传统底盘的四大系统。
- 转向系统
- 传动系统
- 行驶系统
- 制动系统
线控底盘，顾名思义就是部分底盘系统改成线控的。
- 线控转向
- 线控制动
- 线控换挡
- 线控油门
- 线控悬挂
线控转向和传统转向系统
什么是传统转向，就是一堆机械组成转向系统，方向盘、转向柱、转向器、转向直拉杆、转向节、转向横拉杆等组成。
这就是现阶段大部分车的转向系统的基础，然后在这个基础上，加上各种助力系统，如同加了液压结构的机械液压助力转向，装了电动机的液压装置、电控系统的电子液压助力转向系统。
一直发展到现阶段的EPS（电子液压助力Electro-hydraulic power steering）。没有用液压助力系统的液压泵、转向油管路，转向阀体等结构，而是用传感器、控制单元、电动机来转向的转向体系。
驾驶员转动方向盘，转矩传感器检测到转向角度和转矩大小，产生的电压信号输送到电子控制单元，通过ECU的逻辑分析和计算，发出指令，控制转向电机输出同方向的转向助力，帮助驾驶员转动方向盘。
但即便是任何一种EPS，转向轴助力式、齿轮助力式还是齿条助力式，方向盘和转向装置均是物理连接。
而线控转向技术（SBW）就是取消了这种硬连接，转向盘和转向轮脱离了机械连接，而是用的软连接，也是用的电信号传输来操控汽车的转向。这个和我们玩游戏的时候，用手柄操作游戏里面车辆有着类似的原理。
线控转向技术的原理：传感器收集方向盘及车身动态，信号传递ECU，进行综合计算，底盘转向系统对命令进行执行。转向操纵到执行以纯信息流的方式进行传输。
使用线控转向的优点有很多。
减少了原本方向盘下方机械连接的零部件，如电动助力系统的转向柱，传动轴，只需要布置线路传输即可。这样大幅提升驾驶者的腿部空间，提高驾驶座的舒适性，这个方式也适合在高级别的自动驾驶中，把方向盘系统收入到操控台内部，来提升驾驶人员的空间和舒适性。
在游戏里，可以用手柄很方便的设置方向的操控和手感（震动）。线控转向里面，我们一样可以设置模拟的力反馈（路况，阻力，方向盘手感），意思就是能设定方向盘的轻重了，可以调出来合适自己的手感，这也意味着私人定制化的方向盘操控感了。
最后这套系统因为采用的电子信号传输，方向盘和底盘转向系统解除硬连接耦合，所以也能避免路况、车况给方向盘的过度反馈。
因为这种反馈在某些特定情况下会十分严重，我二十年前学B照，开大车的时候，驾校师傅再三强调了不要把手插入方向盘来搅动方向。因为卡车如果不小心进了大坑，轮胎严重偏转，会带动转动轴，转动轴则带动方向盘，那股反馈的巨大力量可以让方向盘迅速旋转大半圈。以前就有这种情况，司机不注意，结果猛烈回旋的方向盘把司机的手腕给搅断了。
如果是电子连接，就能完全过滤掉这种不必要的反馈，比如方向盘的偏转和震动，只传达路面状态等必要信息。但这种回馈也是电子模拟的回馈，可能在某些人看来，没有纯物理回馈，真实的路感会欠缺。
可以设计方向盘映射汽车的转向角度，也就是说可以设置成转方向盘四分之一圈，就可以达到现实中车辆90°直角转弯的效果，或者方向盘转半圈，就能现实车辆完成一个掉头的动作。这样就可以大幅减轻驾驶员的操控，尤其在市区内，需要频繁变道、转弯、掉头，这种功能可以有效减少操控，提升驾驶员的舒适度。但这种功能刚开始也会给开惯了普通车辆的驾驶员造成困扰，因为方向盘偏转小角度对应实际车辆的大角度转弯，就意味着更高的方向敏感度。而传统的需要打两三圈方向盘才能掉头的习惯，将有可能在司机下意识下造成新的安全隐患。
当然，因为方向盘不再物理连接，方向盘也可以设置成异形的，甚至是球形的也没啥问题，因为是电子操控，也不用考虑机械连接的方向转换。
再说下线控转向的安全性，一般也是做冗余性处理。
有的车企，比如最先采用线控转向的车型英菲尼迪Q50采取了两套系统，一套就是原有的机械转向，一套就是线控转向，在线控转向出现问题的时候，可以替换为机械转向。
当然，后续的线控转向当然不会继续用机械转向做备份，而是做线控的冗余备份，包括备用线路，备用系统，以备主系统出问题时候的备用。
传统制动和线控制动
传统的燃油车制动原理就是将汽车的动能通过摩擦（制动片）转化成热能的过程。
