Kürzlich wurde Teslas Patentanmeldung mit dem Titel „Suspension Actuator System for a Vehicle“ vom US-amerikanischen Patent- und Markenamt genehmigt. Das Patent schlägt eine hybride aktive Federungslösung vor, die eine aktive Motorantriebssteuerung mit passiven Federungskomponenten kombiniert, um den Komfort des Fahrzeugs zu verbessern und den Energieverbrauch beim Durchfahren von Schlaglöchern zu senken.
Laut Patentbeschreibung besteht das gesamte Federungssystem aus vier Teilen: aktiven Aktuatoren, passiven elastischen Elementen, adaptiven Stoßdämpfern und parallelen Luftfedern.
Das System treibt den Antriebsriemen über den Elektromotor an, treibt den Kugelmutter- und Schraubenmechanismus an, passt die Länge des Federbeins in Echtzeit an und steuert präzise das Anheben und Absenken des Rads, um Straßenunebenheiten auszugleichen.
An Bord befindliche Beschleunigungsmesser und Radpositionsmonitore übermitteln die Daten an die Fahrwerkssteuerung, die diese sofort verarbeitet und Stellbefehle an die Elektromotoren sendet.
Der Kernaufbau dieser Lösung besteht darin, dass neben dem aktiven Aktuator eine Luftfeder parallel geschaltet ist und die Luftfeder den Großteil des statischen Körpergewichts trägt. Der aktive Aktuator muss nicht ständig der Schwerkraft widerstehen, sondern konzentriert sich darauf, schnell auf Straßenänderungen zu reagieren.
Kleinere Unebenheiten auf normalen Straßenoberflächen werden durch passive elastische Elemente und adaptive Stoßdämpfer absorbiert, während aktive Aktuatoren erst bei größeren Unebenheiten wie Schlaglöchern und Bodenschwellen eingreifen.
Beim Durchfahren dichter und durchgehender Schlaglöcher hebt sich das Fahrzeug weiter an. Bei vereinzelten, nicht durchgängigen Schlaglöchern hebt es sich kurzzeitig an und kehrt dann in einen Zustand mit geringem Widerstand zurück.
Aus Sicht der Fahrzeugarchitektur kann diese Lösung unnötige Energieverluste reduzieren und die Lebensdauer der zugehörigen Komponenten verlängern.
Aus Sicht des Fahrerlebnisses kann es nicht nur die Unannehmlichkeiten durch Unebenheiten und hochfrequente Straßengeräusche reduzieren, sondern dem Fahrer auch eine präzisere Kontrolle beim Abbiegen oder Beschleunigen ermöglichen.
Darüber hinaus hat Tesla bereits ein „Road Roughness Map“-Patent (Patent Nr. US12594806B2) veröffentlicht. Die Karte wird aus Millionen von Datenpunkten erstellt, die von Fahrzeugsensoren gesammelt werden. Wenn jedes Fahrzeug auf eine große Unebenheit stößt, werden Positionsdaten und Daten zur Federungsbewegung hochgeladen und an alle Tesla-Fahrzeuge weitergegeben.
Wenn das neue Patent mit der Straßenunebenheitskarte kombiniert wird, entsteht ein relativ vollständiger Prozess zur Steuerung der Aufhängung: Das Fahrzeug erkennt zunächst anhand der gemeinsamen Karte die Straßenbedingungen vor ihm, und dann passt das neue patentierte System die Einstellung der Aufhängung schnell an. Der aktive Aktuator fährt die Federbeine ein und hebt die Räder vor dem Aufprall an, während die parallelen Luftfedern und adaptiven Stoßdämpfer die verbleibende Aufprallkraft absorbieren.
Dies bedeutet, dass das Fahrzeug mit der Einstellung der Federung beginnen kann, bevor es in das Schlagloch einfährt, anstatt zu warten, bis die Räder das Schlagloch erreichen, und sie dann passiv anzupassen.
Tesla hat noch keine Massenproduktionspläne für diese Technologie angekündigt und auch nicht bekannt gegeben, bei welchem Modell sie zuerst zum Einsatz kommen wird.