EMB系統的案例
線控制動EMB系統
線控制動EMB系統
五萬字讀懂汽車線控制動系統
EMB理論上完美，但由于技術條件較高，成本較高，冗余備份,電機性能等限制以及熱可靠性技術等還需完善，這些問題都阻礙了EMB系統在短期內的量產，應該說比較長的一段時間內很難大批量應用，至少在國內肯定是一個長時間的過程，目前市場上并沒有批量裝車的EMB產品。
因此綜上所述，線控化的EHB系統仍然是最為可行的制動系統方案。
現在汽車上的線控制動還是集中在EHB，而且還沒有對傳統制動系統構成威脅。
EMB雖然有著比傳統的液壓制動器和EHB兩者都無法比擬的優勢和廣闊的運用前景，雖然是未來制動系統的終極發展方向，必然是未來的趨勢，可能成為主流，但EMB技術在汽車上的應用并不成熟，短期內難以量產，未來5-10年線控技術的主流仍是EHB方案,仍以EHB為主，EHB為現有技術條件下的主要方案，是現在研究的主流方向或者說是在目前狀態下主要研究的一個產品。若材料方面無法突破，EHB占據主導地位的時間將更久。只有解決了一些制約其自身發展的關鍵因素，才能得到越來越廣發應用。
目前來看EMB商業化之路的優先級明顯低于EHB,但是從線控制動系統長遠發展來說，它是一個未來發展的方向，是線控制動
最終形態
。
EHB系統僅僅只是一個先期的產品，EHB是傳統液壓制動到EMB的一個過渡產品，最終的產品一定是一個EMB系統。
EMB的可靠性對其商業化有著至關重要的作用。
EMB技術肯定會得到大力的發展，未來會向液壓制動系統發起強有力的挑戰。線控制動的發展之路還任重道遠。
展開 智能網聯汽車底盤線控技術
（2）電子機械制動系統EMB
電子機械制動系統EMB（Electronic Mechanical Brake），基于一種全新的設計理念，完全摒棄了傳統制動系統的制動液及液壓管路等部件，由電機驅動產生制動力，每個車輪上安裝一個可以獨立工作的電子機械制動器，也稱為分布式、干式制動系統。
EMB系統，主要由電子機械制動器、ECU和傳感器等組成，如圖3-3所示。
EMB結構極為簡單緊湊，制動系統的布置、裝配和維修都非常方便，同時由于減少了一些制動零部件，大大減輕了系統的重量，更為顯著的優點是隨著制動液的取消，使汽車底盤使用、工作及維修環境得到很大程度地改善。
圖3-3 EMB的結構圖
EMB工作時，制動控制單元ECU接收制動踏板傳來的踏板行程信號，ECU計算出踩制動踏板的速度信號并結合車輛速度、加速度等其他電信號，明確汽車行駛狀態，分析各個車輪上的制動需求，計算出各個車輪的最佳制動力矩大小后輸出對應的控制信號，分別控制各車輪上的電子機械制動器中工作電機的電流大小和轉角，通過電子機械制動器中的減速增矩以及運動方向轉換，將電機的轉動轉換為制動鉗塊的夾緊，產生足夠的制動摩擦力矩。
EMB系統的關鍵部件之一是電子機械制動器，它通過ECU改變輸出電流的大小和方向實現執行電機的力矩和運動方向的改變，將電機軸的旋轉變換為制動鉗塊的開合，通過相應的機構或控制算法補償由于摩擦片的磨損造成的制動間隙變化。
電子機械制動器按其結構特點和工作原理可以分為無自增力制動器、自增力制動器兩大類。
展開 解讀底盤線控的關鍵技術
傳感器的精度和分辨率直接影響著控制系統的精度和性能，所以研制出成本低、可靠性好、精度高、體積小的傳感器，也是發展線控系統的關鍵技術之一。
總線技術對信息的傳輸起著決定性的作用。線控技術的全面應用意味著汽車由機械系統到電子系統的轉變，線控技術要求用于線控的網絡數據傳輸速度很快，時間特性很好，可靠性高。
