線控技術的案例
解讀底盤線控的關鍵技術
線控系統中所必需的傳感器、高功率的電機、高性能的電源，以及硬件冗余等，都大大增加了成本。隨著技術的進步、電子設備成本的下降，以及其他的技術手段，如非硬件冗余的容錯控制技術等，線控系統的成本會逐漸下降。只有成本下降了，線控系統才能在量產車上大范圍應用。
四是應用范圍的擴展。
實現低成本和高可靠性后，結合目前的電動化、智能化發展趨勢，線控技術的應用范圍將越來越廣，對自動駕駛的發展也會起到有效的推動作用。
解讀底盤線控的關鍵技術
二是提高線控技術的可靠性和安全性。
目前法規仍然要求轉向和制動系統必須有機械連接，不允許使用純線控的轉向系統或制動系統，因此盡快提高線控系統的可靠性和安全性，是當務之急。只有實現高度的安全，才能獲得政府部門對完全線控系統的認可，才能實現線控技術在車輛上的全面應用。
三是降低成本。
線控系統中所必需的傳感器、高功率的電機、高性能的電源，以及硬件冗余等，都大大增加了成本。隨著技術的進步、電子設備成本的下降，以及其他的技術手段，如非硬件冗余的容錯控制技術等，線控系統的成本會逐漸下降。只有成本下降了，線控系統才能在量產車上大范圍應用。
四是應用范圍的擴展。
實現低成本和高可靠性后，結合目前的電動化、智能化發展趨勢，線控技術的應用范圍將越來越廣，對自動駕駛的發展也會起到有效的推動作用。
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二是提高線控技術的可靠性和安全性。
目前法規仍然要求轉向和制動系統必須有機械連接，不允許使用純線控的轉向系統或制動系統，因此盡快提高線控系統的可靠性和安全性，是當務之急。只有實現高度的安全，才能獲得政府部門對完全線控系統的認可，才能實現線控技術在車輛上的全面應用。
三是降低成本。
線控系統中所必需的傳感器、高功率的電機、高性能的電源，以及硬件冗余等，都大大增加了成本。隨著技術的進步、電子設備成本的下降，以及其他的技術手段，如非硬件冗余的容錯控制技術等，線控系統的成本會逐漸下降。只有成本下降了，線控系統才能在量產車上大范圍應用。
四是應用范圍的擴展。
實現低成本和高可靠性后，結合目前的電動化、智能化發展趨勢，線控技術的應用范圍將越來越廣，對自動駕駛的發展也會起到有效的推動作用。
展開 線控底盤技術：線控底盤是自動駕駛的必要條件，自動駕駛是線控底盤的充分條件
因此亟需研究復雜交通場景下底盤動力學域控制對車輛動力學狀態的精確感知與預瞄技術，探索車輛運行動力學穩定邊界精確量化機制，消除高復雜、動態交通環境的不確定性。
無疑，自動駕駛是線控底盤的充分條件。
一覽：線控底盤概述
線控技術（X-By-Wire）源于飛機的控制系統，其將飛行員的操縱命令轉化成電信號通過控制器控制飛機飛行。
線控汽車采用同樣的控制方式，可利用傳感器感知駕駛人的駕駛意圖，并將其通過導線輸送給控制器，控制器控制執行機構工作，實現汽車的轉向、制動、驅動等功能，從而取代傳統汽車靠機械或液壓來傳遞操縱信號的控制方式。
線控底盤主要有五大系統，分別為線控轉向、線控制動、線控換擋、線控油門、線控懸掛。從執行端來看，線控油門、線控換擋、線控空氣懸掛雖然技術都很成熟了，但最為關鍵的轉向和制動系統目前還沒有一套可以適用于L4駕駛的穩定的量產產品。
汽車底盤線控技術特征如下:
▲操縱機構和執行機構沒有機械聯結和機械能量的傳遞；
▲操縱指令由傳感元件感知，以電信號的形式由網絡傳遞給電子控制器及執行機構；
▲執行機構使用外來能源完成操縱指令及相應的任務，其執行過程和結果受電子控制器的監測和控制。
二進宮：線控轉向
線控轉向，即Steer-By-Wire，能夠無束縛地得到無人駕駛進行轉彎的指令目標輸入和汽車的轉向輪的變化之間的關系，可以控制轉向機構和行駛需要之間的關系，這樣能夠對車輛進行調節。其直接掌控著自動駕駛路徑與方向的精確控制。
