后驱电制动对ABS触发表现的影响

徐申敏Xu Shenmin

后驱电制动对ABS触发表现的影响

徐申敏
Xu Shenmin

（奇瑞新能源汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241002）

汽车行驶过程中，在紧急制动和路面湿滑情况下，踩下制动踏板会触发ABS功能，ABS主要作用为控制车轮的滑移率，防止制动过程中车轮发生抱死甩尾。ABS性能的优劣主要通过制动性能测试完成，包括高附路面、低附路面、对开路面、对接路面及绕圆等工况。用户在普通工况下较少触发ABS，所以对ABS误触发、频触发抱怨比较大。重点说明后驱电制动对ABS触发表现的影响。

ABS触发；电制动；后驱

电动汽车的制动系统和传统汽油车相同，不同之处在于电动汽车具有电制动系统，目前仅有欧标ECE R13H规定防抱死装置应控制电制动系统，我国各标准中未做强制要求。目前市面上新能源汽车电制动由VCU（Vehicle Control Unit，整车控制器）控制，液压制动由ABS（Antilock Brake System，制动防抱死系统）控制，两者相互独立，共同提供整车制动减速度，制动原理如图1所示。电制动占比增大可以提升整车续航，而增大后是否会影响ABS性能，如何兼顾续航和制动性能成为了一个难题。

注：SOC（State of Charge,荷电状态）。

图1 电制动和液压制动控制原理

1 电制动基本原理

电动汽车进行电制动时，能量回收系统作用于驱动轴，在汽车滑行、减速或下坡时，将车辆行驶过程中的动能及势能转化或部分转化为车载可充电储能系统的能量存储起来；其中EBD（Electric Brake Force Distribution，电子制动力分配系统）作用于后轴，控制后轴车轮的滑移率小于或等于前轴的滑移率，避免后轴比前轴早发生抱死造成车辆失稳[1]；ABS作用于4个车轮，使每个车轮的滑移率控制在目标滑移率附近，防止车轮在任何路面上出现抱死。

为了获得好的制动性能，EBD在控制时使后轴车轮的滑移率尽可能接近前轴车轮，引起频繁的压力调节，但是从舒适性角度考虑，应尽可能少地调节压力，这会导致后轴车轮存在一定程度的不足制动。传统汽油车需要对二者进行协调，而电动汽车加入电制动会打破平衡，需要在续航、制动、舒适性3方面进行协调。

后驱电动汽车的电制动作用于后轴，后轴相当于增加一个移动小卡钳，在汽车满电情况下，小卡钳不工作，非满电情况下小卡钳工作。如果为了使电制动最大化，设置敏感的EBD介入门限，会导致后轴车轮过早进入保压状态，也有可能会导致前轴车轮ABS过早介入，从而增加前轴车轮制动盘的磨损以及制动衰退的风险。

2 对ABS触发的影响测试

整车制动过程中的滑移率大小用户无法获得，但可以感受到减速度大小和触发ABS后的感觉，如果设置了过低的减速度触发ABS，则普通驾驶工况会频繁触发，用户极易抱怨。

2.1 减速度

电制动靠驱动电机输出负扭矩使车辆减速，计算公式为

式中：为减速度；为电机回收扭矩；为减速器减速比；为车轮滚动半径；为整车质量。

液压制动通过摩擦片摩擦制动盘提供减速度，计算公式为

式中：1为前轴制动力，后轴类似；为制动盘有效半径；为制动片摩擦系数；为制动器活塞直径；为车轮滚动半径；为制动液压值[2]。

2.2 测试方法

整车通过安装液压、陀螺仪、GPS（Global Positioning System，全球定位系统）等传感器（图2），接入V-Box测试系统，在不同的路面上（表1），以线性速度缓慢踩下制动踏板直到触发ABS后松开，对比触发ABS时刻的减速度。为兼顾不同的SOC，需要测试电制动有、无2种情况下ABS触发时刻的减速度。

