Schlüssel für die Mobilität der Zukunft Ab 2026: Steer-by-Wire-Technik von ZF geht bei Mercedes-Benz in Serie

Steer-by-Wire-Technik ermöglicht in Software-definierten Fahrzeugen präzise Fahrmanöver, eine hohe Stabilität und Sicherheit sowie ein optimales Ansprechverhalten. Auch der Einsatz neuer Lenkradgeometrien und Cockpitdesigns ist möglich. Nachdem das Steer-by-Wire-System von ZF bereits im Nio ET9 zum Einsatz kommt, verbaut ab 2026 auch Mercedes-Benz die Technik in seinen Fahrzeugen.

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 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.

Dank der Technik können Cockpit und Innenraum 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 die Montage, die Positionierung der Lenkungselemente und die Adaption von Plattformen für verschiedene Modellreihen oder Märkte mit Rechts- und Linkslenkung. Außerdem sorgt der Wegfall der Lenkzwischenwelle, dass die Geräuschübertragung minimiert und die passive Sicherheit erhöht wird.

Darüber hinaus bildet Steer-by-Wire die Grundlage für Fahrassistenzsysteme. Denn während mechanische Lenkungen ADAS-Funktionen bis Level 3 abdecken, ermöglicht Steer-by-Wire Funktionen bis Level 4. Dazu zählen auch zukünftige aktive Sicherheitsfunktionen wie beispielsweise Automated Emergency Steering (AES).

Kosten minimieren

Ein weiterer Vorteil von Steer-by-Wire ist die rein Software-seitige Anpassung des Lenk- und damit des Fahrverhaltens. Das heißt, dass für verschiedene Modelle und Ausführungen keine mechanische Sonderauslegungen designt werden müssen. 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 Fahrmodi frei wählbar gemacht werden, um auf die jeweilige Fahrsituation zu reagieren.

Twin-Worm-Konzept

Ein Fahrzeug zu steuern, ist bisher ein Austausch zwischen Fahrer, Auto und Straße. Dementsprechend ist das Feedback, das am Lenkrad ankommt, wichtig für die Sicherheit. Die von ZF entwickelte Torque Feedback Unit mit dem „Twin-Worm“-Konzept kombiniert die Bandbreite zur Erzeugung von Rückmeldung und Lenkpräzision bei kompakter Bauweise mit hohem Drehmoment-Volumen-Verhältnis.

In der 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.

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 Software-basierenden Steuerung realisiert. Die Lenkübersetzung, und damit der maximale Lenkwinkel am Lenkrad, lässt sich in weiten Bereichen variieren und kann insbesondere soweit reduziert werden (auch in den Bereich um 180 bis 210 Grad), dass damit neue, flachere Lenkradformen möglich sind. Ein Umgreifen beim Lenken ist somit nicht mehr erforderlich. Weil das System insgesamt die ASIL-D erfüllt, ist es kompatibel mit automatisierten Fahrfunktionen bis Level 4.

EasyTurn: 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. Die variable Übersetzung des Systems ermöglicht auch hier maximale Wendigkeit beim Rangieren und Wenden, sowie ein präzises Lenkverhalten beim normalen Fahren. EasyTurn eignet sich für kleine Stadtautos sowie Lieferfahrzeuge und People Mover im urbanen Umfeld.

Zusammenarbeit mit Mercedes-Benz

ZF hat bereits verschiedene Serienaufträge für seine Steer-by-Wire-Technik bekommen, unter anderen von Mercedes-Benz. Gemeinsam mit dem Autobauer hatte der Zulieferer an der Entwicklung einer spezifischen Lösung gearbeitet und somit kann man erstmals einen europäischen Kunde verzeichnen. 2026 startet nun erstmals die Serienproduktion eines entsprechenden Fahrzeugs in Europa. „Mit unserer System-Expertise für Lenkungen erlauben wir Fahrzeugherstellern rund um den Globus, das volle dynamische Potenzial ihrer Modelle zu entfalten“, verkündet Philippe Gasnier, Leiter Forschung und Entwicklung der ZF Division Chassis Solutions mit Stolz.​(se)

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