本發明專利技術公開一種用于快速公交系統客車的半主動鉸接系統及控制方法，鉸接圓盤上固設兩個轉動組件，兩個轉動組件之間設角度傳感器，一個轉動組件固接客車的前車體上，另一個轉動組件通過左、右液壓缸固接客車的后車體上，左、右液壓缸的液壓臂上設有對應的左、右預緊彈簧，右液壓缸上腔與左液壓缸下腔、右液壓缸下腔與左液壓缸上腔、右液壓缸上腔與左液壓缸上腔均通過各自的液壓軟管相連，右液壓缸上腔與左液壓缸上腔的軟管上設有阻尼調節裝置；客車驅動后橋上設有速度傳感器，客車各軸懸架處設質量檢測裝置，根據實時載荷質量及速度控制阻尼調節裝置輸出最佳的阻尼值，在任何負載條件下都能防止客車出現車體折疊碰撞、中軸側滑等現象。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于快速公交系統(簡稱BRT)鉸接客車車輛
，尤其涉及一種用于發動機后置式快速公交系統客車的半主動鉸接系統及控制方法。
技術介紹
快速公交系統是一種介于快速軌道交通與常規公交之間的新型公共客運系統，是一種大運量的交通運輸方式，通常被稱作為“地面上的地鐵系統”。BRT客車車輛一般由前后兩個車體組成，中間通過鉸接系統連接，整車有前、中、后三根車軸，前車體有兩根車軸，前輪起轉向作用，中軸起支撐作用；后車體只有一根車軸，通過鉸接系統以半掛的形式與前車體相連。發動機和傳動裝置布置在后車體上，后軸為驅動軸，整車依靠后車體推動向前行駛，屬于頂推式鉸接車輛。現有的鉸接系統主要通過改變液壓系統兩液壓缸的阻尼來控制車輛轉彎，使客車在行駛時會產生一個繞鉸接圓盤中心豎軸的橫擺阻尼轉矩，這個轉矩直接影響車輛的駕駛特性:一是，如果鉸接系統的阻尼過小，當地面提供給中軸車輪的側向力較小時(如雨雪路面等)，客車后車體極容易將中軸側向推出，嚴重時前后車體發生“V”型剪切；二是，如果在高速行駛的過程中鉸接系統太過無阻尼，車輛行駛就不會穩定，當在高速行駛突然采取制動時，由于慣性力的作用，車輛的中軸受到突然增大的推力，后車體容易將中軸推出，使車輛失穩；第三，在轉彎過程中，如果鉸接系統阻尼過小，當車速較高時，前后車體容易發生“V”型剪切；如果阻尼較大，在轉彎過程中必要的轉動會被阻止滯后，前后車體傾向于向前直行，導致轉向半徑過大而影響道路上(特別是交叉口處)車輛的行駛。為解決傳統鉸接系統存在的缺陷，中國專利申請號為201010262349.4、名稱為“用于城市快速公交系統的客車底盤鉸接系統及工作方法”提供了一種適用于BRT鉸接式客車的新型鉸接系統，具體方法是在鉸接系統兩側的液壓臂上分別加裝一個圓柱螺旋預緊彈簧，客車在轉彎過程中，兩側的液壓臂伸縮量發生變化，一側彈簧被壓縮，另一側彈簧舒張，在阻尼和剛度的共同作用下增強了客車的操縱穩定性。但其缺陷是:只是加裝了螺旋預緊彈簧，沒有考慮BRT客車空載和滿載工況下的行駛穩定性以及行駛路線對目標路線跟隨的準確性，因BRT客車的空載質量與滿載質量差距較大，客車在這兩種負載條件下以相同的速度行駛轉向時，如果鉸接系統提供的阻尼力矩和彈性力矩不能夠隨車體質量和速度的改變而做出相應變化，必然會使BRT客車操縱穩定性的改善受到限制。
技術實現思路
