1999年4月9日公开的日本专利申请第一次公开No.Heisei 11-96497 举例说明了在先提出的第一种车道保持控制设备。就在先提出的第一种 车道保持控制设备来说，控制设备确定车辆存在车辆的行驶位置偏离行 驶车道的趋势，并通过转向作动器，根据行驶位置相对于车辆行驶位置 的基准位置的横向偏离，输出具有车辆驾驶员易于克服的量值的转向控 制扭矩，从而防止车辆偏离车道。另外，2001年11月6日公开的日本专 利申请第一次公开No.2001-310719举例说明了在先提出的第二种机动车 辆用车道保持控制设备。就在先提出的第二种车道保持控制设备来说， 根据前轮和后轮之间的制动力的差值，产生沿避免偏离行驶车道的横摆 力矩，以便在控制设备确定机动车辆存在偏离行驶车道的趋势的情况下， 防止机动车辆偏离车道。

在前一日本专利申请第一次公开中说明的在先提出的第一车道保持 控制设备中，自动转向导致防止车辆偏离车道。在自动转向过程中，如 果驾驶员沿与自动转向相反的方向操纵车辆的转向盘，那么必须产生转 向扭矩，以便克服自动转向导致的转向扭矩。从而，施加给驾驶员的转 向负荷被增大。另外，在只产生能够容易地克服自动转向的转向扭矩的 转向扭矩的情况下，不能实现足够快的转向，从而削弱了车道防偏性能。 此外，在车道偏离确定期间，突然进行较大转向的情况下，车辆驾驶员 会产生握紧转向盘的不愉快感觉。需要一种新的转向作动器，部件的数 目增加，制造成本也增大。
另外，在第二种在先提出的车道保持控制设备中，借助制动力的控 制，防止发生车道偏离。在车道保持控制中，沿避免偏离的方向的横摆 力矩随着转向盘的受控变量的增大而增大，与驾驶员能够易于转向的事 实无关。从而，车辆难以沿朝着驾驶员操纵的方向转向，并且车速的减 小量变大。即，为了放大防偏控制的效果，如果根据偏离量计算横摆力 矩的增益被设置成较大的值，那么车辆不会按照车辆驾驶员预定的那种 方式转向，从而，车辆驾驶员产生强烈的不快感觉。如果增益被设置成 较小的值，那么相对于驾驶员的转向变量来说，横摆力矩的增大率变小。 抑制了驾驶员感到不相容的感觉(不愉快的感觉)，但是，防止车辆偏 离行驶丰道的效果也变小.
于是，本发明的目的是提供一种改进的机动车辆用车道保持控制设 备和方法，所述设备和方法能够在防偏控制过程中，不使车辆驾驶员产 生不愉快感觉的情况下，实现转向干预。
根据本发明的一个方面，提供一种机动车辆用车道保持控制设备， 包括：检测车辆的行驶状态的行驶状态检测部分；根据行驶状态检测部 分检测的行驶状态，确定车辆是否存在偏离行驶车道的趋势的偏离确定 部分；根据行驶状态检测部分检测的行驶状态，沿着避免偏离的方向对 车辆执行防偏控制的防偏控制部分；检测防偏控制部分开始执行防偏控 制之前和之后的由驾驶员进行操纵的转向盘的转向角的转向角检测部 分；和当偏离确定部分确定车辆存在偏离趋势时，根据转向角检测部分 检测的开始防偏控制之前的转向角与开始防偏控制之后的转向角之间 的偏离，对防偏控制部分执行的防偏控制的受控变量进行减小修正的防 偏受控变量修正部分。
根据本发明的另一方面，提供一种机动车辆用车道保持控制方法， 包括：检测车辆的行驶状态；根据检测的行驶状态，确定车辆是否存在 偏离行驶车道的趋势；根据行驶状态，沿着避免偏离的方向对车辆执行 防偏控制；检测开始防偏控制之前和之后的由驾驶员进行操纵的转向盘 的转向角；和当确定车辆存在偏离趋势时，根据开始防偏控制之前的转 向角与开始防偏控制之后的转向角之间的偏离，对防偏控制的受控变量 进行减小修正。
本发明的该概要不必描述所有必要特征，从而本发明也可以是所述 这些特征的子组合。
附图说明
图1是根据本发明第一优选实施例的车道保持控制设备所适用的车 辆的粗略结构图。
图2是表示图1中所示的控制器执行的车道防偏控制过程的工作流 程图。
图3是表示图2中所示的车道防偏控制过程中的目标横摆力矩计算 处理的工作流程图。
图4是表示增益K2的计算图。
图5是表示图2中所示的车道防偏控制过程中的报警输出处理的一 个例子的工作流程图。
图6是表示图2中所示的车道防偏控制过程中的报警输出处理的另 一例子的工作流程图。
图7是表示图2中所示的车道防偏控制过程中的目标力矩修正处理 的工作流程图。
图8是说明目标横摆力矩修正增益Kc的说明图。
图9是表示图2中所示的车道防偏控制过程中的制动扭矩控制处理 的工作流程图。
图10A、10B、10C和10D是说明图1中所示的第一实施例中的车 道保持控制设备的操作的计时图。
图11是表示在根据本发明的第二优选实施例中的车道保持控制设 备中执行的车道防偏控制中的目标横摆力矩修正处理的工作流程图。
图12A和12B是说明图11中所示的第二实施例中的目标横摆力矩 修正增益的说明图。

下面将参考附图，以便更好地理解本发明。
(第一实施例)
图1表示根据本发明，第一优选实施例中的车道保持控制设备适用 的车辆。该车辆是后轮驱动车辆，其中安装有自动变速器和常规的差动 齿轮。制动装置能够彼此独立地控制前轮和后轮之间的每个左轮和右轮 的制动力(制动液压)。图1中，附图标记1表示制动踏板，附图标记2 表示助力器，附图标记3表示主缸，附图标记4表示储存器。一般来说， 根据车辆驾驶员压下制动踏板1的深度，借助主缸3提高的制动液压被 提供给前轮5FL和5FR，以及后轮5RL和5RR的每个轮缸。制动液压 控制电路7被插入主缸3和每个轮缸6FL～6RR之间。在制动液压控制 电路7内，能够单独控制每个轮缸6FL、6FR、6RL和6RR的制动液压。
