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Patent Searching and Data


Title:
CONTROL DEVICE IN A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/011376
Kind Code:
A2
Abstract:
The control device (1) has a control circuit and a pressure sensor (14) connected thereto, whereby said pressure sensor measures hydraulic pressure in the gearbox or the induction-pipe vacuum of the engine. A metal support plate (9) for the pressure sensor (14) is inserted into the metal base plate (4) of a common housing (2). The support plate has a bore hole (21) through which the pressure sensor is impinged upon with pressure. A metal ring (10) is secured to the support plate. A glass cylinder is arranged on said support plate and a silicon chip configured in the form of a pressure sensor is secured thereto.

Inventors:
GANDER HELMUT (DE)
FRITZSCHE CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/002621
Publication Date:
March 02, 2000
Filing Date:
August 20, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
GANDER HELMUT (DE)
FRITZSCHE CHRISTIAN (DE)
International Classes:
F02D35/00; G01L9/04; F02D45/00; F16H59/30; F16H59/68; F16H61/00; G01L23/24; H01L29/84; (IPC1-7): F16H61/00
Domestic Patent References:
WO1995030102A11995-11-09
Foreign References:
DE29714223U11997-11-20
DE29714229U11997-11-20
US5709134A1998-01-20
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Steuergerät (1) in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für ein automatisches Getriebe (28), das eine elektronische Steu erschaltung (20) aufweist, die mit mindestens einem Drucksen sor (14) zum Messen des Hydraulikdrucks in dem Getriebe elek trisch verbunden ist, wobei der Drucksensor (14) und die elektronische Steuerschaltung (20) in einem gemeinsamen Ge häuse (2) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine metallische Grundplatte (4) auf weist, die druckdicht mit einer Hydraulikeinheit (5) des Getriebes verbunden ist und in die eine metallische Trager platte (9) für den Drucksensor (14) eingefügt ist ; daß die Trägerplatte (9) für den Drucksensor (14) mit einer Bohrung (21) versehen ist, durch die der Drucksensor (14) mit dem in der Hydraulikeinheit (5) herrschenden Druck be aufschlagt wird, und daß auf der in dem Gehäuse (2) liegenden Stirnfläche der Tragerplatte (9) ein metallischer Ring (10) befestigt ist, auf dem der als Siliziumchip ausgebildeter Drucksensor (14) aufgebracht ist.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des metallischen Rings (10) mit einer Goldbe schichtung versehen ist.
3. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (9) gegen die Hy draulikeinheit (5) durch einen ORing (24) abgedichtet ist.
4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß auf der Trägerplatte (9) ein Substrat (15) mit elektrischen Abgleichselementen (16) ange ordnet ist.
5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (9) aus einem har ten metallischen Werkstoff und die Grundplatte (4) aus einem weicheren Werkstoff besteht.
6. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (9) aus Stahl und die Grundplatte (4) aus Aluminium besteht.
7. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß zwischen dem metallischen Ring (10) und dem Drucksensor (14) ein Glaszylinder (12) eingefügt ist.
8. Steuergerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß es in dem Ansaugrohr (33) eines Kraftfahrzeugmotors angeordnet ist und zum Messen und Auswerten des Ansaugunterdrucks dient.
Description:
Beschreibung Steuergerät in einem Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft ein Steuergerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und dem Oberbegriff von Anspruch 8.

Automatische Getriebe und Motoren für Personenkraftwagen wer- den überwiegend elektronisch gesteuert, wobei die elektroni- sche Steuerung unter anderem die Signale von einem oder meh- reren Sensoren im Kraftfahrzeug empfängt und auswertet. Mit einem solchen Sensor wird z. B. der Druck in dem Hydrauliköl des Getriebes oder auch der Unterdruck in dem Ansaugtrakt des Motors gemessen.

Ein bekanntes Steuergerät für ein Kraftfahrzeuggetriebe weist eine elektronische Steuerschaltung auf, die mit mindestens einem Drucksensor zum Messen des Hydraulikdrucks in dem Ge- triebe elektrisch verbunden ist, wobei der Drucksensor und die elektronische Steuerschaltung in einem gemeinsamen Gehäu- se untergebracht sind (DE 295 13 950 U1).

