CN112208511A

CN112208511A - 具有针对中断操作的切换过程的辅助挂接系统

Info

Publication number: CN112208511A
Application number: CN202010654487.0A
Authority: CN
Inventors: 卢克·尼维亚多姆斯基; 罗杰·特朗布利; 阿纳夫·夏尔马
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2021-01-12
Also published as: US20210009143A1; DE102020117805A1; US20210380120A1; US11124201B2

Abstract

本公开提供了“具有针对中断操作的切换过程的辅助挂接系统”。一种车辆挂接辅助系统包括：转向系统，其包括车辆方向盘；动力传动系统控制系统，其包括加速器和挡位选择器；制动系统，其包括行车制动器和驻车制动器；以及控制器。所述控制器执行自动挂接操纵；监测所述系统的中断事件。在识别出标准中断事件之后，所述控制器：致使所述方向盘移动到居中位置；致使所述挡位选择器接合驻车模式；接合所述驻车制动器；以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。在识别出异常中断事件之后，所述控制器在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

Description

具有针对中断操作的切换过程的辅助挂接系统

技术领域

本发明总体上涉及一种用于辅助车辆-挂车挂接操作的系统。具体地，本公开涉及一种具有用于系统对转向系统控制的获取和切换的改进过程的系统。

背景技术

将挂车挂接到车辆可能是既困难又耗时的体验。具体地，依据挂车相对于车辆的初始位置，将车辆挂接球与期望的挂车挂接件对准可需要使用多个转向操纵进行协调的反复的向前和倒退驾驶来适当地定位车辆。此外，在适当的挂接球对准所需的大部分驾驶的过程中，无法看到挂车挂接件，并且在普通情况下，驾驶员实际上永远无法看到挂接球。这种视线缺乏需要基于关于特定车辆和挂车的经验来推断挂接球和挂接件的定位，并且可能仍然需要多次停车和走出车辆来确认对准或留意用于一组后续操纵的适当校正。此外，挂接球与车辆后保险杠的接近意味着任何过冲都可能导致车辆与挂车之间的无意的接触。因此，可能需要进一步的改进。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种车辆挂接辅助系统包括：转向系统，所述转向系统包括车辆方向盘；动力传动系统控制系统，所述动力传动系统控制系统包括加速器和挡位选择器，所述挡位选择器在驻车模式、前进模式与倒车模式之间配置所述动力传动系统控制系统；制动系统，所述制动系统包括用于使所述车辆减慢至停止的行车制动器和用于使所述车辆维持在停止的驻车制动器；以及控制器。所述控制器执行自动挂接操纵，所述自动挂接操纵包括控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统；监测所述系统的中断事件；以及检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者。在识别出所述标准中断事件之后，所述控制器：致使所述方向盘移动到居中位置；致使所述挡位选择器接合驻车模式；接合所述驻车制动器；以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。在识别出所述异常中断事件之后，所述控制器在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

本公开的第一方面的实施例可包括以下特征中的任一者或组合：

·所述控制器还在检测到所述中断事件之后将所述中断事件分类为暂停事件或中止事件。如果所述中断事件是暂停事件，则所述控制器在等待用户发起的重新开始请求的同时维持活动状态，并且如果所述中断事件是中止事件，则所述控制器进入停用状态，包括终止所述自动挂接操纵；

·当接收到所述用户发起的重新开始请求时，所述控制器获取对所述转向系统、动力传动系统控制系统和制动系统的控制；

·所述系统还包括门传感器，并且所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件分类为暂停事件：用户对所述方向盘的干预、所述用户对挡位选择器的配置的改变，或所述门传感器指示多个车门中的至少一者被打开；

·所述系统还包括系统故障传感器，并且所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件识别为中止事件：用户对所述自动挂接操纵的取消，或所述系统故障传感器识别出系统故障；

·所述控制器还在基于用户-系统输入装置指示用户对所述自动挂接操纵的取消而识别出所述异常中断事件之后不致使所述挡位选择器接合驻车模式或接合所述驻车制动器；

·所述系统还包括门传感器和用户-系统输入装置，并且所述控制器还在基于以下各项中的一者而识别出所述异常中断事件之后接合所述驻车制动器，但不致使所述挡位选择器接合所述驻车模式：所述转向系统指示用户对所述方向盘的干预、所述动力传动系统控制系统指示用户对所述挡位选择器的配置的改变，或所述门传感器指示多个车门中的至少一者被打开；

·所述系统还包括系统故障传感器和车辆速度传感器，并且所述控制器基于以下各项中的一者来识别所述标准中断事件：所述车辆速度传感器在所述自动挂接操纵完成之前指示车辆静止状况，或所述系统故障传感器识别出系统故障；

·当执行自动挂接操纵时，所述控制器还致使禁用车辆紧急制动系统和后方物体检测系统，并且在识别出用户中断事件或系统中断事件中的一者之后，所述控制器允许重新激活所述车辆紧急制动系统和所述后方物体检测系统；

·所述转向系统还包括安装在所述车辆的外部上的转向车轮和与所述转向车轮机械地联接的转向马达，并且所述控制器通过控制所述转向马达而在执行所述自动挂接操纵时控制所述转向系统，并且通过控制所述转向马达以将转向轮子移动到零度转向角位置来致使所述方向盘移动到所述居中位置；

·所述系统还包括输出图像数据的成像系统，并且执行自动挂接操纵包括实施对所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统进行控制以将所述车辆移动到对准位置，其中使安装在所述车辆上的挂接球与所述挂车的联接器对准，包括在所述图像数据中相对于所述挂接球来跟踪所述联接器的位置。

根据本公开的另一方面，一种车辆包括：转向系统，所述转向系统包括安装在所述车辆的内部之中的方向盘；动力传动系统控制系统，所述动力传动系统控制系统包括加速器和挡位选择器，所述挡位选择器在驻车模式、前进模式与倒车模式之间配置所述动力传动系统控制系统；制动系统，所述制动系统包括用于使所述车辆减慢至停止的行车制动器和用于使所述车辆维持在停止的驻车制动器；以及车辆挂接辅助系统，所述车辆挂接辅助系统包括控制器。所述控制器执行自动挂接操纵，所述自动挂接操纵包括控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统；监测所述系统的中断事件；以及检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者。在识别出所述标准中断事件之后，所述控制器：致使所述方向盘移动到居中位置；致使所述挡位选择器接合驻车模式；接合所述驻车制动器；以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。在识别出所述异常中断事件之后，所述控制器在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

根据本公开的另一方面，一种用于辅助车辆与挂车进行挂接的方法包括：以电子方式控制所述车辆的转向系统、动力传动系统控制系统和制动系统；监测以下各项中的至少一者的中断事件：转向系统、指示用户对所述挡位选择器的配置的改变的动力传动系统控制系统、车辆门传感器、用户-系统输入装置、系统故障传感器和车辆速度传感器；以及检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者。在识别出所述标准中断事件之后，所述方法包括：致使所述方向盘移动到居中位置；致使所述挡位选择器接合驻车模式；接合所述驻车制动器；以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。在识别出所述异常中断事件之后，所述方法包括在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

本领域技术人员在研究了以下说明书、权利要求书和附图之后将理解并了解本发明的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

在附图中：

图1是相对于挂车处于未挂接位置的车辆的透视图；

图2是用于辅助使车辆与挂车对准在用于将挂车挂接到车辆的位置的根据本公开的一方面的系统的简图；

图3是在与挂车的对准序列的步骤期间车辆的俯视示意图；

图4是在与挂车的对准序列的后一步骤期间车辆的俯视示意图；

图5是在与挂车的对准序列的后一步骤期间车辆的俯视示意图；

图6是在与挂车的对准序列的后一步骤期间车辆的俯视示意图；

图7是在与挂车的对准序列的后一步骤期间的车辆的俯视示意图，并且示出了车辆的挂接球在所推导的对准路径尽头处的位置；

图8是示例性车辆转向系统的透视图；

图9A是在驾驶员的控制事件期间的车辆的内部的图像；

图9B是在图9A的控制事件之后的车辆人机界面的图像；

图10是描绘对准序列中的步骤的流程图，包括车辆响应于各种中断事件而将对车辆转向系统的控制让渡给驾驶员；以及

图11是描绘对准序列中的步骤的流程图，包括车辆依据中断事件的分类将对车辆转向系统的控制让渡给驾驶员以及停用或保持暂停；以及

图12是描绘对准序列中的步骤的流程图，包括车辆在暂停事件之后重新获取对车辆转向系统的控制。

具体实施方式

出于在本文进行描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内部”、“外部”和它们的衍生词将按照图1所定向的那样来与装置联系起来。然而，将理解，除非明确地相反规定，否则装置可以采取各种替代性定向。还应当理解，附图中示出以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求另外明确指出，否则与本文公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不应当被视为是限制性的。另外，除非另有指明，否则应当理解，对在给定方向等上或沿着给定方向等延伸的部件的特定特征的讨论并不意味着所述特征或所述部件在此方向上延循笔直的线或轴线，或者仅在此方向上或在此平面上延伸而没有其他方向分量或偏差，除非另有说明。

