CN103359114B - 用于车辆侧向控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆侧向控制的系统和方法。安装在车辆上的车道控制器系统可包括用于在车辆上自我诊断故障的部件。该系统可包括用于生成期望路径的期望路径生成器，该期望路径将车辆保持在道路车道内；转向控制器，用于提供转向修正以将车辆保持在道路车道内；车辆状态估计器，用于估计车辆的状态；车道标记检测器，用于检测道路车道标记的位置；路径预测器，用于预测车辆实际遵循的路径；虚拟动态模块，用于按照转向控制器的输入对车辆的预料路径进行建模；比较器，将所应用的实际转向修正的结果与由虚拟动态模块预测的结果比较，以及诊断系统，其基于比较器的比较确定故障的根本原因。

Description

用于车辆侧向控制的系统和方法

背景技术

车道偏离警示系统被设计成在车辆开始移出其车道而驾驶员没有激活转向信号灯来指示车道变化是有意的时对车辆的驾驶员发出警示。这种车道偏离警示系统可被用在高速公路和主干道路上并且如果车辆正离开其车道就提供视觉、听觉和/或振动警示。这些偏离警示系统可被设计成通过解决下列碰撞的主要原因来最少化事故：驾驶员错误；分神和困倦。还存在车道保持系统，其不仅警示驾驶员车辆正偏离其车道的中心，而且如果驾驶员不采取任何动作，会自动地采取步骤以确保车辆位于其车道内。

车道居中系统可通过将车辆的位置维持在车道的中心而进一步辅助驾驶员。车道居中系统可由许多单元组成，包括传感器、计算机、致动器、通信模块和其它系统和部件。因为车道居中系统自动地修正车辆的运动，所以车辆的驾驶员可能不注意存在的故障。

发明内容

实施例涉及提供用于安装在本车内的车道控制器，该车道控制器包括：（i）期望路径生成器，用于生成期望路径以保持本车在道路的车道内；（ii）转向控制器，用于提供转向指示以应用转向修正从而保持车辆位于由期望路径生成器所确定的车道内；（iii）车辆状态估计器，用于估计车辆的状态；（iv）车道标记检测器，用于检测指示车道的车道标记的位置；（iv）路径预测器，用于预测车辆主动遵循的路径，其中由转向控制器应用的转向命令是根据来自车道标记检测器的输入以提供反馈到期望路径生成器从而修正由路径生成器生成的期望路径，并且还包括：（v）虚拟动态模块，用于按照转向控制器的输入对车辆的预料路径进行建模；（vi）比较器，用于比较所应用的实际转向修正的结果和由虚拟动态模型预测的结果，以及诊断系统，用于诊断高于阈值的任何差异的根本原因。

一些实施例提供车道监测功能以提供警示给驾驶员。

在提供警示的情况下，警示可从包括视觉警示、听觉警示、触觉警示和它们的组合的组中选择。

一些实施例提供了车道保持功能，其中转向控制器提供控制信号给辅助或自动转向系统。

在一些实施例中，转向控制器可提供控制信号给包括电动动力转向系统（EPS）、主动前轮转向系统（AFS）和用于应用刹车到各个车轮的系统的组中的其中一个。

在一些实施例中，车道控制器被链接到用于监测道路的至少一个传感器。

在一些实施例中，用于监测道路的至少一个传感器是从由下面各项组成的组中选择的：在可视区域内的视频传感器、激光传感器、红外传感器、立体照相机、雷达传感器、和GPS/地图定位传感器。

在一些实施例中，监测道路包括监测虚线车道标记、白实线、双线和着色线中的至少一个。

在一些实施例中，控制器被链接到由全球定位系统（GPS）、地图、和路侧基础设施组成的组中的至少一个。

在一些实施例中，车道控制器可通过由转向角和转向扭矩组成的组中的至少一个应用转向修正。

在一些实施例中，阈值是依赖于从由车辆速度、道路条件、道路曲率、转向系统动态和车辆类型组成的组中所选的至少一个因素的可变阈值。

在一些实施例中，由诊断系统诊断的根本原因是从由外部因素、转向系统的机械故障和传感器未对准组成的组中所选择的。

在一些实施例中，由诊断系统诊断的根本原因是从由车轮不平衡、车轮未对准、漏了气的轮胎、EPS扭矩失衡、车道传感器错误定位、照相机错误定位和照相机在偏航角方面未对准组成的组中所选择的。诊断系统可诊断或发现其它的根本原因。

在一些实施例中，比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，其中至少一个车辆动态测量设备监测包括转向角、转向扭矩、转向方向、角加速度、线加速度、偏航率、速度、速度大小和车轮旋转的组中的至少一个。

在一些实施例中，比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，所述至少一个车辆动态测量设备包括由与转向系统的部件相关联的转向角传感器和转向扭矩传感器组成的组中的至少一个。

在一些实施例中，转向系统的部件选自包括转向轮、转向柱、转向齿条和小齿轮以及车辆车桥的组。

在一些实施例中，比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，所述至少一个车辆动态测量设备选自由加速度计、速度计、轮速传感器、和惯性测量单元（IMU）组成的组。

在一些实施例中，测量的车辆动态是通过有线链接，例如控制器区域网络（CAN）总线等网络（Flexray）或以太网（Ethernet），或是通过无线链接，从至少一个车辆动态测量设备接收的。

在一些实施例中，车道控制器是用于车道监测、车道保持、车道居中、或车道变换的系统的一部分；该系统可包括至少一个处理器、内存、长期存储器、至少一个用户输入部件、和至少一个输出部件。

在一些实施例中，系统还包括选自包括独立的数据库和在内存或长期存储器内的数据库的组的数据库。

在一些实施例中，至少一个输入部件选自由触摸屏、键盘、麦克风和指示器设备组成的组。

在一些实施例中，至少一个输出部件选自由显示屏、触觉输出装置和音频设备组成的组。

本发明的一个实施例涉及用于故障的自我诊断的方法，包括以下步骤：（d）在从驾驶员接收到关于车道居中辅助的请求时，检查车道居中功能实际上可用并且接合车道居中系统；（e）计算合适的车道居中调节；（f）将该调节通过转向控制器应用到轿车；（g）将步骤（e）的调节应用到虚拟车辆动态模块；（h）记录由（步骤f的）转向调节引起的实际车辆运动；（i）计算预测的车辆运动；（j）在合适的距离上，比较实际记录运动和计算的预测车辆运动；（k）在所检测的差小于阈值量时，重新计算合适的车道居中调节；而（l）不过，如果检测到差超过了预定的阈值，就运行诊断逻辑以诊断原因。

