徐申敏Xu Shenmin

后驅電制動對ABS觸發(fā)表現(xiàn)的影響

徐申敏
Xu Shenmin

（奇瑞新能源汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241002）

汽車行駛過程中，在緊急制動和路面濕滑情況下，踩下制動踏板會觸發(fā)ABS功能，ABS主要作用為控制車輪的滑移率，防止制動過程中車輪發(fā)生抱死甩尾。ABS性能的優(yōu)劣主要通過制動性能測試完成，包括高附路面、低附路面、對開路面、對接路面及繞圓等工況。用戶在普通工況下較少觸發(fā)ABS，所以對ABS誤觸發(fā)、頻觸發(fā)抱怨比較大。重點說明后驅電制動對ABS觸發(fā)表現(xiàn)的影響。

ABS觸發(fā)；電制動；后驅

電動汽車的制動系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽油車相同，不同之處在于電動汽車具有電制動系統(tǒng)，目前僅有歐標ECE R13H規(guī)定防抱死裝置應控制電制動系統(tǒng)，我國各標準中未做強制要求。目前市面上新能源汽車電制動由VCU（Vehicle Control Unit，整車控制器）控制，液壓制動由ABS（Antilock Brake System，制動防抱死系統(tǒng)）控制，兩者相互獨立，共同提供整車制動減速度，制動原理如圖1所示。電制動占比增大可以提升整車續(xù)航，而增大后是否會影響ABS性能，如何兼顧續(xù)航和制動性能成為了一個難題。

注：SOC（State of Charge,荷電狀態(tài)）。

圖1 電制動和液壓制動控制原理

1 電制動基本原理

電動汽車進行電制動時，能量回收系統(tǒng)作用于驅動軸，在汽車滑行、減速或下坡時，將車輛行駛過程中的動能及勢能轉化或部分轉化為車載可充電儲能系統(tǒng)的能量存儲起來；其中EBD（Electric Brake Force Distribution，電子制動力分配系統(tǒng)）作用于后軸，控制后軸車輪的滑移率小于或等于前軸的滑移率，避免后軸比前軸早發(fā)生抱死造成車輛失穩(wěn)[1]；ABS作用于4個車輪，使每個車輪的滑移率控制在目標滑移率附近，防止車輪在任何路面上出現(xiàn)抱死。

為了獲得好的制動性能，EBD在控制時使后軸車輪的滑移率盡可能接近前軸車輪，引起頻繁的壓力調節(jié)，但是從舒適性角度考慮，應盡可能少地調節(jié)壓力，這會導致后軸車輪存在一定程度的不足制動。傳統(tǒng)汽油車需要對二者進行協(xié)調，而電動汽車加入電制動會打破平衡，需要在續(xù)航、制動、舒適性3方面進行協(xié)調。

后驅電動汽車的電制動作用于后軸，后軸相當于增加一個移動小卡鉗，在汽車滿電情況下，小卡鉗不工作，非滿電情況下小卡鉗工作。如果為了使電制動最大化，設置敏感的EBD介入門限，會導致后軸車輪過早進入保壓狀態(tài)，也有可能會導致前軸車輪ABS過早介入，從而增加前軸車輪制動盤的磨損以及制動衰退的風險。

2 對ABS觸發(fā)的影響測試

整車制動過程中的滑移率大小用戶無法獲得，但可以感受到減速度大小和觸發(fā)ABS后的感覺，如果設置了過低的減速度觸發(fā)ABS，則普通駕駛工況會頻繁觸發(fā)，用戶極易抱怨。

2.1 減速度

電制動靠驅動電機輸出負扭矩使車輛減速，計算公式為

式中：為減速度；為電機回收扭矩；為減速器減速比；為車輪滾動半徑；為整車質量。

液壓制動通過摩擦片摩擦制動盤提供減速度，計算公式為

式中：1為前軸制動力，后軸類似；為制動盤有效半徑；為制動片摩擦系數(shù)；為制動器活塞直徑；為車輪滾動半徑；為制動液壓值[2]。

2.2 測試方法

整車通過安裝液壓、陀螺儀、GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）等傳感器（圖2），接入V-Box測試系統(tǒng)，在不同的路面上（表1），以線性速度緩慢踩下制動踏板直到觸發(fā)ABS后松開，對比觸發(fā)ABS時刻的減速度。為兼顧不同的SOC，需要測試電制動有、無2種情況下ABS觸發(fā)時刻的減速度。

