Mechatronik

Mechatronik

Das Automatikgetriebe wird vom Mechatronik-Modul geregelt. Das Mechatronik-Modul ist eine Kombination aus Hydraulikeinheit (hydraulisches Schaltgerät) und Elektronikmodul.
Die Hydraulikeinheit ist der hydraulische Teil der Getriebesteuerung.
Das Elektronikmodul enthält das EGS-Steuergerät, die Sensoren sowie die getriebeinternen Verbindungen.

Bauteil-Kurzbeschreibung

Folgende Bauteile des Mechatronik-Moduls werden beschrieben:

EGS-Steuergerät

Das EGS-Steuergerät steuert Schaltpunkte, Schaltqualität, das Ein- und Ausrücken der Wandlerüberbrückungskupplung sowie den Hydraulikdruck.
Die Daten, die das EGS-Steuergerät zur Schaltung der Gänge benötigt, werden auf dem Powertrain-CAN (PT-CAN) zum EGS-Steuergerät übertragen (z. B. Einspritzdauer, Motordrehzahl, Drosselklappenwinkel, Motortemperatur und Motoreingriff). Im Mechatronik-Modul steuert das EGS-Steuergerät direkt die Magnetventile und die elektronischen Drucksteuerventile an.

Hydraulikeinheit

In der Hydraulikeinheit werden die Kupplungen des Automatikgetriebes hydraulisch gesteuert.
Zur Getriebesteuerung sind in der Hydraulikeinheit folgende Bauteile eingebaut:

• Getriebepositionsschalter
  
• 2 Magnetventile
  
• 6 elektronische Drucksteuerventile
  
• 1 Getriebeöltemperatursensor
  
  

Systemfunktionen

Folgende Systemfunktionen werden beschrieben:

Adaptive Getriebesteuerung

Wie bei bisherigen Automatikgetrieben gibt es auch bei diesem 6-Gang-Automatikgetriebe die Wahl zwischen Komfortprogramm und Sportprogramm.
Die adaptive Getriebesteuerung (Bestandteil der elektronischen Getriebesteuerung) passt das Schaltverhalten von Komfortprogramm und Sportprogramm an den Fahrerwunsch und die Fahrsituation an.

In jedem der beiden Programme wechselt die adaptive Getriebesteuerung auf Anforderung aus einem Grundkennfeld in ein leistungsorientiertes Kennfeld wie folgt:

• Komfortprogramm bei Wählhebelposition ”D”
  Dem Komfortprogramm liegen verschiedene Kennfelder zu Grunde: z. B. das Kennfeld ”XE” (extreme economy) und das Kennfeld ”E” (economy). Das EGS-Steuergerät wählt im Normalfall das sparsame Kennfeld ”XE” (= Grundkennfeld). Bei besonderen Anforderungen (z. B. Lastwunsch), wird auf das leistungsorientierte Kennfeld ”E” umgeschaltet. Wenn sich die Eingangssignale in Richtung ”ruhigere Fahrweise” ändern, wird wieder in das ökonomische Kennfeld ”XE” umgeschaltet.
  
• Sportprogramm bei Wählhebelposition ”M/S”
  Das Sportprogramm realisiert ein dynamisch sportliches Schaltverhalten. Im Sportprogramm gibt es verschiedene Kennfelder, z. B. das Grundkennfeld ”S” (sport) und das leistungsorientierte Kennfeld ”XS” (extreme sport). Bei sehr dynamischer Fahrweise wird vom Grundkennfeld ”S” umgeschaltet auf das leistungsorientierte Kennfeld ”XS”.
  

Die adaptive Getriebesteuerung berücksichtigt folgende Anforderungen:

Anpassung an den Fahrertyp

Die Anpassung an den Fahrertyp läuft über die folgenden Werte ab:

• Kick-Fast
  Wenn das Fahrpedal schnell niedergetreten wird, wird das Schaltprogramm entsprechend geändert. Dazu wird der ermittelte Fahrpedalwert mit Schwellenwerten im EGS-Steuergerät verglichen. Als Ergebnis dieses Vergleichs wird eines der beiden möglichen Programme vorgeschlagen (z. B. bei Komfortprogramm ”XE” oder ”E”, bei Sportprogramm ”S” oder ”XS”).
  
