Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBFEntwicklungsplattform für Aktive Systeme
Vollfahrzeugversuchsträger mit Erprobungsfahrzeugzulassung
Aktive Lärm- und Vibrationsminderung
Entspanntes und ruhiges Dahingleiten verbinden viele Autofahrer mit einem hohen Fahrkomfort, den sie von einem modernen Automobil erwarten. Allerdings erzeugen Motoren auch heute noch mehr oder weniger störende Schwingungen. Über Motorlager und die Karosserie gelangen sie in den Fahrzeuginnenraum und können sich dort als unangenehm empfundener Schall und störende Vibrationen äußern. Um dem entgegenzuwirken, wurden am Fraunhofer LBF in den letzten Jahren verschiedene Komponenten für aktive Systeme entwickelt. Für Tests und Vergleiche unter realen Betriebsbedingungen auf der Straße sowie zur Demonstration für Kunden wurde im Rahmen von LOEWE-AdRIA ein Vollfahrzeugversuchsträger aufgebaut.
Aufbau des Vollfahrzeugversuchsträgers
Positionen der aktiven Komponenten
im Motorraum: orange - hybrid aktives Motorlager,
grün - elektrodynamischer Inertialmassenaktor
Die Basis für den Versuchsträger bildet ein Mittelklassefahrzeug im Serienzustand mit einer Erprobungsfahrzeugzulassung, die es ermöglicht, auch nicht zugelassene Fahrzeugkomponenten im öffentlichen Straßenverkehr zu testen.
Im Rahmen von mehreren Forschungs- und Industrieprojekten wurden bereits unterschiedliche Komponenten für aktive Systeme zur Schall- und Vibrationsminderung entwickelt und erprobt:
- Hybrid Aktives Motorlager
- Piezo-Verstärker für automotive Anwendungen
- Inertialmassenaktoren
- Low-Cost-Sensorik
- Modulare eingebettete Signalverarbeitungsplattform
Die im Versuchsträger verbauten passiven Komponenten werden teilweise durch aktive Lösungen ersetzt oder um zusätzliche aktive Systeme erweitert. So wird zum Beispiel das hybrid aktive Motorlager anstatt eines der beiden passiven Serienlager verbaut und reduziert so die auf diesem Weg in die Karosserie eingeleiteten Schwingungen.
Angesteuert wird das Lager von einem am Fraunhofer LBF entwickelten kompakten Piezoverstärker für automotive Anwendungen. Des Weiteren sind vier elektrodynamische Inertialmassenaktoren an akustisch besonders sensitiven Positionen im Motorraum und der Kofferraumklappe angebracht. Für die Regelung kommt ein adaptiver Algorithmus
(FxLMS) zum Einsatz. Die Signalverarbeitung erfolgt aktuell noch auf einer dSPACE MicroAutobox. In naher Zukunft wird diese durch die am Fraunhofer LBF entwickelte modulare eingebettete Signalverarbeitungsplattform ersetzt.