牵引线和阻力线夹角传感器组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明所做出的公开内容大体涉及车辆中的驾驶辅助和主动安全技术，并且更 具体地涉及可以和挂车倒车辅助系统结合使用的牵引线和阻力线夹角传感器组件（hitch angle sensor assembly)〇
【背景技术】
[0002] 当牵引挂车时倒车对于许多驾驶员来说是非常具有挑战性的。这对于不熟练于 倒连着挂车的车辆的驾驶员来说更是如此，他们包括那些不经常驾驶挂车的人（如租用挂 车、不经常使用私人挂车等）。这种困难的一个理由是倒连着挂车的车辆需要与当倒没有连 着挂车的车辆时的正常转向相反的转向输入和/或在折叠（jackknife)状况发生之前需要 制动以稳定车辆-挂车组合。这种困难的另一个理由是当倒连着挂车的车辆时转向的小错 误被放大从而引起挂车偏离期望的路径。
【发明内容】
[0003] 根据本发明的一个方面，一种牵引线和阻力线夹角传感器组件包括适于固定在连 接球头和车辆上的安装表面之间的间隔件。元件围绕由连接球头限定的轴与间隔件可旋转 地连接。连接件将元件固定到挂车。接近传感器与间隔件连接并感测用于确定牵引线和阻 力线夹角的元件的移动。
[0004] 根据本发明的一个实施例，其中接近传感器包括磁场传感器且元件包括磁性部 分，使得磁场传感器适于感测元件的旋转位置。
[0005] 根据本发明的一个实施例，其中磁场传感器包含线性霍尔效应传感器，由此元件 的旋转相对于磁场传感器移动磁性部分。
[0006] 根据本发明的一个实施例，其中磁性部分包括弓形形状，弓形形状的中心点从轴 偏移，使得在第一旋转位置磁性部分与线性霍尔效应传感器在第一位置相交且在第二旋转 位置磁性部分与线性霍尔效应传感器在与第一位置径向隔开的第二位置相交。
[0007] 根据本发明的一个实施例，其中间隔件包括围绕轴并处于实质上水平面中的弯曲 通道。
[0008] 根据本发明的一个实施例，其中元件可滑动地连接在弯曲通道内。
[0009] 根据本发明的一个实施例，其中连接件包括绳索，绳索具有在连接球头的相对侧 上与元件连接的端部和适于与挂车的牵引杆连接的中心部分。
[0010] 根据本发明的一个实施例，其中间隔件包括用于抵接连接球头的底表面的上表 面，由此螺纹连接杆从连接球头的底表面向下延伸通过安装表面。
[0011] 根据本发明的一个实施例，其中元件可以围绕螺纹连接杆在上表面和安装表面之 间的实质上水平面中旋转。
[0012] 根据本发明的另一个方面，一种牵引线和阻力线夹角传感器组件包括固定到连接 球头的壳体和连接到挂车的元件。元件相对于壳体围绕连接球头的垂直轴可旋转并且具有 围绕垂直轴在径向距离上变化的形状的磁性部分。霍尔传感器与壳体连接，用于感测磁性 部分以确定牵引线和阻力线夹角。
[0013] 根据本发明的一个实施例，其中霍尔传感器包含线性霍尔效应传感器，以及其中 元件的旋转相对于霍尔传感器线性移动磁性部分。
[0014] 根据本发明的一个实施例，其中霍尔传感器感测对应于元件相对于壳体的旋转位 置的磁性部分的磁场强度，由此旋转位置用于确定牵引线和阻力线夹角。
[0015] 根据本发明的一个实施例，其中磁性部分包含条形磁体，条形磁体具有大体远离 垂直轴定向的第一侧和大体朝向垂直轴定向的具有与第一侧相反的极性的第二侧。
[0016] 根据本发明的一个实施例，其中条形磁体包括弓形形状，弓形形状的中心轴偏离 垂直轴，使得元件在第一旋转位置中条形磁体与霍尔传感器在第一位置相交且在第二旋转 位置中条形磁体与霍尔传感器在与第一位置径向间隔的第二位置相交。
[0017] 根据本发明的一个实施例，其中壳体围绕垂直轴且固定在连接球头的底表面和车 辆安装表面之间。
[0018] 根据本发明的一个实施例，其中壳体包括围绕垂直轴并处于实质上水平面中的弯 曲通道，以及其中元件可滑动连接在弯曲通道内。
