线控转向：蒂森克虏伯引领创新研发之路
线控转向技术即将在量产车方面取得突破。就其影响和所带来的可能性而言，这项创新技术堪称革命性的。尤其是因为蒂森克虏伯选择了一种独特的研发方式。
线控转向（SbW）不仅与高度自动甚至完全自动驾驶相关，还将在未来发挥核心作用。使用电信号传输转向输入信号在其他领域也开辟了广泛的可能性。例如，方向盘和转向轮之间没有了机械连接，使得车辆设计实现了前所未有的自由度，可以在同一平台上创建多种车型和布局。无论是左前方、右前方还是中央位置，或者理论上甚至是从后座位置：车辆转向的位置完全无关紧要。线控转向技术几乎支持所有可能的车辆配置，目前仅有一两款车型不支持。
在最近几年取得了许多决定性的发展进步后，这项革命性的转向技术即将在量产车方面取得突破。到目前为止，唯一采用这一技术的量产车型是2013年推出的英菲尼迪Q50轿车，以及由此衍生生产的英菲尼迪Q60轿跑车（2016年）。然而，这类车型并不能认为是纯线控转向车辆，因为它们都配备有机械回退系统。第一批完全依赖线控转向技术的量产车型预计将于2023年推出。最初，这类车型可能不会由传统原始设备制造商生产，而是由初创企业和汽车行业的其他新来者生产。根据保守估计，到2030年，全球道路上将有大约100万辆线控转向车辆。
蒂森克虏伯在硬件、高层次和低层次软件方面自主发展创新
线控转向的核心问题无疑是安全性和转向手感。而这两方面都将有助于促使原始设备制造商和客户接受这项技术，并加速突破。其中汽车转向的方式以及它对路况和车辆动态的反馈是尤为关键的。对于汽车制造商来说，这些是“他们”品牌的显著特征。因此，细节是特别重要的。原始设备制造商的个性化转向核心要素必须通过线控转向系统尽可能完美地被复制。
由于车轮和方向盘之间没有机械连接，必须首先计算所需的扭矩，然后在方向盘上再现。为了定义所需的扭矩，需要使用各类传感器的数值。同时，还必须通过计算来估计其他若干变量。蒂森克虏伯转向系统公司研究和高级工程部门的高级副总裁Kristof Polmans解释说：“在这个所谓的高层次软件领域，我们追求的方法与大多数竞争对手略有不同。“我们不太关注将车轮力直接传递给方向盘，而是更多地关注根据其他值独立计算方向盘上的扭矩水平，从而间接产生道路反馈。这意味着我们可以实现舒适的转向手感和很大的调节自由度。尽管如此，我们仍然会生成客户所需要的道路反馈。”
蒂森克虏伯还在低层次软件领域追求一种新的、个性化的方法，即驱动所需的扭矩。这个参数与硬件布局直接相关，只有集成系统解决方案才有可能实现。“我们秉持的理念是：如果要开发一种全新的技术，那么最好从一张完全空白的纸开始，”Polmans说。因此，蒂森克虏伯没有像大多数竞争对手一样，在传统电子助力转向系统的现有基础结构上构建线控转向技术，而是将其机械解决方案完全独立于现有基础结构。例如，蒂森克虏伯的线控转向解决方案中没有采用蜗轮传动机制。这就需要使用一个扭矩传感器作为控制实例。由于量产时的制造公差和不可避免的机械磨损，各部位的摩擦变化很大，因此需要一个闭环控制。Polmans说：“我们采用前馈控制，而不是这种传统的反馈控制方法，在这种方法中，必须不断地重新检查测量值。“由于消除了不必要的电气部件，并且借助我们自己的高层次和低层次软件方法，我们的系统更加稳定、更加可靠，并且在量产中不太容易出现错误和质量问题。”
冗余式车辆运动控制系统
对于原始设备制造商和车辆制造商来说，转向系统是高层次系统不可或缺的一部分。在蒂森克虏伯，线控转向是车辆运动控制系统（VMC）的一部分。蒂森克虏伯不仅仅关注转向领域，而且始终关注整体车辆动态。这也对冗余方面产生了影响。蒂森克虏伯没有使用机械解决方案或系统复制方式来确保功能，而是使用其他车辆系统的现有部件。通过这种方式，可以实现“替代转向功能”，例如使用制动器、动力系统或主动底盘、全轮或后轮转向系统或主动稳定系统的部件。这种集成方法不仅提供了节省空间和成本的解决方案，最重要的是，解决了各种与安全相关的难点，并确保了更高的可用性。
模块化研究平台是成功的关键之一
近期在线控转向和车辆运动控制领域取得的发展进步在很大程度上可以归功于蒂森克虏伯成功使用多年的另一款开发工具：模块化研究平台（MRP）。汽车领域使用的传统开发和测试程序，包括模拟、试验台测试和特定型号或车型的道路测试，都有各种缺点。例如，从模拟中获得的结果和从试验台测试中获得的结果之间并不总是有明显的相关性。在特定型号的道路测试中，缺失灵活性或模块化。蒂森克虏伯的模块化研究平台消除了这些缺点，该平台可以重新创建任何类型的底盘架构，在封装空间等方面没有任何限制。同时，它在线控转向开发工作中的优势并没有被忽视：蒂森克虏伯目前正在搭建另外三个MRP，其中两个是根据客户合同搭建的。