傳統的CAN總線無法為線控系統提供所需要的容錯功能和帶寬：一方面是因為，線控系統的實時性和可靠性要求都很高，必須要采用時間觸發的通信協議；另一方面，線控系統要求通信網絡協議具有容錯的功能，容錯的功能就意味著即使系統的不同部分出現了故障，系統仍然可以按設計繼續運行。
TTP/C和FlexRay協議都包含容錯的同步時鐘，并且用總線監控器保護通信信道不受錯誤節點的影響，是純線控系統通信協議的優選。
電機及其控制器
信息通過總線傳輸到控制器，然后控制器驅動各種電機實現執行工作。控制電機和控制器的性能，很大程度上影響著線控系統的整體性能。線控系統的電機主要以位置、轉速或轉矩等，作為控制目標，功率從十幾W到幾千W不等。
對于小功率電機，可以采用步進電機或直流電機，如節氣門開度的控制電機、油泵電機等。
在大功率電機方面，永磁同步電機的應用已經越來越廣泛，比如線控轉向電機、EMB中的制動電機等。
圖2 布雷博的EMB系統
純線控系統由于多個電機同時工作，需要消耗更多的電能。因此需要提高電機功率密度、控制器功率密度以及系統效率等指標，擴大高效區的范圍。這樣不僅可以降低電機控制器和系統電源的負荷，提高設計的冗余度，還對線控系統工作節能，增強系統動力性能方面具有重要的意義。
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解讀底盤線控的關鍵技術
傳感器的精度和分辨率直接影響著控制系統的精度和性能，所以研制出成本低、可靠性好、精度高、體積小的傳感器，也是發展線控系統的關鍵技術之一。
總線技術對信息的傳輸起著決定性的作用。線控技術的全面應用意味著汽車由機械系統到電子系統的轉變，線控技術要求用于線控的網絡數據傳輸速度很快，時間特性很好，可靠性高。
傳統的CAN總線無法為線控系統提供所需要的容錯功能和帶寬：一方面是因為，線控系統的實時性和可靠性要求都很高，必須要采用時間觸發的通信協議；另一方面，線控系統要求通信網絡協議具有容錯的功能，容錯的功能就意味著即使系統的不同部分出現了故障，系統仍然可以按設計繼續運行。
TTP/C和FlexRay協議都包含容錯的同步時鐘，并且用總線監控器保護通信信道不受錯誤節點的影響，是純線控系統通信協議的優選。
電機及其控制器
信息通過總線傳輸到控制器，然后控制器驅動各種電機實現執行工作。控制電機和控制器的性能，很大程度上影響著線控系統的整體性能。線控系統的電機主要以位置、轉速或轉矩等，作為控制目標，功率從十幾W到幾千W不等。
對于小功率電機，可以采用步進電機或直流電機，如節氣門開度的控制電機、油泵電機等。
在大功率電機方面，永磁同步電機的應用已經越來越廣泛，比如線控轉向電機、EMB中的制動電機等。
圖2 布雷博的EMB系統
純線控系統由于多個電機同時工作，需要消耗更多的電能。因此需要提高電機功率密度、控制器功率密度以及系統效率等指標，擴大高效區的范圍。這樣不僅可以降低電機控制器和系統電源的負荷，提高設計的冗余度，還對線控系統工作節能，增強系統動力性能方面具有重要的意義。
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傳感器的精度和分辨率直接影響著控制系統的精度和性能，所以研制出成本低、可靠性好、精度高、體積小的傳感器，也是發展線控系統的關鍵技術之一。
總線技術對信息的傳輸起著決定性的作用。線控技術的全面應用意味著汽車由機械系統到電子系統的轉變，線控技術要求用于線控的網絡數據傳輸速度很快，時間特性很好，可靠性高。