[0019] 根据本发明的一个实施例，该组件进一步包含：
[0020] 连接件，其具有在连接球头的相对侧上与元件连接的端部和适于与挂车的牵引杆 连接的中心部分。
[0021] 根据本发明的进一步方面，一种用于连接到车辆的挂车的牵引线和阻力线夹角传 感器组件包括固定在连接球头和车辆上的安装表面之间的间隔件。元件围绕由连接球头限 定的垂直轴与间隔件可旋转地连接。连接件将元件固定到挂车。磁体与元件连接且具有弓 形形状，弓形形状与垂直轴的间隔在它的相对端之间增加。霍尔传感器与间隔件连接并感 测磁体以确定元件的旋转位置。
[0022] 根据本发明的一个实施例，其中霍尔传感器感测对应于元件相对于壳体的旋转位 置的磁体的磁场强度，由此旋转位置用于确定挂车和车辆之间的牵引线和阻力线夹角。
[0023] 根据本发明的一个实施例，其中磁体包含条形磁体，条形磁体具有含大体远离垂 直轴定向的南极的第一侧和含大体朝向垂直轴定向的北极的第二侧。
[0024] 本领域技术人员通过研宄以下的说明书、权利要求书和附图将理解和领会本发明 的这些和其它方面、目的以及特征。
【附图说明】
[0025] 在附图中：
[0026] 图1示出了车辆-挂车组合，车辆配置用于执行依照实施例的挂车倒车辅助功 能；
[0027] 图2是显示配置用于提供在提供依照一个实施例的挂车倒车辅助功能中使用的 信息的动态模型的示意图；
[0028] 图3是具有根据一个实施例的牵引线和阻力线夹角传感器组件的车辆和挂车的 后部透视图；
[0029] 图4是从图3的IV部分截取的放大透视图，示出了连接在车辆和挂车之间的牵引 线和阻力线夹角传感器组件的一个实施例；
[0030] 图4A是图4所示的牵引线和阻力线夹角传感器组件的底部透视图；
[0031] 图5是图4的牵引线和阻力线夹角传感器组件的顶部透视图；
[0032] 图6是图4的牵引线和阻力线夹角传感器组件的分解顶部透视图；
[0033] 图7是牵引线和阻力线夹角传感器组件的顶部平面图，示出了根据一个实施例处 于直线结构的车辆和挂车；
[0034] 图8是牵引线和阻力线夹角传感器组件的顶部平面图，示出了根据一个实施例铰 接到第一牵引线和阻力线夹角的挂车；以及
[0035] 图9是牵引线和阻力线夹角传感器组件的顶部平面图，示出了根据一个实施例铰 接到第二牵引线和阻力线夹角的挂车。
【具体实施方式】
[0036] 虽然本发明主旨的各个方面参考特定的说明性实施例进行了描述，但是本发明主 旨不限于这些实施例，并且在不脱离本发明主旨的前提下可以实施额外的修改、应用和实 施例。在附图中，相同的附图标记将被用于说明同一部件。本领域技术人员可以认识到在 此所阐述的各个部件在不脱离本发明主旨的范围的情况下可以改变。
[0037] 本发明主旨是针对以相对低的成本并且提供直观的用户界面的方式提供挂车倒 车辅助功能。特别是，这样的挂车倒车辅助功能提供用于通过允许车辆的驾驶员通过输入 期望的挂车路径曲率作为车辆和挂车前进的倒车机动来指定挂车的期望路径来控制连接 到车辆的挂车的行驶路径的曲率（即，挂车路径曲率控制）。虽然控制旋钮、一组虚拟按钮、 或触摸屏可以各自实现，用于启用挂车路径曲率控制，但是本发明主旨不限于输入期望的 挂车路径曲率的界面的任何特定配置。此外，在方向盘可以与车辆的转向轮机械分离的情 况下，方向盘也可以用作输入期望的挂车路径曲率的界面。如将在此更详细地讨论的，由车 辆和挂车限定的系统的运动学信息用于计算挂车的曲率和车辆的转向角之间的关系（即， 运动学），用于确定实现指定的挂车路径的车辆的转向角变化。对应于转向角变化的转向命 令用于控制执行车辆的转向轮的转向角变化的牵引车辆的转向系统（例如，电动助力转向 (EPAS)系统）以实现（例如，近似）指定的挂车的行驶路径。当驾驶员使用车辆变速器、加 速器和制动来倒车辆-挂车组合时，挂车倒车辅助系统