Servolenkung

Aus Prius Wiki

Version vom 1. Juni 2010, 22:14 Uhr

Eine Servolenkung dient zur Verstärkung der Lenkkraft.

hydraulische Servolenkung

Herkömmliche Servolenkungen arbeiten mit einer Hydraulikpumpe, die ständig vom Motor angetrieben wird. Dabei baut die Pumpe ständig den notwendigen Betriebsdruck auf. Die Hydraulikflüssigkeit strömt durch ein federbelastetes Ventil im Kreis wie das Wasser in einem Springbrunnen. Dies kostet Leistung und damit Kraftstoff. Technisch ist es nicht möglich, die Leistung der Hydraulikpumpe zu reduzieren, wenn keine Lenkbewegungen stattfinden. Außerdem fällt Lenkunterstützung aus, wenn der Motor stehen bleibt.

Der Mehrverbrauch durch eine hydraulische Servolenkung wird mit ca. 0,2 Liter/100 km beziffert.

elektrische Servolenkung

Eine elektrische Lenkung, wie EPS beim Prius, ist leichter und setzt ihre Unterstützungskraft nur dann ein, wenn sie gebraucht wird, spart also Energie und damit Treibstoff. Außerdem lässt sie sich kostengünstiger fertigen. Da der Benzinmotor des Prius nicht ständig läuft scheidet für das Konzept eine herkömmliche hydraulische Servolenkung aus.

Die Servolenkung des Prius besteht aus einem Drehmomentsensor, einem Servomotor und einer ECU.

Prius II

• Drehmomentsensor: In der Lenksäule befindet sich ein Torsionsstab. Auf diesem steckt ein verzahnter Metallring. Auf der Abtriebswelle hinter dem Torsionsstab befindet sich ein ebensolcher Ring. Die Zähne der Ringe stehen sich gegenüber. Wird nun das Lenkrad betätigt so verdreht sich aufgrund der auftretenden Kräfte der Torsionsstab. Somit verändern die Zähne der Metallringe ihre Position zueinander. Eine über diesen Erfassungsringen liegende Spule registirert die Veränderungen der magnetischen Eigenschaften dieses Systems und gibt ein entsprechendes Steuersignal ab.
• ECU: Die Lenkungs-ECU erzeugt aus den Signalen des Induktionssensors die Steuerspannung für den Servomotor.
• Servomotor: Der Servomotor sieht aus wie ein Scheibenwischermotor und treibt über eine Schnecke und ein Zahnrad die Lenkspindel an.

Prius I

Die Servolenkung funktioniert wie oben, jedoch wird statt des induktiven Sensors ein Widerstandssensor benutzt. Das Servosystem sitzt nicht mitten in der Lenkspindel sondern direkt am Lenkgetriebe.

Der Widerstandssensor ist als Verschleißteil bekannt, lässt sich jedoch nicht einzeln wechseln. Es sind mehrere Fälle bekannt, wo wegen eines verschlissenen Lenksensors äuerst kostenintensiv die gesamte Lenksäuleneinheit ausgetauscht wurde. In der englischsprachigen Welt findet man das Problem unter dem Begriff "Steering Shutter".