本发明涉及车辆的转向控制领域，尤其涉及一种多油缸液压系统以及包括所述多油缸液压系统的车桥转向装置。
背景技术：
图1示出了常规的车桥转向装置的结构示意图。常规的液压转向装置可包括充压储能单元110、比例伺服阀组120、电子控制单元130以及液压油缸140。其中，一车轴上的两个车轮通过横梁150连接，横梁150上安装有车桥梯形连杆160。液压油缸140缸体安装于车轴的横梁上，液压油缸推杆141安装于车桥梯形连杆160上。充压储能单元110内(未示出)可设置有液压油箱和充压泵站，用于为比例伺服阀组120提供高压油液以作为动力源。比例伺服阀组120内(未示出)设置有比例伺服阀以及切换开关阀。液压油缸140由比例伺服阀组120控制，液压油缸140的进油腔和出油腔分别与比例伺服阀的工作油口(a口和b口)连通，比例伺服阀与切换开关连接。电子控制单元130与充压储能单元110及比例伺服阀组120连接。电子控制单元130通过控制切换开关来控制比例伺服阀内的油液由a口流出及b口流入或由a口流入及b口流出之间切换，同时通过控制比例伺服阀的阀芯位置以控制比例伺服阀的工作油口的开口大小，从而控制车桥梯形连杆141转动变形以驱动车轮转向。
其中，油缸作为液压系统的执行元件，且同时作为车桥转向机构的驱动元件。目前，在多轴车辆的转向控制领域，各个车轴的转向方式均为液压油缸来驱动，因此油缸的安全性和可靠性尤为重要。油缸出现密封损坏或泄漏增大而导致无法加载等问题是油缸最常见的失效形式。若油缸在工作过程中出现故障，将导致车辆的转向系统无法工作。而多轴车辆一般具有多节车厢，整体体积和长度较大，并不存在适配的拖车，则若多轴车辆的转向系统无法工作则也无法通过拖车等常规的救援形式进行救援。因此，为避免出现需要救援的情况，多轴车辆的转向系统的安全性和可靠性就显得更为关键。
为提高多轴车辆的转向系统的安全性和可靠性，本发明旨在提出一种车桥转向装置的多油缸液压系统，可在油缸出现故障时，利用剩余的油缸继续进行转向工作，从而满足车辆的转向系统的安全性和可靠性的要求，可防止车辆因转向失效而瘫痪在道路上。
技术实现要素：
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面，提供了一种车桥转向装置的多油缸液压系统，包括：多个油缸、与所述多个油缸对应的多个冗余阀组以及主控阀，所述多个油缸的进液腔和出液腔通过对应的冗余阀组分别与所述主控阀的a口或b口联通，每一冗余阀组响应于对应的油缸出现液压油泄漏而处于工作状态，处于工作状态下的冗余阀组断开对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系，所述主控阀仅控制不处于工作状态下的若干冗余阀组所对应的油缸的液压油的工作流量。
在一实施例中，每一冗余阀组至少包括两个控制阀，所述两个控制阀分别设置于所述冗余阀组对应的油缸的进液腔和出液腔与所述主控阀的旁路管道上，响应于所述冗余阀组处于工作状态，所述两个控制阀分别控制对应的旁路管道导通以断开所述冗余阀组对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系。
在一实施例中，所述多油缸液压系统还包括：与所述多个油缸对应的多个流量传感器，所述多个流量传感器分别安装在对应的油缸的无杆腔内以检测对应的油缸的工作流量，每一流量传感器检测出的工作流量用于判断其对应的油缸是否出现液压油泄漏。
在一实施例中，所述多油缸液压系统还包括：控制单元，分别与所述多个流量传感器以及所述多个冗余阀组连接，所述控制单元获取所述多个流量传感器检测出的工作流量，并响应于任一流量传感器检测出的工作流量大于其他流量传感器的工作流量，控制所述流量传感器对应的油缸的冗余阀组进入工作状态。
