《車用線控轉(zhuǎn)向路感模擬系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》

ICSxx.xx.xx

CCSxxx

ZJSAE

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ZJSAEXXX—2024

車用線控轉(zhuǎn)向路感模擬系統(tǒng)技術(shù)要求及試

驗(yàn)方法

Technicalrequirementsandtestmethodsforvehiclewirecontrolledsteeringroad

feelsimulationsystem

（征求意見(jiàn)稿）

2024-XX-XX發(fā)布2024-XX-XX實(shí)施

浙江省汽車工程學(xué)會(huì)??發(fā)布

T/ZJSAEXXX—2024

車用線控轉(zhuǎn)向路感模擬系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了車用線控轉(zhuǎn)向路感模擬系統(tǒng)的技術(shù)要求及試驗(yàn)方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于GB/T15089-2001規(guī)定的M1類車輛。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB7258-2017機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件

GB11557-2011防止汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對(duì)駕駛員傷害的規(guī)定

GB12348-2008工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)

GB15089-2001機(jī)動(dòng)車輛及掛車分類

GB/T17675-2021汽車轉(zhuǎn)向系基本要求

GB34660-2017道路車輛電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法

GB/T35360-2017汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)和定義

QC/T649-2013汽車轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)性能要求及試驗(yàn)方法

QC/T1081-2017汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T35360和QC/T1081界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

線控轉(zhuǎn)向路感模擬系統(tǒng)steeringsystembywireroadfeelingsimulationsystem

裝配在整車上，能夠通過(guò)模擬系統(tǒng)對(duì)路感進(jìn)行模擬并能執(zhí)行駕駛員轉(zhuǎn)向意圖的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。包括路感

模擬器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、中央控制單元等，見(jiàn)圖1。其中路感電機(jī)+路感模擬電機(jī)、執(zhí)行電機(jī)+執(zhí)行電機(jī)控

制器、中央控制單元、電源等至少為雙冗余設(shè)計(jì)，兩套及以上冗余架構(gòu)互相校驗(yàn)互診，保證系統(tǒng)不會(huì)完

全失效，避免轉(zhuǎn)向功能完全喪失，以保證系統(tǒng)的安全性。兩個(gè)傳感器分別測(cè)量轉(zhuǎn)向執(zhí)行器的齒條力矩、

齒條行程和路感模擬器的轉(zhuǎn)角、力矩信息，發(fā)送給中央控制單元進(jìn)行處理。

圖1線控轉(zhuǎn)向模擬系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖

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路感模擬器steeringwheelactuator

能夠通過(guò)控制系統(tǒng)將路面反饋至方向盤的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。一般包括路感模擬電機(jī)、路感模擬控制器、機(jī)

械限位裝置、減速機(jī)構(gòu)以及轉(zhuǎn)向軸。

路感模擬電機(jī)roadfeelingsimulationmotor

裝配在減速機(jī)構(gòu)上，用于提供路感模擬的動(dòng)力電機(jī)。

路感模擬控制器roadfeelingsimulationcontroller

用于對(duì)路感模擬電機(jī)進(jìn)行控制的電子控制單元。

機(jī)械限位裝置mechanicallimitdevice

裝配在轉(zhuǎn)向軸上，用于限制轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的機(jī)械裝置。

減速機(jī)構(gòu)reductionmechanism

聯(lián)接路感模擬電機(jī)和轉(zhuǎn)向軸的機(jī)械機(jī)構(gòu)，傳遞路感模擬電機(jī)的轉(zhuǎn)矩到轉(zhuǎn)向軸上。

路感模擬器小總成steeringwheelactuatorSub-assembly

路感模擬器總成的狀態(tài)下不帶路感模擬電機(jī)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

轉(zhuǎn)向執(zhí)行器roadwheelactuator

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，接收路感模擬器信號(hào)并執(zhí)行轉(zhuǎn)向功能同時(shí)反饋路感的轉(zhuǎn)向器。

