Während sich Autos zu rollenden Computern entwickeln, ermöglichen Innovationen wie Aufhängungen, die sich selbstständig an die Straßenverhältnisse anpassen können, und Motoren mit unübertroffener Präzision neue Möglichkeiten.

MOZA, ein Entwickler von Kardanringen und Simracing Equipment, treibt diese Entwicklung voran. Dank seines Wissens über präzises haptisches Feedback hat sich MOZA mit Technologien befasst, die das Herzstück moderner Direktantriebe und Automobile bilden.

Seit 2018 investiert das Unternehmen in die Entwicklung eines aktiven Federungssystems mit unabhängigen Aktuatoren zur Verbesserung von Fahrkomfort und Stabilität. Dieses System wird nun in aufstrebenden Bereichen wie dem autonomen Fahren eingesetzt. Darüber hinaus ist MOZA Pionier bei der Entwicklung fortschrittlicher Direktantriebsmotoren, Rotoren und Force-Feedback-Software für den Simulationsmarkt.

Durch Fortschritte in der Materialwissenschaft sowie der Hardware- und Softwareentwicklung positioniert sich MOZA an der Schnittstelle zwischen nachhaltiger Mobilität und einem immersiven Metaversum.

Die Vorteile der Direktantriebstechnologie

Direktantriebssysteme bieten gegenüber herkömmlichen Riemen- und Zahnradgetrieben erhebliche Vorteile. Durch die direkte Kopplung des Motors an die Abtriebswelle kommt es zu keiner mechanischen Verzerrung oder Leistungsstreuung. Dies ermöglicht eine beispiellose Drehmomentpräzision und Reaktionszeiten im Mikrosekundenbereich statt im Millisekundenbereich.

Schauen wir uns insbesondere die MOZA Direktantriebs Lenkradbasen an:

Durch die Nutzung einer Reihe proprietärer Innovationen von fortschrittlichen Materialien bis hin zu Software erschließen die MOZA Direktantriebs Lenkradbasen das volle Potenzial dieser Technologie.

Ihre Flaggschiff-Servomotoren R21, R16 und R12 erzeugen branchenführende und anhaltende Drehmomente von 21 Nm, 16 Nm bzw. 12 Nm. Die Rohleistung wird dann durch Fortschritte im Rotordesign und in den Steuerungsalgorithmen verfeinert.

Hier sind einige der wichtigsten Merkmale der MOZA Direktantriebs Lenkradbasen:

Präzise Antriebssysteme mit hohem Drehmoment

Die direkt angetriebenen Servomotoren von MOZA erreichen durch die Optimierung elektromagnetischer und mechanischer Subsysteme bemerkenswert hohe Drehmomente. Die 12-36-poligen, schräg angeordneten Neodym-Permanentmagnetrotoren verfügen über eine patentierte Schrägsegmentierung zur Minimierung von Rastmomenten und zur gleichmäßigen Drehmomentabgabe.

In Kombination mit Sensormodulen in Luft- und Raumfahrtqualität und profilierten Kupferkonzentratorwicklungen wird das Drehmoment über den gesamten Betriebsbereich von 0 bis 350 U/min übertragen. Der einheitliche elektromechanische Ansatz ermöglicht eine Reaktionspräzision, die von vergleichbaren Produkten nicht erreicht wird.

Diese Technologie ist im Tesla Model S zu finden und hilft dem Fahrzeug mit über 1.000 PS, in weniger als zwei Sekunden auf 60 Meilen pro Stunde zu kommen.

Rotorschutz aus Kohlefaser

Um einen allmählichen Leistungsabfall durch Rotorüberhitzung zu verhindern, verwendet MOZA in seinen hochpräzisen Direktantriebs-Simulationsmotoren eine Kohlefaserhülle. Mit einem über 70-mal höheren Zugmodul als herkömmliche Vliesstoffe behält dieses Material aus der Luft- und Raumfahrt seine strukturelle Integrität über Millionen von Hochgeschwindigkeitsumdrehungen hinweg und ermöglicht so die für immersive virtuelle Rennen erforderliche, anhaltende Leistung.

