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線控底盤

線控底盤實際是對汽車底盤信號的傳導(dǎo)機制進行線控改造，以電信號傳導(dǎo)替代機械信號傳導(dǎo)，從而使其更加適用于自動駕駛車輛。其特點在于可實現(xiàn)“人機解耦”，向執(zhí)行器下發(fā)指令的信號源可由人變?yōu)樽詣玉{駛系統(tǒng)零部件，并具備高精度、高響應(yīng)速度等優(yōu)勢。

2023-02-03 11:14:46

當自動駕駛功能等級邁向 L4 級及以上時，車輛的行駛將完全脫離人工干預(yù)，也即整車執(zhí)行系統(tǒng)不再具備駕駛員作為安全冗余。因此，為保證整車在無人駕駛過程中的安全性，高階自動駕駛車輛在執(zhí)行層的設(shè)計中，需要在制動、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵執(zhí)行環(huán)節(jié)實現(xiàn)雙重甚至多重冗余。而考慮到車內(nèi)空間、信號傳導(dǎo)機制、響應(yīng)精度等因素，以線控結(jié)構(gòu)替代機械式結(jié)構(gòu)則是實現(xiàn)執(zhí)行器多重安全冗余的必要條件。

線控底盤——自動駕駛必備黑科技

傳統(tǒng)汽車的底盤主要由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成，除了支撐汽車的發(fā)動機及其他零部件外，還具有接收駕駛員的操作指令，使汽車實現(xiàn)行駛、轉(zhuǎn)向以及制動等功能，是燃油車的重要組成部分。其中，傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系以及制動系四部分相互連通、相輔相成，共同構(gòu)成了汽車底盤，也構(gòu)成了線控底盤技術(shù)的基礎(chǔ)。

機械傳動系和行駛系的組成部分

線控底盤的特點在于可實現(xiàn)"人機解耦"，同時具備高精度、高安全性、高響應(yīng)速度等優(yōu)勢。整體而言，線控底盤實際是對汽車底盤信號的傳導(dǎo)機制進行線控改造，以電信號傳導(dǎo)替代機械信號傳導(dǎo)，從而使其更加適用于自動駕駛車輛。

其具體傳導(dǎo)過程是將駕駛員的操作命令傳輸給電子控制器，再由電子控制器將信號傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，由執(zhí)行機構(gòu)完成汽車的轉(zhuǎn)向、制動、驅(qū)動等各項功能。在此過程中，由于線控結(jié)構(gòu)替代了方向盤、剎車踏板與底盤之間的機械連接，因而此前將由人力直接控制的整體式機械系統(tǒng)亦變成了操作端和設(shè)備端相互**的兩部分，并且設(shè)備端不*可以由人傳遞的信號操作，也能由其它來源的電信號操作，從而實現(xiàn)"人機解耦"。

此外，由于線控結(jié)構(gòu)之下操作單元和執(zhí)行單元之間不存在機械能量的傳遞，因此其響應(yīng)時間將縮短、精度將大幅提升。同時，執(zhí)行單元使用外來能源執(zhí)行操作命令，其執(zhí)行過程和結(jié)果受電子控制器的監(jiān)測和控制，也有利于在遇到緊急工況時保證駕駛員和乘客的安全，因此線控底盤亦具有高安全性的特點。

分拆結(jié)構(gòu)來看，線控底盤由線控換擋、線控油門、線控懸架、線控轉(zhuǎn)向、線控制動五大環(huán)節(jié)組成。其中，線控油門及線控換擋由于技術(shù)難度較低、已于上世紀 90 年代初開始逐步量產(chǎn)上車，且當前滲透率已相對較高（定速巡航即為線控油門的基礎(chǔ)應(yīng)用之一）。相較而言，線控懸架、轉(zhuǎn)向及制動系統(tǒng)，受制于高昂技術(shù)壁壘及上車成本，目前整體仍處于量產(chǎn)的初期階段。根據(jù)我們測算，當前線控制動滲透率*為 3%左右、線控懸架滲透率不足 3%、線控轉(zhuǎn)向幾乎尚未實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

線控底盤構(gòu)成

基于線控底盤"人機解耦、高精度、高安全性"等特點，線控底盤將為實現(xiàn)高階自動駕駛的必要條件，未來有望逐步取代機械式底盤。自動駕駛功能的實現(xiàn)依賴于感知層、決策層和執(zhí)行層三部分的協(xié)調(diào)配合。當自動駕駛發(fā)展進程由低階邁向高階的過程中，不**需要感知層傳感器、決策層主控芯片及算法等的持續(xù)升級，對于執(zhí)行層性能亦將有著更高的要求。

相較于傳統(tǒng)機械式底盤，由電信號控制的線控底盤則在響應(yīng)速度、精度等方面具備更強的優(yōu)勢。同時，當自動駕駛功能等級邁向 L4 級及以上時，車輛的行駛將完全脫離人工干預(yù)，也即整車執(zhí)行系統(tǒng)不再具備駕駛員作為安全冗余。因此，為保證整車在無人駕駛過程中的安全性，高階自動駕駛車輛在執(zhí)行層的設(shè)計中，需要在制動、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵執(zhí)行環(huán)節(jié)實現(xiàn)雙重甚至多重冗余。而考慮到車內(nèi)空間、信號傳導(dǎo)機制、響應(yīng)精度等因素，以線控結(jié)構(gòu)替代機械式結(jié)構(gòu)則是實現(xiàn)執(zhí)行器多重安全冗余的必要條件。

配合智能汽車三電系統(tǒng)、軟硬件架構(gòu)的升級，滑板底盤或為線控底盤發(fā)展的*終產(chǎn)品形態(tài)。滑板底盤的概念*早于 2002 年由通用汽車提出，并率先融合到一臺名為 Hy-wire 的概念車上。其理念在于實現(xiàn)"上下車體解耦+底盤高度集成化"，進而推動車身與底盤的開發(fā)、迭代，并由此加速研發(fā)周期和效率、降低研發(fā)成本。