Der digitale Körper – Drive-by-Wire und Fahrzeugsteuerung in autonomen Systemen

Wenn die Wahrnehmung beschreibt, wie autonome Fahrzeuge „sehen“, dann erklärt die Steuerung, wie sie sich bewegen. Und in einer Welt ohne menschlichen Fahrer am Lenkrad reichen traditionelle mechanische Systeme nicht mehr aus. Lenkräder, Pedale und hydraulische Verbindungen müssen softwaregesteuerten Systemen weichen, die schneller, präziser – und vor allem sicherer reagieren können.

Willkommen im Zeitalter des Drive-by-Wire.

In diesem Beitrag zeigen wir, wie elektronische Steuerungssysteme die „Körperarchitektur“ autonomer Fahrzeuge prägen. Wir erklären, was Drive-by-Wire bedeutet, warum es unverzichtbar ist und wie es Mobilität in zahlreichen Branchen weit über den Pkw-Markt hinaus transformiert.

Was ist Drive-by-Wire?

Drive-by-Wire (DbW) bezeichnet den Ersatz mechanischer oder hydraulischer Steuerungssysteme durch elektronische Aktuatoren und digitale Signale. Dazu gehören:

• Steer-by-Wire: Lenkbefehle werden rein elektrisch übermittelt
• Brake-by-Wire: Elektronische Bremssteuerung ohne mechanische Verbindung
• Throttle-by-Wire: Digitale Gaspedalsteuerung
• Shift-by-Wire: Elektronisch gesteuerte Gangwechsel

Diese Systeme ersetzen nicht nur mechanische Komponenten – sie stellen ein echtes Upgrade dar. Vorteile:

• Höhere Präzision
• Geringeres Gewicht
• Weniger mechanische Fehlerquellen
• Freiere Fahrzeugarchitektur (kein Lenksäulen-Zwang)

Und vor allem: Sie schaffen die Basis für Redundanz und Fail-Operational-Designs, wie sie moderne Sicherheitsstandards vorschreiben (z. B. ISO 26262 ASIL D, UNECE R79).

Redundanz und Fail-Operational-Design: Keine Option, sondern Pflicht

Autonome Fahrzeuge dürfen sich nicht auf eine einzelne Steuerinstanz verlassen. Fällt die Lenkung oder Bremse auch nur für einen Moment aus, steht Menschenleben auf dem Spiel. Deshalb sind Fail-Operational-Architekturen unverzichtbar.

Das NX NextMotion-System von Arnold NextG bietet beispielsweise:

• Zwei unabhängige Steuergeräte (ECUs) mit ASIL-D-Zertifizierung
• Sensorvalidierung nach 2oo3-Prinzip (zwei aus drei müssen übereinstimmen)
• Getrennte Kommunikationskanäle (SAFE_CAN und Automotive Ethernet)
• Notstromversorgung für kritische Subsysteme

„Man baut kein Level-4-System ohne Aerospace-Denken. Redundanz ist kein Extra – sie ist das System.“
— Mathias Koch, Arnold NextG

Diese Architektur ermöglicht dem Fahrzeug den sicheren Weiterbetrieb – selbst im Fehlerfall – und erfüllt damit eine Grundvoraussetzung für den Einsatz in Level-3- bis Level-5-Szenarien.

Warum mechanische Systeme nicht mehr ausreichen

In konventionellen Fahrzeugen kann ein Fahrer Fehler kompensieren: stärker bremsen, selbst eingreifen oder in den Leerlauf schalten. In autonomen Szenarien – besonders ohne Fahrer – ist das nicht möglich.

Stellen Sie sich vor:

• Ein Logistikfahrzeug manövriert durch einen Industriebereich
• Ein Bergbau-Lkw fährt autonom im unwegsamen Gelände
• Ein militärischer Konvoi wird teleoperiert
• Ein Shuttlebus bewegt sich im innerstädtischen Niedriggeschwindigkeitsverkehr

All diese Anwendungen erfordern Systeme, die digitale Befehle umsetzen, sich selbst überwachen und Fehler isolieren – ohne menschliches Eingreifen. Mechanik allein kann hier weder Geschwindigkeit, Intelligenz noch Modularität liefern.

Steuerung als Teil einer größeren Systemarchitektur

Drive-by-Wire ist kein isoliertes System – es ist integraler Bestandteil des gesamten Fahrzeugsteuerstapels:

• Input: aus der autonomen Software (Planung & Entscheidung)
• Ausführung: durch elektronische Aktuatoren (Lenkung, Bremse, Antrieb)
• Überwachung: mittels Echtzeitdiagnose, Feedbackschleifen und Watchdog-Systemen

Deshalb setzen führende Anbieter – von Militärfahrzeugbauern bis zu Plattformen für autonome Logistik – gezielt auf Drive-by-Wire-Systeme, die modular, zertifizierbar und skalierbar sind.

Neue Fahrzeugarchitekturen ermöglichen

Ohne mechanische Zwänge wie Lenksäulen eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten:

• Umgestaltbare Kabinen (z. B. Shuttles ohne Fahrersitz)
• Kompakte Fahrzeuge für die letzte Meile
• Volle Fernsteuerung ohne lokale Bedienelemente
• Barrierefreie Low-Floor-Layouts für den ÖPNV

Damit entstehen neue Geschäftsmodelle – in der Mobilität als Service, der automatisierten Landwirtschaft, der Verteidigung oder Intralogistik – jeweils mit spezifischen Anforderungen an Layout, Steuerung und Sicherheit.

Fazit: Steuerung ohne Kompromisse

Autonome Systeme brauchen mehr als nur „Sehvermögen“. Sie brauchen eine Steuerung, die fehlerfrei funktioniert. Genau hier wird Drive-by-Wire zum unverzichtbaren Nervensystem der neuen Mobilität. Es sorgt dafür, dass Entscheidungen der KI sicher und kontrolliert umgesetzt werden – jederzeit und unter allen Bedingungen.

Im nächsten Beitrag geht es um das „Gehirn“ des Fahrzeugs: die Software, die plant, entscheidet und handelt.

Quellen

• UNECE R79, ISO 26262 (ASIL D), UNECE R155 – Cybersecurity
• Arnold NextG, NX NextMotion Safety White Paper, 2025
• Arnold NextG, Analyse Fail-Operational-Architektur, 2025
• BMDV (2024), Handbuch Autonomes Fahren – Öffentlicher Verkehr
• Vergleichsstudie FMVSS / ISO / ECE, 2024