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Unsere Auslegung beinhaltete die fol-genden Merkmale:• Alternative oder zusätzliche Gang-

schaltungsfunktionen• Alternative Beschleunigungsalgo-

rithmen für verbessertes Fahrgefühl• Alternative Schaltkennfelder für

„Drive“- und „Sport“-Modus

Der zeitliche Ablauf war ein kritischerFaktor, weil das Fahrzeug innerhalbvon vier Monaten nach Projektbeginnfür Kundendemonstrationen zur Ver-fügung stehen sollte. Genauer gesagt:Wir hatten einigen Fahrzeugher-stellern Termine fest zugesagt. Es war gefordert, eine völlig neue Soft-ware von Grund auf zu entwickeln.Um Kunden uneingeschränkte undausgiebige Testfahrten mit dem Fahr-zeug anbieten zu können, musstedas System eine voll funktionsfähigeGetriebesteuerung beinhalten.Am Ende sollte eine vollständige Platt-form für Hardware- und Software-Ent-wicklungen einschließlich eines Satzesvon DSG-Steuerungs- und Regelungs-algorithmen für künftige Vorhaben zurVerfügung stehen. Vocis kann nun-mehr die Resultate aus dieser Inves-tition bei künftigen Kundenprojektenbereits vor der Verfügbarkeit vonHardware-Prototypen einsetzen.

ETAS: Wie sind Sie bei der Ent-wicklung der Software verfahren?Dr. Taylor: Wir begannen mit demAufbau eines Prüfstands, damit wirdie Charakteristiken der bestehendenGetriebehardware analysieren undSchnittstellen zwischen dem neuenVocis-Getriebesteuergerät – der TCU –und seiner Software und dem bereitsbestehenden System definieren konn-ten. Das Zielfahrzeug war ein Audi A3DSG mit 3,2 Liter Hubraum. Um denBetrieb des Getriebes entweder amSeriensteuergerät oder mit Vocis-Steuerung auf dem Prüfstand oderim Fahrzeug jederzeit zu ermögli-chen, musste das Getriebe modifiziertwerden.Das Steuergerät Vocis TMS-20 wurdevon Grund auf kompatibel mit Se-rienstandards konzipiert. Dadurchlässt es sich entweder als solide Platt-form für zukünftige Entwicklungenoder als Seriensteuergerät einsetzen.Für die Wahl der ASCET-Werkzeug-

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ETAS: Könnten Sie uns Vocis Drive-line Controls bitte kurz vorstellen?Dr. Taylor: Vocis wurde im September2006 gegründet und ist spezialisiertauf das Engineering von Steuerungs-und Regelungssystemen und dasProgramm-Management für die Auto-mobilindustrie. Die fünf Gründungs-mitglieder von Vocis verfügen überweit reichende Erfahrungen in derBearbeitung von anspruchsvollen Pro-jekten mit hoher Wertschöpfung fürnamhafte Automobilhersteller, Sys-temzulieferer und Engineering-Dienst-leister. Seit der Firmengründungwurde diese Leistungspalette durchExpansion gestärkt.Vor dem Hintergrund der Spezialisie-rung auf Regelungen und Steuerun-gen für den Antriebsstrang (wie z. B.für Doppelkupplungs- bzw. Direkt-

Doppelkupplungsgetriebe-Steuerung mit ASCET schnell entwickelt

Interview mit Dr. Richard Taylor, Vocis Driveline Controls

schaltgetriebe, stufenlose Getriebeoder aktive Differenziale) hat Vocis vorkurzem Gespräche mit Oerlikon Grazi-ano Drive Systems abgeschlossen, diezu einer erheblichen Investition in dasUnternehmen führten. Obwohl Oerlikon Graziano Drive Sys-tems maßgeblich in Vocis investierthat, arbeiten wir für viele Kunden voll-kommen unabhängig von Oerlikon.

ETAS: Wie würden Sie die Haupt-ziele des Projekts beschreiben? Dr. Taylor: Als neu gegründetesUnternehmen musste Vocis Fähig-keiten im Bereich Hardware- undSoftware-Entwicklung unter Beweisstellen.

