CN114852170A - 拖车跟踪控制 - Google Patents

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CN114852170A CN202111541937.6A CN202111541937A CN114852170A CN 114852170 A CN114852170 A CN 114852170A CN 202111541937 A CN202111541937 A CN 202111541937A CN 114852170 A CN114852170 A CN 114852170A
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Abstract

牵引配置可包括牵引车以及第一和第二拖车。控制牵引车的中间拖车挂接角，一个目标是改善另一辆拖车的偏离性能。挂接角可通过中间拖车上的可转向车轮或中间拖车上的车轮差速转向进行控制。

Description

拖车跟踪控制
技术领域
本发明涉及一种用牵引车牵引第一拖车的装置和一种牵引系统。
背景技术
许多车辆设计用于容纳各种负载的牵引或牵引，包括但不限于：货物、 露营车、船只和其他车辆。牵引对牵引车操作员提出了挑战，他们必须在考 虑路面几何形状和拖车跟踪的情况下操纵牵引车。拖车的行驶路径可能偏离 牵引车的行驶路径。这种偏离通常是不可取的，在转弯更急和拖车尺寸更长 的情况下可能更严重。
常见的牵引布置包括牵引车和单拖车。其他拖车布置可能包括多个拖车。 多个拖车布置可能会增加偏离。
发明内容
在一个示例性实施例中，一种用于通过牵引车牵引第一拖车的装置，包 括：第二拖车，其包括至少一根车轴和至少两个车轮、第一个挂接点和第二 个挂接点。第二拖车在第一个挂接点以挂接铰接角铰接地联接至牵引车，并 在第二个挂接点铰接地联接至第一拖车。控制器可将挂接铰接角设定为目标 挂接铰接角。
除了本文所述的一个或多个特征之外，所述至少两个车轮可包括可转向 车轮，并且可通过控制可转向车轮的转向角将挂接铰接角设定为目标挂接铰 接角。
除了本文描述的一个或多个特征之外，本发明还包括：通过控制至少两 个车轮之间的速度差，可以将挂接铰接角设定为目标挂接铰接角。
除本文所述的一个或多个特征外，控制可转向车轮的转向角可包括基于 牵引车的转向角确定目标挂接铰接角，根据牵引车的转向角和目标铰接角确 定转向轮的目标转向角，并将转向轮的转向角控制为转向轮的目标转向角。
除了本文描述的一个或多个特征之外，控制可转向轮的转向角还可以包 括确定经测量的挂接铰接角和目标挂接铰接角之间的误差，以及基于该误差 调整可转向轮的目标转向角。
除了本文所述的一个或多个特征之外，可根据以下关系确定目标挂接铰 接角：
Figure BDA0003414548660000021
Figure BDA0003414548660000022
和
Figure BDA0003414548660000023
其中θ1-target是目标挂接铰接角；
L1是牵引车的轴距；
L2是第一挂接点和第二挂接点之间的第二拖车长度；
L3是第一挂接点和第二拖车上的预定点之间的距离；
δV是牵引车的转向角；
a是从牵引车上的前轴中心点到牵引车上的预定点的纵向距离；
b是从前轴中心点到牵引车上的所述预定点的横向距离；
c是从第二挂接点到第二拖车上的所述预定点的纵向距离；
d是牵引车上后轴中心点与第一个挂接点之间的距离；和
e是从第二个挂接点到第二拖车上的所述预定点的横向距离。
除了本文所述的一个或多个特征之外，可根据以下关系确定目标转向角：
Figure BDA0003414548660000024
其中θ1-target是目标挂接铰接角；
L1是牵引车的轴距；
L2是第一挂接点和第二挂接点之间的第二拖车长度；
δV是牵引车的转向角；和
d是牵引车上的后轴中心点与第一个挂接点之间的距离。
除本文所述的一个或多个特征外，目标挂接铰接角可基于牵引车的转向 角。
除了本文描述的一个或多个特征之外，控制至少两个车轮之间的速度差 可以包括确定经测量的挂接铰接角和目标挂接铰接角之间的误差，并基于该 误差调整至少两个车轮之间的速度差。
除了本文所述的一个或多个特征外，中间拖车还可包括向两个车轮中的 至少一个提供推进扭矩的动力系统。
