譚紅川，譚廣齡

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽(yáng) 618000）

EBD控制技術(shù)與汽車的制動(dòng)安全性

譚紅川，譚廣齡

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽(yáng) 618000）

介紹汽車制動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配的電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD的控制原理。EBD系統(tǒng)在保障制動(dòng)穩(wěn)定性、汽車操控有效性、提高汽車的主動(dòng)安全性方面能夠有效預(yù)防汽車的碰撞事故，保證汽車的安全和制動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)性。

制動(dòng)力；抱死；EBD；安全

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.052

CLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)11-141-02

前言

汽車作為現(xiàn)代社會(huì)人們出行的主要交通工具，與汽車相關(guān)的使用者、制造商、設(shè)計(jì)工程師等方面都非常關(guān)心汽車使用性能，影響安全性能的因素主要有：汽車的技術(shù)因素、參與交通的人員行為因素、公路、氣象等環(huán)境因素。

在汽車技術(shù)因素中，針對(duì)乘員的保護(hù)技術(shù)和措施，從以沖撞安全為核心的被動(dòng)安全技術(shù)發(fā)展為以預(yù)防為核心的主動(dòng)安全技術(shù)，以先進(jìn)的電子、通訊及信息技術(shù)在汽車上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用：電子穩(wěn)定程序（ESP）、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)（TCS）、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD） 和感載比例閥裝置（SABS） 等并稱為汽車最重要的5項(xiàng)主動(dòng)安全裝置。

1、制動(dòng)過(guò)程理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配

汽車行駛中，輪胎與地面的接觸點(diǎn)保持相對(duì)靜止，為汽車提供驅(qū)動(dòng)力、轉(zhuǎn)向力和制動(dòng)力，這個(gè)力的性質(zhì)是靜摩擦力，方向、大小可根據(jù)實(shí)際情況提供。

汽車制動(dòng)過(guò)程中，車輪未出現(xiàn)抱死時(shí)，車輪自身能夠承受一定側(cè)向能力，汽車在一般橫向干擾力作用下不會(huì)發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。但是，當(dāng)汽車車輪在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)抱死，輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)，此時(shí)會(huì)失去抓地性，提供的摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，大小比最大靜摩擦力要小，方向只能跟運(yùn)動(dòng)方向相反；在運(yùn)動(dòng)方向的垂直方向上，摩擦力非常小，汽車本身制動(dòng)力的不平衡、懸架的不平衡、汽車輪胎氣壓、路面彎度、顛簸或坡度等因素都可能會(huì)使汽車發(fā)生側(cè)滑、甩尾；前輪出現(xiàn)抱死，會(huì)失去轉(zhuǎn)向能力。汽車高速行駛制動(dòng)時(shí)，強(qiáng)調(diào)制動(dòng)的穩(wěn)定性，避免制動(dòng)跑偏；后輪側(cè)滑（橫向滑動(dòng)），汽車會(huì)發(fā)生無(wú)法控制的甩尾或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致碰撞事故。

汽車制動(dòng)時(shí)，理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，如圖1所示：“I”線代表相應(yīng)附著系數(shù)道路上，前、后輪同時(shí)抱死時(shí)所要求的理想前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力；“β”線代表裝配普通制動(dòng)器（汽車前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配為固定比值）在附著系數(shù)為ψ0 的路面上制動(dòng)時(shí)到達(dá)前、后輪同時(shí)制動(dòng)，是一條直線。

圖1　前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線

圖2　EBD制動(dòng)狀況

由圖1有：汽車空載I線基本位于β線下方，制動(dòng)時(shí)一般是后輪先于前輪抱死；汽車滿載時(shí)，實(shí)際輪胎與路面的附著系數(shù)大于ψ0 時(shí)，后輪先于前輪抱死；若實(shí)際輪胎與路面的附著系數(shù)小于ψ0 時(shí)，前輪先于后輪抱死。

2、EBD控制技術(shù)

根據(jù)“理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線”，汽車制動(dòng)過(guò)程中，前輪先于后輪抱死，作為轉(zhuǎn)向輪的前輪會(huì)失去轉(zhuǎn)向能力；后輪先于前輪抱死，后軸車輪容易發(fā)生側(cè)滑；前、后輪同時(shí)抱死時(shí)，是制動(dòng)最佳狀態(tài)，制動(dòng)系工作效率高，制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性好。

在制動(dòng)過(guò)程中，實(shí)際道路其實(shí)是很復(fù)雜的，路面附著系數(shù)不平衡、道路彎度、路面橫向坡度、汽車輪胎氣壓等原因，使汽車在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生側(cè)滑的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；汽車的各個(gè)車輪實(shí)際接觸地面的狀態(tài)、 摩擦系數(shù)等參數(shù)各異；為防止制動(dòng)時(shí)后輪先抱死而發(fā)生側(cè)滑，裝配EBD制動(dòng)力分配系統(tǒng)。

