RU2600178C2

RU2600178C2 - System and method of estimating actual angle of hitch between vehicle and trailer

Info

Publication number: RU2600178C2
Application number: RU2015107875/11A
Authority: RU
Inventors: Эрик Майкл ЛАВОУИ
Original assignee: Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-10-20
Also published as: DE102015203969B4; RU2015107875A; DE102015203969A1

Abstract

FIELD: safety systems.

SUBSTANCE: group of inventions relates to driver's help systems and techniques for active safety for vehicles, particularly, to help system in reverse motion with trailer. System for evaluation of actual angle of coupling between vehicle and trailer includes hitch sensor, steering sensor and controller. Hitch sensor is installed on vehicle and provides continuous measurement of hitch angle. Steering sensor provides continuous measurement of vehicle turn angle. Controller is configured to determine deviation of measured value of hitch angle from actual value of hitch angle, when in reverse motion of vehicle measured hitch angle and angle of rotation are defined as almost constant.

EFFECT: higher driver's aid in control over vehicle with trailer.

20 cl, 10 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к системам помощи водителю и технологиям активной безопасности для транспортных средств, в частности к системе помощи при движении задним ходом с прицепом.The present invention relates to driver assistance systems and active safety technologies for vehicles, in particular to a reversing assistance system with a trailer.

Уровень техникиState of the art

Для большинства водителей управление транспортным средством с прицепом при движении задним ходом является очень сложной задачей. В частности, это относится к водителям, не имеющим опыта управления транспортным средством с прицепом при движении задним ходом, например, при редком вождении транспортного средства с прицепом (при аренде прицепа, редком использовании собственного прицепа и т.д.). Во-первых, эти сложности возникают из-за того, что при движении задним ходом на транспортных средствах с прицепом необходимо поворачивать руль в сторону, противоположную направлению поворота руля при движении задним ходом на транспортном средстве без прицепа, и/или из-за необходимости использования тормозов для стабилизации транспортного средства с прицепом до того, как произойдет складывание сцепки. Второй причиной является то, что небольшие ошибки рулевого управления транспортным средством с прицепом при движении задним ходом усиливаются, в результате чего прицеп значительно отклоняется от желаемой траектории.For most drivers, driving a vehicle with a trailer when reversing is a very difficult task. In particular, this applies to drivers who do not have experience in driving a vehicle with a trailer when reversing, for example, when driving a vehicle with a trailer rarely (when renting a trailer, rarely using your own trailer, etc.). Firstly, these difficulties arise due to the fact that when reversing on vehicles with a trailer, you must turn the steering wheel in the direction opposite to the direction of rotation of the steering wheel when reversing on a vehicle without a trailer, and / or because of the need to use brakes to stabilize the vehicle with the trailer before folding the hitch. The second reason is that small steering errors of the vehicle with the trailer when reversing are amplified, as a result of which the trailer deviates significantly from the desired path.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен способ оценки фактического угла сцепки между транспортным средством и прицепом. Для этого измеряют угол сцепки с помощью датчика угла сцепки, установленного на транспортном средстве, измеряют угол поворота управляемых колес транспортного средства и меняют направление движения транспортного средства на задний ход. Кроме того, определяют величину отклонения измеренного значения угла сцепки от фактического значения угла сцепки, когда во время движения транспортного средства задним ходом измеренный угол сцепки и угол поворота управляемых колес являются практически постоянными.In accordance with one aspect of the present invention, a method for evaluating the actual coupling angle between a vehicle and a trailer is provided. To do this, measure the hitch angle using the hitch angle sensor mounted on the vehicle, measure the angle of rotation of the steered wheels of the vehicle and change the direction of movement of the vehicle in reverse. In addition, the deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle is determined when, when the vehicle is in reverse, the measured coupling angle and the steering angle of the steered wheels are practically constant.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ оценки фактического угла сцепки между транспортным средством и прицепом, в котором непрерывно измеряют угол сцепки и непрерывно измеряют угол поворота транспортного средства. Кроме того, определяют величину отклонения измеренного значения угла сцепки от фактического значения угла сцепки, когда измеренный угол сцепки и угол поворота остаются практически постоянными после перемещения транспортного средства с прицепом задним ходом на расстояние, соответствующее пороговому значению.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for estimating an actual coupling angle between a vehicle and a trailer, in which the coupling angle is continuously measured and the rotation angle of the vehicle is continuously measured. In addition, the deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle is determined when the measured coupling angle and steering angle remain almost constant after moving the vehicle with the trailer in reverse to a distance corresponding to the threshold value.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система оценки фактического угла сцепки между транспортным средством и прицепом. Система включает в себя датчик угла сцепки транспортного средства, который непрерывно измеряет угол сцепки, и датчик рулевого управления, который непрерывно измеряет угол поворота транспортного средства. Система также включает в себя контроллер, который определяет величину отклонения измеренного значения угла сцепки от фактического значения угла сцепки, когда при движении транспортного средства и прицепа задним ходом измеренный угол сцепки и угол поворота являются практически постоянными.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a system for estimating an actual coupling angle between a vehicle and a trailer. The system includes a vehicle hitch angle sensor that continuously measures the hitch angle, and a steering sensor that continuously measures the vehicle steering angle. The system also includes a controller that determines the deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle when, when the vehicle and the trailer are reversing, the measured coupling angle and rotation angle are practically constant.

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.These and other aspects, objects, and features of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon review of the following description, claims, and accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На данных чертежах представлено следующее.The following is presented in these drawings.

На Фиг. 1 представлена схема транспортного средства с прицепом, где транспортное средство выполнено с возможностью использования системы помощи при движении задним ходом с прицепом в соответствии с одним вариантом.In FIG. 1 is a diagram of a vehicle with a trailer, where the vehicle is configured to use a reverse system with a trailer in accordance with one embodiment.

На Фиг. 2 представлен один вариант выполнения устройства руления при движении задним ходом с прицепом, описанного со ссылкой на Фиг. 1.In FIG. 2 shows one embodiment of a steering device in reverse with a trailer described with reference to FIG. one.

На Фиг. 3 представлено схематическое изображение кинематической модели, которая позволяет получить информацию, используемую во время работы системы помощи при движении задним ходом с прицепом в соответствии с одним вариантом осуществления.In FIG. 3 is a schematic representation of a kinematic model that provides information used during operation of the reverse assistance system with a trailer in accordance with one embodiment.

На Фиг. 4 представлена блок-схема способа работы системы помощи при движении задним ходом с прицепом.In FIG. 4 is a flowchart of a method for operating a reverse system with a trailer.

На Фиг. 5 представлена схема одного варианта выполнения системы помощи при движении задним ходом с прицепом, включающей в себя блок управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом, использующий процедуру калибровки угла сцепки.In FIG. 5 is a diagram of one embodiment of a reversing assistance system with a trailer, including a reverse gear assistance control unit with a trailer using a hook angle calibration procedure.

На Фиг. 6 представлена диаграмма, которая иллюстрирует геометрические параметры транспортного средства и прицепа в двухкоординатной системе x-y и переменные величины, используемые для расчета кинематических показателей системы транспортного средства и прицепа.In FIG. 6 is a diagram that illustrates the geometric parameters of the vehicle and trailer in the x-y coordinate system and the variables used to calculate the kinematic parameters of the vehicle and trailer system.

На Фиг. 7 представлена блок-схема одного варианта процедуры калибровки угла сцепки.In FIG. 7 is a flowchart of one embodiment of a hook angle calibration procedure.

На Фиг. 8 представлена блок-схема процедуры инициирования, выполняемой перед расчетом отклонения угла прицепа в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.In FIG. 8 is a flowchart of an initiation procedure performed before calculating a trailer angle deviation in accordance with one embodiment of the invention.

На Фиг. 9 представлена блок-схема дополнительного варианта процедуры калибровки угла сцепки.In FIG. 9 is a flowchart of an additional embodiment of a hook angle calibration procedure.

На Фиг. 10 представлена блок-схема способа калибровки системы помощи при движении задним ходом с прицепом, выполняемой до начала определения величины отклонения измеренного угла сцепки.In FIG. 10 is a flowchart of a method for calibrating a reversing assistance system with a trailer, performed prior to determining the deviation of the measured coupling angle.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Хотя в настоящем документе различные аспекты изобретения рассмотрены со ссылкой на конкретные варианты осуществления, сущность изобретения не ограничивается этими вариантами, в связи с чем возможно выполнение модификаций, изменение вариантов использования и осуществления без выхода за рамки сущности изобретения. На сопроводительных чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены аналогичные компоненты. Специалистам в данной области техники понятно, что различные компоненты, рассмотренные в настоящем документе, могут быть изменены без выхода за рамки сущности изобретения.Although various aspects of the invention are described herein with reference to specific embodiments, the invention is not limited to these options, and therefore it is possible to make modifications, change use cases and implementations without departing from the scope of the invention. In the accompanying drawings, like reference numbers indicate like components. Those skilled in the art will appreciate that the various components discussed herein can be changed without departing from the spirit of the invention.

Настоящее изобретение направлено на предоставление функционала помощи при движении задним ходом с прицепом, в такой форме, чтобы стоимость была относительно низкой, а пользовательский интерфейс интуитивно понятным. В частности, предлагаемый функционал помощи при движении задним ходом с прицепом позволяет контролировать кривизну траектории движения прицепа, присоединенного к транспортному средству (т.е. контроля кривизны траектории движения прицепа), за счет того, что он позволяет водителю транспортного средства указать желаемую траекторию прицепа путем ввода предпочтительного значения кривизны его траектории, когда транспортное средство движется задним ходом, а прицеп продолжает его движение. Хотя для контроля кривизны траектории движения прицепа можно использовать ручку управления, группу виртуальных кнопок или сенсорный экран, настоящее изобретение не ограничивается конкретной конфигурацией интерфейса, с помощью которого будет вводиться предпочтительное значение кривизны траектории движения прицепа. Кроме того, в тех случаях, где рулевое колесо может быть механически отсоединено от управляемых колес транспортного средства, оно также может быть использовано в качестве интерфейса для введения предпочтительного значения кривизны траектории прицепа. Как будет подробно обсуждаться ниже, кинематическая информация системы, образованной транспортным средством и прицепом, используется для расчета взаимосвязи (т.е. кинематики) между кривизной прицепа и углом поворота транспортного средства для определения изменений угла поворота транспортного средства с целью обеспечить движение прицепа по определенной траектории. Команды рулевого управления, соответствующие необходимому изменению угла поворота, используются для управления системой рулевого управления буксирующего транспортного средства (например, системой рулевого управления с электроусилителем (EPAS)) для реализации таких изменений угла поворота управляемых колес транспортного средства, которые позволят гарантировать движение прицепа по определенной траектории (например, приблизиться к данной траектории). Система помощи при движении задним ходом с прицепом автоматически направляет комбинацию транспортного средства и прицепа, когда водитель использует коробку передач, педаль газа и педаль тормоза транспортного средства так, чтобы направить транспортное средство задним ходом. Водитель вводит команду о предпочтительной кривизне траектории прицепа, используя устройство ввода, такое как ручку для руления прицепом.The present invention is directed to providing a reverse assist function with a trailer in such a way that the cost is relatively low and the user interface is intuitive. In particular, the proposed reverse assistance function with a trailer allows you to control the curvature of the trajectory of the trailer attached to the vehicle (i.e., control the curvature of the trajectory of the trailer), because it allows the driver of the vehicle to indicate the desired trajectory of the trailer by entering the preferred value of the curvature of its trajectory when the vehicle is in reverse and the trailer continues to move. Although a control knob, a group of virtual buttons or a touch screen can be used to control the curvature of the trailer, the present invention is not limited to the specific interface configuration by which the preferred value of the curvature of the trailer is entered. In addition, in cases where the steering wheel can be mechanically disconnected from the steered wheels of the vehicle, it can also be used as an interface to enter the preferred curvature of the trailer. As will be discussed in detail below, the kinematic information of the system formed by the vehicle and the trailer is used to calculate the relationship (i.e. kinematics) between the curvature of the trailer and the angle of rotation of the vehicle to determine changes in the angle of rotation of the vehicle in order to allow the trailer to move along a certain path . Steering commands corresponding to the required change in the steering angle are used to control the steering system of the towing vehicle (for example, the electric power steering system (EPAS)) to implement such changes in the angle of rotation of the vehicle’s steered wheels that will guarantee the trailer moves along a certain path (for example, approach a given trajectory). The trailer reversing assistance system automatically guides the vehicle and trailer combination when the driver uses the gearbox, gas pedal and vehicle brake pedal to reverse the vehicle. The driver enters a command about the preferred curvature of the trailer path using an input device such as a handle for steering the trailer.