总体上参看图1至图12，参考数字10标示车辆挂接辅助系统。系统10包括转向系统20，所述转向系统包括车辆方向盘30；动力传动系统控制系统72，所述动力传动系统控制系统包括加速器73和挡位选择器94，所述挡位选择器在驻车模式、前进模式与倒车模式之间配置所述动力传动系统控制系统；制动系统70，所述制动系统包括用于使所述车辆减慢至停止的行车制动器71和用于使车辆12维持在停止的驻车制动器98；以及控制器26。控制器26执行自动挂接操纵，所述自动挂接操纵包括控制转向系统20、动力传动系统控制系统72和制动系统70；监测系统10的中断事件；以及检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者。在识别出所述标准中断事件之后，控制器26：致使方向盘30移动到居中位置；致使挡位选择器94接合驻车模式；接合驻车制动器98；以及停止控制转向系统20、动力传动系统控制系统72和制动系统70。在识别出所述异常中断事件之后，控制器26在不致使方向盘30移动到所述居中位置的情况下停止控制转向系统20、动力传动系统控制系统70和制动系统70。

关于如在图2的系统简图中说明的挂接辅助系统10的一般操作，系统10包括获得或以其他方式提供车辆状态相关信息的各种传感器和装置。此信息包括来自定位系统22的定位信息，所述定位系统可包括航迹推算装置24或另外或作为替代方案的全球定位系统(GPS)，以基于定位系统22内的装置的一个或多个位置来确定车辆12的坐标位置。具体地，航迹推算装置24可至少基于车辆速度和转向角δ来建立和跟踪车辆12在局部坐标系统82内的坐标位置。由挂接辅助系统10接收的其他车辆信息可包括来自转速传感器56的车辆12的速度以及来自横摆率传感器58的车辆12的横摆率。预期在附加的实施例中，接近传感器54或其阵列以及其他车辆传感器和装置可提供传感器信号或其他信息，诸如包括检测到的联接器14的挂车16的连续图像，挂接辅助系统10的控制器26可使用各种例程处理所述连续图像以确定联接器14的高度H和位置(例如，基于距离D_h和角α_h)。

如图2中进一步示出，挂接辅助系统10的一个实施例与车辆12的转向系统20通信，所述转向系统可为动力助力转向系统20，所述动力助力转向系统包括电动转向马达74以操作车辆12的转向轮76(图1)，以便使车辆12以车辆横摆随车辆速度和转向角δ变化的方式移动。在所说明的实施例中，动力助力转向系统20是包括电动转向马达74的电动助力转向(“EPAS”)系统，所述动力助力转向系统用于基于转向命令而使转向轮76转动至转向角δ，由此，转向角δ可由动力助力转向系统20的转向角传感器78感测到。转向命令可由挂接辅助系统10提供，以便在挂车挂接对准操纵期间自主地转向，并且可替代地经由车辆12的方向盘30的旋转位置(例如，转动角度)手动地提供。然而，在本示例中，车辆12的方向盘30与车辆12的转向轮76机械地联接，使得方向盘30与转向轮76一致地移动，从而防止在自主转向期间对方向盘30的手动干预。更具体地，在动力助力转向系统20上提供扭矩传感器80，所述扭矩传感器感测方向盘30上的不是对方向盘30的自主控制所预期的并且因此指示手动干预的扭矩，由此，挂接辅助系统10可警告驾驶员停止对方向盘30的手动干预和/或停止自主转向。在替代性实施例中，一些车辆具有动力助力转向系统20，所述动力助力转向系统允许方向盘30与此类车辆的转向轮76的移动部分地解除联接。

继续参考图2，动力助力转向系统20向挂接辅助系统10的控制器26提供与车辆12的转向轮76的旋转位置相关的信息，包括转向角δ。除了其他车辆12状况之外，所说明的实施例中的控制器26对当前转向角进行处理，以沿着期望的路径32导引车辆12(图3)。可以设想，在附加的实施例中，挂接辅助系统10可以是动力助力转向系统20的集成部件。例如，动力助力转向系统20可包括用于依据从以下各项接收的信息的全部或一部分来生成车辆转向信息和命令的挂接辅助算法：成像系统18、动力助力转向系统20、车辆制动控制系统70、动力传动系统控制系统72和其他车辆传感器和装置以及人机界面40，如在下文进一步论述。

还如图2中所说明，车辆制动控制系统70还可与控制器26通信以向挂接辅助系统10提供制动信息(诸如车辆车轮转速)并且从控制器26接收制动命令。例如，车辆速度信息可根据由制动控制系统70监测的单个的车轮转速来确定。还可根据动力传动系统控制系统72、速度传感器56和定位系统22以及其他可设想到的构件来确定车辆速度。在一些实施例中，单个的车轮转速还可用于确定车辆横摆率

可将所述车辆横摆率提供给挂接辅助系统10作为车辆横摆率传感器58的替代或补充。挂接辅助系统10还可向制动控制系统70提供车辆制动信息，以便允许挂接辅助系统10在挂车16倒退期间控制车辆12的制动。例如，在一些实施例中，挂接辅助系统10可在车辆12与挂车16的联接器14对准期间调节车辆12的速度，这可以降低与挂车16发生接触的可能性，并且可使得车辆12在路径32的确定的端点35处完全停止。本文中公开了挂接辅助系统10可以另外或替代地发出警告信号，所述警告信号对应于与挂车16的一部分的实际的、即将发生的和/或预期的接触的通知。如图2所示的实施例中所说明，动力传动系统控制系统72还可与挂接辅助系统10进行交互，以便在与挂车16进行部分或自主对准期间调节车辆12的速度和加速度。如上文所提及的，调节车辆12的速度可有利于防止与挂车16接触。

另外，挂接辅助系统10可与车辆12的人机界面(“HMI”)40通信。HMI 40可包括车辆显示器44，诸如中控面板安装的导航或娱乐显示器(图1)。HMI 40还包括输入装置，所述输入装置可通过以下操作来实施：将显示器44配置为具有电路46的触摸屏42的一部分以接收与显示器44上的位置对应的输入。可使用其他形式的输入，包括一个或多个操纵杆、数字输入盘等，作为触摸屏42的替代或补充。此外，挂接辅助系统10可经由无线通信与HMI 40的另一实施例通信，诸如与一个或多个手持式或便携式装置96(包括一个或多个智能电话)(图1)通信。便携式装置96还可包括用于向用户显示一个或多个图像和其他信息的显示器44。例如，便携式装置96可在显示器44上显示挂车16的一个或多个图像，并且还可以能够经由触摸屏电路46接收远程用户输入。此外，便携式装置96可提供反馈信息，诸如视觉、可听和触觉警告。

仍然参看图2中所示的实施例，控制器26被配置有微处理器60以处理存储在存储器62中的逻辑和例程，所述逻辑和例程接收来自上述传感器和车辆系统的信息，所述传感器和车辆系统包括成像系统18、动力助力转向系统20、车辆制动控制系统70、动力传动系统控制系统72以及其他车辆传感器和装置。控制器26可依据所接收的信息的全部或一部分来生成车辆转向信息和命令。然后，可以将车辆转向信息和命令提供给动力助力转向系统20，以便影响车辆12的转向，从而实现用于与挂车16的联接器14对准的所命令的行驶路径32(图3)。控制器26可包括微处理器60和/或其他模拟和/或数字电路以用于处理一个或多个例程。此外，控制器26可包括存储器62以用于存储一个或多个例程，包括图像处理例程64和/或挂接检测例程、路径推导例程66和操作例程68。应当理解，控制器26可以是独立的专用控制器，或者可以是与其他控制功能集成的共享控制器，诸如与车辆传感器系统、动力助力转向系统20以及其他可设想到的车载或非车载车辆控制系统集成。还应当理解，图像处理例程64可由例如车辆12的独立成像系统内的专用处理器(包括微处理器60)实施，所述专用处理器可将其图像处理的结果输出到车辆12的其他部件和系统。此外，完成诸如本文所描述的图像处理功能性的任何系统、计算机、处理器等在本文可称为“图像处理器”，而不考虑它还可实施的其他功能性(包括与执行图像处理例程64同时实施的功能性)如何。

