具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

如图1所示，为本申请实施例一的半挂汽车列车后视镜自动调节系统结构示意图，主要包括角度变阻模块、偏转计算模块和动作模块三大模块。

具体的，角度变阻模块用于根据半挂汽车列车的牵引车与挂车的相对偏转角度，生成偏转电流信号；偏转计算模块用于根据偏转电流信号，生成偏转动作控制信号；动作模块用于根据偏转动作控制信号，控制半挂汽车列车的后视镜产生偏转动作。

在本实施例一中，角度变阻模块包括环形基体、电阻圈、滑块、牵引销和直流电源；电阻圈缠绕于环形基体外围；环形基体通过牵引销与挂车固定安装；滑块与牵引车固定安装，与电阻圈滑动连接；直流电源向电阻圈提供直流电流信号；其一端与电阻圈的一端连接，另一端和滑块均连接偏转计算模块。

在本实施例一中，相对偏转角度包括左向相对偏转角度和右向相对偏转角度；而为了能够准确的分辨半挂列车正常直行状态和转弯状态，进一步的，将电阻圈分左电阻圈和右电阻圈两段，两段电阻圈之间断开不连接。直流电源也分为左电源和右电源，左电压只负责左电阻圈供电，右电源只负责右电阻圈供电。具体的，左电源的一端连接左电阻圈的下端，另一端连接偏转计算模块，左电源、左电阻圈、滑块和偏转计算模块形成左电流回路，当半挂列车左转弯时，牵引车和挂车产生左向相对偏转角度，左电流回路生成左偏转电流信号。

相应的，右电源的一端连接右电阻圈的下端，另一端连接偏转计算模块，右电源、右电阻圈、滑块和偏转计算模块形成右电流回路，当半挂列车右转弯时，牵引车和挂车产生右向相对偏转角度，右电流回路生成右偏转电流信号。

左偏转电流信号和右偏转电流信号均以偏转电流信号进入偏转计算模块，作为后续偏转角度控制的基础数据。

进一步的，在本实施例一中，在左电源和偏转计算模块之间增加左电阻器，在右电源和偏转计算模块之间增加右电阻器，电阻器的作用是平稳电流，使偏转计算模块可以接收到稳定的电流信号。

在本实施例一中，使用单片机实现偏转计算模块的偏转动作控制信号的生成功能。进一步的，在本实施例一中，加入了信号调理电路，对角度变阻模块发出的偏转电流信号进行进一步的左右区分和电流信号的平滑处理，生成数字格式的左、右偏转电流信号，这样，单片机可以更加准确的根据半挂列车转弯角度和转弯速率，精确的计算出动作模块应作出的偏转动作。

在本实施例一中，动作模块由步进驱动单元和步进电机组成。为了与前述左、右偏转电流信号相对应，在本实施例一中，将步进电机分成左步进电机和右步进电机。

步进驱动控制单元根据偏转动作控制信号生成步进信号，步进信号也分成左、右步进信号，左、右步进电机分别接收各自的步进信号，根据步进信号的控制，分别控制左后视镜或右后视镜产生相应角度的偏转动作，通常，半挂列车左转弯时，左后视镜发生角度偏转，半挂列车右转弯时，右后视镜发生角度偏转。

采用本申请实施例一的半挂汽车列车后视镜自动调节系统，可以自动的根据牵引车和半挂车之间的相对角度，产生偏转信号，对该偏转信号进行处理得到后视镜角度调整信号，从而实现了在半挂列车行驶过程中，自动、实时调整后视镜角度的效果。

下面，分情形具体介绍本实施例一的角度偏转计算过程。

如图2所示，为本实施例一设定的半挂汽车列车外形参数，

C'和C分别为左、右后视镜中心点，A为驾驶员双眼所在位置的中心点(简称为驾驶员眼点)，B'和B分别为挂车左、右后端点，a为挂车的宽度，b为铰接点至挂车尾部的长度，图中虚线为驾驶员眼点A通过后视镜中心点反射的视野线，设定左、右侧反射视野线与挂车平行，中心点的视野线可观察到挂车左侧和右侧正后方视野，驾驶员所能观察到的范围会由中心点处的视野线往两侧扩散，达到最佳视野效果。本实施例一基于以下车辆坐标系表达测量参数，即汽车行驶方向为X轴正方向，行驶方向的侧向垂直方向为Y轴正方向，原点取为牵引车与挂车的铰接点在地面上的投影点O。在本实施例一中，所有设定点均认为是垂直投影在地平面上的坐标系XOY内的二维点。在半挂汽车列车没有转动时，C点的坐标可表达为C(x₁,y₁)，C'点的坐标可表达为C'(x₂,y₂)。

情形一：车辆右转弯时，右后视镜的转动角度确定

如图3(a)所示，在XOY平面内做辅助△DOC，其中CD垂直于OD。利用△DOC的几何关系，可得由车辆几何参数确定的角度β：

如图3(b)所示，θ’为右后视镜初始保持角，在XOY平面内做辅助△AEC，可得由车辆几何参数确定的角度φ：

如图4(a)所示，半挂汽车列车向右转弯时，转动角α不断变化，右后视镜上的中心点C随着牵引车绕铰接点O做半径为L_OC的圆周运动，L_OC的长度可由C点的初始坐标计算出，即

做辅助△OCG，CG垂直于OG，可得CG和OG的长度：

CG＝L_OCsin(α+β) (4)

OG＝L_OCcos(α+β) (5)

如图4(b)所示，做辅助△CHB，其中CH垂直于HB，可得γ：

由式(6)变换可得：

如图4(a)所示，当半挂汽车列车向右转动时，右后视镜的视野线也在以C为中心顺时针转动，当转到一定角度时，视野线将会与挂车的右后端B点相交，此时如果不对右后视镜进行调整，BC线会不断向左侧偏移，驾驶员的视野也会不断缩小，即驾驶员将看不到挂车右后端，此时需要后视镜能根据挂车与牵引车之间的转角变化主动转动，以使视野范围能始终将挂车右后端的B点包括在内。

考虑临界工况，即视野线与挂车右后端B点刚刚相交的情况为临界工况，如图4(a)所示，此时右侧视野线与牵引车纵轴线平行，显然，BC和HB形成的γ角与挂车与牵引车之间的相对转角α相等，此时的转角α称为转动阈值α₀，可表达为：

即当半挂汽车列车右转弯时，挂车相对于牵引车的相对夹角若大于转动阈值α₀，右后视镜将在右步进电机驱动下转动，以扩大驾驶员视野。

如图5(a)所示，JC为两条视野线的角平分线，JC垂直于镜面，∠2即为图3(b)中的角φ，∠1等于图3(b)中的后视镜初始角θ’与后视镜主动转动角θ之和，即∠1＝θ′+θ。又∠1+∠2+∠3＝90°，则：

∠3＝90°-θ-θ′-φ (9)

如图5(b)所示，L2平行于X轴，L3垂直于牵引车右侧，L4平行于牵引车右侧，可知∠8＝α，由同位角相等可知∠7＝∠8＝α。

由JC为两条视野线的角平分线可知：

∠3＝∠4+∠5＝90°-θ-θ′-φ (10)

由图5(a)可知：

∠4＝∠1＝θ+θ′ (11)

由式(10)和(11)可知：

∠5＝90°-2θ-2θ′-φ (12)

联合图5(a)和(b)可得：

∠7＝∠5+∠6＝∠5+γ (13)

结合上述各角度关系可得：

α＝90°-2θ-2θ′-φ+γ (14)

整理式(14)即可得到牵引车与挂车之间的相对转角α与后视镜转角θ之间的关系为：

将式(7)的γ角代入式(15)可得：

式(16)中的β角和φ角可根据车辆参数由式(1)和式(2)求得，θ’为右后视镜初始保持角度，L_OC的长度可由C点的初始坐标计算出，因此，这些都可以看作是给定量。由此，式(16)即给出了半挂汽车列车向右转弯时，牵引车与挂车之间的相对转角α与右后视镜转角θ之间的关系。

在半挂汽车列车右转弯时，当挂车与牵引车之间的相对转角α大于角度阈值α₀时，角度值以角度变阻器生成的偏转电流信号输出给偏转计算模块，以计算得到偏转动作控制信号，继而使动作模块控制右后视镜按照式(16)的关系产生相应的转角θ，从而拓宽驾驶员右侧的视野。

情形二：车辆左拐弯时，左后视镜的转动角度确定

由于本情形与情形一是相对称的，部分位置与情形一相对应，因此采用了相同的字符表示。

如图6(a)所示，在XOY平面内做辅助△D'OC'，其中C'D'垂直于OD'。利用△D'OC'的几何关系，可得由车辆几何参数确定的角度δ：

由图6(b)所示，η’为左后视镜初始保持角度，在XOY平面内做辅助△AE'C'，可得由车辆几何参数确定的角度ε：

如图7(a)所示，半挂汽车列车向左转弯时，转动角λ不断变化，左后视镜上的中心点C'随着牵引车绕铰接点O做半径为L_OC'的圆周运动，L_OC'的长度可由C'点的初始坐标计算出，即

做辅助△OC'K，C'K垂直于OK，可得C'K和OK的长度：

C′K＝L_OC′sin(δ+λ) (20)

OK＝L_OC′cos(δ+λ) (21)

如图7(b)所示，做辅助△C'B'L，其中C'L垂直于B'L，可得μ：

由式(22)变换可得：

如图7(a)所示，当半挂汽车列车向左转动时，左后视镜的视野线也在以C'为中心逆时针转动，当转到一定角度时，视野线将会与挂车的左后端B'点相交，此时如果不对左后视镜进行调整，B'C'线会不断向右侧偏移，驾驶员的视野也会不断缩小，即驾驶员将看不到挂车左后端，此时需要后视镜能根据挂车与牵引车之间的转角变化主动转动，以使视野范围能始终将挂车左后端的B'点包括在内。

考虑临界工况，即视野线与挂车左后端B'点刚刚相交的情况为临界工况，如图7(a)所示，此时左侧视野线与牵引车纵轴线平行，显然，B'C'和B'L形成的μ角与挂车与牵引车之间的相对转角λ相等，此时的转角λ称为转动阈值λ₀，可表达为：

即当半挂汽车列车左转弯时，挂车相对于牵引车的相对夹角若大于转动阈值λ₀，左后视镜将在左步进电机驱动下转动，以扩大驾驶员视野。

如图8(a)所示，MC'为两条视野线的角平分线，MC'垂直于镜面，∠2即为图6(b)中的角ε，∠1等于图6(b)中的后视镜初始角η’与后视镜主动转动角η之和，即∠1＝η′+η。又∠1+∠2+∠3＝90°，即：

∠3＝90°-η-η′-ε (25)

如图8(b)所示，L2平行于X轴，L3垂直于牵引车左侧，L4平行于牵引车左侧，可知∠8＝λ，由同位角相等可知∠7＝∠8＝λ。

由MC'为两条视野线的角平分线可知：

∠3＝∠4+∠5＝90°-η-η′-ε (26)

由图8(a)可知：

∠4＝∠1＝η+η′ (27)

由式(26)和(27)可知：

∠5＝90°-2η-2η′-ε (28)

联合图8(a)和(b)可得：

∠7＝∠5+∠6＝∠5+μ (29)

结合上述各角度关系可得：

λ＝90°-2η-2η′-ε+μ (30)

整理式(30)即可得到牵引车与挂车之间的相对转角λ与后视镜转角η之间的关系为：

将式(23)的μ角代入式(31)可得：

式(32)中的δ角和ε角可根据车辆参数由式(17)和式(18)求得，η’为左后视镜初始保持角度，L_OC'的长度可由C'点的初始坐标计算出，因此，这些都可以看作是给定量。由此，式(32)即给出了半挂汽车列车向左转弯时，牵引车与挂车之间的相对转角λ与左后视镜转角η之间的关系。

在半挂汽车列车左转弯时，当挂车与牵引车之间的相对转角λ大于角度阈值λ₀时，角度值以角度变阻器生成的偏转电流信号输出给偏转计算模块，以计算得到偏转动作控制信号，继而使动作模块控制右后视镜按照式(32)的关系产生相应的转角η，从而拓宽驾驶员左侧的视野。

实施例二

如图9所示，为本申请实施例二的半挂汽车列车后视镜自动调节方法，包括如下步骤：

S1.根据半挂汽车列车的牵引车和挂车的相对偏转角度，产生偏转电流信号；

在本实施例二中，相对偏转角度包括左向相对偏转角度和右向相对偏转角度；相应的，偏转电流信号包括左偏转电流信号和右偏转电流信号；

当牵引车和挂车产生左向相对偏转角度时，产生左偏转电流信号；

当牵引车和挂车产生右向相对偏转角度时，产生右偏转电流信号。

S2.根据偏转电流信号，生成偏转动作控制信号，该信号包括有偏转的角度和偏转速率；

S3.根据偏转动作控制信号，控制半挂汽车列车的后视镜产生偏转动作；

在本实施例二中，将偏转动作划分为左后视镜偏转动作和右后视镜偏转动作；具体的，当产生左偏转电流信号时，半挂汽车列车的后视镜产生左后视镜偏转动作；当产生右偏转电流信号时，半挂汽车列车的后视镜产生右后视镜偏转动作。

根据上述半挂汽车列车后视镜自动调节方法，可以自动的根据牵引车和半挂车之间的相对角度，产生偏转信号，对该偏转信号进行处理得到用于后视镜角度调整的偏转动作控制信号，据此调整后视镜的偏转角度，从而实现了在半挂列车行驶过程中，自动、实时调整后视镜角度的效果。

以上所述的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。