电子制动系统是将传统的空气制动与电子制动相结合的一种电子控制制动系统，是近年来车辆主动安全控制领域的革新，有效提高车辆的安全性、舒适性、智能性。
文章介绍了电子制动系统的主要组成部分及功能，以某国产4×2载货车为对象，依据GB 7258—2017、GB 12676—2014等标准的试验要求，对制动响应时间、减速度控制、紧急制动辅助、外部制动请求4项功能进行测试分析，并与常规气制动进行比较。数据显示，装配电子制动系统载货车型，车辆前、后轴制动响应时间明显缩短，制动安全性更高；空、满载车辆减速度均能精准落在目标减速度曲线上，控制精度高；激活紧急制动辅助功能后，相同踏板位置将控制相应的动作元件输出更大的制动压力进行制动；开启外部请求制动模式后，车辆会根据设定的减速度制动，且控制偏差满足要求，制动减速度控制良好。
近年来，由于车辆行驶速度提高、交通路况较复杂，驾驶员对车辆行驶的安全性要求也越来越高，而传统制动防抱死系统（Anti-lock Braking System, ABS）气压制动普遍存在制动响应时间长，制动距离长等问题。随着汽车技术的发展，ABS在汽车制动安全性、舒适性及智能化方面已无法满足人们的需求，车辆电控制动系统已成为目前各大主机企业研究应用的重点。
对比常规ABS制动系统，电子制动系统（Electronic Brake System, EBS）将传统气制动与电控制动相结合，集成ABS和驱动防滑系统（Acceleration Slip Regulation, ASR）功能。不仅提升车辆安全性、舒适性，而且在车辆运营效率和运营经济性方面较ABS有明显优势。此外，在EBS基础上，车辆可拓展许多先进的辅助功能，如电子稳定控制、主动紧急制动、自适应巡航控制等，在商用车领域具有广泛的应用前景。
EBS主要由中央控制器、电控气制动阀、桥控模块、挂车模块、制动信号传输器等元件组成。
以国内某4×2载货车型压缩空气制动系统为例，常规ABS系统为驾驶员通过踩踏制动阀控制底盘继动阀输出气压，推动气室推杆完成制动器动作，从而实现车辆制动。而电子制动系统通过电控气制动阀1开度信号，将信号传输给中央控制器2，中央控制器2利用预先设定的控制策略，以及从轮速传感器3、压力传感器4获得的信号，计算各轮需要的制动力，进而控制桥控模块（双通道模块5、单通道模块6）调节并输出气压，推动气室推杆完成制动器动作，实现车辆制动，如图1所示。桥控模块，是电磁阀和继动阀的集成式模块，通过中央控制器驱动加压阀、减压阀、备压阀来实现控制，并集成继动阀功能。驾驶员通过踩踏电控气制动阀产生制动控制信号，能够产生反映驾驶员意图的电信号来控制整个系统。EBS系统中设置电、气双回路控制，如果其中一条电信号发生故障，另一条电信号和气压控制信号仍可以正常工作，如果两条电信号都发生故障，气压控制回路仍然可以正常工作，产生气体控制信号来控制制动系统。
1—电控气制动阀；2—中央控制器；3—轮速传感器；4—压力传感器；5—双通道模块；6—单通道模块。
图1 载货车EBS布置方案
EBS不仅仅为了满足GB 12676、GB 7258等标准要求，更重要的是在安全性、舒适性、智能化方面满足了人们最大的需求，除具有ABS的功能外，还具有以下的附加功能。
EBS将常规的气制动阀体更换为电控气制动阀体，有效提升整车制动性能，增加乘坐舒适性。系统中电、气均采用双回路设计形式，如果两条电信号发生故障，气压控制仍然可以正常工作。
根据驾驶员踏板行程大小，EBS决定车辆所需要的制动减速度，电子控制单元根据减速度大小及车辆轴荷施加相应的制动力，从而避免轴荷变化、热衰退等对制动效能的影响。
