CN109799025B - 用于磁弹性栓钩接收器力检测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于磁弹性栓钩接收器力检测的系统和方法”。公开了用于确定作用于挂车栓钩上的力方向和量值的系统和方法。一种示例性车辆，包括两个磁弹性销，所述两个磁弹性销具有相应磁场、被配置为将挂车栓钩接收器耦接到车辆底盘。所述车辆还包括多个传感器，所述多个传感器对应于所述两个磁弹性销、被配置为检测所述相应磁场的变化。并且所述车辆还包括处理器，所述处理器被配置为基于来自所述多个传感器的数据来确定作用于所述挂车栓钩接收器上的力的量值和方向。

Description

用于磁弹性栓钩接收器力检测的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及车辆挂车栓钩机钩，并且更具体地，用于磁弹性栓钩接收器力检测的系统和方法。

背景技术

许多车辆包括挂车可附接从而允许车辆拖曳挂车的挂车栓钩。挂车栓钩可经由车辆底盘耦接到车辆。这些车辆还可包括推荐拖挂重量、整体挂车重量百分比，或者应放置于挂车栓钩球上以允许最大车辆性能和安全的重量的其他量度。

发明内容

所附权利要求定义本申请。本公开概述实施例的各方面并且不应用来限制权利要求。根据本文所述技术预期其他实施方式，如在审阅以下附图和详细描述时对本领域普通技术人员将显而易见，并且这些实施方式意图在本申请的范围内。

示出用于检测作用于耦接到车辆的挂车栓钩臂接收器上的各种力的量值和方向的示例性实施例。一种示例性公开车辆包括两个磁弹性销，所述两个磁弹性销具有相应磁场、被配置为将挂车栓钩接收器耦接到车辆底盘。所述车辆还包括多个传感器，所述多个传感器对应于所述两个磁弹性销、被配置为检测所述相应磁场的变化。并且所述车辆还包括处理器，所述处理器被配置为基于来自所述多个传感器的数据来确定作用于所述挂车栓钩接收器上的力的量值和方向。

一种用于确定作用于挂车栓钩接收器上的力的示例性公开方法包括：通过对应于被配置为将挂车栓钩接收器耦接到底盘的两个磁弹性销的多个传感器，确定对应于所述两个磁弹性销的磁场的相应变化。所述方法还包括：通过车辆处理器，接收对应于所述磁场的所述相应变化的数据。并且所述方法还包括：通过所述车辆处理器，基于所述数据来响应地确定作用于所述挂车栓钩接收器上的力的量值和方向。

附图说明

为更好地理解本发明，可参考以下附图中所示实施例。附图中的部件不一定按比例绘制且相关元件可省略，或者在一些情况下，比例可能已经被放大，以便强调和清晰地说明本文所述的新颖特征。此外，如本领域中已知，系统部件可以不同方式进行布置。此外，在附图中，贯穿若干视图相同附图标记指定对应部分。

图1示出根据本公开的实施例的示例性车辆。

图2A和图2B示出根据本公开的实施例的示例性挂车栓钩机构的侧面透视剖面图和俯视透视剖面图。

图3A至图3D分别示出根据本公开的实施例的竖直力、纵向力、横向力和旋转力的作用于挂车栓钩机构的各种部件上的力的方向。

图4示出根据本公开的实施例的示例性方法的流程图。

具体实施方式

虽然本发明可以各种形式体现，但在附图中示出并将在下文中描述一些示例性和非限制性实施例，应理解，本公开应视为本发明的示例而并非意图将本发明限制于所说明的特定实施例。

本文所公开的实施例可涉及可相对于具有挂车栓钩的车辆采取的测量、确定、检测和其他动作。应理解，本文所述的技术可用于检测挂车的普遍存在，并且可响应于检测到挂车的存在而作出一个或多个动作或决策，诸如像是否激活或抑制稳定控制功能。

如上所提及，许多车辆可包括允许车辆拖曳挂车的挂车栓钩。取决于车辆的制造、车型或其他特性，可推荐用于拖曳的最佳实践。这些最佳实践可包括推荐的拖挂重量百分比(例如，挂车总重量的10％至15％)。这可确保挂车在使用时不太向前或向后倾斜，并且重量均匀地分布在挂车上。

然而，驾驶员仅通过目测来知晓他或她是否遵循此最佳实践可能是困难或不可能的。并且如果拖挂重量太沉或太轻，则可能降低车辆的驾驶经济性并且可能导致驾驶员具有不良驾驶体验。

