能必须使得拖拉机转向才能补偿该效应。
[0040]现在参考图4,示出了与图3假设的情形类似的另一种假设情形的俯视示意图,但是在此情形下,被牵引器具10中的电动马达被致动以对抗障碍物。更具体地,随着牵引车辆12向前移动,被牵引器具10的右侧车轮遇到洞的形式的障碍物。该障碍物阻止被牵引器具10的向前移动,这将导致被牵引器具10减速,但是由于被牵引器具10的右手侧上的不均匀的负载,也产生一个力矩。由于被牵引器具10的减速,沿着行驶方向的挂钩负载存在瞬时的增大。负载感测挂钩20上的沿着行驶方向并且如图3所示朝向一侧的负载存在增大,并且负载感测挂钩20中的负载传感器探测到这些垂直的作用力。电式处理电路22接收感测到的侧向负载(side loads)和牵引力中的变化,并且计算来自障碍物的阻力矢量的大小。电式处理电路22指示被牵引器具10中的电动马达18作出反应,以减小或消除该阻力矢量。右侧车轮马达提供正驱动扭矩,并且如果需要的话,左侧马达提供制动扭矩。以此方式,由障碍物产生的拖车力矩(trailer moment)被抵消。在仅需要最小的转向矫正或者在不需要转向矫正的情况下,拖拉机12能够更加容易地维持直线轨迹。由于能量能够从左侧马达(发电机)电传递到右侧马达(马达),因此,在不需要对系统添加能量的情况下,拖车力矩的大部分能够被抵消。如果蓄电电池被添加到该系统,那么两个马达能够都用作马达以减小施加到拖拉机的拖拉负载,从而越过严重的障碍物。
[0041]现在参考图5,示出了一种假设情形的俯视示意图,在该情形中,牵引车辆或者拖拉机12转向,并且被牵引器具10使用电动马达来抵消力矩。更具体地,在车辆向前移动的过程中,拖拉机向左转向。根据速度和方向,在拖车中产生力矩。位于各个车轮16处的电动驱动马达18作出反应以抵消所引起的力矩。拖车挂钩的负载传感器备有角度传感器,以在转向的同时确定拖拉机12和器具10之间的挂钩角度。如果挂钩的拖拉负载和侧向负载不与期望的转向操作相适应,那么电式处理电路22命令各个车轮16处的驱动马达18提供驱动扭矩或制动扭矩,从而减小挂钩侧向负载。拖拉机12能够更精确地完成转向操作,而不会使得拖拉机12侧向滑动或者必须调整过度转向或转向不足。离心力也可以被认为是外部作用力,并且可以根据行驶速度和挂钩角度由电式处理电路22计算得出。
[0042]现在参考图6,示出了用于牵引本公开的被牵引车辆的方法的简化示意图。在方框30处,感测到负载感测挂钩上的侧向负载。如果感测到的侧向负载的输出信号落入给定的可接受范围内,那么牵引车辆12在不需要马达18辅助的情况下(方框32和线段34)就可以简单地继续牵引被牵引车辆10。另一方面,如果用于感测到的侧向负载的输出信号没有落入给定的可接受范围内,那么,根据需要并且适当地电式处理电路22致动一个或多个电动马达18,(方框36),以向相应的车轮16施加推动动作或制动动作。
[0043]本公开具有如下的优势:不再需要使用大型的牵引车辆12去牵拉或牵引大型的被牵引车辆10。这允许减小牵引车辆12的尺寸,继而减少了所需车辆的成本以及诸如燃料等的相关操作成本。被牵引车辆10甚至能够以队列或火车的布置方式连接在一起,同时也允许使用相对较小的牵引车辆12。