傳統的CAN總線無法為線控系統提供所需要的容錯功能和帶寬：一方面是因為，線控系統的實時性和可靠性要求都很高，必須要采用時間觸發的通信協議；另一方面，線控系統要求通信網絡協議具有容錯的功能，容錯的功能就意味著即使系統的不同部分出現了故障，系統仍然可以按設計繼續運行。
TTP/C和FlexRay協議都包含容錯的同步時鐘，并且用總線監控器保護通信信道不受錯誤節點的影響，是純線控系統通信協議的優選。
電機及其控制器
信息通過總線傳輸到控制器，然后控制器驅動各種電機實現執行工作。控制電機和控制器的性能，很大程度上影響著線控系統的整體性能。線控系統的電機主要以位置、轉速或轉矩等，作為控制目標，功率從十幾W到幾千W不等。
對于小功率電機，可以采用步進電機或直流電機，如節氣門開度的控制電機、油泵電機等。
在大功率電機方面，永磁同步電機的應用已經越來越廣泛，比如線控轉向電機、EMB中的制動電機等。
圖2 布雷博的EMB系統
純線控系統由于多個電機同時工作，需要消耗更多的電能。因此需要提高電機功率密度、控制器功率密度以及系統效率等指標，擴大高效區的范圍。這樣不僅可以降低電機控制器和系統電源的負荷，提高設計的冗余度，還對線控系統工作節能，增強系統動力性能方面具有重要的意義。
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但是備用系統中仍然包含復雜的制動液傳輸管路，使得EHB并不完全具備線控制動系統的優點。
（2）電子機械制動系統EMB
電子機械制動系統EMB（Electronic Mechanical Brake），基于一種全新的設計理念，完全摒棄了傳統制動系統的制動液及液壓管路等部件，由電機驅動產生制動力，每個車輪上安裝一個可以獨立工作的電子機械制動器，也稱為分布式、干式制動系統。EMB系統，主要由電子機械制動器、ECU和傳感器等組成，如圖3-3所示。
展開 底盤智能化的發展
通過這張PPT我們可以看到，底盤線控系統主要有有線控制動系統、線控轉向系統、線控懸架系統、線控油門和線控離合。
目前來說線控油門是做的比較好的。至于線控制動、線控轉向、線控離合做得不夠好。至于線控懸架的話，目前在乘用車里面有主動式懸架。另外像重卡里面的ECAS這樣的一些系統，也處于一個線控懸架范圍。
線控制動目前分為兩種類型，一種是以電液為基礎的系統叫EHB，另外一種為電子機械制動系統叫EMB。目前來說EHB系統，像iBooster和IBS目前可以算是初步的EHB系統。因為它是將電子與液壓系統相結合所形成的多用途、多形式的一種制動系統。目前主要有亞太的IBS還有寧波拓普做的IBS以及iBooster都可以作為目前的EHB系統。
EMB系統主要是將傳統制動系統中的液壓油或空氣等傳力介質完全由電制動取代，是未來電動車個新能源汽車制動系統的發展方向。從EMB我們可以看出，EMB在每一個制動器旁都有一個電機。電機通過齒輪驅動，推動腔內活塞運動進行制動相關功能方面的調節。
另外這樣的系統它還有一個中央控制器，中央控制器主要是接收這些包括方向盤轉角、加速踏板位移、橫向加速度、橫擺角速度與車輪速度。它將這些速度進行計算，計算出ABS功能、ESC功能或者TCS功能，把所有這些功能計算出來以后，再通過總線發送給EMB執行單元。由這個執行單元進行調節，來實現車輛的必要的功能。
另外我們可以看到EMB在未來發展中，為了安全有一個容錯設計能力。
展開 汽車底盤智能化技術
通過這張PPT我們可以看到，底盤線控系統主要有有線控制動系統、線控轉向系統、線控懸架系統、線控油門和線控離合。
