CN108556916A - 一种车辆底盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆底盘，包括车架总成、轮胎总成、制动总成、驱动总成、转向总成和控制总成，所述车架总成的中部设置有电池组件沿着车辆的行进方向，所述车架总成的前悬架和后悬架分别位于电池组件的前后两端，所述驱动总成安装于车架总成上，并采用电机驱动部件；所述制动总成安装于车架总成上，并采用电机驱动液压制动方式。本发明具有结构更加简单、布局更加合理、平稳性更佳等优点。

Description

一种车辆底盘

技术领域

本发明主要涉及到车辆底盘领域，特指一种主要适用于电动化、智能无人车等领域的车辆底盘。

背景技术

汽车作为目前最主要的交通工具，其舒适性和安全性被重视的程度也越来越高。尤其是随着自动化程度更高、智能化程度更高的无人车辆的出现，对传统车辆底盘的革新提出了更高的要求。例如：

首先，传统底盘的空间较大，所以器件布局上空间余地很大，但是无人底盘往往空间局限性很大，需要进行合理的空间布局优化设计。

其次，悬架总成是连接车身和底盘的关键部件，悬架总成在行驶过程中，频繁的发生上下位移，载荷都由悬架弹簧传递到车身的相应部件上。但现有悬架总成中悬架弹簧的支撑结构的强度较低，难以满足人们对汽车越来越高的舒适性和安全性要求。有从业者为了解决这个问题发明了一种悬架总成，包括固定在车身底座的后悬架弹簧和安装底座与底座之间的悬架弹簧，悬架总成连接在车身与底盘之间。该结构加强了悬架总成的缓冲性能和强度提高了底盘的稳定性有利于提升汽车的舒适性和稳定性，但是弹簧的弹性结构不牢固，当压力过大时容易导致断裂，从而满足不了提高汽车的舒适性要求和操纵稳定性的要求。尤其是对于无人车辆而言，由于载重或者其他功能的需求，基于现有的不平路面传给车架的冲击，以及无人化操作模式的需求，对于车辆的操控稳定性有着更高的要求。

第三，为了保证无人车运行的可靠性和安全性，一般会在车上安装各种传感器，用来感测车体的姿态、环境参数以及道路信息，尤其是用来感测车体姿态的传感器更为重要，它决定了无人车转向、驱动等动作的可靠性。但是传统的转向角度检测存在一定的局限性和精度不够高的情况。

还有，现有技术中，传统车辆一般都是采用人力产生的驱动力直接驱动刹车系统进行抱紧刹车的方式。这种，用力按压，形成刹车制动的方式，将会在一瞬间或短期内产生巨大抱闸力，从而对刹车制动产生巨大损害，并影响其他相关零部件，进而影响车的安全。更有甚者，对于具有一定载重的车辆而言，这种刹车制动方式将会直接影响到行车的平顺性和稳定性，无法实现容易控制的操作模式，还会致使载重的货物发生倾倒，甚至车辆产生其他的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构更加简单、布局更加合理、平稳性更佳的车辆底盘。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种车辆底盘，包括车架总成、轮胎总成、制动总成、驱动总成、转向总成和控制总成，所述车架总成的中部设置有电池组件沿着车辆的行进方向，所述车架总成的前悬架和后悬架分别位于电池组件的前后两端，所述驱动总成安装于车架总成上，并采用电机驱动部件；所述制动总成安装于车架总成上，并采用电机驱动液压制动方式。

作为本发明的进一步改进：所述车辆底盘采用线控化底盘。

作为本发明的进一步改进：所述电池组件采用横向布置或纵向布置的方式。

作为本发明的进一步改进：所述车架总成包括前悬架和后悬架，所述前悬架通过前悬架横向推力杆一端连接于车架上，另一端连接于车桥上；所述后悬架通过后悬架横向推力杆一端连接于车架，另一端连接于后悬架摆臂上。

