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)指示數(shù)據(jù)向右的變化顯示為負(fù)值。更具體來說，在左轉(zhuǎn)彎期間，偏航速率φ’，橫向加速度Yg，轉(zhuǎn)向角度δ，及偏航角度φ都顯示為正值。反之，在右轉(zhuǎn)彎期間，這些參數(shù)φ’，Yg，δ，及φ都顯示為正值。另一方面，當(dāng)主車輛從當(dāng)前駕駛車道的中心軸向左偏離時(shí)，橫向偏離X顯示為正值。反之，當(dāng)主車輛從當(dāng)前駕駛車道中心軸向右偏離時(shí)，橫向偏離X顯示為負(fù)值。來自方向指示器開關(guān)20的方向指示器開關(guān)信號(hào)WS的正信號(hào)值是指左轉(zhuǎn)彎(方向指示器開關(guān)20的反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，而來自方向指示器開關(guān)20的方向指示器開關(guān)信號(hào)WS的負(fù)信號(hào)值是指右轉(zhuǎn)彎(方向指示器開關(guān)20的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))。ECU 8還連接到具有警告蜂鳴器和/或警告燈的警告系統(tǒng)23，其響應(yīng)來自ECU 8的警告信號(hào)AL而接通，以便向駕駛者傳送視覺的和/或聽覺的警告信號(hào)。在ECU 8內(nèi)，當(dāng)有可能主車輛車道偏離時(shí)，中央處理器(CPU)允許由I/O接口訪問來自以上討論的發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛開關(guān)，傳感器，相機(jī)控制器14以及驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12的輸入信息數(shù)據(jù)信號(hào)，并負(fù)責(zé)執(zhí)行保存在存儲(chǔ)器中的各種控制程序，以及進(jìn)行必須的算法和邏輯運(yùn)算。計(jì)算的結(jié)果或算法計(jì)算結(jié)果，換言之計(jì)算的輸出信號(hào)或控制命令信號(hào)通過輸出接口電路中繼到輸出級(jí)，例如液壓調(diào)節(jié)器7的螺線管和警告系統(tǒng)23的警告蜂鳴器/警告燈。
以下將參照?qǐng)D2所示的流程圖詳細(xì)討論由ECU 8執(zhí)行的控制程序。圖2的控制程序作為每隔預(yù)定采樣時(shí)間段ΔT，諸如10毫秒被觸發(fā)的時(shí)間觸發(fā)中斷程序執(zhí)行。
在步驟S1，讀取來自上述發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛開關(guān)及傳感器，驅(qū)動(dòng)扭矩控制器12及相機(jī)控制器14的輸入信息數(shù)據(jù)。具體來說，讀取發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛開關(guān)/傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)，諸如主車輛縱向加速度Xg，橫向加速度Yg，偏航速率φ’，車輪速度Vwi(VwFL，VwFR，VwRL，VwRR)，加速器開度Acc，主缸壓力Pm，轉(zhuǎn)向角度δ，及方向指示器開關(guān)信號(hào)WS，以及來自驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12的信號(hào)數(shù)據(jù)，諸如驅(qū)動(dòng)扭矩Tw，以及來自相機(jī)控制器14的信號(hào)數(shù)據(jù)，諸如相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道的方向的主車輛偏航角度φ，相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道中心軸的橫向偏離X，當(dāng)前駕駛車道的曲率β，及當(dāng)前駕駛車道的車道寬度L。主車輛偏航角度φ可通過積分由偏航速率傳感器16檢測(cè)的偏航速率來計(jì)算。
在步驟S2，從表達(dá)式V＝(VwFL+VwFR)/2，按照左前和右前車輪速度VwFL和VwFR(對(duì)應(yīng)于被驅(qū)動(dòng)行走車輪5FL和5FR的車輪速度)的簡(jiǎn)單平均值((VwFL+VwFR)/2)計(jì)算主車輛速度V。
在步驟S3，基于最后更新的信息，這些信息是關(guān)于相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道方向的主車輛偏航角度φ，相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道中心軸的橫向偏離X，當(dāng)前主車輛駕駛車道的曲率β，以及通過步驟S2計(jì)算的主車輛速度V，從以下方程式(1)估計(jì)或數(shù)學(xué)上計(jì)算車道偏離估計(jì)值XS，換言之未來橫向偏離的估計(jì)值。
XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X......(1)其中Tt表示兩者都駕駛于同一指向并處于同一車道的主車輛與前面的車輛之間的車間時(shí)距，車間時(shí)距Tt與主車輛速度V的乘積(Tt×V)是指主車輛的當(dāng)前位置與前方注視點(diǎn)(point-of-fixation)之間的距離。就是說，在車間時(shí)距Tt之后可能出現(xiàn)的相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道中心軸的橫向偏離的估計(jì)值，被看作是未來橫向偏離的估計(jì)值，即車道偏離估計(jì)值XS。在所示的實(shí)施例中，當(dāng)車道偏離估計(jì)值XS變得大于或等于預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC時(shí)，ECU 8確定存在主車輛從當(dāng)前駕駛車道的車道偏離的可能性或其趨勢(shì)增加。按與實(shí)際橫向偏離X相同的方式，正的車道偏離估計(jì)值XS是指向左的車道偏離，而負(fù)的車道偏離估計(jì)值XS是指向右的車道偏離。確切地說，雖然車道偏離量對(duì)應(yīng)于主車輛從主車輛駕駛車道的車道標(biāo)記的橫向位移，但在該實(shí)施例的系統(tǒng)中，車道偏離估計(jì)值XS被看作是車道偏離量，因?yàn)闄M向偏離估計(jì)基于主車輛相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道中心軸(基準(zhǔn)軸)的橫向位移。
在步驟S4，基于來自方向指示器開關(guān)20的方向指示器開關(guān)信號(hào)WS及由轉(zhuǎn)向角度傳感器19檢測(cè)的轉(zhuǎn)向角度δ進(jìn)行檢查，以確定駕駛者是否有改變車道的意圖。
具體來說，在步驟S4，進(jìn)行檢查以確定方向指示器開關(guān)20是否被接通。當(dāng)方向指示器開關(guān)20接通時(shí)，進(jìn)行進(jìn)一步檢查以確定方向指示器開關(guān)信號(hào)WS的符號(hào)是否與通過步驟S3計(jì)算的車道偏離估計(jì)值XS的符號(hào)相同。當(dāng)方向指示器開關(guān)信號(hào)WS的符號(hào)與車道偏離估計(jì)值XS的符號(hào)彼此相同時(shí)，ECU 8的處理器確定主車輛處于車道改變狀態(tài)，這樣車道改變指示標(biāo)志FLC被設(shè)置為“1”。反之，當(dāng)方向指示器開關(guān)信號(hào)WS的符號(hào)與車道偏離估計(jì)值XS的符號(hào)彼此不同時(shí)，ECU 8的處理器確定主車輛不處于車道改變狀態(tài)，這樣車道改變指示標(biāo)志FLC被復(fù)位為“0”。實(shí)際上，從通過接通方向指示器開關(guān)20車道改變指示標(biāo)志FLC已設(shè)置為“1”的時(shí)間起，車道改變指示標(biāo)志FLC保持在“1”達(dá)預(yù)定的時(shí)間段，諸如4秒鐘。這是因?yàn)樵谲嚨栏淖兤陂g有可能方向指示器開關(guān)20被人工斷開，這樣LDP控制可能不希望地被接合。更具體來說，進(jìn)行檢查以確定方向指示器開關(guān)20是否已從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)。當(dāng)從接通狀態(tài)向斷開狀態(tài)的切換已發(fā)生時(shí)，ECU 8確定當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)于恰在車道改變操作后的時(shí)間，并因此進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，以確定當(dāng)方向指示器開關(guān)20從接通狀態(tài)到斷開狀態(tài)的切換已發(fā)生時(shí)所測(cè)量或計(jì)數(shù)的預(yù)定的時(shí)間段例如4秒鐘是否已經(jīng)過。當(dāng)預(yù)定的時(shí)間段已經(jīng)過時(shí)，車道改變指示標(biāo)志FLC復(fù)位為“0”。
考慮到在方向指示器開關(guān)20保持?jǐn)嚅_的狀態(tài)下駕駛者的轉(zhuǎn)向操作，基于轉(zhuǎn)向角度δ和轉(zhuǎn)向角度δ的變化Δδ，再進(jìn)一步對(duì)駕駛者是否有改變車道的意圖進(jìn)行檢查。具體來說，隨方向指示器開關(guān)22斷開，進(jìn)行檢查以確定轉(zhuǎn)向角度δ是否大于或等于預(yù)定的轉(zhuǎn)向角度δs，此外轉(zhuǎn)向角度的變化Δδ是否大于或等于預(yù)定的轉(zhuǎn)向角度改變?chǔ)う膕。在δ≥δs及Δδ≥Δδs的情形下，ECU 8確定駕駛者改變車道的意圖存在，這樣車道改變指示標(biāo)志FLC設(shè)置為“1”。反之在δ＜δs及Δδ＜Δδs情形下，ECU 8確定駕駛者沒有改變車道的意圖，這樣車道改變指示標(biāo)志FLC復(fù)位為“0”。然后，程序從步驟S4進(jìn)到步驟S5(稍后說明)。
如上所討論，在所示的實(shí)施例中，基于轉(zhuǎn)向角度δ及其改變?chǔ)う膬烧叽_定駕駛者是否有改變車道的意圖。替代地，駕駛者是否有改變車道的意圖可基于作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向扭矩大小來確定。
在步驟S5，進(jìn)行檢查以基于車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|(確切來說是車道偏離估計(jì)絕對(duì)值|XS|與預(yù)定警告標(biāo)準(zhǔn)Xw的比較結(jié)果)及車道改變指示標(biāo)志FLC的置位與復(fù)位來確定是否應(yīng)向駕駛者傳送對(duì)于增加的主車輛車道偏離趨勢(shì)的視覺和/或聽覺警告信號(hào)。具體來說，進(jìn)行檢查以確定車道改變指示標(biāo)志FLC是否復(fù)位為“0”，此外車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|是否大于或等于預(yù)定的警告標(biāo)準(zhǔn)Xw(確切來說，是預(yù)定的警告標(biāo)準(zhǔn)閾值)。預(yù)定的警告標(biāo)準(zhǔn)Xw通過從預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC減去預(yù)定的裕度Xm(一預(yù)定的常數(shù))得到(參見以下表達(dá)式(2))。
Xw＝Xc-Xm......(2)其中預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC是指主車輛相對(duì)于當(dāng)前主車輛駕駛車道中心軸的橫向位移的預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)閾值，預(yù)定的裕度Xm對(duì)應(yīng)于從警告系統(tǒng)23已切換到可操作狀態(tài)的時(shí)間到LDP功能已接合或可行的時(shí)間的裕度。在FLC＝0且|XS|≥Xw的情形下，ECU 8確定主車輛處于車道偏離狀態(tài)，其中主車輛從當(dāng)前主車輛駕駛車道偏離有增加的趨勢(shì)，這樣ECU 8的輸出接口向警告系統(tǒng)23產(chǎn)生警告信號(hào)AL。反之，在FLC＝1，或|XS|＜Xw的情形下，ECU 8確定主車輛不處于車道偏離狀態(tài)，這樣進(jìn)行另一檢查以確定警告系統(tǒng)23是否在操作。在警告系統(tǒng)23操作期間，進(jìn)行另一檢查以確定車道偏離估計(jì)XS值的絕對(duì)值|XS|是否小于預(yù)定警告標(biāo)準(zhǔn)Xw與預(yù)定遲滯Xh之間的差(Xw-Xh)。提供預(yù)定遲滯Xh是為了避免對(duì)警告系統(tǒng)23不希望有的尋線(hunting)。在|XS|＜(Xw-Xh)的情形下，通過停止向警告系統(tǒng)23輸出警告信號(hào)使警告系統(tǒng)23去激活。就是說，警告系統(tǒng)23的警告操作繼續(xù)執(zhí)行，直到警告系統(tǒng)23已被激活之后車道偏離估計(jì)值XS轉(zhuǎn)移到由|XS|＜(Xw-Xh)定義的狀態(tài)。在所示的實(shí)施例的系統(tǒng)中，視覺的和/或聽覺的警告(警告信號(hào)AL向警告系統(tǒng)23的輸出)只與車道偏離量(即車道偏離估計(jì)值XS)相關(guān)。
在步驟S6，ECU 8的處理器作出車道偏離判定。具體來說，在步驟S6，進(jìn)行檢查以確定車道偏離估計(jì)值XS是否大于或等于預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC(正車道偏離標(biāo)準(zhǔn))。例如，由于在日本高速公路的行車道的寬度為3.35米，預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC設(shè)置為0.8米。在XS≥XC的情形下，ECU 8確定主車輛向左偏離當(dāng)前駕駛車道的趨勢(shì)增加，因而車道偏離判定標(biāo)志被設(shè)置為“+1”。反之，在XS＜XC的情形下，進(jìn)行另一檢查以確定車道偏離估計(jì)值XS是否小于或等于預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC的負(fù)值-XC。在XS≤-XC的情形下，ECU 8確定主車輛從當(dāng)前駕駛車道向右偏離的趨勢(shì)增加，因而車道偏離判定標(biāo)志被設(shè)置為“-1”。另外，當(dāng)由XS≥XC及XS≤-XC定義的狀態(tài)都不滿足時(shí)，就是說在-XC＜XS＜XC的情形下，ECU 8確定主車輛從當(dāng)前駕駛車道向左或右偏離的可能性較小，因而車道偏離判定標(biāo)志FLD復(fù)位為“0”。然后，進(jìn)一步進(jìn)行檢查以確定車道改變指示標(biāo)志FLD是否設(shè)置為“1”。在FLD＝1的情形下，進(jìn)行檢查以確定車道改變指示標(biāo)志FLD是否復(fù)位為“0”。在FLD＝0的情形下，LDP控制刪除標(biāo)志或LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel復(fù)位為“0”。
在FLD＝1的情形下，在步驟S7，進(jìn)行檢查以確定LDP控制是否應(yīng)當(dāng)被啟動(dòng)。實(shí)際上，通過步驟S3計(jì)算的車道偏離估計(jì)值XS的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在ECU 8的RAM的預(yù)定的存儲(chǔ)器地址。然后，基于車道偏離估計(jì)值XS的歷史數(shù)據(jù)確定車道偏離估計(jì)值XS的連續(xù)性或非連續(xù)性。具體來說，進(jìn)行檢查以確定車道偏離估計(jì)值XS的先前值XS(n-1)和車道偏離估計(jì)值XS的當(dāng)前值XS(n)之差的絕對(duì)值|XS(n-1)-XS(n)|是否大于或等于預(yù)定的閾值Lxs，提供該值是為了確定車道偏離估計(jì)值XS的連續(xù)性或非連續(xù)性。更具體來說，在FLD≠0(即FLD＝1或-1)及|XS(n-1)-XS(n)|≥Lxs的情形下，ECU 8確定車道偏離估計(jì)值XS是非連續(xù)的，這樣LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel設(shè)置為“1”。反之，在|XS(n-1)-XS(n)|＜Lxs的情形下，ECU 8確定車道偏離估計(jì)值XS是連續(xù)的。當(dāng)車道偏離判定標(biāo)志FLD切換到“0”時(shí)，LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel被復(fù)位為“0”。換言之，LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel被保持在“0”，直到車道偏離判定標(biāo)志FLD從FLD≠0的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到FLD＝0的狀態(tài)為止。
在步驟S8，基于車道偏離估計(jì)值XS和預(yù)定車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC，數(shù)學(xué)地計(jì)算LDP控制所需的偏航力矩MsL，簡(jiǎn)單來說即LDP所需的偏航力矩，這取決于車道偏離判定標(biāo)志FLD處于FLD≠0狀態(tài)還是FLD＝0狀態(tài)。在該實(shí)施例的系統(tǒng)中，正的LDP所需的偏航力矩MsL是指當(dāng)在z-軸正方向觀察時(shí)，力矩向量的分量趨向于圍繞z-軸反時(shí)針(向左)驅(qū)轉(zhuǎn)主車輛。負(fù)的LDP所需的偏航力矩MsL是指當(dāng)在z-軸正方向觀察時(shí)，力矩向量的分量趨向于圍繞z-軸順時(shí)針(向右)驅(qū)轉(zhuǎn)主車輛。反之，在步驟S8，只有當(dāng)車道偏離判定標(biāo)志FLD不等于“0”即FLD≠0時(shí)，基于車道偏離估計(jì)值XS和預(yù)定車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC，從以下表達(dá)式(3)數(shù)學(xué)地計(jì)算LDP所需的偏航力矩MsL。
MsL＝-K1×K2×(XS-XC) ......(3)其中K1表示由主車輛技術(shù)規(guī)范所確定的比例增益或比例系數(shù)，且K2表示根據(jù)主車輛速度V變化的比例增益或可變?cè)鲆?。增益K2是從圖3的預(yù)編程的車輛速度V與增益K2的特性圖中計(jì)算或檢索的，該圖表示增益K2必須如何與主車輛速度V相關(guān)地變化。從表示增益K2與車輛速度V之間的關(guān)系的圖3的預(yù)編程特性圖可見，在從0到預(yù)定低速VS1的低速范圍(0≤V≤VS1)，增益K2固定在預(yù)定的相對(duì)高的增益KH。在從預(yù)定低速值VS1到預(yù)定高速值VS2(比VS1高)的中速和高速范圍(VS1＜V≤VS2)，當(dāng)主車輛速度V增加時(shí)，增益K2逐漸降低到預(yù)定的相對(duì)低的增益KL。在上述預(yù)定高速值VS2以上的超高速范圍(VS2＜V)，增益K2固定在預(yù)定相對(duì)低增益KL。
反之在FLD＝0的情形下，LDP所需的偏航力矩MsL設(shè)置為“0”。
在步驟S9，基于最終所需偏航速率φr’與由偏航速率傳感器16檢測(cè)并從作用于主車輛的偏航力矩所得結(jié)果的實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)，及側(cè)滑角γ(稍后說明)，數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需的偏航力矩MsV。偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)與側(cè)滑角γ都作為標(biāo)準(zhǔn)用來確定主車輛是處于穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(良好的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性)還是處于不穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(不良的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性)。
首先，基于轉(zhuǎn)向角度δ和主車輛速度V從圖4所示預(yù)定的V-δ-φr0’特性圖檢索所需的基準(zhǔn)偏航速率φr0’。圖4中，橫坐標(biāo)軸(x-軸)指示轉(zhuǎn)向角度δ，縱坐標(biāo)軸(y-軸)指示基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’。如圖4所示，當(dāng)轉(zhuǎn)向角度δ為“0”時(shí)，基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’為“0”。在轉(zhuǎn)向角度δ從“0”開始增加的初始階段，基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’根據(jù)轉(zhuǎn)向角度δ的增加趨向于快速增加。此后，根據(jù)轉(zhuǎn)向角度δ的進(jìn)一步增加，基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’趨向于以拋物線方式適度增加。另一方面，對(duì)于相同的轉(zhuǎn)向角度，在主車輛速度V開始從低速值增加的初始階段，所需的基準(zhǔn)偏航速率φr0’趨向于根據(jù)主車輛速度V的增加而增加。此后，對(duì)于相同的轉(zhuǎn)向角度，只要主車輛速度V超過預(yù)定的車輛速度閾值，所需的基準(zhǔn)偏航速率φr0’趨向于根據(jù)主車輛速度V的增加而降低。
