[汽車之家 資訊]　　近幾年來,，隨著智能駕駛和自動駕駛技術的不斷發(fā)展,，線控技術開始逐漸出現在各家乘用車廠商的廣告中�,；蛟S這項技術對于大多數網友來說還有些陌生,，其實我們熟悉的各種“高端”交通工具中都能找到它的身影，例如航天飛機,、噴氣客機等,，而最近幾年它才逐漸下放到了乘用車領域。下面就讓我們一起來了解一下這一歷史悠久而又面向未來的技術,。

1.線控技術原理簡析

　　究竟什么是線控技術呢,？我們以剎車系統來舉例。大部分乘用車都采用傳統的液壓制動系統,，駕駛員通過踩制動踏板提供剎車信號,，液壓系統負責傳遞信號，輔以助力泵提供的助力作用在剎車盤上,，達到剎車目的,。

　　在線控制動系統中剎車踏板配備角度傳感器，傳感器發(fā)出的電信號經過處理后輸入電機,，由電機驅動剎車系統完成制動,，傳統的制動系統中的液壓/氣壓系統沒有了,，這是線控制動系統和傳統制動系統最大的區(qū)別。而其他的線控系統的原理也是類似的,，操作信號的傳遞由電線和計算機完成,，不再采用機械和液壓機構。

2.線控技術歷史簡介

　　線控技術此前一直應用于航空航天領域,，最早搭載于1964年試飛的阿波羅登月研究車（LLRV）上,，至今已有60年的悠久歷史，在航天飛機和各國的戰(zhàn)斗機上也都能見到它的身影,。而將這一技術最早引入民用領域的,，是飛機制造商空中客車。在上世紀80年代,，當時的波音系列飛機均采用鋼索傳動,，大量的機械結構使得波音系列的飛機在駕駛時需要用較大的力度操作操縱桿，因此使其有了“空中健身房”的稱號,。

　　而空中客車創(chuàng)新性地將飛行員前方的操縱桿改成了放在側面的搖桿,，傳遞信號的工具也從復雜的鋼索機械結構轉變?yōu)殡娋�，需要飛行員用力操作的機械組件大幅減少,，因此很大程度上降低了飛行員的疲勞程度,，提升了飛行的安全性。經過了近幾十年的不斷發(fā)展,，空客驗證了線控系統在民用領域的可行性與可靠性,，為汽車應用線控技術打下了堅實的基礎。

3.線控轉向

　　線控技術源于航空航天,，在乘用車上應用的首次嘗試也是由瑞典的一家同時生產飛機和汽車的制造商薩博完成的,。1992年，薩博制造了一輛搖桿轉向原型車Saab 9000,。它沒有方向盤,，而是在司機的右側設置了一個搖桿，搖桿產生的信號輸入一臺計算機,，由計算機控制轉向系統完成轉向,。

　　這款原型車在副駕駛位置有一個電腦鍵盤和一個顯示器，司機可以通過修改程序來改變搖桿的轉向手感,。因為操縱桿和車輪沒有機械連接,，因此行駛過程中道路上的顛簸不會傳導到操縱桿上，提升了駕駛舒適性,。不過這種操控方式的缺點是缺乏路感反饋,，并且大多數駕駛員都很難適應這種飛機的操控方式，因此這款車最終沒有量產,。

　　線控系統在量產車上的首次應用是英菲尼迪推出的DAS線控轉向系統,，2014年搭載于Q50上,。其原理和文章開頭所講的線控原理是類似的。線控轉向系統由方向盤,、轉向力執(zhí)行機構,、3組ECU電子控制單元、離合器和轉向機組成,。方向盤和轉向機的機械鏈接在日常行駛時被離合器斷開,。轉向力執(zhí)行機構中配備了傳感器，用來檢測方向盤的旋轉角度,，并向三組ECU發(fā)送電信號,，隨后三組ECU再根據行駛路況進行綜合計算，并輸出控制信號給轉向機,，由轉向機控制車輪的轉向角度,。

