本公开总体上涉及一种用于辅助车辆-挂车挂接操作的系统。具体地说，本公开涉及一种被配置为使得用户能够将挂接球适当地坐落在挂车联接件内的系统。
发明背景
将挂车挂接到车辆可能是既困难又耗时的。具体地说，将车辆挂接球适当地坐落在挂车联接件内可能是困难的，特别是在实现挂接球与联接件之间的必要对准之前挂车的重量经由联接件搁置在挂接球上的情况下。这种情况通常会导致用户尝试晃动挂车和/或移动车辆以便使联接件落到挂接球上。这种努力对于用户而言可能既麻烦又危险。因此，可能需要使车辆挂接球能够方便地坐落在挂车联接件内的进一步进展。
技术实现要素：
根据本公开的一个方面，公开了一种车辆系统。所述系统包括安装在车辆上的挂接球。控制器被配置为识别挂车的联接件位置并控制所述车辆运动到对准位置，其中所述挂接球与所述联接件位置对准。所述控制器还被配置为在所述车辆已经到达所述对准位置之后启动车辆摇动例程。
本公开的第一方面的实施例可以包括以下特征中的任一者或组合：
·人机接口，其中所述控制器被配置为响应于经由所述人机接口接收的至少一个用户输入而启动所述车辆摇动例程；
·所述人机接口是被配置为经由无线通信与所述控制器进行通信的便携式装置；
·所述控制器还被配置为响应于所述车辆摇动例程的启动而控制所述车辆的动力传动系统控制系统以使所述车辆向前移动预定距离并向后移动预定距离；
·向前移动的所述预定距离是大约5mm到大约100mm；
·向后移动的所述预定距离是大约5mm到大约100mm；
·所述控制器还被配置为响应于所述车辆摇动例程的启动而控制所述车辆的动力传动系统控制系统以使所述车辆按顺序以一系列向前移动和向后移动进行移动；
·内燃发动机，所述内燃发动机被配置为使所述车辆移动到所述对准位置；以及电机，所述电机被配置为在所述车辆摇动例程启动后使所述车辆移动；
·起动机马达，所述起动机马达被配置为起动所述车辆，其中所述车辆摇动例程的启动提示激活所述起动机马达；以及
·所述控制器还被配置为控制车辆制动器控制系统，以在所述车辆摇动例程的执行期间间歇地应用行车制动器以停止所述车辆的所述向前移动和所述向后移动。
根据本公开的另一方面，公开了一种用于控制车辆的方法。所述方法包括识别挂车的联接件位置并控制所述车辆运动到对准位置，从而使挂接球与所述联接件位置对准。在到达所述对准位置之后，所述方法继续通过响应于人机接口接收到至少一个用户输入而执行车辆摇动例程来控制所述车辆的运动。
本公开的第二方面的实施例可以包括以下步骤中的任一者或组合：
·使所述车辆向前移动预定距离，并使所述车辆向后移动预定距离；
·所述人机接口是被配置为与所述车辆无线地通信的便携式装置；
·使所述车辆按顺序以一系列向前移动和向后移动进行移动；以及
·在所述挂车的联接件已经落到所述挂接球上之后，通过使所述车辆向前移动预定距离来控制所述车辆的运动。
根据本公开的另一方面，公开了一种车辆系统。所述车辆系统包括安装在车辆上的挂接球。所述车辆系统还包括人机接口。控制器电联接到所述人机接口，并且被配置为响应于经由所述人机接口接收的至少一个用户输入而启动车辆摇动例程，其中所述车辆摇动例程的启动提示所述车辆按顺序以一系列向前移动和向后移动进行移动。
本公开的第三方面的实施例可以包括以下特征中的任一者或组合：
·所述向前移动是大约5mm到大约100mm的预定距离；
·所述向后移动是大约5mm到大约100mm的预定距离；
·所述向前移动是大约10mm到大约40mm的预定距离；
·所述向后移动是大约10mm到大约40mm的预定距离；以及
在研究以下说明书、权利要求和附图后，本领域技术人员将理解和了解本公开的这些和其他方面、目标和特征。
附图说明
在附图中：
图1是相对于挂车处于未挂接位置的车辆的透视图；
图2是根据本公开的一方面的系统的图，所述系统用于辅助将车辆与挂车对准在用于将挂车挂接到车辆的位置；
图3是车辆在与挂车对准的步骤期间的俯视示意图；
图4是车辆在与挂车的对准序列的步骤期间的俯视示意图；
图5是与挂车对准的车辆的侧视图，其示出了与挂车的联接件接触但未坐落在联接件内的车辆的挂接球；
图6a是与联接件未坐落地接触的挂接球的侧视图，其示出了在车辆摇动例程的执行期间车辆和挂接球的向前移动；
图6b是与联接件未坐落地接触的挂接球的侧视图，其示出了在车辆摇动例程的执行期间车辆和挂接球的向后移动；
图6c是坐落在挂车的联接件内的车辆的挂接球的侧视图；以及
图7是示出控制车辆的方法的步骤的框图。
具体实施方式
出于在本文中进行描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”、“内部”、“外部”及其衍生词应按照图1所定向的那样来与装置联系起来。然而，应当理解，除非明确地相反指出，否则所述装置可以采用各种替代定向。还应当理解，附图中示出以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此，除非权利要求另有明确说明，否则与本文中公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。另外，除非另外规定，否则应当理解，对在给定方向上或沿给定方向等延伸的特定特征或部件的讨论并不意味着：所述特征或部件在此类方向上遵循直线或轴线，或者除非另外规定，否则它仅沿此类方向或在此类平面上延伸而没有其他方向分量或偏差。