如此一来，可能有益的是，提供驾驶员可藉由知晓拖挂重量的手段。此外，可能有益的是，驾驶员知晓挂车作用于挂车栓钩上的力的方向和量值。明白力的方向和量值可使驾驶员能够知晓拖挂重量太沉还是太轻、挂车的左侧还是右侧具有致使挂车向一侧倾斜或歪斜的问题、挂车的整体质量等。所有此类信息都可用于提供更积极且安全的驾驶体验。

通过考虑这些问题，本公开的示例性实施例可包括使用力感测销来将挂车栓钩接收器耦接到车辆底盘。力感测销可包括磁弹性销、具有内部或外部应变计的销，或者任何其他类型的力感测销。虽然可能本文的实施例具体地关于磁弹性销进行描述，但应注意，本公开的一个或多个特征可使用磁弹性销之外或替代磁弹性销的不同类型的力感测销。

对于具体地使用磁弹性销的实施例来说，销可用于将挂车栓钩接收器耦接到车辆底盘。来自销的磁场可基于作用于销上的力的方向和量值(经由挂车栓钩接收器)而改变，所述磁场可由车辆处理器进行监测和分析以确定力的方向和量值。然后，处理器可基于力和/或力的变化来作出一个或多个判定，诸如基于这些力的意料之外的或大于预期的变化确定是否已出现安全问题，并且可向驾驶员提供警报以采取矫正动作。

图1示出根据本公开的实施例的示例性车辆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，或者任何其他机动实施类型车辆。车辆100可以是非自主的、半自主的，或者自主的。车辆100可包括与机动性有关的零件，诸如具有发动机、传动装置、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。在所示示例中，车辆100可包括诸如处理器120的一个或多个电子部件。

车辆100在图1中被示为具有挂车栓钩机构110(下文更详细描述)，挂车栓钩机构110可耦接到处理器120。处理器120可被配置为执行本文所述的一个或多个功能或动作。在一些示例中，处理器120可以是任何合适的处理装置或处理装置集合，诸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(FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。处理器120可与存储器(未示出)耦接，所述存储器可使处理器能够执行本文所述的功能或动作。存储器可以是易失性存储器(例如，RAM，包括非易失性RAM、磁性RAM、铁电RAM等)；非易失性存储器(例如，磁盘存储器、快闪存储器、EPROM、EEPROM、基于忆阻器的非易失性固态存储器等)、不可更改的存储器(例如，EPROM)、只读存储器和/或高容量存储装置(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器包括多种存储器，具体地，易失性存储器和非易失性存储器。

存储器可以是诸如用于操作本公开的方法的软件的一组或多组指令可嵌入其上的计算机可读介质。指令可体现如本文所描述的方法或逻辑中的一者或多者。例如，所述指令在指令执行期间完全地或至少部分地驻留在存储器、计算机可读介质中的任何一者或多者内和/或驻留在处理器内。

术语“非暂时性计算机可读介质”和“计算机可读介质”包括单介质或多介质，诸如集中式数据库或分布式数据库，和/或存储一组或多组指令的相关联高速缓存和服务器。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、编码或携带以供处理器执行或者致使系统执行本文所公开的方法或操作中的任何一者或多者的一组指令的任何有形介质。如本文所使用，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。

图2A示出图1的示例性挂车栓钩机构110的侧面透视剖面图。图2B示出挂车栓钩机构110的俯视透视剖面图。

图2A示出将挂车栓钩接收器210耦接到车辆底盘212的两个磁弹性销202和204。挂车栓钩接收器210进而可包括挂车栓钩臂240可被接合和/或锁定到其中的开口230，这可允许耦接到挂车栓钩臂240的挂车由车辆拖曳。

每个磁弹性销202和204可被磁化，使得其具有从中散发的磁场。每个销的磁场可具有可由一个或多个传感器222A-B和224A-B感测到的诸如大小、形状、定向、量值和/或强度的一种或多种特性。也可存在图2A和图2B中未示出的附加传感器。在一些示例中，磁弹性销可被磁化，使得沿一个或多个方向施加在磁弹性销上的力可造成磁场的可测变化。例如，每个磁弹性销可进行圆形磁化，使得起作用以使销挠曲或弯曲的力可至少部分地使磁场从圆形改变为螺旋形。也可使用其他磁化方案。

每个磁弹性销可具有被配置为检测磁弹性销的磁场(或其特性)的变化的一个或多个对应传感器。在一些示例中，传感器可被配置为检测特定于每一侧或销的区段的磁场的变化(例如，测量或检测磁弹性销的每一侧上的磁场的变化，或者测量跨磁弹性销的梯度)。其他示例可包括将传感器定位在相对于每个磁弹性销的各个位置处，以便检测起作用以使销弯曲、挠曲、压缩或以其他方式影响销的下降力所致的磁场变化。

