Prüf- und Teststrategie für mechatronische ... - FKFS

Prüf- und Teststrategie für mechatronische Steuergeräteeinheiten
Dr. rer. nat. Reinhold Danner
Robert Bosch GmbH
Automotive Electronics
Engineering Product Innovation
Markwiesenstr. 46
72770 Reutlingen
Reinhold.Danner@de.Bosch.com
Abstract: Die Prüf- und Teststrategie ist kein singuläres Element des
Qualitätsmanagements, sondern ist ein konzeptioneller Bestandteil des
gesamten Produktentstehungsprozesses. Sie umfasst vordergründig die
Prüfungen technischer Komponenten bis hin zum Testen kompletter
Mechatronikeinheiten, sowohl in der Entwicklung als auch in der
Fertigung und dient damit dem objektiven Nachweis der Funktionalität.
Der Anspruch geht dabei jedoch weit über ein reines Testen und Messen
hinaus. Er basiert auf einem gesamtheitlichen Ansatz, die Produktreife
mit Methoden und Techniken zur Fehlervermeidung vorbeugend
abzusichern, Standards und Richtlinien zu berücksichtigen und
einzuhalten, sowie Ausfallmechanismen zu verstehen, die den
Lebensdauermodellen für das Produkt zugrunde gelegt werden.
Der Vortrag greift exemplarisch solche Elemente auf und führt unter
dem Fokus der Prüf- und Teststrategie am Beispiel einer
mechatronischen Getriebesteuerung durch den Produktentstehungsprozess
bis hin zum Endtesten in der Serienfertigung.
1 Einleitung
Moderne Fahrzeuge beinhalten einen wachsenden Umfang elektronischer Systeme
und Funktionen. Treibende Kräfte für diese Entwicklung sind die weiterhin
steigenden Anforderungen nach mehr Sicherheit, weniger Emissionen und
geringerem Verbrauch, sowie das Bedürfnis nach mehr Fahrerinformation und
Fahrerunterstützung bei steigendem Komfort.

Der daraus erwachsenden Anzahl weiterer Einzelkomponenten wie Sensoren,
Aktuatoren und Steuergeräten können durch geschickte Partitionierung komplette
mechatronische Geräteeinheiten entgegen gestellt werden, wie beispielsweise ABS-/
ESP-Systeme, elektrische Servolenkungen oder integrierte Getriebesteuerungen [1].
2 Trends mit Einfluss auf die Prüf- und Teststrategie
Zu Beginn sollen auch Aspekte skizziert werden, welche für die Leistungsfähigkeit
des Gesamtsystems Automobil entscheidend sind und zukünftig wesentlichen
Einfluss auf die Ausgestaltung mechatronischer Hardware-Lösungen sowie deren
Prüf- und Teststrategie haben:
Systemarchitektur: Die weitere Ausgestaltung der Automobilelektronik wird sehr
stark beeinflusst werden von grundlegenden Entscheidungen über die Fahrzeug-
Gesamtsystemarchitektur. Diese umfasst die Aufteilung von Funktionen auf
Subsysteme, deren Strukturierung, und deren wechselseitige Vernetzung und
Kommunikations-Infrastruktur. Nach unserem Verständnis von Systemarchitektur
werden Funktionen so strukturiert werden, dass daraus eine transparente, modulare,
hierarchisch gegliederte Domänen-Architektur resultiert. Innerhalb der Domänen
erwarten wir eine weitere Konzentration von Funktionen, die in einer kleineren
Anzahl separater Steuergeräte (diese werden zu „Domänen Controllern“) und einer
wachsenden Anzahl intelligenter Sensoren und „mechatronischer“ Aktuatoren
resultieren wird.
Standardisierte Schnittstellen: Während heute die Schnittstellen zwischen
Subsystemen und ihren Komponenten überwiegend proprietär und sogar
anwendungsspezifisch sind, arbeiten wir an der Standardisierung von Schnittstellen.
Hierdurch lassen sich Skaleneffekte besser nutzen. Der Entwicklungsaufwand für
anwendungsspezifische Anpassungen sowie die damit einhergehenden Erprobungen
und ggf. Fehlerbehebungen lassen sich deutlich reduzieren.
Bussysteme zur Vernetzung: Zukünftige neue Fahrzeugfunktion werden im
wesentlichen auf der Vernetzung mehrerer Subsysteme und Komponenten
(intelligente Sensoren, mechatronische Aktuatoren) innerhalb und zwischen
unterschiedlicher Domänen beruhen. Der Grad der Vernetzung zwischen den
Subsystemen wird daher weiter zunehmen. Während high-speed und low-speed
CAN in den nächsten Jahren der vorherrschende Bus-Standard bleibt, motivieren
wachsende Bandbreitenanforderungen und die Notwendigkeit eines vorhersehbaren,
deterministischen Busverhaltens die Verwendung von FLEXRAY als Haupt-
„Backbone” zur Verbindung echtzeitkritischer Teilsysteme (Antriebsstrang, aktive
und passive Sicherheitssysteme) in anspruchsvollen Anwendungen.
Software-Architektur: parallel mit dem Entstehen einer domänenorientierten
Systemarchitektur und neuen Bussystemen wird auch die Software-Architektur
innerhalb der Steuergeräte weiter modularisiert und standardisiert werden, nicht
zuletzt um die Wiederverwendung und eine flexiblere Verteilung von Software-
Komponenten zwischen verschiedenen Steuergeräten zu ermöglichen.

