《车用线控转向路感模拟系统技术要求及试验方法》

ICSxx.xx.xx

CCSxxx

ZJSAE

团体标准

T/ZJSAEXXX—2024

车用线控转向路感模拟系统技术要求及试

验方法

Technicalrequirementsandtestmethodsforvehiclewirecontrolledsteeringroad

feelsimulationsystem

（征求意见稿）

2024-XX-XX发布2024-XX-XX实施

浙江省汽车工程学会  发布

T/ZJSAEXXX—2024

车用线控转向路感模拟系统技术要求及试验方法

1范围

本标准规定了车用线控转向路感模拟系统的技术要求及试验方法。

本标准适用于GB/T15089-2001规定的M1类车辆。

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。

GB7258-2017机动车运行安全技术条件

GB11557-2011防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定

GB12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准

GB15089-2001机动车辆及挂车分类

GB/T17675-2021汽车转向系基本要求

GB34660-2017道路车辆电磁兼容性要求和试验方法

GB/T35360-2017汽车转向系统术语和定义

QC/T649-2013汽车转向操纵机构性能要求及试验方法

QC/T1081-2017汽车电动助力转向装置

3术语和定义

GB/T35360和QC/T1081界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

线控转向路感模拟系统steeringsystembywireroadfeelingsimulationsystem

装配在整车上，能够通过模拟系统对路感进行模拟并能执行驾驶员转向意图的转向系统。包括路感

模拟器、转向执行器、中央控制单元等，见图1。其中路感电机+路感模拟电机、执行电机+执行电机控

制器、中央控制单元、电源等至少为双冗余设计，两套及以上冗余架构互相校验互诊，保证系统不会完

全失效，避免转向功能完全丧失，以保证系统的安全性。两个传感器分别测量转向执行器的齿条力矩、

齿条行程和路感模拟器的转角、力矩信息，发送给中央控制单元进行处理。

图1线控转向模拟系统硬件架构图

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路感模拟器steeringwheelactuator

能够通过控制系统将路面反馈至方向盘的转向机构。一般包括路感模拟电机、路感模拟控制器、机

械限位装置、减速机构以及转向轴。

路感模拟电机roadfeelingsimulationmotor

装配在减速机构上，用于提供路感模拟的动力电机。

路感模拟控制器roadfeelingsimulationcontroller

用于对路感模拟电机进行控制的电子控制单元。

机械限位装置mechanicallimitdevice

装配在转向轴上，用于限制转向轴转动圈数的机械装置。

减速机构reductionmechanism

联接路感模拟电机和转向轴的机械机构，传递路感模拟电机的转矩到转向轴上。

路感模拟器小总成steeringwheelactuatorSub-assembly

路感模拟器总成的状态下不带路感模拟电机的转向机构。

转向执行器roadwheelactuator

线控转向系统中，接收路感模拟器信号并执行转向功能同时反馈路感的转向器。

空载波动no-loadfluctuation

路感模拟器在输出端零负载情况下，转动减速机构所需力矩及其波动值，单位为牛·米（N·m）。

响应时间responsetime

系统从接收驾驶员转动转向盘开始，到转向执行器执行转向动作的时间差，单位为毫秒（ms）。

4技术要求

一般要求

常规安全检验项目详见GB38900表2中小型、微型载客汽车部分，技术要求符合GB38900的规定。

4.1.1工作温度

路感模拟器在-40℃～+85℃环境温度范围内应能正常工作。

4.1.2工作电压

标称电压为：12V、24V电压变化范围。

标称允许的电压变化范围：

a）10.8V～16V(标称电压12V)；

b）21.6V～32V(标称电压24V)。

试验要求中明确电压范围，电压设置范围不超过±0.2V。

4.1.3测试环境

除特殊规定外，在标准大气压条件下测试，标准温度(23±5℃)，标准湿度60±5%RH。

总成以及总成与夹具固定所需螺栓拧紧力矩为规定的最小力矩。

4.1.4线束要求

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使用120℃以上耐热线束，表面必须有防护（如阻燃波纹管）；

