EBS電子制動系統(tǒng)簡介

王麗萍，尚永孝

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

EBS電子制動系統(tǒng)簡介

王麗萍，尚永孝

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

EBS（Electronically Breaking system）電子控制制動系統(tǒng)與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)相比，將電子控制與制動技術(shù)結(jié)合，在車輛主動制動安全領(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；電子控制制動系統(tǒng)

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

引言

隨著人們對車輛安全性和舒適性的要求日益提高，制動系統(tǒng)作為車輛安全系統(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，即解決了機(jī)械制動響應(yīng)時間慢，又提高了制動舒適性。

EBS制動系統(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)先自動緊急制動功能。

1、EBS系統(tǒng)優(yōu)勢

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

1）制動響應(yīng)時間較短，大大提高了車輛制動時反應(yīng)速度，減少了制動距離。

2）更好的制動穩(wěn)定性和制動舒適性。

3）全程對行車制動及其零部件進(jìn)行監(jiān)控。

4）主掛車制動一致性和制動平衡性提高。

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，提高了車輛的經(jīng)濟(jì)性。

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

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

2、EBS系統(tǒng)工作原理

EBS制動系統(tǒng)主要由ECU控制器、前后橋模塊、掛車模塊、制動信號傳輸器、ABS電磁閥、比例繼動閥、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)制動踏板被踩下時，制動信號傳輸器采集內(nèi)置的位置傳感器信號記錄制動踏板踩下的行程， 并將此信號輸入到ECU中，ECU根據(jù)輸入信號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計(jì)算出整車重量以及相應(yīng)的每根軸的載荷和輸入的制動器單位壓力下的制動扭矩計(jì)算出此減速度對應(yīng)的每個制動氣室需要的制動壓力。

ECU直接控制內(nèi)置有壓力傳感器的前橋比例繼動閥和兩個 ABS電磁閥輸出前橋所需要的相應(yīng)的制動壓力實(shí)施制動。同時，ECU通過內(nèi)部CAN總線系統(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)的制動壓力，實(shí)現(xiàn)了后橋的制動控制。

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

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自動牽引力控制功能，實(shí)現(xiàn)差速控制功能和發(fā)動機(jī)扭矩控制功能，DTC拖拽扭矩控制功能消除由傳動系造成的機(jī)械抱死。

2）制動力分配控制功能

車輛行駛加速過程中，EBS監(jiān)測發(fā)動機(jī)的動力扭矩和車輛的加速度，動態(tài)計(jì)算出車輛的總質(zhì)量和每根軸的動態(tài)軸荷。在EBS制動過程中，根據(jù)駕駛員的制動需求，直接控制前后橋輸出相應(yīng)的制動力。

3）制動蹄片磨損控制功能

EBS系統(tǒng)可通過磨損傳感器獲得摩擦片的磨損情況，監(jiān)控和平衡不同車橋間摩擦片的磨損狀態(tài)。正常的制動過程中，EBS會通過不同車橋間制動壓力的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)摩擦片的均衡磨損，從而實(shí)現(xiàn)車輛的所有摩擦片磨損一樣，同時更換，方便維修。

4）減速度控制功能

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

5）輔助制動聯(lián)動控制

EBS系統(tǒng)通過CAN總線系統(tǒng)識別車輛輔助制動系統(tǒng)的類型，如傳動系緩速器、發(fā)動機(jī)制動、排氣制動，以及各系統(tǒng)能夠提供的最大制動力矩。在車輛制動過程中，首先EBS系統(tǒng)會優(yōu)先控制傳動系緩速器、發(fā)動機(jī)制動、排氣制動來進(jìn)行制動，當(dāng)輔助制動系統(tǒng)無法滿足駕駛員制動需求時，再進(jìn)行行車制動。這樣在很大程度上減少了主剎車的使用率，延長了摩擦片、制動盤或制動輪轂等部件的壽命，同時可使制動車輪保持冷態(tài)，增加車輛的安全性。

6）主掛車一致性控制功能

通過計(jì)算掛車當(dāng)前的載荷狀態(tài)，合理地分配主車和掛車的制動力，使主掛車制動保持一致，提高牽引車制動時的安全性。

7）坡道起步輔助功能

車輛在坡道起步時，EBS系統(tǒng)控制車輛在坡道上所需的制動壓力來阻止車輛在坡道上的倒滑，保證駕駛員在坡道上順利的啟動車輛。

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)先自動緊急制動功能的實(shí)現(xiàn)需要基于EBS系統(tǒng)，各功能與EBS通過CAN總線進(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，氣動雙回路，三回路制動特點(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，同時決定制動信號傳輸器減速信號的請求值，根據(jù)請求值，ECU計(jì)算前、后、附加橋和掛車控制閥需要的制動壓力，控制制動壓力的輸出。ABS系統(tǒng)控制回路，通過激活A(yù)BS電磁閥，能夠調(diào)節(jié)前橋的制動壓力。

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

圖4 中央處理模塊ECU

4.2 制動信號傳輸器

采集駕駛員踩下制動踏板的開度值轉(zhuǎn)化成電信號傳輸給中央處理模塊。帶有電氣路雙回路設(shè)計(jì)，帶有兩個制動開關(guān)和行程傳感器，行程通過兩個位置傳感器進(jìn)行監(jiān)測。電回路失效時，氣回路制動和常規(guī)腳閥相似。

圖5 制動信號傳輸器

4.3 前橋控制模塊

前橋控制模塊能夠控制前橋的制動壓力，由進(jìn)氣閥、出氣閥、繼動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)的制動壓力。通過調(diào)節(jié)壓力大小，達(dá)到不同的制動控制功能如ABS、 ASR、ESC等。

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

圖7 后橋控制模塊

4.5 掛車控制模塊

掛車控制模塊備壓時提供掛車制動壓力。由進(jìn)氣閥、出氣閥、備壓閥、壓力傳感器、繼動閥、斷路閥組成，電磁閥和傳感器由一個內(nèi)置ECU控制，內(nèi)置ECU與中央處理模塊ECU通過內(nèi)部CAN進(jìn)行通訊。

圖8 掛車控制模塊

5、總結(jié)

EBS電子制動控制系統(tǒng)滿足ECER13《有關(guān)M、N和O類車輛制動認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定》、GB12676《商用車輛和掛車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》、GB13594《機(jī)動車和掛車防抱制動性能和試驗(yàn)方法》。EBS制動系統(tǒng)不僅滿足法規(guī)要求，更提高了車輛制動的安全性和舒適性。

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[4] 吳修義.WABCO(威伯科)電子制動系統(tǒng)（EBS）.商用汽車[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有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.050