智能駕駛汽車的發展中往往需要充分考慮到關聯系統的執行能力是否能夠滿足其頂層控制的期望值，這就要求在整車級規控、執行階段中充分掌握主動權。比如在轉向控制中，通過取消方向盤與轉向輪之間的傳統機械連接，可以擺脫傳統轉向系統限制，通過數據總線傳輸信號，轉向電機協調其運動關系，并從轉向控制系統中獲取反饋命令。最終實現智能駕駛系統的主動轉向控制。這也是智能駕駛汽車實現路徑跟蹤與避障避險的關鍵技術。又如引入全新設計的車輛概念的機會，例如直接使用電動機作為車輪驅動的電動汽車和混合動力汽車，肯定比配備內燃機的經典汽車更大。再如，將傳統的整體縱向控制模塊整體上移至頂層自動駕駛控制單元中，通過頂層調諧可以很好的適配車輛縱向運動控制。
下面我們將就如上典型的兩種技術方案進行有效的說明。
迄今為止為汽車開發的所有標準轉向系統
都
基于方向盤和車輪之間的可靠機械耦合。因此，在車輛的所有操作條件下，駕駛員都具有與轉向輪的直接機械連接，使車輛能夠直接遵循其預期的駕駛路線。
近幾十年來，轉向制造商和車輛工業在轉向領域的持續發展主要與轉向助力或轉向角疊加有關。例如，液壓或機電動力轉向系統可為所有可能的駕駛狀態提供完美調整的轉向動力，但仍基于機械傳動機構。特別是在出現錯誤的情況下，即當動力系統切換到所謂的故障安全或故障降級音模式時，機械部件會執行駕駛員的轉向命令，將其傳輸到車輪的執行任務。即使在具有角度疊加（主動轉向）的轉向系統中，這一方面仍然很重要。但是在引入這項技術之前，需要更改最新的法定法規，并且成本/收益比必須朝著可接受和盈利的范圍發展。
線控轉向系統提供了一種轉向控制的新方法，其特點是智能駕駛轉向意圖的純電子傳輸線路以及機械轉向運動與車輪端轉向將完全分離，這就消除了對傳統機械傳動裝置的需要，智能駕駛系統僅生成有關其預期轉向運動的信息，該信息被饋送到電子控制單元。
該控制模塊評估信息將其轉換為適當的轉向命令，這操作執行預期轉向運動的轉向齒輪力。
– 在液壓、電氣、電子和傳感器系統的幫助下，過去開發了許多新的舒適和安全功能，使駕駛車輛更加舒適和安全。
– 盡管有所有這些組件，當前轉向系統的安全概念仍然基于經過驗證的機械組件的連續鏈條。
– 線控轉向系統的安全概念與傳統轉向系統明顯不同。如果發生錯誤，將系統關閉到故障降級模式是不夠的。相反，需要一種故障運行模式，使用具有全部功能的冗余替換系統。
– 對于汽車線控轉向系統的市場推出，可能需要經典的機械或液壓后備水平作為建立第一階段的安全概念。
如上圖，表示了線控轉向系統架構，其中線控轉向概念主要由兩個組件組成：方向盤執行器和車輪執行器。其中的主動轉向技術包含路感模擬、轉角決策及轉角控制等核心功能。實現前饋+反饋的轉角、轉速、扭矩三閉環控制。
位于上轉向柱區域的方向盤執行器包括一個帶有傳感器的傳統方向盤，用于記錄方向盤角度和轉向扭矩，以及一個方向盤電機，將適當的轉向感傳遞給駕駛員。此外，由于在關鍵駕駛狀態下需要通過反射運動進行轉向校正，熟悉的控制元件通過多年的實踐降低了事故風險。
車輪執行器主要由機電齒輪齒條轉向裝置組成。出于安全原因，機架由兩個冗余設計的電動機驅動。高性能電機通常設計為無刷永磁勵磁直流電機 (BLDC)。傳感器也安裝在車輪制動器中，用于記錄車輪角度。
電子控制單元處理由兩個組件提供的所有信息以及其他車輛系統提供的數據。出于安全原因，始終使用冗余系統結構。在某些情況下，對于單個安全相關信號，這需要多達三個相互獨立的傳感器。只有這樣才能在出現錯誤時確保系統的可靠故障運行模式。根據功能和安全結構，控制單元中最多需要八個 32 位微處理器，它們相互監視計算設置值的合理性或故障。
