Adaptive Regelung aktiver Fahrwerke (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die Fahrdynamik moderner PKW wird immer mehr von Fahrwerkregel- und Fahrerassistenzsystemen bestimmt. Mechatronische Komponenten und Systeme machen das Führen von Fahrzeugen komfortabler, sicherer und effizienter. Das Fahrwerk als Verbindung des Fahrzeugs zur Straße trägt dabei die Hauptverantwortung für die aktive Sicherheit der Insassen. Die Radaufhängung muss dabei die statischen und dynamischen Radlasten des Fahrzeugs verteilen, tragen und Schwankungen möglichst gering halten. Zusätzlich soll eine ausreichende Isolation der Insassen gegenüber Straßenunebenheiten erreicht werden. Dabei steht den Fahrwerkskomponenten nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung. Die bestmögliche Erfüllung dieser teils konfliktären Ziele sorgte für stetige Innovationen im Bereich des Fahrwerks seit Erfindung des PKW. Mechanische Fahrwerkskomponenten werden dabei immer mehr durch mechatronische Systeme ersetzt. Der erste bedeutende Einsatz von Elektronik im Bereich der Radaufhängung waren elektronisch geregelte Luftfedersysteme, die durch Zuladung bedingte Einfederung eines Fahrzeugs ausgleichen können, dadurch kann der zur Verfügung stehende Federweg besser genutzt werden und der Zielkonflikt Federweg und Fahrkomfort wird reduziert. Die Einführung von elektronisch geregelten Dämpfern verringerte, durch die Möglichkeit der Adaption, den Konflikt zwischen Fahrsicherheit, die hohe Dämpfkräfte fordert, und komfortorienten niedrigen Dämpfkräften. Durch die Veränderung der Verstelldämpfersysteme von langsam schaltenden Dämpfern mit wenigen, diskreten Kennlinien zu einer schnell reagierenden kontinuierlichen Dämpfkraftregelung veränderten sich auch die angewandten Regelstrategien.
Die steigenden Stellgeschwindigkeiten verhalfen neuen, komplexeren Regelstrategien zum Durchbruch. Dabei ist die Skyhook-Regelung derzeit die am häufigsten angewandte Regelstrategie zur Kontrolle von Aufbauhubbewegungen für schnell schaltende Verstelldämpfersysteme. Bei diesem Konzept wird versucht durch geschicktes Verändern der Dämpfkräfte einen zwischen Himmel (Sky) und Fahrzeugaufbau eingehakten (Hook) Dämpfer zu simulieren. Ein Verstelldämpfersystem kann jedoch zwischen Aufbau und Rad nur dissipative Kräfte erzeugen und deshalb die Regelstrategie nur mit Einschränkungen umsetzen. Solche Systeme, die nur Kräfte entgegengesetzt der Relativbewegung erzeugen können, werden als semiaktive Systeme bezeichnet. Vollaktive Systeme können Kräfte zwischen Aufbau und Rad [...]