展開 
淺析自動駕駛線控底盤技術
自動駕駛的發展離不開毫米波雷達、激光雷達、車載攝像頭等硬件設備的道路信息搜集，也離不開深度學習、高精度地圖等軟件程序的道路規劃控制，而為了讓自動駕駛汽車能夠在道路正常、穩定地行駛，這就需要線控底盤技術的加持。線控底盤技術對于自動駕駛汽車，就像人的手和腳一樣，決定汽車是否可以正常行駛，作為執行向的硬件技術，線控底盤的發展將決定自動駕駛汽車的發展。
相對于由懸置系統、進排氣系統、傳動系統、燃油系統、排擋踏板系統、懸架系統、轉向系統、輪胎系統、制動系統等組成的傳統汽車底盤，線控底盤技術的組成主要為線控轉向、線控制動、線控油門、線控懸架等，所謂的線控，簡而言之就是采用電信號的形式來取代機械、液壓或氣動等形式的連接，從而不需要依賴駕駛員的力或者扭矩的輸入。
隨著汽車智能化發展，娛樂性的要求也不斷提高，一些游戲也開始植入汽車內，讓車主或駕駛員在閑暇時間增加樂趣，如很多賽車類游戲就已經在汽車上實現了搭載，主要通過方向盤操作方向，加速踏板及制動踏板控制速度，來控制游戲人物（車輛）的動作，如果還是采用傳統底盤的硬件連接技術，將會在操作方向盤的過程中影響輪胎的動作，不僅對輪胎有磨損，且由于輪胎與地面的阻力，也會影響游戲的游玩體驗。線控底盤技術就很好的解決了這個問題，在操控車輛時，線控底盤可以對通過方向盤、加速踏板、制動踏板的狀態信息進行采集，控制車輛的動作，在進行娛樂游戲時，可以將方向盤、加速踏板、制動踏板等數據信息僅使用到游戲上，從而保護輪胎的磨損，增加駕駛員的娛樂體驗。線控底盤的出現也讓汽車的控制脫離了硬件控制的局限性，讓信息的傳輸、執行的速度得到了更大的提升。對于自動駕駛系統來說，線控油門、線控轉向和線控制動這3個技術尤為重要。
展開 智能網聯汽車底盤線控技術
線控技術認知
線控技術（X by Wire），是將駕駛員的操作動作經過傳感器轉變成電信號來實現傳遞控制，替代傳統機械系統或者液壓系統，并由電信號直接控制執行機構以實現控制目的，基本原理如圖5-1所示。
該技術源于美國國家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）1972年推出的線控飛行技術（Fly by Wire）的飛機。
其中，“X”就像數學方程中的未知數，代表汽車中傳統上由機械或液壓控制的各個部件及相關的操作。
圖1 線控技術的基本原理圖
由于線控系統取消了傳統的氣動、液壓及機械連接，取而代之的是傳感器、控制單元及電磁執行機構，所以具有安全、響應快、維護費用低、安裝測試簡單快捷的優點。
智能網聯線控技術主要包括線控轉向技術、線控制動技術、線控驅動技術、線控換擋技術和線控懸架技術等。
1、線控轉向系統認知
一、線控轉向系統簡介
線控轉向系統（Steering By Wire，SBW），是智能網聯汽車實現路徑跟蹤與避障避險必要的關鍵技術，為智能網聯汽車實現自主轉向提供了良好的硬件基礎，其性能直接影響主動安全與駕乘體驗。
線控轉向系統取消了傳統的機械式轉向裝置，轉向盤和轉向輪之間無機械連接，可以減輕車體重量，消除路面沖擊，具有減小噪聲和隔震等優點。
針對線控轉向系統的研究，國外起步相對較早。
著名汽車公司和汽車零部件廠家，如美國Delphi公司、天合TRW公司、日本三菱公司、德國博士公司、ZF公司、寶馬公司等都相繼在研制各自的SBW系統。
TRW公司最早提出用控制信號代替轉向盤和轉向輪之間的機械連接。
但受制于電子控制技術，直到20世紀90年代，線控轉向技術才有較大進展。
英菲尼迪的“Q50”成為第1款應用線控轉向技術的量產車型。
展開 智能網聯汽車底盤線控技術解析
圖1 線控技術的基本原理圖
