货物拖车的后轮转向控制方法和系统与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月16日提交的申请号为10-2019-0167888的韩国专利申请的权益，该韩国专利申请通过引用整体并入本文。

本公开涉及一种货物拖车的后轮转向(rearwheelsteering，rws)控制方法和系统。

背景技术：

通常，牵引车和由牵引车牵引的货物拖车分别安装有车钩和牵引杆，车钩安装在牵引车的后侧，牵引杆安装在货物拖车的前侧并与车钩联接。货物拖车绕车钩旋转的同时被牵引车拉动。

当与货物拖车连接的牵引车行驶时，尤其在转弯时，由于牵引车与货物拖车之间的距离，最小转弯半径增加并且驾驶灵活性和操纵稳定性降低。

特别地，在倒车转弯时，由于牵引车和货物拖车通过车钩彼此连接，牵引车转弯的方向和货物拖车转弯的方向彼此相反，因此，驾驶员在倒车转弯时存在很多困难。

技术实现要素：

因此，本公开涉及一种货物拖车的后轮转向(rws)控制方法和系统，该方法和系统实质上消除了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或多个问题。

本公开的目的在于提供一种货物拖车的rws控制方法和系统，该方法和系统用于控制rws装置，该rws装置取代传统的车轴-车轮结构安装在货物拖车。

然而，本公开所实现的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员将根据下面的描述清楚地理解本文中未提及的其它目的。

为了实现上述和其它目的，根据本公开的实施例的一种货物拖车的rws控制方法可以包括：判断连接到货物拖车的车辆的驾驶模式；基于驾驶模式和对应于驾驶模式的来自车辆的输入信号，执行货物拖车的rws控制逻辑；以及基于rws控制逻辑对货物拖车执行rws控制。

根据实施例，判断车辆的驾驶模式可以包括：基于输入信号，判断车辆的低速前进转弯模式、高速前进转弯模式和倒车转弯模式中的一种。

根据实施例，执行货物拖车的rws控制逻辑可以包括：基于车辆的转向角来控制货物拖车的rws角；以及基于rws角对货物拖车的车轮执行同相控制或反相控制。

根据实施例，基于车辆的转向角来控制货物拖车的rws角可以包括：当牵引杆的长度和牵引杆与连接轴之间形成的角的余弦的乘积的绝对值超过车钩的长度和车钩与连接轴之间形成的角的余弦的乘积的绝对值时，减小货物拖车的rws角。

根据实施例，基于车辆的转向角来控制货物拖车的rws角可以包括：当车辆处于低速前进转弯模式或高速前进转弯模式时，基于根据车速的由于车辆与货物拖车之间的距离而导致的移动时间差(traveltimedifference)、车钩的长度、牵引杆的长度、车钩与连接轴之间形成的角和牵引杆与连接轴之间形成的角，控制货物拖车的rws角。

根据实施例，对货物拖车的车轮执行同相控制或反相控制可以包括：当车辆处于低速前进转弯模式时，基于所控制的rws角，在与车辆转弯的方向相反的方向上，对货物拖车的车轮执行反相校正控制。

根据实施例，对货物拖车的车轮执行同相控制或反相控制可以包括：当车辆处于高速前进转弯模式时，基于所控制的rws角，在与车辆转弯的方向相同的方向上，对货物拖车的车轮执行同相校正控制。

根据实施例，基于车辆的转向角来控制货物拖车的rws角可以包括：当车辆处于倒车转弯模式时，基于车钩的长度、牵引杆的长度、车钩与连接轴之间形成的角和牵引杆与连接轴之间形成的角，计算车辆与货物拖车之间的对齐程度。

根据实施例，rws控制方法可以进一步包括：基于对齐程度，校正货物拖车在与车辆转弯的方向相反的方向上绕连接轴转弯的量。

根据实施例，rws控制方法可以进一步包括：在车辆突然转向时，执行控制以增大根据车辆的方向盘的操作的小齿轮角。

为了实现上述和其它目的，根据本公开的实施例的一种货物拖车的rws控制系统可以包括：rws控制器，判断连接到货物拖车的车辆的驾驶模式，并且基于驾驶模式和对应于驾驶模式的来自车辆的输入信号，执行货物拖车的rws控制逻辑；以及rws装置，基于rws控制逻辑对货物拖车执行rws控制。