3 Prüfstrategie im konzeptionellen Ansatz des Produktentstehungsprozesses
Zeitgemäße Elektronik-Lösungen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen müssen im
Rahmen eines durchgängigen, systematischen, reifen und integrierten Produktentstehungsprozesses
entwickelt werden. Dies erfolgt im Rahmen V-förmiger
“Simultaneous Engineering”-Prozesse für alle Produktaspekte (vom Gesamtsystem
bis hin zu einzelnen Software- und Hardware-Komponenten).
Dieses Vorgehen entspricht den CMMI-Anforderungen (Capability Maturity Model
Integration), wie sie aus der Software-Entwicklung bekannt sind [2]. CMMI ist
dabei das Referenzmodell für Hardware- und Mechanik-Entwicklung, es basiert auf
der systematischen Aufbereitung bewährter Praktiken und stellt somit ein
Schlüsselelement für Effizienz und Qualität der Ergebnisse dar. Dabei ist die Prüfund
Teststrategie ein Element, das konzeptionell in allen Ebenen des Entstehungsprozesses
verankert ist [3].
Abbildung 1: V-Modell für die Entwicklung mechatronischer Systeme, dargestellt
ist der Pfad für die Elektronik (parallel dazu V-Modelle für Sensoren u. Aktuatoren).
4 Anforderungen an die Mechatronik Hardware
Wir wollen uns nun der Hardware für “Mechatronik”-Lösungen im Automobil
zuwenden. Die Integration bisher verteilter Komponenten, die geforderte
Miniaturisierung und der kompaktere Einbau im Fahrzeug führt zu erhöhten
Anforderungen an die Elektronik, insbesondere eine stetige Anhebung der
Temperaturanforderungen, die im Falle der hier exemplarisch betrachteten
mechatronischen Getriebesteuerung durch den Getriebeeinbau bis zu 140°C gehen.

