DE19834212A1 - Steuergerät in einem Kraftfahrzeug und von diesem verwendeter Drucksensor - Google Patents
Steuergerät in einem Kraftfahrzeug und von diesem verwendeter DrucksensorInfo
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Abstract
Das Steuergerät (6) weist eine Steuerschaltung (13) und einen Drucksensor (12) zum Messen des Hydraulikdrucks in dem Getriebe auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse (8) untergebracht sind. Das Gehäuse (8) hat eine metallische Grundplatte (9), die druckdicht mit einer Hydraulikeinheit (4) des Getriebes verbunden und mit einer Bohrung (18) versehen ist, durch die der Drucksensor mit Druck beaufschlagt wird. Ein Träger (16) für den Drucksensor (12) weist einen zylinderartigen Vorsprung (20) auf, der in die Bohrung (18) derart eingedrückt ist, daß sich durch Materialverdrängung eine druckdichte und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Träger (16) und der Grundplatte (9) ergibt. Der Drucksensor kann auch zum Messen des Ansaugunterdrucks eines Motors dienen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und einen Drucksensor nach Anspruch 7.
Automatische Getriebe für Personenkraftwagen werden überwie
gend elektronisch gesteuert, wobei die elektronische Steue
rung unter anderem die Signale von mehreren Sensoren im
Kraftfahrzeug empfängt und auswertet. So muß mit einem oder
mehreren Sensoren der Druck in dem Hydrauliköl des Getriebes
gemessen werden, und zwar sowohl bei automatischen Stufenge
trieben als auch bei stufenlosen oder CVT-Getrieben. Anderer
seits werten moderne Motorsteuerungen den Ansaugunterdruck
aus und benötigen dazu einen in dem Ansaugtrakt untergebrach
ten Drucksensor.
Herkömmlicherweise ist die elektronische Getriebesteuerung in
einem sie vor Umwelteinflüssen schützenden Gehäuse, auch als
Elektronikbox bezeichnet, untergebracht. Der Hydraulikdruck
wird mit einem oder mehreren eigenständigen Sensoren gemes
sen, die elektrisch mit der Steuerelektronik verbunden sind.
Zum Schutz vor dem Umgebungsmedium (ATF-Getriebeöl) ist es
notwendig, auch die Auswerte- und Steuerschaltung dicht zu
verpacken. Es sind also zwei getrennte Gehäuse notwendig, die
durch elektrische Leitungen miteinander verbunden sind, und
diese Leitungen müßten drucköldicht durch die Gehäusewand
hindurch geführt werden.
Fortschrittliche Getriebesteuerungen werden zunehmend in das
Getriebegehäuse integriert (DE 295 13 950 U1). Die elektroni
sche Steuerschaltung eines solchen Steuergeräts ist mit min
destens einem Sensor zum Messen den Hydraulikdrucks in dem
Getriebe (im folgenden als Drucksensor bezeichnet) elektrisch
verbunden, wobei der Drucksensor und die elektronische Steu
erschaltung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind
und der Drucksensor durch eine Bohrung mit einer Hydrauli
keinheit des Getriebes verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Drucksensor auf
kostengünstige Weise gegenüber dem zu messendem Mediumsdruck,
insbesondere dem in der Getriebehydraulik herrschenden Hoch
druck, abzudichten. Außerdem ist er gegenüber dem die elek
tronische Steuerschaltung enthaltenden Raum, d. h. gegenüber
dem Umgebungsdruck, abzudichten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Steuergerät nach
Anspruch 1 und den Drucksensor nach Anspruch 7 gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen niedergelegt.
Die Vorteile der Erfindung liegen unter anderem darin, daß
die Probleme, die beim Einbau mehrerer Drucksensoren mit ra
dialer Hochdruckdichtung durch geometrische Überbestimmung
auftreten und die daraus resultierende Undichtigkeit vermie
den werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an
hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe mit einem in
das Getriebegehäuse integrierten erfindungsgemäßen
Steuergerät in schematischer Darstellung;
Fig. 2 ein Steuergerät gemäß der Erfindung und
Fig. 3 Einzelheiten des Steuergeräts nach Fig. 2 in ver
größerter Darstellung.
