Elektrische Servolenkung (EPS)

Die elektrische Servolenkung, kurz EPS, ist ein Lenkunterstützungssystem, das einen Elektromotor statt einer motorgetriebenen Hydraulikpumpe nutzt, um die Kraft zu verringern, die der Fahrer zum Drehen des Lenkrads aufbringen muss. Sie hat sich zur Standardlösung moderner Fahrzeuge entwickelt und die jahrzehntelang vorherrschenden hydraulischen Systeme verdrängt. Treiber dieses Wandels sind die Forderungen nach besserem Kraftstoffverbrauch, einfacherer Bauraumgestaltung und vor allem die Möglichkeit, die Lenkung in jene elektronischen Assistenz- und Automatisierungsfunktionen einzubinden, die Kunden zunehmend erwarten.

In einem EPS-System messen Sensoren das vom Fahrer aufgebrachte Lenkmoment sowie den Lenkwinkel und leiten diese Informationen an ein Steuergerät weiter. Das Steuergerät berechnet, wie viel Unterstützung erforderlich ist, und weist einen Elektromotor an, sie bereitzustellen. Die Unterstützung des Motors wirkt entweder auf die Lenksäule, bei den bei kleineren Fahrzeugen verbreiteten Lenksäulen-Systemen, oder über ein Ritzel oder ein separates Getriebe direkt auf die Zahnstange, bei den kraftvolleren zahnstangenseitigen Ausführungen schwererer und sportlicher Fahrzeuge. Das vertraute Zahnstangenlenkgetriebe setzt diese Kraft weiterhin in die seitliche Bewegung um, die die Räder einschlägt.

Der Effizienzvorteil ist erheblich. Eine Hydraulikpumpe wird über einen Riemen angetrieben und entzieht dem Motor daher ständig Leistung, selbst wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und keine Unterstützung nötig ist. Ein Elektromotor hingegen verbraucht nur in jenen Augenblicken Energie, in denen der Fahrer tatsächlich lenkt, was den Kraftstoffverbrauch um einen kleinen, aber lohnenden Betrag senkt und die Verlustleistung am Motor verringert. Zudem entfällt der hydraulische Kreislauf vollständig, sodass es weder Pumpe noch Hochdruckschläuche noch Flüssigkeit gibt, die auslaufen, nachgefüllt oder gewechselt werden müsste, was Wartungsaufwand senkt und eine ganze Klasse von Ausfällen und Verunreinigungen beseitigt.

Da die Unterstützung per Software geregelt wird, lässt sich EPS weit flexibler abstimmen als ein hydraulisches System. Das Maß der Unterstützung kann mit der Geschwindigkeit variieren – leicht und mühelos beim Einparken, fester und vertrauenerweckender im Autobahntempo –, und viele Fahrzeuge bieten wählbare Lenkmodi. Wichtiger noch: Derselbe Elektromotor, der den Fahrer unterstützt, kann auch von sich aus Lenkeingriffe vornehmen, und genau das macht moderne Assistenzfunktionen möglich: einen Spurhalteassistenten, der das Auto zwischen die Linien zurücklenkt, eine Spurführung sowie automatische Parksysteme, die das Fahrzeug in eine Lücke lenken, während der Fahrer die Pedale bedient oder lediglich überwacht.

Die Technik ist nicht frei von Zielkonflikten und Feinheiten. Frühe EPS-Systeme wurden mitunter für ein leicht künstliches, gefühlloses Lenkverhalten kritisiert, weil die reiche Rückmeldung der unter Druck stehenden Flüssigkeit elektronisch nachgebildet werden musste, doch die Abstimmung hat sich deutlich verbessert. EPS hängt zudem von der Stromversorgung und Elektronik des Fahrzeugs ab, sodass ein Fehler die Unterstützung abschalten kann, wodurch die Lenkung zwar schwergängig, aber mechanisch verbunden und beherrschbar bleibt. Als Weiterentwicklung der herkömmlichen Servolenkung und als Wegbereiter von Funktionen wie der Allradlenkung ist EPS zu einem grundlegenden Baustein des Fahrwerks heutiger Fahrzeuge und ihres Weges zur Automatisierung geworden.