CN117859102A - 马达失速与挂车升降 - Google Patents

Abstract

一种检测并防止自主电动牵引车的驱动马达失速的方法。失速检测器间隔接收来自自主电动牵引车的驱动电路的马达电流值，确定马达电流值何时达到或超过第一电流阈值并施加制动，禁止控制驱动马达的油门，设置马达失速标志。一种方法确定牵引车耦接的挂车的起落架离地高度。升程检测器控制液压泵将液压流体泵送到与牵引车第五轮耦接的活塞的腔室中，以升起第五轮。当第五轮升起时，升程检测器间隔感测腔室中液压流体的压力值，并处理该压力值以确定何时起落架升离地面。

Description

马达失速与挂车升降

优先权文件

本申请主张申请日为2021年6月23日、名称为“Motor Stall and Trailer Lift”的美国专利申请US 63/214,225的优先权，其全部内容通过引用归并本文。

背景技术

货车是现代商业的重要组成部分。货车在其宽敞的内部空间内将材料和成品货物运往各地。此类货物在各种设施进行装卸，包括制造商、港口、分销商、零售商和最终用户。起点和终点位置称为“货场”，包括挂车停放(和/或整备)和移动的区域，供牵引车(货车)进出，将货物装载到装卸台门口以便装载/卸载到相关设施，离开货场前往目的地或从目的地进入货场。自主货场车辆技术包括能够自动(无需人工干预或者通过远程操作进行人工干预)耦接、解耦和操纵货场内挂车的牵引车(货车)。

此类自动化货场中，安全至关重要。所述挂车的自动操纵会导致这样的情况：如果人或其他障碍物处于挂车或牵引车的预期路径中，则因无人操作牵引车，存在牵引车可能不知道人或其他障碍物的状况。因此，需要额外的传感器，自动牵引车的控制器才能安全操纵挂车。

各种不同的制造商和货运公司拥有自己的挂车，因此会出现更多的困难。虽然自动货场车辆可能具有相关联的传感器，但难以利用挂车本身的传感器，原因是操纵挂车前需要人(或机器)对挂车进行干预。这样额外的干预步骤必须及时，又会增加安全隐患。

发明内容

货车是现代商业的重要组成部分。货车在其宽敞的内部空间内将材料和成品货物运往各地。此类货物在各种设施进行装卸，包括制造商、港口、分销商、零售商和最终用户。大型公路运输(Over-The Road，OTR)货车通常由牵引车或驾驶室机组和独立的可拆卸挂车组成，挂车通过挂接系统(由所谓的第五轮和主销组成)可拆卸地互连到驾驶室。

货车运输的其他挑战涉及货物与挂车的对接及装卸。货仓和货物派送设施都有附设多个装卸台的货场，将挂车定位到其中一个装卸台进行装卸。自动化货场中，OTR货车停在货场整备区中的指定位置，并且OTR牵引车进行拆离，将挂车留在指定位置。自主牵引车将挂车移动到第一个装卸台进行卸载和/或装载。装载和/或卸载完成时，另一辆或同一辆自主牵引车将挂车移离装卸台，并驻停到整备区的指定位置。视另一辆或同一辆自主牵引车需要，也可以使挂车在装卸台之间移动。另一辆或同一辆OTR牵引车耦接至挂车，并且OTR货车离开货场前往另一目的地。

当自主电动牵引车的移动受到阻碍时，自主电动牵引车的驱动马达失速。当检测到驱动马达失速超过预设时段(如五秒)，安全特征会停用自主电动牵引车，从而需要手动重新启动自主电动牵引车。本发明实施例一方面包括认识到，并非所有驱动马达失速都表明安全问题，在货场内自主电动牵引车自主操作的过程中，自主电动牵引车的正常操作期间也可能发生马达失速，停用自主电动牵引车并不可取。为了解决上述问题，本发明实施例检测驱动马达何时失速并命令零油门以防止安全特征停用自主电动牵引车。有利地，自主电动牵引车不会停用也无需手动重新启动。此外，基于检测到失速时自主电动牵引车的活动，可以重试和/或修改该活动以防止驱动马达失速。本文使用的示例虽是针对自主电动牵引车，但不背离本发明保护范围的前提下，类似的检测和动作可应用于内燃机型自主牵引车。

自主牵引车在货场内操纵挂车时不会收回挂车起落架，而是在耦接挂车时升起自主牵引车的第五轮，以抬高挂车前端并使起落架升离地面。本发明实施例另一方面包括认识到，当挂车停放到整备区的指定位置时，OTR货车的驾驶员未将挂车起落架设置到标准高度，因而自主牵引车不知道将挂车前端抬升多高才能达到起落架所需的离地间隙。为了解决上述问题，本发明实施例随着自主牵引车抬升挂车前端检测起落架离地时间点，并继续升起第五轮，使其超出检测点一段距离，以达到起落架离地的理想高度。有利地，自主牵引车抬升挂车前部，使得起落架避开货场中的障碍物，而无需将挂车前部抬得过高。

某一实施例中，一种方法检测并防止自主电动牵引车的驱动马达失速。所述方法包括：间隔从自主电动牵引车的驱动电路接收马达电流值，并确定马达电流值何时达到或超过第一电流阈值。当马达电流值达到或超过第一电流阈值时，所述方法施加制动并禁止控制驱动马达的油门。

另一实施例中，一种方法防止自主车辆的马达失速。间隔从自主电动牵引车的驱动电路接收马达电流值。当马达电流值达到或超过第一电流阈值时，施加制动，并从确定马达电流值达到或超过第一电流阈值起，在预定时段内禁止控制驱动马达的油门，然后解禁油门。

