DE19745537B4

DE19745537B4 - Elektronisches Steuergerät zur Unterbringung in einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE19745537B4
Application number: DE1997145537
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Gander
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2017-10-16
Also published as: DE19745537A1

Abstract

Elektronisches Steuergerät zur Unterbringung in einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe mit
– einem flüssigkeitsdichten, insbesondere öldichten Gehäuse (1), das aus jeweils metallenen Boden- und Deckelplatten (2, 3) besteht, zwischen denen ein Dichtrahmen (4) aus Kunststoffmaterial sitzt, wobei eine der Platten (2) eine geringere Ausdehnung als die andere der Platten (3) aufweist, so dass der Dichtrahmen (4) im Bereich des von der geringer dimensionierten Platte (2) nicht abgedeckten Raumes einen balkonförmigen Absatz (13) bildet,
– einer im Gehäuse (1) untergebrachten Steuerelektronik (15) und
– einem Positionserkennungssensor (14) zur Erfassung der Position eines außerhalb des Gehäuses (1) befindlichen, verschiebbaren Elementes (18) des Automatikgetriebes, der im Inneren des Gehäuses (1) am balkonförmigen Absatz (13) angeordnet ist und elektrisch direkt mit der Steuerelektronik (15) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät zur Unterbringung in einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Zum Hintergrund der Erfindung ist festzuhalten, daß Automatikgetriebe für Personenkraftfahrzeuge üblicherweise elektronisch gesteuert werden. Die Steuergeräte hierfür waren bisher als sogenannte „Stand-alone-Einheiten" in einem vor Umwelteinflüssen schützenden Steuerkasten vorgesehen oder wurden direkt im Passagierraum des Fahrzeuges verbaut.
In jüngster Zeit wird dazu übergegangen, die Steuerelektronik und die zugehörige Sensorik direkt in das Automatikgetriebe zu integrieren.
Bezüglich der Sensorik ist festzuhalten, daß es sich dabei im Zusammenhang mit Automatikgetrieben in erster Linie um einen Positionserkennungssensor handelt, mit dem erfaßt wird, welcher Fahrbereich des Automatikgetriebes eingestellt ist. Letzteres erfolgt beispielsweise durch eine Einstellung des sogenannten Wählbereichsschalters in eine der Positionen „P" (= Park), „R" (= Retour), „N" (= Neutral) oder „D" (= Drive). Der Wählbereichsschalter ist an das Automatikgetriebe mechanisch angebunden, indem er einen linear oder rotatorisch beweglichen Wählschieber betätigt. Dieser ist in den hydraulischen Teil der Getriebesteuerung eingebunden. Durch die Erfassung der Wählschieberposition mittels des Positionserkennungssensors wird dem elektronischen Steuergerät die eingestellte Fahrstufe mitgeteilt.
Bezüglich der Positionserkennung ist es nun bekannt, einen eigenständigen Sensor vorzusehen, der zum Schutz vor dem Umgebungsmedium, nämlich Getriebeöl, öldicht in einem Gehäuse verpackt ist. Auch die elektrische Verbindung des Sensors über entsprechende Leitungen zum Steuergerät muß öldicht ausgelegt sein.
Für die eigentliche Ausgestaltung der Sensoren sind verschiedene Meßprinzipien denkbar. So können beispielsweise Magnetfeldsensoren vorgesehen sein, die auf dem Hall-Effekt basieren. Dies ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 196 03 197 C1 bekannt. Auch Magnetfeldsensoren basierend auf dem GMR-Effekt (= „Giant magnetoresistive"-Effekt) sind denkbar. Schließlich sind induktiv oder kapazitiv arbeitende Sensoren zur Positionserfassung eines Metallteils am Wählschieber ebenfalls einsetzbar.

Nachteilig bei den bisher verwendeten Sensoranordnungen ist die Tatsache, daß die öldichte Unterbringung und Ankopplung der Sensoren an die Steuerelektronik, insbesondere im Hinblick auf eine möglichst hohe Fertigungsrationalisierung, wie sie im Automobilbau angestrebt wird, zu aufwendig ist. Aus der DE 196 21 404 A1 ist eine Steuereinheit bekannt, in deren Gehäuse ein Positionserkennungssensor untergebracht ist. Mittels diesem Sensor wird die Position eines mit der Betätigung des Schalthebels drehbaren Rotors bestimmt. Die Steuereinheit ist am Gehäuse des Kraftfahrzeugautomatikgetriebes angeordnet. Die Positionserfassungssignale werden entweder mittels Lichtsensortechnik oder unter Ausnutzung des Hall-Effekts realisiert.

Aus der DE 93 07 228 U1 ist bekannt, ein elektronisches Steuergerät direkt im Kraftfahrzeugautomatikgetriebe unterzubringen.

In der Patentschrift DE 196 06 481 C1 wird ein Steuergerät offenbart, mit dem die Drehzahl von rotierenden Teilen in einem automatischen Getriebe erfaßt werden kann. Das Gehäuse des Steuergeräts bestehend aus einer Grundplatte, einem Dichtrahmen und einem Deckel wird im Inneren des Getriebes angeordnet, wobei der Dichtrahmen aus einem Spritzgußteil aus Kunststoff gebildet ist. Im Gehäuse des Steuergeräts sind elektronische Schaltungen und Drehzahlsensoren enthalten, durch die Drehbewegungen von im Gehäuse rotierenden Teilen erfaßt werden.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein in einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe unterzubringendes Gehäuse zu schaffen, das eine besonders einfache und kompakte Zuordnung des elektronischen Steuergerätes zum Wählbereichsschalter des Automatikgetriebes zuläßt.

