用于开放存储区域的模块化专业挂车倒车辅助旋钮的制作方法

本申请总体上涉及在车辆乘客舱中使用的控制装置的领域，并且更具体地涉及用于使车辆挂车倒车控制装置模块化的系统和方法。

背景技术：

车辆挂车倒车辅助(tba)系统在车辆被反向驾驶时帮助车辆(例如，机动车辆)的驾驶员导航和定位被拖挂的物品(例如挂车、船只等)的方向。为了通过驾驶员调整挂车的运动和方向，驾驶员可以使用位于车辆的仪表板中的控制装置来命令车辆的挂车倒车辅助功能。但是鉴于在仪表板中可用的有限空间，将这样的控制装置封装在一些车辆的仪表板中可能是困难的或成本高昂的。控制装置的位置需要离方向盘足够远以提供在tba操作期间自由地操作控制装置的间隙。另一方面，控制装置必须位于驾驶员方便够到的范围内。在较小的车辆中，其他关键和高使用率的控制装置可能占用用于tba操作的控制装置将理想地位于的区域。此外，许多仪表板无法容易地适应用于tba操作的控制装置在仪表板中或仪表板上的改进插入或定位。

因此，需要一种控制装置来实现tba操作并且解决这些问题。

技术实现要素：

公开了一种用于定位在车辆的开放区域中的车辆挂车倒车辅助控制模块的实施例。在一个实施例中，该控制模块包括壳体、用户界面和数据端口，该壳体被配置为与用于将模块可移除地定位在车辆的开放区域中的模块化适配器电力地和机械地配合，该用户界面包括连接到壳体的可旋转的标度盘，该用户界面用于接收来自用户的手势并且用于向用户提供反馈，该数据端口用于向车辆传送和接收来自车辆的用于控制车辆的挂车倒车辅助功能的数据。

开放区域可以包括车辆杯架(cupholder)。控制模块可以包括用于接收车辆电力的电源端口、可再充电电池和用于对电池进行充电的感应充电电路。控制模块可以包括传感器、处理器和存储器，其中传感器可以被配置为检测用户对标度盘的旋转角度。控制模块可以包括将检测到的旋转角度转换为数字形式的模数转换器。

壳体可以包括第一主体部分和从其延伸的第二主体部分。第二主体部分可以被配置为与适配器配合。壳体可以包括延伸部分，该延伸部分从第二主体部分延伸并且被定位成偏离第二主体部分的中心线。该延伸部分可以由适配器中的插孔接收，该插孔被定位成偏离适配器的中心线，延伸部分和插孔从而在壳体与适配器之间形成接合关系(keyedrelationship)。用户界面可以包括被配置为指示车辆的模块和/或挂车辅助倒车功能的操作状态的至少一个视觉指示器。该至少一个视觉指示器可以包括发光二极管(led)。数据端口可以被配置为将数据有线或无线地传送到车辆。

在另一个实施例中，公开了一种用于定位在车辆的开放区域中的车辆挂车倒车辅助控制模块，该控制模块包含壳体、用户界面和数据端口，该壳体被配置为与用于将模块可移除地定位在车辆的开放区域中的模块化适配器电力地和机械地配合，该适配器包括用于接收壳体的插孔，并且其中壳体和适配器被接合为在一个取向上安装在一起，该用户界面包括连接到壳体的可旋转的标度盘，该用户界面用于接收来自用户的手势并且用于向用户提供反馈，该数据端口用于向车辆传送和接收来自车辆的用于控制车辆的挂车倒车辅助功能的数据。

开放区域可以包括车辆杯架。控制模块可以包括可再充电电池、用于对电池进行充电的感应充电电路、角度传感器、处理器和存储器，其中角度传感器可以被配置为检测用户对标度盘的旋转角度。控制模块还可以包括将旋转角转换为数字形式的模数转换器。用户界面可以包括指示车辆的模块和/或挂车辅助倒车功能的操作状态的至少一个led。

