首页 > 制动知识 > 正文
电子制动系统(EBS)技术
作者: 罗文发 张庶凯 来源: 汽车与配件杂志 日期: 2009年第12期

随着人们对车辆的安全性和舒适性的要求日益提高,制动安全系统作为车辆安全系统的重要安全组成部分,其新技术发展较为迅速,尤其是制动系统在电子控制和技术集成方面取得了很大的进展和成就。首先体现在ABS的引入,到目前它已经成为车辆的标准配置,20世纪80年代末,开发出了防驱动轮打滑系统(ASR),通过对制动过程的调节来改善牵引力。又推出了基于ABS的拓展功能如EBD/EBL、TPM、RSC和ESC等,同时新概念气压电子制动控制系统(EBS)和电子控制液压制动系统(EHB)也开始应用,安全性和经济性都得以大大提高。现在,电子机械制动(EMB)和线控制动(BBW)已成为焦点,但目前还没有开始广泛应用和推广。基于EBS的自适应巡航控制系统(ACC),也开始在欧洲等国家应用,可以大大降低碰撞交通事故的发生。自适应巡航控制系统开拓了新型助驾系统的第一步,接下来将开发防撞警告系统和自动转向及制动干涉系统,最终的发展方向是具有汽车自动防撞系统和全自动驾驶系统等的安全车辆(见图1)。

在北美洲,目前正由常规制动+ABS系统向电子控制制动系统(EBS)快速发展,预计在2015年装车率将达到60%左右;在欧洲,目前EBS系统的装车率已超过60%,预计EBS系统将逐渐完全取代常规制动+ABS系统;在亚洲,目前主要是常规制动系统和常规制动+ABS系统,预计在2010年常规制动+ABS系统将成为主导,在2015年EBS系统也将占有较高的装车率。

\

EBS系统的组成结构和工作原理

客车的电子控制制动系统由桥控调节器、电控单元、ABS电磁阀、制动信号传感器、比例继动阀等零部件组成,另外增加转向角度传感器和电子稳定性控制(ESC)模块,可以实现拓展电子稳定性控制功能。

EBS系统的工作原理:EBS实现了制动系统的电子控制,当驾驶员踩踏板时,制动信号传感器将获得的踏板行程信号传输给电控单元,来识别车辆制动要求,同时从速度传感器和磨损传感器获得轮速信号和摩擦片磨损状态信号,电控单元通过处理接收到的信号,然后根据相应的控制策略进行计算并输出一定的指标压力值,通过控制比例继动阀,ABS电磁阀,备压阀和桥控调节器,从而控制前后桥执行制动。用于前桥的指标压力值与实际值相比,其差值通过比例继动阀来平衡。另外,对于ABS、ASR功能,当车辆趋于抱死时,中央控制器通过调节制动气室压力开始循环控制,使滑移率保持最佳值。同时中央控制器可以与桥控调节器进行数据交换,并且可通过CAN总线与其它电子系统(发动机控制、缓速器等)进行通讯(见图2)。

\

货车和牵引车的电子控制制动系统(EBS)由桥控调节器、电控单元、ABS电磁阀、挂车控制阀、制动信号传感器、比例继动阀等零部件组成。此外,增加转向角度传感器和电子稳定性控制(ESC)模块,还可以实现拓展电子稳定性控制功能。

货车和牵引车EBS实现了制动系统的电子控制,其工作原理与客车类似,系统布置图如图3所示。

\

系统的技术优势

电子控制制动系统具有很多的技术优势,可降低成本、提高安全性能、采用拓展的诊断和自诊断,可与车辆其他系统集成新功能如持续制动集成和牵引车控制。

电子控制制动系统的技术优势主要体现在以下几个方面:

1.提高舒适性、操纵稳定性和制动安全性:系统根据驾驶员操纵制动踏板传输的制动需求,通过系统的计算和补偿自动的控制车辆进行制动,提高制动舒适性,同时可以缩短制动距离。EBS系统可以根据载荷条件和车辆滑移情况,自动分配和调整前后桥及挂车的制动压力进而最小化主挂车之间的耦合力和提高操纵稳定性和制动安全性。

2.缩短制动距离:与常规制动系统相比,电子控制制动系统可以缩短制动距离。

3.提高经济性和维修方便性:系统可以通过磨损传感器获得摩擦片的磨损情况,进行监控和平衡不同车轴间的摩擦片磨损,使车辆的所有摩擦片提高利用率并且可以同时更换,另外,系统集成了持续制动,尽可能地通过缓速器、排气辅助制动和控制发动机扭矩等进行制动,进而延长摩擦片的使用寿命来提高经济性。EBS可以通过拓展的集成诊断和监测系统持续地进行自我检测,当系统有影响正常工作的故障时,驾驶员将被及时提醒。

