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Steer-by-Wire: Ein innovatives Lenksystem
Was ist „Steer-by-Wire"?
„Steer-by-Wire“ bedeutet wörtlich übersetzt „Steuern-per-Kabel“. Dabei besteht zwischen dem eigentlichen Impulsgeber für die Lenkung, zum Beispiel dem Lenkrad, und den Rädern keinerlei mechanische Verbindung mehr. Vielmehr werden alle Lenkbefehle elektrisch über ein Steuergerät an einen Motor übermittelt, der die Lenkbewegungen schließlich ausführt und an die Räder weiterleitet.
Durch den Wegfall der Lenksäule können künftig nicht nur neue Innenraumkonzepte für PKW erdacht werden, es wird auch Platz für zusätzliche Sensoren und weitere Steuereinheiten geschaffen, die das autonome bzw. ferngesteuerte (Auto)fahren erleichtern.
Kurz gesagt: „Steer-by-Wire“ ist eine elektronische Lenkung – mit einer großen Anzahl an Einsatzmöglichkeiten.
Wie funktioniert „Steer-by-Wire" ?
Die Abläufe der Lenkübersetzung
können vereinfacht
erklärt werden:
können vereinfacht
erklärt werden:
- Das Herz des „Steer-by-Wire“-Systems, der elektronischen Lenkeinheit, ist die CPU bzw. das "Space Drive" Head Module.
- Diese nimmt das Signal des Eingabegerätes, zum Beispiel des Lenkrads oder auch Joysticks, über elektrische Impulse auf.
- In einem Bruchteil von Sekunden werden diese digitalen Signale an einen Servomotor für die Lenkung weitergeleitet.
- Dieser führt die gewünschte Bewegung der Räder aus.
- Das Fahrzeug wechselt in die beabsichtigte Richtung.
Wie erfolgt die Richtungsanweisung an die CPU?
Die Eingabe der Richtung kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen:
Integrierte Lenkbarkeit
Der Richtungsgeber als normales Lenkrad im Fahrzeug integriert sein. Als Fahrer ist somit keine Umgewöhnung zum herkömmlichen Lenkverhalten notwendig.
Besonders ist jedoch, dass der Impulsgeber für die Lenkung, theoretisch wie auch praktisch, sowohl vorne links als auch rechts befestigt werden kann. Da beim „Steer-by-Wire“- System keine Lenksäule benötigt wird, ist diesbezüglich keine bautechnische Veränderung am Fahrzeug notwendig.
Eine weitere Möglichkeit der Steuerung für die elektronische Lenkung ist ein Joystick. Das Lenken mit Joystick ist besonders für Menschen mit Behinderungen eine enorme Erleichterung. Selbst bei geringer Motorik kann durch die individuelle Lenkmomenteinstellung sicheres Fahren ermöglicht werden. Zudem können in einem Joystick mehrere Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs integriert werden. Neben der reinen Richtungsanweisung können unter anderem auch Gas- und Bremsbefehle dargestellt werden. Um eine noch direktere Rückmeldung des Autos während der Fahrt an den Fahrer zu übermitteln, können Lenkrad und Joystick auch mit einem digitalen Force Feedback System ausgestattet werden. Dieses Lenksystem ist somit ein wichtiger Schritt für eigenständige Mobilität trotz Behinderung.
Ferngesteuertes Lenken
Doch die Steuerung des Fahrzeugs kann nicht nur über das Lenken mit Joystick oder Lenkrad erfolgen, sondern ist auch über Funk möglich. Dies ist besonders in gefährlichen Gebieten oder auf risikoreichen Untergründen ein enormer Sicherheitsgewinn. Das Fahrzeug kann beispielsweise über eine spezielle Fernbedienung, oder über ein Tablet gesteuert werden. Besonders hilfreich ist dies bei
- Bergungen aus Tunneln
- Abbrucharbeiten bei Einsturzgefahr
- riskanten Löscheinsätzen
- uvm.
Als Teil des Space Drive Systems besitzt das „Steer by Wire System“ eine gültige Straßenzulassung.
Wie ist die elektronische Lenkung mittels „Steer-by-Wire" aufgebaut ?
Die Lenkeinheit besteht
aus mehreren Komponenten.
Jeder Bestandteil des Lenksystems
überzeugt durch höchste Qualität.