除了本文所述的一个或多个特征外，中间拖车还可包括向两个车轮中的 至少一个提供推进扭矩的动力系统。
除了本文所述的一个或多个特征之外，中间拖车还可以包括一个系统， 该系统向两个车轮中的至少一个提供制动扭矩。
除了本文所述的一个或多个特征之外，中间拖车还可以包括一个系统， 该系统向两个车轮中的至少一个提供制动扭矩。
在另一个示例性实施例中，牵引系统可包括牵引车、第一拖车、具有至 少一根车轴和至少两个车轮的中间拖车以及转向系统，中间车辆在第一个挂 接点以挂接铰接角铰接地联接至牵引车，并在第二个挂接点铰接地联接至第 一拖车，以及控制器，通过控制至少两个车轮的转向，将挂接铰接角确定为 目标挂接铰接角。
除本文所述的一个或多个特征外，控制可转向车轮的转向可包括基于牵 引车的转向角确定目标挂接铰接角，根据牵引车的转向角和目标铰接角确定 转向轮的目标转向角，并将转向轮的转向角控制为转向轮的目标转向角。
除了本文描述的一个或多个特征之外，控制可转向轮的转向还可以包括 确定经测量的挂接铰接角和目标挂接铰接角之间的误差，以及基于该误差调 整可转向轮的目标转向角。
在另一个示例性实施例中，牵引系统可包括牵引车、第一拖车、具有至 少一根车轴和至少两个车轮的中间拖车，中间车辆在第一个挂接点以挂接铰 接角铰接地联接至牵引车，并在第二个挂接点铰接地联接至第一拖车，以及 控制器，通过控制所述至少两个车轮之间的速度差，将所述挂接铰接角建立 到目标挂接铰接角。
除本文所述的一个或多个特征外，控制至少两个车轮之间的速度差可包 括基于牵引车的转向角确定目标挂接铰接角，确定经测量的挂接铰接角和目 标挂接铰接角之间的误差，以及基于所述误差调整所述至少两个车轮之间的 速度差。
当结合附图进行时，上述特征和优点以及本发明的其他特征和优点从以 下详细描述中显而易见。
附图说明
其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细说明中，详细说明参 考附图，其中：
图1示出了根据本发明的具有偏离的单拖车牵引配置；
图2示出了根据本发明的多拖车牵引配置和具有偏离的单拖车牵引配 置；
图3示出了根据本发明的具有拖车跟踪控制的多拖车牵引配置；
图4A-4D示出了根据本发明的具有拖车跟踪控制的多拖车牵引配置的 中间拖车的实施例；
图5示出了根据本发明的示例性控制过程；和
图6示出了根据本发明的示例性控制过程。
具体实施方式
以下描述仅为示例性描述，并不旨在限制本公开、其应用或用途。在整 个附图中，相应的附图标记指示相似或对应的部件和特征。如本文所用，控 制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和类似术语是指以下中的 一个或多个的任意一种或多种组合：专用集成电路(ASIC)、电子电路、中 央处理单元(优选微处理器)和相关存储器和存储器(只读存储器(ROM))， 随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、硬盘驱动器等) 或执行一个或多个软件或固件程序或例程的微控制器、组合逻辑电路、输入 /输出电路和设备(I/O)以及适当的信号调节和缓冲电路、高速时钟、模拟 到数字(A/D)和数字到模拟(D/A)电路以及提供所述功能的其他组件。控 制模块可包括各种通信接口，包括点对点或离散线路以及到网络的有线或无 线接口，包括广域网和局域网、车载网络(例如控制器局域网(CAN)、本地 互联网络(LIN)以及厂内和服务相关网络。本发明中所述的控制模块功能 可在多个网络控制模块之间的分布式控制体系结构中执行。软件、固件、程 序、指令、例程、代码、算法和类似术语是指任何控制器可执行指令集，包 括校准、数据结构和查找表。控制模块具有一组执行的控制例程，以提供所 述功能。例程被执行，例如由中央处理单元执行，并且可操作以监控来自传 感装置和其他网络控制模块的输入，并执行控制和诊断例程以控制促动器的 操作。在发动机和车辆持续运行期间，可定期执行例行程序。或者，可以响 应事件的发生、软件调用或通过用户界面输入或请求按需执行例程。