• Kurvenerkennung
  Die Kurvenerkennung reagiert auf die Querbeschleunigung des Fahrzeugs mit einer indirekten Anpassung an den Fahrertyp.
  Die Querbeschleunigung wird als indirekte Aussage zur bevorzugten Fahrdynamik gewertet und führt nicht zu einer unmittelbaren Schaltreaktion (Schaltungen in Kurven können die Fahrstabilität negativ beeinflussen).
  Die Querbeschleunigung wird über die Signale der Raddrehzahlsensoren sowie über die Gierrate und die Fahrgeschwindigkeit berechnet.
  
• Bremsbewertung
  Die Bremsbewertung ist ähnlich dem Verfahren zur Bewertung von ”Kick-Fast”.
  Die Bremsverzögerung wird ermittelt und mit Schwellenwerten im EGS-Steuergerät verglichen. Als Ergebnis dieses Vergleichs wird eines der beiden möglichen Programme vorgeschlagen (z. B. bei Komfortprogramm ”XE” oder ”E”, bei Sportprogramm ”S” oder ”XS”).
  

Die Anpassung an den Fahrertyp wird bei jedem Anfahren aus dem Fahrzeugstillstand neu gestartet.

Bergauffahrt und Betrieb mit Anhänger

Diese Funktion basiert auf einem Vergleich der tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung mit einem Sollwert. Unter Berücksichtigung des aktuellen Betriebszustands des Motors wird die Beschleunigung bei einer Fahrt mit normaler Beladung in der Ebene abgeschätzt. Wenn die tatsächliche Beschleunigung deutlich unterhalb des theoretischen Werts liegt, so wird die Funktion ”Bergauffahrt und Betrieb mit Anhänger” aktiv.
Die Auslegung der zugehörigen Schaltkennlinien erlaubt hochtourige Fahrweise. Ungewolltes Hochschalten und häufiges Hoch- und Zurückschalten werden ausgeschlossen bzw. stark gedämpft.

Bergabfahrt

Wenn das EGS-Steuergerät eine Bergabfahrt erkennt, schaltet es bei einer Zunahme der Fahrgeschwindigkeit in den nächstniedrigeren Gang. Damit wird die bremsende Wirkung des Motors verstärkt. Eine Rückschaltung erfolgt nur, wenn die Motordrehzahl unterhalb der Höchstdrehzahl des nächstniedrigeren Gangs liegt.
Das EGS-Steuergerät erkennt die Bergabfahrt aufgrund der Signale vom Drosselklappenpotenziometer (Last), von den Raddrehzahlsensoren (Fahrgeschwindigkeit) und dem Bremslichtschalter (Bremsbetrieb).

Bremsverzögerung und automatisches Hochschalten

Um das Fahrzeug zu verzögern, wird der Fuß vom Fahrpedal genommen und bei Bedarf die Bremse betätigt. Die Gasrücknahme würde laut Kennlinie ein Hochschalten auslösen. Diese Gangwechsel sind in Verbindung mit Bremsungen nicht sinnvoll, da sie die Nutzung der Motorbremswirkung verhindert.

Die Bremsabsicht lässt sich häufig aus einer sehr schnellen Rücknahme des Fahrpedals in die Nulllage ablesen. Wenn eine solche Aktion erkannt wird, so wird ein Hochschalten unterdrückt, solange das Fahrpedal in Nulllage steht und das Fahrzeug sich im Schiebebetrieb befindet.

Winterprogramm (nur in Wählhebelposition ”D”)

Wenn bereits bei niedriger Beschleunigung die Antriebsräder durchdrehen, wird automatisch das Winterprogramm aktiviert. Das Winterprogramm sorgt für bessere Traktion durch Verzicht auf den 1. Gang. Durch frühes Hochschalten werden die Reaktionen beim Lastwechsel verringert. Wenn die Räder bei hohem Antriebsmoment mehrere Sekunden nicht durchdrehen, wird das Winterprogramm wieder deaktiviert.

