广告
万字长文解读汽车电子制动力分配系统（EBD）
2021-11-24 22:27:14· 来源：BC-AUTO
01概述ABS的主要作用是防止制动时车轮抱死，提高车辆制动时方向的稳定性和可操纵性，防止制动时产生侧滑和甩尾等危险现象，同时提高对路面附着系数的利用，可以
01概述
ABS的主要作用是防止制动时车轮抱死，提高车辆制动时方向的稳定性和可操纵性，防止制动时产生侧滑和甩尾等危险现象，同时提高对路面附着系数的利用，可以使汽车获得较短的制动距离。但ABS并没有解决汽车制动系统中的所有缺陷，因为汽车制动时，在滑移率达到ABS的控制范围之前，汽车车轮上的制动压力同时增大。但由于惯性，直行制动时汽车前、后轮或转弯制动时汽车左、右轮上的垂直载荷已经转移，导致四个车轮达到最佳滑移率的时间不同，所以路面附着条件的利用率不能达到最大，制动效率还不高，EBD系统则有能力解决这一问题。
从工作原理来讲，ABS+EBD就是在ABS的基础上，平衡每一个车轮的有效地面抓地力，改善刹车力的平衡，防止出现甩尾和侧滑。它实际上是ABS的辅助功能，是对ABS系统的有效补充，可以提高ABS的效用，共同为行车安全添筹加码，EBD一般和ABS配合存在，所以在配置表上也总是和ABS呆在一块。在安全指标上，汽车的性能又多了“ABS+EBD”。值得一提的是，即使车载ABS失效，EBD也能保证车辆不会出现因甩尾而导致翻车等恶性事件的发生。
从驾驶感受上说，ABS会给驾驶者“弹脚感”，并发出较为急促和剧烈的阀体作动的噪音，而EBD并不会有任何类似表现。所以未经培训的驾驶者并不会察觉EBD的存在，这也是该功能的魅力——把制动带来的失控风险控制于无形之中。同时它还能较大地减少ABS工作时的振噪感，不需要增加任何的硬件配置，成本比较低，不少专业人士更是直观地称之为“更安全、更舒适的ABS”。在车轮轻微制动时，电子制动力分配（EBD）功能就起作用，转弯时尤其如此。
02定义
电子制动力分配系统（Electric Brake force Distribution，缩写为EBD，德文缩写EBV,欧洲车一般用它表示）是ABS的新发展，它是在ABS原有的基础上发展而来的系统，采用电子技术替代传统的比例阀。EBD实际上是ABS的辅助功能，是在ABS的控制电脑里增加一个控制软件，机械系统与ABS完全一致。它只是ABS系统的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。它可以在制动时控制制动力在各轮间的分配，更好的利用车轮的附着系数，不仅提高了汽车制动的稳定性和操纵性，而且使各个车轮能够获得更好的制动性能，缩短制动距离，提高安全性。
EBD是一个很少有人提及却很重要的ABS的子功能，从作用时间上来说，EBD其实是一个“预ABS”。
电子制动力分配（Electronic Brake-force Distribution，EBD）系统结合了电子与液压技术，可改变对各个制动器所施加的压力，从而提升车辆在紧急状况下的制动性能。EBD属于主动式安全设备，可防止车辆碰撞事故的发生。
作为制动与稳定性安全技术的重要组成部分，EBD不仅能提供最优的制动性能，还能确保制动器从不失控。此外，EBD还是防抱死制动系统（ABS）及电子稳定控制系统（ESP）的技术支持。
03组成
汽车EBD系统结构与ABS一样，也是由轮速传感器、制动压力调节器（液压执行器）和电子控制单元等组成，只是在ABS的基础上改变了控制逻辑和控制算法，使之具有了新的功能，即EBD功能。
EBD系统组成
1-轮速传感器 2-液压控制单元（即制动压力调节器）3-制动主缸及真空助力器 4-ABS警告灯 5-自诊断接口 6-电子控制单元
1.轮速传感器
