- Mehr Dynamik, Stabilität und Vernetzung: Steer-by-Wire-Technologie ist Grundlage für Lenksysteme der Zukunft
- ZF wird Mercedes-Benz ab 2026 mit Steer-by-Wire-Technologie beliefern
- ZF EasyTurn: Vorderachslenkung macht Stadt- und Lieferverkehr-Fahrzeuge so wendig wie nie zuvor
In modernen, software-definierten Fahrzeugen sorgt die Steer-by-Wire-Technologie (SbW) für präziseres Manövrieren, mehr Stabilität und Sicherheit sowie für ein optimales Ansprechverhalten. Die Lenksysteme sind somit die bevorzugte Wahl für Fahrzeuge, bei denen die Erweiterung von Kundenvorteilen durch softwarebasierte Funktionen, Fahrerassistenz und Elektrifizierung den Trend angeben.
ZF positioniert sich dabei an der Spitze. So startet beispielsweise das Elektro-Flaggschiff ET9 der Marke NIO dank ZF als erstes Serienfahrzeug mit einem echten Steer-by-Wire-System auf dem chinesischen Markt. Einen weiteren Auftrag konnte ZF von Mercedes-Benz gewinnen. 2026 startet damit erstmals die Serienproduktion eines SbW-Fahrzeugs in Europa. „Mit unserer System-Expertise für Lenkungen erlauben wir Fahrzeugherstellern rund um den Globus, das volle dynamische Potenzial ihrer Modelle zu entfalten“, sagt Philippe Gasnier, Leiter Forschung und Entwicklung der ZF Division Chassis Solutions. „Damit positionieren wir uns als der optimale Partner für Hersteller, wenn es um diese Zukunftstechnologie geht.“
Steer-by-Wire: Schlüsseltechnologie für fortschrittliche Fahrdynamik und Automatisierung
Im Vergleich zu traditionellen Lenksystemen gibt es bei Steer-by-Wire keine mechanische Verbindung mehr zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe. Die Lenkkraft wird von einem mechatronischen Aktuator zwischen den Rädern erzeugt. Die Steuerbefehle übermittelt ein Lenkradaktuator im Cockpit, der über eine Drehwinkelsensorik verfügt.
Eine Torque-Feedback-Unit – ein kleiner elektrischer Antrieb am Lenkrad – reproduziert das natürliche Lenkgefühl und die Rückmeldung der Straße. Dabei passt das redundant ausgelegte ZF-System die Lenkübersetzung individuell an, so dass bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten oder -situationen die Übersetzung des Lenkradwinkels zum Radeinschlagswinkel optimal variiert wird: Eine direkte Übersetzung für mehr Agilität erfolgt beim Parken, eine indirekte für Stabilität und Komfort bei höheren Geschwindigkeiten.
Für Fahrer ist diese Funktion direkt zu spüren, für die Hersteller sind die Vorteile zahlreich. Die Steer-by-Wire-Technologie von ZF erlaubt ein präzises, komfortables und sicheres Lenkgefühl mit hervorragendem Ansprechverhalten und erweiterter Dynamik für eine Vielzahl von Funktionen im Bereich Komfort, Sicherheit und Fahrerlebnis. Das Cockpit und der Innenraum können freier und mit mehr Platz für die Passagiere gestaltet werden. Auch neue Lenkrad-Geometrien oder zusammenklappbare Lenkradkränze sind möglich. Der Wegfall der Lenkzwischenwelle bedeutet, dass keine Komponenten vom Innenraum in den Motorraum geführt werden müssen. Das vereinfacht sowohl die Montage, die Positionierung der Lenkungselemente als auch die Adaption von Plattformen für verschiedene Modellreihen oder Märkte mit Rechts- und Linkslenkung. Außerdem sorgt der Wegfall der Lenkzwischenwelle zudem für eine Reduzierung der Geräuschübertragung und erhöht die passive Sicherheit.
Darüber hinaus bildet Steer-by-Wire die notwendige Grundlage für hochmoderne Fahrassistenzsysteme. Denn während mechanische Lenkungen ADAS-Funktionen bis Level 3 abdecken, ermöglicht SbW Funktionen bis Level 4 und darüber hinaus. Dazu zählen auch zukünftige aktive Sicherheitsfunktionen wie beispielsweise Automated Emergency Steering (AES).
