本发明专利技术公开了一种数字液压辅助高动态响应的制动系统及其控制方法，所述系统包括二位二通数字开关阀A、控制器、电磁式二位二通比例滑阀、二位二通数字开关阀B、位移监测系统、压力监测系统；当车辆启动时，本发明专利技术的控制系统保持预加载状态，随时响应制动；紧急制动时，制动系统处于开启状态；车辆熄火时，制动系统处于关闭状态；与现有制动方法相比，大幅缩短了制动响应时间，提高了制动器响应阶段的动态性能，进一步保障了车辆制动的安全性。进一步保障了车辆制动的安全性。进一步保障了车辆制动的安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种数字液压辅助高动态响应的制动系统及其控制方法
[0001]本专利技术涉及液压制动领域，具体涉及一种数字液压辅助高动态响应的制动系统及其控制方法
技术介绍
[0002]制动系统是指对车辆的行驶速度进行强制降低的一系列装置。主要功用是使行驶中的车辆减速甚至停车和使下坡行驶的车辆速度保持稳定。而制动响应时间是影响制动性能的关键因素。尤其在重载高速、负载多变且运动惯性巨大的工况下，通常在短时间内就会产生长距离的滑移，严重影响了车辆制动的安全性，因此对制动系统的制动性能提出了极高的要求。
[0003]目前全液压制动的最高技术为电液比例式制动控制技术，由于比例阀存在中位死区，导致制动器的压力响应慢，制动过程滞后。比例阀存在内泄漏，导致制动压力难以长期稳定，控制精度低。同时，比例阀的滑阀结构对油液清洁度的要求极高，油液污染会导致阀芯的卡滞，导致制动器无法有效制动，可靠性差，难以满足复杂工况下高动态响应制动的要求。而数字液压技术采用数字开关阀为核心控制元件，频响快，高频启闭生成的离散流体在管路中融合后可以比拟连续流体控制的效果，控制精度高，而且只有开和关两种状态，对油液的清洁度不敏感，所以抗污染能力更强，响应更快。但是，单纯的将比例阀改为数字开关阀，虽然提高了响应速度，但是容易造成油腔内的压力波动，从而影响制动压力的精度。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种数字液压辅助高动态响应的制动系统及其控制方法。当车辆启动时，本专利技术的控制系统保持预加载状态，随时响应制动；紧急制动时，制动系统处于开启状态；车辆熄火时，制动系统处于关闭状态。与现有制动方法相比，大幅缩短了制动响应时间，提高了制动器响应阶段的动态性能，进一步保障了车辆制动的安全性。
[0005]本专利技术首先提供了一种数字液压辅助高动态响应的制动系统，包括二位二通数字开关阀A、控制器、电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀B、位移监测系统、压力监测系统；
[0006]所述的控制器分别与位移检测系统、压力检测系统相连以获取相应的检测信号；控制器与二位二通数字开关阀A、电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀B相连分别对其进行控制，控制器还用于对外部充液系统进行控制；
[0007]位移检测系统用于获取外部踏板装置的位移信号；压力检测系统用于获取外部制动器的制动油腔压力信号；
[0008]电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀A的进油口与外部充液系统连接，其中二位二通数字开关阀A的进油口还与蓄能器相连，电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀A的出油口连接外部制动器的制动缸；二位二通数字开关阀B的进油口连
接外部制动器的制动缸，二位二通数字开关阀B出油口与外部油箱连接。
[0009]进一步的，所述控制器还能获取外部蓄能器的压力信号。
[0010]进一步的，所述的制动器包括制动缸、制动摩擦块和制动盘，制动缸内部的负载弹簧将制动压力传输到制动摩擦块；当制动压力达到目标制定压力P0时，制动摩擦块与制动盘之间挤压摩擦。
[0011]本专利技术还公开了一种上述数字液压辅助高动态响应的制动系统的控制方法，其包括如下步骤：
[0012]1)控制器通过位移检测系统和压力检测系统对相应的检测信号进行实时采集；
[0013]2)预加载状态：当车辆启动时，控制器根据压力检测系统的反馈信号向二位二通数字开关阀A传输最适占空比β1、驱动频率信号f1，向电磁式二位二通比例换向阀传输最适阀口开度γ的大小；二位二通数字开关阀A快速响应建压，与此同时，电磁式二位二通比例换向阀也开始响应，越过死区之后开始建压，油液经二位二通数字开关阀A和电磁式二位二通比例换向阀后混合进入到制动缸中；随着制动缸压力的升高，制动器的负载弹簧逐渐被压缩至目标预压缩量Δx1，将制动压力提升至预加载制动压力P
pre
；当制动压力达到P
pre
时，控制器向二位二通数字开关阀B传输最适占空比β2、驱动频率信号f2的大小，使得多余的油液通过二位二通数字开关阀B出油口回油箱；当制动缸发生掉压时，通过二位二通数字开关阀A和电磁式二位二通比例换向阀补充油液，在高频驱动作用下，达到精准控压的效果；