Ein automatisches Getriebe 1 weist ein die nachfolgend er
wähnten Bestandteile einschließendes Getriebegehäuse 2 auf
(Fig. 1). Eine Übersetzungseinheit 3 betätigt durch hydrau
lischen Druck verschiedene Kupplungen, Bremsen und derglei
chen in dem Getriebe und bestimmt damit die Getriebeüberset
zung (bei einem CVT-Getriebe) oder rückt den erforderlichen
Getriebegang (bei einem Stufengetriebe) ein.
Der erforderliche Hydraulikdruck wird von einer Hydraulikein
heit 4 über Hydraulikleitungen an die Übersetzungseinheit 3
geliefert. Auf der Hydraulikeinheit 4 ist ein Steuergerät 6
für das automatische Getriebe montiert.
Das Steuergerät 6 weist ein Gehäuse 8 auf, das aus einer me
tallischen Boden- oder Grundplatte 9 und einem kastenförmigen
Deckel 10 besteht (Fig. 2). Die Grundplatte 9 kann aber auch
auf andere Weise druck- und flüssigkeitsdicht, d. h. insbeson
dere gegen unter Druck stehendem Getriebeöl dicht (im folgen
den: drucköldicht), abgedeckt sein. Im Inneren des Gehäuses
sind ein Drucksensor zum Messen von Hydraulikdrücken, im fol
genden als Drucksensor 12 bezeichnet, und eine Steuerschal
tung 13, die zum Beispiel auf einer Leiterplatte angeordnet
ist, untergebracht.
Der Drucksensor 12 kann unterschiedlicher Bauart sein, vor
teilhafterweise ist er zum Beispiel als ein an sich bekannter
piezoresistiver Drucksensor ausgebildet. Eine Abgleichs- oder
Auswerteschaltung 14, die zum Beispiel als Hybridschaltung
ausgebildet ist, kann ebenfalls in dem Gehäuse 8 unterge
bracht sein. Sie dient der Signalverstärkung und/oder
-auswertung und sie weist abgleichbare Widerstände, zum Bei
spiel in Form von Leiterbahnen, auf, mit denen die Auswer
teschaltung widerstandsmäßig an den Drucksensor 12 angegli
chen wird.
Der Drucksensor 12 ist durch ein geeignetes Verbindungsmit
tel, zum Beispiel durch eine Schweißverbindung 15, auf einem
metallischen Träger 16 drucköldicht befestigt und durch Bond
drähte 17 mit der Steuerschaltung 13 und gegebenenfalls mit
der Hybridschaltung 14 verbunden.
Der zu messende Druck, das heißt der Druck des Hydrauliköls
in dem Getriebe 1, gelangt über einen Druckkanal in Form ei
ner Bohrung 18, die den Träger 16, die Grundplatte 9 und die
Wand der Hydraulikeinheit 4 durchdringt, an die Unterseite des
Drucksensors 12. Die Fuge zwischen der Oberfläche der Hydrau
likeinheit 4 und der Unterseite der Grundplatte 9 ist mit ei
nem axial zusammendrückbaren O-Ring 19 abgedichtet.
Der Träger 16 für den Drucksensor 12 ist mit einem - in der
Zeichnung nach unten herausragenden - zweistufigen zylinder
artigen Vorsprung 20 versehen (siehe auch Fig. 3), dessen
erste Stufe 21 einen größeren Durchmesser als die Bohrung 18
der Grundplatte 9 und dessen zweite Stufe 22 einen der Boh
rung 18 entsprechenden Durchmesser aufweist.
Der Träger 16 ist aus einem härteren Metall, zum Beispiel aus
Stahl, hergestellt als die Grundplatte 9, die zum Beispiel
aus Aluminium besteht. Eine sichere Befestigung des Drucksen
sor-Trägers 16 auf der Grundplatte 9 wird dadurch erreicht,
daß eine druckdichte und kraftschlüssige Verbindung zwischen
dem Träger und der Grundplatte durch Materialverdrängung her
beigeführt wird, indem der Vorsprung 20 in die Bohrung 18 der
Grundplatte eingedrückt wird, und zwar derart, daß ein von
seiner ersten Stufe 21 verdrängter Teil des Werkstoffs der
Grundplatte 9 hinter einen Absatz eindringt, der durch den
Übergang zwischen den beiden Stufen 21, 22 des Vorsprungs 20
gebildet wird. Der Werkstoff der Grundplatte fließt dabei aus
einem ringförmigen Bereich 24 der Grundplatte 9 in eine Ring
nut 25 am Außenumfang der zweiten Stufe 22 des Vorsprungs 20.
