DE19745537A1 - Elektronisches Steuergerät zur Unterbringung in einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät zur Unterbringung in einem Kraft­ fahrzeug-Automatikgetriebe mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Zum Hintergrund der Erfindung ist festzuhalten, daß Automatikgetriebe für Personenkraft­ fahrzeuge üblicherweise elektronisch gesteuert werden. Die Steuergeräte hierfür waren bis­ her 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 Automa­ tikgetrieben in erster Linie um einen Positionserkennungssensor handelt, mit dem erfaßt wird, welcher Fahrbereich des Automatikgetriebes eingestellt ist. Letzteres erfolgt bei­ spielsweise durch eine Einstellung des sogenannten Wählbereichsschalters in eine der Po­ sitionen "P" (= Park), "R" (= Retour), "N" (= Neutral) oder "D" (= Drive). Der Wählbe­ reichsschalter 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 vorzu­ sehen, 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 Positionser­ fassung eines Metallteils am Wählschieber ebenfalls einsetzbar.

Nachteilig bei den bisher verwendeten Sensoranordnungen ist die Tatsache, daß die öldich­ te Unterbringung und Ankopplung der Sensoren an die Steuerelektronik, insbesondere im Hinblick auf eine möglichst hohe Fertigungsrationalisierung, wie sie im Automobilbau an­ gestrebt wird, zu aufwendig ist.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache und kostengünstige Einbindung des Positionserkennungssensors in das elektronische Steuerge­ rät zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Positionserkennungssensor - inklusive seiner ggf. vorhandenen Ansteuer- und Auswerteelektronik - in das Gehäuse des Steuergerätes integriert und elektrisch direkt mit der Steuerelektronik verbunden ist. Unter "direkt" ist dabei zu verstehen, daß keine dem Getriebeöl ausgesetzte Leitungsverbindung vorhanden sein muß.

Die Ansprüche 2 bis 4 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Gehäuses des Steuergerä­ tes, das mehrteilig aus metallischen und Kunststoff-Komponenten zusammengesetzt ist und eine Art Kunststoffbalkon ausbildet, in dessen Bereich der Positionserkennungssensor angebracht werden kann. Letzterer kann also auf eine breite Palette elektrischer, elektro­ magnetischer oder magnetischer Meßprinzipien zurückgreifen, wie die eingangs genannten Magnetfeldsensoren basierend auf den GMR-Effekt oder induktiv bzw. kapazitiv arbeiten­ de Sensoren. Als besonders vorteilhaft haben sich Hall-Sensoren als Positionserkennungs­ sensoren herausgestellt. Solche können direkt auf einem praktisch beliebigen Schaltungs­ träger 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 Positionserken­ nungssensor, wodurch ein gegenüber den bisher bekannten Lösungen aufwendiges Gehäu­ se für den Positionserkennungssensor und die entsprechenden elektrischen Kontaktdurch­ führungen entfallen. Ferner kann der Sensor durch die Integration kostengünstig und ein­ fach mittels Bonden elektrisch an die Steuerelektronik angebunden werden.

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

Fig. 1 einen schematischen Vertikallängsschnitt durch ein Steuergerät und

Fig. 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 einge­ legt. Der Innenraum 7 des Gehäuses 1 ist somit hermetisch gegen Flüssigkeitseintrift, also insbesondere öldicht verschlossen.

Wie aus Fig. 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 1 O, 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 Posi­ tionserkennungssensor 14 weist dabei Bond-Anschlußflächen 17 auf.

Mit Hilfe des Positionserkennungssensors 14 kann die Position des in Fig. 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 Verwen­ dung von induktiven Sensoren genügt die Anbringung eines oder mehrerer Metallteile auf dem Schieber 18 oder eine entsprechende Profilierung des Wählschiebers selbst.

Claims (6)

1. Elektronisches Steuergerät zur Unterbringung in einem Kraftfahrzeug- Automatikgetriebe mit

• - einem flüssigkeitsdichten, insbesondere öldichten Gehäuse (1),
• - einer im Gehäuse (1) untergebrachten Steuerelektronik (15),
• - einem Positionserkennungssensor (14) zur Erfassung der Position eines verschiebbaren Elementes (18) des Automatikgetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß
• - der Positionserkennungssensor (14) in das Gehäuse (I) integriert und elektrisch direkt mit der Steuerelektronik (15) verbunden ist.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mehrteilig aus metallischen Komponenten (2, 3) und Kunststoff-Komponenten (4) besteht, wobei der Positionserkennungssensor (14) im Bereich der Komponente (4) aus Kunststoff angeordnet ist.

3. Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse 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 und der Sensor (14) am Dichtrahmen (4) im Bereich des von der geringer dimensionierten Platte (2) nicht abgedeckten Raumes liegt.

4. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (14) auf einem balkonförmig ausgebildeten Absatz (13) des Dichtrahmens (4) sitzt.

5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionserkennungssensor (14) ein Hall-Sensor ist.

6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionserkennungssensor (14) Bond-Anschlußflächen (17) aufweist, mittels denen er über Bond-Drähte (16) mit der Steuerelektronik (15) verbindbar ist.