线控转向系统原理详解：从执行层到路感模拟的全面解析
线控转向系统原理详解：从执行层到路感模拟的全面解析
线控转向系统（Steer-By-Wire，简称SBW）是一种先进的车辆转向技术，其特点在于取消了传统的机械传动轴，使方向盘与转向机构之间仅通过电线连接。这种系统完全依赖于电信号来传输控制指令，从而实现了驾驶员与转向机构之间的非直接物理力矩传输。
线控转向系统的工作原理
线控转向的执行层是线控转向系统中负责实际执行转向动作的部分。当驾驶员通过方向盘输入转向指令时，执行层会接收到这些指令，并通过电子信号驱动转向执行机构进行相应的动作。这一层的核心任务是根据决策系统发出的总线指令，精确地控制转向幅度，以实现车辆的稳定行驶和精确操控。
路感模拟层则是线控转向系统中的另一个关键部分，它负责模拟传统机械转向系统的路感反馈。路感模拟层通过电子系统模拟生成驾驶员的道路体验，使驾驶员能够感知到车辆的行驶状态和路况。这包括车辆在不同路面条件下的转向阻力、回馈力等信息，这些信息通过方向盘传递给驾驶员，帮助他们更好地理解和适应当前的驾驶环境。
执行层与反馈层的协同工作
执行层的工作流程可以概括为：方向盘转角——转向电机——齿轮齿条——前轮转角。而反馈层则负责将综合信息（包括路面状况、方向盘转角信息等）通过转向电机传递给驾驶员，以实现真实的驾驶感受。
变角传动比的设置与控制
何为精确地控制转向幅度？ 最为直观的就是设置变角传动比。例如，在低速段，汽车应该具有较大的转向灵敏度，所以转向系统应该具有较小的理想传动比，驾驶员在进行大角度转弯时，只需要转动较小的方向盘转角。而在高速段，应当适当降低汽车转向灵敏度，所以转向系统的理想传动比要大，即大的转向盘转角可以产生小的前轮转角，使汽车转向“迟钝”。
ECU（电子控制单元）通过接收来自各个传感器的信号（如车速传感器、转向盘转角传感器、横摆角速度传感器等），对车辆的动态状态进行实时分析。设计上，将变角传动比设计成车辆的实际状态（例如横摆角速度、车速以及转向盘转角）的函数。执行时，ECU控制电机实际上是通过控制电流或电压来实现的。当ECU发送指令给转向执行电机时，它会根据指令调整电机的电流或电压，从而产生所需的电磁转矩。这个电磁转矩进而驱动转向机构转动，实现不同的转角，从而形成了不同的传动比。