方向盤模塊包括方向盤、方向盤轉(zhuǎn)角、力矩傳感器、方向盤回正力矩電機。方向盤模塊的主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖（通過測量方向盤轉(zhuǎn)角）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞給主控制器;同時接受ECU送來的力矩信號，產(chǎn)生方向盤回正力矩以提供給駕駛員相應(yīng)的路感信號。轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊包括前輪轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機、轉(zhuǎn)向電機控制器和前輪轉(zhuǎn)向組件等。轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊的功能是接受ECU的命令，控制轉(zhuǎn)向電機實現(xiàn)要求的前輪轉(zhuǎn)角，完成駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。ECU對采集的信號進行分析處理，判別汽車的運動狀態(tài)，向方向盤回正力電機和轉(zhuǎn)向電機發(fā)送命令，控制兩個電機的工作。自動防故障系統(tǒng)是線控轉(zhuǎn)向系的重要模塊，它包括一系列監(jiān)控和實施算法，針對不同的故障形式和等級作出相應(yīng)處理，以求最大限度地保持汽車的正常行駛。汽車的安全性是必須首先考慮的因素，是一切研究的基礎(chǔ)，因而故障的自動檢測和自動處理是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最重要的組成系統(tǒng)之一。

　　SBW的工作原理是當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)向傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器將測量到的駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號輸入到ECU，ECU依據(jù)車速傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)上的位移傳感器的信號來控制轉(zhuǎn)矩反饋電動機的旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)轉(zhuǎn)向力模擬，生成反饋轉(zhuǎn)矩，控制轉(zhuǎn)向電動機的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)角度，通過機械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向位置，使汽車沿著駕駛員期望的軌跡行駛。
　二、DBW線控油門系統(tǒng)

　　DBW的英文全稱是Drive By Wire也可以稱作Throttle By Wire。中文意思是“線控油門”或者“電控油門”。線控油門系統(tǒng)主要由油門踏板、踏板位移傳感器、電控單元ECU、數(shù)據(jù)總線、伺服電動機和油門執(zhí)行機構(gòu)組成。

　　傳統(tǒng)的油門控制方式是駕駛員通過踩油門踏板，由油門拉索直接控制發(fā)動機油門的開合程度，從而決定加速或減速，駕駛員的動作與油門動作之間是通過拉索的機械作用聯(lián)系的。

　　而線控油門系統(tǒng)將這種機械聯(lián)系改為電子聯(lián)系。駕駛員仍然通過踩油門踏板控制拉索。但拉索并不是直接連接到油門，而是連著一個油門踏板位置傳感器，傳感器將拉索的位置變化轉(zhuǎn)化為電信號傳送至汽車的大腦ECU（電子控制器），ECU將收集到的相關(guān)傳感器信號經(jīng)過處理后發(fā)送命令至油門作動器控制模塊，油門作動器控制模塊再發(fā)送信號給油門作動器，從而控制油門的開合程度。也就是說駕駛員的動作與油門的動作之間是通過電子元件的電信號聯(lián)系的。雖然從構(gòu)造上來看，線控油門比傳統(tǒng)油門控制方式復(fù)雜，但油門的控制卻比傳統(tǒng)方式精確，發(fā)動機能夠根據(jù)汽車的各種行駛信息，精確調(diào)節(jié)進入氣缸的燃油空氣混合氣，改善發(fā)動機的燃燒狀況，從而大大提高了汽車的動力性和經(jīng)濟性。

　　三、BBW線控制動系統(tǒng)

　　BBW的英文全稱是Brake By Wire，中文意思是“線控制動系統(tǒng)”。

　　傳統(tǒng)車輛制動系統(tǒng)的氣體或液體傳輸管路長，閥類元件多。對于長軸距或多軸車輛及遠距離控制車輛，由于管線長及速度慢，易產(chǎn)生制動滯后現(xiàn)象，制動距離增加，安全性降低，而且制動系統(tǒng)的成本也較高。

　　與傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)不同，線控制動以電子元件代替部分機械元件，成為機電一體化的制動系統(tǒng)。在電子控制系統(tǒng)中設(shè)計相應(yīng)程序，操縱電控元件來控制制動力的大小及制動力的分配，可完全實現(xiàn)使用傳統(tǒng)控制元件所能達到的ABS及ASR等功能。

　　線控制動系統(tǒng)目前分為兩種類型，一種電液制動系統(tǒng)EHB （Electro-hydraulic Brake）， 另一種為電子機械制動系統(tǒng)EMB（Electro-mechanicalBrake）。

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　　EHB由傳感器、ECU（電子控制單元）及執(zhí)行器（液壓控制單元）等構(gòu)成。制動踏板與制動器間無直接動力傳遞。制動時，制動力由ECU 和執(zhí)行器控制，踏板行程傳感器將信息傳給ECU，ECU匯集輪速傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器等各路信號，根據(jù)車輛行駛狀態(tài)計算出每個車輪的最大制動力，并發(fā)出指令給執(zhí)行器的蓄能器來執(zhí)行各車輪的制動。高壓蓄能器能快速而精確地提供輪缸所需的制動壓力。

　　電液制動系統(tǒng)的優(yōu)點是能夠改善系統(tǒng)的性能和操作人員的舒適性。制動閥可安裝在遠離駕駛室更接近于制動器的位置，以減少管路的消耗。無需采用更多的液壓閥及管路就能使遠程操作更容易。將電液技術(shù)引入全動力系統(tǒng)，需要安裝帶有踏板角度傳感器的電子踏板、電控單元、閥驅(qū)動器及電液制動閥以取代原有的連接和壓力制動閥。保留原系統(tǒng)中的帶有安全閥的泵、蓄能器充液閥、蓄能器及制動器。電子踏板可以提供與踏板轉(zhuǎn)角成比例的反饋力。踏板角度傳感器將踏板角度轉(zhuǎn)換為電信號，輸入電子控制單元。可編程控制單元將控制電流輸入到比例電磁閥的電磁線圈。閥芯移動到所輸出的制動壓力與電磁線圈力按比例保持平衡的位置。盡管看起來從踏板轉(zhuǎn)換到制動壓力更復(fù)雜，但可編程的控制單元使系統(tǒng)設(shè)計者能夠?qū)崿F(xiàn)機械系統(tǒng)無法達到的更柔性的傳遞功能。當用于比例系統(tǒng)時，該閥能夠為線控制動系統(tǒng)、防抱制動系統(tǒng)及牽引控制系統(tǒng)提供無動力常規(guī)制動和緊急制動所需要的液壓動力。

（二）電子機械制動系統(tǒng)

　　EMB電子機械制動系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)就制動原理來說是相同的，其車輪和制動裝置的主要部分是相同的。只是在電子機械制動系統(tǒng)中，電源代替了液壓源，機電作動器代替了液壓作動筒。小型車輛的EMB 主要包含以下部分：（1）電制動器。其結(jié)構(gòu)和液壓制動器基本類似， 動作器是電動機；（2）電制動控制單元（ECU）。接收制動踏板發(fā)出的信號，控制制動器制動；接收駐車制動信號，控制駐車制動；接收車輪傳感器信號，識別車輪是否抱死、打滑等；控制車輪制動力，實現(xiàn)防抱死和驅(qū)動防滑并兼顧其他系統(tǒng)的控制；（3）輪速傳感器。準確、可靠、及時地獲得車輪的速度；（4）電源。為整個電制動系統(tǒng)提供能源，與其他系統(tǒng)共用。此外，在電制動系統(tǒng)中增加了力矩傳感器。

　　在電子機械制動裝置中，其中一種是通過一個大直徑的滾珠螺桿機構(gòu)將電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成壓頭的直線運動。制動調(diào)節(jié)器用來控制電動機的運轉(zhuǎn)。制動調(diào)節(jié)器接收制動防滑控制盒指令和車輪力矩傳感器的信號，可以自動調(diào)節(jié)電動機的電流和電壓，從而調(diào)節(jié)制動力矩。

　　電動制動裝置中除了采用電動機外， 還可以使用電磁離合器，使制動盤壓緊或松開。新型電磁制動器由電磁體、制動蹄、銷軸、制動杠桿、回位彈簧等組成。其工作原理為：電磁體可視為一E型電磁鐵，采用車載電瓶供電，制動鼓相當于銜鐵，這樣經(jīng)過氣隙形成閉合回路。當需要制動時，接通電磁體上電源，電磁體產(chǎn)生吸力，被吸到制動鼓上并被其帶動旋轉(zhuǎn)，從而帶動制動杠桿從動端將制動蹄頂開，直至制動蹄上的摩擦片與制動鼓的內(nèi)圓柱面接觸產(chǎn)生摩擦，并被制動鼓帶動轉(zhuǎn)動，此時制動杠桿繼續(xù)被電磁體帶動轉(zhuǎn)動，制動鼓在與電磁體、制動蹄的摩擦力的作用下不斷減速，直至停止轉(zhuǎn)動。制動完成后，斷開電磁體的電源，電磁體失去磁力而脫離制動鼓端面，回位彈簧將制動蹄拉回原位，摩擦片與制動鼓脫離，制動消除。

