Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für eine elektromagnetische Getriebebremse und ein Verfahren zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Getriebebremse unter Verwendung einer solchen Ansteuerschaltung.

In automatisierten Schaltgetrieben werden Schaltungen und damit Gangwechsel mit einer Zugkraftunterbrechung durchgeführt. Da eine Zugkraftunterbrechung unerwünscht ist, ist es ein ständiges Bestreben, dieselbe soweit wie möglich zu verkürzen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass bei Getrieben mit mindestens einer Vorgelegewelle mithilfe einer Getriebebremse die Vorgelegewelle zügig auf eine Zieldrehzahl abgebremst wird, wobei dann, wenn die Zieldrehzahl der Vorgelegewelle erreicht ist, die in der Getriebebremse gespeicherte Energie so schnell wie möglich abgebaut werden muss. Mit bislang bekannten Ansteuerschaltungen für Getriebebremsen kann dies nur mit hohem vorrichtungstechnischem Aufwand realisiert werden. Es besteht daher Bedarf an einer Ansteuerschaltung für eine Getriebebremse, mit Hilfe derer einerseits eine Zugkraftunterbrechung bei der Ausführung von Schaltungen bzw. Gangwechseln in automatisierten Schaltgetrieben soweit wie möglich verkürzt werden kann, und die andererseits über einen einfachen Aufbau verfügt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Ansteuerschaltung für eine elektromagnetische Getriebebremse sowie ein entsprechendes Verfahren zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Getriebebremse zu schaffen.

Dieses Problem wird durch eine Ansteuerschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Ansteuerschaltung umfasst Steuereinheit, eine von der Steuereinheit ansteuerbare erste Schalteinheit, eine ebenfalls von der Steuereinheit ansteuerbare zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit, und eine Freilaufein- heit, wobei die erste Schalteinheit einen Feldeffekt-Transistor mit integrierter Strommesseinrichtung und integrierter Überspannungsschutzeinrichtung um- fasst, wobei die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit ebenfalls einen Feldeffekt-Transistor umfasst, wobei der Feldeffekt-Transistor der ersten Schalteinheit über einen ein Gate-Anschluss an die Steuereinheit und über einen Drain-Anschluss an ein erstes Potential einer Spannungsversorgung angeschlossen ist, wobei der Feldeffekt-Transistor der zweiten, pulsweitenmo- dulierten Schalteinheit über einen ein Gate-Anschluss an die Steuereinheit und über einen Source-Anschluss an ein zweites Potential der Spannungsversorgung angeschlossen ist, wobei die elektromagnetische Getriebebremse zwischen einen Source-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der ersten Schalteinheit und einen Drain-Anschluss des Feldeffekt-Transistors der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit geschaltet ist, und wobei die Freilaufeinheit zwischen die Drain-Anschlüsse der Feldeffekt-Transistoren der beiden Schalteinheiten geschaltet ist.

Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für eine Getriebebremse eines automatisierten Schaltgetriebes zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus. Die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung benötigt nur eine geringe Anzahl an Bauteilen, sodass dieselbe einerseits kostengünstig und andererseits auf geringem Bauraum realisiert werden kann. Durch die geringere Anzahl benötigter Bauteile steigt auch die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung. Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung eine Zugkraftunterbrechung, die sich in automatisierten Schaltgetrieben bei Ausführung eines Gangwechsels einstellt, soweit wie möglich verkürzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung einer elektromagnetischen Getriebebremse unter Verwendung einer solchen Ansteuerschaltung ist in Anspruch 6 definiert. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für eine elektromagnetische Getriebebremse.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung 1 für eine elektromagnetische Getriebebremse 2 eines automatisierten Schaltgetriebes. Bei der Ausführung von Schaltungen bzw. Gangwechseln im automatisierten Schaltgetriebe kann mithilfe der elektromagnetischen Getriebebremse 2 eine Synchronisierung der Gänge durchgeführt werden, in dem eine Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes bei der Ausführung von Hochschaltungen abgebremst wird.

Die Ansteuerschaltung 1 für die elektromagnetische Getriebebremse 2 umfasst eine Steuereinheit 3, eine von der Steuereinheit 3 ansteuerbare, erste Schalteinheit 4, eine ebenfalls von der Steuereinheit 3 ansteuerbare, zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 und eine Freilaufeinheit 6.

Die erste Schalteinheit 4 umfasst einen Feldeffekt-Transistor 7 mit integrierter Strommesseinrichtung 8 und einer ebenfalls integrierten, nicht- dargestellten Überspannungsschutzeinrichtung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 als Anreiche- rungs-N-Kanal-Feldeffekt-Transistor ausgeführt und verfügt zusätzlich über eine integrierte Ladungspumpe.

Die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung 1 umfasst ebenfalls einen Feldeffekt-Transistor 9, der eben- so wie der Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 als Anreicherungs- N-Kanal-Feldeffekt-Transistor ausgeführt ist.

Der Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 ist mit einem Gate- Anschluss G7 an die Steuereinheit 3 und über einen Drain-Anschluss D7 an ein erstes Potential 10 einer Spannungsversorgung 1 1 angeschlossen. Der Feldeffekt-Transistor 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5 ist mit einem Gate-Anschluss G9 ebenfalls an die Steuereinheit 3 und mit einem Source-Anschluss S9 an ein zweites Potential 12 der Spannungsversorgung 1 1 angeschlossen.

Die elektromagnetische Getriebebremse 2 ist zwischen den Source- Anschluss S7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 und den Drain-Anschluss D9 des Feldeffekt-Transistors 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5 geschaltet.

