线控制动EMB系统
汽车线控制动技术分析
汽车线控制动技术的发展简介展摘要:线控制动系统是未来汽车制动系统发展的方向，相比于传统制动系统，它具有制动响应速度快、制动性能高和制动系统结构简化等优点。
本文介绍了汽车线控制动技术的研究现状，对电子液压制动系统和电子机械制动系统的工作原理及特点进行了介绍和比较，论述了线控制动系统的关键技术和发展趋势。
关键词：线控制动系统；电子液压制动；电子机械制动Abstract:The wire braking system is the future direction of the development of automotive braking systems, compared to traditional braking system, it has a brake fast response, high braking performance, and simplify the structure of the brake system, etc. This article describes the e-wire braking technology of vehicle status, the electronic hydraulic brake system and electronic mechanical braking system works and features are introduced and compared, wire braking system discussed key technologies and trends.Keywords: by-wire brake system; electronic hydraulic brake; electro-mechanical brake1线控制动系统的概述1.1制动系统的发展状况随着消费者对车辆安全性日益提高的重视，车辆制动系统也历经了数次变迁和改进。
液压制动的终结-电子制动(EMB)技术发展简介
液压制动的终结－电子制动（EMB）技术发展简介液压制动的终结－电子制动（EMB）技术发展简介随着消费者对车辆安全性日益提高的重视，车辆制动系统也历经了数次变迁和改进。
从最初的皮革摩擦制动，到后来出现鼓式、盘式制动器，再到后来出现机械式ABS制动系统，紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子ABS制动系统、数字式电控ABS制动系统等等。
近10年来西方发达国家又兴起了对车辆线控系统（x-by-wire）的研究，线控制动系统（brake-by-wire）应运而生，由此展开了对电子机械制动器（Electromechanical Brake）的研究，简单的来说电子机械制动器就是把原来由液压或者压缩空气驱动的部分改为由电动机来驱动，借以提高响应速度、增加制动效能等，同时也大大简化了结构、降低了装配和维护的难度。
由于人们对制动性能要求的不断提高，传统的液压或者空气制动系统在加人了大量的电子控制系统如ABS、TCS、ESP等后，结构和管路布置越发复杂，液压（空气）回路泄露的隐患也加大，同时装配和维修的难度也随之提高。
因此结构相对简单、功能集成可靠的电子机械制动系统越来越受到青睐，可以预见EMB将最终取代传统的液压（空气）制动器，成为未来车辆的发展方向。
1 brake-by-wire的发展简介brake-by-wire是指一系列智能制动控制系统的集成，它提供诸如ABS,车辆稳定性控制、助力制动、牵引力控制等等现有制动系统的功能，并通过车载有线网络把各个系统有机的结合成一个完整的功能体系。
原有的制动踏板采用了一个模拟发生器替代，用以接受驾驶员的制动意图，产生、传递制动信号给控制和执行机构，并根据一定的算法模拟反馈给驾驶员。
显而易见，它需要非常安全可靠的结构，用以正常的工作。
其工作原理如图1所示：由于技术发展程度的局限，目前出现了两种形式的brake-by-wire系统：1.1 EHB的简介EHB（Electro-Hydraulic Brake）即线控液压制动器，是在传统的液压制动器基础上发展。
汽车线控液压制动系统的稳定性分析
ｊ２ Ｑ＝ｃ４
ｐｚ２ ｐｌ １．
（１４）
式中 Ｑ——液体流薰，由试验测定
ｏ——流量系数
Ａ——阀口最大通流面积
（３）制动液压管路系统模麓
设高速开关阀与管路连接处的流量为Ｑ，管路
与相应轮瓤闻液体流量为Ｑ“，管路压力为Ｐ是，轮
缸液体压强为多谢，体积为％，活塞面积为Ａ砸，刚
采用７自由度车辆模型，如图２所示，车体有纵 向、横向、横摆３个自由度，每个车轮各有１个转动 自国度。
疋（１，１）
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网２ ７自由殿车辆模型示意图
由力和力矩平衡方程可分别得到整车Ｘ、ｙ和 Ｚ方向的动力学方程
车辆模型参数采用的轿车为发动机前最、前轮
驱动，驱动轮和从动轮的回转渤力学方程为 对予左驱动轮（郄左前轮）
Ｌ（１，１）厶（１，１）＝
Ａ勉一疋（１，１）Ｒ—Ａ每（１，１）一Ａ磊（１，１）（８）
对予右驱动轮（即右前轮）
Ｊ。（１，２）山（１，２）＝Ａ疋ｆｒ一只（１，２）Ｒ一
嬲，（１，２）一溉（１，２）
（９）
１线控液压制动系统组成与功能
线控液压制动系统由制动踏板模块、车轮及制 动执行祝构、传感器、电子控麓单元（ＥＣＵ）４个主要 部分及电源等辅助系统组成‘４｜，如图１所示。
制动踏板模块包括制动踏板、踏板行程传感器 及踏板速度传感器。踏板行程传感器通过检测驾驶
豇Ｉ网ｌ妻蒙纂Ｉ匦 作动器１ ０嚣电池Ｉｌ：警墨ｌｌ蓄电池
第２期
郑宏字等：汽车线控液噩翩动系统的稳定性分析
电机械制动系统在地铁列车中的应用
电机械制动系统在地铁列车中的应用摘要：电子机械制动系统（EMB）因结构简单、制动效果好、易于与其他电控功能集成在一起，逐渐成为汽车制动系统的研究热点。
