在此之前，我們先來(lái)粗略的了解一下智能駕駛汽車(chē)的工作邏輯。

智能駕駛的工作原理

智能駕駛汽車(chē)（不同車(chē)企的宣傳不一樣，有些是高級(jí)輔助駕駛，有些是自動(dòng)駕駛，有些是無(wú)人駕駛，實(shí)際上三者是層層遞進(jìn)的關(guān)系，即L2、L3/L4、L5，這里我們統(tǒng)稱為智能駕駛）的功能實(shí)現(xiàn)大致可以分為3個(gè)層面：感知層、決策層和執(zhí)行層。

感知層也就是大家常聽(tīng)到的傳感器，比如攝像頭，激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等。根據(jù)企業(yè)有沒(méi)有搭載激光雷達(dá)，目前業(yè)內(nèi)在智能駕駛上又分為兩派，以特斯拉為首的視覺(jué)派（以攝像頭為主要感知原件，毫米波雷達(dá)為輔），以及其他企業(yè)的激光雷達(dá)派。

決策層就是處理感知層搜集到的信息，來(lái)決策車(chē)輛應(yīng)該做出怎樣的反應(yīng)。比如當(dāng)攝像頭檢測(cè)到前方有人橫穿馬路時(shí)，決策層就告訴車(chē)輛采取剎車(chē)或者閃避的決策。它包括計(jì)算平臺(tái)、中間件、芯片等，而芯片又包含了算法、算力等。

執(zhí)行層就是執(zhí)行決策層給出的指令，比如車(chē)輛的轉(zhuǎn)向，剎車(chē)，加速等等，都是執(zhí)行層干的事情，也就是車(chē)輛的控制功能。

像人的大腦一樣，一套非常簡(jiǎn)單的運(yùn)作邏輯。

由于執(zhí)行層里所有的控制功能都集中在車(chē)輛底盤(pán)上。所以，要保證智能駕駛有非常絲滑的體驗(yàn)，一套好的底盤(pán)系統(tǒng)是必不可少的。這就引出了本文討論的重點(diǎn)：線控底盤(pán)。

作為對(duì)比，我們先來(lái)看看傳統(tǒng)底盤(pán)是如何工作的。

傳統(tǒng)底盤(pán)工作原理：機(jī)械結(jié)構(gòu)為主

底盤(pán)的控制功能主要包含5個(gè)部分，分別是：轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、換擋、油門(mén)和懸架。其中，關(guān)鍵的就是制動(dòng)、油門(mén)和轉(zhuǎn)向的控制。我們就以這三者為例，粗略看一下傳統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)是如何工作的。

油門(mén)：在傳統(tǒng)燃油汽車(chē)上，油門(mén)踏板連著拉桿（有些是拉線），通過(guò)它控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)閉程度，以控制氣缸入氣量，進(jìn)而控制燃油噴射量來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。

轉(zhuǎn)向：方向盤(pán)下面連著轉(zhuǎn)向桿，轉(zhuǎn)向桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向臂，改變車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。轉(zhuǎn)向大概經(jīng)歷了機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）幾個(gè)階段。

機(jī)械轉(zhuǎn)向就是純靠機(jī)械之間的作用力改變方向。HPS在機(jī)械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上加了一套油壓泵系統(tǒng)，通過(guò)控制油壓來(lái)幫助方向盤(pán)轉(zhuǎn)向。EHPS是在HPS的基礎(chǔ)上增加了電控單元，通過(guò)它來(lái)控制油壓大小，以此給車(chē)輛轉(zhuǎn)向提供助力。ESP則是在之前的基礎(chǔ)上讓轉(zhuǎn)向的執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)化，讓轉(zhuǎn)向更加輕盈。

制動(dòng)：大概經(jīng)歷了機(jī)械制動(dòng)、壓力制動(dòng)、液壓線控制動(dòng)幾個(gè)階段。技術(shù)路線和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)差不多，都是從*開(kāi)始的純機(jī)械制動(dòng)慢慢向助力制動(dòng)轉(zhuǎn)變，然后再電驅(qū)動(dòng)化。

以上所有的底盤(pán)控制功能有一個(gè)共同弊端：存在大量的機(jī)械件，輔助件。這也使得底盤(pán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量重，體積大，成本高，維修難。

此外，對(duì)于智能汽車(chē)來(lái)說(shuō)，機(jī)械件的靈敏度不夠，無(wú)法滿足智能駕駛的低延遲反應(yīng)需求。

這時(shí)候，線控底盤(pán)的優(yōu)勢(shì)就凸顯出來(lái)了。因?yàn)椤熬€”帶來(lái)的是“電”，顧名思義，線控底盤(pán)也可以理解為“電控底盤(pán)”，也就是原本機(jī)械實(shí)現(xiàn)的功能在線控底盤(pán)上全部由“電”來(lái)控制。

線控底盤(pán)是"電控"