制动液压控制电路7是用在防滑控制和牵引控制中的制动液压控制 电路的应用。本实施例中，每个轮缸6FL、6FR、6RL和6RR的制动液 压能够相互独立地被控制(增大或降低)。根据来自控制器8的制动液 压命令值的每个轮缸6FL～6RR的制动液压将在后面说明。
另外，车辆配有驱动扭矩控制器12，驱动扭矩控制器12控制发动机 9的驱动状态，自动变速器10的选择齿轮比，和节流阀11的节流阀开度， 以便控制给作为驱动轮的后轮5RL和5RR的驱动扭矩。通过控制燃油喷 射量和点火正时，同时控制节流阀的开度，能够实现发动机9的驱动状 态控制。注意驱动扭矩控制器12能够单独控制作为驱动轮的后轮5RL 和5RR的驱动扭矩，并且当来自控制器8的驱动扭矩的命令值如上所述 时，通过参考驱动扭矩命令值，控制驱动轮扭矩。
CCD照相机13和照相机控制器14布置在车辆中，作为用于检测行 驶车道内车辆位置的车辆周围环境传感器，以便确定车辆的行驶车道防 偏决定。照相机控制器14通过从CCD照相机13捕捉的车辆前方的拍摄 图像中检查车道标记，例如道路区划线(road block line)，检测车辆正 在其中行驶的车道。此外，相对于行驶车道的横摆角Ф，离车道中心的 横向偏移X，行驶车道的曲率ρ，和车道宽度L。
此外，检测在车辆上产生的纵向加速度Xg，并检测在车辆上产生的 横向加速度Yg的加速器传感器15，检测在车辆上产生的横摆率的横 摆率传感器16，检测主缸3的输出压力(所谓的主缸压力Pm)的主缸 压力传感器17，检测节流阀开度A的节流阀开度传感器18，检测作为转 向角检测装置的转向盘19的转向角θ的转向角传感器20，检测每个车轮 5FL、5FR、5RL和5RR的转速的车轮速度传感器21FL、21FR、21RL 和21RR，和借助方向指示器检测方向指示操作的方向指示开关22的检 测信号被输出给控制器8。控制器8还接收利用照相机控制器14检测的 车辆相对于车道的横摆角Ф，照相机控制器14检测的离车道中心的横向 偏移X，照相机控制器14检测的车道的曲率ρ，照相机控制器检测的车 道宽度L，和借助驱动扭矩控制器12控制的驱动扭矩Tw的信号。注意， 在检测的行驶状态数据中存在左-右方向性的情况下，左方向是正方向。 即，在左转过程中，横摆率，横向加速度Yg和横摆角Ф为正，当车 辆从行驶车道的中心向左方向偏离时，横向偏移为正值。
另外，当控制器8发现车辆偏离行驶车道时，根据来自控制器8的 报警信号AL，产生给车辆驾驶员的警报的报警装置24安装在驾驶员座 位的前部。报警装置中包含产生语音或蜂鸣声的扬声器。下面参考图2， 说明控制器8执行的车道防偏控制处理。每隔10毫秒，计时器中断处理 执行该车道防偏控制过程。
在图2的步骤S1，从每个传感器，照相机控制器14和驱动扭矩控制 器12读取各种数据。具体地说，控制器8读取利用各个传感器检测的纵 向加速度Xg，横向加速度Yg，角加速度，各个车轮速度Vwj(j＝FR、 RL、RL和RR)，方向指示开关信号WS，主缸压力Pm，转向角θ， 方向指示器开关信号WS，来自驱动扭矩控制器12的驱动扭矩Tw，相 对于行驶车道的照相机控制器14的车辆横摆角Ф，离车道中心的横向偏 移X，和行驶车道的曲率ρ。
在下一步骤S2，控制器8根据在步骤S1读取的作为非驱动轮的左 前轮和右前轮速度VWFL和VWFR的平均值，计算车速V。
V＝(VWFL+VWFR)/2    (1)
在下一步骤S3，控制器8计算未来的估计横向偏移，即偏离估计值 XS。具体地说，根据在步骤S1读取的车辆横摆角Ф，在步骤S2读取的 离车道中心的横向偏移X，车道的曲率ρ，和在步骤S2计算的车辆的车 速V，根据下面的等式(2)，计算偏离估计值Xs，偏离估计值Xs是未 来的估计横向偏移。
Xs＝Tt×V×(Ф+Tt×V×β)+X    (2)
等式(2)中，Tt表示用于计算前方注视距离的车头时间，如果把车 头时间Tt乘以车速V，那么结果是前方注视距离。如后所述，本实施例 中，当未来的估计横向偏移Xs的绝对值等于或大于预定的横向偏移极限 值Xc，那么控制器8确定车辆存在偏离车道趋势。注意当车辆朝左偏离 时，未来的估计横向偏移Xs的值为正。
随后，例程进行步骤S4。在步骤S4，控制器8确定方向指示器开关 22是否被打开。如果在步骤S4，方向指示器开关22被打开，那么例程 进入步骤S5。在步骤S5，控制器8确定方向指示器开关WS的符号是否 与估计的偏离值Xs的符号一致。如果这两个符号彼此一致，那么控制器 8确定发生车道改变，例程进入步骤S6。在步骤S6，车道改变标志FLC 被设置为“1”，例程进入步骤S10。另一方面，如果在步骤S5，这两个符 号彼此不一致(NO)，那么例程进入步骤S7，确定没有发生车道改变。 在步骤S7，车道改变标志FLC被重置为“0”，例程进入步骤S10。
如果在步骤S4，方向指示器开关22被关闭(否)，那么例程进入步 骤S8。在步骤S8，控制器8确定是否已过去预定的一段时间(例如4秒)。 如果在步骤S8，未过去预定的时间，那么例程进入步骤S10。如果在步 骤S8，已过去预定的一段时间(是)，那么例程进入步骤S9。在步骤 S9，控制器8把车道改变标志FLC重置为0，例程进入步骤S10。即使在 车道改变过程中，利用驾驶员的操作释放方向指示器开关22，也能够避 免发生车道改变过程中的防偏控制操作。
