SK1022017U1 - Device for control of reverse operation of cars with Trailer / Semi Trailer - Google Patents

Abstract

Zariadenie na riadenie cúvania jazdnej súpravy s prívesom/návesom obsahuje ťažné vozidlo (T), na ktorom je umiestnený mikroprocesorový asistenčný systém (AS), riadiaca konzola (RK), ktorá je elektricky priamo prepojená s mikroprocesorovým asistenčným systémom (AS), alebo obsahuje externú riadiacu konzolu (ERK), ktorá je s mikroprocesorovým asistenčným systémom (AS) prepojená bezdrôtovou technológiou. K ťažnému vozidlu (T) je pomocou spojovacieho zariadenia (SZ) pripojený príves/náves (PN), na ktorom je umiestnený gyroskopický senzor (G), ktorý je elektricky priamo prepojený s mikroprocesorovým asistenčným systémom (AS). Mikroprocesorový asistenčný systém (AS) počas cúvania vykonáva korekcie na riadení smeru jazdy ťažného vozidla (T) na základe požadovaného smeru cúvania prívesu/návesu (PN), ktorý sa zadáva riadiacou konzolou (RK) alebo externou riadiacou konzolou (ERK) a podľa údaja z gyroskopického senzora (G), ktorý udáva aktuálny smer cúvania prívesu/návesu (PN).The trailer / trailer reversing control device includes a towing vehicle (T) on which a microprocessor assistance system (AS) is located, a control console (RK) that is electrically connected directly to the microprocessor assistance system (AS), or includes an external a control console (ERK) that is connected to a microprocessor assistance system (AS) by wireless technology. A trailer / trailer (PN) is attached to the towing vehicle (T) by means of a coupling device (SZ) and a gyro sensor (G) is located, which is electrically connected directly to the microprocessor assistance system (AS). The Microprocessor Assist System (AS) during reversing carries out the steering direction control of the towing vehicle (T) based on the required reversing direction of the trailer / semi-trailer (PN) that is entered by the steering console (RK) or external control console (ERK) and data from gyroscopic sensor (G), which indicates the current direction of reversing the trailer / semi-trailer (PN).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka zariadenia na riadenie cúvania jazdnej súpravy s prívesom/návesom použitím gyroskopického senzora.The invention relates to a device for controlling the reversing of a combination of vehicles with a trailer / semi-trailer using a gyro sensor.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Väčšina vodičov používa príves/náves len zriedka, preto jazda s jazdnou súpravou pozostávajúcou z ťažného vozidla a ťahaného prívesu/návesu (ťahaného vozíka) nie je pre nich každodennou rutinou. Použitie prívesu/návesu za autom, hlavne pri cúvaní, môže byť preto pre niektorých vodičov náročné, kvôli nedostatku skúseností. Zariadenie na riadenie cúvania môže byť preto v tejto oblasti veľmi užitočné a pritom nie náročné na použitie a na implementovanie do vozidla.Most drivers rarely use a trailer / semi-trailer, so driving with a combination consisting of a towing vehicle and a towed trailer / semi-trailer (tow truck) is not a daily routine for them. Using a trailer / semi-trailer behind the car, especially when reversing, may be difficult for some drivers due to lack of experience. The reverse control device can therefore be very useful in this field, but not difficult to use and implement in the vehicle.

Príves/náves sa pripája na ťažné zariadenie, ktoré je súčasťou ťažného vozidla a slúži na spojenie ťažného vozidla s prívesom/návesom.The trailer / semi-trailer is attached to the towing device which is part of the towing vehicle and serves to connect the towing vehicle to the trailer / semi-trailer.

Pohyb súpravy ťažného vozidla s prívesom/návesom sa dá rozdeliť na dva prípady. Keď ťažné vozidlo ťahá príves/náves dopredu, tento stav je z pohľadu vodiča bez väčšieho zvýšeného nároku na skúsenosti a nie je predmetom predkladaného úžitkového vzoru. Pri cúvaní (jazde dozadu) môžu nastať ťažkosti, nakoľko sa príves/náves správa podobne ako obrátené kyvadlo.The movement of the trailer / trailer combination can be divided into two cases. When the towing vehicle pulls the trailer / semi-trailer forward, this condition is from the driver's perspective without much increased experience and is not subject to the present utility model. Reversing may be difficult as the trailer / trailer behaves similarly to an inverted pendulum.

