Clutch-by-Wire-System
ZF
ZF hat ein elektromechanisches Aktuatorsystem entwickelt, das die Kupplungsaktivität auch unabhängig vom linken Fahrerfuß und von einer mechanischen Verbindung zum Pedal steuern kann. Die sogenannte Clutch-by-Wire-Technik soll die Segelfunktion so auch für manuelle Schaltgetriebe ermöglichen.
Die Kupplungsbetätigung bei der entwickelten Clutch-by-Wire(CBW)-Technik ist elektronisch und per integriertem Elektromotor gesteuert. Der Verbrauch und folglich die CO2-Emissionen sollen damit ZF zufolge um bis zu 10 Prozent zurückgehen. "Dieser Wert ergibt sich alleine aus dem automatischen Abkoppeln und Abschalten des Motors in dafür geeigneten Fahrsituationen, kurz der Segelfunktion. Diese können Fahrzeughersteller dank unseres Clutch-by-Wire-Systems erstmals auch bei manuellen Schaltgetrieben umsetzen", sagt Jörg Buhl, Leiter Konstruktion Betätigungssysteme bei ZF.
Komfort- und Sicherheitsvorteile der elektromechanischen Lösung
Wie die Ingenieure des Zulieferers berichten, erwachsen aus der Option, die Kupplung alleine per Steuergerät und Aktuator regulieren zu können, zudem zahlreiche neue Komfort- und Sicherheitsvorteile für manuelle Schaltgetriebe. Dazu zähle zum einen die Anfahrfunktion auch bei unbetätigtem Kupplungspedal. Aber auch ein Abwürgeschutz gehöre dazu, der - beispielsweise bei zu schnellem Loslassen oder auch bei Notbremsungen - die Kupplung ganz oder teilweise öffne, bevor die Motordrehzahl unter ein kritisches Niveau fällt. Hinzu komme die Kriechfunktion, bei der kontrolliertes Schlupfen das Rangieren und Staufahren erleichtert.
Die Charakteristik des Pedals unterdessen lasse sich, da unabhängig vom Antriebsstrang, nahezu unbegrenzt modellspezifisch ausgestalten: beispielsweise so, dass es sich trotz generell sportlicher Kennlinie leicht treten lassen soll. Die von einem Sensor erfassten Betätigungsgeschwindigkeiten und -wege setzen Elektronik und Mechanik in das vom Fahrer gewünschte Kupplungsverhalten um, erklären die Entwickler des Systems. Das einmal festgelegte Pedalfeedback bleibe somit über die gesamte Fahrzeug-Lebensdauer gleich. Es ändere sich auch bei Kupplungsverschleiß nicht, den der neue CBW-Aktuator von ZF automatisch ausgleichen soll. Die Fahrbedienung bleibe hierbei wie gewohnt und bislang eingesetzte Seriengetriebe sollen unverändert beibehalten werden können.
Steuerung je nach Funktionsanforderungen
Der CBW-Aktuator verfügt über einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der die Kupplungsbetätigung anstelle eines Seilzugs oder einer Hydraulik übernimmt, erklären die Getriebespezialisten aus Friedrichshafen. Hinzu komme die integrierte ZF-Steuerungselektronik (Clutch Control Unit), die das System abhängig von den Pedalparametern und den jeweiligen Funktionsanforderungen steuern soll. Den Ingenieuren sei es beim CBW-Aktuator außerdem gelungen, einen hohen Wirkungsgrad mit geringem Strombedarf zu kombinieren und die Systemkomponenten in einer bauraumoptimierten Konstruktion zusammenzufassen. Dadurch lasse sich das System vergleichsweise einfach und kosteneffizient in nahezu alle gängigen Antriebskonzepte mit Handschaltern integrieren.