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Auto News: 25. April 2001
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BMW M3 - Das Sequenzielle M Getriebe (SMG) der zweiten Generation mit Drivelogic

Photo: BMW

München - Spätestens seit den Erfolgen von Ralf Schumacher im WilliamsF1 BMW Boliden weiß der interessierte Autofahrer, dass Gangwechsel in der internationalen Königsklasse des Motorsports nicht mehr über einen Schalthebel ausgelöst werden, sondern blitzschnell über so genannte Schaltwippen am Lenkrad.

Während der Fahrer eines herkömmlichen Autos einen Schalthebel im klassischen H-Schema bewegt, um in den jeweils gewünschten Gang zu gelangen, ziehen Ralf Schumacher und seine Formel-1-Mitstreiter nur kurz an zwei schmetterlingsförmigen Wippen hinter dem Lenkrad, den so genannten „Paddles“ – ein Zug an der rechten Schaltwippe bewirkt Hochschalten, ein Zug links schaltet das Getriebe herunter.

Dabei kann der Fahrer voll auf dem Gaspedal bleiben: Modernste Motorelektronik unterbricht für Millisekunden die Zugkraft des Motors, das Steuergerät übernimmt elektro-hydraulisch den Gang-wechsel sowie das Öffnen und Schließen der Kupplung; ein Kupplungspedal gibt es nicht mehr.

Die Vorstufe dieses raffinierten Systems, das in der Formel 1 längst Standard ist, hat BMW schon vor rund einem Jahrzehnt in seinen erfolgreichen Renntourenwagen eingesetzt. Bei diesem System läuft, allerdings noch über einen Mittelschalthebel, der Gangwechsel in einer Ebene, also sequenziell wie bei einem Motorrad, ab: Zum Hochschalten zieht der Fahrer – ohne Betätigung einer Kupplung – nur den Schalthebel nach hinten, beim Herunterschalten drückt
er ihn nach vorne. Dieses System beschert einerseits extrem kurze Schaltzeiten, andererseits verhindert es mögliches Verschalten.

BMW ist der erste Anbieter eines solchen Getriebes.

Diese Erfahrung aus dem Motorsport hat BMW M in enger Zusammenarbeit mit den Firmen Getrag und Sachs für den Straßengebrauch umgesetzt und ein neues Hochleistungs-Antriebskonzept entwickelt, das als „Sequenzielles M Getriebe“ (SMG II) im M3 jetzt in seiner zweiten Generation auf den Markt kommt.

Schon 1996 hatte BMW M als weltweit erster Anbieter eines voll-automatisierten Schaltgetriebes von sich reden gemacht und SMG exklusiv im M3 auf den Markt gebracht. Dieses System setzte sich sehr gut durch und sorgte dafür, dass beim M3-Vorgängermodell fast jedes zweite Auto mit diesem fortschrittlichen Antriebskonzept ausgestattet war.

Das gegenüber der ersten Variante erheblich weiterentwickelte SMG der zweiten Generation, technisch baugleich wie das reguläre Hand-schaltgetriebe des M3 mit sechs Vorwärtsgängen, lässt sich nicht nur wie bisher über einen Wählhebel bedienen, sondern hält für den Fahrer auch zwei Schaltwippen am Lenkrad bereit. Somit hat der Fahrer die freie Wahl der Bedienungsmöglichkeit. Vor allem das Schalten über die Wippen stellt einen Beitrag zu mehr aktiver Sicher-heit dar, denn die Hände können während der Fahrt permanent am Lenkrad bleiben.

Aber auch hinsichtlich der Sicherheitsfunktion weist das neue Sequenzielle M Getriebe viele Vorzüge auf:

In kritischen Fahrsituationen, etwa beim Zurückschalten auf glatter Fahrbahn, erfolgt eine blitzschnelle Öffnung der Kupplung. Das Auto kann bei zu hohem Motorschleppmoment an den Antriebsrädern nicht ausbrechen. Ein Verschalten durch den Fahrer ist nicht mehr möglich.

Aktiv auch im automatisierten Modus

Im „A“-Modus schaltet das Getriebe selbsttätig, abhängig vom aus-gewählten Fahrprogramm der Drivelogic, der Fahrsituation, der Geschwindigkeit und der Stellung des Gaspedals. Im Fahrprogramm A1 etwa wird selbsttätig zum Anfahren der zweite Gang gewählt, die Kupplung arbeitet dann besonders weich, sehr vorteilhaft etwa zum Beispiel bei winterlichen Straßenbedingungen.