Dôležitý jav, ktorý sa môže vyskytnúť pri cúvaní takejto jazdnej súpravy vozidiel sa r nazýva skríženie. Skríženie nastáva, keď je uhol medzi pozdĺžnou osou ťažného vozidla a pozdĺžnou osou prívesu/návesu taký veľký, že aj pri maximálnom riadiacom zásahu aj naďalej bude narastať, až kým nenastane kolízia. Akonáhle sa vozidlá dostanú za tento kritický uhol, akýkoľvek pokus o reguláciu bude neúspešný. Skríženie nastáva preto, že zmena smeru osi prívesu/návesu sa mení rýchlejšie, ako zmena smeru osi ťažného vozidla, čiže uhlová rýchlosť prívesu/návesu je vyššia ako uhlová rýchlosť ťažného vozidla.An important phenomenon that may occur when reversing such a combination of vehicles is called crossing. The crossing occurs when the angle between the longitudinal axis of the towing vehicle and the longitudinal axis of the trailer / semi-trailer is so large that it will continue to increase until the collision occurs at maximum steering intervention. Once the vehicles reach this critical angle, any control attempt will fail. Crossing occurs because the change in the direction of the trailer / semi-axle axis changes faster than the change in the direction of the towing vehicle axle, so that the angular speed of the trailer / semi-trailer is higher than the angular speed of the towing vehicle.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Podstatou technického riešenia je zariadenie založené na využití gyroskopického senzora s cieľom zabezpečiť kontrolu cúvania auta s prívesom/návesom a zamedziť kolíznym stavom.The essence of the technical solution is a device based on the use of a gyro sensor in order to ensure control of the reversing of the car with the trailer / semi-trailer and avoid collision.

Novým, doposiaľ nepoužívaným spôsobom kontroly a riadenia smeru pohybu pri cúvaní jazdnej súpravy pozostávajúcej z ťažného vozidla a prívesu/návesu, je využitie gyroskopického senzora v procese autonómnej kontroly smeru pohybu prívesu/návesu použitím mikroprocesorového asistenčného systému, ktorý priebežne upravuje smer pohybu cúvajúceho ťažného vozidla. Ak by sa smer pohybu cúvajúceho ťažného vozidla neupravoval, nastala by kolízia a došlo by k prekročeniu kritického uhla a následnému skríženiu.A new, not yet used method of controlling and controlling the direction of movement of a reversing combination consisting of a towing vehicle and a trailer / semi-trailer is to utilize a gyro sensor in the process of autonomous control of the trailer / semi-trailer direction using a microprocessor assistance system. If the direction of movement of the reversing towing vehicle were not adjusted, there would be a collision and the critical angle would be exceeded and then crossed.

Na prívese/návese je umiestnený gyroskopický senzor, ktorý sleduje a signalizuje každú zmenu smeru jazdy prívesu/návesu. Žiadaný smer cúvania prívesu/návesu sa zadáva počas jazdy priebežne v reálnom čase použitím riadiacej konzoly umiestnenej v ťažnom vozidle, alebo použitím externej riadiacej konzoly, ktorá sa môže umiestniť a použiť aj mimo ťažného vozidla, čím sa poskytuje možnosť presnejšieho navádzania prívesu/návesu podľa žiadanej trajektórie. Informácie z gyroskopického senzora a z riadiacej konzoly alebo z externej riadiacej konzoly vyhodnocuje mikroprocesorový asistenčný systém a veľkosť korekčného zásahu pre riadenie jazdnej súpravy pri cúvaní určuje podľa hodnoty žiadaného smeru jazdy prívesu/návesu pri cúvaní zadanej použitím riadiacej konzoly, alebo externej riadiacej konzoly a hodnoty z gyroskopického senzora, použitím princípu diskrétneho riadenia využitím proporcionálno-sumačno-diferenčného regulátora pre zabezpečenie vysokej presnosti a plynulosti pohybu jazdnej súpravy pri cúvaní.A gyro sensor is placed on the trailer / trailer and monitors and signals any change in the direction of travel of the trailer / semi-trailer. The desired reverse direction of the trailer / semi-trailer is entered while driving in real time continuously using the steering console located in the towing vehicle or by using an external steering console that can also be positioned and used outside the towing vehicle to provide more accurate trailer / semi-trailer guidance. trajectory. The gyro sensor and control console or external control console information is evaluated by the microprocessor assist system and the magnitude of the correction for steering the vehicle combination is reversing according to the desired direction of travel of the trailer / semi-trailer while reversing using the control console or external control console and sensor, using the principle of discrete control by using a proportional-sum-difference controller to ensure high accuracy and smooth movement of the combination when reversing.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na priloženom Obrázku 1 je znázornené zariadenie na riadenie cúvania jazdnej súpravy s prívesom/návesom použitím gyroskopického senzora.Figure 1 shows a device for controlling the reversing of a trailer / trailer combination using a gyro sensor.

