本實用新型涉及營運客車的安全技術，特別是一種客車的防側翻裝置及其工作方法。

背景技術：

伴隨著我國經濟的飛速發展，汽車工業與交通運輸業也得到了顯著的進步。市內公交、郊區班車、旅游大巴和校車等傳統客車，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；而且伴隨著道路網絡的日益完善，汽車行駛速度也大大地提高，這些都將非常可能引起汽車交通事故。與此同時，因為營運客車車型較大且載客數目往往較多這一特殊情況，當發生交通事故時通常會引起嚴重的生命財產損失，所以營運客車的行駛安全性越來越受到人們的關注，尤其是極易發生的客車側翻意外。目前，大多數營運客車主要以差速制動的方式來減少側翻趨勢，通過控制制動缸油壓來改變一個或幾個車輪上的制動力，從而防止側翻，但是此種方法存在一定的不穩定性，對于不同的客車，制動系統的結構、參數均不同，并且在控制過程中容易出現因為制動液不足，或者電路出現故障等問題。

技術實現要素：

為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型要設計一種穩定性更好的基于空氣動力學的客車防側翻裝置及其工作方法。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種基于空氣動力學的客車防側翻裝置，包括行車電腦ECU、車速傳感器、方向盤轉角傳感器、方向盤轉角速度傳感器和車頂擾流裝置，所述的行車電腦ECU分別通過數據線與車速傳感器、方向盤轉角傳感器、方向盤轉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，擾流通道內部為若干組擾流葉片，為常規擾流板結構。

一種基于空氣動力學的客車防側翻裝置的工作方法，包括以下步驟：

A、識別側翻工況

輪速傳感器，方向盤轉角傳感器和方向盤轉角速度傳感器持續工作，將車速、方向盤轉角和方向盤轉角速度傳送給行車電腦ECU，由行車電腦ECU進行側翻工況的判定，一旦判定客車有側翻的趨勢，則轉步驟B，否則重復步驟A。

B、評估側翻等級

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

行車電腦ECU根據步驟A得到的數據的數據，計算出汽車的橫向載荷轉移率LTR，進而進行側翻等級的評估，完成計算后，將控制指令發送給車頂擾流裝置。

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，提高行駛穩定性；在客車轉彎時，如果根據側翻等級評估過程后被評估為側翻，則打開轉彎內側的擾流通道，關閉外側的擾流通道，以提供一個抵消側翻的傾覆力矩，以維持客車平穩行駛狀態。

與現有技術相比，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對側翻趨勢進行判定，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翻產生的傾覆力矩，從而達到防側翻的目的。

2、本實用新型將傳統觀念下防側翻的概念與現代電子控制系統進行整合，從車身空氣動力學角度進行防側翻控制，控制方式更為直接有效。

3、本實用新型在達到防側翻控制的目的的同時，兼顧了高重心客車的行駛穩定性問題，在正常行駛狀態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為側翻工況識別流程圖。

圖3為側翻評級流程圖。

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

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

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

圖3為側翻評級流程圖，如圖所示，固定算法通過經典的三自由度汽車力學模型，由方向盤轉角及車速計算出客車的橫向載荷轉移率LTR，從而通過LTR的數值大小判定客車的側翻等級，進而更好地控制系統的開閉。

當控制系統判定客車有側翻的趨勢時，常開的車頂擾流通道理科進入工作狀態，系統將關閉轉彎外側的擾流通道并保持轉彎內側的擾流通道開啟，產生一個抵消側翻力矩的傾覆力矩，從而達到防止側翻的目的。