线控底盘与传统底盘有什么区别?

线控底盘是在传统底盘基础上取消了转向、制动、油门等系统硬连接的机械结构部分，取而代之的是通过传感器将驾驶员的操作转变为电信号从而实现车辆控制。

目前线控底盘主要包括线控转向、线控制动、线控驱动、线控悬架、线控换挡等技术组成，具有响应快、可控性高、维护费用低等优点，如今各大车企都在研发线控底盘技术。

一、工作原理

底盘的控制功能主要包含5个部分，分别是：转向、制动、换挡、油门和悬架。其中，最关键的就是制动、油门和转向的控制。我们就以这三者为例，粗略看一下传统汽车底盘是如何工作的。

1、油门：在传统燃油汽车上，油门踏板连着拉杆（有些是拉线），通过它控制发动机节气门的开闭程度，以控制气缸入气量，进而控制燃油喷射量来驱动车辆行驶。

2、转向：方向盘下面连着转向杆，转向杆带动转向臂，改变车轮转动的方向。转向大概经历了机械转向、液压助力转向（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS）、电动助力转向系统（EPS）几个阶段。

机械转向就是纯靠机械之间的作用力改变方向。HPS在机械转向的基础上加了一套油压泵系统，通过控制油压来帮助方向盘转向。EHPS是在HPS的基础上增加了电控单元，通过它来控制油压大小，以此给车辆转向提供助力。ESP则是在之前的基础上让转向的执行机构电动化，让转向更加轻盈。

3、制动：大概经历了机械制动、压力制动、液压线控制动几个阶段。技术路线和转向系统差不多，都是从最开始的纯机械制动慢慢向助力制动转变，然后再电驱动化。

传统底盘结构复杂，质量重，体积大，成本高，维修难。对于智能汽车来说，机械件的灵敏度也不够，无法满足智能驾驶的低延迟反应需求。

这时候，线控底盘的优势就凸显出来了。因为“线”带来的是“电”，顾名思义，线控底盘也可以理解为“电控底盘”，也就是原本机械实现的功能在线控底盘上全部由“电”来控制。

二、线控与传统底盘的差别

1、线控底盘结构更加简洁

与传统底盘相比，线控底盘取消了绝大部分传统的机械、液压、气动连接部分，使得底盘结构更加简洁，继而降低底盘生产成本，除了能够在极大程度上降低车身的质量和各部件的体积以外，线控底盘还能够在一定程度上减少车身共振，实现更好的静谧性。

2、线控底盘响应速度更快

将线控制动系统的液压机构拆除，并装上线控传感器，通过电信号将制动操作直接传到制动器进行制动，其响应速度比传统的液压制动快了0.35秒，在极端情况下，这0.35秒可能会起到至关重要的作用。

3、线控底盘发展前景好

各车企之所以要研发线控底盘，主要还是为了将来的自动驾驶布局，如今的线控底盘其实就是自动驾驶的主要载体，更好的可控性和更快的响应速度，有利于自动驾驶系统对车辆进行及时控制，从而尽快实现更高阶的自动驾驶功能。

4、对功能安全要求更高

目前来说，线控底盘仍然存在着难以克服的技术难点，而且线控底盘技术往往意味着高度的智能化和电气化，假如车辆电气系统出现故障，在没有传统机械结构保底的情况下，很容易就会发生失控，因此对功能安全要求更高。

作为智能驾驶的主要载体，汽车线控底盘技术将创造一个新的未来，未来高阶自动驾驶将基于线控化的底盘来实现。目前，线控制动、线控悬架已经开启了快速渗透道路，线控转向也即将迎来落地。

三、线控底盘的关键技术

1、故障诊断与容错控制

线控底盘作为一种复杂的高级电子系统，目前还没有达到机械或液压部件同等可靠的程度，并且故障失效模式也与传统系统不一样。那么如何在新的故障模式下进行有效的故障诊断，并保证在某些电子部件或软件失效的情况下，系统具有容错功能，能保证系统的转向、制动等基本功能，是实现线控底盘的全面应用所必须解决的问题。

线控系统要能够及时检测到系统故障，确定故障源，并做出相应的容错控制动作。容错控制的含义是：当有一些部件出现故障或者失效的时候，他们在系统中的功能可以用系统中的其他部分来代替，使系统能继续保持规定的性能，或者不丧失基本的功能，进一步实现故障系统的性能最优。

容错控制的设计方法主要有硬件冗余方法和解析冗余方法两种，硬件冗余方法就是通过对重要部件或者容易发生故障的部件提供备份，解析冗余方法主要是通过设计控制器的软件来提高整个系统的冗余度。

在线控系统中，相对于ECU来说，传感器和执行器更加容易发生故障，所以很多传感器和执行机构之间都存在冗余备份。不过，虽然ECU的可靠度比较高，但ECU一旦出现故障，后果更加严重。因为传感器和执行器故障后，系统还可能保持部分工作，而一旦ECU出现故障，系统就会处于完全瘫痪状态，失去所有功能。

