线控转向系统(SBW)
线控转向系统（SBW）
在车辆高速化、驾驶人员大众化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。线控转向系统（Steering-By-Wire Systerm，简称SBW）的发展，正是满足这种客观需求。它是继EPS后发展起来的新一代转向系统，具有比EPS操纵稳定性更好的特点，它取消转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电能实现转向，彻底摆脱传统转向系统所固有的限制，提高了汽车的安全性和驾驶的方便性。
线控转向系统的构成
SBW系统一般由转向盘模块、转向执行模块和主控制器ECU、自动防故障系统以及电源等模块组成。转向盘模块包括路感电机和转向盘转角传感器等，转向盘模块向驾驶员提供合适的转向感觉（也称为路感）并为前轮转角提供参考信号。转向执行模块包括转向电机、齿条位移传感器等,实现2个功能:跟踪参考前轮转角、向转向盘模块反馈轮胎所受外力的信息以反馈车辆行驶状态。主控制器控制转向盘模块和转向执行模块的协调工作。
线控转向系统的工作原理
当转向盘转动时,转向传感器和转向角传感器检测到驾驶员转矩和转向盘的转角并转变成电信号输入到ECU,ECU根据车速传感器和安装在转向传动机构上的位移传感器的信号来控制转矩反馈电动机的旋转方向,并根据转向力模拟,生成反馈转矩,控制转向电动机的旋转方向、转矩大小和旋转角度,通过机械转向装置控制转向轮的转向位
置，使汽车沿着驾驶员期望的轨迹行驶。
线控转向系统特点
（1）取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接，通过软件协调它们之间的运动关系，因而消除了机械约束和转向干涉问题，可以根据车速和驾驶员喜好由程序根据汽车的行驶工况实时设置传动比。
（2）去掉了原来转向系统各个模块之间的刚性机械连接，采用柔性连接，使转向系统在汽车上的布置更加灵活，转向盘的位置可以方便地布置在需要的位置。
（3）提高了汽车的操纵性。由于可以实现传动比的任意设置，并针对不同的车速，转向状况进行参数补偿，从而提高了汽车的操纵性。
（4）改善驾驶员的“路感”。由于转向盘和转向轮之间无机械连接，驾驶员“路感”通过模拟生成。使得在回正力矩控制方面可以从信号中提出最能够反映汽车实际行驶状态和路面状况的信息，作为转向盘回正力矩的控制变量，使转向盘仅仅向驾驶员提供有用信息，从而为驾驶员提供更为真实的“路感”。
（5）减少了机构部件数量，而减少了从执行机构到转向车轮之间的传递过程，使系统惯性、系统摩擦和传动部件之间的总间隙都得以降低，从而使系统的响应速度和响应的准确性得以提高。
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SBW的英文全称是Steering By Wire。中文意思是“线控转向系统”。该系统去掉了转向盘和转向轮之间的机械连接，减轻了大约5kg重量，消除了路面的冲击，具有降低噪声和隔振等优点。目前国外著名汽车公司和汽车零部件厂家竞相研究具有智能化的新一代转向系统，如美国Delphi公司、TRW公司、日木三菱公司、Koyo公司、德国Bosch公司、ZF公司、BMW公司等都相继在研制各自的SBW系统，国内也开始涉足这一相关研究领域。 SBW系统由方向盘模块、转向执行模块和ECU3个主要部分以及自动防故障系统、
电源等辅助模块组成。
方向盘模块包括方向盘、方向盘转角、力矩传感器、方向盘回正力矩电机。方向盘模块的主要功能是
将驾驶员的转向意图（通过测量方向盘转角）转换成数字信号并传递给主控制器;同时接受ECU送来的力
矩信号，产生方向盘回正力矩以提供给驾驶员相应的路感信号。转向执行模块包括前轮转角传感器、转向
执行电机、转向电机控制器和前轮转向组件等。转向执行模块的功能是接受ECU的命令，控制转向电机实
现要求的前轮转角，完成驾驶员的转向意图。ECU对采集的信号进行分析处理，判别汽车的运动状态，向
方向盘回正力电机和转向电机发送命令，控制两个电机的工作。自动防故障系统是线控转向系的重要模块，
它包括一系列监控和实施算法，针对不同的故障形式和等级作出相应处理，以求最大限度地保持汽车的正
常行驶。汽车的安全性是必须首先考虑的因素，是一切研究的基础，因而故障的自动检测和自动处理是线
控转向系统最重要的组成系统之一。
SBW的工作原理是当转向盘转动时，转向传感器和转向角传感器将测量到的驾驶员
转矩和转向盘的转角转变成电信号输入到ECU，ECU依据车速传感器和安装在转向传动机构
上的位移传感器的信号来控制转矩反馈电动机的旋转方向，并根据转向力模拟，生成反馈转