系统10还可并入有成像系统18，所述成像系统包括一个或多个外部相机，在所说明的示例中，所述一个或多个外部相机包括后视相机48、中央高位刹车灯(CHMSL)相机50以及侧视相机52a和52b，但是包括附加的或替代性相机的其他装置是可能的。在一个示例中，成像系统18可仅包括后视相机48，或者可被配置成使得系统10仅利用具有多个外部相机的车辆中的后视相机48。在另一个示例中，在成像系统18中包括的各种相机48、50、52a、52b可定位成在它们相应的视场方面大体上重叠，所述视场可以分别与后视相机48、中央高位刹车灯(CHMSL)相机50和侧视相机52a和52b相对应。通过这种方式，来自所述相机中的两者或更多者的图像数据可在图像处理例程64中或者在成像系统18内的另一专用图像处理器中组合成单个图像。在一个实施例中，考虑到图像源之间的已知的空间关系，对包括同一对象的两个图像的使用可用于确定所述对象相对于两个图像源的位置。在这方面，图像处理例程64可使用已知的编程和/或功能性在来自成像系统18内的各种相机48、50、52a和52b的图像数据内识别对象。在任一个示例中，图像处理例程64可包括与存在于车辆12上或由系统10利用的任何相机48、50、52a和52b的定位(例如，包括相对于车辆12的中心36(图1)的定位)有关的信息，使得相机48、50、52a和52b相对于中心36和/或彼此的位置可用于对象定位计算，且用于产生相对于车辆12的中心36(例如)或者相对于车辆12的其他特征(诸如相对于中心36的位置是已知的挂接球34(图1))的对象位置数据。

图像处理例程64可被特别编程或以其他方式被配置成在图像数据内定位联接器14。在一个示例中，图像处理例程64可首先尝试识别图像数据内的任何挂车16，这可基于与系统10兼容的若干不同挂车类型、大小或配置的挂车中的挂车16以及一般挂车的所存储的或另外已知的视觉特性来完成。控制器26可向用户寻求确认对挂车16的识别是准确的并且是要针对其完成如在下文进一步描述的自动挂接操作的正确挂车。在识别出挂车16之后，控制器26然后可类似地基于联接器14或一般的联接器的所存储的或另外已知的视觉特性来在图像数据中识别出那个挂车16的联接器14。在另一个实施例中，贴纸等形式的标记可按照与共同转让的美国专利号9,102,271中所述的方式类似的方式贴附在挂车16上的相对于联接器14的指定位置，所述美国专利的全部公开内容以引用的方式并入本文。在此实施例中，图像处理例程64可被编程有用于图像数据中的位置的标记的识别的特性以及联接器14相对于此类标记的定位，使得可基于标记位置来确定联接器14的位置28。另外或可替代地，控制器26可经由触摸屏42上的提示来寻求对所确定的联接器14的确认。如果联接器14的确定未得到确认，则可提供进一步的图像处理，或者可使用触摸屏42或另一输入来促进用户对联接器14的位置28的调整，以允许用户在触摸屏42上移动联接器14的所描绘的位置28，所述控制器26使用所述所描绘的位置以基于图像数据的上述使用来调整联接器14相对于车辆12的位置28的确定。

在各种示例中，控制器26最初可依赖于对挂车16的识别来进行自动挂接操作的初始阶段，其中推导出路径32以使挂接球34相对于挂车16朝向中心对准位置移动，其中一旦识别出联接器14便将路径32细化。当确定挂车16与车辆12的距离远到足以在不知道路径32的精确端点35的情况下就开始后退时，可实施这种操作方案，并且当挂车16处于其中图像数据的分辨率使得有可能准确地识别出挂车16但是不能精确地识别出联接器14的距离时，这种操作方案可为有用的。通过这种方式，车辆12的初始向后移动可允许校准各种系统10输入或测量结果，这可提高距离测量的准确性，例如，这可有助于使得联接器14识别更准确。类似地，车辆12的移动导致数据内的特定图像的变化，这可提高分辨率或相对于挂车16的其余部分来移动联接器14，使得可更容易地识别挂车。

如图3中所示，图像处理例程64和操作例程68可彼此结合使用以确定路径32，挂接辅助系统10可沿着所述路径导引车辆12以将挂接球34与挂车16的联接器14对准。在诸如通过在触摸屏42上的用户输入启动挂接辅助系统10之后，例如，图像处理例程64可识别图像数据内的联接器14，并且至少尝试根据上文讨论的示例中的一者使用图像数据来估计联接器14相对于挂接球34的位置28，以确定到联接器14的距离D_c以及在联接器14与车辆12的纵轴线之间的偏移角α_c。图像处理例程64还可被配置成整体地识别挂车16，并且可单独地使用挂车16的图像数据或者与联接器14的图像数据组合地使用所述挂车的所述图像数据，以确定挂车16的定向或前进方向。通过这种方式，可进一步推导出路径32以使车辆12相对于挂车16对准，其中车辆12的纵轴线13在挂车16的前进方向33的预定角范围内。值得注意的是，这种对准可能不要求车辆12的纵轴线13与挂车16的前进方向33平行或共线，而是可仅仅要求所述纵轴线处于在车辆12与挂车16之间没有接触的情况下大体上允许挂接球34与联接器14连接的范围内，并且还可允许使用车辆12即时地控制挂车16的后退。通过这种方式，所述角范围可以使得在操作例程68结束时车辆12与挂车16的对准使得在纵轴线13与前进方向33之间的角度小于在联接时在车辆12与挂车16之间的弯折角或其合理估计。在一个示例中，所述角范围可使得纵轴线13和与任一方向上的前进方向33共线相差在约30°以内。在各种示例中，诸如当挂车16的长度L是已知时，所述角范围可更大(当准许时)或者可更小，这取决于系统10的期望容限。

在另外参考图2的情况下继续参考图3，在一个示例中，如上文所论述，已经估计了联接器14的定位D_c、α_c的控制器26可执行路径推导例程66来确定车辆路径32，以使车辆挂接球34与联接器14对准。具体地，控制器26可将车辆12的各种特性存储在存储器62中，所述各种特性包括轴距W、从后桥到挂接球34的距离(其在本文称为牵引杆长度L)以及转向轮76可转动的最大角δ_max。如图所示，轴距W和当前转向转向角δ可用于根据以下方程来确定车辆12的对应转弯半径ρ：

其中轴距W是固定的，并且转向角δ可通过控制器26与转向系统20通信来控制，如上文所论述。通过这种方式，当已知最大转向角δ_max时，转弯半径的最小可能值ρ_min被确定为：

路径推导例程66可被编程为推导车辆路径32，以使车辆挂接球34的已知位置与联接器14的估计位置28对准，这考虑到所确定的最小转弯半径ρ_min以允许路径32使用最小量的空间和操纵。通过这种方式，路径推导例程66可使用车辆12的位置来确定距联接器14的侧向距离以及距联接器14的前向或后向距离，并推导出在转向系统20的限制内实现车辆12所需的侧向和前向-后向移动的路径32，所述位置可基于车辆12的中心36、沿着后桥的位置、航迹推算装置24的位置或坐标系统82上的另一已知位置。对路径32的推导还考虑到基于长度L相对于车辆12的跟踪位置(其可与车辆12的质心36、GPS接收器的位置或另一个指定的已知区域相对应)对挂接球34的定位，以确定使挂接球34与联接器14对准的车辆12的所需定位。应当注意，挂接辅助系统10可通过确定联接器14在垂直方向上的移动Δy来补偿联接器14在驾驶方向上朝向车辆12的水平移动Δx，将需要在垂直方向上的所述移动来将挂接球34接纳在联接器14内。此类功能性在共同待决、共同转让的美国专利申请号14/736,391和16/038,462中有进一步论述，所述美国专利申请的全部公开内容在此以引用的方式并入本文。

如上文所论述，一旦已经使用上文论述的任一偏移确定方案确定了包括端点35的期望路径32，于是便允许控制器26至少使用(无论是由驾驶员控制还是由控制器26控制，下文论述)控制车辆12的速度(前向或后向)的动力传动系统控制系统72和制动控制系统70来控制车辆12的转向系统20。通过这种方式，控制器26可从定位系统22接收关于车辆12在其移动期间的位置的数据，同时根据需要控制转向系统20，以保持车辆12沿着路径32。具体地，已经基于车辆12以及转向系统20的几何形状确定的路径32可根据车辆12沿着所述路径的位置来调整由路径32决定的转向角δ。另外应当注意，在一个实施例中，路径32可包括取决于被跟踪的车辆位置的转向角δ调整的进展。

