刘翔宇 LIU Xiang-yu 顾锦祥 GU Jin-xiang 何子燚 HE Zi-yi

摘要： 挂车是物流行业的重要运输工具，其安全和效率备受关注。制动系统是车辆安全性能的核心部件，安装电子控制制动系统的挂车具有更好的制动性能。本文以半挂车制动系统为例，详细阐述了威伯科电子控制制动系统（TEBS）在半挂车上的应用。TEBS提高了舒适性、操纵稳定性和制动安全性，并提升了零部件的集成化，实现了制动系统的全过程监测。

Abstract： Trailer is an important means of transportation in logistics industry， and its safety and efficiency have attracted much attention. The braking system is the core component of vehicle safety performance. The trailer equipped with electronic control braking system has better braking performance. Taking the semi-trailer braking system as an example， this paper expounds in detail the application of wabcoti electronically controlled braking system （tebs） products in the trailer. Tebs improves the comfort， handling stability and braking safety， improves the integration of parts， and realizes the whole process monitoring of the braking system.

關键词： 公路运输;TEBS;操纵稳定性;制动安全性

Key words： road transportation;TEBS;handling stability;braking safety

中图分类号：U46                文献标识码：A                 文章编号：1674-957X（2021）22-0228-03

0  引言

挂车作为公路运输的重要载体，承担着大量的生产运输任务，挂车行驶的安全性和舒适性备受关注。随着汽车技术的更新和进步，制动系统被持续优化，特别是在电子控制和技术集成方面，因此车辆的安全性和舒适性也有了极大提升。

20世纪70年代后期，防抱死制动系统（Antilock Brake System）ABS逐步引入到商用车，其作用是自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死，到目前已经成为车辆的标准配置[1]。随后又推出了电子制动力分配系统（Electric Brakeforce Dis-tribution）EBD，可以自动调节车辆车轴之间的制动力分配比例，提高制动效能[2]。同时电子稳定性控制系统（Electronic Stability Controller）ESC也相继问世，通过电子控制单元（Electronic Control Unit）ECU控制车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向稳定性[3]。而电子控制制动系统（Electronic Brake System）EBS的出现，通过使用电控制气的制动系统，并集成多种车辆行驶辅助功能，使得车辆安全性和舒适性都得以大大提高[4]。为了将牵引车和挂车的电子制动控制系统区分开来，通常挂车的EBS被称为TEBS。

1  TEBS技术特点

1.1 气压控制制动系统

挂车无自带的动力装置，需要与牵引车连接组成汽车列车行驶，按挂车与牵引汽车的连接方式分为半挂车、全挂车和中置轴挂车三大类。物流运输常用为半挂车，多应用于长途甩挂运输，主要优势在于其单次载货量大，高速行驶稳定性好，主挂匹配容易[5]。本文以半挂车的制动系统为例进行研究和分析。

当前国内半挂车的制动系统一般采用双管路气压制动，一条为供气管路，另一条为控制管路。供气管路和控制管路是牵引车和挂车之间重要的气源传输装置，牵引车空气压缩机产生的压缩空气经自身管路系统传输至挂车阀。通过管路握手阀的连接，压缩空气经供气管路传输到半挂车储气筒，经控制管路传输到半挂车继动阀。当半挂汽车列车进行行车制动，触动牵引车制动踏板或者拉动挂车制动手阀时，控制管路的气压将迅速升高，半挂车继动阀的阀门打开。此时半挂车储气筒中压缩空气经继动阀阀门和ABS控制器，进入半挂车的制动气室，使得制动器开始工作，产生制动力。当松开制动踏板或者制动手阀时，控制管路的气压将迅速下降，半挂车继动阀的阀门关闭，同时继动阀的排气阀打开，半挂车制动气室的压缩空气经排气阀排入外界大气，制动器在弹簧力的作用下回位，从而制动解除[6]。

1.2 电子控制制动系统

1.2.1 TEBS电磁继动阀

随着汽车技术和人们对交通安全要求的不断提高，EBS应运而生，相比原有的ABS，车辆的运行效率、舒适性及安全性得到了极大的提升。而且GB 7258-2017《机动车安全技术条件》和JT/T 1285—2020《危险货物道路运输营运车辆安全技术条件》也明确了EBS的安装对象，是国内法规对车辆生产企业作出的强制性要求。当前绝大部分国内挂车企业使用的是威伯科EBS系列产品，如图1所示的是威伯科EBS-E 5版本的内置ECU控制模块的电磁继动阀示意图，是整个电子控制制动系统的核心部件。

TEBS电磁继动阀是带有牵引车CAN接口的控制电子装置，一般由以下部分组成：轴荷压力传感器、制动气室压力传感器、监视系统压力的内部压力传感器和监视行驶稳定性的横向加速传感器;用于断电时应急运行的备压阀和控制制动气室的电磁阀;用于车轮转速传感器的输入通道和控制车桥的输出通道。如图2所示的是EBS电磁继动阀的电路接口示意图。如图3所示的是TEBS电磁继动阀的气路接口示意图，排气口朝下，分为正前、正后和正右三个方向视图。

