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汽车转向系统可分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。其中，完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统。驾驶员作用在转向盘上的力矩通过机械零部件传递，通过转向器放大力矩，以实现车轮转向，其缺点是转向较沉重。借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。动力转向系统可分为液压助力转向系统、电液助力转向系统、电动助力动力转向系统。
自 1894 年乘用车安装第一款现代意义上具备转向盘的转向系统开始，汽车转向系统结构一直在不断地创新发展。1954 年，凯迪拉克汽车公司首次把液压助力转向应用于汽车上。经过几十年的技术革新后，出现了电控液压助力转向系统。1988 年，日本铃木汽车公司在其小型轿车Cervo上装备了电动助力转向（EPS）系统，使EPS在日本得到迅速发展。欧美等国的汽车公司对EPS的开发比日本晚 10 年，但开发的力度较大。近几年，市场上出现了一些新技术——四轮转向系统及线控转向系统等，它们主要应用在一些比较高级或新型轿车上。技术与价格方面的原因使这两种转向系统目前还没有得到广泛应用。转向系统的发展大致经历了以下 6 个阶段：
①早期的纯机械转向系统。主体机械部分为转向器，经过多年的发展，其技术已经相当成熟，目前主要采用的有齿轮齿条式、循环球式和蜗杆曲柄销式等。
②机械控制液压助力转向（Hydraulic Power Steering，HPS）系统。它是在机械转向系统的基础上加装一套液压动力辅助装置组成的。转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过皮带驱动并向外输出液压油。转向油罐由进、出油管接头通过油管分别与转向油泵和转向控制阀相连，转向控制阀用以改变油路。机械转向器和油缸体形成左、右两个工作腔，它们分别通过油道与转向控制阀连接。当驾驶员转动转向盘转向时，转向控制阀使转向油泵泵出来的工作液向左或右推动活塞，通过作用到传动机构使左、右前轮向左或右偏转，从而实现汽车的转向行驶。
③电子控制液压助力转向（Electronic Hydraulic Power Steering，EHPS）系统。它是靠液压力帮助驾驶员转向，但其液压泵（齿轮泵）是通过电动机驱动的，与发动机在机械上毫无关系，其助力效果只与转向盘速度和车辆的行驶速度有关。
④电动助力转向（Electric Power Steering，EPS）系统。它是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的助力，实现转向助力随车速的变化而变化，仅在需要转向的时候提供转向动力，可降低燃油消耗率，且转向更加轻便。其最先在日本获得实际应用。1988 年，日本铃木汽车公司开发出一种全新的电动助力转向系统，并装备在Cervo小型轿车上，随后又配备在Alto微型轿车上。此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围从微型轿车、小型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的其他汽车公司如大发、三菱、本田，以及美国的Delphi公司，英国的Lucas公司，德国的ZF公司都研制出了各自的EPS。电动助力转向系统是动力转向系统的重要发展方向，它将逐渐取代液压助力转向系统。