线束及转接线阻值不得超过10mΩ；

信号线束使用双绞线，线长超过50mm需用屏蔽线；

传线束应该将塑料卡固定在外壳的一个或多个点上。

4.1.5工装要求

紧固面平面度要求0.2max，表面粗糙度Ra12.5max；

螺纹孔与平面垂直度0.1max；

3个螺栓以上紧固的平面其平面度0.2max；

紧固表面无异常粘附，如油脂、油脂、粘合剂、底漆等。

4.1.6试验设备要求

本文件规定试验方法中使用的试验设备、仪器精度在无明确要求时应满足QC/T29096-2014第4.2

条款内容。

性能要求

4.2.1功能

满足感觉转动过程应平滑、无卡滞、无明显振动，在末端有明显转向力矩增加。

4.2.2响应时间

满足响应时间≤20ms。

4.2.3空载波动

4.2.3.1减速机构空载波动

试验后，参考图2绘制曲线，标准温度下应满足以下要求：

空载0.7～0.9Nm，波动≤0.3Nm。

图2空载及波动示意图

4.2.3.2减速机构空载波动

试验后，参考图2绘制曲线，标准温度下应满足以下要求：

4.2.3.3路感模拟器空载波动

试验后，参考图2绘制曲线，标准温度下应满足以下要求：

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a）上电状态，满足设计要求。

b）下电状态，满足空载0.8～1.0Nm，波动≤0.3Nm。

表1不同样件状态下空载波动要求

测试状态空载要求全齿波动要求

减速机构0.7～0.9Nm≤0.5Nm

路感模拟器小总成0.7～0.9Nm≤0.5Nm

路感模拟器0.8～1.0Nm≤0.5Nm

4.2.4轴向间隙

满足轴向间隙≤0.15mm。

4.2.5径向间隙

满足径向间隙≤0.08mm。

4.2.6静态压溃

试验结果满足溃缩力要求。

4.2.7共振频率

满足水平方向/垂直方向≥45Hz。

4.2.8传感器特性

满足以下要求：

1）中位电压满足设计要求。

2）对称度满足设计要求。

3）滞后性＜0.3Nm。

4.2.9噪声

满足噪声值≤55dB。

强度要求

4.3.1扭转强度

路感模拟器80Nm转动无卡滞、无屈服；路感模拟器150Nm无断裂、损坏；拆解后，检测机械限位装

置无断裂、损坏。

4.3.2碰撞试验

满足GB11557-2011中第4.2条款内容。

耐久性要求

4.4.1正向耐久

试验后满足以下要求：

1）满足4.2.1要求。

2）空载平均值变化≤15%，转动力矩波动值变化±0.1Nm。

3）所有部件无裂纹、破裂、松动、失效。

4.4.2振动耐久

试验后满足以下要求：

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1）满足4.2.1要求。

2）无新增故障代码。

3）零部件无裂纹、无断裂损坏。

4.4.3耐高温试验

试验后满足以下要求：

1）满足4.2.1要求。

2）路感模拟器空载平均值变化≤15%，转动力矩波动值变化≤0.1Nm。

4.4.4耐低温试验

试验后满足以下要求：

1）满足4.2.1要求。

2）路感模拟器空载平均值变化满足设计要求。

3）路感模拟器转动力矩波动值变化满足设计要求。

4.4.5温度循坏试验

试验后满足以下要求：

1）满足4.2.1要求。

2）路感模拟器空载平均值变化不超过15%，转动力矩波动值变化±0.1Nm。

4.4.6耐腐蚀性（非强制性）

试验后样件应满足QC/T1081-2017第4.3.5条款的要求。

4.4.7电磁兼容

试验后样件应满足GB34660-2017第4条款的要求。

5试验方法

试验条件

5.1.1试验温度

本文件规定试验方法中的温度偏差为±3℃，另有明确要求除外，默认的试验温度为标准温度：（23

±3）℃。

5.1.2试验电压

本文件规定试验电压为：（12±0.5）V（标称电压12V），（24±1）V（标称电压24V），另有明确

要求除外。

5.1.3仪器精度

本文件规定试验方法中使用的试验设备、仪器精度在无明确要求时应满足QC/T29096-2014第4.2

条款内容。

性能试验方法

5.2.1功能试验方法

将路感模拟器安装在试验台架上，系统正常工作，输入端处于直线行驶位置，车速在0～Vmax范围

内均分（按5km/h～20km/h间隔），手动左右转动转向盘进行试验，感觉平滑无卡滞；上电状态，末端

有明显软限位力矩增加；下电状态，有明显硬限位力矩增加。

5.2.2响应时间

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将线控转向系统安装在试验台架上，系统正常工作，输入端处于直线行驶位置，手动转动方向盘，

