DE10143929A1 - Getriebesteuervorrichtung - Google Patents
GetriebesteuervorrichtungInfo
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Abstract
Eine elektrohydraulische Getriebesteuervorrichtung (10) zum Erzeugen und Abgeben von Hydraulikdruck-Eingangssignalen an die Kupplungen, Bremsen und Schaltmechanismen eines Automatikgetriebes. Ein Modulkörper (14) trägt die Bauteile der Getriebesteuervorrichtung und ist an einem Getriebegehäuse (16) entfernbar angebracht. Der Modulkörper (14) bildet mehrere Strömungsmittelleitungen (28). Mehrere Steuerventile (26) sind an dem Modulkörper (14) angebracht und steuern Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen (28) für die Hydraulikzylinder der Bremsen und Kupplungen und die Schaltmechnismen im Getriebe. Mehrere Magnetsteuerventile (26) sind an dem Modulkörper angeordnet. Ein Regler (34), der an dem Modulkörper angeordnet ist, ist mit den Elektromagneten (30) verbunden und steuert die Ventile durch Betätigung der Elektromagnete (30) in Abhängigkeit von Eingangssignalen, die von den Sensoren (36-44) zum Erfassen verschiedener Parameter des Betriebszustandes des Betriebes und des zugehörigen Fahrzeuges. Eine hydraulische Ölpumpe (56), die in die Getriebesteuervorrichtung (10) integriert ist, liefert Hydrauliköl für die Steuerventile (26) und umfasst eine interne Reglersoftware für eine Kalibrierung der Getriebesteuervorrichtung.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebesteuervorrichtung zum Er
zeugen, Steuern und Abgeben von Hydraulikdruck-Eingangssignalen an ein Auto
matikgetriebe für dessen Betätigung.
Automatikgetriebe enthalten üblicherweise einen Drehmomentwandler und
einen Zahnrad-Getriebemechanismus für den automatischen Gangwechsel. Der
Drehmomentwandler ändert die Drehzahl einer Ausgangswelle der zugehörigen
Brennkraftmaschine. Der Drehmomentwandler überträgt außerdem das resultieren
de Drehmoment auf eine Turbinenwelle. Der Zahnrad-Getriebemechanismus ändert
die Drehzahl der Turbinenwelle. Der Zahnrad-Getriebemechanismus überträgt au
ßerdem das resultierende Drehmoment auf die Fahrzeugräder. Ein typischer Zahn
rad-Getriebemechanismus umfasst ein Planetenradgetriebe mit einem Zentralrad,
einem Ringrad, Planetenrädern und Reibgliedern. Die Reibglieder umfassen typi
scherweise Bauteile wie Kupplungen und Bremsen. Unterschiedliche Kombinatio
nen von Reibgliedern sorgen für unterschiedliche Zahnradübersetzungen zum Über
tragen des Drehmomentes von er Ausgangswelle der Brennkraftmaschine auf die
getriebenen Fahrzeugräder. Die automatische Umschaltung zwischen Kombinatio
nen von Reibgliedern in einem Automatikgetriebe erfolgt üblicherweise durch eine
Getriebesteuervorrichtung.
Derartige Getriebesteuervorrichtungen enthalten einige ihrer Bauteile in Mo
dulen, die unmittelbar an den Getriebegehäusen der zugehörigen Getriebe ange
bracht und in diese einsteckbar sind. Derartige Module sind an dem zugehörigen
Getriebegehäuse mittels Befestigungselementen wie Schrauben oder dergl. befes
tigt. Beispielsweise offenbart die US-A-5,845,544 eine Getriebesteuervorrichtung
mit einem Steuermodul, das als einteilige Einheit an einem Getriebegehäuse an
bringbar und in dieses einsteckbar ist. Die Bauteile des Steuermoduls sind in einem
gegossenen Modulgehäuse untergebracht, das am Getriebegehäuse mittels Schrau
ben oder dergl. auswechselbar angebracht ist. Das Modülgehäuse bildet mehrere
innere Elektrik- und Strömungsmittelverbinder und -Leitungen und ist so ausgebil
det, dass die verschiedenen Leitungen im Modulgehäuse zu den entsprechenden
Leitungen im Getriebegehäuse ausgerichtet sind.
