Hibázni tilos

Automataváltó-vezérlő fejlesztés a Boschnál

2016.05.12. 06:09

Hogy az automata váltókat általában nem az autógyártók maguk fejlesztik, hanem beszállítóktól vásárolják, azzal a legtöbben tisztában vannak. De hogy az automataváltó-gyárak a váltóvezérlő elektronikát megint másokkal terveztetik, gyártatják, az már mélyebben van a táplálékláncban, mint ahová az átlagautós ellát. Hogy mi végre történik ez a dupla kiszervezés, azt a Bosch budapesti fejlesztőközpontjában töltött nap végén értettem meg.

Ejtőgép. Beállítható magasságból pottyantja márványlapra a finom elektronikát. Számítok a zajra, mégis összerezzenek az éles csattanásra, amikor a váltóvezérlőt tartalmazó doboz becsapódik. Ha vannak külsérelmi nyomok, nem kell működnie a földhöz vágás után, de ha nincsenek, akkor hibátlanul kell teljesítenie a következő tíz-tizenöt éven át, ez a szabály. Hiszen ha Dezső leejti a műhelyben, de miután leporolgatta, úgy véli, nincs ennek semmi baja, akkor nem is szabad bajának lennie.

A motorvezérlőknél is keményebb teszteken kell átmennie a váltóvezérlőknek, mivel biztonsági szempontból kritikus alkatrészről van szó. Ha összeakadnak a fogaskerekek, abból nagy baj lehet, ezt nem nehéz megérteni. De akkor sem fért a fejembe, mit pepecselnek ennyit egy olyan kis vacak elektronikával, ami nem tud többet, mint egy átlagsofőr telefonálás közben, szendvicset zabálva, egy kemény munkanap végén, odafigyelés nélkül. Beteszi a következő fokozatot. Na jó, sarkítottam, de akkor is.

Persze, tudjuk, egy mai váltóvezérlő hatszor intelligensebb, mint egy Kaszparovba oltott Stephen Hawking, gyorsabban tanul, mint egy ötéves zsenipalánta és jobban bízhatsz benne, mint a hétvégi hidegfront eljövetelében. Másfelől viszont annyi selejtet termel az autóipar mindenféle gátlások nélkül, az ember néha azt gondolja, a túlfeszített fejlesztési tempó mellett törvényszerűen becsúsznak a hibák. Ahol fűrészelnek, ott hullik a forgács.

Az automata váltóknak különben sincs jó hírük. Nemcsak a tizenéves átlagautókról hallani rosszat, amelyekben ki tudja, mennyi a méter, de a bőven garanciális, pár éves prémiumoknál is sokszor megadja magát a váltó. Nem szabad azonban felületesnek lenni: ilyenkor a legritkább esetben felelős a vezérlő a hibáért; a kábelezés, a csatlakozások, a periféria vagy maga a mechanika adja be általában a kulcsot.

Csak hogy tisztán lássunk: váltóvezérlő elektronikának azt a kisebb-nagyobb dobozt hívjuk, amelyben a mesterséges intelligencia lakik, és drótokon keresztül osztogatja a parancsot a váltó hidraulikájának vagy mechanikájának. A szelepek, tekercsek aztán elvégzik a feladatot, amit a vezérlő kiötlött a bejövő sebességjel, gázpedálállás, motorállapot alapján. Vagyis becsattintják a megfelelő sebességfokozatot.

Fizikai megjelenésében négy kasztot lehet megkülönböztetni: régebbi típusoknál, ahol még volt hely az utastérben, a kesztyűtartó környékén lakott a vezérlő egy alumínium uzsonnás dobozban. Ma is létezik még ez a megoldás, főleg egyszerűbb autókban, haszonjárművekben. Aztán elkezdték a motortérbe pakolni az elektronikát, majd ránövesztették közvetlenül a váltóra. A soksebességes hagyományos automatáknál, például azoknál, amelyek hosszmotoros autókban vannak és Egerben készülnek, jellemzően bent az olajtérben lubickol a gyufásdoboz méretű vezérlőelektronika, amelyhez még egy nagyobb tábla csokira hasonlító sallang tartozik, amit szintén itt fejlesztenek a Boschnál.

Az elhelyezéstől függően más és más hatások érhetik a vezérlőt, ezt könnyű belátni. Az utastérben például kólaállónak kell lennie a doboznak, a motortérben bírnia kell egy szabványos mértékű gőzborotvázást, a váltó belsejében pedig értelemszerűen azt, ha forró olajjal locsolják, rázzák és pörgő fogaskerekek veszik körül. A budapesti Bosch fejlesztőközpontban többek között azon dolgoznak, hogy ezeket a változatos kínokat rezzenéstelenül viseljék az okos dobozkák. Tutira. A bennük lakó tudást is magyar mérnökök verik beléjük, de a többnyire C nyelven írt programsorok tárlatvezetése helyett inkább a vallatóeszközök bemutatójára jelentkeztem be.