空載波動(dòng)no-loadfluctuation

路感模擬器在輸出端零負(fù)載情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)所需力矩及其波動(dòng)值，單位為?！っ祝∟·m）。

響應(yīng)時(shí)間responsetime

系統(tǒng)從接收駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤開(kāi)始，到轉(zhuǎn)向執(zhí)行器執(zhí)行轉(zhuǎn)向動(dòng)作的時(shí)間差，單位為毫秒（ms）。

4技術(shù)要求

一般要求

常規(guī)安全檢驗(yàn)項(xiàng)目詳見(jiàn)GB38900表2中小型、微型載客汽車部分，技術(shù)要求符合GB38900的規(guī)定。

4.1.1工作溫度

路感模擬器在-40℃～+85℃環(huán)境溫度范圍內(nèi)應(yīng)能正常工作。

4.1.2工作電壓

標(biāo)稱電壓為：12V、24V電壓變化范圍。

標(biāo)稱允許的電壓變化范圍：

a）10.8V～16V(標(biāo)稱電壓12V)；

b）21.6V～32V(標(biāo)稱電壓24V)。

試驗(yàn)要求中明確電壓范圍，電壓設(shè)置范圍不超過(guò)±0.2V。

4.1.3測(cè)試環(huán)境

除特殊規(guī)定外，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)溫度(23±5℃)，標(biāo)準(zhǔn)濕度60±5%RH。

總成以及總成與夾具固定所需螺栓擰緊力矩為規(guī)定的最小力矩。

4.1.4線束要求

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使用120℃以上耐熱線束，表面必須有防護(hù)（如阻燃波紋管）；

線束及轉(zhuǎn)接線阻值不得超過(guò)10mΩ；

信號(hào)線束使用雙絞線，線長(zhǎng)超過(guò)50mm需用屏蔽線；

傳線束應(yīng)該將塑料卡固定在外殼的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)上。

4.1.5工裝要求

緊固面平面度要求0.2max，表面粗糙度Ra12.5max；

螺紋孔與平面垂直度0.1max；

3個(gè)螺栓以上緊固的平面其平面度0.2max；

緊固表面無(wú)異常粘附，如油脂、油脂、粘合劑、底漆等。

4.1.6試驗(yàn)設(shè)備要求

本文件規(guī)定試驗(yàn)方法中使用的試驗(yàn)設(shè)備、儀器精度在無(wú)明確要求時(shí)應(yīng)滿足QC/T29096-2014第4.2

條款內(nèi)容。

性能要求

4.2.1功能

滿足感覺(jué)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程應(yīng)平滑、無(wú)卡滯、無(wú)明顯振動(dòng)，在末端有明顯轉(zhuǎn)向力矩增加。

4.2.2響應(yīng)時(shí)間

滿足響應(yīng)時(shí)間≤20ms。

4.2.3空載波動(dòng)

4.2.3.1減速機(jī)構(gòu)空載波動(dòng)

試驗(yàn)后，參考圖2繪制曲線，標(biāo)準(zhǔn)溫度下應(yīng)滿足以下要求：

空載0.7～0.9Nm，波動(dòng)≤0.3Nm。

圖2空載及波動(dòng)示意圖

4.2.3.2減速機(jī)構(gòu)空載波動(dòng)

試驗(yàn)后，參考圖2繪制曲線，標(biāo)準(zhǔn)溫度下應(yīng)滿足以下要求：

4.2.3.3路感模擬器空載波動(dòng)