又一实施例中，一种方法确定牵引车耦接的挂车的起落架离地高度。控制液压泵将液压流体泵送到与牵引车第五轮耦接的活塞的腔室中，以升起第五轮。随着第五轮升高，间隔感测腔室中液压流体的压力值。处理压力值以确定何时起落架升离地面。

附图说明

图1为示出本发明实施例中某个示例自主货场的鸟瞰图，其中使用自主牵引车在整备区与货仓装卸台之间移动挂车。

图2为示出本发明实施例中图1所示牵引车的关键功能组件的框图。

图3为示出本发明实施例中图1所示牵引车倒车到挂车下表面下方的侧视图。

图4示出了本发明实施例中图2所示功能状态机所实施的用于耦接和解耦牵引车与挂车的示例挂接和脱挂状态序列。

图5为示出本发明实施例中图1至图3所示牵引车将挂车倒退到图1所示货仓的多个相邻装卸台之一的平面示意图。

图6为示出本发明实施例中确定用于控制牵引车使挂车倒车的转向角时牵引车所做的示例假设的示意图。

图7示出了本发明实施例中图2所示牵引车控制器的失速检测器的更多示例细节。

图8为示出本发明实施例中图1至图3所示牵引车尝试倒车到挂车下表面下方的侧视图，其中起落架未充分伸展。

图9为示出本发明实施例中用于检测并防止图1至图3所示牵引车的驱动马达失速的示例方法的流程图。

图10示出了本发明实施例中图1至图3所示牵引车的第五轮(FW)抬升挂车前端。

图11示出了本发明实施例中图10所示牵引车与挂车耦接并且FW升起为起落架提供离地间隙。

图12示出了本发明实施例中图10和图11所示牵引车的FW控制器和FW执行器的更多示例细节。

图13为本发明实施例中一阶导数值与时间的曲线图，其中曲线表示FW执行器将液压流体泵入液压活塞以升起FW时上腔压力传感器感测压力的一阶导数。

图14为本发明实施例中高度与时间的曲线图，其中曲线表示FW执行器的位置传感器感测FW的高度。

图15为示出本发明实施例中用于感测压力值、计算一阶导数值、检测一阶导数值中峰值以及抬升挂车的示例方法的流程图。

具体实施方式

自动化货场中，自主牵引车在整备区与装卸台之间移动挂车以进行卸载和/或装载。自主牵引车反复耦接(挂接)挂车、移动挂车、然后与挂车解耦(脱挂)。

图1为示出某个示例性自主货场100(例如货物装卸设施、运输设施等)的鸟瞰图，其中使用自主电动牵引车104在整备区130与货仓110的装卸台之间移动挂车106。例如，公路运输(OTR)牵引车108从远程位置运送满载货物的挂车106并取回挂车106以便返回到这些位置(或其他地方，例如储库)。在标准操作程序中，OTR牵引车108连同挂车106到达设施入口检查点109并在此处进行登记。警卫/服务人员将信息(例如系统中已有的挂车编号或QR(ID)码扫描嵌入信息，通常包括挂车品牌/型号/年份/服务连接位置等)输入任务控制器102(例如计算机软件服务器，可以位于异地、在云中、完全现场或部分位于设施建筑群内，示为货仓110)。货仓110包括周边装卸台(位于建筑物一侧或多侧)、相关联(通常是高架)的货物门户以及地面储库，所有这些的布置方式都为运输、物流等领域技术人员熟知。

举简化操作为例，OTR牵引车108和挂车106到达之后，检查点109的警卫/服务人员指导驾驶员将挂车106运送到指定整备区130中特定编号的停车位，可以包括根据设施整体布局安排的大量并排挂车停车位。

驾驶员一旦将挂车驻停到整备区130的指定停车位，就断开服务线路并确保连接器处于可访问位置(即，若可调节/可密封)，并且将OTR牵引车108与挂车106解耦。如果挂车106配备有双开门，则驾驶员还会有机会在货场人员的指导下将挂车门解锁并夹固在打开位置。

例如，在稍后某个时刻(例如当货仓准备好处理装载的挂车时)，任务控制器102指示(例如命令或以其他方式控制)牵引车104在整备区130的提车位处自动耦接(例如挂接)挂车106并将挂车106移动到卸载区140中指配卸载台处的还车位。据此，牵引车104在提车位处耦接至挂车106，将挂车106移动到卸载区140，然后使挂车106倒入还车位处的指配装卸台，使得挂车106的后部定位成紧靠货仓110的门户和货门。提车位和还车位可以是整备区130中的任意指定挂车停车位置、卸载区140中的任意装卸台以及装载区150内的任意装卸台。

采用手动和/或自动技术将货物从挂车106卸载到货仓110中。在卸载期间，牵引车104可以保持挂接至挂车106或可以解耦(例如脱挂)以执行其他任务。卸载后，任务控制器102指示牵引车104将挂车106从卸载区140中的提车位移动到还车位，或者将挂车106返回到整备区130或将挂车106运送到货仓110的装载区150中指配的装卸台，然后在此处装载挂车106。一旦装载，任务控制器102就指示牵引车104将挂车106从装载区150中的提车位移动到整备区130中的还车位，在此处可以等待供另一辆(或同一辆)OTR牵引车108收取。给定提车位和还车位，牵引车104可以自主移动挂车106。

图2为示出图1所示牵引车104的关键功能组件的框图。牵引车104包括电池202和控制器206，电池202为牵引车104的组件供电，控制器206的至少一个数字处理器208可通信地耦合至存储器210，存储器210可以包括易失性存储器(例如RAM、SRAM等)和非易失性存储器(例如PROM、闪存、磁性、光学等)中一者或两者。存储器210存储包括机器可读指令的多个软件模组，这些指令被至少一个处理器208执行时，使得至少一个处理器208实施如本文所述的牵引车104的功能，以在任务控制器102的指导下在自主货场100内自主运行。