Eine gedruckte Schaltungsplatte, die in dem oben erwähnten Modulgehäuse
untergebracht ist, umfasst einen elektronischen Regler. Eine Bank aus magnetbetä
tigten Steuerventilen ist innerhalb des Modulgehäuses angeordnet und mit dem
elektronischen Regler verbunden. Ein Lagesensor ist an einer Innenseite des Mo
dulgehäuses angebracht und wirkt mit einer Schaltwelle des Getriebes so zusam
men, dass er Axial- und Drehlagenänderungen der Schaltwelle erfasst. Der Lage
sensor ist mit dem elektronischen Regler verbunden und gibt an den Regler Signale
ab, die die Axial- und Drehlage der Schaltwelle wiedergeben. Der elektronische
Regler ist so programmiert, dass er die Steuerventile in Abhängigkeit von Signalen
der Sensoren mit z. B. des Lagesensors steuert. Die besagte Getriebesteuervorrich
tung ist so ausgelegt, dass sie einen Hilfsabschnitt eines zusammengesetzten manu
ellen Getriebes statt den Hauptabschnitt eines Automatikgetriebes schaltet. Die vor
bekannte Getriebesteuervorrichtung verwendet Luft und nicht Hydraulikflüssigkeit
als Strömungsmittel und benötigt eine externe Druckmittelquelle.
Ähnlich dem oben erwähnten US-Patent offenbart die US-A-4,688,449 eine
Getriebesteuervorrichtung mit Abschnitten, die unmittelbar an einem Getriebege
häuse eines Automatikgetriebes angebracht sind. Diese Getriebesteuervorrichtung
dient zum wahlweisen Ein- und Ausrücken von Kupplungen und Bremsen im Ge
triebe, wodurch Gangwechsel im Getriebe über vier automatisch wählbare Vor
wärtsgänge und eines manuell wählbaren Rückwärtsganges ermöglicht werden. Die
Getriebesteuervorrichtung bewirkt Gangwechsel entsprechend verschiedenen Ein
gangssignalen wie z. B. der Drosselventilöffnung der zugehörigen Brennkraftma
schine und der Fahrgeschwindigkeit des zugehörigen Fahrzeuges. Die hydraulische
Getriebesteuervorrichtung umfasst elektromagnetisch betätigte Steuerventile zum
Herbeiführen der Gangwechsel. Die vorbekannte Getriebesteuervorrichtung ist je
doch nicht in der Lage, das zugehörige Getriebe ohne Druckmittel aus einer ge
trennten Druckmittelpumpe und ohne Eingangssignale von entfernt angeordneten
Sensoren zu schalten.
Ein Problem, derartiger Getriebesteuervorrichtungen ergibt sich aus System
schwankungen, die durch Änderungen von Parametern wie z. B. dem Pumpen- und
Elektromagnet-Output und/oder -Druck wie auch Ventilleckage und Federvorspan
nungen hervorgerufen werden. Die Folgen derartiger Systemschwankungen in ei
nem Automatikgetriebe umfassen einen erhöhten Kraftstoffverbrauch und eine ver
ringerte Fahrqualität.
Es besteht somit ein Bedarf an einer Getriebesteuervorrichtung, die ein Au
tomatikgetriebe automatisch schalten kann, ohne Strömungsmittel aus einer entfern
ten Druckmittelquelle zu benötigen. Ferner besteht Bedarf an einer Getriebesteuer
vorrichtung, die keine Eingangssignale von entfernt angeordneten Sensoren benötigt
und bei der wesentlich geringere Systemänderungen als bei vorbekannten Getriebe
steuervorrichtungen auftreten.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Ansprüchen definiert.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Getriebesteuervorrichtung umfasst einen
Modulkörper, der als einteilige Einheit am Gehäuse eines Automatikgetriebes an
bringbar und in dieses einsteckbar ist. Steuermodul-Bauteile sind an dem Modul
körper abgestützt, der am Getriebegehäuse auswechselbar anbringbar ist und mehre
re Strömungsmittel-Verbinder und -Leitungen bildet. Die Steuerventile sind an dem
Modulkörper angeordnet und so ausgebildet, dass sie den Brems- und Kupplungs-
Hydraulikzylindern und/oder Schaltmechanismen im Automatikgetriebe Hydraulik
flüssigkeit dosiert zuführen. Elektromagnete, die an dem Modul angeordnet sind,
sind mit bestimmten Steuerventilen verbunden und so ausgebildet, dass sie die zu
gehörigen Steuerventile betätigen. Ein Regler ist mit den Steuerventilen verbunden
und steuert die Steuerventile durch Betätigung der Elektromagnete in Abhängigkeit
von Eingangssignalen aus Sensoren, die unterschiedliche Betriebsparameter des
Antriebsstranges des zugehörigen Fahrzeuges erfassen. Die Getriebesteuervorrich
tung umfasst ferner eine Ölpumpe, die die Steuerventile mit Drucköl versorgt.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Ölpumpe unmittelbar an dem
Modulkörper abgestützt und wird von diesem getragen. Die erfindungsgemäß aus