4.1 Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit
Da der Betrieb des Fahrzeugs immer mehr von der Funktionsfähigkeit und
Verfügbarkeit seiner elektronischen Systeme abhängt, müssen höchste
Anforderungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit der
elektronischen Systeme und Komponenten erfüllt werden.
Eine grundlegende Anforderung für die Betriebssicherheit ist mindestens ein “fail
safe” Verhalten: selbst bei einem Ausfall einer Komponente oder eines Teilsystems
darf keine gefährliche Situation auftreten. Gewährleistet wird dies durch geeignete
System-, Hardware- und Softwareauslegungen auf der Grundlage detaillierter
FMEA Analysen. Je nach Ergebnis und Klassifikation der Sicherheitsrelevanz der
Anwendung müssen ausgefeilte Überwachungsfunktionen implementiert werden,
um potentiell sicherheitsrelevante Ausfälle zu erkennen und geeignete Rückfall-
Strategien anzuwenden [4].
Die Zuverlässigkeit wird als Ausfallwahrscheinlichkeit eines elektronischen Geräts
ausgedrückt. Mit der Zunahme elektronischer Funktionen im Automobil sind die
Zuverlässigkeitsanforderungen kontinuierlich gestiegen. Fahrzeughersteller erwarten
heute Ausfallraten für (mechatronische) Steuergeräte von jeweils unter 10 ppm
(Parts per Million, jeweils für 0 km und Feld).
Damit Steuergeräte die 10 ppm Anforderung erfüllen, müssen alle Bauteile
entsprechend niedrigere Ausfallraten aufweisen. Wie Bild 2 zeigt, wird - ausgehend
von der Anforderung an das Gesamtgerät - den jeweiligen Komponenten eine von
ihrer Komplexität abhängige maximal zulässige Ausfallrate zugewiesen [1].
0,2
ASIC
0
Designfehler
(Entwicklung)
BE
Eigenfertigung
10
SG-Fehler (RB)
10
„Serienfehler“
(Materialfehler)
7
3
0
Bauelemente
(BE) SG-Werk Logistik
2 5 0
BE
Fremdbezug
Mechanische
Komponenten
0,5 0,2 0,1
0,02 0 0
µC ASIC Flash ... Drosseln R MLCC
Abbildung 2: Aufteilung der Zuverlässigkeitsanforderungen für Steuergeräte auf
die Einzelkomponenten in ppm. Designfehler dürfen nicht auftreten.

Mit diesen Zahlen bestätigt sich die alte Entwicklungsweisheit: Qualität wird nicht
in ein Produkt hinein getestet, Qualität wird entwickelt und zwar sowohl in der
Entwicklung der einzelnen Elemente aus den Domänen Mechanik, Hardware
(Elektronik) und Software, als auch in deren Wechselwirkung innerhalb einer
mechatronischen Domäne und domänenübergreifend [3].
Hochwertige Produkte lassen sich deshalb nur durch eine konsequente
Entwicklungsstrategie erreichen, die in einem optimierten Zusammenwirken der
einzelnen Teilprozesse bereits mit Beginn der Designphase das Qualitätsziel sicher
stellt. Basis ist eine gezielt verzahnte Technologie- und Produktplanung (Bild 3).
Abbildung 3: Im Rahmen der Generationenplanung werden Produktanforderungen
und die zur Herstellung notwendigen Technologien verzahnt, um die geeigneten
Komponenten, Techniken und Verfahren zum richtigen Zeitpunkt bereitzustellen.
Das Qualitätsziel muss immer eine „0 ppm“-Fehlerstrategie sein. Ein optimierter
Entwicklungsprozess mit festgelegten Entwicklungsregeln in allen Teilbereichen
und Domänen, die auf „best practice“ und „lessons learned“ –Erkenntnissen beruhen
reduziert zudem die Entwicklungskosten. Es werden „unvermeidliche“
Nachbesserungen vermieden, Kapazitäten und Zeit gespart.
4.2 Qualität - das Resultat vieler Faktoren
Die Prozess- und Produktqualität ist das Resultat vieler Faktoren. Dabei ist das
Testen und Prüfen eines Produkts grundsätzlich kein wertsteigender Vorgang.
Möchte man aber (Entwicklungs- als auch Verfahrens-) Prozesse unter Kontrolle
halten, ist das Testen unumgänglich. Für die Herstellung elektronischer Steuergeräte
heißt dies, im gesamten Entwicklungsprozess die Qualitätsziele methodisch als auch
durch zeitnahe Überprüfung zu sichern. Dies beginnt bereits in der Definitionsphase.

