概述
從汽車誕生時起，車輛制動系統在車輛安全方面就扮演著至關重要的角色。最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，這時的車輛質量比較小，速度比較低，機械制動已滿足車輛制動的需要。
隨著科學技術的發展及汽車工業的發展，尤其是軍用車輛及軍用技術的發展，車輛制動有了新的突破，液壓制動是繼機械制動后的又一重大革新。于此同時隨著車輛越來越重，制動助力器開始被廣泛使用，配合傳統發動機工作的真空助力器成為車輛標配。
到今天，隨著新能源汽車的興起，發動機逐漸被電機取代，與此同時自動駕駛系統對制動提出了新的要求——制動冗余，使得線控制動系統的市場占有率在逐漸提高，
典型的線控助力器eBooster在逐漸蠶食真空助力器的市場份額
，風頭正盛。
在這樣的發展趨勢之下，本文旨在對傳統的真空助力器和電子助力器eBooster進行介紹，以期讀者在了解制動系統進化的同時對eBooster的優勢有更清晰的了解。
1. 真空助力器
當前乘用車和輕型商用車的制動系統主要采用液壓作為傳動媒介，與可以提供動力源的氣壓制動系統相比，其需要助力系統來輔助駕駛員進行制動。真空制動助力系統也稱作真空伺服制動系統，伺服制動系是在人力液壓制動的基礎上加設一套由其他能源提供制動力的助力裝置，使人力與動力可兼用，即兼用人力和發動機動力作為制動能源的制動系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統產生，因而在動力伺服系統失效時，仍可全由人力驅動液壓系統產生一定程度的制動力。
上圖為某轎車的真空助力式（直動式）伺服制動系回路圖，它采用了左前輪制動油缸與右后輪制動油缸為一液壓回路、右前輪制動油缸與左后輪制動油缸為另一液壓回路的布置，即為對角線布置的雙回路液壓制動系統。真空助力器氣室與控制閥組合的真空助力器在工作時產生推力，也同踏板力一樣直接作用在制動主缸的活塞推桿上。
上述伺服制動系回路的核心是真空助力器，而真空助力器正常工作的關鍵在于有穩定的真空來源。裝有汽油發動機的車輛由于發動機采用點燃式，因此在進氣歧管可以產生較高的真空壓力，可以為真空助力制動系統提供足夠的真空來源，而對于柴油發動機驅動的車輛，由于發動機采用壓燃式CI（Compression Ignition cycle），這樣在進氣歧管處不能提供相同水平的真空壓力，所以需要安裝提供真空來源的真空泵，另外，對于為了滿足較高的排放環保要求而設計的汽油直噴發動機GDI（Gasoline Direct Injection），在進氣歧管處也不能提供相同水平的真空壓力來滿足真空制動助力系統的要求，因此也需要真空泵來提供真空來源，真空泵在系統中的位置如下圖所示。
真空助力器的工作過程是：在非工作的狀態下，控制閥推桿回位彈簧將控制閥推桿推到右邊的鎖片鎖定位置，真空單向閥口處于開啟狀態，控制閥彈簧使控制閥皮碗與空氣閥座緊密接觸，從而關閉了空氣閥口。此時真空助力器的真空氣室和應用氣室分別通過活塞體的真空氣室通道與應用氣室通道經控制閥腔處相通，并與外界大氣相隔絕。發動機起動后，發動機的進氣歧管處的真空度上升，隨之，真空助力器的真空氣室、應用氣室的真空度均上升，并處于隨時工作的準備狀態。
當進行制動時，踩下制動踏板，踏板力經杠桿放大后作用在控制閥推桿上。首先，控制閥推桿回位彈簧被壓縮，控制閥推桿連同空氣閥柱往前移。當控制閥推桿前移到控制閥皮碗與真空單向閥座相接觸的位置時，真空單向閥口關閉。此時，助力器的真空氣室、應用氣室被隔開。此時，空氣閥柱端部剛好與反作用盤的表面相接觸。隨著控制閥推桿的繼續前移，空氣閥口將開啟。外界空氣經過濾氣后通過打開的空氣閥口及通往應用氣室的通道，進入到助力器的應用氣室（右氣室），伺服力產生。由于反作用盤的材質（橡膠件）有受力表面各處的單位壓強相等的物理屬性要求，使得伺服力隨著控制閥推桿輸入力的逐漸增加而成固定比例（伺服力比）增長。由于伺服力資源的有限性，當達到最大伺服力時，即應用氣室的真空度為零時（即一個標準大氣壓），伺服力將成為一個常量，不再發生變化。此時，助力器的輸入力與輸出力將等量增長；取消制動時，隨著輸入力的減小，控制閥推桿后移，真空單向閥口開啟后，助力器的真空氣室、應用氣室相通，伺服力減小，活塞體后移。就這樣隨著輸入力的逐漸減小，伺服力也將成固定比例（伺服力比）的減少，直至制動被完全解除。