gebildete Getriebesteuervorrichtung benötigt daher keine externe Druckmittelquelle
wie z. B. eine Getriebe-Pumpe, die beispielsweise mit der Nabe eines Drehmo
mentwandlers verbunden ist.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Getriebesteuervorrichtung hat weitere
Vorteile wie große Betriebssicherheit, einfache Montage, geringes Gewicht und
Herstellungskosten, vereinfachte Logistik und einfache Montage sowie geringere
Systemänderungen, was dadurch erreicht wird, dass eine Kalibrierung der Getriebe
steuervorrichtung möglich ist, ehe das Modul an den Kunden ausgeliefert wird.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Getriebesteuervorrichtung, die an
einem Getriebegehäuse angebracht ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Getriebesteuervorrichtung in Fig. 1,
bei der Teile einer Ölpumpe in Explosionsdarstellung gezeigt sind;
Fig. 3 eine fragmentarische perspektivische vergrößerte Ansicht der Getrie
besteuervorrichtung in Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Getriebesteuervorrichtung in Fig. 1,
die vom Getriebegehäuse gelöst ist;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Getriebesteuervorrichtung in Fig. 1,
bei der der Modulkörper der Getriebesteuervorrichtung entfernt ist, um Elektro
magnet- und Drehzahlsensor-Abschnitte der Getriebesteuervorrichtung freizulegen;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Getriebesteuervorrichtung, die
an einem Getriebe angebracht ist, wobei eine Ölpumpe der Getriebesteuervorrich
tung mit der Ausgangswelle des Drehmomentwandlers des Getriebes durch einen
Zahnradsatz verbunden ist;
Fig. 7 ein Blockdiagramm des Schaltreglers, der Sensoren und der Elektro
magnete der Getriebesteuervorrichtung;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Getriebesteuervorrichtung gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Getriebesteuervorrichtung in Fig. 8,
die an einem Getriebegehäuse angebracht ist;
Fig. 10 eine fragmentarische Querschnittsansicht der Getriebesteuervorrich
tung und des Getriebes in Fig. 8, bei der die Getriebesteuervorrichtung abgeschnit
ten ist, um den elektronischen Regler freizulegen;
Fig. 11A eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausfüh
rungsbeispieles eines Sensorrades der Getriebesteuervorrichtung in Fig. 8;
Fig. 11B eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Ausfüh
rungsbeispiels eines Sensorrades der Getriebesteuervorrichtung in Fig. 8;
Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Getriebesteuervorrichtung mit
zwei Ölpumpen, die mit einer Ölquelle verbunden sind.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Getriebesteuervorrichtung zum Erzeu
gen, Steuern und Abgeben von Hydraulikdruck-Eingangssignalen an Kupplungen,
Bremse und Schaltmechanismen eines Automatikgetriebes zu dessen Schaltung ist
in den Zeichnungen mit 10 bezeichnet. Ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel
ist mit 10' bzw. 10".
Die Getriebesteuervorrichtung 10 ist eine integrierte modulare Einheit mit
einem Modulkörper 14, der an einem Getriebegehäuse 16 (Fig. 1, 3 und 6) des Au
tomatikgetriebes anbringbar und in dieses einsteckbar ist. Die Getriebesteuervor
richtung 10 dient zum Ein- und Ausrücken von Kupplungen, Bremsen und Schalt
mechanismen im Getriebe, um Gangwechsel über sechs automatisch gewählte
Vorwärtsgänge und einen manuell gewählten oder elektrohydraulisch gewählten
und gesteuerten Rückwärtsgang durchzuführen. Es versteht sich jedoch, dass die
Getriebesteuervorrichtung 10 auch für Automatikgetriebe mit mehr oder weniger als
sechs Vorwärtsgängen ausgelegt werden kann. Alle Bauteile der Getriebesteuervor
richtung 10 sind an dem Modulkörper 14 abgestützt. Der Modulkörper 14 wird aus
Metall formgegossen und hat eine solche Form, dass der Modulkörper 14 auswech
selbar am Getriebegehäuse 16 angebracht werden kann. Der Modulkörper 14 ist so
ausgelegt, dass er am Getriebegehäuse 16 durch Befestigungselemente 18 (Fig. 1,
3 und 4) anbringbar ist. Die Befestigungselemente 18 erstrecken sich durch kreis
förmige Durchgangslöcher des Modulkörpers 14 in Löcher des Getriebegehäuses
16. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Modulkörper 14 jedoch auch aus
anderem Material und durch andere geeignete Mittel zusammengesetzt sein.
