《線控轉向技術要求和試驗方法》

ICS43.020

T04

團體標準

T/GAEPA003－2024

線控轉向技術要求和試驗方法

Steering-by-wireTechnicalRequirementsandTestMethods

(征求意見稿)

在提交反饋意見時，請將您知道的該標準所涉必要專利信息連同支持性文件一并附上。

2024-*-**發(fā)布2024-*-**實施

廣東省汽車智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展促進會發(fā)布I

線控轉向技術要求和試驗方法

1范圍

本標準規(guī)定了線控轉向的技術要求和試驗方法。

本標準適用于匹配線控轉向系統(tǒng)的所有乘用車。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T6323汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法

GB34590道路車輛功能安全

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1線控轉向

線控轉向(SBW，steeringbywire）是一種新型的轉向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)轉向相比，取消了轉向盤和轉向

輪之間的機械連接，其角位移傳遞和力矩傳遞都是通過傳感器、控制器和電機實現(xiàn)的相互之間可以獨立

進行，具體結構見下圖1。

圖1線控轉向結構示意圖

3.2路感模擬模塊

線控轉向的重要組成模塊(含機械件和控制器)，由于線控轉向取消了轉向盤與車輛間機械連接，路面

負載反饋無法傳遞到轉向盤，路感模擬模塊替代該功能，模擬車輛路感信息

3.3轉向執(zhí)行模塊

4

線控轉向的重要組成模塊(含機械件和控制器)其直接與車輛相連，通過控制器間的通訊接收來自路感

模擬模塊傳遞的轉向盤轉角和轉矩，并輸出相應的轉向動作。

3.4轉向盤最大轉角

????

從車輛直行位置開始，轉向盤向左或向右轉動到極限位置時轉角。

3.5最大齒條力

????

整車滿載情況下在全車速和整個轉向行程范圍內(nèi)，施加在轉向器齒條軸向方向上的最大力，通常為

原地怠速轉向時轉向極限位置時的齒條力，可通過理論計算或實車測試獲得。

3.6轉向時間

從轉向盤開始動作到轉向車輪達到特定轉向角所需的時間。

3.7轉向傳動比

轉向盤從一側極限位置到另一側極限位置時所轉過的角度，與轉向車輪轉過的平均轉角(左右轉向車

輪轉角之和的一半）之間的比值。

4技術要求

4.1一般要求

4.1.1線控轉向系統(tǒng)總成應符合本標準規(guī)定，并按規(guī)定程序批準的圖樣和技術文件制造。

4.1.2轉向盤操縱的方向應與車輛行駛方式一致，且車輪應與轉向盤的偏轉連續(xù)對應

4.1.3在不同的車速條件下，以不同轉速在轉向全行程范圍內(nèi)轉動轉向盤，轉動過程平滑，無卡滯，無明

顯噪音或者振動，無明顯手力不對稱，至任意角度停止輸入時不應有慣性延時現(xiàn)象出現(xiàn)

4.1.4線控轉向系統(tǒng)的功能安全要求，應按照GB34590制定。

4.2工作環(huán)境

1）額定電壓：12V（DC）；

2）工作溫度：-40C～120C(機械件)，-40C～85C(電氣件)。

4.3系統(tǒng)性能

4.3.1轉向手感

4.3.1.1.轉向力矩

系統(tǒng)通電工作，在轉向全行程范圍內(nèi)，不同車速和齒條力負載條件下，轉向盤轉速和轉向盤輸入扭矩

之間的關系需滿足下表1。

表1轉向性能要求

車速(km/h)齒條力(N)轉向盤轉速(°/s)輸入扭矩(Nm)

5

30＜3

0Fmax

300＜3.5

1050%Fmax500＜4

8040%Fmax800＜8

4.3.1.2轉向剛度

系統(tǒng)通電工作，在轉向中心區(qū)范圍內(nèi)，平均轉向剛度(0.2-0.4）Nm/°。

4.3.1.3轉向摩擦力矩

系統(tǒng)通電工作，轉向全行程范圍內(nèi)，摩擦力矩≤4Nm。

4.3.1.4轉向行程限位特性

系統(tǒng)通電工作，轉向至轉向盤最大轉角后，轉向力矩快速上升，力矩剛度≥20Nm/°。

4.3.1.5扭矩波動

系統(tǒng)通電工作，扭矩波動不大于平均扭矩的0.3倍，具體見下圖2。

圖2轉角-扭矩特性曲線

4.3.2轉向傳動比特性

線控轉向系統(tǒng)可實現(xiàn)定轉向傳動比和變轉向傳動比：

a)定轉向傳動比：傳動比不隨車速變化，傳動比應處于14-16.5范圍內(nèi)。

b)變傳動比特性：傳動比隨車速變化而變化，保持車輛橫擺角速度增益不變，傳動比應處于(8-24)范

圍內(nèi)。

4.3.3助力特性

a)齒條最大輸出力＞；

????

6

b)左右輸入扭矩差：當齒條力=95%，=20%時，應滿足如下要求:

????????????

