Hat das Lenkrad
bald ausgedient?

Eine der letzten Verbindungen zwischen Fahrendem und Auto sind Bremspedal und Lenkrad. Doch das Ende der Schonfrist für ihre solide Mechanik könnte sich nähern. Die Zukunft gehört der Elektronik, weil Autos immer mehr automatisierte Fahraufgaben übernehmen.

Es ist schon seltsam: Autos von heute sind so etwas wie Elektronik-Baukästen für sehr Fortgeschrittene. Ihre Sensorik kann den Abstand zum vorausfahrenden Auto konstant halten, sie können selbst einparken, sie verbinden sich mit unseren Mobiltelefonen und spielen auf Wunsch unsere Playlists oder ein Hörbuch ab.

Sicherheit durch konservative Technik

Beim Bremsen und Lenken jedoch ist die Technik bisher erstaunlich konservativ. Das Bremspedal gibt die Befehle des Fahrers über eine Hydraulikanlage an die Radbremszylinder weiter. Und wenn wir lenken, macht sich ein mechanisches Räderwerk an die Arbeit, um die Vorderräder über unsere Absichten in Kenntnis zu setzen. Das hat selbstverständlich Gründe: Sicherheit geht vor. Das Bremssystem verfügt in der Regel über zwei getrennte Kreisläufe. Wenn mit der Bremse einmal etwas nicht in Ordnung ist, spürt die Person am Steuer es unmittelbar im Fuß. Ebenso bei der Lenkung: Fällt die Servounterstützung aus oder fühlt sich das System in der Hand nicht an wie gewohnt, wird man schnellstmöglich anhalten und eine Werkstatt kontaktieren.

Steuerung per Joystick ist keine Zukunftsmusik. Bild: AdobeStock/Destina

By-Wire-Systeme nehmen Fahrt auf

Das wird sich in absehbarer Zeit ändern. Viele Zulieferer der Autobauer haben sogenannte by-Wire-Systeme für Bremsen und Lenkung zur Serienreife entwickelt und bringen sie nach und nach auf den Markt. By-Wire bedeutet, dass die Impulsgeber Bremspedal und Lenkrad mechanisch vom eigentlichen Brems- und Lenksystem entkoppelt sind. Die Befehle der Fahrerin oder des Fahrers werden von elektrischen Impulsen vermittelt.

Dass Mechanik durch Elektrik, Sensorik und Elektronik ersetzt werden soll, hat nicht so sehr damit zu tun, dass die Technik neu oder jetzt endlich marktfähig wäre. Verkehrsflugzeuge und Sondermaschinen werden schon lange by-Wire gesteuert. Der Grund ist, dass neue Technologien vor der Türe stehen, die vollelektrische oder vollelektronische Systeme brauchen, um zu funktionieren. Sensoren und Bordrechner sollen dem Fahrer künftig immer mehr Aufgaben abnehmen und in vielen Situationen eigene sowie sichere Entscheidungen treffen. Das wird unter dem Begriff automatisiertes Fahren zusammengefasst. Das Fernziel der Technologiekonzerne ist, früher oder später Fahrzeuge zu bauen, die vollkommen autonom auf den Straßen unterwegs sind und ohne menschliches Zutun funktionieren.

Volle elektronische Bremskontrolle

Auf dem Weg in diese Zukunft benötigt die Bordelektronik unter anderem den vollen Zugriff auf die Bremse. Wenn man so möchte, soll der Fahrerfuß aus dem Spiel genommen werden, weil die Sensorik besser weiß, wieviel Bremsdruck gebraucht wird. In engen Grenzen gibt es diese technischen Bremseingriffe schon bei aktuell verfügbaren Assistenzsystemen wie dem automatischen Einparken, dem Tempomaten oder der Abstandskontrolle. Doch die Hauptbremskraft liegt weiterhin beim Pedal und die Hauptverantwortung beim Fahrer. Beide haben eine Backup-Funktion, falls die Systeme zicken.

Gleiches gilt für die Lenkung. Wenn Fahrzeuge zukünftig autonom unterwegs sein sollen, müssen sie selbst lenken können. Also beginnt man schon jetzt, das Lenkrad rein technisch überflüssig zu machen. Beispielsweise für Assistenzsysteme, die Kollisionen vermeiden oder zumindest abmildern sollen. Wenn die Technik weiß, welcher Lenkwinkel in einem Gefahrenmoment gebraucht wird, dann „stört“ der Mensch am Lenkrad, der die Situation nicht so blitzschnell erfasst.