Der Modulkörper 14 wird ferner so gegossen, dass er mehrere innere Strö
mungsmittelverbinder und -Leitungen 20 (Ölkanäle) bildet. Der Modulkörper 14
hat ferner eine solcher Form, dass die verschiedenen Leitungen 20 des Modulkör
pers 14 zu entsprechenden Leitungen 22 im Getriebegehäuse 16 ausgerichtet sind,
wenn der Modulkörper 14 am Getriebegehäuse 16 angebracht ist. Die Leitungen 20,
22 sind so ausgebildet, dass sie eine Verbindung zwischen den Ventilen und Hyd
raulikzylindern 24 der Bremsen, Kupplungen und Schaltmechanismen des Getriebes
herstellen. Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, sind mehrere Steuerventile 26 an
dem Modularkörper 14 entlang der Leitungen 20 angeordnet. Die Steuerventile 26
steuern den Strom von Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 20 zu den Hydrau
likzylindern 24 zwecks Steuerung der Bremsen und Kupplungen des Getriebes.
Wenn die Getriebesteuervorrichtung in einem Dualkupplungsgetriebe (DCT) ver
wendet wird, dient die Getriebesteuervorrichtung zur Steuerung der beiden Kupp
lungen sowie der linearen hydraulischen Stellglieder für die Gangwahl.
Der Modulkörper 14 ist so ausgebildet, dass er mehrere innere elektrische
Verbinder und Leitungen 28 aufnimmt. Die elektrischen Leitungen 28 sind als
Drähte, flexible Kabel oder Leiterrahmen ausgebildet, die einen elektronischen
Regler 34 mit Elektromagneten 30 zum Betätigen der Steuerventile 26 verbinden.
Die Elektromagnete 30 sind ebenfalls an dem Modulkörper 14 abgestützt und wer
den weiter unten genauer beschrieben.
Ein Deckel 32 (Fig. 1, 2 und 4) ist mit dem Modulkörper 14 verbunden und
deckt die übrigen Teile der Getriebesteuervorrichtung einschließlich der Ölpumpe
56 der Elektromagnete 30 und der Steuerventile 26 ab. Der Deckel 32 bildet auch
eine elektrische Verbindung mit den Elektromagneten 30, Motoren, Sensoren 36-44
und dem elektronischen Regler 34.
Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, sind die Elektromagnete 30 mit zugehö
rigen Steuerventilen 26 mechanisch verbunden und mit dem elektronischen Regler
34 elektrisch verbunden. Die Elektromagnete 30 sind so ausgebildet, dass sie die
entsprechenden Steuerventile 26 in Abhängigkeit von Steuersignalen des elektroni
schen Reglers 34 steuern.
Wie in Fig. 7 dargestellt, ist der elektronische Regler 34 so ausgebildet, dass
er die Steuerventile 26 durch Betätigung der Elektromagnete 30 in Abhängigkeit
von Eingangssignalen der Sensoren 36-44 steuert, dass sie verschiedene Betriebspa
rameter des zugehörigen Fahrzeuges erfassen. Der Regler 34 umfasst einen Compu
ter, der so programmiert ist, dass er die Steuerventile 26 durch Abgabe von Steuer
signalen an die Elektromagnete 30 betätigt. Der Computer empfängt Eingangssigna
le von den Sensoren 36-44 durch einen I/O-Port 46. Der I/O-Port dient ferner als
Ausgangsport für Steuersignale, die von dem Computer an die Elektromagnetventi
le übertragen werden. Der Computer umfasst eine zentrale Prozessoreinheit 48
(CPU) und einen RAM 50 (random access memory) für die Schaltpunktverarbei
tung. Der Computer umfasst ferner einen ROM 52 (read-only memory) zum Spei
chern von Schaltmusterdaten wie z. B. Schaltpunkten und Verriegelungspunkten.
Der elektronische Regler 34 steuert Schaltfunktionen wie auch Start- und Kühlfunk
tionen eines Hostgetriebes.
Der Computer ist in einer keramischen Hybridschaltungsplatte 54 verwirk
licht, die an dem Modulkörper 14 und innerhalb des Deckels 32 abgestützt ist, wie
in Fig. 4 dargestellt. Die keramische Hybridschaltungsplatte umfasst somit den
elektronischen Regler 34. Wie in Fig. 10 gezeigt, kann eine gedruckte Schaltungs
platte 54' anstelle der keramischen Hybridschaltungsplatte 54 verwendet werden.
