Система помощи при движении транспортного средства задним ходом с прицепом

Система помощи при движении транспортного средства задним ходом с прицепом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам помощи водителю и системам активной безопасности для транспортных средств, в частности, к системе помощи при движении задним ходом с прицепом, использующей активное торможение прицепа для обеспечения более точного направления прицепа.

Уровень техники

Для многих водителей движение задним ходом транспортного средства с прицепом является очень сложной задачей, особенно для водителей, которые редко ездят с прицепом или ездят с прицепами различных типов. Одной из причин, по которой возникают такие сложности, может быть то, что при движении задним ходом транспортного средства с прицепом необходимо поворачивать руль в сторону, противоположную направлению поворота руля при движении задним ходом транспортного средства без прицепа. Другой причиной возникновения трудностей может быть то, что небольшие ошибки рулевого управления транспортным средством при движении задним ходом с присоединенным прицепом усиливаются, что может привести к быстрому отклонению прицепа от желаемой траектории. Еще одной дополнительной причиной, доказывающей сложность движения задним ходом с прицепом, является необходимость управлять транспортным средством так, чтобы избегать возникновения условий складывания. Эти трудности также могут возникать и, в некоторых случаях, усугубляться при попытке быстро получить крутой радиус поворота, или при смене различных прицепов, которые совершенно по-разному реагируют на одинаковые команды рулевого управления, в частности, относительно короткий прицеп реагирует на изменение угла поворота рулевого колеса гораздо быстрее, чем более длинный прицеп.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложена система помощи при движении задним ходом с прицепом для транспортного средства, которая предусматривает использование прицепа, оборудованного тормозной системой. Система помощи при движении задним ходом с прицепом также включает в себя устройство ввода рулевых команд, которое обеспечивает желаемую кривизну траектории прицепа. Для направления прицепа по желаемой кривой и уменьшения проходимого назад расстояния, необходимого для достижения желаемой кривизны, контроллер системы генерирует команду рулевого управления для транспортного средства и команду активации для тормозной системы.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ движения задним ходом с прицепом, имеющим тормозную систему, предусматривающий этап получения желаемой кривизны траектории прицепа, а также этап измерения угла сцепки между прицепом и транспортным средством. Кроме того, способ предусматривает этап генерирования команды рулевого управления для транспортного средства, чтобы на основании угла сцепки направить прицеп по траектории с желаемой кривой. Способ также предусматривает этап генерирования команды активации для тормозной системы, чтобы уменьшить проходимое назад расстояние, необходимое для достижения желаемой кривизны.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложена система помощи при движении транспортного средства задним ходом с присоединенным прицепом. Прицеп, используемый вместе с системой помощи при движении задним ходом, оборудован тормозной системой. Система помощи при движении задним ходом с прицепом также включает в себя датчик, измеряющий угол сцепки между транспортным средством и прицепом. Кроме того, система помощи при движении задним ходом с прицепом включает в себя устройства ввода рулевых команд, которое обеспечивает желаемую кривизну траектории прицепа. Система помощи при движении задним ходом с прицепом также включает в себя контроллер, генерирующий команду рулевого управления на основании угла сцепки для направления прицепа по желаемой кривой и команду активации тормозной системы для уменьшения проходимого назад расстояния, необходимого для достижения желаемой кривизны.

Эти и другие аспекты, цели и отличительные особенности настоящего изобретения станут понятны специалистам в данной области техники после ознакомления со следующим описанием, формулой изобретения и сопроводительными чертежами.

Краткое описание чертежей

На данных чертежах представлено следующее.

На Фиг. 1 представлен общий вид сверху транспортного средства с присоединенным прицепом, который в соответствии с одним вариантом осуществления оборудован датчиком угла сцепки для обеспечения работы системы помощи при движении задним ходом с прицепом.

На Фиг. 2 представлено схематическое изображение одного варианта выполнения системы помощи при движении задним ходом с прицепом, которая включает в себя устройство ввода рулевых команд, контроллер кривизны и тормозную систему прицепа.