Steuergeräte, die an einem oder in einem Aggregat-wie zum Beispiel dem Motor oder dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs- montiert sind, musse bezüglich der Abfuhr von Verlustlei- stung, die elektronische Bauelementen im Betrieb abgeben, we- gen der hohen Umgebungstemperatur besonders sorgfältig ausge- legt werden. Druckmessende Sensoren gibt es in vielfältigen Ausführungen, zum Beispiel in Form von keramischen Druckmeß- zellen, Metallmembranen mit piezoresistiven Widerständen und unterschiedliche Siliziumsensoren. Allen Ausführungen ist ge- mein, daß zum Erreichen der in der Automobiltechnik geforder- ten Genauigkeit ein Abgleich von Fertigungs-und Montagetole- ranzen notwendig ist.

Da für den Abgleich von Sensorsystemen über den Druck und die Temperatur aufwendige Einrichtungen erforderlich sind, er- folgt der Abgleich üblicherweise schon bei dem Hersteller des Drucksensors.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Steuergerät zu schaffen, in das den Druck erfassende Systeme unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Forderungen kostengünstig und zuverlässig mechanisch und elektrisch inte- griert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Steuergeräte nach Anspruch 1 und nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Wei- terbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen nie- dergelegt.

Das Steuergerät weist eine elektronisch Steuerschaltung auf, die mit mindestens einem Drucksensor zum Messen des Hydrau- likdrucks in dem Getriebe elektrisch verbunden ist. Der Drucksensor und die elektronische Steuerschaltung sind in ei- nem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, das eine metallische Grundplatte aufweist, die druckdicht mit einer Hydraulikein- heit des Getriebes verbunden ist und in die eine metallische Trägerplatte für den Drucksensor eingefügt ist. Die Träger- platte für den Drucksensor ist mit einer Bohrung versehen, durch die der Drucksensor mit dem in der Hydraulikeinheit herrschenden Druck beaufschlagt wird. Ein metallischer Ring ist auf der in dem Gehäuse liegenden Stirnfläche der Träger- platte befestigt, und auf dem metallischen Ring ist ein als Siliziumchip ausgebildetes Sensorelement aufgebracht. Zwi- schen dem metallischen Ring und dem Drucksensor kann ein Glaszylinder eingefügt sein.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere in der einfa- chen und kostengunstigen Integration eines Drucksensors in das druck-und fluiddichte Gehause einer elektronischen Steu- erschaltung. Ein zusatzliches, aufwendiges Gehäuse für den Drucksensor ist nicht mehr nötig, auch die elektrischen Kon- taktdurchführungen durch das Gehäuse entfallen. Der Sensor kann kostengünstig durch einfaches Bonden mit der Steuer- schaltung verbunden werden. Das Gehäuse kann gegenüber der Hydraulikeinheit mit einem einfachen axialen 0-Ring abgedich- tet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein in ein Kraftfahrzeuggetriebe integriertes Steuer- gerät gemäß der Erfindung in einer Schnittansicht ; Figur 2 das Steuergerät nach Figur 1 in der Draufsicht bei abgenommenem Deckel ; Figur 3 ein mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät versehe- nes Getriebe, in schematischer Darstellung, und Figur 4 ein in den Ansaugtrakt eines Kraftfahrzeugmotors ein- gebautes erfindungsgemäßes Steuergeråt.

Ein in einem Kraftfahrzeug verwendetes Steuergerat 1, zum Beispiel eine Getriebesteuerung, weist ein Gehäuse 2 auf, das aus einem Deckel 3 und einer metallischen Bodenplatte 4, zum Beispiel. aus Aluminium, besteht (Figur 1). Die Bodenplatte 4 ist direkt auf einer Hydraulikeinheit 5 eines Getriebes (siehe Figur 3) befestigt. Die Bodenplatte 4 weist eine oder mehrere vorteilhafterweise kreisförmige Ausnehmungen 6 auf, die zur Aufnahme je eines Drucksensorsystems 8 dienen.

