電子控制制動系統(EBS)在掛車上的應用

楊 蒙 胡志祥 文/圖

EBS(electric braking system，電子控制制動系統)是近些年在車輪防 抱死制 動系統 (ABS)、防側翻系統(RSS)及防滑 系統(ASR)的基礎 上發展 起來的 ；通過對制動系統的優化及升 級，實現操 控性及安全性的提升，以達到良好的 制動效 果，增加汽 車的制 動安全 性，使車 輛行駛安全指 數不斷 上升。本文主要通過對國內外掛車安裝EBS 的現狀分析、安裝EBS 掛車可擴展的智能系統功能、安裝EBS 掛車的安全性/舒適性/經濟效益分析等方面來凸顯出EBS(電子控制制動系統)在掛車領域的優勢及重要性；期望在以后掛車發展過程中，安全性能更高的EBS 的普及率也會越來越高。

圖1 近幾年，國內危險品掛車及高端掛車已開始安裝EBS

1 國內外掛車安裝EBS 的現狀及分析

隨著對交通安全和汽車技術要求的不斷提高，原有的ABS 已不能很好地滿足現代汽車制動安全性能提升的需要。EBS 作為制動系統的新一代產品，設置了ABS、ASR 等與傳統制動系統融為一個整體，通過電子信號及傳感器的控制達到車輛制動安全的目的，相比傳統的ABS 制動系統而言，EBS 極大地提高了車輛的運行效率、舒適性及安全性。

GB 7258-2017 中規定：“總質量大于等于12 000 kg 的危險貨物運輸貨車應裝備電控制動系統(EBS)”，且該規定自2019 年2月1日開始對新生產車實施，即目前已經生效。即將發布的交通行業標準《危險貨物道路運輸營運車輛安全技術條件》也再次明確要求車輛必須安裝EBS。這是國內首次對車輛安裝EBS作出強制性要求。

據了解，在歐洲市場，EBS 裝車率已超過90%；在北美市場，EBS 裝車率也達到60% 左右。在歐洲，LDWS(車道偏離預警系統)和AEBS(自動緊急制動系統)對應的法規分別為EU351 和EU347，也已于2013 年11月1日實施。

在我國，EBS 推廣應用起步較晚。2007 年中國重汽曾經試裝過WABCO的EBS 1C 版本，并進行了大量的試驗驗證，積累了寶貴經驗。近幾年，國內危險品掛車及高端掛車制造商也開始在掛車上安裝EBS，說明EBS 的優勢及重要性在國內已經得到認可。

2 掛車EBS 智能系統功能

安裝EBS 的掛車可擴展多種智能系統功能，如掛車遠程信息處理系統、提升橋控制功能、裝載高度記憶功能、防盜系統、制動力分配系統、智能載荷分配系統、自動返回行駛高度功能、智能轉向系統、車輛穩定控制功能(ESC)、防側翻系統、后方盲區探測系統以及掛車自動制動功能等。

2.1 掛車遠程信息處理系統

掛車遠程信息處理系統可以收集掛車的相關信息如地理位置、環境溫度、傳感器數據、EBS 數據及其他數據；通過無線信號將掛車數據發送到車隊管理中心或網絡服務器；支持多種語言的網絡服務器能夠自動發送警報，并將可自定義的使用情況報告發送給調度員、車隊經理和服務經理。該系統改善了掛車業務流程，為運輸企業或用戶提供了客觀透明的數據信息，降低運營成本，提高了運營經濟性。

圖2 半掛牽引車在制動過程中制動力分配狀態

圖3 半掛車在制動過程中制動力分配狀態

2.2 提升橋控制功能

掛車EBS 根據掛車上的載荷變化，自動提升或放下提升橋，保證掛車每橋載荷均在許可范圍內，以達到降低掛車輪胎磨損、減少油耗之目的，100 km 節省大約1 L 燃油。

2.3 裝載高度記憶功能

駕駛員通過掛車遙控裝置或智能控制面板設定2 個不同的掛車高度。當駕駛員按下遙控裝置上的記憶高度按鈕，掛車通過空氣懸架自動將掛車調節到所設定的高度。當掛車裝載和卸載貨物時，EBS控制掛車高度，使掛車保持在預先設定的高度。這樣可以減少掛車在不同高度的裝卸平臺上裝(卸)貨時的周轉時間。

2.4 防盜系統

駕駛員通過掛車遙控器或智能控制板輸入PIN 碼，通過激活彈簧加壓制動器鎖死車輪。如果有人在未經許可情況下試圖移動掛車，掛車報警器將啟動。

2.5 制動力分配系統

車輛不同軸之間的制動力分配能保證在不同載荷條件下，以最優的制動穩定性和最優的制動片磨損一致性，獲得期望的制動減速度(包括半掛牽引車和半掛車，參見圖2、圖3)。制動力分配的實現，基于根據輪速信號計算出的車輪滑移率的值，因而不需要安裝軸荷傳感器。此外，Hill Holder(坡道駐車系統)的坡道起步輔助功能 (需提供制動系統氣壓CAN 總線信號)，在車輛坡道起步的時候，可以有效防止車輛倒溜，從而使變速器可快速接入動力，同時車輛的制動系統自動延遲釋放。

