CN111845770A - 用于识别车辆的拖挂车的系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于识别车辆的拖挂车的系统及其方法。车辆的拖挂车识别装置包括：传感器、控制器以及拖挂车模式控制器，所述传感器感测车辆与后方物体之间的距离值；所述控制器根据车辆的内部信号和距离值检测是否连接了拖挂车，并且预测基于车辆模型的第一牵引角以及基于传感器的第二牵引角，以产生控制信号；所述拖挂车模式控制器响应于控制信号控制车辆的拖挂车模式。

Description

用于识别车辆的拖挂车的系统及其方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求2019年4月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0046761的优先权权益，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明涉及车辆的拖挂车识别装置及其方法，更具体地，涉及通过使用与拖挂车连接的车辆中的超声波传感器来识别拖挂车的技术。
背景技术
通常，为了安全和方便，可以在车辆中安装各种用于防止驾驶员安全事故的服务装置。这些车辆装置的后置传感器可以利用语音或文字通知与后方障碍物的距离，从而使倒车的驾驶员能够容易地识别与后方障碍物的距离。
由于驾驶员不需要通过单独的显示装置识别距离，车辆的后方检测系统可以降低事故风险。因此，最近，后方检测系统已安装在车辆中。
然而，由于后置传感器将安装的拖挂车识别为车辆后方的障碍物，所以当拖挂车等安装在车辆后方时，传统的车辆的后方检测系统可能无法执行后置传感器的功能。因此，驾驶员可能会变得不舒服。
发明内容
本发明致力于解决现有技术中产生的上述问题，同时完整地保持现有技术所实现的优点。
本发明的一方面提供了一种车辆的拖挂车识别装置及其方法，该装置通过预测车辆模型的牵引角和超声波传感器的牵引角来识别拖挂车，从而主动地确定是否安装了拖挂车。
本发明要解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明所属领域的技术人员通过以下描述将清楚地理解本文未提及的任何其它技术问题。
根据本发明的示例性实施方案，一种车辆的拖挂车识别装置包括：传感器、控制器以及拖挂车模式控制器，所述传感器感测车辆与后方物体之间的距离值；所述控制器根据车辆的内部信号和距离值来检测是否连接了拖挂车，并且预测基于车辆模型的第一牵引角以及基于传感器的第二牵引角，以产生控制信号；所述拖挂车模式控制器响应于控制信号控制车辆的拖挂车模式。
根据本发明的另一示例性实施方案，一种车辆的拖挂车识别方法包括：在车辆的直行状态下从传感器接收距离值，以确定是否在车辆的后侧检测到物体；预测基于车辆模型的第一牵引角以及预测基于传感器的距离值的第二牵引角；将第一牵引角与第二牵引角进行匹配以确定是否连接了拖挂车；当确定出连接了拖挂车时，控制车辆的拖挂车模式。
附图说明
通过以下的结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1是示出了根据本发明示例性实施方案的车辆和拖挂车的系统配置图；
图2是根据本发明示例性实施方案的车辆的拖挂车识别装置的框图；
图3是图2的偏移校正装置的详细框图；
图4是用于描述图3的横摆率计算装置的示意图；
图5是用于描述图2的后方物体检测装置的示意图；
图6是用于描述图2的车辆模型牵引角预测装置的示意图；
图7是用于描述图2的超声波传感器牵引角预测装置的示意图；
图8是图2的牵引角匹配装置的详细框图；
图9是图2的拖挂车确定装置的详细框图；
图10A和图10B是根据本发明另一示例性实施方案的车辆的拖挂车识别方法的流程图；以及
图11至图14是用于描述应用图2的拖挂车模式控制器200的示例的示意图。
附图标记说明
10：超声波传感器
11：通信器
100：控制器
200：拖挂车模式控制器。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方案。
图1是示出了根据本发明示例性实施方案的车辆和拖挂车的系统配置图。
参照图1，在本发明的示例性实施方案中，拖挂车3可安装在车辆1的后侧。车辆1包括在后侧的传感器10(例如，超声波传感器)以识别拖挂车3是否连接。