牵引车104还包括至少一个驱动马达212，驱动电路214控制驱动马达212机械驱动多个车轮(未示出)来操纵牵引车104。驱动电路214包括安全特征215，安全特征215若检测到驱动马达212的转动受阻(例如失速)并且驱动马达212在预定时段内(例如5秒)的电流达到或超过600安培，则停止牵引车104的运动。因而，当牵引车104受到对象阻碍时，安全特征215可以防止损伤牵引车104和/或牵引车104周围的其他对象。上文关于电动牵引车描述了安全特征215。应当理解，基于柴油的牵引车可以包括类似的安全特征，如当RPM阈值高于预设阈值时降低发动机功率。当安全特征215被触发时，牵引车104需要手动重新激活后才能恢复运动。据此，跳闸安全特征215并不理想。

牵引车104还包括确定牵引车104绝对定位定向的方位单元216(例如GPS接收器)、用于捕捉牵引车104周围对象图像的多个摄像头218以及用于确定牵引车104周围点云的至少一个激光探测与测距(LiDAR))装置220(下称LiDAR 220)。方位单元216、多个摄像头218和至少一个LiDAR 220与控制器206协作实现牵引车104的自主操纵性及安全性。牵引车104包括用于耦接挂车106的第五轮(Fifth Wheel，FW)222和FW执行器224，控制器206控制FW执行器224将FW 222定位于期望高度。某些实施例中，FW执行器224包括与液压泵耦合的电动马达，该液压泵驱动液压活塞来移动FW 222。然而，不背离本发明保护范围的前提下，FW执行器224可以包括其他定位FW 222的装置。牵引车104还可包括空气执行器238和制动执行器239，空气执行器238控制供应给挂车106的空气，制动执行器239控制牵引车104和经由空气执行器238与之连接的挂车106的制动。

控制器206还包括挂车角度模组232，基于定位于FW 222附近并机械耦合至挂车106的光学编码器204所测得的挂车角度以及至少一个LiDAR 220所捕获的点云221中一者或两者，挂车角度模组232确定牵引车104与挂车106之间的当前挂车角度233。

控制器206还包括控制驱动电路214的油门控制器227并且包括检测驱动马达212何时失速的失速检测器228。控制器206还可以包括FW控制器242和负载估算器230，FW控制器242实施升程检测器260来检测挂车106的起落架何时升离地面，负载估算器230用于估计挂车106施加到FW 222的重量。

控制器206可以实施功能状态机226，功能状态机226基于接收自任务控制器102的命令(请求)来控制牵引车104的操作。例如，任务控制器102可以接收将挂车106从第一位置(例如整备区130中的空位X)移动到第二位置(例如，卸载区140中的装卸台Y)的请求(例如，经由API和/或经由调度操作者使用的GUI)。一旦该请求得到验证，任务控制器102就调用任务规划器(例如软件包，未示出)来计算每个牵引车104的“任务规划”。例如，任务规划是牵引车104将挂车106从位置X移动到位置Y所要遵循的有序高级原语序列。任务规划可以包括原语，如沿第一路线行驶、耦接停车位置X的挂车106、沿着第二路线行驶、将挂车106倒入装卸台、与挂车106解耦。

功能状态机226包括多个状态，每个状态与处理器208执行来实施牵引车104特定功能的至少一个软件例程(例如机器可读指令)相关联。功能状态机226遵循来自任务控制器102的原语以完成任务规划时，可以转变一种或多种状态。

控制器206还可以包括实现为机器可读指令的铰接操纵模组240，这些指令被处理器208执行时，使得处理器208控制驱动电路214和转向执行器225基于来自任务控制器102的指令来操纵牵引车104。

控制器206还可以包括导航模组234，导航模组234使用方位单元216来确定牵引车104的当前定位和定向。导航模组234还可以使用其他传感器(例如摄像头218和/或LiDAR220)，利用航位推算技术来确定牵引车104的当前定位和定向。

图3为示出图1所示牵引车104正倒车到挂车106的下表面302下方的侧视图。图4示出了图1至图3所示牵引车104的功能状态机226所实施的牵引车104与挂车106耦接状态的示例挂接序列400以及功能状态机226所实施的牵引车104与挂车106解耦状态的示例脱挂序列450。图4还示出了检测到对准失败时(例如当前状态的活动出于某种原因失败时)序列之间的示例转变，这允许功能状态机226从故障中恢复(例如撤消某些动作)并重新尝试命令。图3和图4最好是参阅下述内容。

如图3所示，挂车106的起落架306充分伸展，使得挂车106前端的下表面302(例如FW板面)的离地高度足以允许FW 222完全缩回时被推动到其下方而不会使牵引车104的驱动马达212失速。亦即，驱动马达212提供的动力足以将FW 222推动到下表面302下方。然而，当挂车106留在自主货场100的整备区130中，OTR牵引车108的驾驶员伸展起落架306，从而下表面302的高度是由驾驶员决定并且在挂车106之间可能并不一致。此外，将FW 222移动到下表面302下方所需的力还取决于挂车106前端处的重量(例如货物重量)。当驱动马达212提供的力无法足以将FW 222推动到下表面302下方，例如起落架306未充分伸展时(参见图8)，驱动马达212失速。

