Die Essenz der Steuerung: Interpretation der Automobil-Lenktechnik

Um zu beurteilen, ob ein Auto leicht zu fahren ist, macht neben der Abstimmung von „Gas“ und „Bremse“ die Lenkung die Hälfte der Punktzahl aus. Das sogenannte Fahrverhalten hängt maßgeblich davon ab, ob das Lenkrad den Grad der „Integration von Mensch und Auto“ erreicht hat. Der Lenkvorgang vom Lenkrad bis zu den Vorderrädern erfordert eine gezielte Übersetzung und Kraftübertragung.

In diesem Artikel interpretieren wir das Lenksystem eines Autos, um zu untersuchen, warum diese Art von Technologie einen so großen Einfluss auf das Fahrgefühl eines Autos haben und sogar die Eigenschaften einer Marke direkt bestimmen kann.

Um die Lenkung zu verstehen, müssen Sie zunächst eine grundlegende, gesunde Erkenntnis begreifen, nämlich die Servolenkung. Die Reaktionsgeschwindigkeit, Genauigkeit und Stärke des Lenksystems hängen direkt mit der Servolenkung zusammen. Es ist nicht schwer zu verstehen, dass es aufgrund der enormen Reibung zwischen den beiden Vorderreifen und dem Boden für die menschlichen Arme sehr anstrengend ist, diese Kraft zu überwinden, um die Lenkung abzuschließen, was das Fahrerlebnis beeinträchtigt und der Bewältigung von Sicherheitssituationen wie der Vermeidung von Notfällen nicht förderlich ist.

Daher ist die Existenz von Unterstützung sehr wichtig. Im Allgemeinen ist die Energiequelle für die Servolenkung der Motorriemen. Abhängig von der konkreten Ausführungsform wird bei Servolenkungen zwischen hydraulischen Servolenkungen und elektrischen Servolenkungen unterschieden. Die hydraulische Servolenkung wird weiter unterteilt in eine mechanische hydraulische Servolenkung und eine elektrische hydraulische Servolenkung. Bei der elektrischen Servolenkung werden sowohl das Ziehen der Lenkstange als auch die Servounterstützung vom Motor übernommen, ohne dass hydraulische Prinzipien zum Einsatz kommen.

Die elektrisch-hydraulische Servolenkung ist eine verbesserte Version der mechanisch-hydraulischen Servolenkung. Dadurch wird die Servolenkung stärker, das Lenkrad leichter und die Servolenkungsstärke kann eingestellt werden. Im Vergleich zur elektrischen Servolenkung beruht die elektrische hydraulische Servolenkung jedoch immer noch auf dem hydraulischen Prinzip zur Energieübertragung. Bei der elektrischen Servolenkung wird das hydraulische Prinzip aufgegeben und der Motor übernimmt direkt die Lenkkraft und die Servounterstützung.

Im Vergleich zur ersteren ist die elektrische Servolenkung präziser und weist nicht die Fehler der hydraulischen Servolenkung auf. Da das gesamte Lenksystem elektronisch und digital ist, ist gleichzeitig auch die Einstellung der Lenkkraft präziser. Sowohl im Winter als auch im Sommer werden die Flexibilität, Reaktionsfähigkeit und Präzision des Lenksystems nicht durch die physikalischen Eigenschaften des Hydrauliköls beeinträchtigt.

Das ist ein Schub. Für den Lenkstangenmechanismus vom Lenkrad zu den Vorderrädern ist ebenfalls eine Lenkwelle erforderlich. Dieses Teil ist für die Richtungs- und Kraftübertragung auf die Zugstange und den Servomechanismus verantwortlich. Der Unterschied im Fahrverhalten verschiedener Automarken liegt vor allem in der „Übersetzung“ der Lenkung durch das Lenkrad.

Wenn es um das Handling geht, loben alle BMW. Tatsächlich vermittelt das Lenksystem von BMW von allen Modellen, die ich Probe gefahren bin, das stärkste Gefühl einer „Mensch-Auto-Integration“. Mit anderen Worten: Die Lenkung von BMW war schon immer sehr „raffiniert“ abgestimmt, reagierte empfindlicher auf die Drehung des Lenkrads und hatte weniger Spiel. Mithilfe der elektrischen Servolenkung erfolgt die Steuerung der Vorderräder über das Lenkrad sehr präzise und schnell.