⑤四轮转向（Four Wheel Steering，4WS）系统。其主要作用是提高汽车高速行驶或在侧向风力作用时的操纵稳定性，改善汽车低速行驶时的操纵轻便性，以及减小在停车场驻车时的转弯半径。本田Prelude轿车、马自达 602 轿车以及GM Blazer XT-1 概念车都曾应用了四轮转向技术。如图 2.2 所示为奥迪A8 的四轮转向，四轮转向系统除了传统的以前轮为转向轮外，后面的两个车轮也是转向轮。
图2.2 奥迪A8 的四轮转向
⑥线控转向（Steering By Wire，SBW）系统。其研究可以追溯到 20 世纪 60 年代末期，当时德国的Kasselmann等试图将转向盘与转向车轮之间通过导线连接，受当时电子技术和控制技术的制约，一直无法在实车上实现。到了 1990 年左右，世界上各大汽车厂商、研发机构先后对SBW系统进行深入研究。目前，在一些汽车公司的概念车型上已经安装了SBW系统，预示着未来汽车的一个发展方向。2017 年，耐世特（Nexteer）公司开发了由“静默转向盘系统”和“随需转向系统”组成的线控转向系统，该系统可随需转向，在自动驾驶时转向盘可以保持静止，并可收缩至组合仪表上，从而提供了更大的车内空间。
纵观汽车转向系统的发展史，每一次技术变革都向着操作舒适、使用安全、节能环保的方向进步。电动助力转向系统作为现代汽车转向技术的主要配置，有着广阔的应用前景和发展空间。目前，世界上主要的汽车公司和零部件生产商都在研制或推出自己的电动助力转向系统。我国对转向系统的研究与发达国家之间还有相当的差距，第一步首先应开发拥有自主知识产权的EPS，为进一步开发线控电动转向系统打下基础。
电动助力转向（Electric Power Steering，EPS）系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，它的优点主要是结构简单、可以实现转向系统主动回正、噪声小、助力效果好和环保性好等。此外，转向助力由直流电动机提供，电动机只在需要动力转向时才消耗能量，极大地提高了燃油经济性。另外，EPS不需要管路、泵、滑阀和转向液，维修方面有很大的优势。还可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的动力，实现转向助力随车速的变化而变化。
1）电动助力转向（EPS）系统的分类
电动助力转向（EPS）系统根据电机驱动部位和机械结构的不同，可将其分为转向管柱助力式、齿轮助力式、双小齿轮式、齿条平行式和齿条直接助力式等形式。
①转向管柱助力式（Column-EPS，C-EPS）。如图 2.3 所示，转向管柱助力式电动助力转向（C-EPS）系统的助力电机固定在转向管柱的一侧，通过减速增扭机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向。这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。
这种转向器的助力转矩经过了转向器放大，要求电机的减速机构传动比较小。电机布置在驾驶室内，工作环境好，对电机的密封要求低。但是电机安装位置距离驾驶员较近，要求电机的噪声一定要小。电机距离转向盘较近，电机的力矩波动容易直接传到转向盘上，导致转向盘振动，使驾驶员手感变差。助力转矩通过转向管柱传递，要求转向管柱有较大的刚度和强度。这种助力方式比较适合用于前轴负荷较小的微型轿车。
②齿轮助力式（Pinion-EPS，P-EPS）。如图 2.4 所示，齿轮助力式电动助力转向（P-EPS）系统的助力电机和减速增扭机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮实现助力转向。助力电机不是安装在乘客舱内，可以使用较大的电机以获得较高的助力扭矩，而不必担心电机转动惯量太大产生的噪声。这种类型的转向系统可用于中型车辆，以提供较大的助力。