Wenn die Eigenschaften des Produkts festgelegt werden, müssen bereits in dieser
frühen Phase der Entwicklung die Auswahl der einzusetzenden Bauteile getroffen
werden.
Designregeln und Designvorgaben, wie die
� Konstruktions- und Fertigungsleitlinien,
� Layoutregeln,
� Bauelementefreigaben und deren Verarbeitungsfreigaben, sowie
� freigegebene Fertigungs- und Produktionsverfahren
setzen voraus, dass die eingesetzten Technologien in der Entwicklung und in der
Produktion beherrschbar sind und dies nachgewiesen ist (Verfahrensfreigabe).
Im weiteren Verlauf schließen sich entwicklungsbegleitende Erprobungen zur
Validierung der angestrebten Zuverlässigkeits- und Lebensdaueranforderungen,
sowie Tests für die Hardware und Software an. Der Freigabeerprobung schließt die
Entwicklung ab, das Steuergerät bzw. die Mechatronik wird der Produktion
übergeben, ebenso die erstellten Test-, Prüf- und Programmiervorschriften.
Eine konsequente „Design for Testability“ –Strategie hat bereits in der Designphase
die notwendigen Fertigungstests für das Produkt berücksichtigt.
Aus dem Prozess heraus müssen die Vorgaben für die Beschaffung von
(mechanischen und elektromechanischen) Komponenten und Bauteilen (z.B. für µC,
ASICs, ASPP, …) ermittelt werden, die Einfluss auf eine reibungslose Herstellung
nehmen können. Erkenntnisse aus dem Feldverhalten müssen analysiert werden und
die Ergebnisse sowohl in der Entwicklung als auch in die Produktion einfließen.
5 Dateninformationssystem zur Verwaltung von Produktdaten der
Steuergeräte-Hardware
Ein Prüfkonzept für den gesamten Herstellungsprozess sollte keine Ansammlung
von Insellösungen sein, sondern auf einem durchgängigen Konzept beruhen. Die
Schnittstelle zu den jeweiligen Werkzeugen muss genauso verfügbar sein, wie eine
Programmieroberfläche, die die Erstellung eines Prüfprogramms für Funktionstest in
der Entwicklung oder der Produktion ermöglicht.
Basis für Wegbau- wie für mechatronische Steuergeräte bildet hierbei ein zentrales
Dateninformationssystem zur Verwaltung von Produktdaten der Steuergeräte-
Hardware. Nur aus ihr heraus können alle Anforderungen maschinell abgeleitet und
ohne manuelle Eingriffe weitergegeben werden. Es ermöglicht:
- die Verwaltung der Produktdaten der Hardware für
� Topologie, Netzliste, Pinliste, Stückliste, Dokumentnummern
� HW-Stände für Mustergeräte und deren Auftragsrückmeldung

� Änderungen für alle Seriengeräte
� Messungen, Analysen, Steuergeräte- & Bauteil-Erprobungen
- die Verwaltung von Dokumentnummern durch
� Belegen und deren Verwendungsnachweis
- die automatische Erstellung
� der Technischen Kundenunterlagen mit
� der Beschreibung von Ein- u. Ausgängen,
� der Steckerbelegung,
� der Prüf- und Abgleich- Vorschriften
- die Ablage „attributive Daten“ und Files, wie
� Spezifikationen, Datenblätter, Protokolle, etc
- Datenänderungen für die Rückverfolgbarkeit von Entwicklungsschritten
Abbildung 4: Das Hardware-Informations-System verwaltet die Produktdaten der
SG-Hardware, Anforderungen werden maschinell abgeleitet und weitergegeben.
Wesentlicher Vorteil dieses Dateninformationssystems und der verwendeten
Datenstruktur ist die Einbindung in eine geschlossene Tool-Kette. Es ermöglicht
z.B. die maschinelle Bereitstellung der verifizierten Netzliste für die
Layouterstellung, dabei sind z.B. Test- und Programmierpunkte „funktionale“
Elemente der Schaltung, die wie die übrigen Schaltungsanteile gemäß den
hinterlegten Layoutregeln ins Substrat übernommen werden.