其次，基于路面摩擦系數(shù)對(duì)所需的基準(zhǔn)偏航速率φr0’作出補(bǔ)償。具體來說，為了導(dǎo)出與摩擦相關(guān)的所需的偏航速率校正值，簡(jiǎn)單來說即所需的偏航速率校正值φrh’，基于橫向加速度Yg，確切地說是與基于橫向加速度相關(guān)的偏航速率上限，簡(jiǎn)單來說是偏航速率極限φlim’，根據(jù)以下表達(dá)式(4)，對(duì)基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’作出補(bǔ)償。
φrh’＝min(φr0’，φlim’) ......(4)上述的表達(dá)式φrh’＝min(φr0’，φlim’)指一種所謂的選擇-LOW過程，通過該過程選擇基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’和偏航速率極限φlim’中較小的一個(gè)作為所需的偏航速率校正值φrh’?；跈M向加速度Yg和主車輛速度V從以下表達(dá)式(5)數(shù)學(xué)地計(jì)算偏航速率極限φlim’。
φlim’＝Km×(Yg/V) ......(5)其中Km表示校正因子，考慮橫向加速度Yg形成的時(shí)延，其被設(shè)置為預(yù)定的常數(shù)值，諸如1.25。
當(dāng)路面摩擦系數(shù)μ降低時(shí)，施加到車輛的橫向加速度Yg趨向于降低。因此，在低μ道路上駕駛期間，偏航速率極限φlim’設(shè)置為比較小的值，這樣基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’被補(bǔ)償并限制為較小的值。
在該實(shí)施例的系統(tǒng)中，基于橫向加速度Yg對(duì)基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’補(bǔ)償并加以限制，其與路面摩擦系數(shù)μ相關(guān)。替代地，可對(duì)路面摩擦系數(shù)μ進(jìn)行估計(jì)，并可從以下表達(dá)式(6)數(shù)學(xué)地計(jì)算所需的偏航速率校正值φrh’，使得基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’基于路面摩擦系數(shù)μ直接被補(bǔ)償。
φrh’＝μ×φr0’ ......(6)
第三，從以下表達(dá)式(7)數(shù)學(xué)地計(jì)算側(cè)滑角γ。
γ＝dγ+γ0......(7)其中γ0表示一周期之前計(jì)算的先前的側(cè)滑角，dγ表示側(cè)滑角γ相對(duì)于預(yù)定時(shí)間段的變化(變化率)，其從表達(dá)式dγ＝-φ’+(Yg/V)數(shù)學(xué)地計(jì)算出，其中φ’表示實(shí)際的偏航速率，Yg表示橫向加速度，且V表示主車輛速度。
就是說，從上述表達(dá)式dγ＝-φ’+(Yg/V)及γ＝dγ+γ0可見，側(cè)滑角變化dγ是基于實(shí)際偏航速率φ’，橫向加速度Yg，及主車輛速度V數(shù)學(xué)地計(jì)算的，此后，側(cè)滑角γ通過積分側(cè)滑變化dγ來計(jì)算。替代通過基于車輛動(dòng)態(tài)行為指示傳感器值，諸如實(shí)際偏航速率φ’，橫向加速度Yg，及主車輛速度V數(shù)學(xué)地計(jì)算來推導(dǎo)出側(cè)滑角γ(側(cè)滑角變化dγ)，可借助于基于傳感器信號(hào)值，諸如由偏航速率傳感器檢測(cè)的實(shí)際偏航速率φ’，由橫向G傳感器檢測(cè)的橫向加速度Yg，由車速傳感器檢測(cè)的主車輛速度V，由轉(zhuǎn)向角度傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)向角度δ，以及車輛型號(hào)諸如兩輪型號(hào)而對(duì)側(cè)滑角的估計(jì)，換言之借助于觀察器功能對(duì)側(cè)滑角的估計(jì)來估計(jì)和確定側(cè)滑角γ。
第四，基于所需的偏航速率校正值φrh’，確切來說是所需的橫向速度Vyc，根據(jù)以下表達(dá)式(8)即對(duì)于兩輪型號(hào)的穩(wěn)態(tài)公式，數(shù)學(xué)地計(jì)算所需的側(cè)滑角γr。
γr＝Vyc/V ......(8)其中Vyc表示所需的橫向速度，且V表示主車輛速度。以上表達(dá)式(8)中所需的橫向速度Vyc從以下表達(dá)式(9)數(shù)學(xué)地計(jì)算。
Vyc＝(Lr-Kc×V2)×φrh’ ......(9)其中Kc表示由主車輛技術(shù)規(guī)范確定的常數(shù)，Lr表示從主車輛重心到后軸的距離。以上表達(dá)式(9)中的常數(shù)Kc從以下表達(dá)式(10)數(shù)學(xué)地計(jì)算。
Kc＝(m×Lf)/(2×L×CPr)......(10)其中L表示主車輛的輪距，Lf表示從主車輛重心到前軸的距離，CPr表示后輪轉(zhuǎn)彎動(dòng)力，而m表示車輛重量(主車輛質(zhì)量)。
第五，基于實(shí)際的側(cè)滑角γ和所需的側(cè)滑角γr，通過進(jìn)一步補(bǔ)償所需偏航速率校正值φrh’來計(jì)算最終所需偏航速率φr’(參見以下表達(dá)式(11))。
φr’＝φrh’-(Kbp×dГ+kbd×ddГ) ......(11)其中dГ表示實(shí)際側(cè)滑角γ和所需的側(cè)滑角γr之間的偏離(γ-γr)，ddГ表示相對(duì)于預(yù)定的時(shí)間段諸如50毫秒側(cè)滑角的偏離dγ的變化d(γ-γr)，Kbp及Kbd表示控制增益。在所示的實(shí)施例中，控制增益Kbp及Kbd固定為各自的常數(shù)值。替代地，這些增益Kbp及Kbd可設(shè)置為依據(jù)主車輛速度確定的變量。
如以上參照?qǐng)D2步驟S9所述，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，通過補(bǔ)償所需的基準(zhǔn)偏航速率φr0’，確切地說是所需的偏航速率校正值φrh’，能夠進(jìn)行VDC控制，考慮側(cè)滑角(確切地說是實(shí)際側(cè)滑角γ和所需的側(cè)滑角γr之間的側(cè)滑角偏離dГ(＝γ-γr)，和/或側(cè)滑角偏離dГ的變化率ddГ＝d(γ-γr))，以及最終所需偏航速率φr’與實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)。具體來說，當(dāng)所需側(cè)滑角γr相對(duì)大于實(shí)際側(cè)滑角γ，即γ＜γr時(shí)，表達(dá)式(11)右側(cè)的(Kbp×dГ+kbd×ddГ)的符號(hào)，即φr’＝φrh’-(Kbp×dГ+kbd×ddГ)變?yōu)樨?fù)，因?yàn)閐Г(＝γ-γr)和ddГ(＝d(γ-γr))為負(fù)，這樣最終所需的偏航速率φr’由φr’＝φrh’+|Kbp×dГ+kbd×ddГ|表示。就是說，在γ＜γr的情形下，為了提高車輛可駕駛性或可操縱性，并由此保證易于改變車輛走向或易于轉(zhuǎn)向，最終所需偏航速率φr’趨向于增加。反之，當(dāng)所需的側(cè)滑角γr相對(duì)小于或等于實(shí)際側(cè)滑角γ，即γ≥γr時(shí)，表達(dá)式(11)右側(cè)的(Kbp×dГ+kbd×ddГ)的符號(hào)，即φr’＝φrh’-(Kbp×dГ+kbd×ddГ)變?yōu)檎?，因?yàn)閐Г(＝γ-γr)和ddГ(＝d(γ-γr))為正，這樣最終所需的偏航速率φr’由φr’＝φrh’-|Kbp×dГ+kbd×ddГ|表示。就是說，在γ≥γr的情形下，為了提高車輛可駕駛性，最終所需偏航速率φr’趨向于降低。
第六，進(jìn)行檢查以確定VDC控制是否應(yīng)當(dāng)被啟動(dòng)。實(shí)際上，將最終所需偏航速率φr’與實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ)與偏航速率偏離閾值εth比較。從表示偏航速率偏離閾值εth相對(duì)于主車輛速度V必須如何變化的預(yù)編程車速V與偏航速率偏離閾值εth之間的特性圖(未示出)來計(jì)算或檢索偏航速率偏離閾值εth。例如，在從0到預(yù)定低速值VS1’的低速范圍(0≤V≤VS1’)，偏航速率偏離閾值εth固定在預(yù)定相對(duì)高的閾值εthH。在從預(yù)定低速值VS1’到預(yù)定高速值VS2’(比VS1’高)的中速和高速范圍(VS1’＜V≤VS2’)，在主車輛速度V增加時(shí)，偏航速率偏離閾值εth逐漸降低到預(yù)定相對(duì)低的閾值εthL。在預(yù)定高速值VS2’以上的超高速范圍(VS2’＜V)，偏航速率偏離閾值εth固定在預(yù)定相對(duì)低的閾值εthL。就是說，在指示VDC控制系統(tǒng)為操作(FVDC＝1)或非操作(FVDC＝0)的VDC控制指示標(biāo)志FVDC的復(fù)位狀態(tài)(FVDC＝0)下，依據(jù)偏航速率偏離ε與偏航速率偏離閾值εth的比較結(jié)果來確定VDC控制的啟動(dòng)(接合)。具體來說，當(dāng)偏航速率偏離ε大于偏航速率偏離閾值εth，就是說|ε|＞εth，此外VDC控制系統(tǒng)保持在非操作狀態(tài)，即在FVDC＝0情形下時(shí)，ECU 8的處理器確定VDC控制應(yīng)當(dāng)被啟動(dòng)或接合。就是說，不等式|ε|＞εth意味著車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性(車輛可驅(qū)動(dòng)性和穩(wěn)定性)惡化。然后，VDC控制指示標(biāo)志FVDC設(shè)置為“1”。如果即使在FVDC＝0的條件下偏航速率偏離ε的絕對(duì)值|ε|小于或等于偏航速率偏離閾值εth(即|ε|≤εth)，VDC控制指示標(biāo)志FVDC也繼續(xù)保持在“0”。
當(dāng)在VDC控制指示標(biāo)志FVDC被置位(＝1)的條件下，偏航速率偏離ε的絕對(duì)值|ε|小于或等于偏航速率偏離閾值εth，此外側(cè)滑角γ的絕對(duì)值|γ|變得小于或等于預(yù)定的側(cè)滑角閾值γth(即|γ|≤γth)，就是說在FVDC＝1且|γ|≤γth的情形下，ECU 8的處理器確定VDC控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被轉(zhuǎn)換到非操作狀態(tài)(非接合狀態(tài))，于是VDC控制指示標(biāo)志FVDC被復(fù)位(＝0)。反之當(dāng)由FVDC＝1∩|ε|≤εth∩|γ|≤γth限定的條件不滿足時(shí)，VDC控制指示標(biāo)志FVDC保持在“1”。
當(dāng)VDC控制指示標(biāo)志FVDC被置位(＝1)，即在VDC操作狀態(tài)時(shí)，基于最終所需偏航速率φr’與實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)，從以下表達(dá)式(12)，數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV。
MsV＝Kvp×ε+kvd×dε......(12)其中Kvp和Kvd表示反饋控制增益，ε表示偏航速率偏離(φr’-φ’)，及dε表示偏航速率偏離ε相對(duì)于預(yù)定的時(shí)間段諸如50毫秒的變化。在所示的實(shí)施例中，控制增益Kvp和Kvd固定為各常數(shù)值。替代地，這些增益Kvp和Kvd可設(shè)置為依據(jù)主車速所確定的變量。
反之，當(dāng)VDC控制指示標(biāo)志FVDC復(fù)位(＝0)，即在VDC非操作狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV設(shè)置為“0”。在計(jì)算對(duì)應(yīng)于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV之后，圖2的程序從步驟S9進(jìn)到步驟S10。
在步驟10，基于對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL(通過步驟8計(jì)算)，以及對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV(通過步驟S9計(jì)算)，計(jì)算或確定最終的所需偏航力矩Ms。
具體來說，當(dāng)由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相反時(shí)，對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高的優(yōu)先級(jí)，因而對(duì)應(yīng)于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV被設(shè)置或確定為最終所需偏航力矩Ms。
反之，當(dāng)由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相同時(shí)，為了防止過度控制，同時(shí)保持通過VDC控制和LDP控制兩者獲得的效果，通過以下表達(dá)式(13)所示的所謂選擇HIGH過程，最終所需偏航力矩Ms設(shè)置或確定為VDC所需偏航力矩MsV的絕對(duì)值|MsV|與LDP所需偏航力矩MsL的絕對(duì)值|MsL|中較高的一個(gè)。
Ms＝max(|MsV|，|MsL|)......(13)從以上表達(dá)式(13)可見，當(dāng)VDC所需偏航力矩MsV與LDP所需偏航力矩MsL任何之一為“0”時(shí)，所需的偏航力矩MsV與MsL中非零的一個(gè)所需偏航力矩被選擇或確定為最終所需偏航力矩Ms。
如以上所討論的，在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相同的條件下，通過選擇HIGH過程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)確定最終所需偏航力矩Ms。替代地，最終所需偏航力矩Ms可這樣確定，即考慮對(duì)VDC所需偏航力矩MsV與LDP所需偏航力矩MsV求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)，以及偏航力矩受控變量上限Mslim，這依據(jù)主車輛轉(zhuǎn)彎程度確定，換言之偏航運(yùn)動(dòng)的程度，這一般通過由偏航速率傳感器16(功能是作為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)裝置)檢測(cè)的實(shí)際的偏航速率φ’來估計(jì)，該傳感器還作為主車輛轉(zhuǎn)彎程度檢測(cè)裝置。具體來說，從圖5中所示預(yù)編程的實(shí)際偏航速率φ’與偏航力矩受控變量上限Mslim之間的特性圖可見，偏航力矩受控變量上限Mslim是基于實(shí)際的偏航速率φ’確定或按圖檢索的。為了對(duì)最終所需偏航力矩Ms上限提供一個(gè)限制器，最終所需偏航力矩Ms可作為求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)與偏航力矩受控變量上限Mslim中較小的一個(gè)，這通過以下表達(dá)式中所示的選擇-LOW過程確定。
Ms＝min(|MsV|+|MsL|，Mslim) ......(14)從表示實(shí)際偏航速率φ’與偏航力矩受控變量上限Mslim之間的關(guān)系的圖5的φ’-Mslim特性圖可見，在從0到預(yù)定低偏航速率φ1’的低偏航速率范圍(0≤φ≤φ1’)，偏航力矩受控變量上限Mslim固定在預(yù)定相對(duì)高的偏航力矩受控變量上限MslimH。在從預(yù)定低偏航速率φ1’到預(yù)定高偏航速率φ2’(比φ1’高)的中和高偏航速率范圍(φ1’＜φ≤φ2’)，在實(shí)際偏航速率φ’增加時(shí)，偏航力矩受控變量上限Mslim逐漸降低到預(yù)定相對(duì)低的偏航力矩受控變量上限MslimL。在預(yù)定高偏航速率φ2’以上的超高偏航速率范圍(φ2’＜φ’)，偏航力矩受控變量上限Mslim固定在預(yù)定相對(duì)低的偏航力矩受控變量上限Mslim L。這樣，偏航力矩受控變量上限Mslim是基于主車輛轉(zhuǎn)彎程度，諸如實(shí)際的偏航速率φ’被設(shè)置或確定均，然后依據(jù)主車輛轉(zhuǎn)彎程度可適當(dāng)限制最終所需偏航力矩Ms。這樣，就能夠產(chǎn)生適用于主車輛轉(zhuǎn)彎程度的受控偏航力矩。
如以上所述，雖然主車輛轉(zhuǎn)彎程度(偏航運(yùn)動(dòng)程度)是通過由偏航速率傳感器16檢測(cè)的實(shí)際偏航速率φ’估計(jì)的，但主車輛轉(zhuǎn)彎程度可基于表示轉(zhuǎn)彎程度的另一狀態(tài)量，例如施加到主車輛的橫向加速度Yg來估計(jì)或確定。
作為另一種計(jì)算或確定最終所需偏航力矩Ms的方法，可考慮對(duì)相應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL以及對(duì)相應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV兩者進(jìn)行加權(quán)。具體來說，側(cè)滑角γ用作為驅(qū)動(dòng)條件指示因子。基于側(cè)滑角γ從圖6中所示預(yù)編程的側(cè)滑角γ與加權(quán)因子Ka之間的特性圖來確定或檢索加權(quán)因子Ka?；贚DP所需偏航力矩MsL，VDC所需偏航力矩MsV，以及按圖檢索的加權(quán)因子Ka，從以下表達(dá)式(15)計(jì)算或算出最終所需偏航力矩Ms。
Ms＝Ka×MsV+(1-ka)×MsL ......(15)從表示側(cè)滑角γ與加權(quán)因子Ka之間的關(guān)系的圖6的預(yù)編程γ-Ka特性圖可見，在從0到預(yù)定小的側(cè)滑角γ1的小側(cè)滑角γ范圍(0≤γ≤γ1)，加權(quán)因子Ka固定在預(yù)定最小加權(quán)因子KaL。在從預(yù)定小的側(cè)滑角γ1到預(yù)定大的側(cè)滑角γ2(比γ1高)的中和大側(cè)滑角γ范圍(γ1≤γ≤γ2)，當(dāng)側(cè)滑角γ增加時(shí)，加權(quán)因子Ka逐漸增加到預(yù)定最大加權(quán)因子KaH(＝1)。在預(yù)定的大側(cè)滑角γ2以上的超大側(cè)滑角γ范圍(γ2≤γ)，加權(quán)因子Ka固定在預(yù)定的最大加權(quán)因子KaH(＝1)。在圖6的預(yù)編程γ-Ka特性圖中，預(yù)定最小加權(quán)因子KaL設(shè)置為大約為“0.5”，因而加權(quán)因子在KaL(0.5)到KaH(＝1)的預(yù)定范圍內(nèi)變化。就是說，對(duì)于對(duì)應(yīng)于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV的加權(quán)，而不是對(duì)應(yīng)于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL的加權(quán)設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。換言之，從車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于比LDP控制更重要的VDC控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。此外，從圖6的預(yù)編程γ-Ka特性圖可見，當(dāng)側(cè)滑角γ增加時(shí)，加權(quán)因子Ka(即對(duì)于VDC控制的優(yōu)先級(jí)程度)趨于增加，就是說，對(duì)VDC控制的必要性增加。如以上所述，在考慮對(duì)應(yīng)于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL，以及對(duì)應(yīng)于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV兩者的加權(quán)的情形下(參見等式(15))，能夠依據(jù)指定給VDC控制的加權(quán)(必要性)和指定給LDP控制的加權(quán)(必要性)，更有效地優(yōu)化進(jìn)行VDC控制和LDP控制之間的配合控制。
返回圖2，在通過步驟S10計(jì)算或確定了最終所需偏航力矩Ms之后，出現(xiàn)步驟S11。
在步驟S11，基于通過步驟S1讀取的主缸壓力Pm和通過步驟S10確定的最終所需偏航力矩Ms，計(jì)算出左前，右前，左后，右后所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
具體來說，在FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0的情形下，對(duì)于前車輪制動(dòng)缸6FL和6FR的左前和右前所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL和PsFR被設(shè)置為主缸壓力Pm(參見以下表達(dá)式)，而對(duì)于后車輪制動(dòng)缸6RL和6RR的左后和右后所需車輪制動(dòng)缸壓力PsRL和PsRR被設(shè)置為后輪制動(dòng)壓力或后輪主缸壓力Pmr(參見以下表達(dá)式)，該壓力是在考慮車輪制動(dòng)缸壓力在前和后車輪制動(dòng)之間的分布，從主缸壓力Pm計(jì)算的并通常被降低。
