重型卡车的EBS系统设计

　　1. 综述

　　我们知道当重型卡车位于长大下坡道时对于其制动系统是一个严峻的考验。汽车下长坡连续制动或频繁使用紧急制动时，都可能由于制动温度过高而导致制动器摩擦材料的摩擦系数降低使制动能力降低，既不经济也不安全。

　　目前应用广泛的ABS系统虽然能够防止车轮抱死、车身侧滑，但是它也不能解决制动系统的所有缺陷,如系统响应滞后、制动过程存在驾驶员的犹豫及动作控制与愿望存在差异等。而本文所介绍的这种新型EBS系统则将发动机制动装置、涡流缓缓器及ABS三种制动方式相结合，通过检测踏板传感器信号的强弱可迅速启动制动，控制制动压力大小通过内部CAN数据总线完成内部通信，实现了重型卡车的经济、安全制动。

　　EBS系统示意图如图1所示：　　

　　图1 EBS系统图

　　2. 涡流缓速器

　　涡流缓速器(HSQ)，是一种应用于汽车车辆制动的电磁装置。相比于传统的制动装置(制动鼓、制动蹄片等的制动系统)它的优越性在于可以有效减少机械式制动器的使用频率显著地延长机械式车轮制动器的使用寿命能够实现平缓、舒适、柔和的减速制动。下面简要介绍其工作原理。

　　当驾驶员踩下制动踏板进行制动时，涡流缓速器的激磁线圈自动通过大小经调节的直流电流而激磁,产生的磁力线在定子磁轭、空气隙和转子铁圆盘之间构成回路。磁通的大小与励磁线圈的匝数以及所通过的励磁电流大小有关。当转子圆盘随传动轴旋转时，会引起磁通的变化，即产生旋转磁场，由于电磁感应的原理，会在旋转的转子铁圆盘上产生电涡流。这种涡流的大小与切割磁场的速度成正比，即随转子的旋转速度成正比，也就是与制动时的车速有关;电涡流的方向可用右手定则进行判断。这个涡流形成的磁场产生一个与转子旋转方向相同的转矩，由于作用与反作用的关系，转子则产生一个与自己转动方向相反的转矩，该转矩是转子转速即制动时的车速和定子磁场电流的函数。由于转子是安装在传动轴上，就等于给传动轴的转动施加了一个制动阻力矩，在这个阻力矩的作用下使汽车迅速减速。

　　由于涡流缓速器通过电信号传输，制动响应时间极短，可早于传统制动器进行制动运做，能达到提前减速的目的。而且因为制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节，所以涡流缓速器很容易实现自动控制。对不同型号的涡流缓速器有不同的调节方式，从当前进口的涡流缓速器的控制方式来看，是采用继电器分磁极的控制;而本文论述的涡流缓速器则为采用脉冲占空比的控制形式，这是一种很成熟的电流无级调节的技术，可参考其主程序流程图。理论分析表明，当转子圆盘以转速n(r/min)转动，且给定子励磁线圈加一定的电流时，因为定子外壳被车驾固定，则转子上的涡流就产生一定的阻力矩T(N.m)，便可得到缓速器的制动吸收功率P，其计算式为：