SU979192A1 - Method of controlling the steering of motor vehicle unit - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТОМ АВТОТРАНСПОРТНОГО ЗВЕНА(54) METHOD OF TURNING THE MOTOR TRANSPORT LINK

1one

Изобретение относитс  к управлению поворотом как отдельных автотранспортных звеньев, так. и прицепных или полуприцепных звеньев автопоездов, имеющих поворотные колёса или поворотные оси.This invention relates to the steering control of both individual road units as well. and trailed or semi-trailer units of road trains with rotary wheels or axles.

Известен способ управлени  поворотом автотранспортного звена, заключающийс  в повороте задних колес относительно рамы данного звена и отслеживании угла поворота задних колес относительно упом нутой рамь 1.A known method of controlling the turn of a motor link is to rotate the rear wheels relative to the frame of this link and track the angle of rotation of the rear wheels relative to said frame 1.

Недостатками этого способа  вл ютс  необходимость определени  угла складывани  полуприцепа с т гачом и наличие жесткой св зи процесса поворота колес с процессом складывани . Это затрудн ет стыковку и расстыковку с т гачом, становитс  невозможным использование других имеющихс  т гачей, не оборудованных специальным образом дл  стыковки с полуприцепом и управлени  поворотом. Из-за возможности изменени  жесткости св зи в процессе эксплуатации снижаетс  надежность процесса управлени . При управлении по данному способу невозможно учесть юз колес и боковой увод эластичных щин.The disadvantages of this method are the need to determine the folding angle of a semi-trailer with a heavy duty and the presence of a rigid connection between the process of turning the wheels and the folding process. This makes it difficult to dock and uncouple with the drag wagon, it becomes impossible to use other available wad drafts that are not specially equipped to dock with the semi-trailer and control the turn. Due to the possibility of changing the stiffness of the bond during operation, the reliability of the control process is reduced. When operating according to this method, it is impossible to take into account the use of the wheels and lateral removal of elastic women.

Дл  изменени  передаточного числа (отнощение угла складывани  к углу поворота колес полуприцепа относительно его рамы) необходимы конструктивные изменени . Целью Насто щего изобретени   вл етс  улучщение управл емости путем обеспечени  автономности процесса управлени  поворотом задних колес звена.To change the gear ratio (the ratio of the folding angle to the angle of rotation of the wheels of the semi-trailer relative to its frame), structural changes are necessary. The purpose of the present invention is to improve controllability by ensuring the autonomy of the steering control of the rear wheels of the link.

Указанна  цель достигаетс  тем, что поворачивают задние колеса в сторону, противоположную отклонению от продольной оси транспортного звена вектора скорости, вз того в точке звена, расположенной спереди от задних управл емых колес на рассто нии;This goal is achieved by turning the rear wheels in the direction opposite to the deviation from the longitudinal axis of the transport element of the velocity vector taken at the point of the link located in front of the rear steered wheels at a distance;

(1)(one)

Lnp Lnp

1515

tgytgy

t«(y)t "(y)

- колесна  база звена (рассто ние - wheelbase link (distance

где L от точки сцепки полуприцепа с where L is from the hitch point of the semitrailer with

20 т гачом до задних колес или от передних до задних колес);20 tons with gaiter to the rear wheels or from the front to the rear wheels);

-базовый угол поворота задних колес относительно рамы звена;-the base angle of the rear wheels relative to the frame of the link;

