Elektrische Servolenkung ZF-Servolectric

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Eugen Meinhardt
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Elektrische Servolenkung ZF-Servolectric Einführung Die Servolenkung soll bei geringem Kraftaufwand eine möglichst direkte Lenkung ermöglichen.

1 Elektrische Servolenkung ZF-Servolectric Einführung Die Servolenkung soll bei geringem Kraftaufwand eine möglichst direkte Lenkung ermöglichen. Dabei soll der Fahrer den Kontakt zur Fahrbahn behalten und trotzdem von Fahrbahnstößen relativ unbehelligt bleiben. Die üblicherweise eingesetzten motorhydraulischen Servolenkungen haben den Nachteil, dass sie permanent, also auch bei Geradeausfahrt, wenn keine Kraftunterstützung benötigt wird, Antriebsenergie und somit Kraftstoff verbrauchen. Die elektrische Servolenkung benötigt nur dann Energie, wenn tatsächlich gelenkt wird und somit eine Kraftunterstützung erforderlich ist. Das führt je nach Fahrzeugtyp zu einer Kraftstoffersparnis von ca. 0,2-0,3 l/100 km. Im Gegensatz zur konventionellen Servolenkung gibt es außer der Servoeinheit keine weiteren Aggregate. Das spart Gewicht und vereinfacht den Einbau und die Wartung.

Funktionsweise Sobald der Fahrer eine Lenkbewegung durchführt, registrieren Sensoren das entsprechende Lenkmoment und die Lenkgeschwindigkeit.

2 Funktionsweise Sobald der Fahrer eine Lenkbewegung durchführt, registrieren Sensoren das entsprechende Lenkmoment und die Lenkgeschwindigkeit. Diese Daten werden als elektrisches Signal an das Steuergerät weitergeleitet. Dieses berechnet die erforderliche Lenkungsunterstützung und steuert dann auf Grundlage der errechneten Ergebnisse den Servomotor an. Der Servomotor überträgt das optimale Servomoment über ein Schnecken- oder Kugelumlaufgetriebe auf Lenksäule, Ritzel, Doppelritzel oder Zahnstange der mechanischen Zahnstangenlenkung. Die Drehrichtung des Motors hängt von der Bewegungsrichtung des Lenkrads ab. Es kann auch die Rückstellbewegung der Lenkung unterstützt werden. Die Regelelektronik berücksichtigt unterschiedlichste Parameter - z.b. Fahrgeschwindigkeit, Lenkwinkel, Lenkmoment und Lenkgeschwindigkeit. Dazu ist ein Teil der Lenkwelle so konstruiert, dass sie sich beim Lenken verdreht. Der Verdrehwinkel ist ein Maß für das Lenkmoment. Eine programmierbare Dämpfungscharakteristik garantiert die hervorragende Absorption von Fahrbahnstößen.

3 Einbauvarianten Servoeinheit an der Lenksäule Die Servoeinheit ist mit ihrer Elektronik in die Lenksäule integriert. Lenksäule und Servoeinheit werden über die Zwischenwelle und Kreuzgelenken mit der herkömmlichen mechanischen Zahnstangenlenkung verbunden. Sensorik und Drehstab befinden sich innerhalb der Servoeinheit. Diese Variante wurde speziell für Fahrzeuge der Klein- und Kompaktwagenklasse mit relativ geringen Lenkkräften entwickelt.

4 Einbauvarianten Servoeinheit am Ritzel Die Servoeinheit wirkt unmittelbar auf das Ritzel des Lenkgetriebes. Über Sicherheitslenksäule, Zwischenwelle und Kreuzgelenke wird lediglich das Lenkmoment des Fahrers übertragen. Sensorik und Drehstab sitzen direkt am Ritzel des Lenkgetriebes. Diese Variante wurde speziell für Fahrzeuge der Mittelklasse mit höheren Lenkkräften entwickelt.

5 Einbauvarianten Servoeinheit am Doppelritzel Der Einbau der Servoeinheit am Doppelritzel erlaubt es, Sensor- und Antriebseinheit räumlich zu trennen. Da die Antriebsritzelübersetzung von der Lenkübersetzung unabhängig ist, wird eine leistungsoptimierte Auslegung möglich. Diese Einbauvariante ist eine weitere Option für Mittelklasse- bzw. obere Mittelklassefahrzeuge.

6 Einbauvarianten Servoeinheit achsparallel Die Servoeinheit wird bei dieser Ausführung parallel zur Zahnstange angeordnet. Das gewährleistet eine sichere Bewältigung von hohen Lenkkräften. Sensorik und Drehstab befinden sich innerhalb der Servoeinheit. Diese Variante wurde speziell für Geländewagen und Transporter mit höheren Gewichten und Lenkkräften entwickelt.

Richtwerte der verschiedenen Einbauvarianten Bauart Doppelritzel Achsparallel Lenksäule Ritzel 650 850 950 1100 Zahnstangenkraft (N) 8000 8500 9000 12000 Lenkungsübersetzung konstant (mm/lru*) 50 50

7 Richtwerte der verschiedenen Einbauvarianten Bauart Doppelritzel Achsparallel Lenksäule Ritzel Zahnstangenkraft (N) Lenkungsübersetzung konstant (mm/lru*) Lenkungsübersetzung variabel (mm/lru*) > = 360 > = 360 > = 360 > = Lenkachslast (kg) Lenkgeschwindigkeit im Stand ( /s) Max. Stromstärke beim Parkieren (A) *LRU = Lenkradumdrehung

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