在一实施例中，所述控制单元为所述车桥转向装置的电子控制单元，所述控制单元基于未处于工作状态的冗余阀组的数量调整所述主控阀的开度。
在一实施例中，所述多个油缸的液压方向对称布置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种车桥转向装置，包括多油缸液压系统，所述多油缸液压系统包括：多个油缸、与所述多个油缸对应的多个冗余阀组以及主控阀，所述多个油缸的进液腔和出液腔通过对应的冗余阀组分别与所述主控阀的a口或b口联通，每一冗余阀组响应于对应的油缸出现液压油泄漏而处于工作状态，处于工作状态下的冗余阀组断开对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系，所述主控阀仅控制不处于工作状态下的若干冗余阀组所对应的油缸的液压油的工作流量。
在一实施例中，每一冗余阀组包括至少两个控制阀，所述至少两个控制阀分别设置于所述冗余阀组对应的油缸的进液腔和出液腔与所述主控阀的旁路管道上，响应于所述冗余阀组处于工作状态，所述至少两个控制阀分别控制对应的旁路管道导通以断开所述冗余阀组对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系。
在一实施例中，所述车桥转向装置还包括：与所述多个油缸对应的多个流量传感器，所述多个流量传感器分别安装在对应的油缸的无杆腔内以检测对应的油缸的工作流量，每一流量传感器检测出的工作流量用于判断其对应的油缸是否出现液压油泄漏。
在一实施例中，所述车桥转向装置还包括：控制单元，分别与所述多个流量传感器以及所述多个冗余阀组连接，所述控制单元获取所述多个流量传感器检测出的工作流量，并响应于任一流量传感器检测出的工作流量大于其他流量传感器的工作流量，控制所述流量传感器对应的油缸的冗余阀组进入工作状态。
在一实施例中，所述控制单元为电子控制单元，所述电子控制单元还基于未处于工作状态的冗余阀组的数量调整所述主控阀的开度。
在一实施例中，所述多个油缸的液压方向对称布置。
根据本发明的一方面，提供了一种车辆，包括多个车轴，其中，至少一个车轴上安装有上述任一实施例中所述的车桥转向装置。
本发明通过设置多个油缸，使得在多油缸液压系统的多个油缸未出现故障时由多个油缸同时驱动转向，而在单个油缸出现故障时，则可将出现故障的油缸排除后利用剩余的油缸进行车桥的驱动转向，因此即使出现油缸故障也并不影响车桥转向装置的转向功能。
本发明通过在每一油缸上设置一流量传感器，该流量传感器能够快速检测其对应的油缸是否出现泄漏，从而可及时对多油缸液压系统进行工作油缸的切换，以防止车辆转向失效瘫痪在道路中，满足车辆安全行驶需求。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。
图1是根据现有的车桥转向装置绘示的车桥转向装置的结构示意图；
图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的多油缸液压系统的结构示意图；
图3是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的冗余阀组的结构示意图。
具体实施方式
给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。
在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。
请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。
注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
根据本发明的一个方面，提供一种车桥转向装置的多油缸液压系统。
