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Title:
METHOD AND CONTROL UNIT FOR OPERATING A TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/182384
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention describes a method for operating a transmission of a vehicle. Here, the transmission couples a drive machine of the vehicle to a driven wheel of the vehicle and has different rotational speed transmission ratios. The method comprises the determination that a special load situation prevails or will prevail at the driven wheel of the vehicle. Moreover, the method comprises the determining of a shift time or a shift vehicle position, at which a load on the drive machine is less than or equal to a load threshold value. Furthermore, the method comprises the adaptation of the rotational speed transmission ratio of the transmission for the special load situation at the shift time or at the shift vehicle position.

Inventors:
GOLLE ARND (DE)
KARL JOCHEN (DE)
KUSS GEORG (DE)
MCLEAN BRIAN (CA)
PFAU WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/058926
Publication Date:
October 26, 2017
Filing Date:
April 13, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F16H61/02; F16H59/14; F16H59/52; F16H61/04
Foreign References:
GB2527510A2015-12-30
EP2136106A22009-12-23
US20150039194A12015-02-05
EP2527691A12012-11-28
EP0766024A21997-04-02
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

1) Verfahren (200) zum Betrieb eines Getriebes (108) eines Fahrzeugs (100); wobei das Getriebe (108) eine Antriebsmaschine (105) des Fahrzeugs (100) mit einem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) koppelt; wobei das Getriebe (108) unterschiedliche Drehzahlübersetzungen aufweist; wobei das Verfahren (200) umfasst,

- Bestimmen (201), dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegt oder vorliegen wird;

- Ermitteln (202) eines Schalt-Zeitpunktes oder einer Schalt- Fahrzeugposition, an dem bzw. an der eine Last an der

Antriebsmaschine (105) kleiner als oder gleich wie ein Last- Schwellenwert ist; und

- Anpassen (203) der Drehzahlübersetzung des Getriebes (108) für die Sonderlast-Situation an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt- Fahrzeugposition.

2) Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Sonderlast-Situation umfasst, - einen Anhängerbetrieb des Fahrzeugs (100); und/oder

- einen Beladungszustand des Fahrzeugs (100).

3) Verfahren (200) gemäß Anspruch 2, wobei

- vor Beginn einer Fahrt des Fahrzeugs (100) bestimmt wird, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegt; und

- der Schalt-Zeitpunkt vor Beginn der Fahrt des Fahrzeugs (100) liegt.

4) Verfahren (200) gemäß Anspruch 3, wobei das Verfahren (200) umfasst,

- Bestimmen, nach Ende einer Fahrt des Fahrzeugs (100), dass an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) keine Sonderlast- Situation mehr vorliegt; und - daraufhin, Zurücksetzen der Drehzahlübersetzung des Getriebes (108) nach Ende der Fahrt des Fahrzeugs (100).

5) Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei

- das Verfahren (200) umfasst, Erfassen von

- Sensordaten eines Fahrzeugsensors (104), insbesondere eines Anhängerkupplungs-Sensors und/oder eines Beladungs- Sensors; und/oder

- Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Nutzers an einer Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs (100); und

- auf Basis der Sensordaten und/oder der Eingabedaten bestimmt wird, dass eine Sonderlast-Situation vorliegt.

6) Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- das Verfahren (200) umfasst, Erfassen von Positionsdaten bezüglich einer Position des Fahrzeugs (100) mittels eines Positionssensors (102) des Fahrzeugs (100);

- auf Basis der Positionsdaten bestimmt wird, dass eine Sonderlast- Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegen wird; und

- der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition auf Basis der Positionsdaten ermittelt wird.

7) Verfahren (200) gemäß Anspruch 6, wobei der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition

- auf Basis von digitaler Karteninformation und/oder auf Basis von

Sensordaten und/oder auf Basis einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) ermittelt wird; und/oder

- derart ermittelt werden, dass der Schalt-Zeitpunkt bzw. die Schalt- Fahrzeugposition vor einem Zeitpunkt bzw. einer Fahrzeugposition liegen, an dem bzw. an der die Sonderlast-Situation eintritt. 8) Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- die Antriebsmaschine (105) einen Elektromotor umfasst; oder

- die Antriebsmaschine (105) einen Verbrennungsmotor umfasst und der Verbrennungsmotor über ein zweites Getriebe mit dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) gekoppelt ist.

9) Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (108)

- genau zwei unterschiedliche Drehzahlübersetzungen aufweist,

insbesondere eine hohe Drehzahlübersetzung und eine niedrige Drehzahlübersetzung, wobei eine Ausgangsdrehzahl einer Ausgangs welle (107) des Getriebes (108) bei gleicher

Eingangsdrehzahl einer Eingangswelle (106) des Getriebes bei der hohen Drehzahlübersetzung geringer ist als bei der niedrigen Drehzahlübersetzung; und/oder

- ein Schaltgetriebe oder Wechselgetriebe umfasst.

10) Steuereinheit (101) für ein Fahrzeug (100) mit einem Getriebe (108), das eine Antriebsmaschine (105) des Fahrzeugs (100) mit einem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) koppelt; wobei das Getriebe (108) unterschiedliche Drehzahlübersetzungen ermöglicht; wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist,

- zu bestimmen, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegt oder vorliegen wird;

- einen Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt-Fahrzeugposition zu ermitteln, an dem bzw. an der eine Last an der Antriebsmaschine (105) kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert ist; und

- zu veranlassen, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes (108) an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation geändert wird.

Description:
Verfahren und Steuereinheit zum Betrieb eines Getriebes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zum Betrieb eines Getriebes eines Fahrzeugs, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Straßenfahrzeuge können Elektromaschinen zum Antrieb aufweisen.

Elektromaschinen haben dabei unter anderem den Vorteil, dass über einen relativ weiten Drehzahlbereich und insbesondere bei niedrigen Drehzahlen relativ hohe Drehmomente bereitgestellt werden können, so dass Straßenfahrzeuge mit elektrischem Antrieb meist keine mehrgängigen Getriebe benötigen.

Andererseits können Betriebsbedingungen vorliegen, für die auch bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug eine Reduzierung bzw. eine Erhöhung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Elektromaschine und mindestens einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorteilhaft und/oder erforderlich sind. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein

Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit bereitzustellen, die es

ermöglichen, ein Fahrzeug, insbesondere ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, auch in einem erweiterten Bereich von Lastsituationen in effizienter und zuverlässiger Weise zu betreiben.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Getriebes eines Fahrzeugs beschrieben. Das Getriebe koppelt dabei eine Antriebsmaschine des Fahrzeugs mit einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs (z.B. mittelbar über eine Achse, mit der das angetriebene Rad fest verbunden ist). Des Weiteren ermöglicht das Getriebe unterschiedliche Drehzahlübersetzungen. Insbesondere kann das Getriebe genau zwei unterschiedliche Drehzahlübersetzungen, eine hohe

Drehzahlübersetzung und eine niedrige Drehzahlübersetzung, ermöglichen, wobei eine Ausgangsdrehzahl einer Ausgangswelle (auch als Abtriebswelle bezeichnet) des Getriebes bei gleicher Eingangsdrehzahl einer Eingangs welle (auch als Antriebswelle bezeichnet) des Getriebes bei der hohen Drehzahlübersetzung geringer ist als bei der niedrigen Drehzahlübersetzung. Beispielsweise kann das Getriebe als ein Schaltgetriebe implementiert sein. Es kann somit ein relativ leichtes und Energie-effizientes Getriebe verwendet werden, um einen relativ leichten und Energie-effizienten Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, bereitzustellen. Dabei kann das Getriebe als nicht lastschaltfähig ausgestaltet sein. Insbesondere kann eine Änderung der Drehzahlübersetzung eine Entkopplung zwischen Eingangswelle und

Ausgangswelle des Getriebes erfordern, so dass über das Getriebe kein

Drehmoment mehr übertragen werden kann. Das Verfahren umfasst das Bestimmen, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorliegt oder vorliegen wird. Zu diesem Zweck können Sensordaten von ein oder mehreren Fahrzeugsensoren und/oder

Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Insassen bzw. Nutzers des Fahrzeugs ausgewertet werden. Die Sonderlast-Situation kann dabei ein relativ hohes Drehmoment an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs erfordern.

Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln eines Schalt-Zeitpunktes oder einer Schalt-Fahrzeugposition, an dem bzw. an der eine Last an der Antriebsmaschine kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert sind. Insbesondere können ein Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt-Fahrzeugposition ermittelt werden, an dem bzw. an der kein oder nur ein geringer Antrieb des angetriebenen Rades erforderlich ist, oder an dem bzw. an der kein oder nur ein geringes Drehmoment über das Getriebe auf das angetriebene Rad übertragen werden muss.

Alternativ oder ergänzend können ein Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt- Fahrzeugposition ermittelt werden, an dem bzw. an der eine Verzögerung des Fahrzeugs erfolgt, die durch die Verwendung der Antriebsmaschine oder von ein oder mehreren Reibbremsen an ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs erbracht werden kann. Insbesondere kann in einer Verzögerungsphase die mechanische Kopplung zwischen Antriebsmaschine und den ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs unterbrochen werden. Das Schlepp- bzw. Verzögerungsmoment durch die Antriebsmaschine (insbesondere das Rekuperationsmoment bei Verwendung einer elektrischen Antriebsmaschine) kann während des Schaltvorgangs durch die ein oder mehreren Radbremsen erbracht werden. Nach Abschluss des

Schaltvorgangs können die ein oder mehreren Räder des Fahrzeugs wieder mit der Antriebsmaschine gekoppelt und somit das Schlepp- bzw. Verzögerungsmoment wieder durch die Antriebsmaschine erbracht werden. Der Schaltvorgang kann somit im Rahmen einer Verzögerungsphase maskiert werden, und bleibt somit für einen Insassen des Fahrzeugs unbemerkt. Insbesondere kann während einer Verzögerungsphase durch automatische Entkopplung der Antriebsmaschine von den ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs und durch eine entsprechende automatische Aktivierung der ein oder mehreren Radbremsen bewirkt werden, dass die Last an der Antriebsmaschine kleiner als oder gleich wie ein Last- Schwellenwert ist. Die Drehzahlübersetzung des Getriebes kann somit an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation angepasst werden. Insbesondere kann eine automatische Anpassung der Drehzahlübersetzung des Getriebes erfolgen, ohne Einwirken eines Insassen des Fahrzeugs. So kann auch bei Verwendung eines Schaltgetriebes ein komfortabler Wechsel der

Drehzahlübersetzung des Getriebes vorgenommen werden.

Die Sonderlast-Situation kann einen Anhängerbetrieb des Fahrzeugs und/oder einen (relativ hohen) Beladungszustand des Fahrzeugs umfassen. Es können Sensordaten eines Fahrzeugsensors, insbesondere eines Anhängerkupplungs- Sensors und/oder eines Beladungs-Sensors erfasst werden. Alternativ oder ergänzend können Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Nutzers an einer Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs erfasst werden. Es kann dann auf Basis der Sensordaten und/oder der Eingabedaten bestimmt werden, dass eine Sonderlast- Situation vorliegt.

Bei Vorliegen eines Anhängerbetriebs und/oder eines (hohen) Beladungszustands des Fahrzeugs kann bereits vor Beginn einer Fahrt des Fahrzeugs bestimmt werden, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorliegt. Der Schalt-Zeitpunkt zur Anpassung des Drehzahlverhältnisses kann dann vor Beginn der Fahrt des Fahrzeugs liegen, so dass eine besonders komfortable Anpassung des Drehzahlverhältnisses erfolgen kann. Dabei kann für die o.g. Sonderlast-Situationen das Drehzahlverhältnis für die gesamte Fahrt des Fahrzeugs beibehalten bleiben, da sich die Sonderlast-Situation typischerweise während der Fahrt des Fahrzeugs nicht ändern kann. Es kann dann nach Ende einer Fahrt des Fahrzeugs bestimmt werden, dass an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs keine Sonderlast-Situation mehr vorliegt (z.B. aufgrund der

Abkopplung eines Anhängers und/oder aufgrund einer Entladung des Fahrzeugs). Daraufhin kann die Drehzahlübersetzung des Getriebes nach Ende der Fahrt des Fahrzeugs zurückgesetzt werden.