- передаточное число. до тех пор, пока угол между вектором скорости и продольной осью звена не станет равным нулю. Способ управлени  поворотом автотранспортного арена по сн етс  схемами, на которых показаны положени  автотранспортных звеньев на повороте при передаточном числе, равном по модулю единице (фиг. 1, 2, 3 и 4), и при передаточном числе , отличающемс  от единицы (фиг. 5). На фиг. 1 показана кинематическа  схема отдельного звена или прицепа с передними и задними поворотными колесами; на фиг. 2 - кинематическа  схема полуприцепа с т гачом; на фиг. 3 - кинематическа  схема автотранспортного звена при отклонении вектора скорости выбранной точки вправо; на фиг. 4 - кинематическа  схема автотранспортного звена при отклонении вектора скорости выбранной точки влево; на фиг. 5 - кинематическа  схема автотранспортного звена при передаточном числе, не равном единице. Траекторию движени  любой точки на повороте полностью определ ет вектор скорости этой точки. Дл  задани  режима поворота автотранспортного звена достаточно задать векторы скоростей двух точек звена , так как они определ ют векторы скоростей всех остальных точек звена. Дл  одиночного автотранспортного звена (фиг. 1) или прицепа, имеющего корпус (раму) 1, передний колесный ход (поворотные колеса или ось) 2 и задний колесный ход 3, такими точками  вл ютс , например, точка 4 переднего колесного хода и точка 5 заднего колесного хода. Полуприцеп (фиг. 2) имеет аналогичные элементы - раму 1, задний колесный ход 3, а в качестве переднего колесного хода выступает т гач 6. Поэтому задающими точками 4 и 5  вл ютс  соответственно точка сцепки полуприцепа с т гачом и точка заднего колесного хода 3 полуприцепа. Вектор скорости точки 4 (V) задаетс  водителеми образует с продольной осью рамы 1 угол ( Уц ) который в общем случае может не совпадать с углом поворота колес 2 или .с углом складывани  полуприцепа с т гачом из-за наличи  юза, бокового увода эластичных шин и т. д. Вектор скорости точки 5 определ етс  углом поворота задних колес 3 и характером их движени  (юзом, боковым уводом эластичных щин и т. п.). Если прин ть за положительный угол поворота вектора скорости против часовой стрелки, а за отрицательный угол поворота вектора скорости по часовой стрелке , то при передаточном числе, равном минус единице (i -1), углы векторов скоростей в точках 4 и 5 равйы, но имеют противоположные знаки, т.е. этом случае согласно приведенной формуле 0,5 L и вектор скорости точки 7 звена, расположенной посередине между точками 4 и 5, направлен вдоль продольной оси звена. В процессе поворота замер ют угол между вектором скорости точки 7 и продольной осью звена. Задние колеса 3, угол поворота которых в общем случае не совпадает с углом вектора точки 5 ( j ) не поворачивают, если вектор скорости точки 7 совпадает с продольной осью звена, и поворачивают, если вектор этой точки не совпадает с продольной осью. При этом, если вектор точки 7 отклонен вправо от продольной оси (фиг. 3), то задние колеса поворачивают против часовой стрелки ( + cj). до тех пор, пока вектор скорости точки 7 не совместитс  с продольной осью звена. Если вектор скорости точки 7 отклонен влево от продольной оси (фиг. 4), то задние колеса поворачивают по часовой стрелке (- cjj ), до тех пор, пока вектор скорости точки 7 Не совместитс  с продольной осью звена. При передаточном числе, не равном минус единице (фиг. 5), положение точки 7 определ ют по той же формуле (1). Из рассмотрени  пр моугольных треугольников , полученных восстановлением перпендикул ров к векторам скоростей в точках 4, 5 и 7, можно записать: „ inp tg(-y5 ) где R - мгновенный радиус поворота точки 7. После почленного делени  равенства (2) на (3) и тождественных преобразоваНИИ получаем формулу (1). При изменении угла Yg от нул  до максимального значени  передаточное число незначительно измен етс . Поэтому в формулу (1) подставл етс  базовый угол jj, в качестве которого выбираетс  либо нуль, либо максимальное значение угла Уд либо какое-нибудь промежуточцое (усредненное) значение. При выборе в качестве базового угла нулевого угла формула (1) упрощаетс  и приобретает следующий вид: Однако расчеты по формуле (1) показывают , что при изменении угла 5 от нул  до тридцати п ти градусов, рассто ние Lj,p мен етс  незначительно (всего на несколько процентов), поэтому дл  практических можно считать, что оно остаетс  посто нным , и в формулу (1) в качестве базового угла представл ть любое фиксированное значение угла YS Поскольку при управлении по за вл емому- способу предусматриваетс  отслеживание угла поворота задних колес звена в соответствии с действительными векторами скоростей точек звена, а не по углам поворота колес или угла складывани  автопоезда, то учитываютс  юз колес, боковой увод эластичных шин и т. п.- gear ratio. until the angle between the velocity vector and the longitudinal axis of the link becomes zero. The method of controlling the turnaround of a motor arena is illustrated by diagrams showing the positions of the motor links on a turn with a gear ratio equal in absolute value to one (Fig. 1, 2, 3 and 4) and with a gear ratio different from one (Fig. 5 ). FIG. Figure 1 shows the kinematic diagram of a single link or trailer with front and rear swivel wheels; in fig. 2 is a kinematic diagram of a semitrailer with a tonne; in fig. 3 - the kinematic diagram of the motor link when the velocity vector of the selected point deviates to the right; in fig. 4 is a kinematic diagram of a motor link with a deviation of the velocity vector of the selected point to the left; in fig. 5 is a kinematic diagram of a motor link with a gear ratio not equal to one. The trajectory of any point on the turn completely determines the velocity vector of this point. To set the rotation mode of the motor link, it is sufficient to specify the velocity vectors of two link points, since they determine the velocity vectors of all the other link points. For a single vehicle link (Fig. 1) or a trailer having a body (frame) 1, a front wheel travel (swivel wheels or axle) 2 and a rear wheel travel 3, such points are, for example, point 4 of the front wheel run and point 5 rear wheel drive. The semi-trailer (Fig. 2) has similar elements - frame 1, rear wheel drive 3, and as front wheel there is a pull 6. Therefore, driver points 4 and 5 are respectively the hitching point of the semi trailer with drag and 3 semi trailer. The velocity vector of point 4 (V) is set by the driver and forms with angle of the longitudinal axis of the frame 1 the angle (Uz), which generally may not coincide with the angle of rotation of the wheels 2 or the angle of folding of the semi-trailer with the weight, because of the presence of lateral removal of elastic tires and so on. The velocity vector of point 5 is determined by the angle of rotation of the rear wheels 3 and the nature of their movement (skidding, lateral drift of elastic women, etc.). If we take the positive angle of rotation of the velocity vector counterclockwise, and the negative angle of rotation of the velocity vector clockwise, then at a gear ratio equal to minus one (i -1), the angles of the velocity vectors at points 4 and 5 are equal to, but have opposite signs, i.e. In this case, according to the above formula, 0.5 L and the velocity vector of the point 7 link, located in the middle between points 4 and 5, is directed along the longitudinal axis of the link. During the rotation, the angle between the velocity vector of point 7 and the longitudinal axis of the link is measured. Rear wheels 3, the rotation angle of which in the general case does not coincide with the angle of the vector of point 5 (j), do not rotate if the velocity vector of point 7 coincides with the longitudinal axis of the link, and rotate if the vector of this point does not coincide with the longitudinal axis. Moreover, if the vector of point 7 is deflected to the right from the longitudinal axis (Fig. 3), then the rear wheels turn counterclockwise (+ cj). until the velocity vector of point 7 is aligned with the longitudinal axis of the link. If the velocity vector of point 7 is deflected to the left of the longitudinal axis (Fig. 4), then the rear wheels turn clockwise (- cjj) until the velocity vector of point 7 is aligned with the longitudinal axis of the link. For a gear ratio not equal to minus one (Fig. 5), the position of point 7 is determined by the same formula (1). From the consideration of right-angled triangles, obtained by restoring perpendiculars to the velocity vectors at points 4, 5 and 7, we can write: „inp tg (-y5) where R is the instantaneous turning radius of point 7. After the term-wise division of equality (2) by (3 ) and identical transformations, we obtain formula (1). As the angle Yg changes from zero to the maximum value, the gear ratio changes slightly. Therefore, the basic angle jj is substituted into formula (1), for which either zero is selected, or the maximum value of the angle is Ud, or some intermediate (averaged) value. When choosing the zero angle as the base angle, formula (1) becomes simpler and takes the following form: However, calculations using formula (1) show that when the angle 5 changes from zero to thirty five degrees, the distance Lj, p changes slightly ( by several percent), therefore for practical purposes it can be considered that it remains constant, and in formula (1) any fixed angle YS should be presented as the base angle, since the control by the proposed method provides for tracking the angle of rotation of the rear wheels and in accordance with the actual velocity vectors of points link, and not at the corners of the steering angle or jack-knifing angle, are taken into consideration the skid of the wheels, lateral withdrawal elastic tires and m. p.