Ebenso bietet es die Möglichkeit für eine schnelle Generierung der Prüfvorschrift in
der Entwicklung („per Knopfdruck“). Durch die automatische Generierung
entstehen keine Syntax-Fehler, sie kann direkt auf den Testautomaten implementiert
werden. Ebenso ist eine einheitliche Toleranzrechnung für alle Beteiligten
gewährleistet.
Weiter bieten einheitliche Prüfmethoden und Prüfabläufe in einem weltweiten
Entwicklungs- und Fertigungsverbund eine Erleichterung bei der Umsetzung in den
Werken, sowie standardisierte Prüfabläufe. Eine sichere Dokumentation und
Nachvollziehbarkeit aller Arbeitsschritte ist ebenso gewährleistet, wie die
Verwaltung und Archivierung aller Datenstände und aller Varianten.
6 Testsystem und Testumgebung
Die Umsetzung erfolgt konsequenter Weise auf einer Testerumgebung, die den
Ansatz „ Design for Testability“ in einer geschlossenen Tool-Kette unterstützt. Das
Testsystem „Common Core System“ stellt die gemeinsame Basis sowohl für die
Entwicklung als auch für die im weltweiten Verbund tätigen Werke dar. Es bietet
eine schnelle Durchlässigkeit in der Umsetzung der notwendigen Testprogramme.
Grundlage bilden festgelegte Standards für die Prüf- und Abgleichvorschriften,
Messverfahren, Flash-Programmierung, Schnittstellenprotokolle, Testabläufe etc.
Die Testprogramme werden für die automatischen Tester erzeugt, gepflegt und
weiterentwickelt, dabei werden folgende Punkte berücksichtigt:
� Geschwindigkeit und Funktion der Operationen,
� die Einhaltung und Nachhaltigkeit der Testschritte,
� die Anwendbarkeit für die verschiedenen Produkte,
� der modulare Aufbau.
Der Projektquellcode wird auf Standard- (und Industrie-) PC-Hardware und Office-
Applikationen abgewickelt und gewartet.
Gemäß der Testumgebung in Entwicklung oder Produktion, können die
Testanforderungen sein:
� Parametrische und Funktionstests,
� Software- Validierung von eingebetteten Systemen,
� Hardware- Validierung,
� Stochastische Test-Sequenzen,
� Dauerlauf- und Zuverlässigkeitstest, Klima-Tests,
� Thermografische Analyse

� EMV-, ESD-, ISO-Impuls und Vibrationstests,
� Freigabetest für die Produktionsübergabe sowie
� Produktionsendtest,
� Datenmanagement und das
� Einbindung in das Requirements Management.
7 Ausgewählte Elemente im Prüf- und Testablauf am Beispiel der
mechatronischen Getriebesteuerung
Die mechatronische Getriebesteuerung ist aufgrund der extremen
Einsatzbedingungen im Getriebe (Umgebungstemperaturen von -40°C bis 140°C
und Schüttelbeanspruchungen bis 30g) in der Mikrohybrid-Technik aufgebaut. Das
Substrat ist dabei eine Multilayer-Keramik mit 4-6 Lagen, die mit der LTCC-
Technik (Low Temperature Cofired Ceramic) hergestellt wird [5] - [7].
Die Auslegung des Schaltungsträgers erfolgt nach den Layoutregeln und orientiert
sich am favorisierten Partitionierungsvorschlag, der das Substrat-Design (die
Verdrahtung) der Mehrlagen-Keramik, und die Bauelemente-Anordnung festgelegt.
Nach dem Sintern und den Widerstandsdrucken werden ungehäuste ICs (bare dies)
und passive Bauelemente mit Leitkleber auf Kontaktierlands auf das
Keramiksubstrat bestückt. Die ICs werden mit Golddrahtbonds kontaktiert, das
Substrat wird zu den Außenanschlüssen mit Al-Dickdrahtbonds angeschlossen
(Abb. 5).
Abbildung 5: Die Getriebesteuerung GS19 mit den bestückten und kontaktierten
Bauelementen befindet sich hier im Zustand der Endmontage (links). Auf der
Rückseite der LTCC- Keramik befinden sich die gedruckten Widerstände, die als
rechteckige schwarze Flächen zwischen Leiterbahnen zu sehen sind (rechts).

