关于EBS制动系统在重型商用车应用的研究
近些年来，随着汽车行驶速度的提升以及交通状况的复杂化，人们对汽车安全性的要求也在逐年提高，故发展新型制动系统，尤其在制动距离、制动时间及制动舒适性等方面有明显优势的制动系统显得尤为重要。EBS制动系统便应用而生。EBS将传统技术与电子控制结合在一起，利用电控气执行制动，既缩短了制动响应时间，又提升了制动效果及舒适性，大大提升了汽车的安全性能。
1 EBS前瞻
EBS的全称为电子控制制动系统（Electronically Contr -olled Brake System），集成了ABS系统、ARS等功能，还增加一套电子控制系统去代替原来的机械系统控制刹车，概括成三个字就是“电控气”。许多先进的辅助制动功能，如ESP(或ESC)电子稳定控制功能。AEBS主动紧急制动功能、ACC自适应巡航控制功能等均在EBS系统的基础上应用而生。
目前EBS已在欧洲广泛应用于各知名卡客车，并成为制定系统主流的发展方向，国内商用车厂家均已开始匹配EBS制动系统的样车试制，部分厂家的部分车型甚至已经完成样车试验并标配EBS制动系统。由此可见，匹配EBS在国内必将成为主流，具有广阔的发展前景。
2 EBS组成部分
EBS制动系统主要包括以下部分：中央控制器、制动信号输出器、前桥模块（比例继动阀 ABS电磁阀）、后桥模块、挂车控制模块、转向角度传感器（见图1）。
2.1 中央控制器
中央控制器是EBS系统的ECU，属于系统的领导者，能完成驾驶员驾驶意图的识别、制动力分配和综合持续制动控制、直接控制EBS的各个组成部分、让挂车与驻车通过相关协议进行数据通讯、并通过数据通讯完成整车CAN的诊断通讯等功能。
图1 EBS系统组成部分简图
2.2 制动信号输出器
制动信号输出器传输踏板行程信号给中央控制器，具有两条电回路、两条气回路，当电回路失效时，制动原理与常规脚阀相似。
2.3 前桥模块
前桥模块由比例继动阀和ABS电磁阀组成，两者在中央控制器的统一管控下调控前桥制动压力、产生前桥备压。
2.4 后桥模块
后桥模块采用了双回路控制和独立的ECU控制。能独立的完成压力的调节控制，轮速和压力等传感器的独立监控等，减少了与驾驶室之间的线束对接。
2.5 挂车控制模块
挂车控制模块内含比例电磁阀、继动阀和压力传感器，能及时对挂车执行制动，且保留备压控制。
2.6 转动角度传感器
用来检测汽车方向盘的转动方向、转向角度，当方向盘向左或者向右转动时，其转动的方向和角度大小都会被转动角度传感器检测到，并将检测到的数据发送ECU，ECU根据接收到的数据发出相应的指令。转动角传感器是汽车ESC（或ESP）的不可或缺的一部分，一般安装在方向盘下方的方向柱内。
3 EBS工作原理
图2 EBS(4S4M)系统工作原理图
①制动信号传输器 ②：中央电子控制单元 ③：内置ECU单通道前桥(转向桥)控制模块 ④：内置ECU双通道后桥(驱动桥)控制模块 ⑤：挂车控制模块 ⑥：ESC控制模块 ⑦：ABS电磁阀 ⑧：轮速传感器 ⑨：磨损传感器 ⑩：转向角度传感器
EBS对汽车的制动系统实行电子化控制。驾驶员对制动踏板作用结果通过电子信号的形式传递给汽车的控制单元ECU，同时ECU结合轮速信息、摩擦片磨损状态等信息，并通过计算，然后输出一定的制动指标压力值，最终通过前轴模块、后轴模块及挂车模块对汽车的前后桥及挂车车轮执行制动。其中用于前桥的指标压力值与实际压力值相比较，其差值通过比例继动阀完成平衡。此外，对于ABS、ASR等功能，当车轮趋于抱死时，中央控制器通过调节气室压力开始循环控制，直至滑移率保持最佳值。同时，中央控制器开始与桥控调节器进行数据交换，并且通过CAN总线与其他电子系统（如发动机控制系统等）进行通讯（见图2）。
4 EBS制动效果研究
4.1 试验样车参数
样车选用某重型卡车6×4牵引车进行制动性能测试，测试时均为空载状态，且在同一路段，样车主要参数见表1，其他配置参数一致。
表1 样车信息
4.2 响应时间对比
采用压缩空气进行制动的车辆其响应时间的测量方法依据GB 12676-2014，即促动时间为0.2s，从开始促动制动控制装置开始到气室的压力达到要求最大压力值的75%时，总消耗时间不应超过0.6s。按此方法，对两试验样车制动的响应时间进行测量，两样车测量数据的平均值见表2。
表2 样车响应时间对照表
从以上数据可以看出，EBS作用下，响应时间为0.47s，比ABS作用下完全释放时间0.51s减少了0.04s，缩短约7.84%，EBS优势较大。
4.3 完全释放时间对比
完全释放时间依据GB 7258-2017中7.1.6进行，即从松开制动踏板到制动消除所需要的时间，对三轴及三轴以上汽车应小于或者等于1.2s。两样车测量数据的平均值见表3。
表3 样车完全释放时间对照表
从以下数据可以看出，EBS作用下，完全释放时间为0.81s，比ABS作用下完全释放时间0.97s减少了0.16s，缩短约16.5%，EBS优势较大。
4.4 制动距离对比
制动距离的测试方式依据GB 12676-2014，即在两样车在规定的初始速度下，采用急踩制动的方式，从脚接触到制动踏板开始至汽车完全停止时驶过的距离。两样车测量数据的平均值见表4。
表4 样车制动距离对照表
从以上数据可以看出，初始速度30km/h，EBS作用下，制动距离为5.67m，比ABS作用下制动距离7.38减少了1.71m，缩短约23%，EBS优势较大。
5 结论
从试验数据对比及分析可以看出，对于采用压缩空气制动的汽车，匹配EBS能明显的减小制动距离，提高制动响应时间，极大的提升整车制动的安全性。重型商用汽车作为重要的生产资料和物流运输工具，对国民经济的发展起着至关重要的作用，其制动系统的安全性显得尤为重要，因此重型商用车配置EBS将成为必然趋势。