文/周彦武 佐思产研研究总监
典型乘用车的转向系统由三组机械系统组成，第一组为方向盘（Steering Wheel）、转向柱（Steering Column）和中间轴（Intermediate Shaft），功能是将驾驶者的转向动作传递到第二组机械系统转向齿轮（Steering Gear），通常有齿条小齿轮（Rack and pinion)或者蜗杆扇形齿轮(Worm and sector)，转向齿轮的作用是将方向盘的圆周运动转换横向直线运动，进而推动第三组机械系统转向连杆组（Steering linkage）带动前轮做转向的动作。
汽车助力转向系统可以分为液压助力（HPS)，电动液压助力(EHPS)和电动助力（EPS）三大类，其中乘用车上以EPS为主流，商用车以HPS为主流，EHPS在大型SUV上比较常见，其余领域比较少见。不管商用车还是乘用车，不管是轿车还是SUV，未来的发展方向都是EPS。
全球EPS厂家可以分为欧美日三大流派：日本厂家都以精密轴承起家，向下游拓展到EPS领域；美国厂家则是tier 1厂家，横向扩展到EPS领域；欧洲厂家类似美国厂家，但是在上游的精密机械加工领域远比美国要强。目前成三足鼎立局势，日本最强，欧洲其次，美国第三。
2015-2017年全球EPS厂家收入排名（亿美元）
全球EPS市场在2016年大约为242亿美元，预计2017年为253亿美元，预计2020年达300亿美元。从上表也可以看出，没有一家美国公司上榜，美国的汽车工业空心化非常严重，不过比中国还是要好不少。
2017年中国乘用车转向助力系统厂家市场占有率
博世汽车转向系统业务原本是与德国采埃弗各出资50%的合资企业，后来采埃弗收购TRW，为避免同业竞争，出售了合资公司50%的股份，于是博世汽车转向系统成为博世一级子公司。博世在中国的转向系统业务主要由博世华域汽车转向系统负责，2016年博世华域收入达76亿人民币，拥有济南、烟台、武汉和上海四个基地。2017年，博世华域收购了南京博世汽车转向系统公司。南京厂原为罗伯特博世汽车转向系统有限责任公司（原“采埃孚转向系统有限公司”）独资经营，主营业务为管柱式电动助力转向系统、平行轴式电动助力转向系统及部分相关零部件的生产制造。收购后博世市场占有率进一步扩大至32%。
NSK目前在国内主要是杭州恩斯克万达电动转向系统有限公司，由日本精工株式会社与浙江万达汽车零部件有限公司共同出资，总投资12600万美金，注册资本5140万美金，出资比例为9:1。合资公司成立于2008年3月19日，于2010年1月25日开始正式投产，2010年销售额达1.9亿元，2016年销售额达34亿元。恩斯可主要出口，供应德国大众。
捷太格特JTEKT转向系统主要包括厦门捷太格特，新乡豫北光洋，一汽光洋，天津捷太格特，佛山捷太格特，主要供应日系和一汽大众。采埃弗主要是天合转向系统的资产，天合汽车在中国投资了两个工厂， 一个专注于生产电动转向系统，另一个生产液压转向系统和转向齿条，主要客户包括长安、长城、吉利、广汽、上海通用。
NEXTEER耐世特原是通用汽车子公司，在2011年4月被中航工业汽车、北京亦庄国际联合以4.5亿美元的白菜价收购，收购范围为耐世特的全部技术和生产经营体系，包括其目前所拥有的1197项技术专利等资产。耐世特目前65%的收入来自北美，50%左右的收入来自通用，国内客户比例不高。
MANDO万都隶属韩国汉拿财阀，汉拿旗下的汽车空调业务全球第二。万都主要在哈尔滨、北京和苏州有基地。蒂森克虏伯的转向业务隶属零部件事业部，对年收入近400亿欧元的蒂森克虏伯来说，转向业务微不足道，或许会出售。蒂森克虏伯主要基地在常州，主要客户为奔驰、沃尔沃和雷诺日产。
本土企业主要有三家，包括株洲易力达、湖北恒隆和浙江世宝，规模都比较小，技术较落后。
各类转向系统对比
几种EPS对比
C-EPS系统构成
P-EPS系统构成
DP-EPS系统构成
RP-EPS系统构成
RD-EPS系统构成
EPS的难点在于齿轮齿条的加工精度，日本和德国很擅长此道。RP-EPS加工难度最高，效率最高，只有日本厂家做得比较好，欧洲厂家更倾向于难度稍低的RD型EPS。