图1示出了单拖车牵引配置100，包括牵引车101和拖车103。牵引车 101和拖车103在挂接点(H1)处联接，这允许拖车103和牵引车101在围 绕转弯和转角操作过程中铰接。单拖车牵引配置可能表现出一定程度的偏离 (off-tracking)，其特征是拖车车轮107向牵引车101内车轮路径175的内 侧移动。某种程度的偏离是可以接受的。然而，随着牵引车101转弯半径的 减小，拖车103的偏离量可能会变得更显著。驾驶员可以通过控制牵引车101 去往外侧车道极限177来获得一些补偿，外侧车道极限177使可用转弯半径 最大化。然而，在某些转弯半径处，拖车103可能会偏离到内侧车道极限179 之外。
图2示出了多拖车牵引配置200，包括牵引车101、拖车102和拖车103。 拖车102位于牵引车101和拖车103之间。牵引车101和中间拖车102连接 在挂接点(H1)处，这允许拖车102和牵引车101在转弯和转角操作过程中 铰接。拖车102和拖车103在挂接点(H2)处联接，这允许拖车102和拖车 103在转弯和转角操作过程中铰接。多拖车牵引配置可能会表现出一定程度 的偏离，其特征是每个相应拖车的拖车轮107、109行进到牵引车101内轮 路径175的内侧。某种程度的偏离是可以接受的。然而，随着牵引车101转 弯半径的减小，一辆或两辆拖车102、103的偏离量可能会变得更显著。驾 驶员可以通过控制牵引车101去往外侧车道极限177来获得一些补偿，外侧 车道极限177使可用转弯半径最大化。然而，在某些转弯半径处，一辆或两 辆拖车102、103可能会偏离到内车道极限179之外。多拖车配置可能在距 离牵引车101最远的拖车103处表现出更极端的偏离，并且可能表现出比单 辆拖车配置更极端的偏离(图1和图2折线拖车103)。
根据本发明，本文和各种附图中阐述了用于多拖车牵引配置300中拖车 跟踪控制的装置和方法。图3示出了多拖车牵引配置300，包括牵引车101、 拖车102和拖车103。拖车102位于牵引车101和拖车103之间。牵引车101 和拖车102在挂接点(H1)处联接，这允许拖车102和牵引车101在转弯和 转角操作过程中铰接。拖车102和拖车103在挂接点(H2)处联接，这允许 拖车102和拖车103在转弯和转角操作过程中铰接。
牵引车101在下文中称为车辆101，并在挂接点(H1)处配置有铰接挂 接装置。挂接点(H1)处的示例性铰接挂接装置可包括带球的接收器挂接装 置106和带球窝联接器的互补式前拖车舌部104F，或安装在拾取床上的鹅 颈管和备用车轮挂接装置。在任何配置中，拖车102和车辆101在挂接点 (H1)铰接。挂接点(H2)处的示例性铰接挂接装置可包括带球的后拖车舌 部104R和带球窝联接器的互补前拖车舌部108F。例如，挂接点(H2)处的 铰接挂接装置可包括鹅颈式或备用车轮式挂接装置。在任何配置中，车辆101 和拖车102在挂接点(H1)铰接，拖车102和拖车103在挂接点(H2)铰接。 车辆101可以是四轮车辆，包括每个拐角处的轮胎和车轮105。如本文所用， 除非另有明确规定，否则提及车轮或轮胎应理解为指车轮和轮胎的等效物。 拖车103图示为双轴拖车，每个横向侧包括两个车轮107。拖车102也被图 示为双轴拖车，每个横向侧包括两个车轮109。拖车102、103是示例性的而 非限制性的，可以理解的是，替代拖车配置例如可以包括更多或更少的车轴。 如本文所用，车轴被理解为指车辆或拖车上一对横向相对的车轮，不一定包 括它们之间的物理车轴。因此，车辆101具有包括两个前轮的前轴116和包 括两个后轮的后轴114。拖车103具有一对包括四个车轮的车轴118，拖车 102具有一对车轴120，包括四个车轮。同样如本文所用，车轮可指车轴一侧的单轮或多轮，例如在双捡拾轴(dually pick-up axle)或单轴或多轴双拖 车上。
车辆101可包括具有多个电子控制单元(ECU)137的控制系统架构135， 该电子控制单元(ECU)137可经由各种合适的有线和/或无线网络(例如经 由总线结构139)通信联接，以执行控制功能和信息共享，包括以本地和分 布式方式执行控制例程。总线结构139可以包括控制器局域网(CAN)，这 是本领域普通技术人员所熟知的。ECU 137可包括非限制性示例，如动力传 动系统控制模块(PCM)、发动机控制模块(ECM)、变速器控制模块(TCM)、 车身控制模块(BCM)、转向控制模块(SCM)、电驱动单元控制模块、牵引 力控制或稳定性控制模块、巡航控制模块、制动控制模块等。在一个实施例 中，转向控制模块(SCM)141可以是示例性ECU 137，主要负责与根据本 发明的拖车跟踪控制系统监控、控制和诊断相关的功能。ECU 137，包括SCM 141，可以间接或直接连接到各种传感器和促动器，以及其他ECU的任何组 合(例如，通过总线结构139和/或其他有线和/或无线网络)。
