1、汽车电子控制技术,4.1.3 EBD系统,电子控制制动力分配系统(electronic control brake-force distribution，EBD)功能是辅助防抱死制动系统ABS完成最佳制动过程。在ABS的基础上添加限压阀、比例阀、感载比例阀或减速度传感器比例阀等硬件装置，并编制相应的软件程序即可实现制动力分配的最佳控制。,1. EBD系统控制原理,由汽车理论可知，前、后轮制动器制动力具有固定比值的汽车在制动过程中，为了防止后轴抱死发生危险的侧滑现象，汽车制动系实际的前、后轮制动器制动力分配线(线)应当控制在理想的前、后轮制动器制动力分配曲线(I曲线)的下方；,为了减少制动时前轮
2、抱死而失去转向能力的机会并提高附着效率，两线应当尽可能靠近。,同样，若按利用附着系数 曲线图来考虑，为了防止后轮抱死并提高制动效率，前轴利用附着系数曲线应当控制在45对角线上方，即控制在后轴利用附着系数 曲线的上方，同时还应尽可能靠近利用附着系数曲线。,（前轮先抱死）,为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率，欧洲经济委员会 (Economic Commission of Europe，ECE)制定了ECE R13制动法规，对双轴汽车前、后轮制动器的制动力提出了明确的要求，我国汽车行业标准ZBT 240007-1989也提出了类似的要求。法规规定：对于利用附着系数 = 0.2到0.8之
3、间的各种车辆，要求制动强度 z 0.1 + 0.85 ( 0.2 )对于最大总质量大于3.5t的货车，当制动强度z为0.15 到 0.3之间时，每根轴的利用附着系数曲线位于 = z 0.08的两条平行于理想附着系数直线的平行线之间。,当制动强度z 0.3时，若后轴的利用附着系数满足关系式z 0.3 + 0.74 ( 0.38 )，即 则认为也满足了法规的要求。,但对轿车而言，当制动强度z为0.3到0.4之间时，在后轴利用附着系数曲线不超过直线 = z + 0.05的条件下，允许后轴利用附着系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方，如图所示。,对于具有固定比值的前、后制动器制动力的制动系特性，其实际
4、制动力分配曲线与理想的制动力分配曲线相差很大，制动效率低，前轮可能因抱死而丧失转向能力，后轮也可能抱死而使汽车有发生后轴侧滑的危险。因此，现代汽车设有电控制动力分配程序EBD或比例阀、感载比例阀等制动力调节装置，根据制动强度、载荷等因素来改变前、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。汽车装备设有EBD的ABS之后，由于各车轮具有理想的制动力分配，因此能够进一步缩短汽车紧急制动时的制动距离和提高制动稳定性。实际制动力分配曲线是兼顾制动稳定性和最短制动距离并优先考虑稳定性的原则进行设计。,但是，制动力分配曲线实际转折点的选择是复杂的，I曲线是简单的直线制动情况，实
5、际的制动工况会使I曲线发生改变，如发动机对制动的影响，转弯制动时左、右车轮载荷转移的影响等。所以，转折点的选择一般低于I曲线，以保证有一定的稳定性的余地。图4.10所示为制动系统设有限压阀、比例阀、感载比例阀、感载射线阀与减速度传感比例阀(D.S.P.V)的制动力分配曲线。,所示为设置限压阀的制动力分配曲线，在其转折点后，后轮液压不变是一水平线。虽然分配线对空载基本是合适的，但是，仍有一小段是非稳定区，且满载时效率偏低。,图示为设置比例阀的制动力分配曲线，在其转折点后是一条斜线，且与空载I曲线的交点(即同步附着系数)超过了0.82(见ECE法规)，既消除了不稳定区又提高了制动效率；但是满载时转
