現(xiàn)在汽車的發(fā)展由幾個(gè)方面驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)化、智能化和輕量化。全球車企正在努力轉(zhuǎn)型電動(dòng)化時(shí)代，讓電池成本一降再降，電動(dòng)化已經(jīng)成為全球的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車產(chǎn)業(yè)的未來(lái)方向，智能化汽車產(chǎn)品迎來(lái)了機(jī)遇。而輕量化，無(wú)論對(duì)于燃油車還是新能源車，

現(xiàn)在汽車的發(fā)展由幾個(gè)方面驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)化、智能化和輕量化。全球車企正在努力轉(zhuǎn)型電動(dòng)化時(shí)代，讓電池成本一降再降，電動(dòng)化已經(jīng)成為全球的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車產(chǎn)業(yè)的未來(lái)方向，智能化汽車產(chǎn)品迎來(lái)了機(jī)遇。

而輕量化，無(wú)論對(duì)于燃油車還是新能源車，都非常重要尤其是對(duì)后者的影響更大，直接關(guān)系到續(xù)航里程。為了達(dá)成“輕量化”的目的，線控底盤(pán)技術(shù)逐漸的走近了我們，例如長(zhǎng)城汽車2023年就要量產(chǎn)并投入商業(yè)應(yīng)用的線控底盤(pán)。

今天，我們一起分析一波，未來(lái)你我都有可能用到的“線控底盤(pán)”技術(shù)與其中的兩個(gè)核心功能。

線控底盤(pán)，對(duì)于自動(dòng)駕駛的重要性

自動(dòng)駕駛這個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要“前端感知層”和“中央決策層”與“底部執(zhí)行層”這三個(gè)層面默契的配合才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)駕駛功能。

那么“前段感知層”指的是包括攝像頭、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)在內(nèi)的感知設(shè)備。而“中央決策層”則是對(duì)路線規(guī)劃、行車控制等給出信號(hào)，傳導(dǎo)到“底部執(zhí)行層”的車輪、油門(mén)、轉(zhuǎn)向以及制動(dòng)等方面。所以，在整個(gè)執(zhí)行過(guò)程中底盤(pán)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能要更完善、精度更高響應(yīng)更迅速。為了滿足以上需求，線控底盤(pán)是自動(dòng)駕駛的一個(gè)必要條件。

線控底盤(pán)有幾個(gè)特征，操作機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間沒(méi)有機(jī)械連接也沒(méi)有機(jī)械供能，操作指令均以電信號(hào)形式進(jìn)行傳遞給電子控制器以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

長(zhǎng)城汽車在2023年要投入商業(yè)應(yīng)用的這個(gè)線控底盤(pán)，除了能支持L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛之外，還有兩個(gè)核心技術(shù)值得注意一下，分別是“電子機(jī)械線控制動(dòng)”和“線控轉(zhuǎn)向”。面對(duì)智能汽車需要大量且精準(zhǔn)的底盤(pán)信號(hào)，因此這套線控底盤(pán)或許會(huì)采用一個(gè)新型的底盤(pán)域控制器，對(duì)多傳感器的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)校驗(yàn)、判斷以及修正。

針對(duì)以上“線控制動(dòng)”和“線控轉(zhuǎn)向”兩個(gè)功能，底盤(pán)域控制器需要回饋和判斷的信息源包括但不限于：

1方向盤(pán)目標(biāo)角度、方向盤(pán)目標(biāo)轉(zhuǎn)速、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角、方向盤(pán)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)故障信息；

2制動(dòng)踏板目標(biāo)位置、目標(biāo)減速、制動(dòng)燈控制以及故障信息；

從執(zhí)行端來(lái)看，線控油門(mén)、換擋以及線控空氣懸掛技術(shù)都已經(jīng)相對(duì)成熟，但，目前還沒(méi)有一套能夠適用于L4自動(dòng)駕駛功能的線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)量產(chǎn)產(chǎn)品。

