Elektrische stuurbekrachtiging – Cornelis schetst

Elektrische stuurbekrachtiging - Cornelis schetst

In de stuurinrichting voltrekt zich een revolutie: de klassieke hydraulische bekrachtiging maakt plaats voor een elektrische variant. Wat aanvankelijk leek op een kunstje om op de rollenbank tot een lagere CO2-uitstoot te komen ontpopt zich nu tot een cruciaal onderdeel voor de autonoom rijdende auto. Maarrr … mocht de elektronica falen dan is er nog wel een vaste verbinding nodig tussen het stuur en de wielen. Dat klinkt ingewikkeld, maar is het dat ook?
Bij de conventionele hydraulische stuurbekrachtiging draait er continue een pomp in het rond. Lange tijd was dat geen probleem. Alleen vraagt de aandrijving van die pomp wel een beetje energie, ook wanneer er rechtuit gereden wordt, bijvoorbeeld op de rollenbank. En in wereld waar alle beetjes een grote maken is zo’n continue energieverbruiker niet ideaal voor de CO2-uitstoot. Dus werd er naarstig gezicht naar een alternatief dat in elk geval op de rollenbank geen energie vraagt. De oplossing: elektrische stuurbekrachtiging, die vraagt alleen energie wanneer er gestuurd wordt (en sturen is op een rollenbank uit den boze). Dat er in de praktijk eigenlijk altijd (al is het soms minimaal) gestuurd wordt telt even niet, voor de rollenbank is er een energieverbruiker buiten spel gezet.
Het complete hydraulische systeem maakt plaats voor een sensor, een regeleenheid en een elektromotor met een tandwieloverbrenging. De sensor voorziet de elektronica van informatie over de verdraaiing van het stuur plus de snelheid en de kracht (of eigenlijk het koppel of draaimoment) waarmee er gestuurd wordt. Dit resulteert in een actie van de elektromotor. Die elektromotor is aanvankelijk met een tandwieloverbrenging aan de stuurkolom gekoppeld. De daadwerkelijk besturing vindt nog steeds plaats via een tandheugelstuurinrichting.
Die eerste elektrische systemen blinken niet uit in verfijning, het lijkt niets anders dan een simpele truc om het brandstofverbruik en daarmee de CO2-uitstoot terug te dringen, en meer ook niet. Feed back over wat zich tussen band en wegdek afspeelt is er slecht in beperkte mate. En daar lijkt het de pioniers ook helemaal niet om te doen. De eerste systemen zien we vooral op compacte auto’s die ter verhoging van de feestvreugde nog wel ‘ns uitgerust worden met een knop om de bekrachtiging tijdens inparkeren nog ‘ns verder te vergroten. Verfijnd stuurgedrag heeft blijkbaar minder prioriteit.
Bij deze grotere en vooral zwaardere auto’s zijn de krachten in de besturing groter. Wanneer ook grotere auto’s, zeg maar C- en D-segment, elektrisch gaan sturen zien we dat de elektromotor een andere plaats krijgt: niet meer ergens halverwege het stuur en het stuurhuis, maar met een eigen tandwiel rechtstreeks op de tandheugel.
Hiermee kunnen er met sterkere elektromotoren grotere krachten overgebracht worden. Verder wordt de kalibratie nu een stuk serieuzer genomen, net als de wielgeometrie. Dit resulteert in meer gevoel in de besturing.
Ook serieuze sportwagens en nog grotere (en luxere) auto’s krijgen inmiddels elektrische stuurbekrachtiging mee. Om de nog grotere krachten die bij deze wagens spelen het hoofd te bieden werkt de elektromotor niet meer via de tandheugel, maar met een kogelkringloopsysteem. Behalve de informatie uit de stuurinrichting wordt nu ook gebruik gemaakt van grootheden als voertuigsnelheid, gierhoek en de gegevens uit het stabiliteitssysteem, Het speelt allemaal een rol bij het bepalen van de mate van bekrachtiging met als resultaat dat bij auto’s als de Porsche 911 er eigenlijk niets meer aan te merken valt op de elektrische stuurbekrachtiging.
De stuurinrichting maakt steeds meer onderdeel uit van het grote netwerk wat een auto is. Met informatie van radar, camera’s en navigatiedata is de elektrische stuurbekrachtiging ook goed in staat om zelfstandig de koers te bepalen. Handig voor rijbaanassistentie en een opmaat naar de autonoom rijdende auto.
Uiteraard mag de veiligheid niet uit het oog verloren worden. Mocht onverhoopt de elektriciteit uitvallen of de computer in de war raken dan moet er toch gestuurd kunnen worden. En dat kan, voor die onverhoopte situaties blijkt er nog gewoon een mechanische verbinding tussen het stuur en de wielen, alleen dan wel onbekrachtigd.

Lees verder…

Source: Autoweek