一种基于频率调制的液压制动系统及其控制方法

1.本发明属于液压制动领域，具体涉及一种基于频率调制的液压制动系统及其控制方法。

背景技术：

2.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、停车和使下坡行驶的车辆保持速度稳定。目前全液压制动的最高技术为电液比例式制动控制技术，但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。比例阀的滑阀结构对油液清洁度的要求极高，油液污染会使阀芯卡滞，导致制动器无法有效制动，可靠性差，难以满足复杂工况下全液压制动的要求。
3.数字液压技术采用数字开关阀为核心控制元件，频响快。数字开关阀在工作时作高频启闭动作，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，对油液的清洁度不敏感，抗污染能力更强，响应更快。
4.数字开关阀的一个启闭周期包括阀口由闭合至开启，阀口保持开启，阀口由开启至闭合，阀口保持关闭四个阶段。在阀体连续启闭的过程中，驱动电压一定的情况下，阀口由闭合至开启和阀口由开启至闭合这两个阶段的持续时间保持固定不变。通过驱动电压策略，使开关阀的关闭保持阶段持续时间为零。随着数字开关阀启闭频率的逐渐增大，单个启闭周期中，阀口保持开启的时间逐渐缩短，最终导致在相同的启闭时间内，阀体的启闭频率越高，液压回路中的平均流量越小。
5.传统的数字液压液压制动系统主要存在如下不足：
6.1)传统的数字液压液压制动系统在接收到制动踏板的制动指令时，通过液压回路给液压缸充液压油，使制动块与制动盘摩擦以达到制动效果。在这一过程中数字开关阀的启闭频率保持恒定，从而使得平均流量保持恒定，制动压力由0mpa开始建压上升至目标值，使得制动时间过长；在无限接近目标制动压力时，制动系统中的压力上升速度得不到精准的控制，容易偏离目标制动压力。
7.2)传统数字液压系统中，数字开关阀的启闭频率保持恒定，使得制动缸进油口的液压油流量保持恒定，从而使得制动块在抵近制动盘的过程中的速度也保持恒定。若需快速建压，则制动块的运动速度较大，使得其与制动盘接触时的刚性冲击过大，影响系统寿命和行车安全。若需精准建压，则制动块的运动速度过小，达不到快速制动响应的要求，造成危险。
8.3)传统的abs防抱死系统利用制动块与制动盘之间的接触/分离切换，保证了车辆在紧急制动时，车轮不会被制动块摩擦抱死而失去方向控制能力，但其制动块与制动盘的接触/分离切换频率不高，制动块与制动盘间的有效接触时间较短，最终使得车辆的制动距离过大，造成危险。
9.4)由于数字开关阀只有“开”和“关”两种状态，不可避免的会有流量脉动和压力冲
击，进一步对制动压力的稳态波动产生影响。

技术实现要素：

10.为解决现有技术中的问题，本发明提出了一种基于数字开关阀频率调制的高精度数字液压制动系统及其控制方法。在制动缸压力即将达到目标制动压力时，数字开关阀由低频启闭转为高频启闭，从而降低液压回路流量，以更精准快速地逼近制动压力。同时，利用其高精度压力控制优势实现超高频率点刹制动(防抱死)功能。
11.本发明的技术方案如下：
12.本发明首先提供了一种基于频率调制的液压制动系统，其包括：
13.制动缸，所述制动缸具有无杆腔、有杆腔、以及用于分隔无杆腔和有杆腔的活塞，无杆腔、有杆腔内均预充有油液，通过调节油液压力能够使活塞在制动缸内移动，活塞连接有复位弹簧，活塞还通过连杆连接位于制动缸外的制动块，所述制动块通过作用于外部制动盘而产生制动力；
14.无杆腔油路，与无杆腔相连，用于控制制动缸无杆腔内的油压；
15.有杆腔油路，与有杆腔相连，用于控制制动缸有杆腔内的油压；
16.压力检测系统，用于检测制动缸无杆腔的油压大小；
17.位移、速度检测系统，用于检测外部踏板装置的位移和速度；以及
