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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