CN114290855A - 车辆底盘和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆底盘和车辆，车辆底盘包括沿车辆底盘的长度方向并排布置的两个车桥和液压系统，液压系统包括与两个车桥一一对应地设置的两个子液压系统，子液压系统包括：液压源(1)；转向液压缸(5)，与液压源(1)可选择通断地连通，并被配置成驱动相应的车桥的车轮转向；以及第一制动液压缸(8)，与液压源(1)可选择通断地连通，并被配置成使相应的车桥制动，每个车桥相应地设置一个子液压系统，该子液压系统用于该车桥的转向和制动。相对于现有技术中的制动系统和转向系统，有液压系统管路布局简单紧凑、液压能利用效率高、油泵电机组使用寿命长的特点、安全性高。

Description

车辆底盘和车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种车辆底盘和车辆。

背景技术

线控底盘是自动驾驶车辆的重要组成部分之一，其中线控转向和线控制动又是线控底盘的重要组成部分。大部分线控底盘中的线控转向系统和线控制动系统，是相互独立的两套系统，为了车辆的行驶安全，又会分别给线控转向系统和线控制动系统再分别增加一套做冗余，大大增加了整个线控底盘的成本和布置空间。

发明内容

本发明旨在提供一种有利于使得底盘的结构紧凑的车辆底盘和车辆。

根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种车辆底盘，车辆底盘包括沿车辆底盘的长度方向并排布置的两个车桥和液压系统，液压系统包括与两个车桥一一对应地设置的两个子液压系统，子液压系统包括：

液压源；

转向液压缸，与液压源可选择通断地连通，并被配置成驱动相应的车桥的车轮转向；以及

第一制动液压缸，与液压源可选择通断地连通，并被配置成使相应的车桥制动。

在一些实施例中，两个子液压系统的可选择通断地连通，以将一个子液压系统的液压源作为另一个子液压系统的备用液压源。

在一些实施例中，液压系统还包括连通两个子液压系统的连通管路和设在连通管路中的控制阀，连通管路的一端与一个子液压系统的液压源、转向液压缸和第一制动液压缸连通，连通管路的另一端与另一个子液压系统的液压源、转向液压缸和第一制动液压缸连通。

在一些实施例中，

子液压系统还包括第二制动液压缸，第一制动液压缸和第二制动液压缸均用于为相应车桥进行制动，且第一制动液压缸和第二制动液压缸中的一个为失压制动液压缸，另一个为得压制动液压缸，

失压制动液压缸包括第一缸体、可移动地设在第一缸体内的第一活塞杆、用于将第一活塞杆朝使车桥制动的位置推压的第一弹性部件和用于引入将第一活塞杆朝使车桥解除制动的方向推压的液压流体的第一液压流体进口，

得压制动液压缸包括第二缸体、可移动地设在第二缸体内的第二活塞杆、用于将第二活塞杆朝使车桥解除制动的位置推压的第二弹性部件和用于引入将第二活塞杆朝使车桥制动的方向推压的液压流体的第二液压流体进口。

在一些实施例中，第一制动液压缸和第二制动液压缸中的一个设在车桥的动力输入端，另一个设在车桥的动力输出端。

在一些实施例中，第一制动液压缸被配置成为车桥的动力输出端的车轮进行制动，第一制动液压缸为得压制动液压缸，第二制动液压缸被配置成为车桥的动力输入端制动，第二制动液压缸为失压制动液压缸。

在一些实施例中，子液压系统还包括制动阀组，制动阀组包括第一换向阀，第一换向阀包括与液压源连通的进口、用于连通液压流体箱的回流口和连通第二制动液压缸的工作口，第一换向阀具有工作口与进口连通的第一状态和工作口与回流口连通的第二状态。

在一些实施例中，第一换向阀包括可使其在第一状态和第二状态之间切换的电磁部和手动操作部。

在一些实施例中，

子液压系统还包括连通液压源和第一制动液压缸的第一流路和连通第一制动液压缸和液压流体箱的第二流路，

子液压系统还制动阀组，制动阀组包括设在第一流路中的比例减压阀或设在第二流路中的换向球阀。

在一些实施例中，还包括与所述液压源连通的电磁卸荷阀。

在一些实施例中，电磁卸荷阀被配置成在第一压力和高于第一压力的第二压力卸荷，所述第一压力为零。

在一些实施例中，车辆底盘还包括：

转向蓄能器，与液压源和转向液压缸分别连通；和/或

制动蓄能器，与液压源和第一制动液压缸分别连通。

在一些实施例中，包括线控底盘。

根据本发明的另一方面，还提供了一种车辆，车辆包括上述的车辆底盘。

应用本申请的技术方案，每个车桥相应地设置一个子液压系统，该子液压系统用于该车桥的转向和制动，相对于现有技术中的制动系统和转向系统分别设置液压系统，有利于简化液压系统的管路布局，使得车辆底盘的布局更加紧凑。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的实施例的车辆底盘的液压系统的结构示意图；以及