由于線控系統取消了傳統的氣動、液壓及機械連接，取而代之的是傳感器、控制單元及電磁執行機構，所以具有安全、響應快、維護費用低、安裝測試簡單快捷的優點。
智能網聯線控技術主要包括線控轉向技術、線控制動技術、線控驅動技術、線控換擋技術和線控懸架技術等。
研判：基于線控底盤的比亞迪自動駕駛超級電動卡車技術狀態
采用600伏電壓平臺的磷酸鐵鋰動力電池系統、線控底盤技術（電液一體化線控轉向系統）以及兼容第三方提供的環境感知上裝（5G同步通訊+激光雷達（選裝）+毫米波雷達（標配）+多通道視頻采集系統）的自動駕駛超級電動卡車，可以被認為是比亞迪制造最具技術含量新能源車型。
然而，從這臺適用于港口牽引作業的自動駕駛超級電動卡車展現的技術狀態，可以一窺比亞迪無人駕駛技術技術、線控底盤技術以及大功率快充技術發展方向。
1、線控底盤技術方案：
需要特別注意的是（1），比亞迪自動駕駛超級電動卡車引入了自行研發的線控底盤技術，具備線性加速、線性制動和高精度線性轉向功能。而線控底盤技術的標配，理論上可以根據客戶需求，安裝由任意第三方開發的自動駕駛、5G同步遙控環境感知上裝模塊的能力。
2021年晚些時候，比亞迪乘用車發布e平臺 3.0架構。e平臺 3.0架構相對此前平臺方案，最大的進化就是集成了自行研電液一體化制動系統和高精度全電轉向系統。基于e平臺 3.0架構的OCEAN-X，將成為行業首款標配800伏電壓平臺+線控底盤技術+全時電四驅的超級電動汽車。
新能源情報分析網評測組注意到，比亞迪乘用車和商用車雖然分為兩個部門，但是諸如BMS、水冷板控制模組、磷酸鐵鋰電池系統、BC系列電動空調壓縮機以及諸如電子水泵等附屬分系統，都可以互換使用。可以互換的硬件，不僅分攤研發風險、降低研發成本，最大程度增加終端市場可靠性驗證強度。
比亞迪乘用車目前主推e平臺 3.0架構，比亞迪商用車則以自動駕駛超級電動卡車為藍本，都采用自研線控底盤為載具，兼容包括第三方提供的環境感知上裝的策略。
展開 一文讀懂線控轉向技術
其次，線控轉向系統需要實時地模擬路面的路感，以便駕駛員的合理駕駛。
這也對計算程序的性能提出了較高的要求。當然，如果是L5級的自動駕駛，完全取消方向盤，則沒有這個問題，但是L5的實現還很遙遠。
此外，
線控轉向系統對轉向電機的功率要求高，相應的，轉向電機的成本也將增加。
線控轉向的應用現狀
由于線控轉向系統獨特的優勢，以及自動駕駛浪潮下的需求，目前線控轉向正在逐漸普及。
最早的量產線控轉向系統可以追溯到2015年，英菲尼迪Q50搭載了主動式的線控轉向系統。Q50的轉向系統在正常工作狀態下，方向盤和轉向器之間是沒有機械連接的，完全靠電信號實現控制和路感的模擬。當系統出現故障時下，通過離合器，將線控轉向系統變為一個機械轉向系統，這就是對于線控轉向系統的冗余。
圖4 英菲尼迪Q50的線控轉向系統
可惜的是，后續Q50的線控轉向版本遭遇了大規模的召回，看來線控轉向的可靠性，當時沒有達到大規模量產的要求。
目前已經有多家廠商推出了自家的線控轉向概念模型，如傳統巨頭博世等，但是能夠支持高級別自動駕駛功能的完全線控轉向產品還沒有量產案例。
值得關注的是，除了博世、大陸等傳統Tier 1外，國內自主品牌也開始占據線控轉向的份額。2021年，集度、蔚來、吉利成為線控轉向技術發展和標準化研究的聯合牽頭單位，將牽頭線控轉向相關國家標準的制定；長城汽車也發布了其支持L4級別自動駕駛的線控轉向技術，號稱2023年將實現量產。
雖然還存在技術難點，但從目前的技術迭代速度和行業趨勢來看，我們相信，完全的線控轉向量產落地已經不太遠了。
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其次，線控轉向系統需要實時地模擬路面的路感，以便駕駛員的合理駕駛。
