CN105730163A - 用于可移动牵引装置接收器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供用于可移动牵引装置接收器的系统和方法。该方法包括：接收指示方向盘角度的数据；通过处理器基于方向盘角度来确定接收器相对于牵引钩框架的位置；以及基于该确定将一个或多个控制信号输出到联接至接收器的电机，以将接收器相对于车辆的纵轴线移动。

Description

用于可移动牵引装置接收器的系统和方法

技术领域

本公开一般涉及车辆，并且更具体来说，涉及用于机动车辆的可移动牵引装置接收器的系统和方法。

背景技术

某些机动车辆包括牵引装置接收器以使得车辆能够拖行例如拖车。通常，牵引装置接收器是在车辆上的固定位置中，且因此对于许多车辆操作者而言，必须进行多次尝试来将牵引装置接收器与拖车上的牵引杆适当地对准。这可能令人沮丧且耗时。

因此，需要提供一种用于牵引装置接收器的改进的系统和方法，诸如可移动牵引装置接收器。此外，本发明的其他所需特征和特性将从结合附图和以上技术领域以及背景进行的随后详细描述和随附权利要求变得显而易见。

发明内容

在一个实施例中，提供一种用于移动与车辆的牵引装置框架相关的接收器的方法。该方法包括：接收指示方向盘角度的数据；通过处理器基于方向盘角度来确定用于接收器相对于牵引装置框架的位置；以及基于该确定将一个或多个控制信号输出到联接至接收器的电动机，以将接收器相对于车辆的纵轴线移动。

在一个实施例中，提供一种可移动牵引装置系统。该可移动牵引装置系统包括用于联接到车辆的牵引装置框架和可移动地联接到牵引装置框架以便可相对于轴线移动的接收器。接收器具有用于与拖车相联接的球头。可移动牵引装置系统包括：联接到牵引装置框架的电动机，该电动机具有联接到接收器的输出轴以将接收器相对于轴线移动；以及控制模块，该控制模块将一个或多个控制信号输出到电动机以移动接收器。

本发明包括以下方案：

1.一种移动与车辆的牵引装置框架相关的接收器的方法，包括：

接收指示方向盘角度的数据；

通过处理器基于方向盘角度来确定接收器相对于牵引装置框架的位置；以及

基于所述确定将一个或多个控制信号输出到联接至接收器的电动机，以将接收器相对于车辆的纵轴线移动。

2.如方案1所述的方法，其中接收指示方向盘角度的数据进一步包括：

从车辆的转向辅助单元接收方向盘角度。

3.如方案1所述的方法，其进一步包括：

从输入设备接收指示用于所述接收器的所需移动的输入数据；以及

基于输入数据将一个或多个控制信号输出到所述电动机。

4.如方案1所述的方法，其进一步包括：

确定接收器相对于牵引装置偏离中心；以及

基于接收器偏离中心的确定将一个或多个控制信号输出到所述电动机。

5.如方案1所述的方法，其进一步包括：

从输入设备接收输入数据；以及

基于方向盘角度和输入数据将一个或多个控制信号输出到所述电动机。

6.如方案1所述的方法，其中接收输入数据进一步包括：

从远离所述车辆的输入设备接收输入数据。

7.一种可移动牵引装置系统，包括：

用于联接到车辆的牵引装置框架；

接收器，所述接收器能移动地联接到牵引装置框架以便能相对于轴线移动，所述接收器具有用于与拖车相联接的球头；

联接到所述牵引装置框架的电动机，所述电动机具有联接到所述接收器的输出轴以将所述接收器相对于所述轴线移动；以及

控制模块，所述控制模块将一个或多个控制信号输出到所述电动机以移动所述接收器。

8.如方案7所述的可移动牵引装置系统，其中所述牵引装置框架包括交叉构件、第一支撑构件和第二支撑构件并且所述电动机联接到所述交叉构件。

9.如方案8所述的可移动牵引装置系统，其中所述电动机联接到所述交叉构件以便相对于所述交叉构件的表面成角度。

10.如方案7所述的可移动牵引装置系统，其进一步包括联接到所述牵引装置框架以便在基本上垂直于所述轴线的方向上延伸的第一轨道和第二轨道，并且所述接收器被支撑在所述第一轨道和所述第二轨道上。

11.如方案10所述的可移动牵引装置系统，其中所述第一轨道是固定轨道，并且所述第二轨道是所述电动机的输出轴。

12.如方案7所述的可移动牵引装置系统，其中所述接收器相对于所述牵引装置框架能枢转。

13.如方案7所述的可移动牵引装置系统，其中所述接收器相对于所述牵引装置框架能线性地平移。

14.一种车辆，包括：

用户输入源；

测量方向盘角度的至少一个传感器；

可移动牵引装置系统，所述可移动牵引装置系统包括能移动地联接到牵引装置框架的接收器和电动机，所述电动机具有联接到所述接收器的输出轴以将所述接收器相对于所述牵引装置框架移动；以及

