CN116080550A - 用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统和方法 - Google Patents

用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116080550A
CN116080550A CN202211307017.2A CN202211307017A CN116080550A CN 116080550 A CN116080550 A CN 116080550A CN 202211307017 A CN202211307017 A CN 202211307017A CN 116080550 A CN116080550 A CN 116080550A
Authority
CN
China
Prior art keywords
trailer
torque generating
control unit
oscillations
generating component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211307017.2A
Other languages
English (en)
Inventor
蒂莫西·戈登
高阳艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Truck Corp
Original Assignee
Volvo Truck Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Truck Corp filed Critical Volvo Truck Corp
Publication of CN116080550A publication Critical patent/CN116080550A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1708—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for lorries or tractor-trailer combinations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60D—VEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/24—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions
    • B60D1/30—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions for sway control, e.g. stabilising or anti-fishtail devices; Sway alarm means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60D—VEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/24—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions
    • B60D1/30—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions for sway control, e.g. stabilising or anti-fishtail devices; Sway alarm means
    • B60D1/32—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices characterised by arrangements for particular functions for sway control, e.g. stabilising or anti-fishtail devices; Sway alarm means involving damping devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60D—VEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/58—Auxiliary devices
    • B60D1/62—Auxiliary devices involving supply lines, electric circuits, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/0231—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle
    • B60R16/0232—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle for measuring vehicle parameters and indicating critical, abnormal or dangerous conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/114—Yaw movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/06—Tractor-trailer swaying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
    • B60W40/13—Load or weight
    • B60W2040/1323—Moment of inertia of the vehicle body
    • B60W2040/1346—Moment of inertia of the vehicle body about the yaw axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
    • B60W40/13—Load or weight
    • B60W2040/1392—Natural frequency of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/14—Trailers, e.g. full trailers, caravans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo or light sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/403—Image sensing, e.g. optical camera
