CN103702844B - 智能拖车 - Google Patents

Abstract

一种拖车配备各种参数传感器。从传感器获得的拖车操作特性被传送到附接的牵引车辆。该牵引车辆被配置成响应拖车操作情况或特性和/或向牵引车辆操作员警告拖车情况。牵引车辆操作也可以响应于附接的拖车而改变。

Description

智能拖车

背景技术

拖车是被设计为由诸如汽车或卡车的引擎驱动的车辆在道路或其他表面上方拖或者拉的非机动化（non-motorized）或无动力车辆。拖车被用于运输几乎无数的不同的物品。出于该原因，存在很多不同类型和大小的拖车，这些拖车可以被附接到可以包括汽车和所有大小和种类的卡车的牵引车辆。

拖拽（trailering），即，借助于拖车运输某物，需要在机械上能够安全地拉拖车的车辆。其也需要技能。可能更重要的是，用拖车安全地拖某物需要拖车的知识，其内容和其能力以及其操作特性的知识。

附图说明

图1是智能拖拽系统的框图；

图2是包括智能拖车的部件的框图；

图3是包括作为智能拖拽系统的一部分的牵引车辆的部件的框图；

图4是供智能拖车使用的过程；以及

图5是用于牵引车辆的智能拖拽方法的框图。

具体实施方式

图1是智能拖拽系统100的框图。系统100由智能拖车200和被配置成与智能拖车200一起使用的牵引车辆300组成。

智能拖车200由支撑负载204的车架202组成。在图1中负载204被描绘成船，但是具有其他车架的其他拖车能够承载其他类型的负载。车架202通过常规的拖车连结装置（trailer hitch）206在机械上耦合至牵引车辆300，该拖车连结装置接收通过常规的拖车连结装置接收机（trailer hitch receiver）附接至牵引车辆300的球。

拖车车架202被附接至车轮208并且在车轮208上滚动。车轮208在轮轴轴承（wheelbearing）上旋转，在图中不可见。

如本文中使用的，术语传感器是指将物理刺激、诸如热、光、声音、压力、磁性、倾角或特别的运动（particular motion）转换成电学上可测量的信号的设备。这样的信号可以是模拟的或者数字的。智能拖车200配备被附接至拖车200、其车架202或车轮208的各种传感器，并且各种传感器提供表示被感测的物理刺激的电学上可测量的信号。

在一个实施例中，拖车200配备有用于轮胎、车轮、轮轴轴承（未示出）和车轮制动器（wheel brake）的温度和操作传感器210。这样的传感器产生一个或多个表示轮轴轴承温度、制动温度、制动传动（brake actuation）、制动磨损（brake wear）和轮胎压力的信号。

拖车200也可以配备有被配置为检测拖车车架202从前到后或横向（side-to-side）是否是水平的加速度计212。在拖车200的前部、后部和两侧（在图1中示出了一侧）上的测力传感器（load cell）214检测拖车200上的负载204从前到后以及横向是否适当地位于拖车200上。光传感器216（light sensor）检测拖车的指示灯是否是运转的。安装在拖车200的尾部220处的邻近车辆传感器（adjacent vehicle sensor）218感测从拖车的尾部220到在其之后的另一车辆以及在拖车200旁边的车辆的距离。不管使用的传感器的数量和/或类型，它们对物理刺激进行响应并且产生表示智能拖车200的操作参数的信号。

牵引车辆300配备有常规的拖车连结装置222以及向拖车200和位于拖车的电子部件提供电力的常规的线束224，其包括前述的传感器以及图2中示出的电子设备。

图2是智能拖车200的框图。前文描述的各种传感器210、212、214、216和218经由沿着车架202运行的总线230操作地耦合至可编程计算机228。传感器被配置成检测各种拖车操作参数。这样的“操作参数”包括但不限于拖车可能配备有的制动的情况，包括制动磨损和温度。可以体现为测力传感器的其他传感器检测和测量拖车200上的负载的总重量以及拖车200上的总负载或重量的分布。还可以向拖车提供诸如经由声学的或超声的或射频波、在光学上或通过热检测靠近拖车或在拖车之后的物体的其他传感器。

如本文中使用的，术语“总线”是指计算机系统中的一组并行导线，且其形成信号传输路径。将传感器210、212、214、216和218耦合到计算机228的总线230是在拖车的车架202周围延伸的多导线（multi-conductor）电缆并且因此处于计算机228的外部。

