Für die Entwicklung eines neuen Aktuators, der die bestmögliche Positionierung des Reifens zur Fahrbahn umsetzen kann, ergeben sich konzeptionelle Bedingungen. Das Aktuatorkonzept muss den Spur- und Sturzwinkel dynamisch radindividuell und achsunabhängig beeinflussen können. Dabei soll das System an einer angetriebenen Achse mit konventioneller Bremsanlage integriert werden können. Mit Hilfe eines morphologischen Kastens konnten die jeweiligen Teilfunktionen und Attribute der im Stand der Technik dargelegten Systeme und zwei neue Lösungsansätze strukturiert aufgezeigt werden. Die Systeme wurden an den zuvor spezifizierten Anforderungen an ein neues mechatronisches System bewertet und ein Konzept zur weiteren Bearbeitung ausgewählt. Das neu vorgestellte Aktuatorkonzept kann einen Verstellweg von 5 in Spur- und 5 in Sturzrichtung umsetzen. Dabei wird ein konventioneller Radträger in einen achsseitigen und radseitigen Radträger aufgeteilt. Der radseitige Radträger trägt dabei das Radlager, das wiederum die Radnabe mit Rad aufnimmt. Weiterhin befindet sich der Bremssattel auf dem radseitigen Radträger. Der achsseitige Radträger nimmt in gewohnter Weise die Fahrwerkslenker auf. Zwischen den beiden Radträgerhälften befinden sich zwei Verstellzylinder, die jeweils über eine zur Zylinderachse koaxiale Lagerung mit der jeweiligen Radträgerhälfte verbunden sind. Über eine Schrägachse stehen die beiden Zylinder in Verbindung miteinander. Werden die beiden Zylinder zueinander verdreht, schwenken die beiden Radträgerhälften gegeneinander aus. Um die auftretenden Bremsmomente nicht über die Aktorik halten zu müssen, wird dem System ein Kardangelenk parallel geschaltet. Dies ermöglicht es, das Bremsmoment vom radseitigen auf den achsseitigen Radträger zu übertragen, ohne die Bewegungsfreiheitsgrade in Spur- und Sturzrichtung einzuschränken. Von dort wird das Bremsmoment in das Fahrwerk geleitet. Durch gegenseitiges Vorspannen der Verstellzylinder können mithilfe des Kardangelenks einseitig wirkende Zylinderlagerungen verwendet werden, wodurch das System kompakt baut. Jedem Verstellzylinder ist jeweils ein Servomotor zugeordnet, der den Zylinder über eine Stirnradstufe antreibt. Die Radnabe führt durch die Verstellzylinder zum Gleichlaufgelenk. Dies ermöglicht die Anwendung des aktiven Radträgers an einer angetriebenen Achse. Zur Ansteuerung des Systems wurden die Vorwärts- und Rückwärtsberechnung anhand von Drehungen elementar-geometrischer Körper im Raum hergeleitet. Die Vorwärtsberechnung zeigt in Analogie zur Robotik, welche relativen Spur- und Sturzwinkel bei Vorgabe der beiden Zylinderpositionen gestellt werden. Die Rückwärtsberechnung berechnet indes unter Vorgabe eines relativen Spur- und Sturzwertes die einzustellenden Zylinderpositionen. Die Herleitungen zeigen, dass abhängig von der Position des Radträgers eine unterschiedliche Anzahl an Lösungen für die Zylinderwinkel existieren. Am Rand des sich aufspannenden Bewegungsraumes ist immer ein Tupel an Zylinderwinkeln gültig. In der Mitte des Bewegungsraumes existieren bei einem relativen Spur- und Sturzwinkel von Null unendlich viele Lösungen. Zwischen diesen beiden Extrema sind immer zwei Tupel an Zylinderwinkeln gültig.
Entwicklung eines aktiven Radträgers zur Beeinflussung des Fahrverhaltens von Straßenfahrzeugen
Audi Dissertationsreihe ; 90 ; 1-130
2014
130 Seiten, Bilder, 84 Quellen
Theses
German
Entwicklung eines aktiven Radträgers zur Beeinflussung des Fahrverhaltens von Straßenfahrzeugen
GWLB - Gottfried Wilhelm Leibniz Bibliothek | 2014
|FAHRZEUGBETÄTIGUNGSANWEISUNGEN ZUR BEEINFLUSSUNG EINES TRANSIENTEN FAHRVERHALTENS
European Patent Office | 2023
|Beeinflussung des Fahrverhaltens durch die Aerodynamik
Automotive engineering | 1987
|Beeinflussung des Fahrverhaltens durch die Aerodynamik
Tema Archive | 1987
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