Das unidirektionale Kohlefaserlaminat weist zudem eine geringe elektrische Leitfähigkeit auf und sorgt so für eine optimal gleichmäßige Magnetfeldgeometrie, ohne die Flussdichte zu verzerren oder leistungsmindernde Wirbelströme wie bei herkömmlichen Metallgehäusen zu induzieren. Dies ermöglicht dynamische Präzision und anhaltende Leistung für immersive virtuelle Rennerlebnisse.

Das spezielle Prepreg-Material aus Kohlefaser weist ein außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht auf, das fünfmal stärker ist als das von Stahl, und minimiert gleichzeitig die Interferenzen mit eingeschlossenen elektromagnetischen Komponenten.

Schrägstangentechnologie

Im Jahr 2021 erlebte die Welt des Simracings einen Innovationssprung mit der erstmaligen Implementierung der hochmodernen Schrägpoltechnologie in Motoren. Die patentierte Schrägpolmotortechnologie des MOZA R21 ermöglichte verbesserte Präzisionsdirektantriebe und setzte einen neuen Standard, der später von den Modellen MOZA R16 und R12 übernommen wurde.

Die Schrägpoltechnologie (Slanted Pole Technology) stellt eine Abweichung von der traditionellen Einheitlichkeit von Motorrotorkonstruktionen dar. Der Rotor des MOZA R21-Motors zeichnet sich durch ein innovatives Design aus, das in unregelmäßige Abschnitte unterteilt ist, die jeweils in einem präzisen Winkel geneigt sind. Dieser einzigartige Ansatz der Rotorstruktur reduziert das Rastmoment, die Drehmomentwelligkeit, elektromagnetische Vibrationen und den allgemeinen Geräuschpegel des Motors erheblich.

Proprietäre NexGen Force Feedback-Firmware

Die MOZA R21, R16 und R12 zeichnen sich durch ihren robusten Direktantrieb und die umfassende Softwareunterstützung aus. Die Simulation eines realistischen Fahrgefühls erfordert eine fortschrittliche Echtzeit-Softwaresteuerung. Um dies zu erreichen, nutzt die NexGen Force 2.0-Firmware von MOZA einen 280-MHz-Prozessor, der pro Sekunde über 10.000 Drehmomentparameter liefert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Force-Feedback-Kommunikation nahezu gleichzeitig aufgebaut wird, was zu praktisch keiner dynamischen Reaktionsverzögerung führt.

Ein deterministischer Echtzeitkernel ermöglicht die präzise Planung von Sensorerfassung, Signalverarbeitung, Physikmodellierung und haptischen Ausgabepaketen innerhalb von Mikrosekunden. Diese extreme Optimierung erzeugt ein organisches Force Feedback, das von einem realen Fahrzeug nicht zu unterscheiden ist. Diese Innovation ist über alle MOZA Lenkradbasen hinweg über praktische Firmware-Updates zugänglich und macht einen Hardwareaustausch überflüssig.

Mehrstufiger Signalabgleich

Die Abbildung simulierter Physik in haptische Empfindungen erfordert die Extraktion von Signalen aus Rauschen. Die NexGen-Firmware nutzt digitale Multi-Rate-Signalverarbeitung, um Straßenbeschaffenheit und Traktionsverlust aus dem Vibrationsspektrum zu dekodieren.

Die mehrstufige digitale Signalverarbeitung isoliert elektrische und mechanische Verzerrungen, bevor ein adaptiver Filter die Eingangsdaten mit der Software-Fahrzeugphysik abgleicht, um ein realistisches, synchronisiertes Force Feedback zu erzielen. Dieser mehrstufige Ansatz bewahrt hochfrequente Details wie seitliche Verschiebungen und sorgt gleichzeitig für eine gleichmäßige Ausgabe für optimale Spielbarkeit.

Modellprädiktive Regelungsalgorithmen

Die Umwandlung eines abgestimmten Vibrationssignals in realistisches haptisches Feedback erfordert physikalische Simulation und Optimierung. Die NexGen-Firmware erstellt ein virtuelles Fahrzeugmodell, das mithilfe von Sensortelemetrie das reale Verhalten vorhersagt.

