线控电子机械制动系统EMB的研发.pdf

会员天地2023(7-8)轻型汽车技术70学会之窗线控电子机械制动系统EMB的研发刘兆勇董作民（格陆博科技有限公司）格陆博科技有限公司是国内优秀的汽车智能驾驶系统供应商，公司以智能底盘线控技术正向研发为主导，具有整车线控底盘系统匹配能力和智能驾驶系统集成能力，是集研发、设计、生产、销售、服务于一体的高科技企业其研发团队在软硬件算法开发、电磁阀开发、车辆动力学匹配标定等处于高端水平。格陆博提供性能优异的EPB、ABS、E S C+G I B S(two-box),GIBCC（o n e-b o x）及iCDS(底盘域控）EMB（电控机械制动系统）等产品及软件服务，拥有汽车气动、液动制动及电控方面的资深技术专家，公司具有OEM市场车型匹配分析及正向开发能力。公司在南通拥有5 3 亩生产及试验基地，建有研发、生产大楼及验证跑道，配备世界先进的电子蓄电池超级电容Suapetcapacitor电子机械制动电源管理电子机械制动CANEMB(FR)PowerManagement UnitEMB(RR)CAN1踏板模拟单元Pedal SimulatorUnit主刹车控制单元辅刹车控制单元Master Brake Controt UnitSlave Brake ControlUnit驻车制动开关Parking Brake SwitchCAN2电子机械制动电子机械制动EMB(FL)EMB(RL)WSSWSS图1EMB系统架构图712023(7-8)学会之窗轻型汽车技术总成测试、EMC测试、无尘自动化组装流水线，并通过ITFA16949的审核，线控制动相关产品年产能均能达到1 0 0 万件（套）以上。格陆博以专业的队伍、严谨的管理、超卓的设备，精细化服务，着力打造“格陆博”品牌。公司积极布局L3-L5级别主动制动控制系统，推进算法与执行的智能融合，引领自动驾驶从代码走向落地，实现更多场景的自动驾驶控制系统商业化。传统的液压制动系统在汽车行业中广泛应用，但随着汽车性能的不断提升和行车安全的要求不断提高，液压制动系统开始面临一些挑战和局限，传统液压制动系统需要复杂的液压管路和轮缸等部件，并且容易受到液压油温和压力等因素的影响。此外,液压制动系统在制动过程中存在一定的延迟和制动力的分配不均的问题。在这种背景下，研发人员开始寻求新的技术来提升制动系统的性能和响应速度。电机控制技术在其他领域已经得到广泛应用，因此将其应用于制动系统是一个有前景的方向，通过使用电机控制制动执行器，可以实现更快速、精确和可调节的制动力，并且能够独立地控制每个车轮的制动力分配。本文主要介绍了一种线控电子机械制动系统（E MB），系统架构如图1 所示，主要由踏板模拟器、EMB执行器以及控制器等组成，通过控制执行器的夹紧力来实现对每人车轮制动力的独立控制，避免了液压系统PV特性对响应速度的影响，提高响应速度，结构简单，控制灵活，效率更高，实现完全人车解耦，是真正意义上的纯线控制动。EMB线控制动技术尚处于起步发展阶段，大规模应用仍需技术突破和成本下降。此外,EMB可以有效集成电子稳定程序(ElectronicStabilityPro-gram,ESP)白动紧急制动(Autonomous EmergencyBrake,AEB),自适应巡航(Adaptive Cruise Control,ACC)和自动泊车(Automatic Parking,AP)等技术，能够大幅提高车辆行驶的稳定性和安全性。EMB是高级别自动驾驶技术的理想制动执行机构，复合自动驾驶和低碳化汽车发展进程需求。