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Thema: Motor & Technik
Continental Steuergerät für das Audi 7-Gang S tronic Doppelkupplungsgetriebe
Doppelkupplungsgetriebe sind zu einer Erfolgsgeschichte geworden, weil sie dem Fahrer Vorteile beim Wirkungsgrad, bei der Schaltqualität und der Leistungsentfaltung des Fahrzeugs bieten. Bereits immer mehr Autofahrer sind von der Verbindung aus sportlichem Fahrspaß und vollautomatisiertem Schalten begeistert und das bei einem gegenüber manuell geschalteten Getrieben um bis zu 5% sparsamerem Verbrauch. Nicht umsonst gilt das Doppelkupplungsgetriebe als eine der bedeutendsten Innovationen auf dem Getriebesektor. Der führende internationale Automobilzulieferer Continental entwickelt und liefert seit vielen Jahren Steuergeräte für Automatikgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe und zählt zu den Pionieren dieser Technologie. Das Getriebesteuergerät für die neue Generation der Audi 7-Gang S tronic ist hier ein weiterer Meilenstein. "Bei der neuen Steuerung waren wir aufgefordert, deutlich mehr Funktionalität auf weniger Raum unterzubringen und dabei vor allem die herausragende Kraftstoffeffizienz des Getriebes, seine Dynamik und die kurzen Schaltzeiten steuerungsseitig zu unterstützen. Eine weitere Schlüsselanforderung ist die funktionale Sicherheit der Getriebesteuerung, die hier weltweit erstmals bis zu ASIL-D umgesetzt ist", sagt Rudolf Stark, Leiter des Continental Geschäftsbereichs Transmission in der Division Powertrain. "Dazu haben wir eine neue Architektur und neue Technologien eingesetzt. Wir sind stolz darauf, dass Audi uns diese verantwortungsvolle Aufgabe übertragen und uns eng in die Entwicklungsphase eingebunden hat." Die Serien-produktion läuft noch im Sommer an.
Mehr Funktionalität auf weniger Bauraum
Die Kernaufgabe des Steuergerätes besteht natürlich darin, alle Getriebefunktionen bereit zu stellen. Dazu gehört auch, zahlreiche Sensordaten zu verarbeiten und viele Aktuatoren anzusteuern. Deshalb ist die konstruktive und funktionale Verknüpfung der Getriebesteuerung zur Mechatronik des Getriebes sehr eng. Und das unter erschwerten Bauraumbedingungen: Die neue Siebengang S tronic gehört zum modularen Längsbaukasten (MLB) und ist daher außerordentlich kompakt. Entsprechend wenig Platz ist für das Steuergerät. Es kommt jedoch noch etwas hinzu: In die neue Getriebesteuerung ist zusätzlich die Ansteuerung einer elektrischen Getriebeölpumpe integriert. Ihr bürstenloser Motor fördert bedarfsgerecht die richtige Ölmenge zur Doppelkupplung und zu den Gangstellern. Dieses "Power-on-Demand" Konzept senkt den Energiebedarf des Getriebes. Um die Pumpe anzusteuern, werden im Steuergerät Leistungsbauelemente benötigt.
"Wegen des kompakten Bauraums innerhalb der MLB-Vorgaben haben wir Signalverarbeitung und Leistungselektronik zusammen auf einer Platine untergebracht", so Armin Gottschaller, Entwicklungsleiter des Geschäftsbereichs Transmission. "Um das umzusetzen, haben wir ein hochtemperaturfestes Substrat als Träger für die Komponenten verwendet." Dieses sogenannte Bare-Die High-Density Interconnect Substrat (BD-HDI) ist eine Eigenentwicklung des Geschäftsbereichs Transmission. "Mittlerweile ersetzt BD-HDI immer häufiger keramische Substrate, weil wir damit anspruchsvolle Temperaturbedingungen mit gestiegenem Funktionsumfang verbinden können", sagt Gottschaller weiter. So arbeitet die neue Siebengang S tronic Steuerung in bis zu 148°C heißem Getriebeöl.
Meilenstein: ISO 26262 im Doppelkupplungsgetriebe umgesetzt
Ein Meilenstein ist auch die Sicherheitsphilosophie des Steuergerätes. Die gewählte Hard- und Software-Architektur erfüllt für die sicherheitskritischen Funktionen die Einstufung ASIL-D (Automotive Safety Integrity Level, Stufe D) nach der Norm ISO 26262 und damit die derzeit strengsten Sicherheitsanforderungen an elektrische/elektronische Automobilsysteme.