响应于从任务控制器102接收到挂接命令，一旦牵引车104对准挂车106，在状态402，控制器206收起FW 222并控制驱动电路214使牵引车104缓慢后移，如箭头304所示。当控制器206检测到FW 222位于挂车106的下表面302下方时，驱动马达212停止并且功能状态机226转变成状态404。如果控制器206确定牵引车104未正确对准挂车106，则功能状态机226转变成脱挂序列450的状态458，以便再次尝试。在状态404，控制器206控制FW执行器224抬升挂车106并控制驱动电路214使牵引车104进而FW 222后退到挂车106的主销308。在状态406，控制器206控制FW执行器224升起FW 222并由此抬升挂车106的前端以便进行挂车连接(Trailer Connect，TC)，例如利用挂车接头ID及取向将空气管路/电气线路从牵引车104连接至挂车106的过程。在状态408，控制器206控制驱动电路214执行牵引测试。如果控制器206确定牵引车104未正确耦接挂车106(例如，主销未锁)，则功能状态机226转变成脱挂序列450的状态458，以便再次尝试。在状态410，控制器206控制挂车的空气执行器238执行TC连接。如果控制器206确定TC未成功连接，则功能状态机226转变成脱挂序列450的状态454，以便再次尝试。在状态412，控制器206控制挂车空气执行器238供应挂车空气并控制FW执行器224将FW 222升得更高，以确保挂车起落架离地以备驱动。

响应于从任务控制器1102接收到脱挂命令，一旦正确定位挂车106，在状态452，控制器206控制挂车空气执行器238释放挂车空气并控制FW执行器224降低FW 222和挂车106的前端。在状态454，控制器206控制挂车空气执行器238从挂车106断开TC。在状态456，控制器206控制驱动电路214使牵引车104前移以执行牵引测试。在状态458，控制器206控制FW执行器224将挂车106的前端降低到地面。在状态460，控制器206控制FW执行器224从挂车主销解锁。在状态462，控制器206控制FW执行器224收起FW 222并控制驱动电路214使牵引车104前移远离挂车106。

图5为示出牵引车104将挂车106倒退到货仓110的多个相邻装卸台502(1)-502(5)中一个装卸台502(2)的平面示意图。与挂车106耦接的牵引车104可称为车辆512。每个装载台502(1)-502(5)具有对应的装载门504(1)-504(5)，如图所示，一辆挂车106(2)驻停在装载台502(3)处。挂车门位于挂车106后面，因此挂车106倒车到装卸台502并正确对准装卸门504以为挂车106提供充分的安全通道。可以针对装卸台502(2)定义参考路径506，以有助于将挂车106(1)对准装卸台502(2)。当确定牵引车104的转向轮510的转向角250时，操纵模组240可以预测挂车106(1)的路径508。

图6为示出确定用于控制牵引车104使挂车106倒车的转向角250时牵引车104的操纵模组240所做示例假设的示意图。出于简化目的，牵引车104和挂车106近似为非完整约束的自行车运动模型。牵引车104的前轴602近似为车轴中心处的单个可转向模型轮604，牵引车104的后轴606近似为车轴中心处的单个非转向模型轮608，挂车106的串列轴610近似为串列轴610的两轴之间居中的单个非转向模型轮612。牵引车104和挂车106的这种简化表示允许忽略实际车轮之间任何复杂的动态相互作用，非完整约束意味着没有任何实际车轮横移。如图6所示，假设牵引车104绕牵引车旋转中心616沿着垂直于非转向模型轮608的圆614移动，并且假设挂车106绕挂车旋转中心620沿着垂直于非转向模型轮612的圆618行进。该假设在牵引车104和挂车106低速移动时(例如，低于15英里/小时)总体上安全。其他假设包括：轮胎不变形，轮胎沿车轴正确对齐，前轴602的转向轮运动近似为平均车轮角度。

然而，为了将挂车106准确倒入装卸台502(2)，牵引车104需要准确了解挂车106后端以及非转向模型轮612相对于牵引车104的位置。

马达失速预防

图7示出了图2所示控制器206的失速检测器228的更多示例细节。如上所述，由安全特征215停用牵引车104并不可取，因为自主货场100的目标是无需人员在自主货场100内移动。油门控制器227用标称油门值722命令驱动电路214来操纵牵引车104。例如，油门控制器227以50赫兹循环，基于来自其他模组(例如操纵模组240)的请求和其他因素(例如重试尝试等)确定油门值722，并将油门值722发送到驱动电路214。然而，当起落架306的高度不足以允许牵引车104的FW 222滑动到挂车106的下表面302下方时，耦接挂车等某些操纵时而导致驱动马达212失速。据此，失速检测器228操作为防止触发安全特征215。有利地，通过检测驱动马达212何时失速，失速检测器228提供的附加状态信息可供控制器206用来控制牵引车104的移动。例如，当失速检测器228检测到驱动马达212失速而牵引车104与挂车106耦接时，失速可以指示牵引车104卡在挂车106的前沿。另一示例中，当失速检测器228检测到驱动马达212失速而牵引车104正使挂车106倒车到达装卸台502时，失速可以指示挂车106的后端压靠到装卸台502的台垫。另一示例中，当失速检测器228检测到驱动马达212失速而牵引车104正穿过自主货场100的停车坪时(例如，使挂车106在整备区130、卸载区140和装载区150之间移动时)，失速可以指示牵引车104和/或挂车106受障碍物阻挡，如冰块、掉落的杂物、人行道上的边缘/路边/坷垃/坑洞中一者或多者。

以牵引车104与挂车106耦接(挂接)功能为例，如图3所示，当挂车106的起落架306充分伸展时，挂车106的下表面302(例如，FW板面)在地面上方的高度足以允许将牵引车104的FW 222推送到其下方而不会导致驱动马达212失速。亦即，在标称油门值722时，驱动马达212提供的动力足以将FW 222推动到下表面302下方以接合主销。然而，当挂车106留在自主货场100的整备区130中，OTR牵引车108的驾驶员伸展起落架306，从而下表面302的高度是由驾驶员决定并且在不同挂车之间可能并不一致。此外，将FW 222移动到下表面302下方所需的力还取决于挂车106载货重量，特别是在挂车106前端载货时。