    • B60W2420/408—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/54—Audio sensitive means, e.g. ultrasound
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/14—Yaw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/18—Roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/14—Yaw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/30—Wheel torque

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统和方法。该系统包括：至少一个扭矩产生部件，所述至少一个扭矩产生部件用于引发挂车相对于挂车的横摆轴线的移动；控制单元，该控制单元被配置成在车辆组合的行驶期间启动扭矩产生部件并且将预定的控制动作施加到扭矩产生部件，从而激发挂车的振荡；以及至少一个检测单元，所述至少一个检测单元被配置成检测挂车的所得振荡，其中，所述控制单元被配置成基于所检测到的所得振荡来确定挂车的一个或多个性能。

Description

用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统和方法
技术领域
本公开涉及一种用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统。本公开还涉及一种包括这种系统的重型车辆组合。本公开又涉及一种用于探测挂车的性能的方法。此外，本公开涉及一种计算机程序、一种计算机可读介质和一种控制单元。
本发明可以应用于重型车辆组合中，所述重型车辆组合包括牵引车辆，诸如卡车或牵引车(tractor)。虽然本发明将专注于在包括卡车或牵引车的车辆组合中实施总体发明构思，但是总体发明构思不限于这种特定牵引车辆，而是也可以用于诸如公共汽车的其它牵引车辆中。此外，关于由牵引车辆牵引的挂车，总体发明构思不限于特定挂车，而是可以用于诸如全挂车和半挂车的不同类型的挂车中。
背景技术
众所周知的是，使用重型铰接式车辆来运输货物。典型示例是牵引挂车的卡车。挂车通常包括牵引杆，该牵引杆被连接到卡车的挂接装置。可以容易理解的是，当牵引车-挂车车辆组合沿着道路行驶时，除了诸如天气条件的外部因素之外，诸如挂车所承载的负载的大小和分布的其它因素也可能影响挂车的动态行为。这种铰接式车辆的不稳定性可能导致诸如蛇行(snaking)或折叠(jack-knifing)的不期望的动态行为，这种不期望的动态行为又可能导致事故。这种不期望的动态行为通常可能在车辆组合行驶通过弯道或改变车道时出现。
虽然现代车辆具有可以在一定程度上降低不期望的动态行为的风险的稳定控制器，但是仍然希望进一步提高重型车辆组合的安全性。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于探测挂车的性能的系统和方法，其中，探测的结果可以用于进一步提高重型车辆组合的安全性。此目标以及将在下文的论述中变得显而易见的其它目标由根据独立权利要求的系统和方法来实现。
本发明构思基于以下认识：通过主动在挂车中开始振荡事件并监测响应，可以确定挂车的不同性能。然后，这些性能的信息值可以用于车辆控制器，并且采取适当的安全措施。应理解的是，总体发明构思涉及如何获得挂车的所述性能，而不是所述性能的检索到的信息值的后续使用。例如，总体发明构思可以用于确定挂车的重心的位置。然后，此信息可以由车辆控制器使用，以确定车辆组合在沿着某条弯曲路径行驶时的最大速度，从而避免挂车侧翻。然而，信息值或挂车性能的后续使用(即，在上述示例中，通过弯曲路径的最大速度的确定)并不形成总体发明构思的一部分。
根据本发明构思的第一方面，提供了一种用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统。所述系统包括：
-至少一个扭矩产生部件，所述至少一个扭矩产生部件用于引发挂车相对于挂车的横摆轴线的移动；
-控制单元，所述控制单元被配置成在车辆组合的行驶期间启动扭矩产生部件并且将预定的控制动作施加到扭矩产生部件，从而激发挂车的振荡；
-至少一个检测单元，所述至少一个检测单元被配置成检测挂车的所得振荡，
其中，所述控制单元被配置成基于所检测到的所得振荡来确定挂车的一个或多个性能。
通过在车辆组合正在实际行驶的同时提供振荡激发控制动作，并且然后检测挂车的所得振荡，控制单元可以确定挂车的一个或多个性能的值，这对于车辆控制器来说可以是很重要的，所述车辆控制器然后可以基于这种所确定的性能值来改进其安全措施。
如前所述，牵引车辆可以适当地是卡车或牵引车。挂车可以适当地是全挂车或半挂车。挂车可以被直接或间接地连接到牵引车辆。例如，全挂车可以被直接地连接到牵引车辆，并且半挂车可以经由台车被连接到牵引车辆。
控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一个可编程装置。控制单元可以还包括或代替地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑装置或数字信号处理器。当控制单元包括可编程装置(诸如，上述的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)时，处理器可以进一步包括控制所述可编程装置的操作的计算机可执行代码。
应理解的是，方向术语“横摆”、“侧倾”和“俯仰”具有它们在本技术领域中通常使用的普通含义。因此，横摆轴线从地面向上延伸穿过车辆(例如，穿过牵引车辆或挂车)，并且因此当在平坦的水平道路上行驶时，横摆轴线可以被认为是竖直轴线。侧倾轴线在车辆的纵向方向上延伸，即，从后向前地延伸，并且当车辆沿着直线路径行驶时，侧倾轴线与行驶方向一致。俯仰轴线垂直于侧倾轴线和横摆轴线，即，以横跨车辆的方式侧向/横向地延伸。
控制动作可以适当地适应于特定的挂车或特定的车辆组合。此外，振荡模型可以适应于不同负载。因此，控制单元可以具有不同的预定的振荡模型以供选择，每一个预定的振荡模型由相关联的对应的预定的控制动作启动。适当地，控制单元可以访问待用于将被探测的特定挂车的振荡模型。控制单元可以包括或可以访问电子存储器，不同的振荡模型被存储在所述电子存储器中。在这种情况下，控制单元可以选择适用于当前重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的特定挂车的振荡模型。