SCM 141可以从传感器和其他ECU 137接收用于拖车跟踪控制的各种 信息。SCM141接收的信息可包括非限制性示例，如车辆101动态和运动学 信息，如车速、航向、转向角、多轴加速度和急动、偏航、俯仰、侧倾及其 衍生量，等等。许多这样的量通常可通过车辆总线结构139获得，这些结构 139源自已知的车辆传感器，或源自SCM 141或其他ECU 137(例如牵引 力、稳定性控制和/或制动模块)。例如，此类传感器可包括车辆101每个车 轮上的车轮速度传感器、转向角传感器181和惯性测量传感器188。一些传 感器可以向SCM 141提供信息作为直接输入，而其他传感器可以通过总线 结构139提供信息，例如，在传感器可以作为网络节点设备工作的情况下， 或者在总线结构上通常可以通过另一ECU 137获得此类信息的情况下。
车辆101的前轮转向可由前转向齿轮构180实现，前转向齿轮构180可 包括本领域所知的转向齿轮和转向联动装置。车辆101还可采用主动后转向 系统。操作员转向输入可通过方向盘和与转向齿轮相互作用的机械转向轴实 现。机械转向力可由液压或电气装置辅助。线控转向系统是已知的，其中， 确定操作员转向意图，并与其他信息(如车速(V)和偏航率(ω))一起促 动转向齿条，而无需机械转向轴与转向齿轮相互作用。
图3所示的牵引配置300包括在挂接点(H1)和(H2)处铰接连接的车 辆101、拖车102和拖车103。牵引配置的各种几何关系如图3所示。车辆 101具有纵向车辆中心线201，拖车102具有纵向拖车中心线203。各中心线 201、203穿过牵引配置挂接点(H1)。挂接铰接角(θ1)定义在拖车中心线 203和车辆中心线201之间，是拖车102和车辆101之间对准偏差或铰接的 衡量。当牵引配置沿直线行驶时，挂接铰接角(θ1)基本为零，当牵引配置 绕转弯或转角行驶时，挂接铰接角(θ1)不为零。本领域技术人员已知铰接 角(θ1)的感测，并且可以由旋转传感器112(例如编码器或电位计)或包括 摄像头的视觉系统113(作为非限制性示例)提供。例如，旋转传感器112、 视觉系统113或备选铰接角(θ1)传感器可通过总线结构139向SCM 141提 供铰接角(θ1)信息。车辆101前轴116在点(A)处与车辆中心线201相 交。点(A)可称为车辆前轴中心点(A)。车辆101后轴114在点(B)处 与车辆中心线201相交。点(B)可称为车辆后轴中心点(B)。车辆101的 前轴116和后轴114之间的距离，即中心点(A)和(B)之间的距离标记为 (L1)，可称为车辆轴距。后轴中心点(B)和挂接点(H1)之间沿车辆中心 线201的距离标记为(d)。沿拖车102中心线203的挂接点(H1)和挂接点 (H2)之间的距离标记为(L2)，可称为拖车102长度。根据一个实施例，车 辆101的最外前角(CV)可提供被视为拖车102、103的通畅路径(clear path) 的外转弯周向参考或极限。拖车102的最外后角(CT)也可定义为拖车102 行进的极限。挂接点(H1)和拖车102最外后角(CT)之间的距离标记为(L3)。 可相对于前轴中心点(A)前方的纵向距离(a)和从前轴中心点(A)到当 前转弯外侧的横向距离(b)来定义车辆101的最外前角(CV)。类似地，可 以相对于从挂接点(H2)到当前转弯外侧的纵向距离(c)和从挂接点(H2) 到当前转弯外侧的横向距离(e)来定义最外后角(CT)。转向角传感器181 可提供车辆101前轮的转向角(δV)。拖车102车轮的转向角标记为(δT)， 用于拖车102包括可转向车轮的实施例。
