電動助力轉向系統（EPS）
由於科技的進步現在大多數新型汽車都放棄了液壓助力轉向系統，轉而采用電動助力轉向(EPS)系統。因為電動助力轉向系統無需使用助力轉向泵，降低了重量並提高了燃油經濟性。而且電動助力轉向系統EPS還能提供更好的操控感與轉向感，可根據車輛速度調節轉向扭矩，並在危急駕駛情況下提供主動扭矩，從而提高車輛的安全性。下面我們來詳細了解一下電動助力轉向系統EPS。
什麼是電動助力轉向系統EPS
電動助力轉向系統（Electric Power Steering，縮寫EPS）是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的動力轉向系統，與傳統的液壓助力轉向系統HPS（Hydraulic Power Steering）相比，電動助力轉向系統EPS系統具有很多優點。
電動助力轉向系統系統由電動助力機直接提供轉向助力，省去了液壓動力轉向系統所必需的動力轉向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝於發動機上的皮帶輪，既節省能量，又保護了環境。另外，還具有調整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉向助力的特點。以後電動助力轉向系統將是汽車轉向系統的發展方向。
電動助力轉向系統EPS結構
EPS主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動機、減速機構和電子控制單元(ECU)
等組成。通過傳感器探測司機在轉向操作時方向盤產生的扭矩或轉角的大小和方向，並將所需信息轉化成數字信號輸入控制單元,再由控制單元對這些信號進行運算後得到一個與行駛工況相適應的力矩,最後發出指令驅動電動機工作，電動機的輸出轉矩通過傳動裝置的作用而助力。
電動助力轉向系統工作
駕駛員在操縱方向盤進行轉向時，轉矩傳感器檢測到轉向盤的轉向以及轉矩的大小，將電壓信號輸送到電子控制單元，電子控制單元根據轉矩傳感器檢測到的轉距電壓信號、轉動方向和車速信號等，向電動機控制器發出指令，使電動機輸出相應大小和方向的轉向助力轉矩，從而產生輔助動力。汽車不轉向時，電子控制單元不向電動機控制器發出指令，電動機不工作。
電動助力轉向系統（EPS）的分類
根據電動機驅動部位不同
根據電動機驅動部位的不同，將電動助力轉向系統分為3類：轉向軸助力式、轉向器小齒輪助力式和齒條助力式。
電動助力轉向系統是在傳統機械轉向機構的基礎上發展起來的。所以電動助力轉向系統在不同車上的結構部件盡管不盡一樣，但其基本原理是一致的。系統通常由轉向（轉矩）傳感器、電子控制單元、電動機、電磁離合器和減速機構等組成。
1.轉向軸助力式轉向系統
其轉矩傳感器、電動機、離合器和轉向助力機構組成一體，安裝在轉向柱上。其特點是結構緊湊，所測取的轉矩信號與控制直流電動機助力的響應性較好。這種類型一般在轎車上使用。
2.轉向器小齒輪助力式轉向系統
轉向器小齒輪助力式轉向系統的轉矩傳感器、電動機、離合器和轉向助力機構仍為一體，只是整體安裝在轉向小齒輪處，直接給小齒輪助力，可獲得較大的轉向力。該形式可使各部件布置更方便，但當轉向盤與轉向器之間裝有萬向傳動裝置時，轉矩信號的取得與助力車輪部分不在同一直線上，其助力控制特性難以保證准確。
3. 齒條助力式轉向系統。（圖1）
其轉矩傳感器單獨地安裝在小齒輪處，電動機與轉向助力機構一起安裝在小齒輪另一端的齒條處，用以給齒條助力。該類型又根據減速傳動機構的不同可分為兩種:一種是電動機做成中空的。齒條從中穿過，電動機的動力經一對斜齒輪和螺桿螺母傳動副以及與螺母制成一體的鉸接塊傳給齒條。
這種結構是第一代電動助力轉向系統，由於電動機位於齒條殼體內，結構復雜，價格高，維修也困難。另一種是電動機與齒條的殼體相互獨立。電動機動力經另一小齒輪傳給齒條，由於易於制造和維修，成本低，已取代了第一代產品。因為齒條由一個獨立的齒輪驅動，可給系統較大的助力，主要用於重型汽車。
按照位置不同
電動助力轉向系統按照電動機布置位置的不同，可以分為：轉向柱助力式(Column-assist type EPS)、齒輪助力式(Pinion-assist type EPS)、齒條助力式(Rack-assist type EPS)、直接助力式(Direct-drive type EPS)四種。
轉向柱助力式電動助力轉向器(C-EPS)
