為什么說(shuō)線控技術(shù)是無(wú)人駕駛實(shí)現(xiàn)的前提？

本文來(lái)源：智車科技

／ 導(dǎo)讀 ／

如今，自動(dòng)駕駛已經(jīng)不再是紙上談兵，更多的是步入量產(chǎn)化實(shí)戰(zhàn)籌備。而在此過(guò)程中，線控技術(shù)因其重要性和必要性正逐步成為企業(yè)關(guān)注和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。更有專家認(rèn)為，它的發(fā)展關(guān)系著自動(dòng)駕駛能否落地，可以說(shuō)是未來(lái)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展無(wú)法繞開(kāi)的一道關(guān)，是自動(dòng)駕駛真正實(shí)現(xiàn)落地的前提。那么線控技術(shù)究竟是什么，為何在火熱的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域如此受到重視及關(guān)注呢，是否離開(kāi)這項(xiàng)技術(shù)自動(dòng)駕駛就真的玩不轉(zhuǎn)了呢？本篇文章就帶讀者來(lái)深入解讀一番。

1

什么是線控技術(shù)？

汽車線控技術(shù)起源于飛機(jī)的電傳操縱系統(tǒng)，飛行員不再通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械回路或者液壓回路來(lái)控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)，而是通過(guò)安裝在操縱穩(wěn)定桿上的傳感器檢測(cè)飛行員施加在其上的力和位移，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在ECU中將信號(hào)進(jìn)行處理，傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)控制。這項(xiàng)技術(shù)后面遷移到了汽車上面。

汽車線控技術(shù)就是將駕駛員的操縱動(dòng)作通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過(guò)電纜傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。目前汽車的線控技術(shù)主要有：線控轉(zhuǎn)向、線控油門(mén)、線控制動(dòng)、線控懸架、線控?fù)Q擋等，通過(guò)分布在汽車各處的傳感器實(shí)時(shí)獲取駕駛員的操作意圖和汽車行駛過(guò)程中的各種參數(shù)信息，傳遞給控制器，控制器將這些信息進(jìn)行分析和處理，得到合適的控制參數(shù)傳遞給各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的控制，提高車輛的轉(zhuǎn)向性、動(dòng)力性、制動(dòng)性和平順性。

2

汽車線控的關(guān)鍵技術(shù)

上面說(shuō)到目前的線控技術(shù)包括線控?fù)Q檔系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)、線控懸架系統(tǒng)、線控增壓系統(tǒng)、線控油門(mén)系統(tǒng)及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 而在未來(lái)自動(dòng)駕駛車輛上，轉(zhuǎn)向桿、剎車和加速踏板等都不會(huì)再保留，車輛智能感知單元通過(guò)線束將指令傳遞給轉(zhuǎn)向或制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛的操控，因此，線控轉(zhuǎn)向和線控制動(dòng)則當(dāng)中兩項(xiàng)至為關(guān)鍵的技術(shù)。

首先來(lái)說(shuō)線控轉(zhuǎn)向，實(shí)際上，電子助力轉(zhuǎn)向（EPS）非常接近線控轉(zhuǎn)向，不過(guò)當(dāng)中的大區(qū)別在于線控轉(zhuǎn)向取消了方向盤(pán)與車輪之間的機(jī)械連接，用傳感器獲得方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，然后 ECU 將其折算為具體的驅(qū)動(dòng)力數(shù)據(jù)，用電機(jī)推動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)車輪。而 EPS 則根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)角來(lái)增加轉(zhuǎn)向力。相對(duì)EPS而言，線控轉(zhuǎn)向安全性更高、反應(yīng)更快，方向盤(pán)布局也更為靈活。目前，該技術(shù)在高級(jí)轎車、跑車及概念車上已有一定的應(yīng)用。

線控制動(dòng)是線控技術(shù)中關(guān)鍵也是難的部分。中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)李德毅院士曾在其公開(kāi)演講時(shí)表示，自動(dòng)駕駛車的量產(chǎn)舉步維艱，重要原因在于線控的制動(dòng)。目前，線控制動(dòng)主要有兩類技術(shù)模式：線控液壓制動(dòng)器（EHB）和電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）。其中，EHB是在傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)器基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，不過(guò)比傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)器， EHB 有了顯著的進(jìn)步，其結(jié)構(gòu)緊湊、改善了制動(dòng)效能、控制方便可靠、制動(dòng)噪聲顯著減小、不需要真空裝置、提供了更好的踏板感覺(jué)，然局限性是整個(gè)系統(tǒng)基本還是離不開(kāi)制動(dòng)液。而EMB和 EHB 的區(qū)別就在于它不再需要制動(dòng)液和液壓部件，制動(dòng)力矩完全是通過(guò)安裝在 4 個(gè)輪胎上的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。因此相應(yīng)的取消了制動(dòng)主缸、液壓管路等，大大簡(jiǎn)化制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，更為顯著的是隨著制動(dòng)液的取消，減少了污染。