在一些示例中，传感器布置可以是在磁弹性销中的一个或多个的顶部、底部、侧面上，或放置在其周围。图2A示出将传感器放置在每个磁弹性销顶部上的传感器布置，但应注意，也可使用其他布置。此外，传感器可放置成接触销，或在其附近但不接触销，以便提供较强信号和准确地测量磁场的任何变化。

如上所提及，每个磁弹性销可被磁化以具有特定磁场。当磁弹性销不受力时，磁场可能是圆形的，而在施加力时可改变为螺旋形或其他形状的磁场。在一些示例中，传感器的位置基于用以测量一个或多个方向上的力的传感器配置的能力来确定。例如，磁弹性销顶部上或下方的传感器布置在测量竖直力时可能是高效的，而呈圆形围绕销定位的传感器在测量横向或其他方向的力时可能是高效的。此外，两个或更多个传感器可组合使用，以检测作用于给定磁弹性销上的单个力或单个力方向。在一些示例中，传感器可以是磁通门磁力仪、霍尔效应传感器，或者任何其他磁传感器。

在一些示例中，磁弹性销可在两侧上耦接到车辆底盘(如图2B所示)，并且可在与底盘的两个接触点中间耦接到挂车栓钩接收器210。这可经由两个磁弹性销提供底盘与挂车栓钩接收器之间的稳定耦接。如此一来，以此定向，施加在挂车栓钩接收器240上的力可致使磁弹性销中的一个或多个取决于施加到挂车栓钩接收器上的力而对称地或不对称地挠曲。

图2B中的传感器222A-B和224A-B示出一个或多个传感器可定位在销的第一(左)侧和第二(右)侧上，被配置为检测磁弹性销的对应于具体每一侧的磁场的变化。此传感器布置可允许传感器检测销的相对于销轴线不对称的磁场的变化，诸如第一侧经历沿一个方向的力而第二侧经历沿第二方向的力。

磁弹性销202和204可基于施加在挂车栓钩接收器上的传达到磁弹性销上的力的方向和量值以可预测方式进行挠曲或弯曲。并且进而，每个磁弹性销的磁场以对应于所施加力的方向和量值的可预测方式进行改变。挠曲量可直接对应于力的量值。如此一来，在磁弹性销的磁场的变化与施加在销上的力的方向和/或量值之间存在线性或非线性正相关性。

如上所提及，磁弹性销可被配置为将挂车栓钩接收器210耦接到车辆底盘212。图2A示出位于底盘212上的将第一磁弹性销202耦接到底盘212的圆形耦接器206。圆形耦接器206可匹配销202的形状，使得施加在挂车栓钩接收器210上的所有力都由销202经历。

第二磁弹性销204可经由图2A中所示的底盘212的椭圆形耦接器208而耦接到底盘212。椭圆形耦接器208可具有卵形、长圆形，或者另一类似形状。耦接器208沿着轴线250可长于第一耦接器206，但沿垂直于轴线250的方向(即图2A中上下方向)与耦接器206一样长。

耦接器208的椭圆形可允许磁弹性销204沿着轴线250但不沿着任何垂直轴线滑动或移动达少量。在此配置的情况下，水平力可允许前部磁弹性销202经历与后部磁弹性销204不同的力，因为允许后部磁弹性销204在其被作用于挂车栓钩接收器和耦接器208上的力阻止并挠曲之前轻微地滑动或移动。

虽然图2A示出圆形耦接器206和椭圆形耦接器208，其中圆形耦接器朝向车辆前方，但应注意，定向可进行翻转或改变，使得圆形耦接器位于车辆后方。此外，在一些示例中，两个耦接器可都是圆形和/或两个耦接器可都是椭圆形。

在一些示例中，圆形耦接器206内的第一磁弹性销202与椭圆形耦接器208内的第二磁弹性销204的挠曲差异可用来确定作用于挂车栓钩接收器上的力的量值，以及所述力的方向。这关于图3A至图3D进行详述。

本公开的附图示出示例性挂车栓钩接收器210，其在底盘212的水平杆下方耦接到底盘212，使得挂车栓钩接收器210可悬挂在底盘212下方。然而，应注意，也可使用其他定向和配置，只要挂车栓钩接收器210与底盘212之间的主要接触点是两个磁弹性销202和204，并且施加在挂车栓钩接收器210上的任何力传达到磁弹性销202和204上。

在一些示例中，挂车栓钩接收器210可包括被配置为接合挂车栓钩臂240的通道或开口230。开口230可沿着第一轴线250。在一些示例中，磁弹性销202和204可垂直于轴线250定向，挂车栓钩臂240沿着轴线250与挂车栓钩接收器210的开口230接合。此外，在一些示例中，如图2B所示，销202和204可在轴线250上居中，使得磁弹性销202和204的中心穿过轴线250。这可提供系统的结构稳定性。