在另一个实施例中，公开了一种用于定位在车辆的杯架中的车辆挂车倒车辅助控制模块，该控制模块包含壳体、用户界面和数据端口，该壳体被电力地和机械地连接到用于将模块可移除地定位在杯架中的模块化适配器，该适配器包括用于接收壳体部分的插孔并且其中壳体部分和适配器被接合为在一个取向上安装在一起，该用户界面包括连接到壳体的可旋转的标度盘，该用户界面用于接收来自用户的手势并且用于向用户提供反馈，该数据端口用于向车辆传送和接收来自车辆的用于控制车辆的挂车倒车辅助功能的数据。

控制模块可以包括可再充电电池、用于对电池进行充电的感应充电电路、角度传感器、处理器和存储器，其中角度传感器可以被配置为检测用户对标度盘的旋转角度。用户界面可以包括指示车辆的模块和/或挂车辅助倒车功能的操作状态的至少一个led。

附图说明

图1a示出了本公开的车辆的俯视图；

图1b示出了图1a所示的车辆的后视图；

图2示出了图1a所示的车辆的示例性部件的框图；

图3示出了可操作地连接到图1a所示的车辆的示例性计算设备的框图；

图4示出了本公开的控制系统的示例性实施例；

图5示出了本公开的控制装置的示例性实施例的前视图；

图6示出了图5所示的控制装置的前部透视图；

图7示出了本公开的示例性系统示意图。

具体实施方式

尽管附图和本公开描述了挂车倒车辅助控制装置的一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将领会的是，本公开的教导将不被局限于这些实施例。

现在转到附图，附图中相同的附图标记表示相同的元件，示出了使用挂车倒车辅助控制装置的示例性实施例和方法。在一个实施例中，挂车倒车辅助控制装置可以被放在车辆的开放存储区域中，包括例如现有的杯架。通过利用普通的、模块化的挂车倒车辅助控制装置壳体或主体与用于在车辆乘客舱中可移除的定位的适当的定制适配器，本公开的挂车倒车辅助控制装置可以在许多不同的车辆品牌和型号中使用。

图1a-1b示出了根据本公开的一个实施例的车辆100。在该实施例中，车辆100是机动车辆，尽管在其他实施例中，车辆100可以是任何合适的交通工具(例如，卡车、船只或飞机)。车辆100可以是汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆或任何其他类型的合适的车辆。车辆100可以包括标准部件，例如仪表板、可调节座椅、一个或多个电池、发动机或马达、变速器、包括压缩机和电子膨胀阀的暖通空调(hvac)系统、挡风玻璃和/或一个或多个车窗、车门、后视镜、右侧视镜、左侧视镜、座椅安全带、安全气囊、车轮和轮胎。

如图1a-1b和2所示，车辆100可以包括传感器102，该传感器102可以以合适的方式布置在车辆中和车辆周围。传感器102可以全部相同或它们可以从一个到另一个有所不同。传感器102可以包括许多传感器或仅一个传感器。

传感器102中的一些可以被配置为获取关于车辆周围(如图1a中的虚线所示)的环境的数据(例如，位置传感器或天气传感器)，而其他传感器获取关于车辆自身的部件的数据(例如，汽油液面传感器或油压力传感器)。传感器102可以被配置为将它们获取的数据传送到车辆100的一个或多个控制器(例如至控制器210(以下描述))进行进一步处理。传感器102可以包括任何合适的一个或多个传感器，例如，但不限于：(1)红外传感器；(2)视觉传感器(例如摄像机)；(3)超声传感器；(4)雷达(radar)；(5)激光雷达(lidar)；(6)激光扫描传感器；(7)惯性传感器(例如，惯性测量单元)；(8)车轮速度传感器；(9)道路条件传感器(直接测量某些道路条件)；(10)雨传感器；(11)悬挂高度传感器；(12)方向盘转角传感器；(13)转向扭矩传感器；(14)制动压力传感器；(15)轮胎压力传感器；或(16)车辆位置或导航传感器(例如全球定位系统)。传感器102可以包括被配置为检测车辆的变速器的齿轮啮合的齿轮传感器、被配置为检测车辆加速度的加速度计、检测车辆速度、车轮速度和/或方向盘速度的速度传感器、检测发动机或马达输出扭矩、传动系扭矩和/或车轮扭矩的扭矩传感器、以及检测方向盘角位置、制动踏板位置和/或反光镜位置的位置传感器。一些传感器102可以被安装在车辆100的乘客舱内、车辆的外部周围或者车辆100的发动机舱中。至少一个传感器102可以被用于经由面部识别、语音识别或与设备(例如车辆钥匙或驾驶员个人的移动电话)通信来识别车辆的驾驶员。