汽車制動(dòng)時(shí)，有無(wú)EBD裝置的制動(dòng)狀況，如圖2所示：EBD系統(tǒng)根據(jù)前、后輪的附著系數(shù)的變化，控制前后輪的滑移率，實(shí)現(xiàn)前、后輪同時(shí)抱死；在彎道行駛時(shí)，維持車輛穩(wěn)定、確保安全，能夠防止車輛甩尾或側(cè)翻事故。

EBD電子制動(dòng)力分配控制技術(shù)是在制動(dòng)時(shí)，控制制動(dòng)力在各輪間的分配，更好的利用后輪的附著系數(shù)，使汽車制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性和操縱穩(wěn)定性得到提高，使后輪獲得更好的制動(dòng)效能，防止后輪抱死出現(xiàn)甩尾等較大危險(xiǎn)。EBD能夠?qū)崿F(xiàn)車輛平穩(wěn)安全制動(dòng)，借助車輪轉(zhuǎn)速傳感器，對(duì)各個(gè)車輪輪胎附著面進(jìn)行電子感應(yīng)測(cè)量、計(jì)算，得出相應(yīng)的摩擦力數(shù)值；使相應(yīng)的車輪制動(dòng)裝置根據(jù)不同的參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，用不同的方式和力量制動(dòng)，并在控制過(guò)程中根據(jù)實(shí)際制動(dòng)力不斷高速自動(dòng)調(diào)整，使制動(dòng)力與車輪地面實(shí)時(shí)的摩擦力相匹配，改善制動(dòng)力的平衡，使前、后輪的液壓接近理想化制動(dòng)力的分布，防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移，并縮短汽車制動(dòng)距離；同時(shí)制動(dòng)效率得到提高，并且有效預(yù)防汽車的碰撞事故，保證了安全和制動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)性。

3、BS+EBD控制技術(shù)

ABS防抱死系統(tǒng)：汽車制動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（滑移率），防止車輪抱死，保持最大的車輪附著系數(shù)，獲得最大制動(dòng)力、最小的側(cè)向滑移量和最好的制動(dòng)轉(zhuǎn)向性能。

EBD電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)：EBD能有效防止側(cè)滑，制動(dòng)時(shí)，如果各個(gè)車輪輪胎附著地面的條件差異較大，與地面形成的摩擦力的合力偏移質(zhì)心，在制動(dòng)時(shí)就容易產(chǎn)生打滑、傾斜和側(cè)翻等現(xiàn)象。 EBD在汽車制動(dòng)的瞬間，高速計(jì)算出各個(gè)車輪輪胎的摩擦力數(shù)值，然后調(diào)整相應(yīng)車輪制動(dòng)裝置，完成制動(dòng)力接近理想化制動(dòng)力的分布匹配，這樣可以防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移，并縮短汽車制動(dòng)距離，保證車輛的平穩(wěn)和安全。因此，EBD實(shí)際上是ABS的輔助功能，可以提高ABS的功效。

4、結(jié)論

根據(jù)“理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線”，汽車制動(dòng)過(guò)程中，前、后輪同時(shí)抱死時(shí)，制動(dòng)系工作效率高，制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性好，是汽車制動(dòng)的最佳狀態(tài)。

EBD能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力分配比例，完成理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配，提高制動(dòng)效能，能夠彌補(bǔ)ABS增加制動(dòng)距離的不足，在保證制動(dòng)穩(wěn)定性的前提下獲得最短的制動(dòng)距離，增加汽車的操控性，提高汽車的主動(dòng)安全性。

[1]德國(guó)BOSCH公司編,魏春源譯.BOSCH汽車工程手冊(cè)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社, 2009.

[2]李民和,張書誠(chéng).汽車底盤構(gòu)造與維修[M].西安：西安交通大學(xué)出版社,2014.

[3]陳天殷.汽車電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD[J].汽車電器,2014 ,(7): 1～3.

EBD control technology and braking safety of automobile

Tan Hongchuan, Tan Guangling
( Sichuan Engineering Technical College, Sichuan Deyang 618000 )

This paper introduce the braking process, the system EBD control principle realize ideal front wheel and rear wheel electronic brake force distribution brake. EBD system can guarantee the stability of braking, automobile the effectiveness control of automobile, can improve the active safety of automobile, to effectively prevent the car collision accident. It ensure the safety of automobile and the stability of the braking process.

Braking force; Lock; EBD; safety

U463.5

A

1671-7988(2016)11-141-02

譚紅川，男，就職于四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，從事汽車修理工技術(shù)支持與培訓(xùn)。