本專利技術的目的是為解決現有技術中BRT客車鉸接系統提供的回轉力矩存在不合理的問題，給BRT客車提供一種能夠在空載時主要依靠預緊彈簧提供回轉力矩，隨著車體質量及行駛車速的改變實時控制液壓系統阻尼的新型半主動鉸接系統及控制方法，以保證在BRT客車負載和速度發生變化時鉸接系統可以為客車提供實時且合理的回轉阻尼及剛度力矩，確保客車不發生車體折疊、碰撞、車軸側滑等現象，并能以較高精度跟隨目標行駛路線，增強BRT客車轉彎時的操縱穩定性及行駛安全性。本專利技術所述用于快速公交系統客車的半主動鉸接系統采用的技術方案是:包括鉸接圓盤、預緊彈簧和液壓缸，鉸接圓盤上固設兩個轉動組件，兩個轉動組件之間設角度傳感器，一個轉動組件固接客車的前車體上，另一個轉動組件通過左、右液壓缸固接客車的后車體上，左、右液壓缸的液壓臂上設有對應的左、右預緊彈簧，右液壓缸上腔與左液壓缸下腔、右液壓缸下腔與左液壓缸上腔、右液壓缸上腔與左液壓缸上腔均通過各自的液壓軟管相連，右液壓缸上腔與左液壓缸上腔的軟管上設有阻尼調節裝置；客車驅動后橋上設有速度傳感器，客車各軸懸架處設質量檢測裝置，所述角度傳感器、速度傳感器、阻尼調節裝置及各質量檢測裝置分別通過控制信號線連接ECU。本專利技術所述用于快速公交系統客車的半主動鉸接系統的控制方法采用的技術方案是:1)當客車直線行駛時，ECU控制阻尼調節裝置輸出最小的阻尼預設值，左、右預緊彈簧壓縮量相等。2)當客車空載右轉時，右預緊彈簧被壓縮，左預緊彈簧舒張，右液壓缸下腔和左液壓缸上腔內的油液經阻尼可調裝置進入到右液壓缸上腔和左液壓缸下腔；ECU根據角度傳感器的信號計算獲得客車前后車體間的實時角度和角速度，速度傳感器和質量檢測裝置將信號輸送到ECU，當該實時角度和角速度的乘積小于等于0時，ECU控制阻尼調節裝置輸出最小阻尼預設值；客車空載左轉時與右轉相反。3)當客車在有載下右轉時，右預緊彈簧被壓縮，左預緊彈簧舒張，右液壓缸下腔和左液壓缸上腔內的油液經阻尼可調裝置進入到右液壓缸上腔和左液壓缸下腔，EOT根據角度傳感器的信號計算獲得客車前后車體間的實時角度和角速度，速度傳感器和質量檢測裝置將相關信號輸送到ECU，當該實時角度和角速度的乘積小于0時，ECU控制阻尼調節裝置輸出最小的阻尼預設值，當實時角度和角速度的乘積大于0時，ECU控制阻尼調節裝置輸出值在最小的阻尼預設值與最大值之間；客車左轉時與右轉相反。4)當客車右轉向回正時，左預緊彈簧回位，右預緊彈簧舒張，右液壓缸上腔和左液壓缸下腔內的油液經阻尼可調裝置進入到右液壓缸下腔和左液壓缸上腔，客車在轉向過程中實時角度和角速度的乘積小于0，ECU控制阻尼調節裝置輸出最小的阻尼預設值；左轉向回正時與右轉向回正相反。本專利技術采用上述技術方案后，具有的有益效果是:1、可根據BRT的實時載荷質量及速度控制阻尼調節裝置輸出最佳的阻尼值，能夠使BRT客車在任何負載條件下都能夠防止客車出現車體折疊碰撞、中軸側滑等現象，并能使行駛軌跡更貼近目標路徑。2、BRT客車在轉向回正時鉸接系統的阻尼為最小預設值，減小了對兩車體回到直線行駛的阻礙，在預緊彈簧的回正作用下可使客車前后兩車體較快的回到直線行駛，減小了車體的橫擺振動，同時使BRT客車的行駛軌跡與目標軌跡非常接近，進而達到提高BRT客車操縱穩定性及行駛安全性的效果。【附圖說明】圖1是本專利技術鉸接系統的結構示意圖；圖2是半主動鉸接系統控制原理圖；圖中:1.鉸接圓盤；2.角度傳感器；3.右預緊彈簧；4.右液壓臂；5.右液壓缸；6.液壓軟管；7.左預緊彈簧；8.阻尼調節裝置；9.左液壓臂；10.左液壓缸；11.速度傳感器；12.鉸接系統；13.質量檢測裝置。【具體實施方式】圖1所示，本專利技術所述用于快速公交系統客車的半主動鉸接系統包括鉸接圓盤1、預緊彈簧、液壓缸等。鉸接圓盤1與右預緊彈簧3、右液壓缸5、左預緊彈簧7、阻尼調節裝置8以及左液壓缸10構成半主動鉸接系統的主體機械-液壓結構；其中，鉸接圓盤1上固定連接了兩個轉動組件，鉸接圓盤1上的兩個轉動組件之間設有角度傳感器2。鉸接圓盤1的一個轉動組件固接于BRT客車的前車體上，而鉸接圓盤1的另一個轉動組件通過右液壓缸5和左液壓缸10固接于后車體上。