传感器102可以具有关闭(off)状态和各种打开(on)状态。车辆100或可操作地连接到车辆的设备可以被配置为控制传感器的状态或活动。应当领会的是，术语“内部传感器”包括安装到车辆上的所有传感器，包括安装到车辆100外部的传感器。

如图2所示，在一个实施例中，车辆100包括车辆数据总线202(该车辆数据总线202可操作地连接到传感器102)、车辆驱动装置206、存储器或数据存储装置208、处理器或控制器210、用户界面212、通信设备214和磁盘驱动器216。

处理器或控制器210可以是任何合适的处理设备或处理设备组，例如，但不限于：微处理器、基于微控制器的平台、合适的集成电路、或一个或多个专用集成电路(asic)。

存储器208可以是易失性存储器(例如，随机存取存储器(ram)，其可以包括易失性ram、磁性ram、铁电ram和任何其它合适的形式)；非易失性存储器(例如，磁盘存储器、闪速(flash)存储器、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、基于忆阻器的非易失性固态存储器等)；不可改变的存储器(例如，eprom)；只读存储器；硬盘驱动器；固态硬盘驱动器；或诸如数字化视频光盘(dvd)的物理盘。在实施例中，存储器包括多种类型的存储器，特别是易失性存储器加上非易失性存储器。

通信设备214可以包括有线或无线网络接口以允许与外部网络通信。外部网络可以是一个或多个网络的集合，包括基于标准的网络(例如，第二代移动通信技术(2g)、第三代移动通信技术(3g)、第四代移动通信技术(4g)、通用移动通信系统(umts)、全球移动通信(gsm(r))协会、长期演进(lte)(tm)，或更多)；全球微波接入互操作性(wimax)；蓝牙；近场通信(nfc)；无线保真(wifi)(包括802.11a/b/g/n/ac或其他)；无线吉比特(wigig)；全球定位系统(gps)网络；以及在本申请提交时可用的或在将来可以开发出来的其他网络。此外，外部网络可以是公共网络(例如因特网)；专用网络(例如内联网)；或其组合，并且可以利用现在可用的或以后开发的多种网络协议，包括但不限于基于传输控制协议/互联网协议(tcp/ip)的网络协议。通信设备214还可以包括有线或无线接口以允许与电子设备(例如，通用串行总线(usb)或蓝牙接口)直接通信。

用户界面212可以包括任何合适的输入和输出设备。输入设备允许车辆100的驾驶员或乘客输入对例如车辆显示器所示的信息的修改或更新。输入设备可以包括例如控制旋钮、仪表板、键盘、扫描仪、用于图像拍摄和/或视觉命令识别的数字摄像机、触摸屏、音频输入设备(例如，车舱麦克风)、按钮、鼠标或触摸板。输出设备可以包括组合仪表输出(例如，标度盘、照明设备)、致动器、显示器(例如，液晶显示器(“lcd”)、有机发光二极管(“oled”)、平板显示器、固态显示器、阴极射线管(“crt”)或抬头显示器)和扬声器。应当领会的是，术语按下按钮或部件还包括按下或激活虚拟按钮或部件，例如使用鼠标点击显示器上的项目或按下触摸屏上的虚拟按钮。

磁盘驱动器216被配置为接收计算机可读介质。在某些实施例中，磁盘驱动器216接收计算机可读介质，在该计算机可读介质上，可以有一组或多组指令。该指令可以体现本文所描述的方法或逻辑中的一个或多个。在特定实施例中，该指令可以完全或至少部分驻留在主存储器208、计算机可读介质中的任何一个或多个内，和/或在指令执行期间驻留在处理器210内。