图8为示出牵引车104尝试倒车到挂车106的下表面302下方的侧视图，其中起落架306未充分伸展，导致FW 222卡在挂车106的前沿802并且驱动马达212失速。图9为示出用于检测并防止牵引车104的驱动马达212失速的示例方法900的流程图。方法900至少部分地在图7所示失速检测器228内实施。图7、图8和图9最好是参阅下述内容。

失速检测器228间隔或基本连续地从驱动电路214接收表示流过驱动马达212的电流的马达电流值702。例如，可以经由牵引车104的CAN总线从驱动电路214接收马达电流值702。失速检测器228包括电流监测器704，电流监测器704将马达电流值702与高电流阈值706相比较，并当马达电流值702等于或大于高电流阈值706达预定时段(例如4.5秒)时确定驱动马达212失速。当电流监测器704确定驱动马达212失速时，电流监测器704调用失速处理程序708(实施为软件)，以响应于失速检测而启动牵引车104的一项或多项动作。某些实施例中，失速处理程序708控制制动执行器239对牵引车104施加制动并对挂车106(耦接到牵引车104时)施加制动。失速处理程序708还促使油门控制器227请求零油门并有效地阻止其他油门输入发送到驱动电路214，并且可以基于从方位单元216接收到的牵引车104的当前位置(例如，GPS坐标)确定失速位置712并设置马达失速标志714。然后，失速处理程序708重新启动计时器716，以通过在至少预定时间段阈值720内禁止驱动电路214的进一步油门命令而允许驱动马达212冷却。某些实施例中，失速处理程序708可以等待通过驱动马达212的电流下降到低电流阈值718以下之后再重新启动计时器716。

马达失速标志714可以由控制器206的其他软件模组来评估，从而可以响应于检测到马达失速而采取特定的失速恢复动作。据此，根据功能状态机226的当前状态和牵引车104执行的对应任务，采取不同方式处理从检测到马达失速中恢复。为了清楚起见，图7示出了单个失速恢复功能750，可以代表控制器206实施的许多特定背景下失速恢复例程中任意一个或多个失速恢复例程。下述示例中，当牵引车104尝试耦接(挂接)挂车106时，失速恢复例程750实施从检测到驱动马达212的失速中恢复。

当失速检测器228清除马达失速标志714时，如当计时器716达到时间阈值720时，启动失速恢复例程750。失速恢复例程750可以响应于失速检测来跟踪并限制重试尝试次数。例如，失速恢复例程750可以将驱动牵引车104驱动到挂车106下方的尝试限制为三次。继续上述耦接示例，失速恢复例程750首先控制牵引车104前移预定距离(例如两米)。然后，失速恢复例程750尝试使用增加油门752将FW 222驱动到挂车106的前沿802下方。失速恢复例程750可以请求增加油门752，使其油门值比操纵标称油门值增加了一个与重试尝试次数相对应的系数。例如，失速恢复例程750可以向每次重试尝试增添20％油门，直到尝试最大油门设置。亦即，当失速检测器228在重试尝试中检测到马达失速时，后续重试尝试进一步增加油门。增加油门设置使得牵引车104以更快速度移向对象或导致失速的问题，从而克服障碍物或问题。

某些实施例中，失速检测器228包括恢复检测器730，恢复检测器730检测重试尝试何时成功并返回油门命令给操纵标称油门值。例如，恢复检测器730可以将牵引车104的当前位置与失速位置712相比较，基于牵引车104的当前移动方向来确定牵引车104移动经过失速位置712时重试尝试成功，并立即命令标称油门。有利地，一旦失速原因得以克服，恢复检测器730就防止牵引车104继续高速移动。

某一操作示例中，框902，方法900命令标称油门。框902的某例中，控制器206将油门值722发送到驱动电路214。框904是判定框。如果框904时方法900确定检查到马达失速，则方法900继续到框906；否则，方法900继续到框902。框904的某例中，电流监测器704从驱动电路214接收马达电流值702并将该马达电流值702与高电流阈值706相比较。

框906，方法900施加制动。框906的某例中，失速处理程序708命令制动执行器239对牵引车104施加制动。框908，方法900禁止油门。框908的某例中，失速处理程序708使油门控制器227命令零油门。框910，方法900确定失速位置。框910的某例中，失速处理程序708使用方位单元216来确定失速位置712。框912，方法900设置失速标志。框912的某例中，失速处理程序708设置马达失速标志714。框914，方法900等待X+N秒。框914的某例中，失速处理程序708启动计时器716并等待直到其达到时间阈值720。框916，方法900激活重试。框916的某例中，失速处理程序708清除马达失速标志714以启动失速恢复例程750。

升降检测与挂车负载估计

当牵引车104正耦接(挂接)挂车106时，重点是FW 222在倒退到主销之前抬升挂车106。牵引车104使用FW 222抬升挂车106前端，以确保：(a)FW 222在竖直方向上对准主销308(例如，当FW 222与挂车106下表面相接触时，FW 222竖向对准捕捉主销308)；(b)在FW222碰撞主销308时施加到挂车106的任何力都不会在地面上拖动起落架306(例如，这可能会损坏起落架306)。例如，起落架306的高度可设定为42英寸(1.067米)至51英寸(1.3米)，但不测量实际高度。