　　DAS線控轉向系統最主要的優(yōu)點之一是更快的響應速度。相比于傳統的轉向系統,，由于方向盤和轉向機之間的機械結構在正常狀態(tài)下沒有耦合,，完全通過電信號來傳遞信息,，方向盤幾乎沒有虛位,，轉向時反應速度更快。

　　除了轉向響應迅速外,，DAS線控主動轉向系統還有一個顯著的優(yōu)點就是舒適性,。這里的舒適性是針對駕駛員而言，尤其是在顛簸路面行駛的時候,。方向盤與轉向機之間沒有機械連接,，因此來自顛簸路面的振動不會傳至方向盤上。在低速挪車時,，這套線控轉向系統也能提供更輕便的操作體驗,。

　　此外，DAS線控主動轉向系統還有一大優(yōu)勢就是有機械備份,。如果系統檢測到故障,，DAS系統就會停止工作，位于方向盤和轉向機之間平時斷開的離合器便會耦合,，此時方向盤與轉向機之間變成了機械連接,。這樣就確保在電子系統故障后車輛仍然具有轉向功能，進一步提升了安全性,。

　　不過這套系統也不可能全是優(yōu)點,，其最大的缺點是完全沒有路感反饋，由于線控系統隔絕了所有由車輪傳遞的顛簸和振動,，駕駛員很難通過方向盤判斷車輛的行駛狀態(tài),。這也是目前所有線控轉向系統都存在的一個缺點,，我們也希望未來能夠出現一些新技術解決這個問題。

　　在實現了線控轉向之后,，很多廠家也在著手將剎車系統線控化,。例如國際知名的剎車系統制造商Brembo就在2021年推出了BRAKE-BY-WIRE線控制動解決方案。該方案最大的獨特之處在于其創(chuàng)新的分布式架構,。它取消了制動總泵,，而在每個車輪上都設置了電動制動執(zhí)行器，這樣一來,，每個車輪都是一套相對獨立的制動系統,。

　　那么這套系統是如何工作的呢？當駕駛員踩下制動踏板,，制動踏板模擬器為駕駛員提供剎車腳感反饋,，踏板傳感器檢測到施加在踏板上的力之后，將信號傳送到前后BCU上,，BCU處理后的信號再傳遞給前后執(zhí)行器電機,，完成剎車。這套BRAKE-BY-WIRE線控制動解決方案的優(yōu)勢主要有以下5個方面,。

　　1.更快的響應速度：該系統的響應時間為100毫秒,，僅為傳統制動器響應時間的1/3，在剎車時毫秒必爭的情況下,，更快的響應速度能夠縮短制動距離,，從而提升安全性。

　　2.定制化的剎車：由于制動力全部由制動控制單元（BCU）計算給出,，因此,，駕駛員可以按照自己喜好讓執(zhí)行器輸出不同的制動力，比如舒適還是運動,，靈敏還是遲鈍,。同樣，制動踏板模擬器也可以模擬出不同的制動腳感,，軟硬可調節(jié),。

　　3.支持電子安全功能和智能駕駛：由于四個車輪的制動信號全部由BCU處理，采用電機控制,，因此BRAKE-BY-WIRE線控制動解決方案可以集成ABS,、EBD、ESC等功能,。此外,，它還可以實現與ADAS高級輔助駕駛系統在功能和結構上的兼容，包括AEB,、停車輔助等等,。

　　4.更簡便的維護：BRAKE-BY-WIRE線控制動解決方案僅在前輪執(zhí)行器上使用少量的制動油液,，因此它相較于傳統制動系統在維護保養(yǎng)方面更為簡便。

　　5.更高的可靠性：BRAKE-BY-WIRE線控制動解決方案采用兩套制動控制單元 (BCU),，分別控制前后電動執(zhí)行器,，且互為備份，能夠提供更高的可靠性,。