4.补偿常规制动系统的缺陷:与常规制动系统相比,电子控制制动系统具有缩短制动响应时间,优化制动力分配,协调车轴间的制动,通过软件柔性调整系统参数,制动监测和自我诊断等功能。

5.制动管理功能:驾驶员通过踩制动踏板产生行程信号来提供制动需求,同时由于机械机构踏板响应时间的滞后,系统将对制动力需求进行调整,从而获得符合驾驶员制动需求的感觉曲线,然后系统对实际制动和制动需求进行对比并均衡,最终根据结果对前后桥和挂车的制动压力进行合理分配,从而控制车辆进行制动。

制动管理功能主要表现在:

⑴ 延迟控制/感载阀控制:延迟控制功能用于调整制动压力来满足驾驶员的制动需求,无论轴荷大小,只要相同的踏板行程,车辆的减速度将相同。例如,当摩擦片潮湿时,EBS系统将增加制动压力,直到满足制动需求。因此车辆不需要安装感载阀。然而,这种延迟控制只在一定的限值下起作用,当摩擦片的摩擦系数下降较大时,延迟控制将不起作用并提醒驾驶员制动性能下降。除此,延迟控制还可以改善制动滞后现象。

⑵ 制动力分配控制:在EBS延迟控制工作阶段,前后桥的制动压力分配,除其它参数影响外,主要取决于实际值和名义值之间的比较。通过轮速传感器记录轮速的变化,进而获得前后桥滑移的差异,最理想的制动力分配是前后桥之间无滑移,所以前后桥制动压力控制模式是控制前后车轮之间的滑移差异接近为零,并同时考虑均衡车轮间的摩擦片磨损。

⑶ 摩擦片磨损控制:在非极限的制动过程中,制动力分配会根据收到的衬片磨损信号来调整,对于摩擦片磨损多的车轮相应地减少制动压力,对于摩擦片磨损少的车轮相应地增加制动压力,从而均衡摩擦片的磨损并保证驾驶员需求的总制动性能没有改变。

⑷ 持续制动集成功能:持续制动集成功能来管理车辆各制动方式的合理应用,尽可能地使用非磨损制动方式,如缓速器、排气辅助制动和发动机控制等,从而减少摩擦片,制动盘和制动鼓等部件磨损,同时可使制动车轮尽可能保持冷态。

⑸ 制动辅助功能:当系统识别出驾驶员需要全制动时,无论踏板是否踩到底,制动辅助功能将释放最大制动压力到制动气室进行全制动,直到驾驶员释放踏板来结束制动辅助功能。

⑹ 防滑坡控制:防滑坡控制通过阻止车辆在坡道上倒滑来保证驾驶员在坡道上舒适地起动车辆,驾驶员可以通过轻轻地踩制动踏板来激活防滑坡控制功能,系统将控制车辆在坡道上所需的制动压力。该功能可通过开关来控制是否激活。

⑺ 牵引力扭矩控制:牵引力扭矩控制在动力系统中起作用,当制动扭矩导致车轮趋于抱死时,滑移率超过一定的限值时,增大发动机扭矩,减小制动扭矩,当驱动轮进入稳定状态时牵引力扭矩控制停止作用。

⑻ 集成ABS功能。

⑼ 集成ASR功能。

⑽ 挂车控制:挂车控制可以同时通过电控方式和气控方式实现,电控方式通过通讯协议ISO11992进行控制,气控方式通过挂车控制阀的气压回路进行控制。如果挂车偏离制动减速度曲线的中间,主车的电控单元将通过程序获知并相应地调整制动压力,从而使挂车接头结合力趋于零。

6.主挂车的制动协调性。

7.基于EBS系统可以拓展新的功能。

8.基于EBS系统可以拓展针对主挂车的中央制动控制功能,还可拓展电子稳定性控制,自适应巡航控制和进一步的驾驶员辅助系统。

目前,威伯科EBS在欧洲已有广泛的应用,自1996年威伯科在奔驰“ACTROS”系列车型上第一次应用了EBS,到2005年已经销售70多万套EBS系统。EBS在欧洲商用车上已经得到广泛推广并成为制动系统发展的主流,国内厂家也已经开始样车阶段,由此可见EBS在国内的发展也将会有广阔的前景。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

推荐好友:
加入收藏: 加入收藏夹
】【打印本页】【发表评论】【关闭窗口
 
   
   
 
联系电话:021-50325218
Copyright 2007 www.chebrake.com. All rights reserved.
© 2007 汽车制动网 版权所有|法律声明 沪ICP备13016240号-2