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Großer Wagen, kleinerer Ausstoß

Der Controlled Piston von FTE hilft Fahrzeugen beim Sparen – und setzt dabei auf ECI-Motoren von ebm-papst


Mit einem V8-Lastwagen und einem SUV verbindet man gemeinhin Größe – und großen Verbrauch. Es gibt aber auch Modelle, die im Verhältnis zu Gewicht und Pferdestärken wenig Kraftstoff verbrauchen – und daher auch weniger Kohlendioxid ausstoßen.

Ein sogenannter Controlled Piston (CP) der Firma FTE automotive spielt bei diesen Fahrzeugen eine entscheidende Rolle beim Sparen. Die elektrohydraulische Stelleinheit sorgt überall dort, wo die Automatisierung hydraulischer Kupplungsvorgänge gefragt ist, für einen höheren Gesamtwirkungsgrad über einen weiten Druck- und Volumenbereich. Voraussetzung dafür ist ein exakter Antrieb – wie der ECI-Motor aus St. Georgen. Der ist sozusagen das „Controlled“ im Controlled Piston. Der ECI liefert eine ideale Ausgangsbasis für diese Anwendung, weil er hochdynamisch ist und damit Positionen sehr exakt anfahren kann.

Präzises Schalten im Truck

Beim Lastwagen kommt ein ECI 76.45 in der Schaltung zum Einsatz. Die vollautomatische Kupplung schaltet wesentlich schneller, präziser und ruckärmer als Vorgängermodelle. Das ist nicht nur angenehmer für den Fahrer, sondern spart auch Kraftstoff. So lässt sich durch frühes Herunterschalten an Steigungen die Geschwindigkeit halten, ohne mehr Sprit zu verbrauchen. Grundsätzlich treibt der Motor den Kolben des CP nur dann an, wenn tatsächlich geschaltet wird. Beim pneumatischen Vorgängersystem hingegen musste ständig Druck zur Verfügung gestellt werden. Ohne die schnelle und exakte Ansteuerung durch den ECI-Motor wäre das undenkbar.

Doch der muss dafür auch einiges aushalten: Vibrationen und Hitze sowie Kälte auf unendlich vielen Kilometern. „Der Truck kommt im Laufe seines Lebens auf Millionen von Schaltzyklen“, erläutert Peter Metzger, Vertriebsleiter Automotive bei ebm-papst in St. Georgen, die Herausforderung. „Über die gesamte Lebensdauer muss der Motor extreme mechanische und thermische Belastungen überstehen.“ Für diese Aufgabe ist der bürstenlose ECI-Motor bestens geeignet.

Auch die hochkomplexe Steuerung muss diese Belastungen aushalten. Die integrierte Elektronik ist eine gemeinsame Entwicklung von ebm-papst und FTE. Der Clou dabei ist die sogenannte „Flex-Technologie“: Die Leiterplatte kann in einem bestimmten Bereich um bis zu 180 Grad gebogen und zusammengefaltet werden. Dadurch konnte FTE automotive die Elektronik platzsparend in das CP-Modul integrieren.

Sanfte Übergänge beim Hybrid

Die intelligente Steuerung für den Einsatz des CP in großen Sportwagen stellte ebenfalls ein große Herausforderung dar. Das Ergebnis aus der Zusammenarbeit von FTE und den Entwicklern in St. Georgen: „Eine voll integrierte allradtaugliche Steuerung des gesamten Antriebsstrangs, die in unserer Steuerung zusammenläuft – und auf dem europäischen Markt einzigartig ist“.

Das CP-System betätigt in diesen Pkw die Trennkupplung und schaltet die unterschiedlichen Betriebsmodi. Der eingesetzte Parallel-Vollhybrid treibt die kraftvollen Fahrzeuge spritsparend, aber dank intelligenter Elektronik ohne Abstriche bei Leistung oder Fahrdynamik an. Dafür setzt die Steuerung entweder nur auf Verbrennungs- oder Elektromotor oder auf eine Kombination der beiden. So bewegt der Elektroantrieb das Fahrzeug im Stadtverkehr bis 50 Stundenkilometer emissionsfrei, hält aber auch auf der Autobahn beim sogenannten „Segeln“ die Geschwindigkeit. Benötigt der Fahrer spontan die volle Motorleistung, „boosten“ Verbrennungs- und Elektromotor gemeinsam. Die einzelnen Betriebszustände müssen eng aufeinander abgestimmt sein. Das leitet der CP als intelligente Steuerung, die so sanft schaltet, dass die Insassen davon nichts mitbekommen.

Im Herzen des Hybrid-CP treibt ein ECI 56.45 als Aktuator den Kolben an. Der kleine Bruder des Motors im Laster sitzt mit dem Modul im Radkasten und macht auch sonst nicht unangenehm auf sich aufmerksam. „Während der Entwicklung haben wir unterschiedliche Schmierfette ausprobiert, um die ohnehin geringe Geräuschentwicklung noch zusätzlich zu senken“, berichtet Metzger. So verhilft der kleine, intelligente Antrieb den Fahrzeugen nicht nur zu geringerer Emission, sondern auch zu größerem Fahrspaß.

Controlled Piston (CP)

Der elektrohydraulische Aktuator CP von FTE automotive ist eine Stelleinheit für den Einsatz in Kupplungen und Hybridanwendungen. Sie ermöglicht es, hochdynamische hydraulische Anwendungen im Bereich mobiler Antriebe zu realisieren.

Das zentrale Element des CP ist der bürstenlose Gleichstrommotor ECI aus St. Georgen. Er treibt eine Kugelumlaufspindel an, die einen Hydraulikkolben zur Druckerzeugung und Volumenverschiebung bewegt.

Die Vorteile des CP sind daher:

• hoher Gesamtwirkungsgrad

• hohe Dynamik

• innovative integrierte Elektronik

• niedrige Pulsation

• niedrige Geräuschentwicklung

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