Vorrichtung zur elektronischen Steuerung eines Automatαetriebes für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung eines Automatgetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Elektronische Getriebesteuerungen sind auch unter der Abkürzung EGS bekannt, beispielsweise durch die DE 199 54 921 A1 der Anmelderin. Die EGS ist eine elektronische Steuereinheit, deren Aufgabe u. a. in der Ansteuerung eines hydraulischen Schaltgerätes besteht, welches die Schaltung der einzelnen Gänge des Kraftfahrzeuges bewirkt. Die EGS erhält fahrzeugspezifische, motorspezifische und getriebespezifische Eingangssignale, welche über Sensoren erfasst werden. Motorseitige Eingangssignale sind beispielsweise die Motordrehzahl oder die Drosselklappenstellung, getriebeseitige Eingangssignale umfassen beispielsweise die Abtriebsdrehzahl des Getriebes, welche im Getriebe über einen Drehzahlsensor erfasst wird. Fahrzeugseitige Eingangssignale sind z. B. die Position des Automatik-Wählhebels, welche durch einen Positionssensor erkannt und als Eingangssignal der EGS zugeleitet wird. Eine derartige Positionserkennungseinrichtung wurde durch die DE 199 09 496 A1 der Anmelderin bekannt. Da die EGS und die Sensoren an verschiednen Stellen im Getriebe oder im Fahrzeug positioniert sind, bestehen elektrische Verbindungen zur EGS, beispielsweise als serieller Datenbus (CAN-Datenbus). Die verschiedenen Signalleitungen werden in einem Stecker zusammengeführt, welcher mit der EGS einen Steckkontakt bildet (EP 0 758 726 A2).

Durch die DE 101 34 053 A1 der Anmelderin wurde ein elektrischer Zentralstecker für ein elektronisches Steuergerät (EGS) bekannt, in welchem die verschiedenen Signalleitungen zusammengefasst und über eine Steckverbindung der EGS zugeführt werden.

Es ist bekannt, dass die EGS ferner mit einer Speichereinheit verbunden ist, in welcher herstellungsbedingte Eigenschaften von Vorrichtungen und Bauteilen des Getriebes sowie Betriebs- und Funktionsdaten gespeichert sind.

Durch die DE 101 10 729 A1 wurde ein so genanntes Kennungsmodul bekannt, welches eine Eigenschaftsspeichereinheit und eine Betriebsdatenspeichereinheit, vorzugsweise als integrierte Baueinheit aufweist. Das Kennungsmodul ist im Getriebe angeordnet und über eine Kommunikations- und Datenleitung mit einer elektronischen Steuereinheit (EGS) verbunden. Die im Kennungsmodul gespeicherten Daten können beim Start des Motors oder bedarfsweise ausgelesen und in die EGS eingelesen werden. Die EGS ist damit unabhängig vom jeweiligen Getriebe bzw. Fahrzeug.

Durch die DE 43 02 248 C2 wurde eine elektronische Steuerung eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes bekannt, wobei im Getriebe eine Eigenschaftsspeichereinheit sowie Sensoren angeordnet sind, welche über elektrische Leitungen mit einer außerhalb des Getriebes angeordneten elektronischen Steuereinheit (EGS) kommunizieren.

Nachteilig bei dem vorgenannten Stand der Technik ist, dass die einzelnen mit der EGS kommunizierenden Komponenten wie Drehzahlsensoren, Positionssensoren und Speichereinheiten jeweils separat im oder am Getriebe angeordnet und einzeln oder über eine gemeinsame Leitung, z. B. einen Kabelbaum mit der EGS verbunden sind. Hierdurch entstehen Mehrkosten aufgrund von mehr Aufwand in Herstellung und Montage und der Anzahl an Bauteilen, verbunden mit einer höheren Anzahl von Kontaktstellen und einer höheren Anzahl von Montageschritten. Dies birgt zusätzliche Fehlerquellen in sich und kann sich negativ auf die Qualität des Produktes auswirken.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den schaltungstechnischen Aufwand für die Eingangssignale einer elektronischen Steuereinheit zu verringern und damit auch die Kosten zu reduzieren.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist im Getriebe ein Modulträger vorgesehen, auf welchem mindestens ein Sensor zur Erfassung von fahrzeug-, motor- oder getriebespezifischen Ist-Werten angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Modulträger auf einem hydraulischen Steuergerät angeordnet, welches sich innerhalb des Getriebegehäuses befindet. Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Modulträger ist, dass mindestens ein Sensor und vorzugsweise auch die Speichereinheit darauf angeordnet sind und zu einem Modul integriert werden können. Bei den Sensoren handelt es sich vorwiegend um Drehzahlsensoren zur Erfassung der Motor- und/oder der Getriebeabtriebsdrehzahl, um Drucksensoren oder Positionssensoren, welche die Position des Wählhebels des Getriebes erkennen. Die Signalleitungen der Sensoren sind in den Modulträger bzw. das Modulgehäuse integriert und führen zu einem gemeinsamen Modulausgang in Form eines Steckers. Die Speichereinheit, in welcher herstellungsbedingte sowie Funkti- ons- und Betriebsdaten abgelegt sind, kann auf dem Modulträger montiert oder separat angeordnet sein. Die Speichereinheit ist ebenfalls mit dem gemeinsamen Ausgang des Moduls in Form eines Steckers verbunden. Bei der Erstinitialisierung des Getriebes werden die Daten aus der Speichereinheit in die EGS eingelesen.