Anhand der Doppelkupplungsgetrie-be-Demonstration wollten wir zeigen,dass wir sowohl Steuergerätehard-ware als auch -software gemäß serien-konformer Standards anbieten kön-nen. Die Entwürfe können künftigentweder für Fertigungs- oder fürEntwicklungszwecke genutzt werden.Es war uns wichtig zu zeigen, dasswir in der Lage sind, fortgeschritteneSteuerungs- und Regelungsfunk-tionen für serientaugliche DSG-Steu-ergerätesoftware zu erstellen.Bei der serienmäßigen VW/Audi DSG-Funktion und Applikation unseresDemofahrzeugs handelt es sich ledig-lich um eine mögliche Darstellungdessen, was mit einem Direktschalt-getriebe erreicht werden kann.

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kette sprach eine Reihe von Gründen,die ich später im Detail darstellenmöchte. Kurz gesagt, bietet sie Vociseine einheitliche Umgebung für dieFunktionsentwicklung und Strecken-modellierung, mit der Code in guterQualität und kontrollierbarer und vor-hersagbarer Weise generiert werdenkann. Hierin liegt der Unterschied zu ande-ren am Markt verfügbaren Systemenfür die automatische Codegenerie-rung, der nach unserer Erfahrung zuweitaus kürzeren und besser abge-sicherten Entwicklungszyklen führt.

November 2006

March 2007

Vehicle Conversion

Development,Customer Demonstrations

Test Rig RunningTest Rig Development

TCU Hardware Development

Software Development

Vocis DCT-Demofahrzeug.

Projektziele.

Vocis TMS-20.

Die letzte Version des SteuergerätsTMS-20, die jetzt zur Verfügung steht,enthält zusätzlichen Speicher, der esuns ermöglicht hatte, die On-Board-Diagnosesoftware für das Demofahr-zeug zu entwickeln. Varianten mitweiteren Mikroprozessor-Optioneneinschließlich MPC5554 befinden sichderzeit in der Entwicklung. Die Steuer-gerätevariante EMS-12 zielt auf Motor-management-Anwendungen ab.Die neue Hardware verfügt über einegemeinsame Stromversorgung, einendigitalen Schaltungskern und basiertgegenwärtig auf den Freescale-Pro-zessoren MPC555 und MCS12. DieStromversorgung ist für 12 V aus-gelegt, kann aber 24 V liefern. DasGerät arbeitet bei Betriebstempe-raturen zwischen -30 °C und +90 °Cund kann IP6K6-konform abgedich-tet werden. Die Hardware-Architekturselbst ist modular, ausbaufähig undzukunftssicher.

Vocis Driveline Controls & Oerlikon Graziano Drive Systems

Schlüsselmärkte und KernkompetenzenIm Automobilsektor ist das Unternehmen hauptsächlich durch seine 6-Gang-Schaltgetriebe in Transaxle-Bauweise und seine Baugruppen für Allrad- und heckgetriebene Fahrzeuge mit hoherLeistung bekannt. Die Oerlikon Graziano Transaxle-Getriebe gehören zur Standardausstattung von Fahrzeugen der HerstellerAston Martin, Ferrari, Lamborghini, Maserati, Alfa Romeo etc. Die neuesten Modelle, die mit unseren Achsgetrieben ausgestat-tet werden, sind der Audi R8, der Alfa Romeo 8C und der AstonMartin DBS.

Technologie und Innovation Ziel ist es, unseren OEM-Kunden neue Konzepte und Entwicklun-gen darzustellen, mit denen sich die Leistungen von Fahrzeugensteigern lassen. Die vermutlich wichtigste Neuentwicklung stelltdas 7-Gang-Dreiwellen-Doppelkupplungsgetriebe dar, welchesmomentan für neue Hochleistungsfahrzeuge entwickelt wird.

Vocis Driveline Controls, an der Oerlikon Graziano eine Mehr-heitsbeteiligung erworben hat, wurde von einer Gruppe versierter Ingenieure gegründet. Das Unternehmen kann auf mehr als 50 Mannjahre Erfahrung in sämtlichen Bereichen dermechanischen und elektronischen Steuerung von DCT-Getriebenund im Bereich von Antriebssystemen mit aktivem Momenten-management zurückblicken. Daneben kann Vocis auf ein großesNetzwerk spezialisierter Ingenieure und Konstrukteure zurück-greifen, die mit ihrem Wissen Kunden eine umfassende Unter-stützung in Projekten anbieten können.

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Getriebe-Aufbau.

Software-Entwicklungs-

prozess.

Vocis TMS-20 – Für Getriebe oderAntrieb

Übersicht über die Eingänge:• 16 Analogeingänge mit 0-5 V Ein-

gangsbereich • unterstützt Temperatur-, Drucksig-

nal-, Positions- und Beschleuni-gungssensoren etc.

