星空综合体育app下载 车企们一直“吹嘘”的线控底盘到底是什么？

近些年，智能汽车持续进步，相关企业开始频繁提及“线控底盘”，并将其作为核心推广内容。

那么，到底线控底盘是何物？智能汽车为何必须采用线控底盘？它能为智能汽车提供哪些益处？

今天，我们就用最通俗易懂的方式，一文聊透线控底盘。

在此之前，我们先来粗略的了解一下智能驾驶汽车的工作逻辑。

智能驾驶的工作原理

智能驾驶汽车，各家厂商的说法不尽相同，有的称之为高级辅助驾驶，有的叫自动驾驶，还有的称无人驾驶，其实这三者之间是逐步深入的关系，对应着L2、L3/L4、L5这几个等级，我们在此统称为智能驾驶，其功能运作主要涉及三个部分，分别是感知环节、判断环节以及操作环节。

感知设备就是通常所说的传感器，例如监控镜头、激光探测器和微波探测装置等。现在业界在自动驾驶领域，由于公司是否配备激光探测装置，形成了两种主要方向，以特斯拉为代表的图像派（主要依靠监控镜头作为感知部件，微波探测装置作为补充），以及其余采用激光探测装置的企业。

指挥系统负责分析底层获取的数据星空综合体育app下载，确定车辆应当如何应对。例如若视觉设备发现行人正在穿越道路，该系统会指示车辆减速或变道。这个系统由多个部分构成，其中包括运算设备、连接软件以及核心部件，而核心部件又整合了运算逻辑和执行能力。

操作单元负责落实决策单元的安排,诸如车辆的转向,制动,提速等操作,都属于操作单元的职责范围,这便是车辆的操控作用。

像人的大脑一样，一套非常简单的运作逻辑。

底盘承载数据处理及操控的全部功能。智能驾驶追求流畅无阻的感受，因此优质底盘不可或缺。本文核心议题，正是线控底盘技术。

作为对比，我们先来看看传统底盘是如何工作的。

传统底盘工作原理：机械结构为主

底盘的操作任务主要由五个环节构成，具体涉及转向系统、制动系统、变速系统、动力输出以及悬挂系统。在这五个环节中，制动系统、动力输出和转向系统的操控最为核心。接下来，我们选取这三个方面作为切入点，大致探讨一下传统车辆底盘的实际运作方式。

油门，在常规的汽油动力汽车里，踏板与拉杆相接，有时也用拉线，以此操控发动机节气门的启闭，调节气缸的进气量，再控制燃油的注入量，从而让车子动起来。

转向操作通过方向盘下方的联动装置实现，该装置驱动转向机构，从而调整车轮的行进路径。转向技术的发展大致可分为几个时期，包括机械式转向、液压动力辅助转向，以及更先进的电控液压助力转向和全电动助力转向。

转向操作依靠部件间的物理交互来调整方向。液压动力转向在机械控制之外，增设了液压泵装置，运用液压压力辅助方向盘转动。电控液压动力转向在液压动力转向的框架上，配置了电子控制模块，通过该模块调节液压强度，为车辆行驶施加辅助动力。电子稳定程序在上述技术之上，将转向执行部分改为电动驱动，使转向动作更为轻便。

制动方式逐步演变，先后经历了手动制动、动力制动和液体管路控制制动等时期。技术发展路径与转向系统类似，均从最初的全机械制动，逐步过渡到带助力的制动，最终实现了电动驱动。

这些底盘操控特性都存在一个相同缺陷：包含众多机械部件星空体育平台官网入口，以及附加装置。这种情况导致底盘构造繁复，分量沉重，占用空间广，造价昂贵，且维护不便。

另外，智能汽车在机械部件的响应速度上存在不足，难以符合自动驾驶对快速反应的要求。

此时，线控底盘的特长就表现出来了。由于“线”意味着“电”，从字面上看，线控底盘也可以称作“电控底盘”，也就是说，原本由机械完成的任务在线控底盘上完全由“电”来支配。

线控底盘的核心是“电控”

还是对应以上三个功能，看看“线控底盘”是怎么回事。

线控油门系统包含油门踏板、位移感应装置、信息传输线路、中央处理单元以及动力调节装置等部件。油门踏板上的位移感应装置用于检测踏板的移动距离，并将相应的电信号经由信息传输线路发送至中央处理单元。中央处理单元对收到的电信号进行解析处理，进而向动力调节装置发出控制指令。动力调节装置依据接收到的控制指令，完成相应的调节动作。

它最突出的好处在于去掉了以往的油门拉杆等众多物理部件，改用数据线来实施“信息”传递。

线控油门如今已成为某些智能驾驶辅助系统的必备配置，例如配备ACC（自适应巡航）与TCS（牵引力控制）等功能的汽车，若想正常运作，就必须安装线控油门装置。

线控制动，以Brembo的EMB系统为例，其原理如下：

制动踏板感应装置把车子的“数据”信息（踏板行进距离）星空体育app下载入口，沿着“导线”发送给制动管理模块BCU，BCU在分析这些信息后，再通过“导线”向执行机构下达指令，执行机构依据（马达，电控）的指令开展动作。

该系统主要包含两种类型，分别是EHB，即液压式线控制动，以及EMB，即机械式线控制动。EHB根据是否与ABS/ESP结合，可以细分为One-Box和Two-Box两种设计。

长城汽车自主研发的线控制动系统采用EMB结构，已经实现了功能整合。该系统运用电机直接对摩擦片施加压力，同时将ESP车身稳定系统、电控刹车助力系统、液压管路以及电子驻车制动系统融合在了一起。

