智能拖車的製作方法
2023-09-17 11:50:10 1
智能拖車的製作方法
【專利摘要】一種拖車配備各種參數傳感器。從傳感器獲得的拖車操作特性被傳送到附接的牽引車輛。該牽引車輛被配置成響應拖車操作情況或特性和/或向牽引車輛操作員警告拖車情況。牽引車輛操作也可以響應於附接的拖車而改變。
【專利說明】智能拖車
【背景技術】
[0001]拖車是被設計為由諸如汽車或卡車的引擎驅動的車輛在道路或其他表面上方拖或者拉的非機動化(non-motorized)或無動力車輛。拖車被用於運輸幾乎無數的不同的物品。出於該原因，存在很多不同類型和大小的拖車，這些拖車可以被附接到可以包括汽車和所有大小和種類的卡車的牽引車輛。
[0002]拖拽(trailering)，即，藉助於拖車運輸某物，需要在機械上能夠安全地拉拖車的車輛。其也需要技能。可能更重要的是，用拖車安全地拖某物需要拖車的知識，其內容和其能力以及其操作特性的知識。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0003]圖1是智能拖拽系統的框圖；
圖2是包括智能拖車的部件的框圖；
圖3是包括作為智能拖拽系統的一部分的牽引車輛的部件的框圖；
圖4是供智能拖車使用的過程；以及 圖5是用於牽引車輛的智能拖拽方法的框圖。
【具體實施方式】
[0004]圖1是智能拖拽系統100的框圖。系統100由智能拖車200和被配置成與智能拖車200 —起使用的牽引車輛300組成。
[0005]智能拖車200由支撐負載204的車架202組成。在圖1中負載204被描繪成船，但是具有其他車架的其他拖車能夠承載其他類型的負載。車架202通過常規的拖車連結裝置(trailer hitch)206在機械上耦合至牽引車輛300，該拖車連結裝置接收通過常規的拖車連結裝置接收機(trailer hitch receiver)附接至牽引車輛300的球。
[0006]拖車車架202被附接至車輪208並且在車輪208上滾動。車輪208在輪軸軸承(wheel bearing)上旋轉,在圖中不可見。
[0007]如本文中使用的，術語傳感器是指將物理刺激、諸如熱、光、聲音、壓力、磁性、傾角或特別的運動(particular motion)轉換成電學上可測量的信號的設備。這樣的信號可以是模擬的或者數字的。智能拖車200配備被附接至拖車200、其車架202或車輪208的各種傳感器，並且各種傳感器提供表示被感測的物理刺激的電學上可測量的信號。
[0008]在一個實施例中，拖車200配備有用於輪胎、車輪、輪軸軸承(未示出)和車輪制動器(wheel brake)的溫度和操作傳感器210。這樣的傳感器產生一個或多個表示輪軸軸承溫度、制動溫度、制動傳動(brake actuation)、制動磨損(brake wear)和輪胎壓力的信號。
[0009]拖車200也可以配備有被配置為檢測拖車車架202從前到後或橫向(side-to-side)是否是水平的加速度計212。在拖車200的前部、後部和兩側(在圖1中示出了一側)上的測力傳感器(load cell)214檢測拖車200上的負載204從前到後以及橫向是否適當地位於拖車200上。光傳感器216 (light sensor)檢測拖車的指示燈是否是運轉的。安裝在拖車200的尾部220處的鄰近車輛傳感器(adjacent vehicle sensor) 218感測從拖車的尾部220到在其之後的另一車輛以及在拖車200旁邊的車輛的距離。不管使用的傳感器的數量和/或類型，它們對物理刺激進行響應並且產生表示智能拖車200的操作參數的信號。
[0010]牽引車輛300配備有常規的拖車連結裝置222以及向拖車200和位於拖車的電子部件提供電力的常規的線束224，其包括前述的傳感器以及圖2中示出的電子設備。
[0011]圖2是智能拖車200的框圖。前文描述的各種傳感器210、212、214、216和218經由沿著車架202運行的總線230操作地耦合至可編程計算機228。傳感器被配置成檢測各種拖車操作參數。這樣的「操作參數」包括但不限於拖車可能配備有的制動的情況，包括制動磨損和溫度。可以體現為測力傳感器的其他傳感器檢測和測量拖車200上的負載的總重量以及拖車200上的總負載或重量的分布。還可以向拖車提供諸如經由聲學的或超聲的或射頻波、在光學上或通過熱檢測靠近拖車或在拖車之後的物體的其他傳感器。