PsFL＝PmPsFR＝PmPsRL＝PmrPsRR＝Pmr與以上相反，在VDC系統(tǒng)操作期間(FLD≠0)，確切來說當(dāng)由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0定義的條件不滿足時(shí)，基于最終所需偏航力矩Ms的大小，計(jì)算出所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。具體來說，當(dāng)最終所需偏航力矩Ms的絕對(duì)值|Ms|小于預(yù)定的所需偏航力矩閾值Msth時(shí)，(即|Ms|＜Msth)，ECU 8的處理器以這樣的方式確定每一個(gè)所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL到PsRR，即，使得只提供前和后行走車輪5RL和5RR之間的壓差。換言之，前和后行走車輪5RL和5RR之間的壓差設(shè)置為“0”。這樣，在|Ms|＜Msth 均情形下，左前與右前所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL與PsFR之間的所需前車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF，以及左后與右后所需車輪制動(dòng)缸壓力PsRL與PsRR之間的所需后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsR，被如下確定。
ΔPsF＝0ΔPsR＝2×KbR×|Ms|/T......(16)
其中KbR表示預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)，用來把后車輪制動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為后車輪制動(dòng)缸壓力，T表示后車輪輪轍(或后車輪輪距)。在所示的實(shí)施例中，后車輪輪距T設(shè)置為與前車輪輪距相同。
反之，當(dāng)最終所需偏航力矩Ms的絕對(duì)值|Ms|大于或等于預(yù)定的閾值Msth時(shí)，(即|Ms|≥Msth)，ECU 8的處理器以這樣的方式確定每一個(gè)所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL到PsRR，即，使得既提供前行走輪5FL和5FR之間的壓差又提供后行走輪5RL和5RR之間的壓差。這種情形下，所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR由以下表達(dá)式(17)和(18)表示。
ΔPsF＝2×KbF×(|Ms|-Msth)/T ......(17)ΔPsR＝2×KbR×Msth/T......(18)其中KbF表示預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)，用來將前車輪制動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為前車輪制動(dòng)缸壓力，KbR表示預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)，用來將后車輪制動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換為后車輪制動(dòng)缸壓力，表達(dá)式(17)的T和表達(dá)式(18)的T表示前和后車輪中的前和后車輪輪距相同，且Msth表示預(yù)定的所需偏航力矩閾值。
在|Ms|≥Msth的情形下，設(shè)置所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR時(shí)，該實(shí)施例的系統(tǒng)實(shí)際上基于以上表達(dá)式(17)和(18)確定所需前和后制動(dòng)流體壓力差ΔPsF和ΔPsR。替代通過生成所需前和后車輪制動(dòng)流體壓力差ΔPsF和ΔPsR而產(chǎn)生對(duì)于VDC控制或LDP控制所需的偏航力矩受控變量，所需偏航力矩可只通過所需前車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF產(chǎn)生。這種情形下，所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR從以下表達(dá)式(19)獲得。
ΔPsR＝0ΔPsF＝2×KbF×|Ms|/T......(19)因而，當(dāng)最終所需偏航力矩Ms為負(fù)值(Ms＜0)，換言之主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向左偏離時(shí)，為了產(chǎn)生向右驅(qū)轉(zhuǎn)主車輛所需的偏航力矩向量的分量，所需左前車輪制動(dòng)缸壓力PsFL設(shè)置為主缸壓力Pm，所需右前車輪制動(dòng)缸壓力PsFR設(shè)置為主缸壓力Pm與所需前車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF之和(Pm+ΔPsF)，所需左后車輪制動(dòng)缸壓力PsRL設(shè)置為后輪主缸壓力Pmr，所需右后車輪制動(dòng)缸壓力PsRR設(shè)置為后輪主缸壓力Pmr與所需后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsR之和(Pmr+ΔPsR)(參見以下表達(dá)式(20))。
PsFL＝PmPsFR＝Pm+ΔPsFPsRL＝PmrPsRR＝Pmr+ΔPsR......(20)反之，當(dāng)最終所需偏航力矩Ms為正值(Ms≥0)，換言之主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向右偏離時(shí)，為了產(chǎn)生向左驅(qū)轉(zhuǎn)主車輛所需的偏航力矩向量的分量，所需左前車輪制動(dòng)缸壓力PsFL設(shè)置為主缸壓力Pm與所需前車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF之和(Pm+ΔPsF)，所需右前車輪制動(dòng)缸壓力PsFR設(shè)置為主缸壓力Pm，所需左后車輪制動(dòng)缸壓力PsRL設(shè)置為后輪主缸壓力Pmr與所需后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsR之和(Pmr+ΔPsR)，且所需右后車輪制動(dòng)缸壓力PsRR設(shè)置為后輪主缸壓力Pmr(參見以下表達(dá)式(21))。
PsFL＝Pm+ΔPsFPsFR＝PmPsRL＝Pmr+ΔPsRPsRR＝Pmr......(21)此后，在步驟S12，在主車輛有可能趨向于偏離當(dāng)前駕駛車道且LDP控制可操作(FLD≠0)的特定條件下，如以下詳述的那樣數(shù)學(xué)地計(jì)算所需驅(qū)動(dòng)扭矩Trqds。在所示的實(shí)施例中，在由FLD≠0及Fcancel＝0所定義的特定條件下，即使當(dāng)加速器踏板由駕駛者踏壓時(shí)，通過逐減地補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，車輛加速度也被降低或被抑制。具體來說，在FLD≠0及Fcancel＝0的情形下，所需驅(qū)動(dòng)扭矩Trqds從以下表達(dá)式計(jì)算。
Trqds＝f(Acc)-g(Ps)其中f(Acc)是通過步驟S1讀取的加速器開度Acc的函數(shù)，且提供函數(shù)f(Acc)是為了計(jì)算基于加速器開度Acc確定的、并且是加速主車輛需要的所需驅(qū)動(dòng)扭矩，g(Ps)是在偏航力矩控制(VDC控制或LDP控制)期間產(chǎn)生的、所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR的和Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)的函數(shù)，且提供函數(shù)g(Ps)是為了計(jì)算基于求和的所需車輪制動(dòng)缸壓力差Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)確定的所需制動(dòng)扭矩。
因而，當(dāng)標(biāo)志FLD及Fcancel處于由FLD≠0(即FLD＝1或-1)及Fcancel＝0定義的狀態(tài)，并這樣執(zhí)行LDP控制時(shí)，通過基于求和的所需車輪制動(dòng)缸壓力差Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)所生成的制動(dòng)扭矩來降低發(fā)動(dòng)機(jī)力矩輸出。
反之，當(dāng)標(biāo)志FLD及Fcancel處于由FLD＝0和/或Fcancel＝1定義的狀態(tài)時(shí)，只基于加速主車輛需要的驅(qū)動(dòng)扭矩分量確定所需驅(qū)動(dòng)扭矩Trqds(參見以下表達(dá)式)。
Trqds＝f(Acc)在步驟S13，對(duì)應(yīng)于通過S11計(jì)算的所需左前，右前，左后，右后車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR的命令信號(hào)從ECU 8的輸入接口向液壓調(diào)節(jié)器7輸出，同時(shí)通過步驟S12計(jì)算的對(duì)應(yīng)于所需驅(qū)動(dòng)扭矩Trqds的命令信號(hào)從ECU 8的輸出接口輸出到驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12。這樣，該時(shí)間觸發(fā)中斷程序的一個(gè)循環(huán)(由本實(shí)施例系統(tǒng)執(zhí)行的偏航力矩控制程序)終止并返回預(yù)定的主程序。
根據(jù)圖2所示的控制程序，當(dāng)車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|變得大于或等于預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC而駕駛者沒有改變車道意圖時(shí)，ECU 8確定主車輛處于車道偏離狀態(tài)，這樣主車輛從當(dāng)前主車輛駕駛車道偏離就有增加的趨勢(shì)(參見步驟S6)。因而，基于差(|XS|-XC)計(jì)算LDP所需偏航力矩MsL(對(duì)應(yīng)于LDP控制的受控變量)(參見表達(dá)式(3)與步驟S8)。然后，當(dāng)最終所需偏航速率φr’與實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)超過偏航速率偏離閾值εth時(shí)，ECU 8確定VDC控制應(yīng)當(dāng)被啟動(dòng)以提高驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性。因而，基于偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量VDC的所需偏航力矩MsV(參見表達(dá)式(12)與步驟S9)。
當(dāng)由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相反時(shí)，對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)，因而對(duì)應(yīng)于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV設(shè)置或確定為最終所需偏航力矩Ms(參見步驟S10)。此后，這樣控制制動(dòng)力(即對(duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)缸壓力)，以使得獲得最終所需偏航力矩Ms，其被設(shè)置為VDC所需偏航力矩MsV。
反之，當(dāng)由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相同時(shí)，為了防止過度控制，同時(shí)保持通過VDC控制和LDP控制兩者獲得的效果，通過由Ms＝max(|MsV|，|MsL|)定義的選擇HIGH過程，VDC所需偏航力矩MsV的絕對(duì)值|MsV|與LDP所需偏航力矩MsL的絕對(duì)值|MsL|中的較高的一個(gè)被設(shè)置或確定為最終所需偏航力矩Ms(參見表達(dá)式(13)與步驟S10)。此后，這樣控制制動(dòng)力(即對(duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)缸壓力)，以使得獲得最終所需偏航力矩Ms，這是通過Ms＝max(|MsV|，|MsL|)所定義的選擇-HIGH過程選擇的。
以下參照?qǐng)D7A-7D說明能夠執(zhí)行圖2程序的本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備的操作細(xì)節(jié)。
如圖7A所示，假設(shè)在左轉(zhuǎn)彎期間主車輛有過度轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)(過度轉(zhuǎn)向行為)，此外LDP控制系統(tǒng)確定主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道(向右)偏離。在這一條件下，如果沒有來自方向指示器開關(guān)20的信號(hào)輸出，并且駕駛者沒有改變車道的意圖，則警告系統(tǒng)23從車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|大于或等于預(yù)定警告標(biāo)準(zhǔn)閾值Xw時(shí)起經(jīng)過稍微時(shí)間延遲進(jìn)入操作。這樣，警告信號(hào)AL從ECU 8的輸出接口向警告系統(tǒng)23輸出，這樣，向駕駛者傳遞關(guān)于增加的主車輛車道偏離趨勢(shì)的視覺和/或聽覺警告信號(hào)。此后，當(dāng)由于正車道偏離估計(jì)值XS從預(yù)定警告標(biāo)準(zhǔn)閾值Xw進(jìn)一步增加，車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|變得大于或等于正車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC時(shí)，ECU 8確定主車輛從當(dāng)前行駛車道向右偏離的趨勢(shì)增加。因而，車道改變指示標(biāo)志FLC復(fù)位為“0”，因?yàn)榉较蛑甘酒鏖_關(guān)20沒有由駕駛者操縱。同時(shí)，車道偏離判定標(biāo)志FLD設(shè)置為“-1”，因?yàn)橹鬈囕v向右偏離。此外，如果車道偏離估計(jì)值XS的波動(dòng)率小，即在|XS(n-1)-XS(n)|＜LXS情形下，LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel被復(fù)位為“0”(參見圖2的S7)?；诓顋XS|-XC，計(jì)算LDP所需偏航力矩MsL(參見表達(dá)式(3)與圖2步驟S8)。反之，如果車道偏離估計(jì)值XS的波動(dòng)率大，即在|XS(n-1)-XS(n)|≥LXS且這樣的車道偏離估計(jì)值XS趨向于不連續(xù)波動(dòng)的情形下，LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel被設(shè)置為“1”(參見圖2的S7)。例如，假設(shè)由于從白色車道標(biāo)志不能被CCD相機(jī)13檢測(cè)并因此車道偏離估計(jì)值XS暫時(shí)被設(shè)置為“0”的狀態(tài)，向白色車道標(biāo)志能夠被CCD相機(jī)13檢測(cè)的狀態(tài)過渡，車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|超過預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC。在這種情形下，如果車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|的大小比較大，則基于車道偏離估計(jì)值XS的LDP所需偏航力矩MsL可被確定為比較大的偏航力矩。這樣，該比較大的偏航力矩趨向于不能預(yù)見地施加到主車輛，從而駕駛者可能感到不舒服。然而，根據(jù)本實(shí)施例的控制系統(tǒng)，在|XS(n-1)-XS(n)|≥LXS的情形下，即當(dāng)ECU 8確定或預(yù)測(cè)車道偏離估計(jì)值XS的波動(dòng)率，換言之即有效施加到主車輛的偏航力矩(對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量)的波動(dòng)率大時(shí)，LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel被設(shè)置為“1”，于是LDP控制被禁止，這樣避免了由于未不能預(yù)見的大的偏航力矩使駕駛者感到不舒服。
另一方面，在VDC控制系統(tǒng)中，基于轉(zhuǎn)向角度δ和主車輛速度V從預(yù)定的V-δ-φr0’特性圖檢索基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’(參見圖4)。此后，基于橫向加速度Yg(確切地說是基于偏航速率極限φlim’)對(duì)基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’進(jìn)行補(bǔ)償，該橫向加速度Yg被看作等價(jià)于路面摩擦系數(shù)，以便檢索所需偏航速率校正值φrh’。就是說，橫向加速度Yg越小，換言之路面摩擦系數(shù)越小，則所需偏航速率被限制在越小的值。此外，基于實(shí)際側(cè)滑角γ與所需側(cè)滑角γr之間的偏離dГ(＝γ-γr)補(bǔ)償基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’，確切地說是所需偏航速率校正值φrh’。換言之，所需偏航速率以這樣的方式被逐減地補(bǔ)償，即，其降低值達(dá)對(duì)應(yīng)于側(cè)滑角偏離dГ與側(cè)滑角偏離dГ相對(duì)于預(yù)定時(shí)間段的變化ddГ之和(參見表達(dá)式(11))。當(dāng)通過先述對(duì)基準(zhǔn)所需偏航速率φr0’的補(bǔ)償獲得的最終所需偏航速率φr’，與實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)大于偏航速率偏離閾值εth，即|ε|＞εth時(shí)，ECU 8確定車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性惡化。這樣，基于偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)從表達(dá)式MsV＝Kvp×ε+kvd×dε數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV(參見步驟S9)。這時(shí)，如從圖7A示意圖可見，LDP控制系統(tǒng)的偏航力矩控制的方向是向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)方向(參見由圖7A虛線指示的箭頭)，而VDC控制系統(tǒng)的偏航力矩控制的方向是避免過度轉(zhuǎn)動(dòng)的方向(參見由圖7A實(shí)線指示的箭頭)。就是說，虛線指示的LDP控制的受控變量(所控偏航力矩)的指向不同于由實(shí)線指示的VDC控制的受控變量的指向，這樣，在該實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中配有的ECU 8操作，以對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高的優(yōu)先級(jí)，因而VDC所需偏航力矩MsV確定為最終所需偏航力矩Ms。這樣控制制動(dòng)力(即用于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)缸壓力)，以使得獲得VDC所需偏航力矩MsV。其結(jié)果是，避免過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)所需的適當(dāng)偏航力矩有效地施加到主車輪，從而有效抑制了不希望有的過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)。同時(shí)，主車輛速度通過被產(chǎn)生用來達(dá)到VDC所需偏航力矩MsV的制動(dòng)力而被適當(dāng)降低。此外，由于在對(duì)VDC控制比LDP設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)控制之前剛剛執(zhí)行的用于LDP的受控變量，能夠通過基于LDP所需偏航力矩MsL生成的制動(dòng)扭矩來降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出，于是降低主車輛的速度。如以上所討論，在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相反時(shí)，對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。這樣，即使由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向相反，也能夠防止用于LDP控制的受控變量(MsL)與用于VDC控制的受控變量(MsV)彼此抵消，從而提高了車輛驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性。如上所討論，在左轉(zhuǎn)彎期間主車輛具有過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)，并且LDP控制系統(tǒng)確定主車輛趨于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道(向右)偏離的條件下，對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。這樣，雖并不能更令人滿意地避免主車輛從當(dāng)前駕駛車道偏離，然而能夠更可靠地穩(wěn)定主車輛的動(dòng)態(tài)行為，這比防止主車輛車道偏離更重要。