EMB系统包括电源模块、制动指令输入模块、与制动指令输人模块相连的刹车控制模块和与刹车控制模块相连且分别与汽车的四个车轮对应的四个电子机械制动模块四部分。其中，刹车控制模块包括主刹车控制单元和用于监测主刹车控制单元且在主刹车控制单元失效时工作的辅助刹车控制单元，主刹车控制单元经第一通信网络连接四个电子机械制动模块，辅助刹车控制单元经第二通信网络连接四个电子机械制动模块，当刹车控制模块内的主刹车控制单元正常工作时，由主刹车控制单元根据接收的制动信号结合轮速传感器获取的车轮转速信号分配制动力；当辅助刹车控制单元监测到主刹车控制单元失效时，辅助刹车控制单元根据接收的制动信号结合轮速传感器获取的车轮转速信号分配制动力。电源模块包括整车电源和与整车电源相连的电源管理单元，电源管理单元经第一线路分别为左前轮对应的电子机械制动模块、右后轮对应的电子机械制动模块以及主刹车控制单元供电，电源管理单元还经第二线路分别为右前轮对应的电子机械制动模块、左后轮对应的电子机械制动模块以及辅助刹车控制单元供电。在正常工作时利用电源管理单元对超级电容储能并供电，在电源管理单元出现故障或紧急制动导致供电不足时释放电能；并且在第一线路或第二线路出现故障时，利用另一线路供电。EMB系统工作流程具体描述如下：步骤1：判断制动指令输人模块是否发出制动信号。制动力传感器实时采集踏板制动单元和驻车开关单元动作，当制动力传感器采集到制动信号后，将制动信号上传至刹车控制模块；2023(7-8)轻型汽车技术72学会之窗步骤2：刹车控制模块根据第二轮速传感器获取的车轮转速信息校验电子控制单元传送的第一轮速传感器获取的轮速信号，计算车辆所处的路面结合制动指令输人模块实时输出的制动信号进行制动力分配。步骤3：四个电子机械制动模块的电子制动单元分别接收分配的制动力信号，并根据制动力信号驱动电机转速，经电机带动机械卡钳闭合，制动对应的车轮。与现有技术相比，EMB取消了传统的液压管路、轮缸，通过EMB控制制动执行电机，从卡钳的(上接第6 0 页）结合CAE仿真分析手段，提出更改靠背悬挂挂点、增加坐垫骨架挡点等方法，以期提升靠背侵人量以及保持碰撞过程中的假人姿态，从整体上降低假人的伤害指标。最终，改进后的鞭打试验得分满足本项目的开发目标，为改进当前产品及后续项目提供鞭打工况设计提供了参考。参考文献1张楚云.汽车座椅鞭打试验综述.内燃机与配件,2 0 2 1,(1 4):1 9 8-1 9 9.2梁铭丰；王凯;刘东春;黄浩.全球主流鞭打性能测评方法综述及对比研究.汽车文摘,2 0 2 2,两侧夹紧制动盘，产生制动力。由于电机的快速响应特性，它们具有比液压制动器更快的响应速率，还可利用扭矩传感器中获取精确的电动机扭矩，便于精准分配制动力，而独立地控制每一个车轮的制动力，因此具有高精确度、响应快、制动距离更短、维护便捷、成本低的优点。EMB系统穴余设计与容错控制、夹紧力控制技术、复杂环境下无刷电机可靠性、减速增力机构创新化小型化仍是制约其量产应用的关键技术，无论在乘用车还是商用车领域成为行业未来发展的重要趋势。(10):45-51.3张程.汽车座椅挥鞭伤性能要求及提升方案.汽车工程师,2 0 2 1,(0 1):5 1-5 4.4李海;赵座航;聂仁态；李雪晴.某车型驾驶员座椅鞭打试验性能研究及改进.时代汽车，2022,(13):144-146.5崔新康;王鹏翔;李月明；张毅;商恩义，增加座椅靠背转动角度对BioRID假人伤害值的影响研究.汽车零部件,2 0 2 2,(1 0):3 5-40.6张绍伟；朱大炜；翟光照.基于深度学习的座椅抗挥鞭伤性能预测.汽车工程,2 0 2 2,(1 0):1600-1608.