转载自雪球:遗憾止于初衷

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在未来自动驾驶车辆中,传统部件如转向杆、刹车和加速踏板将逐步淘汰,取而代之的是车辆智能感知单元的分析及线束传递指令至转向或制动系统实现自动操控,即线控技术。目前自动驾驶汽车方向盘仍会转动,但线控技术成熟后,传感器和电动机将取代液压和机械部件,实现无需转动方向盘的自动驾驶。L4级别自动驾驶的一大特点是去方向盘化,而电子助力转向(ESP)已接近线控技术,但未取消方向盘与车轮的机械连接。要实现L4级别及以上自动驾驶,线控技术的支持是必不可少的

“线控”指通过有线方式进行控制,广泛应用于电子工程和自动化控制等领域。在汽车行业,线控技术(X-by-Wire)用电子信号替代机械连接来控制刹车、转向和油门等系统。此外,线控也用于远程操作,如无人机线控飞行。该技术通过电子控制实现自动驾驶,依赖传感器、控制器和执行器的协同工作,以电信号精确控制车辆。

线控转向

线控方向盘Steering-By-Wire,SBW)是一种汽车转向技术,通过电子信号而非机械连接控制车轮。它去除了方向盘与车轮间的物理连接,依靠传感器、ECU和执行器传递转向意图。核心组件包括方向盘总成、转向执行总成、主控制器及辅助系统。线控转向提高了响应速度和控制精度,带来更直接、舒适、轻盈的驾驶体验,增强安全性,提高空间利用率,并设计灵活。随着技术进步,其成本有望降低。


电动助力转向系统Electric power steering (EPS)。齿条助力式EPS中,驾驶员转动方向盘,转矩传感器检测转向信息并输送电压信号至ECU,后者分析并发指令控制转向电机提供助力。然而,各类EPS中方向盘与转向装置仍有物理连接。线控转向(SBW)则取消硬连接,采用电信号软连接操控转向,原理类似游戏手柄操作虚拟车辆。


线控转向已在英菲尼迪Q50等车型中应用,取消了方向盘与车轮的机械连接,通过传感器和ECU控制电机驱动转向。相较之下,EPS仅增加转向力。线控转向需模拟力回馈以提供路感,但无人车无需此功能。Q50L保留机械装置以确保电子系统失效时仍可转向。线控转向可定制力反馈,提供个性化操控感,同时避免不必要的方向盘反馈。电子连接可过滤掉不良反馈。马斯克在最新的采访中透露新一代飞行汽车Roadster将采用线控Yoke方向盘,类似于飞机或现代喷气式客机的操控方式。


线控制动

线控制动通过电液/电气助力提供动力,智能施加制动力,实现车辆减速、停车或驻车,主要包括EHB和EMB技术。

传统制动系统由真空助力器、主缸等部件组成。踩刹车时,刹车油经主缸进入轮缸,推动活塞使摩擦片与刹车鼓摩擦产生制动力。制动系统需放大腿部力量,通过杠杆作用或液力放大实现。制动力通过车轮与地面的摩擦力使车辆停下。线控驱动通过油门踏板的自动控制,实现电子节气门开度的自动调整,从而控制车速。

线控悬架

线控悬架通过电控系统调节悬架,提升舒适性和操控性,空气悬架系统常见。线控技术是自动驾驶关键,提高响应速度和控制精度。液压原理利用液体不可压缩性传递力矩,效率高。摩擦力与正压力成正比,不同材料表面结构影响摩擦系数。ESP与ABS相似,但ESP可在无刹车情况下输出制动压力。ESP设计为紧急情况使用,频繁使用会影响寿命和反应速度。常规线控制动需真空助力器,电动车和混合动力车用电子真空泵。

线控制动用电机代替真空助力器推动主缸活塞,要求电机体积小、高效减速。电液线控系统将是主流,制动控制是自动驾驶重要部分与ADAS功能模块高度关联

线控液压制动器(Electro-HydraulicBrake EHB)是基于传统液压制动器改进的,用综合制动模块替代压力调节器和ABS模块,包含电机、泵、蓄电池等,能独立调节四个轮胎的制动力矩。EHB相较于传统液压制动器,结构更紧凑,制动效能更高,控制更方便可靠,噪声减小,无需真空装置,减轻踏板打脚,提供更好踏板感。模块化设计提高灵活性,减少零部件,节省空间。但EHB仍依赖液压部件和制动液,存在一定局限性

电子机械制动(EMB)是改进式系统,区别于EHB,无需制动液和液压部件,制动力矩由电机驱动的执行机构产生。取消制动主缸和液压管路,简化结构,便于布置、装配和维修,减少环境污染。EMB因其简单、集成可靠,有望取代传统液压(空气)制动器,成为未来车辆发展方向。

线控油门

线控油门即电子油门,广泛应用于定速巡航车辆。它用线束代替拉索或拉杆,通过微型电动机驱动节气门。电子油门将油门踏板角度转换为电压信号,特殊位置制成接触开关,将发动机工况变为电脉冲信号输送给ECU,实现供油、喷油与变速的自动优化控制。系统由油门踏板、位移传感器、ECU、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。

线控执行

线控底盘技术包括制动、转向、油门,有时还包括悬架,它将传统底盘的关键部件转为线控设计,依赖电信号传递实现车辆横向和纵向控制。系统基于电气和电子系统,传感器采集信息,控制器处理并发送指令到执行器,如制动器、转向器等。主要组成包括SBW、线控制动、线控驱动、线控悬架。线控执行中制动是最难的部分。线控底盘与传统底盘的区别在于:结构简化、成本降低、响应速度提升,利于自动驾驶布局。

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RUBIK.X平台通过结构集成减少零部件,整合功能,实现高度通用。这有助于分摊成本,降低整车开发投入。对于那些想弯道超车加速转型新能源车厂的传统车企,还是准备进入新能源车制造赛道的新玩家,可通过购买此平台大幅节省成本和开发周期,设计车壳即实现量产。

由天津阿尔特汽车承担的整车设计、制造和整车集成调试——天津号,从网络公开图片可以看到,车内采用无方向盘设计。标志着公司在自动驾驶的技术储备上达到了L4级别。

综上,看来线控方向盘是线控底盘的一部分,它们同属于L4自动驾驶这个大家庭。

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