18.控制器，用于获取压力检测系统、以及位移、速度检测系统的检测信号，输出控制信号控制无杆腔油路和有杆腔油路中的数字开关阀的启闭状态和工作频率；
19.所述无杆腔油路和有杆腔油路完全相同，其均包括蓄能器、进油路数字开关阀、出油路数字开关阀和溢流阀；其中，蓄能器设置在进油路数字开关阀的入口用于保障油路压力，溢流阀设置在进油路数字开关阀的出口用以设定油路最大压力，进油路数字开关阀用于进油、出油路数字开关阀用于回油。
20.本发明还提供了一种基于上述的液压制动系统的频率调制制动方法，其包括如下步骤；
21.位移、速度检测系统实时检测外部踏板装置的位移和速度；
22.当接收到踏板装置的位移信号，且踏板装置的运动速度在设定的正常制动的速度范围内时；液压制动系统进行正常制动状态；所述正常制动状态包括快速建压阶段和差动逼近阶段；在快速建压阶段，无杆腔油路的进油路数字开关阀全开，油液进入无杆腔迅速达到设定压力，然后进入差动逼近阶段；在差动逼近阶段，无杆腔油路和有杆腔油路同时工作，控制无杆腔油路的平均流量大于有杆腔油路，使无杆腔油压逐渐逼近目标制动压力p0，制动块与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的；
23.当接收到踏板装置的位移信号，且踏板装置的运动速度在设定的紧急制动的速度范围内时；液压制动系统进行紧急制动状态；紧急制动状态分为快速建压阶段和防抱死阶段，在快速建压阶段，无杆腔油路的进油路数字开关阀全开，油液进入无杆腔迅速达到设定压力，然后进入防抱死阶段；在防抱死阶段，无杆腔油路和有杆腔油路同时工作，液压制动系统通过控制杆腔油路和有杆腔油路的流量，使无杆腔油压周期性增大或减小，使制动块高频地与制动盘分离或接触，直至车辆完成制动；
24.所述紧急制动的速度范围大于正常制动的速度范围。
25.作为本发明的优选方案，当车辆启动，且位移、速度检测系统未检测到踏板装置的位移信号时，活塞在复位弹簧作用下处于初始位置，无杆腔油路和有杆腔油路的蓄能器充液至设定压力。
26.作为本发明的优选方案，正常制动状态和紧急制动状态的快速建压阶段相同；
27.在快速建压阶段，无杆腔油路的进油路数字开关阀全开，出油路数字开关阀关闭，油液进入无杆腔；有杆腔油路的进油路数字开关阀关闭，出油路数字开关阀全开，有杆腔的油液流出；当无杆腔的油压达到目标制动压力的设定百分比后，快速建压阶段结束。
28.作为本发明的优选方案，在正常制动状态的差动逼近阶段，控制器控制无杆腔油路的进油路数字开关阀保持f1的启闭频率，控制无杆腔油路的回油路数字开关阀保持关闭，控制有杆腔油路的进油路数字开关阀保持f2的启闭频率，控制有杆腔油路的回油路数字开关阀保持f3的启闭频率；其中f1《f2，数字开关阀启闭频率越大，其平均流量越小，因此制动缸无杆腔进油口的液压油流量大于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔进油，有杆腔出油，且控制无杆腔的等效进油流量小于快速建压阶段进油流量的5％，制动块以极小的冲量与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的；有杆腔油路的数字开关阀以f3的频率启闭，将有杆腔多余油液回油至油箱。
29.作为本发明的优选方案，紧急制动状态的防抱死阶段由多个防抱死周期组成，每个防抱死周期包括一个差动工进环节和一个差动快退环节；
30.在差动工进环节，控制器控制无杆腔油路的进油路数字开关阀保持f4的启闭频率，控制无杆腔油路的回油路数字开关阀保持关闭，控制有杆腔油路的进油路数字开关阀保持f5的启闭频率，控制有杆腔油路的回油路数字开关阀保持f6的启闭频率；其中f4《f5，制动缸无杆腔进油口的液压油流量大于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔进油，有杆腔出油，且控制无杆腔的等效进油流量小于快速建压阶段进油流量的5％，制动块以极小的冲量与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的；第二回油路的数字开关阀以f6的频率启闭，将多余油液回油至油箱；