右液壓缸5的右液壓臂4上設有右預緊彈簧3，左液壓缸10的左液壓臂9上設有左預緊彈簧7。右液壓缸5的上腔與左液壓缸10的下腔通過第一根液壓軟管6相連，右液壓缸5的下腔與左液壓缸10的上腔通過第二根液壓軟管6相連，右液壓缸5的上腔與左液壓缸10的上腔由第三根液壓軟管6相連，且在第三根液壓軟管6的管路上設有阻尼調節裝置8。如圖2所示:在BRT客車驅動后橋上設有速度傳感器11，在各軸懸架處設有質量檢測裝置13。角度傳感器2、速度傳感器11及各質量檢測裝置13與車載ECU間分別通過控制信號線相連，ECU與阻尼調節裝置8間也通過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于快速公交系統客車的半主動鉸接系統，包括鉸接圓盤（1）、預緊彈簧和液壓缸，鉸接圓盤（1）上固設兩個轉動組件，兩個轉動組件之間設角度傳感器（2），一個轉動組件固接客車的前車體上，另一個轉動組件通過左、右液壓缸（10、5）固接客車的后車體上，左、右液壓缸（10、5）的液壓臂上設有對應的左、右預緊彈簧（7、3），其特征是：右液壓缸（5）上腔與左液壓缸（10）下腔、右液壓缸（5）下腔與左液壓缸（10）上腔、右液壓缸（5）上腔與左液壓缸（10）上腔均通過各自的液壓軟管相連，右液壓缸（5）上腔與左液壓缸（10）上腔之間的軟管上設有阻尼調節裝置（8）；客車驅動后橋上設有速度傳感器（11），客車各軸懸架處設質量檢測裝置（13），所述角度傳感器（2）、速度傳感器（11）、阻尼調節裝置（8）及各質量檢測裝置（13）分別通過控制信號線連接ECU。
【技術特征摘要】
1.一種用于快速公交系統客車的半主動鉸接系統，包括鉸接圓盤(1)、預緊彈簧和液壓缸，鉸接圓盤(1)上固設兩個轉動組件，兩個轉動組件之間設角度傳感器(2)，一個轉動組件固接客車的前車體上，另一個轉動組件通過左、右液壓缸(10、5)固接客車的后車體上，左、右液壓缸(10、5)的液壓臂上設有對應的左、右預緊彈簧(7、3)，其特征是:右液壓缸(5)上腔與左液壓缸(10)下腔、右液壓缸(5)下腔與左液壓缸(10)上腔、右液壓缸(5)上腔與左液壓缸(10)上腔均通過各自的液壓軟管相連，右液壓缸(5)上腔與左液壓缸(10)上腔之間的軟管上設有阻尼調節裝置(8 );客車驅動后橋上設有速度傳感器(11 )，客車各軸懸架處設質量檢測裝置(13)，所述角度傳感器(2)、速度傳感器(11)、阻尼調節裝置(8)及各質量檢測裝置(13)分別通過控制信號線連接EOT。2.一種如權利要求1所述用于快速公交系統客車的半主動鉸接系統的控制方法，其特征是:1)當客車直線行駛時，ECU控制阻尼調節裝置(8)輸出最小的阻尼預設值，左、右預緊彈簧(7、3)壓縮量相等；2)當客車空載右轉時，右預緊彈簧(3)被壓縮，左預緊彈簧(7)舒張，右液壓缸(5)下腔和左液壓缸(10)上腔內的油液經阻尼可調裝置(8)進入到右液壓缸(5)上腔和左液壓缸(10)下腔；ECU根據角度傳感器(2)的信號計算獲得客車前后車體間的實時角度和角速度，速度傳感器(11)和質量檢測裝置(13)將信號輸送到ECU，當...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳士安，姜右良，游專，馬銀，姚明，張曉娜，武曉暉，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：
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