计算机228经由外部总线230操作地耦合到双向通信设备204。通信设备240产生运送至牵引车辆300的信号，表示通过传感器产生的信息承载信号的模拟或数字数据。通信设备240也接收信号，这些信号包括运送与拖车200的操作有关的信息的信号。使用常规的方法处理由通信设备接收的消息以恢复其中的信息。被恢复的信息可以其后被提供至计算机228并且根据在存储器设备236中的程序指令被适当地处理或存储。

在一个实施例中，通信设备240是诸如蓝牙收发机的短距离（short range）无线电通信设备。通过通信设备240产生的射频信号从附接至拖车200但未在图1中示出的天线234发射。

如上文所描述以及如图2中所示出，计算机228通过计算机外部的总线230耦合至传感器和通信设备240。计算机228也通过相同的总线230耦合至各种传感器。本领域普通技术人员也将认识到，由于传感器和通信设备240两者都被耦合至总线230，所以传感器和通信设备240也被彼此耦合。因此，计算机228能够通过执行存储在存储设器备236中的程序指令来部分地完成对通信设备240和各种传感器的控制，存储器设备236存储使得计算机228从传感器收集信息承载信号并且将信息承载信号包装（bundle）或组装（assembly）成从通信设备240传输的格式的程序指令。然而，在替代实施例中，通信设备240能够通过从计算机228发布的指导或者通过由通信设备240自身实行的控制来直接地从传感器获得传感器产生的信息。

存储可执行指令的存储器236是经由常规的地址/数据/控制总线238耦合至计算机228的非瞬时存储器设备。这样的设备的示例包括但不限于静态和动态随机访问存储器（RAM）。该相同的存储器设备也存储关于智能拖车200的信息，诸如其操作规范和标识信息。操作规范包括其外部尺寸、额定负载或载重能力、其重心、推荐的胎压以及保养历史和保养要求。存储器236也可以存储与将与车辆一起使用的牵引车辆的要求有关的数据。

在一个实施例中，指令存储存储器236和计算机228共同驻留在相同的硅管芯上。存储器中的计算机可执行的程序指令被选择使得在图2中描绘的智能拖车系统成为可操作的并且执行图4中描绘的方法，只要向拖车200应用电力。电力是通过常规的底盘线束连接器240提供给智能拖车200的，该常规底盘线束连接器240将拖车电连接至牵引车辆300。

图3用于与图1和图2中描绘的智能拖车一起使用的牵引车辆300的实现的框图。位于牵引车辆的计算机302执行存储在存储器设备304中的指令，计算机302通过常规的地址/数据/控制总线308耦合至存储器设备304。除存储可执行的指令之外，存储器设备也存储牵引车辆操作特性，诸如在有和没有附接的拖车的情况下的其制动距离（stoppingdistance）、其牵引能力以及从附接的拖车200接收的信息，诸如在有和/或没有负载204的情况下拖车的重量。

计算机302经由第二分离和计算机外部的总线312与第一通信设备310通信并对其进行控制。计算机302也经由相同的外部总线308与第二通信设备314以及驾驶员的显示设备312通信并且对它们进行控制，第二通信设备314优选地体现为有线区域局域网（wirearea local area network）或WLAN收发机。计算机302执行的指令被存储在存储器设备304中。

显示设备316经由外部总线312耦合至计算机302。显示设备物理上位于仪表盘（dash board）上或牵引车辆300的内部320的前部318，并且被配置成至少对牵引车辆操作员是可视的。信息性消息（informational message）由计算机302产生并且显示在显示设备316上以警告牵引车辆操作者关于智能拖车200的情况。也产生和显示警告和警报。在另一个实施例中，显示设备316体现为产生对应于可视消息的可听消息的音频系统。

计算机302也连接至牵引车辆的主控计算机，其一般称为引擎控制单元或ECU318。ECU318独立地或与从属于ECU318并且为了简洁和清晰而从图3省略掉的其他计算机组合地控制除其他事物之外的牵引车辆引擎以及变速器（transmission）的操作。

图4描绘了操作智能拖车200的方法400，包括智能拖车数据从智能拖车200到牵引车辆300的传送。当牵引车辆向拖车200提供电力时，即当拖车线束连接器240电连接至配套的（mating）牵引车辆底盘线束连接器340时，方法在步骤402处开始。

