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智能汽车线控转向系统技术与路感模拟研究.docx
资料介绍
智能汽车线控转向系统技术与路感模拟研究
摘要：线控转向系统是自动驾驶执行系统的关键组成部分，通过电子信号取代方向盘与转向机之间的机械连接，实现了转向控制的灵活性与精确性。本文系统分析了线控转向系统的技术原理与架构设计，涵盖系统架构、路感模拟、转向控制、冗余安全设计以及功能安全实现，深入探讨了线控转向系统在自动驾驶中的关键作用与量产应用中的技术挑战。
一、引言
转向系统是车辆控制的核心子系统，直接决定了车辆的操控性、安全性与人机交互体验。在传统车辆中，转向系统通过转向管柱将方向盘与转向机机械连接，驾驶员通过方向盘直接控制车轮的转向角度。在自动驾驶车辆中，转向系统需要能够在自动驾驶模式下完全由电子系统控制，在人工驾驶模式下为驾驶员提供真实的转向手感。线控转向系统正是为实现这一目标而设计，取消了方向盘与转向机之间的机械连接，通过电信号传输转向指令与路感反馈。
二、系统架构
2.1 方向盘总成
方向盘总成是线控转向系统的人机交互接口，包含方向盘、扭矩传感器、角度传感器与路感模拟电机。驾驶员转动方向盘时，扭矩传感器与角度传感器检测驾驶员的转向意图，将信号发送至控制器。路感模拟电机根据控制器的指令，向方向盘施加模拟的路面反馈力矩，使驾驶员能够感知到路面的信息与轮胎的抓地状态。方向盘总成还包含转向柱锁止机构，在自动驾驶模式下锁定方向盘，在人工驾驶模式下释放。
2.2 转向执行总成
转向执行总成是线控转向系统的执行机构，包含转向电机、减速机构、齿轮齿条机构与角度传感器。转向电机根据控制器的指令驱动齿轮齿条机构，实现车轮的转向。角度传感器检测车轮的实际转向角度，反馈给控制器形成闭环控制。转向执行总成安装在车辆前舱，通过电气线束与方向盘总成连接，两者之间没有机械传动路径。
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