這也對計算程序的性能提出了較高的要求。當然，如果是L5級的自動駕駛，完全取消方向盤，則沒有這個問題，但是L5的實現還很遙遠。
此外，
線控轉向系統對轉向電機的功率要求高，相應的，轉向電機的成本也將增加。
線控轉向的應用現狀
由于線控轉向系統獨特的優勢，以及自動駕駛浪潮下的需求，目前線控轉向正在逐漸普及。
最早的量產線控轉向系統可以追溯到2015年，英菲尼迪Q50搭載了主動式的線控轉向系統。Q50的轉向系統在正常工作狀態下，方向盤和轉向器之間是沒有機械連接的，完全靠電信號實現控制和路感的模擬。當系統出現故障時下，通過離合器，將線控轉向系統變為一個機械轉向系統，這就是對于線控轉向系統的冗余。
圖4 英菲尼迪Q50的線控轉向系統
可惜的是，后續Q50的線控轉向版本遭遇了大規模的召回，看來線控轉向的可靠性，當時沒有達到大規模量產的要求。
目前已經有多家廠商推出了自家的線控轉向概念模型，如傳統巨頭博世等，但是能夠支持高級別自動駕駛功能的完全線控轉向產品還沒有量產案例。
值得關注的是，除了博世、大陸等傳統Tier 1外，國內自主品牌也開始占據線控轉向的份額。2021年，集度、蔚來、吉利成為線控轉向技術發展和標準化研究的聯合牽頭單位，將牽頭線控轉向相關國家標準的制定；長城汽車也發布了其支持L4級別自動駕駛的線控轉向技術，號稱2023年將實現量產。
雖然還存在技術難點，但從目前的技術迭代速度和行業趨勢來看，我們相信，完全的線控轉向量產落地已經不太遠了。
展開 滑板底盤：啃不動的“蛋糕”
▲ 中金公司預測線控市場規模
我們知道，汽車底盤由傳動系、行駛系、轉向系及制動系“四大系”組成。那么，作為一體化、集成化、智能化的核心技術之一，線控底盤同樣還是基于這個原則，主要包括線控轉向、線控驅動、線控換擋、線控制動、線控懸掛等五大系統，且對應著汽車運動的前后左右上下六個自由度。
而從產品生命周期角度來看，中金公司認為，線控底盤發展的五大細分模塊中，線控驅動和換擋基本進入成熟期，線控制動和線控懸架正處成長期，線控轉向才邁進導入期。
一位傳統車企的技術負責人也告訴我，“王老師，線控底盤（的目標）只是部分實現了，距離實現完整的線控功能還得幾年時間。”
這“五大系統”中，特別是“線控轉向”SBW（Steer By Wire），是難度在EPS（電子助力轉向）之上的技術，目前還在開發導入期內，并且，技術壟斷在零部件巨頭手中。
之前能夠量產的，只有過Kayaba量產配套英菲尼迪Q50。早在2013年，英菲尼迪Q50成為第一款應用線控轉向技術的量產車型（仍有機械中間軸設計）。按照業內人士的說法，“性價比不高，故障率略高。”
這么難，主要是線控轉向受到三方面的制約：高功率的力反饋電機和轉向執行電機，算法實現，設備冗余導致成本和重量增加。當然你也可以說，“EPS可算被動的線控轉向，如果不太計較可靠性和安全冗余，加大電機功率就可做真正的線控轉向。”
而對于“線控轉向的技術突破大概需要多久？”
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電控轉向技術解析
電控轉向是線控技術在汽車產品上的一種應用，是以電子信號為載體利用電線將指令傳遞到執行機構，從而避免結構繁雜的機械傳動、減重、提升效率以及實現更多智能控制功能等多重目的。
其實線控技術近幾年在商用車上已經有所應用，比如商用車上的電子剎車總泵、電控氣壓換擋系統等。然而運用在轉向系統之上這還是第一次。
所謂電控轉向系統，就是在轉向系統和方向盤之間取消傳統機械連接，車輪的轉向角度和速度均依靠電腦根據行駛路況和駕駛者轉動方向盤的意圖綜合計算，并由電腦控制轉向機實現控制目的。這就好比駕駛員手里的方向盤是一個遙控器，或者賽車游戲中的模擬方向盤，而真正執行轉向命令的是車上的電腦。
● 電控轉向最早出現在哪?
