智能驾驶背景下转向系统发展趋势2024.docx

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1、智能驾驶背景下转向系统发展趋势汇报提纲1、乘用车智能转向系统2、商用车智能转向系统3、人机共享转向控制4、智能避撞系统5、小结附、EPS相关技术1、乘用车智能转向系统1.1电动助力转向系统1.1.1EPS结构示意图1.1.2EPS工作原理1.3EPS发展趋势面向汽车智能化的电动助力转向系统解决方案:1.2前轮主动转向系统1.2.1AFS结构及工作原理AFS结构示意图V1.2前轮主动转向系统1.2.1AFS结构及工作原理AFS作用及工作原理1.2.3前轮独立主动转向系统转向驱动电机2结构复杂轮胎磨损失效保护1.2.2AFS关键技术转角叠加电机与方向盘的力解耦：转角叠加电机对转向手感的干扰抑制随速

2、变传动比技术：保证低速转向轻便和高速转向稳定基于主动转向的车辆稳定性控制技术：车辆运动跟随驾驶员意图的同时保证动力学稳定性1.乘用车智能转向系统1.3线控转向系统131SBW结构及工作原理1.3.2线控转向系统的关键技术线控转向系统的理想路感设计高精度路感模拟路面不平导致的的路感波动抑制线控转向系统的前轮转角伺服控制线控转向系统的冗余设计：传感器冗余/控制器冗余/执行器冗余13.3线控转向系统的发展趋势线控转向系统的个性化路感风格设计基于线控转向系统的人机共驾解决方案驾驶辅助系统目标驾驶员目标后轮主动转向系统的三种工作模式1、乘用车智能转向系统1.4后轮主动转向系统IAl后轮转向系统的工作原理

3、后轮主动转向系统的结构示意图111.4.2后轮主动转向系统的关键技术前轮/后轮转向角度比设计低速行驶的转弯灵活性和高速行驶的方向稳定性控制策略基于主动后轮转向的车辆动力学稳定性控制1.43后轮独立主动转向系统两后轮协调转向，可提高车辆行驶稳定性两后轮反向张开或内收，可产生一定的制动作用1.5差速转向/差动转向低速大转角转弯可能有困难；轮胎磨损困难严重；高速修正汽车行驶方向，改善稳定性有作用。TiMZ/O2.1 商用车自动驾驶需求更加迫切、进程或更快。较好的自动驾驶应用基础乘用车商用车自动驾驶的需求作为“不会发生碰描事故的汽车”提供更加安全的驾驶环境帮助弱势群体（高龄者、残障人士）的出行解决驾驶

4、员不足。从长时间驾驶中解放出来，以及应对“收发订单”等追加业务操作a在感知到危险情况下瞬间调整行进方向以确保安全性面临的课题法律法规在市内街区由于与非自动驾驶汽车并存.发生交通事故可能性较高.如何解决事故（尤其是人身事故的责任认定问魄，从法律法规层面来看还非常困难 在非公共区域内能够按照自主制定的祝财应对，测试和运营相对较容易 在开放性道路上，则需要建立诸如“专用车道”等公共规则系统成本由用户承担系统成本能够促成削减运输过程中的人工成本,节省下来的这部分就可以填林到高飘的系统成本上带来诸多好处提高道路安全性；优化交通流量；降低三由;施；2、商用车智能转向系统2.2智能化商用车对新型转向系统的新

5、要求智能舒适安全为应对商用车智能驾驶趋势，需要转向系统具备完成车道偏离辅助、列队行驶等功能的能力新一代的年轻驾驶员对驾驶舒适性要求较高将近一半的驾驶员存在腰、肩、颈部的职业病，转向系统的操纵轻便性有望提高高速行驶时操纵稳定性较好，路感清晰为避免疲劳驾驶和集中注意力，转向系统的操纵负担应尽量小2.3传统EPS和ECHPS在商用车智能转向控制应用上存在瓶颈受EPS电机功率及空间限制，目前只能用于中小型乘用车智能转向控制电液转向响应滞后,角度控制难；不能直接用于自动回正.泊车和智能转向的转角、转矩控制ZFReAX-ColumnMountedZFReAX-GearMounted在原有循环球式液压助力转

6、向器基础上叠加一套传感器-助力电机控制单元总成实现功能技术背景随速助力增强高速转向手感的同时保证低速转向轻便性应急转向在液压助力系统失效时，助力电机完成系统必要的助力转向功能主动回正车辆完成转向动作之后，助力电机协助驾驶员完成转向轮回正部分自动驾驶在特殊驾驶场景下，系统在驾驶员的监控下，执行车辆侧向路径引导操作，比如自动转向功能侧风补偿助力电机保证车辆在遇到侧向风时处于直行状态，减轻驾驶员精神负担和物理操作负荷frcrr7jg人力大整用S4GEPS2F*M1tbft-三hU70NmtXr!5Othcrs十simlsEromvehiclePowerlineDigitalsignal2.6 课题组