如圖7B所示，假設(shè)在左轉(zhuǎn)彎期間主車輛有過度轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)，并且LDP控制系統(tǒng)確定主車輛趨向于當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)車道(向左)偏離。從圖7B的示意圖可見，LDP控制系統(tǒng)的偏航力矩控制方向是向外轉(zhuǎn)彎的方向(參見由圖7B虛線所示箭頭)，同時(shí)VDC控制系統(tǒng)的偏航力矩控制方向是避免過度轉(zhuǎn)向的方向，即向外轉(zhuǎn)彎的方向(參見由圖7B實(shí)線所示箭頭)。就是說，由虛線指示的LDP控制的受控變量(受控偏航力矩)的指向與由實(shí)線指示的VDC控制的受控變量的指向相同，于是通過選擇HIGH過程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)，VDC所需偏航力矩MsV的絕對(duì)值|MsV|與LDP所需偏航力矩MsL的絕對(duì)值|MsL|中較大的一個(gè)被確定為最終所需偏航力矩Ms(參見表達(dá)式(13)與步驟S10)。這樣控制制動(dòng)力(即對(duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)缸壓力)，以使得獲得最終所需偏航力矩Ms，這是通過選擇-HIGH過程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)選擇的。在圖7B所示的車輛動(dòng)態(tài)行為中，當(dāng)主車輛具有強(qiáng)的過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)時(shí)，對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV被選擇為最終所需偏航力矩Ms，因而這樣控制對(duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)力，以使得獲得通過選擇-HIGH過程選擇的VDC所需偏航力矩Ms，此外通過生成和有效控制的制動(dòng)扭矩能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出，于是降低主車輛速度。因而，強(qiáng)的過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)能夠被有效抑制。這時(shí)，因?yàn)镸s＝max(|MsV|，|MsL|)＝|MsV|(≥MsL)，能夠產(chǎn)生大于LDP所需偏航力矩MsL的偏航力矩，并因而能夠充分防止主車輛車道偏離趨勢(shì)。此外，選擇-HIGH過程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)＝|MsV|有效地防止了過度控制，于是允許適當(dāng)大小的偏航力矩有效地施加到主車輛，同時(shí)防止偏航力矩對(duì)主車輛的過度施加。結(jié)果是，能夠避免主車輛過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)和車道偏離趨勢(shì)兩者。反之，當(dāng)主車輛車道偏離趨勢(shì)比主車輛過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)強(qiáng)時(shí)，對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL選擇為最終所需偏航力矩Ms，因而這樣控制對(duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)力，以使得獲得LDP所需偏航力矩MsL，此外，可以通過基于LDP所需偏航力矩MsL產(chǎn)生的制動(dòng)扭矩來降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。這樣，通過LDP所需偏航力矩MsL能夠有效防止主車輛車道偏離。這時(shí)，因?yàn)镸s＝max(|MsV|，|MsL|)＝|MsL|(≥MsV)，故能夠產(chǎn)生大于VDC所需偏航力矩MsV的偏航力矩，并因而能夠充分避免過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)以及車道偏離趨勢(shì)。
如圖7C所示，假設(shè)在左轉(zhuǎn)彎期間主車輛有轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)(轉(zhuǎn)向不足行為)，此外LDP控制系統(tǒng)確定主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道(向右)偏離。從圖7C的示意圖可見，LDP控制系統(tǒng)的偏航力矩控制方向是向內(nèi)轉(zhuǎn)彎的方向(參見由圖7C虛線所示箭頭)，同時(shí)VDC控制系統(tǒng)的偏航力矩控制方向是避免轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向不足的方向，即向內(nèi)轉(zhuǎn)彎的方向(參見由圖7C實(shí)線所示箭頭)。就是說，由虛線指示的LDP控制的受控變量(受控偏航力矩)的指向與由實(shí)線指示的VDC控制的受控變量的指向相同，于是通過選擇HIGH過程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)，VDC所需偏航力矩MsV的絕對(duì)值|MsV|與LDP所需偏航力矩MsL的絕對(duì)值|MsL|中較高的一個(gè)被確定為最終所需偏航力矩Ms(參見表達(dá)式(13)與步驟S10)。這樣控制制動(dòng)力(即對(duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)缸壓力)，以使得獲得最終所需偏航力矩Ms，其通過選擇-HIGH過程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)選擇，此外，通過生成和有效控制的制動(dòng)扭矩能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。這樣，就能夠充分有效地抑制車輛的轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)和車道偏離趨勢(shì)兩者。
如圖7D所示，假設(shè)在左轉(zhuǎn)彎期間主車輛有轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)，并且LDP控制系統(tǒng)確定主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道(向左)偏離。從圖7D的示意圖可見，LDP控制系統(tǒng)的偏航力矩控制方向是向外轉(zhuǎn)彎的方向(參見由圖7D虛線所示箭頭)，同時(shí)VDC控制系統(tǒng)的偏航力矩控制方向是避免轉(zhuǎn)向不足的方向，即向內(nèi)轉(zhuǎn)彎的方向(參見由圖7D實(shí)線所示箭頭)。就是說，由虛線指示的LDP控制的受控變量(受控偏航力矩)的指向與由實(shí)線指示的VDC控制的受控變量的指向相反，于是對(duì)用于VDC控制的受控變量(MsV)比對(duì)用于LDP控制的受控變量(MsL)設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。這樣控制制動(dòng)力(即對(duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的車輪制動(dòng)缸壓力)，以使得獲得所需偏航力矩MsV。結(jié)果，能夠充分有效地抑制轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)，并同時(shí)通過生成和有效控制的制動(dòng)力使主車輛減速，并還能通過該生成和有效控制的制動(dòng)扭矩降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。于是，雖不能夠充分有效地抑制主車輛車道偏離趨勢(shì)，然而卻能夠降低車道偏離程度。
如以上所討論，即使當(dāng)LDP控制系統(tǒng)和VDC控制系統(tǒng)同時(shí)操作，也能夠避免LDP-VDC控制干擾，該控制干擾使得用于LDP控制的受控變量(MsL)與用于VDC控制的受控變量(MsV)彼此相抵消，或避免產(chǎn)生過度受控變量，換言之車輛動(dòng)態(tài)行為的過度變化的過度控制。就是說，能夠執(zhí)行圖2程序的本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備能夠最優(yōu)地實(shí)現(xiàn)LDP控制與VDC控制之間的配合控制。
在出現(xiàn)從LDP控制系統(tǒng)與VDC控制系統(tǒng)同時(shí)操作的狀態(tài)向著車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|變得比預(yù)定車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC小的狀態(tài)過渡時(shí)，車道偏離判定標(biāo)志FLD設(shè)置為“0”，于是LDP所需偏航力矩MsL設(shè)置為“0”。結(jié)果，VDC所需偏航力矩MsV確定為最終所需偏航力矩Ms?？刂茖?duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的制動(dòng)力，以便獲得最終所需偏航力矩Ms，該力矩設(shè)置為VDC所需偏航力矩MsV。從時(shí)間的觀點(diǎn)而言，產(chǎn)生抑制過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)所需的偏航力矩，并從而能夠快速使車輛動(dòng)態(tài)行為穩(wěn)定。
反之，在出現(xiàn)從LDP控制系統(tǒng)與VDC控制系統(tǒng)同時(shí)操作的狀態(tài)向?qū)嶋H偏航速率φ’充分接近最終所需偏航速率φr’，并且側(cè)滑角γ變得小于或等于預(yù)定側(cè)滑角閾值γth的狀態(tài)過渡時(shí)，VDC控制指示標(biāo)志FVDC設(shè)置為“0”。結(jié)果，VDC所需偏航力矩MsV設(shè)置為“0”，于是LDP所需偏航力矩MsL確定為最終所需偏航力矩Ms?？刂茖?duì)于前與后行駛車輪5FL，5FR，5RL，5RR的制動(dòng)力，以便獲得最終所需偏航力矩Ms，該力矩設(shè)置為L(zhǎng)DP所需偏航力矩MsL。從時(shí)間的觀點(diǎn)而言，產(chǎn)生了防止主車輛車道偏離趨勢(shì)所需的偏航力矩，并從而能夠快速防止主車輛偏離當(dāng)前駕駛車道。
在這一條件下，如果ECU 8確定沒有必要既進(jìn)行LDP控制又進(jìn)行VDC控制，則用于LDP控制的受控變量(MsL)和用于VDC控制的受控變量(MsV)兩者都設(shè)置為“0”。其結(jié)果是，最終所需偏航力矩Ms設(shè)置為“0”。于是，沒有基于偏航力矩控制(LDP控制和/或VDC控制)生成的制動(dòng)力，此外沒有由于偏航力矩控制而出現(xiàn)的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的限制。
當(dāng)在車輛駕駛駕駛者為了改變車道或避免主車輛與位于前面的物體或前方的處于駕駛狀態(tài)的車輛碰撞而接通方向指示器開關(guān)20并且此后車輛人工轉(zhuǎn)彎時(shí)，方向指示器開關(guān)信號(hào)WS和車道偏離估計(jì)值XS的符號(hào)(即基于轉(zhuǎn)向角度δ的轉(zhuǎn)向方向)彼此相同。因而，ECU 8的處理器確定主車輛處于駕駛者有改變車道的意圖的車道改變狀態(tài)，于是車道改變指示標(biāo)志FLC設(shè)置為“1”。在FLC＝1的條件下，即使車道偏離判定標(biāo)志FLD變?yōu)樵O(shè)置到“+1”或“-1”，或甚至當(dāng)車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|變得大于或等于預(yù)定車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC時(shí)，車道偏離判定標(biāo)志FLD也被迫復(fù)位到“0”。因而，當(dāng)主車輛隨駕駛者有改變車道的意向而趨向于從當(dāng)前駕駛車道偏離時(shí)，能夠禁止LDP控制。
如以上參照?qǐng)D7A-7D詳細(xì)討論的，本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備的操作和效果在左轉(zhuǎn)彎期間四個(gè)不同的車輛動(dòng)態(tài)行為下進(jìn)行了示意說明。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，在其它車輛動(dòng)態(tài)行為下，諸如右轉(zhuǎn)彎或直線向前駕駛期間，也能夠保證相同的操作和效果。
在執(zhí)行圖2的控制程序的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中，步驟S1-S8的算法和/或邏輯操作用作為車道偏離防止(LDP)裝置。步驟S9的過程用作為車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制(VDC)裝置或車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制裝置。步驟S10-S13的處理用作配合控制裝置。包含在配合控制裝置中的步驟S10-S13，步驟S10的過程的一部分，這是確定主車輛是否從當(dāng)前駕駛車道向外轉(zhuǎn)彎方向或向內(nèi)轉(zhuǎn)彎方向偏離所需的，其用為車輛驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)裝置。為計(jì)算最終所需偏航邏輯Ms所需的步驟S10的過程的其它部分用作為配合控制受控變量計(jì)算裝置。步驟S11的過程用作為制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力分布裝置，通過其確定制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力在各行駛車輪之間的分布。CCD相機(jī)13，信號(hào)控制器14，偏航速率傳感器16及車速傳感器22FL，22FR，22RL，22RR用作為主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置。
現(xiàn)在參見圖8，其中示出對(duì)圖2所示控制程序作出某些修改的第一修改控制程序。圖8所示的第一修改控制程序也是作為時(shí)間觸發(fā)中斷程序執(zhí)行的，其在每一預(yù)定采樣時(shí)間段諸如10毫秒被觸發(fā)。圖8所示的第一修改控制程序類似于圖2的控制程序，區(qū)別在于，包含在圖2中所示程序中的步驟S4和S10被包含在圖8中所示的第一修改程序中的步驟S4a和S10a代替，以及在圖8的第一修改程序內(nèi)進(jìn)一步增加了步驟S8’。這樣，為了比較這兩個(gè)不同的中斷程序，用來在圖2所示的程序中指示各步驟的相同的步驟號(hào)碼將用于在圖8所示的第一修改控制程序中所使用的對(duì)應(yīng)的步驟號(hào)碼。以下將參照附圖詳細(xì)討論步驟S4a，S8’和S10a，同時(shí)步驟S1-S3，S5-S9，S11-S13的細(xì)節(jié)說明將省略，因?yàn)閷?duì)它們的說明是不言自明的。
根據(jù)圖8的第一修改控制程序，通過步驟S1讀取來自發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛開關(guān)和傳感器、驅(qū)動(dòng)扭矩控制器12及相機(jī)控制器14的輸入信息，通過步驟S2計(jì)算主車輛車速V，然后通過步驟S3從表達(dá)式XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X計(jì)算車道偏離估計(jì)值XS。此后，出現(xiàn)步驟S4a。
在步驟S4a，進(jìn)行檢查以基于駕駛者操縱變量，具體來說是轉(zhuǎn)向扭矩Tstr、加速器開度Acc、和/或主缸壓力Pm，確定駕駛者偏離車道的意圖的水平是否高。當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩Tstr、加速器開度Acc和/或主缸壓力Pm的至少之一大于或等于其閾值時(shí)，ECU 8的處理器確定駕駛者有意圖執(zhí)行車道偏離操作，于是駕駛者偏離車道的意圖的水平是高的。在這種情形下，意圖水平高標(biāo)志Fhi設(shè)置為“1”。反之，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩Tstr、加速器開度Acc和主缸壓力Pm都小于它們的閾值時(shí)，ECU 8的處理器確定，駕駛者偏離車道的意圖的水平不高，于是意圖水平高標(biāo)志Fhi復(fù)位為“0”。例如，人工作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向扭矩Tstr的大小可借助于附加在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的扭矩傳感器(未示出)直接檢測(cè)。轉(zhuǎn)向扭矩Tstr加速器開度Acc和主缸壓力Pm的閾值可被確定為預(yù)定的固定值。替代地，這些閾值也可作為依據(jù)主車輛速度V變化的變量。先前討論的駕駛者的意圖水平的確定(即意圖水平高標(biāo)志Fhi的設(shè)置或復(fù)位)也能夠應(yīng)用于對(duì)駕駛者改變車道的意圖的確定(即車道改變指示標(biāo)志FLC的置位或復(fù)位，換言之，駕駛者改變車道的意圖有或無)。例如，當(dāng)意圖水平高標(biāo)志Fhi被置位(Fhi＝1)或方向指示器開關(guān)20接通時(shí)，車道改變指示標(biāo)志FLC可置位為“1”。反之，當(dāng)意圖水平高標(biāo)志Fhi復(fù)位(Fhi＝0)且方向指示器開關(guān)20斷開時(shí)，車道改變指示標(biāo)志FLC可被復(fù)位為“0”。
此后，在步驟S5，基于車道偏離估計(jì)值絕對(duì)值|XS|和預(yù)定的警告標(biāo)準(zhǔn)Xw的比較結(jié)果，ECU 8確定是否應(yīng)當(dāng)向駕駛者傳送關(guān)于增加的主車輛車道偏離趨勢(shì)的視覺和/或聽覺警告信號(hào)。然后，在步驟S6，基于車道偏離估計(jì)值XS與預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC比較結(jié)果，ECU 8確定主車輛是否有從當(dāng)前駕駛車道偏離的增加的趨勢(shì)。此外，通過步驟S6，當(dāng)意圖水平高標(biāo)志Fhi復(fù)位(Fhi＝0)且車道偏離估計(jì)值絕對(duì)值|XS|大于或等于預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC時(shí)，車道偏離判定標(biāo)志FLD置位為“1”。此后，在步驟S7，基于車道偏離估計(jì)值XS的波動(dòng)率(即|XS(n-1)-XS(n)|)與預(yù)定的閾值LXS比較的結(jié)果，ECU 8確定LDP控制是否應(yīng)當(dāng)被啟動(dòng)。在|XS(n-1)-XS(n)|＜LXS的情形下，ECU 8確定車道偏離估計(jì)值XS是連續(xù)的，于是控制禁止標(biāo)志Fcancel復(fù)位為“0”。此后，控制程序從步驟S7進(jìn)到步驟S8，基于車道偏離估計(jì)值XS和預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)于LDP控制所需的偏航力矩MsL，即LDP所需偏航力矩。步驟S8之后，出現(xiàn)步驟S8’。
在步驟S8’，在LDP控制系統(tǒng)和VDC控制系統(tǒng)同時(shí)操作并且已對(duì)VDC控制給定優(yōu)先級(jí)的條件下，數(shù)學(xué)地計(jì)算通過LDP控制達(dá)到的用于車輛減速控制的所需減速速率Xgs。更具體來說，當(dāng)通過步驟S6確定車道偏離判定標(biāo)志FLD的狀態(tài)為FLD≠0，通過步驟S7確定LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel為Fcancel＝0，由此由FLD≠0和Fcancel＝0定義的條件被同時(shí)滿足時(shí)，從以下表達(dá)式(22)計(jì)算所需減速速率Xgs。反之，當(dāng)由FLD≠0定義的條件或由Fcancel＝0定義的條件不滿足時(shí)，所需減速速率Xgs確定為“0”。
