Bei Steer-by-Wire-(SBW-)Systemen stößt die klassische Fahrzeugentwicklung an ihre Grenzen. Der Verzicht auf mechanische Verbindungen eröffnet neue Freiheitsgrade in Bezug auf Design und Funktionsgestaltung, insbesondere für Elektrofahrzeuge und moderne Fahrerassistenzsysteme. Gleichzeitig erfordert diese Technologie eine umfassende Validierung und Verifizierung von Sicherheit, Fahrkomfort und Systemintegration. Die Komplexität, die hohen Sicherheitsanforderungen und die präzise Abstimmung von Lenkgefühl und Fahrdynamik machen herkömmliche Tests teuer, zeitaufwendig und schwer skalierbar. Schnelle, sichere, zuverlässige und reproduzierbare Testmethoden sind heute daher entscheidender denn je. Genau hier setzt das Testsystem SBW-in-the-Loop von IPG Automotive an.

Es erlaubt Steuergeräte schon in einer frühen Phase zu validieren und zu kalibrieren. Das zu testende System (modulares Powerpack samt realem Steuergerät und Motor) wird mit virtuellen Modellen von Lenkgetriebe, Fahrzeug und Fahrer kombiniert, wodurch Zeit, Kosten und Aufwand reduziert werden. So kann die Software des Lenksystems ebenso wie elektronische Komponenten frühzeitig entwickelt und abgesichert werden.

Physische und virtuelle Komponenten vereint

Das Testsystem kombiniert reale Lenkaktuatoren mit einer hochdetaillierten, virtuellen Fahrzeugumgebung in CarMaker. Während bei einem klassischen Testsystem alle Komponenten physisch vorhanden sein müssen, sind hier lediglich kritische Elemente wie Lenkrad- und Zahnstangenaktuatoren real, während der Rest des Fahrzeugs virtuell abgebildet wird. So lassen sich Fahrsituationen exakt simulieren und alle relevanten Systemparameter – von Reifenkräften über Fahrwerksdynamik bis hin zu Lenkrad (oder Lenkgefühl oder resultierendes Drehmoment) inkl. Fahrerassistenzfunktionen – integriert testen.

Direktes, intuitives Lenkgefühl

Ein zentrales Ziel ist die Optimierung der Lenkungsperformance: Die Lenkung soll sich direkt anfühlen, ohne spürbare Verzögerung und mit klarer Rückmeldung der gelenkten Räder. So kann die fahrzeugführende Person intuitiv reagieren. Mithilfe des Prüfstands können Komfort, Sicherheit und dynamisches Fahrverhalten systematisch optimiert sowie die Abstimmung der Lenkung unter reproduzierbaren Bedingungen überprüft werden.

Flexibel, skalierbar, effizient

Das Testsystem lässt sich schnell aufbauen und für verschiedene Fahrzeuge anpassen. Die Kombination aus virtuellen und physischen Komponenten erlaubt eine maximale Testabdeckung sowie die gezielte Überprüfung von Sicherheitsfunktionen und Redundanzpfaden. Entwickler*innen erhalten zeitnahes Feedback, können Fehler analysieren und Anpassungen effizient umsetzen, ohne dass aufwendige Re-Integrationen auf Fahrzeugebene erforderlich sind. Gleichzeitig lässt sich das Steuergerät über die Simulation für unterschiedliche Fahrzeuge und Fahrbedingungen optimieren. Das führt zu spürbaren Einsparungen bei Zeit und Kosten. Darüber hinaus kann das Testsystem SBW-in-the-Loop mit weiteren Testsystemen kombiniert werden, um auch Systemintegrationstests effizient abzudecken.

Von der Entwicklung bis zur Freigabe

Mithilfe des Testsystems können alle Phasen von Design über Validierung bis hin zur Freigabe begleitet werden. Kritische Testszenarien, Fail-Operational- und Fail-Safe-Tests sowie unterschiedliche Fahrmodi lassen sich unter sicheren Laborbedingungen durchführen. So entsteht ein kontinuierlicher Validierungsprozess, der die Effizienz steigert, die Testabdeckung maximiert und ein markentypisches Lenkungserlebnis gewährleistet.

Fazit

Das Testsystem SBW-in-the-Loop von IPG Automotive verbindet physische Aktuatorik mit einer virtuellen Fahrzeugumgebung, ohne von mechanischen Komponenten und Kopplungen abhängig zu sein. Dadurch können Lenkungsperformance, Sicherheit und Fahrkomfort effizient geprüft werden, während die Entwicklung von Steer-by-Wire-Systemen schneller, sicherer und reproduzierbarer wird.