試驗(yàn)后，參考圖2繪制曲線，標(biāo)準(zhǔn)溫度下應(yīng)滿足以下要求：

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a）上電狀態(tài)，滿足設(shè)計(jì)要求。

b）下電狀態(tài)，滿足空載0.8～1.0Nm，波動(dòng)≤0.3Nm。

表1不同樣件狀態(tài)下空載波動(dòng)要求

測(cè)試狀態(tài)空載要求全齒波動(dòng)要求

減速機(jī)構(gòu)0.7～0.9Nm≤0.5Nm

路感模擬器小總成0.7～0.9Nm≤0.5Nm

路感模擬器0.8～1.0Nm≤0.5Nm

4.2.4軸向間隙

滿足軸向間隙≤0.15mm。

4.2.5徑向間隙

滿足徑向間隙≤0.08mm。

4.2.6靜態(tài)壓潰

試驗(yàn)結(jié)果滿足潰縮力要求。

4.2.7共振頻率

滿足水平方向/垂直方向≥45Hz。

4.2.8傳感器特性

滿足以下要求：

1）中位電壓滿足設(shè)計(jì)要求。

2）對(duì)稱度滿足設(shè)計(jì)要求。

3）滯后性＜0.3Nm。

4.2.9噪聲

滿足噪聲值≤55dB。

強(qiáng)度要求

4.3.1扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度

路感模擬器80Nm轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)卡滯、無(wú)屈服；路感模擬器150Nm無(wú)斷裂、損壞；拆解后，檢測(cè)機(jī)械限位裝

置無(wú)斷裂、損壞。

4.3.2碰撞試驗(yàn)

滿足GB11557-2011中第4.2條款內(nèi)容。

耐久性要求

4.4.1正向耐久

試驗(yàn)后滿足以下要求：

1）滿足4.2.1要求。

2）空載平均值變化≤15%，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩波動(dòng)值變化±0.1Nm。

3）所有部件無(wú)裂紋、破裂、松動(dòng)、失效。

4.4.2振動(dòng)耐久

試驗(yàn)后滿足以下要求：

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1）滿足4.2.1要求。

2）無(wú)新增故障代碼。

3）零部件無(wú)裂紋、無(wú)斷裂損壞。

4.4.3耐高溫試驗(yàn)

試驗(yàn)后滿足以下要求：

1）滿足4.2.1要求。

2）路感模擬器空載平均值變化≤15%，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩波動(dòng)值變化≤0.1Nm。

4.4.4耐低溫試驗(yàn)

試驗(yàn)后滿足以下要求：

1）滿足4.2.1要求。

2）路感模擬器空載平均值變化滿足設(shè)計(jì)要求。

3）路感模擬器轉(zhuǎn)動(dòng)力矩波動(dòng)值變化滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4.5溫度循壞試驗(yàn)

試驗(yàn)后滿足以下要求：

1）滿足4.2.1要求。

2）路感模擬器空載平均值變化不超過(guò)15%，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩波動(dòng)值變化±0.1Nm。

4.4.6耐腐蝕性（非強(qiáng)制性）

試驗(yàn)后樣件應(yīng)滿足QC/T1081-2017第4.3.5條款的要求。

4.4.7電磁兼容

試驗(yàn)后樣件應(yīng)滿足GB34660-2017第4條款的要求。

5試驗(yàn)方法

試驗(yàn)條件

5.1.1試驗(yàn)溫度

本文件規(guī)定試驗(yàn)方法中的溫度偏差為±3℃，另有明確要求除外，默認(rèn)的試驗(yàn)溫度為標(biāo)準(zhǔn)溫度：（23

±3）℃。

5.1.2試驗(yàn)電壓

本文件規(guī)定試驗(yàn)電壓為：（12±0.5）V（標(biāo)稱電壓12V），（24±1）V（標(biāo)稱電壓24V），另有明確

要求除外。

5.1.3儀器精度

本文件規(guī)定試驗(yàn)方法中使用的試驗(yàn)設(shè)備、儀器精度在無(wú)明確要求時(shí)應(yīng)滿足QC/T29096-2014第4.2

條款內(nèi)容。

性能試驗(yàn)方法

5.2.1功能試驗(yàn)方法

將路感模擬器安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，系統(tǒng)正常工作，輸入端處于直線行駛位置，車速在0～Vmax范圍