控制模块，所述控制模块基于方向盘角度和用户输入中的至少一个将一个或多个控制信号输出到所述电动机以将所述接收器相对于所述牵引装置框架移动。

15.如方案14所述的车辆，其进一步包括：

车辆速度数据源，

其中所述控制模块基于方向盘角度、车辆速度数据和用户输入来将一个或多个控制信号输出到所述电动机以将所述接收器相对于所述牵引装置框架移动。

16.如方案14所述的车辆，其中所述控制模块仅基于用户输入来将一个或多个控制信号输出到所述电动机以将所述接收器相对于所述牵引装置框架移动。

17.如方案14所述的车辆，其进一步包括：

指示变速器范围的源，

其中所述控制模块基于方向盘角度、车辆速度数据、用户输入以及变速器范围将一个或多个控制信号输出到所述电动机以将所述接收器相对于所述牵引装置框架移动。

18.如方案14所述的车辆，其中所述接收器能在基本上垂直于所述车辆的纵轴线的方向上移动。

19.如方案14所述的车辆，其中所述接收器能在横向于所述车辆的纵轴线的方向上移动。

20.如方案14所述的车辆，其中所述用户输入源远离所述车辆。

附图说明

下文将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同数字指示相同元件，并且其中：

图1是示出根据各个实施例的包括可移动牵引装置接收器系统的车辆的功能方框图；

图2是示出根据各个实施例的用于车辆的可移动牵引装置接收器系统的功能方框图；

图3是示出根据各个实施例的可移动牵引装置接收器系统的控制系统的数据流图；

图4是示出根据各个实施例的可移动牵引装置接收器系统的控制方法的流程图；

图5是示出根据各个实施例的可移动牵引装置接收器系统的控制方法的流程图；

图6是示出根据各个实施例的可移动牵引装置接收器系统的控制方法的流程图；以及

图7是示出根据各个实施例的可移动牵引装置接收器系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下详细描述实质上仅是示例性的，而并不意欲限制应用和使用。此外，并不意欲由先前技术领域、背景技术、简要概述或以下详细描述中呈现的任何明确或暗示的理论约束。如本文所使用，术语模块指代任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备（单独地或以任何组合），包括但不限于：特定应用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器（共享、专用或群组）和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能性的其他适合的部件。

本文可以就功能和/或逻辑方框部件以及各种处理步骤来描述本公开的实施例。应了解，这些方框部件可以由配置成执行特定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，本公开的实施例可以使用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，它们可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将了解，本公开的实施例可以结合任何数量的可移动牵引装置系统来实施，并且本文描述的车辆系统仅是本公开的一个示例性实施例。

为了简要，本文可能并不详细描述与信号处理、数据传输、信号传输、控制以及系统（和系统的个别操作部件）的其他功能方面有关的常规技术。此外，本文包括的各个图中所示的连接线路意欲代表各个元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应注意，本公开的实施例中可以存在许多替代或额外的功能关系或物理连接。

参照图1，展示车辆10。根据各种实施例，车辆10包括动力总成12、转向系统14、驾驶者通信系统16、摄像机18、一个或多个传感器20、可移动牵引装置系统22以及控制模块24。如本文将更进一步论述，可移动牵引装置系统22使得车辆10能够联接到拖车8的牵引杆6从而使得车辆10可以拖行拖车8。尽管本文所示的图描述具有元件的某些布置的实例，但是在实际实施例中可以存在额外的中间元件、设备、特征或部件。还应理解，图1仅是说明性的并且可能不按比例绘制。

动力总成12包括将动力供应给变速器28的推进设备，诸如发动机26。在一个实例中，发动机是内燃发动机，其包括发动机控制模块26’。发动机控制模块26’从控制模块24接收一个或多个控制信号以调整与发动机26相关的节气门。应注意，内燃发动机的使用仅是示例性的，因为推进设备可能是燃料电池、电动机等。变速器28将此动力传递到联接至车辆10的一个或多个车轮30（和轮胎）的适合的传动系，从而使得车辆10能够移动。如本领域技术人员所已知，变速器28可以包括适合的齿轮传动，其可在含有一个或多个齿轮的各种范围内操作，包括但不限于停车范围、空挡范围、倒车范围、驾驶范围等。变速器的当前范围通过促进数据、命令、动力等的传递的适合的通信架构或布置传达或传输到控制模块24。

通常，转向系统14包括联接到转向轴34的方向盘32。应注意，方向盘的使用仅是示例性的，因为转向系统14可以包括用于使得车辆10转向的任何适合的用户输入设备，包括但不限于操纵杆、方向盘32等。在一个示例性实施例中，转向系统14包括电动转向（EPS）系统，该系统可以包括转向辅助单元36。转向辅助单元36联接到转向系统14的转向轴34并且联接到车辆10的系杆38、40。转向辅助单元36包括例如通过转向轴34联接到转向致动器电动机和齿轮装置的齿条和小齿轮转向机构（未示出）。在操作期间，当方向盘32由车辆操作者转动时，转向辅助单元36的电动机提供辅助以移动系杆38、40，这又会分别移动转向节42、44。转向节42、44联接到车辆10的相应的轮30。尽管图1中并且本文描述示出EPS系统，但是应了解，转向系统14可以包括各种受控的转向系统，诸如具有液压配置的转向系统、通过线配置的转向、非辅助的转向系统等。转向辅助单元36通过促进数据、命令、动力等的传递的适合的通信架构或布置与控制模块24通信，以便为控制模块24提供方向盘32的角度。