In Fig. 3 sind der ringförmige Bereich 24 und die Ringnut 25
doppelt schraffiert dargestellt, während in Fig. 2 die Ring
nut 25 zur besseren Erkennbarkeit unschraffiert dargestellt
ist. Die Ringnut 25 wird durch die erste Stufe 21, die Außen
fläche der zweiten Stufe 22 und durch einen Rand 26 des Vor
sprungs 20, der an dessen von dem Träger 16 abgewandten Ende
radial vorsteht, gebildet.
Der Drucksensor 12 kann auch zu anderen Zwecken in einem
Kraftfahrzeug verwendet werden, zum Beispiel zum Messen des
Ansaugunterdrucks des Motors. Der Drucksensor ist dann in ei
ne aus Kunststoff bestehende Grundplatte in dem Ansaugtrakt
des Motors eingedrückt. Die Auswerteschaltung ist mit der Mo
torsteuerung verbunden oder in diese integriert. Der Ansaug
trakt, der Motor und die Motorsteuerung sind hier nicht dar
gestellt, da sie für sich in vielfachen Ausführungen allge
mein bekannt sind.
Claims (8)
1. Steuergerät (6) in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für
ein automatisches Getriebe (1), das eine elektronische Steu
erschaltung (13) aufweist, die mit mindestens einem Drucksen
sor (12) zum Messen des Hydraulikdrucks in dem Getriebe elek
trisch verbunden ist, wobei der Drucksensor (12) und die
elektronische Steuerschaltung (13) in einem gemeinsamen Ge
häuse (8) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Gehäuse (8) eine metallische Grundplatte (9) auf weist, die druckdicht mit einer Hydraulikeinheit (4) des Getriebes verbunden ist, und die mit einer Bohrung (18) versehen ist, durch die der Drucksensor mit dem in der Hy draulikeinheit (4) herrschenden Druck beaufschlagt wird, und
- - daß ein Träger (16) für den Drucksensor (12) einen zylin derartigen Vorsprung (20) aufweist, der in die Bohrung (18) derart eingedrückt (worden) ist, daß sich durch Material verdrängung eine druckdichte und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Träger (16) und der Grundplatte (9) ergibt.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Träger (16) für den Drucksensor (12) einen zweistu figen zylinderartigen Vorsprung (20) aufweist, dessen erste Stufe (21) einen größeren Durchmesser als die Bohrung (18) der Grundplatte (9) und dessen zweite Stufe (22) einen der Bohrung (18) entsprechenden Durchmesser aufweist, und
- - daß der Vorsprung (20) derart in die Bohrung (18) der Grundplatte eingedrückt ist, daß ein von seiner ersten Stu fe (21) verdrängter Teil des Werkstoffs der Grundplatte (9) hinter einen durch den Übergang zwischen den beiden Stufen (21, 22) des Vorsprungs (20) gebildeten Absatz eingedrungen ist.
3. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (9) gegen die Hy
draulikeinheit (4) durch einen O-Ring (19) abgedichtet ist.
4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (20) an seinen von
dem Träger (16) abgewandten Ende einen radial vorstehenden
Rand (26) aufweist, der zusammen mit dem ersten Teil des Vor
sprungs eine Ringnut (25) bildet.
5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Träger (16) aus einem harten
metallischen Werkstoff und die Grundplatte (9) aus einem wei
chen Werkstoff besteht.
6. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Träger (16) aus Stahl und die
Grundplatte (9) aus Aluminium besteht.
7. Drucksensor zum Messen eines Drucks in einem flüssigen
oder gasförmigem Medium in einem Kraftfahrzeug, dadurch ge
kennzeichnet, daß er auf einem Träger (16) befestigt ist, der
einen zylinderartigen Vorsprung (20) aufweist, der in eine
Bohrung (18) einer Grundplatte (9) derart eingedrückt ist,
daß sich durch Materialverdrängung eine druckdichte und
kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Träger (16) und der
Grundplatte (9) ergibt.
8. Drucksensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
er in eine aus Kunststoff bestehende Grundplatte in dem An
saugtrakt eines Kraftfahrzeugmotors eingedrückt ist und zum
Messen des Ansaugunterdrucks dient.
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