其實，奔馳從1990年投入對線控技術的研究。在汽車領域，第一款實現應用線控技術的汽車是奔馳在1996年發布的F200概念車。
F200概念車在當時采取的控制策略是：駕駛員通過操作安裝在車門內側和中央控制臺處的側面操縱桿來控制車身的所有運動。左右移動操縱桿使汽車轉向，而將操縱桿向后拉將產生制動，向前推將使汽車加速。這種操作方式與工程挖掘機的操作方式非常相似，只不過F200概念車不能橫著走而已。
由于奔馳F200概念車上采用了線控技術，那么方向盤、轉向柱、踏板、制動油管等設備就被取消了。這已經不是原來翻蓋手機→滑蓋手機→直板手機的變革。像奔馳F200概念車上操作方式的重大改變需要有相關立法支持、還要對駕駛員有從零開始的駕駛技能培訓，推廣難度還非常大，只能在概念車上玩玩。
展開 #汽車工程#盤點五種創新底盤控制技術設備，讓安全更有保障
汽車底盤的線控技術
所謂線控就是用電子信號的傳送取代過去由機械、液壓或氣動的系統連接的部分，如換檔連桿、油門拉線、轉向器傳動機構、剎車油路等，它不僅是取代連接，而且包括操縱機構和操縱方式的變化，以及執行機構的電氣化，這將改變汽車的傳統結構。全面線控的實現將意味著汽車由機械到電子系統的轉變，線控技術要求網絡的實時性好、可靠性高，而且一些線控部分要求功能實現的冗余，以保證在一定的故障時仍可實現這個裝置的基本功能。就像現在的ABS和動力轉向一樣，在線路故障時仍具有剎車和轉向的基本功能，這就要求用線控的網絡數據傳輸速度高、時間特性好和可靠性高。
目前汽車底盤的線控技術包括線控換檔系統、制動系統(如電液制動系統EHB，電子機械制動系統EMB)、懸架系統、增壓系統、油門系統和轉向系統等。線控技術具有如下優點：無需使用液壓制動或其它任何液壓裝置，使汽車更為環保；減小了正面碰撞時的潛在危險性，并為汽車設計提供了更多空間；線控的靈活性使汽車設計、工程制造和生產過程中的成本大為降低，且降低了維護要求和車身重量。
汽車底盤集成化技術
現代汽車底盤電子控制系統正從最初單一控制發展到如今的多變量多目標綜合協調控制，這樣可以在硬件上共用傳感器、控制器件、線路，使零件數量減少，從而減少連接點，提高可靠性，在軟件上實現信息融合、集中控制，提高和擴展各自的單獨控制功能，其中主要包括ABS／ASR／ESP的集成化、ABS／ASR／ACC的集成化技術。
而目前在底盤技術中有幾個新的技術發展，未來會對增強汽車的安全發揮比較重大的影響。比如在2010年度大陸集團開發ESA緊急轉向輔助系統，該系統關聯了ESC、EPS等功能，使用傳感器幫助底盤監控路況，在司機來不及踩動剎車的情況，下可以通過幫助轉向規避機動的方式降低交通事故發生的概率。
展開 智能底盤技術(2) | 汽車制動系統的發展概述
線控制動時期
線控技術源于飛機控制系統，它將飛機駕駛員的操縱命令轉換成電信號，通過電纜直接傳輸到自主式舵機。線控技術最大的優勢是響應精準迅速，但是缺點是對大量的電子電氣部件替代了傳統的機械部件，可靠性受到挑戰，需要相對高昂的成本來降低線控系統的故障率。也正是基于這一點，雖然汽車行業早在20年代末就對線控技術的應用進行了探索，但是沒有大規模量產。