本发明的实施方案示例为四个超声波传感器10，所述四个超声波传感器10以特定间隔包括在车辆1的后侧。然而，包括在车辆1中的超声波传感器10的数量不限于此。本发明的示例性实施方案可包括传感器10，该传感器10包括超声波传感器。但是，传感器的类型并不限于此。
在本发明中，可以主动识别连接到车辆1的后侧的拖挂车3。这样，在本发明的实施方案中，即使驾驶员没有进入单独的模式，也可以激活与拖挂车3是否安装相关的车辆控制功能，从而为驾驶员提供便利性和稳定性。
图2是根据本发明示例性实施方案的车辆的拖挂车识别装置的框图。
参照图2，根据本发明的示例性实施方案，车辆1可包括超声波传感器10、通信器11、控制器100和拖挂车模式控制器200。控制器100可包括偏移校正装置110、后方物体检测装置120、车辆模型牵引角预测装置130、传感器牵引角预测装置140(例如，超声波传感器牵引角预测装置)、牵引角匹配装置150、拖挂车确定装置160和重置装置170。
这里，超声波传感器10可以利用超声波感测车辆1与后方物体之间的距离。此外，通信器11可以接收车辆1的内部信号，以将车辆1的内部信号发送到控制器100。
例如，通信器11可以经由控制器局域网(CAN)总线接收车辆1的内部信号，以将车辆1的内部信号发送到控制器100。从通信器11接收的车辆1的内部信号是用于确定车辆1的状态(诸如车速、转向角、横摆率(旋转角速度)等)的信号。
此外，控制器100可以从超声波传感器10接收与后方物体的距离值，并且可以从通信器11接收内部信号。控制器100可以根据与后方物体的距离值和内部信号来产生控制信号，并且可以将该控制信号发送到拖挂车模式控制器200。
这里，控制器100可以是诸如处理器(例如，电子控制单元(ECU)或微控制单元(MCU))的硬件，可以是由硬件执行的软件，或者可以是通过将硬件和软件组合所形成的集合。
在一些实施方案中，控制器100可以控制以下各个装置的功能：偏移校正装置110、后方物体检测装置120、车辆模型牵引角预测装置130、传感器牵引角预测装置140、牵引角匹配装置150、拖挂车确定装置160和重置装置170。或者，控制器100可包括嵌入其中的偏移校正装置110、后方物体检测装置120、车辆模型牵引角预测装置130、传感器牵引角预测装置140、牵引角匹配装置150、拖挂车确定装置160以及重置装置170。
偏移校正装置110可以从通信器11接收内部信号以校正横摆率。偏移校正装置110确定车辆1为停止或直行的状态。
此外，后方物体检测装置120根据通过超声波传感器10感测到的与后方物体的距离值以及偏移校正装置110的输出信号来检测车辆1的后方是否存在物体。例如，当偏移校正装置110确定出车辆1直行时，后方物体检测装置120可以从超声波传感器10接收距离值。
车辆模型牵引角预测装置130响应于内部信号和后方物体检测装置120的输出信号来预测基于车辆模型的拖挂车牵引角。此外，超声波传感器牵引角预测装置140根据该距离值和后方物体检测装置120的输出信号来预测基于超声波传感器10的拖挂车牵引角。
牵引角匹配装置150将从车辆模型牵引角预测装置130和超声波传感器牵引角预测装置140施加的两个预测值相互匹配。拖挂车确定装置160响应于牵引角匹配装置150的输出来确定拖挂车3是否连接到车辆1。
重置装置170响应于拖挂车确定装置160的输出，对是否重置超声波传感器10进行控制。也就是说，当拖挂车确定装置160最终确定出拖挂车3连接时，重置装置170可以关闭超声波传感器10。
另外，重置装置170响应于拖挂车确定装置160的输出，在车辆1的停放期间以及点火装置启动/关闭期间，对是否重置超声波传感器10和控制器100进行控制。例如，当车辆1停放时或者点火装置启动/关闭时，重置装置170可以控制超声波传感器10关闭。
此外，重置装置170可以接收后方物体检测装置120的检测结果。也就是说，当后方物体检测装置120没有检测到后方物体时，重置装置170可以关闭超声波传感器10，从而使超声波传感器10不会不必要地工作。
拖挂车模式控制器200响应于拖挂车确定装置160的输出信号而控制车辆1的拖挂车模式。