│R()-L()│≤0.59Nm，│R()-L()│≤0.59Nm，見下圖3。

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圖3扭矩-齒條力特性曲線

c)輸入扭矩滯后：當齒條力F≥1000N時，應滿足輸入扭矩/≥0.7，見，下圖4。

????

圖4扭矩-齒條力特性曲線

7

4.3.4轉向響應

4.3.4.1階躍轉向

a)響應延遲時間≤40ms

??

b)穩(wěn)態(tài)響應時間≤500ms

???

c)穩(wěn)態(tài)響應誤差≤0.1。

???

4.3.4.2斜坡轉向

a)響應延遲時間≤40ms

??

b)穩(wěn)態(tài)響應時間≤700ms

???

c)穩(wěn)態(tài)響應誤差≤0.1。

???

4.3.4.3正弦轉向

a)響應延遲時間≤400ms

??

b穩(wěn)態(tài)響應時間≤1s

???

c穩(wěn)態(tài)響應誤差≤0.1。

???

4.3.5助力熱保護控制

系統(tǒng)通電工作，齒條限位工況下助力電機過熱保護不啟動，齒條最大輸出力>。

????

4.3.6工作噪音

系統(tǒng)通電工作，對工作噪音進行測試，并滿足以下要求：

a)齒條加載50%，400°/s轉向盤轉速條件下，工作噪音<48dB；

????

b)齒條加載50%，600°/s轉向盤轉速條件下，工作噪音<54dB；

????

c)齒條無負載，360°/s轉向盤轉速條件下，工作噪音<47dB。

4.3.7沖擊噪音

系統(tǒng)通電工作，沖擊噪音＜54dB。

4.3.8逆向沖擊

系統(tǒng)通電助力，對系統(tǒng)施加300%沖擊力，各零部件不可以出現(xiàn)裂痕或者斷裂，轉向拉桿不

????

能有可觀察到的彎曲變形，且滿足4.1.2和4.1.3要求。

4.3.9耐低溫

系統(tǒng)通電助力，-40℃的恒溫室內(nèi)對系統(tǒng)進行100個工作循環(huán)后，各零部件無損壞、無異常，且滿

足4.3.1和4.3.4的要求。

4.3.10溫度沖擊

系統(tǒng)不工作，在-40℃～85℃溫度范圍內(nèi)對系統(tǒng)進行20個循環(huán)的溫度沖擊后，轉向

8

系統(tǒng)各零部件無損壞、無異常，且滿足4.3.1和4.3.4的要求。

4.3.11限位耐久

系統(tǒng)通電助力，對系統(tǒng)向左右兩個方向各進行3×104個循環(huán)的限位動作后，系統(tǒng)各零部件不應有

過度磨損、斷裂、螺栓松動現(xiàn)象，且滿足4.3.1和4.3.4的要求。

4.3.12扭轉耐久

系統(tǒng)通電助力，對系統(tǒng)進行1.5×104次循環(huán)的扭轉試驗后，系統(tǒng)各零部件應無損壞、無異常，且

滿足4.3.1和4.3.4的要求，同時裝車評價不允許出現(xiàn)異響。

5試驗方法

5.1試驗條件

除另有規(guī)定外，所有試驗應按下列條件運行。

a)環(huán)境溫度:20±2℃；

b)相對濕度≤95%；

c)EPS工作電源電壓：12V±0.3V；

d)相關線束電阻：28mΩ±0.7mΩ；

e)轉向速度：12°/s±1°/s。

5.2試驗方法

5.2.1轉向手感

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，系統(tǒng)通電，按表1中規(guī)定，在不

同的模擬車速信號下，通過轉向拉桿在轉向器齒條上加載不同的齒條力，按不同轉速轉動方向盤并測

量方向盤上的輸入扭矩，輸入下圖5所示的力矩-轉角曲線。

圖5力矩-轉角曲線

9

1)要求車速，齒條力，轉向盤轉速和輸入扭矩之間關系滿足4.3.1.1中的表1。

2)取±10°轉角范圍內(nèi)曲線的平均斜率，即力矩剛度，要求滿足4.3.1.2的要求。

3）轉角為零(橫坐標)為零處的縱坐標遲滯區(qū)，即為摩擦力矩，要求滿足4.3.1.3的要求。

4）方向盤最大轉角后一段曲線斜率，即為轉向限位扭矩剛度，要求滿足4.3.1.4的要求。

5）縱坐標與橫坐標波峰與波谷差值，即為力矩波動，要求滿足4.3.1.5的要求。

5.2.2轉向傳動比特性

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，系統(tǒng)通電，轉動轉向盤，從一

側極限位置至另一側極限位置，過程中測量轉向盤轉角和車輪內(nèi)外轉角，得出轉向傳動比，要求滿足

4.3.2的要求。

5.2.3助力特性

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，系統(tǒng)通電。轉向執(zhí)行機構(轉向

器齒條）位于中間位置，其一端連接力傳感器并固定，另一端空載，轉動轉向盤，從一側極限位置到

另一側極限位置，獲得助力曲線(齒條力VS輸入扭矩)。

在以下車速信號下進行試驗，要求滿足4.3.3的要求。

1)0km/h；2)20km/h；3)40km/h；4)80km/h；5)120km/h。

5.2.4轉向響應

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，系統(tǒng)通電，按GB/T6323試驗方

法分別進行階躍轉向、斜坡轉向和正弦轉向操作。

5.2.4.1通過轉向拉桿在轉向器齒條上加載40%以800°/s轉速轉向至90°，記錄過程中轉向

????