在向智能拖车200提供电力之后，在步骤402处，计算机228确定智能拖车200是否在机械上连接至牵引车辆300，即，拖车200是否被连接至牵引车辆连结装置。确定智能拖车200被附接是重要的，以便使智能拖车200知道它是否应该向它可能在其信号范围内、但不应该从拖车200接收信息的兼容车辆传输传感器信息。可以以多种方式确定智能拖车200是否在机械上附接至牵引车辆300的确定。做这样的确定的一个简单的方式将是机械地将开关链接到拖车连结装置球形闸门（ball lock）。更精巧的方法将是在拖车连结装置内使用测力传感器以检测牵引车辆球上的拖车的舌片（tongue）的重量施加于其的力。又一种检测智能拖车200是否被附接的方式是将蓝牙便携式通信设备或者“蜂窝式电话”和体现为蓝牙无线电的位于拖车的通信设备240“配对”。一旦被识别的位于拖车的通信设备240被识别且与驾驶员的蜂窝式电话配对，就可以从拖车200获得数据，并且做出其附接至牵引车辆的确定。

如果没有附接牵引车辆，那么智能拖车方法400停留在步骤402处的循环内，直至拖车200在机械上附接至牵引车辆300。

在步骤404处，用于拖车200的计算机228尝试将拖车的通信设备240、即蓝牙无线电与牵引车辆300上的兼容的无线电306“配对”。蓝牙无线电配对是众所周知的，但是由于为了从拖车向牵引车辆传递拖车传感器数据，车辆200和300之间的通信是必需的，所以图4中描绘的方法继续尝试配对无线电。如果智能拖车通信设备240没有和牵引车辆通信设备306配对，则智能拖车200通过从步骤402经过步骤406和402的循环继续尝试配对两个无线电。一旦无线电被配对，方法就向步骤408前进，在那里智能拖车计算机228开始读取拖车传感器。

图4中描绘的方法的重要特征是，其虑及拖车200上将在步骤410处输入到智能拖车计算机228的传感器的数量和种类。这样的特征使计算机228能够忽略或激活可能不是可用或有用的传感器，这发生在当拖车200可能空载或欠载（under-loaded）操作时。因此，方法在步骤412、414和408继续读取传感器，直至被计算机228选择的所有的智能拖车传感器已经被计算机228读取。当所有的智能拖车传感器已经被读取，计算机228格式化从智能拖车通信设备240传输的消息。

在一个实施例中，存储器236中的指令使得计算机228产生用于传输的消息，该消息包含关于拖车需要的牵引车辆的信息。在被适当地配置的牵引车辆300中，牵引车辆可以使用这样的消息以抑制其操作，如果牵引车辆太小以至于不能安全地拉拖车和其负载204，则这将发生。

在步骤418处，方法重复直至从智能拖车200移除电力。

图5描绘了用于由兼容的牵引车辆300用拖拽智能拖车的方法500的步骤。当电力通过连接器240和340彼此的附接被提供给拖车时，牵引车辆方法在步骤502处确定拖车是否在机械上附接至牵引车辆。

在通信设备在步骤506处被配对之后，在步骤508处，牵引车辆中的第一通信设备从智能拖车通信设备上传可用的数据消息。为了确定消息是否可以在步骤512处被识别或解析，从拖车200接收的消息在步骤510处被分类。

对于牵引车辆可操作的拖车的数量和品种使得牵引车辆能够更新信息和能力是重要的，该信息和能力对于与智能拖车通信并且与智能拖车操作的牵引车辆可能是必需的。在步骤512和514处，针对牵引车辆300进行准备（provision）以使用第二通信设备310来更新其车辆数据。第二通信设备310优选的是WLAN-兼容的数据通信设备，即与通常称为I.E.E.E 8012.11(a)/(b)/(g)/(n)标准的通信标准以及其衍生物兼容。

在步骤516处，方法决定从智能拖车200接收的数据是否保证或需要向牵引车辆300的操作员给予通知。当接收到安全相关的数据消息时，向牵引车辆操作员提供可视的或可听的警报。这样的消息的示例包括低胎压、提高的制动或轮轴轴承温度、锁定的制动和/或磨损的制动衬片。这样的消息在这里被看作是与拖车有关的消息，并且也可以包括警告关于激活的防抱死（anti-lock）制动系统或解激活防抱死制动系统以及车辆稳定性控制系统的联结（engagement）的消息。

