Bosch Drehmomentsensor für elektrische Servolenkungen

Bosch-Ingenieure haben den neuen Drehmomentsensor TSS (Torque Sensor Steering) speziell für elektrische Servolenkungen entwickelt. Er misst feinfühlig die vom Fahrer während des Lenkens aufgebrachten Lenkkräfte. Auf Basis der Messwerte dosiert ein elektronisches Steuergerät die Lenkunterstützung des elektrischen Servomotors – angepasst an den Zustand des Straßenbelags und an die Fahrzeuggeschwindigkeit. Mit einer sehr feinen Drehmomentauflösung ist der TSS Basis für präzisen, energieeffizienten Eingriff in den Servoantrieb. Der Drehmomentsensor hat eine kompakte Bauform und eignet sich somit für den Einbau sowohl im Fahrzeuginnenraum als auch im Motorraum. Gegenwärtig ist der TSS im Dauertest und in der Fahrzeugerprobung, Muster sind bereits bei Bosch Automotive Electronics erhältlich. Der Anlauf der Serienfertigung ist für Mitte 2010 geplant.

Montiert auf den Torsionsstab in der Lenksäule nutzt der TSS zur Drehmomentmessung ein berührungsloses magnetisches Messprinzip. Er verdreht sich in dem Maße, wie die Lenkkräfte zunehmen – aufgrund des Reibwiderstands zwischen Reifen und Fahrbahn. Das Maß der Verdrehung ist proportional zum aufgebrachten Lenkmoment.

Der Verdrehwinkel des Torsionsstabs wird über 2 den Torsionsstab umschließende konzentrische Ringe gemessen. Der eine Ring erzeugt mit mehrpoligen Permanentmagneten statische Magnetfelder, die durch "Fenster" im zweiten Ring hindurch auf einen Hall-Sensor treffen. Messgröße ist der an den beiden Hall-Sensoren ankommende magnetische Fluss. Dieses berührungslose und damit verschleißfreie Messverfahren ist hochpräzise. Schon kleinste Verdrehwinkel von nur 0,002° bewirken eine messbare Magnetflussänderung. Durch Redundanz der elektronischen Komponenten erfüllt der Sensor alle AnForderungen moderner Sicherheitssysteme. Zur Kompensation von Temperatureinflüssen hat der TSS einen internen Temperatursensor. Den Lenkwinkel 0° bei Geradeausfahrt erkennt der TSS gesondert und meldet ihn mit einem Indexsignal an das Steuergerät.

Elektrische Servolenkungen als Alternative zur hydraulischen Servolenkung sind zum einen energieeffizienter. Sie senken den Kraftstoffverbrauch um bis zu 0,5 Liter pro 100 km Fahrstrecke. Zum anderen sind sie Basis für attraktive neue Fahrerassistenzfunktionen wie Spurhaltesysteme oder Einparkassistenten. Marktbeobachter erwarten, dass 2016 bereits jede zweite Lenkung elektrisch funktionieren wird, gegenwärtig ist es noch etwa jede dritte.