在汽车技术因素中，针对乘员的保护技术和措施，从以冲撞安全为核心的被动安全技术发展为以预防为核心的主动安全技术，以先进的电子、通讯及信息技术在汽车上已经得到广泛应用：电子稳定程序（ESP）、 驱动防滑系统 （ASR）、驱动控制系统（TCS）、电子制动力分配系统（EBD）和 感载比例阀 装置（SABS）等并称为汽车最重要的5项主动安全装置。

汽车制动力分配系统（EBD）一般和汽车防抱死制动系统（ABS）配合存在，ABS+EBD是在ABS的基础上平衡每一个车轮的有效地面抓地力，改善刹车力的平衡，防止出现甩尾和侧滑。EBD是ABS的辅助功能，是对ABS系统的有效补充，防止车辆因甩尾而导致翻车等恶性事件的发生，可以提高ABS的效用，提高行车安全。

ABS+EBD刹车过程

1、汽车电子制动力分配技术（EBD）概述

缩短制动距离的前提条件是具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供较大的附着力。制动距离长短不仅与制动力大小有关，而且还与制动力的分配比例有关。

电子制动力分配系统（Electric Brake force Distribution，EBD） 是ABS的新发展，它是在ABS原有的基础上发展而来的系统，采用电子技术替代传统的比例阀。

ABS+EBD

从工作原理来讲，ABS+EBD就是在ABS的基础上，平衡每一个车轮的有效地面抓地力，改善刹车力的平衡，防止出现甩尾和侧滑。它实际上是ABS的辅助功能，是对ABS系统的有效补充，可以提高ABS的效用，共同为行车安全添筹加码，EBD一般和ABS配合存在，所以在配置表上也总是和ABS呆在一块。在安全指标上，汽车的性能又多了“ABS+EBD”。值得一提的是，即使车载ABS失效，EBD也能保证车辆不会出现因甩尾而导致翻车等恶性事件的发生。

电子制动力分配技术（EBD）

EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。

ABS+EBD刹车效果图

2、EBD组成

汽车EBD系统结构与ABS一样，也是由 轮速传感器 、制动压力调节器（液压执行器）和电子控制单元等组成 ，只是在ABS的基础上 拓展开发的主动安全系统，其减速度传感器（或轮速传感器）、电控单元（EBD ECU）和 制动压力调节器 均可与ABS共用，所以在汽车已经装备ABS的基础上，无需增加任何硬件，只需增设制动力分配软件程序，就能实现制动力分配控制功能，所以又称为电子控制制动力分配程序（EBD, Electronic Control Brakeforce Distribution Programs )，相应的电控单元称为防抱死制动与制动力分配电控单元（即ABS/EBD ECU) 。

EBD系统构成

（1）减速速度传感器

轮速传感器是用来检测车轮转速的，需在每个汽车车轮安装一个。轮速传感器的类型较多，常用的主要有：磁电式轮速传感器、电涡流式轮速传感器、霍尔线性集成式轮速传感器。目前，ABS普遍采用磁感应式轮速传感器，由传感元件和信号转子组成，如下图所示。传感元件为静止部件，由永久磁铁、信号线圈(感应线圈)和线束插头等组成，安装在车轮附近的静止部件（如转向节、半轴套管、悬架构件等）上，不随车轮转动。信号转子由铁磁材料制成带齿的圆环，又称为齿圈转子，安装在与车轮一同转动的部件（如轮毂、半轴等）上。

汽车轮速传感器原理图

（2）电控单元

电控单元（EBD ECU）根据接收来的车轮转速信号计算出参考车速和滑移率，并发出信号来控制液压执行器 。EBD的控制器就是ABS的控制器，只不过增加了EBD的控制程序而已。当汽车制动时，ABS/EBD控制器首先根据制动减速度信号，从内存（ROM）存储的制动力数据MAP图中查寻得到前、后车轮制动力的分配数值，然后向ABS的制动压力调节器(电磁阀)发出“升压”或“保压”控制指令，从而实现前、后车轮制动力的最佳分配。

