电子机械式制动器的控制方法分析

承 诺 书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网 上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的 资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参 考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。

如有违反竞赛规 则的行为，我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是（从 A/B/C/D中选择一项填写）： A我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）： 河南科技大学参赛队员 (打印并签名) ：1. 郑 晨2. 王文霞3. 李培飞指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：日期： 2009 年 9 月 11 日 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编 号 专 用 页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：制动器试验台的控制方法分析摘 要本文主要研究的是制动器试验台上的控制方法分析，通过把车辆的路试过程模拟到 试验台上，将制动器的机械问题定量化，从而更深入的研究制动器的控制方法。

对此， 我们分别运用到物理、 理论力学和BP 神经网络与GM(1,1)灰色模型等等一系列的知识结 构体系，建立数学模型求解。

问题一通过等效转动惯量的概念，与力学知识列出动能守恒定理的方程，带入数据求解方程，得到等效转动惯量的结果是 2 52kg m× 。

问题二 运用 理论力学 转动惯量的 公式 ， 由此可以推出飞轮惯量 ( )( ) 44 2 3 21 1 1 2 2 r R J D r d R R D Rr p rp =××××=- ò 的公式。

电动汽车刹车系统的制动控制算法研究第一章：绪论随着汽车工业的快速发展，电动汽车已成为新时代的代表性车型。

与传统汽车相比，电动汽车有着更加高效、环保的特点。

这得益于电动汽车采用了先进的电力系统，而其中刹车系统则是电动汽车的核心组成部分之一。

由于电动汽车的驱动模式与传统汽车不同，因此其刹车系统的制动控制算法也自然不同。

本文将对电动汽车刹车系统的制动控制算法进行探究，以期为电动汽车制造商提供合适的制动控制方法。

第二章：电动汽车刹车系统的发展2.1 传统汽车刹车系统的发展传统汽车刹车系统主要分为液压刹车系统和气制动系统。

液压刹车系统通常使用传统的踏板式制动系统。

在这种系统中，当驾驶员踩下制动踏板时，刹车鼓会受到压力，从而使制动器夹紧刹车片，制动效果显著。

气制动系统则是通过空气压力来实现制动，因此在载重时制动效果更佳。

2.2 电动汽车刹车系统的发展电动汽车刹车系统的发展经历了三个阶段：机械刹车、液压刹车和电子刹车。

在机械刹车中，驾驶员需要使用物理力量来控制刹车系统。

液压刹车则使用了液压压力来控制刹车，已经普遍应用于传统汽车中。

电子刹车则是通过电子信号控制刹车，已成为电动汽车刹车系统的标准。

第三章：电动汽车刹车系统的工作原理3.1 刹车信号传输与传统汽车不同，电动汽车通常使用电子信号来控制所有的操作，包括刹车。

在电动汽车中，当驾驶员踩下刹车踏板时，信号会发送到车辆控制单元，控制单元随即调整制动力度。

3.2 刹车控制算法电动汽车刹车控制算法是使刹车力精准控制的关键，主要有如下几种类型：3.2.1 脚踏力控制算法脚踏力控制算法是电动汽车刹车控制中应用最广泛的一种算法，主要根据驾驶员踏下刹车踏板时，车辆控制单元所获得的负载信息来控制刹车力度。

这种方法简单易于掌握，广泛应用于目前的电动汽车中。

3.2.2 制动负荷分配算法制动负荷分配算法是基于车轮制动负荷来进行算法控制。

这种算法将刹车力度分配到每个车轮上，从而实现对车辆的平衡制动。

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]。

电子手刹EPB和自动驻车AUTO-HOLD原理解析电子手刹EPB 和自动驻车AUTO HOLD 原理解析电子手刹EPB 学名为电控机械式驻车制动器（为简化文字，下文继续沿用电子手刹的名称）。

这个名称显得很高科技，但一个上提（脚踩）手刹的动作能有多么复杂？确实，常规手刹基本就是用一个杠杆拽一根刹车拉线，来牵动后轮刹车，而电子手刹基本上就是用按钮代替手刹杆，用电机来完成拉起放下的动作并不十分复杂。