轮速传感器是用来检测车轮转速的，需在每个汽车车轮安装一个。轮速传感器的类型较多，常用的主要有：磁电式轮速传感器、电涡流式轮速传感器、霍尔线性集成式轮速传感器。目前，ABS普遍采用磁感应式轮速传感器，由传感元件和信号转子组成，如下图所示。传感元件为静止部件，由永久磁铁、信号线圈(感应线圈)和线束插头等组成，安装在车轮附近的静止部件（如转向节、半轴套管、悬架构件等）上，不随车轮转动。信号转子由铁磁材料制成带齿的圆环，又称为齿圈转子，安装在与车轮一同转动的部件（如轮毂、半轴等）上。
2.横摆率传感器
电子稳定控制系统采用一款横摆率传感器（yaw sensor），旨在感知车辆垂直轴周围的转动情况，并利用另一个传感器读取转向输入值。利用复杂的算法，再与转向输入值比对后，ESP系统将了解横摆角速度（yaw rate）的数值过大或过小，探查是否存在转向不足（understeering）或转向过度（oversteering）等情况。
3.电子控制器
电子控制器根据接收来的车轮转速信号计算出参考车速和滑移率，并发出信号来控制液压执行器。EBD的控制器就是ABS的控制器，只不过增加了EBD的控制程序而已。当汽车制动时，ABS/EBD控制器首先根据制动减速度信号，从内存（ROM）存储的制动力数据MAP图中查寻得到前、后车轮制动力的分配数值，然后向ABS的制动压力调节器(电磁阀)发出“升压”或“保压”控制指令，从而实现前、后车轮制动力的最佳分配。
4.液压执行器
EBD系统的液压执行器就是ABS的液压执行器，它主要由控制压力的常开阀、常闭阀以及用于暂存降压时所排出制动液的低压蓄能器组成。其作用是根据ABS/EBD控制器发出的指令，合理调节制动压力，使之增大、保持或减小，最终实现前、后车轮制动力的最佳分配。
5.EBD故障指示灯
汽车上的这些辅助安全系统都是默认打开的，经常观察汽车仪表盘，只要没报故障灯就没问题。故障灯亮了就得去做检查，除了极个别特殊情况，一般不要关闭车上这些功能。
EBD指示灯亮的可能故障原因有：两个及以上轮速传感器有故障；ABS泵损坏；一个电子磁阀损坏；ABS继电器及保险丝损坏；制动开关故障。EBD灯亮的同时，ABS故障灯指示灯也会点亮。
04原理
在轮速传感器将车轮转速传至电子控制单元的条件下，EBD系统要实现其控制功能，还需设置参考车速、滑移率和制动力分配系数的计算程序、电子控制单元的执行程序以及制动力的跟踪调节程序。汽车制动时，EBD系统会实时采集车轮轮速、车轮阻力以及车轮载荷等信息，经计算得出不同车轮最合理的制动力并分配给每个车轮。在ABS起作用之前，EBD系统便会根据车轮垂直载荷和路面附着系数分配制动器制动力，充分利用路面附着系数，从而缩短制动距离并提高汽车的方向稳定性。同样，当制动被释放（车辆加速）的时候，程序的应用恰好相反。
1.EBD控制原理
（1）轮速传感器检测出车轮转速后，将其传递给电子控制单元（ECU）
（2）ECU计算出参考车速和滑移率后，发指令给制动压力调节器，进行制动力分配，并调节车轮的最佳滑移率
（3）制动压力调节器执行ECU传来的指令，将合理的制动力作用于汽车的车轮，使其满足要求。
2.调节制动力分配比例的理论分析
制动时，要使汽车既保持行驶方向的稳定性，又使汽车能得到尽可能大的制动力，最理想的状态就是使汽车个车轮特别使前后轮同时达到抱死的边缘，既各车轮制动力之比等于附着力之比。在前后轮路面附着系数相同的情况下，汽车前后轮同时达到抱死的边缘的条件是：前后车轮制动力之比等于前后车轮对路面垂直载荷之比。
EBD是借用ABS进行工作的，通过对ABS控制软件的改进，ABS ECU控制ABS制动压力调节器自动调节前、后桥制动力，使其前、后桥制动力实际分配曲线尽可能靠近理想分配曲线。
（1）对于没有装ABS的汽车而言，汽车制动时如果前轮先抱死车辆将失去转向控制能力，后轮先抱死则会发生侧滑甚至甩尾，因此理想的前、后桥制动力分配关系应该总是使前后桥的制动强度相等，即下图中的理想前、后桥制动力分配曲线（I线）。由于制动时轴荷的转移，I线是一条曲线，但实际上前、后桥制动力分配关系由制动主缸和车轮制动器等确定，只能是一条直线（β线）。
