CN108016444B - 用于确定牵引角并且用于基于该牵引角控制车辆的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种根据本公开的系统包括估计牵引角模块、测量牵引角模块、修正牵引角模块、以及驾驶员辅助模块和致动器控制模块这两者中的至少一个。估计牵引角模块对牵引角进行估计，该牵引角是车辆的纵向轴线与附接到车辆的拖车的纵向轴线之间的角度。测量牵引角模块基于来自传感器的输入来确定测量牵引角。修正牵引角模块基于估计牵引角和测量牵引角来确定修正牵引角。基于修正牵引角，驾驶员辅助模块控制用户界面装置来辅助车辆的驾驶员。基于修正牵引角，致动器控制模块控制车辆和拖车中的至少一个的致动器。

Description

用于确定牵引角并且用于基于该牵引角控制车辆的系统和 方法
技术领域
本公开涉及用于基于来自传感器的输入和车辆和拖车的运动模型来确定牵引角并且用于基于该牵引角控制车辆的系统和方法。
背景技术
在此所提供的背景描述是出于总体上呈现本公开的上下文的目的。目前指定的发明人在本背景技术部分中描述的程度上的工作以及在提交时不适合作为现有技术的说明书的各方面既不明示地也不隐含地被承认作为针对本发明的现有技术。
已经研发出了车辆控制系统来辅助车辆的驾驶员拖曳拖车。这种车辆控制系统可以被称为驾驶员辅助系统。驾驶员辅助系统的示例包括拖车备用旋钮系统、拖车反向轨迹显示系统、弯折检测系统、弯折预防系统和拖车摇摆警报系统。当驾驶员在车辆和拖车反向行进期间使用旋钮转动车辆时，拖车备用旋钮系统为驾驶员提供引导。例如，拖车备用旋钮系统可以使用电子显示器来显示拖车的当前位置和拖车的目标位置。
拖车反向轨迹显示系统包括当车辆和拖车正在反向行进时显示车辆和/或拖车的轨迹的电子显示器。弯折检测系统检测车辆和拖车何时可能发生弯折。当牵引角(即，拖车的纵向轴线与车辆的纵向轴线之间的角度)大得来足以使拖车接触车辆时，弯折便会发生。弯折预防系统自动地控制车辆，以防止车辆和拖车出现弯折。
发明内容
一种根据本公开的系统包括估计牵引角模块、测量牵引角模块、修正牵引角模块、以及驾驶员辅助模块和致动器控制模块这两者中的至少一个。估计牵引角模块对牵引角进行估计，该牵引角是车辆的纵向轴线与附接到车辆的拖车的纵向轴线之间的角度。测量牵引角模块基于来自传感器的输入来确定测量牵引角。修正牵引角模块基于估计牵引角和测量牵引角来确定修正牵引角。基于修正牵引角，驾驶员辅助模块控制用户界面装置来辅助车辆的驾驶员。基于修正牵引角，致动器控制模块控制车辆和拖车中的至少一个的致动器。
通过详细描述、权利要求书和附图，本公开的其他使用范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并不意图限制本公开的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的原理的示例性车辆系统的示意图；
图2是根据本公开的原理的示例性车辆控制系统的功能框图；
图3和图4是示出根据本公开的原理的与示例性车辆系统相关联的参数的示意图；以及
图5是示出根据本公开的原理的示例性车辆控制方法的流程图。
在附图中，附图标记可以重复使用来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
一些驾驶员辅助系统确定牵引角并基于所确定的牵引角来控制车辆。可以基于来自相机的输入来确定牵引角。在一个示例中，基于视觉的测距用于确定从车辆的后端到拖车的前端的多个距离，并且使用这些距离来确定牵引角。然而，基于视觉的系统要求的是成本较高的强大处理能力，并且基于视觉的系统的性能受到光条件的限制。
根据本公开的车辆控制系统使用运动模型和来自一个或多个传感器的输入来确定牵引角，并且基于所确定的牵引角来为驾驶员提供辅助。在一个示例中，车辆控制系统基于测量牵引角和估计牵引角确定修正牵引角，并且基于该修正牵引角来为驾驶员提供辅助。在另一个示例中，车辆控制系统使用卡尔曼滤波器、基于测量牵引角和估计牵引角来确定修正牵引角。