在一些危险情况下，当EBS根据驾驶员踩踏制动踏板速率预判出需要紧急制动时，激活紧急制动辅助功能提供更大的制动效能进行制动，直到驾驶员释放踏板，紧急制动辅助功能结束。紧急情况下快速输出全制动，减少事故发生，增加车辆行驶安全性。
外部制动请求为车辆的主动安全控制功能，在未踩踏制动踏板情况下，整车按照设定的制动减速度实现车辆的制动功能。
满载、空载或载荷不均匀状态下，车辆轴（轮）荷差别很大，所需的制动力差别很大。EBS可根据载荷大小和分布来计算并调节各车轮的制动力大小。优化不同载荷条件下的制动力，提高车辆制动稳定性和舒适性，优化制动距离。
除上述功能外，EBS还具有主、挂车协调一致性，缓速器控制，坡道起步帮助，摩擦片磨损控制等功能，不仅有效提升整车主动安全性能，也提高了车辆运营经济性能和运营效率。下面将重点从载货车EBS电子控制功能、减速度控制功能、紧急制动辅助功能、外部制动请求功能4个方面进行测试分析。
性能要求需满足以下3个标准：
（1）《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》（GB/T 13594—2003）；
（2）《商用车辆和挂车制动系统性能要求和试验方法》（GB/T 12676—2014）；
（3）《机动车运行安全技术条件》（GB/T 7258—2017）。
高附路面、喷水的玄武岩路面、对开路面、对接路面。
ABS高附、低附、对开、对接；ASR低附起步、对开起步；制动响应时间；电控功能验证；减速度控制；紧急制动辅助功能等。
根据GB/T 13594规定的高附、低附、对开和对接要求进行测试。
（1）车辆在低附着系数路面上，油门踏板处于全油门状态加速起步。分别对满载和空载进行测量，记录发动机扭矩输出，判断EBS发动机控制是否工作。
表1 样车基本参数
（2）在对开路面上，车辆油门踏板处于全油门状态加速起步。分别对满载和空载进行测量，记录制动压力和轮速变化。
选取某国产4×2载货车进行EBS性能试验，样车的基本参数如表1所示。
试验设备主要包括气压传感器、全球定位系统传感器、数采系统、便携型计算机等，采集数据包括气压、车速、减速度等。
3.6.1制动响应时间
1.测试方法
常规制动情况下，根据GB 12676—2014附录中的测量方法，促动时间为0.2 s，从开始促动制动控制装置到气室压力达到要求最大压力值的75%时，总消耗时间不应超过0.6 s。
在电子制动系统控制模块下，根据GB 12676—2014附录B中的测量方法，促动时间为0.2 s，从开始促动制动控制装置到气室压力达到要求相应制动性能，总消耗时间不应超过0.5 s。
2.样车测试
按上述测试方法，在样车前、后制动气室和制动总泵处安装压力测试传感器，用于测试管路压力的变化，分别测量EBS电控功能正常和失效状态下的制动气室响应时间，EBS电控功能失效等效于传统气压控制，测量数据平均值如表2所示。
表2 样车响应时间对照表
从以上数据可以看出，EBS作用下前轴响应时间由平均值0.40 s缩短为 0.36 s，后轴响应时间由0.44 s缩短为 0.39 s，前轴响应时间缩短约10%，后轴响应时间缩短约18%，EBS 优势较大。匹配EBS的车辆制动响应时间更小，车辆制动安全性更高。
3.6.2减速度控制
1.测试方法
均匀选取不同开度踏板位置。以选取的位置，进行初速度为45 km/h的制动试验，制动过程中保持踏板力不变。每个踏板位置重复进行3次试验，并计算平均减速度。车辆在空、满载状态下分别进行测试，空满载减速度差值不应超过20%。
（1）
式中，δ为空满载加速度偏差；α1为空载平均减速度；α2为满载平均减速度。