（2）为了解决β线与I线不重合这一问题，在EBD出现之前，通常在前、后桥制动管路间增加比例阀来调节前、后桥制动力的分配比例（见下图），使β线靠近I线，避免制动时后轮先抱死。但由于机械式比例阀调节性能的限制，后桥的附着利用率仍然不是最好，图中的阴影部分即为附着损失。
有比例阀的前、后桥制动力分配曲线
（3）制动初期，如果EBD不对前、后桥制动力分配比例进行调节，前、后桥制动力按照固定的比例分配，前、后桥制动力分配呈直线关系，如下图所示。当超过该直线与理想制动力分配曲线的交点P以后，EBD开始调节前、后桥制动力分配比例，中央处理器ECU根据接收到的轮速信号、载荷信号、踏板行程信号以及发动机等有关信号，不断计算汽车在各种行驶状况下前轮和后轮的滑移率，如果在制动过程中后轮与前轮的滑移率之比超过设定的阈值，向电磁阀和轴荷调节器发出控制指令，使后轮与前轮的ABS制动压力调节器的制动液进液阀关闭，以阻止后轮与前轮轮缸中的制动液压力继续增加，使前后轴的制动力得到合理分配。
如果驾驶员继续踏下加速踏板，即增加制动压力，则前轮滑移率增大，后轮与前轮的滑移率之比再次减小，后轮制动液进液阀重新开启，后轮制动压力再次增加。如此反复，使实际的制动力分配曲线接近理想制动力分配曲线。
前、后桥制动力分配曲线
1-带EBD的电子制动力分配曲线 2-理想制动力分配曲线 3-带比例阀的制动力分配曲线 4-后桥上增加的制动力
（4）EBD电子制动力调节
汽车EBD系统的制动力调节如下图，当汽车载荷发生变化，理想的前、后轮制动力分配关系会随之发生变化，如果制动系统只安装了ABS，虽然可以避免出现后轮先抱死的情况发生，但制动力调节曲线与理想的制动力分配曲线相差较大，导致制动效率不果。如果制动系统安装了汽车EBD系统，其制动力调节曲线在各种载荷下均能与理想的制动分配曲线靠近，获得较高的制动效率。另外，汽车EBD系统还可以根据汽车的行驶工况，实时、合理地分配制动力给左、右车轮，防止汽车发生跑偏。当汽车出现失稳趋势时，EBD系统还可以通过调节某车轮的制动压力，来主动遏制此失稳状态，从而避免汽车发生倾斜甚至侧翻。
（5）制动阶段分析
当发生紧急直线制动时，EBD在ABS作用之前，如果制动力不足以让车轮进入过大的滑移率来触发ABS，但会足够造成一定的载荷转移，此时会使车辆后轮由于载荷变轻而更容易抱死，此时EBD ECU可依据车身的重量和路面条件，自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率，如发觉此差异程度必须被调整时，EBD刹车油压系统将会调整传至后轮的油压，会主动控制后轴两轮的制动压力，使之保留足够的制动力，在制动力和稳定性之间取得一个平衡,以使制动力更接近理想化的刹车力分布和车辆更稳。而且如果驾驶者只是保持刹车踏板，ABS将不触发，EBD会一直稳定着后轮制动压力直至车辆刹停；如果此时驾驶者进一步踩刹车，即增加制动压力，ABS将触发。
装有ABS的汽车制动过程可以分为两个阶段，即常规制动阶段和ABS起作用阶段。当ABS起作用时，ABS将根据每一个车轮的滑移情况调节各个车轮制动轮缸内的制动压力，EBD不起作用。在常规制动阶段，EBD起作用（见下图），自动调节前、后桥制动力的分配比例，使前、后桥制动强度相等，推迟ABS起作用的时间，缩短制动距离。
EBD与ABS的工作范围
EBD在汽车制动时即开始控制制动力，而ABS则是在车轮有抱死倾向时开始工作。当ABS起作用时，电子制动力分配系统（EBD）即停止工作。
EBD的优点在于在不同的路面上都可以获得最佳制动效果，缩短制动距离，提高制动灵敏度和协调性，改善制动的舒适性。
3.关于理想制动器制动力分配I曲线的疑问（不考虑 ABS ）？
I 曲线是踏板力增长到前后车轮同时抱死拖滑时的前后制动器制动力的分配曲线。但是开车并不是每次制动都要刹车踩得很深直到车轮抱死的。如果司机给定一个制动强度 z 需求，那么前后轴制动力该沿着什么曲线分配最理想呢？难道也是 I 曲线？车轮同时抱死时，
即给定制动强度 z ，该怎么分配前后轮的制动力？
这个问题和理想分配曲线，实际分配曲线，路面附着系数，制动强度都有关系，还是先回顾一下基本概念
