自動車が走るコンピューターへと進化するにつれ、道路状況に自律的に適応できるサスペンションや比類のない精度を備えたモーターなどのイノベーションが新たな機能を可能にしています。

ジンバルとシミュレーションレーシング機器の開発会社であるMOZAは、この進化を推し進めています。精密な触覚フィードバックに関する知識を活用し、MOZAは現代のダイレクトドライブと自動車の中核を成す技術に進出しています。

同社は2018年以降、乗り心地と安定性を向上させる独立アクチュエーターを用いたアクティブサスペンションシステムの開発に投資しており、現在では自動運転などの新興分野への応用が進められています。さらに、MOZAはシミュレーション市場向けに、高度なダイレクトドライブモーター、ローター、フォースフィードバックソフトウェアの開発にも取り組んでいます。

MOZA は、材料科学、ハードウェアおよびソフトウェア エンジニアリングの進歩を通じて、持続可能なモビリティと没入型メタバースの交差点に位置づけられています。

ダイレクトドライブ技術の利点

ダイレクトドライブシステムは、従来のベルトとギアによるトランスミッションに比べて大きな利点を提供します。モーターを出力軸に直接結合することで、機械的な歪みや動力分散が発生せず、比類のないトルク精度と、ミリ秒単位ではなくマイクロ秒単位の応答時間を実現します。

具体的には、MOZA ダイレクトドライブベースを見てみましょう。

MOZA ダイレクト ドライブ ベースは、高度な材料からソフトウェアに至るまで、さまざまな独自のイノベーションを活用して、このテクノロジーの潜在能力を最大限に引き出します。

主力製品であるR21、R16、R12サーボモーターは、それぞれ21Nm、16Nm、12Nmという業界最高レベルの持続的なトルク出力を発揮します。さらに、ローター設計と制御アルゴリズムの進化により、その性能をさらに高めています。

MOZA ダイレクト ドライブ ベースの主な機能は次のとおりです。

精密高トルク動力システム

MOZAのダイレクトドライブサーボモーターは、電磁サブシステムと機械サブシステムの最適化により、驚くほど高いトルク出力を実現します。12～36極の傾斜内部ネオジム永久磁石ローターは、特許取得済みのスキューセグメンテーションを採用しており、コギングを最小限に抑え、スムーズなトルク伝達を実現します。

航空宇宙グレードのセンサーモジュールとプロファイル加工された銅濃縮巻線と組み合わせることで、0～350rpmの全動作範囲にわたってトルク伝達を実現します。統合された電気機械式アプローチにより、他の同等製品とは比類のない応答性と精度を実現します。

テスラ モデル S に搭載されているのはこの技術で、1,000 馬力以上で 2 秒以内に時速 60 マイルに達することができます。

カーボンファイバーローターシールド

MOZAは、ローターの過熱による性能の漸進的な低下を防ぐため、高精度ダイレクトドライブシミュレーションモーターにカーボンファイバースリーブを採用しています。この航空宇宙用素材は、一般的な不織布の70倍以上の引張弾性率を誇り、数百万回の高速回転においても構造的完全性を維持し、没入型バーチャルレースに必要な持続的な出力を実現します。

一方向カーボンファイバーラミネートは電気伝導性も低く、磁束密度を歪めたり、従来の金属製ケーシングのようにパワーを消耗させる渦電流を発生したりすることなく、最適な均一磁場形状を維持します。これにより、没入感のあるバーチャルレーシング体験を実現する、ダイナミックな精度と持続的な出力を実現します。

カスタム カーボン ファイバー プリプレグ材料は、スチールより 5 倍も強い優れた強度対重量比を備えながら、密閉された電磁コンポーネントとの干渉を最小限に抑えます。

傾斜ポールテクノロジー

2021年、シムレーシングの世界は、最先端のスラントポールテクノロジーをモーターに初めて採用したことで、革新的な飛躍を遂げました。特許取得済みのMOZA R21スラントポールモーターテクノロジーは、高精度ダイレクトドライブ機能の先駆けとなり、その後MOZA R16とR12に匹敵する新たな基準を確立しました。

スラントポールテクノロジー、またはスキューポール設計は、従来のモーターローター設計における均一性からの脱却を象徴しています。MOZA R21モーターのローターは、不規則な形状に分割され、それぞれが正確な角度で傾斜した革新的な設計を特徴としています。この独自のローター構造により、モーターのコギングトルク、トルクリップル、電磁振動、そして全体的な騒音レベルが大幅に低減されます。