驾驶者通信系统16为车辆10的驾驶者和乘客显示数据，并且还从车辆10的驾驶者和乘客接收输入。在一个实例中，驾驶者通信系统16包括信息娱乐系统，并且包括显示器46和输入设备48。显示器46可以被实施为车辆10的仪表板或控制台中的平板显示器。本领域技术人员了解实施车辆10中的显示器46的其他技术。显示器46包括用于显示信息的任何适合的技术，包括但不限于液晶显示器（LCD）、有机发光二极管（OLED）、等离子或者阴极射线管（CRT）。显示器46包括输入设备48，该输入设备从车辆10的驾驶者和/或乘客接收输入以操纵可移动牵引装置系统22，如本文将论述。输入设备48可以被实施为键盘（未单独示出）、麦克风（未单独示出）、与显示器46相关的触屏层或者从用户接收数据和/或命令的其他适合的设备。当然，也可以使用多个输入设备48。例如，至少一个输入设备47可以联接到方向盘32。输入设备47也可以使得驾驶者和/或乘客能够操纵可移动牵引装置系统22，如本文将更详细论述。显示器46、输入设备48和输入设备47通过促进数据、命令、动力等的传递的适合的通信架构或布置与控制模块24通信。

在各个实施例中，驾驶者通信系统16包括远程输入设备49。远程输入设备49包括键或按钮49’，用户可以通过所述键或按钮来接收输入并通过天线49’’传输到控制模块24的天线24’。从远程输入设备49接收的输入可以由控制模块24用来控制可移动牵引装置系统22的操作。应注意，本文所示的远程输入设备49仅是示例性的，因为远程输入设备可以包括从远程软件应用程序（诸如在蜂窝电话、平板电脑、个人电脑等上运行的应用程序）接收的输入。

摄像机18联接到车辆10，并且在一个实例中，摄像机18是后视摄像机，该后视摄像机为驾驶者和/或乘客提供当变速器28处于倒车范围中时捕捉到的图像数据或图像数据流。通常，摄像机18包括能够捕捉图像数据或图像数据流的任何适合的摄像机，如本领域技术人员所已知。摄像机18通过促进数据、命令、动力等的传递的通信架构或布置与控制模块24通信，以便将图像数据或图像数据流传输到控制模块24以供用于控制可移动牵引装置系统22和用于显示在显示器46上。

一个或多个传感器20包括车辆横摆率传感器20’和车辆速度传感器20’’。一个或多个传感器20通过促进数据、命令、动力等的传递的通信架构或布置与控制模块24通信。车辆横摆率传感器20’测量并观察绕车辆10的竖直轴线的车辆10的横摆率（如通常所已知），并且基于此产生传感器信号。车辆速度传感器20’’测量并观察车辆10的速度，并且在一个实例中，车辆速度传感器20’’测量并观察车辆10的车轴的速度，并且基于此产生传感器信号。应注意，虽然本文将车辆速度传感器20’’示出为与测量和观察后轴的速度相关，但是替代地，车辆速度传感器20’’可以测量和观察车辆10的前轴的速度并基于此产生传感器信号，且此外，车辆10的速度可以例如从发动机26的速度推断出或者通过建模来确定。

可移动牵引装置系统22联接到车辆10，并且通常安置在车辆10的后部区域45处。通常，可移动牵引装置系统22在后部区域45处联接到车辆10的框架，从而使得车辆10能够拖行拖车8。在一个实例中，可移动牵引装置系统22包括牵引装置框架51、第一或固定轨道50、第二或从动轨道52、鞍形座54、接收器56和电动机58。如本文将更详细论述，电动机58从控制模块24接收一个或多个控制信号以驱动从动轨道52从而将鞍形座54且因此将接收器56相对于牵引装置框架51和车辆10的后部区域45移动。接收器56相对于牵引装置框架51的移动使得接收器56更容易与拖车8的牵引杆6对准，并且当接收器56与拖车8的牵引杆6啮合时，使得拖车8能够以与车辆10的移动更好相关地移动。

牵引装置框架51联接到车辆10的框架。在一个实例中，牵引装置框架51基本上是U形的，然而，牵引装置框架51可以具有使得接收器56能够移动的任何适合的形状或配置。在此实例中，牵引装置框架51包括交叉构件60、第一支撑构件62和第二支撑构件64。交叉构件60、第一支撑构件62和第二支撑构件64可以由任何适合的材料构成，诸如金属或金属合金。交叉构件60基本上垂直于车辆10的纵轴线66延伸。交叉构件60包括与第二末端70相对的第一末端68。第一支撑构件62联接到第一末端68，并且在基本上平行于车辆10的纵轴线66的方向上延伸离开交叉构件60。第二支撑构件64联接到第二末端70，并且在基本上平行于车辆10的纵轴线66的方向上延伸离开交叉构件60。交叉构件60、第一支撑构件62和第二支撑构件64合作以将可移动牵引装置系统22支撑在车辆10的后部区域45处。在一个实例中，第一支撑构件62和第二支撑构件64中的每一个包括撑杆72，所述撑杆支撑并且联接到固定轨道50和从动轨道52。应注意，撑杆72仅是示例性的，并且牵引装置框架51不必须包括撑杆72。

固定轨道50固定地联接到第一支撑构件62的撑杆72和第二支撑构件64的撑杆72，以便在基本上垂直于纵轴线66的方向上在第一支撑构件62与第二支撑构件64之间延伸。在一个实例中，固定轨道50通过支架73固定地联接到撑杆72。第一轨道50包括引导和支撑鞍形座54的移动的静止轨道。换言之，固定轨道50不移动并且不被驱动。应注意，固定轨道50的使用仅是示例性的，因为鞍形座54的移动可以通过任何适合的设备来引导和支撑，并且在需要的情况下可以仅由从动轨道52支撑。