線控轉(zhuǎn)向，究竟是什么？

在傳統(tǒng)認(rèn)知中，汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向搖臂等部件組成，然后駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)從而實(shí)現(xiàn)前輪的轉(zhuǎn)向角度，這是傳統(tǒng)意義上汽車的轉(zhuǎn)向原理。而我們接下來(lái)要迎來(lái)的是被稱為“Drive-by-wire”的線控技術(shù)，這套技術(shù)由人機(jī)接口、電信號(hào)模擬或數(shù)字模擬信號(hào)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器以及功能裝置組成。最早是應(yīng)用在飛機(jī)上的，駕駛員執(zhí)行的操作轉(zhuǎn)化成弱電信號(hào)，然后通過(guò)弱電信號(hào)控制強(qiáng)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的飛行操作。

背后的邏輯，用導(dǎo)線取代機(jī)械、液壓等傳統(tǒng)形式的鏈接機(jī)構(gòu)，而且也不需要依靠駕駛員的輸出的力就能實(shí)現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向操作。這樣一來(lái)，減少了機(jī)械連接機(jī)構(gòu)，減輕了車輛的質(zhì)量從而減少能耗。然后，放在智能化車型上可以引入計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)，這就給以后的智能汽車、無(wú)人駕駛汽車對(duì)應(yīng)的L4、L5級(jí)別自動(dòng)駕駛功能鋪好了路。英菲尼迪已經(jīng)有DAS線控技術(shù)在量產(chǎn)車上搭載了，例如Q50、Q60等，但前提投入量產(chǎn)之后也經(jīng)歷過(guò)一次大規(guī)模的召回。

另外，長(zhǎng)城汽車的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是全國(guó)首個(gè)支持L4+自動(dòng)駕駛功能的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，其中還需要很多的傳感器參與工作，這些傳感器主要負(fù)責(zé)檢測(cè)方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角的大小和方向等情況，然后把信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送到電子控制器。最后電子控制器根據(jù)傳感器的信號(hào)進(jìn)行分析、運(yùn)算以及判斷，最終把信息傳送給轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)。

而傳感器的精度，決定了整個(gè)線控轉(zhuǎn)向的性能是否優(yōu)秀，雖然去除了機(jī)械結(jié)構(gòu)，但增加的傳感器對(duì)于整個(gè)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的成本成為了一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。

目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了單電機(jī)前輪轉(zhuǎn)向、雙電機(jī)前輪轉(zhuǎn)向、雙電機(jī)獨(dú)立前輪轉(zhuǎn)向、后輪線控轉(zhuǎn)向、四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向等轉(zhuǎn)向模式（多應(yīng)用于無(wú)人物流車等）。但，目前長(zhǎng)城汽車的線控底盤(pán)技術(shù)還沒(méi)有公布相關(guān)的配置以及傳感器信息。目前能知道的，長(zhǎng)城汽車線控底盤(pán)的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向比在9-16之間主動(dòng)調(diào)節(jié)或自由設(shè)置。

線控轉(zhuǎn)向的技術(shù)難度其實(shí)不大，但仍然面臨幾個(gè)問(wèn)題：

1電子部件能不能達(dá)到像機(jī)械部件那樣的可靠度，在電子部件出現(xiàn)故障時(shí)，如何保證系統(tǒng)依舊能實(shí)現(xiàn)基本的轉(zhuǎn)向功能；

2沒(méi)有機(jī)械鏈接結(jié)構(gòu)，手感模擬器怎么提供給駕駛員合適的路感；

3怎么通過(guò)軟件（算法）來(lái)實(shí)現(xiàn)方向盤(pán)圈數(shù)、敏感度；

4冗余設(shè)備，是否會(huì)導(dǎo)致額外增加成本和重量。

目前博世、采埃孚、NSK等零部件巨頭都有自己相應(yīng)的“線控轉(zhuǎn)向技術(shù)”產(chǎn)品，但目前商業(yè)化落地的不多，比如Kayaba配套英菲尼迪量產(chǎn)。大概率長(zhǎng)城汽車也會(huì)選擇現(xiàn)成的外資供應(yīng)商，畢竟外資企業(yè)在技術(shù)或者成本上都比自研更有優(yōu)勢(shì)。

