电子稳定系统 (ESC)在商用车上的应用
作者：康厚芬
来源：《科技视界》 2015年第21期
    康厚芬
    （北京福田戴姆勒汽车有限公司技术中心，中国 北京 101400）
    【摘　要】随着社会的发展，交通安全问题越来越凸显，交通安全问题已成为世界性的大问题。据报载，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万，伤1000万人，严峻的现实使人们不能不正视汽车安全性问题。随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度也相应加快，加之汽车数量增加以及交通运输日益繁忙，汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失，已成为一个不容忽视的社会问题，汽车的行车安全更显得非常重要。而传统的被动安全已经远远不能避免交通的事故发生，因此主动安全的概念慢慢的形成并不断的完善。在所有主动安全系统中，最重要的莫过于制动系统。相关研究已经证实， ESC(电子稳定控制系统)对于整车稳定性和出现异常车辆运动时对车辆的可操控性有很大提升，因此在商用车上匹配ESC安全系统优为必要。
    【关键词】商用车；制动性能；ESC；EBS；电子稳定系统；电子制动系统；制动系统
汽车防撞系统
    0　前言
    ESC是电子稳定系统（Electric Stability Control）的简称，它是一种主动安全技术，对汽车（包括商用车）安全安全有着十分重要的作用，能够大幅降低交通安全事故率。
    欧美发达国家将ESC应用在商用车上走在世界前列，并有相应法规强制要求，欧盟通用安全法规661/2009/EC要求：2011年11月1日对于所有新类型认证车辆,必须安装电子稳定控制系统ESC。美国政府于2007宣布，所有在2011年9月1日之后生产的车辆皆强制配置了ESC系统。我国主动安全技术研究起步较晚，其应用也相对落后，但也在适用时代要求，逐步对车辆主动安全技术提出要求，如GB7258和GB12676要求所有12T以上商用车安装防抱死系统。鉴于国内的汽车安全法规参考欧洲法规，预测国家会很快出台法规要求安装ESC系统。
    为此，国内主要商用车生产厂商都在开展ESC的相关技术研究，并已有少部分车辆在市场上销售。笔者在此就基于EBS（电子制动系统）的ECS在商用车上的应用经验与大家分享。
    1　ESC在商用车上的应用
    1.1　商用车配置ESC优点
    1.1.1　更安全
    （１）具备EBS系统防抱死功能；
    （2）缩短车辆制动响应时间（减少0.2~0.3秒，0型试验制动距离缩短3.34~5米）；
    （3）紧急制动功能（WABCO EBS系统通过司机踩刹踏板的速率判断刹车的缓急，急刹时EBS启动紧急制动功能，保证车辆在极端情况下安全性）。
    1.1.2　更舒适
    （１）制动曲线可调，满足不同区域驾驶员的偏好；
    （2）电刹降低踏板力，司机刹车更柔和；
    （3）机械阻滞力功能，测量车辆机械阻滞力，通过参数设定，司机刹车时EBS系统对机械阻滞力预判，提高刹车的可操控性和舒适度（轿车液刹的感觉）；
    （4）制动防点头，通过刹车末端对前后桥制动气压的调节，提高车辆停车舒适性；
    （5）摩擦片的均匀磨损控制；缓速器集成控；主挂车一致性控制；制动性能监控；制动温度监控；制动防叠加功能等。
    1.2　工作原理
    本ESC是在EBS基础上增加ESC模块和转向角度传感器，即在EBS系统基础上增加方向控制功能和防侧翻控制功能。
    1）EBS工作原理：EBS电子制动控制系统由中央ECU、桥控模块、ABS电磁阀、电控挂车控制阀、制动信号传输器、比例继动阀、后桥备压阀等零部件组成。对于没有辅助制动系统的车辆，当驾驶员促动制动踏板时，制动信号传输器的行程传感器将获得驾驶员的制动请求,并将请求的制动减速度输入中央ECU,中央ECU根据计算出的整车重量以及相应的每根轴的载荷和输入的制动器的单位压力下的制动扭矩计算出此减速度对应的每个制动气室需要的制动压力。中央ECU直接控制内置有压力传感器的前桥比例继动阀输出相应的制动压力实施制动，并通过EBS内部CAN总线控制后桥控制模块,从而后桥控制模块的ECU控制相应作动元件输出相应的制动压力,实现了制动控制。对于有辅助制动系统的车辆，EBS的中央ECU能够通过CAN总线自动的识别车辆是否带有辅助制动系统及其形式。如果带有辅助制动系统,在正常制动过程中EBS首先控制辅助制动系统提供制动扭矩达到要求的车辆制动减速度。当辅助制动系统提供的制动扭矩达不到要求时,EBS将控制行车制动系统获得额外的制动扭矩以达到驾驶员的要求。当EBS制动系统的电控回路出现故障时,EBS的备压制动回路正常工作。EBS电子制动控制系统满足ECE R13 和GB12676的法规要求。同时，EBS中央ECU接收轮速信号和摩擦片磨损状态信号,通过EBS所特有的制动管理功能实现摩擦片的均衡磨损、制动力分配等功能,提高车辆的制动
舒适性及车辆的经济性。另外，当车轮趋于抱死时以及在起步的过程中，中央ECU通过调节制动气室压力开始循环控制,实现防抱死控制和驱动防滑控制功能。
    2）ESC方向控制原理：
   
    1.3　制动系统气路图
    1.4　制动系统电路连接图
   
   
   
    整车布置注意事项：
    （１）ESC模块应安装在车辆重心附近；
    （2）同一桥的左右制动管路要求左右对称布置；
    （3）管路中尽量少用弯通或三通，提升气制动反应时间；
    （4）管路布置走向要求顺畅，减少气阻；
    （5）转向角度传感器的转向角度为±1440度，覆盖所有的需求(±4圈)，传感器可以选择SAE J1939 CAN也可以选择WABCO内部CAN，传感器需要做防水防尘保护，推荐安装位置为转向盘的下面。
    1.6　试验
    1.6.1　安装检查
    检查阀件固定安装位置、管路连接是否正确；
    1.6.2　ESC系统参数设置
    根据试验车辆的参数对ESC系统进行设置，如总重，驱动形式，齿圈齿数等。
    1.6.3　系统检查
    （１）检测SAE J1939的报文信息；
    （2）用PC诊断软件检查ESC系统的安装连接；
    （3）压降梯度检查。
    1.6.4　试验场试验
    （１）ABS和ASR功能验证试验
   
    （２）EBS制动管理功能验证试验
   
    2　应用拓展
    在ESC系统的基础上，可以拓展其它的主动安全技术，如：自适应性巡航控制系统ACC，防撞警告控制系统CWS，自动操纵辅助系统AMA，追尾碰撞报警FCW，自动紧急制动系统AEB，盲区监测控制系统BSD，避撞控制系统CAS，变道辅助控制系统LCA，航道偏离报警系统LDWS，车道自动保持系统LKS。
    3　结束语
    通过上述关于ESC系统工作原理，在商用用上的布置、相关试验的介绍以及其它安全系统的拓展，使大家对主动安全技术有了更深的理解，也为广大汽车技术人员匹配应用ESC系统提供技术支持。
    【参考文献】
    ［1］程伟涛,陈丰超.EBS电子制动控制系统[J].汽车与配件,2010(43).
    ［责任编辑：汤静］