Кроме того, настоящее изобретение включает в себя варианты осуществления, позволяющие определить угол сцепки прицепа, присоединенного к транспортному средству. В соответствии с одним таким вариантом осуществления система помощи при движении задним ходом транспортного средства с прицепом может использовать метку, размещенную на прицепе, которая позволяет системе использовать информацию, получаемую путем формирования изображения и обработки метки. Метка представляет собой идентифицируемую визуальную метку, изображение которой может быть получено с помощью видеокамеры, распознано и обработано. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения метка может быть прикреплена к прицепу, предпочтительно в специальной области для размещения метки, таким образом, чтобы камера и устройство обработки изображения могли обнаружить метку и ее местоположение на прицепе, чтобы определить информацию, относящуюся к прицепу, такую как угол сцепки между прицепом и буксирующим транспортным средством.In addition, the present invention includes embodiments for determining a hitch angle of a trailer attached to a vehicle. In accordance with one such embodiment, the reverse assistance system of the vehicle with the trailer may use a tag placed on the trailer, which allows the system to use information obtained by imaging and processing the tag. A tag is an identifiable visual tag, the image of which can be obtained using a video camera, recognized and processed. In accordance with one embodiment of the invention, the tag may be attached to the trailer, preferably in a special area for placing the tag, so that the camera and image processing device can detect the tag and its location on the trailer to determine information related to the trailer, such as coupling angle between the trailer and the towing vehicle.

В соответствии с некоторыми вариантами реализации системы помощи при движении задним ходом с прицепом предпочтительным может быть использование информации, характеризующей угол сцепки между транспортным средством и прицепом, присоединенным к данному транспортному средству. Настоящее изобретение включает в себя варианты осуществления, позволяющие оценить фактический угол сцепки прицепа, присоединенного к транспортному средству. Использование неточного значения угла сцепки может стать причиной неправильного или некорректного управления системой транспортного средства, особенно в том случае, когда информация об угле сцепки является важной для управления какой-либо системой транспортного средства, например, системой помощи при движении задним ходом с прицепом или контроллером тормозов прицепа.In accordance with some embodiments of a reversing assistance system with a trailer, it may be preferable to use information characterizing the angle of coupling between the vehicle and the trailer attached to the vehicle. The present invention includes embodiments for evaluating the actual hitch angle of a trailer attached to a vehicle. Using an inaccurate hitch angle can cause the vehicle system to be mismanaged or mismanaged, especially when the information on the hitch angle is important to control any vehicle system, such as a reverse gear assist system with a trailer or brake controller trailer.

Для обеспечения точности измеренного значения угла сцепки один из вариантов осуществления системы помощи при движении задним ходом с прицепом включает в себя процедуру калибровки угла сцепки для определения наличия любого отклонения измеренного значения угла сцепки от фактического значения угла сцепки на основании определенных характеристик транспортного средства и/или прицепа. В соответствии с одним из таких вариантов осуществления способ предполагает измерение угла сцепки с помощью по крайней мере одного датчика угла сцепки, установленного на транспортном средстве, и измерение угла поворота управляемых колес транспортного средства. Способ также подразумевает направление транспортного средства задним ходом и, с помощью этого, определение отклонения измеренного значения угла сцепки от фактического значения угла сцепки, когда измеренное значение угла сцепки и угол поворота по большей части согласуются во время движения транспортного средства задним ходом. Еще один из вариантов осуществления изобретения подразумевает направление транспортного средства вперед по существу прямо со скоростью, превышающей пороговое значение, с одновременным измерением скорости рыскания транспортного средства и измерением угла сцепки прицепа. Кроме того, способ подразумевает определение угловой скорости на основании измеренного значения угла сцепки, а затем определение величины отклонения измеренного значения угла сцепки от фактического значения угла сцепки при примерно нулевых значениях скорости рыскания и угловой скорости. Затем полученная величина отклонения может быть использована для более точной корректировки фактического угла сцепки за счет использования системы помощи при движении задним ходом с прицепом.In order to ensure the accuracy of the measured value of the coupling angle, one embodiment of the reverse assistance system with the trailer includes a calibration procedure for the coupling angle to determine if there is any deviation in the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle based on certain characteristics of the vehicle and / or trailer . In accordance with one such embodiment, the method comprises measuring a coupling angle using at least one coupling angle sensor mounted on a vehicle, and measuring a steering angle of the steering wheels of the vehicle. The method also involves reversing the vehicle and, using this, determining the deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle when the measured value of the coupling angle and the steering angle are mostly consistent while the vehicle is reversing. Another embodiment of the invention involves directing the vehicle forward substantially directly at a speed exceeding a threshold value while measuring the yaw rate of the vehicle and measuring the trailer hitch angle. In addition, the method involves determining the angular velocity based on the measured value of the coupling angle, and then determining the deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle at approximately zero yaw rate and angular velocity. Then, the obtained deviation can be used to more accurately adjust the actual coupling angle by using the reverse assist system with the trailer.

На Фиг. 1 изображена схема транспортного средства 100, выполненного с возможностью реализации функционала помощи при движении задним ходом с прицепом. Система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом, используемая в транспортном средстве 100, управляет кривизной траектории движения прицепа 110, присоединенного к транспортному средству 100. Подобное управление выполняется за счет взаимодействия системы 115 усилителя руля транспортного средства 100 и системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом. При работе системы 105 во время движения транспортного средства 100 задним ходом водитель иногда ограничен в способах подачи команд руления с помощью рулевого колеса транспортного средства 100. Это может быть связано с тем, что в некоторых транспортных средствах система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом управляется системой 115 усилителя руля, которая напрямую соединена с рулевым колесом (т.е. рулевое колесо транспортного средства 100 поворачивается вместе с управляемыми колесами транспортного средства 100). Для подачи команд на изменение кривизны траектории движения прицепа 110 может быть использован человекомашинный интерфейс (HMI) системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом, например, ручка, за счет чего такие команды могут вводиться независимо от рулевого колеса транспортного средства 100. Однако в некоторых транспортных средствах с системой помощи при движении задним ходом с прицепом, соответствующей настоящему изобретению, может быть предусмотрена возможность выборочного отсоединения рулевого колеса от управляемых колес транспортного средства, что позволит использовать рулевое колесо для изменения кривизны траектории движения прицепа при движении задним ходом.In FIG. 1 is a diagram of a vehicle 100 configured to implement a reverse assist function with a trailer. The trailer reverse assistance system 105 used in the vehicle 100 controls the curvature of the trajectory of the trailer 110 connected to the vehicle 100. Such control is performed by the interaction of the vehicle power steering system 115 of the vehicle 100 and the reverse assistance system 105 with a trailer. When the system 105 is operating while the vehicle 100 is reversing, the driver is sometimes limited in the way of giving steering commands using the steering wheel of the vehicle 100. This may be due to the fact that in some vehicles, the reverse assistance system 105 with the trailer is controlled a power steering system 115 that is directly connected to the steering wheel (i.e., the steering wheel of the vehicle 100 rotates with the steer wheels of the vehicle 100). To issue commands for changing the curvature of the trajectory of the trailer 110, a human-machine interface (HMI) of the reverse assistance system 105 with the trailer can be used, for example, a handle, due to which such commands can be entered independently of the steering wheel of the vehicle 100. However, in some vehicles with a reversing assistance system with a trailer in accordance with the present invention, it may be possible to selectively disconnect the steering wheel from the steered wheels of the trans sports equipment, which will allow you to use the steering wheel to change the curvature of the trajectory of the trailer when reversing.

Система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом, представленная на Фиг. 1, включает в себя блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом, устройство 125 руления прицепом при движении задним ходом и устройство 130 определения угла сцепки. Блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом соединен с устройством 125 руления прицепом при движении задним ходом и устройством 130 определения угла сцепки с возможностью передачи данных между ними. Блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом соединен с блоком 135 управления усилителем руля системы 115 усиления рулевого управления с возможностью передачи данных между ними. Устройство 140 определения угла поворота в системе 115 усиления рулевого управления соединено с блоком 135 управления усилителем руля с возможностью передачи данных между ними. Система помощи при движении задним ходом с прицепом также соединена с блоком 145 управления тормозной системой и блоком 150 управления трансмиссией с возможностью передачи данных между ними. Система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом, система 115 усиления рулевого управления, блок 145 управления тормозной системой, блок 150 управления трансмиссией и устройство переключения передач (PRNDL) представляют собой компоненты системы, управляющей движением задним ходом с прицепом в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.Trailer reverse assist system 105 shown in FIG. 1 includes a reversing assistance system control unit 120 with a trailer, a trailer steering device 125 when reversing, and a coupling angle determination device 130. The reverse gear assistance control unit 120 with the trailer is connected to the trailer steering device 125 when reversing and the coupling angle determining device 130 with the possibility of transmitting data between them. The reverse gear assistance control unit 120 with the trailer is connected to the power steering control unit 135 of the power steering system 115 with the possibility of transmitting data between them. The steering angle determining device 140 in the power steering system 115 is connected to the power steering control unit 135 with the possibility of transmitting data between them. The reverse assist system with the trailer is also connected to the brake system control unit 145 and the transmission control unit 150 with the possibility of transmitting data between them. A trailer reverse assistance system 105, a steering enhancement system 115, a brake control unit 145, a transmission control unit 150 and a gear shift device (PRNDL) are components of a trailer reverse control system in accordance with one embodiment of the present invention.

Блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом предназначен для реализации логики (т.е. выполнения инструкций) для приема информации от устройства 125 руления прицепом при движении задним ходом, устройства 130 определения угла сцепки, блока 135 управления усилителем руля, блока 145 управления тормозной системой и блока 150 управления трансмиссией. Блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом (например, его алгоритм кривизны траектории движения прицепа) генерирует информацию о рулевом управлении транспортным средством в виде функции зависимости от всех или некоторых данных, полученных от устройства 125 руления прицепом при движении задним ходом, устройства 130 определения угла сцепки, блока 135 управления усилителем руля, блока 145 управления тормозной системой и блока 150 управления трансмиссией. Затем полученные данные о рулевом управлении транспортным средством предоставляются блоку 135 управления усилителем руля для обеспечения управления транспортным средством 100 системой 115 усиления рулевого управления в соответствии с заданной траекторией движения прицепа 110.The reverse assist control unit 120 with the trailer is designed to implement logic (i.e., follow instructions) to receive information from the trailer steering device 125 when reversing, the hitch angle detecting device 130, the power steering control unit 135, and the 145 unit brake system control and transmission control unit 150. The reverse gear assistance control unit 120 with a trailer (for example, its trailer trajectory curvature algorithm) generates vehicle steering information as a function of all or some of the data received from the trailer steering device 125 when reversing, the device 130 determining the angle of the hitch, power steering control unit 135, brake system control unit 145, and transmission control unit 150. Then, the vehicle steering information obtained is provided to the power steering control unit 135 to provide control of the vehicle 100 to the power steering system 115 in accordance with a predetermined trajectory of the trailer 110.

Устройство 125 руления прицепом при движении задним ходом предоставляет блоку 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом данные, задающие траекторию движения прицепа 110 (т.е. данные о рулении прицепом). Данные о рулении прицепом могут включать в себя данные, относящиеся к запрошенному изменению траектории движения (например, изменению радиуса кривизны траектории движения), и данные, указывающие на необходимость движения прицепа вдоль центральной оси прицепа (т.е. практически вдоль прямой). Устройство 125 руления прицепом при движении задним ходом может включать в себя поворотное устройство управления, позволяющее водителю транспортного средства 100 взаимодействовать с устройством 125 руления прицепом при движении задним ходом и вводить команды прицепу на выполнение желаемых действий (например, команду на выполнение желаемого изменения радиуса траектории движения прицепа и/или команду двигаться по практически прямой траектории, определяемой продольной центральной осью прицепа). Поворотное устройство управления может представлять собой ручку, поворачивающуюся вокруг оси, проходящей через верхнюю/лицевую поверхность ручки. В других вариантах поворотное устройство управления может представлять собой ручку, поворачиваемую вокруг оси, проходящей практически параллельно верхней/лицевой поверхности ручки.The reverse steering device 125 provides backward control unit 120 with a trailer data for controlling the trajectory of the trailer 110 (i.e., trailer steering data). Trailer steering data may include data related to the requested change in the trajectory (for example, a change in the radius of curvature of the trajectory) and data indicating the need for the trailer to move along the central axis of the trailer (i.e., practically along a straight line). The trailer steering device 125 when reversing may include a rotary control device allowing the driver of the vehicle 100 to interact with the trailer steering device 125 when reversing and entering trailer commands to perform the desired actions (for example, a command to perform a desired change in the radius of the trajectory trailer and / or command to move along an almost straight path defined by the longitudinal central axis of the trailer). The rotary control device may be a handle that rotates around an axis passing through the upper / front surface of the handle. In other embodiments, the rotary control device may be a handle rotatable around an axis extending substantially parallel to the top / face of the handle.

В соответствии с вариантом осуществления с Фиг. 1 устройство 130 определения угла сцепки функционирует совместно с компонентом 155 определения угла сцепки прицепа 110 и передает на блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом данные об угле между транспортным средством 100 и прицепом 110 (т.е. данные об угле сцепки). В соответствии с одним вариантом осуществления устройство 130 определения угла сцепки представляет собой камеру, например, камеру заднего обзора транспортного средства 100, которая захватывает изображения (т.е. визуально отслеживает) метки (т.е. компонента 155 определения угла сцепки), прикрепленной к прицепу 110, во время движения задним ходом транспортного средства 100 с прицепом 110. В качестве альтернативы устройство 130 определения угла сцепки может представлять собой устройство, которое физически устанавливается на компоненте сцепки транспортного средства 100 и/или на сопряженном компоненте сцепки прицепа 110 и позволяет определить угол между центральными продольными осями транспортного средства 100 и прицепа 110.In accordance with the embodiment of FIG. 1, the hitch angle detecting device 130 operates in conjunction with the hitch angle detecting component 155 of the trailer 110 and transmits angle information between the vehicle 100 and the trailer 110 (i.e., hitch angle data) to the reverse gear assistance control unit 120 of the trailer. . In accordance with one embodiment, the hitch angle detecting device 130 is a camera, for example, a rear view camera of a vehicle 100, which captures images (i.e. visually tracks) marks (i.e., hitch angle detection component 155) attached to to the trailer 110, while reversing the vehicle 100 with the trailer 110. Alternatively, the hitch angle detecting device 130 may be a device that is physically mounted on the transport hitch component rtnogo means 100 and / or the dual component tow trailer 110 and to determine the angle between the central longitudinal axes of the vehicle 100 and trailer 110.

Блок 135 управления усилением рулевого управления в системе, соответствующей варианту осуществления с Фиг. 1, предоставляет блоку 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом данные об угловом положении (например, об угле) рулевого колеса и/или угловом положении (например, об угле (углах) поворота) управляемых колес транспортного средства 100. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом может быть интегрированным компонентом системы 115 усиления рулевого управления. Блок 145 управления тормозной системой предоставляет блоку 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом данные о скорости движения транспортного средства. Данные о скорости движения транспортного средства могут быть определены на основании скорости вращения каждого колеса, наблюдаемой с помощью блока 145 управления тормозной системой или могут быть предоставлены блоком управления двигателем с проверкой достоверности сигнала. Скорость движения транспортного средства также может быть получена на основании данных от блока управления двигателем. В соответствии с некоторыми вариантами блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом может предоставлять блоку 145 управления тормозной системой данные о торможении транспортного средства, на основании которых блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом сможет управлять тормозами транспортного средства 100 во время движения задним ходом с прицепом 110. Для регулировки скорости и ускорения транспортного средства 100 во время движения задним ходом с прицепом 110 блок 150 управления трансмиссией может обмениваться данными с блоком 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом.The power steering control unit 135 in the system of the embodiment of FIG. 1, provides the reversing assistance system control unit 120 with a trailer with information about the steering wheel angular position (eg, angle) and / or steering wheel angular position (eg, steering angle (s)) of the steering wheels of the vehicle 100. In accordance with in some embodiments, the reverse gear assist control unit 120 with the trailer may be an integrated component of the power steering system 115. The brake system control unit 145 provides vehicle reverse speed control unit 120 with a trailer reverse assistance system control. Vehicle speed data may be determined based on the rotation speed of each wheel observed with the brake system control unit 145, or may be provided by the engine control unit with a signal validation. Vehicle speed can also be obtained based on data from the engine control unit. In accordance with some embodiments, the reverse gear assistance control unit 120 with the trailer may provide vehicle braking information to the brake control unit 145, based on which the reverse gear assistance system control unit 120 with the trailer can control the brakes of the vehicle 100 during reverse time with a trailer 110. For adjusting the speed and acceleration of the vehicle 100 while reversing with a trailer 110, the transmission control unit 150 it may communicate with control unit 120 aid system when reversing trailer.

На Фиг. 2 представлен один вариант осуществления устройства 125 руления прицепом при движении задним ходом, описанного со ссылкой на Фиг. 1. Поворачиваемый элемент управления в форме ручки 170, соединен с устройством 175 определения величины перемещения. Ручка 170 отклонена (например, с помощью возвратной пружины) в дежурное положение P(AR) между противоположными поворотными диапазонами перемещения R(R), R(L). Первый из противоположных поворотных диапазонов R(R) практически равен второму из противоположных поворотных диапазонов перемещения R(L), R(R). Устройство 175 определения перемещения выполнено с возможностью измерения перемещения ручки 170 и выдачи соответствующего сигнала (т.е. сигнала о перемещении) на устройство 125 руления прицепом при движении задним ходом, изображенное на Фиг. 1. Сигнал о перемещении от устройства 175 генерируется как функция от величины поворота ручки 170 относительно дежурного положения P(AR), скорости перемещения ручки 170 и/или направления перемещения ручки 170 относительно дежурного положения P(AR). Дежурное положение P(AR) ручки 170 соответствует сигналу от устройства определения величины перемещения, указывающему, что транспортным средством 100 нужно управлять таким образом, чтобы прицеп 110 двигался задним ходом по практически прямой траектории (команда движения прицепа по траектории с нулевой кривизной), соответствующей центральной продольной оси прицепа 110, когда ручка 170 была возвращена в дежурное положение P(AR), а крайнее положение по часовой стрелке или против часовой стрелки ручки 170 (т.е. пределы противоположных диапазонов поворота движения R(R), R(L)) каждое соответствует сигналу от устройства определения перемещения, указывающему на минимальный радиус кривизны (т.е. наиболее крутая траектория) траектории движения прицепа 110 который возможен без того, чтобы соответствующая информация для руления транспортным средством привела к складыванию. В данном случае дежурное положение P(AR) представляет собой назначенное положение, подающее команду на движение с нулевой кривизной относительно противоположных диапазонов поворота движения R(R), R(L).In FIG. 2 illustrates one embodiment of a trailer steering device 125 in reverse, described with reference to FIG. 1. A rotatable control in the form of a handle 170 is connected to a displacement value determining device 175. The handle 170 is deflected (for example, by means of a return spring) to the standby position P (AR) between the opposite rotary ranges of movement R (R), R (L). The first of the opposite rotation ranges R (R) is practically equal to the second of the opposite rotation ranges of movement R (L), R (R). The movement determining device 175 is configured to measure the movement of the handle 170 and provide a corresponding signal (i.e., a movement signal) to the trailer steering device 125 when reversing, shown in FIG. 1. The movement signal from the device 175 is generated as a function of the amount of rotation of the handle 170 relative to the standby position P (AR), the speed of movement of the handle 170 and / or the direction of movement of the handle 170 relative to the standby position P (AR). The standby position P (AR) of the handle 170 corresponds to a signal from the displacement determining device indicating that the vehicle 100 needs to be controlled so that the trailer 110 moves in reverse along an almost straight path (the trailer moves along a path with zero curvature) corresponding to the center the longitudinal axis of the trailer 110, when the handle 170 has been returned to the standby position P (AR), and the extreme position clockwise or counterclockwise of the handle 170 (i.e., the limits of the opposite rotation ranges and the movements R (R), R (L)) each corresponds to a signal from the displacement determination device indicating the minimum radius of curvature (i.e., the steepest trajectory) of the trajectory of the trailer 110 which is possible without the corresponding information for steering the vehicle led to folding. In this case, the standby position P (AR) is the assigned position, giving a command for movement with zero curvature relative to the opposite ranges of rotation of the movement R (R), R (L).