术语“计算机可读介质”应当被理解为包括单个介质或多个介质，例如集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存和存储一组或多组指令的服务器。术语“计算机可读介质”还包括能够存储、编码或承载用于由处理器执行的一组指令或使系统执行本文所公开的方法或操作中的任何一个或多个的任何有形介质。

在一个实施例中，车辆100包括存储在存储器208中的一个或多个计算机程序或子程序。当由处理器执行时，该一个或多个计算机程序或子程序120生成或选择车辆的其他元件要执行的指令。在各个实施例中，一个或多个计算机程序或子程序120被配置为将指令引导至用户界面212、通信设备214、车辆驱动器206、传感器102、处理器210以及可操作地连接到车辆数据总线202的任何其他部件。应当领会的是，车辆100可以是完全自主的或部分自主的。

在各种实施例中，计算设备105经由任何合适的数据连接(例如wifi、蓝牙、usb、或蜂窝数据连接)被可操作地连接到车辆100。在图3所示的一个实施例中，计算设备105包括数据总线302(该数据总线302可操作地连接到传感器306)、部件316、存储器或数据存储装置308、处理器或控制器310、用户界面312和通信设备314。应当领会的是，计算设备105的部件可以类似于如上所述的车辆100的部件。例如，计算设备105的通信设备314可以类似于车辆100的通信设备214进行操作。这同样适用于用户界面312、传感器306、数据存储装置308、处理器310和磁盘驱动器318。在各种实施例中，计算设备105是移动电话或服务器。

转到图4-7，示出了模块化挂车倒车辅助控制系统400的一个实施例，该模块化挂车倒车辅助控制系统400可操作以使车辆100的驾驶员能够启动、操纵和控制挂车倒车辅助功能以在车辆倒车时引导车辆和车辆后面的拖挂装置的运动。在该实施例中，挂车倒车辅助控制系统400包括控制装置410和模块化适配器430。在该实施例中，控制装置410被配置为与适配器430嵌套，适配器430被配置为与杯架450嵌套，杯架450可以位于车辆的乘客舱中。在其他实施例中，挂车倒车辅助控制系统400可以被配置为安装在车辆乘客舱的任何表面、插孔或开放区域(例如仪表板、控制台、扶手等上或其中的开口或表面)上或与其嵌套。在一些实施例中，控制系统400被配置为被可移除地连接到杯架450或车辆中的这样的其它开放区域。在一些实施例中，控制系统400被夹紧到杯架450或车辆中的这样的其它开放区域或与其卡合在一起。在一些实施例中，控制系统400被配置为被永久地连接到杯架450或车辆中的这样的其它开放区域。

在该实施例中，控制装置410包括被配置为与适配器430配合的壳体412。为了与适配器430配合，控制装置410的壳体412包括止动件413、主体部分414和从其延伸的突出部415。控制装置410的主体部分414被配置为与适配器430的插孔432嵌套和/或配合，并且控制装置410的突出部415被配置为与适配器430的插孔434嵌套和/或配合。止动件413被配置为与适配器430的顶表面436配合。在该实施例中，止动件413被配置为从壳体412延伸的周向突起。在其他实施例中，止动件413可以具有任何几何形状或完全不存在。

在图4-6所示的实施例中，控制装置410和适配器430以不对称结构接合为仅允许一种方式来将两个部件连接在一起。例如，如图4所示，插孔434和突出部415被定位成偏离中心，以便形成控制装置410与适配器430之间的不对称结合。在其他实施例中，控制装置410的突出部415和适配器430的插孔434被对称地定位，以便形成控制装置410与适配器430之间的对称结合。

在一些实施例中，控制装置410被配置为被可移除地连接到适配器430。在一些实施例中，控制装置410被夹紧到适配器430或与适配器430卡合在一起。在一些实施例中，控制装置410被配置为被永久地连接到适配器430。在一些实施例中，控制装置410被一体地形成为适配器430的一部分，并且因此被预先配置为与杯架450或车辆乘客舱的这样的其它表面、插孔或开放区域配合。在一些实施例中，控制装置410被配置为直接与杯架450或车辆乘客舱的这样的其它表面、插孔或开放区域配合。适配器430可以被配置成任何几何形状以与杯架450的任何形状或车辆乘客舱的这样的其它表面、插孔或开口区域配合。

