EPS integriert mechanische Lenkung, elektronische Sensorik, Steuerung und Antriebstechnologien. Es besteht hauptsächlich aus den folgenden Komponenten: mechanisches Lenksystem, Lenkmomentsensor, Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, elektronische Steuereinheit (ECU), Motor und Untersetzungsmechanismus.
- Motor: Die kritische Kernkomponente, die die EPS-Leistung erheblich beeinflusst. Es ist für die Erzeugung des für die Lenkunterstützung erforderlichen Drehmoments verantwortlich. Je nach Systemkonfiguration kann es an der Lenksäule montiert oder in die Zahnstange integriert werden. Der Motor wird von der ECU gesteuert und gibt ein Drehmoment ab, das der erforderlichen Unterstützung entspricht. Derzeit werden Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) und bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) in verschiedenen EPS-Systemen aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile wie einfacher Aufbau, zuverlässiger Betrieb, bequeme Wartung, hohe Betriebseffizienz, kein Erregungsverlust und hervorragende Geschwindigkeitsregelungsleistung häufig eingesetzt.
- Drehmomentsensor: Erkennt die Kraft, die der Fahrer auf das Lenkrad ausübt. Es dient dem Steuergerät als zentrale Grundlage zur Beurteilung der „Größe der erforderlichen Unterstützungskraft“. Gleichzeitig kann die Lenkrichtung erkannt werden, um sicherzustellen, dass die Unterstützungsrichtung mit der Bedienung des Fahrers übereinstimmt.
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor: Misst die Fahrzeuggeschwindigkeit. Im Allgemeinen ist am Getriebe ein elektromagnetischer Induktionssensor installiert. Es überträgt Impulssignale des Primär- und Sekundärsystems entsprechend Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit an das Steuergerät.
- Elektronische Steuereinheit (ECU): Das „Gehirn“ der elektrischen Servolenkung. Es verarbeitet Eingangssignale verschiedener Sensoren, einschließlich des Drehmomentsensors, und berechnet die Unterstützungskraft, die der Motor bereitstellen muss. Das Steuergerät führt hochentwickelte Algorithmen wie modellbasierte und adaptive Algorithmen aus, um ein optimales Lenkgefühl und Ansprechverhalten unter verschiedenen Fahrbedingungen sicherzustellen.
- Untersetzungsgetriebe: Verbindet den Motor mit der Lenksäule/Zahnstange. Durch die Reduzierung der Motordrehzahl und die Erhöhung des Drehmoments wird sichergestellt, dass die Lenkunterstützung stabil und ausreichend ist, um dem Fahrer ein leichtes Drehen der Räder zu ermöglichen.
Das Funktionsprinzip von EPS ist relativ komplex und weist dennoch eine hohe Effizienz auf. Während des Betriebs erfassen Sensoren die Bewegung des Lenkrads (Richtung, Geschwindigkeit, Winkel) und übermitteln die Daten an die MCU. Nach der Verarbeitung werden Signale an den Motortreiber gesendet. Der Motor dreht sich und treibt das Lenkgetriebe an, um das vom Fahrer benötigte Drehmoment zu reduzieren. Der Motor ist mit einem Rotorpositionssensor sowie Drehmoment- und Winkelsensoren mit SENT-Schnittstellen ausgestattet, um eine genaue Datenerfassung zu gewährleisten.