31.在差动快退环节，控制器控制无杆腔油路的进油路数字开关阀保持f8的启闭频率，控制无杆腔油路的回油路数字开关阀保持f6的启闭频率，控制有杆腔油路的进油路数字开关阀保持f7的启闭频率，控制有杆腔油路的回油路数字开关阀保持关闭；其中f7《f8《f4《f5；由于f7《f8，制动缸无杆腔进油口的液压油流量小于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔出油，有杆腔进油，由于两者的流量差值相比于差动工进环节更大，制动块以极快的速度与制动盘分离；无杆腔油路的回油路的数字开关阀以f6的频率启闭，将多余油液回油至油箱。
32.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果有：
33.(1)本发明在制动阶段，数字开关阀先工作在快速建压阶段，此时液压油以大流量流入制动缸以达到迅速建压的目的；当制动缸内的压力到达设定值时，该设定值逼近目标制动压力时(例如为目标制动压力的85-95％)，控制器根据液压缸内的压力反馈信号，输出数字开关阀的高频启闭指令，使数字开关阀切换至高频启闭状态，制动缸的无杆腔回路的数字开关阀启闭频率小于制动缸有杆腔回路的数字开关阀启闭频率，从而使无杆腔回路的充液流量大于有杆腔的充液流量，等效流量为两流量的差值，液压油以小流量流入制动缸，制动压力在无限逼近目标制动压力的情况下，以极小的增速逼近目标制动压力，以达到精
准建压的目的。
34.(2)本发明在利用数字开关阀低频启闭建压逼近目标制动压力时，切换为高频启闭，使制动缸的运行速度迅速下降，显著降低制动块的动量，制动系统的刚性冲击有效降低，提高了制动器的寿命。
35.(3)本发明基于数字开关阀频率——流量影响特性，提出了一种超高频率点刹制动控制策略。基于这一特性，制动缸内的压力得以精准控制在任意设定值。当制动系统处于紧急制动状态时，制动缸内实际压力p在p0(目标制动压力)和p'(分离制动压力，p
x
＜p'＜p0)之间切换。得益于数字开关阀在高频启闭下对流量的高精度控制能力，使得p0和p1可以非常接近，从而降低了单次压力切换时间，提升了制动块与制动盘之间的接触/分离切换频率。提升了制动块与制动盘间的有效接触时间，最终使得车辆的制动距离得到有效控制。
36.(4)在制动压力切换过程中，制动块差动工进，制动缸的有杆腔和无杆腔均通油。制动块靠近制动盘时，制动缸的无杆腔回路的数字开关阀启闭频率小于制动缸有杆腔回路的数字开关阀启闭频率，从而使无杆腔回路的充液流量大于有杆腔的充液流量，等效流量为两流量的差值；制动块远离制动盘时，制动缸的无杆腔回路的数字开关阀启闭频率大于制动缸有杆腔回路的数字开关阀启闭频率，从而使无杆腔回路的充液流量小于有杆腔的充液流量，等效流量为两流量的差值。由于该流量差值的数量级更小，因此制动块的运动将得到更精确的控制。
37.(5)本发明在制动缸的两腔回路中均加入了蓄能器，在快速建压阶段保证回路供压稳定，提高系统的工作稳定性。
附图说明
38.图1为基于频率调制的高精度数字液压制动系统的原理示意图；
39.图2为本发明液压制动系统在制动准备/结束状态的工作示意图；
40.图3为本发明液压制动系统在正常制动状态快速建压阶段的工作示意图；
41.图4为本发明液压制动系统在正常制动状态差动逼近阶段的工作示意图；
42.图5为本发明液压制动系统在紧急制动状态快速建压阶段的工作示意图；
43.图6为本发明液压制动系统在紧急制动状态防抱死阶段差动工进环节的工作示意图；
44.图7为本发明液压制动系统在紧急制动状态防抱死阶段差动快退环节的工作示意图；