针对EMB系统的组成和工作原理进行阐述，结合实际道路测试发现：装备EMB系统的车辆MFDD比传统制动系统提高4%左右，同时EMB系统在响应时间上优势更加明显，较传统系统响应时间快30%左右，并且具有更好的车轮滑动控制功能。
提出EMB系统存在可靠性、成本、测试方案3个方面的问题有待解决。
关键词：轨道交通；制动系统；电机械引言随着我国高速铁路、城市轨道交通、重载及快捷货物运输的发展，标准动车组、全自动驾驶地铁列车、低地板现代有轨电车、跨座式和悬挂式单轨列车、高速磁浮和中低速磁浮列车等众多新车型的下线，制动系统作为与安全、舒适、高效运输紧密相关的关键技术领域和核心子系统也面临着新的发展要求。
1电机械制动技术电机械制动（EMB）技术是一种利用电能直接驱动基础制动中的摩擦副产生摩擦力，从而使得运动减缓或停止的制动技术。
它是一种能够替代空气制动系统的新型制动系统，既继承了电空制动系统的制动指令传递方式，又直接用电能作为制动力的源动力，通过电动机驱动闸瓦或闸片，其中电动机可由BECU直接控制，中间不需要通过空气（液压）的转换、放大。
同时，电机械制动将电能直接驱动机械摩擦副，真正地实现了轨道交通车辆制动系统的全电气化。
这使得制动系统的响应和控制精度在空气制动系统基础上大幅提升，使制动过程的智能化控制和系统的智能化维保成为可能，必将成为新一代制动系统的发展方向。
2EMB工作原理及性能优势EMB系统利用电子元件和电控信号进行制动，实现了机电一体化汽车制动系统。
主要包括电控单元（ECU）、电子制动踏板、传感器、整车电源、轮端控制模块等。
工作原理为：当驾驶员对电动汽车发出制动需求时，EMB系统的ECU根据行驶工况结合控制信号和制动踏板信号判断前、后轮所需要的制动力大小，并将制动轮接收到的所需制动力大小的信号通过传感器传递给对应的轮端控制模块，最终作用到制动盘上，从而达到制动目的[2]。
电子机械制动系统EMB概述
电子机械制动系统EMB概述作者：刘灿来源：《现代职业教育·中职中专》2017年第10期[摘要] 电子机械制动（EMB），是一种全新意义上的制动思路，它采用电子与机械结合的方式进行制动。
能量传递方式上，彻底抛弃了传统的液压管路和真空制动管路，用体积小，质量轻的电线线路来作为信号和能量的传导介质，用电机作为制动的驱动机构，具有制动性能稳定、重量轻、反应迅速、安全环保等优点。
国外已经处于产品实验阶段，国内研究尚未开发出成品。
主要讲述了电子机械制动系统的现状、结构和工作原理，并设想其未来的应用前景。
[关键词] EMB；电子机械制动系统；制动系统；轻量化[中图分类号] U262.6 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）29-0168-01一、研究的背景和意义随着汽车工业的蓬勃发展，车流量密度的不断增加和车速逐渐提高，汽车的安全性能也越来越受到重视。
汽车制动系统能否实时快速有效地实现驾驶者的制动意图已成为影响道路交通安全的关键问题。
传统的液压制动系统主要由制动踏板、制动主缸、真空助力器、制动轮缸、制动器等部分组成。
当驾驶者踩下制动踏板时，在真空助力器的助力作用下，将液压油通过液压管路从制动主缸压向制动轮缸，作用于制动钳体或者制动蹄，压向制动盘或者制动鼓，实现车辆的制动。
二、传统制动系统存在的问题传统的制动系统存在着以下问题：1.不易布置：系统液压管路需要有特定的走向，硬质的高压油管受整个底盘的结构限制，精简有效的管路布置，是困扰着设计师的一大难题。
2.泄露风险：液压管路，尤其是在连接接头处密封性要求较高，如果出现松动或者底盘磕碰导致泄露，制动效能将得不到保证，易出现制动失效的风险。
3.系统笨重：整个制动系统包括液压主缸、液压轮缸、液压管路等装置，整套系统较为笨重且复杂，不利于汽车的轻量化设计理念。
4.环境污染：车用刹车油本身属于石油的一种，对环境存在污染，回收处理成本较高，尤其是泄漏时对环境的危害较大。
车辆EMB制动系统发展简介
车辆EMB制动系统发展简介2006(3)总199轻型汽车技术技术纵横27车辆EMB制动系统发展简介汪洋翁建生张斌(南京航空航天大学车辆工程系)摘要EMB电子机械制动器具有响应速度快,不需要制动液,安全环保,制动性能高等优点,并且兼具许多目前使用的电子控制系统的功能,如ABS,ESP等等.最早它用在飞机上,近些年来国外也展开了大量对车用EMB制动器的研究工作.本文简单回顾了EMB制动器的发展过程,并分析了其发展的几个重点方向和难点.关键词:电子机械制动器制动系统随着消费者对车辆安全性日益提高的重视,车辆制动系统也历经了数次变迁和改进.从最初的皮革摩擦制动,到后来出现鼓式,盘式制动器,再到后来出现机械式ABS制动系统,紧接着伴随电子技术的发展又出现了模拟电子ABS制动系统,数字式电控ABS制动系统等等.近1O年来西方发达国家又兴起了对车辆线控系统(x一一by—wire)的研究,线控制动系统(brake—by—wire)应运而生,由此展开了对电子机械制动器(ElectromechanicalBrake)的研究,简单的来说电子机械制动器就是把原来由液压或者压缩空气驱动的部分改为由电动机来驱动,借以提高响应速度,增加制动效能等,同时也大大简化了结构,降低了装配和维护的难度.由于人们对制动性能要求的不断提高,传统的液压或者空气制动系统在加入了大量的电子控制系统如ABS,TCS,ESP等后,结构和管路布置越发复杂.液压(空气)回路泄露的隐患也加大,同时装配和维修的难度也随之提高.因此结构相对简单,功能集成可靠的电子机械制动系统越来越受到青睐,可以预见EMB将最终取代传统的液压(空气)制动器,成为未来车辆的发展方向.1brake-by—wire的发展简介brake—by—wire是指一系列智能制动控制系统的集成,它提供诸如ABS,车辆稳定性控制,助力制动,牵引力控制等等现有制动系统的功能,并通过车载有线网络把各个系统有机的结合成一个完整的功能体系.原有的制动踏板采用了一个模拟发生器替代,用以接受驾驶员的制动意图,产生,传递制动信号给控制和执行机构,并根据一定的算法模拟反馈给驾驶员.显而易见,它需要非常安全可靠的结构,用以正常的工作.