在一个实施例中，拖车跟踪控制系统可包括具有控制例程、各种传感器 和/或传感器信息的SCM 141，以及车辆和拖车103之间的拖车102。挂接铰 接角(θ1)可控制为目标挂接铰接角(θ1-target)(下文讨论)，其一个目标是减 少拖车103的偏离。在一个实施例中，拖车102可包括不可转向车轮。在另 一个实施例中，拖车102可包括可转向车轮。在一个实施例中，拖车102可 包括摩擦制动系统，用于向车轮施加制动扭矩。在一个实施例中，拖车102可包括用于向一个或多个车轮施加牵引扭矩的推进系统。如本文所用，牵引 扭矩可包括推进扭矩和/或制动扭矩。
图4A-4B示出了单个转向、摩擦制动和推进系统，这些系统可单独或以 各种组合包含在拖车102中。图4A示出了拖车102上可转向车轮的一个实 施例。车轮转向可通过拖车转向系统115实现，拖车转向系统115可包括转 向齿轮和转向联动装置。拖车转向系统115可包括促动器117，该促动器使 转向齿轮将拖车102的车轮转向所需方向。在一个实施例中，促动器117可 以是旋转或线性电机或液压促动器或组合，例如电液促动器。其他促动器对 于本领域普通技术人员来说可以是易于理解的。在另一个实施例中，拖车转 向系统115可包括单独的车轮促动器机构，例如独立的电动促动器。促动器 117直接或经由如图所示的总线结构139通信地联接到SCM 141，总线结构 139可向促动器117提供控制命令。拖车转向系统反馈，例如转向角(δT)， 也可以类似地提供给SCM 141。有线通信可通过车辆至拖车集线器实施。拖 车102系统和车辆101之间的通信可以通过无线网络进行。图4B示出了拖车102上电力推进系统的一个实施例。车轮推进可通过拖车推进系统125实 现，拖车推进系统125可包括驱动单元127和控制器129。驱动单元可包括， 例如，电动机(M)、电力电子装置、减速和差动装置，用于在拖车102的一 个或多个车轮上施加推进扭矩。差速器传动装置可包括扭矩矢量差速器传动 装置，允许在每个车轮上进行独立的扭矩控制。控制器129以通信方式直接 联接到SCM 141，或者经由如图所示的总线结构139，总线结构139可以向 控制器129提供控制命令。有线通信可通过车辆至拖车集线器实施。拖车102 系统和车辆101之间的通信可以通过无线网络进行。图4C示出了拖车102 上电力推进系统的一个实施例。车轮推进可通过拖车推进系统145实现，拖 车推进系统145可包括每个车轮一个电机(M)和一个控制器149。控制器 149例如可包括电力电子设备，用于控制拖车102的每个配备电机的车轮处 的推进扭矩。控制器149以通信方式直接或经由如图所示的总线结构139联 接到SCM 141，总线结构139可向控制器149提供控制命令。有线通信可通 过车辆至拖车集线器实现。拖车102系统和车辆101之间的通信可以通过无 线网络进行。图4D示出了拖车102上摩擦制动系统的一个实施例。车轮制 动可由制动系统155实现，该制动系统155可包括每个车轮一个制动促动器 156和一个控制器159。制动促动器156可以是电动、液压或任何其他合适 的促动器。控制器159例如可包括电力电子装置或液压控制装置，用于控制 拖车102的每个配备制动器的车轮处的制动扭矩。控制器159以通信方式直 接或经由如图所示的总线结构139联接到SCM 141，总线结构139可向控制 器159提供控制命令。有线通信可通过车辆至拖车集线器实现。拖车102系 统和车辆101之间的通信可以通过无线网络进行。
图5示出了适用于图3所示的示例性牵引配置300的示例性控制过程 500，其中包括配备有拖车转向系统的拖车102。拖车102可配备一个或多个 推进系统和制动系统，用于向本文所述的一个或多个车轮施加牵引扭矩。控 制过程500可以包括前馈部分502和反馈部分504。在一个实施例中，仅实 施前馈部分502以提供拖车转向系统的开环控制。在另一实施例中，反馈部 分504与前馈部分502一起实施，以提供拖车转向系统的闭环控制。车辆转 向角(δV)501(例如来自转向角传感器181)可用于确定目标挂接铰接角 (θ1-target)507。车辆转向角(δV)501和目标铰接角(θ1-target)507可用于确 定拖车102车轮的目标转向角(δT-target)505。在仅有前馈的实施方式中，目 标转向角(δT-target)505可直接用于确定拖车102的转向系统的转向角指令 (δT-指令)511。在拖车转向系统的闭环控制中，挂接铰接角(θ1)503(例如 来自旋转传感器112)可与目标挂接铰接角(θ1-target)507一起用于在求和节 点506处确定挂接铰接角误差。PID控制509可在求和节点508处确定对目 标转向角(δT-target)505的调整时处理该误差。来自节点508的经调整的目标 转向角(δT-target)随后可用于确定拖车102转向系统的转向角指令(δT-指令) 511。PID控制509是示例性的，本领域技术人员理解，可以采用替代的误差 处理控制。
