Sky Hook / CDC - elektronisches Dämpfungssystem

Bewertung:  / 4
SchwachSuper 

EIGENSCHAFTEN

Normalerweise erfolgt die Auswahl der Stoßdämpferabstimmung bei herkömmlichen Stoßdämpfern, indem man versucht, einen möglichst guten Kompromiss zwischen Stabilitäts-, Sicherheits- und Komfortanforderungen zu finden. Nachfolgendes Bild zeigt die Kennlinien der Antwort von herkömmlichen Stoßdämpfern: Man sieht, dass der Stabilitäts- und Komfortbereich nicht abgedeckt wird, weil die Auswahl der Abstimmung offensichtlich auf Sicherheit ausgelegt ist.

  • v = Schwinggeschwindigkeit des Stoßdämpfers (relative Geschwindigkeit Aufbau-Rad)
  • F = Dämpfungsfähigkeit des Stoßdämpfers
  • A - Einfedern
  • B - Ausfedern
  • 1 - Stabilität
  • 2 - Sicherheit
  • 3 - Komfort


Diskrete Dämpfungssysteme, bereits im Lancia k eingebaut, verbessern die Dämpfungscharakteristik in Bezug auf die Bedingungen, unter denen das Fahrzeug fährt. Diese Systeme können die Dämpfungscharakteristik durch die Ventile in den Dämpfern in drei unterschiedlichen Kennlinien je nach Fahrverhalten verändern. Nachfolgendes Bild zeigt die Kennlinien der Antwort von diskreten Stoßdämpfern: Man sieht, dass drei verschiedene Dämpfungsverhalten bei voller Stabilität, Sicherheit und und vollem Komfort möglich sind.

  • v = Schwinggeschwindigkeit des Stoßdämpfers (relative Geschwindigkeit Aufbau-Rad)
  • F = Dämpfungsfähigkeit des Stoßdämpfers
  • A - Einfedern
  • B - Ausfedern
  • 1 - Stabilität
  • 2 - Sicherheit
  • 3 - Komfort


Das System "Sky Hook" von Mannesmann-Sachs, das für den Lancia Thesis entwickelt wurde, bietet einen großen Qualitätssprung: Durch Proportionalventile in den Stoßdämpfern kann die Dämpfungscharakteristik kontinuierlich in einem großen Arbeitsbereich verändert werden (Bild).

  • v = Schwinggeschwindigkeit des Stoßdämpfers (relative Geschwindigkeit Aufbau-Rad)
  • F = Dämpfungsfähigkeit des Stoßdämpfers
  • A - Einfedern
  • B - Ausfedern
  • 1 - Stabilität
  • 2 - Sicherheit
  • 3 - Komfort


Die Proportionalventile, siehe Schnittbild, können jeden Augenblick von einer Regelungseinrichtung angesteuert werden, die einige Faktoren wie Belastung, Fahrbahnbeschaffenheit, Fahrzeugbewegung und Fahrverhalten des Fahrers erfasst und in wenigen Millisekunden unabhängig für jedes Rad die passende Dämpfungscharakteristik einstellt, so dass Fahrkomfort und -stabilität maximiert werden

Das System Sky Hook unterstützt aktiv den Fahrer in kritischen Situationen und erhöht damit Fahrsicherheit und -stabilität und darüber hinaus das Fahrvergnügen.

Die Änderung der Dämpfungscharakteristik erfolgt durch die von der Regelvorrichtung angesteuerten Porportionalventile in sehr kurzen Zeiten. Die Grafik A und B im nachfolgenden Bild zeigt die Antwortzeiten des Systems bei Einsatzanforderung (A), Zeit zur Erzeugung des erforderlichen Stroms (B) und Zeit zur Erzeugung der erforderlichen Dämpfungskraft (C).

  • A - Einsatzanforderung
  • B - Strom
  • C - Dämpfungskraft
  • t1-t0 = Verzögerungszeit
  • t2-t0 = Zeit zur Erzeugung des Stroms
  • t3-t0 = Zeit zur Erzeugung der Kraft


Nachstehendes Bild zeigt die Zeitwerte für die Erzeugung der Dämpfungskraft bei einer Schwinggeschwindigkeit des Dämpfers (relative Geschwindigkeit Aufbau-Rad) von 0,13 m/s und 0,52 m/s. Insbesondere sind die Zeiten für die Erzeugung der Dämpfungskraft beim Aus- und Einfedern in Soft-Stellung (Komfort) bzw. Firm-Stellung (Stabilität) zu erkennen.

  • T = Zeit zur Erzeugung der Dämpfungskraft
  • v = relative Geschwindigkeit Aufbau-Rad
  • E - Ausfedern
  • C - Einfedern


ALLGEMEINES

Das System CDC (Continuous Damping Control = kontinuierliche Dämpfungskontrolle) Sky Hook regelt aktiv die Dämpfungskraft der Radaufhängung durch Verändern der Stoßdämpferhärte.