总体上参照图1至图4，附图标记10表示用于车辆12的挂接辅助系统(也被称为“挂接辅助”系统)。在各种实施例中，挂接辅助系统10包括控制器14，所述控制器被配置为获取挂车18的联接件16的位置数据。控制器14可以被配置为推导车辆路径20以使车辆12的挂接球22与联接件16对准。推导车辆路径20可以包括多个步骤，所述步骤包括：检测和补偿联接件位置24的变化，以便控制车辆12定位与联接件16对准的挂接件位置26。车辆路径20可以包括多个区段28，所述多个区段可以对应于车辆12的驾驶方向或转向方向的变化。在各种实施例中，推导车辆路径20可以包括围绕中间物体或结构导航、在不平坦地形上操作、遵循由操作者或用户u指示的期望路径等。因此，本公开可以提供挂接辅助系统10以为车辆12提供改进的导航和/或与联接件16的交互，使得挂车18可以有效地连接到车辆12而不会复杂化。
在一些实施例中，挂接辅助系统10可以被配置为控制车辆12以启动自动化车辆停车例程。控制器14可以应用车辆停车例程以使车辆12停车并将挂接球22定位成与联接件16对准。例如，在车辆12的引导或自动化操作期间，控制器14可以控制车辆12沿着车辆路径20的运动，使得车辆12的挂接球22与联接件16对准。可以使车辆12停止在对准位置，使得挂接球22靠近联接件16，这可以使得用户u能够方便地将联接件16落到挂接球22上。然而，各种因素可能促成破坏挂接球22与联接件16之间的对准，使得当联接件16落到挂接球22上时，挂接球22不能适当地将其自身坐落在联接件16内。因此，系统10可以被配置为应用车辆摇动例程30，其可以帮助用户u将联接件16落到挂接球22上。参照图5至图6a进一步讨论了车辆摇动例程30的详细描述。
关于挂接辅助系统10的一般操作，如图2至图4的系统图所示，系统10包括获得或以其他方式提供车辆状态相关信息的各种传感器和装置。该信息包括来自定位系统32的定位信息，所述定位系统可以包括航迹推算装置34，或者另外或作为替代方案，还包括全球定位系统(gps)，以基于装置在定位系统32内的一个或多个位置来确定车辆12的坐标位置。具体地说，航位推算装置34可以至少基于如图3中所示的车辆速度和转向角δ在局部坐标系36内建立和跟踪车辆12的坐标位置。由挂接辅助系统10接收的其他车辆信息可以包括来自速度传感器38的车辆12的速度和来自横摆率传感器40的车辆12的横摆率。可以预期，在另外的实施例中，接近传感器42或其阵列以及其他车辆传感器和装置可以提供传感器信号或其他信息(诸如包括检测到的联接件16的挂车18的序列图像)，挂接辅助系统10的控制器14可以用各种例程处理所述传感器信号或其他信息以确定联接件16的高度h和位置(例如，基于距离dc和角度αc)。
如图2中进一步所示，挂接辅助系统10的一个实施例与车辆12的转向系统50进行通信。转向系统50可以是动力助力转向系统50，所述动力助力转向系统包括转向马达52以操作车辆12的转动轮54(图1)，从而使车辆12以车辆横摆随车辆速度和转向角δ变化的方式移动。在所示实施例中，动力助力转向系统50是包括电动转向马达52的电动助力转向(“epas”)系统，所述电动转向马达用于基于转向命令将转动轮54转动到转向角δ，由此转向角δ可以由动力助力转向系统50的转向角传感器56感测到。转向命令可以由挂接辅助系统10提供，以用于在挂车挂接对准操纵期间自主地转向，并且可以替代地经由车辆12的方向盘的旋转位置(例如，方向盘角度)手动地提供。
在所示的实施例中，车辆12的方向盘与车辆12的转向轮54机械地联接，使得方向盘与转向轮54一致地移动，从而防止在自主转向期间通过方向盘进行手动干预。更具体地说，扭矩传感器58设置在动力助力转向系统50上，所述扭矩传感器感测方向盘上的扭矩，所述扭矩不是方向盘的自主控制所预期的并且因此指示手动干预。在这种配置中，挂接辅助系统10可以警告驾驶员停止用方向盘进行手动干预和/或停止自主转向。在替代实施例中，一些车辆具有动力助力转向系统50，所述动力助力转向系统允许方向盘与此类车辆的转向轮54的移动部分地脱离。
继续参照图2，动力助力转向系统50向挂接辅助系统10的控制器14提供与车辆12的转向轮54的旋转位置相关的信息，包括转向角δ。除了其他车辆12状况之外，所示实施例中的控制器14还处理当前转向角，以沿着期望路径20(图3)引导车辆12。可设想，在另外的实施例中，挂接辅助系统10可以是动力助力转向系统50的集成部件。例如，动力助力转向系统50可以包括用于根据从以下项接收的信息的全部或一部分生成车辆转向信息和命令的挂接辅助算法：成像系统60、动力助力转向系统50、车辆制动器控制系统62、动力传动系统控制系统64和其他车辆传感器和装置以及人机接口(“hmi”)66，如下面进一步讨论的。