矩，控制转向电动机的旋转方向、转矩大小和旋转角度，通过机械转向装置控制转向轮的转
汽车EPS转向系统与SBW
汽车EPS转向系统与SBW
目前，汽车转向系统一般采用动力转向系统，动力转向系统根据助力的方式可分为液压助力转向系统(HPS)、电控液压助力转向系统(EHPS）、电动助力转向系统(EPS)和线控转向系统(SBW )。长久以来，汽车的动力转向系统一直采用液压助力转向系统，由于液压系统的诸多缺点，电动助力转向系统取代液压助力转向系统已经成为动力转向系统发展的必然趋势。
电动助力转向系统（EPS)
电动助力转向系统完全取消了液压部件，整个系统由机械转向系统加上扭矩传感器、车速传感器、电机传感器、ECU、助力电机、离合器、减速器等组成。基本工作原理是：转向盘转动时，扭矩传感器将检测到转向盘上的扭矩信号和转向信号传给ECU，ECU同时接受车速信号，据此决定助力电机的基本助力电流，然后一般还生成电机惯性补偿电流和阻尼补偿电流，总电流作为电机目标电流，通过ECU内部的电机驱动电路对电机进行扭矩控制。
根据电机布置位置不同，电动助力转向系统可分为：转向柱助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种。
转向柱助力式EPS的电机固定在转向柱一侧，通过减速机构与转向轴相连，直接驱动转向轴进行助力转向。齿轮助力式EPS的电机和减速机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。齿条助力式EPS的电机和减速机构则直．接驱动齿条提供助力。
电动助力转向系统的优点如下：
1.效率可高达90％以上，液压动力转向效率一般在60%~70%：
2．路感和回正性好，EPS结构简单，内阻小、回正性好，改善了汽车操纵稳定性：
3.能耗少。EPS只在转向时电机才提供助力，汽车油耗可降低3％左右：
4.可独立于发动机工作，EPS以蓄电池为能源，以电机为动力元件，与发动机无关；
5.对环境无污染。液压助力转向系统液压管路接头存在油泄漏问题且液压管路不可回收：
6.装配性好,易于布置，由于EPS主要部件（电机、减速器、传感器、电控单元等）可集成在一起，便于整车布置和装配：
线控转向功能安全设计
线控转向功能安全设计
摘要
在电动化与智能化两大发展趋势之下，我国正处于功能汽车向智能汽车转型的拐点，无数新兴技术得到长足进步，其中线控转向(SBW)系统是发展未来智能汽车的热点.大部分智能驾驶功能都直接和转向技术相关，为提高SBW系统的安全性,可靠性,根据国际标准组织(ISO)的"ISO26262"，分析了线控转向功能安全设计。
技术背景介绍
X-By-Wire线控技术背景
线控技术（By-Wire），通俗来讲就是由“电线”或者电信号来实现 动力学传递控制，而不是通过机械装置的“硬”连接来实现操作。其核心是智能机电传动装置，从应用于飞机驾驶控制上的Fly-By-Wire发展而来。该技术利用传感器将驾驶者输入信号传递到中央处理器、通过中央处理器的控制逻辑发送信号给相应的执行机构完成驾驶者的相关操作。这样可取代传统的机械结构，实现对汽车各种运动的电子线控。
X-By-Wire 包含有Steer-by-wire，Brake-by-Wire,
Shift-by-wire, Park-by-wire等，是无人驾驶车辆以及先进驾驶辅助系统的基础。
线控转向系统基本结构
线控转向系统主要由综合控制器、路感模拟器及转向执行器组成，如图1所示。
功能安全要求具有一定的继承性和独立性，因此在设计线控转向功能安全目标时的场景分析、危害辨识、汽车安全完整性等级（Automotive Safety Integration Level，ASIL）评估可以参考EPS系统设计经验，每一部分均具有一定的关联性。
线控转向系统中控制器较多，且无法进行取代，同时参考博世的电子电气架构技术战略图（见图2）及整车需求，在当前阶段采用域中心控制器的架构设计。
综合控制器负责线控转向系统综合控制，对路感模拟器及转向执行器分别发出转矩及转角执行的信号请求，同时负责与整车及SBW系统内部的信息传递。路感模拟器由转角扭矩传感器、路感电机及其控制器组成，其中，转角扭矩传感器负责转角及扭矩的信号获取，路感电机控制器接收综合控制器的扭矩请求，控制路感电机实现路感控制，同时向综合控制器反馈转角及扭矩信息。
解析汽车线控转向技术
解析汽车线控转向技术
作者：文/河南 牛本宽 牛宾强 王秀艳
来源：《汽车维修与保养》 2015年第9期
