英飛凌作為世界第二大車用半導體供應商，一直致力于開發新的產品以適應于電動助力轉向系統的發展。本文首先介紹轉向系統的市場分析以及EPS的分類及其基本功能，然后在此基礎上介紹英飛凌對于基于兩種不同電機的EPS系統的解決方案及其產品，最后本文分析了EPS的兩個新方向以及英飛凌將采用的解決方案和新的產品技術。

1．轉向系統市場分析

在汽車的發展歷程中，轉向體經歷了四個階段：從簡單的純機械式轉向系統(MechanicalSteering，MS)發展到液壓助力轉向系統(HydraulicPowerSteering，HPS)，然后又出現了電液助力轉向系統(ElectricallyPoweredHydraulicSteering，EHPS)，而目前正開始廣泛應用的是電動助力轉向系統(ElectricPowerSteering，EPS)。

與傳統的液壓動力轉向系統相比，電動助力轉向系統主要有以下幾個方面的優勢：

1.能耗少：EPS沒有轉向油泵，且只在轉向時電動機才提供助力，所以動力消耗和燃油消耗均可降到最低。比液壓助力轉向系統可節約燃油3％~5％，因而燃油經濟性有了很大的提高。

2.路感好：EPS能在各種行駛工況下提供最佳力，減小路面不平度所引起的對轉向系的擾動。且由于EPS系統內部采用剛性連接，系統的滯后特性可以通過軟件加以控制，因此有較好的路感。

3.安裝方便：EPS取消了油泵、皮帶、密封件、液壓軟管、液壓油及密封件等零件，并且其電機和減速機構安裝在轉向柱或裝在轉向器內，從而使整個轉向系統的重量減輕、結構緊湊且安裝方便。

4.回正性能好：EPS結構簡單精確、內部阻力小、回正性能好，而且可以通過軟件進行補償，從而可以得到最佳的轉向回正特性，且可改善汽車的操縱穩定性。

5.應用范圍廣：EPS可適應各種汽車，目前主要用于轎車和輕型載貨汽車。而對于新能源車，尤其是純電動汽車，EPS系統為其最佳選擇。

6.整車網絡構建：EPS由于有CAN/LIN的網絡接口，可以與汽車其它電子控制系統結合，例如主動懸架、制動防抱死(ABS)及駕駛員輔助系統等，共享其電子裝置的功能，實現更加復雜的功能，比如汽車智能化的終極目標：無人駕駛。

下表一是世界著名的咨詢公司StrategyAnalytics對全球轉向系統的預測，可以看到EPS將占據50%以上的市場份額。

表一：2007-2018全球轉向系統市場預測（百萬套）

若分區域來看，過去主要在歐美和日本采用EPS。但是從2015開始，中國將超過歐美和日本，成為全球最大的EPS市場。見下表二。

表二：2007-2017全球轉向系統市場分區域預測（百萬套）

若分車型來看，所有的廣義乘用車都能應用EPS，從2007年至2017年的平均年增長率為15%。不過由于大型轎車和輕卡對于EPS的需求增長迅猛，表三顯示從C級以下的小型轎車的份額從2007年的86%下降為2018年的66%。

表三：2007-2018全球轉向系統市場分車型預測（百萬套）

2．電動助力轉向系統的介紹

電動助力轉向系統是在傳統機械轉向系統的基礎上發展起來的，它利用電動機產生的動力來幫助駕駛員進行轉向操作。系統主要由三大部分構成：信號傳感裝置(包括扭矩傳感器、方向盤角度傳感器和車速傳感器)，電子控制單元和轉向助力機構(電機、離合器、減速傳動機構等)。

電動機僅在需要助力時工作，駕駛員在操縱轉向盤時，裝在轉向盤軸上的扭矩傳感器不斷地測出轉向軸上的扭短信號，該信號與車速信號同時輸入到電子控制單元。電控單元根據這些輸入信號，確定助力扭矩的大小和方向，即選定電動機的電流和轉向，調整轉向輔助動力的大小。電動機的扭矩由電磁離合器通過減速機構減速增扭后，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與汽車工況相適應的轉向作用力。

根據電機安裝位置和機械結構的不同，電動助力轉向系統系統可以分為：管柱助力式(ColumnMounted)，小齒輪助力式(Pinionmounted)，雙小齒輪助力式(2xPinionmounted)和齒條助力式(Rackmounted)。具體的如下圖一所示：

圖一：電動助力轉向系統的分類

管柱助力式EPS系統中將助力電機安裝在管柱上，通過減速增扭機構與轉向軸相連，直接驅動轉向軸助力轉向。這樣的系統結構簡單緊湊、易于安裝，但由于助力電機安裝在駕駛艙內，受到空間布置和噪聲的影響，電機的體積較小，輸出扭矩不大，一般只用在小型及緊湊型車輛上。小齒輪助力式EPS系統中將助力電機和減速增扭機構與小齒輪相連，直接驅動齒輪實現助力轉向。由于助力電機不是安裝在乘客艙內，因此可以使用較大的電機以獲得較高的助力扭矩，而不必擔心電機轉動慣量太大產生的噪聲。雙小齒輪助力式EPS系統由于增加了一對齒輪齒條而能提供比小齒輪助力式更大的助力，但是成本上也略高。而齒條助力式EPS系統中將助力電機和減速增扭機構直接驅動齒條提供助力，因此能提供更大的助力，但整套系統結構復雜，成本較高，所以適用于豪華車和商務車上。