Xgs＝-Kg1×Kg2×(|XS|-XC)......(22)
其中Kg1表示由主車輛技術(shù)規(guī)范確定的預(yù)定常數(shù)，Kg2表示依據(jù)主車輛速度V變化的比例增益或可變?cè)鲆?。增益Kg2是從圖9的預(yù)編程車速V與增益Kg2的特性圖中計(jì)算或檢索的，該圖表示增益Kg2相對(duì)于主車輛速度V必須如何改變。從圖9的預(yù)編程特性圖可看出，在從0到預(yù)定低速V1的低速范圍(0≤V≤V1)，增益Kg2固定在預(yù)定相對(duì)高的增益KgH。在從預(yù)定低速值V1到預(yù)定高速值V2(比V1高)的中速和高速范圍(V1＜V≤V2)，當(dāng)主車輛速度V增加時(shí)，增益Kg2逐漸降低到預(yù)定相對(duì)低的增益KgL。在預(yù)定高速值V2以上的超高速范圍(V2＜V)，增益Kg2固定在預(yù)定相對(duì)低增益KgL。
然后，在步驟S9，基于最終所需偏航速率φr’與由偏航速率傳感器16檢測(cè)并從作用于主車輛的偏航力矩所得到的實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)，以及側(cè)滑角γ(稍后說明)，數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)應(yīng)于用于VDC控制受控變量的VDC所需的偏航力矩MsV。在步驟S9之后，步驟出現(xiàn)S10a。
在步驟S10a，基于對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的所需偏航力矩MsL(通過步驟S8計(jì)算)，對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV(通過步驟S9計(jì)算)，基于來自發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛傳感器的傳感器信號(hào)所確定驅(qū)動(dòng)條件，以及表示駕駛者偏離車道的意圖水平是高(Fhi＝1)還是低(Fhi＝0)的意圖水平高標(biāo)志Fhi，計(jì)算或確定最終所需偏航力矩Ms。驅(qū)動(dòng)條件用來估計(jì)或確定主車輛轉(zhuǎn)彎期間是否趨向于從當(dāng)前駕駛車道向內(nèi)側(cè)車道或向外側(cè)車道偏離。具體來說，基于當(dāng)前駕駛車道的曲率β和車道偏離估計(jì)值XS來確定驅(qū)動(dòng)條件。當(dāng)由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符號(hào))相反，并且LDP控制系統(tǒng)基于檢測(cè)出的驅(qū)動(dòng)條件確定主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰的外側(cè)車道偏離時(shí)，就是說，當(dāng)右轉(zhuǎn)彎期間主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向左偏離時(shí)，或當(dāng)左轉(zhuǎn)彎期間主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向右偏離時(shí)，對(duì)VDC控制而不是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)，于是，對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV確定為最終所需偏航力矩Ms。同時(shí)，當(dāng)主車輛轉(zhuǎn)彎期間趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離時(shí)，ECU 8確定車輛減速控制應(yīng)當(dāng)通過LDP控制執(zhí)行。
反之，當(dāng)由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符號(hào))相反，并且LDP控制系統(tǒng)確定主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰的內(nèi)側(cè)車道偏離時(shí)，就是說，當(dāng)右轉(zhuǎn)彎期間主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向右偏離時(shí)，或者當(dāng)左轉(zhuǎn)彎期間主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向左偏離時(shí)，ECU 8進(jìn)而考慮指示駕駛者偏離車道意圖水平的意圖水平高標(biāo)志Fhi，并基于通過步驟S4a被置位或復(fù)位的意圖水平高標(biāo)志Fhi確定應(yīng)當(dāng)對(duì)VDC控制還是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。當(dāng)意圖水平高標(biāo)志Fhi設(shè)置為“1”即Fhi＝1時(shí)，ECU 8確定主車輛趨向于按駕駛者改變車道的意圖從當(dāng)前駕駛車道偏離。在Fhi＝1的情形下，對(duì)VDC控制而不是對(duì)LDP控制給予優(yōu)先級(jí)，因而對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV被設(shè)置為最終所需偏航力矩Ms。反之，當(dāng)意圖水平高標(biāo)志Fhi復(fù)位為“0”即Fhi＝0時(shí)，對(duì)LDP控制而不是對(duì)VDC控制給予優(yōu)先級(jí)，因而對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL被設(shè)置為最終所需偏航力矩Ms。如以上所討論，在Fhi＝0情形下，對(duì)LDP控制給予優(yōu)先級(jí)，因而ECU 8確定不必通過LDP控制系統(tǒng)執(zhí)行車輛減速控制，由此用于車輛減速控制的所需減速速率Xgs被設(shè)置為“0”。即Xgs＝0。
與以上相反，當(dāng)由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符號(hào))相同時(shí)，通過由Ms＝max(|MsV|，|MsL|)定義的選擇HIGH過程，VDC所需偏航力矩MsV的絕對(duì)值|MsV|與LDP所需偏航力矩MsL的絕對(duì)值|MsL|中較高的一個(gè)被設(shè)置或確定為最終所需偏航力矩Ms。當(dāng)LDP所需偏航力矩MsL的絕對(duì)值|MsL|高于VDC所需偏航力矩MsV的絕對(duì)值|MsV|，并因而確定LDP所需偏航力矩MsL的絕對(duì)值|MsL|為最終所需偏航力矩Ms且對(duì)LDP控制比對(duì)VDC控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，ECU 8確定不必通過LDP控制執(zhí)行車輛減速控制，因而所需減速速率Xgs設(shè)置為“0”。反之，當(dāng)確定VDC所需偏航力矩MsV的絕對(duì)值|MsV|為最終所需偏航力矩Ms，并對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，ECU 8確定不必通過LDP控制執(zhí)行車輛減速控制，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^VDC控制抑制主車輛從當(dāng)前駕駛車道偏離。這樣，所需減速速率Xgs設(shè)置為“0”。這樣，已通過步驟S10a確定了最終所需偏航力矩Ms，此后出現(xiàn)步驟S11。在步驟S11，基于通過步驟S1讀取的主缸壓力Pm和通過步驟S10a確定的最終所需偏航力矩Ms，計(jì)算所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
就是說，在FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0的情形下，左前和右前所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL和PsFR設(shè)置為主缸壓力Pm(參見以下表達(dá)式)，而左后和右后所需車輪制動(dòng)缸壓力PsRL和PsRR設(shè)置為后輪主缸壓力Pmr(參見以下表達(dá)式)。
PsFL＝PmPsFR＝PmPsRL＝PmrPsRR＝Pmr與以上相反，在VDC系統(tǒng)操作期間(FVDC≠0)，確切來說當(dāng)由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0定義的條件不滿足時(shí)，基于通過步驟S10a確定的最終所需偏航力矩Ms的大小，計(jì)算出所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。具體來說，當(dāng)通過步驟S10a確定的最終所需偏航力矩Ms的絕對(duì)值|Ms|小于預(yù)定的所需偏航力矩閾值Msth時(shí)，(即|Ms|＜Msth)，ECU 8的處理器確定每一所需車輪制|動(dòng)缸壓力PsFL到PsRR，以使得只提供前和后車輪5RL和5RR之間的壓差。換言之，前行駛車輪5FL和5FR之間的壓差設(shè)置為“0”。這樣，在|Ms|＜Msth的情形下，所需前車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF，以及所需后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsR，從表達(dá)式ΔPsF＝0與ΔPsR＝2×KbR×|Ms|/T計(jì)算(參見表達(dá)式(16))。
反之，當(dāng)通過步驟S10a確定的最終所需偏航力矩Ms的絕對(duì)值|Ms|大于或等于預(yù)定的閾值Msth時(shí)，(即|Ms|≥Msth)，ECU 8的處理器確定每一所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL到PsRR，以使得既提供前行走輪5FL和5FR之間的壓差又提供后行走輪5RL和5RR之間的壓差。這種情形下，所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR由表達(dá)式ΔPsF＝2×KbF×(|Ms|-Msth)/T與ΔPsR＝2×KbR×Msth/T表示(參見表達(dá)式(17)和(18))。
在|Ms|≥Msth的情形下設(shè)置所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR時(shí)，執(zhí)行圖8控制程序的該系統(tǒng)實(shí)際上基于以上表達(dá)式(17)和(18)確定所需前和后制動(dòng)流體壓力差ΔPsF和ΔPsR。替代通過生成所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR而產(chǎn)生用于VDC控制或LDP控制所需的偏航力矩受控變量，所需偏航力矩可只通過所需前車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF產(chǎn)生。這種情形下，所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR從表達(dá)式ΔPsR＝0與ΔPsF＝2×KbF×|Ms|/T獲得(參見表達(dá)式(19))。以這種方式，已計(jì)算出所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR。然后，基于通過步驟S8’計(jì)算的、以便借助于LDP控制實(shí)現(xiàn)車輛減速控制的所需的減速速率Xgs，從以下表達(dá)式(23)數(shù)學(xué)地計(jì)算受控流體壓力Pxgs。
Pxgs＝Kxgs×Xgs ......(23)其中Kxgs表示由主車輛技術(shù)規(guī)范確定的一預(yù)定的常數(shù)。
此后，基于所需前和后車輪制動(dòng)缸壓力差ΔPsF和ΔPsR以及如下的主缸壓力Pm計(jì)算所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
這時(shí)，當(dāng)通過步驟S10a確定的最終所需偏航力矩Ms為負(fù)值(Ms＜0)，換言之主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向左偏離時(shí)，為了產(chǎn)生向右驅(qū)轉(zhuǎn)主車輛所需的偏航力矩向量的分量，從以下表達(dá)式(24)確定和計(jì)算所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
PsFL＝Pm+PxgsPsFR＝Pm+Pxgs+ΔPsFPsRL＝Pmr+PxgsPsRR＝Pmr+Pxgs+ΔPsR......(24)反之，當(dāng)通過步驟S10a確定的最終所需偏航力矩Ms為正值(Ms≥0)，換言之主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向右偏離時(shí)，為了產(chǎn)生向左驅(qū)轉(zhuǎn)主車輛所需的偏航力矩向量的分量，從以下表達(dá)式(25)確定和計(jì)算所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR。
PsFL＝Pm+Pxgs+ΔPsFPsFR＝Pm+PxgsPsRL＝Pmr+Pxgs+ΔPsRPsRR＝Pmr+Pxgs ......(25)此后，通過步驟S12，以上述相同的方式數(shù)學(xué)地計(jì)算所需驅(qū)動(dòng)扭矩Trqds。具體來說，在FLD≠0和Fcancel＝0的情形下，從表達(dá)式Trqds＝f(Acc)-g(Ps)計(jì)算所需驅(qū)動(dòng)扭矩Trqds。這樣，通過基于對(duì)應(yīng)于一個(gè)所需制動(dòng)扭矩的函數(shù)g(Ps)生成的制動(dòng)扭矩能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出，該所需制動(dòng)扭矩是基于求和的所需車輪制動(dòng)缸壓力差Ps(＝ΔPsF+ΔPsR)確定的。此后，通過步驟S13，對(duì)應(yīng)于通過步驟S11計(jì)算的所需車輪制動(dòng)缸壓力PsFL，PsFR，PsRL，PsRR的命令信號(hào)從ECU 8的輸入接口向液壓調(diào)節(jié)器7輸出，同時(shí)通過步驟S12計(jì)算的對(duì)應(yīng)于所需驅(qū)動(dòng)扭矩Trqds的命令信號(hào)從ECU 8的輸出接口輸出到驅(qū)動(dòng)扭矩控制單元12。這樣，時(shí)間觸發(fā)中斷程序的一個(gè)循環(huán)(圖8所示的偏航力矩控制程序)終止并且預(yù)定的主程序被返回。
執(zhí)行圖8的第一修改控制程序的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備能夠提供與圖2所示實(shí)施例相同的操作和效果。就是說，即使當(dāng)LDP控制系統(tǒng)和VDC控制系統(tǒng)同時(shí)操作，也能夠避免LDP-VDC控制干擾，該控制干擾使得用于LDP控制的受控變量(MsL)與用于VDC控制的受控變量(MsV)彼此相抵消，或避免產(chǎn)生極端受控變量，換言之車輛動(dòng)態(tài)行為的極端變化的過度控制。能夠執(zhí)行圖8第一修改程序的本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，能夠最優(yōu)實(shí)現(xiàn)LDP控制與VDC控制之間的配合控制。
以下參照?qǐng)D10A-10D說明能夠執(zhí)行圖8的第一修改程序的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備的操作的細(xì)節(jié)。
假設(shè)主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離，此外由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符號(hào))相反。圖10A表示車輛動(dòng)態(tài)行為的一例，從該示意圖可見，主車輛在左轉(zhuǎn)彎期間具有過度轉(zhuǎn)向行為，且主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道(向右)偏離，根據(jù)能夠執(zhí)行圖8的第一修改程序的該設(shè)備，該集成的偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備(包含VDC控制系統(tǒng)和LDP控制系統(tǒng))這樣操作，以使得對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)，此外通過由LDP控制系統(tǒng)執(zhí)行的車輛減速控制，產(chǎn)生基于車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|和預(yù)定車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC之間的差(|XS|-XC)所確定的制動(dòng)力，并將該制動(dòng)力施加到主車輛(參見圖10A虛線所指箭頭)。從而，給予VDC控制優(yōu)先級(jí)(參見VDC所需偏航力矩MsV，其對(duì)應(yīng)于圖10A中實(shí)線所示的用于VDC控制的受控變量)。利用如圖10A中實(shí)線所示的VDC所需偏航力矩MsV對(duì)主車輛的施加，能夠有效地滿意地把不希望有的車輛行為(不希望的過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì))控制到中性轉(zhuǎn)向，這樣提高了車輛的穩(wěn)定性。除了以上之外，如圖10A中虛線所示，同時(shí)產(chǎn)生基于差(|XS|-XC)的制動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)車輛減速控制并防止車道偏離。因而，執(zhí)行圖8的第一修改程序的設(shè)備能夠連續(xù)實(shí)現(xiàn)附加的效果(防止車道偏離)，同時(shí)對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)，這樣，可有效降低或抑制主車輛相對(duì)于駕駛車道的車道偏離程度。
由能夠執(zhí)行圖8的第一修改程序的設(shè)備實(shí)現(xiàn)的圖10B和10C中所示的控制動(dòng)作，等同于由能夠執(zhí)行圖2的控制程序的設(shè)備實(shí)現(xiàn)的圖7B和7C中所示的動(dòng)作。
假設(shè)主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道偏離，此外，由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相反。圖10D表示車輛動(dòng)態(tài)行為的一例，從該示意圖可見，主車輛在左轉(zhuǎn)彎期間具有轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)，且主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道(向左)偏離，該集成的偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備(包含VDC控制系統(tǒng)和LDP控制系統(tǒng))進(jìn)行操作，以便基于駕駛者的受操縱變量，諸如轉(zhuǎn)向扭矩Tstr，加速器開度Acc，和/或主缸壓力Pm來確定駕駛者對(duì)于車道偏離的意圖水平是否高。當(dāng)意圖水平高標(biāo)志Fhi被置位(Fhi＝1)，就是說主車輛趨向于按駕駛者改變車道的意圖從當(dāng)前駕駛車道偏離時(shí)，對(duì)VDC控制而不是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。反之，當(dāng)駕駛者對(duì)于車道偏離的意圖水平低且意圖水平高標(biāo)志Fhi被復(fù)位(Fhi＝0)，但是主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道偏離時(shí)，對(duì)LDP控制而不是對(duì)VDC控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。如圖10D所示，當(dāng)在左轉(zhuǎn)彎期間主車輛具有轉(zhuǎn)向不足行為條件下，駕駛者對(duì)車道偏離的意圖水平高，即Fhi＝1，并且主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道(向左)偏離時(shí)，對(duì)VDC控制給予優(yōu)先級(jí)，從而保證提高的車輛可駕駛性或可操縱性(換言之，易于改變車輛方向或易于轉(zhuǎn)彎)而不是車輛穩(wěn)定性，由此主車輛的動(dòng)態(tài)行為能夠易于按駕駛者的意圖掌握。反之，當(dāng)在左轉(zhuǎn)彎期間主車輛具有轉(zhuǎn)向不足行為的條件下駕駛者沒有改變車道的意圖，駕駛者偏離車道的意圖水平低，即Fhi＝0，且主車輛趨向于從當(dāng)前駕駛車道向相鄰內(nèi)側(cè)車道(向左)偏離時(shí)，對(duì)LDP控制設(shè)置優(yōu)先級(jí)，從而有效地避免非有意的車道偏離。