虽然在图4-6中被示为具有大体上圆形外轮廓，但是控制装置410可以具有任何形状的任何外部几何轮廓和任何数量的侧面、小平面、表面和纹理。控制装置410可以被配置为内部容纳电子器件，该电子器件包括具有cpu和存储器的电路板，cpu和存储器可操作以接收来自用户的输入命令、解释输入命令、并且响应输入命令而使一个或多个子程序(例如挂车倒车辅助子程序)激活。控制装置410可以包括一个或多个输入设备以接收用户输入命令。在图4-6所示的实施例中，控制装置410包括定位在控制装置410的周边上用于接收用户输入命令的旋钮或标度盘416。标度盘416可以包括一个或多个握持部分417以帮助用户容易地抓握、操纵和/或至少部分地旋转标度盘416。控制装置410可以包括其他输入设备，例如按钮420，该其他输入设备可以被配置为例如使控制装置410通电或断电。在一些实施例中，在不脱离本公开的范围的情况下，控制装置410可以被配置有任何数量的不同的用户输入机制。在该实施例中，标度盘416被配置为以从约0度至约90度的范围内的任何增量从起始原位置顺时针和逆时针旋转。至少一个弹簧可以被连接到标度盘416以使标度盘416在被旋转到所需角度之后返回到起始原位置。

如图5-6最佳所示，控制装置410的面向用户的侧面(例如前侧)可以包括一个或多个视觉指示器418，该一个或多个视觉指示器418可以被配置为点亮、闪烁或以其它方式提醒用户挂车倒车辅助功能的例如激活状态。在一些实施例中，视觉指示器418包括任何颜色、尺寸、形状和亮度的一个或多个led。在其他实施例中，视觉指示器418包括led阵列，该led阵列被配置为单独地或以组或组的顺序点亮以提供挂车倒车辅助功能的状态的附加指示选项。如图5-6最佳所示，视觉指示器418b可以被配置成箭头的形状以指示方向，而视觉指示器418a和/或视觉指示器418c可以被配置为指示通电/断电状态和/或系统或部件错误或故障状态。在一些实施例中，控制装置410可以被连接到一个或多个音频设备，用于听觉上提醒用户一个或多个挂车倒车辅助功能。这样的音频设备可以与一个或多个视觉指示器418同步操作。

如图4-6所示，控制装置410的可接近表面还可以包括输入/输出端口419(例如usb端口)，以为控制装置410提供电力和/或使数据能够传送到控制装置410并且能够传送来自控制装置410的数据。例如，经由标度盘416(例如)对控制装置410的用户操纵可以进而经由端口419被传送到车辆100和/或车辆模块，以激活、停用或以其他方式命令车辆的挂车辅助倒车功能的操作。在其它实施例中，到控制装置410和来自控制装置410的数据通信可以通过控制装置410的一个或多个其他端口进行。例如，控制装置410的突出部415可以被配置有输入/输出数据通信端口和电源端口(参见例如下面描述的电连接器449)，两者都可以被连接到位于适配器430的插孔434中的输入/输出数据通信端口和电源端口和/或与其嵌套。进而，适配器430可以被配置有输入/输出数据通信端口和电源端口(参见例如下面描述的电连接器459)，该输入/输出数据通信端口和电源端口与杯架450或车辆乘客舱的这样的其它表面、插孔、或开放区域所关联的输入/输出数据通信端口和电源端口连接。在一些实施例中，数据通信使用将电力传送到控制装置410的同一端口来传送和接收。在一些实施例中，来自车辆的电力可以从12v插孔(例如点烟电源插孔(cigarettelighterpowerreceptacle))获得。在一些实施例中，控制装置410的输入/输出通信端口和/或电源端口可以用在相应的电连接器上方的可存储或可移除的盖来密封水分。在一些实施例中，到控制装置410和来自控制装置410的数据通信可以经由例如wi-fi、蓝牙、近场通信或任何其它无线通信协议无线地传递到车辆100的一个或多个模块，例如车辆网络接口460和动力转向控制模块(pscm)470。