內(nèi)均分（按5km/h～20km/h間隔），手動(dòng)左右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤進(jìn)行試驗(yàn)，感覺(jué)平滑無(wú)卡滯；上電狀態(tài)，末端

有明顯軟限位力矩增加；下電狀態(tài)，有明顯硬限位力矩增加。

5.2.2響應(yīng)時(shí)間

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將線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，系統(tǒng)正常工作，輸入端處于直線行駛位置，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，

記錄方向盤力矩開(kāi)始變動(dòng)的時(shí)間T1，同時(shí)記錄轉(zhuǎn)向執(zhí)行器開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間T2，計(jì)算T1與T2差值，即為響

應(yīng)時(shí)間；計(jì)算公式：δ=T2-T1。

5.2.3空載波動(dòng)

5.2.3.1減速機(jī)構(gòu)空載波動(dòng)

1）將減速機(jī)構(gòu)樣品水平安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，輸出軸端處于自由狀態(tài)。

2）以（10～15）rpm速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸400°，然后回轉(zhuǎn)至0°，共進(jìn)行3次。測(cè)量并記錄第3

次試驗(yàn)過(guò)程中轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的關(guān)系曲線。

5.2.3.2路感模擬器空載波動(dòng)

1）將路感模擬器固定于試驗(yàn)臺(tái)，輸出軸端處于自由狀態(tài)。

2）以（10～15）rpm速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸400°，然后回轉(zhuǎn)至0°，共進(jìn)行3次。測(cè)量并記錄第3

次試驗(yàn)過(guò)程中轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的關(guān)系曲線。

5.2.4軸向間隙

1）將路感模擬器樣品水平安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，轉(zhuǎn)向軸兩端處于自由狀態(tài)。

2）按圖3所示，以不高于5N/s的加、卸載速率對(duì)轉(zhuǎn)向軸輸入端勻速施加軸向力至20N，然后再

反向施加軸向力至20N，最后卸載。測(cè)量并記錄試驗(yàn)過(guò)程中轉(zhuǎn)向軸輸入端位移與載荷的關(guān)系曲線，并

按圖4確認(rèn)軸向間隙。

圖3路感模擬器力加載示意圖

圖4關(guān)系曲線

5.2.5徑向間隙

1）將路感模擬器總成樣品豎直安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，鎖緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

2）按圖5所示，以不高于5N/s的加、卸載速率在產(chǎn)品圖樣中規(guī)定的方向盤中心點(diǎn)勻速施加徑向

力至20N，然后再反向施加徑向力至20N，最后卸載。測(cè)量并記錄試驗(yàn)過(guò)程中標(biāo)記點(diǎn)位移與載荷的關(guān)