目前來說線控油門是做的比較好的。至于線控制動、線控轉向、線控離合做得不夠好。至于線控懸架的話，目前在乘用車里面有主動式懸架。另外像重卡里面的ECAS這樣的一些系統，也處于一個線控懸架范圍。
線控制動目前分為兩種類型，一種是以電液為基礎的系統叫EHB，另外一種為電子機械制動系統叫EMB。目前來說EHB系統，像iBooster和IBS目前可以算是初步的EHB系統。因為它是將電子與液壓系統相結合所形成的多用途、多形式的一種制動系統。目前主要有亞太的IBS還有寧波拓普做的IBS以及iBooster都可以作為目前的EHB系統。
EMB系統主要是將傳統制動系統中的液壓油或空氣等傳力介質完全由電制動取代，是未來電動車個新能源汽車制動系統的發展方向。從EMB我們可以看出，EMB在每一個制動器旁都有一個電機。電機通過齒輪驅動，推動腔內活塞運動進行制動相關功能方面的調節。
另外這樣的系統它還有一個中央控制器，中央控制器主要是接收這些包括方向盤轉角、加速踏板位移、橫向加速度、橫擺角速度與車輪速度。它將這些速度進行計算，計算出ABS功能、ESC功能或者TCS功能，把所有這些功能計算出來以后，再通過總線發送給EMB執行單元。由這個執行單元進行調節，來實現車輛的必要的功能。
另外我們可以看到EMB在未來發展中，為了安全有一個容錯設計能力。
展開 線控底盤技術：線控底盤是自動駕駛的必要條件，自動駕駛是線控底盤的充分條件
電控液壓制動系統
▲電子機械制動系統 (EMB)
電子機械制動 EMB 系統結構顯得更簡潔了，取消了制動系統的液壓備份部分，踏板信號與執行器之間完全靠電子信號傳輸，與 ABS、TCS、ESC 等模塊配合實現車輛底盤的集成控制， 是真正的線控制動系統。EMB 結構精簡，能夠降低整車質量，易于維護，便于安裝調試；完全解耦，制動響應更加迅速；便于底盤域控制及智能駕駛技術發展。
踏板信號以及車輛信號首先傳導到 ECU，決策后再向4個車輪制動模塊發出制動指令。車輪制動模塊上的電機驅動制動摩擦材料塊，然后實現摩擦制動。每一個車輪都有一個制動模塊，可以單獨分別控制，每個模塊的驅動電機也都有單獨的電機控制器。4個模塊作用下，實現制動力分配，制動穩定性控制等功能。
電子機械制動系統
2、線控制動主要研究內容
當前，線控制動系統的研究主要集中在 3 個方面：踏板模擬、主動制動和制動能量回收。
▲踏板模擬
BBW系統取消了踏板和主缸之間的機械連接，踏板力需要用通過模擬器或算法模擬的方式提供給駕駛員，踏板力模擬的好壞決定了 BBW系統品質的優劣。目前主要的研究集中在實驗方法，一般是通過對大量的實驗數據進行分析歸納，得到踏板力與踏板行程和車輛狀態之間的關系，通過彈簧或作動器對踏板力進行模擬。
▲主動制動
上層策略根據當前車輛狀態和駕駛員操作，向 BBW系統發出制動請求，BBW系統則需要準確、快速地響應這個請求。主動制動旨在提高車輛的穩定性和安全性，高級駕駛輔助系統(ADAS)、緊急制動系統 (AEB)及自動駕駛等都使用到了這一功能。目前，所有關于主動制動的研究基本分為基于經驗設計的方法和基于動力學模型計算的方法。
展開 一文梳理整車域控制器的經典五域
隨著汽車智能化發展，智能汽車的感知識別、決策規劃、控制執行三個核心系統中，與汽車零部件行業最貼近的是控制執行端，也就是驅動控制、轉向控制、制動控制等，需要對傳統汽車的底盤進行線控改造以適用于自動駕駛。線控底盤主要有五大系統，分別為線控轉向、線控制動、線控換擋、線控油門、線控懸掛，線控轉向和線控制動是面向自動駕駛執行端方向最核心的產品，其中又以制動技術難度更高。
