重型車EBS系統(tǒng)性能淺析

蘇海東，梅曉波

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

重型車EBS系統(tǒng)性能淺析

蘇海東，梅曉波

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

本文介紹了EBS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與控制原理，通過測(cè)試，詳細(xì)分析重型車裝配EBS系統(tǒng)的制動(dòng)性能，并與常規(guī)氣制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行比較，體現(xiàn)其性能優(yōu)劣性。

EBS；控制原理；減速度控制；靜態(tài)特性；動(dòng)態(tài)特性

CLC NO.:U463.6Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014) 12-39-02

前言

隨著汽車電控技術(shù)與制動(dòng)安全系統(tǒng)發(fā)展，產(chǎn)生新一代電子制動(dòng)控制系統(tǒng)EBS，其適用于貨車、客車、牽引車、半掛車和掛車等商用車領(lǐng)域。EBS是制動(dòng)防抱系統(tǒng)（ABS）和驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，通過電子控制實(shí)施制動(dòng)，既能在極限狀態(tài)下防止車輪抱死和車輪滑轉(zhuǎn)，更能在各種制動(dòng)強(qiáng)度下準(zhǔn)確、快速地控制各車輪實(shí)施制動(dòng)。

1、EBS概述

與傳統(tǒng)的汽車制動(dòng)系統(tǒng)不同，電子制動(dòng)系統(tǒng)以電子元件替代了部分機(jī)械元件，是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。同時(shí)，制動(dòng)力的控制與傳遞方式也有較大區(qū)別。以國內(nèi)重型車壓縮空氣制動(dòng)系統(tǒng)為例，駕駛員通過制動(dòng)總泵的調(diào)節(jié)，在各制動(dòng)氣室中建立壓力，而電子制動(dòng)系統(tǒng)則是以制動(dòng)踏板開度信號(hào)，通過ECU進(jìn)行計(jì)算，控制電磁閥開度來控制制動(dòng)氣室壓力，ECU控制原則為減速度控制。

該電子制動(dòng)控制系統(tǒng)由輪速傳感器、電子控制單元ECU、前軸比例繼動(dòng)閥與后橋控制模塊等，其中壓力控制模塊具有電控單元和閥結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)前橋、后橋的制動(dòng)壓力，是EBS的重要部件；同時(shí)踏板和車輪制動(dòng)器之間的動(dòng)力傳遞是分離的，在制動(dòng)過程中，制動(dòng)力由ECU和執(zhí)行器控制。

2、EBS結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能要求

駕駛員進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，踏板行程傳感器感知駕駛員的制動(dòng)意圖，把這一信息傳給ECU，同時(shí)將輪速傳感器、車速等各路信號(hào)匯總計(jì)算，并根據(jù)車輛行駛狀態(tài)計(jì)算出車輛可以達(dá)到的最大減速度，再發(fā)出指令給執(zhí)行器控制各車輪制動(dòng)。與常規(guī)氣制動(dòng)系統(tǒng)比較，其特點(diǎn)為：①制動(dòng)腳閥信號(hào)為電子信號(hào)，響應(yīng)快速準(zhǔn)確；②制動(dòng)腳閥至前軸、后橋繼動(dòng)閥以電子信號(hào)取代氣動(dòng)控制，大大縮短系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間；③EBS正常工作時(shí)，以控制車輛制動(dòng)減速度，區(qū)別于ABS系統(tǒng)控制車輪的最大制動(dòng)力；④提供平穩(wěn)的停車制動(dòng)，能使停車過程平順柔和，依據(jù)減速度控制曲線實(shí)現(xiàn)。

3、減速度控制曲線設(shè)定

減速度控制曲線為EBS控制策略的重點(diǎn)項(xiàng)，其曲線型式直接影響EBS制動(dòng)性能及駕駛員的制動(dòng)感受。經(jīng)對(duì)多輛進(jìn)口樣車標(biāo)定試驗(yàn)，確定減速度控制目標(biāo)曲線見圖1。