从动轨道52可移动地联接到第一支撑构件62的撑杆72和电动机58。通常，从动轨道52在基本上垂直于纵轴线66并且基本上平行于固定轨道50的方向上在第一支撑构件62与电动机58之间延伸。从动轨道52通过支架74可移动地联接到第一支撑构件62，然而，从动轨道52可以通过任何适合的技术可移动地联接到第一支撑构件62。在一个实例中，从动轨道52包括电动机58的输出轴，并且包括多个螺纹76。多个螺纹76是基本上在从动轨道52的整个长度上沿从动轨道52的外部表面限定。如本文将论述，在从控制模块24接收一个或多个控制信号之后，电动机58使得从动轨道52旋转以将鞍形座54且因此将接收器56相对于牵引装置框架51移动。

鞍形座54联接到固定轨道50和从动轨道52。鞍形座54包括第一末端78和第二末端80。第一末端78限定第一钻孔82、第二钻孔84并且包括锁86。第一钻孔82被确定大小和成形以用于将接收器56联接到鞍形座54。第一钻孔82通常被限定成基本上平行于车辆10的纵轴线66。第二钻孔84被限定成在基本上垂直于车辆10的纵轴线66的方向上穿过鞍形座54。第二钻孔84包括多个螺纹84’，所述螺纹被确定大小和成形以与从动轨道52的多个螺纹76配合地啮合。鞍形座54的多个螺纹84’与从动轨道52的多个螺纹76之间的啮合使得从动轨道52能够移动或旋转，从而将鞍形座52相对于牵引装置框架51移动或线性地平移。锁86将接收器56固定到鞍形座54，从而使得接收器56居中位于第一钻孔82中，如本领域中通常已知。在一个实例中，锁86可以包括开口销，然而，可以使用任何适合的技术来将接收器56固定地紧固到鞍形座54以使其居中位于第一钻孔82中。鞍形座54的第二末端80限定第三钻孔88。第三钻孔88被确定大小和成形以使得固定轨道50能够通过第三钻孔88可滑动地接收。

接收器56包括球头90和支撑件92，如本领域普通技术人员所已知。球头90具有用于与拖车8的牵引杆6配合的常规直径，并且固定地安装到支撑件92的顶表面。支撑件92被确定大小和成形以接收到鞍形座54的第一钻孔82内，并且通过锁86紧固。

电动机58联接到撑杆72和从动轨道52。在一个实例中，电动机58是伺服电动机，其包括用于位置反馈的传感器59。基于从控制模块24接收一个或多个控制信号，电动机58产生扭矩，所述扭矩被施加到从动轨道52以使得从动轨道52移动或旋转。从动轨道52的移动使得鞍形座54且因此使得接收器56相对于牵引装置框架51移动或线性地平移。在此实例中，电动机58使得接收器56在基本上垂直于车辆10的纵轴线66的方向上移动。电动机58还用来将鞍形座54的位置维持在从动轨道52上，且因此电动机58将电动机电流的值通过促进数据、命令、动力等的传递的通信架构或布置传输到控制模块24。基于电动机电流的值，控制模块24确定作用于接收器56的球头90上的力。应注意，伺服电动机的使用仅是示例性的，因为可以使用具有单独的位置传感器的任何适合的电动机来将鞍形座54相对于牵引装置框架51移动。

应注意，图1中所示的可移动牵引装置系统22仅是示例性的，因为可以用各种方式来实施将接收器56相对于牵引装置框架51移动的系统。例如，参照图2，示出可移动牵引装置系统22’。由于可移动牵引装置系统22’类似于图1的可移动牵引装置系统22，所以将使用相同的参考数字来指示相同或类似部件。通常，可移动牵引装置系统22’在后部区域45处联接到车辆10的框架，从而使得车辆10能够拖行拖车8。在一个实例中，可移动牵引装置系统22’包括牵引装置框架51’、接收器56’、枢轴94和电动机58’。如本文将更详细论述，电动机58’从控制模块24接收一个或多个控制信号以将接收器56’相对于牵引装置框架51’和车辆10的后部区域45移动。接收器56’相对于牵引装置框架51’的移动使得接收器56’更容易与拖车8的牵引杆6对准，并且当接收器56’与拖车8的牵引杆6啮合时，使得拖车8能够以与车辆10的移动更好相关地移动。

牵引装置框架51’联接到车辆10的框架。在一个实例中，牵引装置框架51’基本上是U形的，然而，牵引装置框架51’可以具有使得接收器56’能够移动的任何适合的形状或配置。在此实例中，牵引装置框架51’包括交叉构件60、第一支撑构件62’和第二支撑构件64’。交叉构件60、第一支撑构件62’和第二支撑构件64’可以由任何适合的材料构成，诸如金属或金属合金。第一支撑构件62’联接到第一末端68，并且在基本上平行于车辆10的纵轴线66的方向上延伸离开交叉构件60。第二支撑构件64’联接到第二末端70，并且在基本上平行于车辆10的纵轴线66的方向上延伸离开交叉构件60。交叉构件60、第一支撑构件62’和第二支撑构件64’合作以将可移动牵引装置系统22’支撑在车辆10的后部区域45处。

接收器56’包括球头90和支撑件92’。球头90在支撑件92’的第一末端96处固定地安装到支撑件92’的顶表面。支撑件92’包括第一钻孔98和第二钻孔100。第一钻孔98被限定为在第二末端102处穿过支撑件92’，并且接收联接设备（诸如销104）以便将支撑件92’枢转地联接到枢轴94。第二钻孔100被限定为穿过支撑件92’在第一末端96与第二末端102之间。第二钻孔100接收适合的机械紧固件106以便将电动机58’的输出轴108固定地联接到支撑件92’。