[0014]3)开启状态：当控制器接收来自位移检测系统获取的踏板装置的位移信号时，控制器更新二位二通数字开关阀A最适占空比β1、驱动频率信号f1，同时更新最适阀口开度γ，二位二通数字开关阀A和电磁式二位二通比例换向阀快速响应信号，并迅速建压，负载弹簧从目标预压缩量Δx1进一步压缩至目标压缩量Δx2，制动器的制动摩擦块与制动盘之间挤压摩擦，达到制动效果；制动压力在极短的时间内从预加载制动压力P
pre
上升至目标制定压力P0，控制器通过更新二位二通数字开关阀A的最适占空比β2、驱动频率信号f2，保障制动压力维持在目标制动压力P0，精准控压；
[0015]当制动指令信号撤销时，制动系统从开启状态切换至预加载状态；制动系统开始卸压，从上一个目标制动压力P0下降至预加载制动压力P
pre
，负载弹簧的压缩量回归至目标预压缩量Δx1，为下一次制动指令信号来临时最好准备；
[0016]4)关闭状态：当控制器检测到车辆熄火时，制动系统从预加载状态切换至关闭状态，二位二通数字开关阀A和电磁式二位二通比例换向阀关闭，油液通过二位二通数字开关阀B回油箱，负载弹簧的压缩量从目标预压缩量Δx1回归至压缩量0。
[0017]进一步的，所述驱动频率信号f1和f2的范围为100
‑
300Hz，占空比β1和β2的范围为0
‑
100％。
[0018]进一步的，所述预加载制动压力P
pre
为目标制定压力P0的70％～85％。
[0019]进一步的，控制器检测蓄能器的压力，当蓄能器压力不足时，向充液系统传输控制信号α，充液系统向蓄能器充液补充压力。
[0020]与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果有：
[0021]1.本专利技术提出将数字开关阀和传统比例阀结合的结构，采用了先数字式建压后比例和数字复合式建压的模式，在大流量制动的同时，减小了制动响应时间，并通过数字开关阀的高频启闭，达到制动压力精准调控的效果，解决了现有技术中的压力响应慢、制动压力
波动大等难题；
[0022]2.本专利技术具备预加载状态，提前将制动压力上升至预加载制动压力，使其略小于目标制动压力，在制动信号来临时，通过数字开关阀高频启闭，在可极短的时间内，快速达到目标制动压力，减小了制动响应时间，并提高了制动阶段的动态响应性能，解决了现有技术中的压力响应慢的难题。
附图说明
[0023]图1为数字液压辅助高动态响应的制动系统的原理示意图；
[0024]图2为预加载状态下数字液压辅助高动态响应的制动系统原理图；
[0025]图3为制动器摩擦块与摩擦盘状态对比图；
[0026]图4为制动压力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种数字液压辅助高动态响应的制动系统，其特征在于，包括二位二通数字开关阀A、控制器、电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀B、位移监测系统、压力监测系统；所述的控制器分别与位移检测系统、压力检测系统相连以获取相应的检测信号；控制器与二位二通数字开关阀A、电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀B相连分别对其进行控制，控制器还用于对外部充液系统进行控制；位移检测系统用于获取外部踏板装置的位移信号；压力检测系统用于获取外部制动器的制动缸压力信号；电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀A的进油口与外部充液系统连接，其中二位二通数字开关阀A的进油口还与蓄能器相连，电磁式二位二通比例换向阀、二位二通数字开关阀A的出油口连接外部制动器的制动缸；二位二通数字开关阀B的进油口连接外部制动器的制动缸，二位二通数字开关阀B出油口与外部油箱连接。2.根据权利要求1所述的数字液压辅助高动态响应的制动系统，所述控制器还能获取外部蓄能器的压力信号。3.根据权利要求1所述的数字液压辅助高动态响应的制动系统，所述的制动器包括制动缸、制动摩擦块和制动盘，制动缸内部的负载弹簧将制动压力传输到制动摩擦块；当制动压力达到目标制定压力P0时，制动摩擦块与制动盘之间挤压摩擦。4.一种如权利要求1所述的数字液压辅助高动态响应的制动系统的控制方法，其包括如下步骤：1)控制器通过位移检测系统和压力检测系统对相应的检测信号进行实时采集；2)预加载状态：当车辆启动时，控制器根据压力检测系统的反馈信号向二位二通数字开关阀A传输最适占空比β1、驱动频率信号f1，向电磁式二位二通比例换向阀传输最适阀口开度γ的大小；二位二通数字开关阀A快速响应建压，与此同时，电磁式二位二通比例换向阀也开始响应，越过死区之后开始建压，油液经二位二通数字开关阀A和电磁式二位二通比例换向阀后混合进入到制动缸中；随着制动缸压力的升高，制动器的负载弹簧逐渐被压缩至目标预压缩量Δx1，将制动压力提升至预加载制动压力P
pre
；当制动压力达到P
pre
时，控制器向二位二通数字开关阀B传输...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟麒，徐恩光，贾体伟，余诚，何贤剑，王俊贤，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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