盤轉角與車輪轉角，并將轉向盤轉向轉化為目標車輪轉角，得出目標車輪轉角-時間、實際車輪轉角-

時間的曲線，見下圖6，從曲線上得出響應延遲時間、穩(wěn)態(tài)時間和穩(wěn)態(tài)精度，要求滿足4.3.4.1。

圖6階躍轉角響應

10

5.2.4.2通過轉向拉桿在轉向器齒條上加載100%以360°/s轉速轉向至180°，記錄過程中

????

轉向盤轉角與車輪轉角，并將轉向盤轉向轉化為目標車輪轉角，得出目標車輪轉角-時間、實際車輪轉

角-時間的曲線，從曲線上得出響應延遲時間、穩(wěn)態(tài)時間和穩(wěn)態(tài)精度，要求滿足4.3.4.2。

5.2.4.3通過轉向拉桿在轉向器齒條上加載100%以500°/s轉速轉向至±360°，記錄過程

????

中轉向盤轉角與車輪轉角，并將轉向盤轉向轉化為目標車輪轉角，得出目標車輪轉角-時間、實際車輪

轉角-時間的曲線，見下圖7，從曲線上得出響應延遲時間、穩(wěn)態(tài)時間和穩(wěn)態(tài)精度，要求滿足4.3.4.3。

圖7正弦轉角響應

5.2.5助力熱保護控制試驗

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，齒條無負載，系統(tǒng)通電，分別

在20℃和65℃環(huán)境溫度下，以100°/s的速度轉動方向盤，按圖8所示運行10個循環(huán)的齒條限位工況后，

要求滿足4.3.5的要求。

圖8齒條限位工況示意圖

5.2.6工作噪音試驗

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，系統(tǒng)通電。通過一側的拉桿對

轉向器齒條加載被動負載，另一端空載。轉動轉向盤使系統(tǒng)工作，在系統(tǒng)關鍵位置布置麥克風，測量

相應頻段的噪音，測試分以下3種工況，具體見表2，要求測試結果滿足4.3.6的要求。

11

表2工作噪音測試工況

項目模式1模式2模式3

齒條力50%0

????

旋轉方向CW，CCWCW，CCW

噪音頻段0.25KHZ～2KHZ3KHZ～7KHZ

麥克風位置L(見圖150mm±4mm100mm±2.5mm

9)

轉向盤轉速400°/s±10°/s600°/s±10/s360°/s±10°/s

圖9麥克風布置示意圖

5.2.7沖擊噪音試驗

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，在系統(tǒng)關鍵位置布置麥克風，

見圖9，系統(tǒng)通電助力，轉動轉向盤使系統(tǒng)工作，測量0KHZ～12.8KHZ頻段內(nèi)的噪音，要求滿足4.3.7

的要求

1）轉角輸入波形：±(180±20°)，見圖10。

2）施加扭矩：標準波形(0.04HZ±0.001HZ)+疊加正弦波形(15HZ±0.4HZ)。大小為±(5Nm±

0.5Nm），見圖11。

圖10轉角動作示意圖

12

圖11加載波形示意圖

5.2.8逆向沖擊試驗

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，系統(tǒng)通電，轉向器齒條處于中

間位置，對轉向拉桿左右兩端施加沖擊載荷，沖擊載荷在0.1s需達到3倍的最大齒條力，要求沖

????

擊完成后滿足4.3.8的要求。

5.2.9耐低溫試驗

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝在-40℃的恒溫室內(nèi)，系統(tǒng)通電，按以下條件進行試驗，試驗

后需滿足4.3.9的要求。

1）轉角輸入波形：見圖12；

2）方向盤施加扭矩：進行循環(huán)1時，電機工作電流45A；

3）車速：5km/h；

4）試驗周期：100個(1個周期=循環(huán)1+循環(huán)2)。

圖12低溫循環(huán)定義圖

5.2.10溫度沖擊試驗

將轉向系統(tǒng)放置到如下條件中進行試驗，具體見圖13，試驗期間系統(tǒng)不工作，試驗后需滿足4.3.10

的要求。

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1）最高溫度：85C±2℃；

2）最低溫度：-40C±2℃；

3）持續(xù)時間：3h；

4）溫度變化時間：5min以內(nèi)；

5）試驗周期：20個；

圖13熱沖擊循環(huán)工況定義圖

5.2.11限位耐久試驗

按實車布置位置將轉向系統(tǒng)固定安裝于試驗臺架上并確保不扭動，系統(tǒng)通電，在轉向器齒條上加

載最大齒條力，以600°/s的角速度轉向至極限位置(齒條限位)，然后回轉角度40°～180°為一