sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2026-23-4-608-623YHIHZAsibadi-2315Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTФункциональная структура и алгоритмы электромеханической тормозной системы транспортного средстваFunctional structure and algorithms of vehicle electromechanical braking systemhttps://orcid.org/0000-0002-5566-6569АнтонянА. В.AntonyanA. V.

Антонян Акоп Ваганович - канд. техн. наук, руководитель группы имитационного моделирования и оптимизации алгоритмов Инновационного центра «КАМАЗ»; доц. Передовой инженерной школы технологического лидерства FDR, старший научный сотрудник кафедры «Наземные транспортные средства» Московского политехнического университета 

121205, г. Москва, Большой бульвар, д. 62

107023, г. Москва, ул. Большая Семёновская, 38

Antonyan Akop V. - Cand. Sci. (Eng.), Head of the Simulation Modeling and Algorithm Optimization Group, KAMAZ Innovation Center; Assistant professor at the FDR Advanced Engineering School of Technological Leadership, Senior researcher at the Department of Land Vehicles Moscow Polytechnic University

62 Bolshoy Bulvar st., Moscow, 121205

38 Bolshaya Semenonskaya st., Moscow, 107023

antonyan.akop@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4183-9489КеллерА. В.KellerA. V.

Келлер Андрей Владимирович - д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой «Наземные транспортные средства» Московского политехнического университета; ведущий эксперт Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института «НАМИ»

107023, г. Москва, ул. Большая Семёновская, 38

125438, г. Москва, ул. Автомоторная, д. 2

Keller Andrey V. - Dr. Sci. (Eng.), professor, Head of the Department of Land Vehicles, Moscow Polytechnic University; Lead Expert at the Central Research Automobile and Automotive Engines Institute (NAMI) 

38 Bolshaya Semenonskaya st., Moscow, 107023

2 Avtomotornaya St., Moscow, 125438

andreikeller@rambler.ruИнновационный центр «КАМАЗ»; Московский политехнический университетРоссияKAMAZ Innovation Center; Moscow Polytechnic UniversityRussian FederationМосковский политехнический университет; Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»РоссияMoscow Polytechnic University; Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute (NAMI)Russian Federation202604092026234608623Copyright © Антонян А.В., Келлер А.В., 20262026Антонян А.В., Келлер А.В.Antonyan A.V., Keller A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/2315Введение

Введение. Развитие электрических транспортных средств сопровождается переходом к электромеханическим тормозным системам, обеспечивающим отказ от традиционных гидравлических приводов. Это требует разработки структурированной архитектуры и программного обеспечения алгоритмов управления, обеспечивающих совместную, бесконфликтную работу алгоритмов электромеханической тормозной системы. Целью работы является создание функциональной структуры и алгоритмов программного обеспечения электромеханической тормозной системы транспортного средства. 

Материалы и методы

Материалы и методы. Применен метод функциональной декомпозиции программного обеспечения электромеханической тормозной системы, включающей группы приема и обработки данных, формирования управляющих воздействий, диагностики и обеспечения безопасности и отправки данных. 

Результаты

Результаты. Предложена функциональная структура программного обеспечения электромеханической тормозной системы, включающая группы приема и обработки данных, формирования управляющих воздействий, диагностики и обеспечения безопасности и отправки данных. Разработан набор алгоритмов управления запрашиваемым тормозным моментом.

Практическое значение

Практическое значение. Созданная функциональная структура и алгоритмы могут быть использованы при проектировании программного обеспечения электромеханических тормозных систем электрических транспортных средств, поддерживая структурированное представление всей архитектуры ПО мехатронных систем.

Оригинальность

Оригинальность. Оригинальность заключается в формировании функциональной структуры программного обеспечения электромеханической тормозной системы и систематизации алгоритмов управления торможением с учетом динамической стабилизации и взаимодействия механического и рекуперативного торможения.

Introduction

Introduction. The development of electric vehicles is accompanied by a transition to electromechanical braking systems, which eliminate the need for traditional hydraulic drives. This requires the development of a structured architecture, software and control routines that ensure the joint, conflict-free operation of electromechanical braking system algorithms. The aim of this work is to develop a functional structure and software algorithms for a vehicle electromechanical braking system.