A rázópad leginkább egy üstdobra hasonlít. A legváltozatosabb frekvenciákkal tudja rázogatni a rászerelt dolgokat, akár egy valós környezetben felvett hullámprofillal, akár véletlenszerűen. Olyan vizsgálat is van, amelynél megkeresik a tárgyak úgynevezett sajátfrekvenciáját, ami például egy gitárhúr esetében az, amin megszólal, ha megpengetik. Mechanikai szempontból ez elég fontos: ha egy lemez elkezd csúnyán rezegni, amikor a szomszédos fogaskerekek egy bizonyos fordulatszámon megbizsergetik, az baj.

A rázópadon egy lézeres műszer adja a visszajelzést. Megmondja, hogyan mozog a felszerelt váltóvezérlő, amikor rázogatják. Aztán hogy ne legyen egyszerű az élet, az egész hóbelevanc fölé lehet húzni egy klímakamrát is, amely sarki fagyot vagy trópusi forróságot is elő tud állítani, hátha ott másképp ficánkol a kis váltóvezérlő. Már itt sem lennék a helyében, de a kemence már tényleg elmegy a pokol egyik bugyor-előszobájának.

Kemencéből egy csarnokra való van, mivel ezek a vizsgálatok többnyire hosszú távúak. Néhány hét, hónap alatt szimulálnak egy életre való hőterhelést. Vannak olyan szekrények, amelyekben egyszerre van egy hideg és meleg polc, a vizsgált panel pedig köztük liftezik. A hőingadozás teljesen hétköznapi dolog egy váltóvezérlőnél, naponta többször is megkaphatja a száz fokos olajat, aztán visszahűlhet mínusz húszra a skandináv télben. Bírnia kell.

A trend egyre inkább afelé megy, hogy nem csak passzív állapotban, hanem aktívan, terheléssel végzik a vizsgálatokat. Nem véletlenül: vannak olyan dupla kuplungos váltók, ahol hidraulika helyett mágnestekercsek hajtják végre az érdemi munkát, ezek vezérléséhez pedig komoly hőt termelő teljesítményelektronika kell. Így aztán a kamrába felkar vastagságú kábelfüzéreket kell bevezetni, és külön erre a célra gyártott modulokkal tornáztatni a váltóvezérlőket, mintha autóban lennének.

A tortúra után jöhet a boncolás. Mellékszál, de ultrahangos késsel most találkoztam először. Úgy lehet vele kaszabolni a műanyagot, mintha megolvasztaná, pedig nem hővel dolgozik, hanem ember számára érzékelhetetlen frekvenciával rezgeti a pengét. Miután ezzel, gyémánthuzalos szalagfűrésszel vagy egy kimondottan mutatós, precíziós körfűrésznek látszó tárggyal feltárták a lényeget, apránként vizslatják végig az alkatrészeket.

Mikroszkóp kell ahhoz, hogy fel lehessen fedezni egy repedést a felületszerelt alkatrészek forrasztásában. A hő vagy a rezgések hatására sem szabad megrepednie a nyomtatott áramkör egyik alkatrészénél sem az ónnak, vagy amit ma forraszanyagként használnak. A váltóházba épített, közvetlenül kerámialapra integrált vezérlőnél forrasztás helyett úgymond bondolják a vezetékeket. Ezek a hajszálnál is vékonyabb drótok közvetítik a parancsokat a végrehajtó szervek felé, szóval itt sem megengedhető a meghibásodás.

Külön gép van arra, hogy ilyen méretek mellett is precízen meg lehessen határozni, milyen erővel szakad le az alkatrész, a vezeték, miután válogatott módszerekkel megkínozták. Erősen kell hinni abban, hogy a gépek nem éreznek fájdalmat, máskülönben egyszer ronda bosszút fognak állni. Miután kirázták a belüket, megpörkölték a kemencében, testüregvizsgálatot végeztek rajtuk és felnyitották a hasukat, azon kéjelegnek a kínzómesterek, pardon, mérnökök, hogy hány centinewtonnal lehet egyenként kitépni a hajszálaikat.