其工作原理如图1所示:图1由于技术发展程度的局限,目前出现了两种形式的brake—by—wire系统:1.1EHB的简介EHB(E1ectro—HydraulicBrake)即线控液压制动器,是在传统的液压制动器基础上发展而来的. EHB用一个综合的制动模块来取代传统制动器中的压力调节器和ABS模块等,这个综合制动模块就包含了电机,泵,蓄电池等等部件,它可以产生并储28技术纵横轻型汽车技术2006(3)总199存制动压力,并可分别对4个轮胎的制动力矩进行单独调节.比传统的液压制动器,EHB有了显着的进步,其结构紧凑,改善了制动效能,控制方便可靠,制动噪声显着减小,不需要真空装置,有效减轻了制动踏板的打脚,提供了更好的踏板感觉.由于模块化程度的提高,在车辆设计过程中又提高了设计的灵活性,减少了制动系统的零部件数量,节省了车内制动系统的布置空间.可见相比传统的液压制动器, EHB有了很大的改善.但是EHB还是有其局限性, 那就是整个系统仍然需要液压部件,其基本的还是离不开制动液.EHB的出现主要是为以后研究和生产EMB打下基础,并积累大量的生产经验.早在1993年FORD公司就有一款电动汽车采用了EHB,后来通用公司在其一款轿车上也采用了EHB制动系统.可见国外的大汽车公司早就开始了对brake—by—wire 制动系统的研究.如下图所示是DELPHI公司研发的一款EHB的结构示意图:图21.2EMB的简介如果把EHB称为"湿"式brake—by—wire制动系统的话,那么EMB就是"干"式brake—by—wire制动系统EMB是ElectromechanicalBrake的英文简称,它和EHB以及HB的最大区别就在于它不再需要制动液和液压部件,制动力矩完全是通过安装在4 个轮胎上的由电机驱动的执行机构产生.因此相应的取消了制动主缸,液压管路等等,可以大大简化制动系统的结构,便于布置,装配和维修,更为显着的是随着制动液的取消,对于环境的污染大大降低了. 另外由于相应可以取消很多现有部件,因此可以大大的减轻系统的重量,便于对车辆底盘进行综合主动控制.其突出的优点是:不需要制动管路从而降低了制造成本和安装布置的难度,制动效能得到了提高性能稳定,不需要制动液降低了成本并且保护环境,便于融人到车辆综合控制的网络中去(CAN总线),由于减少了部件数降低了对空间的占用,由于制动踏板只提供参考输入不直接作用于制动系统之上便于改善踏板性能.从2O世界9O年代开始,一些着名的汽车电子零配件生产厂商如:Bosch,Siemens以及ContinentalTeves等相继开始了对EMB电制动器的研究,并做过一些相应的系统仿真和装车试验.如下图所示是图3德国一家公司开发的EMB制动系统的示意图:2EMB电子机械制动系统2.1EMB的发展和现状EMB起先是应用在飞机上的,如美国的F'15战斗机就采用了EMB制动器,后来才慢慢转化运用到汽车上来.EMB与传统的制动系统有着极大的差别,其执行和控制机构需要完全的重新设计.其执行机构需要能够把电动机的转动平稳转化为制动蹄块的平动,需要能够减速增矩,需要能够自动补偿由于长期工作而产生的制动间隙等,而且由于体积的限制其结构也必须巧妙和紧凑,是整个EMB 系统中非常重要的组成部分;其控制部分也要求能精确控制电动机的转速和转角从而防止制动抱死. 最近几年一些国际大型汽车零配件厂商和汽车厂进行了一些对于EMB制动系统的研究工作,也申请了一部分专利,主要参与竞争的公司有:Conti—nentalTevesSiemensBosch,Eaton,AlliedSignal, Delphi,VarityLucas,Hayes等等,而国内在此项目上的研究基本为空白,仅有二汽,清华大学和南京航空航天大学进行了一些相关的研究工作.2.2EMB系统的结构和分类对于EMB系统的机械执行机构,它直接接受电动机产生的力矩,并放大作用到制动盘上,其结构应该满足如下几个基本的要求:2006(3)总199轻型汽车技术技术纵横291)结构紧凑,便于布置;2)能够把转动转化为平动;3)有减速增矩,自增力机构;4)能够自动补偿制动间隙;5)能够提供停车时的驻车制动;6)安全可靠,工作时间长.如前所述的各家公司都取得了各自的研究成果并成功申请了部分专利保护.总的来说,EMB制动系统从节省能量的角度来说可以分为两个大类,其一是电动机直接带动机械执行机构然后作用到制动盘上,其典型是ContinentalTeves公司研制的制动器;第二类是电动机通过一个自增力机构,间接作用到制动盘上,可以大大降低系统所消耗的能量,Ger—mallAerospaceCenter(DLR)内部资料显示其公司研制的EMB制动系统eBrake比第一类结构节省了约83%的能量.第一种结构形式的制动器特点是控制简单,制动过程稳定;但是由于电机提供所有推动制动块所需的推力,使得所需的驱动电机的功率很大, 从而造成电机的尺寸,重量和能耗都较大.第二种结构形式的制动器由于间接利用了汽车的动能作为制动自增力,驱动电机所需功率可大幅下降,只需要约3%的其它替代方案的能耗,其体积,尺寸和重量也必然比第一种结构形式的制动器小,不过目前这种形式的制动器控制难度大,制动稳定性也不如前者. 如下图所示左边是第一类EMB制动系统,右边是第二类EMB制动系统:圈42.3EMB所需解决的问题EMB制动系统显而易见的具有很多传统制动系统所不能比拟的优势,不过由于其发展时间短,也必不可少的存在许多亟待解决的问题:1)如果系统线路出现断路或者电源出现故障,制动系统应该如何动作?如果制动踏板模拟器出现故障该如何处置?因此需要加强系统可靠性和意外事故保险方面的研究力度.2)由于在高速制动过程中产生大量的热量,因此需要加强系统的热稳定性和散热性能.