Darüber hinaus beträgt das Gewichtsverteilungsverhältnis zwischen Vorder- und Hinterachse bei BMW-Modellen aufgrund des Hinterradantriebs im Allgemeinen 50:50. Dadurch weist die Karosserie eine gute Folgeleistung auf. Aus diesem Grund wird so viel über das Fahrverhalten von BMW gesprochen. Ehrlich gesagt, wenn wir nur über „Gaspedal“ und „Bremse“ sprechen, finde ich persönlich, dass Volvo besser ist als BMW.

Kurzfristig sind bei der Servolenkung keine großen Verbesserungen zu erwarten. Daher richteten die Automobilhersteller ihre Aufmerksamkeit auf die Lenkachse. Die auffälligste Änderung in dieser Hinsicht ist die drahtgesteuerte Lenkung bzw. Drive by Wire. Der Infiniti Q50 ist das erste Auto, das diese Technologie in einem Serienfahrzeug nutzt.

Steer-by-Wire eliminiert die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Vorderradlenkmechanismus und ersetzt sie durch ein digitales Lenksystem. Nehmen wir das DAS-Lenksystem des Q50 als Beispiel, um das Prinzip der kabelgesteuerten Lenkung zu verstehen.

Wie auf dem Bild oben zu sehen ist, verfügt der Q50 noch immer über die traditionelle mechanische Lenkung, allerdings befindet sich im Mittelteil eine Kupplung (silberner Zylinder). Die Funktion dieser Komponente besteht darin, die mechanische Lenkung anzuschließen, wenn die kabelgebundene Lenkung ausfällt, und so sicherzustellen, dass das Lenksystem weiterhin verfügbar ist.

Die drei silbernen Kästen auf der linken Seite sind drei ECUs (elektronische Steuereinheiten), die Lenksignale verarbeiten. Jede ECU kann die Lenkradanweisungen individuell „übersetzen“. Am unteren Ende der ECU sind drei Motorensätze angeschlossen, die Lenkaufgaben übernehmen. Zwei der Motoren sind für die Lenkung zuständig, der dritte für die Simulation des Straßengefühls.

Beim Fahrerlebnis ist das DAS-System des Q50 sehr präzise in der Richtungssteuerung und auch die Simulation des Straßengefühls ist sehr genau. Sofern nicht anders angegeben, unterscheidet sich das Fahrerlebnis nicht wesentlich von dem eines gewöhnlichen Autos mit mechanischer Lenkung. Wenn Sie jedoch die adaptive Geschwindigkeitsregelung und das Spurhaltesystem einschalten, drehen sich die Vorderräder beim Fahren auf einer kurvigen Straße in einem kleinen Winkel, das Lenkrad bleibt jedoch stationär.

Steer-by-Wire ist eine bedeutende technologische Verbesserung auf Basis einer elektrischen Servolenkung. Seine Bedeutung entspricht der technologischen Iteration von analogen Signalen zu digitalen Signalen. Die Einführung von DAS bedeutet auch, dass diese in Kampfjets verwendete Militärtechnologie offiziell auf zivile Fahrzeuge übertragen wurde.

Die Drahtsteuerungstechnologie kann nicht nur auf die Lenkung, sondern auch auf andere Kraftübertragungsvorrichtungen des Fahrzeugs angewendet werden, beispielsweise auf die Antriebswellen von Fahrzeugen mit Hinterrad- und Allradantrieb. Über Sensoren wird die Drehmomentverteilung der Vorderachse erfasst und der Bordcomputer ermittelt den Drehmomentanteil, der auf die Hinterachse verteilt werden soll. Die ECU ist dann dafür verantwortlich, dem Motor der Hinterachse mitzuteilen, dass die Drehmomentverteilung abgeschlossen sein soll. Dadurch entsteht keine hohe Wölbung in der Mitte der Rücksitze.

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