DE10220582A1

DE10220582A1 - Elektrohydraulisches Steuermodul für eine Automatikgetriebesteuerung

Info

Publication number: DE10220582A1
Application number: DE10220582A
Authority: DE
Inventors: Ryan M True; Howard W Saxon; David Mills
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: US6544138B2; DE10220582B4; US20020166409A1

Abstract

Beschrieben wird ein Steuermodul für ein hydraulisches Fahrzeuggetriebe. Das Steuermodul umfasst eine elektronische Getriebe-Steuereinheit, die an einer Kühlplatte befestigt ist. Elektromagnete sind an der Kühlplatte befestigt. Die Kühlplatte ist über einem mit "Schneckengängen" versehenen Verteilerkörper in einem Getriebe zur Steuerung des Getriebes angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromagnetsteuerung eines Fahr zeuggetriebes. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein kombiniertes elektronisches Getriebe-Steuereinheit- und Elektromagnet-Modul, das für eine Au ßenbefestigung an einem Getriebe geeignet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Elektronisch gesteuerte Automatikgetriebe sind gängige Praxis bei heutigen Fahrzeugen. Typischerweise erfordern diese Getriebe Getriebe-Steuereinheiten, die Schaltmuster für die Fahrzeuge überwachen und steuern. Typischerweise sind diese Getriebe-Steuereinheiten entfernt vom Getriebe angeordnet und in die Motorsteuer einheit integriert.

Eine Getriebesteuerung erfordert, dass der Hydraulikstrom und -druck do siert und geführt wird, typischerweise durch Verwendung von Elektromagneten. Der Hydraulikstrom wird durch Schneckengänge und -kanäle in einem Ventilge häuse geführt. Die Elektromagnete sind in einem relativ komplizierten Verteilerka nalkörper angeordnet, der Kanäle und Schneckengänge hat, welche den Schnecken gängen im Ventilgehäuse des Getriebes entsprechend. Die Elektromagnete sind da her in einem getrennten zusätzlichen Verteilerkanalkörper integriert und erfordern eine komplizierte Konstruktion des Verteilerkanalkörpers zwecks Verbindung mit dem Getriebe. Typischerweise sind die Elektromagnete mit einem Leitungsverbin der an dem Verteilerkanalkörper verbunden, welcher mit einem Kabelbaum des Fahrzeuges verbunden ist. Der Kabelbaum des Fahrzeuges ist mit einem entfernt gelagerten Getriebe-Steuermodul der Motorsteuereinheit des Fahrzeugs verbunden.

Bis in den letzten Jahren war es erforderlich, die Getriebe-Steuereinheit irgendwo außerhalb des Motorraumes anzuordnen, da die Getriebe-Steuereinheit, falls sie in der Nähe des Getriebes angeordnet wurde, mehr Wärme und anderen rauen Bedin gungen ausgesetzt wäre. Daher ist typischerweise ein komplexer Kabelbaum erfor derlich, der sich zu dem entfernt angeordneten Getriebe-Elektromagnetmodul er streckt. Ein derartiger Kabelbaum in vorhandenen Konstruktionen ist schwer und kompliziert und kann zu unfreiwillig geöffneten Schaltungen oder elektrischen Kurzschlüssen in der Kabelbaumanordnung führen. Außerdem ist zusätzliche Arbeit zum Installieren des Kabelbaums erforderlich.

In der Kraftfahrzeugindustrie ist heutzutage das Gewicht ein kritischer As pekt. Es war wünschenswert, Getriebe-Steuereinheiten vorzusehen, die am Getriebe befestigt werden. Aufgrund neuerer Entwicklungen in der Festkörpertechnik ist es möglich geworden, Getriebe-Steuereinheiten in das Getriebe zu integrieren. Typi scherweise umfassen diese neuen Konstruktionen eine Steuereinheit, die an eine als Wärmesenke wirkende Kühlplatte befestigt ist, welche dann an einem geeigneten Abschnitt des Getriebes befestigt wird. Ein Kabelbaum wird dann dazu verwendet, den Elektromagnet-Verteilerkanalkörper mit der Steuereinheit zu verbinden. Somit wurde selbst bei diesen neuen Konstruktionen ein komplizierter Kabelbaum zwi schen die Getriebe-Steuereinheit und den Elektromagnet-Verteilerkanalkörper ge schaltet. Außerdem umfassen diese neuen Konstruktionen einen Elektromagnet- Verteilerkanalkörper, der eine vom Getriebe getrennte Anordnung bildet, wodurch das Gesamtgewicht der Getriebeanordnung erhöht wird.