附图说明

附图被包括以提供对本公开的进一步理解，附图并入本申请中且构成本申请的一部分，附图示出本公开的实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是示出根据本公开的实施例的车辆和货物拖车的示图；

图2是示出用于将图1所示的车辆和货物拖车彼此连接的车钩和牵引杆的示图；

图3是示出根据本公开的实施例的货物拖车的后轮转向(rws)控制系统的构造的框图；

图4是示出根据本公开的实施例的车辆与货物拖车之间的连接轴的示图；

图5是示出根据本公开的实施例的车辆低速转弯时货物拖车的rws装置的操作的示图；

图6是示出根据本公开的实施例的车辆高速转弯时货物拖车的rws装置的操作的示图；

图7是示出根据本公开的实施例的车辆低速转弯和车辆高速转弯时货物拖车的rws控制方法的示图；

图8是示出车辆倒车转弯时不安装rws装置的货物拖车的操作的示图；

图9是示出根据本公开的实施例的车辆倒车转弯时安装rws装置的货物拖车的操作的示图；以及

图10是示出根据本公开的实施例的车辆倒车转弯时货物拖车的rws控制方法的示图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述应用本公开的实施例的装置和方法。本文中为描述配置组件而使用的后缀“模块”和“单元”是仅考虑撰写本说明书的便利而分配或使用的，并且这两个后缀本身的含义或作用彼此不加区分。

在下面对实施例的描述中，将理解的是，当每个元件被称作形成在另一元件“上”或“下”以及“前”或“后”时，每个元件可以直接地在另一元件“上”或“下”以及“前”或“后”，或者可以在这两个元件之间存在一个或多个中间元件的情况下间接地形成在另一元件“上”或“下”以及“前”或“后”。

另外，本文中可以使用诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”、“(b)”等术语来描述实施例的组件。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件，并且相应元件的本质、顺序或序列不受这些术语的限制。应注意的是，如果说明书中描述一个组件“连接”、“联接”或“接合”到另一组件，则前者可以直接地“连接”、“联接”或“接合”到后者，或者可以通过其它组件间接地“连接”、“联接”或“接合”到后者。

另外，除非另有说明，否则本文中描述的术语“包括”、“包含”或“具有”应解释为不排除其它元件，而是进一步包括这种其它元件，因为对应的元件可以是固有的。除非另有定义，否则本文中使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本领域技术人员所通常理解的含义相同的含义。诸如在通用词典中定义的那些术语的术语应解释为具有与相关技术的上下文中的术语相同的含义，并且不应解释为具有理想化的或过度正式的含义，除非在本说明书中清楚地定义为具有这种含义。

图1是示出根据本公开的实施例的车辆和货物拖车的示图，图2是示出用于将图1所示的车辆和货物拖车彼此连接的车钩和牵引杆的示图。

参照图1，车辆100可以是牵引货物拖车200的牵引车。在这种情况下，车辆100可以是能够将电力供应到货物拖车200的致动器的混合动力/电动/氢动力车辆。因此，车辆100可以包括用于驱动马达并且可以进行充电的电池。

另外，车辆100可以包括集成底盘和安全控制(icsc)系统。icsc系统可以包括电子稳定控制(esc)系统、连续减震控制(cdc)系统、主动巡航控制(acc)系统、电动液压助力转向(ehps)系统、电子驻车制动(epb)系统、主动控制卷收器(acr)、主动前转向(afs)系统等。

icsc系统具有适于每种功能的机构，并可以独立操作以提供期望的驾驶性能和安全性能。

货物拖车200可以包括后轮转向(rws)装置300，而不是传统的车轴-车轮结构。rws装置300可以包括马达、导螺杆和电子控制单元(ecu)。

rws装置300可以不同地控制货物拖车200的车轮转向角。当货物拖车200的速度为60km/h以下时，rws装置300可以判断为低速，当货物拖车200的速度超过60km/h时，rws装置300可以判断为高速，并且可以控制货物拖车200的车轮转向角。由此，在车辆低速转弯时，rws装置300可以执行前轮/后轮反相控制，以减小最小转弯半径并增强驾驶灵活性。在车辆高速转弯时，rws装置300可以执行前轮/后轮同相控制，以改善驾驶稳定性。