图2.3 转向管柱助力式电动助力转向机构
图2.4 齿轮助力式电动助力转向机构
这种转向系统的助力转矩经过了转向器放大，要求电机的减速机构传动比相对较小。电机安装在发动机舱内，工作环境较差，对电机的密封要求较高。但是电机安装位置距离驾驶员有一定距离，对电机的噪声要求不是太高。电机距离转向盘较远，电机的力矩波动容易直接传到转向盘上，使驾驶员手感适中。助力转矩不通过转向管柱传递，对转向管柱的刚度和强度要求较低。这种助力方式比较适合用于前轴负荷中等的轻型轿车，如北汽EV160 采用的就是齿轮助力式电动助力转向系统。
③双小齿轮式（Dual-Pinion-EPS，DP-EPS）。双小齿轮式电动助力转向（DP-EPS）系统有两个小齿轮与齿条啮合：一个是电机驱动；另一个是驾驶员的操纵力驱动。
在双小齿轮式电动助力转向系统的结构中包含转向齿轮和驱动齿轮，其中，与转向管柱连接的齿轮是转向齿轮，与驱动电机连接的齿轮是驱动齿轮。扭矩传感器安装在转向小齿轮上，而驱动电机的输出力矩则通过蜗轮蜗杆减速机构作用在驱动小齿轮上并传递至齿条上，如图 2.5 所示。转向小齿轮可以不受转向系统传动比的约束，而采用更优化的传动比。对于中型乘用车或者中型以上的乘用车而言，双小齿轮式电动助力转向系统是一种比齿轮助力式电动助力转向系统更为优越的设计。
④齿条平行式（Rack Parallel-EPS，RP-EPS）。齿条平行式电动助力转向（RP-EPS）系统将电机直接布置在齿条上，电机直接给齿条助力，如图 2.6 所示。这种系统的助力较大，适合于中大型的车辆。这种形式的转向系统一般通过滚珠丝杠和皮带将电机的助力传递到齿条上。
图2.5 双小齿轮式电动助力转向机构
图2.6 齿条平行式电动助力转向机构
⑤齿条直接助力式（ Rack Direct-EPS， RD EPS）。如图 2.7 所示的齿条直接助力式电动助力转向（RD-EPS）系统的助力电机和减速增扭机构直接驱动齿条提供助力。其助力电机安装于齿条上的位置比较自由，在汽车的底盘布置时非常方便。同时，与C-EPS和P-EPS相比，RD-EPS可以提供更大的助力值，一般用于大型车辆上。这种转向系统的助力转矩作用在齿条上，助力转矩没有经过转向器放大，要求电机的减速机构具有较大的传动比。电机安装在发动机舱内，工作环境较差，对电机的密封要求较高。电机安装位置与驾驶员之间有一定距离，对电机的噪声要求不是太高。电机距离转向盘较远，电机的力矩波动容易直接传到转向盘上，使驾驶员手感适中。助力转矩不通过转向管柱传递，对转向管柱的刚度和强度要求较低。
图2.7 齿条直接助力式电动助力转向机构
2）电动助力转向（EPS）系统的结构
电动助力转向直接依靠电动机提供辅助转矩，它可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。如图 2.8 所示为EPS系统的结构示意图，其主要包括扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元、电动机、离合器、减速机构和机械转向器等。
EPS系统的大致工作原理为：当驾驶员操纵转向盘改变方向时，带动转向轴转动，扭矩传感器开始工作，把两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给ECU，ECU根据车速传感和扭矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统中，从而完成实时控制的助力转向。
1—ECU；2—扭矩传感器；3—转向轴；4—减速机构；5—齿轮齿条式转向器；6—离合器；7—电动机
图2.8 电动助力转向系统示意图
①ECU控制功能。