车辆控制系统使用车辆和拖车的运动模型、基于车辆的转向角和车辆的速度来确定估计牵引角。车辆控制系统基于来自两个或多个超声波传感器的输入来确定测量牵引角。与基于视觉的系统相比，使用运动模型和超声波传感器输入这两者来确定牵引角是一种低成本、准确且可靠的牵引角确定方式。
现参考图1，车辆系统10包括车辆12和拖车14。车辆12具有前端15和后端16。车辆12包括车架或车身18、前轴20、后轴22、左前轮24、右前轮26、后轮28、摩擦制动器30、转向系统32和拖车挂接装置34。车辆12还包括车轮速度传感器36、方向盘角度传感器38、两个或多个超声波传感器40、用户界面装置42和车辆控制模块(VCM)44。
前轴20可以指代在左前轮24与右前轮26之间延伸并且与其可旋转地联接的一个或多个轴。或者，当例如前轮24和26使用独立悬架(未示出)附接到车架或车身18时，前轴20可以仅仅指代左前轮24和右前轮26。类似地，后轴22可以指代在后轮28之间延伸并且与其可旋转地联接的一个或多个轴，或者后轴22可以仅仅指代后轮28。
摩擦制动器30安装在左前轮24和右前轮26以及后轮28上。当应用摩擦制动器30时，摩擦制动器30阻止车轮24、26和28的旋转。摩擦制动器30可以包括鼓式制动器和/或盘式制动器，并且可以包括电动液压致动器和/或机电致动器，其在应用摩擦制动器30时将制动衬块压靠在制动盘和/或制动鼓上。
转向系统32可操作以转动左前轮24和右前轮26，并且由此使车辆12转动。转向系统32包括方向盘46、转向柱48、一个或多个转向连杆50和转向致动器52。驾驶员旋转方向盘46以使车辆12向左或向右转动。转向柱48联接到方向盘46，使得转向柱48在方向盘46旋转时旋转。转向柱48还可以联接到转向连杆50，使得转向柱48的旋转引起转向连杆50的平移。转向连杆50联接到左前轮24和右前轮26，这样一来，转向连杆50的平移使得左前轮24和右前轮26转动。
转向致动器52联接到转向连杆50，并且可操作以使转向连杆50平移，由此转动左前轮24和右前轮26。转向致动器52可以是电动液压致动器和/或机电致动器。如果转向柱48联接到转向连杆50，则转向致动器52可以减少驾驶员为了使车辆12向左或向右转动而必须施加的工作量。在各种实施方式中，转向柱48可以不联接到转向连杆50，并且转向致动器52可以响应于基于方向盘46的角位置而产生的电子信号来使转向连杆50平移。当以这种方式对转向致动器52进行电子控制时，转向系统32可以被称为线控转向系统。
车轮速度传感器36安装到左前轮24上并测量左前轮24的速度。尽管车轮速度传感器36是示出为安装到左前轮24上，但是，车轮速度传感器36还可以测量车辆12的另一个车轮的速度。在各种实施方式中，车辆12可以包括多个车轮速度传感器，以测量车辆12的多个(例如全部)车轮的速度。
方向盘角度传感器38测量方向盘46相对于预定位置的角位置。当车辆12直线行进时，方向盘46可以处于预定位置。方向盘角度传感器38可以安装到转向柱48上，并且可以包括霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器测量设置在转向柱48内并可旋转地联接到方向盘46的轴的角位置。
超声波传感器40包括第一超声波传感器40-1、第二超声波传感器40-2、第三超声波传感器40-3和第四超声波传感器40-4。第一超声波传感器40-1在朝向拖车14的方向上发射第一超声波54-1，并且在超声波54-1被拖车14反射回超声波传感器40-1之后接收超声波54-1。第一超声波传感器40-1测量从发射第一超声波54-1的第一时间到接收超声波54-1的第二时间之间的第一周期。第二超声波传感器40-2在朝向拖车14的方向上发射第二超声波54-2，并且在超声波54-2被拖车14反射回超声波传感器40-2之后接收超声波54-2。第二超声波传感器40-2测量从发射第二超声波54-2的第三时间到接收超声波54-2的第四时间之间的第二周期。
第三超声波传感器40-3在朝向拖车14的方向上发射第三超声波54-3，并且在超声波54-3被拖车14反射回超声波传感器40-3之后接收超声波54-3。第三超声波传感器40-3测量从发射第三超声波54-3的第五时间到接收超声波54-3的第六时间之间的第三周期。第四超声波传感器40-4在朝向拖车14的方向上发射第四超声波54-4，并且在超声波54-4被拖车14反射回超声波传感器40-4之后接收超声波54-4。第四超声波传感器40-4测量从发射第四超声波54-4的第七时间到接收超声波54-4的第八时间之间的第四周期。