Также предполагается, что система по изобретению может быть реализована с таким устройством управления, которое не является поворотным (т.е. неповоротное устройство управления). Аналогично поворотному устройству ввода, выполненному в соответствии с настоящим изобретением (например, ручка 170 и соответствующее устройство определения перемещения), неповоротное устройство ввода выполнено с возможностью выборочного предоставления сигнала, приводящего к движению прицепа по участку траектории, который является по существу прямым, и выборочного предоставления сигнала, приводящего к движению прицепа по участку траектории, который является изогнутым. Примерами таких неповоротных устройств ввода могут являться, не ограничиваясь этим, группа нажимных кнопок (например, кнопка поворота налево, кнопка поворота направо и кнопка движения по прямой), сенсорный экран, с помощью которого водитель может нарисовать или иным образом задать кривизну траектории движения, кнопку, перемещаемую вдоль оси, с помощью которой водитель может ввести команды по траектории движения, или джойстик и т.д.It is also contemplated that the system of the invention can be implemented with a control device that is not rotary (i.e., a non-rotary control device). Similar to a rotary input device made in accordance with the present invention (for example, a handle 170 and a corresponding displacement determining device), the non-rotary input device is configured to selectively provide a signal resulting in the trailer moving along a portion of the path that is substantially straight and selectively providing signal leading to the movement of the trailer along a portion of the path that is curved. Examples of such non-rotating input devices include, but are not limited to, a group of push buttons (e.g., a left-turn button, a right-turn button, and a straight-travel button), a touch screen with which the driver can draw or otherwise set the curvature of the motion path, button moved along the axis with which the driver can enter commands along the trajectory, or a joystick, etc.

Что касается кинематической модели, используемой для расчета взаимосвязи между кривизной траектории движения прицепа и углом поворота транспортного средства, буксирующего прицеп, то для системы помощи при движении задним ходом с прицепом, выполненной в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, предпочтительным может быть использование кинематической модели низкого порядка. Для получения такой кинематической модели низкого порядка необходимо сделать несколько допущений, касающихся параметров, связанных с системой транспортного средства с прицепом. Примерами таких допущений могут являться, не ограничиваясь этим, движение транспортного средства с прицепом задним ходом с относительно низкой скоростью, пренебрежение проскальзыванием колес транспортного средства и прицепа, пренебрежение боковой податливостью шин транспортного средства, пренебрежение деформацией шин транспортного средства и прицепа, пренебрежение динамикой исполнительного механизма транспортного средства, пренебрежение движением крена или тангажа транспортного средства и прицепа.Regarding the kinematic model used to calculate the relationship between the curvature of the trajectory of the trailer and the angle of rotation of the vehicle towing the trailer, for the reverse assistance system with the trailer made in accordance with some embodiments of the present invention, it may be preferable to use the kinematic model low order. To obtain such a low-order kinematic model, it is necessary to make several assumptions regarding the parameters associated with the trailer vehicle system. Examples of such assumptions include, but are not limited to, moving a vehicle with a trailer in reverse at a relatively low speed, neglecting slippage of the wheels of the vehicle and trailer, neglecting the lateral flexibility of the tires of the vehicle, neglecting the deformation of the tires of the vehicle and trailer, neglecting the dynamics of the actuator of the vehicle means neglecting the movement of the roll or pitch of the vehicle and trailer.

Как показано на Фиг. 3, кинематическая модель 300 системы, включающей в себя транспортное средство 302 и прицеп 304, основана на различных параметрах транспортного средства 302 и прицепа 304. Эти параметры кинематической модели включают в себя:As shown in FIG. 3, the kinematic model 300 of a system including a vehicle 302 and a trailer 304 is based on various parameters of the vehicle 302 and the trailer 304. These parameters of the kinematic model include:

δ; угол поворота управляемых передних колес 306 транспортного средства 302;δ; the angle of rotation of the steered front wheels 306 of the vehicle 302;

α: угол рыскания транспортного средства 302;α: yaw angle of the vehicle 302

β: угол рыскания прицепа 304;β: yaw angle of trailer 304;

γ: угол сцепки (γ=β-α);γ: coupling angle (γ = β-α)

W: колесная база транспортного средства 302;W: vehicle wheelbase 302;

L: расстояние между точкой 308 сцепки и задней осью 310 транспортного средства 302;L: distance between the hitch point 308 and the rear axle 310 of the vehicle 302;

D: расстояние между точкой 308 сцепки и осью 312 прицепа 304 (длина оси 312 может представлять собой эффективное или эквивалентное значение длины оси прицепа с несколькими осями);D: the distance between the hitch point 308 and the axle 312 of the trailer 304 (the length of the axis 312 may be an effective or equivalent value of the axle length of the trailer with several axles);

r₂: радиус кривизны для прицепа 304.r ₂ : radius of curvature for trailer 304.

Кинематическая модель 300 с Фиг. 3 выявляет взаимосвязь между радиусом кривизны r₂ траектории движения прицепа в средней точке 314 оси 312 прицепа 304, углом поворота δ управляемых колес 306 транспортного средства 302 и углом сцепки γ. Как показано в следующем уравнении, эта взаимосвязь может быть выражена для получения кривизны траектории κ₂ движения прицепа таким образом, чтобы при заданном значении γ кривизну κ₂ траектории движения прицепа можно быть контролировать на основании изменения угла поворота δ (где

- скорость рыскания прицепа, а

- скорость прицепа).The kinematic model 300 of FIG. 3 reveals the relationship between the radius of curvature r _{2 of the} trajectory of the trailer at the midpoint 314 of the axis 312 of the trailer 304, the angle of rotation δ of the steered wheels 306 of the vehicle 302 and the coupling angle γ. As shown in the following equation, this relationship can be expressed to obtain the curvature of the trajectory κ ₂ of the trailer so that, for a given value of γ, the curvature κ _{2 of the} trajectory of the trailer can be controlled based on a change in the angle of rotation δ (where

- yaw rate of the trailer, and

- trailer speed).

Или же эта взаимосвязь может быть выражена для получения угла поворота δ как функции кривизны κ₂ траектории прицепа и угла сцепки γ.Alternatively, this relationship may be expressed to obtain the rotation angle δ as a function of the curvature of the trajectory κ ₂ of the trailer hitch and the angle γ.

Кривизна κ₂ траектории прицепа определяется из команд водителя, введенных через устройство руления прицепом при движении задним ходом. Используя данное уравнение для определения угла поворота, можно сгенерировать соответствующую команду рулевого управления для управления системой рулевого управления (например, ее исполнительным механизмом) транспортного средства.The curvature κ _{2 of the} trajectory of the trailer is determined from the driver's commands entered through the steering device of the trailer when reversing. Using this equation to determine the angle of rotation, you can generate the appropriate steering command to control the steering system (for example, its actuator) of the vehicle.

Со ссылкой на Фиг. 3, в одном из вариант осуществления может быть желательным ограничить потенциальную возможность для транспортного средства 302 и прицепа 304 достигать угла складывания (т.е. такого состояния транспортного средства и прицепа, в котором достигается условие складывания). Угол складывания γ(j) относится к углу сцепки γ, который при движении задним ходом не может быть выправлен с помощью максимального управляющего входного сигнала, например, перемещения управляемых передних колес 306 транспортного средства 302 на максимальный угол поворота δ с максимальной скоростью изменения угла поворота.With reference to FIG. 3, in one embodiment, it may be desirable to limit the potential for the vehicle 302 and the trailer 304 to reach the folding angle (i.e., the state of the vehicle and trailer in which the folding condition is reached). The folding angle γ (j) refers to the angle of the coupling γ, which when reversing cannot be corrected using the maximum control input signal, for example, moving the steered front wheels 306 of the vehicle 302 to the maximum angle of rotation δ with the maximum rate of change of the angle of rotation.

Для реализации принципов управления одного варианта системы помощи при движении задним ходом с прицепом, водитель должен взаимодействовать с системой 105 для ее настройки. Транспортное средство 100 может иметь человекомашинный интерфейс (HMI) 102, с помощью которого водитель, использующий человекомашинный интерфейс 102, может управлять системой помощи при движении задним ходом с прицепом. Например, на человекомашинном интерфейсе 102 водителю может быть отображено несколько меню 104, которые помогают водителю управлять различными модулями, которые настраивают (этап 600), калибруют (этап 700) и активируют (этап 800) систему 105 помощи при движении задним ходом с прицепом. Система 105 будет выдавать водителю подсказки о действиях, необходимых для подключения прицепа, ввода измеренных значений, таких как горизонтальное расстояние от задней части транспортного средства до центра шара сцепного устройства, а также проверки совместимости прицепа и исправности датчика угла сцепки.To implement the principles of control of one version of the assistance system when reversing with a trailer, the driver must interact with the system 105 to configure it. The vehicle 100 may have a man-machine interface (HMI) 102, with which a driver using the man-machine interface 102 can control the reverse assistance system with the trailer. For example, on a man-machine interface 102, a driver may have several menus 104 that help the driver control various modules that configure (step 600), calibrate (step 700), and activate (step 800) the reverse assist system 105 with a trailer. The system 105 will give the driver prompts about the actions required to connect the trailer, enter the measured values, such as the horizontal distance from the rear of the vehicle to the center of the ball of the coupling device, and also check the compatibility of the trailer and the health of the coupling angle sensor.

После завершения настройки 600 на этапе 624 начинается выполнение калибровки 700. Процесс калибровки 700 предназначен для калибровки алгоритма управления кривизной на основании измеренных параметров прицепа и калибровки системы помощи при движении задним ходом с прицепом для любой возможной величины отклонения угла сцепки. После завершения настройки 600 начинается калибровка 700, где на этапе 702 водителю предлагается тянуть транспортное средство с прицепом вперед по прямой, пока не завершится калибровка датчика угла сцепки. человекомашинный интерфейс может уведомить водителя, с помощью всплывающего сообщения или окна, что для завершения калибровки транспортного средства с прицепом необходимо переместить транспортное средство с прицепом вперед. После завершения калибровки человекомашинный интерфейс может на этапе 704 уведомить водителя. Любое значение отклонения угла сцепки сохраняется на запоминающем устройстве, и доступ к нему осуществляется по мере необходимости во время выполнения алгоритма управления кривизной траектории движения, после чего этапом 704 завершается выполнение процесса калибровки 700. Следует отметить, что, хотя в выше описана калибровка, которая может выдавать водителю информацию о движении вперед, в рамках настоящего изобретения также могут быть использованы и другие способы калибровки угла сцепки.After tuning 600 is completed, at step 624, calibration 700 starts. Calibration process 700 is designed to calibrate the curvature control algorithm based on the measured trailer parameters and calibrate the reverse assist system with the trailer for any possible deviation of the coupling angle. After tuning 600 is completed, calibration 700 begins, where at step 702, the driver is prompted to pull the vehicle with the trailer forward in a straight line until calibration of the hitch angle sensor is complete. the man-machine interface can notify the driver using a pop-up message or a window that to complete the calibration of a vehicle with a trailer, it is necessary to move the vehicle with a trailer forward. After calibration is complete, the human-machine interface may, at 704, notify the driver. Any value of the deviation of the coupling angle is stored on the storage device and accessed as necessary during the execution of the algorithm for controlling the curvature of the motion path, after which the calibration process 700 is completed by step 704. It should be noted that, although the above describes the calibration, which can to provide the driver with information about moving forward, other methods of calibrating the coupling angle can also be used in the framework of the present invention.

