基于壓電陶瓷閥系統的汽車ABS制動性能控制

基于壓電陶瓷閥系統的汽車ABS制動性能控制

防抱死制動系統（ABS）是一種對車輛安全和穩定有重要作用的電子控制系統。ABS通過對制動壓力的調節來防止制動過程中車輪抱死。商業ABS包括電磁閥、止回閥、蓄能器和阻尼室。然而，電磁閥存在一些問題，比如復雜的運行機制和昂貴的價格，這樣由電磁閥控制的ABS將存在波動。因此，為了達到閥系統所需的特性，采用了智能材料，如電流變流體（ER）、磁流變流體（MR）和壓電陶瓷。

當ER閥和MR閥應用于伺服閥系統時，可通過控制電場或磁場強度來實現輸出壓力的連續控制。因為ER閥和MR閥沒有移動部件，所以設計方法簡單。由于壓電陶瓷具有響應快速和生成壓力大的優點，因此設計了由壓電陶瓷制動器驅動的防腐流量閥裝置，利用試驗中所獲得的閥響應時間和閥門流量對壓電陶瓷閥進行評價。而將壓電陶瓷閥應用于汽車ABS的研究還非常少見。

提出了應用于汽車ABS的新壓電陶瓷閥系統，該系統由壓電陶瓷制動器和壓力調節器構成。建立了縱向整車動力學模型和車輪動態模型。將車輛縱向模型和車輪滑移模型的控制方程與所提出的壓電陶瓷閥系統動態模型結合起來。設計了用于滑移率跟蹤控制的滑模控制器，并通過計算機仿真實現。在3種不同道路條件下，采用壓電陶瓷閥系統的汽車ABS制動性能通過制動距離和車輪滑移率跟蹤結果進行評價。結果表明，①制動距離和制動時間明顯減少；②制動過程中前輪負荷大于后輪負荷；③前輪的制動壓力高于后輪。

刊名：Advances in Mechanical Engineering（英）

刊期：2014年第32期

作者：Juncheol Jeon et al

編譯：王維