隨著消費(fèi)者對車輛安全性日益提高的重視，車輛制動(dòng)系統(tǒng)也歷經(jīng)了數(shù)次變遷和改進(jìn)。從最初的皮革摩擦制動(dòng)，到后來出現(xiàn)鼓式、盤式制動(dòng)器，再到后來出現(xiàn)機(jī)械式ABS制動(dòng)系統(tǒng)，緊接著伴隨電子技術(shù)的發(fā)展又出現(xiàn)了模擬電子ABS制動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)字式電控ABS制動(dòng)系統(tǒng)等等。近年來西方發(fā)達(dá)國家又興起了對車輛線控系統(tǒng)（x-by-wire）的研究，線控制動(dòng)系統(tǒng)（brake-by-wire）應(yīng)運(yùn)而生，由此展開了對電子機(jī)械制動(dòng)器（Electromechanical Brake）的研究，簡單的來說電子機(jī)械制動(dòng)器就是把原來由液壓或者壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的部分改為由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，借以提高響應(yīng)速度、增加制動(dòng)效能等，同時(shí)也大大簡化了結(jié)構(gòu)、降低了裝配和維護(hù)的難度。
由于人們對制動(dòng)性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的液壓或者空氣制動(dòng)系統(tǒng)在加人了大量的電子控制系統(tǒng)如ABS、TCS、ESP等后，結(jié)構(gòu)和管路布置越發(fā)復(fù)雜，液壓（空氣）回路泄露的隱患也加大，同時(shí)裝配和維修的難度也隨之提高。因此結(jié)構(gòu)相對簡單、功能集成可靠的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)越來越受到青睞，可以預(yù)見EMB將最終取代傳統(tǒng)的液壓（空氣）制動(dòng)器，成為未來車輛的發(fā)展方向。
brake-by-wire的發(fā)展簡介：
brake-by-wire是指一系列智能制動(dòng)控制系統(tǒng)的集成，它提供諸如ABS,車輛穩(wěn)定性控制、助力制動(dòng)、牽引力控制等等現(xiàn)有制動(dòng)系統(tǒng)的功能，并通過車載有線網(wǎng)絡(luò)把各個(gè)系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合成一個(gè)完整的功能體系。原有的制動(dòng)踏板采用了一個(gè)模擬發(fā)生器替代，用以接受駕駛員的制動(dòng)意圖，產(chǎn)生、傳遞制動(dòng)信號給控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并根據(jù)一定的算法模擬反饋給駕駛員。顯而易見，它需要非常安全可靠的結(jié)構(gòu)，用以正常的工作。
由于技術(shù)發(fā)展程度的局限，目前出現(xiàn)了兩種形式的brake-by-wire系統(tǒng)：EHB與EMB。
EHB的簡介：
EHB（Electro-Hydraulic Brake）即線控液壓制動(dòng)器，是在傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)器基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。EHB用一個(gè)綜合的制動(dòng)模塊來取代傳統(tǒng)制動(dòng)器中的壓力調(diào)節(jié)器和ABS模塊等，這個(gè)綜合制動(dòng)模塊就包含了電機(jī)、泵、蓄電池等等部件，它可以產(chǎn)生并儲存制動(dòng)壓力，并可分別對4個(gè)輪胎的制動(dòng)力矩進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。比傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)器，EHB有了顯著的進(jìn)步，其結(jié)構(gòu)緊湊、改善了制動(dòng)效能、控制方便可靠、制動(dòng)噪聲顯著減小、不需要真空裝置、有效減輕了制動(dòng)踏板的打腳、提供了更好的踏板感覺。由于模塊化程度的提高，在車輛設(shè)計(jì)過程中又提高了設(shè)計(jì)的靈活性、減少了制動(dòng)系統(tǒng)的零部件數(shù)量、節(jié)省了車內(nèi)制動(dòng)系統(tǒng)的布置、空間?？梢娤啾葌鹘y(tǒng)的液壓制動(dòng)器，EHB有了很大的改善。但是EHB還是有其局限性，那就是整個(gè)系統(tǒng)仍然需要液壓部件，其基本的還是離不開制動(dòng)液。
EHB的出現(xiàn)主要是為以后研究和生產(chǎn)EMB打下基礎(chǔ)、并積累大量的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。早在1993年FORD公司就有一款電動(dòng)汽車采用了EHB，后來通用公司在其一款轎車上也采用了EHB制動(dòng)系統(tǒng)。
EMB的簡介：
