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