用户界面装置42可以包括在驾驶员视野内的并且可操作以显示文本和/或图像的电子显示器(例如，触摸屏)。此外，用户界面装置42可以包括例如将文本和/或图像投射到车辆12的挡风玻璃(未示出)上的平视显示器(HUD)。此外，用户界面装置42可以包括安装到例如方向盘46和/或驾驶员座椅(未示出)的一个或多个振动器，以向驾驶员提供触觉反馈。此外，用户界面装置42可以包括可操作以在车辆12内产生声音或听觉消息的扬声器。
VCM 44估计牵引角56(即，车辆12的纵向轴线58与拖车14的纵向轴线60之间的角度)，并且基于估计牵引角度来辅助驾驶员驾驶车辆12。VCM 44可以通过如下方式来辅助驾驶员：通过控制用户界面装置42以指示出驾驶员何时转动和/或制动车辆12、向哪个方向转动车辆12和/或车辆12的转动和/或制动程度。另外地或替代地，VCM 44可以通过自动地转动和/或使车辆12减速来辅助驾驶员(例如，通过不依赖于来自驾驶员的输入来应用摩擦制动器30和/或转动左前轮24和右前轮26)。VCM 44可以自动地转动和/或使车辆12减速，以预防出现弯折。
VCM 44基于车辆12的转向角和车辆12的速度来估计牵引角56。VCM 44还基于由超声波传感器40测量的周期来确定测量牵引角。然后，VCM 44基于估计牵引角和测量牵引角确定修正牵引角，并且基于该修正牵引角来辅助驾驶员驾驶车辆。
拖车14具有前端62和后端64。当测量第一周期、第二周期、第三周期和第四周期时，超声波传感器40可以在朝向拖车14的前端62的方向上发射超声波54-1、54-2、54-3和54-4。拖车14包括车架或车身66、车轴68、车轮70、摩擦制动器72和舌部74。尽管拖车14是描绘为两轮拖车，但是本申请的原理适用于具有两个以上车轮的拖车。车轴68可以指代在车轮70之间延伸并且与其可旋转地联接的一个或多个轴，或者车轴68可以仅仅指代车轮70。
摩擦制动器72安装到车轮70上，并且在应用摩擦制动器72时阻止车轮70的旋转。摩擦制动器72可以包括鼓式制动器和/或盘式制动器，并且可以包括电动液压致动器和/或机电致动器，其在应用摩擦制动器72时将制动衬块压靠在制动盘和/或制动鼓上。舌部74可以放置在车辆12的拖车挂接装置34上，以将拖车14联接到车辆12。例如，拖车挂接装置34可以包括球，而舌部74可以包括球窝，该球窝接纳拖车挂接装置34的球并锁定到其上，从而将拖车14联接到车辆12。
如上所述，VCM 44可以通过自动使车辆12减速来辅助驾驶员，这可以通过应用车辆12的摩擦制动器30来实现。当然，当拖车14附接到车辆12时，将车辆12减速也会使拖车14减速，反之亦然。因此，作为不依赖于来自驾驶员的输入而应用车辆12的摩擦制动器30的替代或补充，VCM 44可以通过不依赖于来自驾驶员的输入而应用拖车14的摩擦制动器72来自动地使车辆12减速。
现参考图2，VCM 44的示例性实现包括估计牵引角模块102、拖车距离模块104、测量牵引角模块106和修正牵引角模块108。估计牵引角模块102基于车辆12的转向角和车辆12的速度来估计牵引角56。估计牵引角模块102从车轮速度传感器36接收车辆12的速度。
车辆12的转向角在图3中被标记为76，并且是在平行于车辆12的纵向轴线58的线78与延伸通过车辆12的转向轮(例如左前轮24或右前轮26)的垂直平面80之间的角度。估计牵引角模块102基于由方向盘角度传感器38测量的方向盘角度确定转向角76。例如，估计牵引角模块102可以将方向盘角度乘以换算因子(即，预定值)，以获得转向角76。
估计牵引角模块102使用车辆12和拖车14的运动模型、基于转向角76和车辆速度来估计牵引角56。估计牵引角模块102可以使用运动模型来估计牵引角56的变化率，并且通过相对于与估计变化率相关联的采样周期来求出估计变化率的积分，以获得估计牵引角。例如，估计牵引角模块102可以使用诸如下面的关系式来估计牵引角56的变化率：
(1)