图2示出了本发明的实施例的车辆底盘的液压系统的局部结构示意图。

图中：

1、液压源；2、电磁卸荷阀；3、转向蓄能器；4、转向阀组；5、转型液压缸；6、制动阀组；7、制动蓄能器；8、第一制动液压缸；9、；10、比例减压阀；11、向球阀；12、第一换向阀；13、第二制动液压缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1和图2所示，本实施例的车辆底盘，其特征在于，包括沿车辆底盘的长度方向并排布置的两个车桥和液压系统，液压系统包括与两个车桥一一对应地设置的两个子液压系统，子液压系统包括液压源1、转向液压缸5和第一制动液压缸8。

转向液压缸5与液压源1可选择通断地连通，并被配置成驱动相应的车桥的车轮转向。第一制动液压缸8与液压源1可选择通断地连通，并被配置成使相应的车桥制动。

在本实施例中，每个车桥相应地设置一个子液压系统，该子液压系统用于该车桥的转向和制动，相对于现有技术中的制动系统和转向系统分别设置液压系统，有利于简化液压系统的管路布局，使得车辆底盘的布局更加紧凑。

液压源1为采用内内啮合齿轮泵并由永磁同步电机驱动，液压源1同时给转向液压缸5、转向蓄能器3和制动蓄能器7供能。电机速度控制范围为500-1500rpm，即保证了电机的相应速度，又实现了根据负载需求控制流量降低能耗的目的，也有利于避免系统出现过大的压力有利于保证液压系统的使用寿命。

转向液压缸5的活塞杆与车桥的节臂连接液压缸的缸体与车桥的桥壳连接，当活塞杆伸长或缩短时，通过节臂带动轮胎转动。

在一些实施例中，两个子液压系统的可选择通断地连通，以将一个子液压系统的液压源1作为另一个子液压系统的备用液压源1。两根车桥的子液压系统相互独立又相互作为备用液压源，达到了降级冗余的效果，提高了自动驾驶车辆的安全性。

液压系统还包括连通两个子液压系统的连通管路和设在连通管路中的控制阀9，连通管路的一端与一个子液压系统的液压源1、转向液压缸5和第一制动液压缸8连通，连通管路的另一端与另一个子液压系统的液压源1、转向液压缸5和第一制动液压缸8连通。

控制阀9为电磁控制阀，两根车桥采用相对独立的两套子液压系统控制转向和制动，通过控制阀9把两套液压源电机组并联。只有当其中一套油泵电机组失效的时候，联通阀才动作，把两套系统连接到一起，使另一套油泵电机组给两套转向制动系统供能。

子液压系统还包括第二制动液压缸13，第一制动液压缸8和第二制动液压缸13均用于为相应车桥进行制动，且第一制动液压缸8和第二制动液压缸13中的一个为失压制动液压缸，另一个为得压制动液压缸。

失压制动液压缸包括第一缸体、可移动地设在第一缸体内的第一活塞杆、用于将第一活塞杆朝使车桥制动的位置推压的第一弹性部件和用于引入将第一活塞杆朝使车桥解除制动的方向推压的液压流体的第一液压流体进口。

得压制动液压缸包括第二缸体、可移动地设在第二缸体内的第二活塞杆、用于将第二活塞杆朝使车桥解除制动的位置推压的第二弹性部件和用于引入将第二活塞杆朝使车桥制动的方向推压的液压流体的第二液压流体进口。

第一制动液压缸8和第二制动液压缸13中的一个设在车桥的动力输入端，另一个设在车桥的动力输出端。

在一些实施例中，第一制动液压缸8被配置成为车桥的动力输出端的车轮进行制动，第一制动液压缸8为得压制动液压缸，第二制动液压缸13被配置成为车桥的动力输入端制动，第二制动液压缸13为失压制动液压缸。在液压源故障时，没有压力输出时，第一制动压力缸8无法制动，此时第二制动液压缸失压制动，防止车辆失控。

