Startseite > Automotive > Assistenzsysteme > Mehrstufiges Validierungsverfahren moderner Bremssysteme

Bremsentwicklung bei Hitachi Astemo

Mehrstufiges Validierungsverfahren moderner Bremssysteme

25. März 2024, 8:22 Uhr | Irina Hübner

Hitachi Astemo verfolgt für die Validierung seiner Bremssysteme eine mehrstufige Strategie, die neben mechanischen Komponenten und Motoren auch das Hardware- und Software-System umfasst. Ein Überblick über die Test- und Validierungsverfahren in der Bremsenentwicklung bei Hitachi Astemo.

▶ Diesen Artikel anhören

Die Digitalisierung sowie die Trends zu E-Mobilität und software-geprägtem Fahrzeug beeinflussen auch die Entwicklung von Bremssystemen. Ihre Komplexität und die Vernetzung mit anderen Systemen im Auto steigen: So sorgen moderne Bremsen nicht nur für sicheres Bremsen, sondern übernehmen auch eine wichtige Rolle beim automatischen Einparken. Sie sind mit Brake-by-Wire-Technologien vernetzt und tragen maßgeblich zu Fahrzeugdynamik und Komfortgefühl bei.

Jobangebote+ passend zum Thema

Regional Key Account (m/w/d) für Elektronische Bauteile

KOA Europe GmbH, Dägeling

Alle Jobangebote im Elektroniknet Karrierebereich anzeigen

Phasenübergreifende Validierung

»Leistungsstarke Bremsen sind wichtige Wegbereiter für hochautomatisiertes Fahren«, sagt Thibault Hoguet, Global Head of Engineering Test & Validation, Brake Business Unit, und Manager des Pariser Hitachi-Astemo-Werkes.

»Sie sollen sich leicht in eine zentrale und/oder zonale E/E-Architektur einpassen und nahtlos mit Brake-by-Wire-Technologien zusammenarbeiten. Sind sie gut konzipiert und gebaut, vereinfachen moderne Bremssysteme die Fahrzeugmontage und Wartung. Trotz steigender Komplexität muss die Sicherheit von Bremssystemen und ihr präzises Funktionieren natürlich jederzeit gewährleistet sein. Hitachi Astemo validiert seine Bremsen deshalb von einzelnen Komponenten bis hin zum vollständigen System mit vier Bremsen – und das über verschiedene Entwicklungs- und Produktionsphasen hinweg.«

Impressionen aus der Bremsentwicklung von Hitachi Astemo

Alle Bilder anzeigen (11)

Validierung beim Produktdesign

Das Engagement von Hitachi Astemo für die Sicherheit beginnt bereits in der Entwurfsphase. Das Unternehmen nutzt hier Simulationen, um das Produktdesign zu optimieren und beispielsweise gute Werte für Geräusch und Vibrationen zu erreichen. Effiziente Funktionalität und hoher Benutzerkomfort sind dabei das Ziel. Ein leistungsfähiges Rechenzentrum unterstützt die Simulationen und macht sie mit Hilfe von KI besser und schneller. Bereits an diesem Punkt werden Modelle einbezogen, die schwierige Bedingungen für Bremssysteme abbilden. So können herausfordernde Situationen schon früh im Design berücksichtigt werden.

Validierung von Materialien

Für die Sicherheit einer Bremse ist die Qualität ihrer Materialien essenziell. Zentrale Prüfelemente dafür sind bei Hitachi Astemo Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Dauerhaltbarkeit und Sicherheit. Das Unternehmen nutzt hier für optische Prüfungen Mikroskope und Rasterelektronenmikroskope mit Röntgenanalyse. Damit lassen sich Werkstoffe sehr detailliert analysieren – bis hin zum Nachweis bestimmter chemischer Elemente.

Mit elektrochemischen Prüfungen werden Korrosionsverhalten von Bremsscheiben und -belägen charakterisiert. Zug- und Druckprüfungen an Gummi- und Kunststoffmaterialien testen deren Haltbarkeit. Die Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Umgebungen nimmt Hitachi Astemo in Salzsprühkammern unter die Lupe.

NVH-Validierung (Noise, Vibration, Harshness)

NVH-Techniken sorgen für ein ruhiges, komfortables Fahrerlebnis. Um das zu erreichen, nutzt Hitachi Astemo in seinem Pariser Werk Rollenprüfstände, die das Fahren auf der Straße simulieren. So lassen sich Quietschgeräusche und strukturelles Verhalten analysieren. Eine reflexionsarme Akustik-Kammer dient dazu, Betriebsgeräusche für kritische Komponenten auszubalancieren. Im Strukturlabor misst Hitachi Astemo Frequenzen, um Komponentenschwingungen besser zu verstehen. Außerdem werden Fahrzeugumgebungen für Geräuschanalysen auf Systemebene simuliert und Mikrobewegungen überwacht.

Leistungsvalidierung

Die Performance eines Bremssystems zeigt sich in der Zuverlässigkeit, Dauerhaltbarkeit und Leistungsfähigkeit. Nur damit kann es die Sicherheit aller Passagiere unter allen Betriebsbedingungen gewährleisten. Hitachi Astemo unterzieht seine Produkte hier auf Prüfständen extremen Bremstests mit Scheibentemperaturen von über 700 Grad Celsius, um nicht nur höchste Sicherheit, sondern auch die bestmögliche Leistung zu erreichen.

Weitere Tests haben zum Ziel, das trockene Restschleifmoment zu minimieren, die Effizienz zu erhöhen sowie CO2- und Staubemissionen zu reduzieren. Vibrationstests gewährleisten, dass Bremsscheiben nicht brechen oder sich lockern.
Außerdem werden Drehmoment, Hydraulik und Feststellbremse Dauerhaltbarkeitsprüfungen unterzogen. Funktionstests auf selbst entwickelten Prüfständen validieren Teilfunktionen in der Feinmechanik.

Software- und System-Validierung

Die Systemvalidierung gewährleistet die korrekte Integration von mechanischen, Software- und Hardwarekomponenten. Die Software wird dabei gemäß ASPICE-Prozess und ISO 26262-Normen validiert. Hitachi Astemo verwendet SIL-Prüfstände (Software in the Loop) und HIL-Tests (Hardware in the Loop), um unter verschiedenen klimatischen Bedingungen Robustheit und Leistung sicherzustellen. Die Validierung der Smart Brakes umfasst dabei Tests von mechanischen Komponenten, Motoren, Hardware und Software. Ein spezielles Hardware-Labor gewährleistet die Beherrschung und Optimierung der Produkte.

Validierung am Fahrzeug

Schließlich werden wichtige Validierungen noch unter realen Bedingungen
am Fahrzeug durchgeführt. Dazu gehören beispielsweise:

Bremsenleistung
Laufleistung der Bremsbeläge
NVH-Verhalten unter realen Bedingungen
APB-Funktionalität (Automated Parking Brake)
Software für die EPB-Steuerung (Electric Parking Brake)

Darüber hinaus werden unter gesicherten Bedingungen Tests auf besonderen Strecken und öffentlichen Straßen sowie spezielle Erprobungsfahrten auf ausgewählten öffentlichen Straßen und in speziellen Testzentren durchgeführt – für ergänzende Validierungen unter realen Bedingungen.