Figure BDA0001455227610000071
其中，
Figure BDA0001455227610000072
是牵引角56的估计变化率，Ω是拖车14的角速度，ω是车辆12的角速度，Vc是车辆12的速度，θprev是牵引角56的先前估计值，δ是转向角76，lw是车辆12的轴距，lh是从车辆12的后轴22到车辆12的拖车挂接装置34的距离，并且ltr是拖车14的舌部74到拖车14的车轴68的距离。车辆12的角速度在图3中以82表示，拖车14的角速度在图3中以84表示，车辆12的速度在图3中以86表示，车辆12的轴距在图3中以88表示，从车辆12的后轴22到车辆12的拖车挂接装置34的距离在图3中以90表示，并且从拖车14的舌部74到拖车14的车轴68的距离在图3中以92表示。
牵引角56的先前估计值可以是对牵引角56的最近估计。采样周期(相对于该采样周期求出牵引角56的估计变化率的积分)可以是从牵引角56的最近估计的时间到当前时间(即，牵引角56的当前估计的时间)的周期。
关系式(1)可以从以下三个关系式得出：
(2)
Figure BDA0001455227610000073
(3)
Figure BDA0001455227610000074
以及
(4)
Figure BDA0001455227610000075
其中，
Figure BDA0001455227610000076
是拖车14的角速度，
Figure BDA0001455227610000077
是从拖车14的舌部74到拖车14的车轴68的向量，
Figure BDA0001455227610000078
是向量
Figure BDA0001455227610000079
的变化率，
Figure BDA00014552276100000710
是向量
Figure BDA00014552276100000711
从地面参考点94到车辆12的拖车挂接装置34的变化率，
Figure BDA00014552276100000712
是向量
Figure BDA00014552276100000713
从地面参考点94到车辆12的后轴22与车辆12的纵向轴线58之间的交叉点96的变化率，
Figure BDA00014552276100000714
是车辆12的角速度，并且
Figure BDA00014552276100000715
是从车辆12的后轴22到车辆12的拖车挂接装置34的向量。向量
Figure BDA00014552276100000716
在图3中以97表示，向量
Figure BDA00014552276100000719
在图3中以98表示，向量
Figure BDA00014552276100000717
在图3中以99表示，并且向量
Figure BDA00014552276100000718
在图3中以100表示。关系式(2)和(3)假定车辆12的车轮24、26和28没有发生打滑。
继续参考图2，拖车距离模块104基于由超声波传感器40测量的周期来确定从超声波传感器40到拖车14的距离。在一个示例中，另外参考图4，拖车距离模块104基于由第一超声波传感器40-1测量的第一周期来确定第一超声波传感器40-1与拖车14的前端62之间的第一距离150。拖车距离模块104可以将第一距离设置为等于第一周期与第一超声波传感器40-1所发射的第一超声波54-1的速度的乘积。
在另一个示例中，拖车距离模块104基于由第二超声波传感器40-2测量的第二周期来确定第一超声波传感器40-1与拖车14的前端62之间的第二距离152。拖车距离模块104可以将第二距离设置为等于第二周期与第二超声波传感器40-2所发射的第二超声波54-2的速度的乘积。第一超声波54-1和第二超声波54-2的速度可以是预定的。
继续参考图2和图4，测量牵引角模块106基于从超声波传感器40到拖车14的距离以及超声波传感器40之间的距离来确定牵引角56。由测量牵引角模块106确定的牵引角56的值在本文中被称为测量牵引角。在一个示例中，测量牵引角模块106使用诸如以下的关系式来确定测量牵引角：
(5)
Figure BDA0001455227610000081
