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Mehr Grip dank Grips

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Tags: Effizienz, Connectivity, SeeThinkAct
Das elektromechanische Sperrdifferential eLSD erhält den Vortrieb selbst in Grenzbereichen. Eine neue vernetzte Lösung bringt zahlreiche weitere Vorteile.
Florian Tausch, 19. Februar 2019
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Florian Tausch war als Journalist in diversen Branchen und Ländern aktiv. Heute leitet er das Redaktionsteam bei ZF.
Gerade als der Spaß so richtig losgehen sollte, machte sich Enttäuschung breit. Der Fahrer des SUV hatte die Straße verlassen und sich auf herausforderndes, steiles Terrain vorgewagt, doch der Antriebsstrang schien die Kraft des Motors nicht mit dem notwendigen Grip unterstützen zu können. Mehr schlecht als recht kämpfte sich der Wagen den steinigen Hang hinauf. Immer schön die Haftung bewahren, so könnte ein gut gemeinter Ratschlag an Fahrzeuge mit herkömmlichem Achsdifferential lauten. Das Problem dieser Konstruktion: Verliert ein Reifen an Traktion, bringt der andere keinen Vortrieb mehr auf die Strecke. Die Leistung verpufft buchstäblich am durchdrehenden Rad. Gerade im Gelände, aber auch bei schneller Kurvenfahrt oder beim Spurwechsel kann dieses Szenario eintreten.

Regelbares Sperrmoment für jede Fahrsituation

Eine schlaue Lösung für diese Problematik ist das elektronische Sperrdifferential (eLSD) von ZF. Anders als rein mechanische Quersperren stellt es sich elektronisch-intelligent auf jede aktuelle Fahrsituation ein. „Unser eLSD reagiert nicht nur, wenn bestimmte Antriebs-Drehmomente oder Raddrehzahl-Differenzen auftreten. Vielmehr berücksichtigt es zusammen mit unserem Bremssystem IBC viele Fahrdynamik-Sensordaten, um aktiv, vorausschauend und besonders feinfühlig zu regeln“, erklärt Sebastian Dendorfer, Anwendungsingenieur im Bereich Achsantriebe bei ZF. Wichtiger Bestandteil ist dabei ein elektromechanischer Aktuator, der auf ein Lamellenpaket wirkt. Dadurch gelingt es, das Quersperrmoment der Antriebsachse stufenlos zwischen 0 und bis zu 3000 Newtonmeter zu variieren. Verliert ein Rad die Haftung, schickt das eLSD die Kraft exakt dosiert an das andere, das noch Grip hat. Bemerkbar macht sich das nicht nur im Grenzbereich wie bei Geländefahrten, sondern auch beim Beschleunigen oder während so genannter Mü-Split-Anfahrten. Letzteres beschreibt das Anfahren auf einer Strecke, deren Oberfläche unterschiedliche Reibwerte aufweist – etwa eine teilweise vereiste Straße. „Auch im Alltag lässt sich das eLSD als Sicherheitsplus einsetzen, zum Beispiel, um Schlingern zu vermeiden und das Fahrzeug in einem stabilen Geradeauslauf zu halten“, betont Dendorfer.
Beim Anfahren auf einer Strecke mit unterschiedlichen Reibwerten sorgt das eLSD für optimale Kraftübertragung auf die Räder.

Intelligent vernetzt für zusätzlichen Komfort

Die neueste Generation des eLSD ist ein typisches Beispiel, wie ZF durch digitale Technologien intelligente mechanische Systemlösungen erschafft. Sein Herzstück ist ein kürzlich entwickeltes Steuergerät (ECU), das modernste Anforderungen an die Bordelektronik wie Cybersecurity, moderne Bussysteme wie CAN-FD und Over-the-Air-Updates per Cloud unterstützt. Seine Hardware ist im Vergleich zum Vorgänger um knapp die Hälfte geschrumpft, wodurch die Unterbringung innerhalb der Fahrgastzelle deutlich erleichtert wird.
Das Steuergerät verfügt zudem über zusätzliche Schnittstellen, über die das eLSD mit dem integrierten Bremssystem (IBC) von ZF vernetzt werden kann.
Bei einem herkömmlichem Achsdifferential würde die Kraft in diesem Szenario am durchdrehenden Rad verpuffen.

„Das enge Zusammenspiel zwischen eLSD und Bremse ist mehr als nur die Summe der Einzelteile“, erläutert Dendorfer. Durch die Verbindung mit dem elektronischen Sperrdifferential erhält die Fahrdynamikregelung wichtige Informationen über die aktuelle Fahrsituation, die konventionelle Lösungen nicht bieten. Neben Eingriffen als Reaktion das Geschehen lassen sich auch vorausschauende Vorsteuerstrategien umsetzen. „Das sorgt für mehr Traktion und bietet Schutz vor Übersteuern. Außerdem erhöht es die Stabilität beim Spurwechsel oder wenn das Fahrzeug einen Hänger zieht“, so der ZF-Experte.
Das eLSD bringt also ein klares Plus an Fahrdynamik, Stabilität, Steigfähigkeit und Komfort. Richtig dosierte Kraft auf den Rädern sorgt aber auch für das, was der Fahrer des SUV beim Erklimmen der Steigung so schmerzlich vermisst hat: Jede Menge Spaß im Grenzbereich.
Bei schnellen Ausweichmanövern ist es besonders wichtig, dass alle Räder über die bestmögliche Traktion verfügen.