该方法还进一步包括开始以下步骤：（a）检查车道居中系统是被接合还是被脱离接合；（b）如果车道居中系统被脱离接合，检查驾驶员是否请求车道居中辅助；如果驾驶员没有请求车道居中辅助，以及（c）根据选自由在旅程期间连续地、在旅程的特定点处、当车辆从基本上静止的位置移动时、在车载计算机检测到高速路或高速公路驾驶的情况下、在GPS被激活的情况下、在驾驶期间或路上驾驶，每隔预定的距离间隔和每隔预定的时间间隔间断地组成的组的时间表重新运行步骤“a”和“b”。

在一些实施例中，方法还包括首先提供车道居中控制器，其包括（i）期望路径生成器，用于生成期望路径以保持本车在道路的车道内；（ii）转向控制器，用于提供转向指示以应用转向修正从而保持车辆位于由期望路径生成器所确定的车道内；（iii）车辆状态估计器，用于估计车辆的状态；（iv）车道标记检测器，用于检测指示车道的车道标记的位置；（iv）路径预测器，用于预测车辆主动遵循的路径，其中由转向控制器应用的转向是根据来自车道标记检测器的输入以提供反馈到期望路径生成器从而修正由路径生成器生成的期望路径，（vi）虚拟动态模块，用于按照转向控制器的输入对车辆的预料路径进行建模；（vii）比较器，用于比较所应用的实际转向修正的结果和由虚拟动态模型预测的结果，以及（viii）诊断系统，用于诊断高于阈值的任何差异的根本原因。

在一些实施例中，诊断包括检查转向扭矩中的偏差是否超过了预定的极限，在超过的情况下诊断可归因为转向故障的潜在原因，而如果转向扭矩中的偏差小于预定的极限，那么将故障归因于传感器系统。

在一些实施例中，其中转向扭矩中的偏差超过了预定极限，诊断还包括检查齿条和小齿轮转向系统的齿条位置的匹配或不匹配，使得如果没有可检测到的齿条位置不匹配，就诊断与车轮不平衡或欠压轮胎相关的原因，而如果有可检测到的齿条位置不匹配，就确定转向被偏置；其中如果转向扭矩中的偏差小于，监测驾驶员的优选车道偏移，使得在该偏移总是被偏置的情况下，诊断车道传感器的错误定位，并且如果即使在相对笔直的道路上行进时还有连续的振荡运动，那么诊断在偏航角方面的车道传感器未对准。

在一些实施例中，车道传感器包括一个或多个照相机，例如单前视照相机、立体照相机、或前和后观察照相机的组合。

一些实施例涉及用于安装在车辆的处理器上的计算机软件产品，该计算机软件产品包括处理器可读的介质，该介质上存储有：（ii）用于接收来自驾驶员的关于车道居中辅助的请求、检查车道居中功能实际上可用并接合车道居中系统的第二组指令；（iii）用于计算合适的转向调节的第三组指令；（iv）用于将调节应用到车辆的转向机构的第四组指令；（v）用于提供车辆动态模拟的第五组指令；（vi）用于将调节应用到车辆动态模拟的第六组指令；（vii）用于记录由转向调节引起的实际车辆运动的第七组指令；（viii）用于计算预料车辆运动的第八组指令；（ix）用于在合适的距离上比较实际记录运动和计算的预料车辆运动的第九组指令；（x）在检测的差小于阈值量时用于重新计算合适的车道居中调节的第十组指令；在检测到差超过预定阈值时，运行用于诊断根本原因的第十一组指令。

在一些实施例中，介质上还存储有，（i）用于检查车道居中系统是否被接合并且如果没有被接合，用于检查驾驶员是否已经请求了接合车道居中系统，以及车道居中系统是否可用的第一组指令。

在一些实施例中，可诊断的根本原因选自由车轮不平衡、车轮未对准、漏了气的轮胎、EPS扭矩不平衡、车道传感器错误定位、照相机错误定位和在偏航角方面的照相机未对准组成的组。

本申请还提供了如下方案：

方案1.一种安装在车辆上的车道控制器系统，包括：

（i）路径生成器，用于生成期望路径以将车辆控制在道路的车道内；

（ii）转向控制器，用于应用转向修正从而保持车辆在由路径生成器所确定的期望路径上的运动；

（iii）车辆状态估计器，用于估计车辆的状态；

（iv）车道标记检测器，用于检测指示车道边界的车道标记，其中所述期望路径是基于来自车道标记检测器的反馈和所述车辆的所述状态；

（v）路径预测器，用于基于车辆的当前速度、加速度、偏航率和转向角，预测车辆主动遵循的路径，其中所述转向修正是在预测路径不同于期望路径的情况下改进车辆的预测路径；

（vi）虚拟动态模块，用于基于由转向控制器应用的转向修正对车辆的预料路径进行建模；

（vii）比较器，用于比较在应用转向修正时车辆占据的实际路径和由虚拟动态模块建模得到的预料路径；以及

（viii）诊断系统，用于在所占据的实际路径与预料路径之间的差高于阈值的情况下诊断该差的原因。

方案2.如方案1所述的车道控制器系统，其中所述车道控制器系统被链接到至少一个传感器以监测道路。

方案3.如方案2所述的车道控制器系统，

其中所述至少一个传感器包括由可视领域内的视频传感器、激光传感器、红外传感器、立体照相机和雷达传感器所组成的组中的至少一个；以及

其中所述至少一个传感器监测虚线车道标记、白实线、双线、着色线或道路边缘中的至少一个。

方案4.如方案1所述的车道控制器系统，其中所述车道控制器系统是车道保持辅助、车道居中和车道改变系统的部件。

方案5.如方案1所述的车道控制器系统，其中所述阈值是依赖于从由车辆速度、道路条件、道路曲率、转向系统动态和车辆类型组成的组中所选的至少一个因素的可变阈值。

方案6.如方案1所述的车道控制器系统，其中由诊断系统诊断的原因是从由外部因素、转向系统的机械故障和传感器未对准组成的组中所选择的。

方案7.如方案1所述的车道控制器系统，其中由诊断系统诊断的原因是从由车轮不平衡、车轮未对准、漏了气的轮胎、EPS扭矩失衡、车道传感器错误定位、照相机错误定位和照相机在偏航角方面未对准组成的组中所选择的。

方案8. 如方案1所述的车道控制器系统，其中比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，其中至少一个车辆动态测量设备监测包括转向角、转向扭矩、转向方向、角加速度、线加速度、偏航率、速度、速度大小和车轮旋转的组中的至少一个。

方案9.如方案1所述的车道控制器系统，其中比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，所述至少一个车辆动态测量设备包括由与转向系统的部件相关联的转向角传感器和转向扭矩传感器组成的组中的至少一个。

方案10.如方案9所述的车道控制器系统，其中转向系统的所述部件选自包括转向轮、转向柱、转向齿条和小齿轮以及车辆车桥的组。

方案11.如方案1所述的车道控制器系统，其中比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，所述至少一个车辆动态测量设备选自由加速度计、速度计、轮速传感器、和惯性测量单元（IMU）组成的组。