其中，θ是测量牵引角，D1是从第一超声波传感器40-1到拖车14的前端62的第一距离，D2是从第二超声波传感器40-2到拖车14的前端62的第二距离，并且C是第一超声波传感器40-1与第二超声波传感器40-2之间的距离154。
在各种实施方式中，测量牵引角模块106可以基于来自另一类型的传感器(例如，安装到车辆12的后端16上的相机和/或雷达传感器)的输入来确定测量牵引角。例如，测量牵引角模块106可以使用由相机产生的图像和基于视觉的测距来确定从车辆12的后端16到拖车14的前端62的各种距离。在另一示例中，测量牵引角模块106可以基于由雷达传感器发射和接收的雷达波束的传播时间来确定从车辆12的后端16到拖车14的前端62的各种距离。在任一示例中，测量牵引角模块106可以基于从车辆12到拖车14的距离来确定测量牵引角，如上参考图4所述。
修正牵引角模块108基于由估计牵引角模块102和测量牵引角模块104分别确定的估计牵引角和测量牵引角来确定牵引角56。由修正牵引角模块108确定的牵引角56的值在本文中被称为修正牵引角。修正牵引角模块108可以使用卡尔曼滤波器(例如扩展卡尔曼滤波器)，基于估计牵引角和测量牵引角来确定修正牵引角。
卡尔曼滤波器是一种可以最大限度地减少由模型不匹配和噪声导致的误差的优化技术。例如，由于以上所述的车辆12和拖车14的运动模型假定车轮24、26和28不会打滑，因此，当车辆12的车轮24、26或28打滑时，估计牵引角可能会因为模型不匹配而表现出误差。在另一个示例中，测量牵引角可以因为由超声波传感器40产生的信号中存在有噪声这一缘故而表现出误差，所述信号指示出由超声波传感器测量的周期。卡尔曼滤波器最大程度地减少这些误差。因此，修正牵引角与牵引角56的实际值之间的差小于估计牵引角与实际牵引角之间的差，并且小于测量牵引角与实际牵引角之间的差。
在各种实施方式中，修正牵引角模块108可以将修正牵引角设置为等于估计牵引角和测量牵引角的加权平均值。例如，修正牵引角模块108可以将第一加权值分配给估计牵引角，并且将第二加权值分配给测量牵引角。然后，修正牵引角模块108可以将修正牵引角设置为等于(1)第一加权值和估计牵引角的乘积与(2)第二加权值和测量牵引角的乘积的总和。第一加权值和第二加权值的总和可以等于一。
图2中所示的VCM 44的示例性实施方式还包括驾驶员辅助模块110、转向控制模块112和制动控制模块114。驾驶员辅助模块110基于修正牵引角度来控制用户界面装置42，从而辅助驾驶员驾驶车辆12。驾驶员辅助模块110可以基于修正牵引角针对拖车备用旋钮引导、拖车反向轨迹显示、弯折检测和/或拖车摇摆警报对用户界面装置42进行控制。例如，当修正牵引角度大于预定角度时，驾驶员辅助模块110可以控制用户界面装置42来使方向盘46和/或驾驶员座椅振动，从而警告驾驶员可能发生弯折。
转向控制模块112基于修正牵引角控制转向致动器52，以便通过使车辆12自动地转向来辅助驾驶员(例如，通过不依赖于来自驾驶员的输入(诸如由方向盘角度传感器38测量的转向车轮角度)而使车辆12转向)。转向控制模块112可以基于修正牵引角来控制转向致动器52，从而预防弯折。例如，当修正牵引角大于预定角度时，转向控制模块112可以控制转向致动器52来减小牵引角56。
通过向左或向右转动车辆12的左前轮24和右前轮26，转向控制模块112可以控制转向致动器52来减小牵引角56。例如，如果在图1中车辆12和拖车14是向后方行进并且牵引角56大于预定角度，则转向控制模块112可以指示转向致动器52将前轮24、26向右转动。将前轮24、26向右转动可以减小牵引角56，由此预防车轮12和拖车14发生弯折。
继续参考图2，制动控制模块114基于修正牵引角来控制车辆12的摩擦制动器30和/或拖车14的摩擦制动器72，以便通过自动地制动车辆12和/或拖车来辅助驾驶员14(例如，通过不依赖于来自驾驶员的输入(诸如制动踏板位置)而制动车辆12和/或拖车14)。制动控制模块114可以基于修正牵引角来控制摩擦制动器30和/或72，从而预防弯折。例如，当修正牵引角大于预定角度时，转向控制模块112可以应用摩擦制动器30和/或72来使车辆12减速。转向控制模块112和/或制动控制模块114可以被称为致动器控制模块。
