在此之前，我們先來粗略的了解一下智能駕駛汽車的工作邏輯。

智能駕駛的工作原理

智能駕駛汽車（不同車企的宣傳不一樣，有些是高級輔助駕駛，有些是自動駕駛，有些是無人駕駛，實際上三者是層層遞進的關系，即L2、L3/L4、L5，這里我們統稱為智能駕駛）的功能實現大致可以分為3個層面：感知層、決策層和執行層。

感知層也就是大家常聽到的傳感器，比如攝像頭，激光雷達、毫米波雷達等。根據企業有沒有搭載激光雷達，目前業內在智能駕駛上又分為兩派，以特斯拉為首的視覺派（以攝像頭為主要感知原件，毫米波雷達為輔），以及其他企業的激光雷達派。

決策層就是處理感知層搜集到的信息，來決策車輛應該做出怎樣的反應。比如當攝像頭檢測到前方有人橫穿馬路時，決策層就告訴車輛采取剎車或者閃避的決策。它包括計算平臺、中間件、芯片等，而芯片又包含了算法、算力等。

執行層就是執行決策層給出的指令，比如車輛的轉向，剎車，加速等等，都是執行層干的事情，也就是車輛的控制功能。

像人的大腦一樣，一套非常簡單的運作邏輯。

由于執行層里所有的控制功能都集中在車輛底盤上。所以，要保證智能駕駛有非常絲滑的體驗，一套好的底盤系統是必不可少的。這就引出了本文討論的重點：線控底盤。

作為對比，我們先來看看傳統底盤是如何工作的。

傳統底盤工作原理：機械結構為主

底盤的控制功能主要包含5個部分，分別是：轉向、制動、換擋、油門和懸架。其中，關鍵的就是制動、油門和轉向的控制。我們就以這三者為例，粗略看一下傳統汽車底盤是如何工作的。

油門：在傳統燃油汽車上，油門踏板連著拉桿（有些是拉線），通過它控制發動機節氣門的開閉程度，以控制氣缸入氣量，進而控制燃油噴射量來驅動車輛行駛。

轉向：方向盤下面連著轉向桿，轉向桿帶動轉向臂，改變車輪轉動的方向。轉向大概經歷了機械轉向、液壓助力轉向（HPS）、電控液壓助力轉向系統（EHPS）、電動助力轉向系統（EPS）幾個階段。

機械轉向就是純靠機械之間的作用力改變方向。HPS在機械轉向的基礎上加了一套油壓泵系統，通過控制油壓來幫助方向盤轉向。EHPS是在HPS的基礎上增加了電控單元，通過它來控制油壓大小，以此給車輛轉向提供助力。ESP則是在之前的基礎上讓轉向的執行機構電動化，讓轉向更加輕盈。

制動：大概經歷了機械制動、壓力制動、液壓線控制動幾個階段。技術路線和轉向系統差不多，都是從*開始的純機械制動慢慢向助力制動轉變，然后再電驅動化。

以上所有的底盤控制功能有一個共同弊端：存在大量的機械件，輔助件。這也使得底盤結構復雜，質量重，體積大，成本高，維修難。

此外，對于智能汽車來說，機械件的靈敏度不夠，無法滿足智能駕駛的低延遲反應需求。

這時候，線控底盤的優勢就凸顯出來了。因為“線”帶來的是“電”，顧名思義，線控底盤也可以理解為“電控底盤”，也就是原本機械實現的功能在線控底盤上全部由“電”來控制。

線控底盤是"電控"

還是對應以上三個功能，看看“線控底盤”是怎么回事。

線控油門：由油門踏板、位移傳感器、數據總線、控制器、執行器等組成。油門踏板位移傳感器感知油門踏板行程，通過數據線將電信號傳給控制器，控制器對數據進行分析，對執行器下達指令，執行器執行指令。

它的**優勢就是取消了之前的油門拉桿等一系列機械件，由數據線來完成"信號"傳輸。

線控油門已經成了一些智能輔助駕駛功能的必要條件，比如具備ACC（自適應巡航）、TCS（牽引力控制）等功能的車輛，都必須搭載線控油門才能實現。

線控制動，以Brembo的EMB系統為例，其原理如下：

制動踏板傳感器將車輛的“報文”信號（踏板行程），通過“線”傳遞給制動控制單元BCU，BCU對信號處理之后通過“線”對執行器發出指令，執行器執行（電機，電控）命令。

它主要分兩類，EHB: ElectroHydraulic Brake（液壓式線控制動）和EMB: Electro Mechanical Brake（機械式線控制動）。其中，EHB又可以根據是否與ABS/ESP集成分為One-Box和Two-Box方案。

隨著技術不斷進步，長城汽車自研的基于EMB結構的線控制動系統也具備了集成功能。它使用電機直接夾緊摩擦片的EMB制動器，將ESP（車身穩定系統）、ibooster（電控剎車助力系統）、液壓管路和EPB（電子駐車制動系統）四合一。

線控轉向：主要組件包括轉向盤模塊、轉向機模塊、整車傳感器模塊。其中轉向盤模塊包括方向盤、轉向盤傳感器、路感電動機；轉向機模塊包括轉向機、轉向機執行器；整車傳感器模塊包括車速傳感器、加速度傳感器、橫擺角傳感器以及控制器。工作原理如下：