作为本发明的进一步改进：所述前悬架摆臂的一端连接于车架上，另一端连接于车桥上

作为本发明的进一步改进：所述前悬架横向推力杆、后悬架横拉推力杆均采用关节轴承组合拉杆。

作为本发明的进一步改进：所述前悬架横向推力杆101）、后悬架横拉推力杆用来起到连接车架、车桥，导向、传递力的作用。

作为本发明的进一步改进：所述前悬架与车架之间以及后悬架与车架之间均设置有摆臂减震器，所述摆臂减震器用来起到连接车桥、车架，支撑减震的作用。

作为本发明的进一步改进：所述转向总成包括转向电机、联轴器、方向机以及转向节，转向电机通过联轴器与方向机，所述方向机的两端分别连接有转向节，在转向节的位置处设置有主销，所述主销的位置处安装有转角传感器。

作为本发明的进一步改进：所述转角传感器安装于底盘的下方。

作为本发明的进一步改进：所述转角传感器的内圈与转向节固定，所述转角传感器的外圈通过支架安装固定。

作为本发明的进一步改进：所述转角传感器套在主销的轴外，所述主销与转向节共轴，所述转角传感器随着主销转动。

作为本发明的进一步改进：在所述转向电机的顶部设置顶部转角传感器，所述顶部转角传感器与位于主销处的转角传感器形成传感器组。

作为本发明的进一步改进：所述制动总成包括推杆电机、液压主泵、油压传感器、刹车钳以及刹车盘，所述刹车钳与刹车盘安装于轮胎的附近，两者形成配合构成制动执行机构；所述推杆电机与液压主泵相连，利用推杆电机的驱动动作，推动液压主泵产生压力，液压油经液压主泵及油路之后传递给油压传感器，所述油压传感器感应到油液压产生制动操作指令，控制制动执行机构完成制动。

作为本发明的进一步改进：每个所述刹车钳和刹车盘构成一组，组数与轮胎的数量对应，即每一个轮胎对应一组制动执行机构。

作为本发明的进一步改进：所述液压主泵与多个油路相连通，每个油路与一组制动执行机构相连，且每一个油路上均设置有至少一个油压传感器。

作为本发明的进一步改进：若干个所述油压传感器形成传感器组，通过控制装置来设定并实现传感器组的组合式控制。

作为本发明的进一步改进：若干个所述油压传感器设定的控制参数相同、或者不同。

作为本发明的进一步改进：所述液压主泵通过分配阀或者多通管与多个油路相连通。

作为本发明的进一步改进：所述推杆电机通过车辆的控制系统来实现电子控制，由电信号驱动。

作为本发明的进一步改进：所述车辆的控制系统采用模块化控制方式、或者采用压力信号转换电信号的控制方式。

作为本发明的进一步改进：还包括一个保护单元，所述保护单元在断电时制动盘抱死，会抱死车辆底盘上的驱动总成的驱动电机，实现制动；在通电时制动盘松开，解除制动，驱动电机正常运转。

作为本发明的进一步改进：所述轮胎总成的后轮安装有轮速反馈的传感器，或者通过加速度计、含加速度计的设备通过GNSS方式获得车辆行驶速度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的车辆底盘，通过安装有电机驱动转向、电机驱动液压制动、电磁抱闸制动的线控化结构，轮速传感器实时监测车速、转角传感器监测轮胎转角、油压传感器监测液压制动状态的监控装置；底盘可结合多种上装、车身进行安装，形成不同功能车型的通用化、平台化结构，可有效监控无人驾驶时的车辆实际状态和期望状态是否一致，并及时做出相应的反馈，导致车辆能够受控，提高车辆驾驶的安全性。

附图说明

图1是本发明在具体应用实例中的结构原理示意图。

图2是本发明在具体应用实例中的侧视结构原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中的俯视结构原理示意图。