Materials and Methods

Materials and Methods. A method of functional software decomposition for the electromechanical braking system is applied, including groups for data reception and processing, control action generation, diagnostics and safety assurance, and data transmission.

Results

Results. A functional software structure for the electromechanical braking system is proposed, which includes groups for data acquisition and processing, control action generation, diagnostics and safety assurance, and data transmission. A set of control algorithms for the requested braking torque has been developed. 

Practical Significance

Practical Significance. The developed functional structure and algorithms can be used in the software design of electromechanical braking systems of electric vehicles, providing a structured representation of the entire software architecture for mechatronic systems.

Originality

Originality. Originality lies in the formulation of the functional software structure for the electromechanical braking system and the systematization of braking control algorithms, taking into account dynamic stabilization and the interaction between mechanical and regenerative braking.

мехатронная системаэлектромеханическая тормозная систематопологияфункциональная группаалгоритмдекомпозициятормозная динамикадинамическая стабилизациясинтез алгоритмовмонитор безопасностиmechatronic systemelectromechanical braking systemtopologyfunctional groupalgorithmdecompositionbraking dynamicsdynamic stabilizationalgorithm synthesissafety monitorисследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках проекта «Методы оптимизационного синтеза интеллектуальных мехатронных систем управления динамикой движения электрических транспортных средств в условиях неполной информации об их фазовом состоянии при наличии неконтролируемых возмущений» (шифр: FZRR-2026-0006).This research was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under the project “Methods of optimization-based synthesis for intelligent mechatronic systems controlling electric vehicle motion dynamics under incomplete information regarding their phase state in the presence of uncontrolled disturbances” (code: FZRR-2026-0006).ReferencesКеллер А.В., Климов А.В., Шадрин С.С., Попов А.В. Методы оптимизационного синтеза интеллектуальных систем управления динамикой движения наземных транспортных средств // XVIII Всероссийская мультиконференция по проблемам управления (МКПУ-2025): материалы мультиконференции. Тула, 15–20 сентября 2025, г. Тула: Тульский государственный университет, 2025. С. 96–99. https://doi.org/10.12731/2618-795X-2025-12-13-24. EDN: EHCEIX.Keller A.V., Klimov A.V., Shadrin S.S., Popov A.V. Methods of optimization synthesis of intelligent motion control systems for ground vehicles // XVIII All-Russian Multi-conference on Management Problems (MCPU-2025): materials of the multi-conference. Tula, September 15-20, 2025. Tula: Tula State University, 2025. pp. 96-99. (In Russ.) https://doi.org/10.12731/2618-795X-2025-12-13-24. EDN: EHCEIX.Seidenberg T., Disselkamp J.-Ph, Jürgenhake C., Grobbel D., Dumitrescu R., Papanikolaou Ap., Development of a modular architecture for complex mechatronic systems. Procedia CIRP. Volume 119, Pages 1158-1163 https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.02.186. EDN: XNEFXM.Seidenberg T., Disselkamp J.-Ph., Jürgenhake C., Grobbel D., Dumitrescu R., Papanikolaou Ap., Development of a modular architecture for complex mechatronic systems. Procedia CIRP. Volume 119, Pages 1158-1163 https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.02.186. EDN: XNEFXM.Chen Z., Wang R., Ding R., Liu B., Liu W., Sun D., Guo Z. Research Progress and Future Prospects of Brake-by-Wire Technology for New Energy Vehicles. Energies 2025, 18, 2702. https://doi.org/10.3390/en18112702. EDN: BNHFSU.Chen Z., Wang R., Ding R., Liu B., Liu W., Sun D., Guo Z. Research Progress and Future Prospects of Brake-by-Wire Technology for New Energy Vehicles. Energies 2025, 18, 2702. https://doi.org/10.3390/en18112702. EDN: BNHFSU.