Steer by Wire: Die neue Art zu lenken im Blick

Es geht bei den Autos der Zukunft nicht um den Antrieb allein. Seit vielen Jahren ist die neue Lenktechnik Steer by Wire in aller Munde – doch auf der Straße ist aktuell kein Serienfahrzeug unterwegs. Die meisten Hersteller haben die Hightech-Steuerung in der Erprobung. Ein Serieneinsatz dürfte 2024 / 2025 erfolgen.

Einige erinnern sich noch an die spektakuläre Studie des Mercedes SL der Baureihe R129. Im Jahre 1998 stellte Mercedes das Einzelstück seines Luxusroadsters vor, der nicht über ein Lederlenkrad, sondern zwei sogenannte Sidesticks in Türtafel und auf dem Mitteltunnel gesteuert wurde. Mit den beiden Hebeln konnte nicht nur die Fahrtrichtung geändert werden. An den Bedienmodulen, die an Joysticks aus der Welt der Spielekonsolen erinnern, wurden auch Gas und Bremse betätigt.

Steer-by-Wire-Technik steht scheinbar vor dem Durchbruch

Nachdem viele Jahre erprobt wurde, steht die Steer-by-Wire-Technik nun vor dem Durchbruch. Neben Toyota treibt gerade Nio die Entwicklungen voran – mit entsprechender Expertise von Zulieferern wie Bosch oder ZF. „Das neue Steer-by-Wire-Konzept von ZF ist eine marktführende und zukunftsweisende Technologie“, sagt ZF-Vorstand Holger Klein, „wir freuen uns auf die enge Zusammenarbeit mit Nio, einem herausragenden Vertreter der chinesischen Automobilindustrie, der sich stark für innovative Technologien und Geschäftsmodelle einsetzt und ein Vorreiter bei der Globalisierung der chinesischen Automobilindustrie ist.“ ZF werde seine neue Elektroniklenkung in der neuen Fahrzeugplattform von Nio verbauen, die 2025 auf den Markt kommen soll.

Die Steer-by-Wire-Technologie überträgt die Befehle des Fahrers vollständig über elektronische Signale an das Lenksystem, sodass keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Vorderachse mehr erforderlich ist. Das ermöglicht neue Sicherheits- und Komfortfunktionen wie autonome Ausweichmanöver oder das Einparken auf engstem Raum. Dies gilt als Meilenstein auf dem Weg zu selbstfahrenden Fahrzeugen, zudem eröffnen sich neue Design- und Entwicklungsfreiheiten.

Neben Nio will auch General Motors seine neuen Elektromodelle mit einer Steer-by-Wire-Lenkung ausstatten. Die neue Ultium-Plattform, auf der unter anderem Modelle wie der Lyriq oder der Celestiq unterwegs sind, ist dafür bereits vorbereitet, um das Fahrerassistenzsystem Supercruise der nächsten Generation zu ermöglichen. Toyota wagt sich nun in Europa als einer der Ersten aus der Deckung. Der elektrische Mittelklasse-SUV Lexus RZ 450e wird die neue Elektrolenkung bekommen. Jedoch nicht zum Marktstart in diesem Frühjahr, sondern erst Anfang 2025. Was sich erst einmal unspektakulär und allzu technisch anhört, ist in der Automobilindustrie ein Quantensprung in die Zukunft – denn bisher war die starre Verbindung zwischen Lenkrad und Vorderachse obligatorisch.

Servolenkung, variable Übersetzung und elektrische Überstützung – das gibt es bereits alles seit Langem, doch 2025 kommt der Lexus RZ 450e als eines der ersten Serienmodelle mit einer rein elektrischen Lenkung ohne ebendiese starre Verbindung aus. Das spart nicht nur Bauraum im Vorderwagen, sondern ermöglicht ein völlig neues Lenkgefühl. Statt zwei, zweieinhalb Umdrehungen reichen zukünftig kurze Bewegungen in Händen und Unterarmen, damit die Vorderachse maximal einschlägt und der Wagen zackig um die Ecke fährt.

Zulieferer ZF scheint die Nase vorn zu haben, bei Zulieferer

In Prototypen wie von Zulieferer ZF lässt sich die Steer-by-Wire-Lenkung schon länger fahren. Die Herausforderungen sind groß; gilt es doch, ein möglichst natürliches Lenkgefühl ohne echte Verbindung zwischen Vorderachse und Volant herzustellen. Bei unseren Testfahrten in einem VW ID.3 spürten wir deutlich den Unterschied zwischen glattem Asphalt und Pflastersteinen, wir merkten, wenn die Vorderräder zu scharren begannen und das Auto anfing zu untersteuern. Kleinere Schwächen, wie das Ruckeln im Stillstand bei Volleinschlag, wollen die Entwickler zeitnah beheben. Im Endeffekt hat ZF damit im Vergleich zu Schaeffler-Paravan die Nase leicht vorn. Auch wenn das System der Männer von der Schwäbischen Alb – mit großer Expertise aus dem Bereich der Behindertenfahrzeuge – ebenfalls weit entwickelt ist.

„Wir haben bereits Großserienerfahrung bei Sicherheitssystemen“, erklärt Manfred Meyer, Leiter aktive Sicherheit, Lenkung und Bremssysteme bei ZF. Der Friedrichshafener Zulieferer verfügt über eine jahrelange Expertise beim Integrieren von Bremsen, der Hinterachslenkung, des Brake by Wire und eben auch der elektromechanischen Lenkung. Diese Prozesssicherheit ist das Zünglein an der Waage. Den Rest erledigen Simulationen und der berühmte Popometer der Testingenieure.

Auch beim Thema Redundanz hilft der Hintergrund des Zulieferers. Da spielt die Software eine große Rolle. „Wir erkennen einen Fehler im Grunde schon, bevor er auftritt“, sagt Manfred Meyer und führt weiter aus, dass man das System nicht sofort komplett offline schaltet, sobald sich eine Fehlfunktion ankündigt, sondern es verschiedene Stufen durchläuft. Zudem kommt die ZF-Lenkung mit zwei Elektromotoren aus. Die Mindestanzahl, wenn es um Redundanz geht.

Das Steer-by-Wire-System ist ein weiterer Schritt in der Transformation des Zulieferers. „Wir gehen weg von den Zahnrädern, hin zu den Halbleitern“, fasst Mayer den Wandel des Unternehmens in plastische Worte und ergänzt: „Das Software-definierte Fahrzeug bringt mehr Veränderungen als die Elektromobilität.“ Und da will ZF vorangehen und kein Fast-Follower sein. Denn in den digitalen Geschäftsmodellen gilt mehr denn je, dass der zweite schon der erste Verlierer ist. Produkte wie die Software-Plattform cubiX gemeinsam mit dem Chassis 2.0-Konzept, und Vehicle Motion Domain Controller waren vor einigen Jahren noch undenkbar.