记录方向盘力矩开始变动的时间T1，同时记录转向执行器开始执行的时间T2，计算T1与T2差值，即为响

应时间；计算公式：δ=T2-T1。

5.2.3空载波动

5.2.3.1减速机构空载波动

1）将减速机构样品水平安装在试验台架上，输出轴端处于自由状态。

2）以（10～15）rpm速度匀速转动转向轴400°，然后回转至0°，共进行3次。测量并记录第3

次试验过程中转向轴转角与转动力矩的关系曲线。

5.2.3.2路感模拟器空载波动

1）将路感模拟器固定于试验台，输出轴端处于自由状态。

2）以（10～15）rpm速度匀速转动转向轴400°，然后回转至0°，共进行3次。测量并记录第3

次试验过程中转向轴转角与转动力矩的关系曲线。

5.2.4轴向间隙

1）将路感模拟器样品水平安装在试验台架上，转向轴两端处于自由状态。

2）按图3所示，以不高于5N/s的加、卸载速率对转向轴输入端匀速施加轴向力至20N，然后再

反向施加轴向力至20N，最后卸载。测量并记录试验过程中转向轴输入端位移与载荷的关系曲线，并

按图4确认轴向间隙。

图3路感模拟器力加载示意图

图4关系曲线

5.2.5径向间隙

1）将路感模拟器总成样品竖直安装在试验台上，锁紧调节机构。

2）按图5所示，以不高于5N/s的加、卸载速率在产品图样中规定的方向盘中心点匀速施加径向

力至20N，然后再反向施加径向力至20N，最后卸载。测量并记录试验过程中标记点位移与载荷的关

系曲线，并按图6确认径向间隙。

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图5路感模拟器力加载示意图

图6关系曲线

5.2.6静态压溃

1）将路感模拟器样品水平或竖直固定在试验台架上，角度、高度均调节至设计位置；

2）按图7所示，以（30±2）mm/min的加载速率在转向轴输入端施加轴向力，直至转向轴轴向位

移量达到转向柱副总成的溃缩行程，测量并记录试验过程中转向轴轴向位移与载荷的关系曲线。

图7静压溃力施加

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5.2.7固有频率

1）按照QCT/649-20136.11.2条款方法进行试验。

5.2.8传感器特性

1）电压12V±0.2V，车速0km/h，转速1-3°/s；

2）将路感模拟器和转向执行器以整车位置固定在台架上，固定齿条中间位置并锁死，方向盘端施

加扭矩，记录HWA电机输出扭矩、FAA电机输出扭矩与齿条力之间的关系曲线；

3）记录方向盘力矩与传感器力矩的关系曲线，计算传感器力矩与方向盘扭矩的差值，传感器力矩

对称性和滞后性。

5.2.9噪声

按QCT/10815.2.8条款方法进行试验。

强度试验方法

5.3.1扭转强度

1）将路感模拟器样品水平安装在试验台架上，转向轴输出端固定。

2）按图8所示，以≤50Nm/s的加、卸载速率在转向轴输入端匀速施加扭矩至150Nm，然后

再反向施加扭矩至150Nm，最后卸载。检查路感模拟器、机械限位装置是否断裂、损坏。

图8扭转强度力施加示意图

5.3.2碰撞试验

按GB11557-2011中的附录C进行试验，只做BBT中胸块撞击，且撞击位置均为受力最大点，气囊为

点爆。

耐久性试验

5.4.1正向耐久

1）将路感模拟器和转向执行器按实车状态固定，连接带线束的实车插接件，转向拉杆的角度与车

辆满载状态一致，如图9所示，控制器与CAN总线模拟装置相连，供电电压按产品图样规定，车速信

号设定为零。在拉杆螺纹连接处做用于观察螺纹是否松动的标记。

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图9路感模拟系统安装示意图

2）按表2和图10所示试验条件（一个循环）进行试验，转向轴角速度为（4.36±0.87）rad/s，齿

条左右两侧载荷FR1,FR2与输入轴转角对应关系见表2。当齿条运动到任意一侧极限位置时，转向轴转

矩应增加至（40±5）Nm，并保持（1±0.5）s。

表2载荷与输入轴转角对应关系

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图10单个循环情况图

3）可通过暂停试验或者强制冷却的方式，来避免控制器因过热保护导致转向助力性能或路感模拟

电机性能衰减。

4）试验过程中，应实时监测输入轴转矩、齿条载荷、转向轴转角、转向轴角速度、电机驱动扭矩、

试验环境温度和控制器的温度，输出电压，输出电流，并记录第一循环和第五十循环的全部参数值。

6）完成100320循环试验或试验过程中出现以下情况之一，终止试验：

a）总成出现裂纹或损坏

b）紧固件出现松动（通过观察螺栓拧紧后所划的线是否出现错位来判断是否松动）

c）控制器出现故障代码

7）完成100320循环后，检测路感模拟器如下性能：

a）满足4.2.1要求；

b）按5.2.2.3进行试验；

c）拆解分析机械限位装置是否有断裂、损坏。

5.4.2振动试验

按照QCT/649-20136.11.1条款方法进