Система помощи при движении транспортного средства с прицепом задним ходом может использовать метку, установленную на прицепе, которая используется в качестве компонента 155 определения угла сцепки. В этом случае, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, система помощи при движении задним ходом с прицепом может использовать информацию, полученную с помощью захвата и обработки изображения метки, для обеспечения работы устройства 130 определения угла сцепки. В соответствии с другими вариантами осуществления метка может быть использована для идентификации смены присоединенного прицепа, присоединения и отсоединения прицепа и другой информации, относящейся к прицепу. Метка представляет собой идентифицируемую визуальную метку, которая может быть захвачена на изображении видеокамеры, детектирована и обработана с помощью обработки изображений. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения метка может представлять собой наклеиваемую метку, также известную как стикер, которую можно приклеить на прицеп с помощью клея с одной стороны, предпочтительно в пределах области для метки, где камера и устройство обработки изображения смогут обнаружить метку и ее местоположение на прицепе для определения информации, относящейся к прицепу, например, угла между прицепом и буксирующим транспортным средством.The assist system for moving a vehicle with a trailer in reverse may use a mark mounted on the trailer, which is used as a coupling angle detection component 155. In this case, in accordance with one embodiment of the invention, the reverse assist system with the trailer can use information obtained by capturing and processing the image of the mark to ensure the operation of the hitch angle detecting device 130. In accordance with other embodiments, a tag may be used to identify a change in an attached trailer, attach and detach a trailer, and other information related to the trailer. A tag is an identifiable visual tag that can be captured on a video image of a camera, detected and processed using image processing. In accordance with one embodiment of the invention, the tag may be an adhesive tag, also known as a sticker, that can be glued to the trailer with glue on one side, preferably within the tag area where the camera and image processing device can detect the tag and its location on the trailer to determine information related to the trailer, for example, the angle between the trailer and the towing vehicle.

Как было сказано выше со ссылкой на Фиг. 4 в рамках описания процесса взаимодействия водителя с человекомашинным интерфейсом (HMI) 102, после завершения выполнения настройки 600 прицепа на этапе 620 в ходе калибровки 700, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, калибруется алгоритм контроля кривизны траектории движения на основании измеренных параметров прицепа и калибруется система помощи при движении задним ходом с прицепом для любой возможной величины отклонения угла сцепки. В соответствии с одним вариантом осуществления во время выполнения калибровки 700 водителю может быть предложено направить транспортное средство с прицепом вперед по прямой до тех пор, пока не завершится калибровка датчика угла сцепки, например, с помощью человекомашинного интерфейса 102. В зависимости от ошибок, возникающих в результате измерений параметров прицепа или потенциальной неспособности транспортного средства двигаться вперед, в настоящем документе предусмотрены дополнительные или альтернативные варианты калибровки системы помощи при движении задним ходом с прицепом.As mentioned above with reference to FIG. 4, as part of the description of the process of interaction between the driver and the human machine interface (HMI) 102, after completing the configuration of the trailer 600 in step 620 during calibration 700, in accordance with one embodiment of the invention, the algorithm for controlling the curvature of the motion path based on the measured trailer parameters is calibrated and calibrated assistance system when reversing with a trailer for any possible deviation of the coupling angle. In accordance with one embodiment, during calibration 700, the driver may be asked to steer the vehicle with the trailer forward in a straight line until calibration of the hitch angle sensor is completed, for example, using a man-machine interface 102. Depending on the errors encountered in as a result of measurements of trailer parameters or the potential inability of the vehicle to move forward, additional or alternative systems calibration options are provided in this document We help you when reversing with a trailer.

На Фиг. 5 изображена система 105 помощи при движении задним ходом транспортного средства с прицепом, включающая в себя блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом, соединенный с сенсорной системой 1200, и устройство 125 руления прицепом при движении задним ходом, являющееся частью системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом. В соответствии с представленным вариантом осуществления система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом может принимать информацию от датчика 1312 угла сцепки, датчика 1314 скорости рыскания транспортного средства и/или датчика 1316 скорости движения транспортного средства, а также может связываться с другими подходящими датчиками транспортного средства 100 или прицепа 110. В соответствии с одним примером, представленный вариант осуществления системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом также связывается с контроллером 1318 коробки передач транспортного средства, которая может передавать данные о включенной передаче. Кроме того, блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом также напрямую соединен с системой 115 усиления рулевого управления, включающей в себя блок 135 управления усилителем руля, который позволяет обмениваться данными с устройством 140 определения угла поворота и серводвигателем 1300 системы рулевого управления для задействования управляемых колес 1302 буксирующего транспортного средства 100 (Фиг. 6). Изображенный вариант осуществления блока 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом включает в себя микропроцессор 1304, выполняющий одну или несколько процедур, сохраненных на соответствующем запоминающем устройстве 1306 блока 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом. В соответствии с одним вариантом осуществления запоминающее устройство включает в себя процедуру 1308 калибровки угла сцепки и процедуру 1310 инициирования. Следует понимать, что блок 120 управления системой помощи при движении задним ходом с прицепом может представлять собой отдельный специализированный контроллер или контроллер совместного доступа, встроенный в другие системы управления, например, в систему 1200 датчиков, устройство 125 руления прицепом при движении задним ходом, или другие системы буксирующего транспортного средства.In FIG. 5 illustrates a reverse system for assisting a vehicle in reverse with a trailer, including a reverse gear assistance control unit 120 with a trailer connected to the sensor system 1200, and a trailer steering device 125 for reversing, which is part of the assistance system 105 when reversing with a trailer. According to the present embodiment, the reverse gear assistance system 105 with the trailer can receive information from the hitch angle sensor 1312, the vehicle yaw rate sensor 1314 and / or the vehicle speed sensor 1316, and can also communicate with other suitable vehicle sensors 100 or a trailer 110. In accordance with one example, an embodiment of the reverse assist system 105 is also coupled to a trailer controller 1318 BCI vehicle transmission that can transmit data of a gear is engaged. In addition, the reverse gear assistance control unit 120 with the trailer is also directly connected to the power steering system 115 including the power steering control unit 135, which allows data exchange with the steering angle determining apparatus 140 and the steering system servomotor 1300 for engaging steered wheels 1302 of the towing vehicle 100 (FIG. 6). The illustrated embodiment of a reverse gear assistance system control unit 120 with a trailer includes a microprocessor 1304 that performs one or more procedures stored on a corresponding memory 1306 of a reverse gear assistance system control unit 120 with a trailer. In accordance with one embodiment, the storage device includes a hook angle calibration procedure 1308 and an initiation procedure 1310. It should be understood that the reversing assistance system control unit 120 with the trailer may be a separate specialized controller or a shared access controller integrated in other control systems, for example, in the sensor system 1200, the trailer steering device 125 when reversing, or others towing vehicle systems.

На Фиг. 6 схематическая иллюстрация транспортного средства и прицепа наложена на двухкоординатную систему x-y, демонстрируя кинематические переменные и углы, включая угол поворота δ, длину D прицепа и угол сцепки γ, на которые может влиять динамика транспортного средства 100 с прицепом 110, и могут быть представлены в кинематических уравнениях, как было аналогичным образом сказано выше со ссылкой на Фиг. 3.In FIG. 6, a schematic illustration of the vehicle and trailer is superimposed on the xy two-axis system, showing kinematic variables and angles, including the steering angle δ, the trailer length D and the coupling angle γ, which can be influenced by the dynamics of the vehicle 100 with the trailer 110, and can be represented in kinematic equations, as was similarly said above with reference to FIG. 3.

На Фиг. 7-8 представлен способ расчета фактического угла сцепки γ(а) между транспортным средством 100 и прицепом 110 в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Способ включает в себя измерение угла сцепки γ(m) с помощью по крайней мере одного датчика 1312 угла сцепки (Фиг. 5), установленного на транспортном средстве 100, и измерение угла поворота δ управляемых колес 1302 (Фиг. 6) транспортного средства 100. Способ также предусматривает движение задним ходом транспортного средства 100 для определения величины отклонения γ(о) измеренного значения угла сцепки γ(m) от фактического значения угла сцепки γ(а), когда измеренное значение угла сцепки γ(m) и значение угла поворота δ во время движения транспортного средства 100 задним ходом являются практически постоянными.In FIG. 7-8, a method for calculating an actual engagement angle γ (a) between a vehicle 100 and a trailer 110 in accordance with one embodiment of the invention is presented. The method includes measuring the coupling angle γ (m) using at least one coupling angle sensor 1312 (FIG. 5) mounted on the vehicle 100, and measuring a steering angle δ of the steered wheels 1302 (FIG. 6) of the vehicle 100. The method also includes reversing the vehicle 100 to determine a deviation γ (o) of the measured value of the coupling angle γ (m) from the actual value of the coupling angle γ (a) when the measured value of the coupling angle γ (m) and the value of the steering angle δ in vehicle driving time and 100 in reverse are almost constant.

Как отражено в блок-схеме с Фиг. 6, при постоянных значениях угла сцепки γ и угла поворота δ скорость рыскания транспортного средства 100 является практически постоянной и равной скорости рыскания прицепа 110. Это взаимодействие позволяет сформулировать кинематические уравнения, решение которых позволит определить величину отклонения γ(о) измеренного значения угла сцепки γ(m) от фактического значения угла сцепки γ(а). В частности, скорость рыскания транспортного средства 100, измеренная датчиком 1314 скорости рыскания транспортного средства (Фиг. 5) или другим подходящим бортовым датчиком транспортного средства, который позволяет определить скорость рыскания, можно представить в виде следующего уравнения:As reflected in the flowchart of FIG. 6, at constant values of the coupling angle γ and rotation angle δ, the yaw rate of the vehicle 100 is almost constant and equal to the yaw rate of the trailer 110. This interaction allows us to formulate kinematic equations, the solution of which will allow us to determine the deviation value γ (o) of the measured value of the coupling angle γ ( m) the actual value of the coupling angle γ (a). In particular, the yaw rate of the vehicle 100, measured by the vehicle yaw rate sensor 1314 (FIG. 5) or another suitable on-board vehicle sensor, which allows the yaw rate to be determined, can be represented as the following equation:

Кроме того, скорость рыскания прицепа может быть представлена в виде следующего уравнения:In addition, the yaw rate of the trailer can be represented as the following equation:

гдеWhere

δ - угол поворота передних колес,δ is the angle of rotation of the front wheels,

D - расстояние от сцепки до оси прицепа,D is the distance from the hitch to the trailer axle,

W - база транспортного средства (расстояние между осями),W - vehicle base (distance between axles),

L - расстояние от задней оси транспортного средства до сцепки,L is the distance from the rear axle of the vehicle to the hitch,

γ - угол сцепки.γ is the coupling angle.

Соответственно, когда скорости рыскания транспортного средства 100 и прицепа 110 становятся равными, фактический угол сцепки γ(а) скорее всего будет постоянным, таким образом, предпочтительное значение угла сцепки, выдаваемое устройством 125 руления прицепом при движении задним ходом, например, описанным выше поворотным устройством управления с Фиг. 2, также будет постоянным или практически постоянным. Например, предпочтительное значение угла сцепки от устройства 125 руления прицепом при движении задним ходом может быть постоянным при намерении водителя направить транспортное средство 100 с прицепом 110 по прямой линии (т.е. при подаче команды движения по траектории с нулевой кривизной) или при повороте ручки управления на максимальную величину.Accordingly, when the yaw rates of the vehicle 100 and the trailer 110 become equal, the actual hitch angle γ (a) is likely to be constant, therefore, the preferred value of the hitch angle provided by the trailer steering device 125 when reversing, for example, the above-described turning device the control of FIG. 2, will also be constant or almost constant. For example, the preferred value of the hitch angle from the trailer steering device 125 when reversing may be constant when the driver intends to steer the vehicle 100 with the trailer 110 in a straight line (i.e., when a motion command is issued along a path with zero curvature) or when the knob is turned control to the maximum value.

