基于压电陶瓷阀系统的汽车ABS制动性能控制

基于压电陶瓷阀系统的汽车ABS制动性能控制

防抱死制动系统（ABS）是一种对车辆安全和稳定有重要作用的电子控制系统。ABS通过对制动压力的调节来防止制动过程中车轮抱死。商业ABS包括电磁阀、止回阀、蓄能器和阻尼室。然而，电磁阀存在一些问题，比如复杂的运行机制和昂贵的价格，这样由电磁阀控制的ABS将存在波动。因此，为了达到阀系统所需的特性，采用了智能材料，如电流变流体（ER）、磁流变流体（MR）和压电陶瓷。

当ER阀和MR阀应用于伺服阀系统时，可通过控制电场或磁场强度来实现输出压力的连续控制。因为ER阀和MR阀没有移动部件，所以设计方法简单。由于压电陶瓷具有响应快速和生成压力大的优点，因此设计了由压电陶瓷制动器驱动的防腐流量阀装置，利用试验中所获得的阀响应时间和阀门流量对压电陶瓷阀进行评价。而将压电陶瓷阀应用于汽车ABS的研究还非常少见。

提出了应用于汽车ABS的新压电陶瓷阀系统，该系统由压电陶瓷制动器和压力调节器构成。建立了纵向整车动力学模型和车轮动态模型。将车辆纵向模型和车轮滑移模型的控制方程与所提出的压电陶瓷阀系统动态模型结合起来。设计了用于滑移率跟踪控制的滑模控制器，并通过计算机仿真实现。在3种不同道路条件下，采用压电陶瓷阀系统的汽车ABS制动性能通过制动距离和车轮滑移率跟踪结果进行评价。结果表明，①制动距离和制动时间明显减少；②制动过程中前轮负荷大于后轮负荷；③前轮的制动压力高于后轮。

刊名：Advances in Mechanical Engineering（英）

刊期：2014年第32期

作者：Juncheol Jeon et al

编译：王维