Ám még ezzel sem elégszenek meg a kíváncsi fejlesztők. Olyan alkatrészekről, amelyek gyanúsak, vagyis például a relatíve nagy tömegük miatt rázásérzékeny elektrolitkondenzátorokról, tekercsekről csiszolt metszetet készítenek, ami gyakorlatilag egy MR-vizsgálat, csak igazi felmetszéssel. Annak érdekében, hogy szép fényesre lehessen polírozni a metszetet, egy pénzérme-méretű korongot öntenek először köréje műgyantából, majd a spéci csiszológép lépésenként munkálja egyre simábbra a felületet. Az utolsó lépcső a 4000-es papír, amely olyan finom, hogy szinte zsebkendőként is használhatnánk. Összehasonlításképpen: autófényezésnél általában 600-asnál finomabbat nem használnak az előkészítéshez.

A kondenzátorok, tekercsek belső vizsgálatának értékelésénél eggyel egyszerűbb az alumínium ház tesztje. A szuszogóba, amelyen keresztül a ház normál felmelegedés-lehűlés során tud lélegezni, sűrített levegőt fújnak – a nyomástartásból egyből kiderül, légtömör-e a dobozka. Ez a vizsgálat már átvezet a hibagyanúval visszaküldött váltóvezérlők vizsgálatához.

Minden egyes váltóvezérlőt, amelyet egy szerviz hibásnak bélyegez, visszaküldenek a gyártóhoz. Igen, ha Kambodzsában letérdel egy automata, és vezérlőhibát állapítanak meg, az nem sokkal később egy kis csomagban a Gyömrői útra fut be, ha itteni gyártmány. A szörnyűséges, százezres, milliós darabszámok ellenére egyetlen munkatárs foglalkozik ezek vizsgálatával, amiből könnyen ki lehet következtetni, milyen a meghibásodási arány. Egy számjegyű, ppm-ben, vagyis egymillió váltóvezérlőből tíznél kevesebb megy tönkre. Jellemzően három-négy.

És ez elvárás is. Hát ezért a nagy hercehurca, a válogatott kínzások, a fűtés, hűtés, rázogatás. Ezért passzolják tovább ezt a melót a váltógyárak is: rendkívüli tapasztalatot, tudást igényel a fejlesztés. Istenem, ha minden alkatrészt ilyen körültekintéssel terveznének és gyártanának, milyen fantasztikusan megbízható autókkal járnánk? Nem estem a fejemre, világos, hogy megfizethetetlenné válna ettől a termék, de egy pillanatra jól esett eljátszadozni a gondolattal.

A hibásnak vélt vezérlőket hasonló eszközökkel vallatják, mint amelyekkel a fejlesztés történik. Régebben elég volt egy koffer méretű, tekerentyűkkel és gombokkal telerakott, B-kategóriás amerikai filmekben rakétaindítónak is elsüthető berendezés, amelyen be lehet állítani a fordulatszámokat, és nézni, hogy szépen adja-e a parancsokat a vezérlő. Mára odáig jutott a komplexitás, hogy egy autót egy szekrény méretű elektronikával telepakolt doboz tud rendesen leszimulálni.

Általában persze az derül ki, hogy a vezérlő mégsem hibás, csak a szervizes hitte azt. A tévedés sokba kerülhet: egy váltóba épített vezérlő cseréje márkaszervizes tarifával négyezer euróra, bő 1,2 millió forintra is rúghat. Tervezési, gyártási hiba esetén szorozzuk fel ezt az eladott darabszámmal, és már meg is van, mennyibe kerülne egy váltóvezérlő-visszahívás. Így már talán világos, miért érdemes eurómilliókba kerülő felszereléssel éveken át molyolni mérnökök tucatjainak, mielőtt kimegy a dobozka gyártásba.

Ami a jövőt illeti, minden jel arra mutat, hogy az automata váltók egyre nagyobb teret nyernek, és a fokozatok számának növekedése sem áll meg a közeljövőben. Amíg a fogyasztásmérési ciklusban meg lehet fogni egy pár gramm szén-dioxidot, megéri szaporítani a fogaskerekeket és tovább okosítani a váltóvezérlőket. De amíg emberek vezetik az autót, és nem gépek, leginkább tőlük függ, mennyit kell majd tankolni egy városi hajsza végén.

Hirdetésblokkolóval néznéd éppen a Totalcart, és ettől mi éhen halunk.

A TC olvasása ingyen van, de a működtetése nem: szerzőink és családjaik táplálkoznak, és ami fontosabb: rendszeresen tankolnak, pénzért.

Kérjük, engedélyezd a TC-n a hirdetések megjelenítését, vagy ellehetetleníted a működését annak, amit épp olvasni szeretnél.