a. EPS控制。 ECU接收各传感器的信号，判断车辆当前的状况，并测定施加到直流电动机上相应的助力电流。对装有车辆稳定控制系统（VSC）的车型，根据制动防滑控制ECU信息，一起联合控制转向助力扭矩，使驾驶员的转向操作灵便，提高转向稳定性。同时，ECU中的温度传感器用于检测ECU是否过热，如果温度传感器检测到ECU过热，则直流电动机上的助力电流就减小以降低温度。
b.诊断与安全保护。如果ECU检测到EPS的故障，则与出现故障的功能相关的主警告灯点亮，提示驾驶员故障出现。同时，DTC（诊断故障代码）存储到存储器中，并进入安全保护模式。
②扭矩传感器结构。扭矩传感器用于检测作用于转向盘上扭矩信号的大小和方向，并把它转换为电信号用来计算扭力杆上的扭矩，然后将此信号输出到ECU。按照扭矩测量原理分类，扭矩测量可分为传递法、平衡力法及能量转换法三类。由于电动助力转向的特殊工作条件，电动助力转向扭矩传感器都采用传递法进行测量，并要求传感器结构简单、工作可靠、精度适中。
目前，电动助力转向系统中的扭矩传感器种类很多，按测量原理分主要有电位计式、光式、电感式、电磁式、霍尔IC式和磁阻式等；按测量方式分有接触式和非接触式。接触式传感器主要代表有日系早期的扭矩传感器和美国BI公司的第一代扭矩转角传感器。其感知元件均采用高精度电位器，当扭杆发生形变转过一定角度时，机械结构巧妙地带动电位器同步旋转相应的角度，从而引起电位器的电阻发生变化，达到测量角度的目的。
如图 2.9 所示为美国BI公司生产的接触式、电位计式扭矩传感器的工作原理。在转向轴位置加一根扭杆，通过扭杆检测输入轴与输出轴的相对扭转位移，并将这种扭转变化传输给ECU。通过多个滑动变阻器来控制输出信号，既能提供扭矩信号，又能提供转向盘位置信号。
如图 2.10 所示为扭矩传感器及其连接件的实物。
图2.9 电位计式扭矩传感器原理
图2.10 扭矩传感器和连接件
③减速机构。如图 2.11 所示为齿轮助力式电动助力转向（P-EPS）系统所采用的蜗轮蜗杆减速机构示意图。减速机构通过蜗杆和蜗轮传动降低电动机的转速，增大扭矩，并将其传送到转向齿轮。蜗杆由滚珠轴承支承以减小噪声和摩擦，在EPS系统结构里多数采用蜗轮蜗杆减速机构。如图 2.12 所示为电动机与蜗轮蜗杆实物。
图2.11 蜗轮蜗杆减速机构
图2.12 电动机与蜗轮蜗杆实物
如图 2.13 所示为齿条平行式电动助力转向（RP-EPS）系统所采用的滚珠丝杆式传动机构。滚珠丝杆的主要结构包括丝杆、螺母、钢球、反向器和挡圈等。滚珠丝杆的传动原理与循环球式转向器类似：电机旋转，通过皮带轮带动丝杆螺母旋转，丝杆螺母内的螺旋槽与螺杆的螺旋槽相匹配，形成一个圆柱形的螺旋槽，螺旋槽内部充满钢球。丝杆螺母固定在转向器上，当丝杆螺母旋转时，通过中间的钢球挤压，带动丝杆左右移动。而中间的钢球通过返回管或者反相器等结构进行循环滚动。
图2.13 滚珠丝杆式传动机构
④电磁离合器。如图 2.14 所示的电磁离合器可以保证电动助力只在预定的范围内起作用。当车速、电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时，离合器便自动切断电动机动力，恢复手动控制转向。
3）电动助力转向（EPS）系统控制功能
实际上目前的电动助力转向（EPS）系统非常接近线控转向了。 EPS与线控转向之间的主要差异就是线控转向取消了转向盘与车轮之间的机械连接，用传感器获得转向盘的转角数据，然后ECU将其折算为具体的驱动力数据，用电机推动转向机转动车轮。而EPS则根据驾驶员的输入来增加转向力。线控转向的缺点是需要模拟一个转向盘的力回馈，因为转向盘没有和机械部分连接，驾驶者感觉不到路面传导来的阻力，会失去路感，不过在无人车上，就无须考虑这个因素了。在英菲尼迪Q50L上线控转向还保留机械装置，保证即使电子系统全部失效，依然可以正常转向。