Die Freilaufeinheit 6, die gemäß Fig. 1 als Diode ausgeführt ist, greift mit ihrer Kathode K6 am Drain-Anschluss D7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 und mit ihrer Anode A6 am Drain-Anschluss D9 des Feldeffekt-Transistors 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5 an.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfasst die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung 1 für die elektromagnetische Getriebebremse 2 weiterhin einen Verpolschutz 13, der gemäß Fig. 1 von einem Feldeffekt-Transistor 14 gebildet wird.

Gemäß Fig. 1 ist der Feldeffekt-Transistor 14 des Verpolschutzes 13 mit einem Gate-Anschluss G14 an die Steuereinheit 3 angeschlossen. Ein Drain-Anschluss D14 des Feldeffekt-Transistors 14 des Verpolschut- zes 13 greift hingegen am Drain-Anschluss D7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 an.

Ein Source-Anschluss S14 des Feldeffekt-Transistors 14 des Verpol- schutzes 13 ist an das erste Potential 10 der Spannungsversorgung 1 1 angeschlossen.

In einem Ausgangszustand der Ansteuerschaltung 1 , den dieselbe dann einnimmt, wenn die elektromagnetische Getriebebremse 2 nicht zum Abbremsen der Vorgelegewelle des Getriebes benötigt wird, ist sowohl die erste Schalteinheit 4 als auch die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 deaktiviert bzw. geöffnet. In diesem Fall sind dann die Transistoren 7, 9 der beiden Schalteinheiten 4, 5 von der Steuereinheit 3 nicht angesteuert.

Soll bei Ausführung eines Gangwechsels bzw. einer Schaltung in einem automatisierten Schaltgetriebe zur Synchronisation der Gänge die Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes mit Hilfe der elektromagnetischen Getriebebremse 2 abgebremst werden, so wird über die Steuereinheit 3 die erste Schalteinheit 4 geschlossen und die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 derart angesteuert, dass ein durch die Getriebebremse 2 fließender Ist-Strom einem Soll-Strom entspricht, der durch einen in der Steuereinheit 3 implementierten Regelalgorithmus vorgegeben wird und zur Bereitstellung der benötigten Bremswirkung der Getriebebremse 2 benötigt wird.

Den Ist-Strom liest die Steuereinheit 3 über die in die erste Schalteinheit 4 integrierte Strommesseinrichtung 8 ein und stellt den so eingelesenen Ist- Strom dem in der Steuereinheit 3 implementierten Regelalgorithmus zur Verfügung. Solange die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 angesteuert bzw. geschlossen ist, fließt ein elektrischer Strom durch den Feldeffekt- Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 über die elektromagnetische Getriebebremse 2 und den Feldeffekt-Transistor 9 der zweiten, pulsweitenmodulierten Schalteinheit 5. In diesem Fall kann dann über die elektromagnetische Getriebebremse 2 eine Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes definiert abgebremst werden.

Sobald die Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes ihre Zieldrehzahl erreicht hat, wird mithilfe der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung 1 die zweite, pulsweitenmodulierte Schalteinheit 5 und unmittelbar anschließend die erste Schalteinheit 4 deaktiviert bzw. geöffnet. Aufgrund der Selbstinduktion der elektromagnetischen Getriebebremse 2 sinkt die am Sour- ce-Anschluss S7 des Feldeffekt-Transistors 7 der ersten Schalteinheit 4 anliegende Spannung ins Negative, wobei die erste Schalteinheit 4 zwangsweise geöffnet wird. Solange elektrische Energie in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeichert ist, fließt ein elektrischer Strom durch die erste Schalteinheit 4 über die elektromagnetische Getriebebremse 2 und die Freilaufeinheit 6. Da die über dem Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 entstehende Spannung um ein Vielfaches höher ist als die sogenannte Vorwärtsspannung der als Freilaufdiode ausgebildeten Freilaufeinheit 6, wird der Großteil der in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeicherten Energie über den Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 abgebaut. Nur der Rest der in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeicherten Energie wird über die Freilaufeinheit 6 abgebaut. Hiermit ist es möglich, die in der elektromagnetischen Getriebebremse 2 gespeicherte Energie schnellstmöglich abzubauen, wodurch vermieden wird, dass die Vorgelegewelle des automatisierten Schaltgetriebes bei der Synchronisierung zu stark abgebremst wird. Hiermit kann letztendlich die Dauer einer Zugkraftunterbrechung verkürzt werden. Abschließend sei angemerkt, dass die in Fig. 1 gezeigten Anreiche- rungs-N-Kanal-Feldeffekt-Transistoren 7 und 9 der Schalteinheiten 4 und 5 nur dann leitend geschaltet werden können, wenn an denselben eine positive Gate- Source-Spannung anliegt. Aus diesem Grund ist in die erste Schalteinheit 4 eine Ladungspumpe integriert, um für den Feldeffekt-Transistor 7 der ersten Schalteinheit 4 im Bedarfsfall eine solche positive Gate-Source-Spannung aufzubauen. Im Bereich des Feldeffekt-Transistors 9 der zweiten Schalteinheit 5 ist eine solche Ladungspumpe nicht erforderlich.

Bezuqszeichen

1 Ansteuerschaltung

2 Getriebebremse

3 Steuereinheit

4 Schalteinheit

5 Schalteinheit

6 Freilaufeinheit

7 Feldeffekt-Transistor

8 Strommesseinrichtung

9 Feldeffekt-Transistor

10 erstes Potential

1 1 Spannungsversorgung

12 zweites Potential

13 Verpolschutz

14 Feldeffekt-Transistor

A6 Anode

D7 Drain-Anschluss

D9 Drain-Anschluss

D14 Drain-Anschluss

G7 Gate-Anschluss

G9 Gate-Anschluss

G14 Gate-Anschluss

K6 Kathode

S7 Source-Anschluss

S9 Source-Anschluss

S14 Source-Anschluss