Elektromechanische Lenksysteme (EPS) bieten im Vergleich zu Zahnstangenhydrolenkungen ein erhebliches Energieeinsparpotenzial. Gleichzeitig leisten sie einen wesentlichen Beitrag zur Erfüllung der gestiegenen Anforderungen an Fahrzeugsicherheit, Fahrkomfort und Fahrerassistenz. Ein neuer Entwicklungsansatz für die Gestaltung elektromechanischer Servolenkungen zielt auf eine wirkungsgradoptimierte Systemauslegung. Da die Leistungsverluste und damit auch der Gesamtwirkungsgrad stark vom jeweiligen Betriebspunkt der Lenkung abhängen, steht dabei die Optimierung im Bereich der Volllastkennlinie im Vordergrund. Besonderes Augenmerk liegt darauf, lenkungsspezifischen Randbedingungen, wie den Anforderungen an Fahrgefühl oder Package, weiterhin Rechnung zu tragen. Es haben sich vier grundlegende EPS-Konzepte für Kraftfahrzeuge am Markt durchgesetzt. Die Unterteilung dieser Konzepte erfolgt dabei anhand der Anordnung der Servoeinheit am Lenkgetriebe. Neben den bereits weit verbreiteten EPS-Konzepten mit Lenksäulen-, Ritzel- oder Doppelritzelantrieb ermöglicht die Systemvariante EPSapa (EPS axis parallel) durch richtige Abstimmung der Systemauslegung einen universellen Einsatz sowohl für Fahrzeuge der Ober- als auch Kleinwagenklasse. Den Kern der elektromechanischen Servolenkung EPSapa bilden neben den Komponenten Riemen- und Kugelumlaufgetriebe der Elektromotor sowie das für dessen Ansteuerung erforderliche Steuergerät. Das Steuergerät der Elektrolenkung beinhaltet sowohl die Ansteuer- als auch die Leistungselektronik. Der Elektromotor der EPSapa ist als permanentmagneterregte Synchronmaschine (PMSM) in Innenläuferbauweise ausgeführt. Das Zahnriemengetriebe der EPSapa ist die erste Getriebestufe und überträgt das Unterstützungsmoment des Elektromotors auf den Kugelgewindetrieb. Die zweite Getriebestufe der Elektrolenkung EPSapa wird durch ein Kugelumlaufgetriebe (Kugelgewindetrieb, KGT) dargestellt, mit dessen Hilfe die rotatorische Bewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung der Zahnstange umgesetzt wird. Es kann also gezeigt werden, dass eine deutliche Reduzierung der Leistungsverluste elektromechanischer Lenksysteme möglich ist. Dadurch wird die Systemintegration der EPS im Hinblick auf den Leistungsbedarf wesentlich vereinfacht.
Elektrisch lenken - notwendige Effizienzsteigerungen im Oberklassesegment
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 111 , 10 ; 738-744
2009
7 Seiten, 9 Bilder, 4 Quellen
Article (Journal)
German
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