Im Rahmen des Verfahrens kann ermittelt werden, dass eine vorausliegende Fahrsituation vorliegt, die eine Änderung der Drehzahlübersetzung des Getriebes erforderlich macht, und die somit als Sonderlast-Situation betrachtet werden kann. Eine derartige Fahrsituation kann insbesondere auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Zustandssensoren des Fahrzeugs und/oder auf Basis von

Positionsdaten von einem Positionssensor des Fahrzeugs erkannt werden.

Das Verfahren kann umfassen, das Erfassen von Positionsdaten bezüglich einer Position des Fahrzeugs mittels eines Positionssensors (z.B. eines GPS- Empfängers) des Fahrzeugs. Es kann dann auf Basis der Positionsdaten

(typischerweise in Zusammenhang mit digitaler Karteninformation und in

Zusammenhang mit einer geplanten Fahrroute) bestimmt werden, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorliegen wird. Beispielsweise kann eine vorausliegende Bergauf-Fahrt prädiziert werden.

Des Weiteren können der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition auf Basis der Positionsdaten (typischerweise in Zusammenhang mit digitaler

Karteninformation und in Zusammenhang mit einer geplanten Fahrroute) ermittelt werden. Dabei kann ggf. auch eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition können dabei derart ermittelt werden, dass der Schalt-Zeitpunkt bzw. die Schalt- Fahrzeugposition vor einem Zeitpunkt bzw. einer Fahrzeugposition liegen, an dem bzw. an der die Sonderlast-Situation eintritt. Durch Berücksichtigung von Positionsdaten des Fahrzeugs können auch während der Fahrt des Fahrzeugs Sonderlast-Situationen detektiert werden und das Drehzahlverhältnis des

Getriebes in komfortabler Weise in Abhängigkeit von der Sonderlast-Situation angepasst werden.

Alternativ oder ergänzend können der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt- Fahrzeugposition auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren

Umfeldsensoren des Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann auf Basis von Sensordaten ein Verkehrsschild detektiert werden (z.B. bezüglich einer vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung). Es können dann auf Basis der Sensordaten (z.B. auf Basis des detektierten Verkehrsschildes) der Schalt- Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition ermittelt werden (z.B. aufgrund einer vorausliegenden Verzögerungsphase). Die Berücksichtigung von Sensordaten ermöglicht z.B. eine Schildererkennung, eine Zustandserkennung, die Ermittlung von Straßeninformation, eine Traktionszustandserkennung des Fahrzeugs, etc. Wie bereits oben dargelegt, kann die Antriebsmaschine einen Elektromotor umfassen, so dass durch das beschriebene Verfahren der Betriebsbereich eines elektrischen Fahrzeug-Antriebs in effizienter Weise erweitert werden kann.

Alternativ kann die Antriebsmaschine einen Verbrennungsmotor umfassen und der Verbrennungsmotor kann zusätzlich über ein zweites Getriebe (z.B. über ein lastschaltfähiges Getriebe) mit dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs gekoppelt sein. So kann durch das beschriebene Verfahren der Betriebsbereich für das zweite Getriebe in effizienter Weise erweitert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug mit einem Getriebe beschrieben, das eine Antriebsmaschine des Fahrzeugs mit einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs koppelt. Das Getriebe ermöglicht dabei unterschiedliche Drehzahlübersetzungen. Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu bestimmen, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des

Fahrzeugs vorliegt oder vorliegen wird. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, einen Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt-Fahrzeugposition zu ermitteln, an dem bzw. an der eine Last an der Antriebsmaschine kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert ist. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, zu veranlassen, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation geändert wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein

Straßenkraftfahrzeug, z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem

Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt

Figur 1 beispielhafte Komponenten eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs; Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs; und

Figur 3 ein beispielhaftes Entscheidungsdiagramm für ein Getriebe eines

Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem effizienten Betrieb eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb in Sonderlast- Situationen, d.h. insbesondere in Situationen, bei denen eine ausgewöhnlich hohes Drehmoment an einem angetriebenen Rad des Fahrzeug erbracht werden muss. Beispiele für Sonderlast-Situationen sind ein Anhängerbetrieb und/oder eine Bergauf- Fahrt des Fahrzeugs.