车辆的处理器可被配置为从传感器接收指示来自磁弹性销202和204的磁场的测量值的数据。然后，数据可由处理器进行分析以确定所施加力的方向和量值。如图3A至图3D所示，本公开的实施例可被配置为确定沿竖直方向、纵向方向、横向方向和旋转方向的力。此外，沿另一方向的任何力可基于竖直、纵向、横向和旋转方向而分解成组成所示力的分量。

竖直力可指代挂车栓钩接收器上的向上/向下力，诸如当车辆静止时挂车的重量对挂车栓钩臂240造成的力。此力可用于确定拖挂重量是否在推荐阈值内，和/或向驾驶员警报挂车栓钩臂240的拖舌上的重量的量。

纵向力可指代挂车栓钩上的向前/向后力，诸如沿着轴线250的力。此力可最简单地理解为挂车栓钩接收器上的由车辆的加速和/或减速造成的力。当车辆从停止加速到给定速度时，挂车栓钩上的力可相对较大以克服挂车的惯性。

在一些示例中，纵向力可用作确定挂车的质量的基础。所述质量可与纵向力的量值以及已知车辆加速、速度、制动和其他车辆特性相关。这些车辆特性可由一个或多个其他车辆传感器或电子控制单元来确定，这在图示中未示出。

横向力可指代挂车栓钩臂从一边到另一边施加的力。此力可源于挂车相对于车辆的中心线(例如，轴线250)成一定角度，诸如当车辆转弯时。一个极端示例可以是车辆与挂车彼此成锐角(有时称作“折头”)的情况。

挂车栓钩接收器210上的横向力的另一起因可以是挂车的一侧比另一侧重的情况；一个车胎瘪掉、充气不足或以其他方式不同于另一侧的情况。导致挂车的一侧落后另一侧的不对称可致使挂车转弯，和/或造成挂车栓钩臂240上的侧向或横向力。

旋转力可指代挂车沿着车辆的中心线轴线的旋转(例如，车辆的扭转)。例如，在车辆位于平坦表面上而挂车朝向右侧倾斜(例如，因为右侧爆胎、不平整路面或其他原因)的情况下，可存在施加在挂车栓钩臂240上的所得旋转力。

图3A至图3D示出作用于系统上的各种力。当力施加在挂车栓钩接收器上时，磁弹性销中的一个或两个被配置为进行挠曲。通过检测每个磁弹性销的挠曲量(基于磁场的变化)，以及每个磁弹性销的变化差异，处理器可确定沿竖直方向、横向方向、纵向方向和旋转方向起作用的力的量值。所述竖直方向、横向方向和纵向方向可全部彼此垂直。并且通过同时检测沿这些方向中的两个或更多个的力(例如，其中竖直方向和横向方向是总体力的分量)，也可确定力的各种其他方向或分量。

图3A示出竖直力正施加在挂车栓钩臂340(及因此挂车栓钩接收器以及销304和302)上。如上所述，竖直力可以是由于挂车栓钩臂340的拖舌上的挂车(或其缺失)的重量。在沿箭头350所示的向下方向施加力的情况下，作用于销302和304上的所得力可分别沿箭头352和354的方向。在此示例中，处理器可基于来自传感器的数据而确定磁弹性销302已沿第一方向(图3A中向上)进行挠曲，而第二磁弹性销304已沿与第一方向相反的第二方向(图3A中向下)进行挠曲。然后，处理器可响应地确定作用于挂车栓钩接收器上的力的至少一个分量沿竖直方向。力的量值可基于销302和304中的一个或两个的磁场的所检测到的变化来确定。

虽然图3A示出作用于挂车栓钩臂340上的向下的竖直力(例如像由于挂车在其前部具有太多重量)，但应注意，也可检测向上的竖直力。在所述情况下，可替代地反转作用于磁弹性销302和304上的力的方向。

图3B示出当在挂车栓钩臂340上施加纵向力时磁弹性销302和304上的力。如上所提及，纵向力可由车辆相对于挂车的加速或减速造成。当车辆从静止加速到给定速度时，车辆可能必须克服挂车的惯性，从而致使挂车栓钩臂经历纵向力。