如图3中所说明，可确定车辆路径32以在可能的最小区域内和/或以最低数目个操纵来实现所需的侧向和后向移动。在图3的所说明的示例中，路径32可包括由车轮76在不同方向上的转向而限定的多个部分，从而共同地横越车辆12的所需的侧向移动，同时提供最终的笔直的向后后退段以使挂接球34与联接器14形成上述偏移对准。应当注意，可使用所描绘的路径32上的变化。还应当注意，对联接器14的定位D_c、α_c的估计结果可在车辆12横越路径32时(包括将车辆12定位在挂车16的前面以及随着车辆12接近联接器14)变得更准确。因此，此类估计结果可被连续地推导出并且用于在确定路径32的调整后的端点35的过程中根据需要更新路径推导例程66，如上文所论述。通过类似方式，一旦图像处理例程64可在图像数据中识别出联接器14，便可微调使用从便携式装置或智能电话96获取的位置和定向数据所推导出的路径32，其中随着图像数据在接近挂车16期间变得越来越清晰，不断地更新类似地推导出的路径32。还应当注意，在可作出这种确定之前，航迹推算装置24可用于跟踪车辆12在其沿着路径32朝向起初推导出的端点35移动时的位置。

可以了解，利用系统10使车辆12的挂接球34与挂车16的联接器14对准的整个过程，除了上述在系统10的控制下使车辆12后退之外，还涉及在驾驶员的控制下正常驾驶车辆。具体地，如上文所论述，驾驶员将常常起初将车辆12操纵到某个位置，其中挂车16处于使得系统10可识别挂车16或联接器14的位置。在相对于挂车16的某个位置起动车辆12使得立即有可能进行识别的情况下，车辆将仍在用户驾驶的状况下起动。因此，系统10可实施获取对车辆12的控制的过程，包括使车辆12转向以自动向挂车16后退。在这方面，系统10可操作以向用户指示准备好控制车辆12和/或特别是已经获取了对转向系统20的控制。在共同待决、共同转让的美国专利申请号16/629,974(“’974申请”)中论述了此类过程的一个示例，所述美国专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。此外，系统10被配置成克服系统10的各种其他限制以在与用户期望一致的时间提供这种指示，这可以改善用户体验并减少用户对系统10操作的干预的例子。

另外参考图4至图7，一旦用户给出了操纵命令，操作例程68就可使用挂接操纵来导引车辆12，直到挂接球34相对于联接器14定位成当联接器14降低到与挂接球水平对准时联接器14与挂接球34接合。在上文论述的示例中，图像处理例程64在操作例程68的执行期间持续不断地或者一旦可用便监测联接器14的定位D_c、α_c，包括当在车辆12沿着路径32继续移动的情况下联接器14进入后视相机48的更清晰视野中时，如图4和图5中所示。如上文所论述，还可由航迹推算装置24监测车辆12的位置，其中在路径32和或端点35可得到细化或应当得到更新的情况下(例如，由于更近的分辨率或附加图像数据而产生的改善的高度H_c、距离D_c或偏移角α_c信息)，包括当车辆移动得靠近挂车16时，连续地更新联接器14的位置28并且将所述位置馈送到路径推导例程66中。此外，可以假定联接器14是静态的，使得可通过连续跟踪联接器14来跟踪车辆12的位置，从而消除使用航迹推算装置24的需要。通过类似的方式，操作例程68的经修改的变化可通过预定操纵序列来进行，所述预定操纵序列涉及以最大转向角δ_max或低于该最大转向角使车辆12转向，同时跟踪联接器14的位置D_c、α_c以将挂接球34的已知相对位置收敛到所述挂接球相对于联接器14的被跟踪位置28的期望的最终位置，如上文所论述。

在系统10致使车辆到达并停在图6中所示的位置之后，其中车辆12的挂接球34与挂车16的联接器14对准，系统10可结束自动挂接操纵并执行根据本公开的过程(如图10中所说明)，以将对车辆12且尤其是转向系统20的控制给予驾驶员。在这方面，系统10自动使车辆12朝向挂车16后退(步骤212)，直到到达路径32的端点35为止(步骤213)。当到达端点35时，操纵被视为完成，并且系统10可在必要时将转向轮76移动到居中位置(即，零度转动位置或具有零值的转向角δ)，如图7中所描绘(步骤216)。当达到期望的位置并且使车辆12停下来(即，在步骤218和220中)时，系统10还可将车辆换挡至驻车挡(步骤222)并且致使激活驻车制动器98(步骤224)，使得当释放了车辆行车制动器71时车辆12不会从对准位置移动。根据本公开，为维持车辆12的位置而采取的此动作和其他类似的动作被视为完成自动挂接操纵的步骤的一部分。

在一个方面，如本文所述，系统10包括转向系统20的实现方式，其中转向车轮76安装在车辆12的外部，如图1所示。如上文所论述，转向系统20的转向马达74与转向车轮76机械地联接。如图8中所示，转向系统20还包括方向盘30，所述方向盘安装在车辆12的内部并且与转向车轮76机械地联接。具体地，方向盘30可间接地联接到转向柱84，使得方向盘30的旋转致使转向柱84旋转(且反之亦然)。转向柱84可与方向盘30相对地在所述转向柱的输入端处联接到循环滚珠螺母机构86。

循环滚珠螺母机构86可具有一般的或适当的构造，并且可包括输出或连接构件100，所述输出或连接构件至少在转向轮76一直向左转(即，处于最大转向角δ_max)的第一位置与转向轮76一直向右转(同样处于最大转向角δ_max)的第二位置之间旋转。更具体地，机构86的输出构件100可联接到直拉杆102。直拉杆102相对地联接到转向轮76中的一者(例如，右手转向轮76)的转向节，使得输出构件100的移动使直拉杆102移动，从而致使转向节使车轮旋转以改变该转向轮76的转向角δ。右手转向轮76的转向节还可联接到横拉杆104。横拉杆104可相对地联接到左手转向轮76的转向节，使得右手转向轮76的转向节的移动通过横拉杆104直接传递到左手转向轮76的移动，以同时改变该转向轮76的转向角δ。虽然本所说明的示例被公开为包括直拉杆转向几何结构作为转向系统20的一部分，但应当理解，所说明的示例还可包括Haltenberger或平行连杆转向系统或根据所描绘的示例在车辆中可为可用或合适的任何其他转向系统。

转向系统20还包括以上提及的转向马达74。可提供转向马达74的输出作为在与滚珠螺母机构86的输出构件100的同一连接点处的对直拉杆102的输入，以用于辅助使转向轮76旋转。转向马达74可相对地联接到横梁支撑件或交叉构件106并支撑在其上，所述横梁支撑件或交叉构件可在车架108的左手梁与右手梁之间延伸，以使用车架108作为基座将由转向马达74生成的力传递到直拉杆102。可从车辆的电气系统向转向马达74供应电力。转向马达74配置有内部电动马达，所述内部电动马达生成旋转输出以驱动其输出端(即，联接到直拉杆102的部分)的线性移动。在共同转让的美国专利号8,893,846中具有可与本文描述的系统10结合使用的EPAS转向系统20的附加的方面和其他示例，所述美国专利的全部公开内容在此以引用的方式并入本文。

可根据需要或在必要时控制所说明的示例的转向马达74以在车辆的操作期间提供转向辅助。如上文所论述，控制器可与转向马达74连接以供应可变电流或以其他方式改变转向马达74的输出，从而为系统20提供期望的转向辅助特性，包括在标的车辆12的正常驾驶期间满足对典型的动力助力转向系统的期望的辅助。同样如上文论述，用于实施本文所述的挂接辅助功能性26的本控制器26可以是与EPAS转向系统20相关联并用于控制所述EPAS转向系统的控制器26，例如包括在驾驶期间不使用操作例程68的情况。更具体地，本文所述的挂接辅助功能可包括在转向系统20的功能性内，使得执行操作例程68等的控制器26是转向系统20的控制器。在正常驾驶期间，控制器26可按照闭环方式使用来自扭矩传感器80的输入，例如，以允许方向盘30上的用户输入控制转向马达74的输出，从而向由用户提供的转向提供期望的动力辅助(在各种示例中采用了来自转向角传感器78、车辆速度传感器56等的附加输入)。

系统10可通过以下操作进行操作：使控制器26通过在上述转向角控制模式下与转向马达74建立的通信来完全控制转向系统20。具体地，控制器26可通过其与转向马达74的连接来操作转向马达74以命令期望的转向角δ，所述期望的转向角是操作例程68所要求的(例如，在不寻求来自扭矩传感器80的输入的情况下)并且由转向角传感器78进行测量。在另一示例中，控制器26实际上可将来自扭矩传感器80的输入用作操作例程68中的故障信号，所述故障信号在某些状况下可导致操作例程68终止以中止挂接辅助操纵。