在所示的實(shí)施例中，當(dāng)轉(zhuǎn)向扭矩Tstr，加速器開度Acc和主缸壓力Pm中至少之一大于或等于其閾值時(shí)，駕駛者偏離車道的意圖的水平高，于是意圖水平高標(biāo)志Fhi設(shè)置為“1”。替代使用轉(zhuǎn)向扭矩Tstr，加速器開度Acc和主缸壓力Pm與其閾值之間的比較結(jié)果，可基于駕駛者操縱變量(Tstr，Acc，Pm)的時(shí)間變化率來確定駕駛者對(duì)車道偏離的意圖的水平。另外，可基于其它的駕駛者操縱變量確定駕駛者對(duì)車道偏離的意圖的水平，這些變量諸如是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度或制動(dòng)踏板踏壓量，或是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度的時(shí)間變化率或制動(dòng)踏板踏壓量的時(shí)間變化率。替代的，可通過對(duì)來自駕駛者圖象處理裝置(或駕駛者圖象處理器)諸如CCD相機(jī)的圖象數(shù)據(jù)的圖象處理，作出疏忽駕駛或駕駛者已入睡狀態(tài)的判定。駕駛者對(duì)偏離車道的意圖的水平可基于來自駕駛者圖象處理裝置的圖象數(shù)據(jù)來確定。通過使用駕駛者圖象處理裝置，諸如CCD相機(jī)，能夠更迅速地連續(xù)檢測(cè)駕駛者對(duì)偏離車道的意圖的水平高還是低。在這種情形下，除了作為提供主車輛前面的圖象處理數(shù)據(jù)的外部識(shí)別傳感器的CCD相機(jī)13之外(如圖1和11所示)，必須添加作為駕駛者圖象的處理裝置一個(gè)附加的CCD相機(jī)13。在ECU 8基于來自諸如CCD相機(jī)圖象處理裝置的圖象數(shù)據(jù)確定駕駛者對(duì)偏離車道的意圖水平低的情形下，能夠更迅速地對(duì)LDP控制設(shè)置較高的優(yōu)先級(jí)，于是更迅速有效地降低或抑制主車輛相對(duì)于駕駛車道的車道偏離程度。
替代地，駕駛者的操縱變量，諸如轉(zhuǎn)向扭矩Tstr，加速器開度Acc，和/或主缸壓力Pm，以及來自圖象處理裝置(CCD相機(jī)13)的圖象數(shù)據(jù)可用來確定駕駛者對(duì)偏離車道的意圖水平。
在所示的實(shí)施例中，ECU 8基于駕駛者對(duì)偏離車道的意圖水平來確定應(yīng)當(dāng)對(duì)VDC控制還是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。另外，當(dāng)ECU 8確定駕駛者對(duì)車道偏離的意圖的水平低(Fhi＝0)時(shí)，對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL可被適當(dāng)調(diào)節(jié)。
在執(zhí)行圖8的第一修改控制程序的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備(集成偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備)中，液壓調(diào)節(jié)器7用作為制動(dòng)力產(chǎn)生裝置。圖8的步驟S4a的過程用作為駕駛者意圖水平檢測(cè)裝置，用于確定駕駛者對(duì)車道偏離的意圖的水平。檢測(cè)作為駕駛者操縱變量的轉(zhuǎn)向扭矩Tstr，加速器開度Acc和/或主缸壓力Pm所需的步驟S4a的過程的一部分，用作為操縱變量檢測(cè)裝置。
現(xiàn)在參見圖11，其中示出一修改的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備(或修改的集成偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備)106，其能夠在VDC控制與LDP控制之間進(jìn)行配合控制。圖11中，為了簡(jiǎn)化公開起見，用來指示圖1和2中所示實(shí)施例中元件的相同標(biāo)號(hào)，將用于在圖11的修改的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中使用的對(duì)應(yīng)的元件，同時(shí)相同標(biāo)號(hào)的細(xì)節(jié)說明將被省略，因?yàn)橐陨蠈?duì)它們的說明是不言自明的。圖11中，標(biāo)號(hào)102表示轉(zhuǎn)向軸，標(biāo)號(hào)103表示轉(zhuǎn)向裝置，標(biāo)號(hào)104表示電子受控轉(zhuǎn)向致動(dòng)器，標(biāo)號(hào)113表示車速傳感器，標(biāo)號(hào)114表示導(dǎo)航系統(tǒng)，標(biāo)號(hào)115表示轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器，以及116表示電子控制單元(ECU)。轉(zhuǎn)向盤21通過轉(zhuǎn)向軸102和轉(zhuǎn)向裝置103機(jī)械連接到左前和右前行走輪5FL和5FR。轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104產(chǎn)生一軸向轉(zhuǎn)向扭矩，其施加到轉(zhuǎn)向軸102。替代使用基于制動(dòng)力致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，圖11所示的修改的車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)(或修改的集成偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備)106包括基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(或自動(dòng)轉(zhuǎn)向扭矩施加系統(tǒng))。帶有轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104的修改的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備(修改的集成偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備)106響應(yīng)于來自ECU 116的控制命令信號(hào)被控制。圖11的ECU 116的結(jié)構(gòu)類似于圖1的ECU 8，于是將省略ECU 116的細(xì)節(jié)說明。ECU 116的處理器執(zhí)行圖12所示的第二修改的控制程序，該程序?qū)D2所示控制程序進(jìn)行了某些修改。圖12所示的第二修改的控制程序也作為時(shí)間觸發(fā)中斷程序執(zhí)行，該程序每隔諸如10毫秒的預(yù)定采樣時(shí)間段被觸發(fā)。圖12所示的第二修改的控制程序類似于圖2的控制程序，不同之處在于，包含在圖2所示的程序中的步驟S11，S12，S13被包含在圖12所示的第二修改的控制程序中的步驟S10’和S13a替代。這樣，為了比較這兩個(gè)不同的中斷程序，用來指示圖2中所示程序的步驟的相同的步驟標(biāo)號(hào)，將用于圖12中所示第二修改的控制程序中對(duì)應(yīng)的步驟號(hào)碼。以下將參照附圖詳細(xì)說明步驟S10’和S13a，而步驟S1-S10的詳細(xì)說明將省略，因?yàn)橐陨蠈?duì)它們的說明是不言自明的。
簡(jiǎn)而言之，根據(jù)圖12中所示的第二修改的程序，通過步驟S1讀取來自發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛開關(guān)和傳感器，驅(qū)動(dòng)扭矩控制器12及相機(jī)控制器14的輸入信息，通過步驟S2計(jì)算主車速V，然后通過步驟S3從表達(dá)式XS＝Tt×V×(φ+Tt×V×β)+X計(jì)算車道偏離估計(jì)值XS。在步驟S4，ECU116基于輸入信息數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，以確定駕駛者對(duì)車道改變的意圖存在或不存在。在步驟S5，ECU 116基于車道偏離估計(jì)值XS的大小作出判定，以向駕駛者傳送關(guān)于增加的主車輛車道偏離趨勢(shì)的視覺和/或聽覺警告信號(hào)。當(dāng)車道偏離估計(jì)值XS的絕對(duì)值|XS|大于或等于預(yù)定車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC時(shí)，ECU 116確定主車輛從當(dāng)前駕駛車道偏離的趨勢(shì)增加(參見步驟S6)。在步驟S7，ECU 116基于車道偏離判定標(biāo)志FLD與車道偏離估計(jì)值XS的歷史數(shù)據(jù)做出判定，以確定LDP控制是否應(yīng)當(dāng)被啟動(dòng)。當(dāng)ECU 116確定LDP控制應(yīng)當(dāng)被啟動(dòng)時(shí)，數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL(參見步驟8)。在步驟S9，基于最終所需偏航速率φr’與實(shí)際偏航速率φ’之間的偏航速率偏離ε(＝φr’-φ’)以及側(cè)滑角γ，數(shù)學(xué)地計(jì)算對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV。在步驟S10，基于對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL以及對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV，確定最終的所需偏航力矩Ms。此后，步驟S10’出現(xiàn)。
在步驟S10’，ECU 116的處理器基于最終所需偏航力矩Ms，同時(shí)考慮車道偏離判定標(biāo)志FLD，VDC控制指示標(biāo)志FVDC，以及LDP控制禁止標(biāo)志Fcancel的狀態(tài)，計(jì)算或確定所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr。具體來說，當(dāng)滿足由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝1定義的條件時(shí)，換言之，ECU 116確定不必通過VDC控制和LDP控制產(chǎn)生偏航力矩時(shí)，所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr設(shè)置為“0”。反之，當(dāng)滿足由FLD＝0或Fcancel＝1及FVDC＝0定義的條件時(shí)，基于最終所需偏航力矩Ms，通過以下表達(dá)式(26)所示的所謂選擇MIDDLE過程來計(jì)算所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr。
Tsstr＝mid(-Tsstr-max，-K1s×Ms，+Tsstr-max) ......(26)其中-Tsstr-max表示所需附加轉(zhuǎn)向扭矩的負(fù)極限，+Tsstr-max表示所需附加轉(zhuǎn)向扭矩的正極限，K1s表示由主車輛技術(shù)規(guī)范確定的預(yù)定的轉(zhuǎn)換因子。以上討論的選擇MIDDLE過程Tsstr＝mid(-Tsstr-max，-K1s×Ms，+Tsstr-max)意味著選擇三個(gè)值，即-Tsstr-max，-K1s×Ms，+Tsstr-max的中間值。從表達(dá)式(26)可見，所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr可被限制為在預(yù)定的負(fù)極限-Tsstr-max與預(yù)定的正極限+Tsstr-max之間存在的一個(gè)值。
在能夠執(zhí)行圖12的第二修改程序的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中，所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr作為反饋控制的一受控變量被計(jì)算或確定。替代地，所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr可被這樣估計(jì)和或確定，以便使用車輛基準(zhǔn)模型實(shí)現(xiàn)主車輛所需的橫向位移(所需的橫向偏離)或所需側(cè)滑角。在通過步驟S10’確定了所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr后，出現(xiàn)步驟S13a。
在步驟S13a，對(duì)應(yīng)于通過步驟S10’計(jì)算或確定或估計(jì)的所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr的命令信號(hào)從ECU 116的輸入接口輸出到轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104。這樣，時(shí)間觸發(fā)中斷程序(圖12的第二修改程序)的一個(gè)循環(huán)終止，且預(yù)定的主程序被返回。
根據(jù)圖12的第二修改程序，當(dāng)ECU 116確定必須通過VDC控制或LDP控制產(chǎn)生偏航力矩受控變量(最終所需偏航力矩Ms)時(shí)，能夠計(jì)算或估計(jì)對(duì)應(yīng)于最終所需偏航力矩Ms的所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr。然后，轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104這樣操作，以便通過轉(zhuǎn)向控制使實(shí)際的附加轉(zhuǎn)向扭矩(即，軸向轉(zhuǎn)向扭矩)更接近于所需附加轉(zhuǎn)向扭矩Tsstr。結(jié)果，對(duì)應(yīng)于最終所需偏航力矩的偏航力矩能夠施加到主車輛。
如以上所述，執(zhí)行圖12的第二修改的控制程序的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備能夠提供與圖2中所示實(shí)施例相同的操作和效果。在圖11和12所示的系統(tǒng)中，使用轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104，而不是使用液壓調(diào)節(jié)器7對(duì)主車輛施加偏航力矩，于是能夠產(chǎn)生所需的偏航力矩，而不使主車輛減速，并且不會(huì)使駕駛者感覺到不舒服的車輛減速。
如前所述，圖11和12所示的第二改型是在圖1和2所示的設(shè)備中用基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)代替基于制動(dòng)力致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)修改而來。以類似的方式，通過用基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)代替基于制動(dòng)力致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，另一改型可從圖8中所示的設(shè)備生成并修改而來。這種情形下，優(yōu)選地，借助于作為制動(dòng)力產(chǎn)生裝置的液壓調(diào)節(jié)器7生成的各行走輪5FL-5RR的制動(dòng)力可依據(jù)受控流體壓力Pxgs來調(diào)節(jié)，該壓力是基于通過LDP控制實(shí)現(xiàn)車輛減速控制需要的所需減速速率Xgs來計(jì)算的(參見步驟S8’)。
在圖10和11中所示的修改的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備(或修改的集成偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備)106中，裝備有包含轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104的基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，VDC控制和LDP控制都是通過轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104實(shí)現(xiàn)的。替代地，可只通過包含液壓調(diào)節(jié)器7的基于制動(dòng)力致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)獲得VDC控制，而LDP控制可只通過包含轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104的基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)獲得。或者，VDC控制可只通過包含轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104的基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)獲得，而LDP控制可只通過包含液壓調(diào)節(jié)器7的基于制動(dòng)力致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)獲得。就是說，基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和基于制動(dòng)力致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的第一系統(tǒng)是與VDC控制相關(guān)聯(lián)的，而第二系統(tǒng)與LDP控制相關(guān)聯(lián)。這種情形下，當(dāng)必須對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，用于第一系統(tǒng)的受控變量必須這樣調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生最終所需偏航力矩Ms。反之，當(dāng)必須對(duì)LDP控制比對(duì)VDC控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，用于第二系統(tǒng)的受控變量必須這樣調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生最終所需偏航力矩Ms。此外，如前參照表達(dá)式(14)以及圖5中的預(yù)定的實(shí)際偏航速率φ’與偏航力矩受控變量上限Mslim之間的特性圖所述，考慮VDC所需偏航力矩MsV與LDP所需偏航力矩MsL的所需偏航力矩之和Mssum(＝MsV+MsL)以及依據(jù)主車輛轉(zhuǎn)彎程度確定的偏航力矩受控變量上限Mslim，可確定最終所需偏航力矩Ms。這種情形下，對(duì)VDC所需偏航力矩MsV及LDP所需偏航力矩MsL作出的補(bǔ)償最好不改變兩個(gè)受控變量MsV與MsL的比率，以使得求和的所需偏航力矩不超過上限Mslim，從而產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)腣DC控制受控變量MsV’和補(bǔ)償?shù)腖DP控制受控變量MsL’。此外，當(dāng)對(duì)VDC控制而不是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，必須基于補(bǔ)償?shù)腣DC控制受控變量MsV’調(diào)節(jié)第一系統(tǒng)的受控變量。反之，當(dāng)對(duì)LDP控制而不是對(duì)VDC控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，必須基于補(bǔ)償?shù)腖DP控制受控變量MsL’調(diào)節(jié)第二系統(tǒng)的受控變量。此外，如前面參照表達(dá)式(15)及圖6中所示的預(yù)編程側(cè)滑角γ與加權(quán)因子Ka之間的特性圖所描述的，考慮對(duì)VDC控制的加權(quán)(即Ka)及對(duì)LDP控制的加權(quán)(1-Ka)，可確定最終所需偏航力矩Ms。考慮檢索的加權(quán)因子Ka，確定加權(quán)的VDC所需偏航力矩MsV”(＝Ka×MsV)及加權(quán)的LDP所需偏航力矩MsL”(＝(1-Ka)×MsL)。然后，當(dāng)對(duì)VDC控制而不是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，必須基于加權(quán)的VDC所需偏航力矩MsV”(＝Ka×MsV)調(diào)節(jié)第一系統(tǒng)的受控變量。反之，當(dāng)對(duì)LDP控制而不是對(duì)VDC控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)時(shí)，必須基于加權(quán)的LDP所需偏航力矩MsL”(＝(1-Ka)×MsL)調(diào)節(jié)第二系統(tǒng)的受控變量。
在執(zhí)行圖12的第二修改程序的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備(集成偏航運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備106)中，自動(dòng)轉(zhuǎn)向扭矩施加系統(tǒng)106的轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104用作為轉(zhuǎn)向扭矩施加裝置。圖12的步驟S10的過程用作為配合控制受控變量計(jì)算裝置。步驟S10’的過程用作為轉(zhuǎn)向扭矩所需值調(diào)節(jié)裝置或所需轉(zhuǎn)向扭矩值調(diào)節(jié)裝置。