7、在商用车智能转向方面进行的研究AnalogSiglml(?ommuIilcation集成式商用车电液耦合转向系统控制器及性能测试平台开发电机助力曲线MAP图t车速驾驶员在环场景下助力电机助力曲线三维MAP图设计G学僚*11驾驶员不在环，即无人驾驶场景下商用车横向自动循迹控制策略设计3.人机共享转向控制3.1 自动驾驶技术分级自动化等级名称定义驾驶员执行全部的或部分的动态驾驶任务（DDT）O无自动化驾驶员是整个智能化系统唯一的决策者和执行者1驾驶辅助ADS在特定环境条件下执行DDT中的纵向或横向运动控制子任务2部分自动化ADS在特定环境条件下完成汽车的纵向和横向运动控制子任务自动驾驶系统（ADS

8、）执行全部的动态驾驶任务（DDT）3有条件自动化ADS在特定环境条件下完成DDT的全部任务，根据系统要求，驾驶者提供合适的应答4高度自动化ADS在特定环境条件下完成DDT的全部任务，根据系统要求，驾驶者不一定需要对系统所有的请求作出应答5完全自动化ADS在所有人类驾驶者可以应付的环境条件下完成DDT的全部任务，驾驶者不一定需要对系统所有的请求作出应答疲劳驾驶驾驶员分心社会困境过依赖情景意识降低3.人机共享转向控制3.2驾驶员驾驶带来的问题完全自动驾驶带来的问题33共享型转向控制驾驶员和智能系统同时在环，醴专向期限，人机一体化协同完成车辆转向驾驶任务人机同为控制实体，双方受控对象交联耦合，状态转

9、移相互制约，具有双环并行的控制结构。基于动态非合作博弈理论的人机共享交互式转向建模共享转向过程动态博弈过程3.4基于前轮主动转向的共享型转向控制研究共享转向控制硬件在环（HI1.）验证基于dSPACE实时仿真平台共享型转向控制主要有角度叠加型和力矩叠加型两类。这里主要进行了角度叠加型共享转向控制的研究。实验验证环节主要是基于dSPACE实时仿真平台，dSPACE作为目前主流的快速原型和硬件在环开发平台已经在汽车产品开发领域得到越来越广泛的应用。为了使实验结果更加真SmrinEWheCla，SCmbNIntemCnVIesteeringCOntrUHSROadtrajeclury实可信，车辆模型

10、用包含轮胎侧偏非线性的CarSinI整车模型，并运行于PXl主机上。转向系统则用我组开发的线控转向试验台进行角度叠加的共享转向控制方面的研究。开环纳什博弈策略结果闭环纳什博弈策略结果3.人机共享转向控制3.5仿真及实验结果驾驶员和智能系统目标路径设定驾驶工况为高速公路上的双移线，驾驶员由于疲劳驾驶或分心等因素未能识别该进行转向操作，期望路径为直线；智能系统根据环境感知及决策系统规划处目标路径并控制方向盘进行轨迹跟踪，期望路径为双移线。这里仅给出开环纳什和闭环纳什均衡策略下的仿真及实验结果。所谓开环和闭环主要指的是博弈的参与在在博弈过程中所能得到的信息上的不同。4、智能避撞系统4.1 避障系统总

11、体方案车辆行驶环境传感、感知、信息融合及定位系统信息预处理车载传感器信息融合决策系统高精度定位自动驾驶汽车智能避撞系统4.2 运动控制系统4.2.1 紧急制动控制系统方案0.智能避撞系统4.2.2直接横摆力矩控制系统方案一三三BM芟C)ep,%，C,BS,KB,y,G,ep,“4、智能避撞系统4.2.4转向控制系统方案4、智能避撞系统4.3 决策系统4.3.1 避撞轨迹规划与风险评估模型(0)4、智能避撞系统4.3.2 避撞轨迹规划与风险评估模型（续）分析行驶车速火车间距即和路面附着对安全距离模型的影响4、智能避撞系统4.3.3 避撞行为决策方案自动驾驶汽车在线学习模式（八）(b)基于线控执行器的硬件在环系统试验平台4、智能避撞系统4.3.3智能遁童系统的Hl1.试验方案（续）MicroAutoBox转向阻力矩模拟Q运动控制系航制动控制第统I转向控IM系就号震决策系统风险坪估轨迹规划*行为决策1.ArAUm车路系统执行机构智能避撞系统的硬件在环试验原理图4、智能避撞系统4.4 智能避撞系统发展