在步骤S10，控制器8确定车道改变标志FLC是否被设置为“1”。如 果在步骤S10，FLC＝1(是)，那么例程进入步骤S11，确定车辆处于车 道改变状态下。在步骤S11，报警标志FW被重置为“0”，表示偏离报警 被停止，例程进入将在后面说明的步骤S17。如果在步骤S10，FLC≠1， 那么例程进入步骤S12。在步骤S12，控制器8确定估计的偏离值Xs的 绝对值|Xs|是否等于或大于报警确定阈值Xw，通过从横向偏移极限值Xc 减去从启动报警的时刻到执行防偏控制的时刻的余量(恒值)Xm，计算 报警确定阈值Xw(＝Xc-Xm)。如果在步骤S12，|Xs|≥Xw，那么控制器 8确定车辆处于车道偏离状态，例程进入步骤S13。在步骤S13，控制器 8确定估计的偏离值Xs是为正还是为否。如果在步骤S13，Xs＞0(是)， 那么控制器8确定车辆具有相对于车道朝左偏离的趋势，例程进入步骤 S14。在步骤S14，控制器8把报警标志Fw设置成“1”，例程进入步骤 S15。如果在步骤S13，Xs≤0，那么例程进入步骤S15。在步骤S15，控 制器8把报警标志Fw设置成“-1”，例程进入步骤S17。
另一方面，如果在步骤S12，|Xs|＜Xw(否)，那么例程进入步骤 S16，控制器8确定估计的偏离值Xs的绝对值|Xs|是否小于(Xw-XH)的 值。(Xw-XH)表示从报警确定阈值Xw减去避免报警摆动(hunting) 的滞后值VH的值。如果在步骤S16，|Xs|＜Xw-XH(是)那么例程进入 步骤S11。如果在步骤S16，|Xs|≥Xw-VH(否)，那么例程直接进入步骤 S17。在步骤S17，控制器8执行图3中所示的目标力矩计算处理，以计 算避免车辆的偏离状态所需的目标横摆力矩Mso。在步骤S18，控制器8 执行图5中所示的报警输出处理，以便根据报警标志Fw，执行报警装置 的驱动处理。在下一步骤S19，控制器8执行图7中所示的目标力矩修正 处理，其中修正在步骤S17计算的目标横摆力矩Mso，并计算修正后的 目标横摆力矩Ms。在下一步骤S20，控制器8执行图9中所示的制动扭 矩控制处理，其中根据在步骤S19修正的目标横摆力矩Ms，进行分别关 于左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的制动控制。随后，结束计时器中 断处理，该例程返回预定主程序。
图3表示了步骤S17的目标力矩计算处理。具体地说，在步骤S31， 控制器8确定报警标志Fw是否被重置成“0”。如果在步骤S31，Fw＝0， 那么控制器8确定偏离报警被停止，车辆未处于偏离车道状态，例程进 入步骤S32。在步骤S32，偏离确定标志FLD被重置为“0”，表示车辆不 存在偏离趋势，例程进入步骤S33。在步骤S33，目标横摆力矩Mso被 设置成0，并结束目标力矩计算处理。随后，在预定的主程序结束该例程。 如果Fw≠0，那么例程进入步骤S34，确定进行偏离报警，并且产生偏离 车道状态。在步骤S34，控制器8确定估计的偏离值Xs是否等于或大于 预定的横向偏移极限值Xc(在日本国内，高速公路的车道宽度为3.35米， 于是，例如预定为约0.8米)。如果在步骤S34，Xs≥Xc，那么例程进入 步骤S35，在步骤S35，FLD被设置成“1”。随后，例程进入步骤S38。
另一方面，如果Xs＜Xc，那么例程进入步骤S36。在步骤S36，控 制器8确定估计的偏离值Xs是否等于或小于横向偏移极限值Xc的负值 -Xc。如果Xs≤-Xc，那么控制器8确定车辆存在向右偏离的趋势，例程 进入步骤S37。在步骤S37，偏离确定标志FLD被设置成“1”，例程进入 步骤S38。如果Xs＞-Xc，那么控制器8确定不能预测车道偏离，例程进 入步骤S32。在步骤S38，控制器8根据下面的等式(3)计算目标横摆 力矩Mso，终止目标力矩计算处理，例程返回预定的主程序。
Mso＝-K1×K2×(Xs-Xc)    (3)
在等式(3)中，K1表示根据车辆参数确定的常数，K2表示根据车 速变化的增益，通过根据车速V，参考图4中所示的增益计算图，计算 K2。如下设置所述增益计算图：在从0到预定低速Vs1的车速期间，增 益K2被固定为相对较大的值KH，在超过预定值Vs1到预定高速值Vs2 的车速V期间，根据车速V的增大，降低增益K2，当车速V大于预定 值Vs2时，增益K2被设置成固定的相对较小阈值KL。
另外，图5表示了步骤S18的报警输出处理。在步骤S41，控制器8 确定报警标志Fw是否不等于0。在步骤S41，如果Fw≠0，那么在步骤 S42，控制器8向报警装置24发出报警信号AL。随后，驾驶员接收报警， 结束报警结束处理。随后，结束该例程，并返回预定的主程序。如果在 步骤S41，Fw＝0，那么例程进入步骤S41，控制器8停止报警(终止报 警信号WS的输出)。随后结束该例程，并返回预定的主程序。注意在 步骤S18的报警输出处理，可从不同于左方向和右方向的方向发出报警 声音。即，如果车辆存在向左偏离的趋势，那么驱动左侧报警，如果车 辆存在向右偏离的趋势，那么驱动右侧报警。在这种备选情况下，如图6 中所示，在步骤S45，控制器8确定报警标志Fw是否被设置成“1”。如 果Fw＝1，那么控制器8确定车辆存在向左偏离的趋势，例程进入步骤 S46，控制器8向报警装置24发出报警信号AL，警告车辆朝着左侧偏离， 并结束报警输出处理。随后，例程返回预定的主程序。另一方面，如果 Fw≠1，那么例程进入步骤S49。在步骤S49，暂停左报警信号输出和右 报警信号输出。当停止报警时，报警输出处理被终止，例程返回预定的 主程序。