根据至少一个示例性实施例，所述预定的控制动作与所述挂车的预定的振荡模型相关联，所述预定的振荡模型不包括所述挂车的固有振荡，其中所述控制单元被配置成通过将所检测到的所得振荡与所述预定的振荡模型进行比较来确定所述挂车的所述一个或多个性能。因为所得振荡将包括挂车的固有振荡，所以与预定的振荡模型(不包括固有振荡)的比较将给出关于固有振荡对挂车的所得振荡的贡献的信息。固有振荡有时也被称为本征振荡。
任何预定的振荡模型可以适当地包括一个或多个方向上的一定振荡频率。例如，预定的振荡模型可以包括围绕横摆轴线和/或围绕侧倾轴线的一定振荡频率。预定的振荡模型可以另外包括一定振幅和相位信息。就此而言，可以指出，挂车的性能甚至可以通过小振幅的振荡来确定，这是有利的，因为小振幅的振荡不会引起牵引车辆的驾驶员的担心或干扰。如上所述，控制单元可以包括或可以访问电子存储器，振荡模型数据可以被存储在所述电子存储器中。例如，振荡模型可以以查找表或函数的形式被存储。例如，振荡模型可以包括如下函数，在该函数中，侧倾频率是刚度、质量和重心高度的函数。在这种示例中，如果从所检测到的所得振荡来确定挂车的侧倾频率，并且质量和刚度的值是可用的，则可以从所述函数来确定重心高度。所述重心高度是可以用于随后确定挂车的倾翻极限的挂车性能。
应理解的是，由检测单元执行的所得振荡的检测可以在将控制动作施加到扭矩产生部件之后(即，当控制动作已经停止并且挂车在自由运动中自振荡时)执行，或者可以与控制动作同时执行(即，在检测单元检测所得振荡的同时，控制动作可以被持续施加到扭矩产生部件)。在第一种情况下，即，对于自振荡(自由运动期间的测量)，激发可以是短暂的，但是应适当地超过阈值以检测所得振荡。对于扭矩动作期间的测量(受迫运动期间的测量)，持续且随机的输入可以是扭矩输入(在这种情况下，激发的振幅可以较低)。
如上所述，小振幅的控制动作是有利的，因为小振幅的控制动作在提供了挂车的足够运动以用于检测所得振荡的同时不会或几乎不会被驾驶员感知到。这至少部分反映在以下示例性实施例中。根据至少一个示例性实施例，由所述控制单元施加的所述预定的控制动作被选择成使得所述预定的振荡模型相对于所述横摆轴线的振幅小于1°。
根据至少一个示例性实施例，所述控制单元被配置成通过将所述挂车的所得振荡的频率与所述预定的振荡模型的对应频率进行比较、诸如比较围绕横摆轴线的振荡和/或比较围绕侧倾轴线的振荡来确定所述挂车的所述一个或多个性能。通过将挂车的所得振荡的频率与预定的振荡模型的对应频率进行比较，可以确定挂车的固有频率。因此，当比较围绕横摆轴线的振荡时，可以确定横摆固有频率，并且当比较围绕侧倾轴线的振荡时，可以确定侧倾固有频率。这又可以用于通过随后在扭矩产生部件上施加中和控制动作来抵消固有振荡，从而消除挂车的固有频率，从而改进驾驶员的驾驶条件。比较围绕侧倾轴线的振荡是有利的，因为该信息可以用于确定/计算质心(重心)的位置，这又可以用于确定挂车的倾翻极限。此外，在牵引车辆是自主牵引车辆(诸如，自主卡车)的情况下，侧倾和横摆频率信息可以是有利的，以限制挂车的侧倾和横摆运动，并且因此提高重型车辆组合的安全性。
本发明构思可以进一步用于监测和诊断的目的。例如，如果固有频率(或振幅或相位或其它测量变量)在操作期间改变，则这可能表明诸如悬挂系统故障、所承载的负载的偏移、轮胎漏气等因素。可以使用模式识别(pattern recognition)和其它技术来通知驾驶员或操作员上述情形(或者通知自主牵引车辆的车辆控制单元)。此外，从确认出的故障状况收集的数据可以被存储在数据库中，以利用侧倾和横摆运动数据来进一步提高监测和诊断系统的功效。
侧倾固有频率和/或横摆固有频率的确定被反映在以下示例性实施例中。因此，根据至少一个示例性实施例，所述挂车的所述一个或多个性能选自由如下各项组成的组中的一个或多个：
-所述挂车的横摆固有频率，
-所述挂车的侧倾固有频率，
-所述挂车的重心的位置(诸如，高度)。
侧倾固有频率的确定可以例如通过使用查找表和/或函数来执行。这种查找表或其它种类的映射可以通过执行模拟或其它工程分析来创建。所述映射可以是：侧倾固有频率是已装载的挂车质量和重心的高度的函数。所述模拟和/或分析取决于空载的挂车的参数(例如，侧倾刚度、空载重量、牵引杆几何形状)，因此应针对每一种挂车类型(但不是单独挂车)来适当地执行分析。也可以记录频率、振幅或其它响应测量的查找表。可以使用现有方法来确定挂车的质量(或挂车负载)。例如，这可以基于换档期间的车辆纵向加速度的改变。
横摆固有频率的确定可以基于对应方法，但是应在映射(查找表)中将车辆速度加以考虑。
重心的位置可以经由侧倾固有频率的确定来适当地确定，诸如通过使用如上所述的所存储的映射(查找表)(在该映射中，侧倾固有频率是已装载的挂车质量和重心的高度的函数)来确定。
应理解的是，在总体发明构思的范围内，挂车的振荡的激发可以以不同方式执行。在一些示例性实施例中，振荡可以由设置在牵引车辆处的扭矩产生部件产生。例如，牵引车辆处的振荡移动可以传播到挂车。在其它示例性实施例中，扭矩产生部件可以位于挂车上。在其它示例性实施例中，扭矩产生部件可以被设置在诸如台车的中间结构处，其中该中间结构的振荡移动可以传播到挂车。因此，有许多不同方式来实现总体发明构思。现在将呈现在挂车中激发振荡的一些不同的非限制性示例。
根据至少一个示例性实施例，所述系统包括挂接组件，所述挂接组件被配置成被安装在所述牵引车辆上，其中所述扭矩产生部件包括所述挂接组件，其中所述挂接组件包括可移动的挂接装置，所述挂车被配置成被连接到所述挂接装置，其中所述控制单元的所述控制动作包括使所述挂接装置平行于所述牵引车辆的俯仰轴线来回移动，从而实现所述挂接装置的振荡移动，其中所述挂接装置的振荡移动被传递到所述挂车，从而激发所述挂车的振荡。这是有利的，因为同一牵引车辆可以用于在不同挂车上激发振荡，而不需要在每一个挂车上设置任何特定的扭矩产生机构。挂车可以通过标准牵引杆被适当地连接到挂接装置。例如，挂接装置可以由线性致动器来电子驱动。也可以想到使挂接装置来回移动的其它方式，诸如使用旋转的电子控制的挂接装置。挂接组件可以进一步包括其它部件，诸如弹簧和阻尼器。
根据至少一个示例性实施例，所述扭矩产生部件是车轮扭矩产生部件，诸如制动器或电机，所述车轮扭矩产生部件被可操作性地连接到所述挂车的一个或多个车轮，并且被配置成向所述一个或多个车轮提供扭矩，其中所述控制单元的所述控制动作包括交替且重复地启动和停用所述车轮扭矩产生部件，从而激发所述挂车的振荡。因为一些挂车已经设有这种车轮扭矩产生部件，所以不需要添加另一个扭矩产生部件来实施总体发明构思。适当地，挂车的公共车轴上的左轮和右轮可以各自设有相应的车轮扭矩产生部件。为了激发振荡，车轮扭矩产生部件可以交替地在左轮和右轮上被短暂启动。例如，在车轮扭矩产生部件包括制动器的情况下，则小且短的制动动作将被交替且重复地施加到左轮和右轮。类似地，在车轮扭矩产生部件包括电机的情况下，则小且短的驱动动作将被交替且重复地施加到左轮和右轮。
根据至少一个示例性实施例，所述系统进一步包括台车，所述台车被配置成被连接到所述牵引车辆，其中所述挂车被配置成经由所述台车由所述牵引车辆牵引，其中所述扭矩产生部件是车轮扭矩产生部件，诸如制动器或电机，所述车轮扭矩产生部件被可操作性地连接到台车的一个或多个车轮，并且被配置成向所述一个或多个车轮提供扭矩，其中所述控制单元的所述控制动作包括交替且重复地启动和停用所述车轮扭矩产生部件，从而激发所连接的所述挂车的振荡。所述台车可以是可转向台车或不可转向台车。