Ziel des Systems ist eine Verbesserung der Kontrolle von senkrechten Schwingungen, Komfort und Handling, indem die senkrecht wirkenden Kräfte an jeder Aufhängung beherrscht werden, und zwar abhängig vom dynamischen Fahrzeugverhalten.

FUNKTIONSWEISE

Der Name "Sky Hook" ist von der besonderen Konfiguration des theoretischen Aufhängungsmodell abgeleitet, das die Grundlage für die Steuerlogik des Dämpfers bildet.

Im theoretischen Modell Sky Hook befindet sich der Dämpfer nicht parallel (wie in herkömmlichen Modellen), sondern in Reihe mit der Feder und verbindet den Rahmen mit einem "fiktiven Dach", das ideellerweise den Fahrzeugbewegungen auf der waagerechten Ebene folgt, in der Ebene Z jedoch unbeweglich ist.

  • A - Herkömmliches Modell
  • B - Sky-Hook-Modell
  • ms - hängende Masse
  • mn - nicht hängende Masse
  • x - absolute Senkrechtbewegung der hängenden Masse
  • y - absolute Senkrechtbewegung der nicht hängenden Masse
  • k - Federrate
  • d - herkömmlicher Dämpfer
  • e - elektronisch geregelter Dämpfer
  • c - Sky-Hook-Effekt

Grundunterschied zu herkömmlichen Dämpfern ist, dass im Modell Sky Hook die Dämpferreaktion nur von der Rahmenbewegung abhängt, während bei herkömmlichen Lösungen die Reaktion von der relativen Bewegung von Rahmen und Rad sowie von Aufbau und Rad bestimmt wird.

Selbstverständlich ist ein solches Modell praktisch nicht realisierbar, weil der Dämpfer nicht über dem Aufbau angeordnet werden kann. Durch eine bestimmte Regelungslogik kann dennoch der Dämpfer einer herkömmlichen Radaufhängung zu einem Verhalten wie im Sky-Hook-Schema angeregt werden.

Vorteil dieses Schemas im Vergleich zum herkömmlichen, passiven Dämpfer:

  • Weniger Übertragbarkeit der Radschwingungen zum Aufbau und damit Dämpfung der senkrechten Beschleunigung, die an der Türschwelle und am Fahrersitz gemessen werden können.
  • Dämpfung der Rollbewegung und deren Geschwindigkeit sowie der Nickbewegungen bei dynamischen Manövern.

SYSTEMAUFBAU

Bauteile:

  • Drei senkrechte Beschleunigungsmesser bei den vorderen Domen und bei einem hinteren Dom (rechts).
  • Zwei senkrechte Beschleunigungsmesser im unteren Teil der vorderen Dämpfer für die Senkrechtbeschleunigung der Räder. 
  • Seitlicher Beschleunigungsmesser im Wagenbug für die Kurvenbeschleunigung. 
  • Vier durch E-Ventile regelbare Stoßdämpfer. 
  • Eine Regelelektronik.


DIE REGELUNGSSTRATEGIE "SKY HOOK"

System Sky Hook

  • 1 - Aufbaubeschleunigung (Sensor vorne rechts)
  • 2 - Aufbaubeschleunigung (Sensor vorne links)
  • 3 - Aufbaubeschleunigung (hinterer Sensor)
  • 4 - Radbeschleunigung (Sensor rechtes Vorderrad)
  • 5 - Radbeschleunigung (Sensor linkes Vorderrad)
  • 6 - seitliche Beschleunigung


Die Systemsensoren erfassen durch numerische Integration die relative Geschwindigkeit zwischen Aufbau und Rädern, so dass die optimale Dämpfungskraft für jeden Dämpfer bestimmt werden kann. Die augenblickliche Messung durch die Sensoren und die Regelung in der Druck- und Zugstufe gewährleisten, dass in jedem Augenblick nur die Dämpfungskräfte anstehen, die die absolute Senkrechtbewegung des Fahrzeugs abbremsen, gerade so, als ob der Aufbau durch einen Stoßdämpfer "am Himmel verankert ist".

