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线控制动之机电制动（EMB）系统的综述：结构、控制与应用
本文是同济大学熊路老师团队发表于2023年3月，英文版发表于Sustainability期刊，DOI:10.3390/su15054514。
本文由小明师兄翻译，如由不妥之处欢迎随时沟通
1. 引言
在汽车电气化和智能化的发展趋势下，制动系统迎来了革命性的变革。为了最大限度地提高制动能量回收率并实现主动制动控制，有必要将制动力与制动踏板解耦，以便能够通过电信号精确控制摩擦制动力 [1]。线控制动（BBW）系统正是为满足上述要求而被提出的，它可分为两类：电液制动（EHB）和机电制动（EMB）。尽管电液制动（EHB）凭借其兼容性好、易于实施等优势已成为当前市场的主流方案，但它仍然保留了大部分液压部件，并采用电液控制方式。这就导致了制动响应迟缓、管路布置复杂以及制动液泄漏等问题 。
相比之下，机电制动（EMB）完全摒弃了液压回路。执行器由电机直接驱动来产生夹紧力，它具有以下优势 ：
・减小了系统体积和重量，便于安装和维护；
・不存在制动液泄漏问题，对环境污染更小；
・零残余拖曳扭矩，能耗更低，制动使用寿命更长；
・易于与驻车制动器集成；・制动响应更快，控制精度更高；
・易于与复合制动系统以及主动安全控制系统相匹配。
作为线控制动系统的一种完备形式，机电制动（EMB）在未来将逐步取代电液制动（EHB），这已成为行业共识。然而，机电制动（EMB）的设计、控制和应用仍面临诸多挑战。而且，机电制动（EMB）的控制和应用是基于执行器的结构的。目前，存在多种结构和功能各异的执行器方案，但尚无成熟产品。如何设计出紧凑的结构以实现行车制动、驻车制动、制动间隙补偿等功能，是需要解决的首要问题。
如表 1 所示，已有数篇关于机电制动（EMB）的综述性论文发表。例如，施拉德等人 对与安全概念相关的机电制动（EMB）执行器、控制拓扑、能量供应以及通信架构进行了综述。在与我们的研究最为相关的论文中，龚等人对线控制动执行器的发展、控制方法以及应用前景进行了综述。但据我们所知，任何论文都未曾详细分析执行器的结构方案。执行器的集成结构会对控制算法的有效性以及车辆应用产生根本性影响。因此，我们提供了一种研究方法来总结现有的结构方案。在广泛查阅专利和文献的基础上，我们分析了机电制动（EMB）执行器的基本配置，并将其分解为五个模块。
本文其余部的结构安排如下：第 2 节回顾了机电制动（EMB）执行器的发展现状；第 3 节分析了其基本配置，并介绍了各个模块的功能及方案；第 4 节总结了用于间接夹紧力控制的估计算法以及直接控制算法；第 5 节根据功能安全要求分析了机电制动（EMB）系统的架构，并简要总结了关于机电制动（EMB）系统在智能驾驶中应用的研究情况；第 6 节给出了关键的结论性意见。
表 1. 现有关于机电制动（EMB）的综述性论文对比情况
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