图10示出了在牵引车104倒车以使FW 222与主销308接合之前，牵引车104的FW222抬升挂车106前端并对准挂车106下表面和主销308。图11示出了与挂车106耦接的牵引车104，其中FW 222升起为起落架306提供离地间隙1102(例如六英寸)。图12示出了牵引车104的FW控制器242和FW执行器224的更多示例细节。图10至图12最好是参阅下述内容。

起落架306在牵引车104操纵挂车106期间并不缩回，因此重点是将挂车106前部抬升，从而间隙1102允许挂车106所经地面上方的高度变化。然而，起落架306伸展度不一致，因此FW 222的高度与间隙1102没有直接关系。然而，挂车106的前端不应抬升过高的原因在于：(a)如果前端升得太高，则挂车106内的货物可能发生挪动；(b)抬升挂车106前端会改变挂车106后部所成角度，这可能会妨碍在装卸台502成功对接挂车106。据此，确定起落架306升离地面时FW 222的高度非常有用。

FW执行器224包括上腔压力传感器244和位置传感器248，上腔压力传感器244可操作为测量升降FW 222的液压活塞1104的上腔压力，位置传感器248可操作为提供关于FW222高度的反馈。FW执行器224还可以包括下腔压力传感器246，下腔压力传感器246可操作为测量液压活塞的下腔压力。为了升高FW 222，FW执行器224可增加上腔压力(例如通过泵送液压流体)，为了降低FW 222，FW执行器224可增加下腔压力和/或释放上腔压力。上腔压力传感器244和下部压力传感器246所测得的压力之差可用于估计FW 222上的下推力(例如挂车106前端的重量)。

为了确定起落架306离地高度，升程检测器260确定FW 222升高时起落架306最初升离地面的时间。为了检测起落架306最初升离地面的时间，升程检测器260计算由上腔压力传感器244感测到的上腔中压力值1220的一阶导数值1222(例如，变化率)。在起落架306离地之前(例如，FW 222稳定增加抬升挂车106的施力时)，感测压力的第一变化率相对恒定。在起落架306离地之后(例如，FW 222稳定抬升挂车106的前端时)，感测压力的第二变化率相对恒定。然而，第一变化率不同于第二变化率，因此起落架306升离地面时，一阶导数值1222达到峰值。升程检测器260检测起落架306升离地面时一阶导数值1222何时达到峰值。

图13为一阶导数值与时间的曲线图1300，其中曲线1302表示当FW执行器224将液压流体泵入液压活塞以升起FW 222时上腔压力传感器244感测压力的一阶导数。图14为高度与时间的曲线图1400，其中曲线1402表示FW执行器224的位置传感器248感测FW 222的高度。图15为示出用于感测压力值1220、计算一阶导数值1222、检测一阶导数值1222中的峰值以及确定FW 222抬升挂车106的对应高度的示例方法1500的流程图。例如，方法1500至少部分地在控制器206的负载估算器230中实施。图12至图15最好是参阅下述内容。

某一操作示例中，当挂车106与牵引车104耦接或正与牵引车104耦接时(例如，FW222至少定位在挂车106前端下方)，控制器206调用升程检测器260来抬升挂车106。框1502，方法1500升起FW。框1502的某例中，升程检测器260控制FW执行器224来升起FW 222。框1504，方法1500感测上腔压力。框1504的某例中，升程检测器260从上腔压力传感器244读取压力值1220。框1506，方法1500计算压力的一阶导数。框1506的某例中，升程检测器260使用导数算法1202来根据压力值1220确定一阶导数值1222。框1508，方法1500感测FW位置。框1508的某例中，升程检测器260通过读取位置传感器248来确定FW 222的当前高度。框1510，方法1500计算估计负载。框1510的某例中，升程检测器260调用负载估算器230来基于压力值1220计算FW 222上的负载，由此负载估算器230使用压力/重量算法1206来根据压力值1220生成估计负载1242。

框1512是判定框。如果框1512时方法1500确定导数已达峰值，则方法1500继续到框1514；否则方法1500继续到框1516。框1512的某例中，升程检测器260估计最初由框1518清除和设置的峰值标志1225，以确定是否已经检测到一阶导数值1222中的峰值。框1514是判定框。如果框1514时方法1500确定连续十次迭代的导数值小于最小导数值(例如400)，则方法1500继续到框1524；否则，方法1500继续到框1520。例如，在连续十个周期中，一阶导数值1222达到峰值(例如，设置峰值标志)并减小到值400以下(由曲线1310指示)之后，则FW222所处的高度提供了起落架306与地面之间的间隙1102。亦即，方法1500中循环的十个周期期间FW 222升高的距离对应于间隙1102。

框1516是判定框。如果框1516时方法1500确定FW高度大于最小升离高度(例如1.19米)并且一阶导数大于最小导数峰值阈值1224(例如1000)，则方法1500继续到框1518；否则方法1500继续到框1520。例如，如图13和图14所示，当FW 222最初在点1408移动时，一阶导数值1222超过曲线1306所指示的最小导数峰值阈值1224而形成峰值1308。然而，由于FW 222的高度低于曲线1406所指示的最小升离高度，因此忽略该初始峰值，方法1500继续到框1520而不设置峰值标志。当一阶导数值1222超过曲线1306所指示的最小导数峰值阈值1224并且在相应点1404处感测到的FW 222高度高于曲线1406所指示的最小升离高度时，一阶导数值1222中出现后续峰值1304，方法1500继续到框1518。框1518，方法1500设置峰值标志。框1518的某例中，升程检测器260设置框1512时估计的峰值标志1225。