方案12.如方案1所述的车道控制器系统，其中测量的车辆动态是通过有线链接和无线链接中的至少一个从至少一个车辆动态测量设备接收的。

方案13.如方案1所述的车道控制器系统，其中所述车道控制器系统是用于车道监测或车道保持的系统的一部分，其中所述系统包括至少一个处理器、内存、长期存储器、至少一个用户输入部件、和至少一个输出部件。

方案14.如方案13所述的车道控制器系统，还包括选自独立数据库、内存和长期存储器的组的数据库。

方案15.一种用于在车辆上自我诊断故障的方法，包括以下步骤：

（d）在从驾驶员接收到关于车道居中辅助的请求时，检查车道居中功能实际上可用并且接合车道居中系统；

（e）计算合适的车道居中调节；

（f）将调节通过转向控制器应用到车辆的运动；

（g）将步骤（e）的调节应用到虚拟车辆动态模块，由此计算预料车辆运动；（h）记录由步骤（f）的转向调节引起的实际车辆运动；

（i）在合适的距离上，比较实际车辆运动和预料车辆运动；

（j）如果基于比较在实际车辆运动和预料车辆运动之间的差小于阈值量，重新计算合适的车道居中调节；

（k）如果基于比较实际车辆运动和预料车辆运动之间的差大于阈值量，就诊断该差的原因，其中该原因包括车轮不平衡、车轮未对准、欠压轮胎、扭矩失衡、车道传感器错误定位、照相机错误定位和照相机未对准中的至少一个。

方案16.如方案15所述的方法，还包括步骤：

（a）确定车道居中系统是被接合还是被脱离接合；

（b）如果车道居中系统被脱离接合，检查驾驶员是否请求车道居中辅助；如果驾驶员没有请求车道居中辅助，重新运行车道居中脱离接合；以及

（c）根据选自由下面各项组成的组的计划重新运行阶段“a”和“b”：在旅程期间连续地、当车辆从基本上静止的位置移动时、在车载计算机检测到高速路或高速公路驾驶时、在GPS系统被激活时、在路上驾驶期间，每隔预定的距离间隔间断地；和每隔预定的时间间隔间断地。

方案17.如方案15所述的方法，其中所述诊断包括比较转向扭矩中的偏差与预定极限，如果转向扭矩中的偏差大于预定极限，那么诊断原因为可归因于转向故障，如果转向扭矩中的偏差小于预定极限，那么诊断原因为可归因于传感器系统。

方案18.如方案17所述的方法，其中如果转向扭矩中的偏差超过了预定极限，还包括：

如果在车辆的齿条和小齿轮系统中检测到匹配，那么诊断原因为与车轮不平衡或欠压轮胎相关；以及

如果在车辆的齿条和小齿轮系统中检测到不匹配，那么诊断原因为转向偏差或不准确的角传感器；

其中如果转向扭矩中的偏差小于预定极限，还包括：

如果驾驶员的优选车道偏移是使得该偏移总是被偏置，那么诊断原因为车道传感器错误定位，以及

如果驾驶员的优选车道偏移是使得即使在行驶在相对笔直的道路上时仍存在连续的振荡运动，那么振荡原因为在偏航角方面的照相机未对准。

方案19.一种用于安装在车辆的处理器上的计算机软件产品，该计算机软件产品包括处理器可读的介质，该介质上存储有：

（ii）用于接收来自驾驶员的关于车道居中辅助的请求、检查车道居中功能实际上可用并接合车道居中系统的第二组指令；

（iii）用于计算合适的转向调节的第三组指令；

（iv）用于将调节应用到车辆的转向机构的第四组指令；

（v）用于提供车辆动态模拟的第五组指令；

（vi）用于将调节应用到车辆动态模拟的第六组指令；

（vii）用于记录由转向调节引起的实际车辆运动的第七组指令；

（viii）用于计算预料车辆运动的第八组指令；

（ix）用于在合适的距离上比较实际记录运动和计算的预料车辆运动的第九组指令；

（x）第十组指令，其中如果基于第九组指令检测的差小于阈值量，那么重新计算合适的车道居中调节；并且如果基于第九组指令检测到差大于阈值量时，那么诊断所检测的差的原因。

方案20.如方案19所述的计算机软件产品，其中可诊断的根本原因是从由车轮不平衡、车轮未对准、漏了气的轮胎、EPS扭矩平衡、车道传感器错误定位、照相机错误定位和照相机在偏航角方面未对准组成的组中所选择的。

附图说明

在说明书的结论部分具体指出并清楚地要求保护了本发明的主题。不过，本发明在组织和操作方法方面以及在目标、特征及其优点方面都通过结合附图阅读下面的具体描述而被最佳地理解，在附图中：

图1是根据本发明实施例的带有车道居中系统的车辆的示意图；

图2是根据本发明实施例的控制器的功能框图；

图3是根据本发明实施例的示出图2的功能框图中的框如何相互作用的流程图；

图4是概括的转向系统的示意图；

图5是根据本发明实施例的包括图2的车道居中控制器的转向超驰系统的概览；

图6是根据本发明实施例的车道居中控制器的一种操作方法的流程图；以及

图7是根据本发明实施例的由诊断系统执行的诊断方法的流程图。

在被认为合适的情况下，附图标记可在附图中被重复以指示对应的或相似的元件。

具体实施方式

在下面的具体描述中，公开了数个具体的细节以提供对本发明的透彻理解。不过本领域技术人员应该理解的是，本发明可在没有这些具体细节的情况下被实施。在其它情况下，非常公知的方法、程序、和部件没有被具体描述以不阻碍对本发明的理解。

如从下面的讨论中容易理解地，除非另有具体的说明，否则应该意识到，在整个说明书中的讨论中，使用诸如“处理”、“计算”、“存储”、“确定”、“评估”、“运算”、“测量”、“提供”、“传递”等的术语来指示计算机或计算系统或者类似的电子计算设备的行为和/或过程，其将计算系统的寄存器和/或存储器中的被表达为物理量例如电子量的数据操纵和/或转换为在计算系统的存储器、寄存器或其它此类的信息存储、传输或显示设备内的被类似地表达为物理量的其它数据。