例如，拖挂车模式控制器200可以利用由控制器100检测到的信号来控制高级驾驶员辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)和电子稳定性控制器(electronic stability controller,ESC)(其主动控制制动功率以使车辆稳定)等。也就是说，拖挂车模式控制器200可以根据控制器100检测到的信息来调整ADAS、ESC等工作的时间点和控制程度。在另一个实施方案中，当检测到拖挂车3安装于车辆1时，拖挂车模式控制器200可以避免后方停车的过度警告声(后方防撞警告声)。
图2中的实施方案示例为拖挂车模式控制器200单独地包括在控制器100的外部。然而，本发明的实施方案不限于此。拖挂车模式控制器200可以包括在控制器100中。
一般的车辆需要单独的角度检测传感器来测量后方拖挂车与牵引车之间的牵引角。然而，在本发明的实施方案中，可以使用安装在车辆1的后方的停车辅助超声波传感器10来主动地确定拖挂车3是否安装。另外，在本发明的实施方案中，拖挂车模式可以通过在没有单独的角度检测传感器的情况下估算牵引角并且通过估算拖挂车3的轴距而进行控制。
图3是图2的偏移校正装置110的详细框图。
参照图3，偏移校正装置110可包括停止状态确定装置111、横摆率校正装置112、横摆率计算装置113和直行确定装置114。
这里，停止状态确定装置111响应于从通信器11施加的内部信号确定车辆1的停止状态。也就是说，停止状态确定装置111接收内部信号中的车速，然后当车速不大于特定速度时，确定车辆1处于停止状态。
此外，横摆率校正装置112可以根据停止状态确定装置111的确定结果来校正横摆率。也就是说，横摆率校正装置112将车辆1处于停止状态时的横摆率值定义为横摆率偏移。横摆率校正装置112可以通过减去车辆1处于停止状态时的横摆率偏移来校正横摆率。
横摆率计算装置113基于车辆模型(自行车模型)计算横摆率。横摆率计算装置113可以通过二自由度车辆模型来计算当前横摆率。
直行确定装置114确定车辆1的直行状态。例如，直行确定装置114将由横摆率校正装置112校正的横摆率值与由横摆率计算装置113计算的横摆率值进行比较。当两个横摆率值都在特定值内时，直行确定装置114确定车辆1处于直行状态。另外，当确定出车辆1处于直行状态时，控制器100开启超声波传感器10以接收距离值。
图4是图3的横摆率计算装置113的简化的车辆模型的示意图。
参照图4，Fyf表示关于车辆前车轮的横向力变化；Fyr表示关于车辆后车轮的横向力变化；Vx表示车速；“r”表示横摆率；df表示前车轮转向角；If表示从车辆质心到前车轮中心的纵向距离；Ir表示从车辆质心到后车轮中心的纵向距离；Vr表示车轮位置速度；Mz表示横摆率变化；“B”表示侧滑角；“L”表示从前车轮中心到后车轮中心的纵向距离。
横摆率计算装置113是基于图4所示的二自由度车辆模型，并通过利用以下等式1计算当前横摆率。
[等式1]
Figure BDA0002209342980000071
在上面的等式1中，“B”表示侧滑角；“r”表示横摆率值；“m”表示车辆质量；Vx表示车速；Cf表示前车轮的转向刚性；Cr表示后车轮的转向刚性；If表示车辆质心与前桥之间的距离；Ir表示车辆质心与后桥之间的距离；Iz表示z轴(垂直于车辆的行驶平面的轴)方向上的车辆惯性；δf表示转向角。在等式1中，车速Vx可以从通信器11输入，而其余参数可以根据车辆的特性预先确定。
图5是用于描述图2的后方物体检测装置120的示意图。
参照图5，后方物体检测装置120从超声波传感器10接收与后方物体的距离值。这里，从超声波传感器10接收的每个距离值可以表示为L1至L4。此外，后方物体检测装置120可以输出指示是否存在后方物体的检测信号以及拖挂车3的布局距离TL。
后方物体检测装置120根据所接收的距离值L1至L4的每一个来检测后方物体。例如，后方物体检测装置120确定先前测量距离值与从超声波传感器10接收的距离值L1、L2、L3或L4之间的差是否保持小于或等于特定值。
当距离值的差保持小于或等于该特定值时，后方物体检测装置120对所接收的距离值L1至L4求平均。后方物体检测装置120可以将平均距离值设定为拖挂车3的布局距离TL。
图6是用于描述图2的车辆模型牵引角预测装置130的示意图。
参照图6，车辆模型牵引角预测装置130基于车辆模型预测拖挂车3与车辆1之间的角度(牵引角)。