Na Obrázku k anotácii je znázornené zariadenie pre zverejnenie s anotáciou.An annotation device is shown in the annotation figure.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Zariadenie na riadenie cúvania jazdnej súpravy s prívesom/návesom podľa Obrázku 1 pozostáva z ťažného vozidla T a prívesu/návesu PN, ktoré sú spojené spojovacím zariadením SZ. Na ťažnom vozidle T je umiestnený mikroprocesorový asistenčný systém AS a riadiaca konzola RK; na prívese/návese PN je umiestnený gyroskopický senzor G. K zariadeniu patrí aj premiestniteľná externá riadiaca konzola ERK použiteľná aj mimo jazdnej súpravy.The reversing device of a combination of a combination with a trailer / semi-trailer according to Figure 1 consists of a towing vehicle T and a trailer / semi-trailer PN connected by a coupling device SZ. The towing vehicle T has a microprocessor assist system AS and an RK control console; a gyro sensor G is located on the trailer / semi-trailer PN. The device also includes a movable external control console ERK, which can also be used outside the combination.

Uhol medzi pozdĺžnou osou ťažného vozidla T a pozdĺžnou osou prívesu/návesu PN je uhol (g.The angle between the longitudinal axis of the towing vehicle T and the longitudinal axis of the trailer / semi - trailer PN is the angle (g.

Riadiaca konzola RK a gyroskopický senzor G sú s mikroprocesorovým asistenčným systémom AS elektricky priamo prepojené. Externá riadiaca konzola ERK sa k mikroprocesorovému asistenčnému systému AS pripája bezdrôtovou technológiou.The RK control console and the gyro sensor G are electrically connected directly to the AS microprocessor assist system. The ERK external control console connects to the AS microprocessor assistance system via wireless technology.

Smer jazdy jazdnej súpravy s prívesom/návesom sa riadi zmenou natočenia ťažného vozidla T.The direction of travel of the combination with trailer / semi-trailer is governed by the change of rotation of the towing vehicle T.

Informáciu o aktuálnom smere pohybu prívesu/návesu PN poskytuje gyroskopický senzor G; požadovaný smer pohybu prívesu/návesu PN počas cúvania sa zadáva použitím riadiacej konzoly RK, alebo externej riadiacej konzoly ERK.The current direction of travel of the trailer / semi-trailer PN is provided by the gyro sensor G; the desired direction of travel of the trailer / semi-trailer PN during reverse is specified using the RK control console or the external ERK control console.

Smer pohybu ťažného vozidla T pri cúvaní je ovládaný mikroprocesorovým asistenčným systémom AS, ktorý spracováva údajové informácie zriadiacej konzoly RK, alebo z externej riadiacej konzoly ERK, použitím ktorých sa zadáva požadovaný smer jazdy prívesu/návesu PN počas cúvania a z gyroskopického senzora G, ktorý poskytuje informáciu o aktuálnom smere jazdy prívesu/návesu PN počas cúvania. Mikroprocesorový asistenčný systém AS z údajov z riadiacej konzoly RK, alebo z externej riadiacej konzoly ERK a z gyroskopického senzora G vytvára riadiaci povel pre natočenie ťažného vozidla T.The reversing direction of the towing vehicle T while reversing is controlled by the microprocessor assist system AS, which processes the data of the RK control console or the external control console ERK, using which the desired direction of travel of the trailer / semi-trailer PN is reversed during reversing. on the current direction of travel of the trailer / semi-trailer PN during reverse. The AS microprocessor assist system generates a control command for turning the towing vehicle T from the data from the RK control console or the external ERK control console and the gyro sensor G.

Pre zabezpečenie jednoznačného riadenia vždy iba jedna z konzol a to riadiaca konzola RK alebo externá riadiaca konzola ERK môže byť aktívna. Právo na riadenie externou riadiacou konzolou ERK sa zadáva na riadiacej konzole RK.To ensure unambiguous control, only one of the consoles at a time, either the RK control console or the ERK external control console, can be active. The right to control by the external management console of the EQF is assigned to the RK management console.

Na začiatku cúvania mikroprocesorový asistenčný systém AS považuje aktuálny údaj z gyroskopického senzora G za požadovaný smer pohybu prívesu/návesu PN a vydá povel na zmenu natočenia ťažného vozidla T, aby sa pri zachovaní smeru /· pohybu prívesu/návesu PN uhol (g medzi pozdĺžnou osou ťažného vozidla T a pozdĺžnou osou prívesu/návesu PN zmenšoval. Pre zabezpečenie plynulej jazdy súpravy pri určovaní okamžitej veľkosti natočenia ťažného vozidla T sa využijú metódy diskrétnej regulácie s použitím proporcionálno-sumačno-diferenčného regulátora.At the start of reversing, the microprocessor assist system AS considers the current reading from the gyro sensor G to be the desired direction of trailer / semi-trailer PN, and commands the towing vehicle T to change the angle (g between longitudinal axis). In order to ensure a smooth travel of the set in determining the instantaneous turning size of the towing vehicle T, discrete control methods using a proportional-sum-difference controller are used.