通過測(cè)試確定折線方式1和弧度方式3兩種控制曲線。折線方式1由兩段直線組成，其特點(diǎn)為制動(dòng)初期減速度增加

較小，后期增加較快，保證緊急情況時(shí)車輛制動(dòng)效率；弧度方式3由曲率變化的圓弧構(gòu)成，特點(diǎn)為初期減速度較大，后期較平緩，有效抑制制動(dòng)點(diǎn)頭現(xiàn)象。

4、EBS性能分析

選用某重卡6×4牽引車裝配4S/4M EBS進(jìn)行性能測(cè)試，樣車搭載小貨箱，基本信息見表1。

4.1 制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間

常規(guī)制動(dòng)(EBS不工作)與EBS制動(dòng)靜態(tài)響應(yīng)時(shí)間比較，由圖2看出，EBS較常規(guī)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間最快提高27%，有明顯優(yōu)勢(shì)。

4.2 制動(dòng)釋放時(shí)間

試驗(yàn)依據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)TP-121V-05進(jìn)行，踏板釋放時(shí)壓力從6.8bar下降到0.36bar（95psi-5psi）的時(shí)間作為釋放時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)要求制動(dòng)釋放時(shí)間小于550ms。

表2 制動(dòng)回路靜態(tài)釋放時(shí)間

由表2數(shù)據(jù)得出，EBS作用時(shí)，釋放時(shí)間為440ms，較常規(guī)制動(dòng)釋放時(shí)間縮短22ms，有一定優(yōu)勢(shì)。

4.3 有無EBS對(duì)制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)距離的影響

在附著系數(shù)約0.7的高附著路面上進(jìn)行直線制動(dòng)，數(shù)據(jù)見表2。

由表3數(shù)據(jù)得出，滿載試驗(yàn)，制動(dòng)初速為80km/h,常規(guī)氣制動(dòng)即前后輪制動(dòng)壓力有延遲時(shí)間和制動(dòng)距離分別為4.7s和50.6m，在有EBS即氣壓延遲時(shí)間非常小的情況下，制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)距離分別縮短了0.4s和3.5m;制動(dòng)初速為50 km/h時(shí)，有EBS時(shí)較制動(dòng)高延遲時(shí)間和制動(dòng)距離分別縮短了0.2s和3.3m，可見EBS對(duì)制動(dòng)效果的提高十分明顯。

表3 有無EBS測(cè)試對(duì)比

4.4 EBS減速度控制匹配測(cè)試

該EBS控制策略為減速度控制，即樣車無論處于何種載重狀態(tài)，制動(dòng)時(shí)，EBS依據(jù)踏板開度計(jì)算控制準(zhǔn)確度可由減速度測(cè)定試驗(yàn)驗(yàn)證。分別進(jìn)行空、滿載工況試驗(yàn)，結(jié)果見圖3，圖4。

由圖3、圖4看出，樣車制動(dòng)時(shí)，其減速度均能準(zhǔn)確落在設(shè)定的減速度控制曲線上，控制效果良好。

5、結(jié)論

由以上分析可知，該EBS較常規(guī)氣制動(dòng)系統(tǒng)，能有效的減少制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間、釋放時(shí)間及制動(dòng)距離，縮短前后橋的制動(dòng)延遲時(shí)間；通過減速度測(cè)定，空、滿載狀態(tài)，EBS均能準(zhǔn)確控制樣車減速度落在目標(biāo)曲線上，控制精度高。

[1] 樊秋實(shí) 大客車EBS系統(tǒng)仿真分析[D].北京：清華大學(xué)汽車系，2009.

[2] 劉佩佩 EBS壓力控制模塊的初步分析[D].北京：清華大學(xué)汽車系，2012.

[3] 李彪 EBS軸模塊結(jié)構(gòu)和工作原理研究[D].北京：清華大學(xué)汽車系，2010.

[4] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB12676-1999《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》.

The Capability analysis of Heavy truck with EBS

Su Haidong, Mei Xiaobo
（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200）

This paper introduces the structure and principle of Control Module of the EBS ,analysis the capability of the heavy truck with EBS particular from test,and compare with conventionality air pressure braking system ,exhibition the high capability of the EBS.

EBS；Control Module；deceleration control；Static Characteristics；Dynamic Characteristics

U463.6

A

1671-7988(2014)12-39-02

蘇海東，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院。