ポルシェ PADM システムの作動原理と構成部品
概要:
PADM（ポルシェ・アクティブ・ドライブトレイン・マウント）システムは、磁気レオロジーダンピング技術を用いてエンジンマウントの剛性を動的に調整するよう設計されています。スポーツモードやダイナミックドライビングモードでは、システムはエンジンマウントの剛性を高め、コーナリング中のエンジンをより強力にサポートします。接続の剛性を最大化することで、車両の重心移動を低減し、エンジンとシャシーを効果的に強固に結合させます。これにより、ステアリングの正確性と車両の応答性が向上します。
ノーマルモードやコンフォートモードでは、システムはエンジンとシャシー間の接続を柔らかくし、エンジン振動の室内への伝達を低減し、全体的な乗り心地を向上させます。
動作原理:
PADMシステムは、磁気レオロジー流体が充填された電子制御マウントを使用します。これらのマウントは、走行状況に基づいてリアルタイムで減衰特性を変化させることができます。システムは、以下のプロセスを通じてドライブトレインマウントの剛性を調整します。
センサー入力: 様々なセンサー（加速度センサー、ヨーレートセンサー、エンジントルクセンサーなど）が車両のダイナミクスをリアルタイムで監視します。
ECU解析: コントロールユニット（ECU）はセンサーデータを処理し、必要な最適な減衰力を決定します。
アクチュエーター調整: ECUの指令に基づいて、マウント内部のアクチュエーターが内部流体の挙動（粘度または圧力）を調整し、マウントの剛性を変化させます。
動的制御: アグレッシブな走行やコーナリング時には、ドライブトレインの動きを抑えるためにマウントが硬くなり、ハンドリングと応答性が向上します。通常の走行時には、マウントが柔らかくなり、乗り心地と振動低減が向上します。
システムコンポーネント:
アクティブエンジンマウント: 磁気レオロジー制御されたマウントで、エンジンとトランスミッションに配置され、剛性を動的に調整できます。
PADMコントロールユニット (ECU): センサー入力の処理とマウントの制御を担当する電子制御ユニットです。
センサー:
- エンジントルクセンサー
- 加速度センサー
- ヨーレートセンサー
- 車速センサー
- ギアボックスステータスセンサー
CANバス通信: PADMシステムは、CANバスを介して他の車両制御システムと通信し、リアルタイムでデータを交換します。
診断統合:
PADMは車両のオンボード診断（OBD）システムに統合されています。001013や001023などの故障コードは、通常、PADMシステムに関連するセンサーの故障を示します。これらの故障は、多くの場合、システムがデフォルト（パッシブ）マウント設定に戻る原因となり、その性能上の利点が低下します。
なぜOEMセンサーの故障率が高いのか？
多数のセンサーを分解・分析した結果、すべてに共通の課題があることが判明しました。それはセンサーの剥離です。これはおそらく、センサー部品が機械的に固定されるのではなく、接着剤で固定されているため、不適切な固定方法によるものと考えられます。さらに、エンジン搭載位置ではセンサーは頻繁な振動にさらされます。アグレッシブな運転操作中には、磁気レオロジー流体の圧力が急激に上昇することがあり、これにより測定チップが緩む可能性があります。
センサーキャリブレーション
OEMセンサーは、OBDシステムを通じて収集されたデータを使用して校正されます。標準的な大気圧下で多数のサンプルを分析したところ、車両が停止またはアイドリング状態にある場合、ほとんどのセンサーが-100 kPaから0 kPaの範囲を読み取ることがわかりました。特に、この範囲は車両ごとに異なり、同じ車両の左右のセンサー間でも異なります。
理論的には、静止状態での読み取り値は0 kPaまたはわずかに正であるべきであり、真空（負圧）を示すべきではありません。しかし、磁気レオロジーシステムは絶対値ではなく相対的な信号変化に依存するため、100 kPa以内の偏差は実際の機能には影響しません。
この不一致は、ポルシェによる特定のキャリブレーション戦略を反映している可能性があります。
最終的に、当社はOEMセンサーのデータ本来の特性を維持することを選択しました。これは設計上の欠陥ではなく、意図的な実装であることを強調することが重要です。当社は、OEMセンサーの挙動を再現することが最も信頼性の高い解決策であると考えています。
センサーの改善
OEMセンサーに見られる問題に対処するため、当社は同じ動作原理（ホイートストンブリッジ回路、出力前に信号増幅とフィルタリングを行う）を維持しつつ、構造的な改善を行いました。
主な改善点は、センシングチップの取り付けとパッケージングです。チップの向きを反転させ、完全カプセル化設計を採用し、チップはピンを介してPCBにしっかりと半田付けされています。これにより、振動やクリーニングによる損傷に対する耐性が向上します。外側ハウジングは一体型アルミニウム製エンクロージャーで、耐久性があり、見た目も洗練されています。
OEMコネクタがコイルとセンサーワイヤーの両方を単一のユニットに統合しているため（991および981モデルの場合 — 982モデルでは分離可能ですが）、OEMコネクタの2本のコイルワイヤーはそのまま維持しました。残りの3本のセンサーワイヤーは分離され、独立して配線されており、取り付けが容易になっています。
