CN109421454A - 车辆拖挂装置的电容监测 - Google Patents

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CN109421454A CN201810921036.1A CN201810921036A CN109421454A CN 109421454 A CN109421454 A CN 109421454A CN 201810921036 A CN201810921036 A CN 201810921036A CN 109421454 A CN109421454 A CN 109421454A
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彼得罗·布托洛
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保罗·肯尼思·德洛克
亚伦·布兰得利·约翰逊
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Abstract

公开了用于车辆拖挂装置的电容监测的方法和设备。示例车辆包括拖挂装置，该拖挂装置包括主体、连接球头以及将连接球头与主体电绝缘的套筒。示例车辆还包括拖挂装置模块，该拖挂装置模块包括电连接到连接球头的电容开关。拖挂装置模块响应于电容开关经由连接球头检测到电容的预定上升而无线地发出挂车已经从拖挂装置分离的警报。

Description

车辆拖挂装置的电容监测
技术领域
本公开大体上涉及车辆拖挂装置(hitch)，并且更具体地涉及车辆拖挂装置的电容监测。
背景技术
通常，车辆包括用于存储物体的存储区域(例如，行李箱、卡车车厢等)。在一些情况下，车辆的驾驶员和/或乘客可能具有不能适配于车辆的存储区域内的物体。在这种情况下，挂车可用于存储和运输物体。通常，挂车连接到被定位为朝向车辆后侧的拖挂装置，以使车辆能够牵引挂车和存储在该挂车内的(一个或多个)物体。
发明内容
所附权利要求限定了该申请。本公开总结了实施例的各方面，并且不应该用于限制权利要求。如对于本领域普通技术人员在研究以下附图和详细描述时将显而易见的，根据本文中描述的技术构思了其他实施方式，并且这些实施方式旨在落入本申请的范围内。
示出了用于车辆拖挂装置的电容监测的示例实施例。所公开的示例车辆包括拖挂装置，该拖挂装置包括主体、连接球头和将连接球头与主体电绝缘的套筒。所公开的示例车辆还包括拖挂装置模块，该拖挂装置模块包括电连接到连接球头的电容开关。拖挂装置模块响应于电容开关经由连接球头检测到电容的预定上升而无线地发出挂车已与拖挂装置分离的警报。
公开的示例方法包括经由拖挂装置模块的电容开关监测拖挂装置的连接球头周围的电容。连接球头经由套筒电绝缘。所公开的示例方法还包括检测连接球头周围的电容是否存在预定的增加，并且响应于电容开关经由连接球头检测到电容的预定上升而经由拖挂装置模块无线地发出挂车已经与拖挂装置分离的警报。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
拖挂装置，该拖挂装置包括：
主体；
连接球头；和
将连接球头与主体电绝缘的套筒；
拖挂装置模块，该拖挂装置模块包括电连接到连接球头的电容开关，拖挂装置模块响应于电容开关经由连接球头检测到电容的预定上升而无线地发出挂车已经从拖挂装置分离的警报。
根据本发明的一个实施例，其中：
该主体界定了孔；
突起部从连接球头延伸并延伸穿过孔以将连接球头连接到主体；以及
套筒定位在孔内，位于连接球头的突起部和主体之间。
根据本发明的一个实施例，其中，拖挂装置模块连接到拖挂装置并且向连接球头提供电荷以使连接球头发射电场以形成电容传感器。
根据本发明的一个实施例，其中，主体的一部分定位于连接球头和地面之间以：
使电容开关能够监测连接球头周围拖挂装置的主体上方的电容变化；和
防止电容开关监测拖挂装置的主体下方的电容变化。
根据本发明的一个实施例，其中，拖挂装置模块响应于电容开关经由连接球头检测到电容的第一预定下降，确定挂车已连接到拖挂装置。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括响应于检测到人靠近连接球头而照亮拖挂装置周围的区域的灯。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括设置于拖挂装置附近并且还包括灯的摄像机。
根据本发明的一个实施例，其中拖挂装置模块响应于电容开关经由连接球头检测到电容的第二预定下降而确定人靠近连接球头。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括用于经由无线个人局域网进行通信的第一通信模块。
根据本发明的一个实施例，其中，拖挂装置模块经由无线个人局域网针对第一通信模块和车辆操作者的移动装置无线地发出警报。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括警报控制器，警报控制器确定车辆操作者的密钥卡或作为钥匙的手机是否位于第一通信模块的预定距离内。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括用于经由蜂窝网络进行通信的第二通信模块，第二通信模块响应于警报控制器确定车辆操作者的密钥卡或作为钥匙的手机为位于预定距离之外而将警报中继至移动装置。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括响应于以下各项而发出警告的外部灯和喇叭中的至少一个：
拖挂装置模块确定挂车已从拖挂装置分离；和
警报控制器确定车辆操作者的密钥卡或作为钥匙的手机位于预定距离之外。
根据本发明的一个实施例，车辆还包括在拖挂装置附近的举升式车门和免手举升式车门系统，免手举升式车门系统包括靠近拖挂装置用于检测靠近举升式车门的车辆操作者的存在的接近传感器。
根据本发明的一个实施例，连接球头位于拖挂装置的主体和接近传感器上方，以使电容开关能够经由连接球头监测拖挂装置的主体上方的第一区域，并且使接近传感器能够监测拖挂装置的主体下方的第二区域。
