牵引角估算的系统和方法技术方案

一种用于估算车辆和耦接到车辆上的拖车之间的牵引角的方法和系统。该系统具有：无线接收器，其位于车辆上距离拖车连接部预定的距离处；无线发射器，其位于拖车上与拖车连接部相对的端部；以及控制器，其用于监控从发射器发射到接收器的信号的功率回馈，并且根据发射信号的传播路径损耗来估算发射器和接收器之间的距离。使用所估算的距离、预定的距离和拖车长度来估算牵引角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的主题涉及一种用于估算车辆与附接至车辆的拖车之间的角度--称之 为牵引角--的系统和方法。
技术介绍
对于其上具有附接或者挂接有拖车的机动车来说，多个车辆系统使用表示车辆和 车辆上附接的拖车之间的角度--也称之为牵引角--的信息，这是有利的。许多车辆系 统利用牵引角信息作为对于系统的输入，该输入被与车辆系统有关的控制器或者微处理 器所利用。向请求的系统提供牵引角的当前方法有赖于可能会也可能不会提供牵引角的 精确测量值的传感器信息。不精确的牵引角可能会引发不充分或者不正确的车辆系统控 制的可能性，尤其是当牵引角信息对于被控制的车辆系统--例如拖车倒车辅助（backup assist)系统或者拖车制动控制器--很重要的情况下。 需要对于牵引角进行精确估算。也需要检查或者验证得自传感器的牵引角测量值 的精确性，否则该测量值可能会不可靠。
技术实现思路
本专利技术的主题是估算牵引角的系统和方法，其提供对于牵引角的可靠估算，而且 不依赖于传感器对牵引角所进行的测量，否则该测量值可能会不可靠。本专利技术的主题提供 了对可以用作对于各种车辆控制系统的输入的牵引角的可靠估算。本专利技术的主题的系统和 方法还可以被用于验证或者检查车辆上的牵引角传感器所提供的牵引角的精确性，以确保 请求牵引角作为对控制算法的输入的车辆系统接收到精确的估算或者测量值。 -种用于估算拖车和车辆之间的牵引角的系统，该拖车耦接到车辆上并具有设置 于其上的发射器，该车辆具有拖车连接部和设置于车辆上距拖车连接部第一距离处的接收 器。系统具有控制器，其根据传播路径损耗来计算发射器和接收器之间的第二距离，并使用 第一距离、第二距离和拖车长度估算牵引角。 -种由车辆上的控制器所实施的用于计算车辆和耦接到车辆的拖车之间的角度 的方法。该方法监控从处在拖车的一端的无线发射器发射到车辆上位于距拖车连接部预 定距离处的无线接收器的信号的功率回馈（power return);估算发射器和接收器之间的距 离，所估算的距离为所发射的信号的传播路径损耗的函数；使用所估算的距离、预定的距离 和拖车长度来计算车辆与拖车之间的角度；并将计算出来的角度输出到车辆系统。 【附图说明】 图1是具有本专利技术主题的牵引角估算系统的机动车辆。 图2是具有耦接到其上的拖车的车辆的框图以及与余弦定律的关系；以及 图3是本专利技术主题的方法的流程图。 图表中的元件和步骤是为了简单及清楚的目的而示出，未必按照任何特定的顺序 展现。例如，在图中示出了可能同时执行或者以不同顺序执行的步骤，以帮助提高对于本发 明主题的实施例的理解。 【具体实施方式】 尽管本专利技术主题的各个方面均参照特定的示例性实施例进行了描述，但是，本发 明的主题并不限于这些实施例，在不背离本专利技术主题的情况下，可以实施额外的改变、应用 和实施例。在图中，同样的附图标记将用于示出同样的组件。本领域的技术人员将会认识 至IJ，本专利技术所列举的各种组件均可以进行改变而不改变本专利技术主题的范围。 图1是具有本专利技术主题的牵引角估算系统的机动车辆10。车辆10具有轮胎12。 车辆10还可以具有一个或多个传感系统14,传感系统14具有多个置于车辆10之内、之上 或者周围的传感器。车辆10还具有许多不同种类的控制系统16,该控制系统16利用传感 系统14所收集的传感器信息。 传感系统14和车辆控制系统16可以与其它车辆动态控制系统--例如横摆稳定 性控制系统（yaw stability control system)传感器组或者侧倾稳定性控制系统传感器 组--共用传感器。车辆1〇上的实际传感器将会根据特定车辆1〇上所实施的控制系统的 种类而变化。一些实例包括，但是不限于，无线传感器、车轮速度传感器、激光雷达、雷达、声 纳、摄像机和GPS。角速率传感器和加速计也可以包括进来，并典型地沿车体框架安装到车 辆上。例如，纵向加速传感器、横向加速传感器和垂直加速传感器每一个均可以安装到车辆 10的重心处。无线传感接收器18也包括进来并安装在车辆上已知的位置，例如车身的中心 位置上。 控制系统16的任何一个均可以具有控制器26,控制器26可以为单个的车辆集中 控制器或者为控制器的组合。如果使用了许多控制器，它们可以被耦接到一起以传输信息， 并且在多个控制器之间调处信息和指令并且决定信息和指令的优先顺序。控制器26可以 是基于微处理器的。控制器26可以包含数据处理装置，例如非瞬态计算机可读介质，以及 包含计算机可读介质上的、用于执行牵引角估算的指令。控制器26可以具有用于接收和输 出信号的各种信号接口。如同上面所讨论的，牵引角估算可以在单独的组件中，或者以多个 控制器、控制单元、模块、计算机等共同执行估算牵引角操作的分布式方式，逻辑地实施。 