如图3B所示，当纵向力360作用于挂车栓钩臂340上时，可在磁弹性销302和304中的一个或两个中感受到对应力。磁弹性销302可经由圆形耦接器而耦接到底盘，而磁弹性销304经由椭圆形耦接器而耦接到底盘，如上文关于图2A所述。如此一来，当施加纵向力时，第二磁弹性销304可被配置为在其开始挠曲之前在椭圆形通道内轻微地滑动。处理器可被配置为确定第一磁弹性销302已沿第一方向挠曲达第一量，如箭头362所示。处理器还可被配置为确定第二磁弹性销304已沿第一方向(即与第一磁弹性销相同的方向)挠曲达第二量，如箭头364所示。第二磁弹性销304可由于其在椭圆形耦接器内滑动的能力而比第一磁弹性销302挠曲更小的量。在一些示例中，纵向力可能完全不致使第二磁弹性销304沿纵向方向挠曲。因此，处理器可以能够响应地确定纵向力正作用于挂车栓钩接收器上，并基于第一量与第二量之间的差异来确定纵向力的量值。在一些示例中，可确定第一磁弹性销302上的力为较大力，同时确定第二磁弹性销304上沿纵向方向的力为零。这可能是由于第二销304在椭圆形耦接器内滑动的能力，使得如箭头364所示的力可以是可忽略的或零。

图3C示出顶置透视图，以及当在挂车栓钩臂340上施加横向力370时作用于销302和304上的力。如上所提及，当挂车相对于车辆的中心线(即图2A和图2B中的轴线250)不成一条直线或与之成角度时，出现横向力。这可能是由于挂车的左侧和右侧上重量的不对称或差异，或者车胎差异或挂车或车辆的其他方面。

当在挂车栓钩臂340上横向地施加力370时，可由传感器确定磁弹性销302的磁场的对应变化。左侧传感器可检测作用于磁弹性销302的左侧上的力372，而右侧传感器可检测沿相反方向作用于磁弹性销302的右侧上的力374。在一些示例中，第二销304可由于第二销304在椭圆形耦接器内滑动的能力而不经历由于横向力370所致的任何实质或显著变化。在此情况下，销304的左侧可沿箭头372的方向滑动，而销304的右侧沿箭头374的方向滑动。

车辆处理器可基于对应于第一磁弹性销302(和/或第二磁弹性销304)的两个或更多个传感器而确定第一磁弹性销的第一端沿第一方向(372)进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向(374)进行挠曲；然后，处理器可响应地确定横向力正作用于挂车栓钩接收器上，并且可基于磁弹性销302的磁场的变化量而确定横向力的量值。

图3D示出其中旋转力380正作用于挂车栓钩臂340上的俯视透视图。如上所提及，旋转力380可由相对于车辆的挂车滚动而造成，诸如由于爆胎或不平整表面。

当在挂车栓钩臂340上施加致使臂340的滚动运动的旋转力380时，磁弹性销302和304可经历对应力。如图3D所示，当在挂车栓钩接收器上逆时针地施加旋转力380时，销302和304的左侧可经历进入纸内的力，如分别由箭头372A和374A所示。同时，销302和304的右侧可经由向纸外的力，如分别由箭头372B和374B所示。

处理器可被配置为基于对应于第一磁弹性销302的所述两个或更多个传感器而确定第一磁弹性销302的第一端沿第一方向(进入纸内)进行挠曲，而第一磁弹性销302的第二端沿与第一方向相反的第二方向(向纸外)进行挠曲。类似地，处理器可被配置为基于对应于所述第二磁弹性销304的所述两个或更多个传感器而确定所述第二磁弹性销304的第一端沿第一方向(进入纸内)进行挠曲，而第二磁弹性销304的第二端沿与第一方向相反的第二方向(向纸外)进行挠曲。处理器还可被配置为响应地确定旋转力正作用于所述挂车栓钩接收器上。旋转力的量值可基于磁弹性销302和304的磁场的变化的组合来确定。

如图3A至图3D所示，可确定沿所有方向作用于挂车栓钩臂340上的力。并且通过组合图3A至图3D所示的判定中的两个或更多个，处理器可被配置为确定作用于挂车栓钩臂上的并未非纯粹竖直、横向、纵向或旋转但为两个或更多个方向的组合的一个或多个力的方向分量。

一旦确定力方向和量值，处理器就可被配置为在车辆显示器上显示所确定的力方向和/或量值。这可允许驾驶员确定挂车是否适当地固定、均匀地装载，或者是否存在其他挂车问题。此外，在一些示例中，可将所确定力方向和量值传输到远程计算装置，诸如驾驶员的智能电话。远程计算装置可包括由用户使用的应用，所述应用允许他或她实时或近实时地看到对挂车作出的与重量分布有关的任何调整的效果。

