Ein Beitrag zur Optimierung des Rückmelde- und Rückstellungsverhaltens elektromechanischer Servolenkungen
Daniel Lunkeit, Dieter Schramm
In der vorliegenden Arbeit wird in das Thema servounterstützter Lenksysteme eingeführt und die mit dem Technologiewandel von hydraulischer zu elektrischer Unterstützung einhergehenden Vor- und Nachteile aufgezeigt. Die reduzierte Rückmeldung elektromechanischer Systeme wird als Thema aufgegriffen. Dabei wird herausgestellt, dass rein mechanische Optimierungsmethoden schnell an ihre Grenzen stoßen und daher die Regelungstechnik in den Fokus rückt.
Zur Untersuchung der unterschiedlichen Lenksysteme, werden im weiteren Verlauf der Arbeit geeignete Modelle entworfen. Die Validierung erfolgt anhand des Vergleichs von Messdaten und Simulationsprognosen.
In der nachfolgenden Systemanalyse werden die rückmeldungsrelevanten Eigenschaften identifiziert. Es zeigt sich, dass über eine virtuelle Messstelle zwischen Kugelumlaufgetriebe und Zahnstange, ein der hydraulischen Servolenkung ähnliches Rückmeldeverhalten erzeugt werden kann.
Auf Basis der entworfenen Modelle werden bekannte Konzepte, sowie das entwickelte Konzept der Unterstützungskraftregelung simuliert und hinsichtlich ihrer rückmeldungsrelevanten Eigenschaften mit der hydraulischen Servolenkung verglichen. Das Konzept der Unterstützungskraftregelung wird auf ein reales System übertragen und mit einem bekannten System verglichen.
Im Verlauf der Arbeit wird aufgezeigt, dass durch geeignete Wahl der Regelstrecke eine Verbesserung der Rückmeldung elektromechanischer Servolenkungen erzielt werden kann. Als positiver Nebeneffekt führt die Trägheitskompensation, durch den fahrphysikalisch richtigen Lenkungsrücklauf, zur Eigenstabilisierung des Fahrzeugs.
