高安全性智能汽车线传转向系统关键技术研究
发布时间：2021-09-18
信息来源：北京市科技成果信息系统
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发布时间：2021-09-18
信息来源：北京市科技成果信息系统
- 转向系统;控制;传转向系统;转角;关键技术;智能汽车;科技成果
基本信息
所属科技项目名称：高安全性智能汽车线传转向系统关键技术研究
项目主管部门：北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会
科技成果信息
科技成果名称：高安全性智能汽车线传转向系统关键技术研究
关键词：线传转向；功能安全；冗余容错；双电机转向 器；自动转向
科技成果类型：原始创新
科技成果所处阶段：其他
科技成果应用领域：交通运输、仓储和邮政业
科技成果简介： 线传转向系统通过通讯网络信号控制转向轮实现车辆的横向控制，在方向盘和转向轮之间不再采用机械连接，彻底摆脱了传统转向系统固有的限制，具有可变传动比、路感可调节、结构布置灵活等特点，能够实现主动转向控制。本课题以产业化为导向，研究了大幅度提高乘用车线传转向系统安全性的方法，研发了响应快速、安全可靠的智能化线传转向系统，以促进新能源汽车关键技术研究与示范应用。
首先，本课题按照 ISO26262 要求的 ASIL D 功能安全等级设计了高安全性汽车线传转向系统的总体技术方案和体系架构，包括有路感方向盘总成、线传双电机转向器总成及相应的控制单元，对关键零部件进行了冗余设计。
然后，进行了线传向系统的理论研究，建立了线传转向系统模型，分析了变传动比对操纵稳定性的影响并进行了优化设计。制定了线传转向系统路感模拟和主动转向控制的分层控制策略：上层控制策略包括主动转向控制策略和路感控制策略，下层控制策略则控制转向电机实现主动转向控制策略确定的目标前轮转角，控制路感电机实现路感控制策略确定的目标转向盘反馈力矩。转向器可以实现主动车轮转角控制，路感管柱可以实现主动回正、阻尼控制和摩擦控制，能够提供针对于实际路感的反馈功能。。
另外，课题还研究了转向系统的功能安全设计方法，进行了线传转向系统的失效危险分析和风险评估，故障树的分析，攻克了系统及转向操纵机构、 转向器、线传网络、电源等子系统的冗余容错技术，使系统具备“故障-工作- 安全-报警”的高安全模式，计算了硬件随机失效指标。
最后，完成了样机设计和试制，对系统进行了硬件在环试验及实车路试， 试验结果表明转向器对输入转角伺服控制精度不大于 1 度，转向轮的最大转 向角速度不低于 30 度/秒。
总结而言，项目成果适用于具备辅助驾驶和自动驾驶功能的智能汽车，特别是为 L3 以上级别自动驾驶提供更可靠的转向解决方案，对线传转向系统在智能驾驶领域规模化推广有重要意义。
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