前后车轮制动力数据MAP

当汽车制动时，ABS/EBD控制器首先根据制动减速度信号，从内存（ROM）存储的制动力数据MAP图中查寻得到前、后车轮制动力的分配数值，然后向ABS的制动压力调节器(电磁阀)发出“升压”或“保压”控制指令，从而实现前、后车轮制动力的最佳分配。

（3）制动压力调节器

EBD系统的制动压力调节器即ABS的液压执行器 ，它主要由控制压力的常开阀、常闭阀以及用于暂存降压时所排出制动液的低压蓄能器组成。其作用是根据ABS/EBD控制器发出的指令，合理调节制动压力，使之增大、保持或减小，最终实现前、后车轮制动力的最佳分配。

制动压力调节器原理图

（3）EBD故障指示灯

汽车上的这些辅助安全系统都是默认打开的，经常观察汽车仪表盘，只要没报故障灯就没问题。故障灯亮了就得去做检查，除了极个别特殊情况，一般不要关闭车上这些功能。 EBD指示灯亮的可能故障原因有：两个及以上轮速传感器有故障；ABS泵损坏；一个电子磁阀损坏；ABS继电器及保险丝损坏；制动开关故障。EBD灯亮的同时，ABS故障灯指示灯也会点亮。

3、EBD控制原理

（1）轮速传感器检测出车轮转速后，将其传递给电子控制单元（ECU）

（2）ECU计算出参考车速和滑移率后，发指令给制动压力调节器，进行制动力分配，并调节车轮的最佳滑移率

（3）制动压力调节器执行ECU传来的指令，将合理的制动力作用于汽车的车轮，使其满足要求。

ABS和EBD系统示意图

制动时，EBD系统根据各个轮速传感器的信号高速地计算出车轮滑移率，即车速与车轮线速度的差与车速的比值。EBD系统通过对后轮制动压力的控制，使后轮滑移率控制在小于或等于前轮滑移率的范围内，改善了机械分配装置的功能，可以实现接近于理想状态的制动力分配效果。而传统的机械分配装置是把前轮与后轮的制动压力比大致简化为70%／30%，这与实际需求相去甚远。

（1）前后轮制动力分配控制

前后轮制动力分配控制是指在汽车制动时，EBD系统根据由车辆的装载条件及减速度而发生的负荷变化，有效运用后轮的制动力，特别是在车辆满载时，适度增大后轮的制动力，以提高制动效果。从获得良好制动性能的要求而言，当车辆的载重或乘员数发生变化，即汽车制动时前后轴之间的载荷比例不同时，前后轮所需的合适制动力也应是不相同的。当车辆后部无负荷时，EBD系统会适当增大车辆前轮的制动力；随着车辆后部的负荷重量加大，EBD系统会相应加大后轮的制动力。

车辆后部无负荷

车辆后部有负荷

（2）左右轮制动力分配控制

为了提高汽车在弯道上行驶时进行制动操作的稳定性，通过调节左右车轮的制动力分配方式进行左右车轮制动力的分配控制，以确保弯道上制动时车辆的稳定性和良好的制动效果。汽车转向行驶时因受到离心力作用，外侧车轮的载荷明显大于内侧车轮，为了减少和控制外侧车轮的侧滑，EBD系统在这种情况下会自动地增大外侧车轮的制动力，可以有效防止因为制动力超过轮胎与地面之间的附着力而造成的车辆滑移现象。

左右轮制动力随路况变化分配

4. 线控制动系统制动力分配策略

传统的液压制动系统中制动主缸与制动轮缸之间通过液压管路直接相连，这使得制动主缸的压力与各车轮的制动压力之间存在一个确定的关系，通常前轮制动压力等于主缸压力，后轮制动压力与前轮制动压力成一个确定的比例关系，同一车轴上左右车轮的制动压力则是相等的。受此硬件条件的限制，液压制动系统在设计制动力的分配时做了一定的折衷．这使得在制动过程中，制动压力无法在前左右四个车轮之间进行动态的，合理的分配，从而在大多数情况下，各个车轮的附着条件无法得到充分的利用，不能有效的缩短制动距离，甚至可能发生后轮先于前轮抱死，后轴发生侧滑，导致危险的发生。