还如图2中所示，车辆制动器控制系统62还可以与控制器14进行通信以向挂接辅助系统10提供制动信息(诸如车轮速度)并且从控制器14接收制动命令。制动器控制系统62可以被配置为控制行车制动器62a和驻车制动器62b。驻车制动器62b可以对应于可以与控制器14进行通信的电子驻车制动系统。因此，在操作中，控制器14可以被配置为控制制动器62a和62b以及检测车辆速度信息，所述车辆速度信息可以从由制动器控制系统62监测的个别车轮速度传感器确定。还可以从动力传动系统控制系统64、速度传感器38和/或定位系统32等其他可设想的装置确定车辆速度。在一些实施例中，替代于或除了车辆横摆率传感器40之外，个别车轮速度也可以用于确定车辆横摆率，所述车辆横摆率可以提供给挂接辅助系统10。
挂接辅助系统10还可以向制动器控制系统62提供车辆制动信息以允许挂接辅助系统10在挂车18的向后移动期间控制车辆12的制动。例如，在一些实施例中，挂接辅助系统10可以在车辆12与挂车18的联接件16对准期间调节车辆12的速度，这可以减少与挂车18碰撞的可能性，并且可以使得车辆12在路径20的确定的端点70处完全停止。本文中公开了挂接辅助系统10可以另外地或替代地发出警报信号，所述警报信号对应于与挂车18的一部分的实际、即将发生和/或预期的碰撞的通知。如上所述，调节车辆12的速度可以有利于防止与挂车18碰撞。
在一些实施例中，如图2中所示的实施例中所示，动力传动系统控制系统64还可以与挂接辅助系统10交互以在与挂车18的部分或自主对准期间调节车辆12的速度和加速度。在自主操作期间，动力传动系统控制系统64还可以被利用和配置为控制车辆12的节气门以及变速器的传动档位选择。因此，在一些实施例中，控制器14可以被配置为控制变速器系统的档位和/或提示用户u换档到所需档位以完成车辆12的半自动操作。
如先前所讨论的，挂接辅助系统10可以与车辆12的人机接口(“hmi”)66进行通信。hmi66可以包括车辆显示器72，诸如安装于中控面板的导航或娱乐显示器(图1)。hmi66还包括输入装置，所述输入装置可以通过将显示器72配置为具有电路76的触摸屏74的一部分来实施，以接收与显示器72上的位置相对应的输入。代替触摸屏74或除了触摸屏74之外，可以使用其他形式的输入(包括一个或多个操纵杆、数字输入盘等)。此外，挂接辅助系统10可以经由无线通信与hmi66的另一实施例(诸如与一个或多个手持或便携式装置80(图1)，包括一个或多个智能电话)进行通信。便携式装置80还可以包括显示器72以向用户u显示一个或多个图像和其他信息。例如，便携式装置80可以在显示器72上显示挂车18的一个或多个图像，并且还可以被配置为经由触摸屏和/或其他电路76接收远程用户输入。另外，便携式装置80可以提供反馈信息，诸如视觉、可听和触觉警报。
在一些实施例中，挂接辅助系统10还可以与一个或多个指示器装置78进行通信。指示器装置78可以对应于常规的车辆指示器，诸如车辆喇叭78a、灯78b、扬声器系统78c、车辆附件78d等。在一些实施例中，指示器装置78还可以包括一个或多个附件78d，所述附件可以对应于通信装置、遥控器和可以提供用户u与车辆12之间的状态和操作反馈的各种装置。例如，在一些实施例中，hmi66、显示器72和触摸屏74可以由控制器14控制，以提供识别操作或接收控制挂接辅助系统10的指令或反馈的状态更新。另外，在一些实施例中，便携式装置80可以与控制器14进行通信并且被配置为显示或以其他方式指示与挂接辅助系统10的操作相关的一个或多个警报或消息。
仍然参照图2中所示的实施例，控制器14被配置有微处理器82，以处理存储在存储器84中的逻辑和例程，所述逻辑和例程接收来自上述传感器和车辆系统的信息，所述传感器和车辆系统包括成像系统60、动力助力转向系统50、车辆制动器控制系统62、动力传动系统控制系统64和其他车辆传感器和装置。控制器14可以根据所接收的信息的全部或一部分来生成车辆转向信息和命令。此后，可以将车辆转向信息和命令提供给动力助力转向系统50以用于影响车辆12的转向以便实现命令的行驶路径20(图3)以用于与挂车18的联接件16对准。控制器14可以包括微处理器82和/或用于处理一个或多个例程的其他模拟和/或数字电路。此外，控制器14可以包括存储器84，以用于存储一个或多个例程，包括图像处理例程86和/或挂接检测例程、路径推导例程88、操作例程90和车辆摇动例程30。
应了解，控制器14可以是独立专用控制器，或者可以是与其他控制功能集成，诸如与车辆传感器系统、动力助力转向系统50以及其他可设想的车载或车外车辆控制系统集成的共享控制器。应进一步了解，图像处理例程86可以由例如车辆12的独立成像系统内的专用处理器(包括微处理器82)执行，所述专用处理器可以将其图像处理的结果输出到车辆12的其他部件和系统。此外，完成图像处理功能(诸如本文所述的功能)的任何系统、计算机、处理器等可以在本文中被称为“图像处理器”，而不管它还可以实施(包括与执行图像处理例程86同时实施)的其他功能。