自主的、半自主的、自动化的、或自动的转向控制特征，例如自动化车道居中、自适应车道居中或其它类似系统，可以减少的驾驶员输入，尤其是以减少的转向轮运动来维持或控制车辆相对于道路的位置。不过，为了符合安全要求，驾驶员可能需要重新获得对车辆转向控制的完全控制并且去激活或脱离转向控制系统。驾驶员可能需要重新获得对车辆的控制，例如，在另一车辆突然并入驾驶员的车道时，在车辆的前方有障碍物时，在车辆离护栏非常近时，在驾驶员变更车道时，或者在其它情况下。如果车道居中部件中的任意一些有缺陷而同时自动化车道居中系统被激活，那么驾驶员可能没有意识到这种故障，因为自动化车道居中系统可能补偿了由有缺陷的部件引入的任何错误。在存在这种有缺陷的部件的情况下继续驾驶可能引起对这些部件的严重损坏。例如，如果驾驶员操作车辆而没有意识到车轮未对准或不平衡，那么这可能引起对车辆的非对称磨损。当驾驶员遇到了要求驾驶员快速重新获得对转向的控制的情况时，知晓哪些部件有缺陷可能会辅助驾驶员控制转向。另外，自动化车辆转向系统超驰可能不得不被快速地并且在严重的故障之前执行。自动化车辆转向超驰检测系统可因此被要求在各种驾驶情形下以高精度工作，这些情形例如包括低速、高速、在弯曲道路上、和在有坡面的道路上。车道控制系统具有诊断系统或功能可帮助驾驶员维持车辆和安全驾驶。另外，人们可选择使这个特征不能工作并在诊断系统指示异常时通知驾驶员。

在更低的速度下，可能需要比在高速时更多的扭矩来转向车辆；因此，超驰该系统所要求的最小扭矩会在低速时比在高速时更高。在更高的速度下，可能需要比低速时更少的扭矩来转向车辆；因此，超驰自动化转向控制系统所要求的最小扭矩可能在高速时更低，从而确保驾驶员在需要时能容易地重新获得对车辆的控制。

当车辆在弯曲道路或有坡面的道路上行驶的同时转弯时，取决于转弯的方向，可能要求不同的转向扭矩来转向车辆。

一些车辆可能装备有自适应或自动车道居中特征或应用。这个特征可被集成到车辆中，但是在一些示例中，可被加装到车辆。自适应车道居中特征可相对于车辆正在其上行驶的道路上的车道维持恒定的车道偏移或车辆位置。计算机视觉传感器（例如，照相机）、LIDAR（光探测和测距传感器（也称为LADAR））传感器，或者其它类型的传感器可测量数据，这些数据允许自适应车道居中特征确定相对于道路特征的车辆的车道偏移或相对定位，这些道路特征例如是车道标记、道路路肩、中央屏障、道路的边缘和其它的物体或特征。车辆相对于道路特征的相对定位可基于例如全球定位系统（GPS）位置数据、车辆的地图数据库、前视照相机测量的距道路特征的相对距离、和/或其它信息来确定。

自适应车道居中特征可基于所确定的车辆的相对位置来控制车辆转向从而维持恒定的或相对恒定的（例如，以10cm的分辨率）车辆车道偏移或在车道内的位置。在一些包括这种特征的系统的示例中，自适应车道居中特征可通过控制车辆的转向角和/或转向扭矩来控制车辆行驶的方向，通过将转向角控制命令输出到电动动力转向（EPS）、主动前轮转向（AFS）或其它系统来控制车辆的转向角和/或转向扭矩。在一些实施例中，自适应车道居中特征可直接地或利用或不利用AFS、EPS或其它系统来控制转向角。

车道保持辅助应用可自动地控制车辆转向以确保车辆呆在道路上的预先确定的车道或路径内。车道保持辅助应用可被构造成仅在车辆在没有驾驶员信号指示其意图的情况下就开始移出车道时影响车辆的转向，在此时刻车道保持辅助系统可自动地控制转向以将车辆维持在车道内。

车道保持辅助特征可通过确定车辆相对于道路特征例如车道标记、道路路肩、中央屏障等的相对位置、调节转向控制以将车辆维持在车道内来工作。

车辆相对于道路特征的相对位置可基于车辆的GPS位置数据、车辆测量的距道路特征的相对距离、或其它信息来被确定。车道保持辅助特征可基于所确定的车辆的相对位置来控制车辆转向从而将车辆维持在车道内。车道保持辅助特征可通过控制车辆的转向角和/或转向扭矩来控制车辆行驶的方向，通过将转向角和/或转向扭矩控制命令输出到EPS、AFS或其它系统来控制车辆的转向角和/或转向扭矩。在一些实施例中，车道保持辅助特征可直接地或利用或不利用AFS、EPS或其它系统来控制转向角。

自动化转向控制超驰系统的一些示例可使用与车辆相关联的一个或多个传感器测量、估计、或评估车辆转向测量结果或车辆转向条件例如车辆的转向角和转向扭矩。可在车辆运动的同时以预定的时间间隔（例如，每10毫秒）来测量、估计或评估车辆转向测量结果或车辆转向条件。在一些实施例中，自动化转向控制超驰检测系统可在车辆处于运动的同时连续地测量车辆的转向角条件和转向扭矩条件。也可以测量其它车辆动态信息，例如，速度、加速度、驶向、偏航率（偏航是向一侧变向）、车道偏移、驾驶员输入、和其它因素。

一些车辆自动化转向超驰检测系统可基于测量的车辆转向测量结果，例如转向扭矩、转向角、速度、加速度、驶向、偏航率、驾驶员输入等，确定是否要超驰、去激活或脱离自动化车辆转向控制系统。例如，在车辆自动化转向系统被接合、激活或工作的同时一些系统可能被采用。

车辆自动化转向超驰检测系统可在车辆自动化转向控制系统被激活的同时测量转向角、转向扭矩、角加速度、侧向加速度、速度、偏航率和/或其它车辆动态或转向测量结果。

自动车辆控制系统可被激活并可输出转向角命令到自动化转向超驰检测系统。自动化转向超驰检测系统可基于例如转向角命令计算预期的转向角和/或预期的转向扭矩。自动化转向超驰检测系统可将预期的转向角和/或预期的转向扭矩与传感器测量的转向角和/或传感器测量的转向扭矩相比较。如果测量的转向扭矩和预期的转向扭矩之间的差的绝对值大于预定的阈值扭矩值，那么就可脱离自动化转向控制系统。如果测量的转向角和预期的转向角之间的差的绝对值大于预定的阈值转向角值，那么就可脱离自动化转向控制系统。

在一些示例中，自动化转向超驰检测系统可在测量的转向角和预期的转向角之间的差的绝对值大于预定的阈值转向角值和/或测量的扭矩和预期的转向扭矩之间的差的绝对值大于预定的阈值扭矩值时脱离自动化转向控制系统。预定的阈值转向角值和预定的阈值扭矩值可取决于车辆速度、道路条件、道路曲率、转向系统动态、车辆类型、和/或其它因素或者基于它们而变化。在做超驰的决定时可将其它的或不同的车辆转向或车辆动态测量结果考虑在内。

车道偏离警示系统可在出现了车辆正开始从其车道慢慢移出时警示驾驶员。警示可通过触觉信号例如来自联接到座椅或转向轮的振动机构的振动来提供给驾驶员以向驾驶员报警从车道的偏离。在一些实施例中，发出可听音或警报。在一些实施例中，点亮可视警示指示例如在仪表盘上的闪烁仪表盘图标。一些系统可发出视听警示。