　　除了Brembo之外,，國內的拿森和威肯西也都推出了自己的線控制動產品。拿森于2023年5月推出了Onebox 2.0集成式智能制動系統（NBC）,。該產品采用全解耦式制動技術,，集成了行車制動、駐車制動,、車輛穩(wěn)定性控制等全部功能,，包括協調式能量回收、舒適制動等增值功能,，具有高動態(tài)響應,、集成方式豐富、支持高階自動駕駛等亮點,。

　　在產品性能上,，滾珠絲杠加空心軸的結構方式提高了產品傳動效率，相比于使用傳統傳動方式的友商產品,，其傳動效率提升30%及以上,。同時,，其建壓速度更快,，響應時間更短、制動性能和安全性更好,。

　　在產品功能上,，拿森Onebox 2.0實現了冗余EPB控制、慣導IMU內置等功能,，還實現了冗余供電功能,，即使車輛由于突發(fā)情況斷電，仍可實現制動系統的功能,，保證整車的安全性,。在產品體積和重量上，集成化的設計使拿森Onebox 2.0體積更小,、重量更輕,，相比目前業(yè)內在售的同類產品體積縮小了18%，整個制動系統減重超過2Kg,。

　　而威肯西科技旗下ONE-BOX線控制動產品--液壓解耦制動系統HDBS也在2023年12月實現量產下線,。該產品將與多個汽車品牌簽署量產及定點協議,，預計年產量達到60萬套。作為首款量產產品,，HDBS液壓解耦制動系統的應用范圍可覆蓋燃油,、純電及混動等乘用車型，也可應用于部分輕型商用車,。

　　威肯西表示,，HDBS在踏板感受方面已經無限接近傳統真空助力器，達到95%以上的相似度,。該產品采用無刷電機和滾珠絲桿的設計,，支持制動助力輔助、常規(guī)ESC功能,、智能駕駛輔助功能,，系統響應時間可達到150ms以內。

　　綜合上述幾款產品的介紹來看,，線控剎車的優(yōu)點主要優(yōu)點是響應速度快,，擁有可調的剎車腳感、可接入智能駕駛系統等,。而其不足之處在于是剎車的腳感不夠真實,，并且它不像線控轉向那樣擁有機械結構備份。不過針對這些不足各家廠商也都在不斷進行優(yōu)化,，例如威肯西稱其已經模擬出了與傳統剎車系統相似度達到95%的剎車腳感,。而在可靠性方面，Brembo采用了前后電動執(zhí)行器互為備份的策略,，而拿森Onebox 2.0實現了冗余供電,，即使車輛由于突發(fā)情況斷電，仍可實現制動系統的功能,，在安全性方面更有保障,。

5.電子油門

　　電子油門應該說是最成熟的線控技術，目前已經大范圍在乘用車上應用,。傳統的拉線油門結構中,，車輛的油門踏板通過鋼索或是連桿與節(jié)氣門連接,，踏板控制的是節(jié)氣門的開度,。油門踩得越深,，氣門開度就會越大,，進氣量與噴油量隨之提升,，以增加發(fā)動機的動力輸出,。而電子油門不再采用拉線/拉桿,，而是用電線傳遞信號,。它的原理是油門踏板與傳感器相連接，傳感器將踏板角度信號發(fā)送給處理器,，經過處理后發(fā)送給電機,，用電動機控制氣門開度。

『傳統拉線/拉桿油門原理圖』

　　電子油門的優(yōu)點是穩(wěn)定性相較于拉線油門更高,，不容易發(fā)生熄火和闖動,。而在電動車中不存在節(jié)氣門，因此目前的電動車都采用電子油門,，其原理和燃油車類似,，由傳感器采集踏板的角度信號，經過處理器處理后發(fā)送給電動機控制器,，控制電機運轉,。