2. 線控助力器eBooster
通過前面的介紹可以看到，真空助力泵工作的前提是需要基于發動機產生穩定的真空源，而隨著新能源汽車尤其是純電動汽車的普及，發動機被電機代替，真空助力器的使用受到了限制。在這樣的趨勢之下，作為底盤線控技術的全球領先企業，德國博世經過深入的研究開發，推出了新一代制動助力產品：智能助力器iBooster。
在博世以后國內外市場上又涌現出了新的智能助力器廠家，主流的有大陸、采埃孚和中國拿森，各個廠家命名不一，但統稱為eBooster。
eBooster為整車廠提供了新的解決方案，不依賴真空源，取代了傳統的真空泵和真空軟管，體積更小，整個制動系統重量更輕，無需消耗能量建立真空源，僅在制動時消耗電量，從而達到節能減碳的目的，更加符合未來發展趨勢，因此受到了中高檔車型的青睞，市場份額越來越高。
eBooster是不依賴真空源的機電伺服機構，適用于所有動力總成，包括混動和電動車，具有多種產品優勢。eBooster利用傳感器感知駕駛者踩下制動踏板的力度和速度，并將信號處理之后傳給電控單元，電控單元控制助力電機對應的扭距，在機電放大機構的驅動下，推動制動泵工作，從而實現電控制動，響應速度更快并且能夠精準的控制壓力。
另外，eBooster屬于非解偶踏板系統，助力原理和真空助力器類似，因此具有最真實和自然的踏板感，駕駛員能直觀的感受到制動系統的變化，例如ABS回饋力和剎車片的衰退等，減少安全隱患。相對解耦踏板系統來說，所需要的功耗更低。同時為滿足駕駛感受的多樣性和舒適性， eBooster還可以通過軟件調節踏板感，輕松完成舒適和運動駕駛風格的隨意切換。
在發展自動駕駛之前，市場上就有很多新能源車型同時搭載ESC和eBooster系統，目的是使用eBooster實現更佳的回收性能。ESC和eBooster在車上共用一套液壓系統，兩者協調工作，原理如下：
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eBooster和ESC共用一套制動油壺、制動主缸和制動管路。
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eBooster內的助力電機產生驅動力推動主缸活塞運動，使油壺中的制動液流入主缸管路并進入ESC進液閥，經ESC中的調壓閥和進液閥流入4個輪缸，從而建立起制動力。
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當eBooster不工作時，ESC也可以獨立控制制動液從主缸流入輪缸，從而建立制動力。
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eBooster建壓的動態響應速度比ESC主動建壓更快，且NVH表現更好，因此eBooster是制動控制系統中的主執行機構。
eBooster和ESC的制動組合在實現制動能量回收的同時，eBooster還可以通過協調助力器電機助力保持電機制動和液壓制動時踏板感的一致性，給駕駛員帶來最舒適的體驗。
eBooster實現制動能量回收時保持踏板感一致的原理
隨著自動駕駛的發展，對制動系統提出了更高的要求。自動駕駛要求制動系統除了有當前制動系統的正常狀態下的能力之外， 還要有故障快速偵測能力、執行機構的自檢能力、故障發生時執行機構的快速選擇能力，要求車輛具有縱向穩定性冗余、可轉向性（防抱死）冗余，還有車輛的減速冗余。這就需要車輛有兩套制動系統，具有額外的監控功能，冗余的模式控制和縱向穩定性控制。
eBooster通過功能拓展可以和ESC系統協調工作支持制動冗余，eBooster和ESC這一主流制動冗余系統也被稱為 “制動冗余的黃金組合” 。
eBooster和ESC系統組合開發的支持自動駕駛的冗余制動系統
結語
通過上面對真空助力器和線控助力器eBooster的介紹，可以對比出在新能源汽車和自動駕駛汽車發展的大趨勢下，eBooster相比真空助力器有著明顯的優勢，但是在價格上真空助力器優勢同樣明顯。如果按照汽車定位來分，中低端車型上真空助力器依然是主流，而高端車型上eBooster則是更好的選擇，和高端車上標配的ESC系統組成功能強大的制動系統。