系统10还可以包含成像系统60，所述成像系统包括一个或多个外部相机。外部相机的示例在图4中示出并且包括后置相机60a、中央高位刹车灯(chmsl)相机60b和侧视相机60c和60d，但是包括额外或替代相机的其他布置是可能的。在一个示例中，成像系统60可以只包括后置相机60a，或者可以被配置为使得系统10在具有多个外部相机的车辆中仅利用后置相机60a。在另一示例中，包括在成像系统60中的各种相机60a至60d可以被定位成在它们相应的视野中大致重叠，在所描绘的布置中，所述视野包括视野92a、92b、92c和92d以分别与后置相机60a、中央高位刹车灯(chmsl)相机60b和侧视相机60c和60d相对应。通过这种方式，来自相机中的两个或更多个的图像数据可以在图像处理例程86中或在成像系统60内的另一专用图像处理器中组合成单个图像。
作为组合来自多个相机的图像数据的示例，图像数据可以用于推导立体图像数据，所述立体图像数据可以用于重建各种视野92a、92b、92c和92d的重叠区域内的一个或多个区域的三维场景，包括其中的任何对象(例如，障碍物或联接件16)。在一个实施例中，鉴于图像源之间的已知的空间关系，对包括同一对象的两个图像的使用可以用来确定对象相对于两个图像源的位置。在这方面，图像处理例程86可以使用已知的编程和/或功能性来识别来自成像系统60内的各种相机60a、60b、60c和60d的图像数据内的对象。在任一示例中，图像处理例程86可以包括与存在于车辆12上或由系统10利用的任何相机60a、60b、60c和60d的定位(例如，包括相对于车辆12的中心96(图1)的定位)有关的信息，使得相机60a、60b、60c和60d相对于中心96和/或彼此的位置可以用于对象定位计算并得到相对于例如车辆12的中心96或车辆12的其他特征(诸如挂接球22(图1))的对象位置数据，所述其他特征相对于车辆12的中心96的位置是已知的。
图像处理例程86可以被具体地编程为或以其他方式配置为在图像数据内定位联接件16。在一个示例中，图像处理例程86可以基于存储的或以其他方式已知的联接件16(或总的来说，挂接件)的视觉特性来识别图像数据内的联接件16。在另一实施例中，贴纸等形式的标记可以与共同转让的美国专利号9,102,271中描述的方式类似的方式在相对于联接件16的特定位置中与挂车18附连，所述美国专利的全部公开内容以引用的方式并入本文中。在这种实施例中，图像处理例程86可以被编程为识别用于图像数据中的位置的标记的特性，以及联接件16相对于这种标记的定位，使得可以基于标记位置确定联接件16的位置24。
另外地或替代地，控制器14可以经由触摸屏74上的提示来寻求对所确定的联接件16的确认。如果未确认联接件16的确定，则可以提供进一步的图像处理，或者可以使用触摸屏74或另一输入以允许用户u在触摸屏74上移动所描绘的联接件16的位置24来促进对联接件16的位置24的用户调整，控制器14使用所述调整来基于上述图像数据的使用来调整对联接件16相对于车辆12的位置24的确定。替代地，用户u可以视觉方式确定在hmi66上呈现的图像内的联接件16的位置24，并且可以与在共同未决的共同转让的美国专利申请序列号15/583,014中所描述的方式类似的方式提供触摸输入，所述专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。然后，图像处理例程86可以将触摸输入的位置与应用到在显示器72上示出的图像数据的坐标系36相关，这可以如图3所示进行描绘。
如图3中所示，图像处理例程86和操作例程90可以彼此结合使用以确定路径20，挂接辅助系统10可以沿着所述路径引导车辆12以将挂接球22与挂车18的联接件16对准。在所示示例中，车辆12相对于挂车18的初始位置可以使得联接件16仅位于侧视相机60c的视野92c中，其中车辆12被定位在挂车18的横向上，但是联接件16几乎与挂接球22纵向地对准。通过这种方式，在诸如通过例如触摸屏74上的用户输入启动挂接辅助系统10后，图像处理例程86可以识别相机60c的图像数据内的联接件16并估计联接件16相对于挂接球22的位置24。联接件16的位置24可以由系统10使用图像数据根据通过接收图像数据内的焦距信息来识别，以确定距联接件16的距离dc和联接件16与车辆12的纵向轴线之间的偏移角αc。然后可以根据在图像数据的视野内的联接件16的位置24使用该信息，以确定或估计联接件16的高度hc。一旦用户u确定并任选地确认了联接件16的定位dc、αc，控制器14就可以控制至少车辆转向系统50以控制车辆12沿着所需路径20的移动以将车辆挂接球22的挂接位置26与联接件16对准。