　　電子油門的出現也催生了定速巡航、ACC自適應巡航等初級駕駛輔助功能在乘用車上的應用,，因為巡航時只需要處理器輸出一個油門信號就可以讓發(fā)動機持續(xù)工作,，不再需要持續(xù)踩油門踏板。而更高階的智能駕駛在油門控制上也與之類似,，只不過處理器的運算過程更復雜,，輸出的信號也更復雜。電子油門的出現為更高階的智能駕駛和自動駕駛功能奠定了基礎,。

6.線控底盤

　　線控底盤主要由線控轉向,、線控剎車、線控油門,、線控懸架等系統組成,，是線控技術的集合體。目前國內在做線控底盤的廠家有蔚來,、拿森,、路特斯和長城咖啡等。長城咖啡和拿森的線控底盤我們的同事有過詳細介紹,，大家可以點擊超鏈接了解更多內容,。

　　蔚來在此前發(fā)布的ET9上應用了線控底盤，稱為SkyRide·天行,。ET9的方向盤與轉向電機之間采用電信號傳輸，轉向機構無機械連接,，結構重量更輕,，并支持OTA升級。該車搭載后輪轉向系統,，最大轉向角可達8.3度,，轉向直徑僅為10.9m，根據不同的行駛狀態(tài)，后輪轉向角度能夠隨速度變化,，低速提升靈活性,，高速提升穩(wěn)定性。此外該車還搭載全主動液壓懸架,，每個減振器采用獨立電動液壓泵控制,，支持大幅高度調節(jié)。

　　在此前舉辦的CES電子展上,，路特斯也推出了旗下的線控底盤產品,。其搭載的線控轉向系統，取消了方向盤和轉向車輪之間的機械連接部件,，可實現25%的輕量化目標,。路特斯還推出了底盤域控制器，它可集成控制轉向,、懸架,、制動、空氣動力套件等底盤子系統,，實現網聯化,、共享化、智能化和電動化,。未來,，除線控轉向、底盤域控之外,，路特斯也將繼續(xù)研發(fā)線控制動,，線控懸架等線控底盤組件。

　　線控底盤不僅集成了上文提到的各種線控系統的優(yōu)勢,，其最大的意義還是為智能駕駛奠定基礎,。傳統的轉向和剎車采用液壓系統需要外界輸入機械信號才能工作，而智能駕駛系統中所有控制信號都是由計算機發(fā)出的電信號,，在線控制系統中每個零部件直接由電機驅動,，可以用電線連接到計算機進行統一控制，更加適配智能駕駛的需求,。

7.國家發(fā)展目標

　　了解完一系列線控技術,，最后讓我們再來看看國家對于智能底盤的發(fā)展目標。國家總體目標是2030年智能底盤達到產品一流,、技術引領,。具體來看，到2025年,，裝載自主品牌線控制動,、線控轉向的智能底盤在有行業(yè)影響力的企業(yè)實現批量應用，智能底盤關鍵技術指標達到國際先進水平，關鍵部件產業(yè)鏈實現自主可控,。

　　到2030年,，自主智能底盤和線控執(zhí)行的整車和零部件企業(yè)初步形成品牌效應；智能底盤總體達到國際先進,，關鍵技術指標達到國際領先水平,；智能底盤形成完整的自主可控產業(yè)鏈；培育有國際競爭力的企業(yè),。而每一細分領域的具體發(fā)展目標如下圖所示,，圖片來自《電動汽車智能底盤技術路線圖》。

● 全文總結

　　在本篇文章中我們?yōu)槟�介紹了線控技術在乘用車上的應用,。線控技術應用在乘用車上是航空航天技術下放到民用領域的一個典型案例,，其顛覆了傳通的液壓和機械控制結構，使得車輛底盤更加適配智能駕駛和自動駕駛的需求,，是乘用車電氣化和智能化轉型之路上的又一座里程碑,。我們也期待未來國內廠商能夠推出更多的高科技的線控產品，助力我國智能駕駛和自動駕駛產業(yè)的蓬勃發(fā)展,。（文/汽車之家 顏歡）