Elektrische Servolenkung: HEPS, EPS und Steer-by-Wire

Es hat lange gedauert, bis sich die elektrische Servolenkung durchgesetzt hat, aber die Technologie, auf der sie basiert, gibt es schon sehr lange. Eigentlich, Servolenkung gibt es schon ungefähr so ​​lange wie das Automobil, und große Lkw wurden bereits 1903 mit Aftermarket-Systemen ausgestattet, aber erst in den 1950er Jahren als OEM-Option angeboten.

Die Technologie ist heute aufgrund ihrer serienmäßigen Ausstattung in fast allen Neuwagen allgegenwärtig und Lastwagen, blieb aber in den 1980er Jahren in einer Reihe von preisgünstigeren Einstiegswagen optional und 1990er Jahre.

Wozu dient die Servolenkung?

Der Zweck der Servolenkung besteht darin, den Kraftaufwand zu reduzieren, den der Fahrer zum Lenken benötigt. Dies wurde traditionell durch hydraulische Kraft erreicht, die von einer riemengetriebenen Pumpe erzeugt werden kann, die von der Rotation des Motors abläuft. Die Technologie hat jedoch einen stetigen Strom von Innovationen und Upgrades erfahren, seit sie in den 1950er Jahren erstmals als OEM-Option auftauchte.

Das erste große Upgrade der traditionellen hydraulischen Servolenkung, das eine breite Akzeptanz fand, war die elektrohydraulische Servolenkung. Diese frühe Form der elektrischen Servolenkung hat die herkömmliche Servolenkung mit elektrischen Pumpen zusätzlich unterstützt.

Diese Technologie wurde weitgehend durch die elektronische Servolenkung ersetzt, die die Hydraulik vollständig aufgibt. Die elektrische Servolenkung ist in einer Vielzahl von Fahrzeugen nahezu aller Hersteller verfügbar.

Elektrohydraulische Servolenkung

Die elektrohydraulische Servolenkung (EHPS) ist eine Hybridtechnologie, die wie eine herkömmliche hydraulische Servolenkung funktioniert. Genau wie herkömmliche Systeme verwendet es hydraulische Kraft, um den Kraftaufwand zu reduzieren, der zum Lenken eines Autos erforderlich ist.

Der Unterschied zwischen den beiden Technologien liegt in der Erzeugung des hydraulischen Drucks. Während herkömmliche Systeme mit einer riemengetriebenen Pumpe Druck erzeugen, verwenden elektrohydraulische Servolenkungen elektrische Pumpen.

Einer der großen Vorteile der elektrohydraulischen Servolenkung besteht darin, dass die elektrische Pumpe beim Abstellen des Motors nicht unbedingt an Leistung verliert. Dies ist ein großartiges Sicherheitsmerkmal, da es im Falle eines Motorausfalls während der Fahrt auf der Straße einfacher in Sicherheit zu lenken ist.

Diese Funktion war auch in Elektrofahrzeugen und einigen kraftstoffsparenden Benzinfahrzeugen nützlich, da sie eine Servolenkung für Fahrzeuge, die keinen herkömmlichen Benzin- oder Dieselmotor haben, und Hybridfahrzeuge, die dafür ausgelegt sind, den Benzinmotor auf der Autobahn abzuschalten Geschwindigkeiten.

Elektrische Servolenkung

Im Gegensatz zu hydraulischen und elektrohydraulischen Systemen verwendet die elektrische Servolenkung (EPS) keinen hydraulischen Druck zur Lenkunterstützung. Die Technologie ist vollelektronisch, sodass ein am Lenkgetriebe oder an der Zahnstange montierter Elektromotor direkt unterstützt.

Da bei der Erzeugung und Übertragung von hydraulischer Leistung kein Leistungsverlust auftritt, sind diese Systeme in der Regel effizienter als eine hydraulische oder elektrohydraulische Lenkung.

Je nach EPS-System kann der Elektromotor entweder an der Lenksäule oder direkt am Lenkgetriebe bzw. an der Zahnstange montiert werden.

Die erforderliche Lenkkraft wird über Sensoren ermittelt und so aufgebracht, dass der Fahrer zum Drehen des Lenkrads nur einen minimalen Kraftaufwand aufwenden muss.

Einige Systeme verfügen über diskrete Einstellungen, die den Umfang der bereitgestellten Lenkunterstützung bestimmen, und andere arbeiten mit einer variablen Kurve.

Die meisten OEMs bieten für eines oder mehrere ihrer Modelle eine elektrische Servolenkung an.

Was ist Steer-by-Wire?

Elektrische Servolenkungen entfernen die hydraulische Komponente, während das traditionelle Lenkgestänge beibehalten wird, aber echte Steer-by-Wire-Systeme verzichten auch auf das Lenkgestänge.

Diese Systeme verwenden Elektromotoren, um die Räder zu drehen, Sensoren, um zu bestimmen, wie viel Lenkkraft aufgebracht werden muss, und Lenkgefühlsemulatoren, um dem Fahrer ein haptisches Feedback zu geben.

Die Steer-by-Wire-Technologie wird seit einiger Zeit in bestimmten Schwerlastmaschinen, Gabelstaplern, Frontladern und anderen ähnlichen Anwendungen eingesetzt, ist jedoch in der Automobilwelt noch relativ neu.

Autohersteller wie GM und Mazda leisteten mit frühen Drive-by-Wire-Konzeptfahrzeugen Pionierarbeit für dieses Konzept traditionelle Lenkgestänge, aber die Akzeptanz dieser Technologie durch Industrie und Fahrer war etwas kühl.

Nissan gab Ende 2012 bekannt, dass es der erste Autohersteller sein wird, der die Technologie in einem Serienmodell anbietet, und sein unabhängiges Lenksteuerungssystem wurde für das Modelljahr 2014 angekündigt. Aber auch dieses System behielt die Überreste eines traditionellen Lenksystems bei.

Das im Infiniti Q50 2014 eingeführte unabhängige Lenksteuerungssystem war steer-by-wire, beließ jedoch das traditionelle Lenkgestänge. Während sie im normalen Gebrauch entkoppelt waren, waren sie immer noch da.

Die Idee hinter diesem Systemtyp ist, dass bei einem Ausfall des Steer-by-Wire-Systems die Kupplung einrasten kann, um dem Fahrer die Möglichkeit zu geben, das mechanische Gestänge zum Lenken zu verwenden.

Zusammen mit anderen Drive-by-Wire-Technologien, wie Brake-by-Wire und elektronische Drosselklappensteuerung, Steer-by-Wire ist eine Schlüsselkomponente in autonome Autos.