车辆模型牵引角预测装置130基于车辆模型预测车辆1的转弯半径。例如，车辆模型牵引角预测装置130可以使用车辆的动力学模型预测车辆1的转弯半径。
本发明的实施方案示例为车辆模型牵引角预测装置130通过使用车辆的动力学模型预测转弯半径。然而，本发明的实施方案不限于此。车辆模型牵引角预测装置130可以基于横摆率传感器、转向角速度、车轮速度中的至少一个来预测控制车辆的转弯路径。
在车辆的动力学模型中，R1表示从中心点D到车辆前车轮轴线A的距离；R2表示从中心点D到车辆后车轮轴线B的距离；R3表示从中心点D到拖挂车3的车轮轴线C的距离。此外，R1与R2之间的角度表示为“δ”，R2与R3之间的角度(牵引角)表示为“θ”。
车辆模型牵引角预测装置130可以利用下面的等式2预测车辆1的转弯半径。
[等式2]
Figure BDA0002209342980000081
在上面的等式2中，δ表示转向角；Lf表示质心G与前车轮轴线A之间的距离；Lr表示质心G与后车轮轴线B之间的距离。值R2可以通过计算车辆1的转向角δ和质心G与前车轮轴线之间的距离值Lf以及质心G与后车轮轴线之间的距离值Lr而获得。
此外，可以通过将设定为拖挂车3的初始值的轴距Td反映到上述值R2来获得值R3。用于获得值R3的等式在下面的等式3中示出。
[等式3]
Figure BDA0002209342980000082
在上面的等式3中，Pd表示从车辆1的后车轮轴线B到枢轴点P的距离；Td表示拖挂车3的车轮轴线C(虚拟设定值)与枢轴点P之间的距离(拖挂车的轴距值)。
车辆模型牵引角预测装置130可以通过将R2和R3反应到动力学方程来获得拖挂车3的牵引角θkm。用于获得基于车辆模型的牵引角θkm的动力学方程在下面的等式4中示出。
[等式4]
Figure BDA0002209342980000083
当从计算装置162接收到更新信号UPDATE时，车辆模型牵引角预测装置130可以再次计算车辆模型的牵引角。例如，当两个牵引角θkm与θUS(θUS将随后描述)之间的差值不小于特定值时，可以根据更新的参数“Td”再次计算车辆模型的牵引角。
图7是用于描述图2的超声波传感器牵引角预测装置140的示意图。
参照图7，超声波传感器牵引角预测装置140基于超声波传感器10预测拖挂车3与车辆1之间的角度(牵引角)。
可以基于图5中计算出的拖挂车3的布局距离TL以及由超声波传感器10测量的当前距离值L1至L4来计算牵引角θUS。用于计算牵引角θUS的等式在下面的等式5至等式7中示出。
[等式5]
Figure BDA0002209342980000091
[等式6]
Figure BDA0002209342980000092
[等式7]
Figure BDA0002209342980000093
控制器100从超声波传感器10接收车辆1与拖挂车3之间的距离值L1至L4。当车辆1以与图7中所示半径相同的半径转弯时，根据拖挂车3的布局距离TL与超声波传感器10所测量的距离值L1至L4之间的差来分别定义变化值ΔL1至ΔL4。此外，可以分别利用超声波传感器10的固定点之间的距离值D1至D3来计算改变的牵引角θUS1至θUS3。
参照上面的等式5至等式7，可以通过对超声波传感器10的固定点之间的距离值D1至D3以及计算出的变化值ΔL1至ΔL4进行计算来获得改变的牵引角θUS1至θUS3。
[等式8]
Figure BDA0002209342980000094
另外，如上面的等式8所示，通过对分别根据距离值D1至D3而变化的牵引角θUS1至θUS3求平均来计算最终的牵引角θUS。这里，根据车辆1的转弯半径，可以不测量距离值L1或距离值L4。在这种情况下，通过对除了相应值(不测量的距离值)之外的其余牵引角求平均来计算拖挂车3的最终的牵引角θUS。
图8是图2的牵引角匹配装置150的详细框图。
参照图8，牵引角匹配装置150包括车速确定装置151、牵引角确定装置152、牵引角符号确定装置153和牵引角比较器154。
这里，车速确定装置151可以检测车速以确定车辆1是否处于可靠状况。即，确定车速是否不大于特定值，从而提高由超声波传感器10测量的距离值的可靠性以及车辆的动力学模型的可靠性。
例如，在车辆1的速度是中速或高速的状态下，超声波传感器10的距离值可能失真，并且车辆的动力学模型的可靠性可能变差。因此，当车速不大于特定速度(低速)时，车速确定装置151确定出车辆1在可靠范围内，从而将匹配开始信号发送到牵引角确定装置152。