车辆100可以包括车钩400，并且货物拖车200可以包括牵引杆500。车辆100和货物拖车200可以通过车钩400和牵引杆500彼此连接。

如图2所示，车钩400可以包括连接到icsc系统的电缆，并且牵引杆500可以包括连接到货物拖车200的电缆。电缆可以包括用于与车辆100通信的电缆和电池连接电缆。

在这种情况下，车钩400和牵引杆500可以分别包括电缆插入支架(holder)410和电缆插入支架510，电缆插入到电缆插入支架410和电缆插入支架510中的每一个中。因此，当车钩400和牵引杆500彼此连接时，设置在车钩400的电缆插入支架410内的电缆600和设置在牵引杆500的电缆插入支架510内的电缆600可以彼此连接。通过这种电缆的连接，货物拖车200可以从车辆100接收车辆100的驾驶信号和rws控制信号。另外，货物拖车200可以包括电池。货物拖车200的电池可以供应用于驱动设置在rws装置300内的马达的电力。

图3是示出根据本公开的实施例的货物拖车的rws控制系统的构造的框图。

参照图3，货物拖车的rws控制系统可以包括rws控制器110和rws装置300。

rws控制器110可以设置在车辆100中，并基于来自车辆100的输入信号控制货物拖车200的rws。来自车辆100的输入信号可以包括转向角、转向角速度、车速、轮速、换档杆位置、纵向加速度、横向加速度、横摆角、集成控制信号等。

rws控制器110可以基于所述输入信号执行货物拖车rws控制逻辑。

货物拖车rws控制逻辑可以包括货物拖车200的车轮同相/反相控制逻辑、车辆100和货物拖车200的转向角比控制逻辑、转向角速度补偿控制逻辑和集成控制逻辑。

rws控制器110可以基于输入信号执行同相/反相控制。根据实施例，rws控制器110可以根据车速对货物拖车200的车轮执行同相/反相控制以减小侧滑角。

rws控制器110可以控制车辆100和货物拖车200的转向角比。根据实施例，rws控制器110可以在转向开始时减小同相控制，以改善车辆的横摆行为响应度。

rws控制器110可以对转向角速度执行补偿控制。根据实施例，rws控制器110可以改善驾驶员突然转向时的车辆的横摆行为响应度。

也就是说，在突然转向时，rws控制器110可以执行控制以增大根据方向盘的操作的小齿轮角，从而改善系统响应度并增强车辆在横向方向上的响应度。rws控制器110可以执行集成控制以执行集成底盘和安全控制覆盖功能。

rws控制器110可以基于同相/反相控制、对车辆100和货物拖车200的转向角比的控制、对转向角速度的补偿控制和集成控制，计算最终命令。

rws控制器110可以通过电缆将最终命令提供到rws装置300。

rws装置300可以基于来自rws控制器110的最终命令驱动马达以改变货物拖车200的转向角。

图4是示出根据本公开的实施例的车辆与货物拖车之间的连接轴的示图。

参照图4，当车辆100和货物拖车200彼此连接时，连接轴700可以设置在车钩400与牵引杆500之间的联接部分。在这种情况下，车辆100与连接轴700之间的距离可以对应于车钩400的长度l1，并且货物拖车200与连接轴700之间的距离可以对应于牵引杆500的长度l2。车钩400的长度l1和牵引杆500的长度l2可以根据车钩400和牵引杆500的类型具有预设值。

同时，当车辆100和货物拖车200连接并行驶时，车钩400与牵引杆500之间的连接角可以根据车辆100的移动而改变。因此，车钩400与连接轴700之间形成的角θ1和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2可以根据车辆100的移动而改变。