In einem perfekten Zusammenspiel
sorgt das „Steer-by-Wire“-System
für eine präzise und
sichere Lenkung.
„Steer-by-Wire" besteht aus den folgenden Bestandteilen:
Headmodul,
aktive Multiredundanz
aktive Multiredundanz
Das Headmodul verarbeitet die vom Impulsgeber (Lenkrad, Joystick, Funksteuerung) gesendeten Signale und gibt diese in Bruchteilen einer Sekunde an die entsprechenden Servomotoren für die Lenkung weiter.
Individuelles Softwarepaket
Die Lenkeinheit wird exakt auf die Bedürfnisse des Kunden angepasst. Somit erhält jeder Kunde eine einzigartige und individuell abstimmte Konfiguration seiner elektronischen Lenkung.
Servomotor
für die Lenkung
für die Lenkung
Dieser überträgt die digitalen Signale des Headmoduls auf die Räder und führt den gewünschten Lenkwinkel / Lenkeinschlag aus.
Kabelsatz
Hochwertige und leistungsstarke Kabel sorgen für eine schnelle Übertragung der Daten. Durch die dreifach redundante Übermittlung von Befehlen wird ein Höchstmaß an Sicherheit erreicht.
Display
Check
Control
Check
Control
Gibt einen visuellen Überblick über die verarbeiteten Befehle und sorgt so für einen zusätzlichen Sicherheitsaspekt.
Optionale
Input
Devices
Input
Devices
Für die Steuerung werden unterschiedliche Impulsgeber eingesetzt. Dazu gehören unter anderem:
- Mini-Lenkrad
- 2-Wege-Joystick
- 4-Wege-Joystick
- Rotationslenkung
- Funkfernsteuerung
- uvm.
Wie sicher ist das „Steer-by-Wire"-System ?
Als Teil des innovativen Space Drive Systems hat die elektronische Lenkung die Straßenzulassung erhalten. Sie gilt somit als verkehrstauglich und ebenso sicher, wie herkömmliche Steuerungsformen für PKW.
Ausfallsicheres,
3-fach-redundantes,
straßen-
zugelassenes
Steuermodul
3-fach-redundantes,
straßen-
zugelassenes
Steuermodul
Die Lenkeinheit ist durch ein dreifach redundantes System bestens gegen Ausfälle und Fehler gesichert. Alle Prozesse und Befehle werden somit
- dreifach an die CPU (das Headmodul) übertragen,
- dort analysiert und auf logischen Zusammenhang hin bewertet
- Anschließend an doppelte Servomotoren übermittelt.
Jahrelange Erfahrung und kontinuierliche Entwicklung für ein sicheres Lenksystem
Weltweit hat Paravan in den letzten Jahren knapp eine Milliarde „by-Wire“ gefahrene Kilometer an Erfahrung gesammelt. Und täglich kommen viele hundert Kilometer dazu. Mit der Straßenzulassung hat Schaeffler Paravan schließlich eine der wichtigsten Hürden für automatisierte Mobilität genommen. Mit kontinuierlicher Weiterentwicklung werden viele namhafte Hersteller aus der Automobil- und Zulieferindustrie bei der Entwicklung autonomer Mobilität unterstützt.
Rennstrecken Extremtest des Steer-by-Wire Systems
In Oschersleben wurde das Steer-by-Wire System auf der Rennstrecke getestet.
Die Testfahrer fühlen sich mit diesem Lenksystem sehr sicher und waren mit den Ergebnissen äußerst zufrieden.
Wo wird das Lenksystem „Steer-by-Wire" bereits eingesetzt ?
Haupteinsatzgebiet bisher sind die behindertengerechten Fahrzeugumbauten. Durch den hohen Individualisierungsgrad dieser Lenkeinheit kann der Traum vom Autofahren mit Behinderung für viele Menschen Wirklichkeit werden. Ob Querschnittslähmung, minimale Bewegungsfähigkeit, geringe Restkräfte: Als Teil des Space Drive Systems ermöglicht „Steer-by-Wire“ das selbstständige Autofahren, sogar für Menschen ohne Arme oder Beine. Je nach Krankheitsverlauf, kann die Steuerung des Fahrzeugs weiter angepasst werde
Erfolgsgeschichten: