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电机械制动(EMB)以局部产生夹紧力的电动执行器取代液压车轮制动执行机构。本综述以批判性视角综合评述了道路车辆EMB的架构、执行、传感、控制、安全及产业化发展。该综合评述旨在解决执行器设计与车辆集成及技术成熟度之间证据碎片化的问题。采用结构化批判性综述方法对1
电机械制动(EMB)以局部产生夹紧力的电动执行器取代液压车轮制动执行机构。本综述以批判性视角综合评述了道路车辆EMB的架构、执行、传感、控制、安全及产业化发展。该综合评述旨在解决执行器设计与车辆集成及技术成熟度之间证据碎片化的问题。采用结构化批判性综述方法对100份来源文献进行了分析：59篇科学与技术出版物、26项专利或已公开专利申请、6份标准与法规文件，以及9份工业出版物。研究人员对各类来源分别进行评估，以区分经证实的发现、已公开的概念及制造商报告的部署情况。没有任何一种执行器拓扑在所有工程标准下均具优越性。滚珠丝杠机构拥有最广泛的科学与实验覆盖；滚柱丝杠、楔块及齿轮-主轴概念具有特定优势，但其验证一致性相对不足。主要挑战涉及电力与通信可用性、夹紧力与接触点估计、热耐久性、诊断、网络安全以及与再生制动和稳定性控制的协调。电液线控制动具有更长的有据可查的生产历史，而半干式和全干式架构则表现出非均一的成熟度。路线图将可比性测试、车辆级故障验证、生命周期证据、协调的安全与网络安全保证以及独立佐证的现场数据列为优先事项。
1. 引言
制动系统是道路车辆中安全关键性最高且受管制最严的子系统之一。传统液压摩擦制动虽成熟稳健，但受限于液压管路布置、压力建立动态、制动液维护及通过液压压力调制间接控制车轮制动力等固有约束。电动化动力总成使发动机真空助力不再可靠获得，而高级驾驶辅助与自动驾驶功能要求制动系统直接接受电子指令并精确调节各轮制动力，促使电机械制动(EMB)技术加速发展。
2. 综述范围、方法与来源分类
本综述明确将EMB界定为在车轮端由电机经机械减速与旋转-直线转换机构直接产生夹紧力、无液压中间环节的摩擦制动架构。电液制动(EHB)不作为EMB处理，非摩擦制动及非道路应用亦排除在外。检索采用结构化批判性综述方法，覆盖主要工程数据库，最终纳入100份来源，其中科技出版物59篇、专利家族26项、标准与法规文件6份、工业出版物9份。各类来源被赋予不同证据权重：同行评议期刊用于执行器与控制性能结论，专利仅用于识别已公开架构与优先权时序，制造商出版物仅用于产品架构与部署状态说明。
3. 车辆制动架构的演变
传统液压制动依靠制动主缸与液压管路传递制动压力。电液制动(EHB)引入电子制动需求解译与电驱动压力生成，但保留液压轮端执行。电动楔式制动(EWB)利用摩擦自增力原理降低电机力需求，但其夹紧力与摩擦系数强耦合，控制难度显著增大。全干式EMB完全消除液压回路，对电力供应、执行器冗余与失效安全设计提出更高要求。
4. 线控制动发展的商业化路径
产业界沿三条路径推进线控制动。电液线控制动保留液压轮端并实现电子压力生成，是目前最成熟的生产路径；半干式(混合)架构通常在后轴采用EMB而前轴保留液压执行，作为过渡方案；全干式四轮EMB消除液压回路，在分布式控制与软件定义底盘方面潜力最大，但验证负担也最高。
5. EMB系统架构与工作原理
EMB系统按执行覆盖范围、控制拓扑与执行器冗余三个维度分类。全四轮EMB与轴差异化及混合配置并存。控制架构分为集中式与分布式，实际多采用分层结构，由车辆级控制器协调、轮端模块执行实时控制与局部诊断。执行器内部冗余(如双电机)与车辆级制动力再分配互补，但尚无文献报道三者完全集成验证的完整系统，该空白是四轮干式EMB量产的主要架构障碍之一。