Das Drucksensorsystem 8 weist eine Trägerplatte 9 auf, die aus einem höherwertigen metallischen Werkstoff als die Boden- platte 4, zum Beispiel aus Stahl, hergestellt ist. Auf der

Tragerplatte 9 ist ein Ring 10 aus Stahl befestigt, zum Bei- spiel durch Widerstandsschweißen. Auf dem Ring 10 wiederum ist ein Glaszylinder 12 angeordnet, der dazu dient, mechani- sche Spannungen auszugleichen. Auf dem Glaszylinder 12 ist ein Drucksensor 14 befestigt, der z. B. als Siliziumchip aus- gebildet ist. Falls es die Anforderungen im jeweiligen Anwen- dungsfall notwendig machen, kann der Ring 10 in geeigneter Weise oberflachenbehandelt, zum Beispiel mit einer Goldbe- schichtung versehen werden.

Zum elektrischen Abgleich des Drucksensorsystems 8 befindet sich auf der Tragerplatte 9 ein Substrat 15, zum Beispiel aus Keramik, auf das Abgleichselemente 16, die zweckmaßigerweise als lasertrimmbare Widerstände ausgebildet sind, und Bondpads 17 aufgebracht sind.

Der Drucksensor 14 ist mit den Abgleichselementen 16 verbun- den, die zum Beispiel ein Widerstandsnetz bilden. Uber die Bondpads 17 und Bonddrähte 18 wird einerseits der Sensor mit Betriebsspannung versorgt und werden andererseits die Sensor- signale einer elektronischen Steuerschaltung 20 zugeführt.

Verbindungsleitungen auf dem Substrat 15 sind nicht im ein- zelnen dargestellt, sie sind zum Beispiel als aufgedruckte Leiterbahnen ausgebildet.

Die Trägerplatte 9 weist auf eine Bohrung 21, die mit einer Bohrung 22 der Hydraulikeinheit 5 verbunden ist. Diese Boh- rungen sind mit Getriebeöl gefüllt und über sie wird der Drucksensor 14 mit dem in der Hydraulikeinheit 5 herrschenden Druck beaufschlagt.

Die Trägerplatte 9 ist gegen die Hydraulikeinheit 5 durch ei- nen axialen 0-Ring 24 abgedichtet, gegen die Ausnehmung 6 in der Grundplatte 4 ist sie mit einem radialen 0-Ring 25 abge- dichtet.

Die Trägerplatte 9 ist durch ein geeignetes Verfahren gegen ein Herausfallen aus der Grundplatte 4 gesichert. Dies kann zum Beispiel durch ein Verstemmen des Werkstoffs der Grund- platte an einzelnen Stellen 27 oder auch durch ein umlaufen- des Bördeln erfolgen.

An Stelle des hier beschriebenen Drucksensorsystems 8 kann auch jedes andere Sensorsystem verwendet werden, das eine Grundplatte aufweist, von seiner (in der Zeichnung) unten liegenden Seite mit Druck beaufschlagt werden kann und elek- trische Kontakte an seiner Oberseite aufweist.

Ein automatisches Getriebe 28 (Figur 3) ist mit einem erfin- dungsgemäßen Steuergerät 1 versehen. Der in der Hydraulikein- heit 5 herrschende Druck beeinflußt direkt oder indirekt,. uber einen Druckkanal 29 Brems-und Kupplungselemente 30, mit denen die Schaltvorgänge des Getriebes in bekannter Weise ge- steuert werden. Indirekt bedeutet, daß der Druck beispiels- weise auch tuber einen dazwischenliegenden, hier nicht darge- stellten, Druckverstärker den Brems-und Kupplungselementen 30 zugeführt wird.

Ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steu- ergeräts 31 dient als Motorsteuerung (Figur 4). Es weist ein Gehäuse auf, das ebenfalls aus einer Grundplatte 4 und einem kastenförmigen Deckel 3 besteht. Es enthält ein Drucksensor- system 32, dessen Aufbau dem des Drucksensorsystem 8 ent- spricht. Die Grundplatte 4 ist hier in die Wand eines Ansaug- rohrs 33 des Kraftfahrzeugmotors eingebaut, so daß das Druck- sensorsystem den Motor-Ansaugunterdruck erfaßt, der zum Steu- ern des Motors ausgewertet wird und der in der Zeichnung durch einen Pfeil 34 angedeutet ist.