如果把EHB稱為“濕”式brake-by-wire制動(dòng)系統(tǒng)的話，那么EMB就是“干”式brake-by-wire制動(dòng)系統(tǒng)。EMB是Electromechanical Brake的英文簡稱，它和EHB以及HB的最大區(qū)別就在于它不再需要制動(dòng)液和液壓部件，制動(dòng)力矩完全是通過安裝在4個(gè)輪胎上的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。因此相應(yīng)的取消了制動(dòng)主缸、液壓管路等等，可以大大簡化制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、便于布置、裝配和維修，更為顯著的是隨著制動(dòng)液的取消，對于環(huán)境的污染大大降低了。
另外由于相應(yīng)可以取消很多現(xiàn)有部件，因此可以大大的減輕系統(tǒng)的重量，便于對車輛底盤進(jìn)行綜合主動(dòng)控制。其突出的優(yōu)點(diǎn)是：不需要制動(dòng)管路從而降低了制造成本和安裝布置的難度、制動(dòng)效能得到了提高性能穩(wěn)定、不需要制動(dòng)液降低了成本并且保護(hù)環(huán)境、便于融人到車輛綜合控制的網(wǎng)絡(luò)中去（CAN總線）、由于減少了部件數(shù)降低了對空間的占用、由于制動(dòng)踏板只提供參考輸人不直接作用于制動(dòng)系統(tǒng)之上便于改善踏板性能。
EMB的發(fā)展和現(xiàn)狀：
EMB起先是應(yīng)用在飛機(jī)上的，后來才慢慢轉(zhuǎn)化運(yùn)用到汽車上來。EMB與傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)有著極大的差別，其執(zhí)行和控制機(jī)構(gòu)需要完全的重新設(shè)計(jì)。其執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要能夠把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)轉(zhuǎn)化為制動(dòng)蹄塊的平動(dòng)、需要能夠減速增矩、需要能夠自動(dòng)補(bǔ)償由于長期工作而產(chǎn)生的制動(dòng)間隙等，而且由于體積的限制其結(jié)構(gòu)也必須巧妙和緊湊，是整個(gè)EMB系統(tǒng)中非常重要的組成部分；其控制部分也要求能精確控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角從而防止制動(dòng)抱死。最近幾年一些國際大型汽車零配件廠商和汽車廠進(jìn)行了一些對于EMB制動(dòng)系統(tǒng)的研究工作，主要參與競爭的公司有：Conti-nental Teves、Siemens、Bosch、Eaton、Allied Signal、Delphi,Varity Lucas、Hayes等等，而國內(nèi)在此項(xiàng)目上也進(jìn)行了一些相關(guān)的研究工作。
EMB的設(shè)計(jì)初衷之一就是為了提高行車安全性，EMB的響應(yīng)速度快（約0.01s），能夠大大提升制動(dòng)系統(tǒng)的性能，從而提高行車安全性。西門子VDO設(shè)計(jì)的EWB（楔塊式電子機(jī)械制動(dòng)器）不僅響應(yīng)速度快，而且很好利用了增力原理，制動(dòng)效能高，能耗低，制動(dòng)器體積小，西門子于2007年春天進(jìn)行了裝車試驗(yàn)，總體表現(xiàn)還是很優(yōu)秀的?？煽啃源_實(shí)是EMB急需解決的問題，也是現(xiàn)在的技術(shù)難點(diǎn)，因?yàn)橐坏╇娍叵到y(tǒng)失效，還應(yīng)保證車輛具有足夠的能力制動(dòng)。
EMB系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和分類：
對于EMB系統(tǒng)的機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它直接接受電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的力矩，并放大作用到制動(dòng)盤上，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足如下幾個(gè)基本的要求：
1、結(jié)構(gòu)緊湊，便于布置；
2、能夠把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平動(dòng)；
3、有減速增矩、自增力機(jī)構(gòu)；
4、能夠自動(dòng)補(bǔ)償制動(dòng)間隙；
5、能夠提供停車時(shí)的駐車制動(dòng)；
6、安全可靠、工作時(shí)間長。