Ein Ziel im Stand der Technik ist daher eine weitere Gewichtsverringerung und eine Vereinfachung der Getriebesteuerung in modernen elektronischen Getrie ben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die integrale Kühlplatte der Getriebe-Steuereinheit Elektromagnete für die Hydraulik-Steuerung, die an der Kühlplatte befestigt sind. Die Plattenanordnung ist am Getriebe angebracht und an ein Getriebe-Ventilgehäuse mit "schneckengangförmigen" Kanälen zur Steuerung der Hydraulikströmung im Getriebe angepasst.

Die Getriebe-Steuerplatte der vorliegenden Erfindung verringert somit das Gewicht und die Größe der Leitungsverbindungen und vereinfacht die Steuerung des Getriebes dadurch, dass der Hydraulikteil des Getriebes "schnittstellenartig" unmittelbar mit einer Getriebe-Steuereinheit verbunden wird. Sie verringert außer dem die Größe und das Gewicht insofern, als die Elektromagnete nicht länger an einem getrennten Verteilerkanalkörper befestigt werden müssen. Die Erfindung er möglicht ferner eine Kombination von Teilen, die normalerweise getrennt am Ge triebe selbst befestigt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Explosionsdarstellung von Steuermodul-Bestandteilen gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer montierten Steuerplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Steuermoduls in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht, welche die Hydrauliköff nungen für die Elektromagnetsteuerung des Getriebes zeigt;

Fig. 5 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Elektromagneten gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 ist eine Schnittansicht des Elektromagneten der Fig. 5.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Es wird nun auf die Zeichnungen und insbesondere Fig. 1 Bezug genom men, in der gemäß der vorliegenden Erfindung ein Getriebe-Steuermodul für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen ist, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Das Ge triebe-Steuermodul 10 ist zur Verwendung an einem Fahrzeuggetriebe 12 vorgese hen. Das Steuermodul 10 besteht aus Elektromagneten, Druckschaltern, Sensoren, Verbindern und einer Kühlplatte 24. Das Getriebe 12 umfasst ein Ventilgehäuse 14. Das Ventilgehäuse 14 enthält eine Reihe von Schneckengängen 16. Die Schnecken gänge 16 bilden hydraulische Strömungskanäle für die hydraulische Steuerung von Schaltkupplungen und dergleichen im Getriebe 12. Das Ventilgehäuse 14 hat einen äulßeren umlaufenden Flansch 18, auf dem das Steuermodul 10 durch Befestigungs elemente 38 abgedichtet gehalten wird.

Die Kühlplatte 24 umfasst eine Getriebe-Steuereinheit 20, die daran befes tigt ist. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 20 an der Kühlplatte 24 integriert befestigt, um für eine geeignete Kühlung zu sorgen. Mindestens ein Elektromagnet 22, vorzugsweise mehrere Elektromagnete 22 sind an der Kühlplatte 24 befestigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Flexschaltung 40 zum Mylar- Typ dazu verwendet, die Elektromagnete 22 mit der Steuereinheit 22 über elektri sche Kontakte 23 und 23a elektrisch zu verbinden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Es können jedoch auch andere Methoden für eine elektrische Verbindung verwendet werden, wie z. B. eine Schaltungsplatte, eine Verdrahtung oder sogar ein Kabelbaum oder dergleichen. Die Kühlplatte 24 umfasst ein Paar einer Einlassöffnung (Versor gungsöffnung) 26 und einer Auslassöffnung (Steueröffnung) 28. Die Einlassöffnung 26 und Auslassöffnung 28 werden über der speziellen Schneckengangöffnung zur Strömungsführung angeordnet. Die Elektromagnete 22 sind an der Kühlplatte 24 über den Öffnungen 26 und 28 befestigt, um die Hydraulikströmung zwischen Schneckengangkanälen in der Getriebeeinheit zu steuern.

Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, ist der Elektromagnet 22 mittels La schen 30 an der Kühlplatte 24 befestigt. Eine Dichtung 34 zum Abdichten des Elektromagneten 22 ist an der Kühlplatte 24 vorgesehen. Natürlich kann der Elekt romagnet auch auf andere dem Fachmann bekannte Art und Weise wie z. B. durch Schweißen, Nieten, Löten oder dergleichen befestigt werden. Wenn auch in der Darstellung getrennte Elektromagnete an der Kühlplatte befestigt sind, versteht es sich jedoch, dass auch integral ausgebildete Banken mehrerer Elektromagnete ver wendet und an der Kühlplatte befestigt werden könnten, falls dies für eine spezielle Anwendung erwünscht ist. Wenn auch die Elektromagnetwahl anwendungsbe stimmt ist, ist ein geeigneter Elektromagnet 22 für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ein "low leak"-Elektromagnet, wie er in der US-Patentanmeldung Ser. No. 10/034;826 vom 28. Dezember 2001 der Anmelderin unter dem Titel "Variable Bleed Solenoid" offenbart ist. Irgendwelche dem Fachmann bekannte Elektromag nete wie z. B. Ein-/Aus-Elektromagnete, pulsweitenmodulierte Elektromagnete, Elektromagnete mit veränderlicher Ablassströmung, krafiveränderliche Elektro magnete und natürlich proportional und umgekehrte proportional wirkende Elek tromagnete können verwendet werden.

Wie ohne weiteres einleuchtet, ist ein Verbinder 36 vorgesehen, um die Ge triebe-Steuereinheit mit dem Motorsteuercomputer des Fahrzeugs zu verbinden. Da die Getriebe-Steuereinheit an dem Getriebe angeordnet ist, ist die Leitungsverbin dung zu dem Motorsteuercomputer gegenüber älteren Konstruktionen mit entfernt angeordneten Getriebe-Steuereinheiten vereinfacht.

Wenn auch die Kühlplatte in der Darstellung unmittelbar am Getriebe befestigt ist und herkömmliche Verteilerkanalkörper, die früher zur Aulhahme der Elektromagnete verwendet wurden, ersetzt, kann die Kühlplatte wahlweise auch eine Trennplatte 32 umfassen. Die Trennplatte 32 kann dazu benutzt werden, ver schiedene Strömungsführungsfunktionen für die Hydraulikflüssigkeit zu überneh men, wie dies dem Fachmann bekannt ist.

Die Getriebe-Steuereinheit steuert die Elektromagnete. Dies ermöglicht eine Steuerung des Hydraulikdrucks und der Hydraulikströmung im Getriebe. Die unmittelbare Anbringung des Elektromagneten an der Kühlplatte der Getriebe-Steu ereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erleichtert eine Steuerung des Getrie bes mit einer außen montierten Getriebe-Steuereinheit ohne die Verwendung eines herkömmlichen Elektromagnet-Verteilerkanalkörpers. Durch den Verzicht auf den herkömmlichen Verteilerkanalkörper ergibt sich somit eine Gewichtsersparnis, und auch eine Verringerung der Kosten und des Gewichts der Leitungsverbindungen wird durch die vorliegende Erfindung erzielt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist nun für den Fachmann ersichtlich, dass die allgemeine Lehre der vorliegenden Erfindung in einer Vielzahl von Aus führungsformen verwirklicht werden kann. Wenn auch die Erfindung in Verbin dung mit speziellen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, sollte jedoch der Schutzbereich der Erfindung daher nicht hierauf beschränkt werden, da andere Aus führungsformen für den Fachmann bei Studium der Zeichnungen, Beschreibung und folgenden Ansprüche ersichtlich sind.