图2.14 单片干式电磁离合器
①基本助力控制。当汽车低速转向时，EPS系统提供充足的助力力矩，辅助驾驶员完成转向操作，使转向轻便，减轻驾驶员负担；当汽车高速转向时，EPS系统提供较小的助力力矩，保证驾驶员拥有良好的路感，保障汽车行驶的稳定性。
②回正控制。虽然汽车的定位参数有一定的被动回正作用，但是这种回正力矩不足以使转向盘回到中间位置，需要EPS系统通过主动回正控制，使转向盘自动回正。 ECU通过转向盘转矩、转角及车速等输入信号，判断驾驶员的驾驶意图，若判断出转向盘处于自动回正过程，则控制助力电机提供相应助力，使转向盘平稳、快速地回到中间位置。
③阻尼控制。汽车在以较高车速行驶时，如果转向盘转速过快会很容易引起车辆侧翻，此时需要阻尼控制对转向盘转速进行抑制，保证高速行驶的平稳性。在高速行驶经过不平路面时，阻尼控制可以利用助力电机的反电动势减轻转向盘上的抖动，提高驾驶员的舒适度。
④PDC（Pull Drift Compensation，拉动漂移补偿）。 PDC功能触发的条件多样，可能是车辆行驶在拱形路面上，也可能是车辆受到侧风作用，还有可能是悬架系统安装左右不对称，其工作原理是可以测量驾驶者的转向输入，并随着路况自动适应改变，有助于补偿路面不平或侧风等因素引起的轻微方向偏移。
⑤TSC（Torque Steer Compensation，扭矩转向补偿）。任何车辆的转向盘都不可能安装在正中间，转向横拉杆左右长度是不一样的，角度也会有细微差异。另外，在急加速的过程中，左右车轮上的牵引力也不一致，这就导致会出现行驶跑偏的现象，扭矩转向补偿功能可适当缓解此现象。 TSC功能根据转角、车速、侧向加速度、横摆角速度、轮速、各轮牵引力等信号，当将要发生行驶跑偏时，给电机施加一个反向的力矩，防止产生行驶跑偏。
⑥DSR（Driver Steering Recommendation，驾驶员转向提示）。当车辆转弯时，如果转向不足或过度，就会存在冲出弯道或是甩尾等车辆失控的危险，特别是地面状况较为复杂如有雨、雪等路面湿滑情况时。电子稳定系统ESP具有DSR功能，通过EPS电动随速助力转向和ESP协同合作，当转向不足或者过度可能产生危险时，电动助力转向会轻打方向，提示驾驶员及时修正方向，保证车辆安全过弯。
⑦LDW + LKA/ LCA。 EPS的这几个功能都是作为先进驾驶辅助系统ADAS的执行机构，如图 2.15 所示。 LDW（Lane Departure Warning）车道偏离预警是当检测到车辆即将偏出车道时，在转向盘上给出一个振动的信号和通过预警显示对驾驶员进行提醒。
如图 2.16 所示，LKA（Lane Keeping Assist）车道保持辅助和LCA（Lane Centering Assist）车道居中辅助的工作机理比较类似，通过环境感知传感器识别车辆相对于车道中央的位置，如果驾驶员无意间偏离车道，向驾驶员发出警告或通过自动转向干预使车辆重新回到车道内。
图2.15 LDW功能示意
图2.16 LKA/ LCA功能示意
4）EPS系统控制策略
①电动助力转向的控制过程。如图 2.17 所示，电动助力转向的基本助力控制过程如下：
a.输入由车速传感器测得的车速信号。
b.输入由转向盘扭矩传感器测得的转向盘力矩大小和方向。
c.根据车速和转向盘力矩，由助力特性得到电动机目标电流。
d.通过电动机电流控制器控制电动机输出力矩。
图2.17 电动助力转向的基本助力控制过程
②助力特性的概念和要求。
A.助力特性的概念。助力特性是指助力随汽车运动状况（车速和转向盘操纵力）变化而变化的规律。
B. EPS对助力特性的一般基本要求。
a.当转向盘输入力矩小于某一特定值（通常设为 1 N·m）时，助力矩为零，EPS不起作用。