枢轴94联接到交叉构件60。枢轴94用作用于接收器56’的枢转点以使得接收器56’能够相对于牵引装置框架51’移动。枢轴94限定用于接收销104的钻孔94’。

电动机58’通过销联接到牵引装置框架51’的交叉构件60以允许与电动机58’相关的伺服机构的旋转自由度。电动机58’包括固定地联接到支撑件92’的输出轴108。在一个实例中，电动机58’是包括用于位置反馈的传感器59的伺服电动机。基于从控制模块24接收一个或多个控制信号，电动机58’产生扭矩，所述扭矩通过适合的齿轮装置转化为线性运动，从而使得输出轴108的线性运动将支撑件92’且因此将球头90相对于车辆10的中心线移动或枢转。在此实例中，电动机58’使得接收器56’在基本上横行于车辆10的纵轴线66的方向上枢转。电动机58’还用来维持支撑件92’相对于牵引装置框架51’的位置，且因此，电动机58’将电动机电流的值通过促进数据、命令、动力等的传递的通信架构或布置传输到控制模块24。基于电动机电流的值，控制模块24确定作用于接收器56’的上的力。应注意，伺服电动机的使用仅是示例性的，因为可以使用具有单独的位置传感器的任何适合的电动机来将支撑件92’相对于牵引装置框架51’移动。

在各个实施例中，参照图1和2，控制模块24基于传感器信号和来自输入设备47、48、49的输入中的一个或多个并且进一步基于本公开的可移动牵引装置系统和方法来将一个或多个控制信号输出到可移动牵引装置系统22、22’的电动机58、58’，以便将接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’移动。如将论述，控制模块24基于来自至少一个传感器20的传感器信号、来自输入设备47、48、49的输入数据和来自变速器28的范围数据将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’。控制模块24基于来自输入设备47、48、49的输入数据、来自变速器28的范围数据和来自摄像机18的摄像机图像数据将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’。控制模块24基于来自至少一个传感器20的传感器信号和来自输入设备47、48、49的输入数据将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’。控制模块24还基于来自输入设备47、48、49的输入数据、来自变速器28的范围数据和来自摄像机18的摄像机图像数据将一个或多个控制信号输出到转向辅助单元36和变速器28，从而移动车辆10。

现在参照图3并继续参照图1和2，数据流图示出用于可嵌入在控制模块24内的可移动牵引装置系统22、22’（图1和2）的控制系统200的各种实施例。根据本公开的控制系统的各种实施例可以包括嵌入在控制模块24内的任何数量的子模块。如可以了解，图3中所示的子模块可以被组合和/或进一步划分，以便类似地基于来自至少一个传感器20的信号、来自输入设备47、48、49的输入数据、来自变速器28的范围数据以及来自摄像机18的摄像机图像数据来控制接收器56、56’的移动并将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’（图1和2）。对系统的输入可以从车辆10（图1）感测、从其他控制模块（未示出）接收和/或由控制模块24内的其他子模块（未示出）确定/建模。在各种实施例中，控制模块24包括拖车倒车模块202、对准模块204、摆动模块206、拖车前进模块208、牵引装置控制模块210以及表数据存储器212。

表数据存储器212存储基于来自转向辅助单元36的方向盘角度数据214和来自车辆速度传感器20’的车辆速度数据216指示用于接收器56、56’的位置（例如，接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’的所需位置）的一个或多个表（例如，查找表）。换言之，表数据存储器212存储基于在车辆10的各个速度下的各个方向盘角度提供接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’的位置的一个或多个表。一个或多个表包括基于实验数据获取的校准表，并且在一个实例中，可以包括用于车辆10的前进运动的至少一个表和用于车辆10的倒车运动的至少一个表。在各种实施例中，表可以是由一个或多个索引定义的内插表。至少一个表所提供的接收器位置值218指示接收器56、56’在牵引装置框架51、51’上的位置值，以便基于方向盘角度和车辆速度来辅助转向所附接的拖车8。作为一个实例，一个或多个表可以由参数（诸如但不限于方向盘角度或车辆速度）来索引，以提供接收器位置值218。

拖车倒车模块202接收来自至少一个传感器20的传感器数据220、来自输入设备47、48、49中的一个或多个的输入数据222以及来自变速器28的范围数据224作为输入。在各个实施例中，传感器数据220包括来自转向辅助单元36的方向盘角度数据214和来自车辆速度传感器20’’的车辆速度数据216。在各个实施例中，输入数据222包括手动控制输入数据226和启动输入数据228。手动控制输入数据226包括从输入设备47、48、49接收到的用于接收器56、56’的移动的输入。例如，手动控制输入数据226包括将接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’向左或向右移动的输入。启动输入数据228包括接收以启动用于可移动牵引装置系统22、22’的控制系统的输入。换言之，可移动牵引装置系统22、22’可以手动模式操作，其中驾驶者或操作者（基于手动控制输入数据226的接收）手动地将接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’移动，或者在自动或自主模式下操作（基于启动输入数据228的接收），其中控制模块24基于本文所描述的系统和方法来移动接收器56、56’。范围数据224包括变速器28的当前范围，包括但不限于停车范围、倒车范围、空挡范围和驾驶范围。

拖车倒车模块202基于传感器数据220、输入数据22和范围数据224来设置用于牵引装置控制模块210的倒车转向数据232。在各个实施例中，拖车倒车模块202接收指示变速器28的当前范围的范围数据224。基于指示变速器28处于倒车范围中的范围数据224，拖车倒车模块202确定手动控制输入数据226是否已经输入到输入设备47、48、49中的至少一个中。如果尚未接收到手动控制输入数据226，则拖车倒车模块202确定是否已经接收到启动输入数据228。基于启动输入数据228的接收，拖车倒车模块202确定方向盘角度数据214是否已经改变。如果方向盘角度数据214已经改变，从而指示与车辆10且因此与附接到接收器56、56’的拖车8相关的转向事件，则拖车倒车模块202设置用于牵引装置控制模块210的倒车转向数据232，所述数据指示在转向事件期间方向盘角度和车辆10的速度。

