EBS電子制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

王麗萍，尚永孝

（陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西 西安 710200）

EBS電子制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

王麗萍，尚永孝

（陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西 西安 710200）

EBS（Electronically Breaking system）電子控制制動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)相比，將電子控制與制動(dòng)技術(shù)結(jié)合，在車(chē)輛主動(dòng)制動(dòng)安全領(lǐng)域起到了很大的進(jìn)展和成就。文章主要介紹EBS系統(tǒng)的重要組成部分，工作原理及功能。

EBS；電子控制制動(dòng)系統(tǒng)

CLC NO.:U463.5Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-139-03

引言

隨著人們對(duì)車(chē)輛安全性和舒適性的要求日益提高，制動(dòng)系統(tǒng)作為車(chē)輛安全系統(tǒng)的重要組成部分，其新技術(shù)的發(fā)展極為迅速。與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)相比，EBS將電子控制與傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合，采用電控氣制動(dòng)，即解決了機(jī)械制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間慢，又提高了制動(dòng)舒適性。

EBS制動(dòng)系統(tǒng)除了具有ABS系統(tǒng)及其附加的ASR、HSA等功能外，還增加了制動(dòng)管理功能。而且在EBS電控系統(tǒng)上可以拓展許多先進(jìn)的輔助制動(dòng)系統(tǒng)，如ESC電子穩(wěn)定控制功能、ACC自適應(yīng)巡航控制功能、AEBS預(yù)先自動(dòng)緊急制動(dòng)功能。

1、EBS系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

EBS在車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)方面是一個(gè)巨大的技術(shù)革新，具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1）制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間較短，大大提高了車(chē)輛制動(dòng)時(shí)反應(yīng)速度，減少了制動(dòng)距離。

2）更好的制動(dòng)穩(wěn)定性和制動(dòng)舒適性。

3）全程對(duì)行車(chē)制動(dòng)及其零部件進(jìn)行監(jiān)控。

4）主掛車(chē)制動(dòng)一致性和制動(dòng)平衡性提高。

5）系統(tǒng)零部件標(biāo)準(zhǔn)化和高度集成化，降低了生產(chǎn)及安裝成本，提高了車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性。

6）制動(dòng)力合理分配，協(xié)調(diào)磨損，使制動(dòng)蹄片磨損保持一致。

7）輔助制動(dòng)聯(lián)動(dòng)功能，減少常規(guī)制動(dòng)，大大降低了維修費(fèi)用。

2、EBS系統(tǒng)工作原理

EBS制動(dòng)系統(tǒng)主要由ECU控制器、前后橋模塊、掛車(chē)模塊、制動(dòng)信號(hào)傳輸器、ABS電磁閥、比例繼動(dòng)閥、后橋備壓閥等零部件組成。下圖為WABCO系統(tǒng)零部件布置結(jié)構(gòu)圖。

圖1 零部件布置結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)制動(dòng)踏板被踩下時(shí)，制動(dòng)信號(hào)傳輸器采集內(nèi)置的位置傳感器信號(hào)記錄制動(dòng)踏板踩下的行程， 并將此信號(hào)輸入到ECU中，ECU根據(jù)輸入信號(hào)判斷駕駛員需求的減速度，另外ECU根據(jù)壓力傳感器輸入信號(hào)計(jì)算出整車(chē)重量以及相應(yīng)的每根軸的載荷和輸入的制動(dòng)器單位壓力下的制動(dòng)扭矩計(jì)算出此減速度對(duì)應(yīng)的每個(gè)制動(dòng)氣室需要的制動(dòng)壓力。

ECU直接控制內(nèi)置有壓力傳感器的前橋比例繼動(dòng)閥和兩個(gè) ABS電磁閥輸出前橋所需要的相應(yīng)的制動(dòng)壓力實(shí)施制動(dòng)。同時(shí)，ECU通過(guò)內(nèi)部CAN總線(xiàn)系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)指令控制后橋模塊，從而內(nèi)置有壓力傳感器的后橋模塊根據(jù)駕駛員的減速度需求輸出相應(yīng)的制動(dòng)壓力，實(shí)現(xiàn)了后橋的制動(dòng)控制。

當(dāng)EBS制動(dòng)系統(tǒng)的電控回路出現(xiàn)故障時(shí)，EBS的備用制動(dòng)回路正常工作，此時(shí)類(lèi)似于普通的常規(guī)制動(dòng)。