Diese Aufgabe wird durch eine besondere Ausgestaltung des Gehäuses des Steuergerätes gelöst, das mehrteilig aus metallischen und Kunststoff-Komponenten zusammengesetzt ist und eine Art Kunststoffbalkon ausbildet, in dessen Bereich der Positionserkennungssensor angebracht wird. Letzterer kann also auf eine breite Palette elektrischer, elektromagnetischer oder magnetischer Meßprinzipien zurückgreifen, wie die eingangs genannten Magnetfeldsensoren basierend auf den GMR-Effekt oder induktiv bzw. kapazitiv arbeitende Sensoren. Als besonders vorteilhaft haben sich Hall-Sensoren als Positionserkennungssensoren herausgestellt. Solche können direkt auf einem praktisch beliebigen Schaltungsträger oder auch in MID-Technik direkt am Kunststoffbalkon angebracht werden. Die elektrische Verbindung zur Steuerelektronik erfolgt dann vorzugsweise durch Bonden.

Zusammenfassend liegen die spezifischen Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung in der Nutzung des öldichten Gehäuses einer Steuerelektronik auch für einen Positionserkennungssensor, wodurch ein gegenüber den bisher bekannten Lösungen aufwendiges Gehäuse für den Positionserkennungssensor und die entsprechenden elektrischen Kontaktdurchführungen entfallen. Ferner kann der Sensor durch die Integration kostengünstig und einfach mittels Bonden elektrisch an die Steuerelektronik angebunden werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:

1 einen schematischen Vertikallängsschnitt durch ein Steuergerät und

2 eine schematische Draufsicht auf das Steuergerät bei abgehobenem Gehäusedeckel.

Ein elektronisches Steuergerät für ein Automatikgetriebe eines Pkw weist ein Gehäuse 1 auf, das aus einer metallischen Bodenplatte 2, einer Deckelplatte 3 ebenfalls aus Metall und einem dazwischen liegenden Dichtrahmen 4 aus Kunststoffmaterial besteht. Zwischen Dichtrahmen 4 und Boden- 2 bzw. Deckelplatte 3 ist jeweils eine Dichtung 5 bzw. 6 eingelegt. Der Innenraum 7 des Gehäuses 1 ist somit hermetisch gegen Flüssigkeitseintritt, also insbesondere öldicht verschlossen.
Wie aus 1 hervorgeht, ist die Bodenplatte 2 kürzer ausgebildet als die Deckelplatte 3, so daß letztere einen Überstand 8 über eine Querseite 9 der Bodenplatte 2 hinaus aufweist. Im Bereich des Überstandes 8 weist der ansonsten vertikale Streben 10, 11, 12 aufweisende Dichtrahmen 4 einen stufen- oder balkonförmig ausgebildeten Absatz 13 auf, dessen dem Gehäuseinneren zugewandte Oberseite zur Anbringung des Positionserkennungssensors 14 – beispielsweise eines Hall-Sensors – dient. Auf die Bodenplatte 2 ist die Platine 15 mit der nicht näher dargestellten Steuerelektronik aufgesetzt. Positionserkennungssensor 14, der ggf. noch eine Ansteuer- und Auswerteelektronik aufweist, und Steuerelektronik (Platine 15) sind über Bonddrähte 16 in denkbar einfacher Weise miteinander verbunden. Der Positionserkennungssensor 14 weist dabei Bond-Anschlußflächen 17 auf.
Mit Hilfe des Positionserkennungssensors 14 kann die Position des in 1 und 2 strichliert dargestellten Wählschiebers 18 der Hydraulik des Automatikgetriebes erfaßt und der Steuerelektronik mitgeteilt werden. Dabei ist zu ergänzen, daß je nach verwendetem Meßprinzip der Wählschieber 18 mit entsprechenden Gebern versehen ist. So werden bei einem Hall-Sensor beispielsweise Magnete auf den Wählschieber 18 gesetzt. Bei Verwendung von induktiven Sensoren genügt die Anbringung eines oder mehrerer Metallteile auf dem Schieber 18 oder eine entsprechende Profilierung des Wählschiebers selbst.

Claims

Elektronisches Steuergerät zur Unterbringung in einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe mit – einem flüssigkeitsdichten, insbesondere öldichten Gehäuse (1), das aus jeweils metallenen Boden- und Deckelplatten (2, 3) besteht, zwischen denen ein Dichtrahmen (4) aus Kunststoffmaterial sitzt, wobei eine der Platten (2) eine geringere Ausdehnung als die andere der Platten (3) aufweist, so dass der Dichtrahmen (4) im Bereich des von der geringer dimensionierten Platte (2) nicht abgedeckten Raumes einen balkonförmigen Absatz (13) bildet, – einer im Gehäuse (1) untergebrachten Steuerelektronik (15) und – einem Positionserkennungssensor (14) zur Erfassung der Position eines außerhalb des Gehäuses (1) befindlichen, verschiebbaren Elementes (18) des Automatikgetriebes, der im Inneren des Gehäuses (1) am balkonförmigen Absatz (13) angeordnet ist und elektrisch direkt mit der Steuerelektronik (15) verbunden ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionserkennungssensor (14) als ein auf dem GMR-Effekt basierender Sensor ausgebildet ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionserkennungssensor (14) ein Hall-Sensor ist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionserkennungssensor (14) Bond-Anschlußflächen (17) aufweist, mittels denen er über Bond-Drähte (16) mit der Steuerelektronik (15) verbunden ist.