[发明专利]一种跨运车防倾覆稳定性控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种跨运车防倾覆稳定性控制系统与方法，包括转弯稳定性模块，依据风速、坡度条件，在载荷、起升高度位置一定时，计算转弯速度与转弯半径之间的关系，作出数据库，用拉格朗日拟合函数拟合出转弯速度和转弯半径的曲线，并用龙格现象的优化滤波处理；刹车制动稳定性模块，依据风速、坡度条件，在满载、起升高度在最高点且全速行驶时急刹车，通过控制减速制动时间，结合考虑车辆每轮的轮压状态，判别车辆是否稳定；控制模块，对比转弯稳定性模块和刹车制动稳定性模块的实时参数，并最终结合转弯稳定性模块和刹车制动稳定性模块的参数控制。本发明能够使跨运车在转向时保证车速在安全区内，并且确保跨运车制动安全。

技术领域

本发明涉及一种车辆防倾覆系统及方法，更具体地说，涉及一种跨运车防倾覆稳定性控制系统及方法。

背景技术

集装箱跨运车是集装箱装卸设备中的主力机型，通常承担由码头前沿到堆场的水平运输以及堆场的集装箱堆码工作。由于集装箱跨运车具有机动灵活、效率高、稳定性好、轮压低等特点，得到普遍的应用。集装箱跨运车作业对提高码头前沿设备的装卸效率十分有利。集装箱跨运车从20世纪60年代问世以来，经过几十年的发展，已经与轮胎式集装箱门式起重机一样，成为集装箱码头和堆场的关键设备。

集装箱跨运车具有机动性强、作业灵活的优点，可一机完成多种作业，包括自取、搬运、堆垛、装卸等，可自行抓取并运走集装箱，节能环保、维护成本低。跨运车整机高度可达16米，当带载荷且起升高度处于高位时，整机重心很高，且由于跨运车行驶速度较快，转弯灵活，速度和转弯半径不好匹配，不易司机驾驶操作。一旦司机驾驶操作不当，就会发生倾覆翻车，造成机毁人亡的重大事故。因此亟待研究一种跨运车防倾覆及稳定性控制系统，可以自动调整跨运车的姿态，即使在司机操作不当时，也可以避免倾覆，保持车辆的稳定，确保安全。

发明内容

针对现有技术中存在的跨运车易倾覆的问题，本发明的目的是提供一种跨运车防倾覆稳定性控制系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种跨运车防倾覆稳定性控制系统，包括转弯稳定性模块，依据风速、坡度条件，在载荷、起升高度位置一定时，计算转弯速度与转弯半径之间的关系，作出数据库，用拉格朗日拟合函数拟合出转弯速度和转弯半径的曲线，并用龙格现象的优化滤波处理；刹车制动稳定性模块，依据风速、坡度条件，在满载、起升高度在最高点且全速行驶时急刹车，通过控制减速制动时间，结合考虑车辆每轮的轮压状态，判别车辆是否稳定；控制模块，对比转弯稳定性模块和刹车制动稳定性模块的实时参数，并最终结合转弯稳定性模块和刹车制动稳定性模块的参数控制。

进一步地，所述转弯稳定性模块的动力学方程为：

其中m为整车质量，F_xxl为向心力，θ为车辆相对于全局坐标系转过的角度，M_xxl为向心力矩，M_fz为侧向风载力矩，J₁为整车绕车辆纵轴旋转的转动惯量，k为悬架系统以及车轮胎的等效弹性系数，c为轮胎和悬架系统的等效阻尼系数，h为质心高度，r为转弯半径，b为跨运车宽度的一半,α为跨运车转弯所产生的侧倾角度。

进一步地，所述转弯稳定性模块的稳定性判据为：

mg sin(θ₀-α-θ_xp)l≥1.35(M_xxl+M_fz)