6、折点下移会增加与I曲线的距离，降低制动效率。,图示为设置感载比例阀的制动力分配曲线，满载时转折点上移与满载I曲线靠近，提高了制动效率。,图示为设置感载射线阀的制动力分配曲线。,图示为根据ECE法规要求计算得到的轿车制动力分配所要求的范围。可见，采用减速度传感比例阀能够满足ECE法规要求。,2.EBD系统基本组成及工作原理,组成：电子制动力分配系统由转速传感器、电子控制器和液压执行器三部分组成。电磁感应式转速传感器安装在4个车轮上，检测车轮转速。液压执行器主要由控制前、后轮压力的常开阀、常闭阀和低压蓄能器组成。低压蓄能器的作用是暂存降压时所排出的制动液。系统原理图见下图。,系统工作原理: 轮速信
7、号送至电子控制器，电子控制器根据这些信号计算汽车参考车速、车轮的转速及前后轮的滑移率之差，并按一定的控制规律向液压执行器中的电磁阀发出信号，对车轮实行保压、减压和加压的循环控制，使前、后轮趋于同步抱死。在制动结束后，制动踏板松开，制动主缸内的制动压力为零。此时，再次打开常闭阀，低压蓄能器中的制动液经常闭阀、常开阀返回制动主缸，低压蓄能器排空，为下一次电子制动力分配调节做好准备。,由图可见，当汽车载荷发生变化时，理想的前、后轮制动力分配关系会随之发生改变。如果制动系统安装了机械式制动压力调节阀，虽然可以避免出现后轮先抱死，但制动力调节曲线与理想的制动力分配曲线相差较大，导致制动效率不高。如果制动
8、系统安装了电子制动力分配系统，其制动力调节曲线在各种载荷下均能与理想的制动力分配曲线靠近，获得较高的制动效率。,4.2 ABS/ASR系统结构组成,4.2.1 ABS/ASR系统传感器,对于ASR系统的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器，轮速传感器通常与ABS系统共用，而节气门位置传感器与发动机电控燃油喷射系统共用。轮速传感器分类：电磁式、霍尔式轮速传感器的安装位置：,(a) 驱动车轮 (b) 非驱动车轮 车速转速传感头在车轮上的安装,传感头与齿圈之间的间隙很小，通常只有0.5mm到1mm左右，多数车轮转速传感器的间隙是不可调的。,电磁感应式车轮转速传感器的工作原理:,(a) 齿隙与磁心
9、端部相对时 (b) 齿顶与磁心端部相对时,(c) 传感器输出电压,电磁式轮速传感器分类：根据磁心端部的结构形状，可分为凿式极轴、柱式极轴车轮转速传感器,由于结构形式的不同，传感头与齿圈的相对安装方式也有区别：,(a) 凿式极轴传感头,(b) 菱形极轴传感头 (c) 柱式极轴传感头(柱式极轴的一种),电磁感应式车轮转速传感器的传感头与齿圈的相对安装方式,电磁式车轮转速传感器结构简单，成本低，但存在以下缺点： 电磁感应式轮速传感器向ABS的ECU输送的电压信号的强弱是随转速的变化而变化的，信号幅值一般在1V到15V的范围内变化。当车速很低时，传感器输出的电压信号若低于1V，则ECU无法检测到如此弱
10、的信号，ABS也就无法正常工作。 电磁感应式轮速传感器频率响应较低。当车轮转速过高时，传感器的频率响应跟不上，容易产生错误信号。 电磁感应式轮速传感器的抗电磁波干扰能力较差，尤其在输出信号幅值较小时。,2. 霍尔式车轮转速传感器,霍尔式轮速传感器优点： 输出的电压信号强弱不随转速的变化而变化。在汽车电源电压为12V的条件下，信号的幅值保持在11.5V到12V不变，即使车速很低时也不变。 传感器频率响应高达20kHz，用于ABS中，相当于车速为1000km/h时所检测的信号频率，因此不会出现高速时频率响应跟不上的问题。 霍尔式车轮转速传感器输出的电压信号强弱不随转速的变化而变化，且幅值较高。因此，霍尔式车轮转速传感器抗电磁波干扰能力较强。,霍尔式车轮转速传感器的组成和工作原理,霍尔式车轮转速传感器电子线路：霍尔元件输出的毫伏级的准正弦波电压首先经放大器放大为伏级电压信号，然后送往施密特触发器转换成标准的脉冲信号，再送到输出级放大后输出给ECU。,电子线路原理：其工作电压为8V到15V，负载电流为100mA，工作频率为20kHz，输出信号电压幅值为7V到14V。,小结： 1. EBD系统控制原理 2. EBD系统基本组成及工作原理 3. ABS/ASR系统结构组成 ABS/ASR系统传感器 作业:1. EBD系统基本组成及工作原理是什么?2.霍尔式车轮转速传感器的工作原理是什么?,
