Development, simulation and validation of
an active chassis system model

En la actualidad, los vehículos de pasajeros ya ofrecen al conductor la posibilidad de cambiar el comportamiento dinámico del vehículo entre modos de respuesta deportiva y modos enfocados al confort de marcha. Sin embargo, se espera que ante el progreso que vive el mundo del automóvil hacia la conducción autónoma e inteligente, la distinción entre comportamientos dinámicos sea cada vez mayor. En este contexto, soluciones innovadoras como los sistemas de chasis activo permiten minimizar el conflicto de intereses entre deportividad y confort gracias a su capacidad de modificar la respuesta dinámica del vehículo. Esta tesis aborda la descripción y el modelado de dos diseños de suspensión activa, el primero basado en un amortiguador electrohidráulico (EHS) y el segundo en una barra estabilizadora electromecánica (EMS). Para modelar ambos actuadores, primero se realiza un estudio integral de los mismos, concibiendo la estructura de los entornos de simulación e identificando los subcomponentes de cada sistema. A continuación, dichos subcomponentes se modelan y validan individualmente para, finalmente, ser integrados en los modelos de cada actuador. Para la verificación del EHS, se han llevado a cabo una serie de experimentos en simulación de carácter estático y dinámico, mientras que para la verificación y validación del EMS se han realizado un conjunto de mediciones experimentales en banco de ensayos sobre un prototipo del actuador. En resumen, se puede discurrir que ambos diseños aportan una mejora en el confort de marcha primario y secundario así como permiten una clara diferenciación en la respuesta dinámica del vehículo, posibilitando además la recuperación de energía. A pesar de ello, aún existe margen de mejora funcional, concluyendo esta tesis con un conjunto de recomendaciones de optimización para ambas tecnología basadas en el conocimiento adquirido durante la misma.

Nowadays, modern passenger vehicles can offer a differentiation between a sporty dynamic feedback and an enhanced ride comfort. However, the need for character differentiation is expected to strongly increase, motivated by the advancements towards autonomous and intelligent driving that the car industry is currently experiencing. In this context, innovative solutions such as active chassis systems have the potential to solve the emerging conflict of interests between sportiness and comfort due to their capability to modify the vehicle's dynamic response. This thesis addresses the description and physical modeling of two active chassis concepts, first on the basis of an active electrohydraulic damper strut (EHS), and second on the basis of an electromechanical active stabilizer (EMS). To model each system, primarily a comprehensive research is conducted, conceiving the structure of the simulation environment and identifying each actuator's subcomponents. Afterwards, these subcomponents are individually modeled, separately validated and consecutively build up together to attain the simulation models for both technologies. To verify the EHS model, a set of static and dynamic simulation based tests are conducted and appraised. On the other hand, to verify and validate the EMS model, a series of experimental tests are performed with a prototype actuator at the available test bench. In summary, it can be concluded that both systems provide improved primary and secondary ride comfort as well as a stronger vehicle character distinction than currently offered chassis technologies, additionally enabling an energy recovery potential. Nevertheless, there is still scope for functional improvement. Therefore, this work ends with several actuator optimization suggestions based on the knowledge acquired during this thesis.