本實用新型涉及營運(yùn)客車的安全技術(shù)，特別是一種客車的防側(cè)翻裝置及其工作方法。

背景技術(shù)：

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車工業(yè)與交通運(yùn)輸業(yè)也得到了顯著的進(jìn)步。市內(nèi)公交、郊區(qū)班車、旅游大巴和校車等傳統(tǒng)客車，不論是從載客量還是乘坐舒適度都得到了極大的改善。但是，由于道路上行駛的汽車越來越多；而且伴隨著道路網(wǎng)絡(luò)的日益完善，汽車行駛速度也大大地提高，這些都將非?？赡芤鹌嚱煌ㄊ鹿省Ｅc此同時，因為營運(yùn)客車車型較大且載客數(shù)目往往較多這一特殊情況，當(dāng)發(fā)生交通事故時通常會引起嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失，所以營運(yùn)客車的行駛安全性越來越受到人們的關(guān)注，尤其是極易發(fā)生的客車側(cè)翻意外。目前，大多數(shù)營運(yùn)客車主要以差速制動的方式來減少側(cè)翻趨勢，通過控制制動缸油壓來改變一個或幾個車輪上的制動力，從而防止側(cè)翻，但是此種方法存在一定的不穩(wěn)定性，對于不同的客車，制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)均不同，并且在控制過程中容易出現(xiàn)因為制動液不足，或者電路出現(xiàn)故障等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型要設(shè)計一種穩(wěn)定性更好的基于空氣動力學(xué)的客車防側(cè)翻裝置及其工作方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：一種基于空氣動力學(xué)的客車防側(cè)翻裝置，包括行車電腦ECU、車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角速度傳感器和車頂擾流裝置，所述的行車電腦ECU分別通過數(shù)據(jù)線與車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角加速度傳感器和車頂擾流裝置連接；所述的車頂擾流裝置包括左擾流通道和右擾流通道，所述的左擾流通道和右擾流通道分別安裝于車頂兩側(cè)，擾流通道內(nèi)部為若干組擾流葉片，為常規(guī)擾流板結(jié)構(gòu)。

一種基于空氣動力學(xué)的客車防側(cè)翻裝置的工作方法，包括以下步驟：

A、識別側(cè)翻工況

輪速傳感器，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角速度傳感器持續(xù)工作，將車速、方向盤轉(zhuǎn)角和方向盤轉(zhuǎn)角速度傳送給行車電腦ECU，由行車電腦ECU進(jìn)行側(cè)翻工況的判定，一旦判定客車有側(cè)翻的趨勢，則轉(zhuǎn)步驟B，否則重復(fù)步驟A。

B、評估側(cè)翻等級

當(dāng)車速超過設(shè)定速度V₁時，車頂擾流裝置將無條件立即啟動，以防止客車突然轉(zhuǎn)彎，發(fā)生側(cè)翻事故。當(dāng)車速低于設(shè)定速度V₁，但高于設(shè)定速度V₂時，由于側(cè)翻對方向盤轉(zhuǎn)角的變化要比方向盤轉(zhuǎn)角速度更為敏感，所以開始判斷方向盤轉(zhuǎn)角。此時，只要方向盤轉(zhuǎn)角的絕對值高于設(shè)定角度θ時，擾流裝置便開始工作。而當(dāng)車速高于設(shè)定速度V₂，且方向盤轉(zhuǎn)角絕對值低于設(shè)定角度θ，行車電腦ECU將判斷方向盤轉(zhuǎn)角速度。只要此刻方向盤轉(zhuǎn)角速度的絕對值高于設(shè)定角速度ω，則車頂擾流裝置立即進(jìn)入工作狀態(tài)。所述的設(shè)定速度V₁大于設(shè)定速度V₂。

行車電腦ECU根據(jù)步驟A得到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，計算出汽車的橫向載荷轉(zhuǎn)移率LTR，進(jìn)而進(jìn)行側(cè)翻等級的評估，完成計算后，將控制指令發(fā)送給車頂擾流裝置。

