图1  驻车辅助和车道保持仅仅是EPS可实现的两种功能。与其他驾驶辅助系统相结合，EPS还能给驾驶员更多帮助

机电一体化的EPS越来越多地取代了HPS。除了减少油耗、重量轻外，智能化的EPS的另一大特点是具有很完善的主动式安全保护措施。

原则上，电动助力转向系统（EPS，见图1）与液压助力转向系统（HPS）的结构是一样的：都由转向盘控制的齿条转向机构、导向杆、转向器和传动杆等零部件组成。但车辆中结构紧凑的EPS（见图2）则完全不同于以前的HPS：电气伺服驱动装置取代了整个液压系统。该电气伺服驱动装置中包括一个电动机、一个控制器和一个转矩传感器，伺服驱动单元和转矩传感器都安装在转向齿条的模块中。此传感器可以检测驾驶员施加在转向盘上的转向力矩，从而计算出EPS所需要的动力。

不同的配置方案

根据不同的车型及所需的转向力，市场上有三种不同的机电一体化EPS配置方案：转向杆的EPS、第二个小伞齿轮的EPS和轴向平行的EPS（见图2）。

图2  结构紧凑的EPS：伺服驱动单元和转矩传感器都安装在转向齿条的模块中

（1）转向杆的EPS

该配置方案适合于转向力较小情况下使用，因此适用于小型车辆中。在这种配置方案中，伺服装置和传感器都直接安装在转向柱上，这不仅大大节约了安装空间，还方便了装配。它所产生的转向力在4kN～10kN之间。

蓝旗亚（Lancia）和现代已经在大批量生产的Delta和i40系列轿车中采用了TRW研发的EPS，还在其中安装了一个具有驾驶辅助功能的图像传感器。

（2）第二个小伞齿轮的EPS

该配置方案中电动机经一个单独的小型伞齿轮和伞齿轮传递机构把转向力传递到转向齿条上，它可以传递的转向力最大至12kN左右，因此该方案适用于中等型号的车辆中使用。其中，转向力的大小与伞齿轮传动装置的传动比无关。大众在其Deetle车型中使用了由采埃孚（ZF）研发生产的这种EPS，奥迪Q3系列轿车使用的也是这种系统。

（3）轴向平行的EPS

当转向轴的转向力矩大超过16kN时，车辆需要使用轴向平行的EPS（见图3）。这种EPS主要出现在中高档至轻型运输车或者越野车中。其助力转向是通过平行于转向杆轴上的电动机来驱动转向齿条的。该轴经齿形皮带和滚珠丝杠传动机构把助力转向直接传递给转向齿条。耐世特（Nexteer）研发生产的轴向平行的EPS已经在车辆中得到了应用，例如福特公司的F-150型货车。

图3  轴向平行的EPS：经齿形皮带和滚珠丝杠传动机构可以把电动机的转向力矩直接传送给转向齿条

EPS的典型应用

EPS除了具有重量轻的优点以外，它的工作原理也在降低燃油消耗方面发挥了积极的作用。HPS是不断从发动机中获取动力，以便驱动液压泵，而EPS仅在驾驶员真正需要助力时才开始工作。

据ZF介绍，EPS的节能潜力高达90%。在新欧洲行驶循环（NEFZ）中测得的节油量相当于0.4L/km，在市内行驶时节油可达0.8L/km，从而可以减少CO2排放10g/km以及市内行驶时减少20g/km。TRW提供的EPS节油数据约为0.3～0.4L/100?km，CO2减排大约7～8g/km。耐世特的EPS也达到了类似的数值。

据专家介绍，EPS新的应用可能性是实现主动式的安全保护：与图像监控系统一起，例如与车道保持驾驶辅助系统一起，在驾驶员把持转向盘出现偏离车道的时候给出音响报警提示。当EPS与车辆行驶稳定系统相互结合时，这一系统可以在危机时刻（例如在车辆转向失控时）纠正驾驶员的操作。

EPS的另一个应用实例是应急转向辅助系统（ESA）：一种基于自动紧急制动系统（AEB和EPS基础之上的执行器。这一系统计算出最佳的避让行驶轨迹，并不断地更新这些行驶轨迹，以免与对方车辆发生碰撞。当驾驶员开始避让绕行时，EPS会施加一个辅助的转向力矩，对车辆实施驾驶辅助，使车辆沿着最佳的避让轨迹行驶并保持车辆行驶的稳定性。TRW的ESA使用的是与AEB协同的图像传感器和雷达传感器；实现了传感器数据的综合性。在车辆出现紧急制动时，TRW的EPS协同也可以很好地帮助制动系统和转向系统之间的通信，协调其工作。测试显示，制动距离最多缩短了7%。