Используя получившееся постоянное значение угла сцепки, можно составить следующее уравнение:Using the resulting constant value of the coupling angle, you can make the following equation:

Данное уравнение может быть переписано следующим образом:This equation can be rewritten as follows:

Указанное выше уравнение может быть решено как квадратное уравнение для угла сцепки γ. После этого при разбитии угла сцепки у на измеренный угол сцепки γ(m) и угловое отклонение γ(о) уравнение приобретает следующий вид:The above equation can be solved as a quadratic equation for the coupling angle γ. After that, when the coupling angle y is divided into the measured coupling angle γ (m) and the angular deviation γ (о), the equation takes the following form:

гдеWhere

Соответственно, величина отклонения γ(о) угла сцепки может быть определена как функция зависимости от длины D прицепа 110, длины W колесной базы транспортного средства 100 и расстояния L от задней оси транспортного средства 100 до прицепа 110, как показано на Фиг. 6, при этом для использования данного уравнения необходимо, чтобы выполнялись указанные выше условия. В частности, к таким условиям обычно относится движение транспортного средства 100 и прицепа 110 задним ходом и примерно постоянные значения измеренного угла сцепки γ(m) и угла поворота 6 во время движения задним ходом в течение, по крайней мере, порогового времени или при перемещении на пороговое расстояние.Accordingly, the deviation amount γ (o) of the coupling angle can be determined as a function of the length D of the trailer 110, the length W of the wheelbase of the vehicle 100 and the distance L from the rear axle of the vehicle 100 to the trailer 110, as shown in FIG. 6, and in order to use this equation it is necessary that the above conditions are met. In particular, such conditions usually include the reverse movement of the vehicle 100 and the trailer 110 and approximately constant values of the measured coupling angle γ (m) and the rotation angle 6 during reverse movement for at least a threshold time or when moving on threshold distance.

На Фиг. 7 представлена блок-схема процесса калибровки 700, во время которого выполняется один вариант осуществления процедуры 1308 калибровки угла сцепки, для выполнения способа в соответствии со следующими этапами. На этапе 1320 система принимает значения в целом фиксированных характеристик транспортного средства 100 и прицепа 110, включая длину D прицепа, длину W колесной базы транспортного средства и расстояние L от задней оси транспортного средства до сцепного устройства. Данные фиксированные характеристики отнесены к таковым, поскольку размеры транспортного средства 100 и прицепа 110 могут быть заранее загружены или считаны из таблицы технических характеристик транспортного средства, а в том случае, если данные размеры неизвестны или уже определены системой, они могут быть измерены и записаны на запоминающее устройство 1306 или другое запоминающее устройство транспортного средства до начала работы транспортного средства 100 под управлением системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом. Процедура 1308 калибровки угла сцепки, показанная на Фиг. 7, также включает в себя выполнение этапа 1322, на котором подтверждается, что транспортное средство 100 движется задним ходом, когда датчики сенсорной системы 1200 непрерывно производят измерения параметров транспортного средства 100 и прицепа 110. В частности, система может подтверждать, что транспортное средство 100 движется задним ходом, на основании данных от направленных датчиков скорости, положения рычага переключения передач от контроллера 1318 коробки передач, данных GPS-системы или других индикаторов направления движения транспортного средства 100.In FIG. 7 is a flowchart of a calibration process 700 during which one embodiment of a hook angle calibration procedure 1308 is performed to perform a method in accordance with the following steps. At step 1320, the system assumes the values of the generally fixed characteristics of the vehicle 100 and the trailer 110, including the trailer length D, the vehicle wheelbase length W, and the distance L from the rear axle of the vehicle to the hitch. These fixed characteristics are attributed to those, since the dimensions of the vehicle 100 and the trailer 110 can be preloaded or read from the technical specifications table of the vehicle, and if these dimensions are unknown or already determined by the system, they can be measured and stored device 1306 or other storage device of the vehicle prior to the start of operation of the vehicle 100 under the control of the reverse assistance system 105 with a trailer. Hitch angle calibration procedure 1308 shown in FIG. 7 also includes performing step 1322, which confirms that the vehicle 100 is reversing when the sensors of the sensor system 1200 continuously measure the parameters of the vehicle 100 and the trailer 110. In particular, the system can confirm that the vehicle 100 is moving in reverse, based on data from directional speed sensors, the position of the gearshift lever from the gearbox controller 1318, data from the GPS system or other indicators of the direction of movement of the vehicle dstva 100.

На этапе 1324 система выполняет процедуру 1310 инициирования, которая позволяет подтвердить, что транспортное средство 100 с прицепом 110 находится в состоянии, позволяющем определить отклонение γ(о) между измеренным значением угла сцепки γ(m) и фактическим значением угла сцепки γ(а). Как показано на Фиг. 8, в соответствии с одним вариантом осуществления перед расчетом отклонения процедура 1310 инициирования включает в себя определение скомпенсированного угла 1326 поворота рулевого колеса, вычисление отфильтрованного значения скорости изменения угла 1328 поворота рулевого колеса и последующее определение на этапе 1330 того, меньше ли отфильтрованное значение скорости изменения угла поворота рулевого колеса, чем максимально допустимая скорость изменения угла поворота. Также во время выполнения процедуры 1310 инициирования на этапе 1332 считывается значение измеренного угла γ(m) прицепа, а на этапе 1334 вычисляется отфильтрованное значение скорости изменения угла поворота прицепа в течение определенного периода времени. Перед расчетом величины отклонения на этапе 1336 процедуры инициирования определяется, меньше ли отфильтрованное значение скорости изменения угла прицепа, чем с максимально допустимая скорость изменения угла поворота прицепа. Также в рамках процедуры 1310 инициирования на этапе 1338 выполняется считывание измеренного или полученного иным образом значения скорости движения транспортного средства, а на этапе 1340 выполняется вычисление отфильтрованного значения скорости движения транспортного средства. Перед расчетом величины отклонения на этапе 1342 выполняется обработка отфильтрованного значения скорости движения транспортного средства, на основании которого можно будет определить, меньше ли оно максимально допустимого значения скорости движения транспортного средства. Если на этапе 1344 будет определено, что условия, проверяемые при выполнении процедуры 1310 инициирования, выполняются, система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом переходит к определению значения отклонения γ(о), используемого в процедуре 1308 калибровки угла сцепки.At step 1324, the system performs an initiation procedure 1310, which allows you to confirm that the vehicle 100 with the trailer 110 is in a state that allows you to determine the deviation γ (o) between the measured value of the coupling angle γ (m) and the actual value of the coupling angle γ (a). As shown in FIG. 8, in accordance with one embodiment, before calculating the deviation, the initiation procedure 1310 includes determining a compensated steering angle 1326, calculating a filtered value of the rate of change of the angle of rotation 1328 of the steering wheel, and then determining in step 1330 whether the filtered value of the rate of change of angle is less steering wheel rotation than the maximum permissible rate of change of the angle of rotation. Also, during the initiation procedure 1310, at step 1332, the value of the measured trailer angle γ (m) is read, and at step 1334, the filtered value of the rate of change of the trailer rotation angle over a certain period of time is calculated. Before calculating the magnitude of the deviation, at step 1336 of the initiation procedure, it is determined whether the filtered value of the rate of change of the angle of the trailer is less than the maximum allowable rate of change of the angle of rotation of the trailer. Also, as part of the initiation procedure 1310, at step 1338, the measured or otherwise obtained vehicle speed value is read, and at step 1340, the filtered value of the vehicle speed is calculated. Before calculating the magnitude of the deviation, at step 1342, the filtered value of the vehicle speed is processed, based on which it can be determined whether it is less than the maximum allowable value of the vehicle speed. If it is determined in step 1344 that the conditions checked during the initiation procedure 1310 are satisfied, the reverse assistance system 105 with the trailer proceeds to determine the deviation value γ (o) used in the engagement angle calibration procedure 1308.

Как показано на Фиг. 7, после завершения выполнения процедуры 1310 инициирования процедура калибровки угла сцепки на этапе 1346 определяет, равны ли скорость изменения угла сцепки и скорость изменения угла поворота нулю, другими словами, являются ли угол сцепки и углы поворота практически постоянными. Если скорость изменения угла сцепки и скорость изменения угла поворота не равны нулю, процедура 1308 калибровки угла сцепки переходит к выполнению этапа 1324 процедуры 1310 и продолжает выполнять измерения с помощью сенсорной системы 1200 до тех пор, пока скорость изменения угла сцепки и скорость изменения угла поворота не станет примерно равной нулю. Когда оба значения будут практически равны нулю, на этапе 1348 процедура 1308 калибровки угла сцепки определит фактический угол сцепки на основании значений постоянных характеристик транспортного средства 100 и прицепа 110, указанных в предыдущих уравнениях. Используя значение фактического угла сцепки γ(а), на этапе 1350 процедура 1308 калибровки угла сцепки может определить величину отклонения γ(о) измеренного значения угла сцепки γ(m) от фактического значения угла сцепки γ(а). После определения величины отклонения γ(о) выполнение модуля калибровки завершается, а система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом продолжает работу.As shown in FIG. 7, after completion of the initiation procedure 1310, the hitch angle calibration procedure in step 1346 determines whether the hitch angle change rate and the rotation angle change rate are equal to zero, in other words, whether the hitch angle and the rotation angles are practically constant. If the rate of change of the hitch angle and the rate of change of the angle of rotation are not zero, the procedure 1308 for calibrating the angle of hitch proceeds to step 1324 of procedure 1310 and continues to measure using the sensor system 1200 until the rate of change of the angle of hitch and the rate of change of the angle of rotation will become approximately equal to zero. When both values are practically zero, at step 1348, the hook angle calibration procedure 1308 will determine the actual hook angle based on the constant characteristics of the vehicle 100 and trailer 110 specified in the previous equations. Using the value of the actual coupling angle γ (a), at step 1350, the coupling angle calibration procedure 1308 can determine the deviation γ (o) of the measured value of the coupling angle γ (m) from the actual value of the coupling angle γ (a). After determining the deviation value γ (o), the calibration module is completed, and the reverse assistance system 105 continues to work with the trailer.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления процедуры 1308 калибровки угла сцепки, изображенной на Фиг. 9, способ позволяет выполнить калибровку системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом 110, присоединенным к транспортному средству 100, на основании которой можно будет направить транспортное средство 100 вперед практически по прямой со скоростью, превышающей пороговое значение. Способ также включает в себя измерение скорости рыскания транспортного средства 100 и измерение угла сцепки γ(m) прицепа 110. Кроме того, способ предусматривает определение скорости изменения угла на основании измеренного значения угла сцепки γ(m) и последующее определение величины отклонения γ(о) измеренного значения угла сцепки γ(m) от фактического значения угла сцепки γ(а) при примерно нулевых значениях скорости рыскания и скорости изменения угла.According to a further embodiment of the hitch angle calibration procedure 1308 shown in FIG. 9, the method allows calibration of the reverse assistance system 105 with a trailer 110 attached to the vehicle 100, based on which it will be possible to direct the vehicle 100 forward in a straight line at a speed exceeding the threshold value. The method also includes measuring the yaw rate of the vehicle 100 and measuring the coupling angle γ (m) of the trailer 110. In addition, the method provides for determining the rate of change of the angle based on the measured value of the coupling angle γ (m) and then determining the deviation value γ (o) the measured value of the coupling angle γ (m) from the actual value of the coupling angle γ (a) at approximately zero values of the yaw rate and the rate of change of the angle.