Grundkonzept Sky Hook

  • 1 - Sky-Hook-Effekt
  • 3 - Feder
  • 2 - Aufbau
  • 4 - Elektronisch geregelter Stoßdämpfer Sky Hook
  • 5 - Rad


Die Elektronik erhält die Signale aus den Sensoren, filtert, überprüft und verarbeitet sie und anschließend errechnet und misst sie:

  • Fahrzeuggeschwindigkeit
  • Senkrechtgeschwindigkeit der vier Dome (die Beschleunigung vom Dom ohne Sensor wird extrapoliert, wobei der Aufbau als eine steife Einheit betrachtet wird). 
  • Senkrechtgeschwindigkeit der vier Radnaben (die Beschleunigung der zwei hinteren Radnaben ohne Sensor werden aus den zwei vorderen Werten, aus dem Radstand und aus der Fahrzeuggeschwindigkeit extrapoliert). 
  • Relative Senkrechtgeschwindigkeit Nabe-Rad 
  • Seitenbeschleunigung 
  • Ableitung aus der Seitenbeschleunigung 
  • Längsbeschleunigung (Ableitung aus der Fahrzeuggeschwindigkeit) 
  • Bremssignal (On/Off)

Anschließend wird aus den errechneten/gemessenen Werten und aus einigen Einstellungsparametern der optimale Wert der senkrechten Dämpfungskraft für jeden Stoßdämpfer errechnet.

Nach Errechnung der optimalen Werte der senkrechten Dämpfungskraft für jeden Dämpfer ermittelt das System in einem internen Kennfeld den Stromwert für jedes E-Ventil, damit die gewünschte Dämpfungskraft eingestellt wird. Gleichzeitig werden maximale oder minimale Stromwerte für die Ventile errechnet, die erforderlichenfalls begrenzt werden.

Die so errechneten und gefilterten Steuerströme erreichen die E-Ventil für die Regelung der Stoßdämpferhärte nach dem optimalen Wert.

Elektronische Regelung der Radaufhängungen

Die Radaufhängungen Sky Hook werden von einer Elektronik im Kofferraum geregelt. Die Elektronik arbeitet selbstständig, d.h., ihre Funktionen benutzen nicht das Netz C-CAN oder B-CAN.

Hiervon ausgenommen ist das Signal für die diskrete Leitung "VS" NFR/NBC für die Hardware-Wiederholung des Signals für Fahrzeuggeschwindigkeit an folgende Elektroniken:

  • SCS (geregelte Radaufhängungen)
  • CSG (Elektronik der Servolenkung)
  • CAF (Elektronik Leuchtweitenregelung)
  • CTA (Elektronik Schiebedach).

 

Quelle: Lancia eLearn CD ® all rights reserved

Zitat von racing aus dem Viva-Lancia Forum:

"Also, ich versuchs mal in wenigen Sätzen zu beschreiben.
Das System besteht aus 3 Aufbaubeschleunigungssensoren, 2 Radsensoren sowie

einem Querbeschleunigungssensor.( Diesen lassen wir hier bei der Betrachtung ausser acht
da für Vertikalbewegung nicht relevant )

Ziel ist den Aufbau so ruhig wie möglich zu halten. Dazu errechnet das Steuergerät aus den Daten
der Aufbaubeschleunigung und der Radbeschleunigung ( Differenz der beiden Werte ) die benötigte
Kraft um den Aufbau ruhig zu halten.
Hierzu werden desweiteren entsprechende Parameter bei der Abstimmung des Fahrzeugs festgelegt
um den sagen wir mal den Grad der Dämpfung ( in Abhängigkeit von Fahrzeuggewicht Lagern Puffern Federn etc
festzulegen.
d.h. zunächst einmal ist die Skyhookregelung unabhängig von der Fahrzeughöhe.

Allerdings spielt natürlich neben anderen Faktoren die Federrate eine gewisse Rolle bei der Festlegung
der Parameter.

Wenn die Federrate sich nicht dramatisch ändert sollte alles soweit wie bisher funktionieren.

Unabhängig von der Skyhookregelung kommt natürlich ein grundsätzliches Thema zum tragen.
Duch die Höhenänderung verschiebt sich der Verhältnis von Ein- und Ausfederweg und nicht zuvergessen
setzen die Druckanschläge früher ein. Dies kann dann zu Komforverschlechterung führen ( gilt aber auch für
Standarddämpfer)

Jetzt, achtung, kommen viele auf die Idee diese Puffer zu kürzen. Davon ist abzuraten da dann die Gefahr besteht
das der Kolben ( Kolbenstange ) zu weit einfedert und das Bodenventil ( bei 2-Rohrdämpfern wie Thesis ) zerstört.
Nicht ganz billig dieser Effekt.
Bei 1-Rohrdämpfern gilt das Gleiche. Hier ist dann der Trennkolben massiv in Gefahr.

Sind doch ein paar Sätze mehr geworden, aber ich hoffe ein wenig Klarheit hinein gebracht zu haben."   11. April 2011

translate site

Besucher

843914
HeuteHeute243
GesternGestern1268
Diese WocheDiese Woche4234
Dieser MonatDieser Monat22598
AlleAlle843914

Besucher online

Aktuell sind 105 Gäste und keine Mitglieder online

Zufallsbild

connected to