Fig. 1 zeigt beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100 mit einer

elektrischen Antriebsmaschine 105 zum Antrieb zumindest einer Achse 104 (z.B. einer Hinterachse und/oder einer Vorderachse) des Fahrzeugs 100, an der sich ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 100 befinden. Die Antriebsmaschine 105 ist über ein Getriebe 108 mit der Achse 104 mechanisch gekoppelt, wobei mittels des Getriebes 108 ein Verhältnis der Drehzahl der Ausgangs welle 107 des Getriebes 108 und der Drehzahl der Eingangs welle 106 des Getriebes 108 verändert werden kann. Dabei wird die Eingangs welle 106 durch die Antriebsmaschine 105 angetrieben. Des Weiteren wird die Ausgangswelle 107 über das Getriebe 108 von der Eingangswelle 106 angetrieben, und treibt wiederum die Achse 104 des Fahrzeugs 100 und damit zumindest ein Rad 109 des Fahrzeugs 100 an.

Das Getriebe 108 weist zwei oder mehr Übersetzungen bzw. Drehzahlverhältnisse auf. Hohe Übersetzungen stellen ein hohes Anfahrmoment zur Verfügung, ermöglichen aber nur eine niedrigere Maximalgeschwindigkeit. Eine niedrige Übersetzung bietet dagegen ein geringeres Anfahrmoment aber eine höhere Maximalgeschwindigkeit.

Um in einem Schaltgetriebe 108 die Antriebsmaschine 105 auf eine neue

Übersetzung zu schalten, wird der Kraftschluss zwischen der Antriebsmaschine und dem Rad 109 bzw. der Achse 104 für den Synchronisierungs- bzw.

Schaltvorgang unterbrochen. Während dieses Zeitraums weist das Fahrzeug 100 keinen Vortrieb auf, und es resultiert eine Zugkraftunterbrechung mit

Unterbrechung der Beschleunigung, die für einen Insassen des Fahrzeugs 100 störend sein kann. Ein lastschaltfähiges Getriebe 108 nutzt schlupfende Lastübertragungselemente, um die Drehzahlanpassung zwischen Eingangs welle 106 und Ausgangswelle 107 bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses zu überblenden und den Vortrieb des Fahrzeugs 100 aufrecht zu erhalten. Lastschaltfähige Getriebe 108 sind jedoch relativ komplex, weisen ein relativ hohes Gewicht auf und besitzen häufig einen relativ schlechten Wirkungsgrad (im Vergleich zu Schaltgetrieben). Daher würde die Verwendung eines lastschaltfähigen Getriebes 108 innerhalb eines

elektrischen Antriebsstrangs 105, 108, 104 eines Fahrzeugs 100 typischerweise zu einer Reduzierung der Effizienz und Reichweite des Fahrzeugs 100 führen. Durch eine automatische Verlegung des Schaltpunktes eines Schaltgetriebes 105 in einen Betriebsbereich mit einem geringen oder ohne Bedarf an Vortrieb kann auch ohne Verwendung eines lastschaltfähigen Getriebes eine spürbare

Zugkraftunterbrechung vermieden werden.

Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 101, durch die bestimmt werden kann, dass eine Sonderlast-Situation vorliegt oder vorliegen wird, die einen Wechsel des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 108 erfordert. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 einen Schalt-Zeitpunkt bzw. eine Schalt-

Fahrzeugposition ermitteln, an dem die Last an dem Antriebsstrang 105, 108, 104 des Fahrzeugs 100 kleiner als ein vordefinierter Last-Schwellenwert ist.

Außerdem kann die Steuereinheit 101 veranlassen, dass das

Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 an dem ermittelten Schalt-Zeitpunkt bzw. an der ermittelten Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation verändert wird. So wird auch für einen elektrischen Antriebsstrangs die

Verwendung eines Getriebes 108 ermöglicht. Des Weiteren kann so der

Anwendungsbereich eines Fahrzeugs 100 mit elektrischem Betrieb erweitert werden.