（1）線控制動是未來汽車制動系統的發展趨勢
汽車制動系統經歷了從機械到液壓再到電子（ABS/ESC）的發展過程，未來將向線控制動方向發展。L2 時代的線控制動可以分為燃油車、混動、純電三大類，燃油車基本都采用 ESP(ESC)做線控制動。混動車基本都采用高壓蓄能器為核心的間接型 EHB（電液壓制動）。
純電車基本都采用直接型 EHB，以電機直接推動主缸活塞。在汽車智能化的趨勢下，考慮到對 L3 及以上等級自動駕駛汽車來說制動系統的響應時間非常關鍵，而線控制動執行信息由電信號傳遞，響應相對更快，剎車距離更短，是未來汽車智能化的長期趨勢。
線控制動系統可以分為液壓式線控制動 EHB、機械式線控制動 EMB 兩種類型。EHB 系統由于具有備用制動系統，安全性較高，因此接受度更高，是目前主要推廣量產的方案。由于缺少備用制動系統且缺少技術支持，短期內很難大批量應用，是未來發展的方向。
EHB 系統與 EMB 系統比較
線控制動是汽車技術門檻較高的領域，全球主要的線控制動廠家是博世、大陸、采埃孚等零部件企業。EHB 國外廠商技術發展已經比較成熟，但嚴格意義講還不適應于 L4 自動駕駛，國內此項技術在努力追趕；EMB 還處在研究階段，目前看較難有突破。其中，博世的 iBooster 是典型的直接型 EHB。
iBooster 通常與 ESP 配套使用，ESP 在 iBooster 失效時頂上。
展開 
#汽車工程#盤點五種創新底盤控制技術設備，讓安全更有保障
汽車底盤的線控技術
所謂線控就是用電子信號的傳送取代過去由機械、液壓或氣動的系統連接的部分，如換檔連桿、油門拉線、轉向器傳動機構、剎車油路等，它不僅是取代連接，而且包括操縱機構和操縱方式的變化，以及執行機構的電氣化，這將改變汽車的傳統結構。全面線控的實現將意味著汽車由機械到電子系統的轉變，線控技術要求網絡的實時性好、可靠性高，而且一些線控部分要求功能實現的冗余，以保證在一定的故障時仍可實現這個裝置的基本功能。就像現在的ABS和動力轉向一樣，在線路故障時仍具有剎車和轉向的基本功能，這就要求用線控的網絡數據傳輸速度高、時間特性好和可靠性高。
目前汽車底盤的線控技術包括線控換檔系統、制動系統(如電液制動系統EHB，電子機械制動系統EMB)、懸架系統、增壓系統、油門系統和轉向系統等。線控技術具有如下優點：無需使用液壓制動或其它任何液壓裝置，使汽車更為環保；減小了正面碰撞時的潛在危險性，并為汽車設計提供了更多空間；線控的靈活性使汽車設計、工程制造和生產過程中的成本大為降低，且降低了維護要求和車身重量。
汽車底盤集成化技術
現代汽車底盤電子控制系統正從最初單一控制發展到如今的多變量多目標綜合協調控制，這樣可以在硬件上共用傳感器、控制器件、線路，使零件數量減少，從而減少連接點，提高可靠性，在軟件上實現信息融合、集中控制，提高和擴展各自的單獨控制功能，其中主要包括ABS／ASR／ESP的集成化、ABS／ASR／ACC的集成化技術。
而目前在底盤技術中有幾個新的技術發展，未來會對增強汽車的安全發揮比較重大的影響。比如在2010年度大陸集團開發ESA緊急轉向輔助系統，該系統關聯了ESC、EPS等功能，使用傳感器幫助底盤監控路況，在司機來不及踩動剎車的情況，下可以通過幫助轉向規避機動的方式降低交通事故發生的概率。
展開 行業分享丨應對AI浪潮，民營企業該如何精準接招？