（1） I 曲线是理想的前后制动器制动力分配曲线，目标是如果前、后车轮发生抱死，那么希望抱死是在同时发生的，而不是一先一后，这样可以最大利用附着力。
理想的制动效能是前、后轮同时抱死拖滑；可以避免后轴侧滑，附着条件利用较好。
在各种附着系数的路面上制动时，要使前、后车轮同时抱死，前、后轮制动器制动力应满足的关系曲线叫作I曲线。
特定的车量空载时与满载时I曲线是不同的。
可以看到 I 曲线不是线性的，随着制动强度增加，前制动力Fμ1增加量大于Fμ2，是由于随着制动强度增加，地面对前轮的法向反作用力Fz1在增加，对后轮的法向反作用力Fz2在减少，见如下制动时汽车受力图。
（2）I曲线只是理想的分配曲线，而实际上大部分车辆的前后制动力分配比例是固定的，β线就是（前后车轮未抱死时）具有固定分配比值的前后制动器实际的动力分配线
1）制动器制动力分配系数β：前、后制动器制动力之比为固定值时，前轮制动器制动力与汽车总制动器制动力之比。
2）关于β的选择：
① 通过使用比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置，根据制动强度、载荷等因素，改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，满足制动法规的要求。
②制动力分配曲线的设计兼顾制动稳定性和最短制动距离但优先稳定性的原则。
③转折点的选择一般低于 I 曲线。
根据公式
-
β=F{mu{1}}/F{mu{2}}
-
F{mu}=F{mu{1}}+F{mu{2}}
就可以算出来前后的制动力。总的制动力上限是地面可提供的最大附着力。具体根据路面不同略有差别。谈到制动器制动效能的时候更多时候用的是制动力，并不是制动力矩。制动力距是指给到制动盘上产生的摩擦力矩。
（3）β线和I曲线的相交点就是这辆车的同步附着系数φ0，当路面附着系数φ等于同步附着系数时，是可以实现两轮都不抱死时最大的制动强度。
同步附着系数φ0=（Lβ-b）/hg ，一般来说，空载同步附着系数0.5~0.6较合适，满载同步附着系数0.8~0.9合适，如果太大，则前轮抱死过早，紧急制动时出现点头现象，转弯减速易发生危险。如果太小，后轮抱死过早更不用说，表现出甩尾，偏离车道等危险情况。增加ABS或感载比例阀进行调节后能有改善，最好是理论计算和路试评价进行匹配。
（4）当路面附着系数φ（假设0.3）小于同步附着系数φ0（假设0.39）时，见下图：
随着制动强度增加，制动器制动力和地面制动力都沿着β线增长，两者相等。
当增加到A点时，根据f组线，此时前制动器制动力已经达到地面最大附着系数0.3，因此前轮开始抱死，但后轮仍未抱死，制动器制动力继续沿β线增加，而地面制动力沿着f组线向上，地面制动力达到A''点，后制动器制动力也达到地面最大附着系数0.3（也就是 I 曲线上的点），后轮也开始抱死而此时制动器制动力达到A‘点。
（5）另一种情况，当路面附着系数φ（假设0.7）大于同步附着系数φ0（假设0.39）时，见下图：
随着制动强度增加，制动器制动力和地面制动力都沿着β线增长，两者相等；
当增加到B点时，根据f组线，此时后制动器制动力已经达到地面最大附着系数0.7，因此后轮开始抱死。但前轮仍未抱死，制动器制动力继续沿β线增加，而地面制动力沿着f组线向前，地面制动力达到B''点，前制动器制动力也达到地面最大附着系数0.7（也就是 I 曲线上的点），前轮也开始抱死而此时制动器制动力达到B‘点。
（6） 结论，在路面附着系数和同步附着系数不相等时，两轮都不抱死的A点和B点，制动强度是小于路面附着系数的，路面附着系数并不能得到充分利用。
（7）对于如果司机给定一个制动强度 z 需求，那么前后轴制动力该沿着什么曲线分配最理想？
1）如果在制动过程中（踩踏板），前后制动力分配能实现I曲线，当然就是按照I曲线分配，意味着对地面的利用程度最大，但实际上要考虑β线及同步附着系数，当同步附着系数等于路面附着系数最好。