现参考图5，一种用于基于由超声波传感器测量的周期和车辆12和拖车14的运动模型来确定牵引角56以及用于基于牵引角56来控制车辆12的方法开始于202。在204处，方向盘角度传感器38测量方向盘46的角位置。在206处，估计牵引角模块102基于由方向盘角度传感器38测量的方向盘角度确定车轮12的转向角。在208处，车轮速度传感器36测量车辆12的速度。
在210处，估计牵引角模块102使用车辆12和拖车14的运动模型、基于转向角和车辆速度来估计牵引角56的变化率。例如，估计牵引角模块102可以使用如上所述的关系式(1)来估计牵引角56的变化率。在212处，估计牵引角模块102相对于估计牵引角的采样周期求出牵引角56的估计变化率的积分，以获得估计牵引角。
在214处，超声波传感器40发射和接收超声波54-1至54-4。在216处，测量牵引角模块106基于超声波54-1至54-4的传播周期来确定测量牵引角。例如，测量牵引角模块106可以将传播周期乘以预定波速来获得从超声波传感器40到拖车14的距离，然后再基于以上参考图4所讨论的距离来确定测量牵引角。
在218处，修正牵引角模块108使用卡尔曼滤波器、基于估计牵引角和测量牵引角来确定修正牵引角。另外地或替代地，修正牵引角模块108可以将修正牵引角设置为等于如上所述的估计牵引角和测量牵引角的加权平均值。在220处，驾驶员辅助模块110、转向控制模块112和/或制动控制模块114确定修正牵引角是否大于预定角度。如果修正牵引角大于预定角度，则方法在222处继续。否则，方法在224处继续。
在222处，驾驶员辅助模块110控制用户界面装置42来向驾驶员警告可能会发生弯折。在226处，转向控制模块112控制转向致动器52来减小牵引角56。在228处，制动控制模块114应用车辆12的摩擦制动器30和/或拖车14的摩擦制动器72，从而使车辆12和/或拖车14减速。
在224处，驾驶员辅助模块110控制用户界面装置42不向驾驶员警告可能会发生弯折。在230处，转向控制模块112控制转向致动器52不减小牵引角56。在232处，制动控制模块114没有应用车辆12的摩擦制动器30和/或拖车14的摩擦制动器72。方法在234处结束。
前述描述在本质上仅仅是说明性的，决不意图限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此，虽然本公开包括了具体示例，但是，本公开的真实范围不应受到如此的限制，这是因为通过研究附图、说明书和以下的权利要求，其他修改将变得显而易见。应当理解，方法中的一个或多个步骤可以按照不同的顺序(或同时地)执行，而不会改变本公开的原理。此外，尽管上文将每个实施例描述为具有某些特征，但是，关于本公开的任何实施例所描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例的特征中实现和/或与其组合，即使是没有明确地描述该组合。换句话说，所述实施例不相互排斥，并且一个或多个实施例彼此间的排列组合仍在本公开的范围内。
使用包括“连接”、“接合”、“联接”、“邻近”、“紧挨着”、“在顶部...上”、“之上”、“之下”和“设置”的各种术语来描述元件之间的空间和功能关系(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)。除非明确描述为“直接”，否则，当以上公开描述了第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是直接关系，其中没有其他介入元件存在于第一元件和第二元件之间，但其也可以是非直接关系，其中一个或多个介入元件可以存在(空间上或者功能上任一者)于第一元件和第二元件之间。如本文所用，短语A、B、C中的至少一个应被解释为意指使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为意指“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在附图中，箭头记号的方向(如箭头所示)总体上示出了特别图示的信息(诸如数据或指令)的流动。例如，当元件A和元件B交换各种信息但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头记号可以从元件A指向元件B.这种单向箭头记号并不意味着没有其他信息从元件B传输到元件A.此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对该信息的请求或该信息的接收确认。