　　線控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

　　由于線控系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的氣動、液壓及機械連接，取而代之的是傳感器、ECU、電磁的執(zhí)行機構(gòu)，因而傳感器的精度，ECU硬件的可靠性、抗干擾性，控制算法的可靠性、容錯性，執(zhí)行機構(gòu)的快速性、可靠性及不同系統(tǒng)ECU之間通信的實時性，總線的容錯性和仲裁能力及動力電源等都制約著線控技術(shù)的廣泛應(yīng)用。制約線控技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾方面。

　　1、傳感器技術(shù)

　　傳感器是組成線控系統(tǒng)的基本且重要單元，無論是EHB、EMB，還是SBW等都是由許多傳感器構(gòu)成，例如SBW系統(tǒng)由角位移傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器等組成，它們構(gòu)成了SBW的主要部分。而汽車電子控制系統(tǒng)的控制效果卻緊緊依賴于傳感器的信息采集和反饋精度，因而傳感器的科技含量直接影響整個汽車電子控制系統(tǒng)的性能。如何制造出體積小、成本底、可靠性高而且測量精度高的傳感器就成為線控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　2、總線技術(shù)

　　汽車各電子系統(tǒng)的ECU如何進行信息通訊及各系統(tǒng)如何進行集成，在很大程度上依賴于總線技術(shù)。目前存在著多種汽車總線標準，未來會使用具有高速實時傳輸特性的一些總線標準和協(xié)議。這一類總線標準主要有時間觸發(fā)協(xié)議（TTP）、Byteflight和FlexRay。TTP是一個應(yīng)用于分布式實時控制系統(tǒng)的完整的通信協(xié)議，能夠支持多種容錯策略，具有節(jié)點恢復(fù)和再整合功能;BMW公司的Byteflight可用于汽車線控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信，其特點是既能滿足某些高優(yōu)先級消息需要時間觸發(fā)，以保證確定延遲的要求，又能滿足某些消息需要事件觸發(fā)，需要中斷處理的要求;FlexRay是一種特別適合下一代汽車應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，具有容錯功能和確定的消息傳輸時間，能夠滿足汽車控制系統(tǒng)的高速率通信要求。

3、動力電源技術(shù)

　　在EHB系統(tǒng)中，由于制動力矩由液壓提供，所以良好設(shè)計的14V電壓可以滿足要求;而在EMB系統(tǒng)中，由于制動力矩直接由電機提供，使得所需電源功率增大，而提高電壓是增大功率的好方法，所以傳統(tǒng)的14V系統(tǒng)不再能很好地滿足要求;在SBW系統(tǒng)中，ECU、2個冗余轉(zhuǎn)矩反饋電動機和2個冗余轉(zhuǎn)向電動機，其總功率大約在550～880W，所需電源能量相當大。如何提供足夠的電能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行成為解決問題的關(guān)鍵，42V電壓系統(tǒng)的研究和電動汽車的深入研究為此技術(shù)的解決提供了平臺，為線控技術(shù)的廣泛應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

　　4、容錯控制技術(shù)

　　為了滿足汽車可靠性與安全性要求，線控系統(tǒng)必須采用容錯控制技術(shù)，容錯控制設(shè)計方法有硬件冗余方法和解析冗余方法2種。硬件冗余方法主要是通過對重要部件及易發(fā)生故障部件提供備份，以提高系統(tǒng)的容錯性能;解析冗余方法主要是通過設(shè)計控制器的軟件來提高整個系統(tǒng)的冗余度，從而改善系統(tǒng)的容錯性能。在SBW系統(tǒng)中，相對于ECU來說，傳感器和執(zhí)行機構(gòu)更易發(fā)生故障，一些傳感器和執(zhí)行機構(gòu)間存在著冗余，冗余是實現(xiàn)容錯控制的基礎(chǔ)，一旦某部件發(fā)生故障，利用冗余關(guān)系可用其他部件代替故障部件，以消除故障。相對傳感器和執(zhí)行機構(gòu)來說，ECU的可靠性較高，但一旦ECU出現(xiàn)故障時，后果更為嚴重，系統(tǒng)不能進行任何操作。基于容錯控制技術(shù)的SBW系統(tǒng)，在不影響系統(tǒng)控制功能的情況下，容錯控制技術(shù)提高了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可靠性，保證了車輛的正常行駛及安全性。而可靠性和安全性是制約SBW系統(tǒng)應(yīng)用的主要瓶頸之一。當SBW系統(tǒng)的可靠性和安全性能夠達到普通動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)水平時，其產(chǎn)業(yè)化也就指日可待了。