2）觉得这个前提是个伪前提，司机是不可能「给定一个制动强度 z 需求」的。因为制动强度 z 受到 3 方面的影响：踏板力（司机决定），同步附着系数（汽车自身的构造以及载重定），地面附着系数（轮胎和地面决定），司机是知道地面的附着系数的，况且它也是会随着路况变化的。也就是说，司机要按照 z=0.3g 的制动强度减速是不可能做到的。
1）司机在开车过程中，遇到紧急情况，猛踩刹车踩到底就好了，这样他可以在最短的时间内获得最大的制动强度 z=φg。
2）在不同的路面上，当缓慢踩刹车的时候，地面制动力和制动器制动力的变化情况请参考 P113 的例子和 P114 的图，课本上讲的很好。
3）给定车辆，I曲线就已经确定，横纵坐标可以说既是制动器制动力也可以说是地面制动力（因为要把理想制动器制动力曲线和实际制动力分配曲线放一起），对于问题答案显然是找到相应I曲线上的点对应的力分配最理想，如若不是按照I曲线分配（要是按I曲线分配就没有同步附着系数这个概念了），而是曲线之外的一点（相应制动减速度斜线上的点），此时就要考虑同步附着系数的概念了，那就要看此时的路面附着系数是否等于或者大于再或者小于同步附着系数，就三种情况分析，就可以看到不同情况了！（当然是同步附着系数的路面要好一点，根本不用担心随便玩。）上面三种中每种情况又都有下面三种情况。
就一种路面附着系数大于同步附着系数的情况分析。
根据题干也就是说车的制动减速度a小于制动强度Z（z表示不发生任何车轮抱死时的最大减速度）此时两种情况，1）按I曲线分配制动器制动力，2）按固定比值的线分配制动器制动力（两种不同比例）。
由于制动器制动力一定是从零增长到一定值（a）。
三种结果
情况一，1）看该点是否在r线上，在的话，后轮抱死了。2）要是没在r线上，前后轮都未抱死。制动减速度都是所谓的a。
情况二，1）前后轮都未抱死。制动减速度都是所谓的a。
情况三，1）看该点是否在f线上，在的话前轮抱死。2）要是没在f线上，前后轮都未抱死。制动减速度都是所谓的a。
与采取不同的制动力分配线有关，上图虚线代表不同制动力分配线。
结论：两种分配方式最危险，与f线相交，与r线相交。这两种情况都不是愿意看到的。以这么低效率的制动力制动还有车轮抱死问题，值得进一步解决和优化。
4. EBD的工作原理
（1）汽车直行制动时，由于存在惯性，导致车轮上的垂直载荷会从汽车后轮向前轮转移。此时，如果汽车没有安装EBD系统，后轮将先抱死拖滑，其滑移率将先达到ABS的控制范围。有了EBD系统，在紧急制动ABS动作启动之前，EBD已根据汽车制动时产生轴荷转移和前后负载以及轮胎附着力的不同，而自动调整各轮胎的压力值，调节前、后轴的制动力分配比例，平衡了每一个轮的有效地面抓地力。如果后轮滑移率增大，则调节后轮制动压力，使它的制动压力降低，以防出现后轮先抱死的情况，防止出现甩尾和侧滑。
汽车在制动时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样，比如，有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上，而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中，有时一侧车轮涉水时，这些情况会导致在汽车制动时四只轮子与地面的摩擦力不一样，如果汽车没有安装EBD系统，制动时容易造成打滑、倾斜和侧翻等现象。
