DE102006034946A1

DE102006034946A1 - Automated switching system

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Publication number: DE102006034946A1
Application number: DE200610034946
Authority: DE
Inventors: Kai Dipl.-Ing. Heinrich; Markus Dipl.-Ing. Ulbricht; Henrik Dipl.-Ing. Schuh; Manfred Dipl.-Ing. Vetter; Klaus Wöhr; Gerhard Dipl.-Ing. Birkenmaier; Frank Dipl.-Ing. Gessler; Bernhard Walter; Andreas Dipl.-Ing. Graf; Hubert Dipl.-Ing. König; Josef Dipl.-Ing. Bader; Gerhard Dipl.-Ing. Höring; Kim Führer; Karl-Fritz Dipl.-Ing. Heinzelmann; Mario Dipl.-Ing. Steinborn; Ludger Dipl.-Ing. Ronge
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-01-31
Also published as: WO2008012169A1

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Sensormodul (1) in einem automatisierten Schaltsystem, in welchem verschiedene Sensoren (8, 9, 10, 11, 12) angeordnet sind und das Sensormodul (1) über Befestigungselemente (5, 6) an geeigneten Befestigungsstellen im automatisierten Schaltsystem anbringbar ist. Durch ein Zusammenfassen einzelner Sensoren (8, 9, 10, 11, 12) zu einem Sensormodul (1) entstehen keine einzelnen Kabelverbindungen und das Sensormodul (1) kann über lediglich eine elektrische Schnittstelle (7) mit beispielsweise einer Steuerungs- und Regelungseinheit des automatisierten Schaltsystems verbunden werden.The invention includes a sensor module (1) in an automated switching system, in which various sensors (8, 9, 10, 11, 12) are arranged and the sensor module (1) via fastening elements (5, 6) at suitable attachment points in the automated switching system attachable is. By combining individual sensors (8, 9, 10, 11, 12) to form a sensor module (1) no individual cable connections and the sensor module (1) via only one electrical interface (7) with, for example, a control and regulating unit of the automated Switching system to be connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Schaltsystem, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The The invention relates to an automated switching system, in particular in a motor vehicle, after further defined in the preamble of claim 1 Art.

Automatisierte Schaltsysteme bestehen hinsichtlich ihrer Hauptkomponenten aus konventionellen, gegebenenfalls auch manuell betätigbaren Schaltsystemen, bei denen das Betätigen der Schalt- und/oder Anfahrkupplung zwischen Antriebsmotor und Getriebe sowie das Wählen und Schalten von Getriebegängen über entsprechende Betätigungsmittel automatisiert erfolgt. Diese Betätigungsmittel sind üblicherweise als hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnungen oder als elektrische Aktuatoren ausgebildet, welche auf Stellmittel für die genannten Getriebefunktionen einwirken. Die Stellmittel können am oder im Getriebe angeordnet sein.automated Switching systems consist of conventional, optionally also manually operable switching systems, where the pressing the shift and / or starting clutch between the drive motor and gearbox as well as the dial and switching gears via appropriate actuating means automated. These actuators are common as hydraulically or pneumatically actuated piston-cylinder arrangements or designed as electrical actuators, which rely on adjusting means for the act mentioned transmission functions. The adjusting means can on or be arranged in the transmission.

Zur Ansteuerung von hydraulischen bzw. pneumatischen Betätigungsmitteln sind Druckerzeugungs- und Steuerungsvorrichtungen notwendig, die gemäß dem Stand der Technik eine Hydraulik- bzw. Pneumatikpumpe als Druckerzeugungsvorrichtung, einen Druckspeicher, eine hydraulische bzw. pneumatische Steuerungseinheit mit Steuerungsventilen und Sensoren umfassen, welche mit einer zentralen Steuerungs- und Regelungsvorrichtung in Verbindung stehen und von dieser nach dort abgespeicherten Steuerungs- und Regelungsfunktionen ansteuerbar sind.to Control of hydraulic or pneumatic actuation means Pressure generating and control devices are necessary, according to the state the technique of a hydraulic or pneumatic pump as a pressure generating device, a Accumulator, a hydraulic or pneumatic control unit with control valves and sensors connected to a central control and control device in connection and according to this there stored control and regulation functions controllable are.

