前文也已經(jīng)介紹過， 無人駕駛汽車需要解決三個問題，也就是環(huán)境感知及實時定位，計算分析以及路徑規(guī)劃，最后還有就是控制執(zhí)行。前面我們已經(jīng)介紹了環(huán)境感知和實時定位的概念，以及計算分析以及路徑規(guī)劃的問題，下面我們來介紹一下線控執(zhí)行的概念。
簡單地說，線控執(zhí)行主要包括線控制動、轉(zhuǎn)向和油門。 某些高級車上，懸掛也是可以線控的。線控執(zhí)行中制動是最難的部分。

線控油門相當簡單，且已經(jīng)大量應(yīng)用，也就是電子油門，凡具備定速巡航的車輛都配備有電子油門。電子油門通過用線束（導線）來代替拉索或者拉桿，在節(jié)氣門那邊裝一只微型電動機，用電動機來驅(qū)動節(jié)氣門開度。一般而言，增減油門就是指通過油門踏板改變發(fā)動機節(jié)氣門開度，從而控制可燃混合氣的流量，改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和功率，以適應(yīng)汽車行駛的需要。傳統(tǒng)發(fā)動機節(jié)氣門操縱機構(gòu)是通過拉索或者拉桿，一端聯(lián)接油門踏板，另一端聯(lián)接節(jié)氣門連動板而工作。但這種傳統(tǒng)油門應(yīng)用范疇受到限制并缺乏精確性。電子油門的主要功能是把駕駛員踩下油門踏板的角度轉(zhuǎn)換成與其成正比的電壓信號，同時把油門踏板的各種特殊位置制成接觸開關(guān)，把怠速、高負荷、加減速等發(fā)動機工況變成電脈沖信號輸送給電控發(fā)動機的控制器 ECU，以達到供油、噴油與變速等的優(yōu)化自動控制。

電子油門控制系統(tǒng)主要由油門踏板、踏板位移傳感器、ECU（電控單元）、數(shù)據(jù)總線、伺服電動機和節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)組成。位移傳感器安裝在油門踏板內(nèi)部，隨時監(jiān)測油門踏板的位置。當監(jiān)測到油門踏板高度位置有變化，會瞬間將此信息送往ECU，ECU對該信息和其它系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)信息進行運算處理，計算出一個控制信號，通過線路送到伺服電動機繼電器，伺服電動機驅(qū)動節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)，數(shù)據(jù)總線則是負責系統(tǒng)ECU與其它ECU之間的通訊。在自適應(yīng)巡航中，則由ESP（ESC）中的ECU來控制電機，進而控制進氣門開合幅度，最終控制車速。博世和大陸都有全套的電子油門系統(tǒng)出售。

線控轉(zhuǎn)向也已經(jīng)得到實際應(yīng)用，這就是日產(chǎn)旗下的英菲尼迪 Q 50 。實際目前的電子助力轉(zhuǎn)向（ EPS）非常接近線控轉(zhuǎn)向了。EPS與線控轉(zhuǎn)向之間的主要差異就是線控轉(zhuǎn)向取消了方向盤與車輪之間的機械連接，用傳感器獲得方向盤的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，然后ECU將其折算為具體的驅(qū)動力數(shù)據(jù)，用電機推動轉(zhuǎn)向機轉(zhuǎn)動車輪。而EPS則根據(jù)駕駛員的轉(zhuǎn)角來增加轉(zhuǎn)向力。線控轉(zhuǎn)向的缺點是需要模擬一個方向盤的力回饋，因為方向盤沒有和機械部分連接，駕駛者感覺不到路面?zhèn)鲗淼淖枇?，會失去路感，不過在無人車上，就無需考慮這個了。在Q 50 L上線控轉(zhuǎn)向還保留機械裝置，保證即使電子系統(tǒng)全部失效，依然可以正常轉(zhuǎn)向。

線控制動是最關(guān)鍵的也是難度最高的。要了解線控制動，首先要了解汽車的剎車原理。輕型車通常采用液壓制動。



傳統(tǒng)制動系統(tǒng)主要由真空助力器、主缸、儲液壺、輪缸、制動鼓或制動碟構(gòu)成。當踩下剎車踏板時，儲液壺中的剎車油進入主缸，然后進入輪缸。