汽车转向性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响汽车的操纵稳定性，它在车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件等方面起着重要的作用。如何合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，是设计人员的重要研究课题。在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。线控转向系统(Steering–By-WireSystem，简称“SBW”)的发展，正迎合这种客观需求。它是继EPS后发展起来的新一代转向系统，具有比EPS操纵稳定性更好的特点，而且它在转向盘和转向轮之间不再采用机械连接，彻底摆脱传统转向系统所固有的限制，给驾驶员带来方便，同时提高了汽车的安全性。
一、汽车线控转向系统的结构和基本原理
1.汽车线控转向系统的结构
汽车线控转向系统由方向盘总成、转向执行总成和主控制器(ECU)三个主要部分以及自动故障处理系统、电源等辅助系统组成，如图1所示。
方向盘总成的主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量方向盘转角)转换成数字信号，并传递给主控制器；同时接受主控制器送来的力矩信号，产生方向盘回正力矩，以提供给驾驶员相应的路感信息。方向盘总成包括方向盘、方向盘转角传感器、力矩传感器、方向盘回正力矩电机。
转向执行总成的功能是接受主控制器的命令，通过转向电机控制器控制转向车轮转动，实现驾驶员的转向意图。转向执行总成包括前轮转角传感器、转向执行电机、转向电机控制器和前轮转向组件等组成。
主控制器(ECU)的功能是对采集的信号进行分析处理，判别汽车的运动状态，向方向盘回正力电机和转向电机发送指令，控制两个电机的工作，保证各种工况下都具有理想的车辆响应，以减少驾驶员对汽车转向特性随车速变化的补偿任务，减轻驾驶员负担。同时控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别，判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理。当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时线控转向系统会将驾驶员错误的转向操作屏蔽，而自动进行稳定控制，使汽车尽快地恢复到稳定状态。
2024年汽车线控转向系统(SBW)市场分析报告
2024年汽车线控转向系统（SBW）市场分析报告
摘要
本报告对汽车线控转向系统（SBW）市场进行了详细的分析和研究。通过对市场规模、发展趋势、竞争格局以及市场前景等方面的分析，为汽车制造商、零部件供应商和投资者提供了有价值的参考信息。
1. 引言
1.1 背景 1.2 研究目的 1.3 研究方法
2. 市场概述
2.1 定义与分类 2.2 市场特点 2.3 市场发展历程
3. 市场规模与趋势
3.1 市场规模分析 3.2 市场增长趋势 3.3 主要驱动因素分析 3.4 挑战与机遇
4. 市场竞争格局
4.1 主要竞争者 4.2 市场份额分析 4.3 竞争策略分析 4.4 合作与并购动态
5. 市场前景与展望
5.1 市场前景预测 5.2 技术发展趋势 5.3 市场潜力分析 5.4 市场风险与挑战 6. 结论
6.1 报告总结 6.2 市场建议
以上是对《2024年汽车线控转向系统（SBW）市场分析报告》的简要内容概述，具体的分析和研究结果请见详细报告。该报告将为相关领域的利益相关者提供宝贵的市场参考和战略指导，帮助他们做出明智的决策。
汽车线控技术转向系统概述3
汽车线控转向系统概述
1
汽车线控转向系统概述
摘 要：汽车线控转向系统与传统转向系统相比具有明显的技术优势，成为当前汽车技术研究的热点。为此，介绍了线控转向系统的结构、工作原理、特点和关键技术，并对其发展前景进行了展望。
关键词：线控转向；路感；传感器；关键技术
Summarization of Automobile Steering-By-Wire System
Abstract：Steering-by-Wire System(SBW) as a new technology is much better than traditional
steering system, and become the study hot point of auto technology. It is introduce the structure,
function, characters and key technology of the SBW, and foresee the trend of SBW.