牵引角确定装置152在激活匹配开始信号时确定牵引角的范围。牵引角确定装置152确定从车辆模型牵引角预测装置130施加的牵引角θkm以及从超声波传感器牵引角预测装置140施加的牵引角θUS是否包括在特定范围内。
当两个牵引角θkm和θUS都包括在特定范围内时，牵引角确定装置152确定出车辆1继续直行。也就是说，当两个牵引角θkm和θUS都包括在特定范围内时，牵引角确定装置152确定出该路段是车辆1的牵引角几乎不变化的路段。这样，牵引角确定装置152将该路段应用为死区，从而防止频繁地确定牵引角。
此外，牵引角符号确定装置153确定通过牵引角确定装置152应用了死区的两个牵引角θkm和θUS的符号是否彼此相同。当两个牵引角θkm和θUS的符号彼此相同时，牵引角符号确定装置153将匹配信号输出到牵引角比较器154。
另外，当从牵引角符号确定装置153施加匹配信号时，牵引角比较器154比较两个牵引角θkm和θUS之间的差值。当两个牵引角θkm和θUS之间的差值不大于特定值时，牵引角比较器154确定出拖挂车3连接，然后激活连接信号。
图9是图2的拖挂车确定装置160的详细框图。
拖挂车确定装置160包括拖挂车连接确定装置161和计算装置162。
这里，拖挂车连接确定装置161响应于从牵引角比较器154施加的连接信号，最终确定安装于车辆1的物体是否是拖挂车3。
当从牵引角比较器154施加的连接信号在特定时间期间保持激活状态时，拖挂车连接确定装置161确定出拖挂车3最终连接到车辆1。当拖挂车3连接时，拖挂车连接确定装置161可以将确定信号输出到重置装置170和拖挂车模式控制器200。
计算装置162确定两个牵引角θkm和θUS的符号是否彼此相同但差值不小于特定值。例如，当两个牵引角θkm和θUS的差值不小于特定值时，计算装置162向车辆模型牵引角预测装置130发送信号UPDATE，以用于更新图6中描述的参数“Td”的值(拖挂车的轴距值)。
此外，当车辆模型的牵引角大于特定值时，计算装置162可以减小参数“Td”的值，当车辆模型的牵引角小于特定值时，计算装置162可以增加参数“Td”的值。
此外，当两个牵引角θkm和θUS的差值在特定时间期间保持小于或等于特定值时，计算装置162可以将牵引角值发送到拖挂车模式控制器200。
图10A和图10B是根据本发明另一示例性实施方案的车辆的拖挂车识别方法的流程图。
参照图10A，在步骤S1中，偏移校正装置110从通信器11接收诸如转向角、横摆率、车速等的内部信号。在步骤S2中，停止状态确定装置111确定车辆1是否处于停止状态。当在步骤S2中车辆1不处于停止状态时，过程进行到步骤S1。另一方面，当车辆1处于停止状态时，在步骤S3中，横摆率校正装置112校正当前横摆率值的横摆率偏移。
之后，在步骤S4中，直行确定装置114确定车辆1是否直行。当在步骤S4中车辆1没有直行时，过程进行到步骤S1。另一方面，当车辆1直行时，在步骤S5中，控制器100从超声波传感器10接收距离值。
当确定出车辆1直行时，超声波传感器10开启。这样，在步骤S6中，后方物体检测装置120从超声波传感器10接收距离值，以确定是否在车辆1的后方检测到物体。在步骤S7中，后方物体检测装置120确定先前测量距离值与通过超声波传感器10感测的当前距离值L1、L2、L3或L4之间的差是否保持小于或等于特定值。
当在步骤S6中在车辆1的后方没有检测到物体时，或者当在步骤S7中距离值的差没有保持小于或等于特定值时，过程进行到步骤S15和步骤S16，然后超声波传感器10关闭。
另一方面，在车辆1的后方检测到物体之后，当距离值的差保持小于或等于特定值时，在步骤S8中，后方物体检测装置120对检测到的距离值求平均，以将平均值设定为拖挂车3的布局距离TL。
参照图10B，在步骤S9中，车辆模型牵引角预测装置130响应于车辆1的内部信号预测基于车辆的动力学模型的牵引角。此外，在步骤S10中，超声波传感器牵引角预测装置140基于超声波传感器10的距离值预测牵引角。
之后，在步骤S11中，车速确定装置151确定车辆1的当前车速是否不大于特定速度，以确保每个牵引角的可靠性。当车速不小于特定值时，过程进行到步骤S9和步骤S10。另一方面，当车辆1的车速不大于特定速度时，在步骤S12中，牵引角符号确定装置153确定由车辆模型牵引角预测装置130和超声波传感器牵引角预测装置140预测的两个牵引角值的符号是否彼此相同。