In Getrieben wird eine Vielzahl von Sensoren verwendet, die im Allgemeinen als Einzelsensoren eingebaut oder auf Mechatronikmodulen befestigt werden. Über solche Sensoren werden beispielsweise Drehzahlen, Drücke, Temperaturen und/oder Wege sensiert. Hierbei ist eine Vielzahl von Leitungen und Verbindungen notwendig. Oft sind dies lange Kabelverbindungen, die aufwendig anzuordnen und wenig zuverlässig sind.In Driven a variety of sensors is used, in general installed as individual sensors or mounted on mechatronic modules. About such Sensors, for example, speeds, pressures, temperatures and / or paths sensed. Here is a variety of lines and connections necessary. Often, these are long cable connections that are expensive to arrange and not very reliable are.

Ein automatisiertes Schaltsystem weist verschiedene Sensoren auf, mit welchen alle relevanten Informationen zum auomatisierten Schalten und Kuppeln erfasst werden können. Die Sensorinformationen werden meist über verschiedenste Schnittstellenleitungen an eine Steuerungs- und Regelungseinheit übertragen.One automated switching system has various sensors, with which all relevant information for the auomatisierten switching and domes can be detected. The sensor information is usually transmitted via various interface lines transmitted to a control and regulation unit.

Beispielsweise vertilgt ein automatisiertes Schaltsystem über eine Fahrerbetätigungseinrichtung, die den Fahrerwunsch für die Getriebefunktion erfasst sowie Drehzahlsensoren, welche die Drehzahlen einer Getriebeeingangswelle, einer Getriebeabtriebswelle und/oder der Motordrehzahl detektieren. Über Temperatursensoren können Temperaturen an systemspezifischen Komponenten sowie die Temperatur eines Getriebeöls oder eines Kühlsystems erfasst werden. Drucksensoren sensieren beispielsweise einen Druck in einem Hydraulik- bzw. Pneumatikkreislauf.For example eliminates an automated shift system via a driver control device, the driver's request for detects the transmission function and speed sensors, which the Speeds of a transmission input shaft, a transmission output shaft and / or the engine speed detect. Temperature sensors can be temperatures at system specific components as well as the temperature of a transmission oil or a cooling system be recorded. Pressure sensors sense, for example, a pressure in a hydraulic or pneumatic circuit.

Ebenso können über Sensoren die Betätigung eines Fahrpedals, eines Bremspedals sowie die Betätigung eines Schalthebels detektiert werden. Die Sensorinformationen, wie beispielsweise das Motormoment, die Drosselklappenstellung, die Drehzahl von Antriebsmotor und/oder Getriebe, die aktuelle Übersetzungsstufe des Getriebes sowie die Betätigung von Fahrpedal, Bremspedal und Schalthebel, werden hierbei über Signalleitungen an eine Steuerungs- und Regelungseinheit weitergeleitet.As well can via sensors the operation an accelerator pedal, a brake pedal and the operation of a Shift lever can be detected. The sensor information, such as the engine torque, the throttle position, the speed of the drive motor and / or gear, the current gear ratio of the gearbox as well as the actuation of accelerator pedal, brake pedal and shift lever, are here via signal lines forwarded to a control and regulation unit.

Aus diesen Signalen errechnet die Steuerungs- und Regelungseinheit die Schaltpunkte und steuert die Schaltungs- und Kupplungsvorgänge automatisch.Out These signals are calculated by the control and regulation unit Switching points and controls the switching and coupling operations automatically.