Ak sa použitím riadiacej konzoly RK alebo externej riadiacej konzoly ERK zadá požiadavka na zmenu smeru cúvania, mikroprocesorový asistenčný systém AS vyhodnotí veľkosť rozdielu medzi aktuálnym a požadovaným smerom pohybu prívesu/návesu PN pri cúvaní a určí také natočenie ťažného vozidla T, aby došlo k postupnému znižovaniu rozdielu medzi aktuálnym a požadovaným smerom pohybu prívesu/návesu PN tak, aby sa aj uhol (g medzi pozdĺžnou osou ťažného vozidla T a pozdĺžnou osou prívesu/návesu PN zmenšoval. Aj v tomto prípade sa využijú metódy diskrétnej regulácie s použitím proporcionálno-sumačnodiferenčného regulátora.If a reversing direction request is made using the RK control console or an external ERK control console, the AS microprocessor assistance system evaluates the magnitude of the difference between the current and the desired reverse direction of the trailer / semi-trailer PN reversing and determines the tilt of the towing vehicle T the difference between the actual and the desired direction of travel of the trailer / semi-trailer PN, so that the angle (g between the longitudinal axis of the towing vehicle T and the longitudinal axis of the trailer / semi-trailer PN) decreases, also in the case of discrete control using proportional-sum differential controller.

Takýmto spôsobom je smer pohybu prívesu/návesu PN počas cúvania kontinuálne sledovaný použitím gyroskopického senzora G, vyhodnocovaný, porovnávaný s požadovaným smerom cúvania a spresňovaný mikroprocesorovým asistenčným systémom AS použitím regulácie.In this way, the direction of travel of the trailer / semi-trailer PN during reversing is continuously monitored using the gyro sensor G, evaluated, compared to the desired reversing direction, and refined by the microprocessor assistance system AS using control.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Navrhnutý spôsob umožňuje jednoduchšie a precíznejšie cúvanie vozidiel s prívesom/návesom. Navrhnutým zariadením je možné rozšíriť súčasné riadiace systémy vozidiel s elektricky ovládanou riadiacou nápravou, napr. s elektronickým posilňovačom riadenia. Koncepčný návrh má pomôcť vodičom osobných i nákladných vozidiel jednoduchšie manévrovať s prívesom resp. návesom. Takéto zariadenie na riadenie cúvania by malo uplatnenie nielen v osobných vozidlách, ale aj v nákladných ťažných súpravách, napríklad vo vozidlách na odvoz dreva v sťažených podmienkach, kde sa vodiči musia často vysporiadať s manévrovaním návesov v obmedzených priestoroch a ťažkých podmienkach na lesných cestách. Navrhnuté zariadenie by našlo uplatnenie aj vo výrobných podnikoch v priemyselných automatizovaných robotických vozidlách.The proposed method allows easier and more precise reversing of vehicles with a trailer / semi-trailer. By the proposed device it is possible to extend current control systems of vehicles with electrically controlled steering axle, eg. with electronic power steering. The conceptual design is intended to help drivers of both cars and trucks easier to maneuver with the trailer or truck. trailer. Such a reverse control device should be used not only in passenger vehicles but also in freight hauling vehicles, for example in timber haulage vehicles in difficult conditions where drivers often have to deal with maneuvering semi-trailers in confined spaces and difficult conditions on forest roads. The proposed device would also find application in manufacturing plants in industrial automated robotic vehicles.

Claims (1)

Nároky na ochranuProtection claims Zariadenie na riadenie cúvania jazdnej súpravy s prívesom/návesom vyznačujúce sa tým, že obsahuje ťažné vozidlo (T), na ktorom je umiestnený mikroprocesorový asistenčný systém (AS), riadiaca konzola (RK), ktorá je elektricky priamo prepojená s mikroprocesorovým asistenčným systémom (AS), alebo obsahuje externú riadiacu konzolu (ERK), ktorá je s mikroprocesorovým asistenčným systémom (AS) prepojená bezdrôtovou technológiou, pričom k ťažnému vozidlu (T) je pomocou spojovacieho zariadenia (SZ) pripojený príves/náves (PN), na ktorom je umiestnený gyroskopický senzor (G), ktorý je elektricky priamo prepojený s mikroprocesorovým asistenčným systémom (AS).A vehicle / trailer reverse control device comprising a towing vehicle (T) on which a microprocessor assist system (AS) is located, a control console (RK) that is electrically directly coupled to the microprocessor assist system (AS) ), or includes an external control console (ERK) that is connected to the microprocessor assist system (AS) by wireless technology, and a trailer / semi-trailer (PN) on which it is attached to the towing vehicle (T) a gyro sensor (G) that is electrically connected directly to the microprocessor assist system (AS).