分析電子機械式制動器(EMB)的原理及控制方法論文
1.EMB的概述
1.1 概述的組成及原理。在現今廣泛使用的電子機械式制動器，主要由EMB控制器、EMB電機控制器、減速裝置、電機、運動轉換裝置、電子制動踏板以及通信網絡組成。其原理為：信號由電子制動踏板及ABS、ESP等系統傳入到EMB控制器中，然后由控制器根據相應算法做出運算，發出目標制動力信號，傳入EMB電機制動器，之后，由電機制動器改變電機輸出力矩的方向和大小，進而使制動力大小達到理想狀態；具有減速增扭作用的減速裝置，和將電能轉變成機械能的電機，以及用來將電機的旋轉運動轉換為直線運動的運動轉換裝置，共同構成EMB執行器；電子制動踏板的用途是將踏板的位移和速度轉化為電信號；而通信網絡可以實現EMB內部控制信號以及其他控制系統與EMB之間的信號傳遞。當EMB進行工作時，EMB根據各種控制系統輸入的信號，與預先設置的數據進行對比，來做出是否需要進行制動及制動力大小的判斷，再把相應的制動力大小信號傳輸給EMB控制器，然后再輸送到電機控制器中，從而使得EMB執行器產生相應大小的制動力。
1.2 EMB特點分析。與之前歷代制動系統相比，電子機械式制動器有著無可比擬的顯著優勢。從結構上來看，EMB相對于傳統控制系統少了很多部件，如液壓管路和制動主缸，結構簡單，便于裝配和維修；從可靠性來看，EMB的結構采用模塊化的形式，接口更加牢固，大大提高了制動可靠性；從精確性來看，EMB的電信號傳輸快速精確，大大優于傳統機械系統，而時間的縮短，還可使得制動距離減小；從整體性能來看，EMB能輕易的與其他控制系統相配合，如ABS、ESP、EBD等，從而提高整體性能；從適應性來看，EMB能更容易更新升級，從而適應不同車型、環境等，簡單快捷；從舒適性來看，采用EMB的汽車噪聲更小，振動也較小，更為舒適。
當然，目前EMB也存在著很多不足之處，有很多問題需要解決。首先是該系統的電子電路的可靠性很差，從而使其易出現故障，電子元件的大量使用，既能使速度與效率提升，也會造成損壞時故障不易排除的問題；其次，從安全性方面來看，EMB能否適應真實行車環境下惡劣的內部工作環境，在高溫環境中仍能正常運行，還需大量的模擬檢驗；而其抗電磁干擾能力的強弱也是一個重要的指標，因為在真實的行車過程中，電子電路需在復雜的條件下仍保持較高的可靠性是非常重要的；從經濟上考慮，EMB由于采用大量先進的技術，使得其成本不可避免的遠大于傳統制動系統；最后，從車輛設計來看，EMB的執行機構會使得其他結構布置困難，從而影響車輛的整體性能。
2.控制方法分析
2.1 ABS+EBD綜合控制分析。ABS與EBD在不同的汽車制動環境中發揮作用，ABS防抱死系統是在汽車車輪即將發生抱死時進行作用，從而大大提高行車安全，而EBD是在汽車制動時就立即開始對制動力進行控制，將二者的工作巧妙地結合將極大地提髙汽車的制動性能。
對于EBD控制子程序，主要有兩種：（1)以前后輪的'滑移率作為參考因素進行比較，如果前輪的滑移率大于后輪滑移率時，在某一值附近，可以找到一個最佳的分配關系。可以先對兩個后輪進行制動力的調節，然后再對前輪進行相應調節，或者單獨對后輪進行調節也能達到效果。該種方法對車輪滑移率有較高的精度要求，因為只有在低滑移率時才能很好的實現EBD的控制，才能更好地利用滑移率控制制動力的分配。（2)以前后輪的輪速作為參考因素進行比較，此種方法更加實用，原因是對輪速的信號做出反應可以使控制更加具有實時性。在汽車行駛時，為讓后輪的制動力增大，可以調節前后輪轉速，使得后輪轉速低于前輪，而轉速的調節，可以通過調節制動壓力來實現，并以速度較慢的后輪與速度較快的前輪的差值來作為參考因素。
對于ABS控制子程序，主要有兩種：（1)通過對輪速信號進行檢測，ABS作出判斷，根據預先設定的數據，對車輪制動裝置發出調節信號，并給出具體調節大小，從而實現其作用。（2)通過對滑移率測定裝置發出的信號做出反應，進而輸出對車輪控制力的調節信號，實現制動力的調節。
ABS的控制方法對于其制動性能的好壞起著重要作用，當制動過程中的非線性因素較高時，是無法僅僅通過數學模型的建立來實現的，而同樣的，以經驗為根據的控制方法則需要大量實驗才能準確測定控制參數大致范圍，是不可取的方法。而目前廣泛應用的仿.真技術則很好的解決了上述問題，達到了理想的效果。
2.2 硬件在環技術分析。隨著計算機技術的不斷發展，大多數汽車廠商也在不斷將仿真模擬等技術應用于汽車的設計制造上，硬件在環仿真技術成為了汽車工程師們的主要選擇。該技術屬于在線實時仿真的應用，用高速運行的實時仿真模型來代替真實環境下的汽車進行試驗，并使其在真實模擬環境中運行，來盡可能的接近真實實驗環境下汽車運行狀態。這種方法可以將真實環境的種種細節及其帶來的對汽車行駛的影響體現到實驗中，同時，模擬車輛也會相應作出反應，使得實驗與真實相差無幾，但卻大大節省了時間和人工成本，提升了效率。因此，可將其應用于EMB系統的開發和完善等有很大的作用。EMB硬件在環仿真試驗臺主要由電子制動踏、EMB控制執行系統、工控機、數據采集系統等組成，而汽車及道路情況則可用仿真軟件通過建立數學模型來代替，大大降低了實驗的硬件要求。
3.結論
在市場經濟快速發展的今天，EMB成為大多數汽車廠商的選擇，顯示了其在汽車制動方面所表現出來的優越性。本文通過對它的原理進行詳細介紹，對其控制方法的種類及特點進行一一闡述，來系統的說明其在真實環境中如何作用。總而言之，EMB對車內人員的人身安全起到很好的保障作用，也將是未來汽車制造廠商的主要選擇。不過，由于本文在分析角度上比較單一，故關于更多電子機械式制動器的特點等還需進一步探討，而目前的電子機械式制動器還有很多需要改進和開發的地方，希望本文對該系統的研究人員有所幫助。
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