На Фиг. 3 представлено схематическое изображение, на котором указаны геометрические параметры транспортного средства и прицепа в двумерной системе координат x-y, соответствующие значениям переменных, которые используются для определения кинематического соотношения между транспортным средством и прицепом для системы помощи при движении задним ходом в соответствии с одним вариантом осуществления.

На Фиг. 4 представлено схематическое изображение, на котором представлены элементы контроллера кривизны, в соответствии с другим вариантом осуществления, и другие компоненты системы помощи при движении задним ходом с прицепом в соответствии с данным вариантом осуществления.

На Фиг. 5 представлена принципиальная схема работы контроллера кривизны с Фиг. 4, где изображена архитектура системы обратной связи и канал передачи сигналов контроллера кривизны, в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения.

На Фиг. 6 представлена схематическая диаграмма, на которой показано соотношение между углом сцепки и углом поворота управляемых колес транспортного средства, как оно соотносится с кривизной траектории прицепа и углом складывания.

На Фиг. 7 представлены вид в плане одного варианта осуществления поворотной ручки для выбора желаемой кривизны траектории прицепа и соответствующая схема, на которой изображены транспортное средство с прицепом и траектории движения прицепа с различной кривизной, коррелирующие с теми значениями кривизны, которые могут быть выбраны.

На Фиг. 8 представлен вид в плане устройства ввода рулевых команд, имеющего поворотную ручку и устройство выбора режима работы, которое предназначено для управления работой системы помощи при движении задним ходом с прицепом, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На Фиг. 9 представлена схематическая диаграмма, на которой изображено транспортное средство, управляемое с помощью команды рулевого управления, чтобы направить прицеп по желаемой кривой, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На Фиг. 10 представлена схематическая диаграмма, на которой изображены транспортное средство, управляемое с помощью команды рулевого управления, и прицеп, тормоза которого управляются с помощью команды активации, чтобы направить прицеп по желаемой кривой, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На Фиг. 11 представлена блок-схема способа работы системы помощи при движении задним ходом с прицепом с активным торможением прицепа, где используется система активного торможения прицепа, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На Фиг. 12 представлена блок-схема способа работы системы помощи при движении задним ходом с прицепом с использованием процедуры пополнения списка прицепов, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Для целей настоящего описания предложенная система помощи при движении задним ходом с прицепом и соответствующие способы могут подразумевать различные варианты воплощения и ориентации, если явно не указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и способы, проиллюстрированные на сопроводительных чертежах и рассмотренные в следующем описании, являются иллюстративными вариантами осуществления изобретательских концепций, сформулированных в формуле изобретения. Хотя в настоящем документе различные аспекты системы помощи при движении задним ходом с прицепом и соответствующие способы работы описаны со ссылкой на конкретный иллюстративный вариант осуществления, данное изобретение не ограничивается представленными вариантами осуществления, т.е. без отступления от сущности изобретения в него могут быть внесены дополнительные изменения, также возможны другие варианты использования и осуществления изобретения. Таким образом, конкретные размеры и другие физические характеристики, использованные в примерах осуществления настоящего изобретения, не должны рассматриваться как ограничения, если не указано иное.