Der Testablauf basiert auf der automatisch aus dem Dateninformationssystem heraus
generierten Prüf- und Abgleichvorschrift und wird dem Testsystem bereit gestellt.
Auf Substratebene ergibt dies folgenden Testablauf:
� Leiterbahntest (nach dem Sintern der Mehrlagenkeramik),
� Passiv-Abgleich der gedruckten Widerstände auf der Rückseite der Keramik,
� Zwischenprüfung des bestücken Substrats mit
� Programmierung (JTAG, BDM-Schnittstelle),
� Funktionstest (im Umfeld des Systems, d.h. Funktionsantworten und
Parameter werden erfasst, jedoch keine Bauteileprüfung durchgeführt),
� (systemabhängiger) Software-Abgleich.
Nach weiteren Fertigungsschritten (Endmontage, Verschließen des Geräts) folgt die
� Endprüfung bei Raumtemperatur und Hochtemperatur, dabei
� die Erfassung der Temperaturcharakteristik und
� die Programmierung der Abgleichwerte für die Regelventile.
Mit der Dokumentation zum Nachweis der Produkteigenschaften ist die Herstellung
der elektronischen Steuereinheit abgeschlossen.
7.1 Validierung der Elektronik in der Entwicklungsphase
Die Auslegung des Schaltungsträgers erfolgt nach den Anforderungen und
Einsatzbedingungen der Mechatronik unter Einhaltung der Layoutregeln. Dabei hat
die Partitionierung des Systems und der Schaltung wesentlichen Einfluss auf das
Thermomanagement. Mit der thermografischen Analyse bei 140°C am offenen
Gerät werden die verschiedensten Betriebsbedingungen verifiziert und die Thermosimulationen
bestätigt [8]. Thermografie ist ein Bestandteil der Produktfreigabe.
Abbildung 6: Extreme Betriebszustände der Getriebesteuerung GS19 werden bei
140°C mit der thermografischen Analyse untersucht und die Simulationen verifiziert.

Die Komplettierung zur Mechatronik erfolgt durch die Montage der
Steuergeräteeinheit GS19 zusammen mit Sensoren, Aktuatoren, Druckschalter und
Stecker in ein Elektronikmodul (EM) oder Elektrohydraulikmodul (EHM) [9].
Folgende Sensoren können integriert werden:
• Drehzahlsensoren zur Erfassung der Turbinendrehzahl und Abtriebsdrehzahl
• Positionssensoren zur Erfassung der Position des Handwählschiebers und
Erkennung der Wählhebelstellung (P, N, R, D),
• Temperatursensor zur Erfassung der ATF- (Öl-) Temperatur und
zur Parameteradaption,
• Drucksensor(en) zur Erfassung des Schaltdrucks zur Erhöhung
der Schaltdruckgenauigkeit,
• Druckschalter zur Erfassung de Kupplungsdrucks und
Erkennung des Kupplungsfüllzustandes
(= Sicherheitselement oder Schaltdrucksteuerung).
Als Aktuatoren werden Ventile eingesetzt:
• Ein-Aus-Schaltventile (“On/OFF”),
• PWM-Ventile,
• Druckregelventile.
Abbildung 7: Das Elektrohydraulikmodul „TEHCM“ wird im 6-Gang-Automatik-
Getriebe eingesetzt. Es umfasst die Getriebesteuerung GS19, sowie Drehzahl- und
Temperatur- Sensoren, Schalt- u. Druckregelventile, Druckschalter, Filterplatte und
Stecker.
Damit steht die funktionale Getriebemechatronik zur Verfügung. Es müssen noch
die hydraulischen Anteile betrachtet werden.

7.2 Die hydraulischen Komponenten Schalt- und Druckregelventil
Der modulare Aufbau der Getriebemechatronik ermöglicht den Einsatz von Schalt-
und Druckregelventilen, die bisher schon in sehr großen Stückzahlen zum Einsatz
kommen. Trotz der langjährigen Serienerfahrungen mit diesen Ventilen, die in
unterschiedlichsten Automatikgetrieben eingesetzt werden, muss deren Verhalten im
Gesamtsystem bei jedem neuen Projekt erneut untersucht werden.
Die unterschiedlichsten Einbausituationen sowie unterschiedliche Druck- und
Strömungsverhältnisse in der Hydraulik müssen in der Entwicklung des
Gesamtsystems „Getriebehydraulik“ berücksichtigt werden, was in der Designphase
mit Simulationstools untersucht wird [9]. Die Verifikation der Simulationsergebnisse
erfolgt im Labor mit Hydraulikmessständen bei Temperaturen von -50
bis +180° C, außerdem in realen Testfahrzeugen, deren Automatikgetriebe einen
„mobilen Messstand“ darstellen. Die Dauerlauftests für die Ventile werden bei
Temperaturen zwischen +30 bis +150°C durchgeführt.
Diese Untersuchungen müssen jetzt auf das Mechatronikmodul übertragen werden,
das dies jetzt Teil des Gesamtsystems „Hydraulik“ ist.
7.3 Validierung der Mechatronik in der Entwicklungsphase
Bisher wurden vor allem die elektrischen bzw. elektronischen Anteile betrachtet.
Durch die Komplettierung zur Mechatronik kommen jetzt die o.g. Funktionalitäten
und Einflüsse der Hydraulik hinzu. Das Verhalten der Ventile und der hydraulischen
Komponenten, insbesondere unter Öldruck und Temperatur muss nun im
Zusammenbau – und Zusammenspiel getestet werden. Für Tests und die Freigabe
der gesamten Mechatronik werden hydraulische Teststände eingesetzt (Abb. 8).
Abbildung 8: Modul-/ Druckregler-Prüfstand für die mechatronische
Getriebesteuerung TEHCM (Transmission Electro-Hydraulic Control Module).