圖2 液壓和陀螺儀安裝示意圖

表1 試驗路面

2.3 測試結果

在高附、中附、低附3種路面上分別緩慢制動至ABS觸發(fā)后停止，通過傳感器采集液壓、扭矩、減速度等信號，對比有、無能量回收2種情況下的減速度差異，測試結果見表2?？梢园l(fā)現(xiàn)，在3種路面上，D擋和N擋緩慢制動至ABS觸發(fā)時的減速度大小無明顯差異，說明電制動對ABS觸發(fā)無明顯影響，這與用戶的主觀感受一致。

表2 不同路面測試結果

如圖3所示，在高附路面上緩慢制動時，D擋、N擋下ABS觸發(fā)時刻的減速度分別為1.03和1.02，均大于1.0，超過路面的附著系數(shù)，前輪液壓均已達到抱死點7 MPa，ABS正常觸發(fā)。D擋工況下制動，電制動加載到最大值，后輪液壓維持在2 MPa左右，整個制動過程中后輪液壓穩(wěn)定，觸發(fā)ABS后電制動逐漸退出；N擋工況下制動，此時無電制動回收負扭矩，后輪保壓壓力點比D擋高2 MPa，隨著車速下降，后輪液壓逐漸上升，滿足整車減速度需求。

如圖4所示，在中附路面上制動，路面附著系數(shù)降低，ABS觸發(fā)時刻的減速度隨之下降，測試路面為干燥玄武巖路面，附著系數(shù)約為0.6。測試工況與高附路面一致，均為后輪EBD正常工作，前輪觸發(fā)ABS功能，但由于路面附著系數(shù)降低，輪胎抓地力下降，前輪的壓力相比高附路面有一定下降，ABS觸發(fā)時刻的減速度也相應下降。

如圖5所示，在低附路面上制動，路面附著系數(shù)極低，測試路面為雪路面，在D擋位工況緩慢制動時，此時后輪未達到保壓點，電制動未加載到峰值，在小液壓和電制動的共同作用下觸發(fā)ABS，前、后輪液壓表現(xiàn)一致，N擋液壓值高于D擋，ABS觸發(fā)時刻的減速度基本一致。

綜上，在高附、中附、低附3種路面上，有無能量回收2種工況下，緩慢制動至ABS觸發(fā)時刻的減速度大小無明顯差異，D擋位下由于有電制動提供部分制動力，后輪所需的液壓值小于N擋位。

從用戶主觀感受的減速度出發(fā)，以N擋觸發(fā)減速度的值作為基準，判斷D擋有電制動情況下減速度大小是否存在下降，以及電制動的峰值扭矩是否影響EBD性能。

3 某車型電制動標定過程

某后驅車型在標定測試中發(fā)現(xiàn)ABS頻繁介入，主觀感受ABS易觸發(fā)，通過測試在中附路面上的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)電制動過大，電扭矩的加載速度快于液壓，導致后輪液壓值極低，EBD未到保壓點，無法正常工作，使后輪提前觸發(fā)ABS。通過調整電制動發(fā)現(xiàn)，隨著電制動減小，后輪液壓、前輪液壓、整車減速度逐漸升高，見表3。與N擋下觸發(fā)ABS的減速度對比，通常有、無電制動2種情況下ABS觸發(fā)的減速度的差異在0.1以內，普通用戶不易察覺。

本次選擇電制動減速度的大小為0.14，使有、無電制動ABS觸發(fā)的減速度的差異為0.09，兼顧制動和續(xù)航要求。

表3 電制動標定結果

4 總 結

根據(jù)以上分析得出，后輪電制動大小可以影響EBD性能從而影響ABS觸發(fā)表現(xiàn)。從整車安全考慮，首先保證制動性能，電制動可以根據(jù)標定完成的ABS性能進行二次標定，選擇合適大小。

針對后輪電制動影響ABS觸發(fā)表現(xiàn)這一問題，后續(xù)解決方案主要考慮2個方面：（1）電動汽車的制動由電制動和液壓制動統(tǒng)一控制，當后輪觸發(fā)EBD功能時，電制動保持當前值不變，后輪液壓和扭矩都恒定，前輪液壓繼續(xù)上升，防止后輪輪速下降觸發(fā)ABS功能；（2）電制動的加載速率根據(jù)當前車輪的滑移率而定，當在中低附著路面上行駛時，應減緩速率，防止后輪液壓過低影響EBD性能。

對于非解耦式制動，ABS控制器發(fā)送EBD觸發(fā)信號和滑移率值給VCU執(zhí)行電制動；對于解耦式制動，電液分配需統(tǒng)一控制，合理準確的電液分配邏輯可以解決后驅誤觸發(fā)ABS問題。

[1]余志生.汽車理論（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2]王望予.汽車設計（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

2021-07-07

1002-4581（2021）05-0024-04

U463.52+6.02

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2021.05.007