随后，在步骤S19的目标力矩修正处理中，在如图7中所示的步骤 S51，控制器8确定在步骤S17计算的目标横摆力矩Mso是否为负。如 果Mso＜0，那么例程进入步骤S52。在步骤S52，控制器8根据下面的 等式(4)，计算目前的转向角θ和防偏控制之前的转向角θ1之间的偏离 Δθ，例程进入步骤S57。
Δθ＝θ-θ1    (4)
如果在步骤S51，Mso≥0，那么例程进入步骤S53，确定Mso是否＞ 0。如果在步骤S53，Mso＞0，那么例程进入步骤S54。如果在步骤S53， Mso＝0，那么例程进入步骤S55。在步骤S55，控制器8根据等式(6)， 把当前转向角θ设置成防偏控制之前的转向角θ1。如果在步骤S53，Mso ＞0，那么例程进入步骤S54，如下计算偏离Δθ：
Δθ＝θ1-θ    (5)
θ1＝θ         (6)
在步骤S56，控制器8把修正目标横摆力矩的目标力矩修正增益Kc 设置成“1”(Kc＝1)，例程进入步骤S61。在步骤S57，控制器8确定偏 离Δθ是否为负。如果在步骤S57，Δθ＜0，控制器8控制驾驶员按照和 防偏估计值Xs相同的方向，操纵转向盘，例程进入步骤S56，目标力矩 修正增益Kc被设置成“1”(Kc＝1)。如果在步骤S57，Δθ≤0(否)， 那么例程进入步骤S58，因为控制器8确定沿和偏离方向相同的方向操纵 转向盘，估计的偏离值Xs和目标横摆力矩Mso都被自然增大，并确定 目标横摆力矩修正增益Kc被设置成小于1的值，其下限值为KCL，目标 横摆力矩Mso被减小并被修正。在步骤S58，控制器8确定偏离Δθ是 否小于预定值θc。如果Δθ＜θc，那么例程进入步骤S59。在步骤S59， 控制器8利用下面的等式(7)，计算目标力矩修正增益Kc，例程进入 步骤S61。
Kc＝1-{(1-KCL)/θc}Δθ    (7)
在等式(7)中，KCL表示目标力矩修正增益Kc的下限值，并且0≤KCL ＜1。
如果在步骤S58，Δθ≥θc(否)，那么例程进入步骤S60。在步骤 S60，控制器8根据下面的等式(8)，把目标力矩修正增益Kc设置成下 限值KCL。
Kc＝KCL    (8)
如上所述，根据当前转向角θ和防偏控制之间的转向角θ1之间的偏 离Δθ，计算目标力矩修正增益Kc。即，当Δθ＜0时，Kc＝1，当Δθ≥θc 时，Kc＝KCL，并且在0≤Δθ＜θc的情况下，当Δθ变大时，Kc逐渐从1 减小到KCL。
在步骤S61，通过把在步骤S56，S59或S60计算的目标横摆力矩修 正增益Kc乘以在步骤S17计算的目标横摆力矩Mso，计算修正之后的 目标偏矩力矩Ms。从而，在计算修正之后的目标横摆力矩Ms之后，目 标力矩修正处理结束，例程返回预定的主程序。
Ms＝Kc×Mso    (9)
另外，在步骤S20的驱动扭矩控制处理中，在步骤S71，控制器8 确定偏离确定标志FLD是否被重置为“0”。如果FLD＝0，那么例程进入步 骤S72。在步骤S72，控制器8把左前轮目标液压PSFL和右前轮目标液 压PSFR设置成主缸液压Pm，如等式(10)中所示，并在考虑到根据主 缸压力Pm计算的前-后分布的情况下，把左后轮目标液压PSRL和右后轮 目标液压PSRR设置成后轮主缸压力Pmr。随后，例程进入如后所述的步 骤S79。
PSFL＝PSFR＝Pm     (10)
PSRL＝PSRR＝Pmr    (11)
另外，如果在步骤S71，FLD≠0，那么例程进入步骤S73。在步骤S73， 控制器8确定目标横摆力矩的绝对值|Ms|是否小于设定值Ms1。如果在 步骤S73，|Ms|＜Ms1，那么例程进入步骤S74。在步骤S74，控制器8 把前轮侧目标制制动液压差设置成0，如等式(12)中所示，并根据下面 的等式(13)计算后轮侧目标制动液压差ΔPSR，从而所述差值只由左 后轮和右后轮之间的制动力产生，例程进入步骤S76。
ΔPSF＝0                 (12)
ΔPSR＝2·KBR·|Ms|/T    (13)
另一方面，如果步骤S73的确定结果是|Ms|≥Ms1，那么例程进入步 骤S75。在步骤S75，控制器8根据下面的等式(14)计算前轮侧目标制 动液压差ΔPSF，并根据下面的等式(15)计算后轮侧目标制动液压差 ΔPSR，以便设置车轮的每个制动力之间的差值，从而产生所述差值， 例程进入步骤S76。
ΔPSF＝2·KBF·(|Ms|-Ms1)/T    (14)
ΔPSR＝2·KBR·|Ms1|/T         (15)
在等式(14)和(15)中，T表示对前轮和后轮来说相同的胎面， KBF和KBR表示把制动力转换成制动液压的转换系数，并被定义成制动 参数。注意在步骤S43，可以设置ΔPSF＝2·KBF·|Ms|/T，以致只在前轮产 生制动力差。