在一实施例中，如图2所示，多油缸液压系统包括多个油缸1～n(n≥2)、与多个油缸1～n对应的多个冗余阀组1～n以及主控阀。其中，该多个油缸1～n的进液腔和出液腔通过对应的冗余阀组分别与主控阀的a口或b口联通。
其中，油缸的作用是将液压油的压力能转换为机械能，以驱动车桥移动，车桥移动带动车轮转向。主控阀则用于控制与其具有控制关联关系的油缸内进出的液压油的工作流量。而冗余阀组则用于控制对应的油缸与主控阀的控制关联关系。
当任一油缸i(1≤i≤n)处于正常工作状态时，其对应的冗余阀组i不处于工作状态，则油缸i与主控阀具备控制关联关系；当任一油缸i(1≤i≤n)出现液压油泄漏时，其对应的冗余阀组i处于工作状态，则油缸i与主控阀的控制关联关系断开。因此，响应于多个油缸1～n中的若干个油缸出现液压油泄漏，该若干个油缸对应的冗余阀组进入工作状态，该若干个油缸与主控阀的控制关联关系断开，该多个油缸1～n中的剩余油缸对应的冗余阀组不处于工作状态，主控阀仅能控制该多个油缸1～n中的剩余油缸内进出的液压油的工作流量。
较优地，如图2所示，多个油缸1～n的液压方向对称布置。
进一步地，图3示出了一具体实施例中的冗余阀组的结构示意图。如图3所示，任一冗余阀组i(1≤i≤n)可至少包括两个控制阀k1和k2，该两个控制阀k1和k2分别设置于油缸i的进液腔和出液腔与主控阀的旁路管道上以用于控制旁路管道的导通或断开。
当冗余阀组i不处于工作状态时，控制阀k1和k2闭合，即油缸i的进液腔和出液腔与主控阀的旁路管道断开，则油缸i的进液腔和出液腔分别与主控阀的a口或b口联通，即油缸i与主控阀的具有控制关联关系；当冗余阀组i处于工作状态时，控制阀k1和k2打开，即油缸i的进液腔和出液腔与主控阀的旁路管道导通，则应当进入油缸i的进液腔的液压油或从油缸i的出液腔流出的液压油均可从对应的旁路管道中流入或流出，导致主控阀的开度与油缸i的进液腔与出液腔之间的液压差之间不具备直接的关联关系，因此油缸i与主控阀控制关联关系断开。
其中，当主控阀的a口为出液口以及b口为进液口时，油缸i的进液腔与主控阀的a口联通，油缸i的出液腔与主控阀的b口联通；当主控阀的a口为进液口以及b口为出液口时，油缸i的进液腔与主控阀的b口联通，油缸i的出液腔与主控阀的a口联通。
较优地，多油缸液压系统还可包括多个流量传感器1～n(n≥2)。该多个流量传感器1～n分别与油缸1～n对应。每一流量传感器安装于对应的油缸的无杆腔内，用于检测对应的油缸的无杆腔的液压油的工作流量。可以理解，流感传感器检测出的工作流量可用于判断其对应的油缸是否出现液压油泄漏。
较优地，多油缸液压系统还可包括控制单元(未示出)。该控制单元与该多个流量传感器1～n连接以获取该多个流量传感器1～n检测出的工作流量，并基于该多个流量传感器1～n检测出的工作流量判断各个流量传感器对应的油缸是否出现液压油泄漏。
具体地，控制单元可响应于任一流量传感器i(1≤i≤n)检测出的工作流量大于其他流量传感器的工作流量，判断该流量传感器i对应的油缸i出现液压油泄漏，因此控制流量传感器i对应的油缸i的冗余阀组i进入工作状态，即断开油缸i与主控阀控制关联关系。
较优地，多油缸液压系统的控制单元可以是原有的车桥转向装置中的电子控制单元，即控制单元还同时控制主控阀的开度。
较优地，控制单元可基于未处于工作状态的冗余阀组的数量而判断出与主控阀具备控制关联关系的油缸的数量，再利用与主控阀具备控制关联关系的油缸的数量以及当前转向所需的液压驱动力的大小来调整主控阀的开度。
较优地，主控阀可采用比例伺服阀。
根据本发明的另一个方面，还提供一种车桥转向装置，该车桥转向装置包括多油缸液压系统。
在一实施例中，车桥转向装置的多油缸液压系统可如图2所示，包括多个油缸1～n(n≥2)、与多个油缸1～n对应的多个冗余阀组1～n以及主控阀。其中，该多个油缸1～n的进液腔和出液腔通过对应的冗余阀组分别与主控阀的a口或b口联通。