图4示出根据本公开的实施例的示例性方法400的流程图。方法400可使车辆能够确定作用于挂车栓钩接收器上的力的量值和方向。图4的流程图表示机器可读指令，所述机器可读指令存储在存储器中且可包括一个或多个程序，所述一个或多个程序在由处理器执行时可致使车辆100和/或一个或多个系统或装置执行本文所述的一个或多个功能。虽然参考图4所示的流程图描述了示例性程序，但可替代地使用用于执行本文所述的功能的许多其他方法。例如，可重新布置、或彼此串行或并行执行框的执行次序，可改变、消除和/或组合框以执行方法400。此外，因为关于图1、图2A至图2B以及图3A至图3D的部件公开了方法400，所以下文将不再详述那些部件的一些功能。

方法400可在框410处开始。在框420处，方法400可包括确定对应于第一磁弹性销的磁场的变化，其中第一磁弹性销被配置为将挂车栓钩接收器耦接到车辆底盘，如本公开内所述。在框430处，方法400可包括确定第二磁弹性销的磁场的变化。类似地，第二磁弹性销可被配置为将挂车栓钩接收器耦接到车辆底盘，如本文所述。磁场的变化可由一个或多个传感器来确定，所述一个或多个传感器定位在磁弹性销上或附近，使得它们可检测磁弹性销的磁场的形状、定向、强度、大小或任何其他特性。

在框440处，方法400可包括确定作用于挂车栓钩接收器上的力的方向。这可基于关于图3A至图3D所述的磁场的变化来确定。框440可包括确定在存在不纯粹沿一个方向的力时沿每个方向作用的分力。

在框450处，方法400可包括确定作用于挂车栓钩接收器上的力的量值。量值可基于磁弹性销的磁场的变化量来确定。

在一些示例中，方法400还可包括显示或传输以用于显示作用于挂车栓钩接收器上的力的所确定的方向和量值。

在另外的示例中，一个或多个车辆系统可将所确定的量值和方向用于反馈，以对一个或多个车辆系统作出调整。例如，当确定存在较大纵向力(即前后力)时，发动机控制器可作出一个或多个调整。各种其他车辆系统可基于所确定的力方向和量值作出调整，以便确保安全且舒适的驾驶体验。

方法400可在框460处结束。在本申请中，转折连词的使用意图包括连接意义。定冠词或不定冠词的使用并非意图指示基数。具体地，对“所述/该”对象或“一个”和“一种”对象的引用也意图表示可能的多个此类对象中的一个。此外，连接词“或”可用于表达同时存在的特征而非相互排斥的替代方案。换言之，连词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”、“包含”和“涵盖”是包含性的，并且分别具有与“包括”、“包含”和“含有”相同的范围。

上述实施例并且具体地任何“优选”实施例是实施方式的可能的示例并且仅被阐述用于清楚地理解本发明的原理。在实质上不脱离本文所述技术的精神和原理的情况下，可对一个或多个上述实施例做出许多变型和修改。所有修改在本文中意图包括在本公开的范围内且受所附权利要求保护。

根据本发明，提供一种车辆，其具有：两个磁弹性销，所述两个磁弹性销具有相应磁场、被配置为将挂车栓钩接收器耦接到底盘；多个传感器，所述多个传感器对应于所述两个磁弹性销、被配置为检测所述相应磁场的变化；以及处理器，所述处理器被配置为基于来自所述多个传感器的数据来确定作用于所述挂车栓钩接收器上的力的量值和方向。

根据一个实施例，所述两个磁弹性销还被配置为基于作用于所述挂车栓钩接收器上的所述力的所述量值和方向进行挠曲，其中所述多个传感器被配置为检测所述磁场中对应于所述两个磁弹性销的挠曲量的相应变化。

根据一个实施例，所述两个磁弹性销中的一个或两个被配置为基于作用于所述挂车栓钩接收器上的竖直力、横向力、纵向力和旋转力进行挠曲，其中所述竖直力、所述纵向力和所述纵向力彼此垂直。

根据一个实施例，所述处理器还被配置为：确定所述两个磁弹性销中的第一销已沿第一方向进行挠曲；确定所述两个磁弹性销中的第二销已沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；并且响应地确定竖直力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

根据一个实施例，所述挂车栓钩接收器包括被配置为沿着第一轴线接合挂车栓钩臂的开口，并且其中所述两个磁弹性销包括垂直于所述第一轴线且在所述第一轴线上居中而定向的第一磁弹性销和第二磁弹性销。

根据一个实施例，所述第一磁弹性销被配置为使用圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘，而所述第二磁弹性销被配置为使用椭圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘。

根据一个实施例，所述第二磁弹性销被配置为响应于纵向力而在所述椭圆形耦接器内滑动，并且其中所述处理器还被配置为：确定所述第一磁弹性销已沿第一方向挠曲了第一量；确定所述第二磁弹性销已沿所述第一方向挠曲了第二量；响应地确定所述纵向力正作用于所述挂车栓钩接收器上；并且基于所述第一量与所述第二量之间的差异来确定所述纵向力的量值。

