客车防侧风偏移装置的制作方法

本实用新型涉及客车行驶的主动安全性领域，特别涉及客车在高速行驶遇侧风时的一种客车防侧风偏移装置。

背景技术：

汽车在高速行驶过程中如果遇到风力较大的侧向来风，会导致汽车行车道发生偏移，难以控制，严重的还会导致汽车侧翻，造成严重的人身安全和财产损失。尤其是对大客车等车身较为庞大的重型车来说，更需要考虑高速行驶过程中的侧风影响。

为了解决上述侧风影响问题，针对国内现有研究基础，其中西南交通大学的张卫华、崔涛实用新型的“一种列车侧风危害抑制方法及其装置”（申请号201010114487.8），建立列车行驶状态数据库，可以监测列车的行驶状态判断列车是否侧翻危险，在有危险的时候，启动装置，通过调整列车顶端翼板的角度，增大列车对铁轨的附着力，预防侧风的影响。该实用新型结构简单，仅通过控制翼板就可完成列车防侧翻过程，但是对于大客车得侧风偏移没有进行纠正，同时难以对大客车的行驶状态建立合适的数据库，不能广泛推广，有一定局限性。

谭希韬实用新型的“一种全局和局部汽车侧风稳定控制辅助系统”装置（申请号201610230389.8），通过传感器检测到的一系列压力数据进行分析计算，如果汽车的两侧风力不平衡，但同一侧风力相同，则对风力强的一侧车轮施加制动力，通过左右两侧车轮的转速差使车辆保持正确路线。但是大客车重心高，在遇侧风时，重心不稳，进行制动可能会发生侧翻。

奇瑞汽车公司实用新型的“基于电动转向装置的侧风影响智能预警系统”装置（申请号201510008229.4），汽车高速直线行驶时，对包括方向盘力矩、电机扭矩、电机电流、车速和转向角度的参数信息的信号进行综合处理，判断整车运行环境是否可能发生相应的失控、侧滑或侧翻的潜在危险，执行相应的应对动作，对行车状态进行智能预警。使驾驶员能清晰地判断侧风对汽车高速直线行驶稳定性的影响程度，注意汽车工况与环境，提高主动安全。该装置只能实时精确监测汽车的运行情况，但是对于汽车侧偏的纠正依赖于驾驶员的手动操作。

奥迪股份公司实用新型的“用于机动车的侧风稳定的方法”装置（申请号201210539315.4），前轮和后轮通过能由控制设备主动控制的差速器在力矩分配可变的情况下被驱动，在检测出侧偏差时由所述差速器通过改变力矩分配而产生反作用于侧偏差的横摆力矩进行侧偏方向纠正。但是该装置中，差速器是以理想化模型，没有进行实际应用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的客车高速行驶过程预防侧风影响的装置中，成本高、实际应用少、可行性低的问题，提出了一种客车防侧风偏移装置，结构简单，可提高客车高速行驶过程中的稳定性。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种客车防侧风偏移装置，包括电子控制单元、吸气模块、储气模块、排气模块、左侧压力传感器和右侧压力传感器；

所述吸气模块包括电机、增速器、吸气室、左控制阀门、左吸气嘴、右控制阀门和右吸气嘴；

所述吸气室包含壳体和叶轮，其中，所述壳体上设有两个进气口和一个出气口；所述叶轮设置在壳体内，其转轴和所述增速器的输出轴固定相连，用于将气流从两个进气口排向出气口；