Ein modellprädiktiver Regler berechnet dann optimale Drehmomentsignale, um die erwartete Reaktion abzustimmen. Dabei werden Vektoren wie geschwindigkeitsabhängige Dämpfung und latenzfreie Trägheitseffekte in Echtzeit manipuliert. Spieler können die Einstellungen vollständig anpassen, von der grundlegenden Force-Feedback-Größe, Dämpfung, Reibung und natürlicher Trägheit bis hin zu MOZAs einzigartiger Force-Feedback-Kurve, dem Road-Feel-Equalizer, der geschwindigkeitsabhängigen Dämpfung und dem Freihandschutz.

MOZA wagt sich mit aktiven Federungstechnologiesystemen in das intelligente Fahren

MOZA baut auf seiner Expertise in präzisen elektromechanischen Systemen und immersiver Kinetik auf und präsentierte kürzlich einen Prototypen aktiver Fahrwerkstechnologie für die Automobilindustrie. Dieses innovative System verfügt über separate elektronisch gesteuerte Hydraulikantriebe für jedes Rad, um die Fahrqualität in Echtzeit zu optimieren.

Integrierte Beschleunigungs-/Lagesensoren gepaart mit prädiktiven Algorithmen steuern die Aktuatoren für maximalen Komfort und Stabilität. Mit Funktionen wie der Reduzierung der Seitenneigung und der Vermeidung von Reisekrankheit soll diese dynamische Fahrwerksregelungsplattform die Sicherheit erhöhen und das Fahrerlebnis individuell gestalten.

Fahrzeugfederungssysteme

Da sich Fahrzeuge zunehmend aktiv an die Straßenverhältnisse anpassen, anstatt passiv zu reagieren, entwickeln sich die Fahrwerkstechnologien immer weiter. Anstelle einfacher Federn und Dämpfer können neue Systeme die Dämpfung und Steifigkeit jedes Rades unabhängig voneinander in Echtzeit steuern und so bahnbrechende Verbesserungen bei Fahrqualität, Handling und Fahrgastkomfort ermöglichen.

Grundlegende Federungssysteme haben sich nur langsam weiterentwickelt und sind schrittweise von festen Dämpfungswerten zu manuell einstellbaren Stoßdämpfern übergegangen. Mit dem Aufkommen moderner Materialien und elektronischer Steuerung sind nun jedoch bahnbrechende Veränderungen möglich.

Hier sind einige der Typen:

Passive Aufhängungen

Die einfachsten Federungssysteme verwenden Schraubenfedern mit fester Federrate und passive Stoßdämpfer, um Stöße abzufedern. Passive Systeme sind auf einen Kompromiss zwischen Fahrkomfort und Handling abgestimmt und können sich nicht an wechselnde Straßenbedingungen oder Fahrsituationen anpassen.

Semiaktive Aufhängungen

Modernere semiaktive Fahrwerke verfügen über einstellbare Stoßdämpfer, die die Radbewegungen variabel dämpfen können. Durch die Modulation der Dämpfungsstufen ermöglichen sie eine Anpassung in Echtzeit. Ohne die Möglichkeit, die Steifigkeit unabhängig zu steuern, sind Leistungssteigerungen jedoch begrenzt.

Vollaktive Aufhängungen

Die leistungsfähigsten aktiven Federungssysteme ersetzen passive Federn durch elektronische Aktuatoren, die die Radbewegung je nach Bedarf dämpfen und aktivieren können. Dies ermöglicht eine völlig unabhängige Feinabstimmung von Fahrqualitätsfaktoren wie Wanken, Nicken, Einfedern und Eintauchen.

Audi & Mercedes

Audis vollaktive elektromechanische Federung
Das 48-V-System des Audi A8, bekannt als vollaktives elektromechanisches Federungssystem, treibt alle vier Räder einzeln an und verwendet für jedes Rad einen eigenen Motor.

48V E-ACTIVE BODY CONTROL von Mercedes-Benz
Der neue Mercedes-Benz GLE führte das aktive Federungssystem 48V E-ACTIVE BODY CONTROL ein, das eine präzise Steuerung der Dämpfung jedes Rads ermöglicht, um Vibrationen, Hüpfen und Kompression während der Fahrzeugbewegung entgegenzuwirken.

Aktive Federungssysteme passen sich aktiv in Echtzeit an, indem sie die Kompressions- und Dämpfungsstufen jedes Rades mithilfe elektronischer Aktuatoren unabhängig voneinander steuern. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

Laufruhe : Sorgt durch präzise Ventilabstimmung für komfortables Fahren auf unebenem Gelände.