根据至少一个示例性实施例，所述系统进一步包括可转向台车，所述可转向台车被配置成被连接到所述牵引车辆，其中所述挂车被配置成经由所述可转向台车由所述牵引车辆牵引，其中所述扭矩产生部件是致动器，所述致动器被配置成诸如经由轮轴而使所述可转向台车的可转向车轮转动，其中所述控制单元的所述控制动作包括控制致动器以交替且重复地使所述可转向车轮左右转动，从而激发所连接的所述挂车的振荡。
使用诸如在上述实施例中例示的台车是有利的，因为这使总体发明构思能够针对半挂车来实施。
为了检测所得振荡而设置的检测单元可以以各种不同方式来配置，并且被设置在不同位置中。例如，在一些示例性实施例中，检测单元可以被设置在牵引车辆上，而在其它示例性实施例中，检测单元可以替代地或附加地被设置在挂车上。这被反映在以下示例性实施例中。
根据至少一个示例性实施例，所述检测单元包括如下中的一个或多个：
-图像捕获单元，诸如相机，所述图像捕获单元被配置成被安装在所述牵引车辆上，
-波发射器和波接收器，所述波接收器用于接收反射波，所述波发射器和所述波接收器诸如形成激光雷达、雷达或超声波检测器的一部分，所述波发射器和所述波接收器被配置成被安装在所述牵引车辆上，
-惯性传感器，诸如IMU或陀螺仪，所述惯性传感器被配置成被安装在所述挂车上。
使用安装在牵引车辆上的图像捕获单元或发射器/接收器装置是有利的，这是因为同一牵引车辆可以用于不同挂车，而不需要在单独挂车上设置额外的检测单元来实施总体发明构思。另一方面，在挂车上设置惯性传感器是有益的，这是因为这提供了检测挂车的振荡的简单且有效的方式。无论所使用的检测单元的类型如何，均可以适当地向控制单元发送代表所得振荡的输入信号。控制单元可以处理所接收到的输入信号的信息内容，并且确定一个/多个感兴趣的挂车性能的值。
根据本发明构思的第二方面，提供了一种重型车辆组合，所述重型车辆组合包括根据第一方面(包括其任何实施例)的系统。第二方面的重型车辆组合的优点在很大程度上对应于第一方面(包括其任何实施例)的系统的优点。所述重型车辆组合可以例如包括诸如卡车或牵引车的牵引车辆以及诸如全挂车或半挂车的挂车。在一些示例性实施例中，所述重型车辆组合可以包括将挂车和牵引车辆互连的可转向台车。所述牵引车辆可以由驾驶员操作，或者可以是自主车辆。
根据本发明构思的第三方面，提供了一种用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的方法，所述方法包括：
-通过至少一个扭矩产生部件来引发所述挂车相对于所述挂车的横摆轴线的移动；
-在所述车辆组合的行驶期间，启动所述扭矩产生部件，并且将预定的控制动作施加到所述扭矩产生部件，从而激发所述挂车的振荡；
-通过至少一个检测单元来检测所述挂车的所得振荡；以及
-基于所检测到的所得振荡来确定所述挂车的一个或多个性能。
第三方面的方法的优点在很大程度上对应于第一方面(包括其任何实施例)的系统的优点。特别地，根据至少一个示例性实施例，所述方法包括使用根据第一方面(包括其任何实施例)的系统。
根据本发明构思的第四方面，提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，当所述程序在计算机上运行时，所述程序代码装置用于执行根据第三方面(包括其任何实施例)的方法的步骤。第四方面的计算机程序的优点在很大程度上对应于第三方面(包括其任何实施例)的方法的优点。
根据本发明构思的第五方面，提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质承载计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，当所述程序产品在计算机上运行时，所述程序代码装置用于执行根据第三方面(包括其任何实施例)的方法的步骤。第五方面的计算机可读介质的优点在很大程度上对应于第三方面(包括其任何实施例)的方法的优点。
根据本发明构思的第六方面，提供了一种用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的控制单元，所述控制单元被配置成执行根据第三方面(包括其任何实施例)的方法的步骤。第六方面的控制单元的优点在很大程度上对应于第三方面(包括其任何实施例)的方法的优点。
通常，除非在本文中另有明确定义，否则权利要求书中所使用的所有术语应根据它们在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一/一个/所述元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有提及应被开放性地解释为指代元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个示例。除非明确说明，否则本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序来执行。当研读所附权利要求书和以下描述时，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。本领域的技术人员认识到，在不偏离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征，以产生与下文所述的实施例不同的实施例。
附图说明
参照附图，下文是作为示例引述的本发明的实施例的更详细描述。
在附图中：
图1示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的重型车辆组合，用于探测挂车的性能的系统可以被实施在该重型车辆组合中。
图2示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的另一个重型车辆组合，用于探测挂车的性能的系统可以被实施在该重型车辆组合中。
图3是根据至少一个示例性实施例的重型车辆组合的示意图。
图4示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的用于探测图3的重型车辆组合中的挂车的性能的系统的部件。
图5示意性地示出了根据本发明构思的至少另一个示例性实施例的系统的部件。
图6示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的方法。
图7示意性地示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的控制单元。
图8示意性地示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的计算机程序产品。