根据本发明，提供一种方法，包括：
经由拖挂装置模块的电容开关监测拖挂装置的连接球头周围的电容，连接球头经由套筒电绝缘；
检测连接球头周围的电容是否存在预定上升；和
响应于电容开关经由连接球头检测到电容的预定上升，经由拖挂装置模块无线地发射挂车已经从拖挂装置分离的警报。
根据本发明的一个实施例，方法还包括：响应于电容开关经由连接球头检测到电容的第一预定下降，确定挂车已连接到拖挂装置。
根据本发明的一个实施例，方法还包括：
响应于电容开关经由连接球头检测到电容的第二预定下降，确定人靠近连接球头；和
响应于检测到人靠近连接球头而经由灯照亮拖挂装置周围的区域。
根据本发明的一个实施例，经由无线个人局域网向车辆的第一通信模块和车辆操作者的移动装置无线地发出警报。
根据本发明的一个实施例，方法还包括响应于确定车辆操作者的密钥卡或作为钥匙的手机在距离车辆的预定距离外，经由第二通信模块经由蜂窝网络向车辆操作者的移动装置中继警报并且经由车辆的外部灯和喇叭中的至少一个无线发出警告。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可能省略相关元件，或者在某些情况下可能夸大了比例，以便强调和清楚地说明本文中描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以不同地布置。进一步，在附图中，相同的附图标记贯穿若干视图表示相应的部分。
图1示出了经由根据本文的教导的示例拖挂装置连接到车辆的挂车；
图2示出了图1的车辆的拖挂装置和免手举升式车门系统(hands-free liftgatesystem)；
图3示出了图1的挂车的连接器，该挂车连接至图1的车辆的拖挂装置；
图4示出了图1的拖挂装置的电容检测系统；
图5示出了检测图3的连接器的图4的电容检测系统；
图6示出了使用者针对于图4的电容检测系统，启动图2的举升式车门激活系统；
图7示出了图4的电容检测系统，该电容检测系统检测使用者正在接触图1的拖挂装置；
图8是图1的车辆的电子部件的框图；
图9是根据本文中的教导的用于经由电容传感器监测车辆拖挂装置的流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以表现为各种形式，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，应理解本公开被认为是本发明的范例而不旨在将本发明限制于所示的特定实施例。
通常，车辆包括用于存储物体的存储区域(例如，行李箱、卡车车厢等)。在一些情况下，车辆的驾驶员和/或乘客可能具有不能适配于车辆的存储区域内的物体。在这种情况下，挂车可用于存储和运输物体。通常，挂车连接到被定位为朝向车辆后侧的拖挂装置，以使车辆能够牵引挂车和存储在挂车内的(一个或多个)物体。一些车辆和挂车包括用于检测挂车何时与车辆连接或分离的传感器。
此外，车辆通常包括举升式车门，其使得(一个或多个)使用者能够进入车辆的行李箱和/或其他货物区域。如本文所使用的，“举升式车门”指的是车辆后部的门或面板，其向上打开以提供进入车辆的行李箱和/或另一货物区域或隔间的通道。在一些示例中，举升式车门包括经由被定位成沿着货物区域或隔间的上边缘的铰链连接到车辆(例如，运动型多功能车(sports-utility vehicle，SUV)、小型货车、掀背车等)的车身的舱门。在其他示例中，举升式车门包括行李箱盖，该行李箱盖经由沿着行李箱的外边缘的铰链连接到车辆(例如，轿车、紧凑型汽车等)的车身。
最近，一些车辆包括免手举升式车门系统，该免手举升式车门系统使得使用者能够在不使用他或她的手的情况下启动举升式车门的打开和/或关闭。如本文中所使用的，“免手举升式车门系统”指的是使使用者能够在不使用他或她的手的情况下启动举升式车门的打开和/或关闭的车辆系统。一些示例免手举升式车门系统包括位于车辆的举升式车门附近的(一个或多个)接近传感器，并且使得举升式车门在(一个或多个)接近传感器检测到车辆操作者位于举升式车门附近时致动。
在一些情况下，监测挂车和车辆之间的连接的传感器的检测区域与车辆的免手举升式车门系统的接近传感器的检测区域重叠。结果，当使用者试图经由免手举升式车门系统打开或关闭举升式车门时，用于挂车连接的传感器可能潜在地检测到挂车正连接到车辆或与车辆分离，或者当使用者试图将挂车和车辆连接或分离时，免手举升式车门系统的接近传感器可能潜在地打开或关闭举升式车门。
本文中公开的示例性方法和设备包括用于检测挂车何时连接到车辆的拖挂装置的系统，该车辆的拖挂装置与车辆的免手举升式车门系统间隔开以防止拖挂装置监测系统与免手举升式车门系统重叠。拖挂装置包括拖挂装置主体和连接到拖挂装置主体的连接球头。电容开关电连接到连接球头，连接球头经由位于连接球头和拖挂装置主体之间的绝缘层与拖挂装置主体电绝缘。在一些示例中，连接球头和拖挂装置主体被定位成使得被电容开关用于检测(一个或多个)物体的连接球头的电场被向上发射以防止拖挂装置监测系统干扰车辆的免手举升式车门系统。拖挂装置模块包括电容开关和短程通信模块(例如，BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗)模块)，该短程通信模块被构造为与车辆的通信模块(例如，第一通信模块)和车辆操作者的移动装置进行无线通信。当电容开关检测到电容的第一预定变化时，拖挂装置模块经由短程无线通信向车辆和/或车辆操作者的移动装置发送信号，以警告车辆操作者挂车已经与拖挂装置分离。在一些示例中，车辆的另一通信模块(例如，第二通信模块)在检测到车辆操作者超出拖挂装置模块的短程通信模块的通信范围时经由蜂窝通信向车辆操作者的移动装置发送信号。