在步骤518处，响应于从智能拖车200接收的信息做出是否改变或调整牵引车辆操作的决定。改变的车辆操作的示例包括但不限于响应于智能拖车重量来降速变换（down-shift）变速器。响应于拖车摇摆或横向加速禁用车辆稳定性控制是改变车辆操作的另一个示例。在步骤520处更新车辆操作参数。在步骤522处，程序控制返回到步骤502。

智能拖车、牵引车辆以及相关的方法使牵引车辆操作员能更安全地操作具有附接的拖车的牵引车辆。前述的描述是出于说明的目的。本公开的真实范围记载在所附权利要求书中。

Claims (20)

1.一种被配置成被牵引的车辆，所述车辆包括：

a.处理器；

b.耦合至处理器的非瞬时存储器设备；

c.操作地耦合至处理器的传感器，是测力传感器的所述传感器检测和测量车辆上的负载的总重量以及车辆上的总负载或重量的从前到后的分布；以及

d.操作地耦合至处理器和传感器中的至少一个的通信设备，通信设备、处理器和传感器被配置成向牵引车辆发送表示传感器产生的信号的数据。

2.如权利要求1所述的车辆，其中通信设备是无线通信设备，其被配置成无线地向牵引车辆发送传感器产生的信号。

3.如权利要求2所述的车辆，其中通信设备是被配置成无线地向牵引车辆发送传感器产生的信号的射频收发机。

4.如权利要求1所述的车辆，其中存储器设备包括关于以下至少一个的信息：

a.车辆；以及

b.牵引车辆。

5.如权利要求1所述的车辆，其中通信设备被配置成能够接收关于以下至少一个的信息：

a.车辆；以及

b.牵引车辆；以及

c.能够向处理器提供接收的信息，处理器被配置成将来自收发机的信息存储到存储器设备中。

6.如权利要求1所述的车辆，还包括车辆操作情况传感器，其操作地耦合至处理器。

7.一种被配置成牵引拖车的车辆，所述车辆包括：

a.处理器；

b.耦合至处理器的非瞬时存储器设备；

c. 第一通信设备，其操作地耦合至处理器并且被配置成从物理上附接至车辆的拖车接收携带关于拖车的操作参数信息的信号，操作参数信息由耦合至拖车的传感器产生并且包括拖车上的负载的总重量以及拖车上的总负载或重量的从前到后的分布。

8.如权利要求7所述的车辆，其中第一通信设备是无线通信设备。

9.如权利要求7所述的车辆，其中存储器设备包括关于以下至少一个的信息：

a.车辆；以及

b.附接的拖车。

10.如权利要求7所述的车辆，其中通信设备附加地被配置成能够接收关于以下至少一个的信息：

a.车辆；以及

b.拖车；以及

c.能够向处理器提供接收的信息，处理器被配置成将来自通信设备的信息存储到存储器设备中。

11.如权利要求7所述的车辆，其中拖车上的传感器包括操作情况传感器。

12.如权利要求7所述的车辆，其中存储器设备包括可执行指令，其在被处理器执行时使得处理器接收操作参数。

13.如权利要求7所述的车辆，其中存储器设备包括可执行指令，其在被处理器执行时使得处理器向车辆操作员提供关于接收的操作参数的消息。

14.如权利要求7所述的车辆，其中存储器设备包括可执行指令，其在被处理器执行时使得处理器响应于接收的操作参数来改变车辆的操作。

15.如权利要求7所述的车辆，还包括操作地耦合至处理器的第二有线区域网络（WAN）通信设备，有线区域网络通信设备被配置成从数据网络接收与以下至少一个有关的数据：

a.拖车；以及

b.车辆。

16.一种用于车辆的方法，包括：

a.在第一车辆处无线地接收携带关于将由第一车辆牵引的第二车辆的操作参数信息的信号，包括第二车辆上的负载的总重量以及第二车辆上的总负载或重量的从前到后的分布的操作参数信息由耦合至第二车辆的传感器产生。

17.如权利要求16所述的方法，还包括步骤：

a.产生至第一车辆的操作员的消息，所述消息关于接收的操作参数信息。

18.如权利要求16所述的方法，还包括步骤：

a.响应于接收的操作参数来改变第一车辆的操作。

19.如权利要求16所述的方法，还包括步骤：

a.从广域通信网络接收与第一和第二车辆中的至少一个有关的数据。

20.如权利要求17所述的方法，其中产生与第二车辆有关的消息的步骤包括在第一车辆内的显示设备上显示消息的步骤。