4線控轉(zhuǎn)向技術(shù)要求和試驗(yàn)方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了線控轉(zhuǎn)向的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于匹配線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的所有乘用車。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(yàn)方法GB34590道路車輛功能安全3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1線控轉(zhuǎn)向線控轉(zhuǎn)向(SBW，steeringbywire）是一種新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向相比，取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)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(jī)實(shí)現(xiàn)的相互之間可以獨(dú)立進(jìn)行，具體結(jié)構(gòu)見下圖1。圖1線控轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)示意圖3.2路感模擬模塊線控轉(zhuǎn)向的重要組成模塊(含機(jī)械件和控制器)，由于線控轉(zhuǎn)向取消了轉(zhuǎn)向盤與車輛間機(jī)械連接，路面負(fù)載反饋無法傳遞到轉(zhuǎn)向盤，路感模擬模塊替代該功能，模擬車輛路感信息3.3轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊線控轉(zhuǎn)向的重要組成模塊(含機(jī)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(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，并輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。3.4轉(zhuǎn)向盤最大轉(zhuǎn)角θmax從車輛直行位置開始，轉(zhuǎn)向盤向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)到極限位置時(shí)轉(zhuǎn)角。3.5最大齒條力Fmax整車滿載情況下在全車速和整個(gè)轉(zhuǎn)向行程范圍內(nèi)，施加在轉(zhuǎn)向器齒條軸向方向上的最大力，通常為原地怠速轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向極限位置時(shí)的齒條力，可通過理論計(jì)算或?qū)嵻嚋y(cè)試獲得。3.6轉(zhuǎn)向時(shí)間從轉(zhuǎn)向盤開始動(dòng)作到轉(zhuǎn)向車輪達(dá)到特定轉(zhuǎn)向角所需的時(shí)間。3.7轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向盤從一側(cè)極限位置到另一側(cè)極限位置時(shí)所轉(zhuǎn)過的角度，與轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)過的平均轉(zhuǎn)角(左右轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角之和的一半）之間的比值?！夹g(shù)要求4.1.1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總成應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并按規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣和技術(shù)文件制造。4.1.2轉(zhuǎn)向盤操縱的方向應(yīng)與車輛行駛方式一致，且車輪應(yīng)與轉(zhuǎn)向盤的偏轉(zhuǎn)連續(xù)對(duì)應(yīng)4.1.3在不同的車速條件下，以不同轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)向全行程范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)動(dòng)過程平滑，無卡滯，無明顯噪音或者振動(dòng)，無明顯手力不對(duì)稱，至任意角度停止輸入時(shí)不應(yīng)有慣性延時(shí)現(xiàn)象出現(xiàn)4.1.4線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能安全要求，應(yīng)按照GB34590制定。4.2工作環(huán)境2）工作溫度：-40C～120C(機(jī)械件)，-40C～85C(電氣件)。4.3系統(tǒng)性能4.3.1轉(zhuǎn)向手感4.3.1.1.轉(zhuǎn)向力矩系統(tǒng)通電工作，在轉(zhuǎn)向全行程范圍內(nèi)，不同車速和齒條力負(fù)載條件下，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向盤輸入扭矩之間的關(guān)系需滿足下表1。表1轉(zhuǎn)向性能要求車速(km/h)齒條力(N)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速(°/s)輸入扭矩(Nm)。60Fmax3030050%Fmax50040%Fmax8004.3.1.2轉(zhuǎn)向剛度系統(tǒng)通電工作，在轉(zhuǎn)向中心區(qū)范圍內(nèi)，平均轉(zhuǎn)向剛度(0.2-0.4）Nm/°。4.3.1.3轉(zhuǎn)向摩擦力矩系統(tǒng)通電工作，轉(zhuǎn)向全行程范圍內(nèi)，摩擦力矩≤4Nm。4.3.1.4轉(zhuǎn)向行程限位特性系統(tǒng)通電工作，轉(zhuǎn)向至轉(zhuǎn)向盤最大轉(zhuǎn)角后，轉(zhuǎn)向力矩快速上升，力矩剛度≥20Nm/°。4.3.1.5扭矩波動(dòng)系統(tǒng)通電工作，扭矩波動(dòng)不大于平均扭矩的0.3倍，具體見下圖2。圖2轉(zhuǎn)角-扭矩特性曲線4.3.2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比特性線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)定轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比和變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比：a)定轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比：傳動(dòng)比不隨車速變化，傳動(dòng)比應(yīng)處于14-16.5范圍內(nèi)。b)變傳動(dòng)比特性：傳動(dòng)比隨車速變化而變化，保持車輛橫擺角速度增益不變，傳動(dòng)比應(yīng)處于(8-24)范4.3.3助力特性a)齒條最大輸出力＞Fmax；7b)左右輸入扭矩差：當(dāng)齒條力F1=95%Fmax，F(xiàn)2=20%Fmax時(shí)，應(yīng)滿足如下要求:│R(F1)-L(F1)│≤0.59Nm，│R(F2)-L(F2)│≤0.59Nm，見下圖3。