图9参照如何确定重心的高度的示例而示意性地示出了挂车。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些方面。然而，本发明可以以许多不同形式来实施，并且不应被解释为限于本文中所阐述的实施例和方面；而是，这些实施例以示例方式提供，使得本公开将详尽且完整，并且将向本领域的技术人员全面传达本发明的范围。因此，应理解的是，本发明不限于本文中所描述和附图所示出的实施例；而是，本领域的技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
图1示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的重型车辆组合10，用于探测挂车的性能的系统可以被实施在该重型车辆组合10中。重型车辆组合10包括牵引车辆12以及由牵引车辆12牵引的挂车14。在此，牵引车辆12以卡车的形式示出，并且挂车14以全挂车的形式示出。
图2示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的另一个重型车辆组合20，用于探测挂车的性能的系统可以被实施在该重型车辆组合20中。重型车辆组合20包括同样以卡车的形式示出的牵引车辆22。重型车辆组合20还包括：呈半挂车的形式的挂车24；和台车，诸如可转向台车26。挂车24被连接到可转向台车26，该可转向台车26又被连接到牵引车辆22。
图3是根据至少一个示例性实施例的重型车辆组合30的示意图，并且将是本公开的发明系统的更详细且示例性的论述的起点。类似于图1和图2，重型车辆组合30包括由牵引车辆32牵引的挂车34。挂车34可以包括或具有被附接到该挂车的牵引杆36，并且牵引杆36又可以被连接到牵引车辆32的后部处的挂接装置38。
在图3中，还示出了车辆(例如挂车34)的不同几何轴线。侧倾轴线x在挂车34的纵向方向上从后向前地延伸。俯仰轴线y在挂车34的横向方向上从挂车34的右侧到左侧地延伸。横摆轴线z在挂车34的高度方向上从地面向上穿过挂车34的车顶地延伸(在图示中，横摆轴线z垂直于附图平面地延伸)。三个轴线x、y、z彼此垂直地延伸。
图4示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的用于探测挂车(诸如，图3的重型车辆组合30中的挂车34)的性能的系统50的部件。图4示意性地示出了牵引车辆36的挂接装置38的放大视图。电动致动器52(例如，包括导螺杆)被设置成用于在平行于俯仰轴线y的方向上改变挂接装置38的位置。挂接装置38和电动致动器52可以被包括在挂接组件中，该挂接组件又可以被包括在扭矩产生部件38、52中或者可以代表该扭矩产生部件38、52。该扭矩产生部件38、52的目的是引发挂车34相对于挂车34的横摆轴线z的移动。除了扭矩产生部件38、52之外，该系统还包括控制单元54。控制单元54被配置成在重型车辆组合30的行驶期间启动扭矩产生部件38、52，从而激发挂车34的振荡。在所示出的示例中，控制单元54因此可以控制电动致动器52，以使挂接装置38交替地朝向牵引车辆32的左侧和右侧移动，从而产生挂接装置38的小振幅控制动作，该小振幅控制动作将经由牵引杆36而传播到挂车34，该挂车34因此也将振荡。所述振荡可以具有小振幅，所述小振幅例如相对于横摆轴线z小于1°。
应理解的是，使用扭矩产生部件并且将预定控制动作施加到该扭矩产生部件从而激发挂车的振荡的一般原理可以以各种方式来实现，并且线性电子致动器(诸如，图4中示意性地示出的线性电子致动器)仅仅是说明性的非限制性示例。使挂接装置38移动的另一个可想到的方式是例如使用电子旋转致动器进行交替的顺时针/逆时针的小旋转移动。将结合图5论述扭矩产生部件的其它示例。
继续图4，系统50进一步包括至少一个检测单元56，所述至少一个检测单元56被配置成检测挂车34的所得振荡。控制单元54被配置成基于所检测到的所得振荡而确定挂车34的一个或多个性能。在一些示例性实施例中，检测单元56可以包括图像捕获单元，该图像捕获单元被配置成被安装在牵引车辆32上。这种图像捕获单元可以是相机。在一些示例性实施例中，检测单元56可以包括波发射器和波接收器，该波接收器用于接收反射波。发射器/接收器可以被配置成被安装在牵引车辆32上，并且可以例如形成激光雷达、雷达或超声波检测器的一部分。在一些示例性实施例中，检测单元56可以包括惯性传感器，该惯性传感器被配置成被安装在挂车34上。惯性传感器可以例如包括IMU或陀螺仪。
图5示意性地示出了根据本发明构思的至少另一个示例性实施例的系统60的部件。图5示出了挂车的轮轴100。例如，该轮轴100可以是挂车的前轮轴。轮轴100承载左轮102和右轮104。在图5中，还示意性地示出了四个扭矩产生部件62、64、66、68，特别是四个车轮扭矩产生部件62、64、66、68，这些扭矩产生部件可以形成系统60的一部分。四个车轮扭矩产生部件62、64、66、68包括用于向车轮102、104提供制动扭矩的两个车轮制动器62、64(例如，盘式制动器或鼓式制动器)。每一个车轮制动器62、64能够可操作性地与左轮102和右轮104中的相应一个接合。此外，剩余两个车轮扭矩产生部件是用于向车轮102、104提供推进扭矩的电机66、68。每一个电机66、68能够可操作性地与左轮102和右轮104中的相应一个接合。
应理解的是，虽然图5中示出了四个车轮扭矩产生部件62、64、66、68，但是在其它示例性实施例中，可以有更少的部件。例如，在一些示例性实施例中，可以省略两个电机66、68。在其它示例性实施例中，对于所示出的车轴100，制动器62、64可以被省略或者不用于振荡激发控制动作。
在扭矩产生部件是车轮扭矩产生部件(诸如，图5中所示出的车轮扭矩产生部件)的情况下，控制单元(诸如，图4中的控制单元54)的控制动作可以包括交替且重复地启动和停用车轮扭矩产生部件，从而激发挂车的振荡。特别地，在公共轮轴的左轮和右轮各自具有相关联的车轮扭矩产生部件的示例性实施例中，可以适当地在车轮之间交替进行启动和停用。例如，参考图5，在左制动器62和右制动器64被实施为所述车轮扭矩产生部件的示例性实施例中，控制单元可以在右制动器64被停用的同时启动左制动器62，并且然后在停用左制动器62的同时启动右制动器64。重复这种交替制动，以激发挂车的振荡。控制动作的实际制动扭矩适当地足够小，以避免引起驾驶员的任何担心。类似地，在控制动作中使用电机66、68的情况下，电机66、68将被交替地启动，以交替地向左轮102和右轮104提供驱动扭矩。虽然在图5中未示出，但是应理解的是，控制单元可以适当地位于牵引车辆处，该控制单元可以以类似于图4中的示意方式被布置成与位于挂车处的任何车轮扭矩产生部件(诸如，图5中的车轮扭矩产生部件62、64、66、68)可操作性地通信。此外，可以使用用于检测挂车对控制动作的响应的任何合适的检测单元，诸如本公开中先前论述的那些检测单元。
除了结合图4和图5论述的示例之外，应理解的是，在包括可转向台车(诸如，图2中的可转向台车26)的重型车辆组合中，扭矩产生部件可以是被配置成使可转向台车的可转向车轮转动(诸如，经由可转向台车的轮轴)的致动器。在这种情况下，控制单元的预定的控制动作可以包括控制致动器以交替且重复地使可转向车轮左右转动，从而激发所连接的挂车的振荡。在其它示例性实施例中，可以在可转向台车的轮轴处设置车轮扭矩产生部件，并且预定的控制动作可以对应于结合图5所论述的动作。这种车轮扭矩产生部件和相关联的预定的控制动作也可以针对不可转向台车而实施。因此，在至少一些示例性实施例中，图5可以被认为示出了诸如可转向台车或不可转向台车等台车的轮轴。
