Hintergrund: Aktuell stemmt der kräftigste für den Astra verfügbare Motor, der 2.0 CDTI, bis zu 350 Nm auf die Kurbelwelle. Dieser Wert wird im Zusammenspiel mit unserem Drehmomentwandler dank der geschickten Anordnung von Pumpenrad, Stator und Turbinenrad kurzzeitig um den Faktor 2 gesteigert. Dieses Schubkraftpotenzial prägt unter anderem die ausgesprochen souveräne Charakteristik der auch für den Insignia erhältlichen Antriebskombination. Punktuell allerdings sind knapp 700 Nm definitiv zu viel des Guten. Das gilt besonders bei einem kompakten Fronttriebler wie dem Astra mit eingeschränktem Motor/Getriebe-Bauraum und entsprechender Komponenten-Auslegung. Konkret: Vor einem Eingangsmoment dieser Größenordnung würde die Getriebe-Hauptwelle schlichtweg kapitulieren.

Also muss die Schaltzentrale ran. Aktiver Motoreingriff heißt die Devise. Dem geht eine Momentaufnahme voraus: Die Getriebesteuerung stellt in so genannter Echtzeit eine Beziehung her zwischen dem aktuell per Gaspedal angeforderten und dem drehzahlabhängig verfügbaren Motormoment sowie den Spezifika des Wandlers. Wird bei dieser Berechnung ein definierter Grenzwert überschritten, zügelt die Steuerung den Motor. Außerdem errechnen wir bei der Entwicklung eines Automatikgetriebes Dauerhaltbarkeitswerte und hinterlegen entsprechende, zusätzliche Begrenzungen in der Software.

Unsere Getriebesteuerung kümmert sich aber längst nicht nur um die Hauptwelle. Auch den Radsätzen und Kupplungen sowie den Achsübersetzungs-Bauteilen am Getriebeausgang bis hin zu den Antriebswellen, wo jeweils über 3.500 Nm auftreten können, werden nur konstruktiv berücksichtigte Kräfte zugemutet.

Erst am Reifen endet die Zuständigkeit unseres Superhirns. Den Radschlupf kontrolliert die Traktionskontrolle unter der Ägide der Motorsteuerung. Und welche Stellgrößen da eine Rolle spielen, ist wieder eine ganz andere Geschichte…

MT-5: Fünfgang-Schaltgetriebe
MT-6: Sechsgang-Schaltgetriebe
AT-6: Sechsstufen-Automatik

Zunächst einmal muss man zwischen der Reaktions- und der eigentlichen Schaltgeschwindigkeit unterscheiden. Wählt der Fahrer einen neuen Gang vor, etwa durch die ActiveSelect-Funktion oder per Kickdown, erwartet er „zeitnah“ eine Reaktion der Technik. Das sind in der Regel Drehzahl- und Drehmoment-Änderungen, die visuell (Drehzahlmesser), akustisch (Motorgeräusch) und per Popometer wahrgenommen werden. In diese Reaktionszeit spielt immer auch das Ansprechverhalten des Triebwerks mit hinein – andere Baustelle.

Die Schaltgeschwindigkeit bezeichnet den Zeitraum, in dem alle „Rädchen“ im Getriebe gestellt werden, bevor der Staffelstab an den Motor übergeht. Die Frage dabei lautet: Wie schaffe ich es, dass die last-, situations- und fahrerwunschabhängigen Prozesse möglichst schnell und gleichzeitig unmerklich, also weitgehend ruckfrei, weich und fließend ablaufen?

Wir sind also immer auf der Suche nach dem besten Kompromiss zwischen Tempo und Komfort. Um die Wandlerautomatik im Wettbewerb mit anderen Systemen fit zu halten, beziehen wir schon in der Konzeptphase alle Funktionsebenen in den Optimierungsprozess ein. Unser Hauptaugenmerk gilt dabei für gewöhnlich der Mechatronik und Hydraulik. Hier lassen sich dank der ständigen Fortschritte bei Materialien und Betriebsflüssigkeiten immer wieder Schätze heben. Aber auch die Kommunikation zwischen dem Motor- und dem Getriebesteuergerät funktioniert mit jeder Evolutionsstufe noch flinker und präziser.