На Фиг. 1-12 ссылочной позицией 10 обозначена система помощи при движении задним ходом с прицепом, которая предназначена для управления траекторией движения задним ходом прицепа 12, присоединенного к транспортному средству 14, которая позволяет водителю транспортного средства 14 указывать желаемую кривизну 26 траектории при движении прицепа 12 задним ходом. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом автоматически управляет транспортным средством 14 так, чтобы при движении задним ходом направить прицеп 12 по желаемой крив 26, когда водитель нажимает на педали газа и тормоза, чтобы управлять скоростью заднего хода транспортного средства 14. В некоторых вариантах прицеп 12 может иметь тормозную систему 13 для торможения колес 15 прицепа 12 независимо от системы 72 управления тормозами транспортного средства. Для отслеживания положения прицепа 12 относительно транспортного средства 14 в системе 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может быть предусмотрена сенсорная система 16, воспринимающая угол сцепки γ между прицепом 12 и транспортным средством 14, и которая может представлять собой датчик 44 контроля угла сцепки или датчик угла сцепки. Кроме того, система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может включать в себя устройство 18 ввода рулевых команд (например, устройство 20 выбора режима работы или поворотную ручку 30), предназначенное для ввода желаемой кривизны (или траектории заднего хода) 26 прицепа 12. После ввода желаемой кривизны (или траектории заднего хода) 26 может быть сгенерирована команда рулевого управления, основанная на измеренном угле сцепки γ и кинематической взаимосвязи между прицепом 12 и транспортным средством 14, чтобы направить прицеп 12 по желаемой кривой (или траектории заднего хода) 26. Контроллер 28 кривизны в системе 10 помощи при движении задним ходом с прицепом также может генерировать команду активации тормозной системы прицепа 12, чтобы направить прицеп 12 по желаемой кривой (или траектории заднего хода) 26. За счет активации тормозной системы прицепа 12, контроллер 28 уменьшает пройденное назад расстояние, чтобы получить желаемую кривизну (или траекторию заднего хода) 26. Следует понимать, что в дополнительных вариантах система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом также может активировать тормозную систему 13 прицепа 12 так, чтобы увеличить пройденное назад расстояние, чтобы получить желаемую кривизну (или траекторию заднего хода) 26, как более подробно рассмотрено далее.

На Фиг. 1 изображено транспортное средство 14, представляющее собой грузовой автомобиль-пикап с одним вариантом системы 10 помощи при движении задним ходом с прицепом, предназначенной для управления траекторией заднего хода прицепа 12, присоединенного к транспортному средству 14. В частности, транспортное средство 14 поворотно соединено с одним вариантом прицепа 12, имеющего коробчатую раму 32 с закрытым багажным отделением 34, единственную ось с правым колесом 35 и левым колесом, дышло 36, проходящее продольно вперед от закрытого багажного отделения 34. Левое и правое колеса 35 имеют электрические фрикционные тормоза, каждый из которых имеет барабан и тормозные башмаки с электрическим приводом, выполненные с возможностью замедлять или останавливать вращение соответствующего колеса за счет сцепления с барабаном. Подразумевается, что левое и правое колеса 35 в качестве альтернативы или дополнения могут иметь другие типы тормозных механизмов, в т.ч. гидравлические тормозные приводы. Показанный на рисунке прицеп 12 также имеет тягово-сцепной соединитель в виде сцепки 38, соединенной со сцепным соединителем транспортного средства в виде сцепного шара 40. Сцепка 38 зацепляется за сцепной шар 40 и создает шаровое шарнирное соединение 42, которое позволяет изменять угол сцепки γ. Следует понимать, что в дополнительных вариантах прицеп 12 может по-другому соединяться с транспортным средством 14 для создания поворотного соединения, например, с помощью седельно-сцепного устройства. Также подразумевается, что в дополнительных вариантах прицеп может иметь более одной оси и может иметь разнообразные формы и размеры, рассчитанные на различные нагрузки и предназначенные для различных грузов, такие как прицеп для лодок или прицеп-платформа.