有些电子手刹就是用一个开关控制一个电机带动卷线器，或者是电机驱动螺杆，使滑块移动，带动拉线，控制后轮的刹车系统。

这种方式和传统手刹差异不大，对原平台车型是碟刹还是附加的驻车鼓刹并不在意，布局改动也不大。

而另一种行驶的电子手刹则复杂了一些，是通过装置与刹车壳体上的电机，来压紧刹车片完成操作的，其中异类之处就在于中间的偏心齿盘。

使用这种齿轮减速比非常之大，随后驱动中央的螺旋推杆对刹车片施压，动作完成。

与卡钳一体式的电子手刹，天合出品。

宝马、大众等品牌在用以大众电子手刹模块为例，以电机驱动齿轮通过齿形皮带带动一个大齿轮，减速比为3:1，大齿轮驱动斜盘齿轮（红）再带动从动齿轮（绿），减速比为50:1，再通过螺杆将力矩转向，推动卡钳，实现对刹车盘的制动。

电子手刹相对于普通的拉杆手刹，附加的控制功能：动态起动辅助功能：当车辆从静止起步，车轮扭矩达到一定程度时，电子手刹自动释放，将操作简化。

动态紧急制动功能：如果在行车过程中发生极端情况，操作电子手刹按键，可以对车辆进行制动，这个情况有些复杂。

首先我们要分析一下这个极端情况，假如驾驶员无法控制刹车（刹车踏板故障、新手没有刹车意识、驾驶员睡着了等情况），通过拉起手刹按键，车辆会紧急制动，注意：此时车辆的刹车并非机械的驻车手刹，高速情况下，紧急制动是通过ESP控制单元以略小于全力刹车的力道对全部四个车轮进行液压制动，而当车辆接近静止状态时，才能直接用电子手刹来降速或驻车。

例如大众的电子手刹在7km/h以上的速度是就是如此，而只有当速度在7km/h以下时，才是直接施以驻车手刹制动。

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。

“ABS”中文译为“防锁死刹车‎系统”.它是一种具‎有防滑、防锁死等优‎点的汽车安‎全控制系统‎。

ABS是常‎规刹车装置‎基础上的改‎进型技术，可分机械式‎和电子式两‎种。

现代汽车上‎大量安装防‎抱死制动系‎统，ABS 既有‎普通制动系‎统的制动功‎能，又能防止车‎轮锁死，使汽车在制‎动状态下仍‎能转向，保证汽车的‎制动方向稳‎定性，防止产生侧‎滑和跑偏，是目前汽车‎上最先进、制动效果最‎佳的制动装‎置。

“ABS”的控制方式‎ABS系统‎中，能够独立进‎行制动压力‎调节的制动‎管路称为控‎制通道。

如果对某车‎轮的制动压‎力可以进行‎单独调节，这种控制方‎式称为独立‎控制；如果对两个‎(或两个以上‎)车轮的制动‎压力一同进‎行调节，则称这种控‎制方式为一‎同控制。

在两个车轮‎的制动压力‎进行一同控‎制时，如果以保证‎附着力较大‎的车轮不发‎生制动抱死‎为原则进行‎制动压力调‎节，称这种控制‎方式为按高‎选原则一同‎控制；如果以保证‎附着力较小‎的车轮不发‎生制动抱死‎为原则进行‎制动压力调‎节，则称这种控‎制方式为按‎低选原则一‎同控制。

按照控制通‎道数目的不‎同，ABS系统‎分为四通道‎、三通道、双通道和单‎通道四种形‎式，而其布置形‎式却多种多‎样。

四通道AB‎S对应于双‎制动管路的‎H型(前后)或X型(对角)两种布置形‎式，四通道AB‎S也有两种‎布置形式。

控制装置和‎A BS警示‎灯等组成，在不同的A‎B S系统中‎，制动压力调‎节装置的结‎构形式和工‎作原理往往‎不同，电子控制装‎置的内部结‎构和控制逻‎辑也可能A‎B S通常都‎由车轮转速‎传感器、制动压力调‎节装置、电子不尽相‎同。

在常见的A‎B S系统中‎，每个车轮上‎各安装一个‎转速传感器‎，将有关各车‎轮转速的信‎号输入电子‎控制装置。

电子控制装‎置根据各车‎轮转速传感‎器输入的信‎号对各个车‎轮的运动状‎态进行监测‎和判定，并形成相应‎的控制指令‎。