线控转向系统，核心构成有方向盘单元、转向动力单元、全车感应单元组成。方向盘单元，由操控装置、位置感应器、路面反馈马达构成。转向动力单元，由转向核心部件、动力执行部件组成。全车感应单元，由速度感应器、震动感应器、倾斜度感应器，以及控制单元构成。运作机制阐述如下：

转向指令经转矩、转速传感器转为电信号后输入控制器，控制器发出控制指令给执行器，执行器操控转向轮，实现转向功能。

你一定注意到了某些共同点，线控底盘的关键由四个部分组成：感应设备、传输路径、调控单元，以及动作机构。其运作方式是，感应设备借助“传输路径”把电信号传给调控单元，调控单元对信号进行加工，动作机构实施指令。

它的主要思路在于，尽量减少繁复的机械部件，通过“数据线”传输电信号，这些信号包含车辆的各种指令，比如加减速、制动、转向等，接着控制器ECU会对这些信号进行解析，然后驱动电机执行相应的操作。

线控底盘优势明显

线控底盘有很多好处，包括但不限于：

1、车辆轻量化。

线控底盘无需车辆众多机械装置、气压设备、液压系统等辅助设施。它降低了车身重量，结构也更为简洁，方便后期进行故障检修。

发动机的物理构造已经废弃，电子控制模块直接管理汽车运作，导致众多功能配置更加自由，不再受限于实体条件。

更加方便对汽车进行后续改造，持续更新或者增添新的用途，这就是厂商常常推广的远程软件升级。

操控系统的反应用力更迅速，对自动驾驶有正面作用。以长城车厂公布的信息为例，它们的线控车架刹车反应时刻从先前的430毫秒缩短到80毫秒（从刹车踏板接收刹车指令到开展刹车动作的期间）。

线控底盘“可零可整”

线控底盘是一个规模宏大的领域，吸引了众多企业加入。现阶段业内针对线控底盘的研究存在两种思路，一是将线控油门、线控制动、线控转向等系统独立进行开发，二是从整体底盘域的角度出发，对线控底盘的各项功能进行系统性的规划布局。

这些企业以大陆、博世、电装等企业为重要合作对象，目的是为了更顺利地实现产品市场化；另有一些企业以主机厂为核心，例如长城汽车、特斯拉等，它们的目标是提升智能驾驶的性能表现。

市场前景看好，近些年涌现出许多专注研发线控底盘的企业，例如国外的RIVIAN、REE、ARRIVAL、CANOO，国内的PIX Moving、悠跑科技等，这些公司对外推广的是更广泛的滑板底盘理念，其核心技术也涵盖了线控底盘方面。

企业达成线控底盘目标途径有两条：其一为沿用旧式由不同厂商分别提供部件的模式，例如采用博世技术完成线控油门部分，选用大陆方案负责线控转向环节，依赖电装产品实现线控制动功能，然而各系统间缺乏整合，对后续的远程软件更新造成阻碍。

第二种情况是制造商从基础结构入手规划，整体安排各项功能。这又关联到另一个概念，即汽车电子电气系统布局，该布局将汽车的电子电气部分划分为底盘部分、操控部分、动力部分、驾驶舱部分、车身部分等主要区域。这种底盘系统可视为底盘控制领域的电子设备布局方案，由汽车制造商独立研发的、依据底盘控制领域构思的线控底盘，更有助于高级驾驶辅助技术的成熟。

线控油门，线控制动，线控转向，它们的挑战程度逐步提高。现阶段法规不允许完全取消传统机械部件。因此，除了线控油门，线控制动和线控转向都还处在初步发展阶段。这就造成当前汽车厂商的线控底盘大多采用第一种方案，完全依靠底盘域自主研发并且实际应用的线控底盘非常罕见。

线控底盘必须做好冗余安全

线控底盘的运作核心在于电子部件的掌控功能。任何电子元件都带有一定的随机故障可能，这类故障无法预知具体发生时刻，而是依照概率规律出现，比如电阻出现断路或短路，以及电阻值发生偏移等情况。因此，线控底盘需要实施安全备份方案。

常规车辆的控制装置一旦损坏，惯常的做法是终止运作，或是降低性能。不过，L1-L2级别的辅助驾驶的底子部分，必须拥有安全兜底能力，即便某个部件失灵也能确保行车安全。至于L3及更高阶的自驾系统，其底盘构造则要求在故障状态下还能继续行驶。

线控底盘提升安全性能的补充措施包括物理设备备份和算法容错两大类，涉及软件与硬件两个层面。

硬件备份十分容易明白，就是将所有组件或核心部件准备两套，有些特别情况下会准备三套，例如长城汽车的车载线控底盘，确保当一套出现故障时，另一套可以继续工作。但是它的不足之处在于费用高昂，原因是线控系统的设备包含电源、感应器、调节单元、操作机构等多个关键部件，若对每个部件都设置备用件，则会产生巨大的沉淀费用；此外，在机械构造日益一体化的当前形势下，部件的占用面积持续缩小，增加一套设备备份就会占据更多的空间。

因此业内通常通过消除重复来实施安全存储，简而言之就是加强程序方面的改进。例如程序的非同构构造，在重要单元上运用两种不同机制不同方法的构造形式，包含两套硬件设备或者两套程序运算方法。

长控底盘中，长城的“跨系统安全保障功能”存在软件重复设计的问题：当转向系统无法工作时，制动系统会自动承担转向任务。它运作的机制在于，借助线控制动装置给左右轮施加不一样的制动力，让两边的车轮产生速度差异，以此达成转向效果；制动系统失灵状况下，能够把驱动马达转变为发电机制造阻力，利用增强动力单元和能量回收系统的反向拖拽力矩来减缓车速。

关于线控底盘的所有问题，如上。如有问题，欢迎讨论。