EBS 制动系统在重型商用车的应用

CANFD

1. 重型卡车电子制动系统（ＥＢＳ）

  EBS系统是Electronicbrakingsystem的英文缩写-电子制动系统产品。ＥＢＳ系统主要由气压制动系统和电子控制系统组成。气压制动系统包括制动踏板、储气筒、气压控制阀、气压制动管路和制动气室等。电子控制系统主要包括电子控制单元、各种传感器（如三维力传感器、制动器摩擦片磨损传感器、隅合力传感器等）及电子控制线路等，概括成三个字就是“电控气”。
  EBS制动控制单元调控全部制动过程，包括ABS控制和其它的一些功能控制，例如ASR（防侧滑控制）、LWC（制动蹄片磨损补偿控制）、ESP（电子稳定性程序控制）、辅助制动控制等。EBS与制动防抱死系统（ABS，Antilock Braking System）系统相比，由于EBS改变了传统ABS系统的管路布置形式，把压缩气体直接引到轮边制动器的控制模块中，缩短了制动反应时间，适当的制动力控制，提高了制动稳定性。
2. EBS系统的工作原理   EBS主要包括1行车制动阀、2（ECU Electronic ControlUnit）、3单通道控制模块、4双通道控制模块、5压力传感器、6轮速传感器。

单通道控制模块用来调整前轮制动器的制动压力，双通道控制模块用来调整两个后轮制动器的制动压力，行车制动阀是把驾驶员的制动愿望用电信号的形式经CAN（CAN，Controller Area Network）总线送给EBS的ECU，轮速传感器是用来测量车轮转速的，压力传感器是测量制动气室的压力，ECU是收集传感器信号并根据控制算法对响应的执行部件做出控制。

EBS是在ABS的基础上发展起来的，用CAN总线来传递控制信号。与ABS系统相比，它把来自储气筒的高压气体直接连接到单通道控制模块及双通道控制模块上，来自ECU的控制信号经由CAN总线传递到单、双通道控制模块，控制压缩气体进入到制动气室，并由单、双通道控制模块对制动压力进行调节；而ABS中，储气筒的压缩气体直接连接制动阀，踩下制动踏板后，制动阀的进气口和出气口接通，压缩气体才能经由制动管路及电磁阀进入制动气室。显然，由于改进了制动管路的布置形式，使高压气体直接建立到制动气室边上，缩短了制动时反应时间，进而减少了制动距离；EBS在控制策略上包含制动防抱死控制，还采用了制动力分配的策略，能恰当分配每个车轮的制动力，提高了装有EBS车辆的制动稳定性；使车轮制动器均匀磨损,延长制动器的使用寿命。EBS各个控制模块之间通过CAN总线完成通讯，因此缩短了整个系统的反应时间，进而缩短了执行部件的反应时间。

3. EBS的具体功能

  EBS控制系统为电控系统，除了包含原有的ABS及其相关功能之外，还增加了制动管理功能，其中制动管理功能是EBS制动系统最强大最先进的功能，具体体现在以下几个方面:

1.制动力分配控制。在车辆行驶加速过程中，EBS监测发动机的动力扭矩和车辆的加速度，动态计算出车辆的总质量和每根轴的动态轴荷。在EBS控制过程中，根据驾驶员的制动需求，直接控制前后桥输出相应的制动力。并在一定的条件下兼顾考虑车轮间摩擦片的均衡磨损。
2.减速度控制功能。通过内置参数设定不同踏板行程对应不同的车辆速度。无论车辆处于何种载荷状态下，根据驾驶员制动踏板行程的大小，输出相应的减速度。从而很好地避免了热衰退，或者轴荷变化对制动造成的影响。
3.辅助制动系统的自动控制。当缓速器支持CAN总线控制时，EBS能够通过CAN总线系统自动识别车辆辅助制动系统的类型(如，发动机制动、排气制动、缓速器等)以及其能够提供的最大制动力矩。在驾驶员踩制动过程中，尤其启用缓速器来满足驾驶员的制动需求，当缓速器无法满足驾驶员制动需求时，再进行行车制动。这样，很大程度上减少了车辆用气，延长了摩擦片、制动盘或制动鼓等部件的寿命，同时可使制动车轮尽可能保持冷态，增加了车辆的安全性。
4.制动蹄片磨损控制。EBS系统可以通过磨损传感器获得摩擦片的磨损情况，监控和平衡不同车桥间的摩擦片磨损状态。正常的制动过程中，EBS会通过不同车桥间制动压力的调节来实现摩擦片的均衡磨损，从而实现车辆的所有摩擦片同时更换。
5.主挂车制动一致性控制。通过计算挂车当前的载荷状态，合理地分配主车和挂车的制动力，使主挂车制动保持一致，提高牵引车制动时的安全性。
6.制动帮助功能。当驾驶员非常快速抢踩踏板时，EBS系统预判出驾驶员需要紧急制动，制动帮助功能将控制相应的作动元件输出最大制动压力进行全制动(如，最大的行车制动，打开所有的缓速器)，直到驾驶员释放踏板结束制动帮助功能。
7.坡道起步功能(自动变速箱)。坡道起步控制通过阻止车辆在坡道上的倒滑来保证驾驶员在坡道上舒适地启动车辆，EBS系统将控制车辆在坡道上所需的制动压力。
8.提高了制动踏板的舒适性(使开商用车有开轿车般的感觉)。

4.商用车EBS的总体技术方案

4.1总体方案。
  单通道控制模块的两个进气口一个与储气筒相连接，另一个与制动阀的出气口相连接，它的出气口与制动气室相连接，它的通讯端口与 ECU 的端口相连接；双通道控制模块的两个进气口一个与与储气筒相连接，另一个与制动阀的出气口相连接，它的出气口与制动气室相连接，它的通讯端口与ECU的端口相连接；后轮制动气室的进气口还与继动阀的进气口相连接，控制驻车制动；制动阀的两个进气口分别连接储气筒，它的电信号输出口与ECU的通讯端口相连接；因此，EBS的高压气体建立在车轮制动气室的旁边，缩短了气体在管路的流动时间。

  EBS主要部件包括：1中央处理单元（ECU）2 单通道控制模块（EPM，Electronic Pressure Module）3双通道控制模块4行车制动阀5压力传感器6轴荷压力传感器（测量轴荷） 。

  EBS的ECU通过CAN总线与单通道控制模块、双通道控制模块进行通讯。单通道控制模块、双通道控制模块从EBS的ECU上得到控制指令，来控制进入各个制动气室的气体压力。双通道控制模块控制后轴的两个车轮的制动气室的气体压力，单通道控制模块控制前轴的一侧车轮制动气室的制动压力，两个单通道控制模块分别用来控制前轴的两个转向车轮。每个控制模块内有控制单元、电磁阀及压力传感器。行车制动阀可以把制动踏板的速度信息及位移信息转换成相应的电信号传递到EBS的ECU。