2.目标曲线确定
减速度控制曲线为EBS控制策略的重点项，其曲线型式直接影响EBS制动性能及驾驶员的制动感受。经过对多辆出进口车型样车标定试验，确定减速度控制目标曲线如图2所示。
图2 减速度控制目标曲线
3.样车测试
以45 km/h初速度踩制动，保持踏板位置直到车辆完全停止。踩不同制动踏板位置，进行一系列试验。记录制动踏板位移，记录整车减速度，在制动曲线上标记相应数据点作为减速度控制试验结果。
分别进行空、满载工况试验，结果如表3、图3所示。
表3 减速度控制测试
由表3、图3可以看出，在设定的减速度下，以相同的踩踏速率进行制动，样车在空、满载状态下制动时，各踏板偏差值在20%以内，满足法规要求。测试结果接近设定的目标曲线，减速度控制效果良好。
图3 减速度控制测试
3.6.3紧急制动辅助功能
装备常规气压控制制动的车辆，驾驶员踩下踏板的行程与制动总阀输出气压之间存在固定的对应关系，车辆不能判断驾驶员的制动意图。而装备EBS的车辆在驾驶员快速促动制动踏板时激活紧急制动辅助（Brake Assist, BA）功能，此功能激活取决于踩踏板的速率和深度。每毫秒踩下踏板位置0.5%以上时，激活BA功能，此功能激活后提供的制动减速度应至少大于相同踏板位置设定提供制动减速度的50%或达到最大减速度，从而缩短制动时间，提高紧急制动的安全性。
为验证样车的紧急制动辅助功能，需要分别以缓慢、急速踩踏板到某一相同位置，比较两种不同工况下的减速度。使用计算机精确控制踏板行程和速率，以样车初速度40 km/h，制动踏板分别以500 mm/s踩踏速率，100 mm/s踩踏速率，踩至踏板开度20%、40%、60%位置，测量激活BA功能和未激活BA功能的制动减速度，如表4、图4、图5所示。
图4 BA功能测试（减速度）
表4 减速度测试
图5 BA功能测试（压力）
通过测试分析可知，当BA功能激活时，EBS可识别车辆紧急制动，激活紧急制动辅助功能，控制相应的动作元件输出更大的制动压力进行制动，提供更大的制动效能。
3.6.4外部制动请求
EBS可根据外部请求实现车辆主动控制功能，以此功能为基础可拓展其他主动安全技术。外部制动请求功能测试时，EBS会将外部制动请求的减速度与驾驶员制动时的减速度相比较，将两者之间的最大值作为整车的减速度进行制动。
测试样车为外部制动请求模式，没有触发制动踏板，车辆实现制动，测试结果如表5所示。
表5 外部制动请求功能测试
注：平均减速度（Mean Fully Developed Deceleration, MFDD）。
通过测试分析可知，当开启外部请求制动模式时，车辆会根据设定的减速度进行制动，实测外部请求制动模式减速度比设定减速度高，且偏差控制在20%以内，说明样车外部请求制动减速度控制良好。
选取某国产4×2载货车型为研究对象，通过动态及静态试验对车辆制动响应时间、制动减速动控制、紧急制动辅助、外部制动请求功能进行分析验证。试验数据显示，装配EBS的载货车辆前、后轴制动响应时间分别缩短约10%、18%，车辆制动响应时间明显缩短，制动安全性更高；装配EBS的载货车辆具有减速度控制功能，在设定的减速度下，样车在空、满载状态制动时，各踏板偏差值在20%以内，测试结果接近设定的目标曲线，减速度控制效果良好；装配EBS的载货车辆具有紧急制动辅助功能，踩踏制动踏板速率增大，触发BA功能激活，预判出需要紧急制动时，紧急制动辅助功能将控制相应的动作元件输出更大的制动压力；装配EBS的载货车辆具有外部制动请求功能，当开启外部请求制动模式时，车辆会根据设定的减速度进行制动，且偏差控制在20%以内，测试数据显示制动减速度控制良好。