所述增速器的输入轴和所述电机的输出轴固定相连；

所述吸气室的一个进气口通过左控制阀门和左吸气嘴管道连接，另一进气口通过右控制阀门和右吸气嘴管道连接；

所述左控制阀门、右控制阀门分别用于控制其所在管道的流通和关闭；

所述左吸气嘴、右吸气嘴分别安装在客车车顶的左侧和右侧，开口朝下，用于抽吸空气；

所述储气模块包括单向阀和储气室；

所述储气室设有一个进气口和两个出气口，其进气口通过单向阀与吸气室管道连接；

所述单向阀用于防止储气室中的空气流向吸气室；

所述排气模块包括压力调节阀、向上喷气嘴、三位两通电磁阀、向左喷气嘴和向右喷气嘴；

所述向上喷气嘴通过压力调节阀与储气室的一个出气口管道连接，用于向客车上方喷气；

所述压力调节阀用于在储气室中气体压力值大于预设的第一压力阈值时打开，使得向上喷气嘴喷气；

所述三位两通电磁阀的进气通道和储气室的另一个出气口通过管道连接、一个出气通道和向左喷气嘴通过管道连接、另一个出气通道和向右喷气嘴通过管道连接；

所述向左喷气嘴、向右喷气嘴分别设置在客车的两侧，分别用于向客车左侧、右侧喷气；

所述左侧压力传感器、右侧压力传感器分别设置在客车的两侧，分别用于获得客车左侧和右侧的压力，并将其传递给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别和左侧压力传感器、右侧压力传感器、电机、左控制阀门、右控制阀门、三位两通电磁阀电气相连，用于根据左侧压力传感器和右侧压力传感器的感应数据控制电机、左控制阀门、右控制阀门、三位两通电磁阀工作。

本实用新型还公开了一种基于该客车防侧风偏移装置的防侧风偏移方法，包含以下步骤：

步骤1），压力调节阀在储气室中气体压力值大于预设的第一压力阈值时打开、使得向上喷气嘴喷气，在储气室中气体压力值小于等于预设的第一压力阈值时关闭；

步骤2），左侧压力传感器、右侧压力传感器分别感应客车左侧和右侧的压力值，并将感应的压力值传递给所述电子控制单元；

步骤3），电子控制单元将接收到的客车左侧的压力值和右侧的压力值作差，得到压力差；

步骤4），电子控制单元判断压力差的正负，并将压力差的绝对值和预设的第二压力阈值进行比较；

步骤4.1），如果压力差为正且其绝对值大于预设的第二压力阈值；

步骤4.1.1），电子控制单元根据压力差的大小计算出电机的目标转速；

步骤4.1.2），电子控制单元控制左控制阀门开启、右控制阀门关闭，并控制电机按照目标转速进行工作；

步骤4.1.3），电子控制单元将目标转速和预设的转速阈值进行比较；

步骤4.1.3.1），当目标转速小于预设的转速阈值时，电子控制单元控制三位两通电磁阀工作，使得三位两通电磁阀的两个出气通道均关闭；

步骤4.1.3.2），当目标转速大于或等于预设的转速阈值时，电子控制单元控制三位两通电磁阀工作，使得三位两通电磁阀中和向右喷气嘴相连的出气通道开启、和左喷气嘴相连的出气通道关闭；

步骤4.2），如果压力差为负且其绝对值大于预设的第二压力阈值；

步骤4.2.1），电子控制单元根据压力差的大小计算出电机的目标转速；

步骤4.2.2），电子控制单元控制左控制阀门关闭、右控制阀门开启，并控制电机按照目标转速进行工作；

步骤4.2.3），电子控制单元将目标转速和预设的转速阈值进行比较；

步骤4.2.3.1），当目标转速小于预设的转速阈值时，电子控制单元控制三位两通电磁阀工作，使得三位两通电磁阀的两个出气通道均关闭；

步骤4.2.3.2），当目标转速大于或等于预设的转速阈值时，电子控制单元控制三位两通电磁阀工作，使得三位两通电磁阀中和向右喷气嘴相连的出气通道关闭、和左喷气嘴相连的出气通道开启；

步骤4.3），如果压力差的绝对值小于或等于预设的第二压力阈值；

步骤4.3.1），电子控制单元控制电机停止工作；

步骤4.3.2），电子控制单元控制左控制阀门关闭、右控制阀门关闭；

步骤4.3.3），电子控制单元控制控制三位两通电磁阀工作，使得三位两通电磁阀的两个出气通道均关闭。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 简单易安装：本实用新型结构简单，工作可靠，可安装在客车顶端空间，不占据使用空间；

2. 行驶稳定：本实用新型的向上喷气可增加客车的抓地力；

3. 防风适应性强：本实用新型可根据不同风速实现横向喷气量自动调节；

4. 不影响驾驶意图：本实用新型装置工作时不改变驾驶员的意图，提高汽车的行驶稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的客车防侧风偏移装置的示意图；

