TCSAE 284.3-2022 自动驾驶乘用车 线控底盘性能要求及试验方法 第3部分：转向系统

团体标准T/CSAE284.3—2022自动驾驶乘用车线控底盘性能要求及试验方法第3部分：转向系统Automateddrivingpassengervehicle—Performancerequirementsandtestmethodsforchassis-by-wire—Part3：steeringsystem2022-12-30发布2022-12-30实施中国汽车工程学会发布学兔兔中国汽车工程学会标准（以下简称：CSAE标准），是由中国汽车工程学会按照明确的程序、规则，遵循公开、透明、协商一致原则组织制定的，供市场自由选择、自愿采用的规范性技术文件。CSAE标准旨在发挥市场自主制定标准优势，着眼企业竞争力提升，推动汽车产业创新技术的加速发展和广泛应用。CSAE标准版权归属中国汽车工程学会，除用于国家法律或事先得到中国汽车工程学会许可外，不得以任何形式复制该标准。在本标准实施过程中，如发现需要修改或补充之处，欢迎将意见反馈至中国汽车工程学会，以便修订时参考。中国汽车工程学会地址：39；电话：[phone]；邮编：100176；邮箱：[e-mail]。学兔兔—2022I目次前言.................................................................................II1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语和定义.........................................................................14一般要求...........................................................................1系统架构.......................................................................14.1功能要求.......................................................................24.2接口要求.......................................................................24.35性能要求...........................................................................4基础性能.......................................................................45.1切换性能.......................................................................65.26试验方法...........................................................................6试验准备.......................................................................66.1试验内容.......................................................................76.2试验数据处理...................................................................96.3附录A（资料性）数据记录表样例......................................................10学兔兔—2022II前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。T/CSAE284《自动驾驶乘用车线控底盘性能要求及试验方法》系列标准拟由三个部分构成：——第1部分：驱动系统；——第2部分：制动系统；——第3部分：转向系统。本文件为T/CSAE284的第3部分。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由电动汽车产业技术创新战略联盟提出。本文件起草单位：北京百度智行科技有限公司、国汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司、舍弗勒智能驾驶科技（长沙）有限公司、苏州衡鲁汽车部件有限公司、上海衡鲁汽车科技有限公司、北京理工大学、北京奥特尼克科技有限公司、上海拿森汽车电子有限公司、联创汽车电子有限公司、同济大学、北京车和家信息技术有限公司、北京航迹科技有限公司、中汽创智科技有限公司、北京汽车研究总院有限公司、湖南湘江智能科技创新中心有限公司、青岛华通图新信息科技有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、北京裕峻汽车技术研究院有限公司。本文件主要起草人：张鸿儒、赵云、马鸿超、张彦福、俞志华、高月磊、王刚辉、程周、彭伟、贾元辉、宋德王、刘卫国、於涛、李红海、何德管、陈礼、施国标、王帅、陶喆、李涛、李兵、冷博、焉国辉、黄晓峰、卢毅、白艳飞、梁阿南、高培基、徐光亚、崔华芳、李兴坤。