EMB線控剎車，是未來(lái)的發(fā)展方向？

線控底盤(pán)里還包含了幾個(gè)主要的系統(tǒng)，線控油門(mén)、線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)、線控?fù)Q擋和線控懸架。其中的技術(shù)難點(diǎn)在于線控轉(zhuǎn)向和線控制動(dòng)。而線控底盤(pán)只是發(fā)揮承載以上這些功能的作用，最終來(lái)執(zhí)行計(jì)算后的操作。

那么，關(guān)于線控剎車長(zhǎng)城汽車是怎么實(shí)現(xiàn)的？先明確一點(diǎn)，長(zhǎng)城汽車的線控制動(dòng)技術(shù)是由長(zhǎng)城精工自主研發(fā)的制動(dòng)系統(tǒng)。有別于目前的EHB液壓線控制動(dòng)系統(tǒng)，長(zhǎng)城汽車用的是EMB，其兩者都是線控制動(dòng)BBW的分支。

EMB也就是電子機(jī)械線控制動(dòng)系統(tǒng)，讓電機(jī)直接夾緊摩擦片，取代了EHB線控制動(dòng)系統(tǒng)中的ESP、ibooster、液壓管路和EPB四大部件。它和EHB的最大區(qū)別就在于它不再需要制動(dòng)液和液壓部件，制動(dòng)力矩通過(guò)安裝在4個(gè)車輪里電機(jī)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。簡(jiǎn)單說(shuō)就是EHB為“濕式制動(dòng)器”而EMB是“干式制動(dòng)器”后者直接拋棄了液壓制動(dòng)。

而且EMB還取消了很多在EHB上現(xiàn)有的部件，長(zhǎng)城汽車官方表示實(shí)現(xiàn)減重10%。而且液體不再作為傳遞介質(zhì)，制動(dòng)的響應(yīng)速度變得更快，可以再不到100毫秒內(nèi)響應(yīng)，例如Brembo的線控制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是90毫秒、100km/h車速下制動(dòng)距離縮短5.8米。而長(zhǎng)城精工提供的EMB制動(dòng)系統(tǒng)，100km/h-0制動(dòng)距離可縮短4.8米。

雖然EMB制動(dòng)系統(tǒng)相比于目前廣泛應(yīng)用的EHB有更多的優(yōu)勢(shì)，但也面臨著不少的問(wèn)題：

1系統(tǒng)線路出現(xiàn)故障或者電源故障，制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)該如何制動(dòng)；

2高速制動(dòng)過(guò)程中，剎車片會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，EMB需要加強(qiáng)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性和散熱能力；

3剎車力度決定于電機(jī)大小，電機(jī)在輪轂內(nèi)部也就等于輪轂體積決定了電機(jī)大小，從而決定電機(jī)功率大??；

4由于采用大量的傳感器、控制芯片，短時(shí)間內(nèi)EMB系統(tǒng)成本會(huì)高于EHB成本，降低成本也是一個(gè)問(wèn)題。

總結(jié)

智能化的最終目的，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，無(wú)論是線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)還是它們的載體線控底盤(pán)，都是車企像“自動(dòng)駕駛”這一目的逐步完善的過(guò)程。而在這個(gè)過(guò)程中，還得實(shí)現(xiàn)輕量化，就像上文提到的智能化、輕量化在推動(dòng)著汽車產(chǎn)業(yè)的“線控技術(shù)”發(fā)展。而線控技術(shù)的關(guān)鍵，就是安全和冗余設(shè)計(jì)。

最后，關(guān)于可靠性這個(gè)事兒，延展一下?；蛟S有不少人的傳統(tǒng)觀念里，電子設(shè)備容易發(fā)生故障，不如機(jī)械結(jié)構(gòu)靠譜，但長(zhǎng)城的這套線控底盤(pán)，用了三冗余設(shè)計(jì)，還有跨系統(tǒng)冗余。舉例說(shuō)明，車輛線控轉(zhuǎn)向有A和B兩套方案，A方案失效時(shí)啟用B方案，當(dāng)兩套方案全部失效的時(shí)候，跨系統(tǒng)冗余會(huì)啟動(dòng)線控制動(dòng)會(huì)調(diào)整不同車輪的制動(dòng)力，制造輪速差從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的操作。如果，以上全都失效？還有一個(gè)動(dòng)能回收兜底。