在国家政策的大力支持下,智能汽车技术正飞速发展。四轮独立驱动电动汽车因能够独立地控制四个车轮力矩,可以满足复杂环境下的车辆的控制需求,所以得到广泛关注。线控转向系统作为智能汽车必备的电子系统,由于电子零部件较多,故障率较高,且不同零部件故障将会导致线控转向系统出现多种故障。因此,本文针对四轮独立驱动汽车线控转向系统的容错控制问题进行研究,以期提高线控转向系统系统故障后对期望路径跟踪的能力,提高车辆安全性。根据ISO26262-3功能安全标准对线控转向系统进行危害分析和风险评估,确定线控转向系统汽车安全完整性等级,提出功能安全目标和功能安全需求,并结合功能安全概念中安全措施对线控转向系统多种故障制定相应安全控制措施。以功能安全概念分析中得出的安全控制措施为指导,结合软硬件容错控制方法各自优势,针对多种故障类型设计基于硬件冗余和软件容错的线控转向系统容错控制方案。硬件冗余设计中在原有线控转向系统结构的基础上增加容错控制器,并针对系统严重故障设计路感电机离合器以及转向执行电机离合器。软件容错控制方法采用分层控制结构。分层控制结构包括三层:路径跟踪层,使用模型预测控制方法对期望路径进行跟踪得出期望前轮转角与期望横摆角速度;上层容错运动控制层,将系统故障根据故障严重程度分为两种,同时考虑到容错控制系统模型的复杂性,设计了基于数据驱动的无模型自适应滑模控制算法,对期望横摆角速度跟踪得出补偿横摆力矩,对期望前轮转角跟踪得到差动转向力矩,并使用PID控制方法得到对车速跟踪所需的总的驱动力;在下层车轮纵向力分配层中,考虑系统不同故障和附着椭圆要求设计纵向力分配目标优化函数,同时引入权重系数,在目标优化函数中针对不同故障设计不同的权重值完成对轮胎纵向力的分配。对设计的软件容错控制方案进行仿真验证以及HIL仿真试验验证,仿真工况选择车辆在不同线控转向系统故障下对多种路径进行跟踪,并对线控转向系统故障后有容错控制和无控制结果进行比对。结果表明,所设计的故障容错控制方案在线控转向系统出现故障后,能够确保车辆完成驾驶员的转向需求,提高了车辆的安全性。