图5是示出根据本公开的实施例的车辆低速转弯时货物拖车的rws装置的操作的示图。

参照图5，当车辆100绕右拐角行驶时，车辆100以低速右转弯。在这种情况下，rws控制器110可以考虑根据车速的由于车辆100与货物拖车200之间的距离l而导致的移动时间差、车钩400的长度l1、牵引杆500的长度l2、车钩400与连接轴700之间形成的角θ1和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2来控制货物拖车200的rws角。

为此，rws控制器110可以基于从车辆100的前轮到货物拖车200的车轮的距离l，计算根据车速的移动时间差t。移动时间差t可以是通过将从车辆100的前轮到货物拖车200的车轮的距离l除以车速v获得的值。在车辆低速转弯时，当牵引杆500的长度l2和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2的余弦cosθ2的乘积的绝对值超过车钩400的长度l1和车钩400与连接轴700之间形成的角θ1的余弦cosθ1的乘积的绝对值时，rws控制器110可以减小货物拖车200的rws角。

通过这种操作，rws控制器110可以对货物拖车200的车轮执行反相校正。根据实施例，当车辆100的前轮向右转向以使得车辆100绕右拐角行驶时，货物拖车200的车轮可以向左转向。

通过这种操作，车辆100和货物拖车200的转弯中心可以移动以相比对货物拖车200的车轮进行反相校正之前的转弯中心更靠近车辆100和货物拖车200，并且可以减小车辆100和货物拖车200的转弯半径。因此，车辆100和货物拖车200可以获得改善的低速行驶时的灵活性。

图6是示出根据本公开的实施例的车辆高速转弯时货物拖车的rws装置的操作的示图。

参照图6，车辆100可以在高速行驶时改变车道。在这种情况下，rws控制器110可以考虑根据车速的由于车辆100与货物拖车200之间的距离l而导致的移动时间差、车钩400的长度l1、牵引杆500的长度l2、车钩400与连接轴700之间形成的角θ1和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2来控制货物拖车200的rws角。

在车辆高速转弯时，当牵引杆500的长度l2和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2的余弦cosθ2的乘积的绝对值超过车钩400的长度l1和车钩400与连接轴700之间形成的角θ1的余弦cosθ1的乘积的绝对值时，rws控制器110可以减小货物拖车200的rws角。

通过这种操作，rws控制器110可以对货物拖车200的车轮执行同相控制。根据实施例，当车辆100的前轮向右转向以使得车辆100改变车道至右车道时，货物拖车200的车轮可以向右转向。

通过这种操作，车辆100和货物拖车200的转弯中心可以移动以相比对货物拖车200的车轮进行转向控制之前的转弯中心更远离车辆100和货物拖车200，并且可以增大车辆100和货物拖车200的转弯半径。因此，车辆100和货物拖车200可以获得改善的高速行驶时的驾驶稳定性。

图7是示出根据本公开的实施例的车辆低速转弯和车辆高速转弯时货物拖车的rws控制方法的示图。

参照图7，rws控制器110可以基于从车辆100接收的输入信号判断车辆100是低速转弯还是高速转弯(s110)。在这种情况下，当车辆100的速度为60km/h以上时，rws控制器110可以判断车辆100高速转弯，并且当车辆100的速度低于60km/h时，rws控制器110可以判断车辆100低速转弯。

在步骤s110后，当车辆100低速转弯(步骤s110中为“是”)时，可以通过车辆100的icsc系统将车辆的转向角信息传送到rws控制器110(s120)。

在步骤s120后，rws控制器110可以考虑将速度和距离应用于货物拖车的车轮转向角的结果来执行适合于车辆的驾驶模式的控制(s130)。

在步骤s130后，rws控制器110可以基于根据车速的由于车辆100与货物拖车200之间的距离l而导致的移动时间差、车钩400的长度l1、牵引杆500的长度l2、车钩400与连接轴700之间形成的角θ1和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2，对货物拖车200的车轮执行反相校正控制(s140)。

