高架宽体电车转弯控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种高架宽体电车转弯控制系统，包括速度采集模块、位置确定模块、车辆总控制模块、内侧车轮驱动模块、外侧车轮驱动模块及子控制模块；速度采集模块用于采集车辆的行驶速度，位置确定模块用于采集车辆中相对的内侧车轮与外侧车轮的位置信息，车辆总控制模块根据位置信息确定出内侧车轮与外侧车轮之间的中点的弧形半径值并根据弧形半径值以及行驶速度计算出内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度并发送至子控制模块，子控制模块根据所需要达到的线速度对应控制内侧车轮驱动模块及外侧车轮驱动模块输出预定的驱动力驱动内侧车轮与外侧车轮到达所需的线速度。本发明专利技术还涉及一种高架宽体电车转弯控制系统的控制方法。

Overhead wide body tram turning control system and control method thereof

The invention provides a wide elevated tram turn control system, including the speed acquisition module, location module, vehicle control module, the inner wheel driving module, control module and the outer wheel driving module; speed acquisition module is used to collect the vehicle speed, the position determination module is used for position information acquisition vehicle relative to the inner wheel and the outer wheel, the total vehicle control module according to the location information to determine the radius of arc midpoint between the inner wheel and the outer wheel according to the value of the arc radius and velocity values calculated with the inner wheel to the outer wheel line speed and sent to the electronic control module, control module according to the required speed corresponding line to control the driving force of the inner wheel drive module and the outer wheel driving module outputs a predetermined inner wheel drive The required line speed is reached with the outer wheel. The invention also relates to a method for controlling a turning control system of an overhead wide body tram.

【技术实现步骤摘要】
高架宽体电车转弯控制系统及其控制方法
本专利技术涉及高架宽体电车
，特别涉及一种高架宽体电车转弯控制系统及其控制方法。
技术介绍
高架宽体电车由于体积巨大，转向问题一直是其走向大规模应用之前的一个亟待解决的难题之一。目前，针对使用两侧车轮转速差来实现高架宽体电车的转弯控制策略，国内外尚无明确其他案例。轨道交通中由于轨道的转弯半径很大，可以通过转向架来解决过弯道问题；而汽车上所应用的差速控制，是通过ABS系统检测车轮空转而降低该轮转速，以重新恢复抓地力，属于对不同摩擦力地面的被动适应，并非用于车辆的转向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种高架宽体电车转弯控制系统，以解决上述技术问题。本专利技术实施例提供一种高架宽体电车转弯控制系统，包括速度采集模块、位置确定模块、车辆总控制模块、内侧车轮驱动模块、外侧车轮驱动模块及子控制模块，所述速度采集模块、所述位置确定模块、所述内侧车轮驱动模块、所述子控制模块均与所述车辆总控制模块连接，所述子控制模块与所述内侧车轮驱动模块及外侧车轮驱动模块连接；所述速度采集模块用于采集车辆的行驶速度并将车辆的行驶速度发送至所述车辆总控制模块，所述位置确定模块用于采集车辆中相对的内侧车轮与外侧车轮在车辆行进轨道上的位置信息并将内侧车轮与外侧车轮的位置信息发送至所述车辆总控制模块，所述车辆总控制模块根据内侧车轮与外侧车轮的位置信息确定出内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值，所述车辆总控制模块根据内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值以及车辆的行驶速度计算出内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度，并将内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度发送至所述子控制模块，所述子控制模块根据内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度对应控制所述内侧车轮驱动模块及所述外侧车轮驱动模块，输出预定的驱动力驱动内侧车轮与外侧车轮到达所需的线速度。