系曲線，并按圖6確認(rèn)徑向間隙。

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圖5路感模擬器力加載示意圖

圖6關(guān)系曲線

5.2.6靜態(tài)壓潰

1）將路感模擬器樣品水平或豎直固定在試驗(yàn)臺(tái)架上，角度、高度均調(diào)節(jié)至設(shè)計(jì)位置；

2）按圖7所示，以（30±2）mm/min的加載速率在轉(zhuǎn)向軸輸入端施加軸向力，直至轉(zhuǎn)向軸軸向位

移量達(dá)到轉(zhuǎn)向柱副總成的潰縮行程，測(cè)量并記錄試驗(yàn)過(guò)程中轉(zhuǎn)向軸軸向位移與載荷的關(guān)系曲線。

圖7靜壓潰力施加

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5.2.7固有頻率

1）按照QCT/649-20136.11.2條款方法進(jìn)行試驗(yàn)。

5.2.8傳感器特性

1）電壓12V±0.2V，車速0km/h，轉(zhuǎn)速1-3°/s；

2）將路感模擬器和轉(zhuǎn)向執(zhí)行器以整車位置固定在臺(tái)架上，固定齒條中間位置并鎖死，方向盤端施

加扭矩，記錄HWA電機(jī)輸出扭矩、FAA電機(jī)輸出扭矩與齒條力之間的關(guān)系曲線；

3）記錄方向盤力矩與傳感器力矩的關(guān)系曲線，計(jì)算傳感器力矩與方向盤扭矩的差值，傳感器力矩

對(duì)稱性和滯后性。

5.2.9噪聲

按QCT/10815.2.8條款方法進(jìn)行試驗(yàn)。

強(qiáng)度試驗(yàn)方法

5.3.1扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度

1）將路感模擬器樣品水平安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，轉(zhuǎn)向軸輸出端固定。

2）按圖8所示，以≤50Nm/s的加、卸載速率在轉(zhuǎn)向軸輸入端勻速施加扭矩至150Nm，然后

再反向施加扭矩至150Nm，最后卸載。檢查路感模擬器、機(jī)械限位裝置是否斷裂、損壞。

圖8扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度力施加示意圖

5.3.2碰撞試驗(yàn)

按GB11557-2011中的附錄C進(jìn)行試驗(yàn)，只做BBT中胸塊撞擊，且撞擊位置均為受力最大點(diǎn)，氣囊為

點(diǎn)爆。

耐久性試驗(yàn)

5.4.1正向耐久

1）將路感模擬器和轉(zhuǎn)向執(zhí)行器按實(shí)車狀態(tài)固定，連接帶線束的實(shí)車插接件，轉(zhuǎn)向拉桿的角度與車

輛滿載狀態(tài)一致，如圖9所示，控制器與CAN總線模擬裝置相連，供電電壓按產(chǎn)品圖樣規(guī)定，車速信

號(hào)設(shè)定為零。在拉桿螺紋連接處做用于觀察螺紋是否松動(dòng)的標(biāo)記。

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圖9路感模擬系統(tǒng)安裝示意圖

2）按表2和圖10所示試驗(yàn)條件（一個(gè)循環(huán)）進(jìn)行試驗(yàn)，轉(zhuǎn)向軸角速度為（4.36±0.87）rad/s，齒

條左右兩側(cè)載荷FR1,FR2與輸入軸轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表2。當(dāng)齒條運(yùn)動(dòng)到任意一側(cè)極限位置時(shí)，轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)

矩應(yīng)增加至（40±5）Nm，并保持（1±0.5）s。

表2載荷與輸入軸轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)關(guān)系

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圖10單個(gè)循環(huán)情況圖

3）可通過(guò)暫停試驗(yàn)或者強(qiáng)制冷卻的方式，來(lái)避免控制器因過(guò)熱保護(hù)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向助力性能或路感模擬

電機(jī)性能衰減。

4）試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入軸轉(zhuǎn)矩、齒條載荷、轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向軸角速度、電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩、

試驗(yàn)環(huán)境溫度和控制器的溫度，輸出電壓，輸出電流，并記錄第一循環(huán)和第五十循環(huán)的全部參數(shù)值。

6）完成100320循環(huán)試驗(yàn)或試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)以下情況之一，終止試驗(yàn)：

a）總成出現(xiàn)裂紋或損壞

b）緊固件出現(xiàn)松動(dòng)（通過(guò)觀察螺栓擰緊后所劃的線是否出現(xiàn)錯(cuò)位來(lái)判斷是否松動(dòng)）

c）控制器出現(xiàn)故障代碼

7）完成100320循環(huán)后，檢測(cè)路感模擬器如下性能：

a）滿足4.2.1要求；

b）按5.2.2.3進(jìn)行試驗(yàn)；

c）拆解分析機(jī)械限位裝置是否有斷裂、損壞。

5.4.2振動(dòng)試驗(yàn)

按照QCT/649-20136.11.1條款方法進(jìn)