[发明专利]铁路车辆用主动转向控制装置及方法

权利要求书

1.一种铁路车辆用主动转向控制装置，其特征在于，包括：

测定部，其用于测定行驶中的铁路车辆的行驶数据；

推定部，其利用由上述测定部测定的数据来推定铁路车辆行驶的曲线线路的曲率半径；

计算部，其利用由上述推定部推定的曲率半径来设定行驶中的铁路车辆的轮轴转向角的目标值；

控制部，其对由上述计算部设定的轮轴转向角的目标值与实际轮轴转向角进行比较，使轮轴产生转向控制信号；以及

促动器，其借助上述控制部的转向信号使轮轴转向。

2.根据权利要求1所述的铁路车辆用主动转向控制装置，其特征在于，

上述测定部包括：

相对位移及相对角测定装置，其设置在台车的一侧面，用于测定车体与前/后部台车之间长度方向相对位移和车体与前/后部台车之间的相对角，或者

全球定位系统，其设置在车体的前部台车的中心。

3.根据权利要求2所述的铁路车辆用主动转向控制装置，其特征在于，上述测定部还包括转向角测定装置，上述转向角测定装置通过测定促动器的驱动位移来推定实际转向的轮轴的转向角。

4.根据权利要求2所述的铁路车辆用主动转向控制装置，其特征在于，上述推定部利用由相对位移及相对角测定装置测定的相对位移及相对角，并借助推定曲率半径，

（其中，R_est：曲率半径推定值，2L：前部台车与后部台车的中心之间的距离，x：相对位移及相对角测定装置与台车的中心之间的距离，△：车体与前、后部台车之间的长度方向相对位移（△₁、△₂）之和）。

5.根据权利要求2所述的铁路车辆用主动转向控制装置，其特征在于，上述推定部利用由全球定位系统测定的前部台车的中心位置，并借助推定曲率半径，

（其中，R_est：曲率半径推定值，L：前部台车与后部台车的中心之间的距离的一半，△：连接前部台车与后部台车的中心的线段与前部台车的中心的移动路径之间的最大距离）。

6.根据权利要求1所述的铁路车辆用主动转向控制装置，其特征在于，上述计算部利用由推定部推定的曲率半径，并借助设定行驶中的铁路车辆的轮轴转向角目标值，

（其中，δ_desire：轮轴转向角目标值，d：固定轴距的一半（m），R：曲率半径，C：曲率（1/Km），C定义为1/R）。

7.根据权利要求3所述的铁路车辆用主动转向控制装置，其特征在于，

上述控制部包括：

比较部，其用于比较由计算部设定的轮轴转向角目标值与通过上述转向角推定装置推定的实际轮轴的转向角；

信号产生部，其利用在上述比较部中获得的比较结果，使促动器产生轮轴转向信号。

8.一种铁路车辆用主动转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

行驶数据测定步骤，测定行驶中的铁路车辆的行驶数据；

曲率半径推定步骤，利用所测定的行驶数据来推定铁路车辆行驶的曲线线路的曲率半径；

目标值设定步骤，利用上述曲率半径来设定行驶中的铁路车辆的轮轴转向角目标值；

转向角比较步骤，将上述轮轴转向角目标值与实际轮轴转向角进行比较；以及

转向角控制步骤，根据轮轴转向角的比较结果来控制轮轴转向角。

9.根据权利要求8所述的铁路车辆用主动转向控制方法，其特征在于，

上述行驶数据测定步骤包括如下步骤：

相对角测定步骤，利用位移传感器测定铁路车辆在曲线区间行驶时产生的车体与前、后部台车之间的相对角；

相对位移测定步骤，利用位移传感器测定铁路车辆在曲线区间行驶时产生的车体与前、后部台车之间的长度方向相对位移。

10.根据权利要求8所述的铁路车辆用主动转向控制方法，其特征在于，

上述行驶数据测定步骤包括如下步骤：

位置信息获取步骤，在铁路车辆的前部台车的中心附着全球定位系统，实时获取台车的中心的位置信息；

位置信息推定步骤，利用上述前部台车的中心的位置信息来推定后部台车的中心的位置信息。