需要反复实验验证驱动电机和其它部件在高温条件下的工作性能和稳定性.3)电制动系统采用大量的电控技术就难以避免有大量的电子电路,又由于车辆工况复杂而且在外部暴露的电磁场和地球磁场环境中工作,这就需要加强电制动系统的抗干扰能力.4)驱动电机动作需要消耗大量的电能,这是对目前车辆使用的12V电源的一个考验,未来将采取42V的电压来位系统提供能量.5)目前车辆EMB制动系统还要加强与其它现行车辆电控系统的整合,最好可以形成一体化,模块化的底盘控制系统,对车辆进行综合控制.6)由于采用了大量的传感器,控制芯片和新的技术,使得目前电制动系统的成本比现有的液压制动系统成本高,因此降低系统的使用成本也是当前需要解决的问题.2.4EMB的研究方向目前EMB制动系统的技术还不成熟,需要解决的技术问题还很多,国外把对电制动系统的研究重点集中在如下几个方面:1)耐高温电子元器件;2)机械一电子执行机构;.3)可自适应调节的控制算法;4)灵敏度高而又廉价的传感器;5)系统容错控制;6)高可靠性的电线和连接件;7)力矩电机的设计.对耐高温电子元器件的研究主要涉及到两个方面:一个是在电子元器件本身上下功夫,提高其对高温的承受能力和在高温下的工作稳定性;另一个就是改良制动盘的材料和提高其散热.为电子元器件的工作提供一个良好的环境.在对制动器的控制算法和先进传感器的研究上,国内外学者也都做了很多工作.而目前车辆制动器的控制算法上主要采用三种:滑模控制算法,逻辑门限值控制,最优控制算法等.在电控制动系统的容错性上,最近也有大量的3O技术纵横轻型汽车技术2006(3)总199论文在研究这个问题.因为这个问题牵涉到了制动系统的安全性和可靠性,因此是一个关键和至关重要的研究方向.有些学者是用实验的方法去检测和评估EMB对制动请求的响应情况,并通过一定的算法来忽略瞬间的错误信号借以实现系统的容错控制;有的是在分布式的线控制动系统中加入一个中央控制芯片(brake—by—wireManager),这是一个专门进行容错控制的冗余设计,并配以专门编写的软件来进行容错控制处理;最近的是在系统中引入一个监控器(monitor),用以检测可能导致系统错误和失效的信号,然后产生错误检测代码,根据代码来处理失效和提高安全性.显然车辆电控系统的容错控制是一个牵涉到计算机硬件,软件,通信协议等等多方面的比较难解决的问题.其它诸如连接电缆,传感器的设计制造相应会简单一些.另外在制动过程中,电机将在"堵转"的恶劣环境下工作,因此对电机的可靠性要求高,而且必须结构小巧紧凑,便于安装,能在各种恶劣的环境下可靠工作.至于机械执行机构已经有相当一部分公司拿出了实物.3结束语从上可以看出,虽然EMB制动器比传统的液压制动器有着无法比拟的优势和广阔的运用前景, 但是也有其自身需要解决的问题,只有解决了一些制约EMB制动器发展的关键性问题,才能得到越来越广泛的应用.参考文献lH.T.Dorissen.Mechanicsanddrive-by-wire systemsadvancednon-contactingpositionsensors. ControlEngineeringPractice.2003,191-1972RossBannatyne.AdvancesandChallenges inElectronicBrakingControlTechnology.SAE982244 3Schumann.ElectromechanicalBrake.W098/27356.1998—06—254张猛,宋健.电子机械制动系统发展现状.机械科学与技术,2005(2)5熊璐,余卓平,张力军.汽车电制动系统(BBW)现状和前景.上海汽车.2002(6)6Bowman.RJ,Flanagan.PF,Brake—By—Wire Program,2003.9.30(上接第26页)每件零部件的价格可以和常用的轴类钢相当或根低.国外车型都从提高设计应力着手来减轻汽车的自重,对应用量成千上万或几万吨的汽车零部件企业如能采用先进的新型材料,与广大工艺人员密切合作,并严格试验验证,完成上述提高设计应力减轻汽车自重的创新,那么他们对中国汽车工业的自主品牌的创立是有贡献将的.参考文献1廖春发.汽车用新型低碳马氏体弹簧钢合金化设计的理论探讨.南方冶金学院,2001V o1.22No.032董翰,惠卫军,时捷等.汽车用合金结构钢进展.汽车工艺与材料,2004(6)'3GB/T3077-1999合金结构钢4林慧国,林钢,吴静雯.袖珍世界钢号手册.机械工业出版社.2003.5邓召义,姚振甫.新编世界钢铁牌号手册.机械工业出版社.1995.6高伟,邵亮,潘艳春,史可,隋福楼,李谋.38SiMnVBE弹簧钢的强韧化与应用研究.汽车技术, 2002(11)7张宇,王宁-特殊钢,2005(3):508国家金属制品质量监督检测中心38SiMn—VB试样检验报告2003.03.049天津汽车研究所,天津弹簧制造有限公司《国产新型弹簧钢38SiMnVB油淬火回火盘条在夏利轿车前悬挂螺旋簧上的应用试验》2000.0310牟正明,朱学华,卞建东.38SiMnVB在少片变截面簧上的应用研究.汽车技术,2001(2)11山东富源汽车弹簧有限公司(90447283板簧疲劳试验报告》2004.07.0412天津立洲五金弹簧有限公司(38SiMnVB压簧疲劳试验报告》2004年3月13涂光明,张翼鹏.虚拟企业助专利产品走进国家大剧院_中国知识产权报,2003年8月26日。
智能网联汽车技术复习试题及答案
一、填空题（每空3分，共30分）1.汽车底盘线控系统包括线控转向系统、线控制动系统、线控驱动系统、线控悬架系统等，利用传感器感知驾驶人的驾驶意图，并将其变换成电信号传送给控制器，控制器控制执行机构工作，实现汽车的转向、制动、驱动等功能。
2.要实现自动驾驶，首先依赖环境感知传感器对道路周边环境信息进行采集，包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达等。
3.环境感知传感器采集的数据传输出到计算平台进行计算，用来识别车辆周边障碍物和可行驶区域，进行路线规划和控制，最后制定方向盘转角、制动压力、车速、档位等信息，通过整车控制器传输到底盘系统，底盘系统按照指令进行精确执行。
4.在自动驾驶过程中，汽车需要大量的、精确的底盘系统信号，感知车辆状态，保证自动驾驶的安全性、稳定性和操纵性，而底盘线控系统可根据指令即时地控制底盘执行机构做出相应动作，还可随时监测车辆的运行状态，即时反馈给汽车，因此底盘线控系统是智能网联汽车的标配。
