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自动驾驶的核心技术之——线控技术

对于自动驾驶车辆的控制有很多疑问。比如转向，具体跟车辆的交互，是传入转向角

度还是力度？刹车制动是由IPC告诉硬件多少力度呢，还是智能到具体的制动百分比

就可以？要实现这些控制指令，首先与参考车辆的底盘组组件有很大的关系，要了解

与车辆底盘的各个组件交互，就要先了解这些控制组件。

线控执行

简单地说，线控执行主要包括线控制动、转向和油门。某些高级车上，悬挂也是可

以线控的。线控执行中制动是最难的部分。

线控油门

线控油门相当简单，且已经大量应用，也就是电子油门，凡具备定速巡航的车辆都

配备有电子油门。电子油门通过用线束（导线）来代替拉索或者拉杆，在节气门那

边装一只微型电动机，用电动机来驱动节气门开度。

一般而言，增减油门就是指通过油门踏板改变发动机节气门开度，从而控制可燃混

合气的流量，改变发动机的转速和功率，以适应汽车行驶的需要。传统发动机节气

门操纵机构是通过拉索或者拉杆，一端联接油门踏板，另一端联接节气门连动板而

工作。

但这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性。电子油门的主要功能是把驾驶员

踩下油门踏板的角度转换成与其成正比的电压信号，同时把油门踏板的各种特殊位

置制成接触开关，把怠速、高负荷、加减速等发动机工况变成电脉冲信号输送给电

控发动机的控制器ECU，以达到供油、喷油与变速等的优化自动控制。

电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数据总

线、伺服电动机和节气门执行机构组成。

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博世智能电子油门踏板

位移传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的位置。当监测到油门踏板高度

位置有变化，会瞬间将此信息送往ECU，ECU对该信息和其它系统传来的数据信息

进行运算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继电器，伺服电动机

驱动节气门执行机构，数据总线则是负责系统ECU与其它ECU之间的通讯。在自适

应巡航中，则由ESP（ESC）中的ECU来控制电机，进而控制进气门开合幅度，最终

控制车速。博世和大陆都有全套的电子油门系统出售。

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日产旗下的英菲尼迪Q50是首批使用线控转向的量产车辆

线控转向也已经得到实际应用，这就是日产旗下的英菲尼迪Q50。实际目前的电

子助力转向（EPS）非常接近线控转向了。EPS与线控转向之间的主要差异就是线

控转向取消了方向盘与车轮之间的机械连接，用传感器获得方向盘的转角数据，然

后ECU将其折算为具体的驱动力数据，用电机推动转向机转动车轮。而EPS则根

据驾驶员的转角来增加转向力。线控转向的缺点是需要模拟一个方向盘的力回馈，

因为方向盘没有和机械部分连接，驾驶者感觉不到路面传导来的阻力，会失去路感，

不过在无人车上，就无需考虑这个了。在Q50L上线控转向还保留机械装置，保证

即使电子系统全部失效，依然可以正常转向。

线控制动

线控制动是最关键的也是难度最高的。要了解线控制动，首先要了解汽车的刹车原理。

轻型车通常采用液压制动。

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传统制动系统主要由真空助力器、主缸、储液壶、轮缸、制动鼓或制