[发明专利]利用差动制动的车道居中故障安全控制

说明书

技术领域

本发明总体上涉及自主和半自主驾驶控制系统领域，以及更具体地涉及车道居中控制系统和车道居中控制系统的故障安全(fail-safe)控制领域。

背景技术

越来越多地，车辆被装备有自主和/或半自主驾驶机构，用于提供要求较少驾驶员干涉的自动驾驶控制。尽管目前仅有少数车辆可能已经被设计为完全自主(也就是不需要任何驾驶员干涉就可以从A点行驶至B点)，但是目前许多可商购车辆可能采用自主和半自主特性。

例如，巡航控制系统已经被采用了很长时间，其中，驾驶员设定车辆的速度并且车辆自动控制节气门。自适应巡航控制系统也已经被开发出来，其中该系统保持设定速度并且如果该系统感测到车辆正接近更慢移动的车辆也自动使车辆减速。可商购自主驻车系统可自动提供转向控制以驻车。此外，如果驾驶员作出可影响车辆稳定性的急速转向操作，则半自主、或“驾驶员辅助”特性，例如，转向扭矩辅助或转向角辅助，会自动地干涉。

在自主和半自主控制系统中，自动的车道居中(LC)系统可提供车辆的自动转向控制，例如当车辆在弯曲道路上行驶时使车辆在车道中居中。当LC系统启用时，LC控制系统可允许驾驶员分神，或者甚至可以不握住方向盘。LC系统可并入车辆中的电动转向(EPS)系统或与其结合使用。在这种结构中，LC系统可使用电子转向控制以使车轮转向(如使用马达让车辆的转向柱运动从而使车轮转向)。通过EPS系统的使用，LC系统可保持车辆的位置，例如，在所考虑的车道的中间。LC系统也可用在如车道变换的应用中。

名称为“PATH GENERATION ALGORITHM FOR AUTOMATED LANECENTERING AND LANE CHANGING CONTROL SYSTEM(用于自动车道居中和车道变换控制系统的路径生成算法)”的美国专利申请NO.12/143,439以及名称为“MODEL BASED PREDICTIVE CONTROL FOR AUTOMATED LANE CENTERING/CHANGING CONTROL SYSTEMS(用于自动车道居中/变换控制系统的基于模型的预测控制)”的美国专利申请NO.12/399,317，两者均被转让给本申请的受让人且均通过参考并入本文，公开了用于提供自主或半自主车辆中的车道居中和车道变换的路径生成的系统和方法。

当LC系统将电动转向(EPS)系统用于其自动转向控制时，EPS系统可能产生故障(例如，通讯系统故障，控制处理器崩溃，转向系统的机械故障等)。在这种情况下，发生故障时，由于LC系统控制车辆转向的能力将被中断，LC系统不能提供自动转向控制。在一些情况下，EPS系统的故障可导致系统的前轮锁止在其当前转向角位置，导致进一步车辆事故发生的危险。

因此，在发生故障，如EPS系统故障，的情况下，LC系统存在安全性的挑战。

发明内容

本发明的实施例可提供用于车道居中(LC)控制的故障安全系统，其可被例如使用在例如汽车的车辆中。在该示例性实施例中，差动制动系统和方法可被用作(LC)控制系统的故障安全。

在本发明的实施例的一个实例中，当车辆的电动转向(EPS)系统发生故障时，应用差动制动的冗余机构可被触发。在这样的实例中，仅当EPS系统已经发生故障不能操作时，LC系统的差动制动控制才被激活。

一种用于故障安全车道居中的方法，可包括：监测车辆的EPS系统故障；以及当确定EPS系统的故障已经发生时，将车道居中系统的控制流从车道居中系统的转向控制器切换至差动制动控制器，其中差动制动控制器可输出差动制动命令给差动制动系统，例如以便为车辆的车轮施加制动力，从而使得车辆沿循为车道居中确定的期望路径。

一种用于车道居中系统的故障安全性能的系统，可包括：与差动制动系统相联接的差动制动控制器；以及与差动制动控制器相联接的监测元件，该监测元件构造成监测车辆EPS系统的故障，并且当确定故障已经发生时，将车道居中系统的输出切换成差动制动控制器的输出，其中差动制动控制器的输出提供制动命令给差动制动系统为车辆的车轮施加制动力，其中通过制动力的施加，车辆沿循为车道居中操作确定的期望路径。

一种其上具有存储指令的非暂时性计算机可读介质，当通过处理器执行所述指令时可使得处理器执行本文所述方法。