Nach positiver Verifikation steht die funktionale Getriebemechatronik Transmission
Electro-Hydraulic Control Module (TEHCM) zum Einbau in ein modernes
Automatikgetriebe zur Verfügung.
Diese Getriebesteuerung von Bosch hatte Ende 2005 Produktionsstart und ist
inzwischen in millionenfachem Einsatz.
Es bietet:
• Verbrauchsreduzierung durch den Betrieb im optimalen Arbeitspunkt, d.h.
Anpassung von Motormoment und -drehzahl an erforderliches Abtriebsmoment
und -drehzahl,
• Komfortsteigerung durch schnelles und ruckfreies Schalten (über Lebensdauer),
• Abgleich des Gesamtsystems „Getriebe“,
• Reduzierung des Gewichts durch
• die Miniaturisierung des Moduls,
• den Entfall getriebeinterner und externer Kabelbaumanteile, sowie
• den Einsatz von Kunststoff anstelle Metallen,
• Reduzierung des Logistikaufwands (durch geringere Komponentenanzahl),
• Reduzierung der Systemkosten (vor allem in der Getriebemontage durch extreme
Verringerung der Anzahl der Komponenten, der Arbeitsschritte und der
Montagezeit:
� Das Modul wird als Einheit in automatische 6-Gang-Getriebe eingelegt.).
8 Literaturverzeichnis
[1] Rainer Kallenbach, Reinhold Danner, Robert Bosch GmbH: Mechatroniklösungen
im Automobil; VDI/VDE-Tagung Mechatronik 2005, Wiesloch
bei Heidelberg 01. - 02. 06. 2005.
[2] http://www.sei.cmu.edu/cmmi/: What is CMMi?, Software Engineering
Institute (SEI), Carnegie Mellon University Pittsburgh, PA USA.
[3] Reinhold Danner; Robert Bosch GmbH: Überlegungen zur Partitionierung
mechatronischer Systeme; Mechatronik Tage, Karlsruhe 15. - 16. 09. 2008.
[4] M.Woltereck, Ch. Jung, G. Reichart: How to Achieve Functional Safety and
What Safety Standards and Risk Assessment Can Contribute. SAE paper
2004-01-1662, Detroit, März 2004.
[5] Stephan Albers, Walter Röthlingshöfer, Jürgen Schaich; Robert Bosch
GmbH: Low Temperature Cofire Ceramic (LTCC) für extreme Belastungen.
in: ATZ/MTZ Spezialausgabe Automobilelektronik I/2004.

[6] Kurt Engelsdorf, Reinhold Danner, Willi Kühn, Manfred Meißner, Thomas
Müller; Robert Bosch GmbH: Getriebesteuerung im Trend der Mechatronik
VDI-Berichte Nr. 1415, Elektronik im Kraftfahrzeug, Baden-Baden,
08.10.1998
[7] Ulrich Goebel, Kurt Engelsdorf, Reinhold Danner, Robert Bosch GmbH:
Elektronik mitten im Getriebe; IMAPS – Deutschland Seminar, FHTE
Göppingen, 17.02.2000
[8] Reinhold Danner, Robert Bosch GmbH: Kühlkonzepte in der Kfz-
Elektronik; Elektronikkühlung, Haus der Technik, Essen, 26.-27.02. 2008
[9] Steffen Schumacher, Robert Bosch GmbH: The First Electrohydraulic
Module for Transmission Control; 3. Internationales CTI-Symposium,
Berlin: "Innovative Fahrzeuggetriebe" 05. - 08. 12. 2005