|
Fahrwerk |
|
Elektrische Lenkung - EPS von BMW
|
Die elektromechanische Servolenkung wird auch EPS
(Electric Power Steering) genannt.
Die elektromechanische Servolenkung soll am Beispiel von BMW erklärt werden.
Bei Mercedes Benz werden unter dem Produktnamen Steertronic ®
Elektrolenkungen zusammengefasst. Dort verwendet man auch das Kürzel
EPAS (=Electric Power Assisted Steering) für die elektromechanische
Servolenkung.
Kurzbeschreibung
Die EPS ist eine sehr direkte,
sportliche elektromechanische Servolenkung, die eine Umschaltung
zwischen Standard - und Sportmodus über den Fahrdynamik–Kontroll -
Taster (FDC) ermöglicht. Sie funktioniert geschwindigkeitsabhängig
und führt eine aktive Lenkungsrückstellung durch.
|
 Die
EPS besteht aus drei Baugruppen
1 obere Lenksäule 2 untere Lenksäule 3 Lenkgetriebe mit
Zahnstange
|
|
Die entscheidende
Baugruppe Obere Lenksäule sorgt mit dem Elektromotor und einem
Schneckengetriebe für die Lenkkraftunterstützung (Lenkmomentverstärkung).
Die Lenkkräfte werden über die untere Lenkspindel an ein mechanisches
Lenkgetriebe (hier: Zahnstangenlenkgetriebe)
weitergeleitet, welches über die Spurstangen den Lenkeinschlag bewirkt.
Die Drehrichtung des Motors hängt von der Bewegungsrichtung des Lenkrads
ab. Es kann auch die Rückstellbewegung der Lenkung unterstützt werden.
EPS arbeitet ohne
Hydraulikkomponenten (Pumpe, Behälter, Kühler, Leitungen,
Hydraulikflüssigkeit) und ist somit ein trockenes, umweltschonendes
System.
|
Funktionsweise des EPS - Lenksystems
|
Das System der EPS hat folgende Funktionen:
Im EPS - System ist die elektronische Regelung der
geschwindigkeitsabhängigen Servounterstützung integriert. Im EPS -
Steuergerät sind dafür Kennfelder der Lenkunterstützungs - und
Dämpfungscharakteristik hinterlegt.
|
Bauteile der EPS Lenkung
|
1 = DSC-Steuergerät
2 = Motorsteuerung
3 Obere Lenksäule mit Servoeinheit
4 = E-Motor mit EPS-Steuergerät
5 = Lenkgetriebe
6 + 10 = Fahrdynamik Kontrolltaster (FDC)
7 Diagnosetester
8 = DSC-Steuerung
9 = Lenkwinkelsensor |
|
Für die Berechnung der Servounterstützung benötigt das EPS
- Steuergerät folgende Eingangsgrößen:
- Fahrgeschwindigkeit
- Fahrerseitiges Lenkmoment
- Lenkwinkelgeschwindigkeit
- Signal vom Fahrdynamik - Taster
- Systemtemperatur
Die aus den Eingangsgrößen berechneten Werte ergeben
zusammen mit der Kennlinie das notwendige Unterstützungsmoment. Diese
Unterstützung wird durch einen Elektromotor erzeugt und mit einem
Schneckengetriebe auf die obere Lenksäule übertragen.
Über den FDC - Taster kann der Fahrer die Funktion für
sportliches Fahren wählen. Das EPS-Steuergerät erhält diese Information und
schaltet auf das Kennfeld für sportliches Lenkverhalten um.
Des weiteren hat
das ESP - System eine aktive Lenkungsrückstellung, welche mithilfe des
Lenkwinkelsensors realisiert wird.
Die Servoeinheit
Die Servoeinheit dient zur aktiven
Lenkkraftunterstützung in Abhängigkeit von den Lenkkräften und den
Systembedingungen.