由控制单元(诸如，图4中的控制单元54)施加的预定的控制动作可以适当地与挂车的预定的振荡模型相关联。这种预定的振荡模型可以不包括挂车的固有振荡，其中控制单元可以被配置成通过将所检测到的所得振荡与预定的振荡模型进行比较来确定挂车的所述一个或多个性能。控制单元可以被配置成通过将挂车的所得振荡的频率、振幅、相位或其它信号属性与所述预定的振荡模型的对应的频率、振幅、相位或其它信号属性进行比较(诸如比较围绕横摆轴线的振荡和/或比较围绕侧倾轴线的振荡)来确定挂车的所述一个或多个性能。如本公开先前所解释，挂车的一个或多个性能可以是挂车的横摆固有频率、挂车的侧倾固有频率和挂车的重心的位置(特别是挂车的重心的高度)。
如先前所解释，通过能够探测挂车的这些性能，这些性能的值可以用于后续的安全措施。例如，车辆控制器可以将其用于计算通过某个弯道的最大速度，以避免挂车侧翻。
同样如先前所解释，可以经由侧倾固有频率的确定来适当地确定重心。参考图9，现在将论述这种确定的示例。
图9参照如何确定重心的高度的示例而示意性地示出了挂车。如已经解释的那样，侧倾轴线x在挂车的纵向方向上延伸。重心的高度与侧倾固有频率之间的详细关系取决于一系列参数，该一系列参数包括车架柔度和悬架几何形状，这就是应适当地执行模拟或测试从而建立映射(查找表)的原因。另一方面，底层物理机制可以用简单的模型来表示。在图9中，示出了挂车加上负载的质心G，这是侧倾轴线x上方的高度h1，该侧倾轴线x又在地面上方的高度hR处(在G的纵向位置处)。
如果IR是已装载的挂车的围绕侧倾轴线x的侧倾力矩，并且φ是挂车的侧倾角度，则侧倾动力学由如下微分方程控制：
Figure BDA0003904532680000161
其中C和K分别代表悬架的侧倾阻尼和侧倾刚度，并且L是任何所施加的侧倾力矩。(无阻尼)固有频率fn由下式给出：
Figure BDA0003904532680000162
这又根据下式而受到h1的值的影响：
Figure BDA0003904532680000171
此处，IG是围绕质心的侧倾惯性矩。质心在地面上方的总高度为
hG＝hR+h1
清楚地示出了hG经由IR与固有频率fn之间的强耦合。
上述分析包含某些简化，诸如阻尼对测量频率的影响以及挂车负载分布对其重心的影响。这些详细影响将被包括在固有频率到所施加的干扰的模拟映射中。
图6示意性地示出了根据本发明构思的至少一个示例性实施例的方法600。特别地，图6示出了用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的方法600，该方法600包括：
-在步骤S1中，通过至少一个扭矩产生部件来引发挂车相对于挂车的横摆轴线的移动；
-在步骤S2中，在车辆组合的行驶期间，启动扭矩产生部件，并且将预定的控制动作施加到扭矩产生部件，从而激发挂车的振荡；
-在步骤S3中，通过至少一个检测单元来检测挂车的所得振荡；以及
-在步骤S4中，基于所检测到的所得振荡来确定挂车的一个或多个性能。
应理解的是，步骤的列出并不意味着这些步骤需要以列表的连续次序来执行。例如，可以适当地同时执行步骤S1和S2。事实上，步骤S2可以在步骤S1之前开始。
适当地，方法600可以通过使用根据本公开的教导的用于探测挂车的性能的系统来实施。
图7示意性地示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的控制单元54。特别地，图7在许多功能单元方面示出了根据本文的论述的示例性实施例的控制单元54的部件。控制单元54可以被包括在本文中所公开的任何重型车辆组合中，诸如图1到图3中所示出的任何重型车辆组合。处理电路710可以使用能够执行存储在计算机程序产品(例如，呈存储介质730的形式)中的软件指令的以下设备中的一个或多个的任何组合来提供：合适的中央处理单元CPU、多处理器、微控制器、数字信号处理器DSP等。处理电路710可以进一步作为至少一个专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA来提供。
特别地，处理电路710被配置成使控制单元54执行一组操作或步骤，诸如结合图6所论述的方法及其在整个本公开中所论述的示例性实施例。例如，存储介质730可以存储所述一组操作，并且处理电路710可以被配置成从存储介质730检索所述一组操作，以使控制单元54执行所述一组操作。所述一组操作可以作为一组可执行指令来提供。因此，处理电路710因而被布置成执行如本文中所公开的示例性方法。
存储介质730还可以包括永久存储装置，该永久存储装置例如可以是磁性存储器、光学存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任一个或组合。
控制单元54进一步包括用于与至少一个外部装置(诸如，本文中所论述的检测单元和扭矩产生部件)通信的接口720。因此，接口720可以包括一个或多个发射机和接收机，其包括模拟和数字部件以及用于有线或无线通信的合适数量的端口。
处理电路710例如通过以下方式来控制控制单元54的总体操作：将数据和控制信号发送到接口720和存储介质730；从接口720接收数据和报告；以及从存储介质730检索数据和指令。如本公开中其它地方所论述，存储介质730可以具有多个所存储的预定的振荡模型。控制单元54的其它部件以及相关功能被省略，以免模糊本文所呈现的构思。
图8示意性地示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的计算机程序产品800。更具体地，图8示出了承载计算机程序的计算机可读介质810，该计算机程序包括程序代码装置820，当所述程序产品在计算机上运行时，该程序代码装置820用于执行图6中所例示的方法。计算机可读介质810和程序代码装置820可以一起形成计算机程序产品800。

Claims (16)

1.一种用于探测重型车辆组合(10、20、30)中的由牵引车辆(12、22、32)牵引的挂车(14、24、34)的性能的系统(50、60)，所述系统包括：
-至少一个扭矩产生部件(38、52、62、64、66、68)，所述至少一个扭矩产生部件(38、52、62、64、66、68)用于引发所述挂车相对于所述挂车的横摆轴线(z)的移动；
-控制单元(54)，所述控制单元(54)被配置成在所述车辆组合的行驶期间启动所述扭矩产生部件并且将预定的控制动作施加到所述扭矩产生部件，从而激发所述挂车的振荡；
-至少一个检测单元(56)，所述至少一个检测单元(56)被配置成检测所述挂车的所得振荡，
其中，所述控制单元被配置成基于所检测到的所得振荡来确定所述挂车的一个或多个性能。
