Mit der rasanten Entwicklung der Mikroelektronik wurde ein neuer Anlauf auf dem Gebiet der Luftfederung für Personenkraftwagen genommen. Die bisherigen Stahlfedersysteme werden zumindest bei den oberen Fahrzeugklassen häufiger durch Luftfedersysteme ersetzt. Effizient ist es, wenn sie als eine volltragende Luftfederung an Vorder- und Hinterachse eingesetzt werden. Noch deutlicher sind die Vorteile einer Luftfederung bei Geländewagen zu sehen. Hinsichtlich der Schwingungen lässt sich mit der Luftfederung eine weiche und sich der Belastung anpassende Federung realisieren. Nachteilig ist bei Kurvenfahrt eine schlechtere Wankbewegung. Bei BMW wurden drei Prinzipien zum Wankausgleich entwickelt und als bevorzugte Variante das Hydropneumatiksystem ausgewählt. Zur Simulation des Wankverhaltens wurde ein Fahrzeugmodell in MATLAB/Simulink aufgebaut und das System in dieses Modell integriert. Die Simulationsergebnisse vom passiv luftgefederten Fahrzeug wurde durch Fahrversuche sehr gut validiert. Damit der Wankwinkel des Fahrzeugaufbaus bei einer Querbeschleunigung unter 4,7 m/s2 möglichst von 3,5 bis auf 0 deg ausgeglichen werden kann, soll die Aktuatorbewegung gemäß der Querbeschleunigung geregelt werden. Dazu wurden drei Regelkonzepte simulativ untersucht. Mit einem PID-Regler und nachfolgender Pulsweitenmodulation wurde ein einfacher Regelkreis aufgebaut. Somit hat der Aktuator keine Dauerschwingung und nur eine kleine Regelabweichung um die Solllage. Das Schaltventil braucht nicht oft zu schalten, was seine Lebensdauer verlängert. Mit dem Fahrzeugmodell und dem Regelkreis kann der Aktuator genau dimensioniert werden. Für die Erprobung wurde der mit Normzylindern aufgebaute Aktuator im Fahrzeug an der Vorderachse eingebaut und von dem vorhandenen Servolenkungssystem angetrieben. Durch eine aktive Aktuatorbewegung wurde bei den Fahrversuchen eine Wankreduzierung von 1,5 deg erreicht. In weiterführenden Arbeiten sollen u.a. ein unabhängiger Hydraulikkreis an der Vorderachse aufgebaut und die Lageregelung verbessert werden.
Aktives Luftfedersystem für einen PKW
Schriftenreihe Automobiltechnik, ika, RWTH Aachen ; 78 ; 1-143
2006
143 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Aktives Luftfedersystem für einen Pkw
TIBKAT | 2006
|Automotive engineering | 2000
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