根据一个实施例，所述多个传感器包括对应于所述第一磁弹性销和所述第二磁弹性销中的每一者的两个或更多个传感器。

根据一个实施例，所述处理器还被配置为：基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；并且响应地确定横向力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

根据一个实施例，所述处理器还被配置为：基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；基于对应于所述第二磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第二磁弹性销的第一端沿所述第一方向进行挠曲，而所述第二磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的所述第二方向进行挠曲；并且响应地确定旋转力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

根据一个实施例，所述处理器还被配置为基于从所述多个传感器接收到的数据而确定所述力的所有方向分量。

根据一个实施例，所述处理器还被配置为基于所述力的所述量值来估计耦接到所述挂车栓钩接收器的挂车的质量。

根据一个实施例，所述处理器还被配置为传输所述力的所述量值和所述方向以用于在远程计算装置上进行显示。

根据一个实施例，一种用于确定作用于挂车栓钩接收器上的力的方法包括：通过对应于被配置为将所述挂车栓钩接收器耦接到底盘的两个磁弹性销的多个传感器，确定对应于所述两个磁弹性销的磁场的相应变化；通过车辆处理器，接收对应于所述磁场的所述相应变化的数据；以及通过所述车辆处理器，基于所述数据来响应地确定作用于所述挂车栓钩接收器上的所述力的量值和方向。

根据一个实施例，本发明的特征还在于：确定所述两个磁弹性销中的第一销已沿第一方向进行挠曲；确定所述两个磁弹性销中的第二销已沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；并且响应地确定竖直力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

根据一个实施例，(i)所述挂车栓钩接收器包括被配置为沿着第一轴线接合挂车栓钩臂的开口，(ii)所述两个磁弹性销包括垂直于所述第一轴线且在所述第一轴线上居中而定向的第一磁弹性销和第二磁弹性销，(iii)所述第一磁弹性销被配置为使用圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘，并且(iv)所述第二磁弹性销被配置为使用椭圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘。

根据一个实施例，所述第二磁弹性销被配置为响应于纵向力而在所述椭圆形耦接器内滑动，所述方法还包括：确定所述第一磁弹性销已沿第一方向挠曲了第一量；确定所述第二磁弹性销已沿所述第一方向挠曲了第二量；响应地确定所述纵向力正作用于所述挂车栓钩接收器上；以及基于所述第一量与所述第二量之间的差异来确定所述纵向力的量值。

根据一个实施例，所述多个处理器包括对应于所述第一磁弹性销和所述第二磁弹性销中的每一者的两个或更多个传感器，所述方法还包括：基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；以及响应地确定横向力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

根据一个实施例，所述多个传感器包括对应于所述第一磁弹性销和所述第二磁弹性销中的每一者的两个或更多个传感器，所述方法还包括：基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；基于对应于所述第二磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第二磁弹性销的第一端沿所述第一方向进行挠曲，而所述第二磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的所述第二方向进行挠曲；以及响应地确定旋转力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

根据一个实施例，本发明的特征还在于基于所述力的所述量值来估计耦接到所述挂车栓钩接收器的挂车的质量。

Claims (20)

1.一种车辆，其包括：

挂车栓钩接收器，所述挂车栓钩接收器配置用于沿轴线接收挂车栓钩臂；

两个磁弹性销，所述两个磁弹性销具有相应磁场、被配置为将所述挂车栓钩接收器耦接到底盘，所述两个磁弹性销设置在所述轴线上方并且垂直于所述轴线；

多个传感器，所述多个传感器对应于所述两个磁弹性销、被配置为检测所述相应磁场的变化；以及

处理器，所述处理器被配置为基于来自所述多个传感器的数据来确定作用于所述挂车栓钩接收器上的力的量值和方向。

2.如权利要求1所述的车辆，其中所述两个磁弹性销还被配置为基于作用于所述挂车栓钩接收器上的所述力的所述量值和所述方向进行挠曲，其中所述多个传感器被配置为检测所述磁场中对应于所述两个磁弹性销的挠曲量的相应变化。

3.如权利要求1所述的车辆，其中所述两个磁弹性销中的一个或两个被配置为基于作用于所述挂车栓钩接收器上的竖直力、横向力、纵向力和旋转力进行挠曲，其中所述竖直力、所述横向力和所述纵向力彼此垂直。