图2是本实用新型的客车防侧风偏移方法的流程图。

图中，1-电子控制单元，2-吸气模块，3-储气模块，4-排气模块，5-左侧压力传感器，6-右侧压力传感器，7-电机，8-增速器，9-叶轮，10-吸气室，11-左控制阀门，12-左吸气嘴，13-右控制阀门，14-右吸气嘴，15-单向阀，16-储气室，17-压力调节阀，18-向上喷气嘴，19-三位两通电磁阀，20-向左喷气嘴，21-向右喷气嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本实用新型公开了一种客车防侧风偏移装置，包括电子控制单元1、吸气模块2、储气模块3、排气模块4、左侧压力传感器5和右侧压力传感器6；

所述吸气模块2包括电机7、增速器8、吸气室10、左控制阀门11、左吸气嘴12、右控制阀门13和右吸气嘴14；

所述吸气室10包含壳体和叶轮9，其中，所述壳体上设有两个进气口和一个出气口；所述叶轮9设置在壳体内，其转轴和所述增速器8的输出轴固定相连，用于将气流从两个进气口排向出气口；

所述增速器8的输入轴和所述电机7的输出轴固定相连；

所述吸气室10的一个进气口通过左控制阀门11和左吸气嘴12管道连接，另一进气口通过右控制阀门13和右吸气嘴14管道连接；

所述左控制阀门11、右控制阀门13分别用于控制其所在管道的流通和关闭；

所述左吸气嘴12、右吸气嘴14分别安装在客车车顶的左侧和右侧，开口朝下，用于抽吸空气；

所述储气模块3包括单向阀15和储气室16；

所述储气室16设有一个进气口和两个出气口，其进气口通过单向阀15与吸气室10管道连接；

所述单向阀15用于防止储气室16中的空气流向吸气室10；

所述排气模块4包括压力调节阀17、向上喷气嘴18、三位两通电磁阀19、向左喷气嘴20和向右喷气嘴21；

所述向上喷气嘴18通过压力调节阀17与储气室16的一个出气口管道连接，用于向客车上方喷气；

所述压力调节阀17用于在储气室16中气体压力值大于预设的第一压力阈值时打开，使得向上喷气嘴18喷气；

所述三位两通电磁阀19的进气通道和储气室16的另一个出气口通过管道连接、一个出气通道和向左喷气嘴20通过管道连接、另一个出气通道和向右喷气嘴21通过管道连接；

所述向左喷气嘴20、向右喷气嘴21分别设置在客车的两侧，分别用于向客车左侧、右侧喷气；

所述左侧压力传感器5、右侧压力传感器6分别设置在客车的两侧，分别用于获得客车左侧和右侧的压力，并将其传递给所述电子控制单元1；

所述电子控制单元1分别和左侧压力传感器5、右侧压力传感器6、电机7、左控制阀门11、右控制阀门13、三位两通电磁阀19电气相连，用于根据左侧压力传感器5和右侧压力传感器6的感应数据控制电机7、左控制阀门11、右控制阀门13、三位两通电磁阀19工作。

本实用新型还公开了一种基于该客车防侧风偏移装置的防侧风偏移方法，包含以下步骤：

步骤1），压力调节阀17在储气室16中气体压力值大于预设的第一压力阈值时打开、使得向上喷气嘴18喷气，在储气室16中气体压力值小于等于预设的第一压力阈值时关闭；

步骤2），左侧压力传感器5、右侧压力传感器6分别感应客车左侧和右侧的压力值，并将感应的压力值传递给所述电子控制单元1；

步骤3），电子控制单元1将接收到的客车左侧的压力值和右侧的压力值作差，得到压力差；

步骤4），电子控制单元1判断压力差的正负，并将压力差的绝对值和预设的第二压力阈值进行比较；

步骤4.1），如果压力差为正且其绝对值大于预设的第二压力阈值；

步骤4.1.1），电子控制单元1根据压力差的大小计算出电机7的目标转速；

步骤4.1.2），电子控制单元1控制左控制阀门11开启、右控制阀门13关闭，并控制电机7按照目标转速进行工作；

步骤4.1.3），电子控制单元1将目标转速和预设的转速阈值进行比较；

步骤4.1.3.1），当目标转速小于预设的转速阈值时，电子控制单元1控制三位两通电磁阀19工作，使得三位两通电磁阀19的两个出气通道均关闭；

步骤4.1.3.2），当目标转速大于或等于预设的转速阈值时，电子控制单元1控制三位两通电磁阀19工作，使得三位两通电磁阀19中和向右喷气嘴21相连的出气通道开启、和左喷气嘴20相连的出气通道关闭；

