ZF Elektronisch gesteuerte Pkw-Kupplung

Im Clutch-by-Wire-System ersetzt eine Aktuatoreinheit mit Elektromotor die konventionelle Pedalkraftübertragung.
Im Clutch-by-Wire-System ersetzt eine Aktuatoreinheit mit Elektromotor die konventionelle Pedalkraftübertragung.

Die neue Clutch-by-Wire-Technik (CBW) von ZF soll manuellen Schaltgetrieben zu neuen Effizienz-, Sicherheits- und Komfortfunktionen verhelfen. Mit CBW ist etwa ein Segelbetrieb möglich, der den Verbrauch um bis zu 10 Prozent senkt.

Im Verhältnis zu Systemen, die Gänge komplett selbständig wechseln, werden manuelle Schaltgetriebe in Zukunft weiterhin geringfügig Marktanteile verlieren. Absolute Zahlen und aktuelle Prognosen zeigen jedoch auch, dass die Handschalter-Absatzkurve insgesamt noch für lange Zeit nach oben zeigt – allen voran für Fahrzeugsegmente von der Mittelklasse abwärts und insbesondere in Emerging Markets. Deshalb und angesichts laufend strengerer Emissions- und Verbrauchsvorgaben weltweit gilt es, auch im konventionellen Antriebsstrang weiter Effizienzpotenziale zu heben.

ZF hat deshalb die Clutch-by-Wire-Technik entwickelt Dabei handelt es sich um ein elektromechanisches Aktuatorsystem, das die Kupplungsaktivität erstmals auch unabhängig vom linken Fahrerfuß und von einer mechanischen Verbindung zum Pedal steuern kann. Das soll Handschalter künftig um Funktionen bereichern, die zuvor automatischen beziehungsweise automatisierten Getrieben vorbehalten waren: allen voran das sogenannte Segeln, das den Verbrauch minimiert.

Zu den neue Komfort- und Sicherheitsvorteile für manuelle Schaltgetriebe mit CBW-Technik gehören unter anderem die Anfahrfunktion auch bei unbetätigtem Kupplungspedal sowie ein Abwürgeschutz, der – beispielsweise bei zu schnellem Loslassen oder auch bei Notbremsungen – die Kupplung ganz oder teilweise öffnet, bevor die Motordrehzahl unter ein kritisches Niveau fällt. Hinzu kommt die Kriechfunktion, bei der kontrolliertes Schlupfen das Rangieren und Staufahren erleichtert.

Die Charakteristik des Pedals lässt sich, da unabhängig vom Antriebsstrang, nahezu unbegrenzt modellspezifisch ausgestalten: beispielsweise so, dass es sich trotz generell sportlicher Kennlinie leicht treten lässt. Die von einem Sensor erfassten Betätigungsgeschwindigkeiten und -wege setzen Elektronik und Mechanik in das vom Fahrer gewünschte Kupplungsverhalten um. Das einmal festgelegte Pedalfeedback bleibt somit über die gesamte Fahrzeug-Lebensdauer gleich. Es ändert sich auch bei Kupplungsverschleiß nicht, den der neue CBW-Aktuator von ZF automatisch ausgleicht. Für Pkw-Lenker erfolgt die Fahrzeugbedienung ganz wie gewohnt. Fahrzeughersteller wiederum können das bislang eingesetzte Seriengetriebe unverändert beibehalten.

Der CBW-Aktuator verfügt über einen leistungsstarken, bürstenlosen Gleichstrommotor, der die Kupplungsbetätigung anstelle eines Seilzugs oder einer Hydraulik übernimmt. Hinzu kommt die integrierte ZF-Steuerungselektronik (Clutch Control Unit), die das System abhängig von den Pedalparametern und den jeweiligen Funktionsanforderungen befehligt. Da die Systemkomponenten in einer bauraumoptimierten Konstruktion zusammengefasst sind, soll sich die CBW-Technik vergleichsweise einfach und kosteneffizient in nahezu alle gängigen Antriebskonzepte mit Handschaltern integrieren lassen.