Realisierungsnahe Simulation eines Fahrzeugsitzes mit semi-aktiver Dämpfung

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Realisierungsnahe Simulation eines Fahrzeugsitzes mit semi-aktiver Dämpfung

Antritter, Felix / Schmidt, K. / Kühnlein, A.

Bei LKW, Land- und Baumaschinen sind die Fahrzeugachsen nur wenig oder überhaupt nicht gefedert. Deshalb muss die Schwingungsbelastung der Fahrer durch Vertikalschwingungen fast ausschließlich über die Dämpfung und Federung des Fahrzeugsitzes herabgesetzt werden. Dämpferprototypen werden für den serienmäßigen Fahrersitz mittels Simulation gestestet. Dazu werden die Sitzkomponenten modelliert und die zugehörigen Parameter anhand von Messdaten identifiziert. Das Gesamtmodell eines seriennahen Fahrzeugsitzes, der mit einem semi-aktiven Dämpfer ausgestattet ist, wird modular aus den Modellen seiner Einzelkomponenten aufgebaut. Dieses Vorgehen ermöglicht die realitätsnahe Simulation des Sitzverhaltens und vereinfacht die Untersuchung verschiedener Regelstrategien zur Schwingungsisolation des Sitzes. Am Simulationsmodell konnte festgestellt werden, dass die im Sitzgestell vorhandene Reibung der Hauptgrund für das geringe Verbesserungspotential mit den Regelalgorithmen ist. Unter Verwendung von Relative Control wurde zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts das Verbesserungspotential bei schrittweiser Verringerung der Gesamtreibung im Sitzgestell untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass erst ab einer Halbierung der Reibung im Sitzgestell sich wieder eine deutliche Verbesserung des SEAT-Wertes um ca. 10 % mit Regelung gegenüber einer Ansteuerung des Dämpfers mit konstanter Spannung erzielen lässt. Verwendet man für den Fall mit halbierter Reibung wiederum das vollständige Stellgesetz, so ergibt sich durch die Optimierung eine Reduzierung des SEAT-Wertes auf 0,215. Dies entspricht einer Verbesserung um 13,3 % gegenüber dem Fall mit optimaler konstanter Ansteuerung (SEAT-Wert 0,248).