基于壓電陶瓷閥系統(tǒng)的汽車ABS制動(dòng)性能控制

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是一種對(duì)車輛安全和穩(wěn)定有重要作用的電子控制系統(tǒng)。ABS通過對(duì)制動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)來防止制動(dòng)過程中車輪抱死。商業(yè)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(fù)雜的運(yùn)行機(jī)制和昂貴的價(jià)格，這樣由電磁閥控制的ABS將存在波動(dòng)。因此，為了達(dá)到閥系統(tǒng)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(dāng)ER閥和MR閥應(yīng)用于伺服閥系統(tǒng)時(shí)，可通過控制電場(chǎng)或磁場(chǎng)強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)輸出壓力的連續(xù)控制。因?yàn)镋R閥和MR閥沒有移動(dòng)部件，所以設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單。由于壓電陶瓷具有響應(yīng)快速和生成壓力大的優(yōu)點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)了由壓電陶瓷制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的防腐流量閥裝置，利用試驗(yàn)中所獲得的閥響應(yīng)時(shí)間和閥門流量對(duì)壓電陶瓷閥進(jìn)行評(píng)價(jià)。而將壓電陶瓷閥應(yīng)用于汽車ABS的研究還非常少見。

提出了應(yīng)用于汽車ABS的新壓電陶瓷閥系統(tǒng)，該系統(tǒng)由壓電陶瓷制動(dòng)器和壓力調(diào)節(jié)器構(gòu)成。建立了縱向整車動(dòng)力學(xué)模型和車輪動(dòng)態(tài)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(tǒng)動(dòng)態(tài)模型結(jié)合起來。設(shè)計(jì)了用于滑移率跟蹤控制的滑?？刂破?，并通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)。在3種不同道路條件下，采用壓電陶瓷閥系統(tǒng)的汽車ABS制動(dòng)性能通過制動(dòng)距離和車輪滑移率跟蹤結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，①制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間明顯減少；②制動(dòng)過程中前輪負(fù)荷大于后輪負(fù)荷；③前輪的制動(dòng)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