3.3 电子制动系统理论基础

驾驶人对车辆的控制是车辆动态驾驶安全性的前提，车辆的加速依赖于发动机输出的功率和转矩，而行驶中的车辆能否在各种工况下按驾驶人的期望减速，取决于车辆制动系统的结构形式及路面条件。如何在危险工况下最大程度地利用车辆的制动效能、减小制动距离，成为设计及开发制动系统时需要面对的问题。经过理论分析及试验探索，在制动过程中对车轮滑移率及前、后轮制动器制动力分配进行控制可以有效地缩短车辆在各种路面工况下的制动距离和提高制动过程稳定性，ABS应运而生，并于1978年开始被批量装备在车辆上。基于ABS控制器的硬件结构，制动系统工程师开发出了一系列附加功能，用于解决车辆在各种复杂工况下的制动稳定性。

ABS解决了车辆在制动减速过程中的车辆纵向动力学问题，而车辆在加速过程中的车轮滑转及车辆稳定性问题，却无法通过ABS的现有硬件结构来实现，因此TCS系统在ABS的基础上应运而生，并于1987年被批量装备在车辆上。TCS系统通过发动机降低转矩和制动系统介入来提高车辆在加速过程中的安全性及舒适性，基于TCS系统的结构原理产生了一些和驱动转矩控制相关的附加功能。

ABS和TCS给车辆驾驶人带来了非常方便、有效的帮助，从而极大地提高了车辆制动和加速的安全性。如何通过制动系统增强对车辆横向动力学的控制，从而保证车辆在动态驾驶过程中的主动安全性，成为了人们关注的焦点。车身电子稳定系统（ESP）是在ABS系统和TCS系统的基础上发展起来的，ESP系统可以在驾驶人不踩制动踏板的情况下主动对车辆建立制动压力，因此基于ESP系统的硬件结构进一步开发出了众多面向车辆主动安全性及舒适性的扩展功能。

电子制动系统（Electronic Braking System, EBS）是对制动控制系统的概括，其除了包含所有ABS、TCS和ESP系统的功能外，还包括一些基于ESP系统的附加功能。图3-9所示为电子制动系统功能概览。如果说ESP系统是对制动控制系统的统称，那么ABS就是制动控制系统发展的基础和起源。

图3-9 电子制动系统功能概览

本节将介绍电子制动系统各个功能的原理及硬件结构，并对电子制动系统相关的传感器技术进行介绍，从而对电子制动系统有一个系统性的认识。而其详细的系统逻辑及功能试验验证方法将在后续章节介绍。