[0012]如本文中使用的，術語「總線」是指計算機系統中的一組並行導線，且其形成信號傳輸路徑。將傳感器210、212、214、216和218耦合到計算機228的總線230是在拖車的車架202周圍延伸的多導線(mult1-conductor)電纜並且因此處於計算機228的外部。
[0013]計算機228經由外部總線230操作地耦合到雙向通信設備204。通信設備240產生運送至牽引車輛300的信號，表示通過傳感器產生的信息承載信號的模擬或數字數據。通信設備240也接收信號，這些信號包括運送與拖車200的操作有關的信息的信號。使用常規的方法處理由通信設備接收的消息以恢復其中的信息。被恢復的信息可以其後被提供至計算機228並且根據在存儲器設備236中的程序指令被適當地處理或存儲。
[0014]在一個實施例中，通信設備240是諸如藍牙收發機的短距離(short range)無線電通信設備。通過通信設備240產生的射頻信號從附接至拖車200但未在圖1中示出的天線234發射。
[0015]如上文所描述以及如圖2中所示出，計算機228通過計算機外部的總線230耦合至傳感器和通信設備240。計算機228也通過相同的總線230耦合至各種傳感器。本領域普通技術人員也將認識到，由於傳感器和通信設備240兩者都被耦合至總線230，所以傳感器和通信設備240也被彼此耦合。因此，計算機228能夠通過執行存儲在存儲設器備236中的程序指令來部分地完成對通信設備240和各種傳感器的控制，存儲器設備236存儲使得計算機228從傳感器收集信息承載信號並且將信息承載信號包裝(bundle)或組裝(assembly)成從通信設備240傳輸的格式的程序指令。然而，在替代實施例中，通信設備240能夠通過從計算機228發布的指導或者通過由通信設備240自身實行的控制來直接地從傳感器獲得傳感器產生的信息。
[0016]存儲可執行指令的存儲器236是經由常規的地址/數據/控制總線238耦合至計算機228的非瞬時存儲器設備。這樣的設備的示例包括但不限於靜態和動態隨機訪問存儲器(RAM)。該相同的存儲器設備也存儲關於智能拖車200的信息，諸如其操作規範和標識信息。操作規範包括其外部尺寸、額定負載或載重能力、其重心、推薦的胎壓以及保養歷史和保養要求。存儲器236也可以存儲與將與車輛一起使用的牽引車輛的要求有關的數據。
[0017]在一個實施例中，指令存儲存儲器236和計算機228共同駐留在相同的矽管芯上。存儲器中的計算機可執行的程序指令被選擇使得在圖2中描繪的智能拖車系統成為可操作的並且執行圖4中描繪的方法，只要向拖車200應用電力。電力是通過常規的底盤線束連接器240提供給智能拖車200的，該常規底盤線束連接器240將拖車電連接至牽引車輛300。
[0018]圖3用於與圖1和圖2中描繪的智能拖車一起使用的牽引車輛300的實現的框圖。位於牽引車輛的計算機302執行存儲在存儲器設備304中的指令，計算機302通過常規的地址/數據/控制總線308耦合至存儲器設備304。除存儲可執行的指令之外，存儲器設備也存儲牽引車輛操作特性，諸如在有和沒有附接的拖車的情況下的其制動距離(stoppingdistance)、其牽引能力以及從附接的拖車200接收的信息，諸如在有和/或沒有負載204的情況下拖車的重量。
[0019]計算機302經由第二分離和計算機外部的總線312與第一通信設備310通信並對其進行控制。計算機302也經由相同的外部總線308與第二通信設備314以及駕駛員的顯示設備312通信並且對它們進行控制，第二通信設備314優選地體現為有線區域區域網(wire area local area network)或WLAN收發機。計算機302執行的指令被存儲在存儲器設備304中。
[0020]顯示設備316經由外部總線312耦合至計算機302。顯示設備物理上位於儀錶盤(dash board)上或牽引車輛300的內部320的前部318，並且被配置成至少對牽引車輛操作員是可視的。信息性消息(informational message)由計算機302產生並且顯示在顯示設備316上以警告牽引車輛操作者關於智能拖車200的情況。也產生和顯示警告和警報。在另一個實施例中，顯示設備316體現為產生對應於可視消息的可聽消息的音頻系統。
[0021]計算機302也連接至牽引車輛的主控計算機，其一般稱為引擎控制單元或E⑶318。E⑶318獨立地或與從屬於E⑶318並且為了簡潔和清晰而從圖3省略掉的其他計算機組合地控制除其他事物之外的牽弓I車輛引擎以及變速器(transmission)的操作。