輪缸兩端的活塞推動制動蹄向外運動進而使得摩擦片與剎車鼓發(fā)生摩擦，從而產(chǎn)生制動力。
當駕駛者踩下制動踏板時，機構(gòu)會通過液壓把駕駛?cè)四_上的力量傳遞給車輪。但實際上要想讓車停下來必須要一個很大的力量，這要比人腿的力量大很多。所以制動系統(tǒng)必須能夠放大腿部的力量，要做到這一點有兩個辦法：
• 杠桿作用
• 利用帕斯卡定律，用液力放大。
制動系統(tǒng)把力量傳遞給車輪，給車輪一個摩擦力，然后車輪也相應(yīng)的給地面一個摩擦力。

在我們討論制動系統(tǒng)構(gòu)成原理之前，讓我們了解三個原理：
· 杠桿作用
· 液壓作用
· 摩擦力作用

杠桿作用已經(jīng)無需贅言，大家想必已經(jīng)爛熟于心，在杠桿的左邊施加一個力F，杠桿左邊的長度（2X）是右邊（X）的兩倍。因此在杠桿右端可以得到左端兩倍的力2F，但是它的行程Y只有左端行程2Y的一半。剎車踏板就是個杠桿?？紤]到踏板的傾斜度，一般踏板的設(shè)計行程不超過18 厘米。液壓原理需要特別說明，液體是無法被壓縮的，密閉容器里的液體的壓力有個特點：不論是液體內(nèi)部、還是壓向容器壁的力，到處都一樣大。——即：如果一平方米上有一噸的力量，那么在所有的地方，一平方米上的力都是一噸。這叫帕斯卡定理。由于液體無法壓縮，所以這種方式傳遞力矩的效率非常高，幾乎100%的力傳。液壓傳力系統(tǒng)最大的好處就是可以以任何長度，或者曲折成各種形狀繞過其他部件來連接兩個圓桶型的液壓缸。還有一個好處就是液壓管可以分支，這樣一個主缸可以被分成多個副缸。液壓的另一個作用就是放大力矩。如果主缸的直徑是1 寸，輪缸的直徑是 3 寸，那么給主缸上面施加任何一個力，就會在輪缸上放大 9 倍。不過主缸的活塞推動 9 厘米，輪缸的活塞推動距離只有 1 厘米，能量守恒。通常轎車的主缸直徑是 22 毫米，前輪缸直徑是 32 毫米，后輪缸直徑是 28 毫米。

不同的材料表面，有不同的鋸齒結(jié)構(gòu)；舉例來說：橡皮與橡皮之間就比鋼與鋼之間更難滑動。材料的類型決定了摩擦系數(shù)。所以摩擦力與物體接觸面上的正壓力成正比。例如：如果摩擦系數(shù)為 0.1 ，一個物體重 100 磅，另一個物體重 400 磅，那么如果要推動他們就必須給 100 磅的物體施加一個 10 磅的力，給 400 磅的物體施加一個 40 磅的力才能克服摩擦力前進。



說完了這些，讓我們來說說 ABS。





ESP與ABS非常接近，與ABS最大的不同在于ESP可以在沒有踩剎車踏板的情況下向輪缸輸出制動壓力，ABS只能在踩下剎車踏板后從主缸向輪缸輸出壓力。壓力生成器就是電機和柱塞泵，與ABS比多了 4 個柱塞泵， 4 個電磁閥，也就是 VLV和USV。



博世第九代 ESP增加了兩個特殊功能，一個是ACC，自適應(yīng)巡航，ESP可以部分控制電子節(jié)氣門。另一個是AEB，ESP可以部分控制剎車系統(tǒng)。有些認為ESP既可以控制油門又可以控制剎車，是個很好的線控系統(tǒng)，非也。博世對國內(nèi)廠家一般只開放ACC和ESP量產(chǎn)接口協(xié)議，剎車力度最大大約為 0.5 g，標準的剎車力度在 0.8 g以上， 0.5 g遠不夠用。再次，在設(shè)計之初，ESP控制剎車系統(tǒng)只是在少數(shù)緊急情況下使用，可能 1 年用不了 2 次，一般泵的容量只有 3 毫升，每一次使用，柱塞泵都要承受高溫高壓，頻繁使用，會導致柱塞泵發(fā)熱嚴重，精密度下滑，導致 ESP壽命急劇下滑，常規(guī)剎車系統(tǒng) 1 小時就可能使用數(shù)次，如果用 ESP做常規(guī)剎車系統(tǒng)，可能 1 個月就報廢了。最后即便是不計壽命問題， ESP的泵油功率有限，且缺乏真空助力，反應(yīng)速度較慢。最后如果ESP真的可以做常規(guī)制動，那么博世也無需開發(fā)Ibooster，日立無需開發(fā)EACT，大陸無需開發(fā)MK C 1 ，天合無需開發(fā) IBC。