除了车辆反应以外，对驾驶员驾驶感受影响最大的就是方向盘力矩。在开发阶段，方向盘力矩会通过试车来反复优化，可以通过改变转向助力的大小、悬架运动学、轮胎特性来获得最优的驾驶感觉。这个过程要求试验工程师有丰富的经验，另外还要花费大量的时间。
有助力转向的车辆上，随着横向加速度的增大，方向盘力矩梯度减小。在中位附近，转向助力很小，这样可以获得明显的中位感。横向加速度增大，相应的侧向力增大，则转向助力迅速增大，这样使得方向盘力矩缓增。在汽车开发中可以提出这样一个问题：要获得和谐的转向感觉，“理想”曲线应该“长”什么样?。本文会讨论在稳态转向中怎样计算方向盘力矩，并由此介绍一种方法来设计转向助力使驾驶人获得和谐的转向感觉。分析的基础是稳态转向或准稳态转向，不考虑摩擦和动态。在车辆开发中，摩擦特性和动态特性当然也是很重要的，但是稳态转向是其他精细研究的基础。
1.方向盘力矩计算
当车速超过60km/h时，转向感觉特别重要，在高速时转向角一般较小。在这里转向运动学传动比假定为定值。由于转角很小，由重力产生的回正力矩在这里也忽略不计。由于横向加速度大小适中，轮胎拖距也可以假定为定值。当然，转向系统的摩擦也忽略不计。
围绕转向轴(转向主销)的转向力矩Ms等于左轮和右轮的轮胎侧向力Fy乘以主销后倾拖距rt与轮胎拖距rp之和。针对高速行驶工况，车轮转角较小，则转向力矩为
由于转向传动比iS和转向助力系数AS，驾驶人必须施加较小的方向盘力矩Mh，即
（1）
在稳态圆周运动时，前桥轮胎上的侧向力也等于前桥质量mf乘以横向加速度ay，即
则方向盘力矩为
（2）
其中，r是总的轮胎拖距。
假定总的拖距r和转向传动比不变，可以得出方向盘力矩一侧向加速度梯度如下：
如果没有助力转向，则转向助力系数As=1，这样方向盘力矩一侧向加速度梯度为定值，和侧向加速度无关，即
其中，CA为回正系数，等于前桥质量乘以总拖距除以转向传动比，它表示了车辆的回正能力或回到中位的能力。其在数值上等于侧向加速度为1m/s2时没有转向助力下的方向盘力矩。其单位可以是kg·m，也可以是N·m/(m/s2)。由于回正系数反映了车辆的特性，与侧向加速度无关，可以通过测量方向盘力矩和侧向加速度来确定转向助力系数与侧向加速度的关系。
2.转向助力系数
通过引入回正系数CA可以从式(2)中得出转向助力系数为：
（3）
从不同车辆的转向助力系数可以看出，车辆的转向助力系数As随侧向加速度的增加而近似线性增加。主观评价非常和谐的车辆都有一个明显的线性特性的方向盘力矩。因此，下面的理论都以此为出发点，理想的转向助力系数和侧向加速度呈线性关系。因此可以表示为：
（4）
其中，参数DA为基本助力量，称之为梯度系数。缓增系数KA表示随着侧向加速度的增加方向盘力矩增大的程度。这个转向助力系数函数适用于纯粹的机械转向(也就是没有助力转向，即
）。
根据（2）和（4）可以得出方向盘力矩与侧向加速度的关系：
（5）
由上式可知，如果没有助力转向（
），则方向盘力矩与侧向加速度的线形为上升直线，由于助力转向线形表现出一定的缓增趋势，这种特点当然也体现在实际测量值中。
缓增系数KA的值越大，则方向盘力矩线形越平缓。通过选择线性的转向助力系数可以保证方向盘力矩的和谐变化，只是必须确定梯度系数DA和缓增系数KA。在实际中，方向盘力矩与侧向加速度的关系曲线是通过两点或多点的目标值来确定的，这样可以避免逐点优化耗费时间。
3.转向助力矩
围绕前桥转向轴的总转向力矩是由驾驶人施加的方向盘力矩和转向助力矩组成的。在匹配转向系统时，常常使用转向助力矩和方向盘力矩的关系线。转向助力矩就是在车轮上的转向力矩和驾驶员施加的力矩之差，即
根据（1）、（3）和（5），则转向助力矩可以表示为侧向加速度或者方向盘力矩的关系式
通过这样的关系式，转向助力特性可以用梯度系数DA和缓增系数KA这两个参数随着方向盘力矩或者侧向加速度的变化来表达。在液压助力转向中，助力来自液压缸左右工作腔的压差，电动助力转向的助力来自电机电流。
通过保证转向助力系数与侧向加速度的线性关系，可以获得和谐稳定的方向盘力矩曲线。通过转向助力系数的关系式可以看到，只要确定两个参数就可以确定需要的转向助力矩。要确定和速度的关系，只需要确定每个速度对应的梯度系数和缓增系数。梯度系数DA表达的是方向盘力矩从中位开始增加的剧烈程度；缓增系数KA表达的是方向盘继续转向时其方向盘力矩缓增的剧烈程度。
通过上述解析，转向助力大小的确定变得更加便捷，不再需要对转向助力进行逐点确定。通过转向助力的目标值，可以直接推导出液压助力转向所需要的压差曲线和电动助力转向所需要的电流大小，保证方向盘力矩曲线平顺和谐。
来源：智能运载装备研究所