进一步地，在车辆转弯时，设内侧车轮的预定线速度值为vi、外侧车轮的预定线速度值为vo、车辆的行进速度值为v、相对的内侧车轮与外侧车轮之间的一半距离值为d、内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值为r，此时，车辆围绕弯道所在圆心处的角速度ω＝v/r，vi和vo分别与v、d以及r之间满足以下关系：vi＝ω*(r-d)＝(1-d/r)*v；vo＝ω*(r+d)＝(1+d/r)*v。进一步地，所述车辆总控制模块内存储有在车辆行进轨道的路径信息以及存储有在车辆行进轨道的处任意一个位置处，相对的内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值。进一步地，所述高架宽体电车具有多个内侧车轮与多个外侧车轮，多个内侧车轮与多个外侧车轮成对设置，相对的内侧车轮与外侧车轮通过一个位置确定模块确定位置。进一步地，每个内侧车轮与每个外侧车轮上分别通过一个内侧车轮驱动模块及一个外侧车轮驱动模块驱动，相对的内侧车轮与外侧车轮所对应的内侧车轮驱动模块及外侧车轮驱动模块所输出的驱动力由一个所述子控制模块控制。进一步地，所述速度采集模块为速度传感器。进一步地，所述位置确定模块为GPS定位器。本专利技术还提供一种高架宽体电车转弯控制系统的控制方法，包括以下步骤；采集车辆的当前行驶速度值以及车辆的内侧车轮与外侧车轮的位置信息；确定车辆中相对的内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值；计算内侧车轮与外侧车轮所需达到的线速度；以及输出预定的驱动力驱动内侧车轮与外侧车轮达到所需要的线速度。本专利技术的有益效果是：本专利技术的高架宽体电车转弯控制系统及控制方法可以在高架宽体电车转弯时，使高架宽体电车的内侧车轮与外侧车轮到达所需的线速度，保证车辆不会有横向的滑行，结构简单，成本低且控制精度高。附图说明图1是本专利技术实施例的高架宽体电车转弯控制系统的原理框图。图2是本专利技术实施例的高架宽体电车转弯控制方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本专利技术实施例提供一种高架宽体电车转弯控制系统，包括速度采集模块1、位置确定模块2、车辆总控制模块3、内侧车轮驱动模块4、外侧车轮驱动模块5及子控制模块6。速度采集模块1、位置确定模块2、子控制模块6均与车辆总控制模块3连接，子控制模块6与内侧车轮驱动模块4及外侧车轮驱动模块5连接。速度采集模块1用于采集车辆的行驶速度并将车辆的行驶速度发送至车辆总控制模块3，位置确定模块2用于采集相对的内侧车轮与外侧车轮在车辆行进轨道上的位置信息并将内侧车轮与外侧车轮的位置信息发送至车辆总控制模块3，车辆总控制模块3根据内侧车轮与外侧车轮的位置信息确定出内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值，车辆总控制模块3根据内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值以及车辆的行驶速度计算出内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度并将内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度发送至子控制模块6，子控制模块6根据接收到的内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度，对应控制内侧车轮驱动模块4及外侧车轮驱动模块5输出预定的驱动力驱动内侧车轮与外侧车轮到达所需的线速度。需要说明的是，内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值指的是，在车辆行进轨道的弧形部上(也可以说是拐弯处)，内侧车轮与外侧车轮之间的中点到该弧形部的圆心的距离。需要进一步说明的是，车辆在车辆行进轨道的直线部分行驶时，内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值为0，车辆无需转弯，而车辆在车辆行驶轨道的弧向部分行驶时，内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值r才会有具体的数据，车辆需要转弯。在本实施例中，当车辆转弯时，设内侧车轮的预定线速度值为vi、外侧车轮的预定线速度值为vo、车辆的行进速度值为v、相对的内侧车轮与外侧车轮之间的一半距离值为d、内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值为r，此时，车辆围绕弯道所在圆心处的角速度ω＝v/r，vi和vo分别与v、d以及r之间满足以下关系：vi＝ω*(r-d)＝(1-d/r)*v；vo＝ω*(r+d)＝(1+d/r)*v。