Key words：road feeling; sensor; key technology
1前言
汽车转向系统的作用是保证汽车按驾驶员的要求进行转向和正常行驶，其性能的好坏直接影响汽车的操纵稳定性。如何合理的设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，始终是汽车设计人员研究的方向。线控转向系统（System，简称SBW 系统）作为最新一代的转向系统，与传统转向系统相比，具有明显的技术优势。线控转向系统去掉了方向盘和转向轮之间的机械连接，减少了路面的冲击，降低了噪声，消除了碰撞时方向柱对驾驶员的伤害，增大了驾驶员腿部Steering-by-Wire活动空间，提高了驾驶舒适度。国外著名的汽车公司和汽车零部件厂家正竞相研究这一智能化的转向系统，并在某些概念车上应用了这一技术，如宝马的BMW
Z22，戴姆勒-克莱斯勒的R129等，图1为ZF公司开发的完整的线控转向系统。目前国内也开始涉足这一研究领域，研究与开发线控转向系统，具有重要的工程意义和学术意义。
汽车线控转向系统综述
农业装备与车辆工程２００６年第１期
汽车线控转向系统综述
于蕾艳林逸李玉芳
（北京理工大学机械与车辆工程学院，北京１０００８１）
摘要：线控转向（Ｓｔｅｅｒ－Ｂｙ－Ｗｉｒｅ）是一种先进的转向技术。由于取消了方向盘和车轮的机械连接，可以任意设计传动比，对转向轮进行主动控制，并对随车速变化的参数进行补偿，实现理想的转向特性，提高操纵稳定性。综述了国内外线控转向的研究发展，介绍了线控转向的结构、关键技术、研究方法，并提出了线控转向的发展趋势。关键词：线控转向；操纵稳定性中图分类号：Ｕ４６３．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－３１４２（２００６）０１－００３２－０６
ＳｕｍｍａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＳｔｅｅｒ－ｂｙ－ＷｉｒｅＳｙｓｔｅｍ
ＹｕＬｅｉｙａｎＬｉｎＹｉＬｉＹｕｆａｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｅｅｒ－Ｂｙ－Ｗｉｒｅｉｓａｎａｄｖａｎｃｅｄｓｔｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ａｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｔｅｅｒｉｎｇ
ｗｈｅｅｌａｎｄｔｕｒｎｉｎｇｗｈｅｅｌｓａｒｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ，ｔｈｅｄｒｉｖｅｒａｔｉｏｃａｎｂｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｎｅｅｄｓ，ｔｈｅｔｕｒｎｉｎｇｗｈｅｅｌｓ
ｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄａｃｔｉｖｅｌｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｉｔｈｖｅｈｉｃｌｅｓｐｅｅｄｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｔｈｕｓｉｄｅａｌｓｔｅｅｒｉｎｇ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｓｒｅａｌｉｚｅｄａｎｄｈａｎｄｌｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｏｆ
Ｓｔｅｅｒ－ｂｙ－Ｗｉｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｓｔｕｄｙｍｅｔｈｏｄｓｏｆＳｔｅｅｒ－ｂｙ－Ｗｉｒｅｉｓ
线控转向系统技术综述与实车应用(二)
512022/08·汽车维修与保养
栏目编辑：刘玺 *****************新车新技术
◆文/江苏 高惠民线控转向系统技术综述与实车应用(二)高惠民(本刊编委会委员)曾任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监，江苏技术师范学院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员，高级技师。
