美国人弗朗西斯·戴维斯在1926年发明了液压助力转向系统，使人们即使在一只手换档时也能用另一只手从容转动方向盘。而在此之前，只能依靠增大方向盘的直径来缓解驾车难度。但对于一辆大型载货汽车来说，即使大方向盘，女性也很难驾驭，导致昔日的载货汽车驾驶人都是壮硕的形象。

　　20世纪20年代，汽车在美国开始普及，一些女性和老年人也希望驾驶汽车，但没有足够的力气很难胜任驾驶人的工作。汽车制造商们为了扩大销量，也很关注这个问题，许多人提出了助力转向解决方案，比如像制动那样采用真空助力，或采用电动力量帮助转向，还有人提出减小机械摩擦的办法，但都没能投入实用。然而，液压技术专家弗朗西斯·戴维斯却坚信，液压助力是最好的解决之道，并毅然从皮尔斯-阿罗公司辞职，独立研发液压助力转向系统。

　　1928年，弗朗西斯·戴维斯 ·(Francis W.Davis)研制并首次应用液压动力辅助转向器。这是由维克斯(Vickes)公司制造的， 该公司并制定了此项标准,26年后为汽车工业所采纳。二次大战的实践证明， 此装置仅适用在装甲车和一些重型货车上采用。

　　20 世纪末， 随着汽车技术的不断发展， 电子控制技术也在汽车上得到逐步广泛应用。现代汽车转向操纵系统的主动安全装置， 有电子控制四轮转向系统（4WS） 、电子控制动力转向系统（EPS）、线控转向系统等，目前而言，电子控制转向系统还是作为主流被广大汽车所采用。

　　EPS系统是在机械转向系统的基础上，将最新的电子技术和高性能的电机控制技术应用于汽车转向系统。EPS系统在原有汽车转向系统的基础上，改造并且增加了以下几个部分:EPS电子控制单元、转矩及转角传感器、EPS电动机等。系统的传动机构采用电动机驱动，取代了传统机械液压机构，它能够在各种环境下给驾驶人提供实时转向助力。如图所示为三种不同类型的电动助力转向系统。

　　电动助力转向系统使用的电动机分为两种:有刷电动机和无刷电动机。安装在转向器上的电动机总成由一个蜗杆、一个蜗轮和一个直流电动机组成。当蜗杆与安装在转向器输出轴上的蜗轮啮合时，它降低电动机速度并把电动机输出扭矩传递到输出轴，当何服电动机失灵时，车辆仍可以通过机械传动进行转向。

　　蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。一般用作减云开（Kaiyun）网站速传动，广泛应用于各种机械设备和仪表中。按蜗杆的形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、圆弧面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。蜗轮蜗杆减速机构起到传递转矩和减速的作用。蜗轮蜗杆减速机构如图所示。

　　①传动比大，结构紧凑。单级蜗杆传动比i＝5~80，若只传递运动，其传动比i可达1000。

　　②传动平稳，噪声小。由于蜗杆齿呈连续的螺旋状，它与蜗轮齿的啮合是连续不断地进行的，同时啮合的齿数较多，故传动平稳噪声小。

　　③可制成具有自锁性的蜗杆。当蜗杆的螺旋升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动更具有自锁性。

　　④传动效率低。因蜗杆传动齿面间存在较大的相对滑动，摩擦损耗大，效率较低。一般为0.7-0.8，具有自锁性的蜗杆传动，效率小于0.5。

　　⑤蜗轮的造价较高。为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗轮一般要采用价格较贵的有色金属，因此造价较高。

　　电子转向管柱锁的结构主要包括以下部分：锁舌、传动轴、传动齿轮、电动机以及控制单元模块。电子转向管柱锁的控制模块有3大功能

　　③双监控利用CAN网络（Controller Area Net work)和硬线（Hard wire)对输入信号采取两路检测确认，具有高可靠的安全性和高智能化。

　　当驾驶员旋转方向盘时，转向助力系统开始工作。安装于转向柱上的转向盘转角传感器将检测到的转向盘的旋转角度和旋转速度，以电信号的方式送至转向助力控制单元。与此同时，作用在转向盘上的力矩经过传递驱动转向小齿轮旋转，转向力矩传感器检测到旋转力矩并将其传给控制单元。根据转向力、发动机转速、车速、转向盘转角、转向盘转速以及存储在控制单元中的特性曲线图，控制单元计算出必要的助力力矩并控制电动机开始工作。由电动机驱动的第二个小齿轮（驱动小齿轮)提供转向助力，从而驱动转向齿条。EPS系统工作原理如下图所示，由于转向电动机在转向时才会工作，在直线行驶时并不工作，所以与液压助力转向相比可以节省燃油。另外，它不存在液压泵工作时会出现的问题，停车时即使没有将方向盘回正，长时间停车也不会对转向系统造成伤害。

　　据不同工作状况的需要，驾驶员作用于转向盘上的力矩大小不同，由该力矩产生的驱动转向小齿轮旋转的力矩大小也不同。转向力矩传感器根据小齿轮杆的旋转情况，检测出转向力的大小并输送至控制单元;同时转向盘转角传感器将检测到的驾驶员转动转向盘的角度也输送给控制单元;转子传感器将转动速度输送至控制单元，控制单元计算出合适的力矩，控制电动机工作。