转到附图，图1示出了根据这里的教导的示例车辆100。在所示的示例中，挂车102经由车辆100的拖挂装置104连接到车辆100。车辆100可以是标准汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他移动工具类型的车辆。车辆100包括与移动能力相关的部分，例如具有发动机、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆100可以是非自主的、半自主的(例如，由车辆100控制一些例行动力功能)、或者自主的(例如，在没有直接的驾驶员输入的情况下由车辆100控制动力功能)。在所示示例中，车辆100包括拖挂装置104、外部灯106、喇叭108、通信模块110和另一通信模块112。
所示示例的拖挂装置104(例如，牵引挂钩、牵引杆、挂车挂钩等)被定位为朝向车辆100的后部。例如，拖挂装置104连接到车辆100的底盘和/或从车辆100的底盘延伸。拖挂装置104被构造成接收挂车102的挂车连接器(例如，图3的挂车联接器306)，以将挂车102连接到车辆100。即，当挂车102经由拖挂装置104连接到车辆100时，车辆100能够牵引挂车102。
车辆100的外部灯106包括车辆100的一个或多个从车辆100的外部发光的灯(例如，前照灯、尾灯等)。此外，喇叭108是发声装置，发出指向车辆100的周围区域的(一个或多个)音频信号。通常，车辆100的操作者(例如，驾驶员)利用喇叭108来提供车辆100正在接近的警报和/或引起对危险的注意。额外地或替代地，车辆100包括发出指向车辆100的周围区域的(一个或多个)音频信号的其他(一个或多个)发声装置。
所示示例的通信模块110包括有线或无线网络接口，以实现与外部网络的通信。通信模块110还包括用于控制有线或无线网络接口的硬件(例如，处理器、存储器、储存器、天线等)和软件。在所示示例中，通信模块110包括用于蜂窝网络的一个或多个通信控制器(例如，全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication，GSM)、通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)、长期演进(Long TermEvolution，LTE)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)和/或其他基于标准的网络(例如，WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Acess，全球微波互联接入)(IEEE 802.16m)；近场通信(Near Field Communication，NFC)、局域无线网络(包括IEEE 802.11 a/b/g/n/ac或其他)、无线千兆(Wireless Gigabit)(IEEE 802.11ad等)。在一些示例中，通信模块110包括有线或无线接口(例如，辅助端口、通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)端口、蓝牙无线节点等)以与移动装置通信地连接(例如，智能手机、可穿戴设备、智能手表、平板电脑等)。在这样的示例中，车辆100可以经由连接的移动装置与外部网络通信。(一个或多个)外部网络可以是公共网络，例如因特网；私人网络，如内联网；或者它们的组合，并且可以利用现在可用或以后开发的各种网络协议，包括但不限于基于TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/IP(Internet Protocol，网络互联协议)的网络协议。
所示示例的通信模块112包括有线或无线网络接口，以实现与外部网络的通信。通信模块110还包括用于控制有线或无线网络接口的硬件(例如，处理器、存储器、储存器、天线等)和软件。在所示示例中，通信模块112包括用于(一个或多个)无线个人局域网(例如，包括基于IEEE 802.15标准的区域网络)和/或(一个或多个)无线局域网(例如，无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)网络和/或基于IEEE 802.11标准的其他区域网络)的一个或多个通信控制器。例如，通信模块112是短程无线模块，其包括用于与位于附近的移动装置和/或另一短程无线模块(例如，图8的短程通信模块820)建立连接的硬件和固件。在一些示例中，短程无线模块执行蓝牙和/或蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)协议。 和BLE协议在特殊兴趣小组(Special Interest Group)维护的规范4.0(及后续版本)的第6卷中阐述。
所示示例的车辆100还包括免手举升式车门系统的一个或多个接近传感器114。例如，免手举升式车门系统使车辆100的操作者能够在不使用他或她的手的情况下打开举升式车门(例如，图2的举升式车门204)。接近传感器114用于例如通过测量由接近传感器114附近的操作者的存在引起的电容变化检测车辆100的操作者何时在附近。在所示示例中，接近传感器114被定位为朝向车辆100的后部以监测举升式车门的激活区域(例如，图2的激活区域202)。例如，当一个或多个接近传感器114检测到车辆100的操作者已经将他或她的腿伸入激活区域中时，免手举升式车门系统打开和/或关闭车辆100的举升式车门。
如图1中所示，车辆100还包括摄像机116，摄像机116被定位为朝向车辆100的后部，邻近接近传感器114和拖挂装置104。在一些示例中，摄像机116捕获免手举升式车门系统的激活区域的(一个或多个)图像和/或视频，以验证车辆100的操作者已将他或她的腿伸入激活区域中。额外地或替代地，摄像机116捕获拖挂装置104的(一个或多个)图像和/或视频，以监测拖挂装置104和/或车辆100与挂车102之间的连接。