在所示的實(shí)施例中，預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC固定到一預(yù)定的常數(shù)值。實(shí)際上，每一駕駛車道的車道寬度L不是固定的。這樣，預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC可以是一變量，其依據(jù)每一駕駛車道的車道寬度L確定。如圖11中所示，通過對(duì)來自CCD相機(jī)13的圖象數(shù)據(jù)的圖象處理，或采用導(dǎo)航系統(tǒng)114通過抽取作為圖象數(shù)據(jù)的關(guān)于當(dāng)前駕駛車道車道寬度的輸入信息，能夠獲得車道寬度L本身。這種情形下，作為變量的預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC可從以下表達(dá)式(27)計(jì)算。
XC＝min{(L/2-Lc/2)，0.8} ......(27)其中Lc表示主車輛寬度，L表示車道寬度。從以上表達(dá)式(27)可見，預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC通過所謂的選擇-LOW過程選擇值(L/2-Lc/2)與0.8中較低者獲得。
替代地，在裝有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)高速公路的情形下，通過主車輛與包含在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的路上網(wǎng)絡(luò)(或路上傳感器)之間的相互通信獲得并接收的距離數(shù)據(jù)(L/2-XS)，可用作為關(guān)于預(yù)定車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC的估計(jì)值的輸入信息。
從以上描述可見，本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備包括一驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)部分(或驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)裝置)，該部分檢測(cè)或估計(jì)或確定主車輛在轉(zhuǎn)彎期間是否趨向于從駕駛車道向內(nèi)側(cè)車道偏離，或向外側(cè)車道偏離。該控制設(shè)備還裝有配合控制部分(或配合控制裝置)，該部分基于檢測(cè)到的主車輛驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，在由LDP控制系統(tǒng)進(jìn)行的防止車道偏離控制與由VDC控制系統(tǒng)進(jìn)行的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制(車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制)之間進(jìn)行配合控制。因而，考慮到主車輛驅(qū)動(dòng)狀態(tài)能夠有效地進(jìn)行配合控制。
此外，在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相反的情形下，對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)，因而能夠更可靠地穩(wěn)定主車輛的動(dòng)態(tài)行為，這比防止主車輛車道偏離更重要。
在采用基于制動(dòng)力致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中，裝設(shè)液壓調(diào)節(jié)器7(制動(dòng)力產(chǎn)生裝置)是為了與駕駛者對(duì)制動(dòng)踏板的踏壓無關(guān)地產(chǎn)生制動(dòng)力。當(dāng)在轉(zhuǎn)彎期間在對(duì)VDC控制而不是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)條件下主車輛趨向于從駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離時(shí)，配合控制裝置通過控制借助于制動(dòng)力產(chǎn)生裝置(液壓調(diào)節(jié)器7)施加到每一行走輪的制動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)偏航運(yùn)動(dòng)控制。能夠提供附加的效果，即防止車道偏離，同時(shí)對(duì)由VDC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。
此外，配合控制裝置還使用意圖水平檢測(cè)部分(或意圖水平檢測(cè)裝置)，該部分檢測(cè)或確定駕駛者對(duì)車道偏離(或車道改變)的意圖水平是高(Fhi＝1)或低(Fhi＝0)。該配合控制裝置基于駕駛者對(duì)車道偏離的意圖水平執(zhí)行LDP控制與VDC控制之間的配合控制。就是說，能夠依據(jù)駕駛者對(duì)車道偏離(或車道改變)意圖的存在或不存在而執(zhí)行配合控制。
此外，在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相反的條件下，當(dāng)判定駕駛者偏離車道的意圖水平高(Fhi＝1)，并且轉(zhuǎn)彎期間驅(qū)動(dòng)條件檢測(cè)裝置檢測(cè)出主車輛趨向于從駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離時(shí)，配合控制裝置對(duì)VDC控制而不是對(duì)LDP控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。反之，在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相反的條件下，當(dāng)判定駕駛者對(duì)偏離車道的意圖水平低(Fhi＝0)，并且轉(zhuǎn)彎期間驅(qū)動(dòng)條件檢測(cè)裝置檢測(cè)出主車輛趨向于從駕駛車道向相鄰?fù)鈧?cè)車道偏離時(shí)，配合控制裝置對(duì)LDP控制而不是對(duì)VDC控制設(shè)置較高優(yōu)先級(jí)。這樣，當(dāng)判定主車輛趨向于隨駕駛者對(duì)車道偏離(或車道改變)的意圖從駕駛車道偏離時(shí)，利用被賦予較高優(yōu)先級(jí)的VDC控制能夠提高車輛可駕駛性或操縱性，于是保證了車輛行進(jìn)方向易于改變或易于轉(zhuǎn)彎。反之，當(dāng)判定駕駛者沒有對(duì)車道偏離(或車道改變)的意圖而主車輛趨向于從駕駛車道偏離時(shí)，利用被賦予較高優(yōu)先級(jí)的LDP控制能夠防止不希望有的車道偏離。這樣，能夠考慮到駕駛者對(duì)車道偏離或車道改變的意圖的有或無而實(shí)現(xiàn)配合控制。
還提供了一個(gè)操縱變量檢測(cè)器(或操縱變量檢測(cè)裝置)，用于檢測(cè)駕駛者操縱變量，諸如轉(zhuǎn)向扭矩Tstr，加速器開度Acc和/或主缸壓力Pm。由操縱變量檢測(cè)裝置檢測(cè)的駕駛者操縱變量(Tstr，Acc和/或Pm)與其閾值之間比較的結(jié)果或這些操縱變量(Tstr，Acc和/或Pm)的時(shí)間變化率與其閾值之間比較的結(jié)果被用來確定駕駛者對(duì)車道偏離(或車道改變)的意圖水平是高(Fhi＝1)還是低(Fhi＝0)。這樣，能夠容易地可靠地檢測(cè)或確定駕駛者對(duì)車道偏離(或車道改變)的意圖水平。
當(dāng)在本實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中進(jìn)一步包括圖象處理裝置諸如CCD相機(jī)13，以便基于來自該圖象處理裝置的圖象數(shù)據(jù)檢測(cè)駕駛者對(duì)車道偏離的意圖水平時(shí)，能夠更快速而連續(xù)地檢測(cè)駕駛者對(duì)車道偏離或車道改變的意圖的水平，這樣，基于借助于該圖象處理裝置諸如CCD相機(jī)更準(zhǔn)確而連續(xù)地檢測(cè)的駕駛者意圖水平，可實(shí)現(xiàn)更為優(yōu)化的高精度配合控制。
此外，在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向(即LDP所需偏航力矩MsV的符號(hào))相同的情形下，通過選擇HIGH過程Ms＝max(|MsV|，|MsL|)選擇對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV與對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsL之中較高的一個(gè)作為最終所需偏航力矩Ms，于是有效地防止了過度控制，由此允許適當(dāng)大小的偏航力矩有效施加到主車輛，同時(shí)防止對(duì)主車輛過度地施加偏航力矩。
在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相同的條件下，考慮VDC所需偏航力矩MsV與LDP所需偏航力矩MsV求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)以及考慮依據(jù)主車輛轉(zhuǎn)彎程度確定的偏航力矩受控變量上限Mslim來確定最終所需偏航力矩Ms，在這種情形下，配合控制裝置能夠使得求和的所需偏航力矩Mssum(＝MsV+MsL)不超過上限Mslim。于是，可以避免過度控制，即對(duì)于偏航力矩控制的極端受控變量，同時(shí)保證了由LDP控制和VDC控制獲得的效果。這種情形下，偏航力矩受控變量上限Mslim依據(jù)主車輛轉(zhuǎn)彎程度被可變地確定，該轉(zhuǎn)彎程度通過轉(zhuǎn)彎程度檢測(cè)器或轉(zhuǎn)彎程度檢測(cè)裝置，諸如偏航速率傳感器16來檢測(cè)。
在由VDC控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即VDC所需偏航力矩MsV的符號(hào))與由LDP控制生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向(即LDP所需偏航力矩MsL的符號(hào))相同的條件下，考慮把對(duì)應(yīng)于用于LDP控制的受控變量的LDP所需偏航力矩MsV與對(duì)應(yīng)于用于VDC控制的受控變量的VDC所需偏航力矩MsV兩者進(jìn)行加權(quán)，從而確定最終所需偏航力矩Ms，在這種情形下，利用加權(quán)的VDC所需偏航力矩Ka×MsV與加權(quán)的LDP所需偏航力矩(1-Ka)×MsL能夠最優(yōu)地平衡通過VDC控制和LDP控制獲得的效果，并有效防止過度控制。
LDP控制部分(或LDP控制裝置)還包括一個(gè)主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)部分(或主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置)，其用于至少檢測(cè)主車輛速度V，主車輛偏航角度φ，主車輛相對(duì)于主車輛駕駛車道中心軸的橫向偏離X，及主車輛駕駛車道的曲率β。基于由該主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)來估計(jì)或確定車道偏離估計(jì)值XS，換言之未來橫向偏離的估計(jì)值。車道偏離的方向和車道偏離的可能性(或趨勢(shì))都是基于車道偏離估計(jì)值XS估計(jì)或確定的。車道偏離估計(jì)值XS與其預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC之間比較的結(jié)果被用來確定車道偏離是否有增加的趨勢(shì)，由此保證對(duì)增加的車道偏離趨勢(shì)更精確的判定。而且，LDP控制裝置基于由主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)(V，φ，X，β)來估計(jì)或確定車道偏離估計(jì)值XS?；谲嚨榔x估計(jì)值XS與預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)XC之間的差(Xs-Xc)來計(jì)算LDP所需偏航力矩MsL，于是適當(dāng)?shù)乇苊饬酥鬈囕v從駕駛車道偏離。
當(dāng)判定存在主車輛車道偏離的可能性時(shí)，LDP控制裝置基于來自主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)左和右行走輪的每一個(gè)計(jì)算制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量，以使得沿避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩。當(dāng)判定主車輛可駕駛性或可操縱性降低時(shí)，VDC控制裝置對(duì)左和右行走輪的每一個(gè)計(jì)算制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量，以使得沿車輛前進(jìn)的方向產(chǎn)生一偏航力矩。反之，當(dāng)判定主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性降低時(shí)，VDC控制裝置對(duì)左和右行走輪的每一個(gè)計(jì)算制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量，以使得沿增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩。另一方面，配合控制裝置包括一個(gè)配合控制受控變量計(jì)算部分(或配合控制受控變量計(jì)算裝置)，其用于通過在由LDP控制裝置計(jì)算的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量與由VDC控制裝置計(jì)算的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量之間進(jìn)行配合控制來計(jì)算配合控制制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量。該配合控制裝置還包括一個(gè)制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力分布調(diào)節(jié)部分(或制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力分布調(diào)節(jié)裝置)，其用于依據(jù)由配合控制受控變量計(jì)算裝置所計(jì)算的配合控制制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量來調(diào)節(jié)左和右行走輪之間的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力分布。這樣，能夠最優(yōu)地平衡由LDP控制系統(tǒng)和VDC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的兩種控制行為。
配合控制裝置是這樣構(gòu)成的，即，使其能夠任意控制左和右行走輪的每一個(gè)的制動(dòng)力，而不論駕駛者的制動(dòng)動(dòng)作如何，這樣就保證了對(duì)每一行走輪精確的制動(dòng)力調(diào)節(jié)。
在采用基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中，裝設(shè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向扭矩施加系統(tǒng)106(轉(zhuǎn)向扭矩施加部分，轉(zhuǎn)向扭矩施加裝置)的轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104是為了自動(dòng)產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)向扭矩(輔助轉(zhuǎn)向扭矩)。當(dāng)判定存在主車輛偏離車道的可能性時(shí)，LDP控制裝置基于來自主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向扭矩受控變量，以使得沿避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩。當(dāng)判定主車輛可駕駛性或可操縱性降低時(shí)，VDC控制裝置計(jì)算轉(zhuǎn)向扭矩受控變量，以使得沿車輛前進(jìn)的方向產(chǎn)生一偏航力矩。反之，當(dāng)判定主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性降低時(shí)，VDC控制裝置計(jì)算轉(zhuǎn)向扭矩受控變量，以使得沿增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩。另一方面，配合控制裝置包括一個(gè)配合控制受控變量計(jì)算部分(或配合控制受控變量計(jì)算裝置)，該部分通過在由LDP控制裝置所計(jì)算的轉(zhuǎn)向扭矩受控變量與由VDC控制裝置所計(jì)算的轉(zhuǎn)向扭矩受控變量之間進(jìn)行配合控制來計(jì)算配合控制轉(zhuǎn)向扭矩受控變量。該配合控制裝置還包括一個(gè)轉(zhuǎn)向扭矩所需值調(diào)節(jié)部分(轉(zhuǎn)向扭矩所需值調(diào)節(jié)裝置)，其用于依據(jù)由配合控制受控變量計(jì)算裝置計(jì)算的配合控制轉(zhuǎn)向扭矩受控變量來調(diào)節(jié)用于轉(zhuǎn)向扭矩施加裝置的轉(zhuǎn)向扭矩所需值。于是，能夠最優(yōu)地平衡由LDP控制系統(tǒng)和VDC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的兩種控制動(dòng)作，而不會(huì)對(duì)駕駛者造成不舒服的車輛減速的感覺。
在采用基于轉(zhuǎn)向致動(dòng)器的偏航運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)施例的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中，裝設(shè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向扭矩施加系統(tǒng)106(轉(zhuǎn)向扭矩施加部分，轉(zhuǎn)向扭矩施加裝置)的轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104是為了自動(dòng)產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)向扭矩(輔助轉(zhuǎn)向扭矩)。當(dāng)判定存在主車輛偏離車道的可能性時(shí)，LDP控制裝置基于來自主車輛驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向扭矩受控變量，以使得沿避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩。當(dāng)判定主車輛可駕駛性或可操縱性降低時(shí)，VDC控制裝置計(jì)算偏航力矩受控變量，以使得沿車輛前進(jìn)的方向產(chǎn)生一偏航力矩。反之，當(dāng)判定主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性降低時(shí)，VDC控制裝置計(jì)算偏航力矩受控變量，以使得沿增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩。另一方面，該配合控制裝置包括一個(gè)配合控制受控變量計(jì)算部分(配合控制受控變量計(jì)算裝置)，該部分通過在由LDP控制裝置所計(jì)算的偏航力矩受控變量與由VDC控制裝置所計(jì)算的偏航力矩受控變量之間進(jìn)行配合控制來計(jì)算LDP控制配合控制偏航力矩受控變量和VDC控制配合控制偏航力矩受控變量。該配合控制裝置還包括一個(gè)受控變量調(diào)節(jié)部分(受控變量調(diào)節(jié)裝置)，用于依據(jù)LDP控制配合控制偏航力矩受控變量與VDC控制配合控制偏航力矩受控變量中的第一個(gè)來調(diào)節(jié)用于轉(zhuǎn)向扭矩施加裝置的轉(zhuǎn)向扭矩所需值，并且依據(jù)所述配合控制偏航力矩受控變量中的第一個(gè)來調(diào)節(jié)在左和右行走輪之間的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力分布。這樣，能夠更加優(yōu)化地平衡由LDP控制系統(tǒng)和VDC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的兩種控制動(dòng)作。此外，借助于通過轉(zhuǎn)向致動(dòng)器104實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)附加轉(zhuǎn)向扭矩的施加以及通過液壓調(diào)節(jié)器7實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)左和右車輪制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力調(diào)節(jié)之間的配合控制，能夠產(chǎn)生受控偏航力矩，同時(shí)更加優(yōu)化地平衡由LDP控制系統(tǒng)和VDC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的兩種控制動(dòng)作，從而有效抑制駕駛者有不舒服的車輛減速的感覺。
