iHSA Active Steering: Intelligente Kugelumlauflenkung ermöglicht Integration von Assistenzsystemen

Das Zuschalten aktiver Fahrerassistenzsysteme ist bisher nur dem Pkw-Bereich mit elektromechanisch unterstützen Lenkungssystemen (EPS) vorbehalten. Das patentierte iHSA Modul von tedrive verspricht Abhilfe im Bereich schwerer Nutzfahrzeuge und Busse. Durch die Integration des patentierten iHSA Moduls (intelligent Hydraulic Steering Assist) in konventionelle Lkw Kugelumlauflenkungen werden erstmals aktive Anbindungen von Fahrerassistenzsystemen ermöglicht. Sämtliche Sicherheits- und Komfort-Features sind ab jetzt auch bei Lkw und Bussen darstellbar. Per Plug & Play sollen sich Funktionen wie aktive Spurhalteassistenz, automatische Seitenwindkompensation, Anhängerstabilisierung oder Rangierhilfe via Joystick zuschalten lassen.

Tedrive iHSADas iHSA Modul ist in Verbindung mit hydraulischen Kugelumlauf- aber auch mit Zahnstangenlenkungen modular einsetzbar. In diesen Systemen wird die Lenkunterstützung durch den integrierten Hydraulikzylinder dargestellt. Zur Steuerung der Unterstützung kommt ein Hydraulikventil zum Einsatz. In konventionellen Lenkungen steuert das vom Fahrer eingeleitete Lenkmoment die Hydraulikunterstützung. Im Hydraulikventil wird dann die angeforderte Unterstützung mittels der Umsteuerung des Hydraulikflusses in die entsprechende Zylinderkammer umgesetzt. Das iHSA System nutzt das vorhandene Hydraulikventil, kann es aber unabhängig vom Fahrer mittels eines kompakten Elektromotors ansteuern. Dieser konnte sehr klein ausgelegt werden, da er selbst keinerlei Lenkunterstützung liefert, sondern nur der Steuerung des Hydraulikventils dient. Der Leistungsbedarf dieses Motors ist dementsprechend sehr gering und belastet somit das elektrische Bordnetz nur minimal. Veränderungen im Energiemanagement und vorhandenem Bordnetz sind in diesem Zusammenhang somit nicht nötig.

Neben dem Motor ist ein zusätzlicher Drehmomentsensor verbaut. Dieser misst den Input des Fahrers und dient der Systemregelung. Ein Steuergerät führt sämtliche Signale zusammen. Dort sind die erforderlichen Algorithmen zur Lenkungssteuerung hinterlegt. Außerdem bietet es eine Schnittstelle zu den Fahrzeugkommunikationssystemen zum Beispiel via CAN-Bus. Somit kann die Hydraulikunterstützung in Verbindung mit den Assistenzsystemen eingeleitet werden, sämtlich Sicherheits- und Komfortfunktionen sind so darstellbar. Dies bedeutet, dass Lkw und Busse mittels der oben beschriebenen Momentenüberlagerung des iHSA Moduls zum Beispiel fahrerunabhängig aktiv in der Spur gehalten werden können. Das Unfallrisiko wird so deutlich reduziert. Spurrillen und Seitenwindeinflüsse können ebenfalls kompensiert werden. Dies geht deutlich über die bereits gesetzlich vorgeschriebenen Spurhaltewarnsysteme hinaus.

Setzt man neben der iHSA Lenkung auch noch eine bedarfsgeregelte Hydraulikpumpe ein, kann der Volumenstrom im System geregelt werden. Wird keine Lenkunterstützung gefordert, kann der Volumenstrom und somit die Verlustleistung reduziert werden. Durch den Einsatz der iHSA Technologie kann der Volumenstrom auch bei kleinen Lenkbewegungen auf dem niedrigen, sprich CO2-optimierten, Niveau gehalten werden.

Die Entwicklung des iHSA Moduls verbessert die Leistungsparameter hydraulischer Lenksysteme deutlich und ist so eine leistungsfähigere Alternative zur EPS Technologie. Wo EPS Systeme momentan selbst mit aufwändigen Eingriffen in das bordinterne Energiemanagement nur begrenzte Lenkunterstützungskräfte realisieren können, zeichnet sich das iHSA Lenksystem durch Realisierung weit höherer Kräfte aus. Es ist gelungen, eine hydraulische Lenkung in ein aktiv unterstützendes Lenksystem umzuwandeln, das alle Funktionen einer elektromechanischen Lenkung abdeckt. Die aktive hydraulische Lösung ist variabel und unabhängig von der Vorderachslast. Neben den verbesserten Lenkfunktionalitäten zählen optimierte Einbaumaße, Kosten- und Designvorteile für Plattformstrategien sowie ein CO2-Einsparpotenzial zu den Pluspunkten.

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