對于線控轉向控制而言，其設計本身將帶來包含技術、優勢和機會的三重優勢。一方面，設計轉向功能的舒適性、安全性和駕駛輔助系統方面的技術自由度為線控轉向概念提供了極好的機會。根據可用的傳感器信號以及與其他車輛系統的集成網絡，可以使駕駛輔助系統在所有可能的操作條件下盡可能安全和輕松地駕駛車輛。
正如前面提到的機電轉向和主動轉向的經驗所表明的那樣，必須確保新開發的功能和設計原則被所有駕駛員視為支持和幫助。尤其是基于獨立于系統的自動轉向的穩定功能，駕駛員不應將干預視為對相應駕駛情況的責任喪失。
線控轉向系統中的另一個重點涉及在處理轉向時要實時傳遞的觸覺信息，并且必須盡可能準確地描述輪胎/道路摩擦連接。駕駛員非常重視這些信息，因為他可以使用它來評估正確的駕駛速度以及車輛的可用加速和減速能力。它通常也是唯一的信息來源，可以足夠快地為他提供突然變化的道路摩擦系數的知識，以便他可以根據實踐的行為模式反射性地控制危險情況。這種為駕駛員帶來熟悉的轉向感覺的所謂反饋信息，在線控轉向的情況下，必須由方向盤模塊中的方向盤電機人工生成。根據可用的傳感器數據，電子控制單元計算方向盤電機的設置值，從而模擬方向盤上的轉向阻力。這應該在合適的力水平下理想地再現輪胎/道路摩擦連接條件。也可以通過這種方式模擬轉彎期間的復位力。當方向盤移動時，無論車輛的重軸力是否達到理想值，方向盤電機都會將運動方向和運動扭矩反推到可以根據需要固定的水平。甚至可以通過方向盤電機中的阻塞扭矩來模擬末端止動件，而無需在上部轉向柱中設置機械止動件。
作用在轉向輪上的干擾力，例如輪胎不平衡、坑洼效應等，可以簡單地有選擇地淡出或在方向盤上以任何所需的強度進行模擬。這可以作為控制軟件設計的一部分以任何需要的方式進行縮放，并且在傳統轉向系統的情況下至少需要機械或液壓的設計措施。同樣，使用可參數化的軟件，轉向系統可以最佳地適應任何車輛。即使是自動轉向行為，例如轉向過度或轉向不足，也會以這種方式受到影響，從而將所需的品牌特征強加給每個車型，也稱為“線控混合”。甚至可以想象通過單獨控制駕駛偏好調節轉向參數可以適應駕駛輔助系統的個人駕駛風格。
至于駕駛輔助系統和穩定功能，當然可以實施在機電動力轉向和主動/疊加轉向中描述和實踐的所有解決方案，例如變速相關比率、轉向超前、偏航率控制、偏航力矩補償、側風補償、自動泊車等。就此而言，這種組合可以代表大多數線控轉向功能。
由于方向盤和轉向器的完全機械分離，駕駛輔助系統相關的功能從長遠來看無疑將具有更高的質量。可以實現全自動車道保持和全自動轉向避撞操作，無需駕駛員參與制動和駕駛領域的所有其他車輛系統。借助單輪轉向（每個前輪由電動執行器單獨轉向，無需使用拉桿進行剛性連接），只需使用軟件中的控制算法即可設計車輪角度控制單元的獨特性，以至于如今的機械多連桿軸可以被簡單且廉價的車輪懸架取代。
傳統駕駛輔助汽車在車輛縱向控制過程中，往往采用區分ECU的方式將加減速放入到不同的ECU中進行控制
，主要控制有如下方面：
1、縱向加減速VLC（Vehicle Longitudinal Control）位于ESP中
通過直接輸入加減速度給ESP，通過讓ESP中的車輛縱向控制模塊VLC分配給動力及制動模塊不同的執行能力，從而在加速階段控制車輛動力系統VCU/HCU/EMS參照不同的加速度進行動力響應控制，在減速階段控制車輛制動系統進行液壓增壓響應減速能力控制。
2、縱向加減速VLC（Vehicle Longitudinal Control）位于ADAS/ADS中
加減速控制放入ADAS/ADS的域控制器中，通過ADAS/ADS計算模塊計算出不同的加減速度控制信息，加速度通過正向扭矩輸入給動力控制單元VCU/HCU/EMS，減速度通過負向減速度輸入給制動控制單元ESP/iBooster等。