5.线控转向系统由方向盘模块、转向执行模块和ECU这3个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成。
二、单选题（每题3分，共30分）1.线控制动系统主要由制 A 、传感器、ECU及执行器等构成。
A.制动踏板B.油门踏板C.离合器D.驻车制动器2.线控驱动系统主要由 B 、踏板位移传感器、挡位选择单元、MCU和驱动电机等组成。
A.制动踏板B.油门踏板C.离合器D.驻车制动器3.在自动驾驶模式下， D 接收各环境感知传感器发送的数据，并在对数据进行计算后，通过CAN总线发送给整车控制器（VCU），VCU对计算平台发送的数据再次进行分析处理，通过CAN总线发送给底盘线控系统，进而实现对汽车转向、制动、速度等的控制。
A.激光雷达B.毫米波雷达C.视觉传感器D.计算平台4.底盘线控系统上主要的控制单元包括 A 、制动系统ECU和驱动电机控制单元（MCU）。
A.转向系统ECUB.整车控制器VCUC.计算平台D.智能座舱系统5.底盘线控系统控制单元通过 A 与整车控制器（VCU）进行通讯，实现智能网联汽车的转向、制动、速度、挡位等底盘控制。
emb(电控制动)
液压制动的终结－电子机械制动（EMB）技术1 EMB研究现状及发展趋势1. 1 EMB研究现状电控机械制动系统（Electromechanical Brake System,简称EMB）最早是应用在飞机上的，目前正处于向汽车领域转化的研究发展时期。
从20世纪90年代起，一些著名的汽车电子零配件生产厂商，如德国的Bosh（博世）、Siemens（西门子）和Continental Teves（大陆天合）等相继开始了对EMB的研究，并作过一些相应的系统仿真和装车试验[10]。
另外Eaton、Allied、Signal、Delphi、Varity Lucas、Hayes也参与了EMB的研发竞争之中。
而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有清华大学研究过EMB的试验台、同济大学试制出了样机；其他高校也只是进行了一些相关的初步研究，一些核心技术仍未被突破。
由于鼓式制动效能恒定性差；制动鼓空间小，使EMB的电机和传动装置的布置受到限制。
现在各大公司均以浮钳盘式制动器为基体，进行EMB的研发。
EMB与汽车目前使图2 Continental Teves 公司第三代EMB样机用的普通盘式制动器结构类似，只不过其制动钳的促动力不是由液压产生，而是由电机经过传动装置直接驱动制动钳，来产生制动力。
如图2所示为Continental Teves（大陆天合）公司生产的EMB样机[4]。
另外一种采用楔块机构增力的EMB称为EWB(ElectromechanicalWedge Brake)，EWB是2006年法兰克福车展上电子和机械电子产品开图3 西门子EWB样机发商Siemens VDO（西门子VDO）推出的（如图3 所示）。
其原理是在支座和旋转的制动盘之间架起一对楔块，楔块相对运动时产生推动制动衬片压向制动盘方向的运动，从而产生制动力，同时利用伺服电机控制该楔块的运动，使之不至于锁死。
在智能控制下，楔块将车辆的动能直接转换为刹车能，由于其自增力作用，EWB 比现有的液压刹车更快，因此楔块式EMB电机的功率可大幅度下降。
分析电子机械式制动器(EMB)的原理及控制方法论文
分析电子机械式制动器（EMB）的原理及控制方法论文1.EMB 的概述1.1 概述的组成及原理。
在现今广泛使用的电子机械式制动器，主要由EMB空制器、EMB电机控制器、减速装置、电机、运动转换装置、电子制动踏板以及通信网络组成。
其原理为：信号由电子制动踏板及ABS ESP 等系统传入到EMB空制器中，然后由控制器根据相应算法做出运算，发出目标制动力信号，传入EMB电机制动器，之后，由电机制动器改变电机输出力矩的方向和大小，进而使制动力大小达到理想状态；具有减速增扭作用的减速装置，和将电能转变成机械能的电机，以及用来将电机的旋转运动转换为直线运动的运动转换装置，共同构成EME执行器；电子制动踏板的用途是将踏板的位移和速度转化为电信号；而通信网络可以实现EMB内部控制信号以及其他控制系统与EMB＞间的信号传递。
当EMB进行工作时，EMB根据各种控制系统输入的信号，与预先设置的数据进行对比，来做出是否需要进行制动及制动力大小的判断，再把相应的制动力大小信号传输给EMB空制器，然后再输送到电机控制器中，从而使得EMB执行器产生相应大小的制动力。
1.2EMB 特点分析。
与之前历代制动系统相比，电子机械式制动器有着无可比拟的显著优势。
从结构上来看，EMB B对于传统控制系统少了很多部件，如液压管路和制动主缸，结构简单，便于装配和维修；从可靠性来看，EMB 的结构采用模块化的形式，接口更加牢固，大大提高了制动可靠性；从精确性来看，EM啲电信号传输快速精确，大大优于传统机械系统，而时间的缩短，还可使得制动距离减小；从整体性能来看，EMB能轻易的与其他控制系统相配合，如ABS ESP EBD等,从而提高整体性能；从适应性来看，EMB能更容易更新升级，从而适应不同车型、环境等，简单快捷；从舒适性来看，采用EMB的汽车噪声更小，振动也较小，更为舒适。
当然，目前EMBi存在着很多不足之处，有很多问题需要解决。
首先是该系统的电子电路的可靠性很差，从而使其易出现故障，电子元件的大量使用，既能使速度与效率提升，也会造成损坏时故障不易排除的问题；其次，从安全性方面来看，EMB能否适应真实行车环境下恶劣的内部工作环境，在高温环境中仍能正常运行，还需大量的模拟检验；而其抗电磁干扰能力的强弱也是一个重要的指标，因为在真实的行车过程中，电子电路需在复杂的条件下仍保持较高的可靠性是非常重要的；从经济上考虑，EMB 由于采用大量先进的技术，使得其成本不可避免的远大于传统制动系统；最后，从车辆设计来看，EMB 的执行机构会使得其他结构布置困难，从而影响车辆的整体性能。
