重型货车常用的ABS/EBS系统、转鼓检测原理及流程

重型货车常用的ABS/EBS系统、转鼓检测原理及流程

首页休闲益智节奏卡车更新时间:2024-07-14

防抱死系统(ABS)几乎已成为国内重型货车的标配,甚至随着道路交通法规的日益严格,电子制动系统(EBS)也被逐步普及。ABS/EBS是一种重要的主动安全系统,其性能的好坏关乎行车安全。对于产线生产的车辆而言,如果出现ABS/EBS系统的管路、电路连接错误,尤其是左右侧管路的反接,电磁阀、轮速传感器电路的反接,车辆在紧急制动或者弯道制动时可能会出现车轮异常抱死、制动跑偏及甩尾等非正常制动现象,甚至会酿成翻车等严重交通事故。通过检测手段将气路、电路问题在生产阶段及时发现,可避免问题车辆流入市场,消除安全隐患。

重型货车ABS/EBS系统简介

1.重型货车ABS系统

重型货车ABS系统与乘用车存在一些区别,其中一个原因是重型货车的车桥和车轮数量较多,因此多采用四通道ABS系统(即4S/4M)。对于后桥使用空气悬架且在空载状态可提起的重型货车,则还会选用六通道ABS系统(即6S/6M),如图1所示。一些驱动形式为6×6的特种车也会采用六通道ABS系统。所谓通道是指ABS系统中能独立进行压力调节的制动管路[1]

常见的四通道ABS系统主要包括一个ECU、四个轮速传感器、两个前桥ABS电磁阀、两个后桥ABS电磁阀及开关(如ASR或ESC取消开关)。如今很多后桥电磁阀被集成为后桥制动模块,如图2所示。

如果是六通道ABS系统,除了包含上述组成部件外,还增加了两个轮速传感器和两个后桥ABS电磁阀。表1为各类重型货车选用的ABS系统,其中8×4重型载货车采用的四通道ABS系统如图3所示。

2.重型货车EBS系统

EBS系统是ABS的升级版,不仅集成了常规的防抱死功能、驱动防滑转功能(ASR),甚至还有车身稳定性控制功能(ESC),而且制动响应更快。重型货车的EBS系统通常会和盘式制动器配合使用才能更好地发挥其功能,因为盘式制动器的结构特点更适合执行高频点刹动作,这种匹配在危险品运输车上尤为常见,GB 7258-2017中也对此作了相关明确规定[2]

与ABS系统组成类似,四通道EBS也包括一个ECU、四个轮速传感器和两个前桥ABS电磁阀,但后桥制动阀被称为双通道电子压力控制模块(简称双通道模块),还增加了单通道电子压力控制模块(简称单通道模块)和脚阀模块。EBS的脚阀模块可看作是普通脚制动阀的电控版,它的存在是EBS区别于ABS在制动响应速度方面重要的因素,它将驾驶员制动踏板位置信号转化为电信号,实现了响应更迅速的“电控气”,而ABS则是“气控气”。如图4所示为6×4牵引车采用的四通道EBS系统示意图,未展示脚阀模块。

转鼓检测

1.检测设备简介

根据产线节拍的不同,重型货车生产企业通常可将ABS/EBS检测设置为单一工位,也可与制动检测集成在同一工位,共用转鼓系统,节约设备购置成本。

目前重型货车企业最常用的ABS/EBS检测设备是单轴式转鼓系统,即每次只允许单根车桥的左右两轮进行检测,如图5所示。以某型号的单轴式转鼓系统为例,其主要组成包括左右侧转鼓台、横向辊子(可选)、工控机、OBD连接电缆和显示器,其各自功能见表2。

随着检测手段的革新,国外检测设备供应商甚至研发了重型货车用的综合转鼓系统,这种大型检测设备可同时满足车辆的制动、ABS/EBS这种低转速类项目的检测,还可进行车速、差速器功能、辅助制动及发动机功率检测等较高转速类的检测,综合转鼓如图6所示。

用综合转鼓作ABS/EBS检测时,车辆的全部车轮可同时进行检测,能实现多个转鼓差速运转,检测效率大幅提升。但是设备造价高昂,普通企业难以承受。

2.基本检测原理

轮速传感器的检测原理是:转鼓带动车轮转动时,轮速传感器会激发电压信号,该信号被ECU采集并被转发至工控机,同时电压信号也被ECU计算为车速。工控机对采集到的电压信号、车速信号与设定的阈值比较即可判断轮速传感器是否合格。

检测时,通常要求左右两侧转鼓接力运转,即一个车轮检测完毕后,另一侧转鼓才能起动检测其对应的车轮。检测时转鼓的转速为5km/h,因为轮速传感器电压与车轮转速成正比[3],转速过低时电压信号太弱,不宜采集。

电磁阀的检测原理是:驾驶者踩下制动踏板使电磁阀充气,工控机向ECU发送控制指令,ECU再控制电磁阀的执行动作,控制制动气室压力的增减,进而引起车轮制动力和车轮对转鼓的反作用力(矩)的变化。工控机将采集到的反作用力通过一定的算法映射为电磁阀的气压衰减率和恢复率,再与设定的阈值比较即可判断电磁阀运行状态是否正常。

3.基本检测流程

ABS/EBS检测流程基本相同,都包括静态检测和动态检测两部分。某工厂的ABS检测流程如下(以6×4重型货车为例)。

  1. 车辆前桥到位,工控机与车辆ABS系统ECU通过OBD电缆建立通信,读取车辆的VIN、ABS基本信息(如软件版本、ECU电压、报警灯状态等)及读清故障码等,完成静态检测。
  2. 左侧转鼓先起动,在完成左侧轮速传感器的检测后转鼓停转。
  3. 右侧转鼓起动,完成右侧轮速传感器的检测后转鼓停转。
  4. 左右侧转鼓同时起动,进入电磁阀检测步骤。
  5. 司机踩下制动踏板,左侧电磁阀将按照ECU的指令先动作。左侧电磁阀检测完毕后,右侧电磁阀也接收ECU指令动作,完成右侧电磁阀检测后转鼓停转。
  6. 车辆前行,进行第三桥的检测,重复步骤2)~5)。

表3为某6×4重型货车的ABS转鼓检测结果。

电磁阀气压衰减率和恢复率的计算是按照程序设定的算法,通过制动力曲线可近似计算,如图7所示为表3中第三桥右轮电磁阀检测时绘制的制动力变化曲线。

图7还表明,采用该检测转鼓获取的制动力曲线呈凹字形,即两侧制动力大,中间制动力小。电磁阀动作与制动力对应关系见表4。

检测故障分析及排除方法

未完待续……

本文已在《汽车工艺师》杂志

2022 年 一 二 合刊 “汽车制造” 栏目 P49-P55 发表。

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