此外，所示示例的车辆100包括监测系统118和警报控制器120。例如，监测系统118监测拖挂装置104的状态和/或发出其警报。例如，监测系统118将确定挂车102是否连接到拖挂装置104，人是否靠近(例如，触摸)拖挂装置104等。此外，监测系统118随后将提供如下警报：挂车102已经连接到拖挂装置104，挂车102已经与拖挂装置104分离，人靠近拖挂装置104等。所示示例的警报控制器120经由通信模块112(例如，第一通信模块)监测车辆100的操作者的密钥卡(key fob)或者作为钥匙的手机(phone-as-a-key)是否在附近，和/或操作者的移动装置是否能够经由无线个人局域网接收由监测系统118发出的警报。如本文所使用的，“密钥卡”指的是与车辆无线通信以解锁(一个或多个)门，打开(一个或多个)门和/或激活车辆发动机的电子装置。如本文所使用的，“作为钥匙的手机”指的是包括用作密钥卡的硬件和/或软件的移动装置(例如，智能电话、可穿戴设备、智能手表、平板电脑等)。
此外，如果操作者的移动装置不能经由无线个人局域网直接从监测系统118接收警报，则警报控制器120经由通信模块110(例如，第二通信模块)向操作者的移动装置中继警报。额外地或替代地，如果操作者的密钥卡或用作钥匙的手机不在车辆100附近，则警报控制器120发出警报(例如，经由外部灯106、喇叭108等)。
图2示出了车辆100的拖挂装置104和免手举升式车门系统。如图2中所示，免手举升式车门系统的激活区域202位于靠近车辆100的拖挂装置104的举升式车门204下方。激活区域202至少部分地由接近传感器114限定。在所示的示例中，车辆100的接近传感器114定向成朝向地面向下，使得激活区域202定位成位于拖挂装置104下方，朝向地面和/或沿着地面。车辆100的使用者利用激活区域202来使举升式车门204致动。例如，使用者将他或她的腿(例如，脚)延伸到激活区域202中以使得免手举升式车门系统打开和/或关闭举升式车门204。
图3还示出了当挂车102经由拖挂装置104连接到车辆100时车辆100的拖挂装置104。如图3中所示，拖挂装置104包括拖挂装置主体302和接收器管304。接收器管304连接到车辆100的车身(例如，底盘)的一部分。拖挂装置主体302插入并接收到接收器管304中，以将拖挂装置主体302连接到车辆100的车身。
如图3中所示，挂车102的挂车联接器306连接到车辆100的拖挂装置104以将挂车102连接到车辆100。在所示示例中，挂车联接器306包括用于接收拖挂装置104的连接球头(例如，图4的连接球头406)的接收器308和闩锁310，闩锁310用于确保接收器308和连接球头之间的连接以将挂车联接器306连接到拖挂装置104。
图4示出了拖挂装置104的监测系统118。如图4中所示，拖挂装置主体302包括支柱402，当拖挂装置主体302连接到车辆100时支柱402从车辆100突出。例如，拖挂装置主体302由例如强金属材料形成，其使得当挂车102经由拖挂装置104被车辆100牵引时，拖挂装置主体302能够保持其形状。此外，拖挂装置主体302在拖挂装置主体302的远端处限定孔404。
所示示例的拖挂装置104还包括连接球头406，连接球头406由挂车联接器306的接收器308接收以将挂车102连接到车辆100。在所示示例中，突起部408与连接球头406一体成型并从连接球头406延伸。连接球头406(以及突起部408)例如由金属材料形成。例如，连接球头406的金属材料是导电的，便于电容测量并且具有使连接球头406能够牵引挂车102的强度。
为了将连接球头406连接到拖挂装置主体302，突起部408被插入到由拖挂装置主体302限定的孔404中并且并至少部分地延伸入该孔中。如图4中所示，套筒410被定位在孔404内，位于连接球头406的突起部408和拖挂装置主体302之间，以使连接球头406与拖挂装置主体302电绝缘。例如，套筒410经由垫圈牢固地定位在孔404内。此外，螺母412连接到突起部408的端部，以将连接球头406牢固地连接到拖挂装置104的拖挂装置主体302。
如图4中所示，监测系统118包括电连接器414，电连接器414定位在连接球头406内并且电连接到连接球头406。此外，拖挂装置模块416连接到拖挂装置主体302的支柱402并且被保护罩418(例如，包覆模制件)覆盖以保护拖挂装置模块416免于从拖挂装置104移除和/或被(一个或多个)外来物体损坏。如图4中所示，电连接器414接收布线420，该布线420电连接到拖挂装置模块416，以将连接球头406电连接到拖挂装置模块416的电容开关(例如，图8的电容开关822)。
在所示的示例中，拖挂装置模块416向连接球头406提供小负荷(small charge)，该连接球头406由导电材料形成，以使连接球头406能够发射电场422并形成电容传感器。当接地物体(例如，挂车联接器306的接收器308、人)定位在电场422内时，电连接到连接球头406的电容开关测量经由连接球头406检测到的电容的增加。同样地，当从电场移除接地物体(例如，挂车联接器306的接收器308、人)时，电容开关测量经由连接球头406检测的电容的下降。电容的一些变化对应于正在连接至连接球头406或从其移除的物体。例如当挂车102的挂车联接器306与连接球头406连接时，电容开关测量通过经由连接球头406检测到的电容的第一预定下降。当挂车102的挂车联接器306正在与连接球头406分离或从其移除时，电容开关测量经由连接球头406检测到的电容的预定上升。此外，当人的一部分(例如，脚、手指等)被定位为靠近位于电场422内的连接球头406时，电容开关测量经由连接球头406检测到的电容的第二预定下降。
如图4中所示，连接球头406被定位于拖挂装置104的拖挂装置主体302的上方，使得电场422从连接球头406向上发射但不从连接球头406向下发射。例如，由导电材料形成的拖挂装置主体302接地，以防止电场422从连接球头406发射超出拖挂装置主体302。也就是说，拖挂装置主体302被定位于连接球头406和地面之间，以使连接球头406和电容开关能够监测拖挂装置主体302上方的连接球头406周围区域的电容变化，并防止连接球头406和电容开关监测拖挂装置104的拖挂装置主体302下方区域的电容变化。例如，连接球头406被定位于拖挂装置主体302和免手举升式车门系统的接近传感器114上方，以使连接球头406和监测系统118的电容开关能够监测拖挂装置主体302上方的第一区域，并且免手举升式车门系统的接近传感器114能够监测拖挂装置主体302下方的第二区域(例如，激活区域202)。换句话说，连接球头406相对于拖挂装置主体302和接近传感器114被定位，以将由拖挂装置104的监测系统118监测的区域与由举升式车门204的免手举升式车门系统监测的区域分开。