在一个实施例中，可根据以下关系确定目标挂接铰接角(θ1-target)：
Figure BDA0003414548660000101
Figure BDA0003414548660000102
Figure BDA0003414548660000103
其中L1为车辆101的轴距；
L2是拖车102的长度；
L3是挂接点(H1)与拖车102的最外后角(CT)之间的距离；
δV是车辆101的转向角；
a是朝向当前转弯外侧的、从车辆101前轴中心点(A)到车辆101最 外前角(CV)的车辆101前方的纵向距离；
b是朝向当前转弯外侧的、从车辆101前轴中心点(A)到车辆101最 外前角(CV)的横向距离；
c是朝向当前转弯外侧的、从挂接点(H2)到拖车102上的最外后角(CT) 的纵向距离；
d是沿车辆中心线201的后轴中心点(B)和挂接点(H1)之间的距离； 和
e是朝向当前转弯外侧的、从挂接点(H2)到拖车102上的最外后角(CT) 的横向距离。
在一个实施例中，拖车102车轮的目标转向角(δT-target)可根据以下关 系和根据上述关系[1]-[3]确定的目标挂接铰接角(θ1-target)确定：
Figure BDA0003414548660000111
图6示出了适用于图3所示的示例性牵引配置300的示例性控制过程 600，该示例性牵引配置300包括拖车102，拖车102不必配备拖车102转向 系统，但可以配备一个或多个推进系统和制动系统，用于向一个或多个拖车 施加牵引扭矩此处所述的车轮，由此可实现拖车102的差速转向。车辆转向 角(δV)603(例如来自转向角传感器181)可用于确定目标挂接铰接角(θ1-target)607。挂接铰接角(θ1)605(例如来自旋转传感器112)可与目标挂接 铰接角(θ1-target)607一起用于在求和节点606处确定挂接铰接角误差。该误 差可由PID控制609处理，然后由控制转换615处理，以确定拖车102横向 相对车轮的速度调整，从而影响拖车102的差速转向。在本实施例中，控制 变换615调整PID控制609输出，以生成应用于节点608和610的轮速调 整。车辆速度(V)601(例如来自车轮速度传感器)也提供给求和节点608 和610，并表示拖车102车轮的未调整车轮速度。来自求和节点608和610 的调整后的拖车102车轮速度随后可用于确定拖车102推进和/或制动系统 对拖车102的左车轮611和右车轮613的牵引扭矩指令(例如推进和/或制 动)。PID控制609是示例性的，并且本领域技术人员理解可以采用替代误 差处理控制。
除非明确描述为“直接”，当在上述公开中描述第一和第二元件之间的关 系时，该关系可以是直接关系，其中第一和第二元件之间不存在其他中间元 件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间存在一个或多个介 入元件(空间上或功能上)。
一种方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行，而不 改变本发明的原理。此外，尽管上述每个实施例被描述为具有某些特征，但 是关于本发明的任何实施例所描述的这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/或与任何其他实施例的特征相结合，即使没 有明确描述该组合。换句话说，所描述的实施例不是互斥的，并且一个或多 个实施例彼此之间的置换仍在本公开的范围内。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但本领域技术人员将理解， 在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变，并且可以用等效物替换其元 件。此外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导，而不 脱离本发明的基本范围。因此，本发明不限于所公开的特定实施例，而是将 包括其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于通过牵引车牵引第一拖车的装置，包括：