b.在转向盘输入力矩较小的区域，助力部分的输出应较小，以保持较好的路感。
c.在转向盘输入力矩较大的区域，为使转向轻便，助力效果要明显。
d.在转向盘输入力矩达到驾驶员体力极限的区域时，应尽可能发挥较大的助力效果。
e.随着车速的增大，助力应减小。
f.符合国家标准对动力转向作用在转向盘上的最大操纵力要求。
线控转向（Steering-By-Wire，SBW）系统是智能网联汽车实现路径跟踪与避障避险必要的关键技术，为智能网联汽车实现自主转向提供了良好的硬件基础，其性能直接影响车辆的主动安全与驾乘体验。线控转向系统取消了传统的机械式转向装置，使转向盘和转向轮之间无机械连接，可以减轻车体质量，消除路面冲击，具有减小噪声和隔振等优点。
线控转向系统主要由转向盘模块、转向执行模块和电子控制单元ECU（Electronic Control Unit）3 个主要部分以及自动防故障系统、电源系统等辅助模块组成，如图 2.18 所示。
图2.18 线控转向系统组成结构图
1）转向盘模块
转向盘模块包括转向盘、转向盘扭矩和转角传感器、路感电机及其减速器等部件。转向盘用于接收驾驶员的转向操纵；转向盘扭矩传感器和转角传感器分别用于采集驾驶员通过转向盘输入的转矩、转角和转速；路感电机及其减速器为驾驶员提供路感信息，输出转向盘的回正力矩。
2）转向执行模块
转向执行模块包括车轮转角传感器（或齿条位移传感器等）、转向电机、转向电机控制器和车轮转向组件等。直线位移传感器采集转向执行器直线位移信号，将其转换为前轮转角信号；转角传感器采集转向车轮的转角信息；转向电机及其减速机构用于克服转向阻力，带动转向系统转过相应的角度；齿轮齿条转向器接受并放大转向执行电机输出转矩，驱动转向车轮转向，完成驾驶员的转向意图。
3）ECU
ECU对采集的信号进行分析处理，判别汽车的运动状态，向路感电机和转向执行电机发送命令，控制两个电机的工作。其中，转向执行电机完成车辆转向角的控制，路感电机模拟产生转向盘回正力矩以保障驾驶员的驾驶感受。
4）电源系统
电源系统承担控制器、执行电机以及其他车用电机的供电任务，用以保证车载电器设备稳定工作。
5）自动防故障系统
自动防故障系统可在线控转向系统发生故障时提供冗余式安全保障。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。当检测到ECU、转向执行电机等关键零部件发生故障时，故障处理ECU自动工作，首先发出指令使ECU和转向执行电机完全失效，其次紧急启动故障执行电机以保障车辆转向的安全控制。
按照转向电机的数量、布置位置与控制方式不同，目前线控转向系统的典型布置方式可分为 5 类，分别为单电机前轮转向、双电机前轮转向、双电机独立前轮转向、主动式后轮转向和四轮独立转向。如图 2.19 所示为英菲尼迪Q50L所采用的双电机前轮线控转向，如图2.20所示为ZF的主动式后轮转向系统，其主要通过机电执行机构来改变两个后轮的前束角，从而辅助前桥的转向动作以提升车辆的敏捷性和行驶稳定性。
图2.19 双电机前轮转向
图2.20 主动式后轮转向
表 2.1 列出了几种线控转向系统不同布置方式的优缺点。
表 2.1 线控转向系统布置方式比较
续表
如图 2.21 所示为线控转向系统组成示意图。线控转向系统的工作过程可概括为：当转向盘转动时，转向盘扭矩传感器和转向角传感器将测量到的驾驶员输入转矩和转向盘的转角转变成电信号输入电子控制单元ECU，ECU依据车速传感器和安装在转向传动机构上的角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，同时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。
图2.21 线控转向系统组成示意图
