Digitalisierung beim Auto - «Steer-by-Wire»: So fährt sich ein Auto ohne Lenksäule

Die Fahrt mit «Steer-by-Wire» fühlt sich vertraut an. Nicht wie in einem herkömmlichen Auto, sondern wie im  Wohnzimmer: Es ist, als würde man einen Game-Controller in der Hand halten.

Bei einer «Steer-by-Wire-Lenkung» fehlt die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern, die Lenksäule. Stattdessen messen Sensoren jede Bewegung des Lenkrads, geben das Signal zur Verarbeitung an einen Computer, der dann Elektromotoren (Aktoren) steuert, die die Lenkung der Räder übernehmen.

Reto Widmer

SRF Digitalredaktion

Reto Widmer erklärt seit 2006 als Technologie-Korrespondent die digitale Welt und ordnet Digitalisierungs-Vorgänge ein. Zuvor war er als selbständiger Webentwickler unterwegs und unterrichtete «Internet» an einer grossen Computerschule. Sein erster Computer war ein Atari ST, der bei seinem Grossvater stand. Seit dieser Begegnung ist er dem Computervirus verfallen, hat selber bis heute zum Glück aber noch nie einen eingefangen.

Wie fühlt sich das an? Ich habe es ausprobiert in einem der ersten Serienfahrzeuge, das die Technologie eingebaut hat.

Die Lenksäule: Vom Todesspiess zum Auslaufmodell

Die Lenksäule war für viele Todesfälle verantwortlich. Bis in die 1960er Jahre konnte sie bei Frontalunfällen wie ein Speer nach hinten in den Fahrgastraum eindringen und den Fahrer am Brustkorb oder Bauch aufspiessen. Eine Besserung brachte die Lenkstange, die sich bei einem Aufprall zusammenfaltet, statt nach hinten zu schiessen.

Nun rückte auch das Lenkrad selbst in den Fokus bezüglich Sicherheit. Es entstanden erste aufgeblähte, gepolsterte Lenkradnaben als primitiver Aufprallschutz.
In den 1980er Jahren setzte sich der Airbag durch. Heute geht die Funktion der Lenkräder über das eigentliche Lenken hinaus: Multifunktionslenkräder haben Tasten für die Steuerung des Radios, zur Annahme von Telefongesprächen oder zur Bedienung des Tempomaten.

Bei vollautonomen Fahrzeugen (Level 4/5) könnte – neben der Lenksäule – auch das Lenkrad verschwinden. Regulatorisch ist das in den meisten Ländern aber noch nicht erlaubt.

Bereits beim Ausparken ist klar: Der grösste Unterschied ist der Lenkwinkel. Bei einem klassischen Auto muss ich das Lenkrad anderthalb- bis dreimal (900°) herumdrehen, um von Anschlag zu Anschlag zu kommen. Hier genügen 90° in jede Richtung – eine Vierteldrehung.

Beim Einparken oder in engen Gassen heisst das: kein hektisches Umgreifen, keine «Hand-über-Hand»-Lenkbewegungen. Ein leichtes Drehen eines einzigen Handgelenks genügt. Schon reagiert das Auto direkt und unmittelbar.

Vergiss die Fahrschule

Nach wenigen Minuten fahre ich zeitweise nur mit einer Hand am Lenkrad durch enge Kurven. Das widerspricht dem, was ich in der Fahrschule gelernt habe: Beide Hände gehören an das Lenkrad für die «Schiebe-Zieh-Lenkung», bei der die Hände etwa auf Höhe «Viertel vor drei» am Lenkrad bleiben.

Beim Drehen «schiebt» eine Hand das Lenkrad nach oben, während die andere es «zieht» – dann wechselt die ziehende Hand oben das Rad und übernimmt die nächste Schiebe-Bewegung, während die andere unten neu greift. So wandern die Hände gegenläufig am Lenkrad entlang, ohne dass sich die Arme kreuzen.

Spezielle Lenkrad-Form

Bei diesem Lenkrad aber ist eine «Schiebebewegung» oder ein Übergreifen nicht möglich, wegen seiner speziellen Form.

Yoke-Lenkrad: Aus dem Flugzeugcockpit entlehnt

Es könnte in einem Flugzeugcockpit sein, ist aber in einem Auto: Yoke des «Steer-by-Wire»-Lexus.

SRF/Reto Widmer

Ein Yoke-Lenkrad ist ein Lenkrad in Form eines «H» oder Halbkreises – also ohne den oberen runden Teil eines klassischen Lenkrads. Es sieht ähnlich aus wie der Steuerknüppel («Yoke») in einem Flugzeugcockpit. Daher der Name.

Die Vorteile sind:

• Bessere Sicht auf die Instrumente, da kein oberer Lenkradkranz im Weg ist.
• Erleichtert das Ein- und Aussteigen, weil es kompakter ist.

Eingesetzt mit klassischer Lenksäule, ist ein Yoke beim Lenken in engen Kurven oder beim Parkieren (Hand-über-Hand-Lenken) unpraktisch, da man keinen griffigen oberen Bereich hat. Dieser Nachteil fällt bei «Steer-by-Wire» mit engem Einschlagswinkel allerdings weg.

Da es wie ein Steuerknüppel aus einem Flugzeugcockpit aussieht, fasse ich in den ersten Minuten immer wieder oben «ins Leere», weil ich übergreifen will. Das gewöhne ich mir schnell ab. Nach kurzer Zeit ist das spezielle Lenkrad intuitiv und erzeugt ein spielerisches, fast spielkonsolenartiges Gefühl.

Weil das Lenkrad nicht fix mit einer Stange und einer Zahnstange verbunden ist, kann der Computer das Verhältnis (die Übersetzung) von Lenkbewegung zu Radeinschlag beliebig verändern: Bei niedrigem Tempo reagiert die Lenkung sehr direkt, eine kleine Bewegung des Lenkrads bewirkt einen grossen Radausschlag. Das ist ideal für präzises Manövrieren. Bei hoher Geschwindigkeit, etwa auf der Autobahn, ist die Lenkung zurückhaltender. Eine kleine Bewegung am Lenkrad wirkt sich nicht sofort aus auf die Fahrt geradeaus. Das macht die Fahrt entspannt und stabil.

Ist das sicher?

Da «Steer-by-Wire» digital mit den Rädern kommuniziert, stellt sich die Frage: Was passiert, wenn die Elektronik ausfallen sollte? Eine Lenkung ist dann nicht mehr möglich. Doch, weil dann greift ein zweites, redundantes System ein. Üblich sind doppelte Sensoren, doppelte Steuergeräte und getrennte Stromkreise, die einander überwachen.

Die Mehrfachabsicherung ist die Voraussetzung für die Zulassung solcher Systeme, sagt Michael Strub, Geschäftsführer des Dynamic Test Center Vauffelin bei Biel. Er geht davon aus, dass sich die Technologie durchsetzen wird, da die Vorteile überwiegen, etwa bei der Gestaltung des Fussraums und beim Crashverhalten. In der Aviatik sei früher auch jede Steuerklappe mit einem Kabel verbunden gewesen. Heute fliegen viele Flugzeuge mit «Steer-by-Wire».