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Schaeffler Paravan

Steer-by-wire

Steer-by-Wire bedeutet wörtlich übersetzt „Lenken-via-Kabel“. Dabei besteht zwischen dem eigentlichen Impulsgeber für die Lenkung, z.B. dem Lenkrad, und den Rädern keinerlei mechanische Verbindung mehr. Vielmehr werden alle Lenkbefehle elektronisch über ein Steuergerät an einen redunanten Servomotor übermittelt, der die Lenkbewegungen schließlich ausführt und an die Räder weiterleitet.

Durch den Wegfall der Lenksäule können künftig nicht nur neue Innenraum- und Einstiegskonzepte für PKW erdacht werden. Zudem dient das Hauptmodul auch als Kommunikationsschnittstelle zu den ADAS-Systemen (Künstliche Intelligenz).

Kurz gesagt:
Steer-by-wire ist eine elektronische Lenkung – mit einer großen Anzahl an Einsatzmöglichkeiten, die das automobile Fahren revolutionieren wird.

„Space Drive“ und Drive-by-wire

Auf den nachfolgenden Seiten wird auch „Space Drive“ und Drive-by-wire erwähnt. „Space Drive“ ist die patentierte Bezeichnung von Schaeffler Paravan. Drive-by-wire ist die Bezeichnung für die Steuerung der Bedienung von Lenkung, Gas und Bremse, die keine mechanische Verbindung zum Antrieb besitzt.

Steer-by-wire im Detail

Wie funktioniert das Steer-by-wire-System in der Praxis?

Die Abläufe der Lenkübersetzung 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, z.B. des Lenkrads oder auch Joysticks, über elektronische Impulse auf.
  • Nur in Bruchteilen von Sekunden werden diese digitalen Signale an einen Servomotor für die Lenkung weitergeleitet.
  • Dieser führt die gewünschte Bewegung der Räder aus.g Das Fahrzeug wechselt in die beabsichtigte Richtung.

Kurzes Video „Space Drive“-Animation:

https://vimeo.com/310049105

Wie erfolgt die Richtungsanweisung an die CPU?

Die Eingabe der Richtung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im Rennbetrieb wird ein herkömmliches Lenkrad verwendet, welches das Lenkgetriebe digital ansteuert. Die mechanische Lenksäule entfällt.

  • Wie in der Abbildung ersichtlich, kann der Richtungsgeber als Lenkrad im Fahrzeug integriert sein.
    Für den Fahrer ändert sich somit nichts. Es ist keine Umgewöhnung zum herkömmlichen Lenkverhalten notwendig.
  • Besonders ist jedoch, dass der Impulsgeber für die Lenkung, theoretisch und auch praktisch, sowohl vorne links als auch rechts befestigt werden kann.
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.

  • HEADMODUL, AKTIVE MULTIREDUNDANZ
    Das Headmodul verarbeitet die vom Impulsgeber
    (Lenkrad, Joystick, Funksteuerung) gesendeten Signale und gibt diese in Bruchteilen von Sekunden an die entsprechen- den Servomotoren für die Lenkung weiter.

 

  • SERVOMOTOR 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
    Gibt einen visuellen Überblick über die verarbeiteten Befehle und sorgt so für einen zusätzlichen Sicherheitsaspekt.

 

  • OPTIONALE INPUT DEVICES
    Für die Steuerung werden unterschiedliche Impulsgeber ein- gesetzt. Dazu gehören u.a.
    Mini-Lenkrad
    2-Wege-Joystick
    4-Wege-Joystick
    Rotationslenkung
    Funkfernsteuerung
    uvm.
Wie sicher ist das Drive-by-wire-System in der Praxis und im Motorsport?

Als Teil des innovativen und bereits mehrfach eingesetzten „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
    Dreifach redundantes, straßenzugelassene Headmodul des Steer-by wire-Systems von Schaeffler Paravan. Die Lenkein- heit ist durch eine anspruchsvolle Sicherheitsarchitektur optimal gegen Ausfälle und Fehler gesichert.
    – Alle Prozesse und Befehle werden somit dreifach im Head- modul (CPU) verarbeitet, dort analysiert und auf logische Zusammenhänge hin bewertet.
    – Anschließend an redunante Servomotoren übermittelt.
Wo wurde das Steer-by-wire-System zugelassen und wieviele Kilometer gefahren?

Schaeffler Paravan hat jahrelange Erfahrung für ein sicheres Lenksystem und eine kontinuierliche Entwicklung absolviert, die strengen Prüfungen in verschiedenen Ländern und Institutionen überstanden!