在另外参照图2的情况下继续参照图3和图4，在一个示例中，如上文所讨论的，控制器14在已经估计联接件16的定位dc、αc的情况下可以执行路径推导例程88以确定车辆路径20，从而将车辆挂接球22与联接件16对准。具体地说，控制器14可以在存储器84中存储有车辆12的各种特性，包括轴距w、从后车桥到挂接球22的距离(在本文中被称为牵引杆长度l)，以及转向轮54可以转动的最大角度δ最大。如所示，轴距w和当前转向角δ可以用于根据以下等式来确定车辆12的对应转弯半径ρ
其中轴距w是固定的，并且转向角δ可以由控制器14通过与转向系统50的通信进行控制，如上所讨论的。通过这种方式，当已知最大转向角δ最大时，转弯半径的最小可能值ρ最小被确定为：
路径推导例程88可以被编程为推导车辆路径20以将车辆挂接球22的已知位置与联接件16的估计位置24对准，所述估计位置考虑所确定的最小转弯半径ρ最小以允许路径20使用最小空间和操纵量。通过这种方式，路径推导例程88可以使用车辆12的位置(所述位置可以基于车辆12的中心96、沿着后车桥的位置、航迹推算装置34的位置或在坐标系36上的另一已知位置)来确定到联接件16的横向距离和到联接件16的前向或后向距离两者，并推导路径20，所述路径20在转向系统50的限制内实现车辆12所需的横向移动和向前移动向后移动。路径20的推导还考虑了基于长度l的挂接球22相对于车辆12的追踪位置(其可以与车辆12的质量的中心96、gps接收器的位置或另一个指定的已知区域相对应)的定位来确定到达对准位置所需的车辆12的定位，在对准位置挂接球22与联接件16和/或联接件位置24对准。
现在参照图5，示出了与挂车18连接的车辆12的侧面轮廓图，其展示了与挂车18的联接件16邻接但未正确地坐落在联接件16内的车辆12的挂接球22。在一些情况下，尽管挂接球22没有坐落在联接件16内，但挂车18的一部分重量可以经由联接件16搁置在车辆12的挂接球22上。此重量可能在挂接球22与联结器16之间造成很大的摩擦，这可能妨碍用户u对联结器16相对于挂接球22进行校正调整。为了在这种情况下帮助用户u对挂接球22相对于联结器16进行校正调整，控制器14可以被配置为控制动力传动系统控制系统64、制动器控制系统62和/或各种其他系统来执行车辆摇动例程30。
现在参照图5至图6c，在各种实施例中，车辆摇动例程30的执行可以包括控制器14控制动力传动系统控制系统64以致使车辆12的向前移动和/或向后移动。在一些实施例中，车辆摇动例程30可以包括按顺序执行的一系列向前移动和/或向后移动。例如，在一些实施例中，车辆摇动例程30的执行可以包括车辆12的向前移动，随后是车辆12的向后移动，接着是车辆12的另一向前移动，然后是车辆12的另一向后移动。在图6a和图6b中用箭头表示向前移动和向后移动。
在各种实施例中，控制器14可以被配置为控制制动器控制系统62以实现车辆摇动例程30。例如，在一些实施例中，控制器14可以被配置为控制制动器控制系统62，使得在车辆摇动例程30期间间歇地应用行车制动器62a以停止车辆12的向前移动和/或向后移动。
在各种实施例中，控制器14可以被配置为控制动力传动系统控制系统64、制动器控制系统62和/或其他系统，使得车辆摇动例程30的启动可以致使车辆12向前移动预定距离和/或向后移动预定距离。在一些实施例中，车辆12的向前移动和/或向后移动的预定距离可以是大约5mm到大约100mm。在一些实施例中，车辆12的向前移动和/或向后移动的预定距离可以是大约10mm到大约40mm。在一些实施例中，车辆12的向前移动和/或向后移动的预定距离可以是大约15mm到大约30mm。在一些实施例中，车辆12的向前移动和/或向后移动的预定距离可以是大约20mm。可以预期在车辆摇动例程30期间车辆12的向前移动和/或向后移动的预定距离可以是多种距离中的至少一种。此外，可以预期到在一些实施例中，向前移动的预定距离可以与向后移动的预定距离不同。
在一些实施例中，控制器14可以被配置为在有限的持续时间内执行车辆摇动例程30，使得车辆12可以在给定的持续时间内向后移动和向前移动。例如，在一些实施例中，控制器14可以被配置为执行车辆摇动例程30达约1秒至约30秒的持续时间。在一些实施例中，可以执行车辆摇动例程30达约1秒至约15秒的持续时间。在一些实施例中，可以执行车辆摇动例程30达约1秒至约5秒的持续时间。可以预期，如下文将讨论，控制器14执行车辆摇动例程30的持续时间可以服从于控制器14接收的输入(例如，用户输入、来自车辆传感器和/或装置的输入等)。
在各种实施例中，控制器14可以响应于至少一个输入而启动车辆摇动例程30。在一些实施例中，控制器14可以响应于经由hmi66接收的至少一个用户输入而启动车辆摇动例程30。例如，车辆摇动例程30可以通过用户u将至少一个用户输入键入到联接到车辆12的触摸屏74hmi66中来启动。如上所述，在一些实施例中，hmi66可以包括便携式装置80。因此，在一些实施例中，车辆摇动例程30可以通过用户u将至少一个用户输入键入到诸如蜂窝式电话的便携式装置80hmi66中来启动。在各种实施例中，车辆摇动例程30可以在车辆12已经到达对准位置之后启动。例如，在一些实施例中，控制器14可以被配置为在车辆12已经到达对准位置之后启动车辆摇动例程30。
