新型掛車制動(dòng)及懸掛電子控制系統(tǒng)

1、新型掛車制動(dòng)及懸掛電子控制系統(tǒng) 鄭金陶威伯科汽車控制系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司 上海 200030摘要：介紹了掛車電子制動(dòng)系統(tǒng)（EBS）和空氣懸掛電子高度控制模塊（ELM）的功能原理、安裝和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：EBS ELM 組合應(yīng)用31 前言隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車電子控制系統(tǒng)廣受社會(huì)關(guān)注，且有不少專家預(yù)言未來的汽車將成為電子產(chǎn)品。目前，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已在商用車及掛車上普遍安裝了智能電子控制的制動(dòng)及懸掛系統(tǒng)，這里以全球領(lǐng)先的威伯科控制系統(tǒng)為例，介紹掛車電子制動(dòng)系統(tǒng)（EBS）和空氣懸掛電子高度控制模塊（ELM）的功能原理、安裝和應(yīng)用。2 EBS電子制動(dòng)系統(tǒng)（Electronic Brake Syste

2、m）圖1 EBS功能原理2.1 EBS功能除完全具備ABS功能外，并進(jìn)一步提高制動(dòng)安全性：縮短制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，減少制動(dòng)距離，所有車輪的制動(dòng)更加同步，優(yōu)化制動(dòng)力分配，優(yōu)化牽引車和掛車的協(xié)調(diào)性。根據(jù)系統(tǒng)的配置可設(shè)定車輛防側(cè)翻功能?？稍O(shè)定速度開關(guān)、制動(dòng)片磨損指示、提升即轉(zhuǎn)向橋控制等專用功能。具有CAN特性，可以通過牽引車控制掛車并顯示掛車數(shù)據(jù)特性?？蛇B接ELM和ECAS等以擴(kuò)展系統(tǒng)功能。2.2 制動(dòng)原理 如圖1所示,當(dāng)牽引車配備符合ISO7638標(biāo)準(zhǔn)的CAN信號(hào)時(shí)，EBS系統(tǒng)通過CAN信號(hào)直接傳入EBS電子調(diào)節(jié)器，EBS通過a、b、c、d、e調(diào)節(jié)器實(shí)施制動(dòng)，其中調(diào)節(jié)器c是和控制口4相聯(lián)系的，當(dāng)接受到控

3、制信號(hào)時(shí)立刻打開進(jìn)氣閥門，使得供氣口1的氣壓迅速經(jīng)過b、d調(diào)節(jié)器流向閥腔，并從出氣口21、22分別進(jìn)入氣室實(shí)施制動(dòng)，同時(shí)EBS依據(jù)左右輪速傳感器和壓力傳感器的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，并通過調(diào)節(jié)器b、d隨時(shí)控制氣壓流量，且由調(diào)節(jié)器a、e適時(shí)排放氣壓，以完成ABS的制動(dòng)功能，該模式為純電子信號(hào)控制制動(dòng)，主掛制動(dòng)更加協(xié)調(diào)而且響應(yīng)時(shí)間最短，如圖2所示。圖2 EBS制動(dòng)特性如圖1所示，當(dāng)牽引車不具備CAN功能時(shí)，制動(dòng)信號(hào)由牽引車控制管路經(jīng)緊急繼動(dòng)閥，再由緊急繼動(dòng)閥傳輸?shù)紼BS的壓力傳感器，最后由壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)使EBS電子調(diào)節(jié)器設(shè)施制動(dòng)，該模式為氣電聯(lián)合控制制動(dòng)，主掛制動(dòng)協(xié)調(diào)性及響應(yīng)時(shí)間略次于

4、CAN信號(hào)制動(dòng)如圖2所示。如果牽引車不能提供提供符合ISO7638的標(biāo)準(zhǔn)電源，則制動(dòng)信號(hào)由牽引車控制管路經(jīng)緊急繼動(dòng)閥，再由緊急繼動(dòng)閥直接通過氣壓控制EBS實(shí)施制動(dòng)，該模式為EBS的備用氣壓控制制動(dòng)，主掛制動(dòng)協(xié)調(diào)性及響應(yīng)時(shí)間類似于常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)如圖2所示。因此，該模式僅是在EBS處于不工作或故障情況下的一種冗余制動(dòng)。如圖1所示， EBS通過橫向傳感器獲得側(cè)傾信號(hào)，當(dāng)車輛臨近圖3側(cè)翻傾向時(shí)，EBS立即實(shí)施制動(dòng)，并對(duì)左右車輪實(shí)施不同的制動(dòng)力，以避免翻車事故發(fā)生，此功能對(duì)于液罐、集裝箱等高重心的車輛顯得尤其重要。圖3 EBS的防側(cè)翻功能如圖1所示，EBS通過氣囊及壓力傳感器獲得載荷信號(hào)，計(jì)算并根據(jù)不同車

5、輛類型和載荷狀態(tài)調(diào)節(jié)制動(dòng)特性，如圖4所示，即所謂的感載制動(dòng)功能，可提高車輛的制動(dòng)穩(wěn)定性和舒適性。圖4 EBS的感載制動(dòng)特性2.3 安裝安裝如圖5所示， EBS總成2應(yīng)固定在掛車后橋上方的合適位置，且固定時(shí)必須保證總成的左右前后位置符合要求，其1口與儲(chǔ)氣筒相連，2.1和2.2口分別連接至車輛的左右氣室；停車釋放緊急閥1同時(shí)具有緊急繼動(dòng)、緊急停車釋放及駐車制動(dòng)三項(xiàng)功能，其1.1口接供能管路，4口接控制管路，2.1口接EBS的4口，1.2口連接儲(chǔ)氣筒，2.2口連接快放閥5； EBS電源線3的插頭安裝在前邊框上，后端直接連接至EBS；懸掛氣囊4連接至EBS總成的5口，其它需要注意的事項(xiàng)如下：儲(chǔ)氣筒容積