所述系统在使转向轮移动230的过程中的动作可有益于驾驶员对驾驶车辆12的后续控制。具体地，当系统10完成或中止自动挂接操纵224时，转向轮76处于系统10最后命令的角δ。该角δ可以向左或向右接近最大转向角δ_max，这对于驾驶员可能是不明显的，因为方向盘30在保持与转向轮76联接的同时不通过相应范围的运动与转向轮76直接对准。因为驾驶员在自动挂接操纵224期间实际上没有使车轮转动，所以驾驶员可能潜在地不知道实际的转向角δ，这在驾驶员开始驾驶时可能是不方便的。例如，如果挂接了挂车并且驾驶员开始倒退地驾驶车辆12，则可能导致挂车弯折状况。如果在前向方向上驾驶车辆12，则由于在转弯时将挂车16从其停泊位置牵引出的几何形状，挂车16可能会与相邻物体碰撞。以未知的高转向角δ进行的不利的车辆12操纵的其他示例也可为显而易见的。此外，在这种状态下由车辆12的系统10进行的切换可能满足不了驾驶员的期望并且可能是令人失望的。在这方面，一般可能希望在完成自动挂接操纵224的各种执行之后，系统10始终使车辆12保持同一状态。如果当系统10释放了控制时车辆12重复地处于同一状态，则驾驶员可能会容易理解并期望系统10的这种行为，从而潜在地减少驾驶员的困惑。

通过这种方式，图10的切换包括使转向轮76移动到居中位置(步骤216)，这由系统10以与在自动挂接操纵期间移动转向轮76类似的方式执行。具体地，控制器26向转向系统20发送零度转向角命令δ，以上述转向角控制模式进行操作，由此，如上文关于图7所论述，转向系统20使用转向马达74来使转向轮76移动到期望位置。因为方向盘30保持与转向轮76联接，所以使转向轮76移动到居中位置也使方向盘30移动到居中位置。在至少一个方面，此移动向驾驶员发出转向轮76正移动到居中位置的信号。

在转向轮76移动到居中的零度转动位置之后，控制器让渡对转向轮76的控制(例如，通过使控制器26结束操作例程68并将转向系统20的操作改变为基于扭矩的正常操作模式)(步骤228)。然而，依据操作例程68所命令的最终转向角δ，使转向轮76移动到居中位置的步骤可能会花费相当多的时间。此外，某些状况可能会中断居中操作，使得所述居中操作可能会在完成之前被取消。在这些方面，可将用户指示和超时过程并入到所述居中操作中，如在上文参考的’974申请所论述。

关于图10继续，在执行操作例程68的控制器26的控制下对车辆12的上述操纵期间，可能发生可导致车辆12的移动中断或在控制器26对车辆12的控制中的某些事件。在系统10内，包括在系统10内失去网络通信内，可能会由于故障或操作中断而出现中断事件，使得控制器26得不到来自传感器、相机或定位装置中的一者或多者的信息，或者可能会由于这些系统10部件中的一者的操作的中断而出现中断事件。在另一示例中，驾驶员可通过与方向盘、加速踏板、挡位选择器94或制动踏板进行交互来超驰系统10对车辆12的控制。此外，车辆12可能会遭遇某个特征(例如，障碍、岩石或其他物体或导致车轮打滑的软的或湿滑的地面状况)，车辆12可通过驾驶员操作来克服所述特征，但系统10基于强加于系统10上的控制限制而可能不能够致使车辆12克服所述特征，如也在共同待决、共同转让的美国专利申请号16/459,960(“’960申请”)中所论述。其他中断事件可包括丢失输入数据(例如，由于系统10失去对联接器14的跟踪，包括由于状况改变、视觉阻碍，或者由于联接器14移出成像系统18的视场)、车门114中的一者被打开或其他驾驶员发起的中断，包括驾驶员通过与HMI 40等的交互而选择的对操作例程68的暂停或取消，或特征超驰(例如，驾驶员激活了与执行操作例程68冲突的另一自动或半自主车辆功能，诸如泊车辅助特征等)。

由于可能出现的潜在的中断事件的范围，系统10可还被配置成对可能导致中断的不同情形适当地作出响应。在一个方面，可使系统10存储器62内(包括操作例程68内)的控制逻辑要么保持系统10对车辆12的控制，要么将对车辆12的完全控制返回给驾驶员。此外，如果控制逻辑决定将对车辆12的控制返回给用户，则可作出关于特定切换过程的附加的确定，包括车辆12的状态(其可包括是否将车辆换挡至驻车挡和/或是否应使转向居中)。在此方面，对于特定中断事件(在本文称为标准中断事件)，系统10完成与在自动挂接操纵结束时所使用的切换序列类似的切换序列。此序列同样包括：使车辆12停下来；将车辆12变速器92换挡至驻车挡；应用电子驻车制动器98；使转向系统20返回到居中位置；将节气门73控制返回给驾驶员(或至少从系统10让渡对节气门73的控制)；使驾驶员可使用其他外部特征；以及释放任何其他车辆12控制(例如，行车制动器71等)。系统10还被配置成针对被解译为驾驶员请求取得对车辆12的即时控制的特定中断事件(在本文共同地称为异常中断事件)或其中可需要即时的驾驶员控制的情形而实施不同的切换过程。在图9A中描绘了异常中断事件的各种示例。在一个此类示例中，在执行操作例程68期间，车辆HMI 40可向驾驶员提供手动地取消例程68的选项，进而为了将车辆12控制返回给驾驶员而结束自动挂接过程。在此方面，HMI 40可在触摸屏42上呈现取消自动挂接操纵的软按钮或其他菜单选项110。如图9B中所示，当选择了取消选项110时，系统10将所述事件视为异常中断事件，并且使车辆12停下来，之后将对车辆12的控制(包括对动力传动系统控制系统72、制动系统70和转向系统20的控制)返回给用户，之后车辆12到达路径32的端点35(即，在车辆12定位成远离标的挂车16的情况下)。在此类情形中，可假设驾驶员在取消自动挂接操纵的过程中希望取得对车辆12的即时控制以开始驾驶，并且在一定程度上适当地知晓方向盘30的位置，使得没有必要或不需要应用驻车制动器98并且使转向轮76居中。其他类似的情形也可利用相同或类似的更改的切换过程，所述更改的切换过程的示例可包括驾驶员打开车辆12的驾驶员侧的门114、手动地操作挡位选择器94等。

在图10中说明了系统10实施情形可变的切换过程的逻辑210的示例。可看到，当系统10正在执行操作例程68时，如上文所论述，系统10朝向联接器位置28自动地操纵车辆12(步骤212)(即，到达用于使挂接球34与联接器14对准的适当的车辆12位置)。在此类操纵(步骤212)期间，系统10在需要时同时地控制转向系统20、动力传动系统控制系统72和制动系统70以实现车辆12与挂车16的期望的对准。如上文所论述，于在系统10的控制下进行车辆12操纵(步骤212)期间，并且在车辆12到达路径32的端点35(步骤213)之前，可能会出现可直接中断系统10的操作或者可向系统10发出应中断自动操纵的信号的若干事件(步骤214)。系统10可被配置成默认上述切换过程不存在指定的中断事件，所述指定的中断事件可包括驾驶员门114被打开(其可经由被门114致动并且与控制器26电连接的门传感器116传达给控制器26)、用户发起的取消(经由HMI 40)或对挡位选择器94的操纵。通过这种方式，在步骤214中不存在此类事件，系统10控制电动转向马达74以使转向轮76和因此方向盘30返回到它们的相应的居中位置(步骤216)。在默认过程期间，系统10可应用车辆行车制动器71(步骤218)以使车辆12停下来(步骤220)。一旦使车辆12停下来(步骤220)，系统10将变速器92换挡至驻车挡(步骤222)并且应用驻车制动器98(步骤224)。

对于上述指定的异常中断事件，基于驾驶员根据此类事件取得对车辆的控制的假设的意愿而对切换序列进行修改，以满足驾驶员的期望。如上文所论述，所描绘的逻辑210特别地考虑到驾驶员门114被打开、用户发起的取消(经由HMI 40)或对挡位选择器94的操纵(通过类似的方式可考虑到其他事件，这取决于用户对此类事件的期望)。如图10中所示，如果在步骤214中的中断事件是驾驶员门114被打开或用户选择的对操作例程68的取消，则系统10不使转向轮76或方向盘30重新居中(通过跳过步骤216)并且通过应用行车制动器71(步骤218)而前进到使车辆12停下来(步骤220)。如上文所论述，系统10继续应用行车制动器71(步骤218)，直到车辆12完全停下来为止(步骤220)。一旦停下来，系统10控制挡位选择器94将变速器92换挡至驻车挡(步骤222)并且应用驻车制动器98(步骤224)以使车辆12固定在静止状态。在此方面，当中断事件(步骤214)是驾驶员门114被打开或用户发起的取消时的切换过程类似于正常的中断响应，不同之处在于，不使转向(转向轮76或方向盘30)重新居中(即，通过跳过步骤216)。