对准模块204接收范围数据224、输入数据22以及摄像机图像数据234作为输入。摄像机图像数据234包括来自摄像机18的图像数据或图像数据流。在各个实施例中，对准模块204确定是否从输入设备47、48、49中的至少一个接收到启动输入数据228。基于启动输入数据228的接收，对准模块204输出车辆移动数据236。车辆移动数据236包括用于将变速器28置于倒车范围中的一个或多个控制信号以及用于转向辅助单元36基于在摄像机图像数据234中检测到的拖车8的图像来将车辆10转向到与拖车8对准的一个或多个控制信号。拖车8可以通过本领域技术人员已知的任何适合的技术在摄像机图像数据234中被检测。由于车辆的自主倒车移动可能是本领域中通常已知的，所以本文将不再详细论述车辆10的自动倒车移动的细节。在各个实施例中，对准模块204输出车辆移动数据236以使得车辆10的一个或多个系统能够基于摄像机图像数据234将车辆10移动成与放置在车辆10后面或后部的拖车8对准。

在各个实施例中，基于范围数据224、输入数据222和摄像机图像数据234，对准模块204设置用于牵引装置控制模块210的牵引装置对准数据238。牵引装置对准数据238指示用于接收器56、56’的位置以使得球头90能够与拖车8的牵引杆6啮合。基于从输入设备47、48、49中的至少一个接收到的启动输入数据228，对准模块204基于摄像机图像数据234中的拖车8的牵引杆6的位置来确定用于接收器56、56’的位置以使得球头90能够与拖车8的牵引杆6啮合。换言之，对准模块204基于摄像机图像数据234来设置牵引装置对准数据238以便为牵引装置控制模块210提供用于接收器56、56’的位置以使得球头90能够与拖车8的牵引杆6啮合。这使得拖车8能够容易联接到车辆10，并减少客户沮丧。应注意，接收器56、56’的位移也可能基于与球头90的位置相关的位置误差，例如球头90的当前位置与拖车8的牵引杆6的中心线的球头90的横向位移差。

在各个实施例中，基于输入数据222，对准模块204设置用于牵引装置控制模块210的牵引装置对准数据238。在此实例中，对准模块204基于从输入设备47、48、49中的至少一个接收手动控制输入数据226来设置牵引装置对准数据238。

摆动模块206接收传感器数据220、输入数据222和电动机力数据240作为输入。电动机力数据240是从牵引装置控制模块210接收作为输入，并且指示作用于接收器56、56’上的力的量，该量被计算为电动机反馈电流的直接函数。在各个实施例中，摆动模块206从车辆横摆率传感器20’接收车辆横摆率数据242、从转向辅助单元36接收方向盘角度数据214、从车辆速度传感器20’’接收车辆速度数据216以及从输入设备47、48、49中的至少一个接收启动输入数据228。摆动模块206确定通过车辆横摆率传感器20’测量和观察到的车辆横摆率与所需横摆率之间的差是否大于用于车辆横摆率的第一阈值，确定方向盘角度是否小于用于转向轮角度的第二阈值，确定电动机力数据240是否大于用于作用于接收器56、56’上的力的第三阈值，以及确定车辆速度是否大于用于车辆10的速度的第四阈值。在一个实例中，所需横摆率误差为约1.0度/秒至约5.0度/秒。应理解，用于车辆横摆率、方向盘角度、作用于接收器上的力以及车辆的速度的以上阈值可以基于车辆10的尺寸和类型以及车辆10能够或被认为能够拖行的拖车8的类型而不同。

如果是，则摆动模块206启动拖车摆动控制以减少拖车摆动的可能性，并且设置用于牵引装置控制模块210的摆动数据244和用于与车辆10的发动机26相关的发动机控制模块26’的车辆节气门数据246。摆动数据244指示接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’的位置以减少拖车摆动。

在一个实例中，摆动数据244指示接收器56、56’的位置以确保车辆横摆率与所需车辆横摆率之间的差小于第五阈值。应理解，第五阈值可以基于车辆10的尺寸和类型以及车辆10能够或被认为能够拖行的拖车8的类型而不同。节气门数据246指示用于发动机控制模块26’的节气门位置以控制发动机26的速度且因此控制车辆10的速度，从而减少拖车摆动。摆动模块206确定车辆横摆率与所需车辆横摆率之间的差是否小于第五阈值以及电动机力数据240是否小于第六阈值（例如，指定的时间长度），该第六阈值取决于可以从传感器数据220获得的过滤器横摆率误差信号。如果是，则摆动模块206禁用拖车摆动控制。