图4是本发明在具体应用实例中车架总成的结构原理示意图。

图5是本发明在具体应用实例中车架总成的俯视结构原理示意图。

图6是本发明在具体应用实例中车架总成的侧视结构原理示意图。

图7是本发明在具体应用实例中采用关节轴承组合拉杆的主视结构原理示意图。

图8是本发明在具体应用实例中采用关节轴承组合拉杆的侧视结构原理示意图。

图9是本发明在具体应用实例中转向机构的结构原理示意图。

图10是本发明在具体应用实例中转向机构另一个视角的结构原理示意图。

图11是本发明在具体应用实例中转角传感器的安装位置示意图。

图12是本发明在具体应用实例中制动总成的结构原理示意图。

图13是本发明在具体应用实例中制动总成的另一个视角的结构原理示意图。

图例说明：

1、车架总成；101、前悬架横向推力杆；102、前悬架；103、后悬架；104、摆臂减震器；105、车架；106、车桥；107、后悬架横向推力杆；108、后悬架摆臂；109、前悬架摆臂；2、轮胎总成；3、制动总成；301、推杆电机；302、液压主泵；303、油压传感器；304、刹车钳；305、刹车盘；306、油路；307、保护单元；4、驱动总成；5、转向总成；501、转向电机；502、联轴器；503、方向机；504、转向节；506、主销；507、转角传感器；7、电池组件。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1-图3所示，本发明的一种车辆底盘，包括车架总成1、轮胎总成2、制动总成3、驱动总成4、转向总成5和控制总成（图中未示），车架总成1的中部设置有电池组件7，沿着车辆的行进方向，车架总成1的前悬架102和后悬架103分别位于电池组件7的前后两端，驱动总成4安装于车架总成1上，并采用电机驱动部件；制动总成3安装于车架总成1上，并采用电机驱动液压制动方式。整个车辆底盘采用线控化底盘。

在具体应用实例中，根据实际需要，电池组件7选择采用横向布置或纵向布置的方式。

如图4-图6所示，在具体应用实例中，车架总成1包括前悬架横向推力杆101、后悬架横拉推力杆107、前悬架102及后悬架103，前悬架102通过前悬架横向推力杆101一端连接于车架105上，另一端连接于车桥106上，后悬架103通过后悬架横向推力杆107一端连接于车架105，另一端连接于后悬架摆臂108上，前悬架摆臂109的一端连接于车架105上，另一端连接于车桥106上。整个悬架结构可对整车起到导向、传递力和减震作用，保证车的稳定性更好。前悬架摆臂109和后悬架摆臂108用来起到连接车桥106、车架105，导向、传递力的作用。

参见图7和图8，在较佳的实施例中，前悬架横向推力杆101、后悬架横拉推力杆107均采用关节轴承组合拉杆。传统的推力杆结构，容易造成悬架的轴间存在间隙，对车辆的控制产生不确定性因素，尤其是对无人驾驶车辆的安全产生巨大影响，难以确保无人驾驶的安全性。而关节轴承组合拉杆的使用可有效消除轴间存在的间隙，从而保证车的稳定性和安全性。

在上述方案中，前悬架横向推力杆101、后悬架横拉推力杆107用来起到连接车架105、车桥106，导向、传递力的作用。

在较佳的实施例中，前悬架102与车架105之间以及后悬架103与车架105之间均设置有摆臂减震器104，摆臂减震器104用来起到连接车桥106、车架105，支撑减震的作用。

通过采用本发明的上述结构，整个悬架结构可对整车起到导向、传递力和减震作用，保证车的稳定性更好。此外，具有占用的横向和纵向空间小、轮距不随车轮跳动而变化、结构简单、成本低，并以此达到解决现有的不平路面传给车架的冲击，提高汽车的舒适性要求和操纵稳定性的要求。

如图9-图11所示，在较佳的实施例中，转向总成5一般包括转向电机501、联轴器502、方向机503以及转向节504，转向电机501通过联轴器502与方向机503，方向机503的两端分别连接有转向节504，转向节504则与轮胎总成2相连。在转向节504的位置处设置有主销506。本发明无人车的转向总成5，将转角传感器507安装于主销506位置处，这样就能够从根本上消除中间传动机构间隙，更真实反馈整个车的转向状态，自动驾驶发出相应指令使整个车的稳定性更强，保证整个车的安全行驶。

在较佳的实施例中，转角传感器507安装于底盘的下方。

在较佳的实施例中，转角传感器507的内圈与转向节504固定，外圈通过支架安装固定在车桥上，这样转角传感器507监测到的是轮胎实际转角，中间传动机构间隙不影响反馈结果。

在较佳的实施例中，转角传感器507套在主销506的轴外，主销506与转向节504共轴，这样转角传感器507就能随着主销6转动。

可以理解，由于转向轮为两个，那么转向节504、主销506均为两个，每一个主销506位置处均安装有一个转角传感器507。

进一步，为了保证转角信号的精确度，作为较佳的实施例，也可以在转向电机501的顶部设置顶部转角传感器，与位于主销506处的转角传感器7形成传感器组，以提高整体的检测精度，保证行车安全。