45.图8为本发明液压制动系统在正常制动状态的时序示意图；
46.图9为本发明液压制动系统在紧急制动状态的时序示意图。
47.其中1是第一回油路数字开关阀，2是第一进油路数字开关阀，3是第一蓄能器，4是溢流阀，5是制动缸，6是制动块，7是制动盘，8是第二蓄能器，9是第二回油数字开关阀，10是第二进油路数字开关阀。
具体实施方式
48.下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。所述实施例仅是本公开内容的示范且不圈定限制范围。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提
给第二蓄能器8充能。
58.正常制动状态：
59.位移、速度检测系统接收到的踏板装置速度在正常制动的范围内时，系统正常制动。正常制动状态分为快速建压阶段和差动逼近阶段。
60.在快速建压阶段(如图3)，控制器控制第一进油路数字开关阀2的继电器得电，切换至左位(开启)，液压油由外部充液系统p1经第一蓄能器3、第一进油路高速开关阀2的左位流入制动缸5的无杆腔，迅速建压。同时，控制器控制第二回油路数字开关阀9的继电器得电切换至左位，制动缸无杆腔的油液经第二回油路数字开关阀9的左位流入油箱t2。压力检测系统实时检测制动缸无杆腔内的压力。
61.当压力检测系统检测到制动缸无杆腔内的压力至设定值时(该设定值一般可设定为是目标制动压力p0的85-95％)，系统进入差动逼近阶段(如图4)。此时，控制器控制第一进油路数字开关阀2保持f1的启闭频率，控制第一回油路数字开关阀1保持右位(关闭)，控制第二进油路数字开关阀10保持f2的启闭频率，控制第二回油路数字开关阀9保持f3的启闭频率。其中f1《f2，数字开关阀启闭频率越大，其平均流量越小，因此制动缸无杆腔进油口的液压油流量大于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔进油，有杆腔出油，控制无杆腔的等效进油流量小于快速建压阶段进油流量的5％(具体可根据控制精度选择。流量差值越小，控制越精确，但逼近目标制动压力的时间将越长)；由于两者的流量差值极小，制动块以极小的冲量与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的。第二回油路数字开关阀9以f3的频率启闭，将多余油液回油至油箱t2。
62.紧急制动状态：
63.位移、速度检测系统接收到的踏板装置速度在紧急制动的范围内时，系统紧急制动。紧急制动状态分为快速建压阶段和防抱死阶段，防抱死阶段包括由多个连续的防抱死周期组成，每一个防抱死周期又分为差动工进和差动快退两个环节，多个差动工进环节和差动快退环节交替循环组成了防抱死阶段。
64.快速建压阶段(如图5)，控制器控制第一进油路数字开关阀2的继电器得电，切换至左位，液压油由外部充液系统p1经第一蓄能器3、第一进油路高速开关阀2的左位流入制动缸的无杆腔，迅速建压。同时，控制器控制第二回油路数字开关阀9的继电器得电切换至左位，制动缸无杆腔的油液经第二回油路数字开关阀9的左位流入油箱t2。压力检测系统实时检测制动缸无杆腔内的压力。
65.当压力检测系统检测到制动缸无杆腔内的压力至设定值时(该设定值一般可设定为是目标制动压力p0的85-95％)，系统进入防抱死阶段。防抱死阶段的每一个防抱死周期分为差动工进和差动快退两个环节。
66.在差动工进环节(图6)，控制器控制第一进油路数字开关阀2保持f4的启闭频率，控制第一回油路数字开关阀1保持右位，控制第二进油路数字开关阀10保持f5的启闭频率，控制第二回油路数字开关阀9保持f6的启闭频率。其中f4《f5，数字开关阀的启闭频率越大，其平均流量越小，因此制动缸无杆腔进油口的液压油流量大于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔进油，有杆腔出油，控制无杆腔的等效进油流量小于快速建压阶段进油流量的5％；由于两者的流量差值极小，制动块以极小的冲量与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的。第二回油路数字开关阀9以f6的频率启闭，将多余油液