其中，当主控阀的a口为出液口以及b口为进液口时，油缸i的进液腔与主控阀的a口联通，油缸i的出液腔与主控阀的b口联通；当主控阀的a口为进液口以及b口为出液口时，油缸i的进液腔与主控阀的b口联通，油缸i的出液腔与主控阀的a口联通。
其中，油缸的作用是将液压油的压力能转换为机械能，以驱动车桥移动，车桥移动带动车轮转向。主控阀则用于控制与其具有控制关联关系的油缸内进出的液压油的工作流量。而冗余阀组则用于控制对应的油缸与主控阀的控制关联关系。
当任一油缸i(1≤i≤n)处于正常工作状态时，其对应的冗余阀组i不处于工作状态，则油缸i与主控阀具备控制关联关系；当任一油缸i(1≤i≤n)出现液压油泄漏时，其对应的冗余阀组i处于工作状态，则油缸i与主控阀的控制关联关系断开。因此，响应于多个油缸1～n中的若干个油缸出现液压油泄漏，该若干个油缸对应的冗余阀组进入工作状态，该若干个油缸与主控阀的控制关联关系断开，该多个油缸1～n中的剩余油缸对应的冗余阀组不处于工作状态，主控阀仅能控制该多个油缸1～n中的剩余油缸内进出的液压油的工作流量。
较优地，如图2所示，多个油缸1～n的液压方向对称布置。
进一步地，图3示出了一具体实施例中的冗余阀组的结构示意图。如图3所示，任一冗余阀组i(1≤i≤n)可至少包括两个控制阀k1和k2，该两个控制阀k1和k2分别设置于油缸i的进液腔和出液腔与主控阀的旁路管道上以用于控制旁路管道的导通或断开。
当冗余阀组i不处于工作状态时，控制阀k1和k2闭合，即油缸i的进液腔和出液腔与主控阀的旁路管道断开，则油缸i的进液腔和出液腔分别与主控阀的a口或b口联通，即油缸i与主控阀的具有控制关联关系；当冗余阀组i处于工作状态时，控制阀k1和k2打开，即油缸i的进液腔和出液腔与主控阀的旁路管道导通，则应当进入油缸i的进液腔的液压油或从油缸i的出液腔流出的液压油均可从对应的旁路管道中流入或流出，导致主控阀的开度与油缸i的进液腔与出液腔之间的液压差之间不具备直接的关联关系，因此油缸i与主控阀控制关联关系断开。
较优地，车桥转向装置还可包括多个流量传感器1～n(n≥2)。该多个流量传感器1～n分别与油缸1～n对应。每一流量传感器安装于对应的油缸的无杆腔内，用于检测对应的油缸的无杆腔的液压油的工作流量。可以理解，流感传感器检测出的工作流量可用于判断其对应的油缸是否出现液压油泄漏。
较优地，车桥转向装置还可包括控制单元(未示出)。该控制单元与该多个流量传感器1～n连接以获取该多个流量传感器1～n检测出的工作流量，并基于该多个流量传感器1～n检测出的工作流量判断各个流量传感器对应的油缸是否出现液压油泄漏。
具体地，控制单元可响应于任一流量传感器i(1≤i≤n)检测出的工作流量大于其他流量传感器的工作流量，判断该流量传感器i对应的油缸i出现液压油泄漏，因此控制流量传感器i对应的油缸i的冗余阀组i进入工作状态，即断开油缸i与主控阀控制关联关系。
较优地，该控制单元可以是电子控制单元，即控制单元还同时控制主控阀的开度。
较优地，控制单元可基于未处于工作状态的冗余阀组的数量而判断出与主控阀具备控制关联关系的油缸的数量，再利用与主控阀具备控制关联关系的油缸的数量以及当前转向所需的液压驱动力的大小来调整主控阀的开度。
较优地，主控阀可采用比例伺服阀。
根据本发明的再一个方面，还提供一种车辆，该车辆包括多个车轴，其中，至少一个车轴上安装有上述任一实施例中所述的车桥转向装置。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。
提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。
1.一种车桥转向装置的多油缸液压系统，包括：