车道偏离警示系统可识别虚线车道标记，并且可在越过白车道标记时提供警示。如果黄或橘黄线标记或双线被越过时，可产生更强的警示。

车道偏离警示系统也可兼具阻止和交通运输业中的风险报告。例如，基于视频的技术可被用于辅助车队降低它们的驾驶责任成本。通过给安全管理者提供驾驶员和车队风险评估报告和工具，这种系统促进前瞻性的辅导和训练并可消除或至少降低高风险行为。在这种系统中，车道偏离报警可通过移动电话被远程地发送到管理者。根据本发明的实施例，车道偏离警示系统和其它车道控制器系统可包括诊断功能或系统以确定哪些车辆部件是有缺陷的。诸如车道传感器错误定位、照相机错误定位和照相机未对准的问题可被诊断。

一些车道保持系统利用稳定性控制系统通过应用缓和的制动压力到合适的车轮上来辅助驾驶员维持车道位置。

一些系统使用EPS（电动动力转向），其可被应用以转向车辆，从而辅助其保持其车道。

逆-转向扭矩可被应用以帮助确保驾驶员在试图将车辆恢复到其正确的车道时不会过分地修正转向轮。

在一个实施例中，车道检测照相机可集成在电动动力转向系统内；使得当车道偏离被检测到时，其不是有意的因为转弯指示信号没有被接合以指示驾驶员期望变换车道，电动动力转向系统引入缓和的扭矩，其帮助引导驾驶员回到车道的中心。

车道保持功能或车道保持辅助可操作以通过提供转向扭矩来帮助减少驾驶员的转向输入负担；不过，驾驶员必须保持主动或系统将去激活。因此，车道保持辅助系统可提供许多的必需转向扭矩，来保持轿车在其高速路上的车道内，由此通过最小化驾驶员的转向输入，可能是减少80％，来使得高速路驾驶不那么麻烦。

参照图1，所有上述系统共有的是计算机子系统，后面称之为车道居中系统90，其包括车道居中控制器100，该控制器从附接到车辆10或与其相关联的一个或多个传感器20接收输入。车道居中控制器100可基于传感器20测量的车辆10相对于道路特征的相对位置来维持或控制车辆10相对于道路2并且具体来说是道路车道4的位置，道路特征例如是虚线车道标记6和道路边界8。

车道偏离警示系统和车道保持系统可基于各种传感器。这些可包括：

·在可视区域内的视频传感器22，其可被安装在挡风玻璃24的后面，通常在后视镜26旁边

·激光传感器28，其可被安装在车辆的前部上

·红外传感器30，其可被安装在挡风玻璃24的后面或在车辆的下面

·在一些系统中，立体照相机32可与精密物体和图案识别处理器一起使用

·雷达传感器34或GPS/Map定位系统

在一个这样的系统中，安装在后视镜26上方的头顶操控台中的照相机34监测道路2上的车道标记6。在车辆10开始慢慢越过标记6时触发警示声36以向驾驶员报警。

一些系统使用红外传感器30来监测道路2上的车道标记6。其它系统使用照相机34来跟踪车道标记2，例如在可视范围内操作的前视视频照相机22。一些系统使用在轿车的两侧上的光学传感器38。

在一个系统中，安装在挡风玻璃24的顶部处、刚刚高于后视镜26的照相机34可在40度的半径内扫描前方的道路2，感测用在划分高速路或道路2上的车道4的边界的虚线6白线。车道居中系统90识别驾驶员正在特定的车道4内驾驶，并且监测前方道路2的曲率的剧烈程度，使用诸如偏航和车辆速度的因素来计算要求的转向输入。

车道居中系统90可与自适应巡航控制（ACC）组合。用于道路车辆10的ACC可仅使用来自车载传感器22的信息而不使用卫星或路侧基础设施，或者要求来自其它车辆的协助支持。

在一些车道居中系统90和ACC系统中，GPS42用于通过卫星和在其它系统中跟踪车辆10的位置。系统90也可通过车辆－车辆（V2V）通信技术与其它车辆通信和/或通过车辆－基础设施（V2I）通信技术与路侧基础设施通信。

在一些系统中，中等距离传感器技术提供了对应于前方道路的输入而短距离传感器技术提供了车辆遵循道路中的蜿蜒曲折的程度的指示。其它系统监测驾驶员输入并与预期的驾驶员输入比较。

一个或多个传感器20可包括光探测和测距传感器（LINDAR或LADAR）44，或可获得允许车道居中控制器100确定车辆10相对于道路2特征的相对位置的数据的其它远程感测设备，道路2特征例如是车道标记6、道路路肩、中央屏障、道路2的边缘8、和/或其它物体或特征。照相机34可例如测量车道偏移、驶向角、车道曲率和/或其它信息、从而得到速度、加速度、偏航率等。车道居中控制器100还接收驾驶员输入，例如转向指示灯的激活。总的来说，车道居中系统90被构造成检测从车道4内的正确位置的偏离并输出警示36到驾驶员或者直接地与转向装置400相互作用，或者通过影响电动动力转向EPS414或主动前轮转向（AFS）416，或者通过应用刹车80到单独的车轮。

所提供的传感器可通过各种已知数据链接中的任一种被链接到车道居中控制器100，包括有线链接，例如控制器局域网络（CAN）总线40、等网络（Flexray）或以太网（Ethernet）、或通过无线链接。

车道居中系统和车道保持系统是计算机实施的，并且这些系统的核心是车道居中控制器100，其可以是车辆10的更大的计算机系统的一部分。和所有计算机系统一样，其可以多种方式构造。

参照图2，带有边界围绕双实线的框代表此后称为车道居中控制器100的计算机子系统的一个示例的概念框图。

车道居中控制器100包括期望路径生成器110、转向控制器120、转向控制器130、车辆状态估计器140、车道标记检测器150和路径预测器160。

在图3中，示出了根据本发明实施例的功能模块如何相互作用的流程图。再一次，参照带有双线边界的框。参照图3并再参照图2，当车道居中控制器100被接合时200，期望路径生成器110生成210打算用于将其内安装有车道居中控制器100的车辆在其车道内保持居中的期望路径。转向控制器120通过应用转向修正230与转向系统130例如车辆的电动动力转向装置（EPS）相互作用，来将车辆保持在由期望路径生成器110确定的车道。转向修正230的结果由估计240车辆的状态的车辆状态估计器140和检测240车道标记的位置的车道标记检测器150确定。车辆状态估计器140提供数据到路径预测器160以预测车辆正遵循的路径，这此后被用于修正230由转向控制器130应用到电动动力转向装置（EPS）70（或AFS75，或单独的车轮刹车80）的转向。车道标记检测器150提供反馈到期望路径生成模块110以修正生成210的期望路径。