智能网联汽车线控制动系统的技术分析
智能网联汽车线控制动系统的技术分析作者：刘彪杰杨果仁邹瑾兰旭陈伟李定明来源：《时代汽车》2022年第14期摘要：现在的中国在产业技术研发、政策法规制定等各个方面不仅有效推动了我国智能信息网络汽车联合电动汽车产业的快速发展，为有效促进汽车相关产业技术的不断进步。
本文详细性地介绍了智能网联汽车线性制动刹车辅助控制制动系统的基本结构和应用发展，并对其基本原理和功能特点分别进行了分析比较。
结合目前汽车市场上两种主流的混合油压线控制动技术系统，深入研究分析目前汽车采用线性式控制油压制动技术系统所可能面临的各种技术难题，我们最新提出了一种基于更实用的新型电子机械油压制动器（EHB）和基于电机驱动器（EMB）的线性制动技术系统。
为未来几年智能网联汽车高速制动监控系统的广泛发展应用奠定了坚实基础，推动汽车时代的快速发展。
关键词：智能网联线控系统技术分析Technical Analysis of the Brake-by-wire System of Intelligent Networked VehiclesLiu Biaojie Yang Guoren Zou Jin Lan Xu Chen Wei Li DingmingAbstract：At present， China has not only effectively promoted the rapid development of the intelligent information network automobile combined electric vehicle industry in various aspects such as industrial technology research and development， policy and regulation formulation， but also effectively promoted the continuous progress of automobile-related industrial technology. This paper introduces the basic structure and application development of the linear braking and braking auxiliary control braking system of intelligent networked vehicles in detail， and analyzes and compares its basic principles and functional characteristics. Combining the two mainstream hybrid hydraulic brake-by-wire technology systems in the current automobile market， we conduct in-depth research and analysis on various technical problems that may be faced by the current automotive linear control hydraulic brake technology system. Practical new electromechanical hydraulic brake （EHB） and electric motor drive （EMB） are based on linear braking technology system. It has laid a solid foundation for the extensive development and application of the high-speed brake monitoring system of intelligent networked vehicles in the next few years， and promoted the rapid development of the automobile era.Key words：intelligent network connection， wire control system， technical analysis1 引言在汽车产业的进步中，汽车线控制动系统是线控底盘技术的关键。
智能网联汽车线控制动系统装调与检修试题及答案
一、填空题（每空3分，共30分）1. 在智能网联汽车中，可将线控制动系统通过 VCU 与计算平台结合起来，通过计算平台替代驾驶员（踩制动踏板等）向汽车发送制动意图。
2.线控制动系统分为两条技术路线：一条是需要制动油液作为压力传递介质的线控制动系统，称之为液压式线控制动系统（EHB），另一条则是纯机械电子系统，即没有制动油液参与的线控制动系统，称之为机械式线控制动系统（EMB）。
3.典型的EHB由踏板模拟单元、 ECU 、执行器机构等组成。
正常工作时，制动踏板与制动器之间的液压连接断开，备用阀处于关闭状态。
电子踏板配有踏板感觉模拟器和电子传感器，ECU可以通过传感器信号判断驾驶员的制动意图，并通过电机驱动液压泵进行制动。
4.在智能网联汽车中，当选用自动驾驶模式时，驾驶员踩制动踏板的人工驾驶操作，将变为计算平台向VCU发送制动意图的自动驾驶操作，即计算平台根据环境传感器反馈的路况等信息，向VCU发送请求制动信号，VCU经分析后将制动信号发送给EHB-ECU，ECU通过电机驱动液压泵进行制动。
5.EMB系统主要由车轮制动模块、中央电子控制单元和电子踏板模块等组成。
二、单选题（每题3分，共30分）1.车轮制动模块由 A 、制动执行器ECU等组成。