拖车前进模块208接收传感器数据220、输入数据22和范围数据224作为输入。在各个实施例中，拖车前进模块208接收来自转向辅助单元36的方向盘角度数据214和来自输入设备47、48、49中的至少一个的启动输入数据228作为输入。基于启动输入数据228的接收，拖车前进模块208从范围数据224确定变速器28的范围是否在驾驶范围内。如果变速器28在驾驶范围内，则拖车前进模块208确定方向盘角度数据214是否大于或等于第七阈值，诸如约30至约180度。如果方向盘角度数据214大于或等于第七阈值，则拖车前进模块208设置用于牵引装置控制模块210的前进转向数据248。前进转向数据248指示接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’的位置以使得附接到车辆10的拖车8更加远离车辆10的外侧，以用于例如在拐角或曲线周围进行操纵。在一个实例中，前进转向数据248基于方向盘角度数据214与第七阈值之间的差乘以增益来指示接收器56、56’的位置。在一个实例中，可以从查找表确定增益。在此实例中，可以基于方向盘角度数据214与第七阈值之间的差以及车辆速度和方向盘角度改变率来确定增益。

牵引装置控制模块210接收倒车转向数据232、牵引装置对准数据238、摆动数据244、前进转向数据248、电动机电流数据250和位置数据252作为输入。电动机电流数据250指示电动机58、58’的电流。基于电动机电流数据250，牵引装置控制模块210确定作用于接收器56、56’上的力并设置用于摆动模块206的电动机力数据240。就此而言，电动机58、58’的电流指示维持接收器56、56’的位置所需的扭矩量，该扭矩量与来自拖车8的作用于接收器56、56’的球头90上的力的量相关。位置数据252指示接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’的当前位置，如由传感器59所测量和观察的。

在各个实施例中，基于倒车转向数据232，牵引装置控制模块210查询表数据存储器212以获得接收器位置值218。基于接收器位置值218和位置数据252，牵引装置控制模块210将牵引装置移动数据254输出到电动机58、58’。牵引装置移动数据254包括用于电动机58、58’将接收器56、56’从接收器56、56’的当前位置（来自位置数据252）移动到接收器56、56’的所需位置（来自接收器位置值218）的移动的量（例如，电动机58的旋转次数或者用于电动机58’的平移量）。

在各个实施例中，基于牵引装置对准数据238和位置数据252，牵引装置控制模块210将牵引装置移动数据254输出到电动机58、58’。牵引装置移动数据254包括用于电动机58、58’将接收器56、56’从接收器56、56’的当前位置（来自位置数据252）移动到接收器56、56’的所需位置（来自牵引装置对准数据238）的移动的量。

在各个实施例中，基于摆动数据244和位置数据252，牵引装置控制模块210将牵引装置移动数据254输出到电动机58、58’。牵引装置移动数据254包括用于电动机58、58’将接收器56、56’从接收器56、56’的当前位置（来自位置数据252）移动到接收器56、56’的所需位置（来自摆动数据244）的移动的量。

在各个实施例中，基于前进转向数据248和位置数据252，牵引装置控制模块210将牵引装置移动数据254输出到电动机58、58’。牵引装置移动数据254包括用于电动机58、58’将接收器56、56’从接收器56、56’的当前位置（来自位置数据252）移动到接收器56、56’的所需位置（来自前进转向数据248）的移动的量。

现在参照图4-7并且继续参照图1-3，流程图示出可以由根据本公开的图1的控制模块24执行的控制方法。如鉴于本公开可以了解，方法内的操作次序并不限于如图4-7中所示的顺序执行，而是在适当的情况下并且根据本公开可以一种或多种不同的次序来执行。

在各个实施例中，方法可以被排程以基于预定事件来运行，和/或可以在车辆10的操作期间持续地运行。

参照图4，示出用于在倒车转向操纵期间移动可移动牵引装置系统22、22’的方法。方法在300开始。在302，方法基于范围数据224确定变速器28是否在倒车范围中。如果变速器28在倒车范围中，则在304，方法确定是否已经从输入设备47、48、49中的一个接收到手动控制输入数据226。如果已经接收到手动控制输入数据226，则在306，方法基于手动控制输入数据226将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’以将接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’移动。

否则，如果未接收到手动控制输入数据226，则在308，方法确定是否已经接收到启动请求（请求输入数据228）。如果尚未从输入设备47、48、49中的至少一个接收到启动请求，则方法循环到302。如果已经接收到启动请求，则方法在310基于来自转向辅助单元36的方向盘角度数据214来确定方向盘角度是否已经改变。如果方向盘角度相同，则方法循环到302。否则，方法在312基于接收器位置值218和位置数据252来将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’以将接收器56、56’相对于牵引装置框架51、51’移动。

如果在302变速器28不在倒车范围中，则方法进行到314。在314，方法基于位置数据252确定接收器56、56’是否相对于牵引装置框架51、51’居中。如果接收器56、56’未居中，则在316，方法基于位置数据252将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’以将接收器56、56’移动到居中的位置。方法循环直到接收器56、56’被居中。一旦接收器56、56’被居中，则方法在318结束。

参照图5，示出用于将车辆10与拖车8对准的方法。方法在400开始。在402，方法确定是否从输入设备47、48、49的一个接收到基于摄像机图像数据234将车辆10与拖车8自主地对准的启动输入数据228。如果接收到用于自主地对准的启动输入数据228，则方法进行到404。否则，在406，方法确定是否从输入设备47、48、49中的一个接收到基于摄像机图像数据234将车辆10与拖车8半自主地对准的启动输入数据228。如果接收到用于半自主地对准的启动输入数据228，则方法进行到408。否则，在410，方法确定是否从输入设备47、48、49中的一个接收到手动控制输入数据226。如果接收到手动控制输入数据226，则在412，方法基于手动控制输入数据226将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’以移动接收器56、56’并且循环到410。

如果请求车辆10与拖车8的自主对准，则在404，方法基于摄像机图像数据234一个或多个控制信号输出到转向辅助单元36和变速器28以使车辆10相对于拖车8移动。在418，方法基于摄像机图像数据234确定车辆10的接收器56、56’是否靠近拖车8的牵引杆6。如果靠近，则方法进行到410。否则，方法循环到404。

