Das kundenspezifische System, bestehend aus 4 Miniatur-elektromagnetischen Aktuatoren in Verbindung mit einem dedizierten Vier-Kanal-Controller, ist konzipiert, um praktische Lösungen für Ingenieure zu bieten, die eine verbesserte Anpassungsfähigkeit in der Automobilindustrie suchen. Dieses kundenspezifische System ermöglicht Echtzeitanpassungen der Stoßdämpfer vom Fahrzeug aus - eine Funktion, die maßgeblich dazu beitragen kann, die Fahrwerksdynamik für verschiedene Straßenbedingungen und Fahrpräferenzen zu feinabzustimmen.
Beste erreichbare Leistung
Schnelle hydraulische
Reaktion
Kompaktes
Design
Einfache
Integration
Problemdefinition und Vorgehensweise
Moderne Fahrzeugfederungssysteme müssen heute sowohl Flexibilität als auch Komfort bieten. Das Umschalten zwischen diesen Einstellungen ist möglich, indem die Dämpfereinstellungen oder die Fahrhöhe mithilfe elektronischer Bedienelemente im Auto, wie Tasten oder Touchscreens, geändert werden. Diese Steuerungen manipulieren ein Ventil oder eine Drossel im Stoßdämpfer und verändern so dessen Verhalten. Diese Anpassung macht sich dadurch bemerkbar, dass das Auto beim Fahren auf unterschiedlichen Straßenbelägen, beispielsweise auf Kopfsteinpflaster, weicher oder härter reagiert. Die meisten Autos bieten drei Einstellungen: „Komfort“, „Normal“ oder „Sport“.
Kundenspezifische Aufhängungssysteme mit einstellbaren Stoßdämpfern, die in der Vergangenheit auf manuell betätigten mechanischen Ventilen beruhten. Diese Ventile mussten unter der Motorhaube des Autos mit Werkzeugen wie einem Inbusschlüssel eingestellt werden. Dies bedeutete, dass Anpassungen während der Fahrt nicht möglich waren.
Die nächste Generation von Aftermarket-Aufhängungssystemen zielt darauf ab, diese Einschränkung zu beseitigen, indem sie eine Anpassung der Stoßdämpfer vom Fahrzeuginneren aus ermöglicht. Als Reaktion auf diese Herausforderung entwickelte unser Team eine Lösung, die sich nahtlos in bestehende Plattformen integrieren lässt und den Herausforderungen von Automobilumgebungen standhält.
Verschiedene technische Diskussionen führten zu der strategischen Entscheidung, die MMA-Technologie (Moving Magnet Actuator) zur Steuerung von Hydraulikventilen einzusetzen. Für dieses Projekt war die Integration eines kompakten elektromagnetischen hydraulischen Ventilantriebs in das System erforderlich, zusammen mit einer vierkanaligen elektromagnetischen Antriebssteuerung (einer für jedes Rad).
Die Integration der MMA-Technologie in den Hydraulikkreislauf des Stoßdämpfers stellte die kompakteste Lösung dar und gewährleistete eine optimale Stoßdämpferleistung. Die größte Herausforderung bestand darin, den reibungslosen Betrieb des MMA in Hydraulikflüssigkeiten zu ermöglichen und dynamisch schwankenden Hydraulikdrücken je nach unterschiedlichen Straßenbedingungen standzuhalten.
Projektergebnisse
Im Hinblick auf den elektronischen Steuerungsaspekt wurde ein spezialisierter 4-Kanal-Stromregler entwickelt. Dieser Regler verfügte über 2 Drehschalter, von denen jeder 10 verschiedene Einstellungen bot und so eine individualisierte Steuerung über die Konfigurationen der vorderen und hinteren Stoßdämpfer gewährleistete.
Umfangreiche Labortests bestätigten die Stabilität und Zuverlässigkeit des hydraulischen Ventilregler-Aktuators innerhalb der Stoßdämpfereinheit. Externe Sensoren wurden eingesetzt, die das System erhöhten Temperaturen aussetzten, um Worst-Case-Szenarien zu replizieren.
Über einen Zeitraum von 2 Jahren wurde ein umfangreicher Feldtest durchgeführt, indem der MMA-Aktor und die Mehrkanal-Elektronik in einen BMW M3 Sportwagen integriert wurden. Das Feld bestand aus etwa 40.000 km Fahrten unter unterschiedlichen Bedingungen. Bemerkenswerterweise zeigte das System während dieser Zeit fehlerfreie Leistungen, ohne dass Probleme identifiziert wurden.
Als Ergebnis wurde das Produkt des Aufhängungssystems erfolgreich auf den Markt gebracht und betonte den Erfolg dieses Projekts.
Motorparameter
Der Aktuator musste eine hydraulische Dichtfläche und ein genaues Führungssystem mit einem Hub von 5 mm ermöglichen. Er musste einer anspruchsvollen Umgebung von Hydrauliköl bei einem maximalen Druck von 19 bar standhalten. Darüber hinaus musste der Aktuator eine präzise Positionsregelung ohne Abhängigkeit von externen Sensoren aufrechterhalten, selbst bei Umgebungstemperaturen von bis zu 100 Grad Celsius.
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