6. EMB执行器技术
文献与专利将EMB执行器分为四类：电动楔式、滚珠丝杠型、滚柱丝杠型及齿轮-主轴型。电动楔式执行器可减小电机尺寸，但其热特性与控制复杂性文献支撑不足。滚珠丝杠机构是文献覆盖最广的类型，效率高但可反驱性带来保持力与安全设计挑战。滚柱丝杠承载能力强，但EMB专用验证证据有限。齿轮-主轴布局提供封装灵活性，但传动损耗与间隙影响效率与精度。电机热管理已从部件设计问题上升为系统约束，扭矩-持续时间运行极限需纳入控制分配。
7. 集成传感器、虚拟传感与诊断功能
EMB执行器物理传感器主要包括电机电流、转子或主轴位置及温度。夹紧力虚拟估计是研究最集中的方向，采用模型观测器、滑模观测器及前馈补偿等方法。垫-盘接触点检测对间隙控制、响应一致性与拖滞抑制至关重要，相关专利提出了基于电机控制参数变化率的检测与原点校正方法。磨损监测与长期诊断沿物理模型与数据驱动两条路径发展，前者利用接触点漂移，后者采用特征提取与机器学习分类。
8. EMB控制策略
EMB控制分为三个层级。执行器级夹紧力控制采用逆模型、模型预测控制(MPC)及观测器方法，其精度依赖于系统建模与接触点识别。车轮级滑移控制通过直接调节夹紧力实现防抱死制动(ABS)，自适应模糊滑模与路面识别方法用于不确定摩擦条件下的滑移率跟踪。车辆级协调负责再生制动与摩擦制动的分配、横摆稳定性控制及故障后制动力再分配，预测控制和扭矩矢量分配是主要方法。
9. EMB在电动、自动驾驶及轮边模块架构中的集成
与电动动力总成的集成研究最为充分，重点是再生制动协调与制动能量回收控制。与自动驾驶功能的集成主要聚焦功能安全、冗余与失效运行，以及ISO/SAE 21434框架下的网络安全设计。轮边模块集成将EMB作为多功能角模块的一部分，涉及分布式底盘协调与执行器故障后的多执行器重构，但直接研究EMB与转向、驱动、悬架联合控制的文献很少。
10. 工业发展与专利格局
制造商路径分为电液、半干式与全干式三类。AUMOVIO(原大陆集团)的MK C1/MK C2为电液路径代表，Brembo SENSIFY为全干式代表，HL Mando等供应商在接触点检测、间隙控制与磨损监测方面形成专利布局。专利分析按优先权日分为三个浪潮：1997-2005年基础干式EMB与电子制动请求；2006-2016年电液集成与过渡架构；2017-2026年执行器电子、冗余电源、状态监测与力估计。成熟度框架区分为概念展示(M1)、样机验证(M2)、宣布量产(M3)、有限部署(M4)与确立量产(M5)五级。
11. 讨论：比较分析、研究空白与未来路线图
架构比较表明无单一架构普遍最优，全干式EMB在分布式轮端控制与软件集成方面潜力最大，但将安全责任转移至电气、电子与软件领域。研究空白包括：整车级全系统验证缺乏、夹紧力估计在寿命周期内的鲁棒性不足、接触点检测跨拓扑不可泛化、热管理与力矩分配未统一、失效运行控制多限于孤立故障场景、网络安全与诊断未系统整合、轮边模块集成研究稀缺。路线图分为近期(电液巩固与半干式工业化)、中期(全干式扩展至电动与自动驾驶平台)与远期(智能轮边模块)三个阶段。
12. 结论
EMB的基本可行性已得到充分证明，核心问题转向系统级验证：即执行器、传感、控制、电力、诊断与安全机制能否在整车生命周期内协同满足制动性能要求。建议建立统一比较基准、开展车辆级故障测试、验证热-耐久-估计耦合性能，并以独立佐证的现场数据支撑成熟度声明。