目前国内无人驾驶的过弯舒适性都比较差，其中一方面是车辆本身底盘设计原因。众所周知，操控与舒适是矛盾的，操控好的悬挂系统通常都成本较高（例如双A臂）比较硬，转向精准，不容易出现侧倾。而舒适性好的悬挂系统通常比较软，转向不够精准，容易出现侧倾。通常国产品牌更注重舒适性，转弯精准度不高，侧倾明显（即便豪华车如宝马的低端产品也是如此，而奔驰在低端更注重操控）。另一方面，无人驾驶的横向控制是一种采样控制（通常是PID)控制，它只能根据采样时刻的偏差计算控制量，而不能像模拟控制那样连续输出控制量，而转向系统的反应速度不可能跟上计算机横向控制的刷新频率，这样很多无人驾驶车辆就会出现一转弯就打死方向盘的状态，这样导致舒适性极差且容易损坏转向系统。再有就是非传统车厂的无人驾驶方案在做车辆动力学模型时拿不到车辆转向系统、底盘系统和轮胎的完整数据，动力学模型有比较大的偏差，导致转向不足或转向过量，影响安全。
转向反应速度由转向比决定，转向比就是方向盘角度与前轮倾角的比例，传统的转向系统不论车速快慢，都采用18：1的固定传动比率，这表示方向盘转向18度，车轮转动1度。转向比小，操作比较轻便敏捷，但在高速时就容易转弯过度，发生侧翻。转向比大，操作比较沉稳，适合高速工况。于是很多厂家开始想办法改变转向比，不同厂家对这类系统的叫法可谓五花八门，比如宝马称之为AFS主动转向系统（静止状态的10：1到高速时的18：1），奥迪将其称之为动态转向系统（Audi Dynamic Steering），雷克萨斯/丰田使用的则是可变齿比转向系统VGRS(Variable Gear Ratio Steering)，本田的这类系统名称为VGR，与丰田命名类似；而奔驰的可变转向比系统则以“直接转向系统”（Direct-Steer）命名。虽然功能类似，但是他们使用的技术却是截然不同的。宝马的主动转向系统常常被人误解为ADAS的一种功能，实际上它只是改变了转向比。
可变转向比系统在技术层面上并不是一个水平的，目前主要有两种方式实现这种功能，一种方式是依靠特殊的齿条实现，原理简单，成本也相对较低，没有过高的技术含量；而另一种就比较复杂，是通过行星齿轮结构和电子系统实现的。奔驰和本田采用机械式，早在1995年就研发成功了，它主要是在“齿轮齿条机构”的“齿条”上做文章，通过特殊工艺加工出齿距间隙不相等的齿条，这样方向盘转向时，齿轮与齿距不相等的齿条啮合，转向比就会发生变化，中间位置的左右两边齿距较密，转动方向盘，齿条在这一范围内的位移相对较小，在小幅度转向时（例如变线、方向轻微调整时），车辆会显得沉稳，而齿条两侧远端的齿距较疏，在这个范围内，转动方向盘，齿条的相对位移会变大，所以在大幅度转向时（如泊车、掉头等），车轮会变得更加灵活。这种技术除了对齿条的加工工艺要求比较严格之外，并没有多少“高科技”在其中，缺点在于齿比变化范围有限，并且不能灵活变化，而它优势也很明显--完全的机械结构，可靠性较高，耐用性好，结构也非常简单。
宝马与丰田的VGR系统原理类似，但是丰田的体积更小。在方向盘和方向机之间连接的中间轴上装了一套行星齿轮系统，当车辆低速行驶时，电动机驱动蜗轮与输入轴同向运转，蜗轮与输入轴的旋转角度相叠加，输出轴的旋转角度便大于输入轴，车轮便能转动更大的角度，我们的转向动作被“放大”，使车辆变得非常灵活，而当车速较高时，我们需要更大的转向比来提供精准沉稳的指向，辅助电机会驱动蜗轮反向旋转，与输入轴的部分旋转角度相抵，最终输出轴的旋转角度会低于输入轴。这套系统的缺点是增加成本不少，切齿轮太多，可靠性不高。奥迪在此基础上提出了谐波齿轮VGR。
相比行星齿轮系统，奥迪的动态转向系统使用的谐波齿轮传动结构有诸多优点，首先是结构相对简单，没有过多复杂的齿轮结构，零件数少便于维修。其次是这种结构承载能力高，不娇气，传动比大；同时，它的运转平顺，噪音较低，这点对于看重静音的豪华车型来说非常适合；另外，这种结构传动效率高，且响应速度快，运转精度高。
最适合无人驾驶的还是线控转向系统SBW。SBW纯电子系统，无机械延迟，响应速度最快，最适合无人驾驶。
日产很早就推出了线控转向系统，称之为DAS。车轮的转向角度与反应速度依靠三组电子控制单元（ECU）进行控制，根据行驶路况和方向盘转动力度，速度进行综合计算，从而指挥转向电机机构实现转向。三个ECU属于并联关系，负责的内容各不相同（从左至右分别为左前轮、方向盘、右前轮），并同时彼此互相监测其它两个ECU的工作情况。当任意一个ECU被监测到出现了问题时，备用模式将立刻通过一个离合器被激活，恢复至传统的机械传动转向模式，确保万无一失。但在正常情况下，转向方向盘靠备用离合器保持与转向齿条和前轮分离。而转向力电机对方向盘/驾驶员产生适当的转向力反馈。从方向盘到转向齿条采用直接数字信号输入。整个系统中没有橡胶衬套，意味着减少了系统的内部操作微小的相应时间，同时减轻重量，其最大的难点一是可靠性，二是还原路面反馈力。因为对人类驾驶员来说路感还是需要的，还要有一点阻力，否则会感觉太假，不好操作。但是无人驾驶就非常合适了。