2.根据权利要求1所述的系统(50、60)，其中，所述预定的控制动作与所述挂车(14、24、34)的预定的振荡模型相关联，所述预定的振荡模型不包括所述挂车的固有振荡，其中所述控制单元(54)被配置成通过将所检测到的所得振荡与所述预定的振荡模型进行比较来确定所述挂车的所述一个或多个性能。
3.根据权利要求2所述的系统(50、60)，其中，由所述控制单元(54)施加的所述预定的控制动作被选择成使得所述预定的振荡模型相对于所述横摆轴线(z)的振幅小于1°。
4.根据权利要求2到3中的任一项所述的系统(50、60)，其中，所述控制单元(54)被配置成通过将所述挂车的所述所得振荡的频率与所述预定的振荡模型的对应频率进行比较、诸如比较围绕所述横摆轴线(z)的振荡和/或比较围绕侧倾轴线(x)的振荡来确定所述挂车(14、24、34)的所述一个或多个性能。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的系统(50、60)，其中，所述挂车(14、24、34)的所述一个或多个性能选自由如下各项组成的组中的一个或多个：
-所述挂车的横摆固有频率，
-所述挂车的侧倾固有频率，
-所述挂车的重心的位置。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的系统(50)，包括挂接组件，所述挂接组件被配置成被安装在所述牵引车辆上，其中所述扭矩产生部件(38、52)包括所述挂接组件，其中所述挂接组件包括可移动的挂接装置(38)，所述挂车(34)被配置成被连接到所述挂接装置(38)，其中所述控制单元的所述控制动作包括使所述挂接装置平行于所述牵引车辆(32)的俯仰轴线(y)来回移动，从而实现所述挂接装置的振荡移动，其中所述挂接装置的所述振荡移动被传递到所述挂车，从而激发所述挂车的振荡。
7.根据权利要求1到5中的任一项所述的系统(60)，其中，所述扭矩产生部件(62、64、66、68)是车轮扭矩产生部件，诸如制动器(62、64)或电机(66、68)，所述车轮扭矩产生部件被可操作性地连接到所述挂车的一个或多个车轮(102、104)，并且被配置成向所述一个或多个车轮提供扭矩，其中所述控制单元的所述控制动作包括交替且重复地启动和停用所述车轮扭矩产生部件，从而激发所述挂车的振荡。
8.根据权利要求1到5中的任一项所述的系统(60)，进一步包括台车(26)，所述台车(26)被配置成被连接到所述牵引车辆(22)，其中所述挂车(24)被配置成经由所述台车由所述牵引车辆牵引，其中所述扭矩产生部件是车轮扭矩产生部件(62、64、66、68)，诸如制动器(62、64)或电机(66、68)，所述车轮扭矩产生部件被可操作性地连接到所述台车的一个或多个车轮，并且被配置成向所述一个或多个车轮提供扭矩，其中所述控制单元的所述控制动作包括交替且重复地启动和停用所述车轮扭矩产生部件，从而激发所连接的所述挂车的振荡。
9.根据权利要求1到5中的任一项所述的系统(60)，进一步包括可转向台车(26)，所述可转向台车(26)被配置成被连接到所述牵引车辆(22)，其中所述挂车(24)被配置成经由所述可转向台车由所述牵引车辆牵引，其中所述扭矩产生部件是致动器，所述致动器被配置成诸如经由轮轴(100)而使所述可转向台车的可转向车轮(102、104)转动，其中所述控制单元的所述控制动作包括控制所述致动器以交替且重复地使所述可转向车轮左右转动，从而激发所连接的所述挂车的振荡。
10.根据权利要求1到9中的任一项所述的系统(50)，其中，所述检测单元(56)包括如下中的一个或多个：
-图像捕获单元，诸如相机，所述图像捕获单元被配置成被安装在所述牵引车辆(32)上，
-波发射器和波接收器，所述波接收器用于接收反射波，所述波发射器和所述波接收器诸如形成激光雷达、雷达或超声波检测器的一部分，所述波发射器和所述波接收器被配置成被安装在所述牵引车辆(32)上，
-惯性传感器，诸如IMU或陀螺仪，所述惯性传感器被配置成被安装在所述挂车(34)上。
11.一种重型车辆组合(10、20、30)，包括根据权利要求1到10中的任一项所述的系统(50、60)。
12.一种用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的方法(600)，所述方法包括：
-通过至少一个扭矩产生部件来引发(S1)所述挂车相对于所述挂车的横摆轴线的移动；
-在所述车辆组合的行驶期间，启动(S2)所述扭矩产生部件，并且将预定的控制动作施加到所述扭矩产生部件，从而激发所述挂车的振荡；
-通过至少一个检测单元来检测(S3)所述挂车的所得振荡；以及
-基于所检测到的所得振荡来确定(S4)所述挂车的一个或多个性能。
13.根据权利要求12所述的方法(600)，包括使用根据权利要求1到10中的任一项所述的系统(50、60)。
14.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置(820)，当所述程序在计算机上运行时，所述程序代码装置(820)用于执行根据权利要求12到13中的任一项所述的方法(600)的步骤。
15.一种计算机可读介质(810)，所述计算机可读介质(810)承载计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置(820)，当所述程序产品在计算机上运行时，所述程序代码装置(820)用于执行根据权利要求12到13中的任一项所述的方法(600)的步骤。
16.一种用于探测重型车辆组合(10、20、30)中的由牵引车辆(12、22、32)牵引的挂车(14、24、34)的性能的控制单元(54)，所述控制单元被配置成执行根据权利要求12到13中的任一项所述的方法(600)的步骤。
CN202211307017.2A 2021-11-08 2022-10-24 用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统和方法 Pending CN116080550A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21206978.5A EP4177122A1 (en) 2021-11-08 2021-11-08 A system and a method for probing properties of a trailer towed by a towing vehicle in a heavy-duty vehicle combination
EP21206978.5 2021-11-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116080550A true CN116080550A (zh) 2023-05-09

Family

ID=78592520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211307017.2A Pending CN116080550A (zh) 2021-11-08 2022-10-24 用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230146431A1 (zh)