在步骤S76，控制器8确定是否试图沿负方向，即沿向左的方向形成 目标横摆力矩Ms。如果Ms＜0，那么例程进入步骤S77。在步骤S77， 控制器8把左前轮目标制动压力PSFL设置成主缸压力Pm，如下面的等 式(16)中所示，把右前轮制动压力PSFR设置成主缸压力Pm加上目标 制动液压差ΔPSF，如下面的等式(17)中所示，把左后轮目标制动压力 PSRL设置成后轮主缸压力Pmr，如下面的等式(18)中所示，并把右后 轮目标制动液压PSRR设置成后轮主缸压力Pmr加上后轮侧目标制动液压 差ΔPSR，如下面的等式(19)中所示，例程进入步骤S79。
PSFL＝Pm          (16)
PSFR＝Pm+ΔPSF    (17)
PSRL＝Pmr         (18)
PSRL＝Pmr+ΔPSR    (19)
另一方面，在步骤S76，如果Ms≥0，那么例程进入步骤S78。在步 骤S78，控制器8把左前轮目标制动压力PSFL设置成主缸压力Pm加上 前轮侧目标制动液压差ΔPSF，如下面的等式(20)中所示，把右前轮制 动压力PSFR设置成主缸压力Pm，如下面的等式(21)中所示，把左后 轮目标制动压力PSRL设置成后轮主缸压力Pmr加上后轮侧目标制动液 压差ΔPSR，如下面的等式(22)中所示，并把右后轮目标制动液压PSRR 设置成后轮主缸压力Pmr，如下面的等式(23)中所示，例程进入步骤 S79。
PSFL＝Pm+ΔPSF    (20)
PSFR＝Pm          (21)
PSRL＝Pmr+ΔPSR   (22)
PSRL＝Pmr         (23)
在下一步骤S79，控制器8确定偏离确定标志FLD是否不是“0”。如 果在步骤S79，FLD≠0，那么例程进入步骤S80，确定发动机输出被减小， 以致即使加速器被操作，也不能加速。在步骤S80，控制器8根据下面的 等式(24)计算目标驱动扭矩Trq，例程进入步骤S82。
Trq＝f(A)-g(Ps)    (24)
在等式(24)中，Ps是根据防偏控制产生的目标制动液压差ΔPSF 和ΔPSR的和(Ps＝ΔPSF+ΔPSR)。另外，f(A)是根据加速器函数计算 目标驱动扭矩的函数，在等式(24)中，g(Ps)表示计算由于制动液压 的缘故预测要产生的制动扭矩的函数。
另外，如果在步骤S79，FLD＝0，那么控制器8确定按照车辆驾驶员 的加速器操作，实现发动机输出，例程进入步骤S81。在步骤S81，控制 器8根据下面的等式(25)计算目标驱动扭矩Trq，例程进入步骤S82。
Trq＝f(Acc)    (25)
在步骤S82，控制器8把(在步骤S72，S77和S78计算的)目标制 动压力PSFL、PSFR、PSRL和PSRR输出给制动流体控制电路7，并把在步 骤S80或S81计算的目标驱动扭矩Trq输出给驱动扭矩控制器12，结束 计时器中断处理，返回预定的主程序。图2中所示的步骤S3，步骤S32、 S34～S37的过程构成偏离确定装置(部分)，图5中所示的过程对应于 报警装置(报警部分)，图7中所示的过程对应于防偏受控变量限制装 置(部分)。从而，现在假定车辆沿着行驶车道直线行驶。这种情况下， 在图2中所示的车道防偏控制过程中，在步骤S3，计算得出-Xc＜Xs＜ Xc的估计偏离值Xs。由于车辆直线行驶，在步骤S9，车道改变标志FLC 被重置为“0”，指示没有发生任何车道改变。估计的偏离值Xs小于报警 确定阈值Xw，小于Xw-XH。从而，在步骤S12的确定，例程进入步骤 S16，并且在步骤S11，报警标志Fw被重置为“0”，表示未启动报警。从 而，在图3中所示的来自步骤S31的步骤S32，偏离确定标志FLD被设置 为0，表示车辆不存在偏离的趋势。在步骤S72，根据驾驶员的制动操作， 各个车轮5FL～5RR的目标制动压力PSFL～PSRR分别被设置成主缸压力 Pm和Pmr，从而车辆按照和驾驶员的转向操作一致的行驶状态行驶。
假定在不涉及转向操作的状态下，由于车辆驾驶员的旁视，车辆开 始从行驶车道的中心，逐渐向左偏离。这种情况下，如果估计的偏离值 Xs等于或大于报警确定阈值Xw，那么步骤S12的确定导致步骤S13被 略过。在步骤S14，报警标志Fw被设置成“1”，把偏离报警通知驾驶员。 此外，当估计的偏离值Xs等于或大于横向偏移极限值Xc时，在图3中 的步骤S35，偏离确定标志FLD＝1，即，车辆存在朝着左方偏离的趋势。 在步骤S38，控制器8根据等式(3)计算沿着避免偏离的方向的目标横 摆力矩Mso。由于驾驶员未执行处理操作(转向操作)，因此当前转向 角θ和防偏控制之前的转向角θ1之间的偏离Δθ为0。根据图7中步骤 S59的等式(7)，目标横摆力矩修正增益Kc被计算为“1”。从而，在步 骤S61，目标横摆力矩Mso被直接计算成目标横摆力矩Ms。为了产生该 目标横摆力矩Ms，在图9中的步骤S77，右轮目标制动液压PSFR和PSRR 被设置成较大，以致执行朝着向右方向的准确行驶路线修正。
假定车辆正在直路上行驶，在图10A～10D中的时刻t0，车辆驾驶 员在不操作方向指示器开关22的情况下，沿着左旋转方向操纵转向盘， 以便实现车道改变。这种情况下，在时刻t0，转向角θ被增大。随同转 向角θ的增大一起，自车辆的车道的估计偏离值Xs沿正值(向左)方向 被增大。随后，在Xs≥Xc之前，在不操纵防偏控制的情况下，继续和驾 驶员的转向操作一致的行驶状态。
