自动驾驶的基本过程（三）：线控

(1)底盘线控发展现状

随着智能科技浪潮发展，以及在政策驱动消费牵引等多种力量的助推下，国内外自动驾驶技术逐渐成熟，涉及交通通信、电子等多个领域的融合其发展离不开多产业的协同，是一个从L0、L1、L2往 L3L4L5渐进的过程;不同等级自动驾驶代表性功能和普及时间不同。2020年L3级自动驾驶开始普及已成为行业共识。2021年作为自动驾驶技术进入L3等级的元年，是自动驾驶技术发展的重要节点。

自动驾驶的实现首先依赖感知传感器对道路周边环境信息进行采集，包括摄像头，激光雷达，毫米波雷达和超声波等采集的数据传输出到中央计算单元进行计算，用来识别车辆周边障碍物和可行驶区域进行路线规划和控制，最后制定方向盘转角和速度等信息，传输到底盘执行机构，按照指令进行精确执行。在整个控制过程中，底盘执行机构的功能要完善，系统响应和精度要高。如果把自动驾驶车辆比作人那么底盘执行机构就是我们通常意义上的手和脚，用来做控制执行，是自动驾驶控制技术的核心部件这对整个底盘系统的要求非常高。

自动驾驶的快速发展，促使传统的汽车底盘需要尽快进行线控改造以适用于自动驾驶。线控底盘主要有五大系统，分别为线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门、线控悬挂。从执行端来看，线控油门、线控换挡、线控空气悬挂技术相对成熟，但最为关键的转向和制动系统目前国内外市场上还没有一套可以适用于L3L4驾驶的稳定的量产产品。

(2)线控制动系统

线控技术(X-By-Wire)源于飞机的控制系统，其将飞行员的操纵命令转化成电信号通过控制器控制飞机飞行。线控汽车采用同样的控制方式，可利用传感器感知驾驶人的驾驶意图，并将其通过导线输送给控制器，控制器控制执行机构工作，实现汽车的转向、制动、驱动等功能，从而取代传统汽车靠机械或液压来传递操纵信号的控制方式。

制动系统将朝着智能化、线控化的方向发展，线控制动系统将取代以液压和气压为主的传统制动控制系统成为未来制动系统的主流。线控制动系统由于采用电子控制的方式，可以大幅减少制动系统的反应时间，并有效提高建压速度，可以满足未来高度自动驾驶系统的需求。从发展阶段来看，线控制动尚处于发展早期的阶段，目前渗透率较低，仅有少量车型配置，新能源汽车配置相对较高，但随着L3、L4及以上智能驾驶的需求的不断增加，线控制动有望迎来增长的爆发点。据预测线控制动产品2020-2025年市场空间年均负荷增速高达23%。

由干线控底盘技术属于国际最前沿技术、国际几大底盘系统巨头零部件供应商如博世、大陆、采埃孚等公司已经实现产前开发，但是技术尚未十分成熟还在进一步优化和升级产品系列，预计在2022-2023年会陆续大规模投产。日韩供应商如日立万都、爱德克斯等公司都在积极研制和验证过程中，预计在2024年会陆续规模投产。

国内本土企业在汽车最高安全等级电控产品领域一直以来处于较弱局面，长期被外资垄断，无法突破底盘电控技术壁垒。目前极少数公司进行了线控底盘产品的研发，虽然与博世等国际巨头仍然存在一定差距，产业尚处于发展的早期阶段，但目前也已经取得一定成绩，并在部分车型上实现了量产，与国际巨头的差距正在不断缩小。

(3)线控转向系统

转向系统经历四个发展阶段，从最初的机械式转向系统(MS)发展到液压转向系统(HPS)，然后又出现了电控液压助力转向系统(EHPS)，以及现在主流的电动助力转向系统(EPS)。

EPS系统主要由扭矩传感器车速传感器电动机、减速机构和电子控制的单元等组成。驾驶员在操作方向盘进行转向时，扭矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小将电压信号传送到电子控制单元。

电子控制单元根据转矩传感器检测到的转矩电压信号、转动方向和车速信号等，向助力电机发出指令，使电动机输出响应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助助力。

智能化推动线控转向成为新的趋势，对于L3及以上的智能驾驶车辆，部分或全程的驾驶工况，会脱离驾驶员的操控，对转向系统的控制精确性，可靠性要求会更高，因此只有线控转向可以满足。线控转向系统是具有高级功能的电动助力转向系统，其可实现自动驾驶汽车对转向系统的更高要求。线控转向系统由于其具有相应速度快相应精度高等优良特性，成为汽车实现ADAS功能和自动驾驶功能的必备核心零部件。

线控转向系统以EPS为基础短期内产销较低从发展阶段来看，当前线控转向尚处于早期发展阶段目前渗透率较低，仅在少量车型配备，随着自动驾驶的需求不断提高，线控转向的需求将会不断提高。

在线控转向方面，也需要充分考虑几余方案，几余环节包括供电电源介余、电源分配几余、扭矩转角传感器冗余微控制器MCU冗余电机控制及驱动余电机本体冗余等，可以使得在任意单点失效的情况下，系统仍然具备一定的转向助力能力，确保车辆的横向控制功能不受影响。

本文节选自中国汽车基础软件生态委员会(AUTOSEMO)本月发中国汽车基础软件发展白皮书2.0》，如需获得完整报告，请下载。资料下载链接：https://pan.baidu.com/s/1rOTeFu4oJVRNjIzTcIOaVQ 提取码：d72b

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