One fits all: Software-Algorithmen statt Mechanik
Ein weiterer Vorteil von Steer-by-Wire ist die rein softwareseitige Anpassung des Lenk- und damit des Fahrverhaltens. Die für Hersteller wichtige Markencharakteristik kann somit rein softwarebasiert dargestellt werden. Für verschiedene Modelle und Ausführungen müssen nicht mehr mechanische Sonderauslegungen designt werden. Das bedeutet nicht nur eine bessere Skalierbarkeit der Produktion und eine höhere Wirtschaftlichkeit. Es vereinfacht zudem die Kalibrierung des Fahrwerks und verkürzt Entwicklungs- und Montagezeiten. Im Cockpit können nun noch mehr verschiedene Fahrmodi frei wählbar gemacht werden, um ideal auf die jeweilige Fahrsituation zu reagieren.
Twin Worm ermöglicht herstellerspezifisches Lenkgefühl bei maximaler Kompaktheit
Ein Fahrzeug zu steuern ist immer ein Austausch zwischen Fahrer, Auto und Straße. Dementsprechend wichtig für Sicherheit und Fahrspaß ist das Feedback, das am Lenkrad ankommt. Die von ZF entwickelte Torque Feedback Unit mit dem patentierten „Twin Worm“-Konzept vereint exzellent die Bandbreite zur Erzeugung von Rückmeldung und Lenkpräzision bei kompakter Bauweise mit höchstem Drehmoment-Volumen-Verhältnis.
In der ZF Twin Worm Unit werden zwei von der Software separat ansteuerbare Schneckenantriebe verwendet, um im Zusammenspiel die Rückmeldung und das Lenkgefühl für den Fahrer zu erzeugen. Das System ist damit einerseits redundant ausgelegt, andererseits lässt es sich besonders gut regeln. „Durch dieses mechatronische System und dessen spezielle Steuerungssoftware gelingt es uns, das in Getrieben immanent vorhandene Spiel komplett und vor allem kontrolliert aus dem System zu nehmen“, erklärt Stéphane Cassar, Leiter der Produktgruppe Steer-by-Wire bei ZF.
Reibung und Spiel innerhalb von Lenksystemen sind entscheidende Faktoren, die zum Komforteindruck beitragen. Beim ZF Twin Worm System werden diese Parameter nicht aufwändig mechanisch und mit zusätzlichen Elementen wie Federn und Dämpfungselementen abgebildet, sondern mit der zuvor genannten, softwarebasierten Steuerung realisiert. „Das alles bekommen wir mit unserem Twin Worm-Konzept also viel einfacher hin“, sagt Cassar. Die Lenkübersetzung, und damit der maximale Lenkwinkel am Lenkrad, lässt sich in weiten Bereichen variieren und lässt sich insbesondere soweit reduzieren (auch in den Bereich um 180-210 Grad), dass damit auch neue, flachere Lenkradformen möglich sind. Ein Umgreifen beim Lenken ist somit nicht mehr erforderlich. Da das System insgesamt die höchste Stufe für funktionale Sicherheit (ASIL-D) erfüllt, ist es kompatibel mit automatisierten Fahrfunktionen bis Level 4 und darüber hinaus.
EasyTurn: Wirklich wendig mit Vorderachslenkung
Dank der Konzern-Kompetenz bei Steer-by-Wire erfährt auch das Federbein-Vorderachssystem EasyTurn eine deutliche Verbesserung. Mit EasyTurn verdoppelt sich der maximale Einschlagwinkel der Vorderräder von 40 auf 80 Grad – bei einem typischen Mittelklasse-Pkw schrumpft so der Wendekreis von über zehn auf unter sieben Meter. Mit der Steer-by-Wire-Technologie werden diese Manöver maximal komfortabel: „Solange wir auf mechanische Verbindungen angewiesen waren, stießen wir beim notwendigen Lenkeinschlag irgendwann an die physikalischen Grenzen. Mit Steer-by-Wire ist das nicht mehr der Fall – hier reichen kleinste Lenkradbewegungen aus, um auf engstem Raum zu rangieren“, erklärt Peter Kontermann, Projektleiter EasyTurn bei ZF. Die variable Übersetzung des ZF-Systems ermöglicht auch hier maximale Wendigkeit beim Rangieren und Wenden, sowie ein präzises Lenkverhalten beim normalen Fahren. EasyTurn eignet sich perfekt für kleine Stadtflitzer sowie Lieferfahrzeuge und People Mover im urbanen Setting. Wird die Funktion darüber hinaus mit einer aktiven Hinterachslenkung wie der AKC von ZF kombiniert, manövrieren selbst lange Limousinen oder Performance-Crossover überraschend agil.
