Optimierung der NVH-Eigenschaften von Pkw-Fahrwerkstrukturen mittels Active-Vibration-Control

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird das Potential der Körperschallreduktion im Fahrwerkbereich mittels aktiver Ansätze untersucht, um die vibroakustischen Eigenschaften von Personenkraftwagen zu verbessern. Insbesondere im Übergangsbereich zwischen fühlbaren Vibrationen und hörbarem Schall sind die Anregungs- und Übertragungsmechanismen bei fahrbahnerregten Störungen weitgehend ungeklärt. Diese werden beispielhaft an einem Versuchsträger vom Typ VW Lupo untersucht und Ansätze zum aktiven Eingriff abgeleitet werden. Die hierbei ermittelten Einsatzorte „Radträger“ und „Fahrwerk karosserieseitig“ werden betrachtet und die Konzepte - aktives Interface, - aktiver Körperschallaktor (hochabgestimmter Inertialmassenaktor) und - herkömmlicher (tiefabgestimmter) Inertialmassenaktor verglichen und bewertet. Anschließend werden prototypenhafte Lösungen entwickelt und im Fahrzeug erprobt, wobei das hintere Fahrwerk des Versuchsfahrzeugs betrachtet wird. Um die aktiven Schwingungsreduktionssysteme anwendungsoptimiert auszulegen, müssen Untersuchungen des strukturdynamischen Verhaltens von Personenkraftwagen im NVH-Bereich durchgeführt werden. Diese im Wesentlichen experimentellen Untersuchungen lassen Aussagen über geforderte Stellwege, Frequenzbereiche und mechanische Lasten zu und definieren somit die zur Auslegung erforderlichen Randbedingungen der aktiven Lösungen. Ergänzt durch numerische Untersuchungen wird es so möglich, hoch integrierte aktive Strukturlösungen zu entwickeln, die für den Einbau in das Versuchsfahrzeug geeignet sind. Parallel zu den messtechnischen und numerischen Untersuchungen der Fahrzeugstruktur und der anschließenden Komponentenentwicklung wird eine Simulationsplattform zur Nachbildung der NVH-Betriebsbedingungen in Laborumgebung realisiert, um die entwickelten aktiven Strukturen unter Realbedingungen testen und optimieren zu können. In dieser Phase können erste Regelungskonzepte appliziert und erprobt werden. Außer der technischen Machbarkeit sind insbesondere Möglichkeiten der Integration in das übergeordnete System Automobil sowie Kostenaspekte und damit verbunden Untersuchungen von Low-Cost Alternativen (in den Bereichen Sensorik, Aktorik und Leistungsverstärkung) zu betrachten. Ziel der Arbeit ist somit die Verbesserung der NVH-Eigenschaften von Kraftfahrzeugen mittels aktiver Maßnahmen im hinteren Fahrwerkbereich. Hierbei werden die Vor- und Nachteile der alternativen Konzepte dargestellt sowie der Einfluss auf die akustische und taktile Wahr-nehmung im Fahrzeuginneren aufzeigt.

Optimization of NVH-Properties of Suspension Systems in Passenger-Car's using Active-Vibration-Control.