Функциональная структура и алгоритмы электромеханической тормозной системы транспортного средства

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. 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. 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. 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 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.

1. Келлер 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.

2. 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.

3. 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.

4. Асанов А.З. Архитектура бортовых информационно-управляющих систем, роботизированных большегрузных магистральных автомобилей // Российский технологический журнал. 2017. Т. 5, № 3(17). С. 106–113.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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/10.1088/1742-6596/2479/1/012051

10. 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.

11. 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.

12. Антонян А.В. Метод оценки скорости движения электробуса большого класса // Актуальные вопросы машиноведения. 2023. Т. 12. С. 21–24. EDN: EOXMRK.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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/math14101684

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.