Für Fahrten unter bestimmten Randbedingungen kann bereits im Voraus (d.h. vor Beginn der Fahrt) bestimmt werden, ob für die gesamte Fahrt eine hohe oder eine niedrige Übersetzung erforderlich ist. Dementsprechend kann bereits vor Beginn der Fahrt der passende Gang eingelegt und während der Fahrt beibehalten werden. Ein Beispiel für einen solchen Fall stellt die Anforderung für ein hohes

Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 durch eine erhöhte Zuladung des Fahrzeugs 100 und/oder durch einen Anhängerbetrieb dar. Durch die erhöhte Gesamtlast des Fahrzeugs 100 wird dabei ein höheres Drehmoment an den ein oder mehreren angetriebenen Rädern des Fahrzeugs 100 benötigt. Insbesondere im Anhängerbetrieb ist darüber hinaus aus Stabilitätsgründen und/oder aufgrund gesetzlicher Beschränkungen meist die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt. Ein relativ niedrigeres Übersetzungsverhältnis ist daher für den

Zeitraum des Anhängerbetriebs typischerweise nicht erforderlich. Durch eine automatische Detektion des Anhängerbetriebs und/oder einer erhöhten Zuladung des Fahrzeugs 100 kann bereits im Stillstand des Fahrzeugs 100 eine relativ hohe Übersetzung des Getriebes 108 eingestellt werden. Der Schaltvorgang erfolgt dabei automatisch und ohne Last und ist daher für einen Insassen des Fahrzeugs 100 nicht wahrnehmbar. Die Verwendung eines lastschaltfähigen Getriebes ist nicht erforderlich.

Beim Abkoppeln des Anhängers und/oder beim Entladen des Fahrzeugs 100 steht das Fahrzeug 100 und es kann somit automatisch im lastfreien Zustand eine relativ niedrige Übersetzung des Getriebes 108 eingestellt werden.

Der Beginn bzw. das Ende des Anhängerbetriebs kann durch einen

Anhängerkupplungssensor 103 detektiert werden. Das Beladen bzw. Entladen des Fahrzeugs 100 kann durch einen Gewichtssensor detektiert werden. Alternativ oder ergänzend zu einer automatischen Erkennung für den Beginn und/oder das Ende des Anhängerbetriebs kann das Fahrzeug 100 eine Benutzerschnittstelle (z.B. einen Wahlschalter) aufweisen, die es einem Insassen des Fahrzeugs 100 ermöglicht, den Anhängerbetrieb des Fahrzeugs 100 zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Mithilfe einer bestimmten Stellung der Benutzerschnittstelle kann z.B. auch ein auf die Anhängerkupplung montierter Fahrradträger erkannt werden und es kann vermieden werden, dass in einem solchen Fall fälschlicherweise eine hohe Übersetzung des Getriebes 108 ausgewählt wird. Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Entscheidungsdiagramm zur Einstellung eines

Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 108. Es kann von der Steuereinheit 101 detektiert werden, ob das Fahrzeug 100 steht oder nicht. Falls das Fahrzeug 100 nicht steht, so kann das aktuelle Übersetzungsverhältnis beibehalten bleiben. Andererseits kann für ein stehendes Fahrzeug 100 überprüft werden, ob ein Anhänger an das Fahrzeug 100 angekuppelt ist oder nicht. Falls detektiert wird, dass ein Anhänger angekuppelt ist, so kann ein relativ hohes

Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 eingestellt bzw. beibehalten werden. Andererseits kann ein relativ niedriges Übersetzungsverhältnis eingestellt bzw. beibehalten werden.

Das Getriebe 108 kann aufgrund der Verwendung mit einer elektrischen

Antriebsmaschine 105 eine relativ niedrige Anzahl von unterschiedlichen

Übersetzungsverhältnissen (z.B. zwei, d.h. ein hohes und ein niedriges

Übersetzungsverhältnis) aufweisen. Durch die Verwendung einer geringen Anzahl von Drehzahlverhältnissen kann das Gewicht des Getriebes 108 weiter reduziert werden.

Ggf. kann es erforderlich oder sinnvoll sein, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 während der Fahrt zu ändern. Dabei sollte ein Schaltvorgang zeitlich so gelegt werden, dass ein störender Einfluss durch eine

Zugkraftunterbrechung minimiert oder ganz vermieden wird.