其實(shí)無(wú)論是哪類線控技術(shù)，目標(biāo)都很明確，為了使汽車結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、重量更輕、制造更方便、運(yùn)行更高效。而對(duì)于未來(lái)自動(dòng)駕駛而言，線控亦稱得上是一種標(biāo)配性技術(shù)。

3

為什么要采用線控技術(shù)？

在了解了線控技術(shù)之后，下一個(gè)問(wèn)題便是為何要在自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域采用這項(xiàng)技術(shù)呢？其實(shí)相比于傳統(tǒng)的機(jī)械控制系統(tǒng)，線控系統(tǒng)采用了完全不同的控制方式，有著機(jī)械控制系統(tǒng)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

首先，汽車更加輕便，采用線控系統(tǒng)之后，舍去了傳統(tǒng)的機(jī)械控制裝置，一方面極大地減輕了汽車的整備質(zhì)量，降低了汽車的能源消耗，也減少了汽車的噪聲和震動(dòng)；另一方面，傳統(tǒng)機(jī)械裝置的去除以及電線布置的靈活性也節(jié)省了大量的空間，提高駕駛員和乘客的乘坐舒適性，也有利于實(shí)現(xiàn)模塊化的底盤(pán)設(shè)計(jì)。

第二，控制更為精確，由于采用傳感器試試收集汽車的各項(xiàng)參數(shù)，駕駛員動(dòng)作的行程，需要調(diào)節(jié)的程度也可以通過(guò)傳感器準(zhǔn)確地記錄，控制的精度大大提升。

第三，控制的策略更加豐富，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)底盤(pán)多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，以提高汽車的各項(xiàng)性能。

第四，生產(chǎn)制造也更加簡(jiǎn)單，線控技術(shù)在汽車上的發(fā)展可以極大地簡(jiǎn)化汽車地生產(chǎn)、裝配和調(diào)試過(guò)程，節(jié)約生產(chǎn)成本和開(kāi)發(fā)周期，也有利于汽車生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)用戶需求地不同進(jìn)行個(gè)性化的定制。

第五，安全性大大地提升。采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，由于舍去了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向軸，當(dāng)汽車發(fā)生撞擊時(shí)，減少了機(jī)械部件對(duì)駕駛員的傷害。

最后，系統(tǒng)工作效率大大提高。汽車內(nèi)部各種信息都是通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行傳輸，極大提高了信息傳遞的效率，控制更加迅速，響應(yīng)更加靈敏，而這對(duì)于自動(dòng)駕駛這一對(duì)實(shí)時(shí)性要求如此嚴(yán)格的領(lǐng)域是至關(guān)重要的。

4

線控技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展

線控技術(shù)并非是近年才出現(xiàn)，該技術(shù)已存在20余年，但之前因?yàn)榧夹g(shù)上的不成熟導(dǎo)致消費(fèi)者使用感受不如傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)，且線控技術(shù)是由行車電腦對(duì)于轉(zhuǎn)向、加速等行為進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，責(zé)任歸屬方面很難理清，種種因素阻礙了其在市場(chǎng)上的普及推廣。而近年智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展，為其帶來(lái)了新的生機(jī)，同時(shí)良好的市場(chǎng)前景引發(fā)了企業(yè)及相關(guān)機(jī)構(gòu)的競(jìng)相投入。

當(dāng)中，近兩年動(dòng)作較大的要數(shù)全球領(lǐng)先的底盤(pán)系統(tǒng)集成商舍弗勒，2018年8月，舍弗勒與全球領(lǐng)先的線控驅(qū)動(dòng)技術(shù)提供商帕拉萬(wàn)有限公司成立合資公司，而作為交易的一部分，合資公司獲得了帕拉萬(wàn)的SPACE DRIVE技術(shù)。據(jù)了解，SPACE DRIVE開(kāi)始是為殘疾人開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)上已應(yīng)用17年，100％用可靠的全電子系統(tǒng)代替笨重的機(jī)械車輛控制系統(tǒng)。

由于線控系統(tǒng)的可靠性、容錯(cuò)技術(shù)、生產(chǎn)成本、傳感器精度、蓄電池電壓和功率等因素的影響，線控系統(tǒng)目前還只能在小范圍內(nèi)應(yīng)用。但隨著電子產(chǎn)品成本的降低，底盤(pán)控制技術(shù)的逐步完善，汽車開(kāi)發(fā)的節(jié)能、環(huán)保和安全要求的日益強(qiáng)烈，以及純電動(dòng)汽車的廣泛深入研究，線控技術(shù)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用將逐步走向現(xiàn)實(shí)，成為未來(lái)自動(dòng)駕駛落地不可替代的核心技術(shù)之一。

參考資料：

－ End －

原文標(biāo)題:為什么說(shuō)線控技術(shù)是無(wú)人駕駛實(shí)現(xiàn)的前提？