• 7 Schaltsignaleingänge• Zündung, Bremsschalter, Fahrmo-

dus, Kickdownschalter etc.• 2 Drehzahleingänge für VR/Hall-

Effekt-Sensoren• Motordrehzahl, Eingangswelle etc.

(Eingangsfrequenz <= 8 kHz)• 4 zusätzliche Drehzahleingänge

(Hall-Effekt)• Ausgangswelle/Fahrzeuggeschwin-

digkeit etc. (Eingangsfrequenz<= 8 kHz)

Übersicht über die Ausgänge:• Bis zu 8 digitale, hochstromfähige

Highside-Ausgänge (bis zu 2 A aus-steuerbar)• konzipiert für die Ansteuerung

von Hydraulikventilen• Bis zu 6 digitale Niedrigstrom-High-

side-Ausgänge (bis zu 2 A aussteu-erbar)• konzipiert für Steuerrelais für Ven-

tilatoren etc.• Bis zu 12 hochstromfähige PWM/

stromgesteuerte Highside-Ausgän-ge (bis zu 2,5 A aussteuerbar)• konzipiert für Triebstrangsteue-

rung, genaue Strommessung undAnsteuern von Hydraulikventilen

Übersicht über die Kommunika-tionsschnittstellen:• 2 x CAN-Bus

• 1 für die Kommunikation mit an-deren Antriebsstrang-Steuerungen

• 1 dediziert für die CCP-Anbindungvon Entwicklungswerkzeugen

• 1 x serielle Anbindung• rückwärtskompatibel mit ISO

14230-Anbindungen

Vocis verfügt ebenfalls über ein vollentwickeltes Steuergerät des TypsEMS-12 für Anwendungen im Motor-management. Bei Interesse erfahrenSie Einzelheiten auf der Webseitewww.vocisdrivelinecontrols.com.

„SiL” mit ASCET• Ziel: „Fahren“ vor Fertigstellung der

Modifikationen am Demofahrzeug zur Unterstützung von Software-Entwicklung und -test

• Ziel: Teststufe für Software-Entwick-lungen vor Fahrzeugtests

• Mit dem zeitkontinuierlichen Stre-ckenmodell wurden dargestellt:• Getriebedynamik• Gangsynchronisierung und Gang-

wahl• Kupplungsdynamik (z. B. Füllung,

Drehmomentcharakteristiken etc.)• Hydrauliksystem-Dynamik (z. B.

Ansprechzeiten, Flussraten etc.)• Dynamik von Sensoren-/Aktuato-

ren• Motordynamik einschl. Drehmo-

mentverhalten• Motormanagementfunktionen• Fahrzeuglängsdynamik

Mit ASCET wurden nicht nur dieeigentlichen Steuerungs- und Rege-lungsalgorithmen entwickelt, sondernauch das zeitkontinuierliche Strecken-modell für den wichtigen Software-in-the-Loop-Validierungsschritt: Allesmusste auf Anhieb funktionieren, weilnur ein Testfahrzeug und ein Prüf-stand zur Verfügung standen. SiL-Tests wurden durchgeführt, sobald einbrauchbares Streckenmodell erstelltwar. Im Verlauf der Entwicklung wurdedieses Modell durch die im Testfahr-zeug und am Prüfstand gewonnenenErgebnisse stetig verbessert.

FazitGanz allgemein gesprochen, bildeteASCET den Schlüssel für den Ab-schluss des Projekts innerhalb dervorgegebenen Zeit. Der automatischerzeugte Code hat sich als robustund zuverlässig erwiesen und dieSoftware-Architektur wird durch dasModell gut abgebildet. Die Absiche-rung der Fahrzeugtauglichkeit unsererSoftware durch SiL in derselben Um-gebung war ebenfalls ein wichtigerErfolgsfaktor in diesem Projekt. Tat-sächlich wurde das Fahrzeug Besu-chern nur einen Tag nach seiner erstenFahrt mit der Vocis-Steuerung vor-geführt.

Bisher hat das Demofahrzeug über15.000 Kilometer mit der Vocis-Steuerung TMS-20 und den DSG-Steuerungs- und Regelungsalgorith-men ‘Siena’ zurückgelegt.

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November 2006

March2007

Vehicle Conversion

Development,Customer Demonstrations

Test Rig RunningTest Rig Development

TCU Hardware Development

Software Development

TCU Testing

Plant Model Update

HAL Software

Plant Modeling

Low-Level Control Software

Sequencer Algorithms

High-Level Algorithms

Vehicle Interfacing Algorithms