Das System Electrical Power Steering (EPS) ist eine elektromechanische Servolenkung mit geschwindigkeitsabhängiger Lenkkraftunterstützung. Die Servoeinheit des Systems überträgt das jeweils nötige Moment der Lenkraftunterstützung direkt auf die Lenksäule. Dieses Moment wird von einem in der Servoeinheit integrierten Elektromotor über ein Getriebe auf die Lenksäule übertragen. Das in der Servoeinheit integrierte Steuergerät berechnet das notwendige Moment für die Lenkkraftunterstützung aus der Lenkmomentenanforderung des Fahrers und weiteren Eingangsgrößen. Mit diesen Daten wird der Elektromotor angesteuert.
Servoeinheit EPS
In der Servoeinheit EPS sind folgende Bauteile integriert:
Elektromotor (Asynchronmotor) mit Getriebe zur Übertragung des Moments der Lenkkraftunterstützung auf die Lenksäule
Sensoren zur Erfassung der Drehzahl des Elektromotors und des Lenkmoments
Steuergerät zur Steuerung der Lenkkraftunterstützung aus Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkmoment, Lenkwinkelgeschwindigkeit, Lenkwinkel und Systemtemperatur. Die Kennlinien für die geschwindigkeitsabhängige Lenkraftunterstützung sind ebenfalls im Steuergerät hinterlegt
Der Betriebsspannungsbereich des Systems EPS liegt zwischen 9 V und 16 V.
Beteiligte Steuergeräte
Das Steuergerät EPS empfängt folgende Signale über den CAN-Bus.
Von der Dynamische Stabilitätskontrolle (DSC): - Fahrzeuggeschwindigkeit
Von der Digitalen Motor Elektronik (DME): - Fahrzeugmotordrehzahl und Status Klemme 15 (eine Botschaft) - CAN-Stand - Status Sportschalter
Vom Lenkwinkelsensor (LWS): - Lenkradwinkel - Vorzeichen Lenkradwinkel - Status Lenkwinkelsensor (alle Signale in einer Botschaft)
Von der Instrumentenkombination: - Kilometerstand - Schalter Tag-/Nachtbeleuchtung (0=aus, 1=an)
Die Instrumentenkombination empfängt folgendes Signal vom Steuergerät EPS über den CAN-Bus. - Ansteuerung EPS-Kontrollleuchte in der Instrumentenkombination (0=aus, 1=an)
FDC-/SMG-Taster nur bei Sonderausstattung Fahr-Dynamik-Control (FDC)
Der Taster wird vom DME-Steuergerät eingelesen. Die Tasterlampe wird vom EPS-Steuergerät angesteuert. Der Taster ermöglicht dem Fahrer u. a. das System EPS auf eine sportliche Kennlinie für die Lenkraftunterstützung umzuschalten (höheres Lenkmoment).
SMG-Taster ohne Sonderausstattung Fahr-Dynamik-Control (FDC)
Der Taster wird vom DME-Steuergerät eingelesen. Die Tasterlampe wird vom EPS-Steuergerät angesteuert.
Das System EPS erzeugt und steuert die Servounterstützung für die Lenkung und deren aktive Rückstellung. Im System integriert ist die Servotronic, die elektronische Steuerung der geschwindigkeitsabhängigen Servounterstützung. Das EPS-Steuergerät ermittelt die erforderliche Servounterstützung aus folgenden Eingangsgrößen: - Fahrzeuggeschwindigkeit - fahrerseitiges Lenkmoment - Lenkwinkel - Lenkwinkelgeschwindigkeit - Sportschalter (Sonderausstattung FDC) - Systemtemperatur EPS
Im EPS-Steuergerät sind die Kennlinien (Standard und Sport) für die Unterstützungs- und Dämpfungscharakteristiken hinterlegt. Die aus den Eingangsgrößen berechneten Werte ergeben zusammen mit der jeweiligen Kennlinie das notwendige Unterstützungsmoment. Der Elektromotor überträgt das Unterstützungsmoment über ein Getriebe direkt auf die Lenksäule. Das System EPS wird aktiviert bei Signal Motordrehzahl > 300 U/min und Klemme 15 = ein. Klemme 15 = ein bedeutet, dass Klemme 15 lokal = ein und DME-Signal Status Klemme 15 über CAN-Bus = ein ist. Die Instrumentenkombination enthält eine Kontrollleuchte für das System EPS. Sie weist den Fahrer auf eine deutlich verminderte Unterstützung der Lenkkraft oder auf eine komplette Abschaltung der Unterstützung hin. Die Kontrollleuchte wird über den CAN-Bus vom EPS-Steuergerät angesteuert.
Schutzfunktionen”
Bei Überspannung (> 17 V) wird die Servounterstützung zum Schutz der Endstufen sofort abgeschaltet. Die Kontrollleuchte in der Instrumentenkombination wird aktiviert und es erfolgt ein Eintrag im Fehlerspeicher. Wenn die Spannung wieder unter 16 V sinkt, kehrt die Servounterstützung innerhalb von 2 s auf den momentan geforderten Wert zurück. Die Kontrollleuchte erlischt.
Bei Unterspannung (< 9 V) wird die Servounterstützung sofort abgeschaltet. Die Kontrollleuchte in der Instrumentenkombination wird aktiviert, sobald die Unterstützung vollständig weggenommen ist. Es erfolgt ein Eintrag im Fehlerspeicher. Wenn die Spannung wieder über 10 V ansteigt, kehrt die Servounterstützung innerhalb von 2 s auf den momentan geforderten Wert zurück. Die Kontrollleuchte erlischt.
Bei System-Übertemperatur wird die Servounterstützung reduziert, um das System EPS abzukühlen. Wenn die Reduzierung keine Wirkung zeigt, wird die Servounterstützung vollständig weggenommen und die Kontrollleuchte in der Instrumentenkombination wird aktiviert. Es erfolgt ein Eintrag im Fehlerspeicher. Wenn die Systemtemperatur wieder in den normalen Bereich erreicht, kehrt die Servounterstützung innerhalb von 2 s auf den momentan geforderten Wert zurück. Die Kontrollleuchte erlischt.
Verhalten bei fehlerhaften oder fehlenden CAN-Bus Signalen
Motordrehzahlsignal vom DME-Steuergerät:
Fahrzeuggeschwindigkeit vom DSC-Steuergerät:
Botschaft vom Lenkwinkelsensor:
Ausfall aller CAN-Bus Signale während der Fahrt (genereller Bus-Fehler für den CAN-Bus):