На Фиг. 1 представлен иллюстративный вариант сенсорной системы 16, который включает в себя видеодатчик 44 угла сцепки, предназначенный для измерения угла сцепки γ между транспортным средством 14 и прицепом 12. Изображенный датчик 44 угла сцепки использует камеру 46 (например, видеокамеру), которая может быть расположена рядом с верхней частью задней двери 48 в задней части транспортного средства 14 таким образом, чтобы камера 46 находилась выше дышла 36 прицепа 12. Подразумевается, что в дополнительных вариантах датчик 44 угла сцепки и сенсорная система 16 для определения угла сцепки γ могут представлять собой одно из следующих устройств или их комбинацию: потенциометр, магнитный датчик, оптический датчик, бесконтактный датчик приближения, вращающийся датчик, емкостной датчик, индуктивный датчик, механический датчик, такой как механический датчик, установленный на шаровом шарнирном соединении 42, датчик скорости рыскания на прицепе 12 и транспортном средстве 14, преобразователи электрической энергии системы помощи при движении задним ходом, систему контроля слепых зон и/или систему предупреждения об обнаружении пересекающего потока движения, а также другие приемлемые датчики или индикаторы угла сцепки γ, которые могут быть использованы в качестве альтернативы или дополнения к видеодатчику 44 угла сцепки.

В системе 10 помощи при движении задним ходом с прицепом, представленной на Фиг. 2, датчик 44 угла сцепки предоставляет информацию об обнаруженном угле сцепки γ в систему 10 помощи при движении задним ходом с прицепом. Аналогичным образом, изображенный вариант осуществления системы 10 помощи при движении задним ходом с прицепом получает информацию, относящуюся к состоянию транспортного средства, от дополнительных датчиков и устройств, которые могут включать в себя позиционирующее устройство 56, датчик скорости 58 и датчик 60 скорости рысканья, установленные на транспортном средстве 14. Подразумевается, что в дополнительных вариантах датчик 44 угла сцепки и другие датчики и устройства транспортного средства могут предоставлять сенсорные сигналы или другую информацию, которая может быть обработана с помощью различных процедур с целью определения значения или показателя, такого как значение угла сцепки или диапазона углов сцепки γ.

На Фиг. 2 также показано, что в соответствии с одним вариантом осуществления система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом обменивается данными с системой 62 усиленного рулевого управления транспортного средства 14, чтобы выполнять операции с управляемыми колесами 64 (Фиг. 1) транспортного средства 14 для перемещения транспортного средства 14 так, чтобы прицеп 12 реагировал в соответствии с желаемой кривизной его траектории. В иллюстративном варианте система 62 усиленного рулевого управления представляет собой систему рулевого управления с электроусилителем (EPAS), которая включает в себя электрический двигатель 66 рулевого привода, поворачивающий управляемые колеса 64 на угол, основанный на команде рулевого управления, благодаря чему датчик 67 угла поворота, установленный в системе 62 управления с усилителем, может определять угол поворота. Команда рулевого управления может быть обеспечена системой 10 для автономного рулевого управления при маневрировании задним ходом, а может, в качестве альтернативы, быть подана вручную через установку поворотного положения (например, угла поворота рулевого колеса) рулевого колеса 68 (Фиг. 1). Однако в иллюстративном варианте рулевое колесо 68 транспортного средства 14 механически соединено с управляемыми колесами 64 транспортного средства 14 таким образом, чтобы рулевое колесо 68 перемещалось в соответствии с поворотом управляемых колес 64, предотвращая вмешательство оператора в работу рулевого колеса 68 во время автономного руления, что может быть обнаружено с помощью установленного на нем датчика 70 крутящего момента.

В варианте осуществления с Фиг. 2 система 62 усиленного рулевого управления передает контроллеру кривизны 28 системы 10 информацию, относящуюся к поворотному положению управляемых колес 64 транспортного средства 14, включая угол поворота. В иллюстративном варианте контроллер кривизны 28 обрабатывает текущее значение угла поворота, а также данные о других условиях работы транспортного средства 14 и прицепа 12, чтобы направить прицеп 12 по желаемой траектории 26 заднего хода и/или по желаемой кривой. Следует понимать, что в дополнительных вариантах система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может быть встроена в систему 62 усиленного рулевого управления.