In der DE 199 15 471 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen einer Getriebeöltemperatur in einem Kraftfahrzeug offenbart. Ein Temperatursensor ist außerhalb des Ölsumpfes in einem Getriebegehäuse angeordnet und wird beim Betrieb des Getriebes mit Öl aus einem Ölsumpf benetzt. Dazu wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung das Öl durch rotierende Elemente des Getrie bes aus dem Ölsumpf aufgewirbelt, beispielsweise durch Zahnräder des Getriebes. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Temperatursensor in unmittelbarer Nähe eines Drehzahlsensors mit rotierender Zählscheibe angeordnet, wodurch das Spritzöl durch die Zählscheibe mit dem Temperatursensor in Kontakt kommt. Der Drehzahlsensor und der Temperatursensor können in einem Getriebe-Schaltgerät, welches beispielsweise eine Elektronik und eine Schaltaktuatorik beinhaltet, integriert sein.In the DE 199 15 471 A1 a device for measuring a transmission oil temperature in a motor vehicle is disclosed. A temperature sensor is arranged outside of the oil sump in a transmission housing and is wetted with oil from an oil sump during operation of the transmission. For this purpose, the oil is fluidized by rotating elements of the gearbox bes from the oil sump, for example by gears of the transmission in an advantageous embodiment. In an advantageous embodiment, the temperature sensor is arranged in the immediate vicinity of a rotational speed sensor with rotating counting disc, whereby the spray oil comes into contact with the temperature sensor through the counting disc. The speed sensor and the temperature sensor may be integrated in a transmission switching device, which includes, for example, electronics and a Schaltaktuatorik.

Nachteile des Standes der Technik sind, dass ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eine Vielzahl von Einzelsensoren aufweist, welche über separate Signalleitungen mit einer Recheneinheit des Antriebstangs verbunden werden, beispielsweise mit einer Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU). Solche Kabelverbindungen sind oft aufwendig zu realisieren und wenig zuverlässig. Des Weiteren ergibt sich durch Einzelsensoren eine Vielzahl von Schnittstellen in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.disadvantage The prior art is that a drive train of a motor vehicle a plurality of individual sensors, which have separate Signal lines connected to a computing unit of the drive train with, for example, a control and regulation unit (ECU). Such cable connections are often expensive to implement and little reliable. Furthermore, results from individual sensors a variety of Interfaces in a motor vehicle powertrain.

In der DE 196 30 155 A1 ist ein Automatgetriebe offenbart, welches einen modularen Aufbau besitzt. Durch den modularen Aufbau sind ein Getriebemechanik-Modul, ein Kupplungsbetätigungs-Modul, ein Druckversorgungs-Modul, ein Hydrauliksteuergeräte-Modul und ein Elektroniksteuergeräte-Modul austauschbar miteinander verbindbar. Das Hydrauliksteuergeräte-Modul ist derart ausgebildet, dass es alle für eine Kupplungs- und Schaltgetriebebetätigung notwendigen Sensoren und Aktuatoren und deren Ventile aufweist. Im Elektroniksteuergeräte-Modul werden alle Schaltbefehle für die Aktuatoren des Hydrauliksteuergeräte-Moduls erzeugt. Bei dem modularen Automatgetriebe ist lediglich eine elektrische Schnittstelle zwischen dem Hydrauliksteuergeräte-Modul und dem Elektroniksteuergeräte-Modul notwendig, wodurch elektrische Leitungen eingespart werden können.In the DE 196 30 155 A1 discloses an automatic transmission which has a modular structure. Due to the modular structure, a transmission mechanism module, a clutch actuation module, a pressure supply module, a hydraulic control module and an electronic control unit module are interchangeable connected. The Hy Drauliksteuergeräte module is designed such that it has all the necessary for a clutch and gearbox actuation sensors and actuators and their valves. The electronic control unit module generates all switching commands for the actuators of the hydraulic control module. In the modular automatic transmission only an electrical interface between the hydraulic control module and the electronic control unit module is necessary, whereby electrical lines can be saved.

