一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107933470A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711224588.9(22)申请日2017.11.29(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人张义花赵东房纪涛安延涛杨玉娥郗传凯(74)专利代理机构济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)37240代理人高强(51)Int.Cl.B60R21/00(2006.01)B60R16/023(2006.01)B62D53/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统(57)摘要本发明公布了一种双挂汽车列车防折叠的实时监测及主动干预系统，包括牵引车、一挂车、拖台和二挂车的实时监测模块、数据处理及预测模块、各铰接点处的吸能模块、主动制动模块。通过对双挂汽车列车车速、前轮转角、四个车辆单元横摆角的实时监测，利用数据处理及预测模块确定三个铰接角大小，并与各铰接角阈值进行实时对比，同时根据模型预测控制得到下一时刻的各铰接角大小；根据比较结果确定车辆达到的危险级别，进而利用铰接角处的吸能模块及主动制动模块对整车进行有效的主动干预控制。该系统具有成本低、易于布置、监测精度高等优点，能够满足双挂汽车列车紧急转向及制动过程中防折叠的要求。CN107933470ACN107933470A权利要求书1/1页1.一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统，其特征在于：包括牵引车（11）、一挂车（12）、拖台（13）和二挂车（14）的实时监测模块（1），数据处理及预测模块（2），主动干预模块（3）；其中，四个车辆单元实时监测模块（1）的输出端与中央处理单元（21）的输入端电连接，中央处理单元（21）的输出端与主动干预模块（3）的输入端电连接，根据危险级别确定（31）吸能模块（32）与主动制动模块（33）的主动干预顺序。2.根据权利要求1所述的一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统，其特征在于：上述实时监测模块（1）包括牵引车中方向盘转角传感器（11.2）、车速传感器（11.3）、陀螺仪传感器（11.1）所测得的方向盘转角、车速、横摆角，根据安装于一挂车（12）、拖台（13）和二挂车（14）上的陀螺仪传感器（11.1）分别测得三个车辆单元的横摆角。3.根据权利要求1所述的一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统，其特征在于：上述数据处理模块（2）包括中央处理单元（21）处三个铰接角的求解、车速及方向盘转角的数值采集；其中，牵引车（11）、一挂车（12）、拖台（13）和二挂车（14）的横摆角分别为φ1，φ2，φ3，φ4，求解三个铰接角的方法：牵引车与一挂车之间的铰接角1：ψ1=φ1-φ2一挂车与拖台之间的铰接角2：ψ2=φ2-φ3拖台与二挂车之间的铰接角3：ψ3=φ3-φ4将三个铰接角与出厂时各个铰接角阈值（22）比较，确定是否进行主动干预控制。4.根据权利要求1所述的一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统，其特征在于：上述的预测模块以当前时刻的三个铰接角为输入，利用模型预测控制（23）方法预测下一时刻车辆铰接角的大小，并与出厂时各个铰接角阈值比较，确定是否进行主动干预控制。5.根据权利要求1所述的一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统，其特征在于：上述的主动干预模块（3）包括危险级别确定（31）、吸能模块（32）及主动制动模块（33）；其中危险级别分为临界危险和危险，在临界危险时，启动安装于各铰接点处两侧的吸能装置（A）工作；在危险时，启动主动制动模块（33）进行主动干预控制。2CN107933470A说明书1/3页一种双挂汽车列车防折叠实时监测及主动干预系统技术领域[0001]本发明涉及了一种利用模型预测控制、吸能模块及主动制动模块实现双挂汽车列车在行驶中防折叠失稳的实时监测及主动干预系统，尤其涉及一种基于陀螺仪传感器、方向盘转角传感器、车速传感器、以及模型预测控制方法对双挂汽车列车进行实时监测、预测、主动干预的系统。背景技术[0002]双挂汽车列车由牵引车、一挂车、拖台和二挂车组成，具有运载量大、运输效率高、成本低等优势，在欧洲、美洲、澳大利亚等国家和地区得到广泛应用。随着我国物流业的飞速发展及长距离运输的需要，双挂汽车列车以其拖带挂车多、运输成本低、燃油消耗少等优势，将得到大量应用。[0003]双挂汽车列车具有铰接点多、质心高等结构特点，在紧急制动或转弯时易发生折叠失稳，导致道路堵塞同时给道路行驶的其它车辆造成安全隐患。单纯通过改变铰接点处的设计方法及连接形式很难达到提高稳定性的效果。因此，通过各个车辆单元中陀螺仪传感器的实时监测，利用模型预测控制方法提前求解并