Die Sensoren 36-44 umfassen sowohl interne Sensoren 36-39 wie auch ex
terne Sensoren 40-44. Die internen Sensoren 36-39 werden am Modulkörper 14 ab
gestützt und sind vollständig in die Getriebesteuervorrichtung 10 integriert. Die in
ternen Sensoren 36-39 umfassen einen Temperatursensor 36, Drehzahlsensoren 37
(sowohl Eingangs- wie auch Ausgangswellensensoren), einen Linear- und Drehla
gensensor 38 und einen Drucksensor 39. Die Sensoren 36-44 sind so ausgelegt, dass
sie verschiedene Betriebsparameter des Fahrzeuges erfassen. Der Drucksensor 39
erfasst Druckänderungen der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 20 innerhalb des
Modulkörpers 14.
Die Drehzahlsensoren 37 erstrecken sich von dem Modulkörper 14 in das
Getriebegehäuse 16 und sind so angeordnet und ausgebildet, dass sie die Drehzahl
rotierender Bauteile innerhalb des Getriebegehäuses erfassen. Die Drehzahlsensoren 37
umfassen Halleffektsensoren 80, die Magnetfeldunterbrechungen als Mittel zum
Bestimmen der Drehzahl von Sensorrädern bzw. "Triggerrädern" 82 erfassen. Die
Halleffektsensoren 80 sind an entsprechenden Stellen angeordnet, die zu dem ent
sprechenden Außenumfang der entsprechenden Triggerräder 82 radial beabstandet
sind. Die Triggerräder 82 sind an rotierenden Getriebeteilen angebracht bzw. mit
ihnen verbunden. Wenn die entsprechenden Getriebeteile rotieren, laufen die Trig
gerräder 82 an den Halleffektsensoren 80 vorbei. Die Halleffektsensoren 80 messen
die Drehzahl der Triggerräder 82 und geben entsprechende Signale an den Regler
34 ab.
Eine Bauart eines Halleffektsensors ist bei 80 in Fig. 11A dargestellt. Ent
sprechend dieser Anordnung sind mehrere Magnete 84 um den Außenumfang des
Triggerrades 82 herum angeordnet. Wenn die Magnetfelder der Magnete 84 den
Halleffektsensor 80 durchqueren, induzieren sie einen elektrischen Strom, den der
Halleffektsensor in einen Ausgangsimpuls für den Regler 34 wandelt. Der Regler
34 misst die Drehzahl des Triggerrades 82 durch Zählen der Anzahl der Ausgangs
impulse, die der Regler 34 von dem Halleffektsensor 80 über der Zeit empfängt.
Eine andere Bauart eines Halleffektsensors ist bei 80b in Fig. 11B darge
stellt. Entsprechend dieser Anordnung ist ein einzelner festgelegter Magnet 84b auf
einer Seite des Halleffektsensors 80b gegenüber dem entsprechenden Triggerrad 82b
angeordnet. Das Triggerrad 82b besteht in diesem Fall aus Stahl und umfasst meh
rere in Umfangsrichtung beabstandete Zähne 86, die Zwischenräume 88 um den
Außenumfang des Triggerrades 82b bilden. Der Halleffektsensor 80b gibt Aus
gangsimpulse an den Regler 34 ab, die den Unterbrechungen entsprechen, welche
die Zähne 86 im Magnetfeld des festgelegten Magneten 84b hervorrufen.
Beispiele externer Sensoren, die mit dem Regler 34 durch eine elektrische
Verdrahtung verbunden werden können, umfassen einen Drosselventilöffnungs-
Sensor 38, der den Betrag, um den das Beschleunigerpedal niedergedrückt wird,
erfasst, einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 40 und einen Drehzahl-Sensor 42
für die Hauptgetriebeausgangswelle.
Ein weiterer möglicher externer Sensor ist ein Schalthebel-Positionssensor
44, der mit einer Getriebeschaltwelle so zusammenwirkt, dass er Axial- und Dreh
lagenänderungen der Schaltwelle erfasst.