Die elektronische Steuereinheit (EGS) kann entweder innerhalb des Getriebegehäuses oder außen am Getriebegehäuse oder an einem vom Getriebe entfernt liegenden Ort im Fahrzeug positioniert sein, wobei eine Daten- und Kommunikationsverbindung zum Modulträger, vorzugsweise über einen

seriellen Datenbus (CAN-Bus oder LIN-Bus) vorgesehen ist. Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Sensoren und der Speichereinheit in verschiedenen Kombinationen ist, dass zusätzliche Kabelverbindungen, Kontaktstellen sowie Montageschritte entfallen und somit Kosten gespart werden. Darüber hinaus wird die Qualität des Produktes aufgrund einer geringeren Fehlerrate bei der Herstellung gesteigert.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Modulausgang, an dem die Signalleitungen zusammengeführt sind, als Zentralstecker ausgebildet, der ebenfalls mit dem Modul integriert sein kann. Möglich ist auch eine flexible elektrische Verbindung zwischen Zentralstecker und Modulgehäuse. Der Zentralstecker wird mit der EGS kontaktiert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Modul träger, auf welchem eine Speichereinheit und ein Positionssensor angeordnet sind,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Sensoren auf dem Modulträger,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Drehzahlsensor und der Speichereinheit auf dem Modulträger,

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Drehzahl- und Positionssensor sowie der Speichereinheit auf dem Modulträger,

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entspricht, jedoch ohne Drehzahlsensor,

Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 entspricht, jedoch ohne eine flexible Anbindung einer Speichereinheit,

Fig. 7 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht, jedoch ohne flexible Anbindung des Positionssensors,

Fig. 8 ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entspricht, jedoch mit einem integrierten Zentralstecker,

Fig. 9 ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 entspricht, jedoch mit einem integrierten Zentralstecker,

Fig. 10 ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 entspricht, jedoch mit integriertem Zentralstecker und

Fig. 11 ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht, jedoch mit integriertem Zentralstecker und ohne flexibel angebundenen Positionssensor.

Fig. 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ein schematisch dargestelltes Automatgetriebe 1 eines Kraftfahrzeuges. Im Automatgetriebe 1 , im Folgenden kurz Getriebe 1 genannt, ist ein Modulträger 2 angeordnet, welcher vorzugsweise auf einem nicht dargestellten hydraulischen Steuergerät, welches sich ebenfalls innerhalb des Getriebegehäuses befindet, angeordnet ist. Auf dem Modulträger 2 sind eine Speichereinheit 3 sowie ein Positionssensor 4 fest angeordnet. Ferner sind innerhalb des Getriebes 1 , allerdings nicht auf dem Modulträger 2, ein Drehzahlsensor 5 sowie ein Zentralstecker 6 angeordnet, welcher über flexible elektrische Leitungen 7, 8 mit dem Drehzahlsensor 5 und dem Modulträger 2 verbunden ist. Die Speichereinheit 3 ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Speicher, in welchem herstellungsbedingte Daten sowie Betriebs- und Funktionsdaten, z. B. Schaltkennlinien bzw. Strom/ Druckkennlinien abgelegt sind. Der Speichereinheit 3 hat eine Kapazität von etwa 2 kByte. Der Positionssensor 4 ist ein an sich bekannter Sensor, welcher