Verbesserte Stabilität : Reduziert die Neigung, das Einsinken und das Eintauchen der Karosserie durch Ausgleich der auf das Fahrgestell wirkenden Kräfte.

Bewegungskomfort: Lindert Reisekrankheit durch Frequenzfilterung und subtile Anpassungen.

Entertainment-Integration: Erleben Sie während der Fahrt sicher dynamische 4D-Filme und erleben Sie so das ultimative Unterhaltungserlebnis.

MOZA hat sein Fachwissen im Bereich präziser elektromechanischer Systeme genutzt, um einen fortschrittlichen Prototyp einer aktiven Federung zu entwickeln, der neue Möglichkeiten für die digitale Fahrwerkssteuerung demonstriert.

Echtzeit-Betätigungssubsystem

Das Herzstück des Systems bilden separate, elektronisch gesteuerte Hydraulikaktuatoren für Druckstufe und Dämpfung, die eine völlig unabhängige Steuerung jedes Rades ermöglichen. In Kombination mit einer Reihe von Beschleunigungs-, Federweg- und Trägheitssensoren lässt sich die Fahrzeugbewegung in Millisekunden anpassen. Diese innovative Technologie wird derzeit in einer Reihe gängiger Fahrzeugmodelle mit einem Gewicht zwischen 1,2 und 3,5 Tonnen eingesetzt.

Modellprädiktive Regelungsalgorithmen

Fortschrittliche Physiksimulationen und tiefgreifende Reinforcement-Learning-Algorithmen steuern die Radantriebe, um das Fahrgefühl in Echtzeit zu optimieren. Ob Anpassung der Dämpfung an Geländebedingungen oder Ausgleich der Seitenneigung in scharfen Kurven – die aktive Architektur des MOZA maximiert Leistung, Komfort und Sicherheit.

Über Simracing hinaus erstreckt sich die digitale Fahrwerkstechnologie von MOZA auf Bereiche wie autonomes Fahren, ferngesteuertes Fahren und intelligentes Fahrertraining. Die in Zusammenarbeit mit einem namhaften Automobilhersteller entwickelte Fernfahrplattform wurde auf der Shanghai Expo 2023 offiziell vorgestellt.

Eine Ära der Durchbrüche einläuten

MOZA hat sich seit über einem Jahrzehnt als Lösungsanbieter für Kamera-Gimbals und Simracing Ökosysteme etabliert und setzt dabei auf technische Exzellenz und benutzerzentriertes Design. Dieser Grundgedanke, der auf ultimativem Realismus und höchster Kontrolle basiert, bleibt auch bei der Expansion des Unternehmens in ergänzende Technologien bestehen.

Jüngste Investitionen in Forschung und Entwicklung zeigen MOZAs Engagement für kontinuierliche Verbesserung durch die Umsetzung neuer Mobilitätsfortschritte in verbesserte Simulationserlebnisse.

Anstatt den Fokus zu verwässern, ergänzt MOZAs parallele Weiterentwicklung von simulierter und realer Mobilität seine Mission, ein beispielloses Erlebnis zu ermöglichen. Mit der Weiterentwicklung des Transportwesens entwickeln sich auch die von den Kunden geforderten Erlebnisse weiter. Da der Markt für Elektrofahrzeuge voraussichtlich eine Billion Dollar erreichen wird, ist nur noch Luft nach oben.

Durch die Festigung seiner Fachkompetenz an dieser Schnittstelle sichert MOZA seinen anhaltenden Ruf als Elite-Wahl sowohl für professionelle Rennfahrer, die auf der Jagd nach der letzten Millisekunde Leistung sind, als auch für Pendler, die sich entspannen möchten, während ihr Auto durch den Verkehr gleitet.

Von E-Sport bis hin zu selbstfahrenden Autos erwarten Menschen zunehmend, dass Technologie die Möglichkeiten erweitert. Als etablierter Pionier will MOZA diese neuen Äras mitgestalten, indem es grundlegende Bausteine ​​für revolutionäre Mobilität und Metaverse-Immersion liefert. So wie sich jede kleine Verbesserung im Rennsport mit der Zeit auszahlt, wird auch MOZA durch nachhaltige Innovationen im Zuge dieser beschleunigten Transformationen eine positive Position einnehmen.