但是，硬件冗余存在成本高的问题，这也是线控技术目前发展的一大瓶颈。考虑到成本问题，更多地利用解析冗余方法来提高容错性，是一个重要的发展方向。

2、信息获取与传输

线控底盘完成转向、制动等控制动作的前提，是传感器不断将驾驶员的指令信息和车辆的状态信息及时反馈给控制器，然后控制器才能够根据控制策略，对执行机构进行控制。

传感器的精度和分辨率直接影响着控制系统的精度和性能，所以研制出成本低、可靠性好、精度高、体积小的传感器，也是发展线控系统的关键技术之一。

总线技术对信息的传输起着决定性的作用。线控技术的全面应用意味着汽车由机械系统到电子系统的转变，线控技术要求用于线控的网络数据传输速度很快，时间特性很好，可靠性高。

传统的CAN总线无法为线控系统提供所需要的容错功能和带宽：一方面是因为，线控系统的实时性和可靠性要求都很高，必须要采用时间触发的通信协议；另一方面，线控系统要求通信网络协议具有容错的功能，容错的功能就意味着即使系统的不同部分出现了故障，系统仍然可以按设计继续运行。

TTP/C和FlexRay协议都包含容错的同步时钟，并且用总线监控器保护通信信道不受错误节点的影响，是纯线控系统通信协议的优选。

3、电机及其控制器

信息通过总线传输到控制器，然后控制器驱动各种电机实现执行工作。控制电机和控制器的性能，很大程度上影响着线控系统的整体性能。线控系统的电机主要以位置、转速或转矩等，作为控制目标，功率从十几W到几千W不等。对于小功率电机。

可以采用步进电机或直流电机，如节气门开度的控制电机、油泵电机等。在大功率电机方面，永磁同步电机的应用已经越来越广泛，比如线控转向电机、EMB中的制动电机等。

纯线控系统由于多个电机同时工作，需要消耗更多的电能。因此需要提高电机功率密度、控制器功率密度以及系统效率等指标，扩大高效区的范围。这样不仅可以降低电机控制器和系统电源的负荷，提高设计的冗余度，还对线控系统工作节能，增强系统动力性能方面具有重要的意义。

此外，电机及控制器的可靠性、安全性、电磁兼容性也是整车集成控制安全性的重要前提。

4、动力电源

要保证整套线控系统的稳定工作，动力电源的性能也是至关重要的。

线控系统的执行器主要是大功率的电动机以及伺服电机，其相对于传统的执行器功率而言，消耗极高。举例来说，单个转向电动机的功率范围是550~800W，而电机盘式制动器的功率可达1000W。

如果继续维持传统的14伏供电系统，就必须通过提高电流，来获得更高的功率。但过高的电流会给整套系统带来安全隐患，汽车电路上的热能消耗也会大大增加，所以汽车供电系统必须通过提高电压，来满足更大功率的需求。

保时捷主动悬挂管理系统（PASM）是前桥和后桥上用于减振器主动控制和连续控制的减振器系统。它根据驾驶风格和驾驶条件来调节各个车轮的阻尼力。PASM是弹簧悬挂系统和气动悬挂系统的标配驾驶安全性、灵敏性和舒适性经过优化的减振器控制，通过三种可选的驾驶程序，实现舒适的运动型操控减少了车辆的侧倾和颠簸，如图所示。

PASM 是保时捷开发的主动悬挂管理系统。它能根据当前的道路情况和驾驶风格主动持续调节悬挂的阻尼力。车辆在越野模式时，需要硬加速和制动。施加在车辆上的阻尼力会导致身体的晃动。 PASM 可以在这种情况下进行干预，减少震动。“Comfort”（舒适）、“Sport”（运动）和“Sport Plus"（运动增强）这三种底盘程序可用于调节Panamera的底盘，以适合个人的需求。驾驶员可通过“Comfort”（舒适）程序享受旅行轿车的舒适性，也可通过“SportPlus”（运动增强）程序体验保时捷跑车的性能和灵敏性。

?如上所述，这三种程序均会计算出每个车轮所需的阻尼力并加以应用。只是侧重点有所不同，具体取决于最终目标是舒适性还是性能。PASM通过调节减振器中的机油流进行控制。例如，在“Comfort”（舒适）模式中，机油可以自由流动，因而减振器很好调节。根据所选程序的不同，流动路径将会关闭或变窄，从而阻止机油流经该路径。根据这一原理，可通过推动按钮来控制阻尼力和车辆操控。

?高度调节功能意味着，通过设置三种不同的高度，气动悬挂系统可改变Panamer；的离地间隙：从标准高度（气动悬挂系统的基本高度）到加高高度或低位高度。切换到下一个较低或较高的高度大约需要4s。底盘设置在多功能显示屏上显示约4s。

PASM 一直处于开启状态，根据当前的驾驶情况自动调节，增加驾驶稳定性和舒适度。

Comfort表明当前处于最佳舒适度状态，适合普通铺装路面，较为柔和的驾驶风格；

sport表明当前处于运动状态，悬架阻尼硬度有所提升，悬挂行程有所缩短，过弯时的倾侧力和侧向支撑力有所增强，舒适程度较Comfort模式有所下降，但操控性有所提升；

sport plus模式下悬挂硬度更加硬朗，提供最大侧向支撑力，进一步抑制车辆急转向时的倾侧和回弹，悬挂行程进一步缩短，降低车辆跳跃滞空时间，操控性进一步提升。

油门响应积极，涡轮泄气限制增高，换挡延迟，悬挂变硬

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