Für die Regelung von elektromechanischen Lenksystemen werden unterschiedliche Regelungsalgorithmen eingesetzt. In [1, 2] wurde ein LQG/LTR-Entwurf für die Regelung des Fahrerhandmomentes an EPS-Lenksystemen vorgestellt. Ein Vorteil dieses Regelungsansatzes ist, dass die Einstellung des Lenkgefühls getrennt von dem Entwurf der Regelung durchgeführt wird. Vorrausetzung für die Applikation des Lenkgefühls ist eine robuste Regelung. Aus diesem Grund werden in diesem Beitrag die Robustheitseigenschaften der Regelung genauer betrachtet.

Der bestehende Reglerentwurf berücksichtigt lediglich die Elastizität des Torsionsstabes. In einer elektromechanischen Servolenkung ist jedoch eine Vielzahl weiterer elastischer Lagerungen vorhanden. Diese dienen unter anderem der Geräuschminimierung, dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen oder der Minderung von Stößen auf die Lenkmechanik. Da diese Elastizitäten im Reglerentwurf nicht berücksichtigt sind, können sie zu unerwünschten Schwingungen (parasitären Eigenbewegungen) und sogar zu Stabilitätsproblemen führen [3].

Im Rahmen dieses Beitrags wird mit Hilfe eines modellbasierten Ansatzes eine systematische Analyse dieser Schwingungsphänomene beschrieben. Dazu wird in Abschnitt 2 ein detailliertes Modell abgeleitet, das alle in einer Lenkmechanik auftretenden Elastizitäten beinhaltet. Um den Einfluss dieser Elastizitäten auf die Regelung zu untersuchen, wird in Abschnitt 3 die bestehende LQG/LTR-Regelung mit diesem detaillierten Modell analysiert. Die Ursachen der in Abschnitt 3 beschriebenen Probleme werden in Abschnitt 4 durch eine detaillierte Modellanalyse aufgezeigt. Schließlich wird in Abschnitt 5 eine erste Maßnahme zur Verbesserung der Regelung vorgestellt. Die Untersuchungen werden am Beispiel eines achsparallelen EPS durchgeführt. Die Methodik lässt sich grundsätzlich auch auf andere Bauformen übertragen.