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Optimale Fahrsicherheit, verbesserte Laufruhe

Intelligente Aktuatorkonstruktionen erweitern semi-aktive Fahrwerkssysteme zu vollaktiven Anwendungen
Optimale Fahrsicherheit, verbesserte Laufruhe

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Tennecos Konzept „Skalierbare Architektur“ für hoch entwickelte elektronische Fahrwerkstechnologien nutzt das Potenzial der neuen Generation der CVSA2- Systeme (Continuously Variable Semi-Active Suspension), die stufenlos das Dämpfungsniveau der Stoßdämpfer an die Straßenbedingungen und an die Fahrzeugdynamik anpassen, z. B. an die Fahrgeschwindigkeit, an Lenkbewegungen, an Bremsen und Beschleunigen sowie weitere Arten von Fahrereingaben. Das System bietet optimale Fahrsicherheit und verbessert die Laufruhe und das NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness). So wird ein ausgeglichenes Verhältnis zwischen Fahrkomfort und Straßenlage erreicht.

Der Autor: Peter Boon, Sr. Research Engineer, Europe Ride Performance, Tenneco Inc., Sint-Truiden, Belgien

Das Konzept setzt ähnliche Leichtbau-Aktuatorkonstruktionen und eine große Zahl gleicher Komponenten auf allen Ebenen der Technologie ein. Ziel ist es, semi-aktive Fahrwerkssysteme ohne viel Aufwand zu hoch entwickelten und vollständig aktiven Anwendungen erweitern zu können.
Dies kann mit nur leichteren Anpassungen am Dämpferventilblock erreicht werden, wodurch zusätzliche Funktionalitäten in das System eingebracht werden. Dazu müssen nur hydraulische Verbindungen zwischen den Dämpfern hergestellt und Hydraulikaggregate am Dämpfer angebracht werden.
Dies eröffnet dem Automobilhersteller die Möglichkeit, das semi-aktive Dämpfungssystem CVSA2 als Standardsystem für eine Plattform oder ein Modell zu definieren und zusätzliche weiterentwickelte oder voll-aktive Systeme als Ausstattungsvarianten anzubieten – mit geringem Aufwand in der Entwicklung, der Validierung und der Fertigung.
Zwei unabhängige elektrohydraulische Ventile
Alle CVSA2-Dämpfer weisen zwei unabhängige elektrohydraulische CES-Ventile auf, die von Tenneco in Zusammenarbeit mit Öhlins Racing entwickelt wurden und einen größeren Abstimmbereich für Ein- und Ausfederbewegungen ermöglichen. Sie bieten auf diese Weise noch mehr Komfort als die erste Generation der CVSA-Dämpfer, die noch mit nur einem externen Ventil ausgestattet war, während sie gleichzeitig für eine bessere Straßenlage des Fahrzeugs sorgen. Eine Dämpfertechnologie mit zwei Ventilen eröffnet weitere Möglichkeiten für verbesserte Regelungsstrategien, da die Ventile für die Zugstufe und die Druckstufe unabhängig voneinander geregelt werden können. Das System CVSA2 wird von einer leistungsstarken ECU (Electronic Control Unit, elektronisches Regelgerät) angesteuert, die darauf ausgelegt ist, das volle Potenzial des elektrohydraulischen Ventilsystems auszuschöpfen. Dazu werden Messdaten verarbeitet, die von einer Reihe von Sensoren erfasst werden, die an wichtigen Stellen im Fahrzeug platziert sind. Weitere Eingangssignale werden vom fahrzeuginternen Netzwerk (CAN, Controller Area Network) geliefert.
Das System CVSA2 nutzt eine Regelungssoftware, die die Sensordaten zum Lenkradwinkel, zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Bremsdruck sowie weitere Daten zur Fahrwerksregelung verarbeitet und Signale sendet, mit denen jeweils das Dämpfungsniveau der einzelnen Stoßdämpfer angepasst wird. CVSA2-Dämpfer ermöglichen einen großen Abstand zwischen dem maximalen und dem minimalen Dämpfungsniveau und die Anpassung erfolgt unmittelbar, um einen optimalen Fahrkomfort und eine sichere Beherrschung des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Dank des Konzepts der „Skalierbaren Architektur“ können Plattformen, die bereits mit CVSA2 ausgestattet sind, problemlos optional mit Kinetic H2 CES oder Acocar aufgerüstet werden. Die Aktuator-Konstruktionen nutzen Komponenten, Produktionsprozesse, Sensoren und ECUs gemeinsam.
Zwischengeschaltetes passives, reaktives System