A. 制动执行器B. 转向执行器C. 中央电子控制单元D. 电子踏板模块2. C 的作用为：接收制动踏板发出的信号，控制制动器制动；接收驻车制动信号，控制驻车制动；接收车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等；控制车轮制动力，实现防抱死和驱动防滑。
A. 制动执行器B. 转向执行器C. 中央电子控制单元D. 电子踏板模块3.EMB系统取消了传统液压制动系统中机械式传力机构和真空助力器，取而代之的是 B 。
它将作用在踏板上的力和速度转化为电信号，输送到中央电子控制单元。
A. 制动执行器B. 踏板模拟器C. 中央电子控制单元D. 电子踏板模块4.目前已经应用的EMB系统相对以前制动系统的最大改进就是采用了 B ，有效地提高了制动响应速度。
基于模糊PID控制的EMB制动力控制策略
车轮动力学方程如下：式中：i=1，2，3，4分别代表车辆的左前、右前、后、右后轮；m为车辆整备质量；面制动力之和；v表示车辆纵向行驶速度；式中：T d为线控机械制动器输出制动力矩，其中：λ=0表示车轮处于纯滚动状态，处于纯滑移状态。
2模糊PID控制算法其中k p、k i、k d为初始整定参数，Δk p、Δk i、Δk制规则在线输出的修正值，t为采样时间。
通过不断的实验测试得出，比例系数可以加快系统的响应速度，提高系统的控制精度；积分系数可以消除系统的稳态误差；而微分作用系数可以改善系统的动态特性。
因此对此其进行模糊处理，定义e和ec的论域为上，同时，制动时间为1.8s，满足紧急制动要求。
由于初始制动时的前后轴荷转移，两次实验都出现了轻微的超调和振荡现象，后续研究中还可以继续进行优化，总体来讲，本次的控制效果都满足紧急制动的要求，从而验证了该控制策略的有效性。
4结论针对装有线控制动系统的车辆进行研究，在Simulink 中建立了车辆动力学模型、线控机械制动系统模型，提出了基于车轮滑移率的模糊PID控制算法，采用Carsim与Matlab在干、湿沥青路面上进行紧急制动工况联合仿真，仿真结果验证了该控制策略的有效性，且对装有线控制动系统的控制问题具有指导性意义。
参考文献:[1]彭晓燕.汽车线控制动系统安全控制技术研究[D].湖南大学，2013.[2]毛艳娥，井元伟，张嗣瀛，周振辉，王艳.汽车ABS滑模变结构控制方法的研究[J].系统仿真学报，2008（05）：1243-1245，1288. [3]吕以滨.基于四轮独立线控制动的制动力分配控制策略研究[D].湖南大学，2016.[4]彭晓燕，何磊，吕以滨.基于滑移率的电子机械制动模糊滑模控制[J].中南大学学报（自然科学版），2018，49（02）：360-370.图2干沥青路面上紧急制动图1湿沥青路面上紧急制动。
emb(电控制动)
液压制动的终结－电子机械制动（EMB）技术1 EMB研究现状及发展趋势1. 1 EMB研究现状电控机械制动系统（Electromechanical Brake System,简称EMB）最早是应用在飞机上的，目前正处于向汽车领域转化的研究发展时期。
从20世纪90年代起，一些著名的汽车电子零配件生产厂商，如德国的Bosh（博世）、Siemens（西门子）和Continental Teves（大陆天合）等相继开始了对EMB的研究，并作过一些相应的系统仿真和装车试验[10]。
另外Eaton、Allied、Signal、Delphi、Varity Lucas、Hayes也参与了EMB的研发竞争之中。
而国内在此项目上的研究基本为空白，仅有清华大学研究过EMB的试验台、同济大学试制出了样机；其他高校也只是进行了一些相关的初步研究，一些核心技术仍未被突破。
由于鼓式制动效能恒定性差；制动鼓空间小，使EMB的电机和传动装置的布置受到限制。
现在各大公司均以浮钳盘式制动器为基体，进行EMB的研发。
EMB与汽车目前使图2 Continental Teves 公司第三代EMB样机用的普通盘式制动器结构类似，只不过其制动钳的促动力不是由液压产生，而是由电机经过传动装置直接驱动制动钳，来产生制动力。
如图2所示为Continental Teves（大陆天合）公司生产的EMB样机[4]。
另外一种采用楔块机构增力的EMB称为EWB(ElectromechanicalWedge Brake)，EWB是2006年法兰克福车展上电子和机械电子产品开图3 西门子EWB样机发商Siemens VDO（西门子VDO）推出的（如图3 所示）。
其原理是在支座和旋转的制动盘之间架起一对楔块，楔块相对运动时产生推动制动衬片压向制动盘方向的运动，从而产生制动力，同时利用伺服电机控制该楔块的运动，使之不至于锁死。
在智能控制下，楔块将车辆的动能直接转换为刹车能，由于其自增力作用，EWB 比现有的液压刹车更快，因此楔块式EMB电机的功率可大幅度下降。
电子机械式制动系统
眉山职业技术学院毕业论文论文题目：电子机械式制动系统学生姓名：刘春凤学生学号：103130119专业班级：汽车技术服务与营销指导老师:邱建飞联系电话：152********2012年6月11日眉山职业技术学院毕业论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在老师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学生签名：日期：2012 年 6月 11 日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权湖南大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。
本论文属于1、保密，在年解密后适用本授权书。
2、不保密√。
（请在以上相应方框内打“√”）学生签名：日期：2012 年 6 月 11 日指导教师签名：日期：2012 年6 月 11 日电子机械式制动系统摘要电子机械式制动系统（EMB）兼有ABS、TCS、ESP、ACC等功能，它具有的没有制动液、反应快速、性能可靠、安全环保等特点是其拥有令人好看的前景。
在国外，EMB的研究只是近几年刚刚开始。