日本專利申請(qǐng)No.2003-032459(2003，年2月10日提交)在此結(jié)合以資參考。
雖然以上是實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于這里所示和描述的特定實(shí)施例，在不背離由以下權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍和精神之下可作出各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，包括一個(gè)車道偏離防止控制部分，該部分在主車輛趨向于從駕駛車道偏離時(shí)沿避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩；一個(gè)車輛動(dòng)力學(xué)控制部分，該部分在主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性趨向于降低時(shí)沿加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩；以及一個(gè)配合控制部分，該部分在由車道偏離防止控制部分實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制以及由車輛動(dòng)力學(xué)控制部分實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制之間進(jìn)行配合控制。
2.如權(quán)利要求1中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)部分，該部分檢測(cè)主車輛的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，以及其中，所述配合控制部分基于該驅(qū)動(dòng)狀態(tài)執(zhí)行配合控制。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中當(dāng)由車道偏離防止控制部分實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向與由車輛動(dòng)力學(xué)控制部分實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)的方向相反時(shí)，所述配合控制部分對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制比對(duì)車道偏離防止控制設(shè)置更高的優(yōu)先級(jí)。
4.如權(quán)利要求3中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)制動(dòng)力產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生一制動(dòng)力，而不論駕駛者的制動(dòng)踏板如何踏壓，以及其中，所述配合控制部分與所述制動(dòng)力產(chǎn)生裝置相關(guān)聯(lián)，以便當(dāng)該配合控制部分基于所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)確定在轉(zhuǎn)彎期間主車輛趨向于從駕駛車道向外側(cè)車道偏離時(shí)，將制動(dòng)力產(chǎn)生裝置從非操作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為操作狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)意圖水平檢測(cè)部分，用于檢測(cè)駕駛者對(duì)車道偏離的意圖水平，以及其中，所述配合控制部分基于該由意圖水平檢測(cè)部分檢測(cè)的駕駛者的意圖水平來執(zhí)行配合控制。
6.如權(quán)利要求5中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中當(dāng)在由所述車道偏離防止控制部分生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向與由所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向相反的條件下判定駕駛者對(duì)于車道偏離的意圖水平高，并且所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)部分檢測(cè)出主車輛在轉(zhuǎn)彎期間趨向于從駕駛車道向外側(cè)車道偏離時(shí)，所述配合控制部分對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制比對(duì)車道偏離防止控制設(shè)置更高的優(yōu)先級(jí)，反之，當(dāng)在由車道偏離防止控制部分生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向與由車輛動(dòng)力學(xué)控制部分生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向相反的條件下判定駕駛者對(duì)于車道偏離的意圖水平低，并且驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)部分檢測(cè)出主車輛在轉(zhuǎn)彎期間趨向于從駕駛車道偏離向外側(cè)車道時(shí)，所述配合控制部分對(duì)車道偏離防止控制比對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制設(shè)置更高的優(yōu)先級(jí)。
7.如權(quán)利要求5或6中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)操縱變量檢測(cè)器，用于檢測(cè)駕駛者的操縱變量，以及其中，所述意圖水平檢測(cè)部分基于該操縱變量檢測(cè)駕駛者的意圖水平。
8.如權(quán)利要求5或6中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)圖象處理裝置，用于產(chǎn)生關(guān)于駕駛者的意圖水平的圖象數(shù)據(jù)，以及其中，所述意圖水平檢測(cè)部分基于由圖象處理裝置進(jìn)行的經(jīng)圖象處理的圖象數(shù)據(jù)來檢測(cè)駕駛者的意圖水平。
9.如權(quán)利要求1、2、5或6中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中當(dāng)由所述車道偏離防止控制部分實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向與由車輛動(dòng)力學(xué)控制部分實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，所述配合控制部分對(duì)用于車道偏離防止控制部分的受控變量以及用于車輛動(dòng)力學(xué)控制部分的受控變量中較高的一個(gè)設(shè)置較高的優(yōu)先級(jí)。
10.如權(quán)利要求1、2、5或6中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中當(dāng)由所述車道偏離防止控制部分實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向與由車輛動(dòng)力學(xué)控制部分實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，所述配合控制部分執(zhí)行配合控制，以使得用于車道偏離防止控制部分的受控變量以及用于車輛動(dòng)力學(xué)控制部分的受控變量的合偏航力矩受控變量不超過偏航力矩受控變量上限。
11.如權(quán)利要求10中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)轉(zhuǎn)彎程度檢測(cè)器，用于檢測(cè)主車輛的轉(zhuǎn)彎程度，以及其中，所述偏航力矩受控變量上限依據(jù)由該轉(zhuǎn)彎程度檢測(cè)器檢測(cè)的轉(zhuǎn)彎程度可變地確定。
12.如權(quán)利要求1、2、5或6中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中當(dāng)由所述車道偏離防止控制部分實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向與由所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制所生成的偏航運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，所述配合控制部分對(duì)用于車道偏離防止控制部分的受控變量以及用于車輛動(dòng)力學(xué)控制部分的受控變量這兩者執(zhí)行加權(quán)處理。
13.如權(quán)利要求1、2、5或6中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中所述車道偏離防止控制部分包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)部分，用于至少檢測(cè)主車輛速度，主車輛偏航角度，主車輛相對(duì)于該主車輛駕駛車道中心軸的橫向偏離，以及主車輛駕駛車道的曲率，以及其中，所述車道偏離防止控制部分基于由該驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)部分檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)來估計(jì)對(duì)應(yīng)于該主車輛的未來橫向偏離的估計(jì)值的車道偏離估計(jì)值，以及基于該車道偏離估計(jì)值來估計(jì)車道偏離的方向和車道偏離的可能性，當(dāng)該車道偏離估計(jì)值變得大于或等于預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，確定主車輛趨向于從駕駛車道偏離。
14.如權(quán)利要求13中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中所述車道偏離防止控制部分至少基于由所述驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)部分檢測(cè)的主車輛速度，主車輛偏航角度，主車輛相對(duì)于該主車輛駕駛車道中心軸的橫向偏離，以及主車輛駕駛車道的曲率來估計(jì)車道偏離估計(jì)值，以及基于該車道偏離估計(jì)值與預(yù)定的車道偏離標(biāo)準(zhǔn)之間的偏差來計(jì)算用于車道偏離防止控制的受控變量。
15.如權(quán)利要求14中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中當(dāng)判定存在主車輛車道偏離的可能性時(shí)，所述車道偏離防止控制部分基于來自所述驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)部分的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)左和右側(cè)行走輪中的每一個(gè)計(jì)算制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量，以便沿避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩；以及其中，當(dāng)判定主車輛的可操縱性降低時(shí)，所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分對(duì)左和右側(cè)行走輪中的每一個(gè)計(jì)算制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量，以便沿車輛前進(jìn)方向產(chǎn)生一偏航力矩，反之，當(dāng)判定主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性降低時(shí)，該車輛動(dòng)力學(xué)控制部分對(duì)左和右側(cè)行走輪中的每一個(gè)計(jì)算制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量，以便沿提高驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩，以及其中所述配合控制部分包括一個(gè)配合控制受控變量計(jì)算部分，用于通過在由所述車道偏離防止控制部分計(jì)算的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量與由所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分計(jì)算的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量之間進(jìn)行配合控制來計(jì)算配合控制制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量；以及一個(gè)制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力分布調(diào)節(jié)部分，用于依據(jù)由所述配合控制受控變量計(jì)算部分計(jì)算的配合控制制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力受控變量來調(diào)節(jié)在左和右行走輪之間的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力的分布。
16.如權(quán)利要求15中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，其中所述配合控制部分能夠任意地控制左和右行走輪中的每一個(gè)的制動(dòng)力，而不論駕駛者的制動(dòng)動(dòng)作如何。
17.如權(quán)利要求14中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)轉(zhuǎn)向扭矩施加部分，用于自動(dòng)地向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加轉(zhuǎn)向扭矩，以及其中，當(dāng)判定存在主車輛車道偏離的可能性時(shí)，所述車道偏離防止控制部分基于來自所述驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)部分的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算用于所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向扭矩受控變量，以便沿避免車道偏離方向產(chǎn)生一偏航力矩；以及其中，當(dāng)判定主車輛可操縱性降低時(shí)，所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分計(jì)算轉(zhuǎn)向扭矩受控變量，以便沿車輛前進(jìn)方向產(chǎn)生一偏航力矩，反之，當(dāng)判定主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性降低時(shí)，所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分計(jì)算轉(zhuǎn)向扭矩受控變量，以便沿提高驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩，以及其中，所述配合控制部分包括一個(gè)配合控制受控變量計(jì)算部分，用于通過在由所述車道偏離防止控制部分計(jì)算的轉(zhuǎn)向扭矩受控變量與由所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分計(jì)算的轉(zhuǎn)向扭矩受控變量之間進(jìn)行配合控制來計(jì)算配合控制轉(zhuǎn)向扭矩受控變量；以及一個(gè)轉(zhuǎn)向扭矩所需值調(diào)節(jié)部分，用于依據(jù)由所述配合控制受控變量計(jì)算部分計(jì)算的配合控制轉(zhuǎn)向扭矩受控變量來調(diào)節(jié)用于轉(zhuǎn)向扭矩施加部分的轉(zhuǎn)向扭矩所需值。
18.如權(quán)利要求14中所述的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備，還包括一個(gè)轉(zhuǎn)向扭矩施加部分，用于自動(dòng)地向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加轉(zhuǎn)向扭矩，以及其中，當(dāng)判定存在主車輛車道偏離的可能性時(shí)，所述車道偏離防止控制部分基于來自所述驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)部分的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)來計(jì)算用于所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的偏航力矩受控變量，以便沿避免車道偏離的方向產(chǎn)生一偏航力矩；以及其中，當(dāng)判定主車輛可操縱性降低時(shí)，所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分計(jì)算偏航力矩受控變量，以便沿車輛前進(jìn)方向產(chǎn)生一偏航力矩，反之，當(dāng)判定主車輛驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性降低時(shí)，該車輛動(dòng)力學(xué)控制部分計(jì)算偏航力矩受控變量，以便沿提高驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的方向產(chǎn)生一偏航力矩，以及其中，所述配合控制部分包括一個(gè)配合控制受控變量計(jì)算部分，用于通過在由所述車道偏離防止控制部分計(jì)算的偏航力矩受控變量與由所述車輛動(dòng)力學(xué)控制部分計(jì)算的偏航力矩受控變量之間進(jìn)行配合控制來計(jì)算車道偏離防止控制配合控制偏航力矩受控變量以及車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制配合控制偏航力矩受控變量；以及一個(gè)受控變量調(diào)節(jié)部分，用于依據(jù)所述車道偏離防止控制配合控制偏航力矩受控變量以及所述車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制配合控制偏航力矩受控變量中的第一個(gè)，調(diào)節(jié)用于所述轉(zhuǎn)向扭矩施加部分的轉(zhuǎn)向扭矩所需值，此外，依據(jù)所述配合控制偏航力矩受控變量中的第二個(gè)來調(diào)節(jié)左和右行走輪之間的制動(dòng)/驅(qū)動(dòng)力的分布。
19.一種用于平衡車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)與車道偏離防止控制系統(tǒng)的方法，該方法包括在由所述車道偏離防止控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的車道偏離防止控制與由所述車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制之間進(jìn)行配合控制。
全文摘要
在能夠平衡車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)與車道偏離防止控制系統(tǒng)的車輛動(dòng)力學(xué)控制設(shè)備中，提供一個(gè)配合控制部分以進(jìn)行車道偏離防止控制(LDP)與車輛動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制(VDC)之間的配合控制。當(dāng)由LDP生成的偏航力矩方向與由VDC控制生成的偏航力矩方向相反時(shí)，配合控制部分對(duì)VDC控制比對(duì)LDP控制設(shè)置較高的優(yōu)先級(jí)。反之，當(dāng)由LDP生成的偏航力矩方向與由VDC控制生成的偏航力矩方向相同時(shí)，選擇LDP所需的偏航力矩與VDC所需的偏航力矩中較高的一個(gè)作為最終所需偏航力矩，以防止過度控制，同時(shí)保持由VDC控制與LDP控制獲得的效果。
文檔編號(hào)B60W30/00GK1522910SQ20041000487
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月10日
發(fā)明者松本真次, 內(nèi)藤原平, 田家智, 平 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社