图5示出了当挂车102的挂车联接器306连接到拖挂装置104的连接球头406时的拖挂装置104的监测系统118。如图5中所示，当挂车联接器306连接到连接球头406时，接收器308和/或挂车联接器306的其他部分定位在从连接球头406发出的电场422内。此外，当挂车联接器位于电场422中时，电连接至连接球头406的拖挂装置模块416的电容开关经由连接球头406检测到电容的第一预定下降。例如，当连接到连接球头406时，电容的第一预定下降对应于挂车联接器306的材料和/或挂车联接器306与连接球头406的接近。接着，拖挂装置模块416响应于连接球头406和电容开关检测到电容的第一预定下降，确定挂车102已经连接到拖挂装置104。
另外，当挂车联接器306从拖挂装置104的连接球头406分离时，接收器308和/或挂车联接器306的其他部分不再定位在连接球头406的电场422内。当挂车联接器306从电场422移除时，拖挂装置模块416的电容开关和连接球头406检测到相应的电容的预定上升(例如，当连接到连接球头406时，对应于挂车联接器306的材料和/或挂车联接器306与连接球头406的接近)。接着，拖挂装置模块416响应于电容开关和连接球头406检测到电容的第一预定下降，确定挂车102已经与拖挂装置104分离。
在电容开关和连接球头406检测到电容的第一预定下降时，拖挂装置模块416无线地发出警报(例如，经由图8的短程通信模块820)以警告车辆100的操作者：挂车102已经从拖挂装置104移除。例如，拖挂装置模块416经由无线个人局域网将警报无线地发送到车辆100的通信模块112(例如，第一通信模块)和/或车辆100的操作者的通信装置。在从拖挂装置模块416接收到时，车辆100的输出装置(例如，图8的显示器814、图8的扬声器816)发出警报和/或操作者的移动装置发出(例如，可听的、可视的、触觉的)警报。
在一些情况下，如果在经由(一个或多个)输出装置呈现警报时操作者不位于车辆100内，则操作者可能无法获得从车辆100的(一个或多个)输出装置发出的警报。此外，在一些情况下，如果移动装置在无线个人局域网(通过该无线个人局域网，拖挂装置模块416发出警报)范围之外，则操作者可能无法经由移动装置获得警报。为了使操作者能够在他或她远离车辆100时获得警报，车辆100的警报控制器120通过确定操作者的密钥卡或用作钥匙的手机是否位于通信模块112的预定距离内来确定操作者是否远离车辆100。例如，距通信模块112的预定距离对应于通过其拖挂装置模块416发出警报的无线个人局域网的范围。响应于警报控制器120确定操作者的密钥卡或用作钥匙的手机在预定距离之外，通信模块110(例如，第二通信模块)经由蜂窝网络和/或其他远程网络将警报中继到操作者的移动装置。额外地或替代地，车辆100响应于拖挂装置模块416确定挂车102已经与拖挂装置104分离并且警报控制器120确定操作者的密钥卡或用作钥匙的手机位于通信模块112的预定距离之外而发出警报(例如，经由外部灯106和/或喇叭108)。
图6-7示出了当使用者的脚602靠近拖挂装置104时拖挂装置104的监测系统118。如图6-7中所示，连接球头406相对于拖挂装置主体302和接近传感器114定位，以将由拖挂装置104的监测系统118监测的区域与由举升式车门204的免手举升式车门系统监测的区域分开。
在图6中，使用者的脚602位于拖挂装置主体302下方并且位于免手激活系统的激活区域202内，以激活举升式车门204的打开和/或关闭。此外，脚602不位于由连接球头406发射的电场422内。进而，当脚602位于拖挂装置主体302下方时，电容开关和连接球头406不检测电容的变化。
在图7中，使用者的脚602定位于拖挂装置主体302上方。因此，使用者的脚602不位于用于激活举升式车门204的打开和/或关闭的免手激活系统的激活区域202内。此外，由于脚602定位在电场422内，拖挂装置主体302上方和连接球头406附近，拖挂装置模块416的电容开关经由连接球头406检测电容的变化。例如，拖挂装置模块416响应于电容开关经由连接球头406检测到电容的第二预定下降，确定脚602和/或人的另一部分靠近(例如，以脚602踩踏，用手触摸等)连接球头406。例如，与连接球头406附近的人相对应的电容的第二预定下降不同于电容的第一预定下降，该第一预定下降对应于挂车联接器306连接到拖挂装置104。结果，拖挂装置模块能够通过电容变化在人和挂车联接器306之间进行差分，该电容变化是通过电容开关经由连接球头406测量的。
在一些示例中，响应于拖挂装置模块416检测到人在连接球头406附近，灯(例如，图8的基于LED的灯818)照亮拖挂装置104周围的区域。例如，灯被点亮以便于车辆100的操作者观察谁在连接球头406附近和/或警告连接球头406附近的人不接触拖挂装置104和/或挂车102。为了使车辆100点亮灯，拖挂装置模块416无线地向车辆100的通信模块112发送信号。
图8是图1的车辆的电子部件800的框图。如图8中所示，电子部件800包括车载计算平台802、信息娱乐主机单元804、喇叭108、外部灯106、一个或多个传感器806、摄像机116、通信模块110、通信模块112、拖挂装置模块416和车辆数据总线808。