Die absoluten Reaktions- und Schaltzeiten sind demnach abhängig vom grundsätzlichen Getriebedesign und von unseren Erfolgen bei der Abstimmung.

Was aber deutlich mehr zählt und den Automatik-Befürworter endgültig zum -Fan macht, ist die Qualität der Schaltstrategie. Und da entscheidet, wie so oft im Leben, der Kopf – in diesem Fall die adaptive elektronische Getriebesteuerung. Adaptiv bedeutet: Im Fahrbetrieb passt sich die große Auswahl vordefinierter Schaltmuster unter Berücksichtigung des Streckenprofils an die persönlichen Vorlieben und Gewohnheiten des Fahrers an.

Signifikant ist in den vergangenen zwei bis drei Jahren der Trend zur Ökonomie. Das heißt, dass Strategiemuster, die in Richtung niedriger Verbrauch und weniger Emissionen gehen, im Steuergerät stärker gewichtet sind. Dazu kommt auf der Hardware-Seite eine entsprechend „lange“ Übersetzungsauslegung. In Summe erreichen wir so das gewünscht niedrigere Drehzahlniveau im Alltagsbetrieb.

Bei den Applikationen für den Astra arbeiteten wir darauf hin, dass Wechsel in die nächsthöhere Schaltstufe möglichst früh erfolgen. Dies aber natürlich, ohne die Fahrbarkeit zu verschlechtern. Stattdessen sollte in jeder zu Grunde gelegten Fahrsituation ein munterer und kräftiger Antriebsstrangeindruck vermittelt werden.

Den ursprünglichen Zielkonflikt haben wir durch eine clevere Schaltpunktauswahl gelöst. Ich will versuchen, das dahinter stehende, sehr komplizierte Programm auf einen möglichst einfachen Nenner zu bringen: Bei Konstantfahrt geht’s zügig rauf in die höchste Stufe. „Formuliert“ aber der Fahrer über das elektronische Gaspedal einen bestimmten Beschleunigungs-Anspruch, liest ihm die Getriebesteuerung dank feiner Sensorik und unserer ausgeklügelten Wenn/Dann-Vorgaben den Wunsch quasi vom rechten Fuß ab – und der Automat schaltet rasch die erforderliche Anzahl an Stufen runter.

Unsere intelligente Software erkennt übrigens auch, wenn in der Ruhe die Kraft liegt. Nervöses Hin- und Herschalten ist jedenfalls kein Phänomen, das der Astra Automatik-Fahrer kennt.

In der Regel unterscheiden sich unsere Getriebefamilien bezüglich des (Motor-)Drehmoments, das sie übertragen können. Wenn möglich, nehmen wir ein Aggregat aus dem Bestand, das zum Kraftpotenzial des fraglichen Triebwerks passt. Im Idealfall können wir eine Motor-Getriebe-Kombination 1:1 wiederverwenden. Beispiel: Die AF40-Automatik vom Diesel-Insignia war praktisch baugleich auch für den neuen Astra 2.0 CDTI freigabefähig. Im anderen Fall ist eine Neuentwicklung notwendig oder es bietet sich der Zukauf von Spezialisten an.

Kommt ein Getriebe von den Nennwerten her in Frage, muss es sich in den vorgegebenen Bauraum integrieren lassen. Wir nennen diese anspruchsvolle Disziplin „Packaging“. Diese Grafik vermittelt einen Eindruck von den mitunter doch recht komplexen „Nachbarschaftsverhältnissen“, die für unser Aggregat gelten.