6、必須符合不同配置車輛的要求（對(duì)于三軸半掛車建議采用100 L以上容積的儲(chǔ)氣筒）；儲(chǔ)氣筒到EBS進(jìn)氣口的管路應(yīng)加大口徑并盡可能的縮短（建議采用182 尼龍管，最長(zhǎng)3 000 mm），且到EBS控制口的管路內(nèi)徑最小為6 mm；從EBS到各氣室的制動(dòng)軟管建議內(nèi)徑最小9 mm，最長(zhǎng)3 000 mm。圖5 EBS的管路安裝2.4 應(yīng)用由于EBS具有感載、防側(cè)翻和越前調(diào)節(jié)功能，故EBS安裝后必須通過軟件對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。EBS在設(shè)置之前必須提供掛車的重心高度、軸距及空滿載兩種狀況的總重和軸荷，同時(shí)需提供符合標(biāo)準(zhǔn)要求的車軸型號(hào)參數(shù)及輪胎、氣室的參數(shù)等，并進(jìn)行計(jì)算獲得如圖6所示的數(shù)據(jù)（注：本文列舉的所有計(jì)算參

7、數(shù)僅作為參考），圖8然后根據(jù)EBS系統(tǒng)提示輸入相應(yīng)的參數(shù)值。圖6 ELM的參數(shù)計(jì)算根據(jù)不同需要的運(yùn)輸，EBS可以對(duì)掛車進(jìn)行制動(dòng)越前調(diào)節(jié)，通常情況EBS允許制動(dòng)越前調(diào)節(jié)量不超過0.02 MPa，如圖7所示，將Pm = 0.07 MPa 降為 0.05 MPa，將 Pm = 0.20 MPa 降為 0.18 MPa；經(jīng)過參數(shù)設(shè)定后的車輛將在 Pm = 0.05 MPa時(shí)開始制動(dòng)，在Pm = 0.18 MPa時(shí)達(dá)到減速度 12%，從而實(shí)現(xiàn)0.02 MPa的越前調(diào)節(jié)；但減速度達(dá)到55% 所需要的壓力仍然為Pm = 0.65 MPa，以確保車輛制動(dòng)安全。圖7 EBS的越前參數(shù)設(shè)定3 ELM 電子高度控制

8、模塊（Electronic Levering Control Module）3.1 ELM的功能集成常規(guī)的旋轉(zhuǎn)滑閥和高度閥功能，安裝簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)容易?？蓪?shí)現(xiàn)高度升降的電子調(diào)節(jié)，而且可以通過遙控器遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域，進(jìn)行安全操作。通過降低氣源消耗而更加節(jié)約燃料。提供更多舒適性的同時(shí)，具備如下附加功能：記憶不同的設(shè)定貨臺(tái)高度；加載時(shí)仍保持車輛設(shè)定高度；達(dá)到設(shè)定車速時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)行車高度。3.2 控制原理圖8 ELM與常規(guī)系統(tǒng)之對(duì)比如圖8（a）所示，常規(guī)控制系統(tǒng)是由旋轉(zhuǎn)滑閥和高度閥組成，其中旋轉(zhuǎn)滑閥具有高度調(diào)節(jié)功能，高度閥具有車輛極限高度限位及左右懸掛氣壓平衡功能，只有兩種閥同時(shí)安裝時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)控制懸掛的一般

9、控制。圖8（b）的ELM控制系統(tǒng)則完全集成前兩種閥的功能，通過兩只電磁閥聯(lián)合控制左右氣囊，中間設(shè)有可準(zhǔn)確控制的電子流量計(jì)，ELM可以通過本身的ECU對(duì)空氣懸掛實(shí)現(xiàn)智能化的電子控制，利用遙控器即可完成上限、行駛、下限的高度設(shè)定，ELM還可以根據(jù)運(yùn)輸貨臺(tái)的不同高度，通過控制氣壓流量準(zhǔn)確設(shè)定任意高度和兩種記憶高度，使車輛更加方便地裝卸貨物。3.3 安裝ELM的氣路連接如圖9所示，藍(lán)色管路為從儲(chǔ)氣筒連接至ELM的供氣管路，紅色管路為ELM前后出氣口連接至左右懸掛氣囊的控制管路，因而氣路安裝較旋轉(zhuǎn)滑閥和高度閥更為簡(jiǎn)單。圖9 ELM的氣路連接電路連接如圖10所示，ELM通過來自EBS診斷口的Y型診斷線獲得電源（Y型電源線另一端口為EBS診斷接口），ELM通過帶接口的遙控器線與遙控器相連接。圖10 ELM與EBS的電路連接3.4 應(yīng)用因ELM是通過EBS獲取電源的，故要求本制動(dòng)系統(tǒng)必須采用符合ISO7638標(biāo)準(zhǔn)的電源線，系統(tǒng)運(yùn)行前必須利用遙控器設(shè)定上限、行駛、下限高度，運(yùn)輸中可以操作遙控器的上下鍵臨時(shí)實(shí)現(xiàn)任意的高度調(diào)節(jié)，當(dāng)車輛行駛速度達(dá)到20 km/h時(shí)，ELM自動(dòng)調(diào)節(jié)車輛至