智能驾驶背景下乘用车+商用车+人机共享转向系统发展趋势报告-2024-04-智能网联-40页_1mb

智能驾驶背景下转向系统发展趋势总结

一、乘用车智能转向系统

1. 电动助力转向系统（EPS）：

   • 结构与工作原理：由转矩传感器、减速机构、电机、ECU组成，通过车速与转矩的PID控制实现助力效果。
   • 发展趋势：集成DT(u)电机力矩控制、转角伺服控制，提升轨迹规划与路感模拟，支持自动驾驶模式与驾驶员操纵模式无缝切换。

2. 前轮主动转向系统（AFS）：

   • 结构：采用行星架构与转向齿条联动，实现变传动比控制。
   • 关键技术：转角叠加力解耦、随速变传动比技术、独立转向支持车辆稳定性控制。

3. 线控转向系统（SBW）：

   • 特点：取消机械连接，依赖传感器与电机控制。
   • 发展重点：路感模拟优化、冗余设计（传感器、控制、执行器）、自定义路感风格与人机共驾交互。

4. 后轮转向（AWR）与差速转向：

   • 提升高速稳定性与低速灵活性。
   • 关键技术包括转向角度比设计、协调转向策略与制动辅助功能。

二、商用车智能转向系统

1. 特殊需求与挑战：

   • 相比乘用车，对高可靠性和低操纵负荷的要求更高。
   • 当前主要采用机电复合技术如增强型电液转向（ECHPS），兼顾高路感与轻量化。

2. 研究进展：

   • 集成电液耦合系统：开发24V系统与控制器集成测试平台。
   • 转向力矩曲线设计：根据驾驶员在环仿真优化助力响应。
   • 自动驾驶支持：实现主动回正、侧风补偿等辅助功能。

三、人机共享转向控制（HADC）

1. 自动驾驶分级背景：

   • 从L2~L5级自动驾驶与驾驶员共享控制权。
   • 共享分为角度/力矩叠加型，采用动态博弈模型协调任务。

2. 设计目标：

   • 安全性：避免驾驶员依赖性与操纵疏忽。
   • 舒适性：低操纵负担同时保持路感反馈。
   • 实验验证：依托dSPACE与Carsim平台进行双人博弈仿真，如开环纳什与闭环纳什均衡策略测试。

四、智能避撞系统

1. 整体架构：

   • 结合高精度定位、风险评估、路径规划与协同制动/转向控制。
   • 控制层：如RBF神经网络滑模控制、横摆力矩协同机制。

2. 决策与仿真验证：

   • 基于遗传算法与强化学习动态规划避撞路径。
   • 通过硬件在环（HIL）测试验证系统有效性，涵盖转向与制动联合协同。

五、小结与未来趋势

• 市场导向：乘用车转向系统向线控化、智能化趋近，商用车偏重短期机电融合升级。
• 技术融合：转向与制动系统协调，部分核心厂商正推动系统整合以提供更高阶驾驶辅助。
• 法规与挑战：需解决自动驾驶事故的界定，路权划分与标准化进程亟待推进。