Eine Fahrzeuglenkartitektur, die die durchgehende mechanische Verbindung zwischen Fahrersteuerung (Lenkrad oder Steuergerät) und den Straßenrädern entfernt und diese durch Sensoren, elektronische Steuergeräte, Kommunikationsnetzwerke und elektrische bzw. elektromechanische Aktuatoren ersetzt, um Radstellungen und Rückmeldung zu steuern.

Prinzip

Wandelt Fahrer-Drehmoment/-winkel in elektrische Signale um, berechnet mit Steuerungsgesetzen redundante Sollwerte für die Radkinematik und steuert die Radaktoren, während Haptik und ausfallsichere, degradierte Betriebsarten gewährleistet werden.

Demonstration

In einem Pkw liest ein Drehmomentsensor an der Lenksäule, sendet Befehle über ein redundantes CAN-/FlexRay-Netzwerk an Radaktuatoren; ein sekundärer Torquemotor erzeugt Lenkradgefühl. Bei Sensorsausfall wechselt die Steuerung in einen sicheren Redundanzmodus mit begrenzter Lenkrate und mechanischer Parkarretierung.

Fehlanwendung

Der Betrieb mit nur einem nicht-redundanten Sensor und einem niedrigrangigen Netzwerk, sodass Latenz oder ein Einzeldefekt zu unkontrollierter Lenkung oder verzögerten Reaktionen führt; oder das Entfernen haptischen Feedbacks, sodass der Fahrer Überlastung der Aktuatoren nicht bemerkt.

Konsequenz

Ermöglicht flexible Bauraumgestaltung, schnellere Integration mit Fahrerassistenz und Automatisierung, anpassbares Lenkgefühl und potenzielle Gewichtsersparnis, erfordert jedoch strenge funktionale Sicherheit, Cybersicherheits- und Redundanzkonzepte.

Umkehrung

Ein konventionelles mechanisches oder hydraulisches Lenksystem, bei dem Lenksäule oder durchgehende Welle sowie Zahnräder/Stangen die Eingabe des Fahrers direkt auf die Radnaben übertragen, ohne elektronische Aktuatoren.

Abgrenzung

Bezieht sich auf primäre Lenksysteme in Straßenfahrzeugen, die die durchgehende mechanische Verbindung ersetzen; schließt rein mechanische Lenkverbindungen, Fernsteuerungssysteme (Fahrer nicht an Bord) und nicht verwandte Drive-by-Wire-Aktuatoren für Gas oder Bremse aus, sofern sie nicht in eine integrierte Steer-and-Brake-by-Wire-Architektur eingebunden sind.

Semantische Spannung

Spannung besteht zwischen dem direkten, niederlatenzen mechanischen Fahrergefühl und den Möglichkeiten, dieses elektronisch zu erzeugen; Sicherheitsanforderungen an Redundanz und Einfachheit stehen im Widerstreit mit der erhöhten Komplexität und Angriffsfläche.

Synthese

Steer-by-Wire ersetzt die mechanische Lenkkopplung durch elektronische Erfassung, Steuerung und Aktuatorik, die bei geeigneter Redundanz und Fahrer-Rückkopplung die Funktionen konventioneller Lenkung erfüllen und zugleich Integration, Anpassung und Bauraumvorteile ermöglichen.