电子控制制动系统(EBS)在挂车上的应用

杨 蒙 胡志祥 文/图

EBS(electric braking system，电子控制制动系统)是近些年在车轮防 抱死制 动系统 (ABS)、防侧翻系统(RSS)及防滑 系统(ASR)的基础 上发展 起来的 ；通过对制动系统的优化及升 级，实现操 控性及安全性的提升，以达到良好的 制动效 果，增加汽 车的制 动安全 性，使车 辆行驶安全指 数不断 上升。本文主要通过对国内外挂车安装EBS 的现状分析、安装EBS 挂车可扩展的智能系统功能、安装EBS 挂车的安全性/舒适性/经济效益分析等方面来凸显出EBS(电子控制制动系统)在挂车领域的优势及重要性；期望在以后挂车发展过程中，安全性能更高的EBS 的普及率也会越来越高。

图1 近几年，国内危险品挂车及高端挂车已开始安装EBS

1 国内外挂车安装EBS 的现状及分析

随着对交通安全和汽车技术要求的不断提高，原有的ABS 已不能很好地满足现代汽车制动安全性能提升的需要。EBS 作为制动系统的新一代产品，设置了ABS、ASR 等与传统制动系统融为一个整体，通过电子信号及传感器的控制达到车辆制动安全的目的，相比传统的ABS 制动系统而言，EBS 极大地提高了车辆的运行效率、舒适性及安全性。

GB 7258-2017 中规定：“总质量大于等于12 000 kg 的危险货物运输货车应装备电控制动系统(EBS)”，且该规定自2019 年2月1日开始对新生产车实施，即目前已经生效。即将发布的交通行业标准《危险货物道路运输营运车辆安全技术条件》也再次明确要求车辆必须安装EBS。这是国内首次对车辆安装EBS作出强制性要求。

据了解，在欧洲市场，EBS 装车率已超过90%；在北美市场，EBS 装车率也达到60% 左右。在欧洲，LDWS(车道偏离预警系统)和AEBS(自动紧急制动系统)对应的法规分别为EU351 和EU347，也已于2013 年11月1日实施。

在我国，EBS 推广应用起步较晚。2007 年中国重汽曾经试装过WABCO的EBS 1C 版本，并进行了大量的试验验证，积累了宝贵经验。近几年，国内危险品挂车及高端挂车制造商也开始在挂车上安装EBS，说明EBS 的优势及重要性在国内已经得到认可。

2 挂车EBS 智能系统功能

安装EBS 的挂车可扩展多种智能系统功能，如挂车远程信息处理系统、提升桥控制功能、装载高度记忆功能、防盗系统、制动力分配系统、智能载荷分配系统、自动返回行驶高度功能、智能转向系统、车辆稳定控制功能(ESC)、防侧翻系统、后方盲区探测系统以及挂车自动制动功能等。

2.1 挂车远程信息处理系统

挂车远程信息处理系统可以收集挂车的相关信息如地理位置、环境温度、传感器数据、EBS 数据及其他数据；通过无线信号将挂车数据发送到车队管理中心或网络服务器；支持多种语言的网络服务器能够自动发送警报，并将可自定义的使用情况报告发送给调度员、车队经理和服务经理。该系统改善了挂车业务流程，为运输企业或用户提供了客观透明的数据信息，降低运营成本，提高了运营经济性。

图2 半挂牵引车在制动过程中制动力分配状态

图3 半挂车在制动过程中制动力分配状态

2.2 提升桥控制功能

挂车EBS 根据挂车上的载荷变化，自动提升或放下提升桥，保证挂车每桥载荷均在许可范围内，以达到降低挂车轮胎磨损、减少油耗之目的，100 km 节省大约1 L 燃油。

2.3 装载高度记忆功能

驾驶员通过挂车遥控装置或智能控制面板设定2 个不同的挂车高度。当驾驶员按下遥控装置上的记忆高度按钮，挂车通过空气悬架自动将挂车调节到所设定的高度。当挂车装载和卸载货物时，EBS控制挂车高度，使挂车保持在预先设定的高度。这样可以减少挂车在不同高度的装卸平台上装(卸)货时的周转时间。

2.4 防盗系统

驾驶员通过挂车遥控器或智能控制板输入PIN 码，通过激活弹簧加压制动器锁死车轮。如果有人在未经许可情况下试图移动挂车，挂车报警器将启动。

2.5 制动力分配系统

车辆不同轴之间的制动力分配能保证在不同载荷条件下，以最优的制动稳定性和最优的制动片磨损一致性，获得期望的制动减速度(包括半挂牵引车和半挂车，参见图2、图3)。制动力分配的实现，基于根据轮速信号计算出的车轮滑移率的值，因而不需要安装轴荷传感器。此外，Hill Holder(坡道驻车系统)的坡道起步辅助功能 (需提供制动系统气压CAN 总线信号)，在车辆坡道起步的时候，可以有效防止车辆倒溜，从而使变速器可快速接入动力，同时车辆的制动系统自动延迟释放。