總的來說，EMB制動(dòng)系統(tǒng)從節(jié)省能量的角度來說可以分為兩個(gè)大類，其一是電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)然后作用到制動(dòng)盤上，其典型是Continental Teves公司研制的制動(dòng)器；第二類是電動(dòng)機(jī)通過一個(gè)自增力機(jī)構(gòu)，間接作用到制動(dòng)盤上，可以大大降低系統(tǒng)所消耗的能量，German Aerospace Center (DLR)內(nèi)部資料顯示其公司研制的EMB制動(dòng)系統(tǒng)eBrake比第一類結(jié)構(gòu)節(jié)省了約83％的能量。第一種結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器特點(diǎn)是控制簡單，制動(dòng)過程穩(wěn)定；但是由于電機(jī)提供所有推動(dòng)制動(dòng)塊所需的推力，使得所需的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率很大，從而造成電機(jī)的尺寸、重量和能耗都較大。第二種結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器由于間接利用了汽車的動(dòng)能作為制動(dòng)自增力，驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需功率可大幅下降，只需要約3%的其它替代方案的能耗，其體積、尺寸和重量也必然比第一種結(jié)構(gòu)形式的制動(dòng)器小，不過目前這種形式的制動(dòng)器控制難度大，制動(dòng)穩(wěn)定性也不如前者。
汽車作為一種地面交通工具，行駛、轉(zhuǎn)向、停車是其三個(gè)基本功能。而其中停車功能就是由汽車的制動(dòng)系統(tǒng)來完成的?！鞍踩?、節(jié)能、環(huán)保”是汽車未來發(fā)展的三大主題，制動(dòng)系統(tǒng)作為汽車的一個(gè)重要組成部分，直接影響到汽車的安全性。EMB制動(dòng)系統(tǒng)是以電能作為能量來源，由中心控制模塊控制，由電機(jī)經(jīng)過傳動(dòng)裝置產(chǎn)生促動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)制動(dòng)鉗，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能的全新制動(dòng)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)相比，EMB系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、EMB制動(dòng)系統(tǒng)用電線傳遞能量、數(shù)據(jù)線傳遞信號，完全摒棄了原有的液壓管路等部件，而且無真空助力器，結(jié)構(gòu)簡潔、質(zhì)量輕、體積小，便于發(fā)動(dòng)機(jī)艙其他部件的布置，也有利于減輕整車質(zhì)量和整車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與布置。
2、EMB采用了電控，易于并入車輛綜合控制網(wǎng)絡(luò)中（CAN總線），并且可以同實(shí)現(xiàn)ABS、TCS、ESP、ACC等多種功能，這些電子裝備的傳感器、控制單元等部件可以與EMB共用，而無需增加其他的附加裝置。避免了像傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)那樣，在制動(dòng)系統(tǒng)線路上安裝大量的電磁閥和傳感器，使得制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，也增加了液壓回路泄漏的隱患。
3、在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)中，踏板至制動(dòng)主缸的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及氣壓液壓系統(tǒng)的固有特性，使得制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間長、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢。制動(dòng)力由零增長到最大大約需要0.2—0.9S, 而且當(dāng)需要較小的制動(dòng)力時(shí)，動(dòng)態(tài)相應(yīng)更慢。而EMB制動(dòng)系統(tǒng)就不存在這樣的問題，EMB以踏板模擬器代替了傳統(tǒng)的機(jī)械踏板傳力裝置，中心控制單元接受踏板模擬器傳來的電信號，判斷駕駛員的意圖，產(chǎn)生相應(yīng)的控制命令，這樣便大大縮短了制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，而且改善了制動(dòng)時(shí)的腳感，無打腳現(xiàn)象。
4、傳動(dòng)效率高、安全可靠、而且節(jié)能。
5、無需制動(dòng)液，降低了對環(huán)境的污染。
總之，現(xiàn)代汽車發(fā)展的方向是模塊化、集成化、機(jī)電一體化，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)車輛的線控。而EMB正是這一發(fā)展方向的體現(xiàn)。EMB必然會在不久的將來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，為汽車進(jìn)一步向前發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。