子液压系统还包括制动阀组6，制动阀组6包括第一换向阀12，第一换向阀12包括与液压源1连通的进口、用于连通液压流体箱的回流口和连通第二制动液压缸13的工作口，第一换向阀12具有工作口与进口连通的第一状态和工作口与回流口连通的第二状态。

在一些实施例中，第一换向阀12为二位三通电磁换向球阀。

第一换向阀12包括可使其在第一状态和第二状态之间切换的电磁部和手动操作部。失压制动油路只有在得电状态下才能取消制动，当该电磁阀失效，或者该线路故障时，可以手动操作，实现解除制动。

子液压系统还包括连通液压源1和第一制动液压缸8的第一流路和连通第一制动液压缸8和液压流体箱的第二流路，子液压系统还包括制动阀组6，制动阀组6包括设在第一流路中的比例减压阀10或设在第二流路中的换向球阀11。

制动阀组包括比例减压阀10和换向球阀11共同控制。每一个车轮的制动力大小可单独控制，可实现ABS、ESC等制动辅助功能。

得压制动液压缸的进油采用比例减压阀10控制，实现制动力大可控。得压制动液压缸的回油采用换向球阀11控制，可以减少制动系统的泄露，并且实现ABS功能。

每个子液压系统包括两个第一制动液压缸8，两个第一制动液压缸8分别为车桥两端的两个车轮制动。

车辆底盘还包括转向蓄能器3和制动蓄能器7。转向蓄能器3与液压源1和转向液压缸5分别连通。制动蓄能器7，与液压源1和第一制动液压缸8分别连通。

转向蓄能器3为转向系统辅助供能。蓄能器不仅能提高转向系统的相应速度，还能在转向微调时实现蓄能器供能，减少油泵电机组的高压工作频率，延长油泵电机组的使用寿命。

制动蓄能器为制动系统的主要供能元件。因制动系统所需流量小，相应快，因此采用蓄能器供能，油泵电机组主要给制动蓄能器功能。

在一些实施例中，车辆底盘包括线控底盘。

本实施例中，子液压系统还包括转向阀组4，转向阀组4包括比例电磁换向阀和安全阀，比例电磁换向阀控制转向油缸的进出油；安全阀防止油缸过载，导致压力过高损坏。

子液压系统还包括与液压源1连通的电磁卸荷阀2，电磁卸荷阀为二档电磁卸荷阀。当负载无液压能需求时，电机油泵组先把转速降低至500rpm，降低系统压力和流量，再控制电磁卸荷阀2为零压卸荷，实现减少电磁卸荷阀2从高压切换到零压卸荷时产生的压力冲击，并使系统能耗降至最对，达到减少了系统温升和能节能的目的；然后电机油泵组再升速到900rpm转速，达到保证系统响应速度的目的。当负载有液压能需求时，控制电磁卸荷阀2为高压卸荷，系统卸荷压力提升至最高，电机油泵组根据负载需求调整转速，给负载供能。

综上所述：本实施案例的底盘主要用于4×4双向行车的自动驾驶车辆的线控底盘，该车辆底盘的主要涉及线控转向和制动液压系统及其冗余方案，每根桥的线控转向和制动系统共用一套液压源，简化了线控转向和制动系统复杂度；两根桥的线控转向和制动系统又相互独立，达到了降级冗余的效果，提高了自动驾驶车辆的安全性。在本发明的技术方案具有以下的技术效果：

1、转向和制动共用一套液压源。达到降低成本，减少布置空间的目的。

2、转向系统采用蓄能器辅助功能。蓄能器不仅能够提高转向系统的响应速度，减少液压冲击，在转向微调的时候还能达到供能的目的，使油泵电机组只在给蓄能器充能和大角度转弯的时候大负载工作，减少了油泵电机组的高、低压切换的次数，减少了液压冲击，达到延长油泵电机使用寿命的目的。

3、每个车轮的高压制动油路采用比例减压阀和换向球阀并联的方案。制动时实现每个车轮的制动力单独可控；制动力的解除有单独的换向球阀控制，提高了解除制动的响应速度。

4、液压源多冗余方案。两套油泵电机组通过电控连接阀并联，实现了液压源的完全冗余。转向制动都匹配了大容积的蓄能器，就算油泵电机都失效了，转向和制动系统也不会立即失效。

5、转向和制动降级冗余方案。两根桥的转向和制动系统相互独立。任意一方的失效都不会导致车辆失控，既保证了车辆的安全性，又降低了冗余的成本。

6、每个车轮都有比例减压发和换向球阀并联的油路，实现了每个车轮的制动力可单独控制，且制动响应速度快。

7、每根桥的输入端都带有失压制动，保证了车轮在电控失效的时候不会无法制动，且其失压制动可以手动接触，也保证了车轮在电控失效的时候不会影响道路的同行。

8、液压源采用二档电磁卸荷阀，即降低了在执行机构无液压能需求时候的能耗，又保证了执行机构的响应速度，进一步地，将系统的压力保持在的额定压力一下，也有利于提高使用寿命。