在本申请中(包括以下的定义)，术语“模块”或术语“控制器”可以由术语“电路”替换。术语“模块”可以指以下各项的一部分，或者包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储电路(共享、专用或成组)；提供所述功能的其他合适的硬件组件；或以上的一些或所有的组合，诸如在片上系统中。
模块可以包括一个或多个界面电路。在一些示例中，界面电路可包括有线或无线界面，该有线或无线界面可以连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合。本公开的任何给定模块的功能可以被分配在多个模块中，该多个模块经由界面电路连接。例如，多个模块可以允许负载平衡。在其他示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以以客户端模块的名义完成一些功能。
如上所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微码，并且可以指程序、例程、功能、类别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖与附加处理器电路相结合地执行来自一个或多个模块的一些或所有代码的处理器电路。多处理器电路的引用涵盖在分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核心、单个处理器电路的多个线程或以上的组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储电路。术语成组存储器电路涵盖与其他存储器相结合地存储来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质没有涵盖通过介质(如在载波上)传播的瞬时电气信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的且非瞬时的。非瞬时有形计算机可读介质的非限制性示例为非易失性存储电路(如闪存电路、可擦除可编程只读存储电路，或者掩模只读存储电路)、易失性存储电路(如静态随机存取存储电路或者动态随机存取存储电路)、磁存储介质(如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)以及光学存储介质(如CD、DVD或蓝光光盘)。
在本申请中所描述的设备和方法可以部分地或完全地由专用计算机来实现，所述专用计算机是通过将通用计算机配置成执行嵌入在计算机程序中的一个或多个特定功能来产生的。以上描述的功能框、流程图组件以及其他元件充当软件规格，通过技术人员或程序员的常规操作可以将其转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非瞬时有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等等。
计算机程序可以包括：(i)待解析的描述性文本，如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码产生的目标代码，(iv)用于通过解译器执行的源代码，(v)用于通过即时编译器编译且执行的源代码，等等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括如下各项的语言的语法进行编写：C、C++、C#、Objective C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、
Figure BDA0001455227610000141
Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、
Figure BDA0001455227610000142
HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(动态服务器网页)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、
Figure BDA0001455227610000143
Visual
Figure BDA0001455227610000144
Lua、MATLAB、SIMULINK和
Figure BDA0001455227610000145
在权利要求书中叙述的元件中没有一个是指在35U.S.C.§112(f)的含义内的装置加功能元件，除非使用短语“用于……的装置”或者在使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求的情况下明确地指出元件。

Claims (4)

1.一种基于牵引角来控制车辆的系统，包括：
对牵引角进行估计的估计牵引角模块，其中所述牵引角是车辆的纵向轴线与附接到所述车辆的拖车的纵向轴线之间的角度；
测量牵引角模块，基于来自传感器的输入来确定测量牵引角；
修正牵引角模块，基于所述估计牵引角和所述测量牵引角来确定修正牵引角；以及
以下中的至少一个：
驾驶员辅助模块，基于所述修正牵引角控制用户界面装置来辅助所述车辆的驾驶员；以及
致动器控制模块，基于所述修正牵引角控制所述车辆和所述拖车中的至少一个的致动器，
其中所述估计牵引角模块基于所述车辆的速度和所述车辆的转向角来确定所述估计牵引角，其中所述转向角是所述车辆的所述纵向轴线与延伸通过所述车辆的转向轮的垂直平面之间的角度，
其中所述估计牵引角模块采用所述车辆和所述拖车的运动模型、基于所述车辆的速度和所述车辆的所述转向角来确定所述估计牵引角，
其中所述估计牵引角模块：
基于所述车辆的速度和所述车辆的所述转向角来确定所述估计牵引角的变化率，并且
通过相对于与所述估计牵引角的所述变化率相关联的采样周期求出所述估计牵引角的所述变化率的积分，从而确定所述估计牵引角，
其中：
所述传感器包括第一超声波传感器，所述第一超声波传感器在朝向所述拖车的方向上发射第一超声波，并且在所述第一超声波被所述拖车反射回所述第一超声波传感器之后接收所述第一超声波；并且
所述测量牵引角模块基于从所述第一超声波传感器发射所述第一超声波的第一时间到所述第一超声波传感器接收所述第一超声波的第二时间的第一周期，确定所述测量牵引角，
其中：
所述传感器还包括第二超声波传感器，所述第二超声波传感器在朝向所述拖车的方向上发射第二超声波，并且在所述第二超声波被所述拖车反射回所述第二超声波传感器之后接收所述第二超声波；并且
所述测量牵引角模块还基于从所述第二超声波传感器发射所述第二超声波的第三时间到所述第二超声波传感器接收所述第二超声波的第四时间的第二周期，确定所述测量牵引角，
还包括拖车距离模块，所述拖车距离模块：
基于所述第一周期确定所述第一超声波传感器与所述拖车之间的第一距离；以及
基于所述第二周期确定所述第二超声波传感器与所述拖车之间的第二距离，其中所述测量牵引角模块基于所述第一距离和所述第二距离确定所述测量牵引角。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述估计牵引角模块还基于所述估计牵引角的先前值来确定所述估计牵引角的变化率。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述估计牵引角模块还基于所述车辆的轴距、所述车辆的后轴与所述车辆的拖车挂接装置之间的距离以及所述拖车的舌部与所述拖车的后轴之间的距离来确定所述估计牵引角的变化率。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述修正牵引角采用卡尔曼滤波器、基于所述估计牵引角和所述测量牵引角来确定所述修正牵引角。
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