還是對(duì)應(yīng)以上三個(gè)功能，看看“線控底盤(pán)”是怎么回事。

線控油門(mén)：由油門(mén)踏板、位移傳感器、數(shù)據(jù)總線、控制器、執(zhí)行器等組成。油門(mén)踏板位移傳感器感知油門(mén)踏板行程，通過(guò)數(shù)據(jù)線將電信號(hào)傳給控制器，控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)執(zhí)行器下達(dá)指令，執(zhí)行器執(zhí)行指令。

它的**優(yōu)勢(shì)就是取消了之前的油門(mén)拉桿等一系列機(jī)械件，由數(shù)據(jù)線來(lái)完成"信號(hào)"傳輸。

線控油門(mén)已經(jīng)成了一些智能輔助駕駛功能的必要條件，比如具備ACC（自適應(yīng)巡航）、TCS（牽引力控制）等功能的車(chē)輛，都必須搭載線控油門(mén)才能實(shí)現(xiàn)。

線控制動(dòng)，以Brembo的EMB系統(tǒng)為例，其原理如下：

制動(dòng)踏板傳感器將車(chē)輛的“報(bào)文”信號(hào)（踏板行程），通過(guò)“線”傳遞給制動(dòng)控制單元BCU，BCU對(duì)信號(hào)處理之后通過(guò)“線”對(duì)執(zhí)行器發(fā)出指令，執(zhí)行器執(zhí)行（電機(jī)，電控）命令。

它主要分兩類(lèi)，EHB: ElectroHydraulic Brake（液壓式線控制動(dòng)）和EMB: Electro Mechanical Brake（機(jī)械式線控制動(dòng)）。其中，EHB又可以根據(jù)是否與ABS/ESP集成分為One-Box和Two-Box方案。

隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，長(zhǎng)城汽車(chē)自研的基于EMB結(jié)構(gòu)的線控制動(dòng)系統(tǒng)也具備了集成功能。它使用電機(jī)直接夾緊摩擦片的EMB制動(dòng)器，將ESP（車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)）、ibooster（電控剎車(chē)助力系統(tǒng)）、液壓管路和EPB（電子駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)）四合一。

線控轉(zhuǎn)向：主要組件包括轉(zhuǎn)向盤(pán)模塊、轉(zhuǎn)向機(jī)模塊、整車(chē)傳感器模塊。其中轉(zhuǎn)向盤(pán)模塊包括方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向盤(pán)傳感器、路感電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)向機(jī)模塊包括轉(zhuǎn)向機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)執(zhí)行器；整車(chē)傳感器模塊包括車(chē)速傳感器、加速度傳感器、橫擺角傳感器以及控制器。工作原理如下：

轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器將駕駛員的轉(zhuǎn)向指令轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入控制器，控制器輸出控制信號(hào)給執(zhí)行器，執(zhí)行器控制轉(zhuǎn)向輪動(dòng)作，完成轉(zhuǎn)向操作。

你一定發(fā)現(xiàn)了其中的共性，線控底盤(pán)的**包含4個(gè)層面：傳感器、數(shù)據(jù)線、控制器，執(zhí)行器。其工作原理是，傳感器通過(guò)"數(shù)據(jù)線"將電信號(hào)傳遞給控制器，控制器處理信號(hào)，執(zhí)行器執(zhí)行命令。

它的邏輯就是，盡可能取消復(fù)雜繁瑣的機(jī)械件，用"數(shù)據(jù)線"來(lái)傳遞電信號(hào)，（也就是車(chē)輛的信息，加速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等）然后控制器ECU處理信號(hào)，電驅(qū)動(dòng)執(zhí)行命令。

線控底盤(pán)優(yōu)勢(shì)明顯

線控底盤(pán)有很多好處，包括但不限于：

1、車(chē)輛輕量化。

線控底盤(pán)去掉了車(chē)輛大量的機(jī)械連接裝置、氣壓、液壓等輔助裝置。減輕了車(chē)身重量，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于后期的故障維修。

2、車(chē)輛的機(jī)械結(jié)構(gòu)被取消，電控單元直接進(jìn)行車(chē)輛控制，讓很多功能布置更加靈活，不受物理?xiàng)l件的限制。

3、更有利于車(chē)輛的二次開(kāi)發(fā)，不斷迭代或者增加新的功能。也就是廠家經(jīng)常宣傳的OTA升級(jí)。

4、控制功能的響應(yīng)速度更快，有利于智能駕駛。比如長(zhǎng)城汽車(chē)官方介紹，其線控底盤(pán)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間由原來(lái)的430ms減少至80ms（制動(dòng)踏板接受到制動(dòng)命令到執(zhí)行制動(dòng)動(dòng)作的時(shí)間）。

線控底盤(pán)"可零可整"

線控底盤(pán)是一個(gè)非常龐大的產(chǎn)業(yè)，有不少玩家參與其中。目前業(yè)內(nèi)對(duì)線控底盤(pán)的研究主要有兩種：一種將線控油門(mén)，線控制動(dòng)、線控轉(zhuǎn)向，各個(gè)系統(tǒng)分開(kāi)來(lái)開(kāi)發(fā)；另一種是從整體的底盤(pán)域設(shè)計(jì)入手，系統(tǒng)性規(guī)劃線控底盤(pán)的各個(gè)功能。

