[發明專利]用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預測方法

有效

• 申請號: 202010136240.X
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111252078B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 夏光;趙名卓;石鵬;許立平;縱華宇;李嘉誠;于星海;王躍強
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預測方法，是根據半掛汽車列車的特殊結構以及運動學關系，通過鉸接點?鉸接角度?半掛車尾部中心點三層關系預測出t₁時刻后的倒車軌跡，并且通過數值累加的方式對鉸接角度進行實時預測，同時設置校驗位進行校準，從而無需鉸接角度傳感器就能給出倒車軌跡提示以避免駕駛員將半掛汽車列車倒車至危險抑或是不合理的工況，進而為駕駛員的安全以及物流效率提供雙重保障。

技術領域

本發明屬于半掛車轉向控制領域，具體的說是一種用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預測方法。

背景技術

近十幾年來，隨著國家公路網的不斷完善，公路運輸已然成為綜合運輸體系中的一個重要運輸模式，而具有載重量大、運輸效率高、節油性好和運輸成本低優點的各類半掛汽車列車越來越受社會的重視，已成為全球范圍內的公路貨運主力。

但同時由牽引車、半掛車組成的半掛汽車列車在直線行駛時的動力學狀態是開環穩定的，但由于其本身的非線性、不穩定性、不確定性等因素，半掛汽車列車在倒退行駛時的動力學狀態是開環不穩定的，容易發生折疊、碰撞、側翻等非穩定狀態現象。正是因為鉸接裝置的存在，使得對于半掛汽車列車的倒車控制與軌跡預測存在諸多困難，因此解決半掛汽車列車倒車過程中鉸接角度的如何變化的問題即是整個倒車過程中對于半掛車軌跡預測的關鍵。

實際過程中，因為牽引車與半掛車的鉸接位置可利用空間小，工作環境惡劣，行駛過程中承受巨大的力和力矩，使得傳統的角度傳感器幾乎無法正常安裝，而采取一些非常規的傳感器獲取鉸接角度，一方面是這種方法通常都要實現其他度量單位與角度的轉化而導致的精度不夠以及相應的累積誤差，另一方面則是成本高昂，安裝復雜，考慮實際半掛汽車列車的使用需求，所以可行性不高。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出一種用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預測方法，以期能通過實時顯示倒車過程中半掛車的倒車軌跡線以保證駕駛員了解半掛汽車列車的接下來的倒車姿態，從而提升半掛汽車列車倒車安全性、降低倒車時不穩定工況的出現以及提升倒車的效率。

本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：

本發明一種用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預測方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1、當半掛汽車列車倒車行駛時，在當前t時刻下預測t₁時刻后的鉸接點軌跡(X₂(t+t₁),Y₂(t+t₁))；

步驟2、當半掛汽車列車倒車行駛時，在當前t時刻考慮無鉸接角度傳感器下，確定t₁時刻后的鉸接角度預測值θ(t+t₁)；

步驟3、在當前t時刻下確定t₁時刻后的半掛車尾部中心點倒車的預測軌跡(X₃(t+t₁),Y₃(t+t₁))。

本發明所述的用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預測方法的特點也在于，所述步驟1中，利用式(1)和式(2)確定t₁時刻后的鉸接點軌跡(X₂(t+t₁),Y₂(t+t₁))：

式(1)和式(2)中，v表示牽引車的速度；δ表示牽引車的轉向輪轉角；L為牽引車轉向軸至鉸接點的距離。

所述步驟2是按如下步驟進行：