本发明实施例的特征是，在预测的路径和车辆10实际遵循的路径之间的差异，换句话说，由转向系统130施加的修正或额外的转向或者由驾驶员施加的检测到的补偿，可被用于诊断修正的潜在原因。

回看图2，改进的车道居中控制器100的实施例包括虚拟车辆动态模块170、比较器180和诊断系统190。再参照图2，虚拟车辆动态模块170采用来自转向控制器模块120的输出并建立270本车应该如何行为的虚拟模型。

比较器180比较280虚拟车辆动态模块170的输出和电动动力转向模块130的输出，即比较由EPS70的由驾驶员应用的预料转向修正来看将车辆保持在车道内所要求的要求转向230在与由虚拟车辆动态模块170预测270的转向比较时，是过度转向还是转向不足。

响应于来自比较逻辑模块180的输入，诊断系统190诊断差异的可能原因。诊断系统190可输出警示36到驾驶员。警示可以是通过仪表盘上的特定指示器提供到显示屏或投影到抬头显示（HUD）上的可视警示和/或通过语音同步器用语言提供。在一些实施例或构造中，诊断系统190可输出具体信息给驾驶员而在一些实施例或构造中，可将服务被请求的笼统警示提供给驾驶员，并且接着，在服务站，例如，技师可能够使用来自诊断系统190的输出290来理解问题的本质。

因此，实施例给车道居中控制器100提供了额外的功能。

因此应该意识到，本发明的车道居中控制器100的实施例报考嵌入的诊断功能。这个诊断功能可提供车道居中控制器100的增强的可靠性和准确性并允许故障诊断。

该额外的功能通过使用由车道居中传感器和算法提供的信息来提供诊断。应该意识到的是，在车道居中系统是基于软件而不是硬接线连接到芯片的实施例中，不需要额外的硬件或架构设计。

具有由嵌入的诊断系统190提供的诊断功能，车道居中控制器100整体是完备的。

参照图4，车辆转向系统400可包括根据本发明实施例的安装在车辆内的自动化转向系统（ASS）420。

车辆转向系统400可包括连接到转向柱404的转向轮402。转向柱404可被连接到齿条406和小齿轮408，其将转向轮402和转向柱404的旋转运动转换或变换为车辆车轮410的线性运动或位移。转向角传感器412可被安装到转向轮410、转向柱404、EPS系统414、AFS系统416，或以其他方式与自动化转向控制系统420相关联。转向扭矩传感器418，例如转向扭转杆、扭转传感器、扭矩计、扭矩换能器或其它设备，可被安装到转向轮402，转向柱404，齿条406和小齿轮408，或轮桥或轴422，或以其它方式与自动化转向控制系统420相关联。转向扭矩传感器418和转向角传感器419可在一些实施例中与EPS系统414，AFS系统416或其它转向系统相关联或安装在其上。

在一些实施例中，车辆10可包括一个或多个设备或传感器来测量车辆转向控制、车辆转向条件、车辆转向参数、车辆动态、驾驶员输入、或其它与车辆相关的条件或测量结果。

再参照图1，车辆动态测量设备还可包括一个或多个加速度计72，速度计74、轮速传感器76、惯性测量单元（IMU）78或其它设备。车辆动态测量设备可测量车辆动态条件或驾驶员输入，这包括转向角、转向扭矩、转向方向、角加速度、线加速度、偏航率、侧向和纵向速度、速度大小、车轮旋转、和车辆10的其它车辆动态特征。测量的车辆动态、车辆条件、转向测量结果、转向条件、或驾驶员输入信息可被传递到车道居中控制器100，例如通过有线链接例如控制器局域网络（CAN）总线40、等网络或以太网，或通过无线链接。测量的车辆动态、车辆条件、转向测量结果、转向条件或驾驶员输入信息数据可由车道居中控制器100或其它系统使用来计算转向角、转向扭矩、基于航位推算的车辆位置、和其它计算。

在一些实施例中，车道居中控制器100可被包含在车辆自动化控制系统内，该系统可以是或可包括安装在车辆的仪表盘上、在乘客舱50中或在行李箱90中的计算设备。

在一些实施例中，车道居中控制器100可被定位在车辆的另一部分中，可被分布和定位在车辆的多个部分中。尽管，通常车道居中控制器100是车载设备，但是可以想象，车道居中控制器100的功能的一部分或全部可被远程地定位（例如，定位在远程服务器中或在便携式计算设备中，例如蜂窝电话）。

虽然讨论了各种传感器和输入，但在某些实施例中，可仅使用这些类型传感器或输入的一部分（例如，其中一个）。

图5是根据本发明实施例的车辆自动化控制系统（ACS）500的示意图。自动化控制系统500可提供自主的或自动化的转向超驰，并且将包括车道居中控制器100，其除了提供在图3中描述的功能的上面参照图2描述的概念性子系统以外，可还包括或被连接到一个或多个处理器或控制器510、内存520、长期存储器530、用户输入部件540和输出部件550。例如其还可连接到GPS42。

用户输入部件540可包括例如触摸屏、键盘、麦克风、指示设备或其它设备。输出部件550可包括例如显示屏、平面、音频设备例如扬声器或耳机、或其它设备。

输入部件540和输出部件550可被组合成例如触摸屏显示器和输入，其可以是车道居中控制器100的一部分或连接到车道居中控制器100。

车道居中控制器100可包括一个或多个数据库570，其可包括例如转向角阈值、转矩扭矩阈值、转向惯性信息、转向阻尼信息、转向刚度信息、和其它信息或数据。数据库570可包括地图575并且可全部或部分地被存储在内存520，长期存储器530或其它设备的一个或全部两个中。

处理器或控制器510可以是例如中央处理单元（CPU）、芯片或任何合适的计算设备或与计算机有关的设备。处理器或控制器510可包括多个处理器、并且可包括通用处理器和/或专用处理器例如图形处理芯片。处理器510可执行代码或指令，例如，存储在内存520或长期存储器530中的代码或指令，来提供实施例的功能并且实施本发明的各方面。

内存520可以是或可包括例如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SD-RAM）、双数据速率（DDR）存储芯片、闪存、易失性存储器、非易失性存储器、高速缓冲存储器、缓冲器、短期存储单元、长期存储单元、或其它合适的存储单元或储存单元。内存520可以是或可包括多个存储单元。

长期存储器530可以是或可包括例如硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘（CD）驱动器、CD-可记录（CD-R）驱动器、通过通用串行总线（USB）连接的闪存或其它合适的可移除和/或固定存储单元，并且可包括多个这种单元或这些单元的组合。