框1520是判定框。如果框1520时方法1500确定FW高度大于最大FW高度阈值(例如1.32米)并且估计负载大于最小负载阈值(例如15kN)，则方法1500继续到框1524；否则方法1500继续到框1522。框1520考虑到挂车106较低的情况(例如，起落架306未充分伸展)，使得FW 222还在下方时已经使起落架306保持离地，因而FW 222升高时一阶导数值1222没有显着变化(例如，因为挂车106已经升起)。框1520由此检测FW 222高度何时高于最大高度阈值(由曲线1410指示)以及何时估计负载(框1510时算出)高于最小负载阈值。框1522是判定框。如果框1522时方法1500确定估计负载大于最大负载阈值(例如60kN)，则方法1500继续到框1524；否则方法1500继续到框1502，重复框1502至1522。框1522由此解决FW 222承载超过60kN的负载的情况(例如，挂车极重)，使用最大负载阈值确保对于极重的挂车而言FW222至少升高了减轻起落架306上巨大作用力所需的最低限度。例如，当达到最大负载阈值时，FW 222正承受挂车106的大部分重量，从而即使起落架306貌似仍在地面上，起落架306实则并未支撑挂车106的任何显著重量。

框1524，方法1500确定挂车升起并停止升起FW 222。框1524的某例中，升程检测器260命令FW执行器224停止升起FW 222。方法1500然后终止。

方法1500的框1502至1522形成循环，重复升高FW 222并抬升挂车106的前端，检测起落架306何时离地，然后继续升高FW 222达十次循环迭代，使得起落架306升离地面到一致的高度(例如间隙1102)，而这与起落架306的伸展度和挂车106前端的起始高度无关。

尽管位置传感器248不直接提供FW 222在地面上方的高度，但可以使用校准例程，使得升程检测器260可以将来自位置传感器248的值转换成高度。例如，控制FW执行器224来定位FW 222，使得位置传感器248读数为零(例如零高度)并且测量FW 222在地面上方的高度。然后控制FW执行器224将FW 222定位在其最大高度，读取位置传感器248，并且测量FW222在地面上方的高度。因此，位置传感器248关于FW 222的最小位置值和最大位置值为已知。求解方程y＝mx+c，其中y是FW 222的离地高度，x是位置传感器248的值，c是FW 222的零高度。然后，对于来自位置传感器248的任何读数值，使用方程y＝mx+c找到m值来确定FW222的高度。

不背离本发明保护范围的前提下，可以对上述方法及系统进行更改。故应注意，上文描述包含或附图显示的内容应解释为说明性而非限制性。所附权利要求旨在涵盖本文描述的所有一般特征和具体特征以及本发明方法及系统保护范围的所有陈述，就语言来说介乎二者之间。

特征组合

不背离本发明保护范围的前提下，上述特征以及下面要求保护的特征可以采取各种方式组合。下列示例说明了一些可能的非限制性组合：

(A1)一种检测并防止自主电动牵引车的驱动马达失速的方法。所述方法包括：间隔接收来自所述自主电动牵引车的驱动电路的马达电流值；确定所述马达电流值何时达到或超过第一电流阈值；当所述马达电流值达到或超过所述第一电流阈值时：施加制动；禁止控制所述驱动马达的油门。

(A2)根据实施例(A1)，还包括：设置马达失速标志；基于所述自主电动牵引车的当前位置来确定失速位置；启动计时器。

(A3)根据实施例(A1)或(A2)，还包括：在所述马达电流值超过所述第一电流阈值之后，确定所述马达电流值何时低于第二电流阈值或者所述计时器何时达到第一时限；当所述马达电流值低于所述第二电流阈值或者所述计时器达到所述第一时限时：清除所述马达失速标志并且解禁所述油门。

(A4)实施例(A1)至(A3)中任一实施例还包括：等待直到清除所述马达失速标志；实施所述自主电动牵引车的失速恢复例程。

(A5)根据实施例(A4)，尝试耦接挂车时实施所述失速恢复例程的步骤还包括：控制所述自主电动牵引车前移预定距离；控制所述自主电动牵引车尝试使用比先前更高的油门设置来耦接所述挂车。

(A6)根据实施例(A4)，尝试使挂车倒车抵靠装卸台的至少一个台垫时实施所述失速恢复例程的步骤还包括：控制所述自主电动牵引车前移预定距离；控制所述自主电动牵引车使挂车倒车抵靠所述至少一个台垫；确定设置所述马达失速标志时所述挂车已对接。

(A7)根据实施例(A4)，所述自主电动牵引车穿过自主货场的停车坪时实施停车坪操纵的失速恢复例程的步骤还包括：触发远程辅助功能；接收重试所述停车坪操纵的指令；控制所述自主电动牵引车反转预定距离；控制所述自主电动牵引车以更高的油门设置重复所述停车坪操纵。

(A8)根据实施例(A7)，还包括：检测所述自主电动牵引车的当前位置何时经过失速位置；将所述自主电动牵引车的油门设置为标称油门设置。

(B1)一种防止自主车辆马达失速的方法，包括：间隔接收来自所述自主电动牵引车的驱动电路的马达电流值；当所述马达电流值达到或超过第一电流阈值时：施加制动；从确定所述马达电流值达到或超过所述第一电流阈值起，在预定时段内禁止控制所述驱动马达的油门；然后解禁所述油门。

(B2)根据实施例(B1)，还包括：基于所述自主电动牵引车的当前位置来确定失速位置；等待后，实施所述自主电动牵引车的失速恢复例程。

(B3)根据实施例(B2)，所述失速恢复例程包括：确定失速位置指示所述自主电动牵引车正尝试挂接挂车；控制所述自主电动牵引车前移预定距离；控制所述自主电动牵引车尝试使用比先前更高的油门设置来耦接所述挂车。