Die Getriebesteuervorrichtung 10 enthält eine integrierte Ölpumpe 56, die
die Steuerventile 26 mit Drucköl versorgt. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die Ölpumpe
56 unmittelbar mit dem Modulkörper 14 verbunden und an diesem abgestützt. Die
Ölpumpe 56 ist mit der Motorseite, d. h. der Eingangsseite eines Drehmomentwand
lers verbunden und wird von dieser mechanisch angetrieben. Die Eingangsseite des
Drehmomentwandlers ist mit der Ausgangswelle 58 des Drehmomentwandlers
durch einen Zahnradsatz 60 (Fig. 6) und ein Zahnrad 62 (Fig. 5) verbunden, das mit
der Antriebswelle 63 der Ölpumpe verbunden ist. Wenn das Getriebe ein Dualkupp
lungsgetriebe ist, ist die Ölpumpe mit der Motorseite einer Kupplung des Dualkupp
lungsgetriebes verbunden und wird von dieser mechanisch angetrieben. Die Öl
pumpe 56 ist so ausgebildet, dass sie die Steuerventile 26 durch die als Kanäle aus
gebildeten inneren Leitungen 20 mit Drucköl versorgt.
Der Regler 34 ist so programmiert, dass er eine selbsttätige Kalibrierung der
Getriebesteuervorrichtung 10 zum Einstellen elektronisch gespeicherter Werte
durchführt. Da die Getriebesteuervorrichtung 10 eine integrale Einheit bildet und
eine Ölpumpe 56 umfasst, kann die Getriebesteuervorrichtung 10 als Einheit kalib
riert werden, um Outputschwankungen zu minimieren. Die Integration der Ölpumpe
56 ermöglicht ferner eine Kalibrierung der Getriebesteuervorrichtung 10 jederzeit
während ihrer Lebensdauer, beispielsweise noch ehe sie an den Endverbraucher
ausgeliefert wird. Die Kalibrierung "negiert" Schwankungen des Druckpumpenflus
ses, des Elektromagnetstroms und/oder -drucks, des Ventildurchflusses und/oder
Drucks, interner und externer Leckagen der gesamten Getriebesteuervorrichtung 10
sowie von Druckabfällen in den Leitungen 20. Die Getriebesteuervorrichtung kann
stattdessen auch unter Verwendung bekannter mechanischer Techniken kalibriert
werden.
Bei anderen Ausführungsbeispielen wie der Getriebesteuervorrichtung 10",
die schematisch in Fig. 12 dargestellt ist, kann eine oder mehrere zusätzliche Öl
pumpen 56" an dem Modulkörper 14' abgestützt und mit einem oder mehreren
Steuerventilen 26" verbunden werden, um diese mit Drucköl zu versorgen. Die Öl
pumpen 56, 56" empfangen Hydrauliköl von einer Ölquelle 70, wie z. B. einem
Getriebesumpf. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann die erste Ölpumpe 56 eini
ge der Steuerventile 26 mit einem bestimmten Druck und einer bestimmten Durch
flussrate mit Hydrauliköl versorgen, während die zweite bzw. die weiteren Ölpum
pen 56" die anderen Steuerventile 26 mit einem anderen Druck und/oder einer an
deren Durchflussrate versorgen können. In jedem Fall kann die Ölpumpe 56 oder
können die Ölpumpen 56, 56" mechanisch oder elektrische angetrieben werden.
In der Praxis erhält der Modularkörper 14 eine solcher Form, dass er am Ge
triebegehäuse auswechselbar befestigt werden kann. Der Modulkörper 14 hat ferner
eine solcher Form, dass er die oben beschriebenen Leitungen 20 (Kanäle) enthält.
Die Steuerventile 26 werden dann an dem Modulkörper 14 angebracht, und der
Regler 34 ist so aufgebaut und programmiert, dass er die Steuerventile 26 durch
Betätigen der Steuerventile in Abhängigkeit von Eingangssignalen aus den Senso
ren 36-44 steuert. Der Regler 34 ist mit den Steuerventilen 26 und den internen Sen
soren 36-39 verbunden. Die Ölpumpe 56 wird dann an dem Modulkörper 14 in ei
ner Position angebracht, in der sie Drucköl einem oder mehreren der Steuerventile
26 zuführt. Wenn die Getriebesteuervorrichtung mehr als eine Ölpumpe 56, 56"
umfasst, können die zusätzlichen Pumpen 56" ebenfalls an dem Modulkörper 14 in
entsprechenden Positionen befestigt werden.
Wenn die Getriebesteuervorrichtung 10 wie oben beschrieben zusammenge
baut ist, kann sie kalibriert werden, ehe sie am Getriebe befestigt wird. Diese integ
rierte Kalibrierung kann durch bekannte mechanische Mittel oder durch eine ent
sprechende Programmierung des Reglers 34 zwecks Selbstkalibrierung der Getrie
besteuervorrichtung 10 erreicht werden.