对于EBD系统，轮速传感器记录四个车轮的转速信息。汽车制动的瞬间，系统会实时采集车轮转速、车轮阻力以及车轮载荷等信息，会自动监测各个车轮与地面间的附着力状况，充分利用路面附着系数，根据车轮垂直载荷和路面附着系数，用高速计算机分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应和计算，得出不同的摩擦力数值和不同车轮最合理的制动力，使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式给每个车轮分配制动器制动力，平衡每个车轮的制动力，以使四个车轮得到更接近理想化刹车力的分布，并在运动中不断保持调整，使制动力与摩擦力（牵引力）相匹配。实际调整前后轮制动力时，它依据车辆的重量分布和路面条件来控制制动过程,自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑移率,如发觉前后车轮有差异，且差异程度必须被调整时，它就会调整汽车制动液压系统，使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布。
EBD系统保证了较高的侧向力和合理的制动力分配，从而缩短制动距离，可以得到最佳的制动力效率，并提高汽车制动时的方向稳定性；改善制动力的平衡，降低制动中车辆失控的几率，保证车辆的平稳，并配合ABS提高制动稳定性，提高行车的安全。
所以装备了EBD的车辆，能有效的保证刹车时的车辆姿态，避免出现刹车后严重点头的情况（当然刹车点头和悬挂也有关系），顺便还有可能减少刹车时晕车的情况。
制动器制动力分配系数并不是固定值，而是首先根据汽车的运动学参数和制动强度，实时计算出理想的值，然后根据此值合理地分配制动力给每个车轮来实施制动，并控制每个车轮的滑移率，使其保持在最佳滑移率范围之内，保证后轮不先于前轮抱死。
基于车轮滑移率的EBD系统，无论车轮垂直载荷和路面附着条件怎样变化，都可迅速、合理地分配制动器制动力。
电子制动力分配系统不仅可对汽车前、后轮制动器制动力进行分配，而且可根据汽车的行驶工况，实时、合理地分配制动力给左、右车轮，防止汽车发生跑偏。另外，当汽车出现失稳趋势时，EBD系统还可通过调节某车轮的制动压力，来主动遏制此失稳状态，从而避免汽车发生倾斜甚至侧翻。在刹车的时候，车辆四个车轮的刹车卡钳均会动作，由于路面状况会有变异，加上减速时车辆重心的转移，四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。
（2）在弯道转弯制动时，EBD系统会在车轮上施加与垂直载荷和附着系数相应的制动力，保证汽车各车轮制动力相对质心的偏转力矩始终小于地面提供的侧滑力矩，从而保证汽车制动时的方向稳定性。以汽车向左转弯为例，由于载荷转移，使得汽车右前轮上的垂直载荷最大，而左后轮上的垂直载荷最小。因此，汽车的左后轮会最先出现抱死趋势，所以EBD系统会对此车轮制动力及时调整，防止侧滑甩尾。EBD系统亦具有维持车辆稳定的功能，增加弯道行驶的安全。
还有一种比EBD更进一步的叫做CBC弯道制动力控制，在车辆过弯刹车时，能够更精准的控制内外侧车轮的制动力，增强汽车的转向时的稳定性。
5. EBD的工作过程
EBD的升压及保压与ABS工作过程完全一样，但降压控制则不同。当后轮有抱死倾向时，后轮的常开阀关闭，常闭阀打开，车轮压力降低。与ABS不同的是，此时液压泵不工作，降压所排放出的制动液暂时存放在低压蓄能器中。
6.线控制动系统制动力分配策略
传统的液压制动系统中制动主缸与制动轮缸之间通过液压管路直接相连，这使得制动主缸的压力与各车轮的制动压力之间存在一个确定的关系，通常前轮制动压力等于主缸压力，后轮制动压力与前轮制动压力成一个确定的比例关系，同一车轴上左右车轮的制动压力则是相等的。受此硬件条件的限制，液压制动系统在设计制动力的分配时做了一定的折衷．这使得在制动过程中，制动压力无法在前左右四个车轮之间进行动态的，合理的分配，从而在大多数情况下，各个车轮的附着条件无法得到充分的利用，不能有效的缩短制动距离，甚至可能发生后轮先于前轮抱死，后轴发生侧滑，导致危险的发生。
线控制动系统(brake—by—wire)是由电机来提供制动力，由于其具有结构简单，质量轻，响应迅速，易于采用模块化结构，易于进行改进与增加功能等诸多特性，现在已经成为了一个研究的热点。线控制动系统中制动踏板与制动器之间仅通过电路相连，当驾驶员踩下制动踏板时，制动压力可以在四个车轮之间进行灵活的分配。为了使各个车轮的附着条件均得到充分的利用。本文提出了基于各车轮垂直载荷的线控制动系统制动力分配策略。为了验证该分配策略的有效性，通过联合MATLAB／Simulink与车辆动力学软件Carsim。分别在直道与弯道制动的情况下对线控制动车辆与液压制动车辆进行了对比仿真。