根据本发明的另一方面，还提供了一种车辆，车辆包括上述的车辆底盘。

以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种车辆底盘，其特征在于，包括沿所述车辆底盘的长度方向并排布置的两个车桥和液压系统，所述液压系统包括与两个所述车桥一一对应地设置的两个子液压系统，所述子液压系统包括：

液压源(1)；

转向液压缸(5)，与所述液压源(1)可选择通断地连通，并被配置成驱动相应的所述车桥的车轮转向；以及

第一制动液压缸(8)，与所述液压源(1)可选择通断地连通，并被配置成使相应的所述车桥制动。

2.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，两个所述子液压系统的可选择通断地连通，以将一个所述子液压系统的所述液压源(1)作为另一个所述子液压系统的备用液压源(1)。

3.根据权利要求2所述的车辆底盘，其特征在于，所述液压系统还包括连通两个所述子液压系统的连通管路和设在所述连通管路中的控制阀(9)，所述连通管路的一端与一个所述子液压系统的所述液压源(1)、所述转向液压缸(5)和所述第一制动液压缸(8)连通，所述连通管路的另一端与另一个所述子液压系统的所述液压源(1)、所述转向液压缸(5)和所述第一制动液压缸(8)连通。

4.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，

所述子液压系统还包括第二制动液压缸(13)，所述第一制动液压缸(8)和第二制动液压缸(13)均用于为相应车桥进行制动，且所述第一制动液压缸(8)和第二制动液压缸(13)中的一个为失压制动液压缸，另一个为得压制动液压缸，

所述失压制动液压缸包括第一缸体、可移动地设在所述第一缸体内的第一活塞杆、用于将所述第一活塞杆朝使所述车桥制动的位置推压的第一弹性部件和用于引入将所述第一活塞杆朝使所述车桥解除制动的方向推压的液压流体的第一液压流体进口，

所述得压制动液压缸包括第二缸体、可移动地设在所述第二缸体内的第二活塞杆、用于将所述第二活塞杆朝使所述车桥解除制动的位置推压的第二弹性部件和用于引入将所述第二活塞杆朝使所述车桥制动的方向推压的液压流体的第二液压流体进口。

5.根据权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述第一制动液压缸(8)和第二制动液压缸(13)中的一个设在所述车桥的动力输入端，另一个设在所述车桥的动力输出端。

6.根据权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述第一制动液压缸(8)被配置成为所述车桥的动力输出端的车轮进行制动，所述第一制动液压缸(8)为得压制动液压缸，所述第二制动液压缸(13)被配置成为所述车桥的动力输入端制动，所述第二制动液压缸(13)为失压制动液压缸。

7.根据权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述子液压系统还包括制动阀组(6)，所述制动阀组(6)包括第一换向阀(12)，所述第一换向阀(12)包括与所述液压源(1)连通的进口、用于连通液压流体箱的回流口和连通所述第二制动液压缸(13)的工作口，所述第一换向阀(12)具有工作口与进口连通的第一状态和工作口与回流口连通的第二状态。

8.根据权利要求7所述的车辆底盘，其特征在于，所述第一换向阀(12)包括可使其在第一状态和第二状态之间切换的电磁部和手动操作部。

9.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，还包括与所述液压源(1)连通的电磁卸荷阀(2)。

10.根据权利要求9所述的车辆底盘，其特征在于，所述电磁卸荷阀(2)被配置成在第一压力和高于第一压力的第二压力卸荷，所述第一压力为零。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的车辆底盘，其特征在于，

所述子液压系统还包括连通所述液压源(1)和所述第一制动液压缸(8)的第一流路和连通所述第一制动液压缸(8)和液压流体箱的第二流路，

所述子液压系统还包括制动阀组(6)，所述制动阀组(6)包括设在所述第一流路中的比例减压阀(10)或设在所述第二流路中的换向球阀(11)。

12.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，还包括：

转向蓄能器(3)，与所述液压源(1)和所述转向液压缸(5)分别连通；和/或

制动蓄能器(7)，与所述液压源(1)和所述第一制动液压缸(8)分别连通。

13.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，包括线控底盘。

14.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1至13中任一项所述的车辆底盘。

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