Технико-экономическа  эффективность за вл емого способа обуславливаетс  повышением эксплуатационной надежности процесса управлени  автотранспортным звеном , возможностью сцепки полуприцепа с любым т гачом, улучшением . управл емости и безопасности движени , а также возможностью простой регулировки передаточного числа в зависимости от условной эксплуатации.The technical and economic efficiency of the inventive method is determined by the increase in the operational reliability of the process of managing the motor transport link, the possibility of coupling the semi-trailer with any weight, improvement. controllability and traffic safety, as well as the possibility of simple adjustment of the gear ratio depending on the conditional operation.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  поворотом автотранспортного звена, заключающийс  в повороте задних колес относительно рамы данного звена и отслеживании угла поворота задНих колес относительно упом нутой рамы, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  управл емости путем обеспечени  автономности процесса управлени  поворотом задних колес звена, поворачивают задние колеса в сторону, противоположную отклонению от продольной оси автотранспортного звена вектора скорости, вз того в точке звена, расположенной спереди от задних управл емых колес на рассто нии:The method of controlling the rotation of the vehicle link, which consists in turning the rear wheels relative to the frame of this link and tracking the angle of rotation of the rear wheels relative to said frame, characterized in that, in order to improve controllability by ensuring the autonomous control of the rotation of the rear wheels of the link, the rear wheels are rotated the opposite of the deviation from the longitudinal axis of the motor element of the velocity vector, taken at the point of the link located in front of the rear controlled wheels on DRA Research Institute: лр lr 1 - gy1 - gy t(int (in -колесна  база звена;- wheelbase link; где L Уwhere l y -угол поворота задних колес относительно рамы звена;Angle of rotation of the rear wheels relative to the frame of the link; i - передаточное число, до тех пор, пока угол между вектором скорости и продольной осью звена не станет равным нулю.i - gear ratio, until the angle between the velocity vector and the longitudinal axis of the link becomes zero. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 509485, кл. В 62 D 13/00, 1977 (прототип ).Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 509485, cl. In 62 D 13/00, 1977 (prototype). V  V С/ Ф1лг. 1C / F1lg. one иand ,.2..2. J7/J7 / Фиг..ЗFig..Z Фиг.FIG.