圖2 系統(tǒng)電路、氣路控制圖

3、EBS系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能

EBS控制系統(tǒng)除包含原有的ABS/ASR/DTC功能之外，還增加最強(qiáng)大最先進(jìn)的功能，制動(dòng)管理功能。

圖3 系統(tǒng)包含功能

1）ABS/ASR/DTC功能

改善了ABS防抱死功能，內(nèi)置ASR自動(dòng)牽引力控制功能，實(shí)現(xiàn)差速控制功能和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制功能，DTC拖拽扭矩控制功能消除由傳動(dòng)系造成的機(jī)械抱死。

2）制動(dòng)力分配控制功能

車(chē)輛行駛加速過(guò)程中，EBS監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力扭矩和車(chē)輛的加速度，動(dòng)態(tài)計(jì)算出車(chē)輛的總質(zhì)量和每根軸的動(dòng)態(tài)軸荷。在EBS制動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)駕駛員的制動(dòng)需求，直接控制前后橋輸出相應(yīng)的制動(dòng)力。

3）制動(dòng)蹄片磨損控制功能

EBS系統(tǒng)可通過(guò)磨損傳感器獲得摩擦片的磨損情況，監(jiān)控和平衡不同車(chē)橋間摩擦片的磨損狀態(tài)。正常的制動(dòng)過(guò)程中，EBS會(huì)通過(guò)不同車(chē)橋間制動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)摩擦片的均衡磨損，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的所有摩擦片磨損一樣，同時(shí)更換，方便維修。

4）減速度控制功能

通過(guò)內(nèi)置參數(shù)設(shè)定不同踏板行程對(duì)應(yīng)不同的車(chē)輛減速度。無(wú)論車(chē)輛處于何種載荷狀態(tài)下，根據(jù)駕駛員制動(dòng)踏板行程的大小，輸出相應(yīng)的減速度。從而很好的避免了熱衰退，或者軸荷變化對(duì)制動(dòng)造成的影響。

5）輔助制動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制

EBS系統(tǒng)通過(guò)CAN總線(xiàn)系統(tǒng)識(shí)別車(chē)輛輔助制動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型，如傳動(dòng)系緩速器、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、排氣制動(dòng)，以及各系統(tǒng)能夠提供的最大制動(dòng)力矩。在車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中，首先EBS系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先控制傳動(dòng)系緩速器、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、排氣制動(dòng)來(lái)進(jìn)行制動(dòng)，當(dāng)輔助制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足駕駛員制動(dòng)需求時(shí)，再進(jìn)行行車(chē)制動(dòng)。這樣在很大程度上減少了主剎車(chē)的使用率，延長(zhǎng)了摩擦片、制動(dòng)盤(pán)或制動(dòng)輪轂等部件的壽命，同時(shí)可使制動(dòng)車(chē)輪保持冷態(tài)，增加車(chē)輛的安全性。

6）主掛車(chē)一致性控制功能

通過(guò)計(jì)算掛車(chē)當(dāng)前的載荷狀態(tài)，合理地分配主車(chē)和掛車(chē)的制動(dòng)力，使主掛車(chē)制動(dòng)保持一致，提高牽引車(chē)制動(dòng)時(shí)的安全性。

7）坡道起步輔助功能

車(chē)輛在坡道起步時(shí)，EBS系統(tǒng)控制車(chē)輛在坡道上所需的制動(dòng)壓力來(lái)阻止車(chē)輛在坡道上的倒滑，保證駕駛員在坡道上順利的啟動(dòng)車(chē)輛。

8）其他先進(jìn)功能擴(kuò)展

ESC電子穩(wěn)定控制功能、ACC自適應(yīng)巡航控制功能、AEBS預(yù)先自動(dòng)緊急制動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)需要基于EBS系統(tǒng)，各功能與EBS通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行交互。

4、EBS系統(tǒng)零部件

EBS系統(tǒng)零部件具有優(yōu)先采用電回路-氣回路，氣動(dòng)雙回路，三回路制動(dòng)特點(diǎn)。除以下主要零部件外，系統(tǒng)還包含ABS電磁閥、輪速傳感器、備壓閥等零部件。