学兔兔—20221自动驾驶乘用车线控底盘性能要求及试验方法第3部分：转向系统1范围本文件规定了自动驾驶乘用车线控转向系统的一般要求、性能要求及试验方法。本文件适用于3级及4级自动驾驶乘用车前轮线控转向系统在附着良好的路面工况下的开发和测试，其评价数据可来源于车载信息与控制系统，其他车辆可参考使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12534汽车道路试验方法通则GB17675汽车转向系基本要求GB/T40429—2021汽车驾驶自动化分级3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1自动驾驶车辆automateddrivingvehicle具备3级及以上级别驾驶自动化能力的车辆。3.2自动驾驶控制器automateddrivingcontroller；ADC车辆自动驾驶功能的处理单元，可发出控制指令，由硬件和软件共同组成。3.3线控转向系统steeringbywiresystem；SBWS使用电子线路和通讯传输等线控技术，接收自动驾驶控制器或驾驶员控制指令改变或保持车辆行驶方向的系统。注：在不引起混淆的情况下，本文件中的“线控转向系统”简称为“系统”。3.4最高设计运行速度maximumdesignoperationalspeed；Vmax在其设计运行条件下，自动驾驶车辆在自动驾驶模式可运行的最高速度。4一般要求系统架构4.1线控转向系统主要包括方向盘转向机构、车轮转向机构、转向控制器总成，系统架构可参考图1。学兔兔—20222图1线控转向系统架构功能要求4.2在车辆运行期间，系统应满足以下功能要求：a)在Vmax内以及任意档位时都能实现线控转向；b)当线控转向系统收到有效的自动驾驶退出请求时，立即退出自动线控转向状态；c)线控转向系统具备故障自我诊断功能及相应的降级策略；d)线控转向系统执行的转向角度、角度变化率及扭矩均不应超过安全限值，以保证车辆安全可控；e)线控转向系统具备冗余转向功能，包含控制单元、功率驱动单元、电机执行单元、电源、通信和传感器等子系统的冗余。接口要求4.3线控转向系统和自动驾驶控制器之间的接口信号应满足表1要求：表1线控转向系统接口要求类型发送节点信号内容(以方向盘控制为例)信号采集精度单位系统1控制信号进入退出自动驾驶请求--方向盘转角0.1°方向盘转角变化率1°/s自动驾驶系统状态--反馈信号转向系统工作状态--转向控制器1总线1总线2电源1传感器1电源2传感器2转向机构硬件软件车轮转向机构1/2方向盘转向机构1/2(可选)转向控制器2软件硬件电源信号学兔兔—20223表1线控转向系统接口要求(续)类型发送节点信号内容(以方向盘控制为例)信号采集精度单位系统1反馈信号转向系统故障状态--方向盘转角反馈0.1°方向盘转角变化率反馈1°/s转向接管状态--转向系统力矩反馈0.1Nm转向系统力矩传感器有效位--转向系统最大转角限制0.1°转向系统最大转速限制1°/s系统2控制信号请求进入退出自动驾驶--方向盘转角0.1°方向盘转角变化率1°/s自动驾驶系统状态--反馈信号转向系统工作状态--转向系统故障状态--方向盘转角反馈0.1°方向盘转角变化率反馈1°/s转向接管状态--转向系统力矩反馈0.1Nm转向系统力矩传感器有效位--转向系统最大转角限制0.1°转向系统最大转速限制1°/s学兔兔—202245性能要求基础性能5.15.1.1线控转向系统应满足GB17675的技术要求。5.1.2参照图2，按照6.2.1和6.2.4进行测试，系统应满足表2行程测试指标要求。注1：请求值θt——自动驾驶控制器通过总线发送的数值，也指线控转向系统通过总线接收到的数值。注2：实际值θr——方向盘或车轮上（或转向传动装置上）安装的转角传感器（或齿条位置传感器）测量并通过总线反馈的转动角度（或齿条位置）。注3：目标值T——请求值达到稳定后的数值。注4：实际值变化率θ’——线控转向系统转动过程中实际值的变化斜率。图2行程测试指标示意图表2行程测试指标要求序号指标名称系统无故障（以方向盘控制为例）单系统故障（以方向盘控制为例）1最大实际值变化率θ’max（deg/s）≥500≥2502最大实际值θr_max(deg)≥机械行程×90%≥机械行程×90%3对称性≤5%≤5%注1：对称性——在相同环境和相同请求指令的情况下，左、右转向响应的差异。计算公式详见6.2.1。注2：针对方向盘转角接口，其它控制方式（如齿条位移控制）可根据转向系统传动比或设计参数进行推算。5.1.3参照图3，按照6.2.2、6.2.4进行测试，系统应满足表3斜坡测试指标要求。学兔兔—20225注1：最大超调值（Δθ1）:线控转向系统转动过程中最大实际值与目标值的差值。注2：稳态误差（Δθ2）:线控转向系统转动过程中稳定实际值与目标值的差值。注3：跟随差值（Δθ3）:线控转向系统转动过程中某一时刻实际值与请求值的差值。注4：响应延迟时间（ΔT1）:自动驾驶控制器发出请求值的时刻与接收到实际值开始产生变化的时刻之间的时间差。注5：执行时间（ΔT2）:实际值开始产生变化的时刻与实际值第一次达到目标值90%时刻之间的时间差。注6：稳定控制时间（ΔT3）:实际值第一次达到目标值90%时刻与实际值达到稳定的时刻之间的时间差。注7：动态跟随时间（ΔT4）:线控转向系统