Gieren (Yaw)

Das Gieren bezeichnet die Drehung eines Fahrzeugs um seine Hochachse, also das Maß dafür, wie stark und wie schnell sich das Auto von oben betrachtet nach links oder rechts dreht. Der Begriff ist deshalb so bedeutsam, weil das Lenken eines Autos im Kern nichts anderes ist als das Steuern seiner Gierbewegung: Mit jeder Lenkbewegung soll der Aufbau gedreht und in eine neue Richtung gewiesen werden, und der Unterschied zwischen sicherer Kurvenfahrt und Kontrollverlust liegt darin, ob diese Drehung dem Wunsch des Fahrers entspricht. Der aus der Luftfahrt entlehnte Begriff gibt Ingenieuren ein präzises Werkzeug, um das Drehverhalten des Fahrzeugs zu beschreiben und zu beherrschen.

Das Gieren ist eine von drei Drehachsen, die die Bewegung eines Fahrzeugs im Raum beschreiben. Das Nicken ist die Drehung um die Querachse – das Eintauchen der Front beim Bremsen oder das Aufstellen beim Beschleunigen; das Wanken ist die Drehung um die Längsachse – das Neigen des Aufbaus nach außen in der Kurve; und das Gieren ist die Drehung um die Hochachse, bei der die Front nach links oder rechts schwenkt. Die Geschwindigkeit dieser Drehung, die Giergeschwindigkeit, wird von einem kreiselbasierten Gierratensensor in Grad pro Sekunde gemessen und beschreibt, wie schnell das Fahrzeug die Richtung ändert, in die es zeigt.

Dieses Gierraten-Signal zählt zu den wichtigsten Eingangsgrößen moderner Fahrwerkselektronik. Das elektronische Stabilitätsprogramm vergleicht die tatsächliche Gierrate des Sensors mit jener Gierrate, die der Fahrer über Lenkwinkel und Fahrgeschwindigkeit anfordert. Weichen beide voneinander ab, erkennt das System, dass sich das Fahrzeug anders dreht als vom Fahrer beabsichtigt, und greift ein, indem es einzelne Räder abbremst und die Motorleistung zurücknimmt, um die reale Drehung wieder mit der gewünschten in Einklang zu bringen. Ohne eine genaue Erfassung des Gierens könnte das ESP nicht arbeiten.

Die Güte des Fahrverhaltens lässt sich nahezu vollständig über das Gieren beschreiben. Dreht sich das Fahrzeug weniger, als es der Lenkeinschlag verlangt, so erreichen die Vorderreifen ihre Haftgrenze, das Auto untersteuert und schiebt über die Vorderachse nach außen. Dreht es sich stärker als gefordert, verliert die Hinterachse den Grip, das Auto übersteuert, und das Heck bricht aus. Zu wenig Gieren, und das Fahrzeug lenkt nicht ein; zu viel, und die Drehung entgleitet dem Fahrer. Ein unkontrolliertes, übermäßiges Gieren ist genau das, was ein Schleudern ausmacht: Das Fahrzeug dreht sich frei um seine Hochachse, ohne jeden Bezug zur Fahrtrichtung.

Weil das Gieren im Zentrum der Fahrdynamik steht, ist es das Ziel einer ganzen Familie von Regelsystemen. Über das Stabilitätsprogramm hinaus fügen aktive Giermomentregelung und Torque Vectoring gezielt Antriebsmoment an einer Achse hinzu oder nehmen es weg, um ein Drehmoment zu erzeugen, das dem Fahrzeug hilft, williger in die Kurve einzulenken oder es an der Grenze stabil zu halten. Eine Überschlagschutzregelung überwacht verwandte Bewegungen, um bei hohen Fahrzeugen ein Umkippen zu verhindern. In jedem Fall ist die zugrunde liegende Idee dieselbe: Indem Ingenieure das Gieren erfassen und formen, machen sie aus einer abstrakten Drehachse eine unmittelbar geregelte Dimension von Sicherheit und Agilität.