步骤4.2），如果压力差为负且其绝对值大于预设的第二压力阈值；

步骤4.2.1），电子控制单元1根据压力差的大小计算出电机7的目标转速；

步骤4.2.2），电子控制单元1控制左控制阀门11关闭、右控制阀门13开启，并控制电机7按照目标转速进行工作；

步骤4.2.3），电子控制单元1将目标转速和预设的转速阈值进行比较；

步骤4.2.3.1），当目标转速小于预设的转速阈值时，电子控制单元1控制三位两通电磁阀19工作，使得三位两通电磁阀19的两个出气通道均关闭；

步骤4.2.3.2），当目标转速大于或等于预设的转速阈值时，电子控制单元1控制三位两通电磁阀19工作，使得三位两通电磁阀19中和向右喷气嘴21相连的出气通道关闭、和左喷气嘴20相连的出气通道开启；

步骤4.3），如果压力差的绝对值小于或等于预设的第二压力阈值；

步骤4.3.1），电子控制单元1控制电机7停止工作；

步骤4.3.2），电子控制单元1控制左控制阀门11关闭、右控制阀门13关闭；

步骤4.3.3），电子控制单元1控制控制三位两通电磁阀19工作，使得三位两通电磁阀19的两个出气通道均关闭。

如图2所示，考虑到该装置的左右侧对称性，下面仅以防左侧风为例详细介绍客车防侧风偏移的过程。

当三位两通电磁阀19阀芯处于中间位置，两个出气通道均关闭；阀芯处于左端时，向左喷气嘴20停止工作，向右喷气嘴21工作；阀芯处于右端时，向左喷气嘴20工作，向右喷气嘴21停止工作。

当客车遇到左侧大风时，电子控制单元1采集左侧压力传感器5和右侧压力传感器6，计算控制电流大小，起动电机7，且此时转速大于预设的转速阈值，电子控制单元1发出指令开启左控制阀门11。电机7转动通过增速器8加快叶轮9的转动速度，将左侧车身附近的空气通过左吸气嘴12和管路被吸入吸气室10。左吸气嘴12附近空气被吸入，其附近形成真空带，则左侧风会改变方向，沿着车身向上进入左吸气嘴12，从而减小左侧风对车身左侧的正压力。

空气进入吸气室10后通过单向阀15进入储气室16，压力增加。当压力超过压力调节阀17设定值时，气体经过压力调节阀17和管路从向上喷气嘴18喷出，喷出气体形成的反作用力增加了客车的抓地力，从而增大轮胎和地面之间的横向摩擦力，防止客车偏移。且电子控制单元1发送指令使三位两通电磁阀19阀芯处于左端，储气室16内高压气体同时经过管路从向右喷气嘴21喷气，形成的反作用力向左，与左侧风作用在车身上的正压力相抵消，使车身保持平衡。

当客车遇到左侧小风时，电子控制单元1采集左侧压力传感器5和右侧压力传感器6，计算控制电流大小，起动电机7，开启左控制阀门11。但此时转速小于预设的转速阈值，电子控制单元1发送指令使三位两通电磁阀19阀芯处于中间位置，吸入储气室16内的气体仅从向上喷气嘴18喷出，增加了客车的抓地力，从而增大轮胎和地面之间的横向摩擦力，防止客车偏移。

当遇到左侧风不影响客车安全行驶或无左侧风时，电机7停止转动，左控制阀门11和右控制阀门13均处于关闭状态，三位两通电磁阀19阀芯处于中间位置，两个出气通道均关闭。吸气模块2和排气模块4停止工作。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。