Aktive Sekundärmaßnahmen zur Vermeidung von fahrzustandsabhängigen Geräuschen in hydraulischen Lenksystemen

In hydraulischen Lenksystemen von Kraftfahrzeugen kommt es häufig zu ungewollten Geräuschphänomenen, die bei bestimmten Fahrzuständen auftreten. Das als „Klappern“ bezeichnete Geräuschphänomen bei Servolenkungen wird durch Stöße verursacht, die beim Überfahren von Bodenwellen, abgesenkten Bordsteinkanten oder ähnlichen Hindernissen auf den Lenkzylinder wirken. Das beim Parkieren auftretende „Rattern“, welches auch unter dem Begriff „Shudder“ bekannt ist, regt das Lenksystem bei bestimmten Reibungszuständen zwischen Reifen und Fahrbahn zu starken Schwingungen an. Diese werden vom Fahrer zum einen als Störgeräusch akustisch wahrgenommen, zum anderen sind sie auch haptisch aufgrund eines schwankenden Lenkradmoments wahrnehmbar. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Ursachen für Klappern und Rattern untersucht. Dazu werden zwei Prüfstände konzipiert, die eine gute Zugänglichkeit zum Lenksystem gewährleisten und eine einfache Installation von benötigter Messtechnik ermöglichen. Des Weiteren werden Simulationsmodelle entwickelt und vorgestellt, die zur Untersuchung verschiedener Leitungsabstimmungen des hydraulischen Lenksystems heran gezogen werden. Die Simulationsmodelle erlauben gleichzeitig auch den Zugang zu physikalischen Größen, welche an den Prüfständen nicht zur Verfügung stehen. Ein Abgleich der Prüfstandsergebnisse mit den Simulationsergebnissen dient zur Verifikation der Simulationsmodelle. Zur Bewertung verschiedener Leitungsabstimmungen des hydraulischen Lenksystems werden Kennzahlen entwickelt und sowohl auf Messergebnisse als auch auf Simulationsergebnisse angewendet. Aktive Sekundärmaßnahmen zur Klapper- und Ratterbekämpfung werden in Form einer Lösungsmatrix systematisch erarbeitet und bewertet. Die Auswahl eines intelligenten Schaltelements als Lösung der Geräuschproblematik führt zur Konstruktion und zum Aufbau dreier Ventilprototypen, welche an den Prüfständen vermessen werden. Ein Vergleich der aus den Messdaten der Ventile berechneten Kennzahlen mit der Kennzahl der Serienkonfiguration der Lenkung zeigt die Beseitigung der Geräuschproblematik.