C、控制車頂擾流裝置的開閉動作

正常行駛狀態(tài)下，車頂擾流裝置的左右擾流通道全部打開，以加大下壓力，提高行駛穩(wěn)定性；在客車轉(zhuǎn)彎時，如果根據(jù)側(cè)翻等級評估過程后被評估為側(cè)翻，則打開轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的擾流通道，關(guān)閉外側(cè)的擾流通道，以提供一個抵消側(cè)翻的傾覆力矩，以維持客車平穩(wěn)行駛狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型通過行車電腦ECU對側(cè)翻趨勢進(jìn)行判定，然后通過改變車頂擾流裝置的左右擾流通道開閉來抵消側(cè)翻產(chǎn)生的傾覆力矩，從而達(dá)到防側(cè)翻的目的。

2、本實用新型將傳統(tǒng)觀念下防側(cè)翻的概念與現(xiàn)代電子控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，從車身空氣動力學(xué)角度進(jìn)行防側(cè)翻控制，控制方式更為直接有效。

3、本實用新型在達(dá)到防側(cè)翻控制的目的的同時，兼顧了高重心客車的行駛穩(wěn)定性問題，在正常行駛狀態(tài)下可以加大客車所受到的下壓力，從而在高速行駛的工況下提高地面附著力。

附圖說明

圖1為本實用新型的組成示意圖。

圖2為側(cè)翻工況識別流程圖。

圖3為側(cè)翻評級流程圖。

圖4為單組擾流通道在車上安裝的正視圖。

圖5為單組擾流通道在車上安裝的俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行解釋說明。如圖1所示，本實用新型主要包含三個傳感器：車速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角速度傳感器。三個傳感器將各自的數(shù)據(jù)信號發(fā)送給行車電腦ECU，行車電腦ECU通過內(nèi)置算法，即側(cè)翻工況識別模塊和側(cè)翻工況評級模塊進(jìn)行側(cè)翻相關(guān)數(shù)據(jù)LTR的計算，輸出一個控制信號，從而開啟或關(guān)閉系統(tǒng)，車頂上的擾流通道隨之開啟或關(guān)閉。

圖2為側(cè)翻工況識別流程圖。設(shè)V1＝60km/h，V2＝20km/h，θ＝120°，ω＝200°/s，當(dāng)車速超過60km/h時，控制系統(tǒng)將無條件立即啟動，以防止客車突然轉(zhuǎn)彎，發(fā)生側(cè)翻事故。當(dāng)車速低于60km/h，但高于20km/h時，由于側(cè)翻對方向盤轉(zhuǎn)角的變化要比方向盤轉(zhuǎn)角速度更為敏感，所以開始判斷方向盤轉(zhuǎn)角。此時，只要方向盤轉(zhuǎn)角的絕對值高于120°時，系統(tǒng)便開始工作。而當(dāng)車速高于20km/h，且方向盤轉(zhuǎn)角絕對值120°，系統(tǒng)將判斷方向盤轉(zhuǎn)角速度。只要此刻方向盤轉(zhuǎn)角速度的絕對值高于200°/s，則系統(tǒng)立即進(jìn)入工作狀態(tài)。

圖3為側(cè)翻評級流程圖，如圖所示，固定算法通過經(jīng)典的三自由度汽車力學(xué)模型，由方向盤轉(zhuǎn)角及車速計算出客車的橫向載荷轉(zhuǎn)移率LTR，從而通過LTR的數(shù)值大小判定客車的側(cè)翻等級，進(jìn)而更好地控制系統(tǒng)的開閉。

當(dāng)控制系統(tǒng)判定客車有側(cè)翻的趨勢時，常開的車頂擾流通道理科進(jìn)入工作狀態(tài)，系統(tǒng)將關(guān)閉轉(zhuǎn)彎外側(cè)的擾流通道并保持轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的擾流通道開啟，產(chǎn)生一個抵消側(cè)翻力矩的傾覆力矩，從而達(dá)到防止側(cè)翻的目的。