图2 液压和陀螺仪安装示意图

表1 试验路面

2.3 测试结果

在高附、中附、低附3种路面上分别缓慢制动至ABS触发后停止，通过传感器采集液压、扭矩、减速度等信号，对比有、无能量回收2种情况下的减速度差异，测试结果见表2。可以发现，在3种路面上，D挡和N挡缓慢制动至ABS触发时的减速度大小无明显差异，说明电制动对ABS触发无明显影响，这与用户的主观感受一致。

表2 不同路面测试结果

如图3所示，在高附路面上缓慢制动时，D挡、N挡下ABS触发时刻的减速度分别为1.03和1.02，均大于1.0，超过路面的附着系数，前轮液压均已达到抱死点7 MPa，ABS正常触发。D挡工况下制动，电制动加载到最大值，后轮液压维持在2 MPa左右，整个制动过程中后轮液压稳定，触发ABS后电制动逐渐退出；N挡工况下制动，此时无电制动回收负扭矩，后轮保压压力点比D挡高2 MPa，随着车速下降，后轮液压逐渐上升，满足整车减速度需求。

如图4所示，在中附路面上制动，路面附着系数降低，ABS触发时刻的减速度随之下降，测试路面为干燥玄武岩路面，附着系数约为0.6。测试工况与高附路面一致，均为后轮EBD正常工作，前轮触发ABS功能，但由于路面附着系数降低，轮胎抓地力下降，前轮的压力相比高附路面有一定下降，ABS触发时刻的减速度也相应下降。

如图5所示，在低附路面上制动，路面附着系数极低，测试路面为雪路面，在D挡位工况缓慢制动时，此时后轮未达到保压点，电制动未加载到峰值，在小液压和电制动的共同作用下触发ABS，前、后轮液压表现一致，N挡液压值高于D挡，ABS触发时刻的减速度基本一致。

综上，在高附、中附、低附3种路面上，有无能量回收2种工况下，缓慢制动至ABS触发时刻的减速度大小无明显差异，D挡位下由于有电制动提供部分制动力，后轮所需的液压值小于N挡位。

从用户主观感受的减速度出发，以N挡触发减速度的值作为基准，判断D挡有电制动情况下减速度大小是否存在下降，以及电制动的峰值扭矩是否影响EBD性能。

3 某车型电制动标定过程

某后驱车型在标定测试中发现ABS频繁介入，主观感受ABS易触发，通过测试在中附路面上的表现，发现电制动过大，电扭矩的加载速度快于液压，导致后轮液压值极低，EBD未到保压点，无法正常工作，使后轮提前触发ABS。通过调整电制动发现，随着电制动减小，后轮液压、前轮液压、整车减速度逐渐升高，见表3。与N挡下触发ABS的减速度对比，通常有、无电制动2种情况下ABS触发的减速度的差异在0.1以内，普通用户不易察觉。

本次选择电制动减速度的大小为0.14，使有、无电制动ABS触发的减速度的差异为0.09，兼顾制动和续航要求。

表3 电制动标定结果

4 总 结

根据以上分析得出，后轮电制动大小可以影响EBD性能从而影响ABS触发表现。从整车安全考虑，首先保证制动性能，电制动可以根据标定完成的ABS性能进行二次标定，选择合适大小。

针对后轮电制动影响ABS触发表现这一问题，后续解决方案主要考虑2个方面：（1）电动汽车的制动由电制动和液压制动统一控制，当后轮触发EBD功能时，电制动保持当前值不变，后轮液压和扭矩都恒定，前轮液压继续上升，防止后轮轮速下降触发ABS功能；（2）电制动的加载速率根据当前车轮的滑移率而定，当在中低附着路面上行驶时，应减缓速率，防止后轮液压过低影响EBD性能。

对于非解耦式制动，ABS控制器发送EBD触发信号和滑移率值给VCU执行电制动；对于解耦式制动，电液分配需统一控制，合理准确的电液分配逻辑可以解决后驱误触发ABS问题。

[1]余志生.汽车理论（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2]王望予.汽车设计（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2004.

2021-07-07

1002-4581（2021）05-0024-04

U463.52+6.02

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2021.05.007