参照图6，描述了由车道居中控制器100（图2）实施的故障的自我诊断的一种方法的流程图600。

应该意识到的是，车道居中系统在被提供时通常是可由驾驶员任选地实施以及任选地禁用，以用于安全和驾驶员舒适。使用车道居中控制器100的故障自我诊断的方法中的第一步要求检查车道居中系统是否被接合或脱离（步骤A）。如果车道居中系统被脱离，车道居中控制器100检查驾驶员是否请求车道居中辅助（步骤B）。如果驾驶员没有请求车道居中辅助，那么重新运行车道居中脱离（步骤A）。例如，这个循环可在旅程中被连续地检测、在旅程的特定点被检测例如当车辆10开始从基本上静止位置移动时，例如在车载计算机检测到高速路或高速公路驾驶的情况下，或者在GPS系统被激活时，或仅在道路驾驶期间。在其它实施例、实施方式或构造状态中，该循环可被断续地检测，例如每隔一公里或若干公里或者每隔一秒钟或一分钟或者若干秒钟或若干分钟。

如果驾驶员请求车道居中辅助（步骤B），那么控制器检查车道居中设施是否实际上可用（步骤C），应该意识到，和任何计算机实施的电子控制系统一样，车道居中系统或子系统有时可能不能被激活。而且，在一些实施例中，它可能被主动禁用。

在车道居中系统或子系统可用的情况下，车道居中系统被接合（步骤D）。转向控制器120此时计算（步骤E）合适的车道居中调节并将其应用到转向系统130（步骤F）。并行地，被应用到转向系统130的同一转向命令220被应用到虚拟车辆动态模块170（步骤G）。由转向调节引起的实际车辆运动（步骤F）被记录（步骤H）并且来自虚拟车辆动态模块170的预料车辆运动被计算（步骤I）。

比较器180在合适距离上比较（步骤J）实际记录运动和计算的预料车辆运动。如果所检测的差小于阈值量，（即，没有检测到显著的差），那么转向控制器120再重新计算合适的车道居中调节（步骤E），重新运行该循环。

但是，如果检测到显著的差（步骤K），即差超过了预定的阈值，就由诊断系统190运行290诊断逻辑（步骤L）。

图7是根据本发明实施例的由诊断系统执行的诊断方法的流程图。在和由比较器180输出的转向系统130比较280时，车道居中控制器100的诊断系统190可使用虚拟车辆动态模块170的输出提供改善的功能。

诊断系统180能够诊断并区分外部因素例如侧风等，和车轮410不平衡、欠压的轮胎压力、传感器错误定位20和传感器20未对准。传感器20在本示例中通常是但不一定是照相机，并且本领域技术人员容易将本发明推广到其它传感器系统。

故障诊断系统190可接收（步骤M）由比较器180产生的由虚拟车辆动态模块170提供的虚拟车辆动态270和来自转向控制器130的实际转向调节之间的差。这在显著的差上取平均（步骤N），例如100km，由此过滤掉诸如侧风等的外部因素。

在一些实施例中，其中没有检测到车辆故障，这种外部因素可在可视显示器上显示给驾驶员或作为可听语音合成信号显示给驾驶员，来指示道路坡度、侧风等，或者可激活笼统的警示，例如光或音频报警。

如果来自比较器180的所检测的差异随着时间是始终如一的并且没有超过预定的阈值，那么诊断系统190确定转向扭矩中的偏差是否超过了预定的极限。在扭矩偏差超过了的情况下，诊断系统假设潜在的原因可归因于转向系统，而如果转向扭矩中的偏差小于，那么诊断系统190假设该系统可归因于传感器系统。

在扭矩偏差超过了极限的情况下（步骤O），诊断系统190应用转向系统诊断并观察齿条406和小齿轮408转向系统的齿条406位置的匹配或不匹配。

如果存在齿条406位置匹配（步骤O）并且不平衡的转向扭矩（p），那么可能的原因被确定为是由车辆不平衡或欠压的轮胎引起的。如果存在齿条位置不匹配（步骤P），转向系统（常见是EPS130）被确定为被偏置。

在转向扭矩中的偏差小于的情况下（步骤R），监测驾驶员的优选车道偏移，其被理解为一些驾驶员更愿意处于道路的中间附近而其它的驾驶员则有靠近车道一侧的趋势。如果优选的偏移总是被偏置，这可能指示照相机错误定位（步骤S）。如果甚至在行驶在相对笔直的道路时仍存在连续的振荡运动，那么这种指示是在偏航角方面的照相机未对准（步骤T）。

因此诊断系统190可以区分：

·诸如侧风和坡度的外部因素

·转向系统的机械故障，例如车轮不平衡、未对准、欠压轮胎和EPS扭矩平衡，以及

·车道传感器或照相机未对准

在一定距离上，侧风和坡度的效应可随时间被消除。侧风效应可通过车辆改变方向来消除，该方向例如由全球定位系统（GPS）指南针检测。照相机22或传感器20未对准效应检测可被用于修正对准并且也可被用于损失与损坏责任豁免目的。

较差的车轮对准可在高速下引起更显著的差异。

应当意识到的是，通常，亏气轮胎需要更多的能量来开始移动并维持速度。如此，亏气轮胎是污染的部分原因并且增加了燃料成本。亏气轮胎是较差控制的部分原因。带有亏气轮胎的车辆要求更长的停车距离并且在湿滑表面上滑动更长距离。

适当地充气的轮胎更安全并更不可能在高速下出现故障并且还更均匀地磨损并通常持续时间更长。

当轮胎被过度充气时，它不能压缩并将冲击分散在其整个表面上。

过度充气的轮胎可在驾驶通过不平整的路段和/或凹坑时导致过度损坏。这可导致更粗糙的驾乘，因为轮胎也不能缓冲轿车的重量。过度充气可引起轮胎沿着胎面的中心隆起。这可导致牵引力和停车距离的下降，因为更少的轮胎接触驱动面。

因此，应该理解的是诊断不适当的轮胎充气压力并向驾驶员报警是有价值的服务。

车道居中控制器100可提供自适应车道居中，低速车道居中和/或车道保持辅助。车道居中控制器100可被包含在车辆10内，例如轿车、卡车、货车或其它车辆，作为自动化侧向控制系统90的一部分，其本身可与一个或多个额外的自动车辆控制系统、自主驾驶应用和自动化转向系统联合操作或与之分离地操作。

车道居中控制器100可在被接合时完全或部分地控制车辆10的转向并减少驾驶员（例如车辆的操作者）通过转向轮402和/或转向系统400的转向控制输入，这可包括电动动力转向（EPS）系统414和/或其它部件。

本发明的实施例可包括用于执行本文中描述的操作的装置。这种装置可被专门构造以用于期望目的，或者可包括由存储在计算机内的计算机程序选择性地激活或重构的计算机或处理器。这种计算机程序可被存储在计算机可读或处理器可读非瞬态存储介质、任意类型的磁盘包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、电可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、磁或光卡、或者适合存储电子指令的任何其它类型的介质。应该意识到的是，可使用各种编程语言来实施本文中描述的本发明的教导。本发明的实施例可包括物件，例如非瞬态计算机或处理器可读非瞬态存储介质，例如存储器、磁盘驱动器、或者USB闪存，其编码、包括或存储指令，例如计算机可执行的指令，其在由处理器或控制器执行时，使处理器或控制器实施本文公开的方法。指令可使处理器或控制器执行实施本文公开的方法的过程。