Kinetic H2 CES ist ein zwischengeschaltetes, passives, reaktives System, das eine stufenlos gesteuerte Dämpfung und eine hohe Wanksteifigkeit mit geringerer Verschränkungssteifigkeit bietet. Die vertikale Reifenbelastung wird optimiert, was zu einer deutlichen Verbesserung der Bodenhaftung und Leistung führt. Die stufenlos gesteuerte Dämpfung arbeitet mit dem „Lufthaken“-Prinzip für die Laufruhe zusammen und führt zusätzliche Regelungsalgorithmen für Radspringen, Lenken, Bremsen und Beschleunigen ein.
Beim neuen System Kinetic H2 CES wurden der vordere Stabilisator, der hintere Stabilisator und vier Stoßdämpfer durch vier doppelt wirkende Hydraulikzylinder mit jeweils zwei integrierten CES-Dämpferventilen an jedem Eckpunkt, vier Wank-Akkumulatoren, lokale Komfortventile, eine automatische Druckhalteeinrichtung (Automatic Pressure Maintenance Unit, APMU) und hydraulische Verbindungsleitungen ersetzt. Die beiden CES-Dämpferventile drosseln den Durchfluss zwischen dem Zylinder und den Akkumulatoren, um die Karosseriebewegungen in den diversen Schwingungsrichtungen elektronisch zu regeln und so eine Entkopplung kurzzeitiger Fahr- und Handlingereignisse zu erzielen. Durch die Kombination mit intelligenten Steuerungsalgorithmen können Karosserie- und Radbewegungen unabhängig voneinander geregelt werden.
Das System Kinetic H2 CES bietet auf effiziente Weise einen hohen Fahrkomfort in Kombination mit überlegener Straßenlage aufgrund hoher Stabilität in holprigen Kurven und guter Traktion, was für hochwertige Fahreigenschaften sorgt. Mithilfe des Konzepts „Skalierbare Architektur“ kann Kinetic H2 CES problemlos optional auf Plattformen implementiert werden, die bereits mit CVSA2 ausgestattet sind. Die Stabilisatoren werden durch Hydraulikverbindungen zwischen den Ecken ersetzt und das System kann mit einer Reihe von hydraulischen Fahrzeugniveausystemen erweitert werden, darunter Systeme zur stufenweisen Anhebung und zur stufenlosen Niveauregelung oder hydropneumatische Systeme, um die Möglichkeiten der APMU voll auszuschöpfen.
Vollständig aktives Fahrwerkssystem
Acocar ist die nächste Generation von hoch entwickelten und innovativen Tenneco-Fahrwerkssystemen – ein vollständig aktives System, das sich durch ultimativen Komfort für den Fahrer sowie durch ein hervorragendes Fahrverhalten auszeichnet.
Die Stoßdämpfer werden in diesem System mit zusätzlichen Hydraulikpumpen ausgestattet. Diese führen dem Fahrwerk Energie zu, um eine bessere Regelung der Dämpfungs- und Federkräfte zu erzielen. Darüber hinaus zirkuliert ständig Öl durch die Stoßdämpfer, deren Dämpferventile problemlos einzeln geschlossen werden können, um die Fahrzeugkarosserie nach oben zu bewegen, wenn sie sich sonst nach unten bewegen würde, und umgekehrt. Auf diese Weise sorgt das System dafür, dass die Karosserie immer in einer Ebene gehalten wird. Gleichzeitig werden die Radbewegungen geregelt, um die Bodenhaftung zu verbessern. Durch das Hinzufügen einer Pumpe an allen Eckpunkten ist das System zur Erzeugung einer Dämpfungswirkung nicht von der Radbewegung abhängig. Auf diese Weise regelt das System Acocar das Rollen, Nicken und Heben und ermöglicht so eine erstklassige Straßenlage, was sowohl die Sicherheit, als auch den Komfort steigert.
Das Herzstück des Prinzips von Acocar besteht aus den geregelten Pumpen in jeder Ecke. Diese Pumpen sorgen für einen zusätzlichen Fluss im Aktuator, der für die Erzeugung der aktiven Kräfte (zum Schieben oder Ziehen der Stange) durch semi-aktive Ventile genutzt werden kann. Der große Vorteil des vollständig aktiven Systems Acocar gegenüber vergleichbaren Systemen besteht darin, dass die hohen Leistungen bei Komfort und Straßenlage erreicht werden können, ohne die Aspekte Gewicht, Energieverbrauch und Kosten der Anwendung aus den Augen zu verlieren.
Mithilfe des Konzepts „Skalierbare Architektur“ kann Acocar problemlos optional auf Plattformen implementiert werden, die bereits mit CVSA2 ausgestattet sind, indem die Stabilisatoren an allen Eckpunkten durch Elektro-Hydraulik-Aggregate ausgetauscht werden. Wie im Fall von Kinetic H2 CES kann das System mit einer Reihe von hydraulischen Fahrzeugniveausystemen erweitert werden, darunter Systeme zur getrennten Anhebung und zur stufenlosen Niveauregelung oder hydropneumatische Systeme.
Tenneco, Tel.: +32 495 146503 pboon@tenneco.com
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