Überschneidungssteuerung

Die Überschneidungssteuerung sorgt für ein sanftes Schaltverhalten wie folgt: Bei der Überschneidungssteuerung sind gleichzeitig mehrere Lamellenkupplungen im Einsatz. Dabei wird in der geschalteten Lamellenkupplung der Druck abgebaut und zeitgleich in der zu schaltenden Kupplung Druck aufgebaut. Der Druckabbau bzw. Druckaufbau wird solange aufrechterhalten, bis eine Synchrondrehzahl erreicht ist. Danach kann der Hydraulikdruck für die zu schaltende Lamellenkupplung voll aufgebaut werden. Die Überschneidungssteuerung ist bei allen Schaltungen vom 1. bis zum 6. Gang und vom 6. bis zum 1. Gang.

Startersperre

Ein Starten des Motors ist nur in der Wählhebelposition ”P” oder ”N” möglich.

• E83
  Die EWS (elektronische Wegfahrsperre) wertet für den Start folgendes Signal von der EGS (elektronische Getriebesteuerung) aus:
  
  • Die Wählhebelposition ”P” bzw. ”N” als Signal über die direkte Leitung
    
    

• E81, E87, E90, E91, E92, E93
  Das CAS (Car Access System) wertet für den Start folgende Signale von der EGS (elektronische Getriebesteuerung) aus:
  
  • Die Wählhebelposition ”P” bzw. ”N” als CAN-Botschaft über den Powertrain-CAN
    
  • Die Wählhebelposition ”P” bzw. ”N” als Signal über die direkte Leitung
    
  Grundsätzlich wird die CAN-Botschaft verwendet. Wenn diese fehlerhaft oder ungültig ist, wird auf das Signal von der direkten Leitung umgeschaltet.
  
  

Warmlaufprogramm

Nach jedem Motorstart unterhalb einer bestimmten Motortemperatur wird das Warmlaufprogramm abgerufen. Im Warmlaufprogramm bleibt das Automatikgetriebe bis zu einer bestimmten Temperatur im leistungsorientierten Kennfeld XE bzw. XS. Die Gänge werden erst bei höheren Drehzahlen geschaltet. Dadurch erreichen Motor und Katalysator schneller ihre Betriebstemperatur.
Bis zu einer bestimmten Getriebeöltemperatur wird die Wandlerüberbrückungskupplung nicht geregelt oder geschlossen.

Motoreingriff

Während des Schaltvorgangs beeinflusst das EGS-Steuergerät über Signale die DME (Digitale Motor Elektronik) bzw. DDE (Digitale Diesel Elektronik).
Die DME verlegt für einige Millisekunden den Zündwinkel zurück.
Die DDE reduziert für einige Millisekunden die Kraftstoffmenge durch Verkürzung der Einspritzdauer.
Durch diese Maßnahmen wird kurzzeitig das Motordrehmoment reduziert, die Schaltqualität verbessert, die Belastung des Getriebes reduziert und die Schaltzeit verkürzt.

Schaltsperre gegen Zurückschalten

Eine Schaltsperre verhindert das Schalten in einen niedrigeren Gang solange, bis die Motordrehzahl unterhalb der Höchstdrehzahl des nächstniedrigeren Gangs liegt. Das Motordrehzahlsignal wird von der DME/DDE an das EGS-Steuergerät übertragen.
Die Schaltsperre verhindert Beschädigungen am Motor und am Getriebe.

Rückwärtsgangsperre

Die Rückwärtsgangsperre sperrt elektronisch gesteuert das Einlegen des Rückwärtsgangs bei Fahrgeschwindigkeiten vorwärts über 8 km/h. Bei Überschreitung der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit werden die entsprechenden Magnetventile nicht angesteuert. Dadurch wird das Befüllen der Lamellenkupplungen für den Rückwärtsgang verhindert.

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