多个油缸、与所述多个油缸对应的多个冗余阀组以及主控阀，所述多个油缸的进液腔和出液腔通过对应的冗余阀组分别与所述主控阀的a口或b口联通，每一冗余阀组响应于对应的油缸出现液压油泄漏而处于工作状态，处于工作状态下的冗余阀组断开对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系，所述主控阀仅控制不处于工作状态下的若干冗余阀组所对应的油缸的液压油的工作流量。
2.如权利要求1所述的多油缸液压系统，其特征在于，每一冗余阀组至少包括两个控制阀，所述两个控制阀分别设置于所述冗余阀组对应的油缸的进液腔和出液腔与所述主控阀的旁路管道上，响应于所述冗余阀组处于工作状态，所述两个控制阀分别控制对应的旁路管道导通以断开所述冗余阀组对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系。
3.如权利要求1或2所述的多油缸液压系统，其特征在于，还包括：
与所述多个油缸对应的多个流量传感器，所述多个流量传感器分别安装在对应的油缸的无杆腔内以检测对应的油缸的工作流量，每一流量传感器检测出的工作流量用于判断其对应的油缸是否出现液压油泄漏。
4.如权利要求3所述的多油缸液压系统，其特征在于，还包括：
控制单元，分别与所述多个流量传感器以及所述多个冗余阀组连接，所述控制单元获取所述多个流量传感器检测出的工作流量，并响应于任一流量传感器检测出的工作流量大于其他流量传感器的工作流量，控制所述流量传感器对应的油缸的冗余阀组进入工作状态。
5.如权利要求4所述的多油缸液压系统，其特征在于，所述控制单元为所述车桥转向装置的电子控制单元，所述控制单元基于未处于工作状态的冗余阀组的数量调整所述主控阀的开度。
6.如权利要求1所述的多油缸液压系统，其特征在于，所述多个油缸的液压方向对称布置。
7.一种车桥转向装置，包括多油缸液压系统，所述多油缸液压系统包括：
多个油缸、与所述多个油缸对应的多个冗余阀组以及主控阀，所述多个油缸的进液腔和出液腔通过对应的冗余阀组分别与所述主控阀的a口或b口联通，每一冗余阀组响应于对应的油缸出现液压油泄漏而处于工作状态，处于工作状态下的冗余阀组断开对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系，所述主控阀仅控制不处于工作状态下的若干冗余阀组所对应的油缸的液压油的工作流量。
8.如权利要求7所述的车桥转向装置，其特征在于，每一冗余阀组包括至少两个控制阀，所述至少两个控制阀分别设置于所述冗余阀组对应的油缸的进液腔和出液腔与所述主控阀的旁路管道上，响应于所述冗余阀组处于工作状态，所述至少两个控制阀分别控制对应的旁路管道导通以断开所述冗余阀组对应的油缸与所述主控阀的控制关联关系。
9.如权利要求7或8所述的车桥转向装置，其特征在于，还包括：
与所述多个油缸对应的多个流量传感器，所述多个流量传感器分别安装在对应的油缸的无杆腔内以检测对应的油缸的工作流量，每一流量传感器检测出的工作流量用于判断其对应的油缸是否出现液压油泄漏。
10.如权利要求9所述的车桥转向装置，其特征在于，还包括：
控制单元，分别与所述多个流量传感器以及所述多个冗余阀组连接，所述控制单元获取所述多个流量传感器检测出的工作流量，并响应于任一流量传感器检测出的工作流量大于其他流量传感器的工作流量，控制所述流量传感器对应的油缸的冗余阀组进入工作状态。
11.如权利要求10所述的车桥转向装置，其特征在于，所述控制单元为电子控制单元，所述电子控制单元还基于未处于工作状态的冗余阀组的数量调整所述主控阀的开度。
12.如权利要求7所述的车桥转向装置，其特征在于，所述多个油缸的液压方向对称布置。
13.一种车辆，包括多个车轴，其特征在于，至少一个车轴上安装有如权利要求7～12所述的车桥转向装置。
技术总结