产品名称：无机械连接线控转向系统(SBW)的开发

公司名称：捷太格特科技研发中心（无锡）有限公司

背景

由于 ADAS 和自动驾驶实际应用的迅速发展，线控转向系统的需求正在增长。该系统通过电气方式而不是机械连接方式在人机接口（下称HMI）单元和转向单元之间传输扭矩和转向角度信息，例如，即使ADAS转向指示和驾驶员转向意图方向相反，也可实现根据ADAS指令进行转向。另外，方向盘的角度和位置可在自动驾驶期间按预期进行控制。这样，可以减少驾驶员在高级辅助驾驶和自动驾驶过程中由于方向盘和车轮的连接而产生的不适感。再者，在手动驾驶模式中还可以控制道路信息向驾驶员的传递以及方向盘和车轮的角传动比。为了满足上述需求，目前捷太格特正在开发无机械连接（下称 SBW）的转向系统，它既能满足高级驾驶辅助和自动驾驶的亲和性改善，也可以满足手动驾驶模式的舒适便利性的改进。

关键要素开发

SBW系统开发的一个显著点是HMI单元和转向单元之间没有机械连接。这就需要解决两个开发要素。第一个开发要素是确保在系统发生故障时的安全。即使HMI单元系统发生故障，驾驶员不能操作时，转向单元也必须能够持续运行。第二开发要素是建立系统正常运行时的基本功能。因此，开发理念的重点是聚焦于这些开发要素。

系统概要

在 SBW构造（图1）中，HMI单元检测方向盘转动量，向转向单元指示轮胎转角，并生成方向盘的反馈扭矩。转向单元控制车轮角度，并检测路况信息并将其传递到HMI 单元。这两个单位彼此协调控制运行。

图1 SBW系统概要

安全性确保

在本开发中，系统安全性确保是第一要务。作为安全确保的手段，对于既有电子助力转向系统（以下简称EPS）确立的技术，采用了电气和电子（下称EE）系统冗余（图 2） 和备用电源 （以下简称BPS）。因此，在系统间通信故障中，每个系统都是独立运行的，如果其中任何一个系统出现故障，则仅正常的系统运行。如果正常的系统也发生故障，则两个系统均停止运行。主电源发生故障时，则从BPS向EE系统供电，EE系统可以持续运行。另外，还设置了一个功能，在系统正常启动前和运行结束后固定方向盘的位置，防止方向盘在系统运行中过度转向。

图2 EE系统配置

系统控制状态迁移

启动时，打开点火开关后，两个单元同步，方向盘角度和车轮角度进行相位匹配。匹配完成后，系统控制在车辆发动机和BPS 启动完成后启动。最后，在关闭点火开关并锁定方向盘后，系统控制结束。

道路信息传递

设置了适时的将道路信息从转向单元传递给HMI单元的功能。此功能通过转向单元的电流生成反馈扭矩和根据转向角度生成的反馈扭矩的组合，仅向驾驶员传递必要的信息（图3）。

图3.反馈扭矩产生框图