Ist eine gangabhängige Mindestgeschwindigkeit überschritten, kann durch ein langsames Zurücknehmen des Gaspedals ein Hoch-schalten ausgelöst werden. Damit hat der Fahrer die Möglichkeit, auch im automatisierten („A“-) Modus den Zeitpunkt des Hoch-schaltens mitzubestimmen. Die jeweilige Fahrsituation wird dabei von Sensoren erkannt und berücksichtigt.

Zum raschen Beschleunigen, etwa beim Überholen, kann der Fahrer das Gaspedal ganz durchtreten, was ein vom jeweiligen Fahrschalt-programm abhängiges schnelles Zurückschalten bewirkt.

Die „Schaltzentrale“ dieses neuen Systems liegt bei der von BMW M selbst entwickelten elektronischen Motorsteuerung MS S54, in Verbindung mit dem Steuergerät des Sequenziellen M Getriebes. Beide Steuergeräte sind über einen höchst leistungsfähigen „Datenbus“ (SMG-CAN) miteinander verbunden.

Mit dem CAN-Bus sind elf redundante SMG-eigene Sensoren vernetzt. Sie bilden den Schlüssel zu vielen weltexklusiven Spezialfunktionen von SMG. So bietet zum Beispiel nur ein Längsbeschleunigungssensor die Möglichkeit, Funktionen wie „Steigungsassistent“ oder „Bergerkennung“ zu nutzen. Das Getriebesteuergerät ist durch jede BMW Vertragswerkstatt voll diagnosefähig.

Wie arbeitet das Sequenzielle M Getriebe?

Alle Gänge werden elektro-hydraulisch geschaltet; die Bedien-elemente des SMG im M3 arbeiten „by wire“, also wie in der Luft- und Raumfahrt blitzschnell und sicher ohne mechanische Verbindungen.

Befindet sich das System während der Fahrt im automatisierten („A“-) Modus, schaltet das Sequenzielle M Getriebe nach einem vom Fahrer individuell über „Drivelogic Control“ gewählten Programm selbsttätig hoch und runter. Wird durch den Wählhebel vom „A“- in den „S“-Modus geschaltet – jederzeit während der Fahrt möglich – lassen sich die Gänge manuell durch ein Ziehen an der rechten Schaltwippe hinter dem Lenkrad oder durch ein Nach-hinten-Tippen des Wählhebels auf der Mittelkonsole zum Fahrer hin hochschalten.

Umgekehrt lässt sich das Getriebe durch ein Ziehen an der linken Schaltwippe oder durch ein Tippen des Wählhebels nach vorne zurückschalten. Dabei gibt der Motor – abhängig vom gewählten Fahrprogramm und der jeweiligen Fahrsituation – selbsttätig Zwischengas wie ein routinierter Fahrer, um den Vorgang des Zurückschaltens schneller und ausgeglichener zu gestalten.

Durch mehrfache Betätigung der Schaltwippen beziehungsweise des Wählhebels lassen sich Gänge beliebig „überspringen“. Diese Schaltbefehle werden aber nur dann von der Elektronik ausgeführt, wenn dies innerhalb des breiten Drehzahlbandes des M3-Motors möglich ist. Ein Überdrehen des Motors ist somit in allen Fahrsituationen ausgeschlossen.

„Shift lights“ zeigen den optimalen Schaltzeitpunkt an.

Welches Fahrprogramm gerade eingelegt ist und in welcher Position der Wählhebel sich befindet, bekommt der M3-Fahrer in einem SMG-Display am Armaturenbrett unterhalb des Drehzahlmessers angezeigt. Zusätzlich informieren nacheinander aufleuchtende so genannte „shift lights“ im Drehzahlmesser den Fahrer darüber, dass er, falls er sich im sequenziellen Modus befindet, sich der optimalen Schaltdrehzahl nähert. Analog zur Instrumentierung in Formel-1-Cockpits wird dem Fahrer beim M3 mit SMG damit die Möglichkeit gegeben, die maximale Leistung des Triebwerks für optimale Schub-kraft zu nutzen. Denn den Hochschaltvorgang führt das Sequenzielle M Getriebe im „S“-Modus keinesfalls selbsttätig aus – schließlich soll das „aktive“ Schalten von Hand ganz bewußt erhalten bleiben.

Magnetventile steuern das Gesamtsystem.

Welcher Gang eingelegt ist, erkennt das SMG-Steuergerät über einen redundanten Positionssensor der höchsten Selektionsstufe. Soll ein Schaltvorgang ausgelöst werden, wählt das Steuergerät innerhalb von Tausendstel Sekunden der Reihe nach entsprechende Magnetventile an, die die Hydraulik des Gesamtsystems steuern.

(25. April 2001)

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