各底盤執行器之間未建立相應的直接控制或交互能力。如縱向控制信息單元的執行情況未與橫向執行單元進行直接的信息交互，其轉向控制的執行情況并未完全考慮縱向執行和控情況。這可能造成車輛在執行過程中無法完全將其運動狀態進行調諧，執行結果無法完全確保其執行能力具備高有效性。
下一代智能行車系統將逐漸考慮到橫縱向控制的綜合情況，從而將橫縱向控制總體納入到一個控制器中進行調諧。
而VMC （Vehicle Motion Control） 即是業界俗稱的底盤域控制，其作為整個底盤系統的協調者，即是將車輛運動控制進行總體把控。一方面承接了與ADAS /ADS的信息交互，另一方面建立了底盤各個執行器之間的聯系，使各子系統能夠產生交互作用。VMC 產品作為一款軟件，理論上它可以集成在某個特定的ECU內，包含加速、減速、轉向的總體控制能力。
為應對未來多樣化的駕駛需求：其智能駕駛研發能力建設中，我們為什么需要VMC呢？
在技術層面，與傳統的機械制動方式相比，線控制動的最主要特點是：
3. 能量回收能力強，將剎車過程中摩擦產生的能量都有效利用，延長續航里程；
輔助駕駛系統如ACC, LKA, APA會越來越多，底盤執行器（如ESC,EPS,AKC, CDC,ERC等）也會越來越多。后續需要逐漸解決如下一些子問題項：— 如何妥善構建不同底盤子系統的網絡，將成為解決ADAS/ADS系統功能及軟件開發的巨大的挑戰；— 新的底盤子網絡下將會借此產生新的子功能，提供與ADAS的交互能力；— 新的底盤域控制能力將在側向、縱向和垂向上分別進行運動學控制；
通過VMC(底盤域控制)建立執行器之間的交互，可以提升車輛的動態性能。整車可實現簡化ADAS和執行器之間的交互過程，ADAS負責軌跡規劃，VMC負責軌跡跟蹤。
如上圖表示了一種將VMC放入到智能駕駛單元進行控制的過程圖，其中同一款車型中搭載了不同的智能駕駛配置，一般以L2和L3進行區分。而考慮到行車和泊車對于縱向控制的不同需求，在整個縱向規控中，需要進行包含功能優先級仲裁、執行信號濾波、校驗及優先級定義等多個功能設計定義開發。
VMC模塊在頂層控制端（智能行車及智能泊車控制）過程中，首先需要計算相應期望的縱向加減速度、轉向角度給對應的VMC控制模塊，然后VMC模塊需要參照模型計算出相應的制動增壓壓力與動力扭矩并輸入至區域控制單元，在該單元模塊中進行信號濾波、校驗、優先級仲裁后輸入至相應的轉向扭矩、制動增壓力、動力扭矩控制單元中。
為了確保穩定性，安全性，舒適性等功能開發效果。從整個智能駕駛實際開發過程中，當前基本是將整個VMC都放入到底盤域控制單元中，一般情況下，從底盤域控制器角度上講，VMC/LSM類似接口限制了很多上層應該判定的執行條件，如ESP在何種情況下響應上層ADAS控制（如車輛自檢完成、車輛處于EPB解鎖狀態、車輛前向怠速行駛）。這就導致在很多ADAS/ADS需要響應執行的場景將變得不可用。同時，在自主研發自動駕駛系統過程中，VMC控制可擴展其余使用場景，適用于新架構服務迭代升級的概念。同時，自主研發的VMC可靈活更改和調整相關的制動執行參數，一定程度上可以減少制動系統在整個軌跡規劃和執行控制中的工作量，只要確保上層ADAS/ADS系統對制動控制接口保持的一致性，就可以使得整個智駕控制更加精準、有效。
總結
如上智能駕駛的開發能力要求中不難看出，在下一代智能駕駛開發中需要有效的掌握包含傳統感知、規劃、決策方面的智能駕駛任務外，還要充分考慮到傳統底盤業務納入到智能駕駛團隊中進行開發。這里我們就不得不提到關于團隊建設的問題。下一代智能駕駛想要將智能駕駛業務充分納入到頂層控制單元中，就必須考慮重新對智能駕駛團結隊進行分工。建議可以從如下圖的方式進行。