Как также показано на Фиг. 2, система 72 управления тормозами транспортного средства также обменивается данными с контроллером кривизны 28 для передачи в систему 10 помощи при движении задним ходом с прицепом информации о торможении, такой как скорость вращения колеса, и для получения от контроллера кривизны 28 команд о торможении. Например, информация о скорости движения транспортного средства может быть получена на основании значений скорости отдельных колес, контролируемых системой 72 управления тормозами. Скорость движения транспортного средства также может быть получена с помощью системы 74 управления силовым агрегатом, датчика скорости 58, позиционирующего устройства 56 и других приемлемых устройств. В некоторых вариантах значения скорости отдельных колес также могут быть использованы для определения скорости рысканья транспортного средства, которая может быть передана в систему 10 помощи при движении задним ходом с прицепом в качестве альтернативы или дополнения к датчику 60 рыскания, для использования при определении команд рулевого управления транспортным средством. В некоторых вариантах система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может предоставлять данные о торможении транспортного средства в систему 72 управления тормозами, чтобы система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом могла управлять торможением транспортного средства 14 во время заднего хода прицепа 12. Например, в некоторых вариантах система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может регулировать скорость движения транспортного средства 14 во время заднего хода прицепа 12 таким образом, чтобы снизить вероятность возникновения неприемлемых условий для заднего хода прицепа. К неприемлемым условиям заднего хода прицепа можно отнести, не ограничиваясь этим, превышение скорости движения транспортного средства 14, высокий угол сцепки, динамическую неустойчивость угла прицепа, достижение расчетного теоретического значения для складывания прицепа (определяемого на основании максимального угла поворота транспортного средства, длины дышла, колесной базы буксирующего транспортного средства и эффективной длины прицепа) или ограничение физического контакта складывания (определяемого пределом углового смещения относительно транспортного средства 14 и прицепа 12) и тому подобное. В соответствии с настоящим изобретением система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может выдавать сигнал тревоги, сообщающий об обнаружении, приближении и/или прогнозировании возникновения неприемлемого условия при движении прицепа задним ходом.

Система 74 управления силовым агрегатом, изображенная на Фиг. 2, также может взаимодействовать с системой 10 помощи при движении задним ходом с прицепом для регулировки скорости и ускорения транспортного средства 14 при маневре заднего хода прицепа 12. Как было упомянуто выше, регулировка скорости движения транспортного средства 14 по команде управления скоростью, генерируемой контроллером кривизны 28, может быть необходима для ограничения вероятности возникновения неприемлемых условий при выполнении заднего хода прицепа.

Система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом, изображенная на Фиг. 2, также включает в себя тормозную систему 13 прицепа, которая сообщает контроллеру кривизны 28 информацию о состоянии тормозов и получает команды активации тормозов одного или нескольких колес прицепа 12. Более конкретно, представленный вариант тормозной системы 13 прицепа имеет левый колесный тормоз 75 и правый колесный тормоз 77, которые могут независимо друг от друга предоставлять информацию о состоянии тормозов и получать команды активации. Колесные тормоза 75, 77 прицепа 12 могут представлять собой электрические фрикционные тормоза, гидравлические тормозные приводы, другие стандартные типы тормозов или их сочетания. Что касается информации о состоянии тормозов, которая может быть предоставлена контроллеру кривизны 28 тормозной системой 13 прицепа, подразумевается, что скорость вращения колес 15 прицепа может быть определена и сообщена контроллеру кривизны 28. Аналогично этой информации о транспортном средстве, для определения скорости прицепа и транспортного средства, а также скорости рыскания прицепа, может быть использована скорость вращения колес прицепа. Эти значения скорости рыскания прицепа и скорости рыскания транспортного средства можно затем использовать для определения угла сцепки γ. В некоторых вариантах для обеспечения управления торможением прицепа 12 и транспортного средства 14 с помощью системы 10 помощи при движении задним ходом с прицепом тормозная система 13 прицепа может быть частично или полностью объединена с системой 72 управления тормозами транспортного средства или другими датчиками, устройствами или системами управления транспортным средством 14.