现如今，电子机械式制动系统由Brembo独家研发而成，迄今为止，这也是世界上首个电子机械制动系统。
目前，国内研究还是空白。
关键词：电子机械式制动系统（EMB）;制动垫块；线制动系统目录毕业论文原创性声明和毕业论文版权使用授权书 (Ⅰ)摘要 (Ⅱ)插图索引 (III)一、绪论 (1)二、EMB的结构与组成 (2)（一）EMB的简介 (2)（二）EMB的工作原理 (2)（三）EMB的组成 (3)三、EMB的优越性 (4)四、EMB的发展现状 (5)（一）Bosch公司EMB现研究阶段 (5)（二）Siemens公司EMB现研究阶段 (6)（三）Continental Teves公司EMB现研究阶段 (7)(四) Siemens公司楔块式现研究阶段 (8)五、几种机构的对比 (9)六、EMB需要解决的问题和研究方向.........................................................9（一）EMB需要解决的问题 (9)（二）EMB的研究方向 (10)结语 (11)参考文献 (12)致谢 (13)插图索引图1 EMB系统的工作原理图 (2)图2 EMB的组成图 (3)图3 Bosch公司EMB的结构示意图 (5)图4 Siemens公司EMB结构示意图 (6)图5 Continental Teves公司EMB结构示意图 (7)图6 Siemens公司楔块式EMB结构示意图 (8)一、绪论（一）课题研究背景及前景随着汽车工业的不断发展，消费者对车辆安全性的不断重视，以及电子技术的发展，环保、轻松、舒适、防盗、智能的方向发展，以轿车最为突出。
汽车线控制动系统
3.典型EHB系统
增压速率 四轮独立压力线性
跟随（精度）
能量回收功能 （ECE工况） 踏板感调节
ABS ESC 智能驾驶制动需求
大陆MKC1(ONEBOX) 0-10Mpa（≤200ms）
满足 满足 满足
备注：数据和特性基于对方案的解析与各自公开的宣传及专利资料，仅供参考交流！
IEHB(ONEBOX) 0-10Mpa（≤200ms）
可以（0.1Mpa）
>25% 可调节
满足 满足 满足
3.典型EHB系统
大陆MKC1
针对高度自动驾驶要求，2016年7月，大陆集团为阿尔法罗密欧Giulia新款车提供了集成式制动系统（IBS）即MK C1制动系统，是 在全球范围内首次投入量产的系统。 MK C1由高性能电机取代真空助力器、电子真空泵、液压泵及蓄能器等部件，通过齿轮机构驱动 活塞直线运动以产生制动主缸压力，制动踏板采用解耦设计，建压过程与制动踏板分离，踏板感觉由执行模块中的弹簧缓冲器产生， 可根据整车调整，还可按照不同行驶情况或操作模式单独调整，能在无需任何附加措施条件下，实现再生制动与舒适性统一。可实现 100%的制动能量回收。 MK C1优势及特点： （1）无真空、电液、按需制动的线控制动系统； （2）集成制动助力与制动建压机构； （3）相比传统制动系统，体积更小，减重30%。布置空间减少； （4）建压能力高，制动速度快，适用于AEB； （5）提升燃油经济性，减少碳排放； （6）踏板感觉灵活可调。
NASA USAF
NASA Boeing
目前，绝大部分军用飞机 和大部分民用飞机都采用 了这项技术。相比于传统 的机械或液压系统，线控 系统显著的提高了飞机的 性能，给飞机的设计带来 了革命性的变革。
一种前轮EHB后轮EMB的混合线控制动系统[发明专利]
![一种前轮EHB后轮EMB的混合线控制动系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2880ba2b11a6f524ccbff121dd36a32d7375c7cf.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810127268.X(22)申请日 2018.02.08(71)申请人 吉林大学地址 130012 吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人 吴坚 陈志成 赵健 朱冰 张羽翔 (74)专利代理机构 长春吉大专利代理有限责任公司 22201代理人 崔斌(51)Int.Cl.B60T 13/58(2006.01)B60T 13/12(2006.01)B60T 11/04(2006.01)B60T 7/06(2006.01)B60T 13/68(2006.01)(54)发明名称一种前轮EHB后轮EMB的混合线控制动系统(57)摘要本发明属于制动系统领域，具体的说是一种前轮EHB后轮EMB的混合线控制动系统。
该系统包括制动系统部分、液压线控制动部分和纯机械线控制部分；液压线控制动部分中的液压调节单元HCU与制动系统部分中的储液壶、制动主缸和踏板感觉模拟器相连；液压调节单元HCU与制动系统部分中的前左制动器和前右制动器相连；纯机械线控制部分安装在后轮制动器上。
本发明在前轴采用EHB系统，后轴采用EMB系统，可以有效发挥两种制动系统的优势。
前轮采用EHB系统可以实现前轮单轮制动力调节，同时靠装备于前轴的EHB实现制动失效备份以满足现行法规要求；后轮采用EMB可以缩减制动管路的长度，消除压力控制过程中由于管路过长带来的不确定性,同时能够方便的实现电子驻车制动。
权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 108189824 A 2018.06.22C N 108189824A1.一种前轮EHB后轮EMB的混合线控制动系统，其特征在于，该系统包括制动系统部分、液压线控制动部分和纯机械线控制部分；所述的液压线控制动部分中的液压调节单元HCU (9)的三个进液口分别通过制动管路(4)与制动系统部分中的储液壶(3)、制动主缸(5)和踏板感觉模拟器(6)的出液口相连；所述的液压调节单元HCU(9)的两个出液口分别通过制动管路(4)与制动系统部分中的前左制动器(11)和前右制动器(13)的进液口相连；所述的纯机械线控制部分安装在后轮制动器上。