其工作原理如图 2.22 所示，并概述如下：
①转向输入。当驾驶员转动转向盘时，转向盘转角位移传感器检测出驾驶员转向意图，并将其转换成数字信号，连同车速信号、横摆角速度信号、侧向加速度信号、道路附着条件以及其他车辆行驶相关信息通过数据总线传输给线控转向系统ECU。
②实现转向。 ECU按照提前设定好的前轮转角控制算法，计算出前轮转角控制信号，并将其传递给转向电机，进而控制转向车轮输出目标前轮转角。
③实现路感反馈。 ECU按照提前设定好的回正力矩计算方法，计算出回正力矩的大小，将其传递给转向盘系统中的路感电机，使驾驶员获得一定的反映路感信息的回正力矩。
图2.22 线控转向系统的工作原理
汽车转向系统的基本功能是保证车辆在任何工况下转动转向盘时都有较理想的操纵稳定性和主动安全性。总体来说，线控转向的控制功能主要有基本的转向控制和路感反馈控制两大方面。
转向控制功能依赖于安装在转向柱上的传感器检测转向盘的转角、转矩，识别驾驶员的转向意图，电子控制单元处理这些参数，根据转向控制算法控制转向执行机构以实现一定的车轮转角。路感反馈功能的实现可由传感器检测作用在转向轮上的力，由电子控制单元根据一定的路感控制算法处理，控制力反馈装置提供给驾驶员一定的转向阻力矩。可调的反馈增加了驾驶员对车辆状态的感觉。与之对应的电子控制单元算法主要包括转向控制算法和路感反馈控制算法。
合适的前轮转角控制策略包括前馈控制和反馈控制，可以实现汽车的理想转向。前馈控制策略是指为实现理想转向特性，根据车况和驾驶员需要确定理想转向传动比，主动控制前轮转角，以期待不同车速下改善车辆的操纵性和安全性。反馈控制策略是指由横摆角速度、质心侧偏角等车辆状态参数对前馈控制得到的前轮转角进行补偿，用于确保车辆在各种附着系数路面和车速下都能获得理想的瞬态响应，防止车辆侧滑和甩尾，削弱大侧向风干扰影响等，实现车辆的稳定转向。
线控转向执行控制根据当前路况、车辆行驶状态及性能要求，提出控制目标（如目标路径、期望的车辆运动响应、驾乘舒适性等）和约束条件，并对难以直接测量的状态或参数进行状态观测和参数辨识，综合控制目标和约束条件等信息计算出期望的车轮转角指令，由转向电机执行。
根据模块的功能，可以将线控转向控制执行分为两个层次：上层控制策略进行车辆运动状态控制，主要有变传动比控制和车辆稳定性控制两种方法，以计算期望的车轮转角；下层控制策略准确、快速地实现该车轮转角。线控转向的主要控制方法与特点见表 2.2。
表 2.2 线控转向的主要控制方法与特点
1）改善汽车的操纵稳定性
线控转向系统有效地实现了转向轮和转向盘两者之间的同步，从而使得驾驶员对汽车的控制更加灵敏，有助于提高汽车的操纵稳定性。
2）提高舒适性和被动安全性
线控转向系统可以避免汽车在行驶的过程中由地面的不平整以及转向轮的不平衡等因素所导致的抖动传递到转向盘上。当车辆遇到碰撞发生的情况时，由前围入侵传递到转向管柱上的碰撞能量几乎为零，提高了整车发生碰撞时对驾驶员的保护性能。
3）节能环保、有利于整车轻量化
线控转向系统只需要在转向的时候进行工作，不仅有效增加了传动效率，还更加经济、环保。取消了转向盘与转向轮之间的机械结构，使转向系统整体质量减轻了大约 5 kg。
①硬件上需要较高功率的路感电机和转向电机，软件上需要复杂的力反馈电机和转向执行电机的算法实现。
②线控转向系统的安全性和可靠性有待提高，这是各汽车企业考虑的核心问题。
③冗余设备导致额外增加的成本和质量是阻碍其发展的因素之一。
①取消了转向系统功能模块间的机械连接，降低了车辆的噪声和振动。省下的空间可以用来布置传感器、计算单元或其他信息娱乐系统。
②消除了碰撞事故中转向柱后移而引起驾驶员伤害的安全隐患。
③转向盘转角和力矩可以独立设计，实现不同主观驾驶感受的转向感，增强车辆的驾驶体验。