(接2022年第6期)六、SBW系统的路感反馈控制汽车转向系统主要有两大功能：一是操纵转向，驾驶员通过操纵转向盘来控制转向轮绕主销转动；二是反馈路感，将整车及轮胎的运动状态、受力情况通过转向盘反馈给驾驶员，即路感。前者驾驶员是输入，实现转向系统的角位移功能；后者是将路感反馈给驾驶员，实现力传递功能。二者结合，构成了汽车转向过程中的“人一车—路”的闭环控制。1.转向盘力矩分析 驾驶员在操纵车辆过程中，转向盘操纵转矩与转向盘转角、车速以及路面附着情况等密切相关。为了让驾驶者能够清晰地触摸到这些信息，所设计的SBW转向盘上力矩模型(图9)，充分考虑转向盘力矩影响因素，如反馈力矩、摩擦力矩、阻尼控制力矩、限位控制力矩以及主动回正力矩，这些可以看作转向盘上的反作用力。所建立模型是这些力矩的总和。(1)反馈力矩 根据车辆行驶状态反馈给驾驶员的力矩，其大致反映了车辆的行驶状态和路面状况。在相关标准和文献的研究中，大量的研究结果表明车速、转向盘转角、侧向加速度与转向盘转矩之间存在密切联系。①汽车低速行驶时，其侧向加速度的变化较小，驾驶员不易感知到此车身信息的变化，但是对转向盘转角变化却非常敏感，因而在设计路感时，转向盘转角和车速信息要占比较大的权重。②汽车高速行驶时，由于受到车辆操纵稳定性的制约，转向盘在较小的范围内转动，此时转角的变化对侧向加速度的影响很大，驾驶员对侧向加速度变化反而很敏感，因而在设计路感时，要重点考虑侧向加速度和车速对转向盘力矩的影响。③汽车在高、低速之间行驶时，此时的车速越大，则转向盘力矩越大。驾驶员对侧向加速度和转向盘转角都较为敏感，因而在设计路感时，不仅要考虑转向盘转角的影响，也要将侧向加速度和车速对转向盘力矩的影响考虑进去。(2)摩擦力矩在机械结构中，摩擦力矩是一直存在不可忽略的。而SBW系统因断开了转向管柱与转向器间的连接，所以驾驶员能够直接感受到的摩擦力矩只来源于转向盘总成。考虑到转向管柱的制造及装配引起的摩擦力矩的不确定性，摩擦力矩较小近似常数，设计为随车速变化的函数，满足驾驶员在不同车速下对路感的需求。(3)阻尼控制力矩 汽车在高速行驶时，驾驶员较小的转向盘误操作都将导致失稳现象的发生，为缓解此种情况，在建立转向盘力矩模型中添加阻尼控制力矩。适当的阻尼力矩控制可减少驾驶员撒手回正后引起的转向盘超调和抖动现象。其大小可以认为与转向盘角速度成比例关系，随着角速度与车速的增大而增大。(4)限位控制力矩 限位控制是指驾驶员在转动转向盘到转角极限时，给予驾驶员限位提示。在传统转向系统中，因转向管柱与转向器之间存在机械连接，驾驶员可以准确的感知到转向盘允许转过的最大角度。而在SBW系统中，限位装置需要重新设计，让驾驶员在装有SBW系统的汽车上能有传统汽车同样的限位感触，提高驾驶的安图9 SBW系统转向盘反作用力矩模型Copyright©博看网. All Rights Reserved. 52-CHINA·August 栏目编辑：刘玺 *****************新车新技术全性和稳定性。SBW汽车目前有两种方式进行限位：一是机械限位，即在转动的最大位置处加装机械结构进行限位；二是软件限位，通过编写限位控制程序以达到限位的目的，一旦驾驶员转动转向盘超过设定范围后，控制器立即驱动路感电机施加与驾驶员相反方向的力矩阻止驾驶员的过操作行为。与机械限位相比较，软件限位的方法更能体现出SBW系统角传动比自由设计的优势以及路感设计时的灵活性与多样性。 (5)主动回正力矩 转向系统的回正力矩主要由车轮受到地面的侧向、垂向以及横向三个方向的反作用力和车轮定位参数引起的，它能够准确并敏感地反映出车辆行驶车速、前轮转角以及路面附着系数和道路不平度等信息的变化。考虑到SBW系统中转向盘到转向器之间不存在机械连接，驾驶员撒手后SBW汽车转向盘不会回正。因此，有必要对转向盘进行主动回正控制，即通过路感电机控制转向盘回正。为克服转向盘回正过程中的阻力，采用基于左右车轮转向角度偏差控制的主动回正力矩，将主动回正力矩设计为随转向盘转角和目标回正转角差值的增大而增大的函数，同时，在回正过程中，过快的转向盘回正速度同样会导致转向盘的超调与抖动现象，因此需要将阻尼控制也考虑在内以保证转向盘顺利平稳地回正。2.线控转向系统的路感控制策略综上所述，根据转向盘上的力矩分析，目前SBW系统的路感模拟控制方法主要有四种，各种控制策略特点如图10所示。第一种为传感器测量方法，由于齿条处力矩包含有轮胎力和回正力矩等信息，所以使用传感器测量齿条力的数据经过滤波处理就可以作为反馈力矩。第二种测得转向电机电流等效路面负载。SBW系统感受到的来自路面、轮胎的力矩反馈，该反馈主要来自汽车在行驶过程中受到的回正力矩及整个系统的摩擦力矩。其中，回正力矩主要由轮胎与地面间的阻力矩、轮胎和主销定位产生的力矩和转向系统的惯性力矩组成，并且还受轮胎特性、路面附着条件、车速等影响。SBW系统通过转向电机输出的力矩需要克服轮胎受到的地面阻力和转向系统的惯性及摩擦力，转向电机驱动器中的电流可以很好地包含这些状态信息。因此，在转向电机输出力矩反馈中引入电流环设计。通过测量得到汽车转向电机电流进而得到齿条力反馈给路感电机。转向电机电流与车速、转向盘力反馈电机电流的关系(图11)。同时，为了避免阻力变化干扰导致方向盘抖动，在电流反馈的基础上增加阻尼控制，经调节力矩反馈系数实现SBW系统的路感模拟。转向电机电流等效路面负载控制策略框图如图12所示。