在一些实施例中，控制器14可以响应于各种环境因子的检测而启动车辆摇动例程30。例如，在一些实施例中，控制器14可以响应于车辆12的传感器和/或装置确定挂车18的联接件16与车辆12的挂接球22邻接和/或搁置在挂接球22上，但是挂接球22未坐落在联接件16内而启动车辆摇动例程30。车辆12的传感器和/或装置可以多种方式中的至少一种来确定挂接球22相对于联接件16以这种方式定位，所述多种方式包括但不限于利用挂接球22和/或联接件16的图像数据，感测挂接球22相对于联接件16的接近度，感测挂车18在挂接球22上的重量，和/或它们的组合。在各种实施例中，图像数据可以从诸如相机的各种装置获得，挂接球22相对于联接件16的接近度可以由接近传感器42感测，并且挂车18的重量可以经由重量传感器感测。响应于这样的环境因子而启动车辆摇动例程30在经由车辆12的悬架的变化自主地调整挂接球22的高度的车辆12中特别有用，因为车辆12的挂接球22理论上在完成自主挂架操纵后将与联接件16接触。
在各种实施例中，控制器14可以响应于至少一个输入而终止车辆摇动例程30。在一些实施例中，控制器可以响应于从hmi66接收的至少一个用户输入而终止车辆摇动例程30。可以预期，hmi66可以联接到车辆12或者可以是便携式装置80。在一些实施例中，控制器14可以响应于某些环境因子而终止车辆摇动例程30。例如，控制器14可以响应于车辆12的传感器和/或装置检测到用户u在挂接球22附近而终止摇动例程91。例如，在一些实施例中，控制器14可以响应于传感器在距挂接球22两英尺的距离内检测到物体而终止车辆摇动例程30。
在各种实施例中，控制器14可以响应于某些环境因子而阻止车辆摇动例程30的启动。例如，在一些实施例中，如果车辆12未处于给定档位，则控制器14可以阻止车辆摇动例程30的启动。在一些实施例中，如果在挂接球22的附近检测到用户u或其他物体，则控制器14可以阻止车辆摇动例程30的启动。在一些实施例中，可以通过成像系统68利用图像数据来检测用户u或其他物体。
现在参照图2，在各种实施例中，车辆12可以包括内燃发动机106。在各种实施例中，控制器14可以经由动力传动系统控制系统64控制内燃发动机106，使得内燃发动机106使车辆12移动到对准位置。在一些实施例中，控制器14可以经由动力传动系统控制系统64控制内燃发动机106，使得内燃发动机106执行车辆摇动例程30。在一些实施例中，可以按照控制器14的指导经由车辆12的电机108(例如，电动马达)的操作来执行车辆摇动例程30。在一些实施例中，可以在控制器14的指导下经由“p0”电机108的操作(例如，通过前端附件驱动器上的皮带将电机108连接在内燃发动机106内)执行车辆摇动例程30。在一些实施例中，可以在控制器14的指导下经由“p1”电机108的操作(例如，将电机108与内燃发动机106的曲轴直接连接)执行车辆摇动例程30。可以预期，在各种实施例中，可以在控制器14的指导下经由车辆12内包括的多个牵引电机108中的至少一者的操作执行车辆摇动例程30。例如，在一些实施例中，被配置为起动车辆12的起动机马达110可以用于执行车辆摇动例程30。这样，在一些实施例中，通过控制器14启动车辆摇动例程30可以提示激活起动机马达110。
进一步参照图5至图6c，在操作中，如图5所示，当车辆12的挂接球22与挂车18的联接件16邻接但未恰当地坐落在联接件16内时，用户u可以启动车辆摇动例程30。在启动车辆摇动例程30后，车辆12可以如上文所讨论按顺序如图6a所示向前移动，并如图6b所示向后移动。在车辆摇动例程30的执行期间，车辆12的向前移动和向后移动可以致使挂接球22如图6a和6b所示相对于联接件16移动，这可能导致联接件16落到挂接球22上，使得挂接球22如图6c所示坐落在联接件16内。
可以预期，在一些实施例中，当挂接球22落到联接件16上时，由于挂接球22在联接件16内的位置，联接件16可能不能正确地闩锁。例如，在一些实施例中，联接件16可以包括闩锁特征，该闩锁特征将仅在将挂接球22压靠在联接件16的前部内侧时才锁定到位。因此，在一些实施例中，控制器14可以被配置为在联接件16已经落到挂接球22上之后控制车辆12的运动使得车辆12向前移动预定距离。通过这种方式，可以将挂接球22适当地压靠在联接件16的前部内侧，使得联接件16可以在没有干预的情况下正确地闩锁。
在各种实施例中，在联接件16已经落到挂接球22上之后车辆12向前移动的预定距离可以是大约10mm到大约200mm。在一些实施例中，在联接件16已经落到挂接球22上之后车辆12向前移动的预定距离可以是大约35mm到大约140mm。在一些实施例中，在联接件16已经落到挂接球22上之后车辆12向前移动的预定距离可以是大约50mm到大约90mm。在一些实施例中，在联接件16已经落到挂接球22上之后车辆12向前移动的预定距离可以是大约70mm。可以预期在联接件16已经落到挂接球22上之后车辆12向前移动的预定距离可以是各种距离。
