Die Volkswagen AG setzt seit 2003 in der Volumenplattform des Golf V eine elektromechanische Lenkung ein. Dabei handelt es sich um eine so genannte Doppelritzel-Lenkung, bei der das Lenkritzel das vom Fahrer aufgebrachte Lenkmoment während das Antriebsritzel über ein Schneckengetriebe das Servomoment aus dem Servomotor überträgt. Für die Betriebsfestigkeitsauslegung ist das Wissen über die Beanspruchung der Module im Fahrbetrieb von besonderer Bedeutung, um Aussagen über Bauteilpotenziale und Einsatzgrenzen (Achslasten, Motormomente, etc.) treffen zu können. Dabei wurden die Entwickler frühzeitig mit der Fragestellung konfrontiert, bis zu welchen maximalen Achslasten bzw. Zahnstangenkräften ein sicherer Betrieb des Lenkgetriebes möglich ist. Eine Antwort auf diese Frage sollte durch die Implementierung einer belastungserfassenden Software (BESW) in das Steuergerät, die über die vorhandene Momentensensorik die Belastung des Schneckenrades im Fahrbetrieb erfasst und bewertet, gefunden werden. Mit der BESW wird die Belastung des Schneckenrads im Fahrbetrieb in Form einer kumulierten Schädigung online erfasst. Die für das Schneckenrad relevanten Belastungsgrößen sind das am Schneckenrad anliegende Moment und die Schneckenrad-Temperatur. Diese Größen liegen im Steuergerät nicht direkt vor, können aber aus den ECU-Signalen Motorsollmoment und ECU-Temperatur berechnet werden. Die Umrechnung des Motorsollmoments auf das Schneckenradmoment erfolgt über die Übersetzung und den Wirkungsgrad des Getriebes. Die berechneten Zeitsignale Moment und Temperatur am Schneckenrad werden online mittels des Rainflow-Verfahrens klassiert, wobei zu jedem Lastwechsel bezüglich des Schneckenradmoments die zugehörige Schneckradtemperatur erfasst wird. Für jeden Lastwechsel wird online die Schädigung ermittelt und aufsummiert. Die erfolgreiche Umsetzung der belastungserfassenden Software im elektromechanischen Lenkgetriebe des Golf V macht eine Anwendung auch bei anderen Baugruppen und Modulen im Fahrzeug denkbar. Voraussetzung hierfür ist das Vorhandensein der entsprechenden Sensorik im Fahrzeug, um die Belastungen der zu analysierenden Baugruppen im Fahrbetrieb erfassen zu können.
Ermittlung der Betriebsbelastungen elektromechanischer Lenkgetriebe mittels belastungserfassender Software
Identification of operating loads of electromechanical steering gear with the application of load-recording software
2007
7 Seiten, 3 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German