需要说明的是，车辆的两相对车轮之间的一半距离值d为已知值，两相对车轮之间的中点在车辆行进轨道上的任意一点的弯道半径值r也为已知值，任意时刻的车辆速度值v可以实时测得，因此，在弯道处的内外侧车轮所需达到的线速度值vi及外侧车轮所需达到的线速度值vo均可以求得，此刻车辆总控制模块3将内侧车轮与外侧车轮所需达到的线速度值vi与vo发送至子控制模块6，子控制模块6根据内侧车轮与外侧车轮所需达到的线速度值vi与vo对应控制内侧车轮驱动模块4以及外侧车轮驱动模块5，使内侧车轮驱动模块4与外侧车轮驱动模块5提供预定的驱动力，驱动车辆的内侧车轮的线速度与外侧车轮的线速度达到设定值，同时保证车辆不会有横向的滑行。车辆总控制模块3内存储有在车辆行进轨道的路径信息以及存储有在车辆行进轨道的处任意一个位置处，相对的内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值，以方便车辆总控制模块3根据相对的内侧车轮与外侧车轮在车辆行进轨道上的位置确定相对的内侧车轮与外侧车轮之间的中点所对应的弧形半径值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高架宽体电车转弯控制系统，其特征在于，包括速度采集模块(1)、位置确定模块(2)、车辆总控制模块(3)、内侧车轮驱动模块(4)、外侧车轮驱动模块(5)及子控制模块(6)，所述速度采集模块(1)、所述位置确定模块(2)、所述内侧车轮驱动模块(4)、所述子控制模块(6)均与所述车辆总控制模块(3)连接，所述子控制模块(6)与所述内侧车轮驱动模块(4)及外侧车轮驱动模块(5)连接；所述速度采集模块(1)用于采集车辆的行驶速度并将车辆的行驶速度发送至所述车辆总控制模块(3)，所述位置确定模块(2)用于采集车辆中相对的内侧车轮与外侧车轮在车辆行进轨道上的位置信息并将内侧车轮与外侧车轮的位置信息发送至所述车辆总控制模块(3)，所述车辆总控制模块(3)根据内侧车轮与外侧车轮的位置信息确定出内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值，所述车辆总控制模块(3)根据内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值以及车辆的行驶速度计算出内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度，并将内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度发送至所述子控制模块(6)，所述子控制模块(6)根据内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度对应控制所述内侧车轮驱动模块(4)及所述外侧车轮驱动模块(5)，输出预定的驱动力驱动内侧车轮与外侧车轮到达所需的线速度。...

【技术特征摘要】
1.一种高架宽体电车转弯控制系统，其特征在于，包括速度采集模块(1)、位置确定模块(2)、车辆总控制模块(3)、内侧车轮驱动模块(4)、外侧车轮驱动模块(5)及子控制模块(6)，所述速度采集模块(1)、所述位置确定模块(2)、所述内侧车轮驱动模块(4)、所述子控制模块(6)均与所述车辆总控制模块(3)连接，所述子控制模块(6)与所述内侧车轮驱动模块(4)及外侧车轮驱动模块(5)连接；所述速度采集模块(1)用于采集车辆的行驶速度并将车辆的行驶速度发送至所述车辆总控制模块(3)，所述位置确定模块(2)用于采集车辆中相对的内侧车轮与外侧车轮在车辆行进轨道上的位置信息并将内侧车轮与外侧车轮的位置信息发送至所述车辆总控制模块(3)，所述车辆总控制模块(3)根据内侧车轮与外侧车轮的位置信息确定出内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值，所述车辆总控制模块(3)根据内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半径值以及车辆的行驶速度计算出内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度，并将内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度发送至所述子控制模块(6)，所述子控制模块(6)根据内侧车轮与外侧车轮所需要达到的线速度对应控制所述内侧车轮驱动模块(4)及所述外侧车轮驱动模块(5)，输出预定的驱动力驱动内侧车轮与外侧车轮到达所需的线速度。2.如权利要求1所述的高架宽体电车转弯控制系统，其特征在于，在车辆转弯时，设内侧车轮的预定线速度值为vi、外侧车轮的预定线速度值为vo、车辆的行进速度值为v、相对的内侧车轮与外侧车轮之间的一半距离值为d、内侧车轮与外侧车轮之间的中点在车辆行进轨道上的弧形半...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建刚，沈敏，戴伟，
申请(专利权)人：常州新天轨道交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32