[0022]圖4描繪了操作智能拖車200的方法400，包括智能拖車數據從智能拖車200到牽引車輛300的傳送。當牽引車輛向拖車200提供電力時，即當拖車線束連接器240電連接至配套的(mating)牽引車輛底盤線束連接器340時,方法在步驟402處開始。
[0023]在向智能拖車200提供電力之後，在步驟402處，計算機228確定智能拖車200是否在機械上連接至牽引車輛300，即，拖車200是否被連接至牽引車輛連結裝置。確定智能拖車200被附接是重要的，以便使智能拖車200知道它是否應該向它可能在其信號範圍內、但不應該從拖車200接收信息的兼容車輛傳輸傳感器信息。可以以多種方式確定智能拖車200是否在機械上附接至牽引車輛300的確定。做這樣的確定的一個簡單的方式將是機械地將開關連結到拖車連結裝置球形閘門(ball lock)。更精巧的方法將是在拖車連結裝置內使用測力傳感器以檢測牽引車輛球上的拖車的舌片(tongue)的重量施加於其的力。又一種檢測智能拖車200是否被附接的方式是將藍牙可攜式通信設備或者「蜂窩式電話」和體現為藍牙無線電的位於拖車的通信設備240「配對」。一旦被識別的位於拖車的通信設備240被識別且與駕駛員的蜂窩式電話配對，就可以從拖車200獲得數據，並且做出其附接至牽引車輛的確定。
[0024]如果沒有附接牽引車輛，那麼智能拖車方法400停留在步驟402處的循環內，直至拖車200在機械上附接至牽引車輛300。
[0025]在步驟404處，用於拖車200的計算機228嘗試將拖車的通信設備240、即藍牙無線電與牽引車輛300上的兼容的無線電306 「配對」。藍牙無線電配對是眾所周知的，但是由於為了從拖車向牽引車輛傳遞拖車傳感器數據，車輛200和300之間的通信是必需的，所以圖4中描繪的方法繼續嘗試配對無線電。如果智能拖車通信設備240沒有和牽引車輛通信設備306配對，則智能拖車200通過從步驟402經過步驟406和402的循環繼續嘗試配對兩個無線電。一旦無線電被配對，方法就向步驟408前進，在那裡智能拖車計算機228開始讀取拖車傳感器。
[0026]圖4中描繪的方法的重要特徵是，其慮及拖車200上將在步驟410處輸入到智能拖車計算機228的傳感器的數量和種類。這樣的特徵使計算機228能夠忽略或激活可能不是可用或有用的傳感器，這發生在當拖車200可能空載或欠載(under-loaded)操作時。因此，方法在步驟412、414和408繼續讀取傳感器，直至被計算機228選擇的所有的智能拖車傳感器已經被計算機228讀取。當所有的智能拖車傳感器已經被讀取，計算機228格式化從智能拖車通信設備240傳輸的消息。
[0027]在一個實施例中，存儲器236中的指令使得計算機228產生用於傳輸的消息，該消息包含關於拖車需要的牽引車輛的信息。在被適當地配置的牽引車輛300中，牽引車輛可以使用這樣的消息以抑制其操作，如果牽引車輛太小以至於不能安全地拉拖車和其負載204，則這將發生。
[0028]在步驟418處，方法重複直至從智能拖車200移除電力。
[0029]圖5描繪了用於由兼容的牽引車輛300用拖拽智能拖車的方法500的步驟。當電力通過連接器240和340彼此的附接被提供給拖車時，牽引車輛方法在步驟502處確定拖車是否在機械上附接至牽弓I車輛。
[0030]在通信設備在步驟506處被配對之後，在步驟508處，牽引車輛中的第一通信設備從智能拖車通信設備上傳可用的數據消息。為了確定消息是否可以在步驟512處被識別或解析，從拖車200接收的消息在步驟510處被分類。
[0031]對於牽引車輛可操作的拖車的數量和品種使得牽引車輛能夠更新信息和能力是重要的，該信息和能力對於與智能拖車通信並且與智能拖車操作的牽引車輛可能是必需的。在步驟512和514處，針對牽引車輛300進行準備(provision)以使用第二通信設備310來更新其車輛數據。第二通信設備310優選的是WLAN-兼容的數據通信設備，即與通常稱為1.E.E.E 8012.11 (a)/(b)/(g)/(η)標準的通信標準以及其衍生物兼容。
[0032]在步驟516處，方法決定從智能拖車200接收的數據是否保證或需要向牽引車輛300的操作員給予通知。當接收到安全相關的數據消息時，向牽引車輛操作員提供可視的或可聽的警報。這樣的消息的示例包括低胎壓、提高的制動或輪軸軸承溫度、鎖定的制動和/或磨損的制動襯片。這樣的消息在這裡被看作是與拖車有關的消息，並且也可以包括警告關於激活的防抱死(ant1-lock)制動系統或解激活防抱死制動系統以及車輛穩定性控制系統的聯結(engagement)的消息。