Auf Basis von Positionsdaten (z.B. GPS Daten eines GPS-Sensors 102) und auf Basis einer geplanten Fahrroute können Wendepunkte in der

Fahrzeuglängsbeschleunigung prädiziert werden. An derartigen Wendepunkten kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 verändert werden, ohne dass ein Insasse des Fahrzeugs 100 eine Unterbrechung der Beschleunigung spürt.

Das einzustellende Übersetzungsverhältnis für die folgenden Strecken kann basierend auf Information über

* die aktuelle Fahrzeugposition und Fahrzeuggeschwindigkeit,

· mögliche Geschwindigkeitsbegrenzungen, Steigungen und/oder Kurven der folgenden Fahrzeugstrecke,

* einen Fahrzeugzustand und/oder eine Fahrzeugbeladung,

* einen gewählten Antriebmodus und/oder einen Fahrerstil,

prädiziert weiden. Des Weiteren kann eine Position auf der Fahrroute prädiziert werden, an der eine geringe Beschleunigung oder ein

Beschleunigungswendepunkt vorliegt. An dieser Position kann ein Schaltgetriebe 108 den Gang wechseln, ohne dass ein Insasse des Fahrzeugs 100 eine

unangenehme Unterbrechung des Kraftflusses spürt. Der Komfort für einen Insassen des Fahrzeugs 100 kann somit verbessert werden, ohne ein

lastschaltfähiges Getriebe verwenden zu müssen.

Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren für den Betrieb eines

Schaltgetriebes kann ggf. in Ergänzung zu einer CVT (Constant Velocity

Transmission) oder zu einem lastschaltfahigen Getriebe verwendet werden, um in effizienter Weise den Betriebsbereich für solche Getriebe zu erweitern.

Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Steuerung eines Getriebes 108 eines Fahrzeugs 100. Das Getriebe 108 koppelt mechanisch eine Antriebsmaschine 105 des Fahrzeugs 100 mit (zumindest) einem angetriebenen Rad 109 des Fahrzeugs 100. Dabei weist das Getriebe 108 unterschiedliche Drehzahlübersetzungen auf. Bei dem Getriebe 108 handelt es sich insbesondere um ein Schaltgetriebe, bei dem die Drehzahlübersetzung zwischen Eingangswelle 106 und Ausgangswelle 107 durch vollständige

Entkopplung der beiden Wellen 106, 107 erfolgt.

Das Verfahren 200 umfasst das Bestimmen 201, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad 109 des Fahrzeugs 100 vorliegt oder vorliegen wird. Die Sonderlast-Situation kann dabei derart sein, dass die Sonderlast-Situation ein relatives hohes Moment an dem angetriebenen Rad 109 des Fahrzeugs 100 erfordert, um das Fahrzeug 100 anzutreiben. Eine Sonderlast-Situation kann z.B. durch einen Anhängerbetrieb, durch einen relativ hohen Beladungszustand und/oder durch eine Bergauf-Fahrt verursacht werden.

Das Verfahren 200 umfasst weiter das Ermitteln 202 eines Schalt-Zeitpunktes oder einer Schalt-Fahrzeugposition, an dem bzw. an der eine Last an der

Antriebsmaschine 105 kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert ist. Der Last-Schwellenwert kann dabei derart gewählt werden, dass eine durch einen Schaltvorgang verursachte Entkopplung zwischen Antriebsmaschine 105 und angetriebenem Rad 109 unterhalb einer Wahrnehmungsschwelle eines Insassen des Fahrzeugs 100 ist. Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Anpassen 203 der Drehzahlübersetzung des Getriebes 108 für die Sonderlast-Situation an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition.

Durch das Verfahren 200 wird ermöglicht, dass auch bei Verwendung eines Energie-effizienten und leichten Schaltgetriebes eine Anpassung der

Drehzahlübersetzung des Getriebes 108 in komfortabler Weise durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht wiederum eine Erweiterung des Einsatzbereichs von elektrischen Antriebsmaschinen in einem Fahrzeug 100. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.