[0044]在多个被牵引车辆被设置在车辆队列(即,牵引车辆之后的串联的两个或以上的被牵引车辆)的情况下,控制队列中的一个或多个车辆以集中地引导车辆队列整体的专项或包含在队列中的某些车辆的转向是有用的。例如,在某些车辆队列中,有动力的被牵引车辆(即,具有被驱动的车轮或其他地面接合元件的被牵引车辆)可以经由无动力的被牵引车辆(即,不具有被驱动的车轮或其他地面接合元件的被牵引车辆)连接到牵引车辆。在此种构造中,通过对有动力的被牵引车辆的转向的控制来控制无动力的被牵引车辆的转向(以及车辆队列整体的转向)将是有用的。类似地,在无动力的被牵引车辆经由有动力的被牵引车辆连接到牵引车辆的情况下,通过对有动力的被牵引车辆的转向的控制来控制无动力的被牵引车辆的转向(以及车辆队列整体的转向)将是有用的。在这些情况和其他情况下,如下将被详细说明的用于车辆队列转向控制的系统和方法将是有用的。
[0045]本文所公开的车辆队列转向控制系统(和方法)可用于各种车辆队列,其中这些车辆队列通常包括牵引车辆和至少两个被牵引车辆,其中被牵引车辆中的至少一个被构造为有动力的被牵引车辆,有动力的被牵引车辆具有单独驱动的车轮(或者其他地面接合元件)。以下的各种示例可以体现用于种植操作的车辆队列,其中,车辆队列可以包括作为牵引车辆的拖拉机、作为第一被牵引车辆的播种器具、以及作为第二被牵引车辆的运货车。然而,应当理解,本文所公开的控制系统(和方法)也可以用于其他车辆队列,包括用于除种植之外的其他操作的车辆队列。
[0046]同样参考图7A,在用于播种操作的示例性车辆队列40中,拖拉机42用作牵引车辆,用于牵引播种器具44和装有种子的运货车46。牵引连接件48(例如,被构造成牵引杆、连杆、三点连接悬挂装置或其他连接装置)将器具44连接到拖拉机42,从而牵引力可经由连接件48从拖拉机42传递到器具44。类似地,牵引连接件50(例如,被构造为牵引杆、连杆、三点连接悬挂装置或其他连接装置)将运货车46连接到器具44,从而牵引力可经由连接件50从器具44 (和拖拉机42)传递到运货车46。因此,随着车辆队列40在农田中移动(例如,被来自拖拉机42的马达动力驱动),这三个车辆(即、拖拉机42、器具44、和运货车46)串联地行驶。
[0047]各种液压导管、气动导管、电气导管和其他导管可以沿着连接件48和50 (或者其他装置)在拖拉机42、器具44和运货车46之间延伸。此种导管可以是有用的,例如用于传达控制信号、传递液压或气动压力、将种子(或其他物品)从运货车46转移到器具44(或其他装置),或者用于各种其他目的。应当理解,在某些实施例中,可以使用无线通信以替代(或作为补充)各种电气(或其他)导管。
[0048]如上所述,器具44的各个横向侧被多组轴固定的车轮52支撑,其中中心(central)组52a被布置成较靠近器具44的中心线、外部组52c被设置为较靠近器具44的横向外端,并且中间(middle)组52b被设置在中心组52a和外部组52c之间。应当理解,其他构造也是可行的。此外,在某些实施例中,多组轴固定的车轮52中的一个或多个可以被诸如可转向车轮、脚轮(caster)或履带等的其他地面接合元件替代。在某些实施例中,所述多组车轮52中的每个都可以被地面接合工具替换(或补充),这些地面接合工具自身可以支撑器具44的一部分重量。
[0049]在所描述的实施例中,车轮52是不被驱动的车轮(即,车轮52通过与地面接触而转动,而非被马达、传动装置或其他传动系元件转动)。在某些实施例中,车轮52 (或其他地面接合元件)可以是被驱动的车轮。例如,器具44(或者其他被牵引车辆)可以配有马达或其他装置从而主动地转动车轮52 (或者以其他方式驱动不同的地面接合元件)。在此方面,由于车轮52a与车轮52b或52c相比可能倾向于支撑器具44的大部分重量,因此有时被驱动的车轮52a而不是车轮52b或52c将是有用的。然而,在其他实施例中,车轮52b或52c (或者车轮52的多种任意组合)也可以是被驱动的车轮。
[0050]运货车46也可以被各种车轮支撑。如上所述,例如,多组被驱动的车轮54(具有右侧车轮54a和左侧车轮54b)以及一组不被驱动的支撑车轮56支撑运货车46。在某些实施例中,车轮54可以被其他地面接合元件替代(或补充)。例如,运货车46 (或类似的被牵引车辆)可以装备有履带而不是车轮。一般地,随着车辆在地面上移动,可以观察到被牵引车辆的地面接合元件(例如,车轮或履带)被以特定的地面接合速度(例如,车轮或履带的转动速度)操作。
[0051]用于运货车46的被驱动的车轮54(或其他被驱动的地面接合元件)可以以各种方式被驱动。如上所述,例如,马达58被设置为驱动运货车46的右侧车轮54a,并且分开的马达60(也参考图8A)被设置为驱动运货车46的左侧车轮54b。马达58和60可以被构造为电动马达、液压马达或其他马达。在某些实施例中,马达58和60可以经由沿着牵引连接件48和50的各种导管接收来自拖拉机42的动力。例如,拖拉机42可以包括发发电机(未示出)以将来自发动机(未示出)的机械动力转换为电动力,该电动力然后通过在拖拉机42和运货车46之间延伸的电力线路而被传递到马达58和60。各种电力电子装置(未示出)或其他控制结构(例如,液压阀组件)可以被包含在运货车46中或者其他位置(例如,在器具44上或者拖拉机42上),以用于调节拖拉机58和60的操作。
[0052]在其他实施例中,可为车辆队列40提供除被驱动的车轮54和马达58、60之外的转向组件。在某些实施例中,例如,脚轮或其他地面接合元件(在图7A中未示出)可设有液压(或其他类型)致动器(在图7A中未示出),该致动器被构造为调节脚轮的行驶方向(即,当脚轮被转动时其所倾向的移动方向)。此种脚轮可以在运货车46的前方、运货车46的后方或者其他位置被导向。在其他实施例中,可以使用其他转向组件,包括具有多个相关致动器的多个脚轮设置、具有多个被驱动的脚轮的实施例、或其他设置。
[0053]为了控制马达58和60 (或者其他转向组件的致动器)的操作以及车辆队列40的操作的各个其他方面,可以提供控制器62。控制器62可以被构造为具有相关处理装置和存储结构的计算装置,例如,硬连线计算电路(或多个电路)、可编程电路、液压、电动或电动液压控制器、或者其他控制器。如此,控制器62可以被构造为执行针对于拖拉机42、器具44、运货车46、或车辆队列40的其他部分的各种计算和控制功能。在图7A中描述了用于控制器62的示例位置。然而,应当理解,其他位置也是可能的,这些其他位置包括拖拉机42、器具44或运货车46上的其他位置,或者例如远程控制站(未示出)等各种远程位置。控制器62可以与车辆队列40的各种其他系统或装置以及远程系统或装置进行电子的、液压的或其他方式的通信。例如,控制器62可以与拖拉机42、器具44和运货车46中的(或外部的)包括马达58和60在内等的各种致动器、传感器和其他装置进行电子的或液压的通信。控制器62可以以各种已知方式与其他系统或装置(包括其他控制器)进行通信,包括经由CAN总线(未示出),经由无线通信装置或其他装置。
[0054]车辆队列40还可以包括各种感测装置,包括各种传感器、接收器等。例如,车辆队列40的感测装置包括传感器64、66和GPS装置68,它们中的每一个都可以与控制器62进行通信。传感器64、66和GPS装置68可以被设置在车辆队列40的各种位置上(