2.6 智能载荷分配系统

挂车EBS 自动检测挂车车轴的载荷，如果挂车车轴载荷小于最大许可载荷，智能载荷分配系统将释放挂车后提升桥支撑气囊里的空气，使更多的载荷移动到挂车车轴上。智能载荷控制系统通过调节举升桥，保证挂车每桥载荷均在许可范围内，这样有助于避免由于牵引车驱动桥超载导致的经济损失，增加了牵引车驱动桥的使用寿命并改善部分装载时车辆的整体稳定性。

2.7 自动返回行驶高度功能

EBS 检测到车辆起动后，自动调节空气悬架至车辆正常行驶高度；当装载或卸载完货物时，挂车高度自动调整，驾驶员无需离开驾驶室，有助于保护底盘、车轴以及易损货物，提高了车辆在桥梁下、大门等限高情况下的通过性。

2.8 牵引力辅助功能

驾驶员在牵引车驾驶室内通过挂车遥控器或开关激活牵引力辅助功能，挂车EBS 通过提升挂车的提升桥使得牵引车驱动桥上的载荷增大，牵引车驱动桥获得更大的附着力，使车辆能够顺利启动。当车辆开始行驶时，挂车提升桥自动放下；频繁上坡或在多沙、泥泞、积雪和结冰等打滑路面上行驶时，可以为牵引车驱动轮提供更大的附着力 。

2.9 智能转向系统

挂车EBS 自动识别牵引车的转向动作，当挂车速度低于30 km/h 时，系统会自动升起挂车后提升桥；转向结束后，后提升桥自动放下，智能转向系统保证挂车每桥载荷均在许可范围内与常规桥以及提升桥配合使用；智能转向系统能够帮助挂车更好地遵循牵引车的转弯路径，在较小的区域内也能获得很好的操纵性。

2.10 车辆稳定控制功能(ESC)

ESC 是在EBS 上附加的一个稳定性控制的功能。车辆在换道、避让、做变转向直径的曲线运动时(如图4)，由于较高的重心高度和较重的整车自质量，车辆有翻车或发生侧滑的危险。ESC 功能的作用是增强车辆行驶时的稳定性，特别是在上述提到的危险情况时。依靠安装的不同传感器，ESC 能够识别这些危险的临界状态，且在必要时ESC 功能对发动机和制动系统进行控制，避免事故的发生，提高了安全性。

图4 ESC 道路试验仿真

2.11 防侧翻系统

RSS 在车辆的物理极限范围内，防止车辆因以过大的速度过弯或因紧急避险操作而发生侧翻。挂车EBS 检测挂车车轮是否脱离路面，并在挂车一侧车轮脱离地面之前自动对车轮进行制动，使车辆速度自动降低并重新稳定下来。

2.12 后方盲区探测系统以及挂车自动制动功能

在牵引车上，驾驶员挂入倒车档时，盲区探测系统自动启用，利用超声波传感器测量挂车与后方物体的距离；如果倒车速度超过9 km/h，将自动降低挂车速度；驾驶室内的挂车遥控器显示挂车与后方物体的距离，当挂车与后方物体的距离达到预设定范围(50 ～100 cm)时，挂车自动制动，以避免挂车与挂车后方物体或者人有关的事故。

3 挂车安装EBS 的安全性、舒适性、经济效益分析

在安全性方面，安装EBS 的挂车具有防侧翻功能、车辆平衡控制功能、盲区探测系统以及挂车自动制动功能等，相比传统的ABS 制动系统有更出色的制动性能及危险工况预警调节功能。实验证明，安装了ABS 的气压制动系统可以让时速为96.5 km 的载货汽车在764 ～854 m 之间完全停住；而安装了EBS 制动系统的载货汽车可以将停车距离再缩短15%，EBS 有效降低了挂车翻车的可能性，缩短了制动距离，加快了制动响应时间，改善了制动稳定性，可以有效减少车辆安全事故的发生率。

在舒适性方面， EBS 的后桥气囊升降手柄设置在驾驶室内，方便驾驶员操作；智能转向系统能够为驾驶员在车辆转向过程中提供路径指引；自动返回行驶高度功能方便驾驶员在无需离开驾驶室的情况下调整挂车至标准行驶高度；采用空气减震方式，大大提高了驾驶过程的舒适性。

在经济效益方面，EBS 远程信息处理系统可以改善挂车业务流程；提升桥控制功能可以降低轮胎的损耗及维护成本；智能轴荷分配系统能增加车桥的使用寿命，有助于避免由车桥超载或损坏导致的经济损失；装载高度记忆功能减少操作时间，装货效率可以提高15%。

4 结束语

近几年我国对车辆安全技术越来越重视。从车辆制动安全系统的发展趋势看，安全性能更高的EBS 将取代传统制动系统。目前国内挂车正在向多功能化、智能化方向转型，EBS 可以通过各类功能模块和传感器的辅助来实现挂车的智能化控制；自1996 年WABCO在奔驰ACTROS 系列车型上开始了第一次应用，到2018 年WABCO EBS 的销售量已经达到2190 多万套，在欧洲市场得到广泛使用。而在我国，EBS 在挂车上的应用则处于起步阶段，为了推广其在国内市场上的应用，研究安装EBS 系统挂车的整车检测技术将是下一步的主要工作。