(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210705850.6 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 湖南警察学院 地址 410138 湖南省长 沙市经开区远大三 路9号 (72)发明人 冯晓锋　艾小娟　陈颖　刘江鸿　 (74)专利代理 机构 重庆信航知识产权代理有限 公司 50218 专利代理师 郭冬梅 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种挂车列车内轮 差计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种挂车列车内轮差计算方 法， 包括如下步骤： 首先， 计算内后轮的运动轨 迹。 设A为内前轮， B为内后轮， 轴距为l1， A点的运 动轨迹为半径为R且圆心为O的圆弧， 以O为原点 建立平面直角坐标系Oxy， 并设转角θ的正方向 为顺时针方向； 定义处于θ角、 t时刻， A的位置为 (xA,yA)＝(Rsinθ,Rscosθ)， 其速度沿其轨迹 切线方向ω1＝(sinθ,cosθ)， 其中， θ＝vAt/ R， 在前轮开始转向时， 即零时刻时， B的坐标为( ‑ l1， R)， 在该初始条件下对上述两式进行积 分， 便 可以得到内后轮的运动轨迹， 计算挂车轮的运动 轨迹。 计算最大 内轮差， 内轮差d(θ)＝R ‑RC(θ) 为A的轨迹的半径和C的轨迹曲线沿θ方向的径 矢之差。 本方法可以直观地计算出相应挂车列车 的内轮差， 给车辆设计及安全驾驶提供明确参 考。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115033994 A 2022.09.09 CN 115033994 A 1.一种挂车列车内轮差计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 计算内后轮的运动轨 迹 设A为内前轮， B为内后轮， 牵引车 的轴距为l1， C为半挂车内后轮， 半挂车 的轴距为l2， A 处的运动轨迹为半径为R且圆心为O的圆弧， 以O为原点建立平面直角坐标系Oxy， 并设转角 θ 的正方向为 顺时针方向； 定义处于θ角、 t时刻， A的位置为(xA,yA)＝(Rsinθ,Rscosθ )， 其速度 沿其轨迹切线方向 ω1＝(sinθ,cosθ )， 其 中， θ＝vAt/R， 由于车头后轮不转向， 所有任何时候B处速度方向都与 AB连线方向一致， 则ω2＝(xA‑xB,yA‑yB)/l1， 则A处速度方向与AB连线间夹角α满足以下条 件： cosα ＝ω1·ω2/(|ω1||ω2|)＝[(xA‑xB)sinθ +(yA‑yB)cosθ ]/l1 ＝‑[xBsinθ +yBcosθ ]/l1 因此， 在牵引头AB中， B点速度的分量式为： 对上述两式进行积分， 便可以得到内后轮的运动轨 迹； S2、 计算挂车轮的运动轨 迹 设A1、 B1、 C1分别为牵引头和车身中线上三 点， 刚体AB与BC为无摩擦连接； 在车身BC中， 设C处坐标为(xC,yc)， 其速度始终沿BC方 向， 即ω3＝(xB‑xC,yB‑yC)/l2， 则 角 β 满足以下 条件： cosβ ＝ω2·ω3/(|ω2||ω3|) ＝[(xA‑xB)·(yB‑xc)+(yA‑yB)·(yB‑yC)]/l1·l2从而， C处速度的分量式为： 对以上两式进行积分， 便可 得到挂车轮的运动轨 迹； S3、 计算最大内轮差 内轮差d( θ )为A的轨 迹的半径和C的轨 迹曲线沿θ 方向的径矢之差， 即 d( θ )＝R‑RC( θ ) 得到内轮差d( θ )的表达式后， 即可求取最大的内轮差值。 2.根据权利要求1所述挂车列车内轮差计算方法， 其特征在于， 在执行步骤S1时， 通过 在前轮开始转向时， 即零时刻时， B的坐标为( ‑l1， R)， 对B点速度的分量式进行积分运算， 得 到内后轮的运动轨 迹。 3.根据权利要求1或2所述挂车列车内轮差计算方法， 其特征在于， 利用t＝0时， B的坐 标为(‑R,‑l1)， C的坐标( ‑(l1+l2)， R)， 对C处速度的两个分量式进行积分， 得到挂车轮的运 动轨迹。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115033994 A 2一种挂车列车 内轮差计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及挂车列车交通事故分析领域， 具体涉及一种挂车列车内轮差计算方 法。 背景技术 [0002]由于车辆结构原因， 车辆转弯时前后轮的轨迹不一致， 后轮不会完全跟随前轮轨 迹转动， 内前轮的轨迹 半径大于内后轮的轨迹 半径， 并且时刻在变化。 其中转弯过程中内前 轮的轨迹半径与内后轮的轨迹半径之间的差值被称为内轮差。 据网络发布的不完全统计， 大型车辆发生的重大交通事故中， 由于车辆驾驶员、 行人对 “内轮差”的忽视导致的事故占 70％以上， 由于我国汽车驾驶员位置位于车辆左侧， 同时驾驶室较高， 转弯时右侧存在一定 范围的危险区域。 因此， 大部分事故 发生在车辆右转弯时， 伤亡率可高达90％。 [0003]而大型半挂车作为大型车辆一种， 内轮差更大， 导致的事故危险性更高， 据统计， 有超过10％的大型车辆交通死亡事故， 是由于车辆右转将站在内轮差区域内的行人卷入车 下造成的。 因此如果驾驶员和行人不注意半挂车 的内轮差， 右转弯 时很可能造成严重的交 通事故。 [0004]目前， 本领域技术人员大多都针对普通大货车的内轮差进行了分析研究， 但是， 对 于半挂列车内轮差研究的不多， 尤其是对于半挂列车 的内轮差计算方法， 未有一个明确而 科学的参考。 发明内容 [0005]本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种挂车列车 内轮差的计算方法， 解决了现有技 术中， 缺乏半挂列车内轮差计算方法的问题。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供了以下技术方案： 首先， 计算内后轮的运动轨迹： 设A 为内前轮， B为内后轮， 轴距为l1， 轮距为d， A点的运动轨迹为半径为R且圆心为O的圆弧， 以O 为原点建立平面直角坐标系Oxy， 并设转角 θ 的正方向为顺 时针方向； 定义处于θ角、 t时刻， A 的位置为(xA,yA)＝(Rsinθ,Rscosθ )， 其速度沿其轨迹切线方向ω1＝(sinθ,cosθ )， 其中， θ ＝vAt/R， 由于车头后轮不转向， 所有任何时候B点速度方向都与AB连线方向一致， 则ω2＝ (xA‑xB,yA‑yB)/l1， 则A点速度方向与AB连线间夹角 α 满足以下 条件： [0007]cosα ＝ω1·ω2/(|ω1||ω2|)＝[(xA‑xB)sinθ+(yA‑yB)cosθ]/l1＝‑[xB sinθ+yB  cosθ ]/l1 [0008]因此， 在牵引头AB中， B点速度的分量式为： [0009] [0010] [0011]在前轮开始转向时， 即零时刻时， B的坐标为( ‑l1， R)， 在该初始条件下对上述两式说　明　书 1/5 页 3 CN 115033994 A 3