线控制动系统(brake—by—wire)是由电机来提供制动力，由于其具有结构简单，质量轻，响应迅速，易于采用模块化结构，易于进行改进与增加功能等诸多特性，现在已经成为了一个研究的热点。线控制动系统中制动踏板与制动器之间仅通过电路相连，当驾驶员踩下制动踏板时，制动压力可以在四个车轮之间进行灵活的分配。为了使各个车轮的附着条件均得到充分的利用。本文提出了基于各车轮垂直载荷的线控制动系统制动力分配策略。为了验证该分配策略的有效性，通过联合MATLAB／Simulink与车辆动力学软件 Carsim 。分别在直道与弯道制动的情况下对线控制动车辆与液压制动车辆进行了对比仿真。

（1）线控制动系统的结构和工作原理

线控制动系统的基本组成如图1所示．它主要包括制动踏板模块、中央控制器、车轮制动模块、通讯网络、电源模块等部分。

当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板模块通过压力传感器和角位移传感器辨识驾驶员的制动意图．中央控制器根据驾驶员的制动意图，并结合整车纵向加速度传感器、整车侧向加速度传感器以及轮速传感器等传感器的信息，按照一定的分配策略，计算各个车轮制动力的大小，并将计算结果通过通讯网络传人各车轮制动模块，车轮制动模块控制电机来实施制动。电源模块用于给系统的各个部分提供能量。

（2）控制动系统的制动力分配策略

a. 最优的制动力分配

动力分配进行了研究，并将牵引系数(Ⅱ-tioncoemcient)定义为制动力与车轴动态载荷的比值，如式(1)所示；

在任何程度的减速情况下，施加合适的制动力使前后车轴的牵引系数相同，直到两个车轴同时达到附着极限，这就是最优的制动力分配。此时，等式(2)是成立的：

a为整车的减速度(以重力加速度g为单位)。车辆在弯道上制动时，同一车轴上左右车轮之间的垂直载荷并不相同。类比于直道制动的情况，若要使制动力分配最优，须施加合适的制动力使四个车轮的牵引系数相同．直到四个车轮同时达到附着极限，如式(3)所示。

b. 制动过程中纵向及侧向载荷的转移

由以上分析可知，要合理的分配制动力，必须实时的估计制动过程中各个车轮上的垂直载荷。当车辆在直道制动时．可以利用整车参数和纵向减速度，通过式(4)来估计前后车轴之问的载荷转移：

载荷在左右车轮之间的转移可以通过整车参数和侧向加速度来估计。将连接前、后悬架侧倾中心的直线定义为侧倾轴线，当整车存在侧向加速度时，侧倾轴线的力矩大小为：

c. 直道上制动时的制动力分配策略

当车辆即将停下时，由于悬架的振动，使各车轮的垂直载荷发生较大的波动，由此将导致后轮的制动压力也存在较大的波动。因此，当车速低于3km／h时，使线控制动系统的制动力的分配方式与液压制动系统相同。

d. 弯道上制动时的制动力分配策略

弯道上制动时先根据前后车轴总的垂直载荷来分配前后车轴总的制动压力，其数值大小与3.3中所算手导的各车轴总的制动压力大小相等。然后再将总的制动压力在左右轮之间进行分配，使左右轮压力之比等于垂直载荷之比，最终各个车轮之间的制动压力将满足式(3)所示的最优关系。同样为了避免车辆即将停下时制动压力的大幅波动，当车速低于3kra／h时，使线控制动系统制动力分配方式与液压制动系统相同。

EBD系统优点

1. 动力系统变更时优化汽车稳定性

2. 均匀利用前后制动摩檫力

3. 在相同的踏板力的情况下，提高制动延迟

4. 稳定制动力分配

综上所述，汽车制动力分配系统EBD和防抱死制动系统ABS等主动安全技术是一个控制功能相互融合、工作时机相互协调的有机整体。当EBD分配给车轮的制动力大于轮胎附着力时，车轮就会抱死滑移，此时防抱死制动系统ABS就会投入工作，通过调节（减小）车轮的制动力将滑移率控制在10%~ 30％之间，从而提高制动性能。

本文来源:BIC Auto