随后，在图10A～10D的时刻t1，估计的偏离值Xs提供横向偏移极 限值Xc。由于驾驶员持续等于或大于预定时间的时间未操纵方向指示器 开关22，根据图2的步骤S4的确定，例程进入步骤S8和S9，车道改变 标志FLC被重置为“0”。由于|Xs|＝Xc，因此确定|Xs|≥Xw，在步骤S14， 报警标志FLD被设置成“1”，表示报警被激活。另外，由于Xs＝Xc，根据 在图3的步骤S34的确定，例程进入步骤S35，偏离确定标志FLD被设置 成“1”，表示车辆存在朝左偏离的趋势。在步骤S38，按照等式(3)，沿 防偏方向的目标横摆力矩Mso被计算为“0”。从而，在图7的步骤S55， 时刻t1的转向角θ被设置成防偏控制之前的转向角θ1。
之后，如图10C所示，在转向角θ保持不变的状态下，继续车道改 变。这种情况下，在时刻t2，Xs≥Xc。在图3中的步骤S38，和估计的偏 离值Xs一致的目标横摆力矩Mso被计算为负值。由于θ＝θ1，因此在图 7的步骤S52的偏离Δθ被设置成0(Δθ＝0)。根据在步骤S57的确定， 例程进入步骤S58和S59，根据等式(7)，目标横摆力矩修正增益Kc 被设置成“1”。从而，根据等式(7)，目标力矩修正增益Kc被计算为1。 从而，在步骤S38计算的目标横摆力矩Mso被直接计算成目标横摆力矩 Ms。为了产生该目标横摆力矩，在图9的步骤S77，右侧车轮目标制动 液压PSFR和PSRR被设置成较大，从而实现沿向右方向的防偏控制。
之后，在时刻t3，驾驶员进一步执行转向操作，从而转向角θ被进 一步增大。这种情况下，θ≥θ1。如果θ＜θ1+θc，那么根据在图7的步骤 S57的确定，例程经过步骤S58进入步骤S59。在步骤S59，和偏离Δθ 一致的目标力矩修正增益被计算成小于1。从而，在步骤S61，在步骤 S61的修正之后的目标横摆力矩Ms小于目标横摆力矩Mso。从而，朝着 右方向(防偏方向)的防偏控制的受控变量受到限制。
假定不执行图7中所示的目标力矩修正处理。这种情况下，右侧车 轮目标制动液压PSFR和PSRR被设置成较大，从而形成在步骤S38计算的 目标横摆力矩Mso，并执行朝着向右方向的防偏控制。如同图10B中所 示的虚线所示，按照这样的方式计算目标横摆力矩Mso，即其根据随同 驾驶员的转向操作一起增大的估计偏离值Xs的增大，其绝对值变大。于 是，如图10C中的虚线所示，执行非常必需的大转向操作，以便达到驾 驶员的目标行驶轨迹。此时，驾驶员感到，即使进行大转向操作，也难 以达到目标行驶轨迹，感到不愉快。此外，就图2中所示的步骤S20来 说，在形成这样的横摆力矩，以致执行关于前后左车轮和右车轮的制动 扭矩的控制，以避免偏离的情况下，左车轮或右车轮的制动扭矩变得更 大。从而，车辆的行驶速度大大降低，驾驶员产生不愉快的感觉。
从而，进行图7中所示的目标横摆力矩修正处理。从而，在转向操 作方向与在防偏控制前后驾驶员操纵转向盘的情况下的偏离方向相同的 情况下，防偏控制的受控变量可受到限制。从而，在不伴随方向指示器 的操作的情况下，车辆借助转向操作实现车道改变的情况下，能够减轻 给予驾驶员的不愉快感觉。
即，在启动其中估计的偏离值Xs等于或大于横向偏移极限值Xc的 防偏控制，并且驾驶员在由于防偏控制的效果，朝向行驶车道外的偏离 速度的状态下，进一步操纵转向盘的情况下，难以认为驾驶员无意中操 纵转向盘，相反，能够无疑地确定驾驶员进行转向操作的意图。从而， 防偏控制的受控变量的限制能够有效地减轻驾驶员的不愉快感觉。
此外，如果从开始防偏控制的时候开始，发现转向角存在增大趋势， 那么能够更明显地明白驾驶员试图沿偏离车道的方向操纵车辆。从而， 只有在从开始防偏控制的时候开始，转向角增大的情况下，才执行限制 目标横摆力矩的修正处理，从而驾驶员能够容易地干预转向。
另外，除非沿车辆偏离方向进一步增大转向，否则防偏控制的受控 变量不受限制，能够在不必勉强限制受控变量的情况下，进行安全的防 偏控制。如上所述，在第一实施例中，检测开始防偏控制前后的转向角， 并且防偏控制的受控变量以防偏控制之间的转向角和防偏控制之后的转 向角之间的偏离为基础。从而，只有在车辆驾驶员确实干预转向的情况 下，才能限制防偏控制的受控变量。根据转向角的偏离，按照转向干预 限制防偏控制。从而，随同转向盘操作变量一起，迅速减轻驾驶员的不 愉快感觉。
另外，在防偏控制之前的转向角和防偏控制之后的转向角之间的偏 离沿着与车辆偏离方向相同的方向增大的情况下，即，在开始防偏控制 之后，驾驶员沿着偏离方向增大转向盘的转向角的情况下，防偏控制的 受控变量受到限制。从而，能够限制驾驶员沿着驾驶员具有强烈不愉快 感觉的方向干预转向的防偏控制的受控变量。在驾驶员并非有意干预转 向的情况下，能够实现安全防偏，而不会降低防偏控制的效果。
在第一实施例中，如图8中所示，利用等式(7)计算目标横摆修正 增益Kc，以便当转向角的偏离Δθ从0增大到预定值θc时，目标横摆修 正增益Kc线性地从1减小到下限值KCL。本发明并不局限于此。随同转 向角偏离Δθ的的增大，单调减小的函数可被应用于该修正增益Kc。另 外，下限值KCL可以为0。这种情况下，在开始控制之后，通过等于或 大于预定值θc的角度操作转向角θ的情况下，由防偏控制引起的目标横 摆力矩可被限制为0。从而，对于驾驶员来说，转向变得更易于进行。此 外，在第一实施例中，利用图8中所示的目标力矩修正增益Kc，执行防 偏控制的修正处理。本发明并不局限于此。如果转向角的偏离Δθ等于或 大于预定值，可执行随着时间逐渐限制可控变量的修正处理。