[0033]在步驟518處，響應於從智能拖車200接收的信息做出是否改變或調整牽引車輛操作的決定。改變的車輛操作的示例包括但不限於響應於智能拖車重量來降速變換(down-shift)變速器。響應於拖車搖擺或橫向加速禁用車輛穩定性控制是改變車輛操作的另一個示例。在步驟520處更新車輛操作參數。在步驟522處，程序控制返回到步驟502。
[0034]智能拖車、牽引車輛以及相關的方法使牽引車輛操作員能更安全地操作具有附接的拖車的牽引車輛。前述的描述是出於說明的目的。本公開的真實範圍記載在所附權利要求書中。
【權利要求】
1.一種被配置成被牽引的車輛，所述車輛包括: a.處理器； b.耦合至處理器的非瞬時存儲器設備； c.操作地耦合至處理器的傳感器，所述傳感器產生表示車輛的操作參數的信號；以及 d.操作地耦合至處理器和傳感器中的至少一個的通信設備，第一通信設備、處理器和傳感器被配置成向第二車輛發送表示傳感器產生的信號的數據。
2.如權利要求1所述的車輛，其中通信設備是無線通信設備，其被配置成無線地向第二牽引車輛發送傳感器產生的信號。
3.如權利要求2所述的車輛，其中通信設備是被配置成無線地向第二牽引車輛發送傳感器產生的信號的射頻收發機。
4.如權利要求1所述的車輛，其中存儲器設備包括關於以下至少一個的信息: a.車輛；以及 b.牽引車輛。
5.如權利要求1所述的車輛，其中通信設備被配置成能夠接收關於以下至少一個的信息: a.車輛；以及 b.牽引車輛；以及 c.能夠向處理器提供接收的信息，處理器被配置成將來自收發機的信息存儲到存儲器設備中。
6.如權利要求1所述的車輛，其中傳感器包括拖車操作情況傳感器，其操作地耦合至處理器。
7.—種被配置成牽引拖車的車輛，所述車輛包括: a.處理器； b.耦合至處理器的非瞬時存儲器設備； c.第一通信設備，其操作地耦合至處理器並且被配置成從物理上附接至車輛的拖車接收攜帶關於拖車的操作參數信息的信號，操作參數信息由耦合至拖車的傳感器產生。
8.如權利要求7所述的車輛，其中第一通信設備是無線通信設備。
9.如權利要求7所述的車輛，其中存儲器設備包括關於以下至少一個的信息: a.車輛；以及 b.附接的拖車。
10.如權利要求7所述的車輛，其中通信設備附加地被配置成能夠接收關於以下至少一個的信息: a.車輛；以及 b.拖車；以及 c.能夠向處理器提供接收的信息，處理器被配置成將來自通信設備的信息存儲到存儲器設備中。
11.如權利要求7所述的車輛，其中拖車上的傳感器包括操作情況傳感器。
12.如權利要求7所述的車輛，其中存儲器設備包括可執行指令，其在被處理器執行時使得處理器接收操作參數。
13.如權利要求7所述的車輛，其中存儲器設備包括可執行指令，其在被處理器執行時使得處理器向車輛操作員提供關於接收的操作參數的消息。
14.如權利要求7所述的車輛，其中存儲器設備包括可執行指令，其在被處理器執行時使得處理器響應於接收的操作參數來改變車輛的操作。
15.如權利要求7所述的車輛，還包括操作地耦合至處理器的第二有線區域網絡(WAN)通信設備，WAN通信設備被配置成從數據網絡接收與以下至少一個有關的數據: a.拖車；以及 b.車輛。
16.—種方法,包括: a.在第一車輛處無線地接收攜帶關於將由第一車輛牽引的第二車輛的操作參數信息的信號，操作參數信息由耦合至第二車輛的傳感器產生。
17.如權利要求16所述的方法，還包括步驟: a.產生至第一車輛的操作員的消息，所述消息關於接收的操作參數信息。
18.如權利要求16所述的方法，還包括步驟: a.響應於接收的操作參數來改變第一車輛的操作。
19.如權利要求16所述的方法，還包括步驟: a.從廣域通信網絡接收與第一和第二車輛中的至少一個有關的數據。
20.如權利要求17所述的方法，其中產生與拖車有關的消息的步驟包括在第一車輛內的顯示設備上顯示消息的步驟。
【文檔編號】B60T7/20GK103702844SQ201280038544
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年7月18日 優先權日:2011年8月9日
【發明者】T.布雷, D.彼得森 申請人:大陸汽車系統公司