Ein Nachteil dieser modularen Aufbauform ist, dass verschiedene Signale nicht mehr direkt über Sensoren erfasst werden können, sondern indirekt bestimmt werden müssen. Die Position der Kupplung kann beispielsweise nicht mehr über einen Positionssensor, sondern muss indirekt über den Druck in einem Geberzylinder festgestellt werden. Des Weiteren muss das Hydrauliksteuergeräte-Modul eine hydraulische Schnittstelle aufweisen, da im Hydrauliksteuergeräte-Modul nicht nur alle Sensoren, sondern auch die für eine Kupplungs- und Schaltgetriebebetätigung notwendigen Aktuatoren und Ventile enthalten sind.One Disadvantage of this modular design is that different signals no longer directly via sensors can be detected but must be determined indirectly. The position of the coupling can for example, not over a position sensor, but must be indirectly above the pressure in a master cylinder be determined. Furthermore, the hydraulic control unit module have a hydraulic interface, as in the hydraulic control module Not only all sensors, but also those necessary for a clutch and gearbox operation Actuators and valves are included.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisiertes Schaltsystem, insbesondere in einem Kraftfahrzeug darzustellen, bei welchem die Anordnung der Sensoren verbessert ist.Of the The present invention is based on the object of an automated Switching system, in particular in a motor vehicle, in which the arrangement of the sensors is improved.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisendes, gattungsgemäßes automatisiertes Schaltsystem gelöst.The The object underlying the invention is by a, also the characterizing features of the main claim exhibiting, generic automated Switching system solved.

Bei der Entwicklung von Mechatronikmodulen bieten sich oftmalig Möglichkeiten, verschiedene Sensoren in einem Sensormodul anzuordnen, welches an geeigneten Befestigungsstellen in oder an einem Getriebe angebracht werden kann. Durch geeignetes Zusammenfassen von Sensoren zu Sensormodulen ergeben sich handhabbare Bauteile, welche deutlich einfacher zu montieren sind als Einzelbauteile, deutlich weniger Schnittstellen aufweisen und auch im Servicefall einen hohen Reparaturerfolg gewährleisten. Außerdem können durch eine Anbindung an Aufbau-Verbindungsmodule unzuverlässige Kabelverbindungen eingespart werden.at The development of mechatronic modules often offers opportunities to arrange different sensors in a sensor module, which on suitable attachment points mounted in or on a transmission can be. By suitable combination of sensors to sensor modules arise manageable components, which significantly easier to Assemble as individual components, significantly fewer interfaces and ensure a high degree of repair success even in case of service. Furthermore can unreliable cable connections due to a connection to connection modules be saved.

Erfindungsgemäß können alle möglichen Sensoren, wie beispielsweise Weg-, Positions-, Drehzahl-, Geschwindigkeits-, Temperatur-, Druck- und/oder Strömungssensoren, in einem Sensormodul angeordnet sein. Das Sensormodul kann derart ausgebildet sein, dass die im Sensormodul angeordneten Sensoren an verschiedenen Stellen in einem automatisierten Schaltsystem unter schiedliche Messgrößen aufnehmen können. Das erfindungsgemäße Sensormodul soll hierbei nicht auf eine bestimmte Kombinationsmöglichkeit von Sensoren beschränkt werden. Vielmehr soll eine sinnvolle Zusammenfassung von Sensoren ermöglicht werden. Hierbei kann es daher vorteilhaft sein, nicht alle Sensoren in einem Sensormodul unterzubringen, sondern entsprechende Sensoren auf mehrere Sensormodule aufzuteilen. Die verschiedenen Sensormodule können an geeigneten Befestigungsstellen im automatisierten Schaltsystem angebracht werden, beispielsweise an oder in einem Getriebe. Das Sensormodul kann beispielsweise aus einem einteiligen Gehäuse bestehen, welches öldicht ausgebildet ist. Ebenso ist es denkbar, dass das Gehäuse des Sensormoduls einen oberen Gehäuseteil und einen unteren Gehäuseteil aufweist, welche über beispielsweise Schraubverbindungen fest miteinander verbindbar und öldicht sind.According to the invention, all possible sensors, such as travel, position, speed, speed, Temperature, pressure and / or flow sensors, be arranged in a sensor module. The sensor module can be designed in this way be that the sensors arranged in the sensor module at different Recording positions in an automated switching system with different measured quantities can. The sensor module according to the invention should not be limited to a specific combination option limited by sensors become. Rather, a meaningful summary of sensors allows become. It may therefore be advantageous, not all sensors in to accommodate a sensor module, but corresponding sensors to divide on several sensor modules. The different sensor modules can at suitable attachment points in the automated switching system be attached, for example, on or in a transmission. The Sensor module may for example consist of a one-piece housing, which oil-tight is trained. It is also conceivable that the housing of the Sensor module an upper housing part and a lower housing part which has over For example, screw connections are firmly connected and oil-tight.