如图12和图13所示，在较佳的实施例中，制动总成3包括推杆电机301、液压主泵302、油压传感器303、刹车钳304以及刹车盘305，刹车钳304与刹车盘305安装于轮胎总成2的附近，两者形成配合构成制动执行机构，以完成对车辆的制动操作。推杆电机301与液压主泵302相连，利用推杆电机301的驱动动作，推动液压主泵302产生压力，液压油经液压主泵302及油路306之后传递给油压传感器303，油压传感器303感应到油液压产生制动操作指令，控制制动执行机构完成制动，实现电子控制式抱闸。

在较佳的实施例中，按照车辆的前后左右划分，每个刹车钳304和刹车盘305构成一组，组数与轮胎的数量对应，即每一个轮胎对应一组制动执行机构。在本实例中，即分为左前、左后、右前、右后四组。在具体应用时，可以考虑每组制动执行机构独立控制的方式，也可以采用组合控制的方式。

在较佳的实施例中，液压主泵302与多个油路306相连通，每个油路306与一组制动执行机构相连，且每一个油路306上均设置有至少一个油压传感器303。可以理解，若干个油压传感器303可以形成传感器组，通过控制装置来设定并实现多个油压传感器303在不同路况下、不同应用场景下、不同载重状态下的组合式控制。上述油压传感器303设定的控制参数可以相同也可以不同。

在较佳的实施例中，液压主泵302可以通过分配阀或者多通管与多个油路306相连通，本实例中直接通过四通管与油路306相连。

在较佳的实施例中，还包括一个保护单元307，所述保护单元307在断电时制动盘305抱死，会抱死车辆底盘上的驱动总成4的驱动电机，实现制动；在通电时制动盘305松开，解除制动，驱动电机正常运转。该保护单元307可以采用电磁抱闸方式。

在较佳的实施例中，推杆电机301通过车辆的控制系统来实现电子控制，由电信号驱动，可以根据实际需要采用模块化控制方式、或者采用压力信号转换电信号的控制方式。尤其是对于无人车辆，可以根据无人车辆的应用场地、应用场景、载重情况或功能需求，设定不同的模块化控制方式，智能程度更高，控制效果更好。

进一步，作为较佳的实施例，本发明还可以包括传感器组，用来监测底盘状态的若干个传感器，整个平台采用通用化、平台化设计，如在监测轮胎转角和监测液压制动状态的基础上，还可以包括轮速传感器，用来实时监测车速。

进一步，转角传感器507、前悬架横向推力杆101、驱动总成4的EPS|电机、位于前轮处的油压传感器303依次呈线性排布在横置摆放的电池组件7的一端，后悬架横向推力杆107安装在横置摆放的电池组件7的另一端，位于后轮处的油压传感器303和摆臂减震器104、后悬架摆臂108分别安装在后左右轮呈纵向排布。

进一步，所述轮胎总成2的后轮安装有轮速反馈的传感器，或者通过加速度计、含加速度计的设备通过GNSS方式获得车辆行驶速度。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范。

Claims (23)

1.一种车辆底盘，其特征在于，包括车架总成（1）、轮胎总成（2）、制动总成（3）、驱动总成（4）、转向总成（5）和控制总成，所述车架总成（1）的中部设置有电池组件（7）沿着车辆的行进方向，所述车架总成（1）的前悬架（102）和后悬架（103）分别位于电池组件（7）的前后两端，所述驱动总成（4）安装于车架总成（1）上，并采用电机驱动部件；所述制动总成（3）安装于车架总成（1）上，并采用电机驱动液压制动方式。

2.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述车辆底盘采用线控化底盘。

3.根据权利要求1所述的车辆底盘，其特征在于，所述电池组件（7）采用横向布置或纵向布置的方式。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的车辆底盘，其特征在于，所述车架总成（1）包括前悬架（102）和后悬架（103），所述前悬架（102）通过前悬架横向推力杆（101）一端连接于车架（105）上，另一端连接于车桥（106）上；所述后悬架（103）通过后悬架横向推力杆（107）一端连接于车架（105），另一端连接于后悬架摆臂（108）上。