前者以大陸、博世、電裝等供應(yīng)商為主，為了更好的商業(yè)化上車(chē)；后者以主機(jī)廠為主，為了更好的智能駕駛體驗(yàn)，如長(zhǎng)城汽車(chē)，特斯拉等。

由于市場(chǎng)前景的光明性。近幾年，新崛起了不少研究線控底盤(pán)的企業(yè)。如國(guó)外的RIVIAN、REE、ARRIVAL和CANOO，國(guó)內(nèi)的PIX Moving、悠跑科技等。（實(shí)際上它們對(duì)外宣傳的是更宏大的滑板底盤(pán)概念，**技術(shù)也包含了線控底盤(pán)。）

對(duì)應(yīng)以上兩點(diǎn)，企業(yè)實(shí)現(xiàn)線控底盤(pán)的方式也是兩種：一種還是傳統(tǒng)的供應(yīng)商“拼接”方案，比如線控油門(mén)用博世的方案，線控轉(zhuǎn)向用大陸的方案，線控制動(dòng)用電裝的方案，但各個(gè)功能之間彼此割裂，并不利于后期的OTA升級(jí)。

第二種就是廠家從底層架構(gòu)開(kāi)始設(shè)計(jì)，系統(tǒng)性的布置各個(gè)功能。這又牽扯到另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，即汽車(chē)的電子電氣架構(gòu)，它將汽車(chē)的電子電氣系統(tǒng)分為底盤(pán)域、控制域、動(dòng)力域、座艙域、車(chē)身域幾個(gè)大的域結(jié)構(gòu)。此時(shí)的線控底盤(pán)可以理解為底盤(pán)域的電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)，車(chē)企完全自研的基于底盤(pán)域設(shè)計(jì)的線控底盤(pán)，更有利于器智能駕駛功能的完善。

線控油門(mén)，線控制動(dòng)，線控轉(zhuǎn)向，難度系數(shù)依次遞增。由于目前法規(guī)不允許完全取締機(jī)械件。所以，除了線控油門(mén)，線控制動(dòng)和線控轉(zhuǎn)向都處于早期階段。這也導(dǎo)致目前車(chē)企的線控底盤(pán)以第一種方案為主，完全基于底盤(pán)域自研并且上車(chē)的線控底盤(pán)鳳毛麟角。

線控底盤(pán)必須做好冗余安全

由于線控底盤(pán)本質(zhì)上是由電子元器件作為主要控制器的底盤(pán)結(jié)構(gòu)。不管再精密的電子元器件都存在著一定隨機(jī)失效概率（即無(wú)法確定發(fā)生時(shí)間，遵循概率分布而發(fā)生的硬件失效，例如電阻開(kāi)路、短路、阻值的漂移等）。所以線控底盤(pán)必須進(jìn)行安全冗余設(shè)計(jì)。

傳統(tǒng)汽車(chē)的電控單元在出現(xiàn)故障時(shí)，通常采用關(guān)閉系統(tǒng)、功能降級(jí)的方式。而L1-L2級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的底盤(pán)系統(tǒng)須具備fail-safe（失效保護(hù)：某一功能失效時(shí)也能保證安全）特性，L3級(jí)及以上的自動(dòng)駕駛底盤(pán)系統(tǒng)則須具備“fail-operational” （故障-工作）故障下可運(yùn)行功能。

目前，線控底盤(pán)在安全上的冗余辦法主要有硬件冗余方法和解析冗余兩種，就是軟硬件兩方面。

硬件冗余很好理解，就是把所有零部件或關(guān)鍵零部件做兩套（有些甚至做三套，比如長(zhǎng)城汽車(chē)的線控底盤(pán)），保證在一套失效的情況下，另一套能夠發(fā)揮作用。但缺點(diǎn)是成本太高，因?yàn)榫€控系統(tǒng)的硬件包括電源、傳感器、控制器、執(zhí)行器等多個(gè)**零部件，每一個(gè)零部件都做備份的話，沉沒(méi)成本太高；再有，現(xiàn)在機(jī)械結(jié)構(gòu)集成化的大趨勢(shì)下，零部件的空間被不斷壓縮，多一套硬件備份，就會(huì)占用更多的空間。

所以業(yè)內(nèi)一般用解析冗余的辦法做安全備份，說(shuō)白了就是多在軟件層面下功夫。如軟件的異構(gòu)設(shè)計(jì)，在關(guān)鍵部件上采用兩種不同原理不同策略的設(shè)計(jì)方式，有兩組硬件或者兩組軟件算法。

某種程度上來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)城汽車(chē)的線控底盤(pán)“跨系統(tǒng)安全保障功能”也有點(diǎn)軟件冗余的意思：即轉(zhuǎn)向功能失效情況，緊急情況下制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。它的工作原理是，通過(guò)線控制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)兩側(cè)車(chē)輪施加不等大制動(dòng)力，使兩側(cè)車(chē)輛形成轉(zhuǎn)速差，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)作；制動(dòng)功能失效情況，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)產(chǎn)生阻力，通過(guò)增大動(dòng)力總成及能量回收系統(tǒng)的反拖力矩降低車(chē)速。