在一些实施例中，控制装置410包括可更换的便携式和/或可再充电的电源(例如电池)作为对经由电缆将控制装置410连接到车辆电力的替代。在一些实施例中，控制装置410可以被配置为连接到车辆电力，以便对车载电池进行再充电。在一些实施例中，控制装置410可以被配置为使用车辆电力对电池进行感应充电。这样的感应充电机制可以被结合在适配器430、杯架450或车辆乘客舱的任何表面、插孔或开放区域中。

转到图7，控制装置410可以包括电源或电池440、存储器442、被配置为测量标度盘416的旋转角度的传感器444、模数转换器446、处理器448、电连接器449和视觉指示器418。适配器430可以包括用于连接到控制装置410的电连接器449的电连接器459。可替代地，电连接器459可以被连接到电缆472的电连接器479。

包括控制装置410和适配器430的控制系统400可以经由有线或无线连接而被连接到车辆100的动力转向控制模块470。动力转向控制模块470可以被配置为操作和/或控制车辆100的挂车倒车辅助模块490。在一个实施例中，控制系统400经由电缆472(例如usb电缆、火线电缆以及诸如此类)被连接到动力转向控制模块470，电缆472在一端被连接到输入/输出端口419，并且在另一端经由类似端口(例如位于仪表板中的端口)被连接到车辆或到电连接器479。从那里，到控制装置410和来自控制装置410的数据通信可以被传递到车辆网络接口460和从车辆网络接口460传递，该车辆网络接口460可以包括can、车载网络(flexray)、以太网和其它数据通信路径。车辆网络接口460可以被连接到动力转向控制模块470，如图7所示，以将用户输入信号和挂车倒车辅助系统状态和反馈信息传送到控制装置410和动力转向控制模块470和传送来自控制装置410和动力转向控制模块470的用户输入信号和挂车倒车辅助系统状态和反馈信息。到控制装置410和来自控制装置410的无线数据通信可以被路由到车辆网络接口460和从车辆网络接口460路由或直接路由到动力转向控制模块470和从动力转向控制模块470路由。

传送到动力转向控制模块470的数据通信包括用户输入控制信号(例如设备转向角463)，当用户顺时针或逆时针转动或旋转标度盘416以命令被车辆100拖挂的物品的转向时，该角度可以由传感器444来检测。在一些实施例中，标度盘416可以被配置为固态输入设备，使得标度盘416不机械地转动或旋转，但是其仍然检测或者被编程为解释用户的这样的旋转运动。在这样的实施例中，控制装置410可以在有或没有关于车辆的挂车倒车辅助功能的状态或命令的视觉反馈指示的情况下接收和/或向用户提供触觉反馈。

挂车倒车辅助状态和功能以及控制系统400的状态和功能可以经由多种方法提供给用户。控制系统400可以被配置为检测和/或向用户提供关于下述内容的视觉、听觉和/或触觉反馈：控制系统400和/或挂车倒车辅助功能的多个条件或系统状态(包括是否与车辆和/或适当的车辆电子模块正确地建立有线和/或无线数据通信和/或电力连接)、电连接状态、感应充电状态以及相应部件(例如，控制装置410与适配器430，以及控制系统400对于杯架450)的位置和/或连接，举几个例子。控制系统400可以被配置为检测并且向用户报告任何错误，包括数据通信错误、部件组装未对准或错误、和/或电源连接故障或错误。同样地，控制系统400可以被配置为检测并且向用户报告成功的通信、组装和连接状态。在一些实施例中，状态和/或错误的报告可以经由显示器提供给用户，该显示器包括例如车辆仪表板中的显示器、从车顶悬挂的显示器、投影到挡风玻璃上的抬头显示器、或便携式设备上的显示器。

虽然已经详细描述了特定实施例，但是本领域技术人员应当领会的是，鉴于本公开的整体教导，可以开发出对那些细节的各种修改和替代。因此，本文的公开内容意在仅是说明性的，而不是对其范围的限制，并且应当给予所附权利要求及其任何等同物的全部广度。