Kennwerte für die Charakterisierung des Schwingungskomforts von PKW in der Fahrwerksentwicklung

Das Fahrwerk hat wesentlichen Einfluss auf das Schwingungsverhalten von PKW und damit auf den Komforteindruck der Insassen. Zahlreiche Arbeiten haben sich damit befasst, wie der Gesamtkomforteindruck objektiv beschrieben werden kann. Subjektiv können typische Schwingungsphänomene allerdings voneinander unterschieden werden und dementsprechend werden verschiedene Kriterien in der Fahrwerksentwicklung unabhängig voneinander bewertet.

In dieser Arbeit werden relevante Schwingungsphänomene systematisch analysiert und Kennwerte definiert, die aus Messungen oder Simulationen mit dem Gesamtfahrzeug reproduzierbar und automatisiert ermittelt werden können. ... mehrEin Messkonzept und ein Prüfprogramm gewährleisten eine reproduzierbare Datenerfassung, während ein Gesamtfahrzeugmodell die Entwicklung und Bewertung der Kennwerte unterstützt.

Für periodische und regellose Anregungen werden Kennwerte abgeleitet, die sich in Frequenzbereich und Bewegungsrichtung unterscheiden. Die Berechnung aus realen Versuchsdaten erfolgt auf Basis spektraler Amplitudendichten. Die Untersuchungen zeigen außerdem, dass Prüfstandmessungen mit stehenden Rädern nicht repräsentativ sind und Methoden, die auf einer Linearisierung basieren, bei modernen Fahrwerksystemen an Grenzen stoßen. Für Einzelanregung wird ein Verfahren vorgestellt, das eine robuste Berechnung von Kennwerten für den Stoß und das Abklingverhalten im Zeitbereich ermöglicht. Die Robustheit der vorgeschlagenen Kennwerte wurde an über 20 Fahrzeugen nachgewiesen. Die Subjektiv–Objektiv-Korrelation bleibt Aufgabe zukünftiger Studien.

The chassis has a significant influence on the vibration behaviour of passenger cars and thus on the occupants’ comfort perception. Numerous studies have addressed how overall ride comfort can be objectively described. However, typical vibration phenomena can be subjectively distinguished and are therefore evaluated separately in chassis development.

This work systematically analyses relevant vibration phenomena and defines metrics that can be reproducibly and automatically derived from measurements or full-vehicle simulations. A dedicated measurement concept and test programme ensure reproducible data acquisition, while a full-vehicle model supports the development and evaluation of these metrics.
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For periodic and random excitations, metrics are derived that differ in frequency range and motion direction. Their calculation from real test data is based on spectral amplitude densities. The investigations further show that four-post rig tests with non-rolling tyres are not representative of real driving conditions and that methods relying on linearisation reach their limits with modern suspension systems. For single excitations, a method is presented that enables robust calculation of metrics for impact and decay behaviour in the time domain. The robustness of the proposed metrics was validated on more than 20 vehicles. Establishing a correlation between the proposed metrics and subjective comfort perception remains a task for future research.