В соответствии с описанным выше вариантом осуществления процедуры 1308 калибровки угла сцепки со ссылкой на Фиг. 7, транспортное средство 100 движется задним ходом, следовательно, он подходит для ситуаций, когда транспортное средство 100 не может переместиться вперед на расстояние, достаточное для завершения калибровки системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом. Однако при наличии необходимого расстояния перед транспортным средством 100 может быть использован альтернативный способ, позволяющий определить величину отклонения γ(о) измеренного значения угла сцепки γ(m) от фактического значения угла сцепки γ(а), которое не зависит от точности измеренных или иным образом определенных геометрических параметров и размеров прицепа. В частности, при настройке прицепа 110 с транспортным средством 100 в соответствии с одним вариантом осуществления пользователю может быть предложено измерить различные размеры прицепа 110, включая длину D прицепа. С другой стороны, размеры транспортного средства 100 могут быть достаточно точно измерены после сборки транспортного средства или иным образом введены в систему 105 помощи при движении задним ходом с прицепом, например, с помощью справочной таблицы, поставляемой производителем транспортного средства.According to the above embodiment of the hook angle calibration procedure 1308 with reference to FIG. 7, the vehicle 100 is reversed, therefore, it is suitable for situations where the vehicle 100 cannot advance forward enough to complete the calibration of the reverse assistance system 105 with the trailer. However, if the necessary distance in front of the vehicle 100 is available, an alternative method can be used to determine the deviation γ (o) of the measured value of the coupling angle γ (m) from the actual value of the coupling angle γ (a), which does not depend on the accuracy of the measured or otherwise certain geometric parameters and trailer dimensions. In particular, when setting up the trailer 110 with the vehicle 100 in accordance with one embodiment, the user may be prompted to measure various sizes of the trailer 110, including the length D of the trailer. On the other hand, the dimensions of the vehicle 100 can be measured quite accurately after assembling the vehicle or otherwise entered into the reverse assistance system 105 with a trailer, for example, using the look-up table supplied by the vehicle manufacturer.

На Фиг. 9 показано, что на этапе 700 система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом снова начинает калибровку системы для прицепа 110, присоединенного к транспортному средству 100. На этапе 1352 система принимает значения характеристик транспортного средства, включая размеры и эксплуатационные характеристики транспортного средства 100, такие как включенная передача коробки передач. Затем на основании показаний датчиков сенсорной системы 1200 и других значений на этапе 1354 система подтверждает, что транспортное средство движется вперед. Следует отметить, что в соответствии с представленным вариантом осуществления к используемым датчикам можно отнести датчик определения скорости рыскания транспортного средства, такой как бортовой датчик 1314 скорости рыскания или отдельный датчик, выполненный с возможностью определения скорости рыскания транспортного средства. Также датчики, используемые в соответствии с представленным вариантом осуществления процедуры калибровки угла сцепки, включают в себя по крайней мере один датчик 1312 угла сцепки, как было сказано выше со ссылкой на сенсорную систему 1200.In FIG. 9, it is shown that, at step 700, the reverse engine assistance system 105 with the trailer starts again to calibrate the system for the trailer 110 connected to the vehicle 100. At step 1352, the system assumes the vehicle characteristics, including the dimensions and performance of the vehicle 100, such as the gearbox engaged. Then, based on the readings of the sensors of the sensor system 1200 and other values in step 1354, the system confirms that the vehicle is moving forward. It should be noted that, in accordance with the present embodiment, the sensors used can include a vehicle yaw rate sensor, such as an onboard yaw rate sensor 1314 or a separate sensor configured to detect a vehicle yaw rate. Also, sensors used in accordance with the present embodiment of the hitch angle calibration procedure include at least one hitch angle sensor 1312, as described above with reference to the sensor system 1200.

На Фиг. 9 показано, что на этапе 1356 управляемые колеса 1302 транспортного средства 100 вращаются вперед, перемещая транспортное средство 100 вперед. Подразумевается, что в соответствии с одним вариантом осуществления пользователю может быть предложено направить транспортное средство вперед путем поворота рулевого колеса в ручном режиме. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления транспортное средство 100 может двигаться вперед в автоматическом режиме, используя систему 115 усиления рулевого управления. В частности, система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом может регулировать положение управляемых колес 1302 транспортного средства 100 с помощью серводвигателя 1300 системы рулевого управления и устройства 140 определения угла поворота управляемых колес.In FIG. 9 shows that in step 1356, the steered wheels 1302 of the vehicle 100 rotate forward, moving the vehicle 100 forward. It is understood that in accordance with one embodiment, the user may be prompted to steer the vehicle forward by turning the steering wheel in manual mode. According to a further embodiment, the vehicle 100 can move forward automatically using the power steering system 115. In particular, the trailer reverse assistance system 105 can adjust the position of the steered wheels 1302 of the vehicle 100 by means of a servomotor 1300 of the steering system and a steering angle determining device 140.

В соответствии с изображенным вариантом осуществления процедуры 1308 калибровки угла сцепки после получения показаний датчика и направления транспортного средства вперед по прямой на этапе 1358 выполняется переход к процедуре 1310 инициирования. В соответствии с настоящим изобретением процедура 1310 инициирования, аналогичная процедуре инициирования с Фиг. 8, позволяет вычислить отфильтрованные значения скорости изменения угла поворота рулевого колеса, скорости изменения угла сцепки и скорости движения транспортного средства. Также отфильтрованные значения могут быть сравнены с пороговыми значения, что позволит проверить соблюдение условий до начала выполнения процедуры калибровки угла сцепки. В частности, отфильтрованное значение скорости изменения угла поворота может быть меньше максимально допустимой скорости изменения угла поворота, скорость изменения угла поворота прицепа может быть меньше максимально допустимой скорости изменения угла поворота прицепа, а отфильтрованное значение скорости движения транспортного средства может быть меньше максимально допустимой скорости движения транспортного средства, например, 10 миль/ч, 15 миль/ч или другого подходящего порогового значения скорости. После выполнения этих или других условий система может перейти на следующий этап процедуры калибровки угла сцепки.According to the illustrated embodiment of the hook angle calibration procedure 1308, after reading the sensor and directing the vehicle forward in a straight line, at 1358, a transition to the initiation procedure 1310 is performed. In accordance with the present invention, an initiation procedure 1310 similar to the initiation procedure of FIG. 8, it is possible to calculate the filtered values of the rate of change of the angle of rotation of the steering wheel, the rate of change of the angle of coupling and the vehicle speed. Also, the filtered values can be compared with threshold values, which will allow you to verify compliance with the conditions before starting the calibration procedure for the coupling angle. In particular, the filtered value of the rate of change of the angle of rotation may be less than the maximum permissible rate of change of the angle of rotation, the rate of change of the angle of rotation of the trailer may be less than the maximum permissible rate of change of the angle of the trailer, and the filtered value of the speed of the vehicle may be less than the maximum permissible speed of the vehicle means, for example, 10 mph, 15 mph or another suitable speed threshold. After these or other conditions are fulfilled, the system may proceed to the next step in the coupling angle calibration procedure.

На Фиг. 9 также показано, что на этапе 1360 процедура 1308 калибровки угла сцепки определяет, равны ли скорость изменения угла сцепки и скорость рыскания нулю. В частности, значение практически равно нулю в том случае, когда значение становится почти равным нулю и/или когда значение остается равным или почти равным нулю в течение заранее заданного времени. Подразумевается, что приращение времени может быть пропорционально отфильтрованному значению скорости транспортного средства, так что при увеличении скорости транспортного средства происходит уменьшение приращения времени, в течение которого измеренное значение угла сцепки γ(m) и угол поворота должны оставаться практически постоянными, чтобы определить отклонение γ(о). Также подразумевается, что отклонение может быть определено, когда измеренное значение угла сцепки и значение угла поворота являются практически постоянными во время движения транспортного средства с прицепом задним ходом на пороговое расстояние, при этом расстояние больше половины длины окружности управляемого колеса транспортного средства или другого подходящего значения расстояния. Когда система обнаруживает, что оба значения практически равны нулю, на этапе 1362 система может определить фактический угол сцепки γ(а) на основании характеристик транспортного средства. В соответствии с одним вариантом осуществления при выполнении упомянутых выше условий фактический угол сцепки γ(а) становится равным нулю. Однако при соблюдении данных условий некоторые характеристики транспортного средства, такие как место смещения сцепки, могут привести к тому, что фактический угол сцепки γ(а) будет отклоняться от нуля. Для управления работой системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом на этапе 1364 система определяет величину отклонения γ(о) фактического значения угла сцепки γ(а) от измеренного значения угла сцепки γ(m). На этапе 704 система 105 помощи при движении задним ходом с прицепом может уведомлять водителя о завершении калибровки и сохранять значение отклонения угла сцепки на запоминающем устройстве, соответствующем присоединенному прицепу 110.In FIG. 9 also shows that in step 1360, the hook angle calibration procedure 1308 determines whether the rate of change of the hook angle and the yaw rate are equal to zero. In particular, the value is practically zero when the value becomes almost zero and / or when the value remains equal to or almost zero for a predetermined time. It is understood that the time increment can be proportional to the filtered value of the vehicle speed, so that as the vehicle speed increases, the time increment decreases during which the measured value of the coupling angle γ (m) and the rotation angle must remain practically constant in order to determine the deviation γ ( about). It is also understood that the deviation can be determined when the measured value of the hitch angle and the value of the angle of rotation are practically constant while the vehicle with the trailer is backing up a threshold distance, while the distance is more than half the circumference of the steering wheel of the vehicle or other suitable distance value . When the system detects that both values are practically zero, at step 1362, the system can determine the actual engagement angle γ (a) based on the vehicle characteristics. In accordance with one embodiment, when the above conditions are met, the actual coupling angle γ (a) becomes zero. However, subject to these conditions, some characteristics of the vehicle, such as where the hitch is displaced, may cause the actual hitch angle γ (a) to deviate from zero. To control the operation of the reverse assistance system 105 with the trailer in step 1364, the system determines the deviation γ (o) of the actual value of the coupling angle γ (a) from the measured value of the coupling angle γ (m). At step 704, the reverse assistance system 105 with the trailer can notify the driver of the completion of the calibration and store the value of the deviation of the hitch angle on a storage device corresponding to the attached trailer 110.

