为什么智能网联汽车底盘需采用线控技术?好处是什么?

线控(Wire-by-wire)，顾名思义，就是将控制器的指令和信号通过电缆传输，直接作用于执行器，使执行器完成相应的动作。这项技术并不新鲜。如今，电传操纵(FBW)技术已经广泛应用于飞机上，也就是用电传操纵飞机。FBW在飞机上的最早应用可以追溯到20世纪70年代，早在1984年，A320就将线控技术正式应用于民航客机。

飞机之所以开始使用线控技术，是因为飞机的飞行速度越来越快，技术含量越来越高，控制越来越复杂。要飞得更安全更快，仅靠人类的手脚很难保证每个操作的一致性和标准性。于是，用计算机控制飞机的方法诞生了，甚至大部分操作都完全交给了计算机来执行。人类只在几个关键步骤发出控制指令，这些指令还需要经过计算机处理，通过电缆或电路传输到参与执行的每一个部件。我们通常走的民航技术，就是“线控”下的“自动驾驶”机。

汽车作为我们生活中最重要的交通工具，对其驾驶和操控方式都很熟悉。我们经常使用方向盘、油门、刹车、变速杆等。通常这些控制机构通过机械结构连接到最终执行运动的部件，人脑控制肢体完成这些控制机构来完成驾驶，这就是传统的底盘操作模式。

但是随着社会的发展，科技的进步，汽车能完成的事情越来越复杂，汽车也越来越安全。首先，是自动挡汽车的普及。不需要控制离合器和变速杆，档位选择和动力的结合可以由车辆控制器VCU自动完成。我们只需要选择P/R/N/D几个车辆状态。ChassisbyWire就是用线缆代替所有人类控制机制的机械结构。就像现在的飞机一样，车载电脑控制车辆的所有动作。

传统的机械底盘就像一个“牵线木偶”。人只能通过摆动细绳来完成动作，而线控底盘则变成了“匹诺曹”。当我们告诉他怎么做的时候，他就会去做，他甚至可以有智慧自己完成相应的动作。这样的车辆底盘更加高效和智能。

为什么会有这样的发展方向？因为我们可以更“享受”，也可以说是“懒”。如果我们想开车出去，但我们不想自己开车，或者我们不能自己开车，那么我们必须打车，请司机开车送我们到目的地。现在我们想让车自己开，连司机都不需要。这是近年来最火的“自动驾驶汽车”。

线控底盘对于自动驾驶汽车来说非常重要，因为自动驾驶对执行速度和精度要求更高。之前的司机是人类，是一个智能有机体，执行速度和精度非常高。人类的执行动作也是通过神经之间的电信号来传递执行指令的。现在，如果你想让汽车能够像人类一样驾驶，你必须向人类学习，那就是用电信号直接控制车辆的所有动作，因为电信号的传输速度是光速。之后真的有可能用超级强大的汽车“大脑”——自动驾驶电脑控制器实现自动驾驶。

汽车底盘线控技术的发展是渐进的，历史非常悠久。第一，线控换挡。1904年，第一台汽车自动变速器投入使用，随后是线控油门。现在，基本上所有的车辆都采用了电子节气门来取代传统的机械拉线式或拉杆式节气门。首款线控电子油门诞生于1988年，宝马7系是首款配备线控电子油门的车型。之后，随着混合动力汽车和电动汽车的诞生，线控制动在1998年后开始应用。例如，ABS是线控制动的一种应用。最后，线控转向(steering by wire)，第一款在乘用车量产中使用线控转向的汽车是2013年在英国菲尼迪推出的Q50。

大部分机箱线控技术在十年前就已经成熟。为什么基于线控底盘的自动驾驶汽车这两年才开始兴起？因为“电”。传统燃油车的动力来源其实是发动机，车载启动电池只是一个小小的12V铅酸电池，无论从功率还是容量来说都小得可怜。所有线控的底盘执行机构都要使用电力，传统燃油车没有办法在保证足够驱动力的前提下提供额外的电力来驱动这些电器部件。以电力为主要驱动力的新能源汽车彻底解决了这个问题。它储存了足够的电能，输出功率很大，使得底盘上的这些电动执行机构可以有充足的电力供应，执行速度和效率大大提高。从而为自动驾驶汽车打造强大的“身体”。

此外，自动驾驶汽车需要一个拥有超强计算能力的“大脑”，能够进行高速计算，快速判断车辆和周围环境，并给出准确的执行指令。人脑的能耗占人类总能耗的近20%，自动驾驶汽车也是如此。目前测试中的自动驾驶汽车的自动驾驶系统功耗高达2.5kW，也占当今新能源汽车的2%左右。算上那些执行器，能耗占了很大比重。

还有一点就是“行”。自动驾驶汽车的所有指令都是通过电缆传输的。这条“线”决定了自动驾驶汽车的执行效率。就像我们平时上网的时候，如果网速慢，所有的信息都会变得卡顿，呆滞。通俗点说就是“反射弧太长”。传统车辆都使用CAN总线，这是当今汽车的“命脉”。1983年由Bosch公司发明，直到2012年才出现CANFD1.0国际标准的CAN总线。带宽1Mbps(每秒1兆)，换算成字节只有125 kb/s。面对今天的千兆民用网速，简直就是古代产物。面对自动驾驶汽车，同样的CAN总线是很难的，因为面对摄像头、激光雷达、雷达等以图片、视频为主的“流量大用户”，CAN总线根本没有动力，都是每秒GB的数据流。因此，为了未来驾驶自动驾驶汽车，新一代底盘的线控数据传输线开始尝试用以太网取代CAN总线，让汽车可以使用千兆网络。然而，目前大多数车辆限界执行器仍然是

新能源汽车和线控底盘是相辅相成的。新能源的电力为线控底盘提供了电力的基石，线控底盘也成为了未来新能源汽车成为智能汽车的“基本盘”。

线控底盘成功的先例很多。例如，大多数RD自动驾驶团队将购买林肯MKZ作为自动驾驶的改装测试车辆。原因是MKZ同时采用了线控油门、线控转向和线控刹车，成为了一个内在完整的线控底盘。虽然是燃油动力车，但也成为了自动驾驶最受欢迎的基础车型。当然，这背后还有一家改装公司，Dataspeed。他们掌握了MKZ底盘通讯协议的“钥匙”，可以让自动驾驶电脑直接控制底盘的执行机构，这也是大家选择它的原因。