轉向柱助力式電動助力轉向器(C-EPS)的助力電機固定在轉向柱的一側，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(圖2)。這種形式的電動助力轉向系統結構簡單緊湊、易於安裝。現在多數EPS就是采用這種形式。此外，C-EPS的助力提供裝置可以設計成適用於各種轉向柱，如固定式轉向柱、斜度可調式轉向柱以及其它形式的轉向柱。但由於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。
齒輪助力式電動助力轉向器(P-EPS)
齒輪助力式電動助力轉向器(P-EPS)的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(圖3)。由於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。該類型轉向器可用於中型車輛，以提供較大的助力。
齒條助力式電動助力轉向器(R-EPS)
齒條助力式電動助力轉向器(R-EPS)的助力電機和減速增扭機構則直接驅動齒條提供助力(圖4)。由於助力電機安裝於齒條上的位置比較自由，因此在汽車的底盤布置時非常方便。同時，同C-EPS和P-EPS相比，可以提供更大的助力值，所以一般用於大型車輛上。
直接助力式電動助力轉向器(D-EPS)的助力電機和減速增扭機構同轉向齒輪形成了一個獨立的單元(圖5)。它與R-EPS比較相似，兩者的主要區別是扭矩傳感器的安裝位置有所不同。通過優化電控單元(ECU)內部的算法，讓電機向齒條直接提供轉向助力可以獲得良好的轉向路感。
電動助力轉向系統（EPS）的工作原理
電子控制動力轉向系統是利用電動機作為助力源，根據轉向參數和車速等，由微機完成助力工作的。
不轉向時，電動機不工作，EP系統處於STANDY狀態；當操縱轉向盤時，裝在轉向盤軸上的轉矩傳感器不斷檢測轉向軸上的轉矩，並由此產生一個電壓信號，該信號與車速信號同時輸入電子控制器，由控制器中的微機根據這些輸入信號進行運算處理，確定助力轉矩的大小和方向，即選定電動機的電流和轉向，調整轉向的輔助動力。電動機的轉矩由電磁離合器通過減速機構減速增矩後，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與工況相適應的轉向作用力。
電子控制電動助力轉向控制系統的核心是一個4kBROM和256kBRAM的8位微機。 轉向盤轉矩信號和車速信號經過輸入接口送入微機，隨著車速的提高，通過微機控制相應地降低助力電動機電流，以減少助力轉矩。發動機轉速信號也被送入微機，當發動機處於怠速時，由於供電不足，助力電動機和離合器不工作。
點火開關的通斷（on/off）信號經A/D轉換接口送入微機，當點火開關斷開時，電動機和離合器不能工作。微機控制指令經D/A轉換後送入電動機和離合器的驅動放大電路中，控制電動機的旋轉方向和離合器的結合。電動機的電流經驅動放大回路、電流表A、A/D轉換接口反饋給微機，將電動機的實際電流與按微機指令應給的電流相比較，調節電動機的實際電流，使兩者接近一致。
電動助力轉向系統（EPS）的工作原理簡單來講就是轉矩傳感器測出駕駛員施加在轉向盤上的操縱力矩，車速傳感器測出車輛當前的行駛速度，然後將這兩個信號傳遞給ECU；ECU根據內置的控制策略，計算出理想的目標助力力矩，轉化為電流指令給電機；然後，電機產生的助力力矩經減速機構放大作用在機械式轉向系統上，和駕駛員的操縱力矩一起克服轉向阻力矩，實現車輛的轉向。
電動助力轉向系統的最終發展趨勢
1.改善控制系統性能、減小控制單元和驅動單元的體積及降低控制系統的制造成本，使之更好地與不同檔次汽車相適應。
如改進電動機控制技術，消除由於電動機慣性大、摩擦力所帶來的轉向路感不足等缺點，使電動助力轉向系統也能應用於重型載貨汽車上。
2.實現電動助力轉向系統控制單元與汽車上其他控制單元的通訊聯系，以實現整車電子控制系統一體化。
3.將根據車速、轉矩、轉向角、轉向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號進行與汽車特性相吻合的綜合控制，以獲得更好的轉向路感。
4.提高系統的可靠性。
這應從提高系統各部件的可靠性入手，如采用非接觸式轉矩傳感器。
5.提高系統的安全性。
采用取消轉向盤的EPS系統後，駕駛室有更大的空間用於布置被動安全部件，減少了危險發生時對乘員的傷害。
電動轉向技術由於其技術先進，性能優越，未來必將取代其他動力轉向技術，成為動力轉向技術的主流。線控動力轉向系統將是動力轉向系統的發展方向，是未來汽車對安全性、操縱穩定性和舒適性的更高要求，有著很好的發展前景。隨著直流電機性能的提高和42V電源在汽車組件上的應用，其應用范圍將進一步拓寬，並逐漸向微型車、輕型車和中型車擴展。