在其中确定步骤214中的中断事件是用户与挡位选择器94进行交互以改变变速器92的状态的例子中，类似地跳过转向重新居中的步骤216。此外，在此例子中，系统10进一步地不使车辆12停下来(即，通过也跳过步骤218和220)，并且因此不将变速器92换挡至驻车挡或接合驻车制动器98(通过跳过步骤222和224)。通过这种方式，驾驶员操纵挡位选择器94的动作被解译为请求开始驾驶车辆12，并且系统10被设计成允许快速地促进驾驶员控制。应注意，驾驶员操纵挡位选择器94以取得对车辆的控制可最常见为挡位选择器94的状态从倒车模式改变为前进模式(或从空挡改变为前进挡，这取决于在挡位选择器94上是否指示控制器26控制变速器92以将变速器92置于倒车挡来执行操作例程68)。因此，如所论述的，所述改变被解译为驾驶员想要取得对车辆12的控制。在此方面，可迅速地禁用换挡至驻车挡或者将导致车辆12快速地停下来，从而不需要系统10通过行车制动器71使车辆12停下来或换挡至驻车挡。

如在图10中还示出的，始终以切换序列执行附加的动作，而不管步骤214中的中断事件的类型如何。具体来说，系统10通过将用于这些系统的所有控制信号设定为无效(步骤226)来释放对车辆12(包括转向系统20、动力传动系统72和制动系统70)的所有控制。系统10还取消其控制特定车辆12控制部件的能力，包括经由挡位选择器94和驻车制动器98控制变速器92(步骤228)。在一个实现方式中，控制此类部件的能力源自车辆12允许自动地控制其子系统(例如，通过车载计算机、其他控制器或通过控制器26的功能性)，使得系统10取消控制此类部件或系统的能力源自系统10发信号表示车辆12应取消系统10控制此类部件或系统的允许。在另一方面，系统10在操作例程68的自动倒车操纵期间禁用加速踏板(或节气门控制73)。因此，在步骤230中，使节气门控制73恢复为正常操作。可在自动倒车操纵期间禁用其他车辆12系统或控制，包括自动紧急制动系统118(图2)(“AEB”)和经由后方物体检测系统120的泊车辅助接近鸣响(图2)，因为挂车16在自动倒车操纵期间可能会致动这些特征(并且可能与系统10操作和/或用户的期望冲突)。因此，切换过程包括在步骤232中使此类特征恢复为正常操作。类似地，系统10执行操作例程68的自动倒车操纵的操作导致车辆12阻止发起其他自主或自动驾驶特征，包括例如当车辆12在系统10的控制下处于运动中时不允许诸如泊车辅助功能性取代操作例程68的执行。作为切换序列210的附加的方面，在驾驶员进行请求(例如，经由HMI 40)的情况下，车辆12允许此类特征取代操作例程68。

在图11中所说明的附加的方面，系统10可还被配置成在附加的序列310中将特定中断事件分类为“暂停”事件并且将其他事件分类为“中止”事件。暂停事件导致系统10执行如上文描述且在图10中说明的切换过程210，但允许驾驶员在需要时通过重新激活操作例程68来命令系统10重新开始自动倒车操纵。相比而言，中止事件导致系统10完全关闭并且进入“待机”模式或暂停状态，其中可重新激活系统10但无法立即重新开始操作例程68。如图11中所说明，系统10控制转向系统20、动力传动系统72和制动系统70以朝向联接器位置28操纵车辆12，以便使挂接球34与联接器14对准(步骤312)。当在步骤314中出现中断事件时(其可如上文在图11的过程210中的步骤214中所描述)，执行切换序列(步骤316)。所述切换序列可在适用时按照步骤216-234，这可根据以上描述和图10的序列210取决于特定中断事件。在切换序列(步骤316)完成之后，系统10将再次查阅由系统10确定或传达给所述系统的中断事件的类型，并且将把所述中断事件分类为中止事件或暂停事件(步骤318)。

一般来说，系统10被配置成在切换过程210中进行考虑的中断事件在存储器62中被分类为暂停事件或中止事件，这取决于驾驶员是否预期想要重新开始自动后退操纵(即，重新开始操作例程68)。在一个方面，其中驾驶员门114被打开的上述中断事件可被分类为暂停事件，因为驾驶员可能会在自动挂接操纵期间希望离开车辆12来检查联接器14高度，并且在确定联接器14处于可接受的高度或被调整到可接受的高度的情况下想要重新开始操纵。类似地，驾驶员进行的制动器超驰也可被分类为暂停事件，这可允许驾驶员出于各种原因暂时地使车辆12停下来，轻微的转向超驰(例如，导致方向盘30转动不足二分之一或四分之一转和/或转动不足约两秒或更小的预定时间)也可被分类为暂停事件，这可防止对方向盘30的意外的干预致使系统10退出(因为系统10可能够在此类中断之后继续)。此外，挡位选择器94超驰可被分类为暂停事件，因为驾驶员可能会希望(或由系统10引导)向前牵引车辆12以相对于挂车16进行重新定位并且随后重新开始自动后退操纵。如果出现这些或任何其他暂停事件，则系统10维持活动状态并且等待(步骤320)驾驶员指示系统10重新开始执行操作例程68。在此方面，当暂停时，系统10可继续跟踪图像数据55中的联接器14的位置28，使得用户发起的重新开始请求可容易地重新开始操作例程68，并且任何路径数据可仍然存储在存储器62中。另外，图11中的上文论述的一些切换步骤包括让渡车辆12控制(步骤228)以及允许其他控制特征进行超驰(步骤234)，因为这样做可防止干预系统10的中断或者推迟操作例程68的重新开始。

如上文所论述，由于假设驾驶员可能不希望重新开始自动后退操纵，或者由于确定在多种情形下重新开始自动后退操纵是不可能的，所以可将附加的中断事件分类为中止事件。在此方面，系统10内(包括成像系统1 8、车辆传感器或系统中的一者或多者(或控制器26与此类传感器或系统通信的能力)内)的故障可能会中断系统10并且阻止系统10重新开始操作例程68，并且因此可被视为中止事件。类似地，用户经由HMI 40发起的对操作例程68的取消可指示驾驶员不希望重新开始操作例程68并且可被视为中止事件。在至少一些方面，特定控制限制(地形引发的或相关的限制，诸如不能克服的障碍或失去牵引力)可能会导致车辆12达到被视为中止条件的无意静止条件。在其他情况下，系统10可将此类静止状况事件视为暂停事件，并且可给予驾驶员弥补此类事件的机会，或者可首先确定是否可执行微移或其他功能以重新开始移动(例如，如果在挂接球34与联接器14之间保持充足的距离dc)，如在上述的’960申请中所论述。如图11中所示，如果发生中止事件，则系统10关闭并且进入待机(步骤322)或停用状态，包括通过执行所有附加的步骤(226-234)来进行。

关于图11继续，当暂停系统10时(步骤320)，系统10在从驾驶员接收到重新开始请求之后可执行控制获取过程(步骤324)，其中在向驾驶员给予适当指示的情况下重新获取对车辆12的控制。一旦重新获得车辆12控制，系统10便可重新开始对车辆12的自动操纵(步骤312)以使车辆12后退，使得挂接球34与联接器14对准。这可包括于在暂停状态期间已经由于车辆12的移动而引起联接器14位置28的变化的情况下重新执行路径推导例程66。

在图12中示出了系统10可用来重新获取车辆控制的过程的示例，其还说明向驾驶员指示车辆控制的一个潜在过程。如图示，所说明的过程410开始于在执行操作例程68期间遭遇中断事件之后处于上述暂停状态的系统10(步骤412)，其中所述事件被分类为暂停事件。当处于暂停状态时，系统10可在用户(步骤414)诸如通过以下操作进行的指示之后重新开始挂接操作：经由HMI 40选择适当的菜单项目，或激活在HMI 40上呈现的软按钮(当车辆12在倒车时和/或当由成像系统18识别出挂车16时可自动完成所述激活)或车辆12仪表板上的物理按钮。如上文所论述，系统10可继续执行与成像系统18通信的上述图像处理例程64，使得在一个或多个相机50的视场(或所述视场内的特定区域)内保持对挂车16和/或联接器14的跟踪。只要仍然识别出挂车16和/或联接器14，系统10便可指示所述识别(例如，通过HMI 40)以及系统10准备好朝向挂车16导航车辆12。另外，应注意，必须首先诸如通过适当的车辆12重新定位、驾驶员停止对方向盘30的干预或关闭驾驶员门114等来清除或以其他方式解决初始的暂停事件(步骤215)。