Des weiteren kann das Sensormodul derart ausgebildet sein, dass eine Auswerteelektronik für zumindest einzelne Sensoren direkt im Sensormodul integriert ist.Of Furthermore, the sensor module can be designed such that a Evaluation electronics for at least individual sensors are integrated directly in the sensor module.

Im Folgenden wird das Grundprinzip der Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen zulässt, an Hand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert.in the Following is the basic principle of the invention, which is several embodiments allows, explained in more detail by way of example with reference to a drawing.

Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigt ein Sensormodul 1 für ein automatisiertes Schaltsystem in einem Kraftfahrzeug. Das Sensormodul 1 ist aus einem einteiligen Gehäuse 3 gefertigt und weist ein Dichtelement 4 auf, welches beispielsweise als O-Ring ausgebildet ist und zur Abdichtung zu einem Getriebegehäuse dient. An einer oberen Seite 2 des Gehäuses 3 weist das Sensormodul 1 eine elektrische Schnittstelle 7 und Befestigungselemente 5, 6 auf. Durch die Befestigungselemente 5, 6 kann das Sensormodul 1 an geeigneten Befestigungsstellen an bzw. in einem Getriebe befestigt werden, beispielsweise über Schraubverbindungen. Das Sensormodul 1 weist Wegsensoren 8, 9, 10 und Drehzahlsensoren 11, 12 auf. Des weiteren kann am Sensormodul 1 beispielsweise auch ein Öltemperatursensor angeordnet sein, welcher die Temperatur eines Getriebesumpfes erfasst (hier nicht dargestellt). Über die drei Wegsensoren 8, 9, 10 werden die Positionen von Schaltschienen 13, 14, 15 erfasst, wodurch eine aktuelle Getriebeübersetzung ermittelt werden kann. Der Drehzahlsensor 11 detektiert die Drehzahl eines Geberrades 16, welches beispielsweise auf einer Getriebehauptwelle angeordnet ist. Das Geberrad 16 kann vorzugsweise als Zahnrad oder als Lochblech ausgebildet sein. Über den Drehzahlsensor 12 wird die Drehzahl einer Schaltmuffe 17 detektiert, welche beispielsweise auf der Getriebehauptwelle drehfest aber axial verschiebbar angeordnet ist.The sole figure of this drawing shows a sensor module 1 for an automated shift system in a motor vehicle. The sensor module 1 is made of a one-piece housing 3 manufactured and has a sealing element 4 on, which is for example designed as an O-ring and serves for sealing to a transmission housing. At an upper side 2 of the housing 3 has the sensor module 1 an electrical interface 7 and fasteners 5 . 6 on. By the fasteners 5 . 6 can the sensor module 1 be attached to suitable attachment points on or in a transmission, for example via screw. The sensor module 1 has displacement sensors 8th . 9 . 10 and speed sensors 11 . 12 on. Furthermore, on the sensor module 1 For example, be arranged an oil temperature sensor, which detects the temperature of a transmission sump (not shown here). About the three displacement sensors 8th . 9 . 10 become the positions of shift rails 13 . 14 . 15 detected, whereby a current transmission ratio can be determined. The speed sensor 11 detects the speed of a sensor wheel 16 which is arranged for example on a transmission main shaft. The donor wheel 16 may preferably be formed as a gear or as a perforated plate. About the speed sensor 12 is the speed of a shift sleeve 17 detected, which is arranged for example on the transmission main shaft rotatably but axially displaceable.