Как показано на Фиг. 2, представленный вариант тормозной системы 13 прицепа позволяет добавить в команду активации значение тормозного усилия для одного или обоих колесных тормозов 75, 77 (например, в виде процентной доли от доступного тормозного усилия). Также подразумевается, что команда активации может в целом состоять из команды включения для приложения заранее заданного тормозного усилия и команды выключения для удаления тормозного усилия. Известно, что для различных типов тормозных систем прицепа, таких как гидравлические системы торможения, или многоосные конструкции, команды активации могут быть соответствовать необходимым входным сигналам тормозной системы. Как более подробно описано ниже, система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может задействовать колесные тормоза 75, 77 тормозной системы 13 прицепа при движении транспортного средства 14 задним ходом для изменения отклика прицепа на перемещение транспортного средства 14, например тормозить колеса с внутренней стороны желаемой кривизны, чтобы уменьшить пройденное назад расстояние для достижения желаемой кривизны. Другими словами, тормозная система 13 прицепа может задействовать колесные тормоза 75, 77 прицепа 12 для обеспечения изменения угла сцепки γ с модифицированной скоростью, например с большей скоростью при торможении колеса с внутренней стороны желаемой кривизны, или с меньшей скоростью при торможении колеса с наружной стороны желаемой кривизны. В качестве дополнения для тормозной системы 13 прицепа, обеспечивающей повышенную чувствительность к перемещениям транспортного средства для направления прицепа 12 задним ходом по желаемой кривой 26, подразумевается, что тормозная система 13 прицепа также может быть использована для снижения вероятности возникновения неприемлемых условий для заднего хода прицепа. К неприемлемым условиям для заднего хода прицепа можно отнести, не ограничиваясь этим, превышение скорости движения, высокий уровень угла сцепки, динамическую неустойчивость угла прицепа, расчетное теоретическое состояние для складывания прицепа, предел складывания до физического контакта, приближение прицепа 12 или транспортного средства 14 к физическому контакту с объектом и тому подобное. В соответствии с настоящим изобретением система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может выдавать предупреждающий сигнал, сообщающий об обнаружении, приближении и/или прогнозировании возникновения неприемлемого условия при движении прицепа задним ходом.

Продолжая рассматривать Фиг. 2, можно сказать, что система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом в показанном примере может обмениваться данными с одним или несколькими устройствами, включая систему 76 аварийного оповещения транспортного средства, которая может генерировать визуальные, звуковые и тактильные предупреждения. Например, тормозные фонари 78 и проблесковые сигналы транспортного средства могут выдавать визуальный сигнал тревоги, а клаксон 79 транспортного средства и/или динамик 81 могут выдавать звуковые сигналы. В качестве дополнения система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом и/или система 76 аварийного оповещения транспортного средства могут обмениваться данными с человеко-машинным интерфейсом (HMI) 80 транспортного средства 14. Человеко-машинный интерфейс 80 может включать в себя дисплей 82 транспортного средства, такой как дисплей навигационной или развлекательной системы на центральной консоли (Фиг. 1). Также система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом может обмениваться данными через беспроводное соединение с другим вариантом человеко-машинного интерфейса 80, например с одним или несколькими карманными или портативными устройствами, включая один или несколько смартфонов. Кроме того, портативное устройство может генерировать сигнал обратной связи, например визуальные, звуковые и тактильные предупреждения.