车载计算平台802包括微控制器单元、控制器或处理器810和存储器812。在一些示例中，车载计算平台802的处理器810被构造为包括警报控制器120。或者，在一些示例中，警报控制器120与其自身的处理器810和存储器812结合到另一电子控制单元(electroniccontrol unit，ECU)中。处理器810可以是任何合适的处理装置或一组处理装置(例如但不限于微处理器、基于微控制器的平台、集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)。存储器812可以是易失性存储器(例如，包括非易失性RAM、磁RAM、铁电RAM等的RAM(随机存取存储器，Random Access Memory))、非易失性存储器(例如，磁盘存储器、闪存(FLASH)存储器、可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(Electrical Erasable ProgrammableRead Only Memory)、基于忆阻器的非易失性固态存储器)、不可改变的存储器(例如，EPROM)、只读存储器和/或高容量存储设备(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器812包括多种存储器，尤其是易失性存储器和非易失性存储器。
存储器812是计算机可读介质，其上可以嵌入一组或多组指令(例如用于操作本公开的方法的软件)。指令可以体现如本文所述的一个或多个方法或逻辑。例如，在执行指令期间，指令完全或至少部分地驻留在存储器812、计算机可读介质的一个或多个内和/或处理器810内。
术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，诸如集中式或分布式数据库，和/或存储一组或多组指令的相关高速缓存和服务器。此外，术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括能够存储、编码或携带一组指令以供处理器执行或使系统执行本文公开的任何一种或多种方法或操作的指令的任何有形介质。如本文中所使用的，术语“计算机可读介质”明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘并且排除传播信号。
信息娱乐主机单元804提供车辆100和使用者之间的接口。信息娱乐主机单元804包括数字和/或模拟接口(例如，输入装置和输出装置)以从(一个或多个)使用者接收输入和向其显示信息。输入装置包括例如控制旋钮、仪表板、用于图像捕获和/或视觉命令识别的数字摄像机、触摸屏、音频输入装置(例如，舱室麦克风)、按钮或触摸板。输出装置可以包括仪表组输出(例如，拨号盘、照明装置)、致动器、显示器814(例如，抬头即视显示器、中央控制台显示器(诸如液晶显示器(liquid crystal display，LCD))、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示器、平板显示器、固态显示器等)和/或扬声器816。在所示的示例中，信息娱乐主机单元804包括用于信息娱乐系统的硬件(例如，处理器或控制器、存储器、储存器等)和(例如，由开发的和MyFord软件(例如，操作系统等)。另外，信息娱乐主机单元804在例如显示器814上显示信息娱乐系统。
传感器806布置在车辆100中和周围，以监测车辆100和/或车辆100所处的环境的性质。可以安装一个或多个传感器806以测量车辆100外部周围的特性。额外地或可选地，一个或多个传感器806可以安装在车辆100的车厢内或车辆100的车身(例如，发动机舱、轮槽等)内，以测量车辆100内部的特性。例如，传感器806包括加速计、里程表、转速计、俯仰和偏航传感器、车轮速度传感器、麦克风、轮胎压力传感器、生物传感器和/或任何其他合适类型的传感器。在所示示例中，传感器806包括免手举升式车门系统的接近传感器114。
所示示例的摄像机116捕获车辆100的后面和/或车辆100的侧面的周围区域的(一个或多个)图像和/或视频。在一些示例中，摄像机116捕获免手举升式车门系统的激活区域202的(一个或多个)图像和/或视频，以便于确定操作者已经将他或她的腿伸展到激活区域202中。额外地或可选地，摄像机116捕获拖挂装置104的(一个或多个)图像和/或视频，以监测拖挂装置104和/或车辆100与挂车102之间的连接。此外，摄像机116可以捕获(一个或多个)图像和/或视频，图像和/或视频经由显示器814呈现给车辆100的(一个或多个)乘员和/或被用于促进车辆100的自主和/或半自动驾驶操纵的性能。如图8中所示，摄像机116包括照亮区域的基于LED的灯818和/或其他灯，在该区域摄像机116对(一个或多个)图像和/或视频进行捕获。在一些示例中，响应于拖挂装置模块416检测到人接近(例如，触摸)拖挂装置104的连接球头406，基于LED的灯818照亮拖挂装置104周围的区域。额外地或替代地，当车辆100反向移动以挂接到挂车102并且一个或多个接近传感器113检测到车辆100正在接近挂车102的挂车联接器306时，基于LED的灯818照亮车辆100后面的区域。
在所示示例中，通信模块110被构造为经由蜂窝网络和/或其他远程网络进行无线通信，并且通信模块112被构造为经由个人无线局域网和/或其他短程无线网络进行无线通信。如图8中所示，通信模块112与拖挂装置模块416的短程通信模块820无线通信。
短程通信模块820包括有线或无线网络接口，以实现与外部网络的通信。短程通信模块820还包括用于控制有线或无线网络接口的硬件(例如，处理器、存储器、储存器、天线等)和软件。在所示示例中，短程通信模块820包括用于(一个或多个)无线个人局域网(例如，包括基于IEEE802.15标准的局域网)和/或(一个或多个)无线局域网(例如，基于IEEE802.11标准的Wi-Fi网络和/或其他区域网络)的一个或多个通信控制器。例如，短程通信模块820的硬件和固件使得短程通信模块820能够与位于附近的移动装置和/或另一个短程无线模块建立连接。在一些示例中，短程通信模块820实现蓝牙和/或蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)协议。
在所示的示例中，短程通信模块820连接到拖挂装置模块416的电容开关822。电容开关822电连接到连接球头406的电连接器414，经由连接球头406测量连接球头406周围的电容。短程通信模块820基于电容开关822和连接球头406的电容测量，向车辆100的通信模块112和/或车辆操作者的移动装置无线地发出警报。
