线控技术的具体组成芯片解密
芯片解密为了让大家更容易理解线控技术,我会把它分成人、电脑和“机器人手臂”这三个角色,人负责下达意图(比如你想把方向盘往左转多少度、想让车子加速还是减速);电脑(也就是线控系统的核心控制单元)负责把这些意图翻译成具体的电信号;而“机器人手臂”,也就是电动执行器或电子泵,负责真正去做那件实物操作,比如旋转齿轮、压迫刹车片或者给电机加额外扭矩。
1.人的意图——信号采集与感知
在传统车里,你握方向盘、踩刹车或踩油门时,实际上是通过机械结构直接驱动了底盘相应的部件。而在线控系统里,方向盘下会有专门的传感器去测量你旋转了多少度,有的还会测量你施加了多大力。这就好比戴在手指上的动作捕捉设备,能把一个动作精确地捕捉下来。相对应的,刹车踏板上会有位置传感器,记录踏板被踩下去了多少,还可能通过力矩传感器测量你的用力大小。油门踏板处同理。这样就把“我想把车往左打三十度”或“我要踩到一半的刹车力”之类的模糊信号,转换成了零散化、数字化的电信号。
2.电脑的翻译——电子控制单元(ECU)
当这些传感器采集到数据后,就要送到线控系统的“大脑”,也就是电子控制单元。这里可以把它想象成一台专门负责车辆操纵的微型计算机。它的工作包括两个核心部分:第一,接收和校验传感器给出的数据;第二,根据车辆当前状态、路况信息以及自动驾驶算法(如果处在自动驾驶模式下)制定最合理的操控策略。举个例子,当你踩刹车时,ECU会把你给出的踏板位置和力矩信息,与轮速传感器回传的车速或者车辆状态传感器回传的横摆角速度结合起来,判断应该给每个车轮多大的制动力,确保车辆能够平稳而快速地停下来。如果是自动驾驶系统发出的指令,ECU还会结合预测的车辆动力学模型来微调每个操作,达到最理想的轨迹控制。
芯片解密在设计上,这个ECU必须满足极高的安全标准,通常要符合国际标准ISO 26262《道路车辆功能安全》的安全等级(车规级别:ASIL-D),这些标准会规定在设计芯片、开发软件以及做测试时,都要有一整套流程来验证万无一失。比如可以使用“双核锁步”技术,即同样的代码加载在两个核上跑,这两个核的计算结果要一直保持一致,如果有一边跑偏了就说明出现故障,就能立即启动应急流程。而看门狗电路则是在后台不停地“敲门”确认软件还在正常工作,一旦软件出现卡死或者运算错误,硬件就会马上重启或切换信号线路,避免车辆出现完全无力控制的状况。