现在参照图7，示出了展示用于控制车辆12的方法120的框图。方法120包括识别挂车18的联接件位置24的步骤130。在各种实施例中，识别联接件位置24可以由控制器14经由图像处理例程86来完成。在一些实施例中，图像处理例程86可以基于联接件16或总的来说挂接件的存储的或以其他方式已知的视觉特性来识别图像数据内的联接件16。在一些实施例中，图像处理例程86可以被编程为识别用于图像数据中的位置的一个或多个标记的特性，以及联接件16相对于一个或多个标记的定位，使得可以基于一个或多个标记位置来确定联接件位置24。
在一些实施例中，控制器14可以寻求对确定的联接件16的确认和/或允许经由hmi66上的提示对联接件位置24进行用户调整。例如，控制器14可以经由触摸屏74上的提示来寻求对所确定的联接件16的确认。在一些实施例中，用户u可以在视觉上确定在hmi66上呈现的图像内的联接件位置24，并且可以提供对应的触摸输入。然后，图像处理例程86可以将触摸输入的位置与应用到在hmi66的显示器72上示出的图像数据的坐标系36相关，这可以如图3所示进行描绘。在一些实施例中，识别联接件位置24的方法步骤130可以由用户u手动地完成。例如，用户u可以在hmi66上呈现的图像内识别联接件16的位置24。此外，在一些实施例中，用户u可以直接在视觉上识别联接件位置24。
图7中所示的方法120还可以包括控制车辆12运动到对准位置的步骤140。在各种实施例中，控制车辆12运动到对准位置的步骤140可以通过挂接件连接例程的启动而开始。挂接件连接例程可以通过接收扫描数据(例如，来自成像系统60的图像数据)而开始。根据图像数据，控制器14可以识别图像数据中的联接件位置24。如果识别出联接件位置24，则控制器14可以通过基于联接件位置24和车辆12的动力学估计车辆路径20来继续。如果未识别出联接件位置24，则控制器14可以再次扫描图像数据以识别联接件位置24。
一旦控制器14已识别出车辆路径20，控制器14就可以在监测联接件距离dc时朝向联接件16导航车辆12，更具体地说是挂接球22。响应于联接件距离dc小于接近阈值da，控制器14可以控制车辆12在挂接件连接例程的最后接近阶段期间降低速度。接近阈值da可以对应于预定距离，其中挂接件位置26靠近由控制器14识别的联接件位置24。另外，控制器14可以确定车辆路径20是否完成，由此将挂接件位置26与联接件位置24对准。如果挂接球22与联接件16对准，则控制器14可以使车辆12停止。例如，在一些实施例中，可以响应于车辆12到达对准位置而激活行车制动器62a。如果挂接件22未与联接件对准，则控制器14可以继续导航车辆12，如上文所描述。可以预期，在一些实施例中，控制车辆12运动到对准位置的步骤140可以各种方式完成，诸如车辆12的额外的和/或替代的自主对准方法、用户u对车辆12进行的手动对准和/或它们的组合。
图7中所示的方法120还可以包括接收至少一个输入的步骤150。在各种实施例中，接收至少一个输入的步骤150可以包括经由hmi66接收至少一个用户输入。在一些示例中，可以经由诸如触摸屏74的车辆12hmi66接收至少一个用户输入。在一些示例中，可以经由诸如蜂窝式电话的便携式装置80hmi66接收至少一个用户输入。在一些实施例中，接收至少一个输入的步骤150可以包括经由控制器14从车辆12的传感器和/或装置接收至少一个输入。可以预期，在各种实施例中，接收至少一个输入的步骤150可以包括经由控制器14从车辆12的传感器和/或装置接收至少一个输入，经由hmi66接收至少一个用户输入和/或它们的组合。
图7的方法120还可以包括通过执行车辆摇动例程30来控制车辆12的运动的步骤160。在各种实施例中，通过执行车辆摇动例程30来控制车辆12的运动的步骤160可以包括车辆12的向前移动和/或向后移动。在一些实施例中，步骤160可以包括使车辆12向前移动预定距离和/或使车辆12向后移动预定距离。在一些实施例中，步骤160可以包括使车辆12按顺序以一系列向前移动和/或向后移动进行移动。
在各种实施例中，通过执行车辆摇动例程30来控制车辆12的运动的步骤160可以响应于接收至少一个输入而起始。例如，在一些实施例中，步骤160可以由控制器14响应于hmi66接收到至少一个用户输入而起始。在一些示例中，步骤160可以由控制器14响应于便携式装置80而起始，该便携式装置80被配置为与接收至少一个用户输入的车辆12进行无线通信。
在一些实施例中，图7的方法120还可以包括在联接件16已经落到挂接球22上之后通过使车辆12向前移动预定距离来控制车辆12的运动的步骤170。在一些实施例中，可以响应于联接件16落到挂接球22上而起始步骤170。在一些实施例中，可以响应于车辆摇动例程30的终止而起始步骤170。