Как также показано на Фиг. 2, система 10 помощи при движении задним ходом с прицепом включает в себя устройство 18 ввода рулевых команд, соединенное с контроллером кривизны 28, позволяя обмен данными между ними. В соответствии с настоящим изобретением устройство 18 ввода рулевых команд может быть подключено к контроллеру кривизны 28 через проводное или беспроводное соединение. Устройство 18 ввода рулевых команд предоставляет системе 10 помощи при движении задним ходом с прицепом информацию, задающую желаемую траекторию 26 заднего хода прицепа 12 для обработки и генерирования команд рулевого управления с помощью контроллера кривизны 28. В соответствии с одним вариантом устройство 18 ввода рулевых команд может включать в себя устройство 20 выбора режима работы для выбора продольного направления 22 прицепа 12, продольного направления 24 транспортного средства 14 или кривой, основанной на текущем значении угла сцепки γ или вмешательства другого устройства 18 ввода рулевых команд, например поворотной ручки 30. Соответственно, в другом варианте устройство 18 ввода рулевых команд может включать в себя поворотное устройство ввода управляющих команд, позволяющее водителю транспортного средства 14 вводить команды по управлению движением прицепа или иным образом выбирать желаемую кривизну. Например, поворотное устройство управления может представлять собой поворотную ручку 30, которая может поворачиваться вокруг оси, проходящей через верхнюю или лицевую поверхность ручки 30. В других вариантах поворотная ручка 30 может поворачиваться вокруг оси, проходящей в целом параллельно верхней или лицевой поверхности ручки 30. Кроме того, в соответствии с дополнительными вариантами устройство 18 ввода рулевых команд может включать в себя альтернативные устройства для обеспечения желаемой кривизны или другой информации, задающей желаемую траекторию 26 заднего хода, например, джойстик, нажимные кнопки, ползунки, различные органы управления на портативном устройстве, различные пользовательские интерфейсы на сенсорном экране, видеосистемы для считывания жестов, устройства планирования траектории, другие системы построения маршрутов или другие стандартные устройства ввода, известные специалистам в данной области техники.

Ссылаясь опять на вариант, показанный на Фиг. 2, контроллер кривизны 28 снабжен микропроцессором 84 для обработки логики и процедур, хранящихся в памяти 86, куда поступает информация от устройства 18 ввода рулевых команд, датчика 44 угла сцепки, системы 62 усиленного рулевого управления, системы 72 управления торможением транспортного средства, тормозной системы 13 прицепа, системы 74 управления силовым агрегатом, а также от других датчиков и устройств транспортного средства. Контроллер кривизны 28 может генерировать команды активации тормозов прицепа, информацию и команды рулевого управления транспортным средством как функцию от всей или части информации, полученной от устройства 18 ввода рулевых команд, датчика 44 угла сцепки, системы 62 усиленного рулевого управления, системы 72 управления торможением транспортного средства, тормозной системы 13 прицепа, системы 74 управления силовым агрегатом, других датчиков и устройств транспортного средства. После этого для влияния на рулевое управление транспортным средством 14, чтобы получить заданную траекторию движения прицепа 12, команды активации тормозов прицепа могут быть переданы в тормозную систему 13 прицепа, а информация и команды рулевого управления транспортным средством могут быть переданы в систему 62 усиленного рулевого управления. Контроллер кривизны 28 может содержать микропроцессор 84 и/или другую аналоговую и/или цифровую схему для обработки одной или нескольких процедур. Также контроллер кривизны 28 может содержать память 86, в которой будет храниться одна или несколько процедур, таких как процедура 130 пополнения списка прицепов, процедура 132 торможения прицепа и процедура 98 кривизны пути. Следует понимать, что контроллер кривизны 28 может представлять собой отдельный специализированный контроллер или общий контроллер, интегрированный с другими функциями управления, например, интегрированный с сенсорной системой 16, системой 62 усиленного рулевого управления и другими стандартными бортовыми или внешними системами управления транспортным средством.

Со ссылкой на Фиг. 3 обратимся к обсуждению информации и параметров транспортного средства и прицепа, используемые для расчета кинематической взаимосвязи между кривизной траектории движения прицепа 12 и углом поворота транспортного средства, буксирующего прицеп 12, которые могут быть предпочтительными с точки зрения системы 10 помощи при движении задним ходом с прицепом, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, включая, в одном примере, использование управляющей процедуры 98 контроллера кривизны 28. Чтобы получить подобную кинематическую взаимосвязь, можно сделать определенные допущения, касающиеся параметров, связанных с системой транспортного средства с прицепом, такие как пренебрежение проскальзыванием колес транспортного средства 14 и прицепа 12, их перемещением в поперечном направлении или деформацией.

