为推动电动汽车关键共性技术发展，服务于成员单位技术研发需求，自成立以来，联盟一直持续开展整车及关键零部件前沿、共性技术研究工作，形成了大批研究成果，推动了电动汽车产业技术创新和进步。2023联盟共立项共性技术课题22项，为推动课题交流和成果共享，联盟将持续发布在研课题研究进展和成果，最大化发挥课题研究价值。
图1 线控转向系统结构示意图
式中，Jm为路感电机转动惯量；θm为路感电机转子角度；Bm为路感电机和减速器粘性阻尼系数；Km为路感电机扭转刚度；Gm为路感电机减速器的减速比；为路感电机输出扭矩。Tmv为方向盘阻力矩。
根据上述系统模型，得出控制模型：
图2 线控转向系统控制模型示意图
根据路谱模型，得出路谱输出Qadd；
计算当前齿条力和助力输出信息，根据齿条力计算齿条力对应的路感机输出Qr；
根据管柱扭力，计算基础助力输出数值Qepc；
根据转向盘角度以及车速信息,计算回正力输出数值Qerc；
计算管柱和转向盘的摩擦算出的阻尼数值，计算阻尼力输出数值Qedc；
通过路感电机的各模块Q轴输出值累加计算，得到电机输出数值Q；
在前期研究过程中，路谱输出设定为Qadd = 0。
图3 集成化双冗余PPK硬件架构
3、PPK集成化设计
图4 执行器PPK
图5 路感模块PPK
4、双冗余TAS
（三）六相双冗余电机高精度控制问题
1、控制方案
执行器控制方案：采用主+辅控制方案。以A系统作为主控模块，同步通过片间通信将A系统计算的目标电流传递给给B系统。最终A系统控制三相电机输出50%助力、B系统控制三相电机输出50%助力。当其中一个系统故障时，另外一个系统以整套系统的50%助力输出继续工作。
路感控制方案：采用主+冗余备份控制方案。以A系统作为主控模块，B系统工作在待机模式下(电机无输出)。A系统以100%的出力需求工作。当A系统发生故障时，平稳切换到B系统，B系统以100%的出力需求工作。
2、片间通信
线控转向系统没有机械连接，对电控单元的设计有了更高的要求，对驾驶员的舒适度及安全性都有比较大的影响。线控转向系统的路感模块及执行器模块均采用冗余设计方案，与此同时双机数据交互的要求除了快速性外，更重要的是数据的准确性及安全性。
主从控制模式时，从机的控制目标电流依赖于主机系统，这对片间数据的快速性及安全性提出了更高的要求。除此之外，双机的运行信息及状态的交互也尤为重要。
现有的片间通信多数存在抗干扰性差、极限工况时片间通信容易误报故障、误处理成降级运行等问题。为解决现有问题，本研究课题采用一种线控转向系统片间通信数据识别融合处理的方法。该技术方案在冗余系统进行数据交互时分别针对通信、通信数据采用方法1和方法2识别处通信和数据的有效性，并对数据的有效性等进行校验，结合冗余通信的方案提高数据准确性。与此同时采用一种的数据恢复机制，从而降低了双系统降级的概率。
SPI通信：A系统作为主机、B系统作为从机；频率设置支持1MHZ ~ 10MHZ，本方案采用1MHZ。单帧数据长度为32bits，SPI通信用于传递电机控制的数据及A系统的状态信息。
CAN通信：采用CANFD，用于传递主机电机目标电流、本机运行状态作为冗余设计，数据波特率支持500kbps。单帧数据长度支持8bytes、16bytes。。。。64bytes。
（四）线控功能逻辑
1、整车的配置包括人驾模式、自动驾驶模式，人驾模式下转向执行模块按照转向盘模块的控制命令执行，自动驾驶模型下转向执行模块按照自动驾驶域控制器的控制命令执行。本研究客户重点研究人驾模式下的工作模式，下图所示：
1) 供电正常后线控系统的控制器激活、执行初始化及自检。
2) 自检通过且收到整车ready信号后，路感执行上电对齐模式；如果没有收到整车ready则待机，自检不通过则进入故障模式。
3) 在一定时间内，路感的转向角度和执行器的转向角度的差值在设定阈值内，则判定上电对齐（方向盘与车轮）通过；如果超过设定时间角度差大于设定阈值，则判定上电对齐未通过，路感保持待机。（由于方向盘与底盘部分无机械连接，为确保方向盘与车轮的对应关系，需要先进行与底盘执行器的中位对齐操作）。
4) 上电对齐通过后，路感和执行器均进入模式仲裁。上电对齐不通过则进入故障模式，通过整车报文发出警示。
5) 满足人驾模式条件时进入人驾模式。
6) 人驾模式下，执行器响应路感发送的角度控制命令，路感随着驾驶员的操作和车速的变化而动作。
（五）验证
1、台架验证
图15 性能指标定义
下一步工作计划
完成性能提升：快打跟随性等问题，提高转向执行模块的响应转向盘路感模块指令的速度等。