　　①主动回正功能。如果驾驶员在转弯的过程中减小了施加在转向盘上的力矩，旋转杆上的力矩也相应减小。于是转向力在减小的同时，转向角度和转向的速度都相应的减小，回转速度也相应被精确地检测到。控制单元根据转向力、车速、发动机转速、转向角度、转向速度和存储在控制单元中的特性曲线图计算出电动机需要的必要的回正力，并控制电动机工作，促使车轮回到直线行驶的方向，即中心位置。

　　②直线行驶功能。直线行驶功能是主动回正功能的一个扩展，当没有力矩作用在转向盘上时，系统将产生助力使车轮回复到中心位置。为实现直线行驶功能，又分为长时间法则和短时间法则两种不同的情况。

　　长时间法则：当长时间发生背离中心位置任何一侧时，系统将起到平衡的作用。如：将夏季使用的轮胎换到冬季使用。

　　短时间法则:当短时间发生背离中心位置的任何一侧时，系统将起到平衡的作用。如:受到侧向风时当车辆受到持续的侧向力时。驾驶员将给转向盘一个力矩使车辆保持直线行驶状态。此时，控制单元根据转向力、车速、发动机转速、转向角度、转向速度和存储在控制单元中的特性曲线图计算出要保持直线行驶状态电动机需要提供的必要的力矩，并控制电动机工作，使车辆回到直线行驶状态，减轻驾驶员的工作强度。

　　四轮转向系统（Four Wheel Steering,4WS)又称为全轮转向系统。1985年底，日产率先在后轮驱动的轿跑车型“天际线”（Skyline)上推出高性能主动控制悬架系统(High Capacity Actively Controlled Suspension, HICAS)，即后轮转向系统。此系统的初衷是减轻后驱车型特有的“变形转向”问题。后驱车型在过弯时，后悬架的橡胶衬套因荷载变化而受到压缩或偏转，会引起后轮前束变化，在突然抬起加速踏板时容易导致过度转向。为此，日产使用计算机控制一个液压活塞，有选择地压缩后副车架衬套，使后半拖曳臂能有效转向±0.5°，以提升高速行驶时的稳定性。

　　继日产之后，本田于1987年4月在第三代Prelude轿跑车上推出世界第一个量产的机械式四轮转向系统。该系统使用一根传动轴将前转向齿条与后转向系统上的行星齿轮机构连接起来，根据方向盘转向角度驱动后转向拉杆移动。在方向盘小角度转动时，后轮可与前轮同步转向1.5°;在较大角度转向时，后轮可与前轮相对转向5.3°使转弯半径减小约10%。

　　仅仅几周后，马自达在Cape11a上推出四轮转向系统，结构和原理更加复杂。马自达使用一根后转向轴，将方向盘的转向角度传递给液压执行器，然后计算机根据转向角和汽车速度，算出后轮的前束角并执行后轮转向。低于35km/h，后轮转向与前轮转向方向相反，以减小转弯半径;高于35km/h，则切换到与前轮同向转向。

　　三菱公司的四轮转向系统于1987年底在Galant车型上亮相。它在后悬架连杆上采用电子液压结构，前后轮之间没有机械连接。在超过50km/h的速度下，后轮可与前轮同步转向1.5°。

　　2008年，第五代宝马7系开始配备四轮转向系统(图①)。此系统通过一个电动机，根据车轮速度、方向盘转角以及偏转率和横向加速度在内的传感器数据，调整前轮和后轮的转向角度，以确保在各种情况下最佳的转向特性。后轮上的转向锁止被限制在3°低速时后轮的转向角度与前轮的转向角度方向相反，以显著提高车辆的灵活性和敏捷性。

　　根据车速减小车辆的转向直径，最多可达70cm。高速时，后轮的转向角度方向与前轮相同，为车辆带来平稳变道及转弯反应（图②）。

　　时至今日，四轮转向系统已经经过几代的更迭，经比亚迪仰望U8达到顶峰，其配备了四轮独立轮边电机，可线度转向，比亚迪将其称为“易四方”技术。

　　四.线轿车上首次推出线控转向系统(Steering-by-wire)该系统使用电信号来控制前轮转向。它没有转向柱，而是由转向控制器云开（Kaiyun）网站根据驾驶人的转向动作，通过电信号指挥转向执行电机、操纵转向机构。方向盘与转向机构之间没有硬连接，只有电信号连接，因此称为线控转向。如果发现转向故障，可以重新起动机械连接线控转向系统由方向盘总成、转向控制器、转向执行总成三部分组成。下图所示为英菲尼迪已经装车应用的线控转向（仍保留转向柱，出现故障等特殊情况时离合器结合，正常情况断开）。

　　方向盘总成:包括方向盘、转向角度传感器、转向力矩传感器、方向盘回正力矩电机等。

　　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机构等。当接到转向控制器的指令后，通过转向电机控制器来操纵转向动作由于该系统去除了将方向盘连接到转向器的机械装置，因此它的转向更加平稳，也腾出不少空间，减少了机械故障的可能性，减轻了汽车的重量。然而，转向系统与安全行车关系极为密切，因此极少将其应用到量产车型上。

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