Auto parkt ein, Lenkrad steht still

Rein praktisch betrachtet, kann eine elektrisch gesteuerte Lenkung bereits für Autos der Gegenwart vorteilhaft sein: Beim automatisierten Einparken, dreht sich das Steuerrad nicht mehr mit, was der Mensch auf dem Fahrersitz eventuell als angenehm empfindet. Für die Fahrzeughersteller hat die Technik den Vorteil, dass Linkslenker- und Rechtslenkerversionen einfacher und preiswerter anzupassen sind. Im Prinzip wird nur die Position des Lenkrads verändert, während die Steuerung im Motorraum an derselben Position bleibt. Die Anbieter solcher by-Wire-Systeme wie Continental, Hella oder ZF werben denn auch aktiv mit solchen Anwendervorteilen: Der Verzicht auf Mechanik bei Lenkung und Bremsen spart Material, Gewicht und Bauraum im Auto, da die Sensorik und Elektronik nicht viel Platz benötigt.

Der Zulieferer Hella hat für 2025 den Serienstart eines vollelektrischen Bremspedals angekündigt, das bei einem deutschen Automobilhersteller in ein Brake-by-Wire-System integriert werden soll. Das mit einem Sensor ausgestattete Pedal simuliert die Haptik und das Verhalten einer herkömmlichen mechanischen Bremse. Hella nennt als Vorteile, dass das System Funktionen des automatisierten Fahrens unterstützt, dass die Bremsen nach den Vorstellungen der Automobilhersteller unterschiedlich abgestimmt werden können und sie situationsbedingt mehr Bremsleistung aufbringen. Außerdem lassen sich für das Pedal leichtere Kunststoffe einsetzen, die das Gewicht der Komponente um bis zu 20 Prozent verringern. Der Wegfall der mechanischen Anbindung ermögliche außerdem neue Gestaltungsmöglichkeiten für den Arbeitsplatz des Fahrers und den Innenraum.

Bremssysteme der Zukunft sind voll vernetzt. Bild: Continental

Effizienzvorteile für E-Autos

Neben Hella hat auch Continental die Entwicklung von elektrohydraulischen Bremssystemen weit vorangetrieben, speziell mit Blick auf automatisiertes Fahren und den Einsatz in E-Fahrzeugen. Für das Brake-by-Wire-System Continental MK C2 nennt der Hersteller als Vorteile, dass das nahtlose Überblenden von generatorischer Bremse, also der Energie-Rekuperation, und Betriebsbremse die Rekuperationseffizienz um 30 Prozent steigert, verglichen mit einem Bremssystem ohne Sensorpedal. Die vollständige Trennung des Pedals von der Druckerzeugung ermögliche neue Fahrzeugkonzepte, da das Bremssystem nicht mehr zwingend an der Spritzwand vor der ersten Sitzreihe montiert werden muss.

Kann das Lenkrad dann weg?

Bei ZF in Friedrichshafen steht unterdessen Steer-by-Wire in den Startlöchern, also die elektrisch-elektronisch gesteuerte Lenkung. ZF hat für dieses Jahr den Serienstart und die weltweite Markteinführung eines solchen Systems zum Einsatz bei Pkw-Herstellern angekündigt. Der Zulieferer hat dabei das vollautomatisierte Autonomie-Level 4 im Blick, bei dem das Fahrzeug in definierten Situationen wie Autobahnfahrten oder in Parkhäusern völlig selbsttätig agiert und der Fahrer sich währenddessen mit seinem Smartphone beschäftigen oder in einer Zeitschrift blättern kann. Deshalb ist es technisch denkbar, dass das Lenkrad während Level-4-Phasen in eine Art Ruhestellung gebracht wird, damit der Fahrer es sich auf seinem Platz bequemer machen kann.

Denkt man Brake-by-Wire und Steer-by-Wire zusammen, dann ließen sich Fahrzeuge künftig eigentlich auch mit einem Joystick steuern: Hebel nach vorn und hinten für Beschleunigen und Verzögern, nach links und rechts für Richtungsänderungen. Sofern in dieser Zukunft Menschen überhaupt noch eine Fahrerrolle spielen.

Titelbild: Paravan GmbH
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