轉矩、轉速傳感器將駕駛員的轉向指令轉換為電信號輸入控制器，控制器輸出控制信號給執行器，執行器控制轉向輪動作，完成轉向操作。

你一定發現了其中的共性，線控底盤的**包含4個層面：傳感器、數據線、控制器，執行器。其工作原理是，傳感器通過"數據線"將電信號傳遞給控制器，控制器處理信號，執行器執行命令。

它的邏輯就是，盡可能取消復雜繁瑣的機械件，用"數據線"來傳遞電信號，（也就是車輛的信息，加速、制動、轉向等）然后控制器ECU處理信號，電驅動執行命令。

線控底盤優勢明顯

線控底盤有很多好處，包括但不限于：

1、車輛輕量化。

線控底盤去掉了車輛大量的機械連接裝置、氣壓、液壓等輔助裝置。減輕了車身重量，并且結構簡單，有利于后期的故障維修。

2、車輛的機械結構被取消，電控單元直接進行車輛控制，讓很多功能布置更加靈活，不受物理條件的限制。

3、更有利于車輛的二次開發，不斷迭代或者增加新的功能。也就是廠家經常宣傳的OTA升級。

4、控制功能的響應速度更快，有利于智能駕駛。比如長城汽車官方介紹，其線控底盤制動響應時間由原來的430ms減少至80ms（制動踏板接受到制動命令到執行制動動作的時間）。

線控底盤"可零可整"

線控底盤是一個非常龐大的產業，有不少玩家參與其中。目前業內對線控底盤的研究主要有兩種：一種將線控油門，線控制動、線控轉向，各個系統分開來開發；另一種是從整體的底盤域設計入手，系統性規劃線控底盤的各個功能。

前者以大陸、博世、電裝等供應商為主，為了更好的商業化上車；后者以主機廠為主，為了更好的智能駕駛體驗，如長城汽車，特斯拉等。

由于市場前景的光明性。近幾年，新崛起了不少研究線控底盤的企業。如國外的RIVIAN、REE、ARRIVAL和CANOO，國內的PIX Moving、悠跑科技等。（實際上它們對外宣傳的是更宏大的滑板底盤概念，**技術也包含了線控底盤。）

對應以上兩點，企業實現線控底盤的方式也是兩種：一種還是傳統的供應商“拼接”方案，比如線控油門用博世的方案，線控轉向用大陸的方案，線控制動用電裝的方案，但各個功能之間彼此割裂，并不利于后期的OTA升級。

第二種就是廠家從底層架構開始設計，系統性的布置各個功能。這又牽扯到另一個知識點，即汽車的電子電氣架構，它將汽車的電子電氣系統分為底盤域、控制域、動力域、座艙域、車身域幾個大的域結構。此時的線控底盤可以理解為底盤域的電子電氣架構設計，車企完全自研的基于底盤域設計的線控底盤，更有利于器智能駕駛功能的完善。

線控油門，線控制動，線控轉向，難度系數依次遞增。由于目前法規不允許完全取締機械件。所以，除了線控油門，線控制動和線控轉向都處于早期階段。這也導致目前車企的線控底盤以第一種方案為主，完全基于底盤域自研并且上車的線控底盤鳳毛麟角。

線控底盤必須做好冗余安全

由于線控底盤本質上是由電子元器件作為主要控制器的底盤結構。不管再精密的電子元器件都存在著一定隨機失效概率（即無法確定發生時間，遵循概率分布而發生的硬件失效，例如電阻開路、短路、阻值的漂移等）。所以線控底盤必須進行安全冗余設計。

傳統汽車的電控單元在出現故障時，通常采用關閉系統、功能降級的方式。而L1-L2級駕駛輔助系統的底盤系統須具備fail-safe（失效保護：某一功能失效時也能保證安全）特性，L3級及以上的自動駕駛底盤系統則須具備“fail-operational” （故障-工作）故障下可運行功能。

目前，線控底盤在安全上的冗余辦法主要有硬件冗余方法和解析冗余兩種，就是軟硬件兩方面。

硬件冗余很好理解，就是把所有零部件或關鍵零部件做兩套（有些甚至做三套，比如長城汽車的線控底盤），保證在一套失效的情況下，另一套能夠發揮作用。但缺點是成本太高，因為線控系統的硬件包括電源、傳感器、控制器、執行器等多個**零部件，每一個零部件都做備份的話，沉沒成本太高；再有，現在機械結構集成化的大趨勢下，零部件的空間被不斷壓縮，多一套硬件備份，就會占用更多的空間。

所以業內一般用解析冗余的辦法做安全備份，說白了就是多在軟件層面下功夫。如軟件的異構設計，在關鍵部件上采用兩種不同原理不同策略的設計方式，有兩組硬件或者兩組軟件算法。

某種程度上來說，長城汽車的線控底盤“跨系統安全保障功能”也有點軟件冗余的意思：即轉向功能失效情況，緊急情況下制動系統實現轉向功能。它的工作原理是，通過線控制動系統對兩側車輪施加不等大制動力，使兩側車輛形成轉速差，從而實現轉向動作；制動功能失效情況，可以通過驅動電機轉化為發電機產生阻力，通過增大動力總成及能量回收系統的反拖力矩降低車速。