当两个牵引角值的符号彼此相同时，在步骤S13中，牵引角比较器154确定两个牵引角值之间的差是否不大于特定值。当两个牵引角值之间的差不小于特定值时，过程进行到步骤S9和步骤S10。另一方面，当两个牵引角值之间的差不大于特定值时，在步骤S14中，拖挂车连接确定装置161确定两个牵引角值之间的差是否在特定时间期间保持小于或等于特定值。
当两个牵引角值之间的差没有保持小于或等于特定值时，过程进行到步骤S9和步骤S10。此外，在步骤S9中，车辆模型牵引角预测装置130根据更新的拖挂车轴距值Td再次计算牵引角。
另一方面，当在步骤S14中两个牵引角值之间的差保持小于或等于特定值时，输出指示拖挂车是否最终连接的确定信号。另外，在步骤S15中，将由计算装置162计算的牵引角值发送到拖挂车模式控制器200，并且关闭超声波传感器10。之后，在步骤S16中，重置装置170在车辆1停放的状态下或者当点火装置启动/关闭时重置控制器100的逻辑。
图11是用于描述应用图2的拖挂车模式控制器200的示例的实施方案。
高级驾驶员辅助系统(ADAS)为驾驶员提供了更多的便利性和安全功能，高级驾驶员辅助系统最近以各种形式应用于生产的车辆。
ADAS可以包括智能巡航控制(Smart Cruise Control,SCC)模块，该智能巡航控制(SCC)模块通过以下方式执行自动驾驶：检测行驶环境信息中前车的行驶信息，以根据检测到的前车的行驶信息使本车自动加速或减速。
一般的SCC模块不具有根据是否牵引了拖挂车的单独模式。因此，由驾驶员设定的车间距和车速可能使车辆的行为不稳定且危险。
在本发明的实施方案中，可以通过应用上述图1至图10B来主动确定是否牵引了拖挂车。因此，在SCC模块的工作期间可以考虑是否牵引了拖挂车。例如，根据本发明的实施方案的拖挂车模式控制器200可以根据控制器100的确定结果增加每个水平的车间距的设定距离，并且可以使车辆的限速主动设定。
SCC模块工作期间的车间距需要根据车辆的当前速度确保制动距离。然而，在车辆装配了拖挂车的情况下，可以增加制动距离。另外，即使车辆缓慢转弯，但是突然输入制动力时，也可能发生弯成V字形的现象(拖挂车与牵引车在惯性的作用下碰撞的现象)(参见情形1和情形2)。
因此，当确定出拖挂车连接到车辆时，根据本发明的实施方案的拖挂车模式控制器200可以将制动距离设定为充分确保安全性。例如，SCC模块可以将固定倍数(F)应用于由驾驶员设定的车间距水平的初始设定值“E”，从而调整车间距(参见情形3和情形4)。
同时，ADAS可以包括前方防撞(Forward Collision Avoidance,FCA)系统，该前方防撞(FCA)系统在车辆的行驶状况下确定与对向车辆或交叉车辆碰撞的风险，并且在碰撞的情况下通过紧急制动避免碰撞。当装配了拖挂车的车辆高速行驶时，拖挂车可能失去稳定性并且可能导致严重事故，如情形2中所示。
当FCA系统检测到前方碰撞的情况时，根据本发明的实施方案的拖挂车模式控制器200可以主动地将边界值变为与长距离相对应的值。如情形4所示，本发明的实施方案可以通过限制车辆的最大速度来实现安全驾驶。
图12是用于描述应用图2的拖挂车模式控制器200的示例的另一实施方案。
当牵引拖挂车的车辆转弯时，连接到车辆后方的拖挂车可能与周围障碍物发生碰撞，从而可能发生重大事故(参见情形5)。
在本发明的实施方案中，可以通过应用上述图1至图10B来主动确定是否存在拖挂车。这样，根据本发明的实施方案的拖挂车模式控制器200可以在进入拖挂车模式时向驾驶员通知车辆的可转弯的轨迹，从而防止与障碍物或其它车辆发生碰撞。
例如，在本发明的实施方案中，可以通过利用安装在车辆中的前置摄像机和地图信息来识别前方弯路的曲率、车辆宽度、护栏(侧面的障碍物或道路边界)等。
根据本发明的实施方案的拖挂车模式控制器200可以根据从控制器100输出的车辆与拖挂车之间的牵引角以及拖挂车的轴距的估算值“Td”(在拖挂车宽度的情况下，可以遵循拖挂车的规格)来预测车辆的行驶路线中碰撞的可能性。拖挂车模式控制器200可以预测车辆的碰撞可能性，从而使驾驶员能够认识到碰撞可能性，然后可以通知驾驶员：驾驶员可以以更大的转弯半径驾驶车辆。