第二拖车，包括至少一根车轴和至少两个车轮、第一个挂接点和第二个挂接点，第二拖车在第一个挂接点以挂接铰接角铰接地联接至牵引车，并在第二个挂接点铰接地联接至第一拖车；和
控制器，将挂接铰接角设定为目标挂接铰接角。
2.根据权利要求1所述的装置，其中至少两个车轮包括可转向车轮，其中通过控制可转向车轮的转向角，将挂接铰接角设定为目标挂接铰接角。
3.根据权利要求1所述的装置，其中通过控制至少两个车轮之间的速度差，将挂接铰接角设定为目标挂接铰接角。
4.一种牵引系统，包括：
牵引车；
第一拖车；
第二拖车，位于牵引车和第一拖车之间，第二拖车包括至少一根车轴、至少两个车轮和转向系统，第二拖车在第一个挂接点以挂接铰接角铰接地联接至牵引车，并在第二个挂接点铰接地联接至第一拖车；和
控制器，通过控制第二拖车的至少两个车轮的转向，将挂接铰接角设定为目标挂接铰接角。
5.根据权利要求4所述的牵引系统，其中目标挂接铰接角根据以下关系确定：
Figure FDA0003414548650000011
Figure FDA0003414548650000012
和
Figure FDA0003414548650000013
其中θ1-target是目标挂接铰接角；
L1是牵引车的轴距；
L2是第一挂接点和第二挂接点之间的第二拖车长度；
L3是第一挂接点和第二拖车上的预定点之间的距离；
δV是牵引车的转向角；
a是从牵引车上的前轴中心点到牵引车上的预定点的纵向距离；
b是从前轴中心点到牵引车上的所述预定点的横向距离；
c是从第二挂接点到第二拖车上的所述预定点的纵向距离；
d是牵引车上后轴中心点与第一个挂接点之间的距离；和
e是从第二个挂接点到第二拖车上的所述预定点的横向距离。
6.根据权利要求4所述的牵引系统，其中控制第二拖车的至少两个车轮的转向包括：
根据牵引车的转向角确定目标挂接铰接角；
基于牵引车的转向角和目标挂接铰接角，确定第二拖车的至少两个车轮的目标转向角；和
将第二拖车的至少两个车轮的转向角控制到第二拖车的至少两个车轮的目标转向角。
7.根据权利要求6所述的牵引系统，其中控制第二拖车至少两个车轮的转向还包括：
确定经测量的挂接铰接角和目标挂接铰接角之间的误差；和
根据该误差调整第二拖车的至少两个车轮的目标转向角。
8.一种牵引系统，包括：
牵引车；
第一拖车；
第二拖车，位于牵引车和第一拖车之间，第二拖车包括至少一根车轴和至少两个车轮，第二拖车在第一个挂接点以挂接铰接角铰接地联接至牵引车，并在第二个挂接点铰接地联接至第一拖车；和
控制器，通过控制第二拖车的至少两个车轮之间的速度差，将挂接铰接角确定为目标挂接铰接角。
9.根据权利要求8所述的牵引系统，其中目标挂接铰接角根据以下关系确定：
Figure FDA0003414548650000021
Figure FDA0003414548650000022
和
Figure FDA0003414548650000023
其中θ1-target是目标挂接铰接角；
L1是牵引车的轴距；
L2是第一挂接点和第二挂接点之间的第二拖车长度；
L3是第一挂接点和第二拖车上的预定点之间的距离；
δV是牵引车的转向角；
a是从牵引车上的前轴中心点到牵引车上的预定点的纵向距离；
b是从前轴中心点到牵引车上的所述预定点的横向距离；
c是从第二挂接点到第二拖车上的所述预定点的纵向距离；
d是牵引车上后轴中心点与第一个挂接点之间的距离；和
e是从第二个挂接点到第二拖车上的所述预定点的横向距离。
10.根据权利要求8所述的牵引系统，其中控制第二拖车的至少两个车轮之间的速度差包括：
根据牵引车的转向角确定目标挂接铰接角；
确定经测量的挂接铰接角和目标挂接铰接角之间的误差；和
根据误差调整第二拖车至少两个车轮之间的速度差。
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