Как показано на Фиг. 3, кинематическая взаимосвязь для системы, образованной транспортным средством 14 и прицепом 12, основана на различных параметрах транспортного средства 14 и прицепа 12. Эти параметры включают в себя:

δ: угол поворота управляемых передних колес транспортного средства 14;

α: угол рыскания транспортного средства 14;

β: угол рыскания прицепа 12;

γ: угол сцепки (γ=β-α);

W: колесная база транспортного средства 14;

L: расстояние между точкой сцепки и задней осью транспортного средства 14;

D: расстояние между точкой сцепки и осью прицепа 12 или эффективной осью для многоосного прицепа 12 (эквивалентом может быть длина оси);

r₂: радиус кривизны траектории движения для прицепа 12.

В одном варианте кинематическая взаимосвязь между радиусом r₂ в средней точке оси прицепа 12, углом δ поворота управляемых колес 64 транспортного средства 14 и углом сцепки γ может быть выражена с помощью приведенного ниже уравнения. По сути, если известен угол сцепки γ, можно контролировать кривизну траектории движения прицепа на основании угла поворота δ (где - скорость рыскания прицепа, a - направленная скорость прицепа).

Данная взаимосвязь может быть использована для представления угла δ как функции кривизны траектории движения прицепа и угла сцепки γ.

Соответственно, для определенной комбинации транспортного средства и прицепа некоторые параметры (например, D, W и L) кинематической взаимосвязи являются постоянными и считаются известными. V - продольная скорость транспортного средства, a g - ускорение свободного падения. K - параметр, зависящий от скорости, который при установке на ноль делает расчет угла поворота независящим от скорости транспортного средства. Например, параметры кинематической взаимосвязи для конкретного транспортного средства могут быть заранее заданы в электронной системе управления транспортного средства 14, а параметры кинематической взаимосвязи для конкретного прицепа могут быть введены водителем транспортного средства 14, определены, исходя из обнаруженного датчиками поведения прицепа в ответ на команды рулевого управления транспортным средством, или определены другим способом из сигналов, поступающих от прицепа 12. Кривизна траектории прицепа может быть определена на основании значения, введенного водителем с помощью устройства 18 ввода рулевых команд. Используя вышеприведенное уравнение для определения угла поворота, процедура 98 контроля кривизны пути может сгенерировать необходимую команду рулевого управления для системы 62 усиленного рулевого управления транспортного средства 14.

На Фиг. 4 представлен еще один вариант процедуры 98 контроля кривизны пути для системы 10 помощи при движении задним ходом с прицепом, демонстрирующий общую архитектурную структуру, где модуль измерения 88, регулятор 90 угла сцепки и регулятор кривизны 92 представляют собой процедуры, которые могут храниться в памяти 86 контроллера кривизны 28. В данной конфигурации устройство 18 ввода рулевых команд предоставляет регулятору кривизны 92 контроллера кривизны 28 желаемое значение кривизны , которое может быть определено на основании желаемой траектории заднего хода 26, указанной с помощью устройства 18 ввода рулевых команд. Желаемый угол сцепки γ(d) может быть вычислен регулятором кривизны 92 на основании текущего желаемого значения кривизны и угла поворота δ. Когда желаемый угол сцепки γ(d) вычислен, на его основании, а также на основании измеренного угла сцепки γ(m) и текущей скорости движения транспортного средства 14 генерируется команда угла поворота. Команда угла поворота поступает в систему 62 усиленного рулевого управления транспортного средства 14, и затем возвращается в модуль измерения 88 для повторной оценки влияния других характеристик транспортного средства в результате применения команды угла поворота или других изменений в системе. Соответственно, регулятор кривизны 92 и регулятор 90 угла сцепк