独自のNexGenフォースフィードバックファームウェア

MOZA R21、R16、R12は、堅牢なダイレクトドライブと包括的なソフトウェアサポートが特徴です。リアルな路面感覚をシミュレートするには、高度なリアルタイムソフトウェア制御が必要です。これを実現するために、MOZAのNexGen Force 2.0ファームウェアは、毎秒10,000以上のトルク伝達パラメータを処理できる280MHzプロセッサを搭載し、フォースフィードバック通信をほぼ同時に確立することで、動的応答遅延を実質的にゼロに抑えています。

決定論的なリアルタイムカーネルにより、センサー取得、信号処理、物理モデリング、そして触覚出力パケットをマイクロ秒単位で正確にスケジューリングすることが可能です。この高度な最適化により、実車と見分けがつかない有機的なフォースフィードバックが実現します。この革新的な技術は、MOZAの全モデルでファームウェアアップデートを通じて利用可能であり、ハードウェアの交換が不要です。

多段階信号調整

シミュレーションされた物理特性を触覚感覚にマッピングするには、ノイズから信号を抽出する必要があります。NexGenファームウェアは、マルチレートデジタル信号処理を適用し、振動スペクトルから路面のテクスチャとトラクションロスイベントをデコードします。

多段デジタル信号処理により、電気的および機械的な歪みを分離し、適応型フィルターが入力データとソフトウェアの車両物理特性を調和させることで、リアルな同期フォースフィードバックを実現します。この多段アプローチにより、横方向の変位などの高周波ディテールを維持しながら、スムーズな出力を実現し、プレイアビリティを向上させます。

モデル予測制御アルゴリズム

調整された振動信号をリアルな触覚フィードバックに変換するには、物理​​シミュレーションと最適化が必要です。NexGenファームウェアは、センサーテレメトリを用いて現実世界の挙動を予測する仮想車両モデルを作成します。

モデル予測制御器は、想定される応答に合わせて最適なトルク信号を計算し、速度可変ダンピングや遅延のない慣性効果などのベクトルをリアルタイムで操作します。プレイヤーは、基本的なフォースフィードバックのサイズ、ダンピング、摩擦、自然慣性から、MOZA独自のフォースフィードバックカーブ、ロードフィールイコライザー、速度依存ダンピング、ハンズオフプロテクションまで、幅広い設定を自由にカスタマイズできます。

MOZA、アクティブサスペンション技術システムでインテリジェントドライビングに進出

MOZAは、精密電気機械システムと没入型運動学における専門知識を基に、自動車業界向けのアクティブサスペンション技術のプロトタイプを最近発表しました。この革新的なシステムは、各車輪に独立した電子制御油圧アクチュエーターを搭載し、乗り心地をリアルタイムで調整することを可能にします。

統合された加速度／位置センサーと予測アルゴリズムを組み合わせることで、アクチュエーターを制御し、快適性と安定性を最大限に高めます。ロール低減や乗り物酔い防止などの機能を備えたこのダイナミックシャシー制御プラットフォームは、安全性の向上とドライビングエクスペリエンスのカスタマイズを目指しています。

車両サスペンションシステム

車両が路面状況に受動的に反応するのではなく、能動的に適応するようになるにつれ、サスペンション技術はますます進化しています。単純なスプリングとダンパーではなく、新しいシステムは各ホイールの吸収力と剛性をリアルタイムで独立して制御できるため、乗り心地、ハンドリング、そして乗員の快適性において飛躍的な進歩を遂げています。

基本的なサスペンションシステムは、固定減衰率から手動で調整可能なショックアブソーバーへと徐々に移行し、比較的漸進的なイノベーションを遂げてきました。しかし、先進素材とバイワイヤ制御の登場により、より革新的な変化が可能になりました。

いくつかの種類を以下に示します。

パッシブサスペンション

最も基本的なサスペンションシステムは、固定レートのコイルスプリングとパッシブダンパーを使用して衝撃を吸収します。乗り心地の柔らかさとハンドリングのバランスを取るために調整されたパッシブシステムは、変化する路面状況や運転シナリオに適応することができません。

セミアクティブサスペンション

より高度なセミアクティブサスペンションは、ホイールの動きを可変減衰できる調整式ショックアブソーバーを採用しています。減衰レベルを調整することで、ある程度のリアルタイム適応を実現します。しかし、剛性を個別に制御できないため、パフォーマンスの向上は限られます。