同时，在步骤s110后，当车辆100高速转弯(步骤s110中为“否”)时，可以通过车辆100的icsc系统将车辆的转向角信息传送到rws控制器110(s150)。

在步骤s150后，rws控制器110可以考虑将速度和距离应用于货物拖车的车轮转向角的结果来执行适合于车辆的驾驶模式的控制(s160)。

在步骤s160后，rws控制器110可以基于根据车速的由于车辆100与货物拖车200之间的距离l而导致的移动时间差、车钩400的长度l1、牵引杆500的长度l2、车钩400与连接轴700之间形成的角θ1和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2，对货物拖车200的车轮执行同相校正控制(s170)。

图8是示出车辆倒车转弯时不安装rws装置的货物拖车的操作的示图。

参照图8，当车辆100倒车转弯时，不安装rws装置的货物拖车200在与车辆100转弯的方向相反的方向上绕连接轴转弯。因此，在车辆倒车转弯时，驾驶员难以控制货物拖车200在驾驶员期望的方向上的移动。

图9是示出根据本公开的实施例的车辆倒车转弯时安装rws装置的货物拖车的操作的示图。

参照图9，当车辆100倒车转弯时，rws控制器110可以考虑车钩400的长度l1、牵引杆500的长度l2、车钩400与连接轴700之间形成的角θ1和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2来计算车辆100与货物拖车200之间的对齐程度。

在车辆倒车转弯时，当牵引杆500的长度l2和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2的余弦cosθ2的乘积的绝对值超过车钩400的长度l1和车钩400与连接轴700之间形成的角θ1的余弦cosθ1的乘积的绝对值时，rws控制器110可以减小货物拖车200的rws角。

通过这种操作，在车辆倒车转弯时，rws控制器110通过调节货物拖车200的rws角来校正货物拖车200的位置，调节的量等同于货物拖车200在与车辆100转弯的方向相反的方向上绕连接轴700转弯的角度。

因此，rws控制器110可以校正货物拖车200在与驾驶员期望的方向不同的方向上移动的距离。在车辆倒车转弯时，rws控制器110判断rws校正量所基于的标准可以是在驾驶员期望驾驶车辆到达之处设置的位置设定线。

根据实施例，在车辆倒车停车时，rws控制器110可以将驾驶员期望停车的停车区域的停车线设定为位置设定线，并且可以基于停车线判断rws校正量。

图10是示出根据本公开的实施例的车辆倒车转弯时货物拖车的rws控制方法的示图。

参照图10，rws控制器110可以基于从车辆100接收的输入信号判断车辆是否处于倒车转弯模式(s210)。

在步骤s210后，当车辆100处于倒车转弯模式时，rws控制器110可以基于车钩400的长度l1、牵引杆500的长度l2、车钩400与连接轴700之间形成的角θ1和牵引杆500与连接轴700之间形成的角θ2，计算车辆100与货物拖车200之间的对齐程度(s220)

在步骤s220后，rws控制器110可以根据通过icsc系统接收的车辆的转向角来控制货物拖车200的rws角(s230)。

在步骤s230后，货物拖车200的rws装置300可以校正货物拖车200的位置，校正的量等同于货物拖车200在与车辆100转弯的方向相反的方向上绕连接轴700转弯的角度(s240)。

从上面的描述显而易见，本公开提供了货物拖车的rws控制方法和系统，通过控制货物拖车的车轮转向角来改善牵引车和货物拖车的方向可操纵性和倒车转弯性能。

然而，通过本公开可实现的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将根据上面的描述清楚地理解本文中未提及的其它效果。

根据上述实施例的方法可以被编程为可以在计算机上执行的程序，并且可以存储在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质的示例可以包括rom、ram、cd-rom、磁带、软盘和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在通过网络联接的计算机装置中，以使得计算机可读代码以分布式方式存储并执行。而且，本公开所属领域的程序员可以容易地理解用于实现上述方法的功能程序、代码和代码段。

对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的思想或范围的情况下，可以对本公开做出各种修改和改变。因此，本公开旨在涵盖对本公开的修改和改变，只要这些修改和改变落入所附权利要求书及其等同物的范围内即可。