此外，车辆数据总线808可通信地连接外部灯106、喇叭108、通信模块110、通信模块112、摄像机116、车载计算平台802、信息娱乐主机单元804和传感器806。在一些示例中，车辆数据总线808包括一个或多个数据总线。车辆数据总线808可以根据国际标准组织(International Standards Organization，ISO)11898-1定义的控制器局域网(controller area network，CAN)总线协议、媒体定向系统传输(Media Oriented SystemsTransport，MOST)总线协议、CAN灵活数据(CAN flexible data，CAN-FD CAN)总线协议(ISO11898-7)和/或K线总线协议(ISO 9141和ISO 14230-1)，和/或以太网(EthernetTM)总线协议IEEE 802.3(2002年起)等来执行。
图9是经由电容传感器监测车辆拖挂装置的示例方法900的流程图。图9的流程图表示存储在存储器(例如图8的存储器812)中并且包括一个或多个程序的机器可读指令，当由处理器(例如图8的处理器810)执行该程序时导致车辆100执行图1和图8的示例警报控制器120和/或图4-8的示例拖挂装置模块416。尽管参考图9中所示的流程图描述了示例程序，但可以替代地使用执行示例警报控制器120和/或示例拖挂装置模块416的许多其他方法。例如，可以重新布置、改变、消除和/或组合框的执行顺序以执行方法900。此外，因为结合图1-8的部件公开了方法900，那些部件的一些功能下面将不再详细描述。
最初，在框902处，拖挂装置模块416经由连接球头406确定拖挂装置模块416的电容开关822是否已经检测到电容的变化。响应于拖挂装置模块416确定电容开关822未检测到电容变化，方法900保持在框902处。否则，响应于拖挂装置模块416确定电容开关822已检测到电容变化，方法900前进到框904。
在框904处，拖挂装置模块416基于经由连接球头406检测到的电容变化来确定电容变化的来源。即，拖挂装置模块416检测经由连接球头406，通过电容开关822检测到的电容变化的大小和方向。然后，拖挂装置模块416通过将电容变化的大小和方向与电容的预定上升和/或下降进行比较，确定电容变化的来源。例如，如果通过电容开关822经由连接球头406测量的电容的变化对应于电容的第一预定下降，则拖挂装置模块416确定电容变化的来源是正在被连接到拖挂装置104的挂车102的挂车联接器306。
在框906处，拖挂装置模块416确定电容变化的来源是否是接近(例如，触摸)连接球头406的人。例如，如果通过电容开关822经由连接球头406测量的电容的变化对应于电容的第二预定下降，则拖挂装置模块416确定电容变化的来源是接近拖挂装置104的人。
响应于拖挂装置模块416确定连接球头406附近的人，该方法前进到框908。在框908处，拖挂装置模块416的短程通信模块820向车辆100的通信模块112和/或车辆操作者的移动装置发送指示人在连接球头406附近的信号。例如，在从拖挂装置模块416的短程通信模块820接收到信号时，车辆100的显示器814和/或扬声器816和/或移动装置的显示器和/或扬声器呈现警报，该警报指示人在连接球头406的附近。在框910处，车辆100的警报控制器120确定车辆100是否处于驻车状态(例如，经由变速器位置传感器)。响应于警报控制器120确定车辆100未处于驻车状态，方法900返回到框902。否则，响应于警报控制器120确定车辆100处于驻车状态，该方法前进到框912，在框912处警报控制器120发送信号以激活摄像机116以使基于LED的灯818照亮拖挂装置104周围的区域。额外地或可选地，警报控制器120将信号发送到车辆100的另一个灯以照亮拖挂装置104周围的区域。此外，在一些示例中，当车辆100反向移动以挂接到挂车102以及一个或多个接近传感器113检测到车辆100正在接近挂车102的挂车联接器306时，警报控制器120发送信号以经由基于LED的灯818照亮车辆100后方的区域。
另外，响应于拖挂装置模块416在框906处确定人不在连接球头406附近，该方法前进到框914。在框914处，拖挂装置模块416确定电容变化的来源是不是正在与拖挂装置104分离的挂车102。例如，如果通过电容开关822经由连接球头406测量的电容的变化对应于电容的预定上升，则拖挂装置模块416确定电容变化的来源是正在被从拖挂装置104移除的挂车102的挂车联接器306。响应于拖挂装置模块416确定挂车102没有正在与拖挂装置104分离，方法900返回到框902。否则，响应于拖挂装置模块416确定挂车102正与拖挂装置104分离，方法900前进到框916，在该框916处，拖挂装置模块416的短程通信模块820经由无线个人局域网(例如，蓝牙通信、BLE通信等)和/无线局域网(例如，Wi-Fi通信)传送警报信号，该警报信号要由车辆100的通信模块112和/或车辆操作者的移动装置接收。警报信号指示挂车102已经与拖挂装置104分离。例如，在从拖挂装置模块416接收到警报信号时，车辆呈现警报(例如，经由显示器814、扬声器816等)，以通知车辆操作者挂车102已经与拖挂装置104分离。额外地或可选地，在从拖挂装置模块416接收到警报信号时，车辆操作者的移动装置呈现警报(例如，视觉警报、音频警报等)，以通知车辆操作者挂车102已经与拖挂装置104分离。