-1）线控制动系统的结构和工作原理
线控制动系统的基本组成如图1所示．它主要包括制动踏板模块、中央控制器、车轮制动模块、通讯网络、电源模块等部分。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板模块通过压力传感器和角位移传感器辨识驾驶员的制动意图．中央控制器根据驾驶员的制动意图，并结合整车纵向加速度传感器、整车侧向加速度传感器以及轮速传感器等传感器的信息，按照一定的分配策略，计算各个车轮制动力的大小，并将计算结果通过通讯网络传人各车轮制动模块，车轮制动模块控制电机来实施制动。电源模块用于给系统的各个部分提供能量。
-2）控制动系统的制动力分配策略
-2）.1 最优的制动力分配
动力分配进行了研究，并将牵引系数(Ⅱ-tioncoemcient)定义为制动力与车轴动态载荷的比值，如式(1)所示；
在任何程度的减速情况下，施加合适的制动力使前后车轴的牵引系数相同，直到两个车轴同时达到附着极限，这就是最优的制动力分配。此时，等式(2)是成立的：
a为整车的减速度(以重力加速度g为单位)。车辆在弯道上制动时，同一车轴上左右车轮之间的垂直载荷并不相同。类比于直道制动的情况，若要使制动力分配最优，须施加合适的制动力使四个车轮的牵引系数相同．直到四个车轮同时达到附着极限，如式(3)所示。
-2）.2制动过程中纵向及侧向载荷的转移
由以上分析可知，要合理的分配制动力，必须实时的估计制动过程中各个车轮上的垂直载荷。当车辆在直道制动时．可以利用整车参数和纵向减速度，通过式(4)来估计前后车轴之问的载荷转移：
载荷在左右车轮之间的转移可以通过整车参数和侧向加速度来估计。将连接前、后悬架侧倾中心的直线定义为侧倾轴线，当整车存在侧向加速度时，侧倾轴线的力矩大小为：
-2）.3 直道上制动时的制动力分配策略
当车辆即将停下时，由于悬架的振动，使各车轮的垂直载荷发生较大的波动，由此将导致后轮的制动压力也存在较大的波动。因此，当车速低于3km／h时，使线控制动系统的制动力的分配方式与液压制动系统相同。
-2）.4 弯道上制动时的制动力分配策略
弯道上制动时先根据前后车轴总的垂直载荷来分配前后车轴总的制动压力，其数值大小与3.3中所算手导的各车轴总的制动压力大小相等。然后再将总的制动压力在左右轮之间进行分配，使左右轮压力之比等于垂直载荷之比，最终各个车轮之间的制动压力将满足式(3)所示的最优关系。同样为了避免车辆即将停下时制动压力的大幅波动，当车速低于3kra／h时，使线控制动系统制动力分配方式与液压制动系统相同。
仿真与分析
-3）.1 仿真模型的建立
为了验证线控制动系统制动力分配策略的有效性，分别在直道与弯道制动的情况下对线控制动车辆与液压制动车辆作仿真对比。基于MATLAB／Simulink与车辆动力学仿真软件CarSim的联合仿真，建立仿真模型。CarSim是由美国机械仿真公司开发的用于分析车辆系统动力学的专业软件，它采用参数化的车辆模型数据库，可以方便快速地建立完整的整车动力学模型。本次仿真所用车辆的参数如表1所示：
-3）.2 直道上制动仿真
仿真条件：车辆以120 kin／h的初速度在平直路面上行驶，当行驶到第3 s时车辆开始制动，线控制动系统所需求的制动压力与液压制动系统制动主缸的压力均在第lls时上升到15 MPa。仿真结果如图2至图5所示。由图2可知，线控制动车辆的制动距离比液压制动车辆缩短了4m。由图3和图4可知，线控制动车辆前后车轮几乎同时发生抱死，而液压制动车辆前轮先于后轮发生抱死。线控制动系统前后车轮的制动压力如图5所示，液压制动系统的前轮制动压力等于主缸压力，前轮制动压力与后轮制动压力的比值则是Carsim软件中已经设定好的一个定值，为5：2。