在本示例中，系统10可被配置成在驾驶员将车辆12变速器92换挡214至空挡(其被系统10解译为驾驶员准备好开始自动挂接过程的指示)之后发起控制车辆12以朝向挂车16导航的过程。此时，系统10可运行路径推导例程66，所述路径推导例程可尤其产生将在操作例程68开始时由系统10命令的初始转向角δ。然而，系统10将在此时等待实际上重新开始操作例程68，直到从用户接收到特定命令为止，如下文论述。根据本公开，系统10可在此类命令之前通过在接收到用户准备指示(步骤414)时获取对转向系统20的控制并且向用户指示已经获取此类控制来准备此类命令以及操作例程68的对应执行。

如图示，可通过具有操作模式的转向系统20来促进由控制器26获取对转向系统20的控制，在所述操作模式中，转向马达74以转向角控制模式进行操作，其中转向系统20接收特定的转向角δ而不是例如方向盘30扭矩(在下文进一步论述)作为输入。在这方面，控制器26可通过在运行时请求(步骤416)转向系统20以转向角控制模式进行操作并且接收从控制器26输入的转向角δ作为操作例程68的输出来获取对转向系统20的控制。在这方面，系统10以这种方式获得对转向系统20的控制可能需要一个或多个先决条件。系统10评估(步骤418)这些先决条件，并且如果它们未得到满足，则系统10继续请求控制(步骤416)，直到先决条件得到满足或操作被取消为止。在各种示例中，为给予控制器26对转向系统20的控制，车辆速度必须低于阈值，施加到方向盘30的扭矩必须低于阈值。另外，可能存在基于时间的先决条件，使得在请求了控制(步骤416)之后，必须将当前方向盘30的角度保持特定量的时间，以确保适当地接合转向马达74。

当满足所需的先决条件时，通过与转向马达74的连接(直接或间接)向控制器26给予转向系统的控制。如所论述，在本示例中，这是通过以下操作来完成：允许控制器以转向角控制模式输出操作例程68的转向角δ作为转向系统20的输入。同样，因为操作例程68尚未运行，所以操作例程68未输出转向角δ，因此在这些状况下，系统10将不对通过可感知的方式允许控制作出响应。因此，在授予此类控制之后，系统10可在实际上激活操作例程68之前发送输出命令(步骤420)作为已经获取了转向控制(且因此系统10准备好自动执行挂接操纵)的指示。在一个示例中，系统10可经由HMI 40输出所述获取的消息或其他视觉指示。在另一示例中，系统10可通过抢先的方式利用转向系统20的可用控制，以给予驾驶员可感知的控制获取的触觉指示。在又一个示例中，可同时给予此类视觉和触觉指示。在获取了对转向车轮76的控制并向输出命令(步骤420)提供了其期望的指示之后，控制器26等待接收执行自动挂接操纵的命令(步骤422)。在一个方面，可以通过以下操作给出所述命令：用户按下HMI 40上的附加软按钮；或者按下仪表板上的附加物理按钮112(图9A)或最初用于开始挂接操作的相同按钮。在一个方面，按钮112可为“保活”按钮，使得用户必须连续按下系统10的按钮112来开始和维持操作例程68。假如用户停止按下此按钮112，则操作例程68可能会被再次暂停或被完全中止(取决于系统10的配置)。在任一示例中，在接收到输出命令(步骤420)之后，系统10允许控制器26使用转向马达74来控制转向车轮76以执行自动挂接操纵(步骤424)(这还可包括对车辆制动控制系统70和/或动力传动系统控制系统72的控制)，直到实现与联接器14的期望的对准为止(步骤426)。

为了提供以上提及的对转向系统20控制的触觉指示，控制器26可引起方向盘30的一定程度的运动。在一个应用中，转向系统20的结构以及其集成到车辆12中可有效地促进这种运动。在上文关于图8论述的示例或其他类似示例中，通过在方向盘30与控制器26之间通过转向马达74进行的连接，控制器26可致使转向马达74使方向盘30运动以指示对转向轮76的控制，如上文所论述。具体地，控制器可致使转向马达74使方向盘30以低振幅振荡进行运动，以指示控制器26已获取了对转向车轮76的控制。在一个示例中，此运动可通过以下操作来实现：控制器26从转向角传感器78确定转向轮76的初始转向角δ(即，“初始转向车轮角”)(步骤428)，并且发送该转向角δ作为以转向角控制模式操作的转向马达74的控制输入(步骤420)。因为控制器26正在命令已经处于合适位置的同一转向角，所以转向轮76的位置将实际上不改变，并且车辆12将不改变位置。然而，通过发送有效的转向角命令输入，系统10将致使转向马达74接合，这将通过使方向盘30运动来向用户产生较小但明显的触觉指示。可将此运动表征为方向盘30的颤动、振动、变硬、晃动或猛地一动，从而告知驾驶员系统10已获取对转向系统20的控制。

如上文所论述，系统10对转向系统20控制的所述触觉指示向用户传达系统10准备好开始自动挂接操纵。通过这种方式，当用户提供开始操纵的命令(步骤422)时，系统10可在开始快速响应以控制转向角δ来遵循规划的路径32，这至少部分地是因为已经接合了转向马达74。此接合导致在用户提供命令(步骤422)之后系统10根据操作例程68命令期望的转向角δ以及车辆12的对应移动方面几乎没有或没有延迟。

应当注意，如上文所论述，各种方法210、310、410可经过组合或以其他方式进行调适以在系统10的各种实现方式中一起使用，或者可在系统10的其他实现方式中单独使用，如本文所述。

还将理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可对前述结构作出变化和修改，并且将进一步理解，此类概念意图被所附权利要求涵盖，除非这些权利要求的语言明确地另外规定。

还重要的是要注意，如示例性实施例中所示，本公开的要素的构造和布置仅是说明性的。虽然在本公开中已经详细描述了本创新的仅若干实施例，但是审查本公开的本领域技术人员将容易了解，在实质上不脱离所叙述的主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化)。例如，示出为一体形成的元件可由多个部分构造，或者示出为多个部分的元件可一体形成，接口的操作可相反地或以其他方式改变，系统的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可改变，在元件之间提供的调整位置的性质或数目可改变。应该注意的是，系统的元件和/或组件可由提供足够强度或耐用性的广泛多种材料中的任一者以广泛多种颜色、纹理和组合中的任一者构成。因此，所有此类修改意图被包括在本创新的范围内。在不脱离本创新的精神的情况下，可在期望的示例性实施例和其他示例性实施例的设计、工况和布置方面进行其他替换、修改、改变和省略。

将理解，任何所描述的过程或所描述的过程内的步骤可与其他公开的过程或步骤组合以形成本公开范围内的结构。本文公开的示例性结构和过程是出于说明的目的，而不应理解为具有限制性。

根据本发明，提供一种用于车辆的挂接辅助系统，所述挂接辅助系统具有：转向系统，所述转向系统包括车辆方向盘；动力传动系统控制系统，所述动力传动系统控制系统包括加速器和挡位选择器，所述挡位选择器在驻车模式、空挡模式、前进模式与倒车模式之间配置所述动力传动系统控制系统；制动系统，所述制动系统包括用于使所述车辆减慢至停止的制动系统和用于使所述车辆维持在停止的驻车制动器；以及控制器，所述控制器：执行自动挂接操纵，所述自动挂接操纵包括控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统以使所述车辆朝向挂车后退；监测所述挂接辅助系统的中断事件；检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者；在识别出所述标准中断事件之后，致使所述方向盘移动到居中位置，致使所述挡位选择器接合驻车模式，接合所述驻车制动器，以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统；以及在识别出所述异常中断事件之后，在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

根据一个实施例，所述控制器在检测到所述中断事件之后还：将所述中断事件分类为暂停事件或中止事件；如果所述中断事件是暂停事件，则在等待用户发起的重新开始请求的同时维持活动状态；以及如果所述中断事件是中止事件，则所述控制器进入停用状态，包括终止所述自动挂接操纵。

根据一个实施例，当接收到所述用户发起的重新开始请求时，所述控制器获取对所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统的控制。

根据一个实施例，本发明的特征还在于门传感器，其中：所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件分类为暂停事件：用户对所述方向盘的干预；所述用户对所述挡位选择器的配置的改变；或者所述门传感器指示多个车门中的至少一者被打开。

根据一个实施例，所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件识别为中止事件：用户对所述自动挂接操纵的取消；或者所述控制器识别出所述挂接辅助系统内的故障。

根据一个实施例，本发明的特征还在于车辆-人机界面，其中：所述控制器还在基于所述车辆-人机界面指示用户对所述自动挂接操纵的取消而识别出所述异常中断事件之后不致使所述挡位选择器接合所述驻车模式或接合所述驻车制动器。

