常秀岩 高尚 姜廷龙 侯慧贤 张建伟

（1.中国第一汽车股份有限公司研发总院，长春 130013；2.汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室，长春 130013；3.吉林大学，汽车仿真与控制国家重点实验室，长春 130022）

主题词：线控转向 功能安全 系统架构 硬件架构 系统状态机

1 前言

线控转向（Steering-by-Wire，SBW）具有灵活的可变传动比，能够实现中高车速下的稳定性及低速下的操作方便性，使驾驶员获得更加良好的驾乘体验。但线控转向最大的问题是如何保证系统的安全性。受安全性及GB 17675—1999《汽车转向系基本要求》（已经废止）的限制[1]，SBW系统仅在个别车型上进行了配置，但也采用了电磁离合器方案作为替代转向中间轴的机械备份。GB 17675—2021《汽车转向系基本要求》（即将实施）删除了“不得装用全动力转向机构”的要求[2]，SBW属于全动力转向的范畴，该标准的发布使SBW系统具备了应用的可能，同时增加了“对转向电子控制系统的功能安全要求”，从功能安全的角度提出了明确的安全性要求。

针对线控转向的功能安全，王杰等就线控转向传感器故障诊断与容错展开了研究[3]，Taeyun Koo 等人也对线控转向的路感模拟与转向执行双冗余架构展开了研究[4]。本文从功能安全的角度分析线控转向系统的潜在风险，并提出供参考的功能安全目标，以失效可操作（Fail-Operational）冗余机制为指导思想设计满足整车需求的线控转向系统架构、硬件架构及软件控制策略，并进行实车验证。

2 线控转向系统基本结构

线控转向系统主要由综合控制器、路感模拟器及转向执行器组成，如图1所示。……