應用:高安全性線控轉向系統

應用領域:車身和底盤技術

創新和優勢

技術描述:

完整的線控轉向系統還沒有在全世界的量產車上使用，是下一代轉向系統產品的重點目標。

蜂巢轉向研發的高安全性線控轉向系統是一套完整的線控轉向系統，能夠滿足L4自動駕駛應用，在電子系統出現任何單點故障后仍能滿足全速安全行駛的要求。高安全性線控轉向系統，可實現帶速轉向、主動找正、可變傳動比、主動轉向、路感可調等功能，支持整車實現L4自動駕駛功能。同時，在未來的車輛應用中，具有功能拓展，如實現個性化轉向手感、駕駛習慣自學習、靜音方向盤、隱藏式方向盤等功能，提高駕駛舒適性。

蜂窩轉向根據量產車的功能、性能和安全性的要求，發展線控系統技術的高安全性轉向，主要涉及多執行器協同控制、轉向快速跟蹤控制、故障安全控制、齒條力估計、路感反饋控制算法、轉向穩定性控制等多種前沿轉向控制算法。

獨特優勢:

蜂巢轉向研發的高安全性線控轉向系統，提高了電子系統任何單點故障后轉向系統的可用性。高安全性線控轉向系統在傳感器、控制器、執行器和電子電氣架構四個方面實現至少三個冗余設計，以提高線控轉向系統的安全性。

傳感器級:采用SAS+TAS(扭矩角傳感器)設計。SAS傳感器采用CANFD通信接口，手感模擬單元和轉向器同時接收方向盤角度信號，用于仲裁駕駛員的駕駛意圖。手感模擬單元接收用于仲裁駕駛員駕駛意圖的SAS信號，轉向器接收由手感模擬單元發送的用于仲裁轉向控制信號的SAS信號。TAS傳感器采用硬件冗余和信號冗余架構，采用SPC通信接口實現四路扭矩和雙向方向盤絕對角度的安全架構，用于手感模擬單元識別駕駛意圖。

控制器級:采用兩個完全冗余的控制單元，實現舵機電控系統的四冗余設計，在電子系統任意單點故障后仍能達到舵機最大容量75%的輸出能力，滿足車輛任意工況下的行駛要求。電子系統任一單點故障后，仍具有電子控制系統的三重冗余，車輛可繼續行駛，不受速度限制。手感模擬單元采用完全冗余的控制單元，在電子系統出現任何單點故障后，仍能為駕駛員提供正常的轉向力。即使手感模擬單元完全失效，駕駛輔助系統也可以用來控制車輛進入安全狀態。

執行機構級:采用雙繞組電機，每個繞組可以獨立輸出扭矩。電機具有單一防水性能，并設計有高速特性，以滿足線控轉向系統快速跟蹤的響應特性。

高安全性線控轉向取消了轉向中間軸，顛覆了傳統轉向系統的機械和物理連接，利用電信號控制車輛的轉向行為。通過取消轉向中間軸實現轉向系統的機械解耦，從而實現駕駛員與車輪運動控制的解耦、方向盤與轉向器的解耦、手感模擬單元與轉向器的解耦。

與方向盤轉向器解耦，可以實現L4級自動駕駛下的方向盤靜音或方向盤隱藏，為駕駛員提供更舒適的空間，以及隱藏方向盤下的車輛碰撞安全。整車還可以實現左右舵車型的平臺化設計，無需考慮轉向中間軸對布局的影響。隨著線控轉向技術的發展，異形方向盤將逐漸進入工程師的視野。

手感模擬單元與舵機解耦，通過電信號傳遞控制指令。電控系統的引入可以規范舵機和手感模擬單元的接口，為域控制、軟件SOA和底盤集成控制提供開發平臺。線控轉向系統為整車提供了標準化的控制接口，有利于整車功能的集成。

應用場景:

可以滿足L4智能自動駕駛的相關要求。

未來:

轉向系統直接影響車輛的安全性，而傳統的轉向系統限制了智能車輛的發展。線控轉向是未來轉向系統發展的必然形式。線控轉向系統將在安全性、駕駛性能和智能方面展開技術競爭。線控轉向在滑板底盤、車輛運動角度模塊化、集成底盤控制、域控制、集中控制、跨系統協同控制等方面具有突出的技術優勢。線控轉向的物理形式仍然依賴于傳統的轉向機械結構。隨著車輛應用需求的變化，物理形式也會發生變化，比如四輪獨立轉向。

線控轉向是無人駕駛的基石，是轉向行業的技術制高點。隨著汽車輔助/自動駕駛技術的發展，線控轉向將逐步進入市場應用，也將帶來轉向系統的技術革新。線控轉向未來的發展空間主要分為兩部分:

一是L3自動駕駛場景應用，提升車輛操控性、安全性和舒適性；

第二，L4/L5自動駕駛場景應用，提升車輛智能、協調控制和舒適性。

線控轉向系統將在未來3-5年內投放市場，搭載率將逐年提高。預計到2030年，線控轉向的搭載率將占高檔自動駕駛汽車的40%，預計產值將超過100億，市場前景廣闊。蜂巢轉向研發的高安全性線控轉向系統專注于安全性，為用戶提供車輛行駛安全保障。高安全性線控轉向系統是長城汽車智能線控底盤的一部分。完成了帶速度轉向、主動找正、齒條端保護、可變傳動比、路感反饋的開發。根據蜂巢智能轉向的戰略規劃，2023年起將逐步實現線控后轉向、線控前轉向、線控四輪轉向、線控四輪獨立轉向的產品量產。

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