本文公开的不同的实施例。某些实施例的特征可与其它实施例的特征组合，因此，某些实施例可以是多个实施例的特征的组合。前面已经给出的对本发明的实施例的描述是用于说明和描述的目的。并不意在是排他性的或者将本发明限制为所公开的精确形式。本领域技术人员应该意识到的是，鉴于上面的教导，许多改进、变型、替换、变化和等同方式都是可行的。因此，应该理解的是，意在用所附的权利要求覆盖所有这种改进和变化，只要它们落入本发明的真实精神内。

Claims (18)

1.一种安装在车辆上的车道控制器系统，包括：

（i）路径生成器，用于生成期望路径以将车辆控制在道路的车道内；

（ii）转向控制器，用于应用转向修正从而保持车辆在由路径生成器所确定的期望路径上的运动；

（iii）车辆状态估计器，用于估计车辆的状态；

（iv）车道标记检测器，用于检测指示车道边界的车道标记，其中所述期望路径是基于来自车道标记检测器的反馈和所述车辆的所述状态；

（v）路径预测器，用于基于车辆的当前速度、加速度、偏航率和转向角，预测车辆主动遵循的路径，其中所述转向修正是在预测路径不同于期望路径的情况下改进车辆的预测路径；

（vi）虚拟动态模块，用于基于由转向控制器应用的转向修正对车辆的预料路径进行建模；

（vii）比较器，用于比较在应用转向修正时车辆占据的实际路径和由虚拟动态模块建模得到的预料路径；以及

（viii）诊断系统，用于在所占据的实际路径与预料路径之间的差高于阈值的情况下诊断该差的原因。

2.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中所述车道控制器系统被链接到至少一个传感器以监测道路。

3.如权利要求2所述的车道控制器系统，

其中所述至少一个传感器包括由可视领域内的视频传感器、激光传感器、红外传感器、立体照相机和雷达传感器所组成的组中的至少一个；以及

其中所述至少一个传感器监测虚线车道标记、白实线、双线、着色线或道路边缘中的至少一个。

4.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中所述车道控制器系统是车道保持辅助、车道居中和车道改变系统的部件。

5.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中所述阈值是依赖于从由车辆速度、道路条件、道路曲率、转向系统动态和车辆类型组成的组中所选的至少一个因素的可变阈值。

6.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中由诊断系统诊断的原因是从由外部因素、转向系统的机械故障和传感器未对准组成的组中所选择的。

7.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中由诊断系统诊断的原因是从由车轮不平衡、车轮未对准、漏了气的轮胎、EPS扭矩失衡、车道传感器错误定位、照相机错误定位和照相机在偏航角方面未对准组成的组中所选择的。

8.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，其中至少一个车辆动态测量设备监测包括转向角、转向扭矩、转向方向、角加速度、线加速度、偏航率、速度、速度大小和车轮旋转的组中的至少一个。

9.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，所述至少一个车辆动态测量设备包括由与转向系统的部件相关联的转向角传感器和转向扭矩传感器组成的组中的至少一个。

10.如权利要求9所述的车道控制器系统，其中转向系统的所述部件选自包括转向轮、转向柱、转向齿条和小齿轮以及车辆车桥的组。

11.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中比较器从至少一个车辆动态测量设备接收关于实际转向修正的输入，所述至少一个车辆动态测量设备选自由加速度计、速度计、轮速传感器、和惯性测量单元（IMU）组成的组。

12.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中测量的车辆动态是通过有线链接和无线链接中的至少一个从至少一个车辆动态测量设备接收的。

13.如权利要求1所述的车道控制器系统，其中所述车道控制器系统是用于车道监测或车道保持的系统的一部分，其中所述系统包括至少一个处理器、内存、长期存储器、至少一个用户输入部件、和至少一个输出部件。

14.如权利要求13所述的车道控制器系统，还包括选自独立数据库、内存和长期存储器的组的数据库。

15.一种用于在车辆上自我诊断故障的方法，包括以下步骤：

（d）在从驾驶员接收到关于车道居中辅助的请求时，检查车道居中功能实际上可用并且接合车道居中系统；

（e）计算合适的车道居中调节；

（f）将调节通过转向控制器应用到车辆的运动；

（g）将步骤（e）的调节应用到虚拟车辆动态模块，由此计算预料车辆运动；（h）记录由步骤（f）的转向调节引起的实际车辆运动；

（i）在合适的距离上，比较实际车辆运动和预料车辆运动；

（j）如果基于比较在实际车辆运动和预料车辆运动之间的差小于阈值量，重新计算合适的车道居中调节；

（k）如果基于比较实际车辆运动和预料车辆运动之间的差大于阈值量，就诊断该差的原因，其中该原因包括车轮不平衡、车轮未对准、欠压轮胎、扭矩失衡、车道传感器错误定位、照相机错误定位和照相机未对准中的至少一个。

16.如权利要求15所述的方法，还包括步骤：

（a）确定车道居中系统是被接合还是被脱离接合；

（b）如果车道居中系统被脱离接合，检查驾驶员是否请求车道居中辅助；如果驾驶员没有请求车道居中辅助，重新运行车道居中脱离接合；以及

（c）根据选自由下面各项组成的组的计划重新运行阶段“a”和“b”： 在旅程期间连续地、当车辆从基本上静止的位置移动时、在车载计算机检测到高速路或高速公路驾驶时、在GPS系统被激活时、在路上驾驶期间，每隔预定的距离间隔间断地；和每隔预定的时间间隔间断地。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述诊断包括比较转向扭矩中的偏差与预定极限，如果转向扭矩中的偏差大于预定极限，那么诊断原因为可归因于转向故障，如果转向扭矩中的偏差小于预定极限，那么诊断原因为可归因于传感器系统。

18.如权利要求17所述的方法，其中如果转向扭矩中的偏差超过了预定极限，还包括：

如果在车辆的齿条和小齿轮系统中检测到匹配，那么诊断原因为与车轮不平衡或欠压轮胎相关；以及

如果在车辆的齿条和小齿轮系统中检测到不匹配，那么诊断原因为转向偏差或不准确的角传感器；

其中如果转向扭矩中的偏差小于预定极限，还包括：

如果驾驶员的优选车道偏移是使得该偏移总是被偏置，那么诊断原因为车道传感器错误定位，以及

如果驾驶员的优选车道偏移是使得即使在行驶在相对笔直的道路上时仍存在连续的振荡运动，那么振荡原因为在偏航角方面的照相机未对准。