5.根据权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，前悬架摆臂（109）的一端连接于车架（105）上，另一端连接于车桥（106）上。

6.根据权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述前悬架横向推力杆（101）、后悬架横拉推力杆（107）均采用关节轴承组合拉杆。

7.根据权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述前悬架横向推力杆（101）、后悬架横拉推力杆（107）用来起到连接车架（105）、车桥（106），导向、传递力的作用。

8.根据权利要求4所述的车辆底盘，其特征在于，所述前悬架（102）与车架（105）之间以及后悬架（103）与车架（105）之间均设置有摆臂减震器（104），所述摆臂减震器（104）用来起到连接车桥（106）、车架（105），支撑减震的作用。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的车辆底盘，其特征在于，所述转向总成（5）包括转向电机（501）、联轴器（502）、方向机（503）以及转向节（504），转向电机（501）通过联轴器（502）与方向机（503），所述方向机（503）的两端分别连接有转向节（504），在转向节（504）的位置处设置有主销（506），所述主销（506）的位置处安装有转角传感器（507）。

10.根据权利要求9所述的车辆底盘，其特征在于，所述转角传感器（507）安装于底盘的下方。

11.根据权利要求9所述的车辆底盘，其特征在于，所述转角传感器（507）的内圈与转向节（504）固定，所述转角传感器（507）的外圈通过支架安装固定。

12.根据权利要求11所述的车辆底盘，其特征在于，所述转角传感器（507）套在主销（506）的轴外，所述主销（506）与转向节（504）共轴，所述转角传感器（507）随着主销（506）转动。

13.根据权利要求9所述的车辆底盘，其特征在于，在所述转向电机（501）的顶部设置顶部转角传感器，所述顶部转角传感器与位于主销（506）处的转角传感器（507）形成传感器组。

14.根据权利要求1-3中任意一项所述的车辆底盘，其特征在于，所述制动总成（3）包括推杆电机（301）、液压主泵（302）、油压传感器（303）、刹车钳（304）以及刹车盘（305），所述刹车钳（304）与刹车盘（305）安装于轮胎的附近，两者形成配合构成制动执行机构；所述推杆电机（301）与液压主泵（302）相连，利用推杆电机（301）的驱动动作，推动液压主泵（302）产生压力，液压油经液压主泵（302）及油路（306）之后传递给油压传感器（303），所述油压传感器（303）感应到油液压产生制动操作指令，控制制动执行机构完成制动。

15.根据权利要求14所述的车辆底盘，其特征在于，每个所述刹车钳（304）和刹车盘（305）构成一组，组数与轮胎的数量对应，即每一个轮胎对应一组制动执行机构。

16.根据权利要求14所述的车辆底盘，其特征在于，所述液压主泵（302）与多个油路（306）相连通，每个油路（306）与一组制动执行机构相连，且每一个油路（306）上均设置有至少一个油压传感器（303）。

17.根据权利要求16所述的车辆底盘，其特征在于，若干个所述油压传感器（303）形成传感器组，通过控制装置来设定并实现传感器组的组合式控制。

18.根据权利要求17所述的车辆底盘，其特征在于，若干个所述油压传感器（303）设定的控制参数相同、或者不同。

19.根据权利要求14所述的车辆底盘，其特征在于，所述液压主泵（302）通过分配阀或者多通管与多个油路（306）相连通。

20.根据权利要求14所述的车辆底盘，其特征在于，所述推杆电机（301）通过车辆的控制系统来实现电子控制，由电信号驱动。

21.根据权利要求20所述的车辆底盘，其特征在于，所述车辆的控制系统采用模块化控制方式、或者采用压力信号转换电信号的控制方式。

22.根据权利要求14所述的车辆底盘，其特征在于，还包括一个保护单元（307），所述保护单元（307）在断电时制动盘（305）抱死，会抱死车辆底盘上的驱动总成（4）的驱动电机，实现制动；在通电时制动盘（305）松开，解除制动，驱动电机正常运转。

23.根据权利要求1-3中任意一项所述的车辆底盘，其特征在于，所述轮胎总成（2）的后轮安装有轮速反馈的传感器，或者通过加速度计、含加速度计的设备通过GNSS方式获得车辆行驶速度。