圖3扭矩-齒條力特性曲線c)輸入扭矩滯后：當(dāng)齒條力F≥1000N時(shí)，應(yīng)滿足輸入扭矩T2/T1≥0.7，見，下圖4。圖4扭矩-齒條力特性曲線4.3.4轉(zhuǎn)向響應(yīng)4.3.4.1階躍轉(zhuǎn)向a)響應(yīng)延遲時(shí)間Td≤40msb)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)時(shí)間TSS≤500msc)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)誤差eSS≤0.1。4.3.4.2斜坡轉(zhuǎn)向a)響應(yīng)延遲時(shí)間Td≤40msb)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)時(shí)間TSS≤700msc)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)誤差eSS≤0.1。4.3.4.3正弦轉(zhuǎn)向a)響應(yīng)延遲時(shí)間Td≤400msb穩(wěn)態(tài)響應(yīng)時(shí)間TSS≤1sc穩(wěn)態(tài)響應(yīng)誤差eSS≤0.1。4.3.5助力熱保護(hù)控制系統(tǒng)通電工作，齒條限位工況下助力電機(jī)過熱保護(hù)不啟動(dòng)，齒條最大輸出力>Fmax。4.3.6工作噪音系統(tǒng)通電工作，對(duì)工作噪音進(jìn)行測(cè)試，并滿足以下要求：a)齒條加載50%Fmax，400°/s轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速條件下，工作噪音<48dB；b)齒條加載50%Fmax，600°/s轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速條件下，工作噪音<54dB；c)齒條無負(fù)載，360°/s轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)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(duì)系統(tǒng)施加300%Fmax沖擊力，各零部件不可以出現(xiàn)裂痕或者斷裂，轉(zhuǎn)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。系統(tǒng)通電助力，-40℃的恒溫室內(nèi)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行100個(gè)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。系統(tǒng)不工作，在-40℃~85℃溫度范圍內(nèi)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行20個(gè)循環(huán)的溫度沖擊后，轉(zhuǎn)向。9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。系統(tǒng)通電助力，對(duì)系統(tǒng)向左右兩個(gè)方向各進(jìn)行3×104個(gè)循環(huán)的限位動(dòng)作后，系統(tǒng)各零部件不應(yīng)有過度磨損、斷裂、螺栓松動(dòng)現(xiàn)象，且滿足4.3.1和4.3.4的要求。4.3.12扭轉(zhuǎn)耐久系統(tǒng)通電助力，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行1.5×104次循環(huán)的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)后，系統(tǒng)各零部件應(yīng)無損壞、無異常，且滿足4.3.1和4.3.4的要求，同時(shí)裝車評(píng)價(jià)不允許出現(xiàn)異響。s試驗(yàn)方法除另有規(guī)定外，所有試驗(yàn)應(yīng)按下列條件運(yùn)行。a)環(huán)境溫度:20±2℃;b)相對(duì)濕度≤95%；c)EPS工作電源電壓：12V±0.3V；d)相關(guān)線束電阻：28mΩ±0.7mΩ;e)轉(zhuǎn)向速度：12°/s±1°/s。5.2試驗(yàn)方法按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，系統(tǒng)通電，按表1中規(guī)定，在不同的模擬車速信號(hào)下，通過轉(zhuǎn)向拉桿在轉(zhuǎn)向器齒條上加載不同的齒條力，按不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤并測(cè)量方向盤上的輸入扭矩，輸入下圖5所示的力矩-轉(zhuǎn)角曲線。圖5力矩-轉(zhuǎn)角曲線1)要求車速，齒條力，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速和輸入扭矩之間關(guān)系滿足4.3.1.1中的表1。2)取±10°轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角為零(橫坐標(biāo))為零處的縱坐標(biāo)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(zhuǎn)角后一段曲線斜率，即為轉(zhuǎn)向限位扭矩剛度，要求滿足4.3.1.4的要求。5）縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)波峰與波谷差值，即為力矩波動(dòng)，要求滿足4.3.1.5的要求。5.2.2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比特性按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，系統(tǒng)通電，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，從一側(cè)極限位置至另一側(cè)極限位置，過程中測(cè)量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和車輪內(nèi)外轉(zhuǎn)角，得出轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，要求滿足4.3.2的要求。5.2.3助力特性按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，系統(tǒng)通電。轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)(轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，從一側(cè)極限位置到另一側(cè)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(hào)下進(jìn)行試驗(yàn)，要求滿足4.3.3的要求。5.2.4轉(zhuǎn)向響應(yīng)按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，系統(tǒng)通電，按GB/T6323試驗(yàn)方法分別進(jìn)行階躍轉(zhuǎn)向、斜坡轉(zhuǎn)向和正弦轉(zhuǎn)向操作。