Асанов А.З. Архитектура бортовых информационно-управляющих систем, роботизированных большегрузных магистральных автомобилей // Российский технологический журнал. 2017. Т. 5, № 3(17). С. 106–113.Asanov A.Z. Architecture of on-board information and control systems, robotic heavy-duty mainline vehicles. Russian Journal of Technology. 2017. Vol. 5, No. 3(17). pp. 106-113. (In Russ.)Ji Q., Zheng L., Bi Y., Pang H. Review of Brake-by-Wire Technology for Low-Speed and Autonomous Vehicles. World Electr. Veh. J. 2024, 15, 581. https://doi.org/10.3390/wevj15120581. EDN: MVMOYJ.Ji Q., Zheng L., Bi Y., Pang H. Review of Brake-by-Wire Technology for Low-Speed and Autonomous Vehicles. World Electr. Veh. J. 2024,15:581. https://doi.org/10.3390/wevj15120581. EDN: MVMOYJ.Li C., Zhuo G., Tang C., Xiong L., Tian W., Qiao L., Cheng Y., Duan Y. A Review of Electro-Mechanical Brake (EMB) System: Structure, Control and Application. Sustainability 2023, 15, 4514. https://doi.org/10.3390/su15054514. EDN: EKYWLQ.Li C., Zhuo G., Tang C., Xiong L., Tian W., Qiao L., Cheng Y., Duan Y. A Review of Electro-Mechanical Brake (EMB) System: Structure, Control and Application. Sustainability 2023, 15, 4514. https://doi.org/10.3390/su15054514. EDN: EKYWLQ.Hua X., Zeng J., Li H., Huang J., Luo M., Feng X., Xiong H., Wu W. A Review of Automobile Brake-by-Wire Control Technology. Processes 2023, 11, 994. https://doi.org/10.3390/pr11040994. EDN: DUYZAT.Hua X., Zeng J., Li H., Huang J., Luo M., Feng X., Xiong H., Wu W. A Review of Automobile Brake-by-Wire Control Technology. Processes 2023, 11, 994. https://doi.org/10.3390/pr11040994. EDN: DUYZAT.Gumiel J.Á., Mabe J., Burguera F., Jiménez J., Barruetabeña J. Next-Generation Pedal: Integration of Sensors in a Braking Pedal for a Full Brakeby-Wire System. Sensors 2023, 23, 6345. https://doi.org/10.3390/s23146345. EDN: LVTRVC.Gumiel J.Á., Mabe J., Burguera F., Jiménez J., Barruetabeña J. Next-Generation Pedal: Integration of Sensors in a Braking Pedal for a Full Brake- by-Wire System. Sensors 2023, 23, 6345. https://doi.org/10.3390/s23146345. EDN: LVTRVC.Hu Chenhua, Pan Guangyong, Kong Linzhan, Yu Junhua. Research of Brake by Wire System. Journal of Physics: Conference Series.2023. 2479. 012051. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2479/1/012051Hu Chenhua, Pan Guangyong, Kong Linzhan, Yu Junhua. Research of Brake by Wire System. Journal of Physics: Conference Series. 2023; 2479. 012051. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2479/1/012051Li D., Tan C., Ge W., Cui J., Gu C., Chi X. Review of Brake-by-Wire System and Control Technology. Actuators 2022, 11, 80. https://doi.org/10.3390/act11030080. EDN: EABQFQ.Li D., Tan C., Ge W., Cui J., Gu C., Chi X. Review of Brake-by-Wire System and Control Technology. Actuators 2022, 11, 80. https://doi.org/10.3390/act11030080. EDN: EABQFQ.Жилейкин М.М., Климов А.В., Антонян А.В. Метод динамической оценки вертикальных нагрузок на оси и колеса электробуса большого класса // Автомобильная промышленность. 2022. № 11. С. 18–21. EDN: HVUZNF.Zhileikin M.M., Klimov A.V., Antonyan A.V. Method of dynamic assessment of vertical loads on axles and wheels of a large-class electric bus. Automotive industry. 2022. No. 11. pp. 18-21. EDN: HVEZNF. (In Russ.)Антонян А.В. Метод оценки скорости движения электробуса большого класса // Актуальные вопросы машиноведения. 2023. Т. 12. С. 21–24. EDN: EOXMRK.Antonyan A.V. A method for estimating the speed of a large-class electric bus. Actual issues of machine science. 