根据一个实施例，本发明的特征还在于门传感器和用户-系统输入装置，其中：所述控制器还在基于以下各项中的一者而识别出所述异常中断事件之后接合驻车模式并且接合所述驻车制动器：所述转向系统指示用户对所述方向盘的干预；或者所述动力传动系统控制系统指示用户对所述挡位选择器的配置的改变；以及所述控制器还在基于所述门传感器指示多个车门中的至少一者被打开而识别出所述异常中断事件之后致使所述挡位选择器接合驻车模式，但不接合所述驻车制动器。

根据一个实施例，本发明的特征还在于系统故障传感器和车辆速度传感器，其中：所述控制器基于以下各项中的一者来识别所述标准中断事件：所述车辆速度传感器在所述自动挂接操纵完成之前指示车辆静止状况；或者所述系统故障传感器识别出系统故障。

根据一个实施例，当执行所述自动挂接操纵时，所述控制器还致使禁用车辆紧急制动系统和后方物体检测系统；以及在识别出所述中断事件之后，所述控制器允许重新激活所述车辆紧急制动系统和所述后方物体检测系统。

根据一个实施例，所述转向系统还包括：安装在所述车辆的外部上的转向车轮和与所述转向车轮机械地联接的转向马达；以及所述控制器，所述控制器：通过控制所述转向马达而在执行所述自动挂接操纵时控制所述转向系统；以及通过控制所述转向马达以将所述转向轮移动到零度转向角位置来致使所述方向盘移动到所述居中位置。

根据一个实施例，本发明的特征还在于输出图像数据的成像系统，其中：执行所述自动挂接操纵包括实施对所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统进行控制以将所述车辆移动到对准位置，其中使安装在所述车辆上的挂接球与所述挂车的联接器对准，包括在所述图像数据中相对于所述挂接球来跟踪所述联接器的位置。

根据本发明，提供一种车辆，所述车辆具有：转向系统，所述转向系统包括安装在所述车辆的内部之中的方向盘；动力传动系统控制系统，所述动力传动系统控制系统包括加速器和挡位选择器，所述挡位选择器在驻车模式、倒车模式、空挡模式与前进模式之间配置所述动力传动系统控制系统；制动系统，所述制动系统包括用于使所述车辆减慢至停止的制动系统和用于使所述车辆维持在停止的驻车制动器；以及车辆挂接辅助系统，所述车辆挂接辅助系统包括控制器，所述控制器：执行自动挂接操纵，所述自动挂接操纵包括控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统以使所述车辆朝向挂车后退；监测所述挂接辅助系统的中断事件；检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者；在识别出所述标准中断事件之后，致使所述方向盘移动到居中位置，致使所述挡位选择器接合所述驻车模式，接合所述驻车制动器，以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统；以及在识别出所述异常中断事件之后，在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

根据一个实施例，所述控制器在检测到所述中断事件之后还：将所述中断事件分类为暂停事件或中止事件；如果所述中断事件是暂停事件，则在等待用户发起的重新开始请求的同时维持活动状态；如果所述中断事件是中止事件，则所述控制器进入停用状态，包括终止所述自动挂接操纵；以及当接收到所述用户发起的重新开始请求时，所述控制器获取对所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统的控制。

根据一个实施例，本发明的特征还在于门传感器和系统故障传感器，其中：所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件分类为暂停事件：用户对所述方向盘的干预；所述用户对所述挡位选择器的配置的改变；或者所述门传感器指示多个车门中的至少一者被打开；以及所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件识别为中止事件：用户对所述自动挂接操纵的取消；或者所述系统故障传感器识别出系统故障。

根据一个实施例，所述控制器还在基于所述用户-系统输入装置指示用户对所述自动挂接操纵的取消而识别出所述异常中断事件之后不致使所述挡位选择器接合所述驻车模式或接合所述驻车制动器。

根据一个实施例，当执行所述自动挂接操纵时，所述控制器还致使禁用车辆紧急制动系统和后方物体检测系统，并且在识别出所述用户中断事件或所述系统中断事件中的一者之后，所述控制器允许重新激活所述车辆紧急制动系统和所述后方物体检测系统。

根据本发明，一种用于辅助车辆与挂车挂接的方法包括：以电子方式控制所述车辆的转向系统、动力传动系统控制系统和制动系统；监测所述转向系统、指示用户对所述挡位选择器的配置的改变的所述动力传动系统控制系统、车辆门传感器、用户-系统输入装置、系统故障传感器和车辆速度传感器的中断事件；检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者；在识别出所述标准中断事件之后，致使所述车辆的方向盘移动到居中位置，致使所述挡位选择器接合驻车模式，接合所述驻车制动器，以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统；以及在识别出所述异常中断事件之后，在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

Claims

1.一种用于车辆的挂接辅助系统，所述挂接辅助系统包括：

转向系统，所述转向系统包括车辆方向盘；

动力传动系统控制系统，所述动力传动系统控制系统包括加速器和挡位选择器，所述挡位选择器在驻车模式、空挡模式、前进模式与倒车模式之间配置所述动力传动系统控制系统；

制动系统，所述制动系统包括用于使所述车辆减慢至停止的行车制动器和用于使所述车辆维持在停止的驻车制动器；以及

控制器，所述控制器：

执行自动挂接操纵，所述自动挂接操纵包括控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统以使所述车辆朝向挂车后退；

监测所述挂接辅助系统的中断事件；

检测所述中断事件并且将所述中断事件识别为标准中断事件或异常中断事件中的一者；

在识别出所述标准中断事件之后，致使所述方向盘移动到居中位置，致使所述挡位选择器接合驻车模式，接合所述驻车制动器，以及停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统；以及

在识别出所述异常中断事件之后，在不致使所述方向盘移动到所述居中位置的情况下停止控制所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器在检测到所述中断事件之后还：

将所述中断事件分类为暂停事件或中止事件；

如果所述中断事件是暂停事件，则在等待用户发起的重新开始请求的同时维持活动状态；以及

如果所述中断事件是中止事件，则进入停用状态，包括终止所述自动挂接操纵。

3.如权利要求2所述的系统，其中，当接收到所述用户发起的重新开始请求时，所述控制器获取对所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统的控制。

4.如权利要求2所述的系统，所述系统还包括门传感器，其中：

所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件分类为暂停事件：

用户对所述方向盘的干预；

所述用户对所述挡位选择器的配置的改变；或者

所述门传感器指示多个车门中的至少一者被打开。

5.如权利要求2所述的系统，其中：

所述控制器基于以下各项中的任一者而将所述中断事件识别为中止事件：

用户对所述自动挂接操纵的取消；或者

所述控制器识别出所述挂接辅助系统内的故障。

6.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括车辆-人机界面，其中：

所述控制器还在基于所述车辆-人机界面指示用户对所述自动挂接操纵的取消而识别出所述异常中断事件之后不致使所述挡位选择器接合所述驻车模式或接合所述驻车制动器。

7.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括门传感器和用户-系统输入装置，其中所述控制器还在基于以下各项中的一者而识别出所述异常中断事件之后致使所述挡位选择器接合驻车模式并且接合所述驻车制动器：

所述转向系统指示用户对所述方向盘的干预；或者

所述动力传动系统控制系统指示用户对所述挡位选择器的配置的改变。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述控制器还在基于所述门传感器指示多个车门中的至少一者被打开而识别出所述异常中断事件之后致使所述挡位选择器接合驻车模式，但不接合所述驻车制动器。

9.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括系统故障传感器和车辆速度传感器，其中：

所述控制器基于以下各项中的一者来识别所述标准中断事件：

所述车辆速度传感器在所述自动挂接操纵完成之前指示车辆静止状况；或者

所述系统故障传感器识别出系统故障。

10.如权利要求1所述的系统，其中，当执行所述自动挂接操纵时，所述控制器还致使禁用车辆紧急制动系统和后方物体检测系统。

11.如权利要求10所述的系统，其中，在识别出所述中断事件之后，所述控制器允许重新激活所述车辆紧急制动系统和所述后方物体检测系统。

12.如权利要求1所述的系统，其中所述转向系统还包括：

转向车轮，所述转向车轮安装在所述车辆的外部上；以及

转向马达，所述转向马达与所述转向车轮机械地联接。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述控制器：

通过控制所述转向马达而在执行所述自动挂接操纵时控制所述转向系统；以及

通过控制所述转向马达以将转向轮移动到零度转向角位置来致使所述方向盘移动到所述居中位置。

14.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括输出图像数据的成像系统，其中：

执行所述自动挂接操纵包括实施对所述转向系统、所述动力传动系统控制系统和所述制动系统进行控制以将所述车辆移动到对准位置，其中使安装在所述车辆上的挂接球与所述挂车的联接器对准，包括在所述图像数据中相对于所述挂接球来跟踪所述联接器的位置。

15.一种车辆，所述车辆包括前述权利要求中任一项所述的挂接辅助系统。