(第二实施例)
下面，说明根据本发明的车道保持控制设备的第二优选实施例。本 实施例中，控制器确定车辆的转向状态，计算作为理想转向角的偏移转 向角，并根据偏移转向角和防偏控制前后的转向角之间的偏离，限制防 偏控制的受控变量。
图11是表示第二实施例中控制器8执行的目标力矩修正处理的操作 流程图。和第一实施例中，图7中所示的目标力矩修正处理相比，增加 了当确定车辆的转向状态时，计算和转向状态一致的偏移转向角θs的步 骤S91～S97，步骤S57的处理由其中控制器8确定转向盘的偏离Δθ是 否小于偏移转向角θs的步骤S98代替，步骤S58的处理由其中偏离Δθ 小于预定值θc和偏移转向角θs之和(θc+θs)的步骤S99代替，步骤S59 的处理由其中根据偏移转向角θs和偏离Δθ计算目标力矩修正增益Kc 的步骤S100代替。除了这些步骤之外，执行和图7中所示相同的处理。 从而，用相同的符号表示图11和和图7对应的部分，并省略详细说明。
在步骤S91，控制器8确定目标力矩Mso是否为“0”。如果Mso≠0， 那么例程进入步骤S95。如果Mso＝0，那么例程进入步骤S92。在步骤 S92，控制器8确定行驶车道的曲率ρ的绝对值等于或大于预定值ρ0的 状态是否持续等于或大于预定时间的一段时间。注意预定值ρ0被设置成 具有这样的度数的曲率，以致如果释放来自转向盘的作用力，那么在转 向过程中，作用于车辆本身的自对准扭矩导致转向盘返回弯道外侧的趋 势。
如果在步骤S92，过去预定的时间，那么控制器8确定车辆处于稳定 转向状态，例程进入步骤S93。在步骤S93，控制器8把转向确定标志 Flag设置成“1”，指示车辆正在转向，例程进入后面说明的步骤S95。如 果在步骤S92，预定的时间还未过去(否)，那么控制器8确定车辆正在 直路上行驶，例程进入步骤S94。在步骤S94，转向确定标志Flag被重 置为“0”，例程进入步骤S95。在步骤S95，控制器8确定转向确定标志 是否被设置成“1”，并且车辆存在朝着曲线(曲线道路)外侧偏离的趋势。 如果在步骤S95，Flag＝1，并且车辆朝着曲线的外侧偏离的偏离状态(是)， 那么例程进入步骤S96。在步骤S96，控制器8计算用于计算目标横摆力 矩修正增益Kc的偏移转向角θs。
可计算该偏移转向角θs，以便得到根据行驶车道的曲率规定的理想 转向角，并按照下面的等式(26)，根据车速V、曲率ρ、轴距l和稳定 系数A，计算偏移转向角θs。
θs＝(1+AV2)×l×|ρ|    (26)
注意偏移转向角θs的量值等于稳态转向期间所需的转向角。即使当 驾驶员释放转向过程中施加给转向盘的作用力，与驾驶员的意图无关， 转向盘也不会返回等于或大于偏移转向角θs的角度。
另外，如果在步骤S95，Flag＝0，或者处在朝着转弯处的内侧偏离的 状态(否)，那么例程进入步骤S97。在步骤S97，控制器8根据下面的 等式(27)，把偏移转向角θs设置成0。
θs＝0    (27)
随后，在步骤S51～S55，计算防偏控制前后的转向角的偏离Δθ。 在步骤S98，控制器8确定偏离Δθ是否小于在步骤S96或S97计算的偏 移转向角θs。如果Δθ＜θs，那么例程进入步骤S56。在步骤S56，控制 器8把目标力矩修正增益Kc设置成“1”，例程进入步骤S61。另外，如 果在步骤S98，Δθ≥θs，那么例程进入步骤S99。在步骤S99，控制器8 确定偏离Δθ是否小于预定值θc和偏移转向角θs之和(θc+θs)。如果 Δθ＜θc+θs，那么例程进入步骤S100。根据下面的等式(28)，控制器 8计算目标力矩修正增益Kc，例程进入步骤S61。
Kc＝1-{(1-KCL)/(θc-θs)}(Δθ-θs)    (28)
另一方面，如果Δθ≥θc+θs，那么例程进入步骤S60，控制器8把目 标力矩修正增益Kc设置成下限值KCL。这样，如果Δθ≥θc，那么目标力 矩修正增益Kc被固定为KCL，如果Δθ＜θs，那么目标力矩修正增益Kc 被固定为1，如果θs≤Δθ＜θc，那么当偏离Δθ变大时，目标力矩修正增 益Kc逐渐从1减小到KCL。另外，如果车辆未处于转向状态，或者车辆 存在朝着转弯处的内侧偏离的趋势，那么如果Δθ＜0，控制器8设置 Kc＝1，如果Δθ≥θc，控制器8设置Kc＝KCL，如果0＜Δθ＜θc，控制器 8把Kc设置成当Δθ变大时，逐渐从1减小到KCL。
步骤S92～S97的处理对应于理想转向角计算装置。从而，假定当在 弯道上行驶期间，车辆存在朝着曲线外侧偏离的趋势，并且进行朝着曲 线内侧纠正驾驶路线的防偏控制时，驾驶员无意释放操纵转向盘的作用 力。这种情况下，由于自对准扭矩的动作，转向角被自然恢复，以致车 辆进一步朝着弯道的外侧偏离。在图11中所示的目标力矩修正处理中， 控制器8在步骤S95确定Flag＝1，并且车辆存在朝着转弯处的外侧偏离 的趋势。从而，例程进入步骤S96，控制器8根据等式(26)，计算偏移 转向角θs，该偏移转向角θs是行驶过程中，转过弯道处所需的理想转向 角。由于未进行驾驶员的有意转向，因此防偏控制前后转向角的偏离Δθ 变得小于偏移转向角θs。从而，例程从步骤S98进入步骤S56，在步骤 S56，如下设置Kc：Kc＝1，并在不限制目标横摆力矩Mso的情况下继续 防偏控制。