2.6 智能載荷分配系統

掛車EBS 自動檢測掛車車軸的載荷，如果掛車車軸載荷小于最大許可載荷，智能載荷分配系統將釋放掛車后提升橋支撐氣囊里的空氣，使更多的載荷移動到掛車車軸上。智能載荷控制系統通過調節舉升橋，保證掛車每橋載荷均在許可范圍內，這樣有助于避免由于牽引車驅動橋超載導致的經濟損失，增加了牽引車驅動橋的使用壽命并改善部分裝載時車輛的整體穩定性。

2.7 自動返回行駛高度功能

EBS 檢測到車輛起動后，自動調節空氣懸架至車輛正常行駛高度；當裝載或卸載完貨物時，掛車高度自動調整，駕駛員無需離開駕駛室，有助于保護底盤、車軸以及易損貨物，提高了車輛在橋梁下、大門等限高情況下的通過性。

2.8 牽引力輔助功能

駕駛員在牽引車駕駛室內通過掛車遙控器或開關激活牽引力輔助功能，掛車EBS 通過提升掛車的提升橋使得牽引車驅動橋上的載荷增大，牽引車驅動橋獲得更大的附著力，使車輛能夠順利啟動。當車輛開始行駛時，掛車提升橋自動放下；頻繁上坡或在多沙、泥濘、積雪和結冰等打滑路面上行駛時，可以為牽引車驅動輪提供更大的附著力 。

2.9 智能轉向系統

掛車EBS 自動識別牽引車的轉向動作，當掛車速度低于30 km/h 時，系統會自動升起掛車后提升橋；轉向結束后，后提升橋自動放下，智能轉向系統保證掛車每橋載荷均在許可范圍內與常規橋以及提升橋配合使用；智能轉向系統能夠幫助掛車更好地遵循牽引車的轉彎路徑，在較小的區域內也能獲得很好的操縱性。

2.10 車輛穩定控制功能(ESC)

ESC 是在EBS 上附加的一個穩定性控制的功能。車輛在換道、避讓、做變轉向直徑的曲線運動時(如圖4)，由于較高的重心高度和較重的整車自質量，車輛有翻車或發生側滑的危險。ESC 功能的作用是增強車輛行駛時的穩定性，特別是在上述提到的危險情況時。依靠安裝的不同傳感器，ESC 能夠識別這些危險的臨界狀態，且在必要時ESC 功能對發動機和制動系統進行控制，避免事故的發生，提高了安全性。

圖4 ESC 道路試驗仿真

2.11 防側翻系統

RSS 在車輛的物理極限范圍內，防止車輛因以過大的速度過彎或因緊急避險操作而發生側翻。掛車EBS 檢測掛車車輪是否脫離路面，并在掛車一側車輪脫離地面之前自動對車輪進行制動，使車輛速度自動降低并重新穩定下來。

2.12 后方盲區探測系統以及掛車自動制動功能

在牽引車上，駕駛員掛入倒車檔時，盲區探測系統自動啟用，利用超聲波傳感器測量掛車與后方物體的距離；如果倒車速度超過9 km/h，將自動降低掛車速度；駕駛室內的掛車遙控器顯示掛車與后方物體的距離，當掛車與后方物體的距離達到預設定范圍(50 ～100 cm)時，掛車自動制動，以避免掛車與掛車后方物體或者人有關的事故。

3 掛車安裝EBS 的安全性、舒適性、經濟效益分析

在安全性方面，安裝EBS 的掛車具有防側翻功能、車輛平衡控制功能、盲區探測系統以及掛車自動制動功能等，相比傳統的ABS 制動系統有更出色的制動性能及危險工況預警調節功能。實驗證明，安裝了ABS 的氣壓制動系統可以讓時速為96.5 km 的載貨汽車在764 ～854 m 之間完全停??；而安裝了EBS 制動系統的載貨汽車可以將停車距離再縮短15%，EBS 有效降低了掛車翻車的可能性，縮短了制動距離，加快了制動響應時間，改善了制動穩定性，可以有效減少車輛安全事故的發生率。

在舒適性方面， EBS 的后橋氣囊升降手柄設置在駕駛室內，方便駕駛員操作；智能轉向系統能夠為駕駛員在車輛轉向過程中提供路徑指引；自動返回行駛高度功能方便駕駛員在無需離開駕駛室的情況下調整掛車至標準行駛高度；采用空氣減震方式，大大提高了駕駛過程的舒適性。

在經濟效益方面，EBS 遠程信息處理系統可以改善掛車業務流程；提升橋控制功能可以降低輪胎的損耗及維護成本；智能軸荷分配系統能增加車橋的使用壽命，有助于避免由車橋超載或損壞導致的經濟損失；裝載高度記憶功能減少操作時間，裝貨效率可以提高15%。

4 結束語

近幾年我國對車輛安全技術越來越重視。從車輛制動安全系統的發展趨勢看，安全性能更高的EBS 將取代傳統制動系統。目前國內掛車正在向多功能化、智能化方向轉型，EBS 可以通過各類功能模塊和傳感器的輔助來實現掛車的智能化控制；自1996 年WABCO在奔馳ACTROS 系列車型上開始了第一次應用，到2018 年WABCO EBS 的銷售量已經達到2190 多萬套，在歐洲市場得到廣泛使用。而在我國，EBS 在掛車上的應用則處于起步階段，為了推廣其在國內市場上的應用，研究安裝EBS 系統掛車的整車檢測技術將是下一步的主要工作。