Die Servoeinheit besteht aus:
Steuergerät (3)
der Wickelfederkassette für die Leitungsaufnahme des
internen Lenkmomentsensors (2)
verschiedenen internen Sensoren zur Erfassung der
Drehzahl des Elektromotors, des Lenkmoments, der Temperatur und der
Bordnetzspannung des systems
Die Servoeinheit befindet sich an der oberen Lenksäule und
somit geschützt im Fahrzeuginnenraum.
In der Servoeinheit wird das eingebrachte Lenkmoment mit
Hilfe des Lenkmomentsensors erfasst. Das EPS-Steuergerät berechnet daraufhin die
geforderte Lenkunterstützung und steuert den Elektromotor entsprechend an. Der
Elektromotor in der Servoeinheit überträgt die geforderte Lenkunterstützung an
das Schneckengetriebe
Die Regelelektronik berücksichtigt unterschiedlichste
Parameter - z.B. Fahrgeschwindigkeit, Lenkwinkel, Lenkmoment und
Lenkgeschwindigkeit. Eine programmierbare Dämpfungscharakteristik garantiert die
hervorragende Absorption von Fahrbahnstößen.
EPS Lenkung |
1 = Magnetisches Polrad
2 = Lenkmomentsensor
3 = EPS-Steuergerät
4 = Elektromotor der Servoeinheit
5 = Welle des Schneckengetriebes
6
= Lenkwinkelsensor
7 = Verdrehsicherung
8 = Gehäuse für Schneckengetriebe und Lenkmomentsensor
9 = Schneckengetriebe
10 = Torsionsstab |
Der Lenkwinkelsensor (6)
Der
Lenkwinkelsensor welcher an der oberen
Lenksäule montiert, ist hat beim EPS - System nur für die aktive
Lenkungsrückstellung Bedeutung. Wenn das EPS - Lenksystem überlastet ist,
so schützt es sich durch Abnahme der Servounterstützung. Der Fahrer
bemerkt die erhöhten Lenkmomente, die aufgebracht werden müssen.
Gleichzeitig erhält der Fahrer ein optisches Signal durch die
Kontrollleuchte.
Das System erkennt Fehler durch veränderte
Systemtemperatur oder durch veränderte Spannungswerte. Zwischen 10V und
16V hat das System Normalfunktion, zwischen 16V und 17V und zwischen 9V
und 10V reduzierte Unterstützung, unter 9V und über 17V hat das System
keine Funktion.
Infos zum
Lenkmomentsensor
Vorteile des EPS
- Bessere Fahrdynamik:
-
gute Lenkeigenschaften durch direkte
Lenkkraftübertragung
-
aktive Lenkradrückstellung (Zentrierung)
-
umschaltbare Lenkcharakteristik (Sportmodus)
-
Einsatz von leichten Sportlenkrädern (1 kg
Einsparung gegenüber anderen Lenkrädern)
- Mehr Fahrkomfort:
Entkoppelung von Achsschwingungen; dennoch werden
ausreichend relevante Fahrbahninformationen (unterschiedliche
Fahrbahnzustände) an den Fahrer übermittelt, Straßenstörungen werden
besser abgeschirmt gesteuerte, geschwindigkeitsabhängige
Lenkkraftunterstützung (z.B. Einparken und Autobahnfahrt).
- Höhere Fahrsicherheit:
-
EPS ermöglicht bei hohen Geschwindigkeiten, durch
geringere Lenkkraftunterstützung, eine annähernd direkte Verbindung zu
den Spurstangen
-
vermittelt direkt die Fahrbahninformationen
-
die geschwindigkeitsabhängige
Lenkkraftunterstützung ermöglicht die aktive Dämpfung des Links /
Rechts - Schlingerns
- Geringere Umweltbelastung:
-
Kraftstoffeinsparung von ungefähr 0,23l/100 km
-
keine Probleme mit
Undichtigkeiten, da es sich um ein "trockenes System" handelt
|
Weitere passende Berichte:
Servotronic | EPS
| Drehmomentsensor |
ESP
| Servolenkung
Quellen: Akademiebericht Dillingen,
BMW, BOSCH
Autor: Johannes Wiesinger
bearbeitet:
 |
|