假定在弯道的外侧存在偏离趋势。在驾驶员操纵转向盘的作用力被 释放，并且不考虑理想转向的情况下，执行目标横摆力矩的修正处理。 这种情况下，确定驾驶员沿着和偏离方向相同的方向操纵转向盘，并且 防偏控制的受控变量受到限制。从而，车辆变得易于偏离行驶车道，并 且防偏控制的效果可能受到极大影响。从而，执行图11中所示的目标力 矩修正处理，以致车辆处于朝着转弯处的外侧偏离的状态。此时，控制 器8根据车道的曲率，计算行驶过程中，转过弯道所需的理想转向角， 并且如果该转向角沿着大于理想转向角的偏离方向被改变，并且控制器8 不限制目标偏矩力矩，那么控制器8确定驾驶员不进行朝着偏离方向的 转向操作。从而，能够极大地抑制非故意地限制目标横摆力矩，以致车 辆易于偏离的事实。另外，在沿着偏离方向改变大于理想转向角的转向 角的情况下，控制器8确定驾驶员有意朝着偏离方向操纵转向盘，限制 目标横摆力矩。从而，能够实现不会使驾驶员感到不愉快的转向干预。
假定在弯道上行驶期间，车辆存在朝着弯道内侧偏离的趋势。这种 情况下，在步骤S97，偏移转向角θs被设置成“0”。当进行朝着弯道外侧 纠正行驶路线的防偏控制时，驾驶员无意地释放操纵转向盘的作用力。 这种情况下，由于自对准扭矩的动作，转向角被自然恢复。从而，自然 地实现与防偏控制同方向的路线纠正。在不限制目标横摆力矩的情况下 继续防偏控制。
另一方面，在驾驶员操纵转向盘，以致使车辆朝着弯道内侧进一步 偏离的情况下，防偏前后转向角Δθ的偏离变得等于或大于0。如图12 (B)中所示，目标力矩修正增益Kc被设置成小于1的值，目标横摆力 矩受到限制。从而，当车辆处于朝着弯道内侧偏离的状态，并且沿着偏 离方向改变转向角时，执行以致目标横摆力矩立即受到限制的修正处理。 从而，对抗转向盘的有意转向增大的防偏控制的受控变量立即受到限制。 从而，驾驶员能够干预转向，而不会使驾驶员感觉不愉快。
如上所述，在第二实施例中，控制器8根据车辆行驶车道的曲率， 计算行驶期间，转过弯道所需的理想转向角，并且在防偏控制前后的转 向角的偏离达到和理想转向角相同的量值之前，不限制防偏控制的受控 变量。从而，即使车辆正在转向，并且存在朝着弯道外侧偏离的趋势， 并且驾驶员释放转向力，以致使转向盘返回中性方向，防偏控制的受控 变量的非故意限制被抑制，从而能够最大限度地保持防偏控制的效果。
另外，在防偏控制前后的转向角的偏离沿着偏离方向增大的情况下， 只有当车辆倾向于朝着弯道外侧偏离时，才限制防偏控制的受控变量。 从而，在车辆存在朝着弯道内侧偏离的趋势的情况下，能够立即限制防 偏控制的受控变量。能够极大地抑制转向干预期间，车辆驾驶员的不愉 快感觉。注意，根据车辆的行驶状态和行驶车道的曲率ρ，可计算根据曲 率行驶所需的受控变量，并可根据计算的所需受控变量和防偏控制的受 控变量之间的背离，可限制防偏控制的受控变量。从而，即使在车辆的 转向期间，由于驾驶员的转向干预的缘故，防偏控制的受控变量受到限 制，也能根据曲率进行行驶控制，从而难以使车辆的性能异常。
此时，在驾驶员长时间进行转向干预的情况下，存在妨碍驾驶员的 操作的可能性。从而，可按照根据车辆的行驶状态和车道的曲率ρ计算 的所需受控变量，限制防偏控制变量。从而，尽可能高地协调车辆动作 的稳定性和驾驶员的转向干预的容易性。注意，在每个实施例中，只根 据防偏控制前后转向角的偏离，计算目标力矩修正增益。但是，本发明 并不局限于此。可根据朝向偏离一侧的道路区划线之一，计算目标力矩 修正增益。
这种情况下，车辆周围环境传感器检测行驶车道的道路区划线09f， 并确定禁止车辆越过的禁越区划线(实线)。在车辆趋向于朝着虚线一 侧偏离，并且防偏控制前后转向角的偏离朝着偏离方向增大的情况下， 计算立即限制防偏控制的受控变量的目标力矩修正增益。在车辆存在朝 着实线一侧偏离的趋势，并且防偏控制前后转向角的偏离朝着偏离方向 增大的情况下，目标力矩修正增益被设置成“1”，假定防偏控制不受限制。 从而，对于可越过其，自由实现车道改变的虚线一侧，能够容易地进行 转向干预，对于作为道路边缘的边界的实线一侧，能够确保防偏控制。
另外，在每个实施例中，在车辆存在偏离趋势，不管是否存在关于 防偏受控变量的限制，总以是恒定的音量产生报警。本发明并不局限于 此。当进行限制防偏控制的受控变量的修正处理时，报警装置产生的音 量可被设置成较小。从而，在车辆驾驶员有意进行转向干预，以致车辆 存在偏离车道的趋势的情况下，报警声音的音量变小。从而，车辆驾驶 员不会感到吵闹。此外，在每个实施例中，制动扭矩控制借助制动扭矩 控制，控制车辆横摆力矩，以便防止车道偏离。本发明并不局限于此。 转向控制可防止车道偏离。
在每个实施例中，只有通过控制各个车轮5FL、5FR、5RL和5RR 的制动压力PSFL～PSRR，才能在车辆上形成沿防偏方向的横摆力矩Ms。 本发明并不局限于此。在控制各个车轮5FL～5RR的驱动力的制动力控 制单元安装在车辆中的情况下，通过控制各个车轮5FL～5RR的制动压 力和驱动力，可形成沿防偏方向的横摆力矩Ms。此外，在每个实施例中， 本发明适合于后轮驱动车辆。本发明也适用于前轮驱动车辆。这种情况 下，可根据各个车轮速度VWFL～VWRR中，作为非驱动轮的左车轮速度 VWFL和右车轮速度VWRR的平均值，计算车辆的车速V。
日本专利申请No.2003-384196(在日本的申请日为2003年11月13 日)的整个内容作为参考包含于此。本发明的范围由下述权利要求限定。