Sobald wir den passenden Kandidaten gefunden haben, ist noch zu klären, ob die geplanten Stückzahlen lieferbar sind. Je nach Modell und Verbreitungsgebiet werden von wenigen hundert bis hin zu hunderttausenden von Einheiten benötigt. Dabei greift das betriebswirtschaftliche Gesetz: Je höher die Stückzahlen, desto niedriger die Kosten pro Einheit und desto rentabler eine Neuentwicklung.

Im Rahmen der Applikationsarbeit definieren wir technische Spezifikationen wie Schaltgeschwindigkeiten und Schaltstrategien – alles abgestimmt auf den Fahrzeugtyp und dessen Einsatzspektrum laut Lastenheft. Das allein ist ein weites Feld, zu dem ich in den kommenden Beiträgen noch das eine oder andere erläutern kann.

Darüber hinaus gibt es natürlich viele Faktoren und Einflussgrößen, die in Summe zu einer bestimmten Automatikgetriebelösung führen. Entscheidend ist das Kriterium Fahrspaß. Wenn sich der Kunde mit seinem Antrieb wohlfühlt, haben wir unsere Sache gut gemacht.

Deshalb brüten Ingenieure in Amerika, Asien und Europa gemeinsam über maßgeschneiderten Lösungen für die regionsspezifischen Auslegungen. Angesichts der Zeitzonen planen wir Rüsselsheimer Telefon- und Online-Konferenzen nur um die Mittagszeit herum ein. Dann sind die Kollegen in Amerika schon auf den Beinen und in Asien sitzen sie noch nicht beim Abendessen. Dabei machen die kulturellen Unterschiede die Arbeit besonders spannend und sie führen zu neuen Ideen und Lösungswegen.

Mit der GF6-Automatik 6T40 bzw. 6T45 im Opel Astra erreichen wir eine Verbrauchssenkung bei gleichzeitiger Leistungssteigerung gegenüber den Vorgänger-Versionen. Dabei weist das neue Aggregat mit 6,1:1 ein großes Übersetzungsverhältnis auf, läuft im Leerlauf ohne Last, verfügt über eine elektronische Schlupf-Steuerung der Wandlerkupplung und ist auch mit Allradantrieb einsetzbar. Zudem bietet es maximale Leistung auf minimalem Bauraum dank Kraftübertragung per Kette, Planetensatz zur Achsübersetzung, kurz bauendem Drehmomentwandler, integrierter elektrohydraulischer Steuereinheit, einteiligem Gehäuse usw.

Im Praxisbetrieb mit dem neuen Astra wird deutlich: Der Aufwand hat sich gelohnt. Wie wir im Einzelnen zu unseren Lösungen gekommen sind, erkläre ich in den kommenden Beiträgen.

Opel gehört übrigens zu den Gründungsmitgliedern dieses Industriepools, den es seit Mitte der 90er-Jahre gibt. Damit haben wir erreicht, dass die Nordschleife für die Automobilentwicklung weiter nutzbar bleibt. Wir drohten nämlich im stetig zunehmenden Publikumsverkehr unterzugehen. Viele Freizeitpiloten schauen leider kaum in den Rückspiegel, hauen einem die Tür vor der Nase zu, schlingern jenseits von Gut und Böse herum oder stellen das Auto für Fotos direkt hinter einer Kuppe ab. Alles schon erlebt… Deshalb ist es für uns gewissermaßen lebensnotwendig, dass wir es im reservierten Industriepool-Zeitfenster als Profis mit Profis zu tun haben. Da kennt und respektiert jeder die Regeln. So können wir uns auf das Auto und die zu prüfende Komponente konzentrieren.

Die Videoszene stammt von einem, sagen wir mal, autorisierten Spion. Es handelt sich um den recht anspruchsvollen Streckenteil „Brünnchen“: Leichte Kompression, kleine Welle auf der Ideallinie, schnelle Rechts bergab, wo Querstabilität gefragt ist. Auch hier, mit dem Abstimmungsfahrzeug Astra 2.0 CDTI Automatik, demonstriert unser Fahrwerk seine konzeptionellen Qualitäten.