4.如权利要求1所述的车辆，其中所述处理器还被配置为：

确定所述两个磁弹性销中的第一销已沿第一方向进行挠曲；

确定所述两个磁弹性销中的第二销已沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；并且

响应地确定竖直力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

5.如权利要求1所述的车辆，其中所述挂车栓钩接收器包括被配置为沿着所述轴线接合所述挂车栓钩臂的开口，并且其中所述两个磁弹性销包括在所述轴线上居中的第一磁弹性销和第二磁弹性销。

6.如权利要求5所述的车辆，其中所述第一磁弹性销被配置为使用圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘，而所述第二磁弹性销被配置为使用椭圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘。

7.如权利要求6所述的车辆，其中所述第二磁弹性销被配置为响应于纵向力而在所述椭圆形耦接器内滑动，并且其中所述处理器还被配置为：

确定所述第一磁弹性销已沿第一方向挠曲了第一量；

确定所述第二磁弹性销已沿所述第一方向挠曲了第二量；

响应地确定所述纵向力正作用于所述挂车栓钩接收器上；并且

基于所述第一量与所述第二量之间的差异来确定所述纵向力的量值。

8.如权利要求6所述的车辆，其中所述多个传感器包括对应于所述第一磁弹性销和所述第二磁弹性销中的每一者的两个或更多个传感器。

9.如权利要求8所述的车辆，其中所述处理器还被配置为：

基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；并且

响应地确定横向力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

10.如权利要求8所述的车辆，其中所述处理器还被配置为：

基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；

基于对应于所述第二磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第二磁弹性销的第一端沿所述第一方向进行挠曲，而所述第二磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的所述第二方向进行挠曲；并且

响应地确定旋转力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

11.如权利要求5所述的车辆，其中所述处理器还被配置为基于从所述多个传感器接收到的数据而确定所述力的所有方向分量。

12.如权利要求1所述的车辆，其中所述处理器还被配置为基于所述力的所述量值来估计耦接到所述挂车栓钩接收器的挂车的质量。

13.如权利要求1所述的车辆，其中所述处理器还被配置为传输所述力的所述量值和所述方向以用于在远程计算装置上进行显示。

14.一种用于确定作用于挂车栓钩接收器上的力的方法，其包括：

经由对应于将所述挂车栓钩接收器耦接到车辆底盘的两个磁弹性销的多个传感器，确定对应于所述两个磁弹性销的磁场的相应变化，所述两个磁弹性销设置在所述挂车栓钩接收器上方；

通过车辆处理器，接收对应于所述磁场的所述相应变化的数据；以及

通过所述车辆处理器，基于所述数据来响应地确定作用于所述挂车栓钩接收器上的所述力的量值和方向。

15.如权利要求14所述的方法，其还包括：

确定所述两个磁弹性销中的第一销已沿第一方向进行挠曲；

确定所述两个磁弹性销中的第二销已沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；以及

响应地确定竖直力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

16.如权利要求14所述的方法，其中(i)所述挂车栓钩接收器包括被配置为沿着轴线接合挂车栓钩臂的开口，(ii)所述两个磁弹性销包括垂直于所述轴线且在所述轴线上居中而定向的第一磁弹性销和第二磁弹性销，(iii)所述第一磁弹性销被配置为使用圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘，并且(iv)所述第二磁弹性销被配置为使用椭圆形耦接器将所述挂车栓钩接收器耦接到所述底盘。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述第二磁弹性销被配置为响应于纵向力而在所述椭圆形耦接器内滑动，所述方法还包括：

确定所述第一磁弹性销已沿第一方向挠曲了第一量；

确定所述第二磁弹性销已沿所述第一方向挠曲了第二量；

响应地确定所述纵向力正作用于所述挂车栓钩接收器上；以及

基于所述第一量与所述第二量之间的差异来确定所述纵向力的量值。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述多个传感器包括对应于所述第一磁弹性销和所述第二磁弹性销中的每一者的两个或更多个传感器，所述方法还包括：

基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；以及

响应地确定横向力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

19.如权利要求16所述的方法，其中所述多个传感器包括对应于所述第一磁弹性销和所述第二磁弹性销中的每一者的两个或更多个传感器，所述方法还包括：

基于对应于所述第一磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第一磁弹性销的第一端沿第一方向进行挠曲，而所述第一磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的第二方向进行挠曲；

基于对应于所述第二磁弹性销的所述两个或更多个传感器而确定所述第二磁弹性销的第一端沿所述第一方向进行挠曲，而所述第二磁弹性销的第二端沿与所述第一方向相反的所述第二方向进行挠曲；以及

响应地确定旋转力正作用于所述挂车栓钩接收器上。

20.如权利要求14所述的方法，其还包括：

基于所述力的所述量值来估计耦接到所述挂车栓钩接收器的挂车的质量。

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