应当理解，可以在不脱离本公开的概念的情况下对前述结构做出变动和修改，并且还应当理解，除非所附权利要求通过它们的语言另外明确地说明，否则此类概念意图由这些权利要求涵盖。
出于本公开的目的，术语“联接(coupled)”(以其所有形式，联接(couple、coupling、coupled等))通常意味着两个部件(电或机械地)彼此直接或间接地联结。此种联结在本质上可以是固定的，或者在本质上可以是可移动的。这种联结可以通过两个部件(电气的或机械的)和任何额外的中间构件实现，其彼此或与两个部件一体地形成为单个完整主体。除非另有说明，否则这种联结本质上可以是永久性的，或者本质上可以是可移除的或可释放的。
同样重要的是，要注意，如示例性实施例中所示的本公开的元件的构造和布置仅仅是说明性的。虽然本公开仅详细描述了本创新的一些实施例，但本领域中审查本公开内容的技术人员将容易了解，在本质上不脱离所述主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料使用、颜色、定向等方面的变化)是可能的。例如，示出为一体地形成的元件可以由多个部分构成，或者示出为多个部分的元件可以一体地形成，接口的操作可以颠倒或以其他方式变化，系统的结构和/或构件或连接器或者其他元件的长度或宽度可以改变，元件之间提供的调整位置的性质或数量可以改变。应当指出的是，系统的元件和/或总成可以由各种不同材料中的任何一种构造，所述材料以各种不同颜色、纹理和组合中的任何一种来提供足够的强度或耐久性。因此，所有此类修改意图包括在本创新的范围内。在不脱离本创新的精神的情况下，可以在期望的和其他示例性实施例的设计、工况和布置中进行其他替换、修改、改变和省略。
应当理解，任何描述的过程或所描述的过程中的任何步骤可以与其他公开的过程或步骤组合以形成在本公开的范围内的结构。本文中公开的示例性结构和过程是出于说明性目的，而不应当解释为限制性的。
根据本发明，提供了一种车辆系统，所述车辆系统具有：挂接球，所述挂接球安装在车辆上；以及控制器，所述控制器被配置为：识别挂车的联接件位置；控制所述车辆运动到对准位置，其中所述挂接球与所述联接件位置对准；以及在所述车辆已经到达所述对准位置之后，启动车辆摇动例程。
根据一个实施例，本发明的特征还在于人机接口，其中所述控制器被配置为响应于经由所述人机接口接收的至少一个用户输入而启动所述车辆摇动例程。
根据一个实施例，所述人机接口是被配置为经由无线通信与所述控制器进行通信的便携式装置。
根据一个实施例，所述控制器还被配置为响应于所述车辆摇动例程的启动而控制所述车辆的动力传动系统控制系统以使所述车辆向前移动预定距离并向后移动预定距离。
根据一个实施例，向前移动的所述预定距离是大约5mm到大约100mm。
根据一个实施例，向后移动的所述预定距离是大约5mm到大约100mm。
根据一个实施例，所述控制器还被配置为响应于所述车辆摇动例程的启动而控制所述车辆的动力传动系统控制系统以使所述车辆按顺序以一系列向前移动和向后移动进行移动。
根据一个实施例，本发明的特征还在于内燃发动机，所述内燃发动机被配置为使所述车辆移动到所述对准位置；以及电机，所述电机被配置为在所述车辆摇动例程启动后使所述车辆移动。
根据一个实施例，本发明的特征还在于起动机马达，所述起动机马达被配置为起动所述车辆，其中所述车辆摇动例程的启动提示激活所述起动机马达。
根据一个实施例，所述控制器还被配置为控制车辆制动器控制系统，以在所述车辆摇动例程的执行期间间歇地应用行车制动器以停止所述车辆的所述向前移动和所述向后移动。
根据本发明，一种用于控制车辆的方法的特征还在于：识别挂车的联接件位置；控制所述车辆运动到对准位置，从而将挂接球与所述联接件位置对准；以及在到达所述对准位置之后，通过响应于人机接口接收到至少一个用户输入而执行车辆摇动例程来控制所述车辆的运动。
根据一个实施例，通过执行车辆摇动例程来控制所述车辆的运动的步骤包括使所述车辆向前移动预定距离和使所述车辆向后移动预定距离。
根据一个实施例，所述人机接口是被配置为与所述车辆无线地通信的便携式装置。
根据一个实施例，通过执行车辆摇动例程来控制所述车辆的运动的步骤包括使所述车辆按顺序以一系列向前移动和向后移动进行移动。
根据一个实施例，本发明的特征还在于以下步骤：在所述挂车的联接件已经落到所述挂接球上之后，通过使所述车辆向前移动预定距离来控制所述车辆的运动。
根据本发明，提供了一种车辆系统，所述车辆系统具有：挂接球，所述挂接球安装在车辆上；人机接口；以及控制器，所述控制器电联接到所述人机接口，并且被配置为响应于经由所述人机接口接收的至少一个用户输入而启动车辆摇动例程，其中所述车辆摇动例程的启动提示所述车辆按顺序以一系列向前移动和向后移动进行移动。
根据一个实施例，所述向前移动是大约5mm到大约100mm的预定距离。
根据一个实施例，所述向后移动是大约5mm到大约100mm的预定距离。
根据一个实施例，所述向前移动是大约10mm到大约40mm的预定距离。
根据一个实施例，所述向后移动是大约10mm到大约40mm的预定距离。