3）.3 弯道上制动仿真
仿真条件：车辆以120kin／h的初速度沿着半径为152m的轨道行驶，采用驾驶员预瞄模型，使车辆与车道外侧保持1.65m的距离。当行驶到第3s时车辆开始制动，线控制动系统所需求的制动压力与液压制动系统制动主缸的压力均在第11s时上升到15MPa。仿真结果如图6到图9所示。
由图6可知，线控制动车辆的制动距离比液压制动车辆缩短了4.3m。由图7和图8可知，线控制动车辆四个车轮几乎同时抱死，而液压制动车辆前左轮、前右轮、后左轮、后右轮先后发生抱死。线控制动系统四个车轮的制动压力如图9所示，而液压制动系统的前后轮制动压力的比值为5：2。由以上仿真结果可以看出，不论是在直道还是在弯道制动的情况下，线控制动车辆的制动性能都要优于液压制动车辆。这要得益于线控制动系统的制动力分配策略使各个车轮的附着条件均得到了充分的利用，这使得在任何一个车轮发生抱死前整车将产生更大的制动力和制动减速度，从而使线控制动车辆的制动距离更短。
4）总结
总结出简化模型的一般规律，首先对问题进行仔细分析，写出非常详细的数学模型，在不影响原问题本质内容的情况下，做出合理假设，找出简化办法。首先对城市车辆调度建立优化数学模型，从城市车辆实际调度出发，将车辆运行调度为题归并为制造系统中的FLOWSHOP调度问题。构建一种动态开放的车辆调度系统优化模型，并采用改进的蚂蚁算法对该数学模型进行求解。仿真结果表明，提出的新的算法不仅能有效的求解车辆调度优化模型，可以快速得到近似最优解，而且计算机复杂度较低，收敛速度较快，是一种有效地车辆调度算法。
四 作用汽车EBD系统的作用就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同导致的摩檫力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩檫力（牵引力）的匹配，以保证车辆的平稳和安全。
汽车EDB系统不仅可以对汽车前、后轮制动器制动力进行分配，而且可以根据汽车的行驶工况，实时、合理地分配给左右车轮，防止汽车发生跑偏，同时还能主动遏制失稳。
转弯制动时，以汽车向右转弯为例，由于载荷转移，使得汽车左前轮上的垂直载荷最大，而右后轮上的垂直载荷最小。因此，汽车的右后轮会最先出现抱死趋势。EBD系统会在车轮上施加于垂直载荷和附着系数相关的制动力，保证汽车各车轮制动相对质心的偏转力矩始终小于地面提供的侧滑力矩。对于未安装ABS+EBD系统的汽车，制动时，容易失去方向稳定性。对于安装ABS+EBD系统的汽车，根据汽车的运动学参数和制动强度，实时计算出理想的制动器制动力分配系数，合理地分配给制动力给每个车轮来实施制动，并控制每个车轮的滑移率，使其保持在最佳滑移率之内，保证后轮不先于前轮抱死。这样，可平衡每个车轮的制动力，缩短制动距离并保持制动时的方向稳定性。
05优点
-
动力系统变更时优化汽车稳定性
-
均匀利用前后制动摩檫力
-
在相同的踏板力的情况下，提高制动延迟
-
稳定制动力分配
06趋势
多年来，电子制动力分配系统取得了巨大的技术进步，这主要得益于计算机运算速度及传感器抓地力读取精度的提升。电子制动力分配系统还能应对车轮高度的差异、不同的路况或制动情境，其感知速度要快于驾驶员的直觉，该系统还能改变各车轮的制动压力，极大地提升了制动性能。如今，大部分车辆都配置了电子稳定控制系统和防抱死制动系统，它们也包含电子制动力分配系统。
广告
最新资讯
-
E-NCAP将发布全球首个重卡安全评级计划
2024-04-25 17:26
-
中国保险汽车安全指数新能源汽车测评规程框
2024-04-25 16:44
-
地平线发布征程6和高阶城区智驾样板间，以
2024-04-25 09:58
-
充电桩GB/T-2023设计要点
2024-04-25 09:49
-
中国汽车工程学会汽车大数据应用分会筹备会
2024-04-25 09:46
广告
广告