  • Weltweit hat Schaeffler Paravan in mittlerweile 17 Jahren über 1 Mrd. „by-wire“ gefahrene Kilometer an Erfahrung gesammelt. Und täglich kommen viele hundert Kilometer dazu.Mit der Straßenzulassung hat Paravan schließlich eine der wichtigsten Hürden für automatisierte Mobilität genommen. Mit kontinuierlicher Weiterentwicklung unterstützt Schaeffler Paravan viele namhafte Hersteller aus der Automobil- und Zulieferindustrie bei der Entwicklung autonomer Mobilität.

 

In mehr als 20 Ländern oder Bundesstaaten (u.a. Deutschland, Israel, Australien, Kalifornien…) wurde das „Space Drive“ bisher für den Straßenverkehr offiziell zugelassen. Höchste Zertifizierungen und Sicherheiten.

  • Straßenzulassung nach ECE-R-10, ECE-R-13 und ECE-R-79.

Die Technologie erfüllt die höchsten Anforderungen nach den Sicherheits- standards ISO 26262 ASIL D. Zudem werden die „Space Drive“-Steuergeräte nach der weltweit höchsten Qualitätsstufe IPC-A-600 Klasse 3 gefertigt.

Schaeffler Paravan hat mehr als 17 Jahre Erfahrung mit über 8.500 Auto weltweit im Einsatz und über 1 Milliarde Kilometer im Straßenverkehr.

  • Einsatz in folgenden Ländern:
    Deutschland, Schweiz, Österreich, Norwegen, Schweden, Finnland, Däne- mark, Belgien, Niederlande, Luxemburg, Großbritannien, Irland, Frankreich, Spanien, Portugal, Italien, Australien, Israel sowie zehn US-Bundesstaaten.
Wie ist das System gegen einen Ausfall gesichert?

Das Highlight des Paravan Steer-by-wire-Systems basiert auf einer mehrfach aktiven redundanten Sicher- heitsarchitektur.

  • Eingabesignale werden, wie bereits erwähnt, analog bzw. digital in das System über unterschiedliche Schnittstellen (CAN, LIN, Flex Ray) zur Verarbeitung weiter- geleitet. Kern dieser neuen revolutionären Schaeffler Paravan Sicherheitsarchitektur ist es, dass drei Prozessoren parallel die Steuerungsaufgabe übernehmen und gleichzei- tig ihre Werte untereinander überprüfen. Sämtliche Steuersignale der drei Prozessoren werden anschließend in einem Lo- gikkomparator (CPLD) einem Vergleich unterzogen. Nach festgelegten Kriterien entscheidet der CPLD, welches Steuerungssignal eines Prozessors ausgewählt und durch die drei vorhanden H- Brücken an die Stellmotoren weitergeleitet wird. Über 10 Jahre Erfahrung mit tausenden von verkauften Systemen der ersten Ge- neration des Paravan Drive-by-wire-Systems, sind in die Entwicklung des neuen „Space Drive II“-Systems eingeflossen.
Welches Fahrzeug und welcher Pilot werden eingesetzt?

Im DMV GT und Touring Car Cup (DMV GTC) wird ein aktuelles GT3-Fahrzeug mit dem besten Sicherheitspaket und erfahrenen GT-Piloten eingesetzt. Nichts wird dem Zufall überlassen.

  • Geplant ist der Einsatz eines Audi R8 LMS GT3 bei Rennen des DMV GTC.
    Als Pilot wird ein erfahrener GT-Pilot eingesetzt, der über viele Jahre Erfahrung im GT-Bereich besitzt.

Erfahrene Ingenieure von Schaeffler Paravan und dem Einsatzteam von HCB-Rutronik Racing begleiten das Projekt.

In welcher Meisterschaft soll das Drive-by-wire-System eingesetzt werden?

Bereits seit 30 Jahren besteht die Serie DMV GTC (vormals Hockenheim-Cup, Divinol Cup oder auch DMV TCC) und hat sich in den letzten Jahren zu einer Plattform für Nachwuchspiloten, Profis und erfahrenen Gentlemen entwickelt.

Die Serie wurde 2014 von Ralph Monschauer übernommen und in den letzten Jahren kontinuierlich auf die wachsenden Ansprüche im Motorsport vorbereitet.

Mittlerweile hat man ein homogenes Starterfeld mit GT3, GT4, TCR und Cup-Porsche und startet als internationale Serie in Deutschland sowie den Nachbarländern.

Das Format:
DMV GTC: Freies Fahren (40 Minuten), Zeittraining (2 x 20 Minuten), Rennen (2x 30 Minuten) Sonderwertung DUNLOP 60: Zeittraining (20 Minuten), Rennen (60 Minuten)

Terminkalender:
29.-30.03.2019 Hockenheim 12.-13.04.2019 Hockenheim 24.-25.05.2019 Red Bull Ring (A) 14.-15.06.2019 Nürburgring 05.-06.07.2019 Hockenheim 02.-03.08.2019 Oschersleben 06.-07.09.2019 Zolder (B) 18.-19.10.2019 Hockenheim

Infos: www.dmv-gtc.de