[发明专利]一种汽车列车铰接角测量及控制系统

权利要求书

1.一种汽车列车铰接角测量和控制系统，主要由汽车列车铰接角测量部分和铰接角控制部分组成，其特征在于，所述汽车列车铰接角测量部分利用GPS测试仪准确实时测量牵引车和挂车的相对位置，通过三点定位法和几何关系测量汽车列车铰接角，所述铰接角控制部分根据实际测量铰接角与期望铰接角误差控制车辆前轮转角输入，从而控制车辆的铰接角响应尽可能与理想的车辆响应特性相一致；所述汽车列车铰接角测量部分和铰接角控制部分具体包括GPS测试仪、输入设备、微处理器、方向盘转角传感器、主动前轮转向控制器、执行机构和供电设备，所述GPS测试仪、输入设备(4)、方向盘转角传感器(6)分别与微处理器(5)相连，所述方向盘转角传感器(6)还与车辆方向盘相连，所述微处理器(5)与主动前轮转向控制器(7)相连，所述主动前轮转向控制器(7)与执行机构(8)相连，所述执行机构(8)与车辆转向机构相连，整个系统由所述供电设备(9)供电。

2.根据权利要求1所述的一种汽车列车铰接角测量和控制系统，其特征在于，所述GPS测试仪采用三套高精度GPS测试仪，用于能准确实时测量牵引车和挂车的行驶轨迹和行驶速度；所述输入设备(4)将GPS测试仪天线的安装位置参数和车辆参数信息手动输入到微处理器(5)中进行运算；所述微处理器(5)采样频率与GPS测试仪采集频率相同，微处理器(5)包含行驶轨迹校正单元、实际铰接角运算单元和期望铰接角运算单元，用于对牵引车和挂车行驶轨迹校正、计算车辆实际铰接角、期望铰接角和铰接角误差；所述方向盘转角传感器(6)实时测量车辆方向盘转角；所述主动前轮转向控制器(7)根据微处理器(5)输出的铰接角误差信号计算附加的控制转向角输入，并通过执行机构(8)控制车辆转向盘转角。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车列车铰接角测量和控制系统，其特征在于，所述三套GPS测试仪的天线分别布置在牵引车和挂车上，其中GPS测试仪I(1)测量牵引车运动参数，GPS测试仪II(2)和GPS测试仪III(3)测量挂车运动参数。

4.根据权利要求3所述的一种汽车列车铰接角测量和控制系统，其特征在于，所述牵引车上的GPS测试仪I天线(A)布置在牵引车驾驶室顶部水平无遮挡的区域，并位于牵引车的纵轴中心线上，挂车上的GPS测试仪II天线(B)和GPS测试仪III天线(C)选择布置在挂车货箱顶部水平无遮挡区域，并位于挂车纵轴中心线垂直方向的两侧，且两者至纵轴中心线距离相等。

所述挂车上的GPS测试仪II天线(B)和GPS测试仪III天线(C)布置在无货箱式挂车上时，则选择挂车栏板或货物顶部水平无遮挡的位置，或选择搭建水平台座固定于栏板或货物顶部，由于与GPS测试仪主体相距较远，选用高灵敏度加长车载GPS天线。

5.根据权利要求4所述的一种汽车列车铰接角测量和控制系统，其特征在于，所述GPS测试仪布置完毕后，准确测量和记录GPS测试仪I天线(A)、GPS测试仪II天线(B)、GPS测试仪III天线(C)分别至铰接点的水平距离、挂车上的GPS测试仪II天线(B)和GPS测试仪III天线(C)分别至挂车纵轴中心线的距离，待系统启动后将测量数据通过输入设备(4)手动输入到微处理器(5)中。

6.根据权利要求3所述的一种汽车列车铰接角测量和控制系统，其特征在于，所述GPS测试仪I(1)向微处理器(5)输入牵引车行驶轨迹和速度信号，GPS测试仪II(2)和GPS测试仪III(3)向微处理器(5)输入挂车行驶轨迹和速度信号，输入设备(4)通过手动方式向微处理器(5)输入三套GPS测试仪天线的安装位置参数和车辆参数信息，方向盘转角传感器(6)向微处理器(5)输入方向盘转角信号。

7.根据权利要求2所述的一种汽车列车铰接角测量和控制系统，其特征在于，所述所述行驶轨迹校正单元对GPS测试仪测量的车辆行驶轨迹进行校正，以消除三套GPS测试仪之间的相对定位误差，保证三套GPS测试仪组合时的测量精度，微处理器(5)将行驶轨迹校正单元得到的轨迹校正参数存储并作为实际铰接角运算单元计算依据，所述实际铰接角运算单元根据轨迹校正参数和GPS测试仪测量的两车行驶轨迹对汽车列车行驶轨迹进行校正并计算实际铰接角，所述期望铰接角运算单元根据车辆的速度信号和方向盘转角信号计算不同速度和转角条件下的期望铰接角，主动前轮转向控制器(7)根据微处理器(5)输出的铰接角误差信号计算附加的控制转向角输入并通过执行机构(8)控制车辆转向盘转角，从而通过主动改变驾驶员给定的方向盘转角使得车辆的铰接角响应尽可能与理想的车辆响应特性相一致。