Der Fahrkomfort von Kraftfahrzeugen wird im Wesentlichen von vertikalen Beschleunigungen sowie Fahrzeugnick- und Wankbewegungen beeinflusst. Es bietet sich die Verwendung von Luftfedern in Verbindung mit einer Niveauregulierung zur Schwingungsisolation an, da mit Hilfe der Luftfeder die zur Reduzierung der Aufbaueigenfrequenz geforderte 'weiche' Aufbaufederung realisierbar ist, ohne dass sich bei unterschiedlicher Beladung des Fahrzeugs das Aufbauniveau ändert. Dies wird durch die Niveauregulierung erreicht, die bedarfsgerecht die nötige Luftmenge in den Federbeinen regelt und dadurch das beladungsunabhängige Schwingungsverhalten gewährleistet. Allerdings neigen gerade derart weich abgestimmte Fahrzeuge zum verstärkten Nicken und Wanken bei Brems- und Beschleunigungsmanövern bzw. bei Kurvenfahrt oder Ausweichmanövern, was den Gewinn an Komfort zumindest teilweise wieder aufzehrt. Eine Möglichkeit die Aufbaubewegungen zu reduzieren, ist der Einsatz aktiver Fahrwerksregelungen. In Frequenzbereichen nahe der Aufbaueigenfrequenz kann mit geeigneter Sensorik (Aufbaubewegung, Fahrbahnerkennung) eine nahezu vollständige Beruhigung des Fahrzeugaufbaus erreicht werden. Die bis Dato realisierten aktiven Fahrwerksysteme arbeiten ausschließlich auf hydraulischer Basis. Ein anderer Ansatz eines aktiven Fahrwerks basiert auf der Idee, durch die Aktivierung eines herkömmlichen 4-corner-Luftfedersystems die Vorteile der Luftfeder hinsichtlich des Schwingungskomforts konsequent zu nutzen und gleichzeitig durch eine Aktivierung die ausgeprägteren Schwingungen des Fahrzeugaufbaus im komfortrelevanten Frequenzbereich zu einem großen Teil zu kompensieren. Ein weiteres Ziel ist, in diesem Zusammenhang auf den Einsatz der komfortrelevanten Stabilisatoren an Vorder- und Hinterachse zu verzichten. Im vorliegenden Aufsatz wird zunächst auf die Eigenschaften der Luftfeder als Tragelement eingegangen und darauf aufbauend werden verschiedene Möglichkeiten zur Aktivierung der Luftfederung aufgezeigt und bewertet. Der Leistungsbedarf für die Kompensation von Aufbaubewegungen wird berechnet und daraus die Systemanforderungen abgeleitet. Die Laborerprobung mit Hilfe eines HIL (Hardware-in-the-Loop)-Prüfstands wird vorgestellt.
Aktivierung einer Fahrzeugluftfederung zur Minimierung von Bewegungen des Fahrzeugaufbaus
Minimizing vehicle body motions using an air suspension
Fachtagung der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik, Reifen, Fahrwerk, Fahrbahn, 9 ; 201-220
VDI-Berichte ; 1791
2003
20 Seiten, 16 Bilder, 9 Quellen
Conference paper
German
Aktivierung einer Fahrzeugluftfederung zur Minimierung von Bewegungen des Fahrzeugaufbaus
Automotive engineering | 2003
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