4.1 中央處理模塊ECU

中央處理模塊ECU監(jiān)控和控制EBS系統(tǒng)及電力應(yīng)用，同時(shí)決定制動(dòng)信號(hào)傳輸器減速信號(hào)的請(qǐng)求值，根據(jù)請(qǐng)求值，ECU計(jì)算前、后、附加橋和掛車(chē)控制閥需要的制動(dòng)壓力，控制制動(dòng)壓力的輸出。ABS系統(tǒng)控制回路，通過(guò)激活A(yù)BS電磁閥，能夠調(diào)節(jié)前橋的制動(dòng)壓力。

ECU通過(guò)內(nèi)部CAN與橋控模塊通訊，與其他部件發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、緩速器ECU、變速箱ECU通過(guò)SAE J1939數(shù)據(jù)接口通訊。

圖4 中央處理模塊ECU

4.2 制動(dòng)信號(hào)傳輸器

采集駕駛員踩下制動(dòng)踏板的開(kāi)度值轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳輸給中央處理模塊。帶有電氣路雙回路設(shè)計(jì)，帶有兩個(gè)制動(dòng)開(kāi)關(guān)和行程傳感器，行程通過(guò)兩個(gè)位置傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。電回路失效時(shí)，氣回路制動(dòng)和常規(guī)腳閥相似。

圖5 制動(dòng)信號(hào)傳輸器

4.3 前橋控制模塊

前橋控制模塊能夠控制前橋的制動(dòng)壓力，由進(jìn)氣閥、出氣閥、繼動(dòng)閥和壓力傳感器組成，這些電磁閥和傳感器由橋模塊內(nèi)置ECU控制。內(nèi)置ECU與中央處理模塊ECU通過(guò)內(nèi)部CAN進(jìn)行通訊。

圖6 前橋控制模塊

4.4 后橋控制模塊

雙通道后橋控制模塊能夠分別控制后橋兩側(cè)的制動(dòng)壓力。通過(guò)調(diào)節(jié)壓力大小，達(dá)到不同的制動(dòng)控制功能如ABS、 ASR、ESC等。

模塊包含2個(gè)獨(dú)立的氣壓控制回路，分通道左和右，每個(gè)通道集成進(jìn)氣、出氣電磁閥、備壓閥、繼動(dòng)閥和壓力傳感器組成。電磁閥和傳感器由一個(gè)內(nèi)置ECU控制，內(nèi)置ECU與中央處理模塊ECU通過(guò)內(nèi)部CAN進(jìn)行通訊。

圖7 后橋控制模塊

4.5 掛車(chē)控制模塊

掛車(chē)控制模塊備壓時(shí)提供掛車(chē)制動(dòng)壓力。由進(jìn)氣閥、出氣閥、備壓閥、壓力傳感器、繼動(dòng)閥、斷路閥組成，電磁閥和傳感器由一個(gè)內(nèi)置ECU控制，內(nèi)置ECU與中央處理模塊ECU通過(guò)內(nèi)部CAN進(jìn)行通訊。

圖8 掛車(chē)控制模塊

5、總結(jié)

EBS電子制動(dòng)控制系統(tǒng)滿(mǎn)足ECER13《有關(guān)M、N和O類(lèi)車(chē)輛制動(dòng)認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定》、GB12676《商用車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》、GB13594《機(jī)動(dòng)車(chē)和掛車(chē)防抱制動(dòng)性能和試驗(yàn)方法》。EBS制動(dòng)系統(tǒng)不僅滿(mǎn)足法規(guī)要求，更提高了車(chē)輛制動(dòng)的安全性和舒適性。

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[2] 羅文發(fā).電子控制制動(dòng)系統(tǒng)EBS在牽引車(chē)上的應(yīng)用.商用汽車(chē)[Z]. 2008(6).

[3] 于俊峰.國(guó)產(chǎn)商用車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展.重型汽車(chē)[Z].2008(5).

[4] 吳修義.WABCO(威伯科)電子制動(dòng)系統(tǒng)（EBS）.商用汽車(chē)[Z]. 2004(10).

Introduce of Electronically Breaking System

Wang Liping, Shang Yongxiao
（Shaanxi heavy-duty truck co., LTD, Shaanxi Xi'an 710200）

Compared with the traditional breaking system, EBS combine electronic technique with breaking, obtain much advancement and success in the field of active breaking. This article introduce the system composing、the working elements and function.

EBS; The breaking system

U463.5

A

1671-7988(2017)06-139-03

王麗萍，就職于陜西重型汽車(chē)有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.050