EP (1) EP4177122A1 (zh)
CN (1) CN116080550A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11919497B2 (en) * 2021-11-30 2024-03-05 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods to assist maneuvering of a trailer being towed by a vehicle

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4575110A (en) * 1982-02-17 1986-03-11 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Device for damping oscillations of a trailer
US8010252B2 (en) * 2007-10-05 2011-08-30 Ford Global Technologies Trailer oscillation detection and compensation method for a vehicle and trailer combination
DE102010000825A1 (de) * 2010-01-12 2011-07-14 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren zur Ankupplungskontrolle eines mit einem Zugfahrzeug kuppelbaren Anhängers sowie entsprechende elektronische Geräteeinheit
GB2522105B (en) * 2012-09-06 2016-09-14 Jaguar Land Rover Ltd Method and system for preventing instability in a vehicle-trailer combination
WO2021160252A1 (en) * 2020-02-11 2021-08-19 Volvo Truck Corporation Methods for controlling a self-powered dolly vehicle during evasive maneuvering

Also Published As

Publication number Publication date
US20230146431A1 (en) 2023-05-11
EP4177122A1 (en) 2023-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7124116B2 (ja) トレーラの検出および自律的なヒッチング
EP2045155B1 (en) A control system for a vehicle and trailer combination
JP5923101B2 (ja) トルクベクトル化を使用したトレーラ揺動の抑制
US7904222B2 (en) Trailer articulation angle estimation
US9481346B2 (en) Method of and apparatus for braking a tractor-trailer combination
US20020107627A1 (en) Trailer and simulator
CN114475594B (zh) 控制车辆运动的设备和方法以及车辆
CN104670227A (zh) 车辆行为控制装置和车辆行为控制系统
CN112823108B (zh) 用于获知挂车的不稳定行为的方法和用于稳定挂车的方法以及分析单元和车辆组合
CN107054182B (zh) 悬挂装置和方法
CN112141120A (zh) 用于匹配车辆的行驶行为的方法，控制器和存储介质
CN116080550A (zh) 用于探测重型车辆组合中的由牵引车辆牵引的挂车的性能的系统和方法
CN116890585A (zh) 具有智能联结装置的拴系自主拖车的方法、系统和设备
US20220126917A1 (en) Method of reducing or preventing lateral oscillations of connected vehicle unit, control system, steering system, leading vehicle unit, and vehicle combination
CN115052802A (zh) 用于在规避机动期间控制自驱动拖台车辆的方法
US20210086557A1 (en) Wheel speed sensing system
CN115303384A (zh) 带有倒车辅助功能的电动挂车
Lee Design optimization of active trailer differential braking systems for car-trailer combinations
GB2435023A (en) Differentially drivable vehicle having parking mode determination and turning radius reduction
Khemoudj et al. Variable gain sliding mode observer for heavy duty vehicle tyre forces estimation
Notsu et al. Investigation into turning behavior of semi-trailer with additional trailer-wheel steering--a control method for trailer-wheel steering to minimize trailer rear-overhang swing in short turns
WO2016013372A1 (ja) 運搬車両
JP2019206312A (ja) 牽引車両の制御装置
Eisenmann et al. Small-Scale Physical Modeling and Testing of a Vehicle Trailer With Onboard Power Supply
US11897443B2 (en) Antilock braking system for a towed vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication