[發明專利]一種半掛汽車列車橫向穩定性控制系統

無效

• 申請號: 201110447796.1
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102529922A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 關志偉;劉春輝;杜峰;閻文兵
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學
• 主分類號: B60T8/1755
• 分類號: B60T8/1755;B60T8/24
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域：

本發明涉及一種汽車制動控制系統，特別涉及一種半掛汽車列車橫向穩定性控制系統。

背景技術：

半掛汽車列車由牽引車和半掛車組成，具有運輸效率高、噸公里油耗低、能夠實現門對門運輸等優點。歐美各國公路運輸均以半掛汽車列車為主，專用汽車列車已占公路運輸車輛的85％～90％。在國內，隨著物流業的不斷發展和高速公路網的形成，半掛汽車列車也日益成為公路運輸的主力。半掛汽車列車行駛時，牽引車和半掛車既組成一個運動整體，又通過鞍座上的牽引銷存在著相互運動的關系，如圖1所示，半掛汽車列車轉向行駛時，駕駛員施加到轉向盤上的轉角，通過轉向機構轉換為牽引車的前輪轉角，牽引車實現轉向行駛，此時牽引車與半掛車產生一個相對夾角，通過鞍座上的牽引銷的作用，帶動半掛車實現轉向行駛。

相比單體載貨車輛，半掛汽車列車由于存在牽引車與半掛車的耦合帶來的附加自由度，其橫向剛度較弱，更容易出現橫向失穩(折疊、甩尾、橫向擺振、側翻)現象，而且半掛汽車列車裝載量大、體積大、車速高、慣性大，所以一旦發生失穩狀況，很容易波及到路上行駛的其它車輛，造成嚴重的連環惡性交通事故，對人們的生命和財產安全影響很大，嚴重影響交通運輸效率。

半掛汽車列車橫向失穩的運動學表現為牽引車側偏角、牽引車橫擺角速度、半掛車橫擺角速度和牽引車與半掛車中心線夾角的急劇增大，對橫向失穩的半掛汽車列車，僅依靠駕駛員通過方向盤對半掛汽車列車前輪轉角的調整來保證其穩定性通常效果甚微，因此需要有效的輔助控制系統以改善半掛汽車列車的操縱穩定性，保證汽車高速大轉角轉向時的行駛安全性。

發明內容：

本發明針對現半掛汽車列車橫向穩定性存在的問題，提供一橫向穩定性控制系統，其結構合理且使用操作簡便，可有效改善汽車在極限或危險工況下的操縱穩定性，提高半掛汽車列車高速大轉角轉向時的行駛安全性。

如上構思，本發明采用以下技術方案：一種半掛汽車列車橫向穩定性控制系統，其特征在于：包括牽引車側偏角測量裝置、車體橫擺角速度測量裝置、橫向穩定性功能模塊、制動輪判定及制動力矩分配控制器和車輪制動器；其中，牽引車側偏角測量裝置、車體橫擺角速度測量裝置的輸出端與橫向穩定性功能模塊的輸入端電連接，橫向穩定性功能模塊的輸出端與制動輪判定及制動力矩分配控制器電連接，制動輪判定及制動力矩分配控制器與車輪制動器電連接。

上述牽引車側偏角測量裝置包括可實時對牽引車縱向速度進行檢測的縱向速度傳感器、可實時對牽引車側向速度進行檢測的側向速度傳感器以及牽引車側偏角控制器；縱向速度傳感器和側向速度傳感器的輸出端口與牽引車側偏角控制器的輸入端連接，牽引車側偏角控制器的輸出端與橫向穩定性功能模塊的輸入端連接。

上述車體橫擺角速度測量裝置包括實時對方向盤轉角進行檢測的方向盤轉角傳感器、實時對牽引車橫擺角速度進行檢測的牽引車橫擺角速度傳感器以及實時對半掛車橫擺角速度進行檢測的半掛車橫擺角速度傳感器；方向盤轉角傳感器、牽引車橫擺角速度傳感器和半掛車橫擺角速度傳感器的輸出端與橫向穩定性功能模塊的輸入端連接。

上述橫向穩定性功能模塊包括牽引車與半掛車中心線夾角計算模塊、理想狀態的牽引車側偏角、牽引車橫擺角速度、半掛車橫擺角速度和牽引車與半掛車中心線夾角計算模塊、差值模塊和附加橫擺力矩控制模塊四部分；橫向穩定性功能模塊接受牽引車側偏角測量裝置、車體橫擺角速度測量裝置的檢測信號，牽引車與半掛車中心線夾角計算模塊計算出牽引車與半掛車中心線夾角，理想狀態計算模塊得到理想狀態下的牽引車側偏角、牽引車橫擺角速度、半掛車橫擺角速度和牽引車與半掛車中心線夾角，差值模塊得到上述參量的差值，附加橫擺力矩控制模塊計算出所需要的附加橫擺力矩。

本發明采用模型跟蹤技術來跟蹤理想模型，利用差動制動方案產生需要的附加橫擺力矩，提高了半掛汽車列車在高速大轉向時的行駛穩定性，可有效降低失穩概率，避免嚴重交通事故的發生。所發明的半掛汽車列車橫向穩定性系統結構合理、操作簡單。

附圖說明

圖1是半掛汽車列車牽引車與半掛車運動耦合圖。

圖2是本發明半掛汽車列車橫向穩定性控制系統的原理圖。

圖3是本發明中橫向穩定性功能模塊的原理圖。

圖4是本發明中半掛汽車列車差動制動方案。