比如我们乘用车上经常用的液压制动系统，当驾驶员踩下制动踏板后，通过推杆（助力）推动主缸活塞，使得主缸内的油液进入制动轮缸，制动液使得活塞推动制动蹄向外运动，将摩擦片压紧在制动鼓上面，产生阻碍车轮转动的制动力矩。放松制动踏板，在回位弹簧的作用下，制动取消。
而线控制动系统则是和线控传动系统一样，制动踏板和刹车功能不再是传统的物理连接，而是线控连接，原有的液压装置不再和踏板连接，原有的液压系统、助力系统、刹车制动器均由电子系统接管。
制动踏板的传感器对踏板的受力程度（大小、快慢）给出反馈电信号，ECU综合车速等车辆状态信息，驱动和控制执行电机来产生所需的制动力。
线控制动的优点有很多。
如减少了物理连接部分，能减少重量，提升车内空间。
如制动意图通过电信号能够更快的传递到制动器上面，大幅缩短制动响应时间和制动距离。之前踩下刹车，往往过半秒到一秒，车辆才反应过来。而现在则是轻点刹车，在以毫秒计算的反应时间下，就能马上体现到实际驾驶上。
而线控制动也能很好的控制电动车的再生制动系统，提高再生制动的回收效率。因为传统刹车系统的刹车踏板和液压系统/制动系统连接，所以能量回收就必须另外增加相应的联动结构，这就造成了空间的浪费和重量的增加。而线控制动的踏板和刹车系统的压力系统解耦，直接可以电子化开启制动回收功能，在减速过程中，驱动电机会作为发电机，利用车轮的反向拖动产生电能，同时产生车轮制动力矩来进行车辆制动。
另外，线控制动可调整踏板的反馈，也就是刹车行程长段对应刹车的轻重、脚感，这样可以定制化刹车踏板和实际制动的映射关系，让驾驶具有更贴合的刹车脚感。
说了线控转向、线控制动，后面的线控换挡、线控油门、线控悬挂实际原理大致差不多。
比如线控换挡（Shift By Wire，SBW），将传统挡位与变速箱之间的机械连接结构（推杆/拉索）完全取消。直接用电信号传递给ECU，完成变速箱的换挡操作。
所以，现在的换挡，用一个小旋钮，或者一个小怀挡就可以完成了，再也不用推拉拽那种又长又笨重的挡杆了。
而线控油门现在也基本是纯电动汽车的标配，因为不在用脚踩油门的行程来控制节气门的开关大小了。而是由电门踏板的位移传感器发送信号到ECU，然后进行电机的输出大小操控。
所以，现在的底盘线控技术就是传输方式用“软”来替换“硬”，用电子信号传输来代替物理硬件的连接传输。带来的好处就是连接件的解耦，轻量化，小体积，反应速度更快捷，驾驶方式定制化，车辆相关控制可OTA.
尤其是电子信号的传输，是和未来的自动驾驶完美搭配的，也是软件控制汽车的智能化必须要走的一步。所以，在未来几年内，各大车企都会推出属于自己的线控底盘来搭配智能驾驶功能。
根据高工智能汽车研究院的预测数据，到2025年，中国市场（不含进出口）仅乘用车前装标配搭载线控制动系统（不同形态）交付量将突破1000万辆/年。
至于线控的安全保障，现在车企的主流做法还是设定多重冗余备用系统，从传感的反馈到ECU的计算，再到执行的整个流程都会采用2到3重备用系统，以备故障时能及时切换，但这样做也毫无疑问提高了相应成本。
按照现在的线控底盘的进程，其线控油门技术已经是完全成熟商业化，应用在了混动、纯电动车型上。线控换挡技术也基本覆盖在了中高档传统车型上。线控制动和线控转向系统因为我国相关法规才放宽，在相应出台的新法规支持下，预计在今明两年会迎来一个爆发阶段。所以，等我们消费者真的能享受到完整且安全的线控底盘（搭载L3级别自动驾驶），估计还不是那么快的事情，估计最少得过三年往上的时间了。
（图片来源网络和参考资料，侵删！）
参考资料：
1、图解汽车原理与构造/张金柱主编——北京：化学工业出版社，2016.4
2、https://www.yoojia.com/article/9158072221568803935.html
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：Will.liu
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延伸阅读：
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