(B4)根据实施例(B2)，所述失速恢复例程包括：确定失速位置指示所述自主电动牵引车正尝试使挂车倒车抵靠装卸台的至少一个台垫；控制所述自主电动牵引车前移预定距离；控制所述自主电动牵引车使挂车倒车抵靠所述至少一个台垫；确定所述马达电流值达到或超过所述第一电流阈值时所述挂车已对接。

(B5)根据实施例(B2)，所述失速恢复例程包括：确定失速位置指示所述自主电动牵引车正穿过自主货场的停车坪；控制所述自主电动牵引车反转预定距离；控制所述自主电动牵引车以更高的油门设置重复所述停车坪操纵。

(B6)根据实施例(B2)，所述失速恢复例程包括：检测所述自主电动牵引车的当前位置何时经过失速位置；将所述自主电动牵引车的油门设置为标称油门设置。

(C1)一种用于确定牵引车耦接的挂车的起落架离地高度的方法，包括：控制液压泵将液压流体泵送到与所述牵引车的第五轮耦接的活塞的腔室中，以升起所述第五轮；随着所述第五轮上升，间隔感测所述腔室中液压流体的压力值；处理所述压力值以确定何时所述起落架升离地面。

(C2)根据实施例(C1)，所述处理包括：处理所述压力值以确定指示所述起落架升离地面的一阶导数值的峰值。

(C3)根据实施例(C1)和(C2)中任一实施例，还包括：在所述起落架升离地面达预定时段之后停止所述液压泵，其中，所述预定时段和所述第五轮的升速对应于所述起落架离地的净空高度。

Claims (17)

1.一种检测并防止自主电动牵引车的驱动马达失速的方法，包括：

间隔接收来自所述自主电动牵引车的驱动电路的马达电流值；

确定所述马达电流值何时达到或超过第一电流阈值；

当所述马达电流值达到或超过所述第一电流阈值时：

施加制动；

禁止控制所述驱动马达的油门。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

设定马达失速标志；

基于所述自主电动牵引车的当前位置来确定失速位置；

启动计时器。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在所述马达电流值超过所述第一电流阈值之后，确定所述马达电流值何时低于第二电流阈值或者所述计时器何时达到第一时限；

当所述马达电流值低于所述第二电流阈值或者所述计时器达到所述第一时限时：

清除所述马达失速标志；

解禁所述油门。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

等待直到清除所述马达失速标志；

实施所述自主电动牵引车的失速恢复例程。

5.根据权利要求4所述的方法，尝试耦接挂车时实施所述失速恢复例程的步骤还包括：

控制所述自主电动牵引车前移预定距离；

控制所述自主电动牵引车尝试使用比先前更高的油门设置来耦接所述挂车。

6.根据权利要求4所述的方法，尝试使挂车倒车抵靠装卸台的至少一个台垫时实施所述失速恢复例程的步骤还包括：

控制所述自主电动牵引车前移预定距离；

控制所述自主电动牵引车使挂车倒车抵靠所述至少一个台垫；

确定设置所述马达失速标志时所述挂车已对接。

7.根据权利要求4所述的方法，所述自主电动牵引车穿过自主货场的停车坪时实施停车坪操纵的失速恢复例程的步骤还包括：

触发远程辅助功能；

接收重试所述停车坪操纵的指令；

控制所述自主电动牵引车反转预定距离；

控制所述自主电动牵引车以更高的油门设置重复所述停车坪操纵。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

检测所述自主电动牵引车的当前位置何时经过失速位置；

将所述自主电动牵引车的油门设置为标称油门设置。

9.一种防止自主车辆马达失速的方法，包括：

间隔接收来自所述自主电动牵引车的驱动电路的马达电流值；

当所述马达电流值达到或超过第一电流阈值时：

施加制动；

从确定所述马达电流值达到或超过所述第一电流阈值起，在预定时段内禁止控制所述驱动马达的油门；

然后解禁所述油门。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

基于所述自主电动牵引车的当前位置来确定失速位置；

等待后，实施所述自主电动牵引车的失速恢复例程。

11.根据权利要求10所述的方法，所述失速恢复例程包括：

确定失速位置指示所述自主电动牵引车正尝试挂接挂车；

控制所述自主电动牵引车前移预定距离；

控制所述自主电动牵引车尝试使用比先前更高的油门设置来耦接所述挂车。

12.根据权利要求10所述的方法，所述失速恢复例程包括：

确定失速位置指示所述自主电动牵引车正尝试使挂车倒车抵靠装卸台的至少一个台垫；

控制所述自主电动牵引车前移预定距离；

控制所述自主电动牵引车使挂车倒车抵靠所述至少一个台垫；

确定所述马达电流值达到或超过所述第一电流阈值时所述挂车已对接。

13.根据权利要求10所述的方法，所述失速恢复例程包括：

确定失速位置指示所述自主电动牵引车正穿过自主货场的停车坪；

控制所述自主电动牵引车反转预定距离；

控制所述自主电动牵引车以更高的油门设置重复所述停车坪操纵。

14.根据权利要求13所述的方法，所述失速恢复例程还包括：

检测所述自主电动牵引车的当前位置何时经过失速位置；

将所述自主电动牵引车的油门设置为标称油门设置。

15.一种用于确定牵引车耦接的挂车的起落架离地高度的方法，包括：

控制液压泵将液压流体泵送到与所述牵引车的第五轮耦接的活塞的腔室中，以升起所述第五轮；

随着所述第五轮上升，间隔感测所述腔室中液压流体的压力值；

处理所述压力值以确定何时所述起落架升离地面。

16.根据权利要求15所述的方法，所述处理包括：处理所述压力值以确定指示所述起落架升离地面的一阶导数值的峰值。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：在所述起落架升离地面达预定时段之后停止所述液压泵，其中，所述预定时段和所述第五轮的升速对应于所述起落架离地的净空高度。