隨著汽車向高階自動駕駛的不斷推進，汽車智能底盤系統正朝著高度集成化的方向發展。</strong>這意味著將制動、轉向等多個子系統集成到一個智能制動角模塊中，可以減少系統的復雜度，提高系統的整體性能。在這一背景下，重慶三友正在開發下一代智能制動系統EMB和輕量化制動盤、轉向節以及符合歐7和國7標準的制動盤等創新產品。</p><p>從底盤系統的技術演進特點來看，重慶三友最初專注于制動盤的制造，從空心到實心再到FNC（鐵素體氮碳共滲）制動盤和復合材料及碳陶制動盤。為提升車輛的安全性能，重慶三友還涉足了制動器的研發，致力于解決NVH（噪聲、振動和粗糙度）問題，并通過與格陸博的合作，實現了向線性控制專業零部件領域的邁進。此外，在懸架系統的創新上，<strong>重慶三友突破了球頭和鍛鋁控制臂的開發，還攜手合作伙伴推進智能懸掛系統的發展。</strong></p><p><strong>為了更好的支撐產品線智能化升級，2023年開始，重慶三友著力建設面向未來的技術中心。</strong>沈文君說，“在全球汽車零部件市場競爭激烈的環境下，技術創新是企業脫穎而出的關鍵”。作為企業內部的創新引擎，重慶三友技術中心還負責探索和引入新的技術概念，如新材料、新工藝、新的設計理念等。同時，它也是企業與外部科研機構、高校等進行技術合作的橋梁，將外部的前沿技術引入企業內部。</p><p>通過深度聚焦可持續和智能化這兩大核心方向，為重慶三友注入了實現跨越式發展的底氣。<strong>未來，重慶三友將繼續堅持這一戰略，不斷探索和創新，致力于成為一家受人尊敬的汽車智能底盤系統科技公司。
展開 面向自動駕駛：四輪獨立驅動/轉向電動汽車配置與控制綜述與展望
2.1 4WID-4WIS EV的底盤配置分析
圖1 4WID-4WIS EV的底盤配置
如圖1所示，4WID-4WIS EV由四個集成了轉向、驅動、制動和懸架系統的X-by-wire（線控）模塊組成。線控模塊中包括三種執行器：線控轉向執行器、線控驅動執行器和線控制動執行器。線控轉向執行器通常與轉向主銷集成在一起，該主銷可以是虛擬主銷亦可是懸架系統的一個部件。與輪輞集成的輪輞電機通常作為線控驅動執行器，與傳統的集中式驅動系統相比，取消了減速器、差速器和半軸。電動液力制動系統（EHB）和電動機械制動系統（EMB）通常作為線控制動執行器[19-21]。
由于采用X-by-wire模塊，轉向角和驅動/制動力矩可以被獨立控制，因此4WID-4WIS EV相比于傳統車輛有更多的自由度（DOF），這使其有更多的轉向和運動模式。
2.2 4WID-4WIS EV樣機
近年來，許多公司企業和大學正在著力研究4WID-4WIS EV，圖2中展示了一些4WID-4WIS EV樣機。作為一款外觀前衛的車輛，豐田的Fine-T配備了4WID-4WIS技術，可以實現原地轉向，有利于在狹窄區域內停車[22]。此外，日產還設計了三代4WID-4WIS EV的概念車，即PIVO1,PIVO2和PIVO3[23]。ROboMObil是一款4WID-4WIS自動駕駛的電動汽車。隨著4WID-4WIS技術應用，它不僅展現了在低速情況下強大的機動性，如停車，還展現了高速情況下的操縱穩定性[24, 25]。DFKI EO Smart 2是一款專門為巨型城市設計的高度靈活的微型概念汽車。此外，4WID-4WIS可以改變汽車高度和長度以進一步提高機動性能。除單車自動駕駛外，EO Smart 2還可實現編隊自動駕駛[26]。
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