die Stellung eines nicht dargestellten Wählhebels des Getriebes, also beispielsweise R, N, D erkennt und in ein elektrisches Signal umwandelt. Die Speichereinheit 3 und der Positionssensor 4 weisen einen gemeinsamen Ausgang auf, welcher über die flexible Leitung 8 zum Zentralstecker 6 führt. Die im Zentralstecker 6 zusammengeführten Signale bzw. Daten aus Positionssensor 4, Drehzahlsensor 5 und Speichereinheit 3 werden einer gestrichelt dargestellten elektronischen Steuereinheit 9, bekannt unter der Abkürzung EGS, über eine gestrichelt dargestellte Leitung 10 zugeführt. Die EGS 9 kann - wie dargestellt - außerhalb des Getriebes 1 an einem beliebigen Ort im Fahrzeug oder am Gehäuse des Getriebes 1 oder innerhalb des Getriebegehäuses positioniert sein. Die Kommunikation zwischen Zentralstecker 6 und EGS 9, insbesondere zwischen der Speichereinheit 3 und der EGS 9 verläuft vorzugsweise über einen seriellen Datenbus (CAN-Bus). Die Speichereinheit 3 und der Positionssensor 4 können offen auf dem Modulträger 2, welcher als Platte oder Konsole ausgebildet sein kann, angeordnet sein oder auch innerhalb eines Modulgehäuses, welches die Speichereinheit 3 und den Positionssensor 4 umschließen kann. Die Daten der Speichereinheit 3 werden bei Inbetriebnahme (Initialisierung) des Getriebes 1 ausgelesen und in die EGS 9 eingelesen.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Auf dem Modulträger 2 sind der Positionssensor 4 und der Drehzahlsensor 5 fest angeordnet, d. h. als integrale Bestandteile des Modulträgers 2 bzw. - wie oben erwähnt - eines nicht dargestellten Modulgehäuses. Die Speichereinheit 3 dagegen befindet sich an anderer Stelle im Getriebe 1 und ist über eine flexible Daten- und Kommunikationsleitung 1 1 mit dem Zentralstecker 6 verbunden. Der Ausgang des Modulträgers 2 ist über eine Signalleitung 12 mit dem Zentralstecker 6 verbunden, welcher - wie in Fig. 1 dargestellt - mit der EGS 9 verbunden ist. Die beiden Sensoren 4, 5 sind beispielhaft, weitere Sensoren können auf dem Modulträger 2 oder außerhalb des Modulträgers 2 angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei auf dem Modulträger 2 der Drehzahlsensor 5 und die Speichereinheit 3 angeordnet sind. Die Anbindung des Modulträgers 2 erfolgt über eine flexible Leitung 13 an den Zentralstecker 6, an welchen ferner der Positionssensor 4 mittels einer flexiblen Leitung 14 angeschlossen ist.

Fig. 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Modulträger 2, auf welchem drei Elemente, nämlich der Drehzahlsensor 5, die Speichereinheit 3 und der Positionssensor 4 fest angeordnet sind. Die elektrischen Ausgänge der drei Elemente 3, 4, 5 sind am Modulausgang zusammen- gefasst und werden über eine flexible Leitung 15 dem Zentralstecker 6 zugeführt.

Fig. 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Modulträger 2, auf welchem die Speichereinheit 3 und der Positionssensor 4 - wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 - angeordnet sind. Der elektrische Ausgang des Moduls, bestehend aus Modulträger 2, Speichereinheit 3 und Positionssensor 4, ist über eine flexible Leitung 16 mit dem Zentralstecker 6 verbunden. Der Drehzahlsensor 5 ist hier nicht an den Zentralstecker 6 angeschlossen.

Fig. 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 entspricht, jedoch ohne die Speichereinheit 3 mit flexibler Anbindung 1 1. Der Ausgang des Modulträgers 2 ist über eine flexible Leitung 17 mit dem Zentralstecker 6 verbunden.

Fig. 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht, jedoch ohne den Positionssensor 4 mit flexibler Anbindung 14. Der Ausgang des Modulträgers 2 ist über eine flexible Leitung 18 mit dem Zentralstecker 6 verbunden.

Fig. 8 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entspricht, jedoch ist der Zentralstecker 6 mit dem Modulträger 2 integriert, sodass ein Modul 19 gebildet wird, welches aus Modulträger 2, Speichereinheit 3, Positionssensor 4 und Drehzahlsensor 5 einschließlich integriertem Zentralstecker 6 besteht. Wie bereits oben erwähnt, sind die dargestellten Komponenten beispielhaft, weitere Sensoren könnten in das Modul integriert werden. Somit ergibt sich hier für sämtliche Komponenten nur eine Anschlussstelle über den Zentralstecker 6, der - wie erwähnt - über einen CAN-Datenbus mit der EGS kommuniziert.

Fig. 9 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 entspricht, jedoch mit einem integrierten Zentralstecker 6, d. h. die flexible Anbindung 16 gemäß Fig. 5 entfällt hier.

Fig. 10 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 entspricht, jedoch mit integriertem Zentralstecker 6, d. h. die flexible Anbindung 17 gemäß Fig. 6 ist in Fig. 10 entfallen.

Fig. 11 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches bezüglich des Modulträgers 2 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 entspricht, jedoch mit integriertem Zentralstecker 6, sodass hier die flexible Anbindung 18 gemäß Fig. 7 entfällt.

Bezuqszeichen

1 Getriebe

2 Modulträger

3 Speichereinehit

4 Positionssensor

5 Drehzahlsensor

6 Zentralstecker

7 elektrische Leitung

8 elektrische Leitung

9 EGS

10 Daten- und Kommunikationsleitung

1 1 Daten- und Kommunikationsleitung

12 elektrische Leitung

13 elektrische Leitung

14 elektrische Leitung

15 elektrische Leitung

16 elektrische Leitung

17 elektrische Leitung

18 elektrische Leitung

19 Modul