图13是用于描述应用图2的拖挂车模式控制器200的示例的又一实施方案。
参照图13，当车辆1中存在后置摄像机300时，可以利用后置摄像机300的图像信息来检测后方物体。
根据本发明的示例性实施方案的拖挂车模式控制器200可以跟踪由后置摄像机300在转弯方向上检测到的物体的布局的移动，从而提高驾驶稳定性的可靠性。
图14是用于描述应用图2的拖挂车模式控制器200的示例的再一实施方案。
参照图14，拖挂车模式控制器200可以在组合仪表板的屏幕上显示是否牵引了拖挂车，使得驾驶员可以基于是否存在拖挂车来选择车辆模式。
例如，即使当驾驶员没有手动选择拖挂车模式时，拖挂车模式控制器200也可以主动确定拖挂车牵引模式。这样，在本发明的实施方案中，可以通过建议驾驶员激活拖挂车模式来激活各种功能，从而防止在车辆发生危险情况下造成损伤。
本发明所属领域的技术人员可以在不改变技术理念或必要特征的情况下以其它特定形式实施本发明，因此应当理解，上述实施方案在所有方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由描述的权利要求而非具体实施方式来限定，本发明的范围或权利要求以及源自等同构思的所有修改或改变的形式应当被解释为都包括在本发明的范围内。
在本发明的示例性实施方案中，可以通过预测车辆模型的牵引角和超声波传感器的牵引角来识别拖挂车，从而主动确定是否安装了拖挂车。
另外，本发明的实施方案是出于说明的目的，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改、添加和替换，并且这些修改等属于所附的权利要求书。
尽管本发明已经在上文参考示例性实施方案和附图进行描述，但是本发明并不限于此，本发明所属领域的技术人员可以进行各种不同方式的改变和修改，而不会脱离由所附权利要求书所要求保护的本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种车辆的拖挂车识别装置，该装置包括：
传感器，其配置为感测车辆与后方物体之间的距离值；
控制器，其配置为：
根据车辆的内部信号和所述距离值检测是否连接了拖挂车，
预测基于车辆模型的第一牵引角以及基于传感器的第二牵引角，以产生控制信号；以及
拖挂车模式控制器，其配置为响应于控制信号控制车辆的拖挂车模式。
2.根据权利要求1所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述内部信号包括车辆的转向角、车速或横摆率的至少一个或多个的信号。
3.根据权利要求1所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述控制器包括：
偏移校正装置，其配置为接收内部信号以校正横摆率偏移；
后方物体检测装置，其配置为检测后方物体；
车辆模型牵引角预测装置，其配置为预测基于车辆模型的第一牵引角；
传感器牵引角预测装置，其配置为预测基于传感器的第二牵引角；
牵引角匹配装置，其配置为将第一牵引角与第二牵引角进行匹配；以及
拖挂车确定装置，其配置为：
响应于牵引角匹配装置的输出确定是否连接了拖挂车，
产生控制信号。
4.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述偏移校正装置包括：
停止状态确定装置，其配置为响应于内部信号确定车辆是否处于停止状态；
横摆率校正装置，其配置为应用车辆处于停止状态时的横摆率偏移来校正第一横摆率值；
横摆率计算装置，其配置为基于车辆模型计算第二横摆率值；
直行确定装置，其配置为确定车辆是否直行。
5.根据权利要求4所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述横摆率计算装置配置为基于二自由度车辆模型来计算第二横摆率值。
6.根据权利要求4所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述直行确定装置配置为：
将由横摆率校正装置校正的第一横摆率值与由横摆率计算装置计算出的第二横摆率值进行比较，
当第一横摆率值和第二横摆率值的每一个都在特定值内时，确定出车辆直行。
7.根据权利要求4所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述后方物体检测装置配置为：当直行确定装置的确定结果指示车辆直行时，从所述传感器接收所述距离值。