回油至油箱t2。
67.在差动快退环节(图7)，控制器控制第一进油路数字开关阀2保持f8的启闭频率，控制第一回油路数字开关阀1保持f6的启闭频率，控制第二进油路数字开关阀10保持f7的启闭频率，控制第二回油路数字开关阀9保持右位。其中f7《f8《f4《f5。由于f7《f8，数字开关阀启闭频率越大，其平均流量越小。制动缸无杆腔进油口的液压油流量小于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔出油，有杆腔进油，可以控制两者的流量差值相比于差动工进阶段的流量差值更大(例如为快速建压阶段进油流量的5％-20％)，制动块以极快的速度与制动盘分离。第一回油路数字开关阀1以f6的频率启闭，将多余油液回油至油箱t1。
68.一个差动工进环节和一个差动快退环节构成了一个防抱死周期。整个紧急制动过程由多个防抱死周期组成，直至车辆完成制动。相比于一般的abs防抱死系统，该系统的极高频率点刹使得系统的有效制动时间占整个制动周期的比例更大，因此制动距离比一般的abs防抱死系统更短。
69.如图8所示为正常制动状态时序图。t0时刻前，系统处于制动准备状态，第一进油路数字开关阀2和第二进油路数字开关阀10关闭。t0时刻制动踏板动作，位移、速度检测系统向控制器发送制动信号，控制器控制第一进油路数字开关阀2保持开启，控制第一回油路数字开关阀1保持关闭，控制第二进油路数字开关阀10关闭，控制第二回油路数字开关阀9保持开启，回路开始快速建压，制动缸无杆腔的液压油流量在t1时刻上升至q1。至t2时刻前，压力检测系统检测到制动缸无杆腔内的压力为设定值p
x
(无限接近目标制动压力p0但制动块尚未与制动盘接触)，控制器发出指令控制第一进油路数字开关阀切2换至f1的启闭频率，控制第二进油路数字开关阀10切换至f2的启闭频率(f1略小于f2)，从而使制动缸无杆腔内的进油量略大于有杆腔内的进油量，最终效果等效为制动缸无杆腔进油，有杆腔出油，进出油量为两流量的差值，制动块开始差动逼近，到达t2时刻，第一进油路数字开关阀2流量达到q2，制动压力达到目标制动压力p0，车辆开始制动减速。至t3时刻，车辆制动完成，制动压力随后降为0mpa。
70.如图9所示为紧急制动状态的时序示意图。t0时刻前，系统处于制动准备状态，第一进油路数字开关阀2和第二进油路数字开关阀10关闭，第一蓄能器和第二蓄能器充能。t0时刻制动踏板动作，位移、速度检测系统向控制器发送制动信号，控制器控制第一进油路数字开关阀2保持开启，控制第一回油路数字开关阀1保持关闭，控制第二进油路数字开关阀10关闭，控制第二回油路数字开关阀9保持开启，快速建压。到达t2时刻前，压力检测系统检测到制动缸无杆腔内的压力为设定值p
x
(无限接近目标制动压力p0但制动块尚未与制动盘接触)，控制器发出指令控制第一进油路数字开关阀2切换至f1的启闭频率，控制第二进油路数字开关阀10切换至f2的启闭频率(f1略小于f2)，从而使制动缸无杆腔内的进油量略大于有杆腔内的进油量，最终效果等效为制动缸无杆腔进油，有杆腔出油，进出油量为两流量的差值，制动块开始差动逼近。t2时刻，制动压力达到目标制动压力p0，车辆开始制动减速并进入防抱死阶段。
71.t2时刻，系统进入防抱死阶段(以下仅说明防抱死环节的一个周期)。t2时刻，系统进入防抱死阶段的差动快退环节。控制器控制第二进油路数字开关阀10切换至f7的启闭频率，控制第二回油路数字开关阀9保持关闭，控制第一进油路数字开关阀2切换至f8的启闭