汽车线控转向系统的技术探讨
汽车线控转向系统的技术探讨
汽车转向性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。如何合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，始终是设计人员的重要研究课题。在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。线控转向系统（Steering – By -
WireSystem，简称SBW）的发展，正是迎合这种客观需求。它是继EPS后发展起来的新一代转向系统，具有比EPS操纵稳定性更好的特点，而且它在转向盘和转向轮之间不再采用机械连接，彻底摆脱传统转向系统所固有的限制，在给驾驶员带来方便的同时也提高了汽车的安全性。
一、线控转向系统的发展概况
德国奔驰公司在1990年开始了前轮线控转向的研究，并将它开发的线控转向系统应用于概念车F400Carving上。日本Koyo也开发了线控转向系统，但为了保证系统的安全，仍然保留了转向盘与转向轮之间的机械部分，即通过离合器连接，当线控转向失效时通过离合器结合回复到机械转向。宝马汽车公司的概念车BMWZ22，应用了SteerByWire技术，转向盘的转动范围减小到160°，使紧急转向时驾驶员的忙碌程度得到了很大降低。意大利Bertone设计开发的概念车“FILO”，雪铁龙越野车“C-Crosser”，Daimlerchrysler概念车“R129”，都采用了线控转向系统。2003年日本本田公司在纽约国际车展上推出了LexusHPX概念车，该车也采用了线控转向系统，在仪表盘上集成了各种控制功能，实现车辆的自动控制。估计几年后，机械系统将由电缆与电子信号取代。
二、线控转向系统的结构及工作原理
（一）线控转向系统的结构
汽车线控转向系统主要由转向盘模块、前轮转向模块、主控制器（ECU）以及自动防故障系统组成，其结构如图1所示。
汽车线控转向系统设计
重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件 附件A：任务书
A 1
附件A：
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）中文题目： 汽车线控转向系统设计
设计（论文）的主要内容与要求：
线控转向系统简称SBW(Steering By Wire System)，它由具有容错功能的网络相连接的控制单元、执行器、传感器和冗余电控单元组成，取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电联系实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制。不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，而且可以设计汽车转向的角传递特性，给汽车转向特性的设计带来无限的空间。
课题主要内容：
⑴线控转向系概述及方案比选；
⑵线控转向系统设计；
⑶绘制总图；
⑷主要部件选型和设计；
⑸模拟计算分析等。
准备工作：复习题涉及的汽车构造、直流电动机、机械设计、电子控制技术等专业知识。
具体要求：
⑴毕业设计论文(doc)，打印；
⑵线控转向系统图；
⑶线控转向系统机械装配图（cad）；
⑷主要零部件零件图（cad）。
⑸毕业论文撰写、答辩(ppt)
进 度 安 排
序号 设计（论文）工作内容 时间（起止周数）
1 文献检索、文献综述、开题报告 3周至 4周
2 外文资料翻译 4周至 5周
3 线控转向系统设计 6周至 8周 重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件 附件A：任务书
A 2
4 线控转向系统机械设计 9周至 11 周
5 主要零部件设计 12周至 13 周
6 外购件选型 14周至 15周
7 毕业设计说明书编撰、答辩 16周至 17周
8 周至 周
主要参考文献：
1. 杨天怡 《计算机硬件技术基础》 重庆大学出版社