在420，方法基于位置数据252和牵引装置对准数据232将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’以移动接收器56、56’。在422，方法确定接收器56、56’的球头90与拖车8的牵引杆6的对准是否完成。如果对准完成，则方法在416结束。否则，方法循环到420。

如果请求车辆10与拖车8的半自主对准，则在424，方法基于摄像机图像数据234确定车辆10的接收器56、56’是否靠近拖车8的牵引杆6。如果靠近，则方法进行到426。否则，方法循环到424。在426，方法基于位置数据252和牵引装置对准数据238将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’以移动接收器56、56’。在428，方法确定接收器56、56’的球头90与拖车8的牵引杆6的对准是否完成。如果对准完成，则方法在416结束。否则，方法循环到426。

参照图6，示出用于控制拖车8的摆动或拖车摆动的方法。方法在500开始。在502，方法确定：车辆横摆率数据242与所需车辆横摆率之间的差是否大于第一阈值；方向盘角度数据214是否小于第二阈值；电动机力数据240是否大于第三阈值；以及车辆速度数据216是否大于第四阈值。如果是，则方法进行到504。否则，在506，方法确定是否从输入设备47、48、49中的至少一个接收到启动拖车摆动控制的启动请求（启动输入数据228）。如果接收到请求，则方法进行到504。否则，方法在508结束。

在504，方法将一个或多个控制信号输出到发动机控制模块26’以调整发动机26的节气门从而减小车辆10的速度，并基于摆动数据244和位置数据252将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’以移动接收器56、56’。在一个实例中，一个或多个控制信号被输出到发动机控制模块26’和电动机58、58’，以使得车辆横摆率数据242与所需车辆横摆率之间的差小于第五阈值。

在510，方法确定在预定时间周期内车辆横摆率数据242与所需车辆横摆率之间的差是否小于第五阈值以及电动机力数据240是否小于第六阈值。如果是，则方法在508结束。否则，方法循环到502。

参照图7，示出用于在转弯期间控制可移动牵引装置系统22、22’的方法。方法在600开始。在602，方法确定是否从输入设备47、48、49中的一个接收到启动转弯控制的启动请求（启动输入数据228）。如果接收到请求，则方法进行到604。否则，方法在606结束。在604，方法基于范围数据224确定变速器28是否在驾驶范围中。如果变速器28在驾驶范围中，则方法进行到608。否则，方法循环。

在608，方法确定方向盘角度数据214是否大于或等于第七阈值。如果是，则方法基于前进转向数据248和位置数据252将一个或多个控制信号输出到电动机58、58’，以将接收器56、56’朝向牵引装置框架51、51’的外侧移动，从而通过转弯操纵辅助导航拖车8。否则，方法在606结束。

虽然在以上详细描述中呈现至少一个示例性实施例，但是应了解，存在大量变体。还应了解，一个示例性实施例或多个示例性实施例仅是实例，而并不意欲以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，以上详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个示例性实施例或多个示例性实施例的方便的指导说明。应理解，在不脱离如随附权利要求和其法律等效物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种移动与车辆的牵引装置框架相关的接收器的方法，包括：

接收指示方向盘角度的数据；

通过处理器基于方向盘角度来确定接收器相对于牵引装置框架的位置；以及

基于所述确定将一个或多个控制信号输出到联接至接收器的电动机，以将接收器相对于车辆的纵轴线移动。

2.如权利要求1所述的方法，其中接收指示方向盘角度的数据进一步包括：

从车辆的转向辅助单元接收方向盘角度。

3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：

从输入设备接收指示用于所述接收器的所需移动的输入数据；以及

基于输入数据将一个或多个控制信号输出到所述电动机。

4.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：

确定接收器相对于牵引装置偏离中心；以及

基于接收器偏离中心的确定将一个或多个控制信号输出到所述电动机。

5.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：

从输入设备接收输入数据；以及

基于方向盘角度和输入数据将一个或多个控制信号输出到所述电动机。

6.如权利要求1所述的方法，其中接收输入数据进一步包括：

从远离所述车辆的输入设备接收输入数据。

7.一种可移动牵引装置系统，包括：

用于联接到车辆的牵引装置框架；

接收器，所述接收器能移动地联接到牵引装置框架以便能相对于轴线移动，所述接收器具有用于与拖车相联接的球头；

联接到所述牵引装置框架的电动机，所述电动机具有联接到所述接收器的输出轴以将所述接收器相对于所述轴线移动；以及

控制模块，所述控制模块将一个或多个控制信号输出到所述电动机以移动所述接收器。

8.如权利要求7所述的可移动牵引装置系统，其中所述牵引装置框架包括交叉构件、第一支撑构件和第二支撑构件并且所述电动机联接到所述交叉构件。

9.如权利要求8所述的可移动牵引装置系统，其中所述电动机联接到所述交叉构件以便相对于所述交叉构件的表面成角度。

10.一种车辆，包括：

用户输入源；

测量方向盘角度的至少一个传感器；

可移动牵引装置系统，所述可移动牵引装置系统包括能移动地联接到牵引装置框架的接收器和电动机，所述电动机具有联接到所述接收器的输出轴以将所述接收器相对于所述牵引装置框架移动；以及

控制模块，所述控制模块基于方向盘角度和用户输入中的至少一个将一个或多个控制信号输出到所述电动机以将所述接收器相对于所述牵引装置框架移动。