Steer-by-wire: na een moeizaam begin zijn we om

De grote, volledig elektrische Mercedes-Benz EQS kun je binnenkort bestellen met steer-by-wire, letterlijk vertaald: sturen via een snoertje. Een mechanische verbinding tussen het stuurwiel en de voorwielen ontbreekt. Geen paniek. De aansturing van de motor via het gaspedaal werkt al jaren zo. Ook in een vliegtuig, waar by-wire-techniek al een halve eeuw gemeengoed is. De Concorde was het eerste productietoestel met analoge fly-by-wire-technologie en de F-16-straaljager het eerste met een digitaal fly-by-wire-systeem. Wij houden de wielen aan de grond en maken op een afgesloten parcours alvast kennis met een prototype van het steer-by-wire-systeem in de EQS.

Meer vrijheid

Bij steer-by-wire geef je via het stuur slechts input aan de computer, die op zijn beurt ervoor zorgt dat de wielen insturen en ook bepaalt in welke mate dat gebeurt. Een sensor meet hoe ver je het stuur verdraait. De informatie van die sensor wordt – met nog een aantal variabelen zoals de snelheid – door een regeleenheid omgezet in een commando waarmee een actuator het stuurhuis (doorgaans een tandheugel) in beweging brengt en de wielen laat insturen. Het stuurhuis bevat op zijn beurt ook een sensor die de krachten ‘voelt’ die de stuurstangen teruggeven. De informatie van de stuurhuissensor wordt vervolgens weer vertaald naar een commando waarmee een elektromotor achter het stuur ervoor zorgt dat je tegendruk in het stuur voelt, maar ook (wanneer de wielen zich centreren) dat het stuurwiel weer naar de neutraalstand gedraaid wordt.

Leuk allemaal, maar waar is het goed voor? Om te beginnen geeft steer-by-wire de ontwerpers meer vrijheid; er is geen stuurkolom die andere componenten (of een frunk) in de weg zit. Daarnaast kunnen voor links- en rechtsgestuurde auto’s dezelfde onderdelen gebruikt worden, een kostenvoordeel. Het is ook een opmaat naar autonoom rijden, en zeker wanneer het wordt geïntegreerd met de elektronica van het remsysteem draagt steer-by-wire bij aan extra veiligheid. De overbrenging van de stuurbeweging naar de wielen is afhankelijk van verschillende parameters, zoals de rijsnelheid, de rijmodus, de stuurverdraaiing, de g-krachten op de auto en de snelheid van de stuurbeweging. Dat maakt verschillende karakters mogelijk, maar zorgt ook voor bijvoorbeeld extra parkeergemak, doordat bij lage snelheid een kleine verdraaiing van het stuur al voldoende is om de wielen maximaal in te laten sturen.

Moeilijk begin

Helemaal nieuw is steer-by-wire niet. Sowieso wordt bij alle moderne auto’s met vierwielsturing de stuuruitslag van de achterwielen al door de computer geregeld; dat is ook steer-by-wire. Aan de voorkant komt de primeur aan Infiniti toe. De Infiniti Q50 is in 2013 de eerste productieauto met steer-by-wire. Een succes is het in die auto nooit geworden. We denken er met weinig enthousiasme aan terug. De besturing reageert bij de Q50 namelijk in de comfortstand al veel te direct en in de sportstand wordt het nog feller. Dat maakt de auto nogal nerveus, terwijl de feedback – het gevoel – in het stuur minimaal is; terugkoppeling van wat er zich tussen de banden en het wegdek afspeelt is er amper. Aanvankelijk gaat Infiniti dapper door, maar het gooit uiteindelijk toch de handdoek in de ring. De auto achteraf terugbouwen naar een conventioneel hydraulisch systeem is overigens niet heel ingewikkeld: die techniek zit er al. Wanneer het steer-by-wire-systeem uitvalt, kun je namelijk terugvallen op een volledig mechanisch back-upsysteem.

Moderne steer-by-wire-auto’s hebben zo’n mechanische back-up niet. Je mist anders per slot van rekening de ruimtevoordelen en hebt voor links- en rechtsgestuurde auto’s aparte onderdelen nodig. Daarom zien we nu als back-up gewoon een tweede steer-by-wire-systeem. Dat heeft een eigen voeding, eigen sensoren en eigen actuatoren. Daarnaast heeft het back-upsysteem ook een eigen computer met net iets andere software. Dat laatste is om te voorkomen dat wanneer er een bug in de basissoftware zit, dezelfde fout niet onder dezelfde omstandigheden ook optreedt in het noodprogramma.

Extreme varianten

Wanneer we in 2022 kennismaken met een prototype van de Lexus RZ, blijkt die auto uitgerust met steer-by-wire. Het vraagt gewenning, vooral bij lage snelheid. Hoewel het nemen van haarspeldbochten kinderspel blijkt, voelt het nog niet ‘echt’. We zijn nog niet overtuigd. Opmerkelijk is verder de afgeplatte vorm van het Lexus-stuurwiel, alsof het bij een computerspel hoort. Een volwaardig rond stuur is bij de steer-by-wire-auto niet nodig. Om de voorwielen volledig te laten insturen, hoef je op parkeersnelheid maar een halve slag aan het stuur te draaien. Overpakken met je handen komt niet voor. En volgens Lexus zijn mensen met dit platte stuur zich er direct van bewust dat ze met een ander soort stuurinrichting op pad zijn.

Vorig jaar zomer, drie jaar na de eerste kennismaking met het Lexus-prototype, blijkt de productieversie van het steer-by-wire-systeem in de RZ goed uitgerijpt. Onder alle omstandigheden werkt het systeem feilloos. De Lexus volgt keurig de door ons gewenste richting. Maar misschien nog wel belangrijker: de feedback die we in het stuur krijgen, komt nu behoorlijk natuurlijk over. Je voelt niet dat de halve stuurinrichting ontbreekt. Het is goed vergelijkbaar met wat we in 2024 ervaren bij Bosch, waar we de testbaan op gaan met een experimentele Volkswagen Golf voorzien van steer-by-wire. Ook hier wordt de stuuroverbrenging traploos aangepast aan de snelheid, waardoor een slalom nauwelijks inspanning kost, terwijl het op autobahn-tempo extra koersstabiliteit geeft.

Om te laten zien wat er mogelijk is, is de elektronica bij het Bosch-prototype geprogrammeerd op extreme varianten. Afhankelijk van de rijmodus krijgen we via het stuur amper of juist heel veel feedback. Dat betekent enerzijds veel comfort (spoorvorming of kleine oneffenheden worden volledig weggefilterd), terwijl we aan de andere kant van het spectrum het idee hebben dat we op pad zijn met een geprepareerde raceauto, zoveel informatie als we terugkrijgen (afrolgedrag van de band, de structuur van het asfalt, alles lijk je te voelen). Verder zorgt de computer ervoor dat in geval van een noodstop de wielen in de juiste richting staan, zodat wanneer de wielen links en rechts niet evenveel grip hebben we toch de kortste remweg bereiken. En als aanvulling op ESP kunnen de wielen zonder dat je het in de gaten hebt net iets verder of juist iets minder insturen om de auto op koers te houden, wat hinderlijke remingrepen scheelt. Andersom blijkt het als back-up ook mogelijk dat – wanneer de stuurinrichting onverhoopt werk weigert – de auto stuurt met de remmen, als een inverse variant van torque vectoring. Dat werkt overigens alleen op hogere snelheid; bij sturen met de remmen gaat het alleen om lichte koerscorrecties. Het is niet zo dat je ermee kunt inparkeren. Dat lukt namelijk alleen wanneer je de wielen individueel kunt aandrijven. Dan is het zelfs mogelijk een stilstaande auto om zijn as te laten draaien, als een rupsvoertuig. We kennen dat kunstje van de elektrische Mercedes G-klasse, maar dat is een heel ander verhaal.

Groot gemak

In maart 2025 verschijnt in China de grote en luxe elektrische Nio ET9. Dit alternatief voor de Mercedes-Benz EQS en BMW i7 is ook voorzien van steer-by-wire. Hoe die auto zich in de praktijk gedraagt, weten we niet, al hebben we inmiddels wel een idee, want het systeem in de Nio is afkomstig van het Duitse ZF. En ZF meldt bij de presentatie van de ET9 niet alleen vol trots dat het de leverancier van het systeem is, maar en passant ook dat het de steer-by-wire-techniek in de loop van 2026 aan Mercedes-Benz gaat leveren. En dat is nu.

Mercedes heeft voor ons twee EQS’en klaargezet. De ene heeft de conventionele stuurinrichting plus de standaard achterwielsturing van maximaal 4,5°. De andere is voorzien van steer-by-wire én 10° achterwielsturing. Die 10° is normaal een optie (los of onderdeel van een pakket), maar krijg je straks automatisch mee wanneer je steer-by-wire bijbestelt.

Flink draaien aan het grote stuur van de EQS

We beginnen met het vertrouwde systeem. Hoewel het weinig kracht kost, moeten we wel flink aan het grote stuur draaien om de forse EQS vlot tussen de pylonen door te slalommen en over een minirotonde te loodsen. Maar goed, dat is autorijden. We doen het zowel in de comfort- als in de sportstand. Qua informatieterugkoppeling is er geen merkbaar verschil tussen de twee rijmodi. Comfort betekent gewoon dat het iets lichter gaat. In Sport is er iets meer tegendruk waardoor we op een uitwijkproef minder ver doorschieten met draaien. Dat dan weer wel. Maar groot is het verschil niet, het gaat om nuances.

Wanneer we in de steer-by-wire-auto stappen valt direct het sterk afgeplatte stuur op. Het doet denken aan wat we eerder al zagen in de Lexus RZ. Op het brede gedeelte heeft het afgeplatte EQS-stuur overigens wel dezelfde diameter als het ronde exemplaar in de conventioneel gestuurde versie. Al bij het indraaien bij de eerste pylon blijkt het gemak waarmee de auto op het stuur reageert. Niet alleen valt de directe stuuroverbrenging op, maar nu ook het zwiepje dat de gestuurde achterkant maakt. Met kinderlijk gemak sturen we de EQS over de slalom en de rotonde. Ook hier is er een klein verschil tussen de rijmodi, volledig voor rekening van de computer. Wanneer we in de sportstand wat sneller de rotonde ronden, voelen we zelfs (of denken we te voelen, want hoe ver houdt de computer ons voor de gek?) dat de banden een beetje over het asfalt schuiven. Het systeem komt dermate natuurlijk over dat het enige verschil eigenlijk de maximale stuurverdraaiing is: 170 graden helemaal naar links en 170 graden helemaal naar rechts bij steer-by-wire tegen tweemaal een hele omwenteling bij het conventionele systeem.

We zijn de eersten om toe te geven dat we niet de hele dag aan het inparkeren zijn, laat staan met volledig ingestuurde wielen. Dus of het extra geld dat je voor het systeem moet uitgeven wel besteed is? Het is in elk geval wel een systeem dat heel goed uitgevoerd is en bijdraagt aan extra veiligheid, klaar voor de toekomst.