На Фиг. 10 показан дополнительный вариант осуществления процедуры 1308 калибровки угла сцепки, с помощью которой можно определить направление движения транспортного средства или возможное направление движения до выбора способа определения отклонения γ(о) для измеренного значения угла сцепки γ(m). Направление движения транспортного средства может быть определено на основании включенной передачи коробки передач, например включения передачи переднего или заднего хода для автоматических коробок передач. Возможное направление движения транспортного средства, однако, может зависеть от доступного пространства перед и за транспортным средством с прицепом. На этапе 1366, если транспортное средство 100 движется вперед или назад, система может определить имеется ли достаточно пространства для продолжения перемещения транспортного средства 100 в данном направлении и завершения калибровки системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом. При отсутствии достаточного пространства процедура 1308 калибровки угла сцепки, соответствующая представленному варианту осуществления, может предлагать водителю направить транспортное средство 100 в противоположном или другом направлении, при движении в котором можно будет завершить калибровку. Если транспортное средство 100 неподвижно, система может определить предпочтительное направление движения транспортного средства 100 и прицепа 110 (на основании возможности перемещения транспортного средства 100 на необходимое расстояние), при движении в котором можно будет завершить калибровку системы 105 помощи при движении задним ходом с прицепом. На этапе 1368 система может предложить водителю, например, через человекомашинный интерфейс, проехать вперед или назад в зависимости от результатов выполнения этапа 1366. В соответствии с данным вариантом осуществления, на основании выбранного направления движения транспортного средства процедура 1308 калибровки угла сцепки может использовать один из двух альтернативных способов определения фактического угла сцепки γ(а) для завершения калибровки. В частности, если транспортное средство 100 движется вперед на этапе 1370, то на этапе 1372 система будет обеспечивать рулевое управление так, что транспортное средство движется вперед, одновременно измеряя скорость рыскания транспортного средства на этапе 1374, и скорость изменения угла сцепки на этапе 1376. Измеренное значение угла сцепки γ(m) будет использоваться системой для определении скорости изменения угла сцепки на этапе 1378, после чего будет выполнен этап 1380, на котором будет определено, равны ли нулю скорость изменения угла сцепки и скорость рыскания транспортного средства, как было описано выше со ссылкой на вариант осуществления с Фиг. 9. Когда скорость изменения угла сцепки и скорость рыскания транспортного средства станут практически равны нулю, на этапе 1380 процедуры 1308 калибровки угла сцепки может быть определено, что значение фактического угла сцепки γ(а) практически равно нулю, которое используется вместе с измеренным значением угла сцепки γ(m) при определении величины отклонения γ(о) на этапе 1382.In FIG. 10 shows an additional embodiment of the hitch angle calibration procedure 1308, with which you can determine the direction of travel of the vehicle or the possible direction of travel before choosing a method for determining the deviation γ (o) for the measured value of the angle of adhesion γ (m). The direction of travel of the vehicle can be determined based on the gearbox engaged, for example, the forward or reverse gear for automatic transmissions. The possible direction of movement of the vehicle, however, may depend on the available space in front of and behind the vehicle with a trailer. At step 1366, if the vehicle 100 is moving forward or backward, the system can determine if there is enough space to continue moving the vehicle 100 in this direction and complete the calibration of the reverse assistance system 105 with the trailer. If there is not enough space, the hitch angle calibration procedure 1308 corresponding to the presented embodiment may prompt the driver to steer the vehicle 100 in the opposite or other direction, in which movement the calibration can be completed. If the vehicle 100 is stationary, the system can determine the preferred direction of travel of the vehicle 100 and the trailer 110 (based on the ability to move the vehicle 100 to the required distance), when moving in which it will be possible to complete the calibration of the reverse assistance system 105 with the trailer. At step 1368, the system may prompt the driver, for example, through a human-machine interface, to drive forward or backward depending on the results of step 1366. According to this embodiment, based on the selected direction of the vehicle, the coupling angle calibration procedure 1308 may use one of two alternative methods for determining the actual coupling angle γ (a) to complete the calibration. In particular, if the vehicle 100 moves forward in step 1370, then in step 1372 the system will provide steering so that the vehicle moves forward while simultaneously measuring the yaw rate of the vehicle in step 1374 and the rate of change of the hitch angle in step 1376. Measured the value of the coupling angle γ (m) will be used by the system to determine the rate of change of the angle of coupling in step 1378, after which step 1380 will be performed, in which it will be determined whether the rate of change of the angle of coupling is zero and soon be yawing of the vehicle, as described above with reference to the embodiment with FIG. 9. When the rate of change of the hitch angle and the yaw rate of the vehicle become practically zero, at step 1380 of the hitch angle calibration procedure 1308, it can be determined that the value of the actual hitch angle γ (a) is practically zero, which is used together with the measured value of the hitch angle γ (m) when determining the magnitude of the deviation γ (o) at step 1382.

В качестве альтернативы, если на этапе 1384 транспортное средство 100 движется задним ходом или ему предложено двигаться задним ходом, как только такое движение начинается, система переходит к определению угла 5 поворота транспортного средства 100 на этапе 1386 и определению угла сцепки γ(m) на этапе 1388, на основании которых на этапе 1390 может быть определено значение скорости изменения угла сцепки и значение скорости изменения угла поворота. На этапе 1392 система определяет, равны ли нулю скорость изменения угла сцепки и скорость изменения угла поворота. Когда оба значения практически равны нулю, процедура 1308 калибровки угла сцепки может включать в себя определение величины отклонения γ(о) для измеренного значения угла сцепки γ(m) на основании длины D прицепа 110, длины W колесной базы транспортного средства 100 и расстояния L от задней оси транспортного средства 100 до прицепа 110 в соответствии с описанием процедуры 1308 калибровки угла сцепки со ссылкой на Фиг. 7 и 8. В соответствии с вариантом осуществления с Фиг. 10 после определения величины отклонения γ(о) угла сцепки на этапе 1382 процедура калибровки переходит на этап 704 и может выдать водителю уведомление, например, на человекомашинный интерфейс или другое устройство оповещения.Alternatively, if, at 1384, the vehicle 100 is reversed, or prompted to reverse, as soon as such movement begins, the system proceeds to determine the angle of rotation 5 of the vehicle 100 in step 1386 and determine the coupling angle γ (m) in step 1388, based on which at step 1390 the value of the rate of change of the angle of coupling and the value of the rate of change of the angle of rotation can be determined. At step 1392, the system determines whether the rate of change of the hitch angle and the rate of change of the angle of rotation are equal to zero. When both values are practically zero, the coupling angle calibration procedure 1308 may include determining a deviation value γ (o) for the measured value of the coupling angle γ (m) based on the length D of the trailer 110, the length W of the wheelbase of the vehicle 100, and the distance L from the rear axle of the vehicle 100 to the trailer 110 in accordance with the description of the hook angle calibration procedure 1308 with reference to FIG. 7 and 8. In accordance with the embodiment of FIG. 10, after determining the deviation value γ (o) of the coupling angle in step 1382, the calibration procedure proceeds to step 704 and may give the driver a notification, for example, to a human-machine interface or other warning device.

Следует понимать, что в описанную выше конструкцию могут быть внесены различные вариации и модификации без отступления от сущности настоящего изобретения и что подобные концепции определены следующей формулой изобретения, если явно не указано иное.It should be understood that various variations and modifications can be made to the design described above without departing from the essence of the present invention and that similar concepts are defined by the following claims, unless expressly indicated otherwise.

Claims

1. A method for evaluating the actual coupling angle between a vehicle and a trailer, in which:
measure the hitch angle using the hitch angle sensor mounted on the vehicle;
measure the angle of rotation of the steered wheels of the vehicle; direct the vehicle in reverse;
determine when, when the vehicle is in reverse, the measured coupling angle and angle of rotation become almost constant; and
with the help of the controller, the deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle is determined, when the measured coupling angle and the rotation angle are determined to be practically constant when the vehicle is in reverse.

2. The method according to claim 1, in which the deviation is defined as a function of the length of the trailer, the length of the wheelbase of the vehicle and the distance from the rear axle of the vehicle to the trailer.

3. The method according to p. 1, in which, additionally, with the help of a servomotor, the vehicle is driven in reverse by a vehicle with a trailer so that the actual coupling angle is changed to the desired coupling angle.

4. The method according to claim 3, in which additionally select the desired coupling angle between the vehicle and the trailer using the rotary input device and perform taxiing by the vehicle when reversing based on the measured coupling angle, deviation value and the desired coupling angle.

5. The method according to p. 1, in which additionally select the desired coupling angle having zero curvature of the trajectory, and perform taxiing by the vehicle when reversing on the basis of the deviation in such a way as to align the vehicle and trailer along a straight line.

6. The method of claim 1, wherein a hitch sensor is used that includes a video camera that monitors the mark on the trailer to continuously measure the hitch angle.

7. The method according to claim 1, in which the deviation is determined when the vehicle maintains a speed greater than a threshold value for a short period of time.

8. A method for evaluating the actual coupling angle between a vehicle and a trailer, in which:
continuously measure the angle of coupling;
continuously measure the angle of rotation of the vehicle;
determine when the measured coupling angle and angle of rotation are almost constant when moving the vehicle with the trailer in reverse by a threshold distance; and
with the help of the controller, the deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle is determined, when the measured coupling angle and the rotation angle are determined to be practically constant when moving the vehicle with the trailer in reverse by a threshold distance.

9. The method according to p. 8, in which the vehicle moves in reverse to a threshold distance and maintains a speed greater than the threshold value for a short period of time.

10. The method according to p. 9, in which a small period of time is proportional to the speed of movement in such a way that increasing the speed of the vehicle leads to a decrease in the time during which the measured value of the coupling angle and the angle of rotation should remain almost constant to determine the deviation.

11. The method according to p. 8, in which the deviation is determined using the controller based on the length of the trailer, the length of the wheelbase of the vehicle and the distance from the rear axle of the vehicle to the trailer.

12. The method according to p. 8, in which the threshold distance is more than half the circumference of the steered wheel of the vehicle.

13. The method according to p. 8, in which additionally perform taxiing by the vehicle when reversing on the basis of a deviation so that the actual angle of coupling changes to the desired angle of coupling.

14. The method according to p. 13, in which the control device is further rotated so as to select the desired coupling angle between the vehicle and the trailer.

15. The method according to p. 8, in which additionally select the desired coupling angle with almost zero curvature of the trajectory and perform taxiing by the vehicle when reversing on the basis of deviation so as to align the vehicle and trailer along a straight line.

16. The method of claim 8, wherein the hitch angle is continuously measured using a hitch sensor including a video camera that controls the movement of the mark on the trailer.

17. A system for evaluating the actual coupling angle between a vehicle and a trailer, which includes:
a hitch sensor mounted on a vehicle that provides continuous measurement of the hitch angle;
steering sensor, which provides continuous measurement of the angle of rotation of the vehicle; and
a controller configured to determine a deviation of the measured value of the coupling angle from the actual value of the coupling angle when, when the vehicle is in reverse, the measured coupling angle and rotation angle are determined to be substantially constant.

18. The system of claim 17, wherein the deviation is determined based on the length of the trailer, the length of the vehicle’s wheelbase and the distance from the rear axle of the vehicle to the trailer.

19. The system of claim 18, wherein the deviation is determined when the yaw rates of the vehicle and trailer are kept substantially constant.

20. The system according to claim 18, in which the deviation is determined when, when moving the vehicle with the trailer in reverse, at a threshold distance, the measured coupling angle and steering angle are kept practically constant.