控制器26可以编程为执行各种功能并控制各种输出。控制器26可以具有与之相 关的存储器28。存储器28可以是单独的存储器，或者可以被并入控制器26。存储器28可 以存储各种参数、阈值、模式、表格或者地图。例如，参数可以包括已知的、固定的车辆测量 值，例如轮距、车辆长度、拖车长度以及与车辆已知部件的距离。 控制器26从与传感系统14关联的许多传感器接收信息。再一次，传感器系统14 可以包括，但不限于，速度传感器、偏航率传感器、横向加速传感器、侧倾率传感器、垂直加 速度传感器、纵向加速度传感器、俯仰率传感器以及转向角位置传感器。这些传感器也可以 是最可能位于车体中心的惯性测量单元的部件。 拖车30可以被拖曳在车辆10后面。拖车30可以包括榫舌（tongue)32和拖车车 轮34。拖车30还可以包括拖车制动器和电气组件，例如灯（图1中未示出）。线束36可以 被用于将拖车耦接到车辆10的电气系统并最终耦接到控制器26上。 拖车30通过位于拖车榫舌32端部的挂接装置38,经由车辆上的挂接球或者其它 连接部42耦接到车辆10上。距离4定义参考距离，其为车辆上的无线接收器18与车辆上 的挂接球或者其它连接部之间的距离。这是固定的距离，可以被存储到存储器28中。挂接 装置38可以具有与之相关联的牵引角传感器40。备选地，牵引角传感器40可以与连接部 42相关联。牵引角传感器40被用于确定拖车30相对于车辆10的角位置。各种类型的牵 引角传感器，比如，电阻式、电感式、超声波式或者电容式传感器均可以用于确定拖车30相 对于车辆10的相对角度。可以用于确定拖车30相对于车辆10的位置的另一个系统是车 辆10上的倒车辅助系统44。倒车辅助系统具有多个传感器及/或摄像机46,并且可以被耦 接到控制器26上。倒车辅助系统46可以是超声波传感器、雷达传感器，或者两者的组合。 倒车辅助传感器典型地位于车辆10后部的几个位置上，比如在保险杠内。确定拖车30的 位置的其它方法可以包括位于拖车上、车辆上或者作为倒车辅助传感器部件的摄像机46。 上面讨论的许多牵引角传感装置可能是不可靠的，或者它们的测量值是被控制的 车辆系统如此至关重要的方面，以至于需要对其精确性进行持续的验证。备选地，车辆拖车 组合可能没有装备牵引角传感器，然而，当拖车附接到车辆上时，对于控制车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估算拖车和车辆之间的牵引角的系统，该拖车耦接到车辆上，并具有设置于其上的发射器，该车辆具有拖车连接部和设置于车辆上距离拖车连接部第一距离处的接收器，其特征在于，包含：控制器，其根据传播路径损耗来计算发射器和接收器之间的第二距离，并用第一距离、第二距离和拖车长度估算牵引角。

【技术特征摘要】
2013.03.20 US 13/847,5081. 一种用于估算拖车和车辆之间的牵引角的系统，该拖车耦接到车辆上，并具有设置 于其上的发射器，该车辆具有拖车连接部和设置于车辆上距离拖车连接部第一距离处的接 收器，其特征在于，包含： 控制器，其根据传播路径损耗来计算发射器和接收器之间的第二距离，并用第一距离、 第二距离和拖车长度估算牵引角。2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，拖车长度存储在控制器的存储器内。3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包含用于感测牵引角的牵引角传感 器，其中，控制器将所估算的牵引角与所感测的牵引角进行比较，以验证所感测的牵引角的 精确性。4. 一种用于计算车辆和耦接到车辆的拖车之间的角度的方法，该方法由车辆上的控制 器执行，其特征在于，包含： 监控从处在拖车一端的发射器发射到车辆上距拖车连接部第一距离处的接收器的信 号的功率回馈； 估算发射器和接收器之间的第二距离，第二距离是所发射的信号的传播路径损耗的函 数； 使用第二距离、第一距离和拖车长度来计算车辆与拖车之间的角度；以及 将所计算的角度输出给车辆系统。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，拖车长度存储在控制器的存储器内。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，拖车长度是计算出来的，该方法进一步包含 下述步骤： 随着时间的推移以预定的时间间隔估算发射器和接收器之间的距离； 存储预定数量的第二距离； 识别出所存储的距离中哪一个是最大的；并且 从所存储的最大距离中减去第一距离，以定义拖车长度。7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，拖车长度是计算出来的，该方法进一步包含 下述步骤： 随着时间推移监控偏航率传感器的输出信号； 当偏航率传感器输出为零达到预定的时间量时，定义零牵引角； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰·阿诺德·特朗布利，托马斯·爱德华·皮卢蒂，克里斯多夫·内夫，约翰·舒特科，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US