フルアクティブサスペンション

最も高性能なアクティブサスペンションシステムは、受動的なスプリングを電子アクチュエーターに置き換え、必要に応じてホイールの動きを減衰・駆動します。これにより、ロール、ピッチ、スクワット、ダイブといった乗り心地の要素を完全に独立して微調整することが可能になります。

アウディとメルセデス

アウディのフルアクティブ電動サスペンション
フルアクティブ電気機械式サスペンション システムとして知られる Audi A8 48V システムは、各車輪に専用のモーターを採用し、4 つの車輪すべてを個別に駆動します。

メルセデス・ベンツの48V E-アクティブボディコントロール
新型メルセデス・ベンツ GLE には、48V E-ACTIVE BODY CONTROL アクティブサスペンション システムが導入され、車両の移動中に発生する振動、跳ね返り、圧縮を抑えるために各ホイールの減衰を正確に制御できるようになりました。

アクティブサスペンションシステムは、電子アクチュエーターを用いて各ホイールの圧縮レベルと減衰レベルを個別に制御することで、リアルタイムでアクティブに適応します。主なメリットは以下のとおりです。

乗り心地の滑らかさ: 正確なバルブ調整により、不整地でも快適な走行を実現します。

安定性の向上: シャーシに作用する力を相殺することで、車体の横揺れ、沈み込み、ダイブを軽減します。

モーションコンフォート:周波数フィルタリングと微妙な調整により乗り物酔いを軽減します。

エンターテイメントの統合:運転中に安全に 4D ダイナミック ムービーを体験し、究極のエンターテイメント体験をお楽しみいただけます。

MOZA は、精密電気機械システムの専門知識を活用して、デジタル シャーシ制御の新たな可能性を示す高度なアクティブ サスペンションのプロトタイプを開発しました。

リアルタイムアクチュエーションサブシステム

このシステムの中核となるのは、圧縮と減衰にそれぞれ独立した電子制御油圧アクチュエーターです。これにより、各車輪を完全に独立して制御できます。加速度センサー、サスペンションストロークセンサー、慣性センサーを多数搭載することで、車両の動きを数ミリ秒単位で調整できます。現在、この革新的な技術は、重量1.2トンから3.5トンまでの人気車種に搭載されています。

モデル予測制御アルゴリズム

高度な物理シミュレーションと深層強化学習アルゴリズムがホイールアクチュエーターを操作し、乗り心地をリアルタイムで最適化します。オフロードの路面に合わせてダンピングを調整したり、急カーブでのロールを抑えたりと、MOZAのアクティブアーキテクチャはパフォーマンス、快適性、安全性を最大限に高めます。

MOZAのデジタルシャーシ技術は、シミュレーションレーシングにとどまらず、自動運転、遠隔操作運転、インテリジェントドライバートレーニングなどの分野にも広がっています。有名自動車メーカーと共同開発したリモートドライビングプラットフォームは、2023年の上海万博で公式公開されました。

画期的な時代を築く

MOZAは10年以上にわたり、卓越したエンジニアリングとユーザー中心の設計を追求することで、カメラジンバルとシミュレーションレーシングエコシステムのソリューションプロバイダーとしての地位を確立してきました。究極のリアリズムとコントロールを実現するという創業時のDNAは、補完的な技術へと事業を拡大していく中でも脈々と受け継がれています。

最近の研究開発投資は、新たなモビリティの進歩をアップグレードされたシミュレーション体験に変換することで、継続的な改善に取り組む MOZA の取り組みを示しています。

MOZAは、シミュレーションと現実世界のモビリティを並行して進化させることで、焦点を薄めるのではなく、かつてない没入感を提供するという使命を補完しています。交通手段が進化するにつれ、顧客が求める体験も進化します。電気自動車市場は1兆ドルに達すると予想されており、今後は拡大するしかありません。

この交差点での専門知識を固めることにより、MOZA は、パフォーマンスの最後の 1/1000 秒を追い求めるプロのレーサーと、交通の流れの中で車が楽に走り抜けるときにリラックスしたい通勤者の両方にとってエリートの選択肢としての評判を継続的に確保します。

eスポーツから自動運転車まで、人々はテクノロジーが可能性を広げることをますます期待しています。確固たるパイオニアとして、MOZAはモビリティとメタバースへの没入感における革新的な機能を支える基盤を提供することで、これらの新しい時代を支えていくことを目指しています。レースにおいて小さな改良が積み重ねられるように、持続的なイノベーションは、これらの変革が加速する中でMOZAを有利な立場に立たせるでしょう。