1.2.2 TEBS安装及管路布置

TEBS适用于空气悬架、液压悬架和机械悬架，盘式或者鼓式制动器的O3和O4类单桥或者多桥挂车。当装有符合ISO 7638电源线（7针24V带CAN数据线路或者5针24V不带CAN数据线路）的牵引车与挂车相连，TEBS均可实现功能。TEBS电磁继动阀在安装时，车辆必须位于一个水平的路面上（与水平面偏差<1°），需安装于行走机构中心位置，以确保防侧翻功能（RSS）的精确正常的工作。如图4所示的是半挂车TEBS电磁继动阀安装位置示意图，表1给出的是误差范围值。

从整体控制系统布置上来说，相比于气压控制制动系统，电子控制制动系统的管路布置并无明显差异，核心在于电控制气代替气控制气。此处的代替，并不是完全的取代，而是优先，即牵引车的制动电控信号将先于气控信号传递至挂车，制动响应时间会大大提高。如果电控线路出现某处故障，气控信号仍会通过气源管路传输，只是制动响应时间会相对延后。气动扩展模块（PEM）为行车制动系统和空气悬挂系统提供压力分配;内置的溢流阀用于优先满足制动控制系统的空气供应;内置的过载保护阀以保护制动气室，防止行车制动和驻车制动同时作用。紧急继动双释放组合阀（PREV）组合了双释放阀和紧急继动阀的功能，减少了系统零件数量，在脱挂的情况下，挂车会自动制动。如图5所示是装有TEBS常规式空气悬架的管路布置示意图。

当驾驶员踩踏板时，制动信号通过牵引车的CAN线通讯，经与符合ISO 7638电源供应要求的电源线传输，传递至TEBS电磁继动阀。TEBS电磁继动阀识别车辆制动要求，利用压力传感器感知车轴的载荷分配情况，通过轮速传感器获得轮速信号，ECU处理接收到的信号，然后计算并输出符合当前状态最佳的制动气室压力值信号。然后根据ECU输出的信号调控压缩空气进入各车轴的制动气室，产生相应的制动力，使车速下降。

2  TEBS技术优势

TEBS是可根据载荷进行制动力控制分配（EBD）、自动防抱死制动（ABS）和电子侧倾稳定性支持（RSS）的电子控制制动系统。所有装用TEBS的挂车均需要制动计算，根据制动计算的结果进行参数以及功能设置，如果不进行初始化设置，系统功能无法实现。TEBS具有较短的制动响应时间，可优化分配各车轴的制动力，提升牵引车与挂车之间的制动协调性。TEBS还具备以下功能：

①压力监视：当挂车中的系统压力降低到4.5bar以下时，通过警告灯向司机发出警告信号。当系统压力低于4.5bar时，车辆无法进行行车制动;当供气管路压力低于2.5bar时，车辆将通过制动气室的弹簧制动腔自动进行驻车制动。

②应急管理：TEBS电磁继动阀的备压阀在正常运行时将控制压力和控制管路隔离，当TEBS发生故障时，控制压力通过控制管路直接到达制动气室，尽可能的保证ABS功能。若驾驶员给出的制动要求超过了储气筒压力的90%，此时TEBS认为是紧急制动，会进行全力制动，提供最大的制动力。

③实时调控：根据制动需求，通过计算和自动补偿车辆的制动力，进而最小化主挂车之间的耦合力。同时感知车辆载荷的变化，调节空气悬架气囊的气量，从而降低或升高底盘间隙。若带有提升桥，可自动控制提升桥提起或放下，以增加车身的稳定性以及复杂路况的通过性。

3  结束语

TEBS可扩展多种智能系统功能，如远程信息处理系统、防盗系统等，可以优化挂车物流业务流程。挂车作为交通运输物流行业的主力军，其发展前景广阔，智能化必将是一个主流趋势。随着行业标准化、信息化及集约化发展，基于TEBS在挂车上的应用，智能化挂车已不再遥远，将更好地为公路物流运输作出贡献。

参考文献：

[1]田敏，刘革，董兆晨.基于MATLAB的汽車ABS安全仿真研究[J].汽车实用技术，46（5）：3.

[2]陈燕，贝绍轶，汪伟，等.基于EMB与EBD的电动汽车制动能量回收系统研究[J].现代制造工程，2016（12）.

[3]孙勇，郭魁元，许志光.商用车电子稳定性控制系统测试评价方法研究[J].汽车技术，2018（04）：56-61.

[4]刘亚欧，魏仲文，陶仕佳.EBS在商用车上的应用及性能研究[J].重型汽车，2020（01）：29-30.

[5]王郭俊.双半挂汽车列车横向动力学仿真及模拟试验的研究[D].吉林大学，2019.

[6]顾锦祥，韩非，陈小强.继动阀对挂车制动响应时间的影响分析[J].专用汽车，2018（004）：84-86，90.