In dem erfindungsgemäßen Sensormodul 1 sind somit verschiedene Sensoren 8, 9, 10, 11, 12 angeordnet, welche an verschiedenen Stellen im Getriebe eines automatisierten Schaltsystems unterschiedliche Messgrößen sensieren können. Durch das Zusammenfassen der einzelnen Sensoren 8, 9, 10, 11, 12 in das Sensormodul 1 entstehen keine einzelnen Kabelverbindungen, und das Sensormodul 1 wird über lediglich die elektrische Schnittstelle 7 mit einer Recheneinheit des automatisierten Schaltsystems verbunden, beispielsweise mit einer Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU).In the sensor module according to the invention 1 are thus different sensors 8th . 9 . 10 . 11 . 12 arranged, which can sense different measurements at different points in the transmission of an automated switching system. By combining the individual sensors 8th . 9 . 10 . 11 . 12 in the sensor module 1 There are no individual cable connections and the sensor module 1 is only about the electrical interface 7 connected to a computing unit of the automated switching system, for example with a control and regulation unit (ECU).

11: Sensormodulsensor module
22: obere Seiteupper page
33: Gehäusecasing
44: Dichtelementsealing element
55: Befestigungselementfastener
66: Befestigungselementfastener
77: elektrische Schnittstelleelectrical interface
88th: Wegsensordisplacement sensor
99: Wegsensordisplacement sensor
1010: Wegsensordisplacement sensor
1111: DrehzahlsensorSpeed sensor
1212: DrehzahlsensorSpeed sensor
1313: Schaltschieneshift rail
1414: Schaltschieneshift rail
1515: Schaltschieneshift rail
1616: Geberradsensor wheel
1717: Schaltmuffeshift sleeve

Claims

Automated switching system, in particular in a motor vehicle, which in a drive train has a multiplicity of different sensors ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) for detecting vehicle-relevant parameters, characterized in that the different sensors ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) to at least one sensor module ( 1 ) and the sensor module ( 1 ) via fastening elements ( 5 . 6 ) can be attached to suitable attachment points in the automated switching system.

Automated switching system according to claim 1, characterized in that the sensors ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ), for example, as path, position, speed, speed, temperature, pressure and / or flow sensors are formed.

Automated switching system according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor module ( 1 ) an electrical interface ( 7 ), via which the sensor module ( 1 ) Is connectable to a computing unit of the automated switching system, for example with a control and regulation unit (ECU).

Automated switching system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the various sensors ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) by meaningful combination possibilities on several sensor modules ( 1 ) are divisible.

Automated switching system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor module ( 1 ) from a one-piece housing ( 3 ), which is formed oil-tight.

Automated switching system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing ( 3 ) of the sensor module ( 1 ) has an upper housing part and a lower housing part, which are firmly connected to each other and oil-tight.

Automated switching system according to claim 5 or 6, characterized in that on the housing ( 3 ) of the sensor module ( 1 ) a sealing element ( 4 ), which assumes a sealing function to a transmission housing.

Automated switching system according to claim 7, characterized in that the sealing element ( 4 ) is designed as an O-ring.

Automated switching system according to one of the preceding claims, characterized in that an evaluation electronics for at least individual sensors ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) directly in the sensor module ( 1 ) is integrated.