Claims

1. Steuermodul (10) zur Steuerung eines hydraulischen Fahrzeuggetriebes mit einer inneren Öffnung einschließlich Schneckengängen zum Verteilen von Hyd raulikflüssigkeit, welches Steuermodul (10) aufweist:
eine Kühlplatte (24) mit mindestens einer Einlassöffnung (26) und einer Auslassöffnung (28) zwecks Strömungsverbindung mit einem vorgegebenen Hyd raulikkanal oder Schneckengang im Getriebe (12);
eine Getriebe-Steuereinheit (20), die an der Kühlplatte (24) befestigt ist, wobei ein Ventilgehäuse (14) für eine Kühlung der Getriebe-Steuereinheit (20) sorgt; und
mindestens einen Elektromagneten (22), der an der Kühlplatte (24) befestigt und zwischen der Einlassöffnung (26) und der Auslassöffnung (28) angeordnet ist, um eine Hydraulikströmung durch die Schneckengänge im Getriebe (12) zu steuern.

2. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem eine Gruppe von Elektro magneten (22) an der Kühlplatte (24) angeordnet ist.

3. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Elektro magnet (22) mit der Getriebe-Steuereinheit (20) durch eine Flexschaltung elektro nisch verbunden ist.

4. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Elektro magnet (22) mit der Getriebe-Steuereinheit (20) durch einen Kabelbaum verbunden ist.

5. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Elektro magnet (22) mit der Getriebe-Steuereinheit (20) durch eine Verdrahtung elektro nisch verbunden ist.

6. Steuermodul (10) nach Anspruch 5, bei dem die Verdrahtung eine Schal tungsplatte ist.

7. Steuermodul (10) nach Anspruch 5, bei dem die Verdrahtung eine umgossene Schaltung ist.

8. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem eine Trennplatte zwischen der Kühlplatte (24) und dem Ventilgehäuse (14) angeordnet ist, um eine Strö mungsverbindung zwischen dem Ventilgehäuse (14) und dem mindestens einen Elektromagneten (22) herzustellen.

9. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein proportiona ler und ein mindestens umgekehrt proportionaler Elektromagnet (22) an der Kühl platte (24) vorgesehen ist.

10. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem der Elektromagnet (22) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ein-/Aus-Elektromagneten, pulsweitenmodu lierten Elektromagneten, Elektromagneten mit veränderlicher Ablassströmung und kraftveränderlichen Elektromagneten besteht.

11. Steuermodul (10) nach Anspruch 1, bei dem eine Einlassöffnung (26) und eine Auslassöffnung (28) durch die Kühlplatte an der Stelle des Elektromagne ten (22) verlaufen.

12. Getriebe (12) für ein Kraftfahrzeug, mit:
einem Getriebegehäuse einschließlich eines hydraulischen Ventilgehäuses (14), das mindestens einen Schneckengang bzw. -kanal (16) zur hydraulischen Steuerung interner Getriebefunktionen enthält, wobei das Ventilgehäuse (14) zum Innenraum des Getriebes (12) hin offen ist;
einem Steuermodul (10) zum Bedecken und Abdichten des Ventilgehäuses (14);
wobei das Steuermodul (10) mindestens eine an einer Kühlplatte (24) befestigte Getriebe-Steuereinheit (20) und mindestens einen an der Kühlplatte (24) be festigten Elektromagneten (22) aufweist;
der Elektromagnet (22) mit der Getriebe-Steuereinheit (20) elektrisch verbunden ist;
der Elektromagnet (22) einen Einlass (26) und einen Auslass (28) zur Steuerung von Hydraulikflüssigkeit vom Einlass (26) zum Auslass (28) umfasst, um eine Strömung in Abhängigkeit von Signalen der Getriebe-Steuereinheit (20) zu steuern;
die Kühlplatte (24) durchgehende Öffnungen (26, 28) umfasst,
die Öffnungen (26, 28) eine Verbindung zwischen Steuerkanälen (16) im Getriebe (12) zur Steuerung einer Funktion im Getriebe (12) ermöglicht.