在框918处，警报控制器120确定车辆操作者的密钥卡和/或车辆操作者的起到作为钥匙的手机的作用的移动装置是否位于车辆100附近(例如，在车辆100的通信模块112的预定距离内)。如果密钥卡或作为钥匙的手机在车辆100的预定距离内，则警报控制器120确定车辆操作者的移动装置能够接收通过拖挂装置模块416经由无线个人局域网和/或局域网发送的警报信号。如果密钥卡或作为钥匙的手机位于车辆100的预定距离之外，则警报控制器120确定车辆操作者的移动装置不能接收通过拖挂装置模块416发送的警报信号。响应于警报控制器120确定密钥卡或作为钥匙的手机在预定距离内，使得车辆操作者的移动装置能够接收警报信号，方法900返回到框902。否则，响应于警报控制器120确定密钥卡或作为钥匙的手机不在车辆100的预定距离内，方法900前进到框920，在框920处，警报控制器120经由车辆100的外部灯106(例如，用于视觉警告)和/或喇叭108(例如，用于音频警告)发出警告，警告挂车102已从车辆100的拖挂装置104移除。此外，框922处，车辆100的通信模块110将车辆100的通信模块112从拖挂装置模块416接收到的警报信号经由蜂窝通信发送或中继至车辆操作者的移动装置，以警告车辆操作者挂车102已从车辆100的拖挂装置104移除。
在本申请中，转折连词(disjunctive)的使用旨在包括连词(conjunctive)。使用明确或不明确的冠词并不是为了表示基数词。特别地，对“该”物体或“一个”和“一”物体的引用也旨在表示可能的多个这样的物体之一。此外，连词“或”可用于传达同时存在的特征而不是相互排斥的替代方案。换句话说，连词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”、“正在包括”和“包括的”是包含性的，并且分别具有与“包含”、“正在包含”和“包含的”相同的范围。另外，如本文中所使用的，术语“模块”和“单元”是指通常与传感器结合，具有提供通信、控制和/或监测能力的电路的硬件。“模块”和“单元”还可以包括在电路上执行的固件。
上述实施例，特别是任何“优选的”实施例，是可能执行的示例，并且仅用于清楚地理解本发明的原理而列出。可以对上述(一个或多个)实施例进行许多变化和修改而实质上不脱离本文中描述的技术的精神和原理。所有修改旨在包括在本文中，在本公开的范围内，并受所附权利要求的保护。

Claims (15)

1.一种车辆，包括：
拖挂装置，所述拖挂装置包括：
主体；
连接球头；和
将所述连接球头与所述主体电绝缘的套筒；
拖挂装置模块，所述拖挂装置模块包括电连接到所述连接球头的电容开关，所述拖挂装置模块响应于所述电容开关经由所述连接球头检测到电容的预定上升而无线地发出挂车已经从所述拖挂装置分离的警报。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中：
所述主体界定孔；
突起部从所述连接球头延伸并延伸穿过所述孔以将所述连接球头连接到所述主体；以及
所述套筒定位在所述孔内，位于所述连接球头的所述突起部和所述主体之间。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述拖挂装置模块连接到所述拖挂装置并且向所述连接球头提供电荷以使所述连接球头发射电场以形成电容传感器。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述主体的一部分定位于所述连接球头和地面之间以：
使所述电容开关能够监测所述连接球头周围所述拖挂装置的所述主体上方的电容变化；和
防止所述电容开关监测所述拖挂装置的所述主体下方的电容变化。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述拖挂装置模块响应于所述电容开关经由所述连接球头检测到电容的第一预定下降，确定所述挂车已连接到所述拖挂装置。
6.根据权利要求1所述的车辆，还包括响应于检测到人靠近所述连接球头而照亮所述拖挂装置周围的区域的灯，其中所述拖挂装置模块响应于所述电容开关经由所述连接球头检测到电容的第二预定下降而确定所述人靠近所述连接球头。
7.根据权利要求1所述的车辆，还包括用于经由无线个人局域网进行通信的第一通信模块。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述拖挂装置模块经由所述无线个人局域网针对所述第一通信模块和车辆操作者的移动装置无线地发出所述警报。
9.根据权利要求8所述的车辆，还包括警报控制器，所述警报控制器确定所述车辆操作者的密钥卡或作为钥匙的手机是否位于所述第一通信模块的预定距离内。
10.根据权利要求9所述的车辆，还包括用于经由蜂窝网络进行通信的第二通信模块，所述第二通信模块响应于所述警报控制器确定所述车辆操作者的所述密钥卡或所述作为钥匙的手机为位于所述预定距离之外而将所述警报中继至所述移动装置。
11.根据权利要求9所述的车辆，还包括响应于以下各项而发出警告的外部灯和喇叭中的至少一个：
所述拖挂装置模块确定所述挂车已从所述拖挂装置分离；和
所述警报控制器确定所述车辆操作者的所述密钥卡或所述作为钥匙的手机位于所述预定距离之外。
12.根据权利要求1所述的车辆，还包括在所述拖挂装置附近的举升式车门和免手举升式车门系统，其中所述免手举升式车门系统包括靠近所述拖挂装置用于检测靠近所述举升式车门的车辆操作者的存在的接近传感器，其中所述连接球头位于所述拖挂装置的所述主体和所述接近传感器上方，以使所述电容开关能够经由所述连接球头监测所述拖挂装置的所述主体上方的第一区域，并且使所述接近传感器能够监测所述拖挂装置的所述主体下方的第二区域。
13.一种方法，包括：
经由拖挂装置模块的电容开关监测拖挂装置的连接球头周围的电容，所述连接球头经由套筒电绝缘；
检测所述连接球头周围的电容是否存在预定上升；和
响应于所述电容开关经由所述连接球头检测到电容的预定上升，经由所述拖挂装置模块无线地发射挂车已经从所述拖挂装置分离的警报。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：响应于所述电容开关经由所述连接球头检测到电容的第一预定下降，确定所述挂车已连接到所述拖挂装置。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：
响应于所述电容开关经由所述连接球头检测到电容的第二预定下降，确定人靠近所述连接球头；和
响应于检测到所述人靠近所述连接球头而经由灯照亮所述拖挂装置周围的区域。
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