Die beschriebene Getriebesteuervorrichtung integriert eine Ölpumpe und
eine elektronische Regelung in ein einziges, sich selbst versorgendes Modul, das in
ein Getriebegehäuse einsteckbar ist und an wesentliche Merkmale des Getriebes,
wie z. B. mechanische Gestänge, Strömungsmittelkanäle und elektrische Schaltun
gen angepasst ist. Diese Konstruktion sorgt für eine verbesserte Effektivität, da vie
le Merkmale wie z. B. innere Hydraulikkanäle, hydraulische Zwischenflächen und
die Pumpe und die Regelung gemeinsame mechanische Zwischenflächen mit dem
Gehäuse teilen, da die Getriebesteuervorrichtung eine integrale Einheit bildet, der
Zusammenbau des Getriebes im Vergleich zum Stand der Technik vereinfacht wird,
bei dem die Hydraulikpumpe ein getrenntes Getriebeteil ist und die Regelung mit
getrennten mechanischen, elektrischen und hydraulischen Zwischenflächen getrennt
am Gehäuse befestigt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass
wegen der gemeinsamen Kalibrierung der Getriebesteuervorrichtung 10 ein gleich
förmigeres Betriebsverhalten einer großen Anzahl von massengefertigten Getriebe
steuervorrichtungen erzielt werden kann.
Claims (25)
1. Getriebesteuervorrichtung (10) zum Erzeugen, Steuern und Abgeben von
Hydraulikdruck-Eingangssignalen an ein Automatikgetriebe für dessen Betätigung,
welche Getriebesteuerung aufweist:
einen Modulkörper (14), der an einem Getriebegehäuse (16) des Getriebes auswechselbar anbringbar ist und mehrere Strömungsmittel-Verbinder und -Lei tungen (28) bildet;
mehrere Steuerventile (26), die an dem Modulkörper (14) angeordnet sind und das Getriebe mit Hydraulikflüssigkeit versorgen;
mehrere Elektromagnete (30), die an dem Modulkörper (14) angeordnet und mit den Steuerventilen (26) verbunden sind;
einen Regler (34), der mit den Elektromagneten (30) verbunden ist und die Steuerventile (26) durch Betätigen der Elektromagnete (30) in Abhängigkeit von Eingangssignalen von Sensoren (36-44) steuert, die verschiedene Betriebsparameter des zugehörigen Fahrzeuges erfassen, und
eine Ölpumpe (56), die in die Getriebesteuervorrichtung (10) integriert ist und die Steuerventile (26) mit unter Druck stehendem Hydrauliköl versorgt, so dass die Getriebesteuervorrichtung (10) eine selbständige Getriebesteuerung bildet, die keine externe Hydraulikdruckquelle benötigt.
einen Modulkörper (14), der an einem Getriebegehäuse (16) des Getriebes auswechselbar anbringbar ist und mehrere Strömungsmittel-Verbinder und -Lei tungen (28) bildet;
mehrere Steuerventile (26), die an dem Modulkörper (14) angeordnet sind und das Getriebe mit Hydraulikflüssigkeit versorgen;
mehrere Elektromagnete (30), die an dem Modulkörper (14) angeordnet und mit den Steuerventilen (26) verbunden sind;
einen Regler (34), der mit den Elektromagneten (30) verbunden ist und die Steuerventile (26) durch Betätigen der Elektromagnete (30) in Abhängigkeit von Eingangssignalen von Sensoren (36-44) steuert, die verschiedene Betriebsparameter des zugehörigen Fahrzeuges erfassen, und
eine Ölpumpe (56), die in die Getriebesteuervorrichtung (10) integriert ist und die Steuerventile (26) mit unter Druck stehendem Hydrauliköl versorgt, so dass die Getriebesteuervorrichtung (10) eine selbständige Getriebesteuerung bildet, die keine externe Hydraulikdruckquelle benötigt.
2. Getriebesteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens einer der Sensoren (36-44) an dem Modulkörper (14) abgestützt ist.
3. Getriebesteuervorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens einer der am Modulkörper (14) abgestützten Sensoren (36-44) ein
Drucksensor (39) zum Erfassen von Druckänderungen in einer Hydraulikleitung
(20) innerhalb des Modulkörpers (14) ist.
4. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulkörper (14) aus Spritzgussmetall be
steht.
5. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulkörper (14) an dem Getriebegehäuse
(16) durch Befestigungselemente (18) angebracht ist, die durch Löcher in dem Mo
dulkörper (14) hindurch in Löcher des Getriebegehäuses (16) verlaufen.
6. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulkörper (14) mehrere interne Strö
mungsmittel-Verbinder und -Leitungen (28) bildet und so ausgebildet ist, dass die
in dem Modulkörper (14) gebildeten Leitungen (28) im eingebauten Zustand des
Modulkörpers (14) zu entsprechenden Leitungen (28) im Getriebegehäuse (16) aus
gerichtet sind.
7. Getriebesteuervorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Ölpumpe (56) mit den Steuerventilen (26) durch die Strömungsmittel-
Leitungen (28) verbunden ist.
8. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulkörper (14) mehrere interne elektri
sche Leitungen (28) bildet, die durch die Getriebesteuervorrichtung verlaufende
elektrische Strompfade bilden.
9. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass eine Getriebegehäuse (16) mit dem Modulkörper
(14) verbunden ist und andere Bauteile der Getriebesteuervorrichtung abdeckt.
10. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (34) zum Ein- und Ausrücken von
Kupplungen und Bremsen des Getriebes dient.
11. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, gekennzeichnet durch einen Lagesensor (38), der mit dem Regler (34) verbun
den ist und zum Erfassen von Lageänderungen einer Schaltwelle des Getriebes
dient, wobei der Lagesensor (38) so ausgebildet ist, dass er an den Regler (34) Sig
nale abgibt, die Schaltwellenbewegungen darstellen.
12. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (34) an dem Modulkörper (14) abge
stützt ist.
13. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, dass der Regler (34) innerhalb des Getriebegehäuses (16)
abgestützt ist.
14. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (34) Eingangssignale von externen
und internen Sensoren (36-44) empfängt.
15. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass eine gedruckte Schaltungsplatte an dem Modul
körper (14) abgestützt ist und den Regler (34) umfasst.
16. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (34) einen Computer enthält, der die
Steuerventile (26) durch Abgabe von Steuersignalen an die Elektromagnete (30)
steuert.
17. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (56) mit der Eingangsseite eines
Drehmomentwandlers des zugehörigen Getriebes mechanisch verbunden ist.
18. Getriebesteuervorrichtung (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, dass die Ölpumpe (56) mit der Eingangsseite des Drehmomentwandlers durch
einen Zahnradsatz (60) verbunden ist.
19. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da
durch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (56) mit der Motorseite einer Kupplung
eines Dualkupplungsgetriebes mechanisch verbunden ist.
20. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (34) so ausgebildet ist, dass er eine
selbsttätige Kalibrierung der Getriebesteuervorrichtung (10) zum Verstellen elekt
ronisch gespeicherter Werte durchführt.
21. Getriebesteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, dass sie mechanisch kalibrierbar ist.
22. Verfahren zum Herstellen einer Getriebesteuervorrichtung (10), insbe
sondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem:
ein Modulkörper (14) bereitgestellt wird, der an einem Getriebegehäuse (16) des Getriebes auswechselbar anbringbar ist und mehrere Strömungsmittel- Verbinder und -Leitungen (28) bildet,
mehrere Steuerventile (26) an dem Modulkörper (14) abgestützt werden,
die Steuerventile (26) mit einem Regler (34) verbunden werden, der die Steuerventile (26) in Abhängigkeit von Eingangssignalen von Sensoren (36-44) steuert, und
eine Ölpumpe (56) an dem Modulkörper (14) in einer Lage abgestützt wird, in der sie eines oder mehrere der Steuerventile (26) mit Drucköl versorgt.
ein Modulkörper (14) bereitgestellt wird, der an einem Getriebegehäuse (16) des Getriebes auswechselbar anbringbar ist und mehrere Strömungsmittel- Verbinder und -Leitungen (28) bildet,
mehrere Steuerventile (26) an dem Modulkörper (14) abgestützt werden,
die Steuerventile (26) mit einem Regler (34) verbunden werden, der die Steuerventile (26) in Abhängigkeit von Eingangssignalen von Sensoren (36-44) steuert, und
eine Ölpumpe (56) an dem Modulkörper (14) in einer Lage abgestützt wird, in der sie eines oder mehrere der Steuerventile (26) mit Drucköl versorgt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es den zu
sätzlichen Schritt einer Kalibrierung der Getriebesteuervorrichtung (10) umfasst.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe
steuervorrichtung (10) kalibriert wird, ehe die Getriebesteuervorrichtung an einem
Automatikgetriebe angebracht wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
dass eine zweite Ölpumpe (56) an dem Modulkörper (14) in einer Lage abgestützt
wird, in der sie eines oder mehrere der Steuerventile (26) mit Drucköl versorgt.
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