频率，控制第一回油路数字开关阀1切换至f6的启闭频率(f7略小于f8)，从而使制动缸无杆腔内的进油量略小于有杆腔内的进油量，最终效果等效于有杆腔进油，无杆腔出油，出油量为两流量的差值，制动块开始差动快退。
72.直至t3时刻，压力检测系统检测到制动缸无杆腔内的压力降至p'，差动快退环节结束，系统进入差动工进环节。控制器控制第一进油路数字开关阀2切换至f4的启闭频率，控制第一回油路数字开关阀1保持关闭，控制第二进油路数字开关阀10切换至f5的启闭频率，控制第二回油路数字开关阀9切换至f6的启闭频率(f4略小于f5)，从而使制动缸无杆腔内的进油量略大于有杆腔内的进油量，最终效果等效于有杆腔出油，无杆腔进油，出油量为两流量的差值，制动块开始差动工进。当压力检测系统检测到制动缸内的压力再次达到目标制动压力p0时，控制器发出相应信号，系统再次进入防抱死阶段的差动快退环节。至t5时刻，车辆制动完成，系统制动压力随后降为0mpa。
73.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种基于频率调制的液压制动系统，其特征在于，包括：制动缸，所述制动缸具有无杆腔、有杆腔、以及用于分隔无杆腔和有杆腔的活塞，无杆腔、有杆腔内均预充有油液，通过调节油液压力能够使活塞在制动缸内移动，活塞连接有复位弹簧，活塞还通过连杆连接位于制动缸外的制动块，所述制动块通过作用于外部制动盘而产生制动力；无杆腔油路，与无杆腔相连，用于控制制动缸无杆腔内的油压；有杆腔油路，与有杆腔相连，用于控制制动缸有杆腔内的油压；压力检测系统，用于检测制动缸无杆腔的油压大小；位移、速度检测系统，用于检测外部踏板装置的位移和速度；以及控制器，用于获取压力检测系统、以及位移、速度检测系统的检测信号，输出控制信号控制无杆腔油路和有杆腔油路中的数字开关阀的启闭状态和工作频率；所述无杆腔油路和有杆腔油路完全相同，其均包括蓄能器、进油路数字开关阀、出油路数字开关阀和溢流阀；其中，蓄能器设置在进油路数字开关阀的入口用于保障油路压力，溢流阀设置在进油路数字开关阀的出口用以设定油路最大压力，进油路数字开关阀用于进油、出油路数字开关阀用于回油。2.根据权利要求1所述的一种基于频率调制的液压制动系统，其特征在于，所述无杆腔油路、有杆腔油路中的各数字开关阀的启、闭电压在不同启闭周期均为定值，控制器通过改变各数字开关阀的工作频率来控制各数字开关阀的输出流量。3.根据权利要求1所述的一种基于频率调制的液压制动系统，其特征在于，无杆腔油路、有杆腔油路中的各数字开关阀均为二位二通的数字开关阀。4.根据权利要求1所述的一种基于频率调制的液压制动系统，其特征在于，所述控制器实时检测无杆腔油路和有杆腔油路中蓄能器的压力大小，当蓄能器压力小于设定值时，控制器发出报警或通过油泵向压力不足的蓄能器充液来保持蓄能器的压力。5.一种基于权利要求1-4任一项所述的液压制动系统的频率调制制动方法，其特征在于；位移、速度检测系统实时检测外部踏板装置的位移和速度；当接收到踏板装置的位移信号，且踏板装置的运动速度在设定的正常制动的速度范围内时；液压制动系统进行正常制动状态；所述正常制动状态包括快速建压阶段和差动逼近阶段；在快速建压阶段，无杆腔油路的进油路数字开关阀全开，油液进入无杆腔迅速达到设定压力，然后进入差动逼近阶段；在差动逼近阶段，无杆腔油路和有杆腔油路同时工作，控制无杆腔油路的平均流量大于有杆腔油路，使无杆腔油压逐渐逼近目标制动压力p0，制动块与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的；当接收到踏板装置的位移信号，且踏板装置的运动速度在设定的紧急制动的速度范围内时；液压制动系统进行紧急制动状态；紧急制动状态分为快速建压阶段和防抱死阶段，在快速建压阶段，无杆腔油路的进油路数字开关阀全开，油液进入无杆腔迅速达到设定压力，然后进入防抱死阶段；在防抱死阶段，无杆腔油路和有杆腔油路同时工作，液压制动系统通过控制杆腔油路和有杆腔油路的流量，使无杆腔油压周期性增大或减小，使制动块高频地与制动盘分离或接触，直至车辆完成制动；所述紧急制动的速度范围大于正常制动的速度范围。