新能源汽車尤其是純電動汽車的發展給線控技術在汽車上的普及帶來了轉機。由于發動機被電機代替，依賴發動機產生真空源的真空助力器的使用受到了限制。另一方面，由于驅動電池的存在，傳統的制動系統通過摩擦將動能轉化為熱能消耗掉的方式顯得很不節能，制動系統需要探索將動能轉化成化學能存儲于電池中以便對能源進行循環利用的方式。
在這樣的趨勢之下，作為底盤線控技術的全球領先企業，德國博世經過深入的研究開發，推出了新一代制動助力產品：智能助力器iBooster 。
iBooster不依賴真空源，取代了傳統的真空泵和真空軟管，體積更小，整個制動系統重量更輕，無需消耗能量建立真空源，僅在制動時消耗電量，同時可以進行能量回收，從而達到節能減碳的目的，適用于所有動力總成，包括混動和電動車，更加符合未來發展趨勢，因此受到了中高檔車型的青睞，市場份額越來越高。
另一方面，線控技術響應精準迅速的優勢得以延續。iBooster利用傳感器感知駕駛者踩下制動踏板的力度和速度，并將信號處理之后傳給電控單元，電控單元控制助力電機對應的扭距，在機電放大機構的驅動下，推動制動泵工作，從而實現電控制動，響應速度更快并且能夠精準的控制壓力。
展開 汽車線控轉向系統節能設計研究綜述
它取消了加速踏板、方向盤及制動踏板，徹底采用操縱桿控制汽車，實現了Drive-by- wire技術。寶馬汽車公司在其BMW Z22概念車上也應用了線控轉向控制系統及線控驅動技術,使轉向盤轉動角度范圍縮減到160度，這讓駕駛員在緊急轉向時輕松了很多。
國內在線控轉向方面的研究才剛起步，吉林大學、清華大學、同濟大學、北京理工大學等高校對線控技術進行了一些相關研究。隨著SBW研究關注度的提高，國內科研機構也紛紛開始重視，將人力和物力投入其中進行研究。同濟大學汽車學院研制出國內首輛裝備電子轉向系統的概念車——“春輝三號”，該車是國內首輛使用電子轉向技術的電動車。吉林大學宗魏宏、長富等人研究了對電控轉向系統的關鍵技術，并提出了主要問題以及其解決方法,為其他該方面的研究者提供了一個理論基礎。在控制策略方面，武漢理工大學劉永學等提出了相關的算法研究。
1.2 項目研究的科學意義
要使線控轉向技術真正實用化，必須對線控轉向系統動力學特性和駕駛員“路感”、轉向系統控制策略、電機的動態控制算法和系統節能策略等核心理論及技術進行深入研究，并對汽車穩定性能進行分析和評價。本項目的研究將為SBW系統開發提供理論依據，開發具有自主知識產權的國產實用的SBW系統，從而，有利于提高我國汽車技術水平和掌握汽車核心技術。可以肯定線控轉向系統對現代汽車的性能產生了正向的影響，甚至可能帶來一場汽車控制思想的革命。
該項目研究具有以下科學意義：
（1）基于節能設計的線控轉向系統，有效降低系統能耗，提高汽車系統可靠性和經濟性。從系統結構動力學和控制兩個方面，以轉向系統能量消耗最低和系統穩定性為綜合目標，研究基于節能設計理論和方法設計轉向裝置結構參數和控制策略，實現同等駕駛工況下采用節能設計的轉向系統能耗更低，提高轉向系統及整車的能量使用效率。
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