2023. Vol. 12. pp. 21-24. EDN: EOXMRK. (In Russ.)Ахметшин А.А. Скользящий корреляционный анализ для выявления пробуксовки ведущих колес электробуса с использованием коэффициента Пирсона и доверительных интервалов // Грузовик. 2025. № 11. С. 3–8. https://doi.org/10.36652/1684-1298-2025-11-3-8. EDN: DLUJCW.Akhmetshin A.A. Sliding correlation analysis for detecting slipping of the driving wheels of an electric bus using the Pearson coefficient and confidence intervals. Truck. 2025. No. 11. pp. 3-8. https://doi.org/10.36652/1684-1298-2025-11-3-8. EDN: DLUJCW. (In Russ.)Антонян А.В. Метод определения состояний работы системы управления тяговым электроприводом // Грузовик. 2025. № 12. С. 8–14. https://doi.org/10.36652/1684-1298-2025-12-8-14. EDN: HJVPUL.Antonyan A.V. A method for determining the operating conditions of a traction electric drive control system. Truck. 2025. No. 12. PP. 8-14. (In Russ.) https://doi.org/10.36652/1684-1298-2025-12-8-14. EDN: HJVPUL.Szumska E.M. Regenerative Braking Systems in Electric Vehicles: A Comprehensive Review of Design, Control Strategies and Efficiency Challenges. Energies 2025, 18, 2422. https://doi.org/10.3390/en18102422. EDN: CWBBJS.Szumska E.M. Regenerative Braking Systems in Electric Vehicles: A Comprehensive Review of Design, Control Strategies, and Efficiency Challenges. Energies 2025, 18, 2422. https://doi.org/10.3390/en18102422. EDN: CWBBJS.Deng H., Hu J., Cheng B., Yan F., Chen D., Xu T., Zhang P. Research on Stability Control of Vehicles with Brake-by-Wire System During Braking-in-Turn Maneuver. Mathematics 2026, 14, 1684. https://doi.org/https://doi.org/10.3390/math14101684Deng H., Hu J., Cheng B., Yan F., Chen D., Xu T., Zhang P. Research on Stability Control of Vehicles with Brake-by-Wire System During Braking-in-Turn Maneuver. Mathematics 2026, 14, 1684. https://doi.org/10.3390/math14101684Qasem G.A.A., Abdullah M.F., Farid M., Bakhuraisa Y.A. Enhancing Anti-Lock Braking System Performance Using Fuzzy Logic Control Under Variable Friction Conditions. Symmetry 2025, 17, 1692. https://doi.org/10.3390/sym17101692. EDN: QSKING.Qasem G.A.A., Abdullah M.F., Farid M., Bakhuraisa Y.A. Enhancing Anti-Lock Braking System Performance Using Fuzzy Logic Control Under Variable Friction Conditions. Symmetry 2025, 17, 1692. https://doi.org/10.3390/sym17101692. EDN: QSKING.Abdullah M.F., Qasem G.A., Farid M. An Enhanced ABS Braking Control System with Autonomous Vehicle Stopping. World Electr. Veh. J. 2025, 16, 400. https://doi.org/10.3390/wevj16070400. EDN: YJYLJV.Abdullah M.F., Qasem G.A., Farid M. An Enhanced ABS Braking Control System with Autonomous Vehicle Stopping. World Electr. Veh. J. 2025, 16, 400. https://doi.org/10.3390/wevj16070400. EDN: YJYLJV.Lai F., Wang X. Enhancing Autonomous Vehicle Stability through Pre-Emptive Braking Control for Emergency Collision Avoidance. Appl. Sci. 2023, 13, 13219. https://doi.org/10.3390/app132413219. EDN: COEIUN.Lai F., Wang X. Enhancing Autonomous Vehicle Stability through Pre-Emptive Braking Control for Emergency Collision Avoidance. Appl. Sci. 2023, 13, 13219. https://doi.org/10.3390/app132413219. EDN: COEIUN.Xiao F., Gong X., Lu Z., Qian L., Zhang Y.,Wang L. Design and Control of New Brake-by-Wire Actuator for Vehicle Based on Linear Motor and Lever Mechanism, in IEEE Access, vol. 9, pp. 95832-95842, 2021, https://doi.org/10.1109/access.2021.3094030. EDN: CREXRW.F. Xiao, X. Gong, Z. Lu, L. Qian, Y. Zhang and L. Wang, Design and Control of New Brake-by-Wire Actuator for Vehicle Based on Linear Motor and Lever Mechanism, in IEEE Access, vol. 9, pp. 95832-95842, 2021, https://doi.org/10.1109/access.2021.3094030. EDN: CREXRW.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.