6.根据权利要求5所述的频率调制制动方法，其特征在于；当车辆启动，且位移、速度检测系统未检测到踏板装置的位移信号时，活塞在复位弹簧作用下处于初始位置，无杆腔油路和有杆腔油路的蓄能器充液至设定压力。7.根据权利要求5所述的频率调制制动方法，其特征在于；正常制动状态和紧急制动状态的快速建压阶段相同；在快速建压阶段，无杆腔油路的进油路数字开关阀全开，出油路数字开关阀关闭，油液进入无杆腔；有杆腔油路的进油路数字开关阀关闭，出油路数字开关阀全开，有杆腔的油液流出；当无杆腔的油压达到目标制动压力的设定百分比后，快速建压阶段结束。8.根据权利要求5所述的频率调制制动方法，其特征在于；在正常制动状态的差动逼近阶段，控制器控制无杆腔油路的进油路数字开关阀保持f1的启闭频率，控制无杆腔油路的回油路数字开关阀保持关闭，控制有杆腔油路的进油路数字开关阀保持f2的启闭频率，控制有杆腔油路的回油路数字开关阀保持f3的启闭频率；其中f1<f2，数字开关阀启闭频率越大，其平均流量越小，因此制动缸无杆腔进油口的液压油流量大于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔进油，有杆腔出油，且控制无杆腔的等效进油流量小于快速建压阶段进油流量的5％，制动块以极小的冲量与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的；有杆腔油路的数字开关阀以f3的频率启闭，将有杆腔多余油液回油至油箱。9.根据权利要求5所述的频率调制制动方法，其特征在于，紧急制动状态的防抱死阶段由多个防抱死周期组成，每个防抱死周期包括一个差动工进环节和一个差动快退环节；在差动工进环节，控制器控制无杆腔油路的进油路数字开关阀保持f4的启闭频率，控制无杆腔油路的回油路数字开关阀保持关闭，控制有杆腔油路的进油路数字开关阀保持f5的启闭频率，控制有杆腔油路的回油路数字开关阀保持f6的启闭频率；其中f4<f5，制动缸无杆腔进油口的液压油流量大于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔进油，有杆腔出油，且控制无杆腔的等效进油流量小于快速建压阶段进油流量的5％，制动块以极小的冲量与制动盘接触产生摩擦，达到制动目的；第二回油路的数字开关阀以f6的频率启闭，将多余油液回油至油箱；在差动快退环节，控制器控制无杆腔油路的进油路数字开关阀保持f8的启闭频率，控制无杆腔油路的回油路数字开关阀保持f6的启闭频率，控制有杆腔油路的进油路数字开关阀保持f7的启闭频率，控制有杆腔油路的回油路数字开关阀保持关闭；其中f7<f8<f4<f5；由于f7<f8，制动缸无杆腔进油口的液压油流量小于有杆腔进油口的流量，其等效流量为两者的差值，实际效果等效于无杆腔出油，有杆腔进油，由于两者的流量差值相比于差动工进环节更大，制动块以极快的速度与制动盘分离；无杆腔油路的回油路的数字开关阀以f6的频率启闭，将多余油液回油至油箱。

技术总结

本发明公开了一种基于频率调制的液压制动系统及其控制方法，属于液压制动控制领域。在制动阶段，液压油以大流量流入制动缸以达到迅速建压的目的；当制动缸内的压力无限逼近目标制动压力时，控制器根据液压缸内的压力反馈信号，输出数字开关阀的高频启闭指令，使数字开关阀切换至高频启闭状态，此时液压油以小流量流入制动缸，制动压力在无限逼近目标制动压力的情况下，以极小的增速逼近目标制动压力，以达到精准建压的目的。当制动系统处于紧急制动状态时，制动缸内实际压力在目标制动压力和分离制动压力之间切换，提升制动块与制动盘之间的接触/分离切换频率，提升制动块与制动盘间的有效接触时间，最终使得车辆的制动距离得到有效控制。到有效控制。到有效控制。