5.2.4.1通過轉(zhuǎn)向拉桿在轉(zhuǎn)向器齒條上加載40%Fmax以800°/s轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向至90°,記錄過程中轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角，并將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化為目標(biāo)車輪轉(zhuǎn)角，得出目標(biāo)車輪轉(zhuǎn)角-時(shí)間、實(shí)際車輪轉(zhuǎn)角-時(shí)間的曲線，見下圖6，從曲線上得出響應(yīng)延遲時(shí)間、穩(wěn)態(tài)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)精度，要求滿足4.3.4.1。圖6階躍轉(zhuǎn)角響應(yīng)5.2.4.2通過轉(zhuǎn)向拉桿在轉(zhuǎn)向器齒條上加載100%Fmax以360°/s轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向至180°,記錄過程中轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角，并將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化為目標(biāo)車輪轉(zhuǎn)角，得出目標(biāo)車輪轉(zhuǎn)角-時(shí)間、實(shí)際車輪轉(zhuǎn)角-時(shí)間的曲線，從曲線上得出響應(yīng)延遲時(shí)間、穩(wěn)態(tài)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)精度，要求滿足4.3.4.2。5.2.4.3通過轉(zhuǎn)向拉桿在轉(zhuǎn)向器齒條上加載100%Fmax以500°/s轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向至±360°,記錄過程中轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角，并將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化為目標(biāo)車輪轉(zhuǎn)角，得出目標(biāo)車輪轉(zhuǎn)角-時(shí)間、實(shí)際車輪轉(zhuǎn)角-時(shí)間的曲線，見下圖7，從曲線上得出響應(yīng)延遲時(shí)間、穩(wěn)態(tài)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)精度，要求滿足4.3.4.3。圖7正弦轉(zhuǎn)角響應(yīng)5.2.5助力熱保護(hù)控制試驗(yàn)按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，齒條無負(fù)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(zhuǎn)動(dòng)方向盤，按圖8所示運(yùn)行10個(gè)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(yàn)按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，系統(tǒng)通電。通過一側(cè)的拉桿對(duì)轉(zhuǎn)向器齒條加載被動(dòng)負(fù)載，另一端空載。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤使系統(tǒng)工作，在系統(tǒng)關(guān)鍵位置布置麥克風(fēng)，測(cè)量相應(yīng)頻段的噪音，測(cè)試分以下3種工況，具體見表2，要求測(cè)試結(jié)果滿足4.3.6的要求。表2工作噪音測(cè)試工況項(xiàng)目模式1模式2模式3齒條力50%Fmax0旋轉(zhuǎn)方向噪音頻段3KHZ～7KHZ麥克風(fēng)位置L(見圖轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速600°/s±10/s360°/s±10°/s圖9麥克風(fēng)布置示意圖5.2.7沖擊噪音試驗(yàn)按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，在系統(tǒng)關(guān)鍵位置布置麥克風(fēng)，見圖9，系統(tǒng)通電助力，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤使系統(tǒng)工作，測(cè)量0KHZ～12.8KHZ頻段內(nèi)的噪音，要求滿足4.3.7的要求1）轉(zhuǎn)角輸入波形：±(180±20°)，見圖10。2）施加扭矩：標(biāo)準(zhǔn)波形(0.04HZ±0.001HZ)+疊加正弦波形(15HZ±0.4HZ)。大小為±(5Nm±），圖10轉(zhuǎn)角動(dòng)作示意圖圖11加載波形示意圖5.2.8逆向沖擊試驗(yàn)按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，系統(tǒng)通電，轉(zhuǎn)向器齒條處于中間位置，對(duì)轉(zhuǎn)向拉桿左右兩端施加沖擊載荷，沖擊載荷在0.1s需達(dá)到3倍的最大齒條力Fmax，要求沖擊完成后滿足4.3.8的要求。5.2.9耐低溫試驗(yàn)按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)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(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)后需滿足4.3.9的要求。1）轉(zhuǎn)角輸入波形：見圖12；2）方向盤施加扭矩：進(jìn)行循環(huán)1時(shí)，電機(jī)工作電流45A；4）試驗(yàn)周期：100個(gè)(1個(gè)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(yàn)將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)放置到如下條件中進(jìn)行試驗(yàn)，具體見圖13，試驗(yàn)期間系統(tǒng)不工作，試驗(yàn)后需滿足4.3.10的要求。1）最高溫度：85C±2℃;2）最低溫度：-40C±2℃;3）持續(xù)時(shí)間：3h；4）溫度變化時(shí)間：5min以內(nèi)；5）試驗(yàn)周期：20個(gè)；圖13熱沖擊循環(huán)工況定義圖5.2.11限位耐久試驗(yàn)按實(shí)車布置位置將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定安裝于試驗(yàn)臺(tái)架上并確保不扭動(dòng)，系統(tǒng)通電，在轉(zhuǎn)向器齒條上加載最大齒條力Fmax，以600°/s的角速度轉(zhuǎn)向至極限位置(齒條限位)，然后回轉(zhuǎn)角度40°~180°為一個(gè)周期，見圖14，向左和向右各轉(zhuǎn)動(dòng)3×104周期。在以下4種溫度條件下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足4.3.11的要求。1)在+85℃±2℃絕對(duì)干燥的條件下試驗(yàn)；2)在-40℃±2℃絕對(duì)干燥的條件下試驗(yàn)；3)在-40℃±2℃且蝸輪吸水率2.5%的條件下試驗(yàn)；4)