8.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述后方物体检测装置配置为：当先前测量距离值与所述距离值之间的差保持小于或等于特定值时，对所述距离值求平均以设定拖挂车的布局距离。
9.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述车辆模型牵引角预测装置配置为：
利用车辆的动力学模型预测转弯半径，
通过反映拖挂车的轴距值计算第一牵引角。
10.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述车辆模型牵引角预测装置配置为：当从拖挂车确定装置接收到更新信号时，通过反映更新的拖挂车的轴距值再次计算牵引角。
11.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述拖挂车确定装置配置为：当第一牵引角与第二牵引角之间的差值不小于特定值时，将用于更新拖挂车的轴距值的更新信号输出到车辆模型牵引角预测装置。
12.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述传感器牵引角预测装置配置为：
将由后方物体检测装置设定的拖挂车的布局距离与感测的距离值的差定义为变化值，
利用所述变化值计算改变的牵引角。
13.根据权利要求12所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述传感器牵引角预测装置配置为：
利用传感器的固定点之间的距离值以及计算出的所述变化值来计算改变的牵引角，
对所述改变的牵引角求平均以计算第二牵引角。
14.根据权利要求13所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述传感器牵引角预测装置配置为：
对距离值中不测量的距离值以外的其余牵引角求平均以计算第二牵引角。
15.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述牵引角匹配装置包括：
车速确定装置，其配置为确定车辆的车速是否不大于特定速度；
牵引角确定装置，其配置为确定第一牵引角和第二牵引角是否在特定范围内，以在车辆的直行状态下应用死区；
牵引角符号确定装置，其配置为确定第一牵引角的符号与第二牵引角的符号是否相同；
牵引角比较器，其配置为比较第一牵引角与第二牵引角之间的差值。
16.根据权利要求15所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述牵引角比较器配置为：当第一牵引角与第二牵引角之间的差值不大于特定值时，确定连接了拖挂车，从而激活连接信号。
17.根据权利要求3所述的车辆的拖挂车识别装置，其中，所述控制器还包括重置装置，所述重置装置配置为：响应于拖挂车确定装置和后方物体检测装置的输出来控制是否重置所述传感器和所述控制器。
18.一种车辆的拖挂车识别方法，该方法包括：
在车辆的直行状态下从传感器接收距离值，以确定是否在车辆的后侧检测到物体；
预测基于车辆模型的第一牵引角以及预测基于距离值的第二牵引角；
将第一牵引角与第二牵引角进行匹配，以确定是否连接了拖挂车；
当确定出连接了拖挂车时，控制车辆的拖挂车模式。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，接收距离值包括：
当车辆处于停止状态时，接收车辆的内部信号以校正横摆率偏移；
当先前测量距离值与传感器感测的距离值之间的差保持小于或等于特定值时，对所述感测的距离值求平均以将平均距离值设定为拖挂车的布局距离。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，将第一牵引角与第二牵引角进行匹配包括：
当车辆的车速不大于特定速度时，确定第一牵引角的符号与第二牵引角的符号是否相同；
如果两个牵引角值之间的差不大于特定值，当两个牵引角值之间的差在特定时间段内保持小于或等于特定值时，确定连接了拖挂车。
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