DE3415861A1

DE3415861A1 - Vorrichtung zur steuerung einer kopplungseinrichtung

Info

Publication number: DE3415861A1
Application number: DE19843415861
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 4050 Mönchengladbach Bruss
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1985-10-31
Also published as: JPS60234122A; EP0163046A1; EP0163046B1; DE3415861C2; US4627825A; DE3561080D1

Description

Vorrichtung zur Steuerung einer Kopplungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der europäischen Patentanmeldung oo 69 868 für eine Winkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einem Antriebsrad bekannt. Mit dieser Vorrichtung soll eine drehzahl- und lastabhängige Winkelverstellung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine erreicht werden, wobei über Impulsgeber und Sensoren eine Bezug swinkel stellung und eine Winkeldrehung der Motorkurbelwelle, die mit dem Antriebsrad verbunden ist, festgestellt und zu einem Stellwertsignal verarbeitet werden sollen. Dieses Stellwertsignal wird dabei einem Einstellgerät, das von mehreren Antriebsmotoren antreibbar und dessen Stellung von einem Mehrgangspotentiometer als Istwertsignal angezeigt ist, aufgeschaltet. Diese Vorrichtung ist sehr aufwendig und kompliziert aufgebaut und benötigt die Bereitstellung einer beträchtlichen Versteil-Leistung. Auch die Istwerterfassung erscheint als zu ungenau, da der Istwert nicht direkt von der Nockenwelle angezeigt wird.

Aus der DE-OS 2o 32 581 ist eine weitere Vorrichtung zur Veränderung der Ventilsteuerzeiten bekannt, bei der die Nockenwelle bei geringen Leistungen des Motors selbstätig rückverstellt und bei größeren Leistungen vorverstellt wird. Hierfür weist eine Kopplungseinrichtung zwei motor-drucköl-beaufschlagte Kolben in zylindrischen Bohrungen auf, die, gleichsinnig wirkend, eine Winkelverstellung bewirken sollen. Für die Rückstellung dieser Verstellung sind jedoch, abgesehen von der durch Olaustritt zwischen dem Kolben und Zylinder ermöglichten Rückstellung, keine Mittel angegeben, d.h. eine aktive Verstellung ist nur in eine Richtung möglich.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der genannten Art so auszubilden, daß der mechanische Aufwand in Grenzen gehalten ist und eine Erkennung bzw. Steuerung der Winkelverstellung mit hoher Genauigkeit möglich wird.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen werden Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung genannt .

Mit der Erfindung ist eine vielseitig verwendbare Vorrichtung zur Steuerung einer Kopplungseinrichtung verwirklicht worden, die mechanisch und hydraulisch sehr einfach aufgebaut ist. Durch direkt an den Kopplungsgliedern Welle und Antriebsrad angeordnete Impulsgeber ist eine genaue Verstellwinkelerkennung möglich geworden. Durch die digitale Aufzeichnung der die Winkelverstellung kennzeichnenden Referenz- bzw. Bezugssignale und der ausgezählten Istwertsignale ist eine Verknüpfung mit einer abgespeicherten Kennfeldsteuerung ohne Analog/Digital-Umwandlung gegeben. Die Winkelverstellung kann in jede Richtung erfolgen, ohne daß eine große Verstell-Leistung bereitgestellt werden muß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Ausführung einer Kopplungseinrichtung in einer Ansicht mit Teilschnitten.

Fig. 2 Einen Querschnitt durch die Welle und das Antriebsrad nach Fig. 1.

Fig. 3 Ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Erkennung und Steuerung der Winkelverstellung.

Fig. 4 Ein Blockschaltbild einer alternativen Schaltung.

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Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung bestehend aus einem Lagerbock 1 mit zwei Lagerstellen 2,3» in den eine aus zwei Teilen 4,5 gebaute Welle 6 eingesetzt ist, wobei ein Zentrierzapfen 7 des Wellenteils 4 gleichzeitig einen Lagerzapfen 8 eines eine Verzahnung 9 aufweisenden Antriebsrades Io bildet. Das Wellenteil 4 weist im Bereich der Lagerstelle 2 zwei umlaufende Ölnuten 11,12 auf, die mit zwei in der Lagerstelle 2 ausmündenden Ölbohrungen 13, des Lagerbockes 1 fluchten. Jede dieser Bohrungen 13,14 ist über je eine Drossel 15 mit einer Druckleitung 16 einer Ölpumpe 17 verbunden und weist eine Entlastungsbohrung 18,19 auf, die von einem elektrisch betätigbaren Ventil 2o,21 kontrolliert wird und in ein Ölreservoir 22 ausmündet.

Von den Ölnuten 11,12 geht jeweils eine Bohrung 23,2*1 zu jeweils einem, wie aus Fig. 2 ersichtlich, einen Kolben 25 aufweisenden Zylinder 26,27, wobei die beiden Zylinder 26,27 symmetrisch angeordnet sind. In einer die Bohrungen 23,24 verbindenden Querbohrung 28 ist ein beidseitig federbelasteter Schieber 29 angeordnet, der die Querschnitte der zu den Zylindern 26,27 führenden Bohrungen 23,24 verschließt, wenn Druckgleichheit in den Bohrungen 23,24 herrscht, wobei die Stirnflächen 3o,31 des Schiebers 29 über jeweils eine Leitung 32 aus einer der Bohrungen 23,24 mit dem dort herrschenden Druck beaufschlagt sind.

Hierdurch wird erreicht, daß bei ungleichem Druck in den Bohrungen 23,24, d.h. wenn eines der Ventile 2o,2l geöffnet ist, der Schieber 29 in die dann druckentlastete Bohrung eingeschoben ist, so daß die Querschnitte der Bohrungen 23»24 geöffnet sind und Öl in einen der Zylinder 26,27 hinein und aus dem anderen heraus fließen kann. Hierdurch wird eine entsprechende Verstellung der Kolben 25 erreicht, wobei der unter Druckeinwirkung aus dem Zylinder herausgedrückte Kolben 25 dann gegen eine Kugel 33 wirkt, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sich an in bezug auf einen konzentrischen Umfang zur Welle 6 tangential verlaufende Reaktionskräfte verursachen-

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de Flächen 34,35 der Welle 6 und des Antriebsrades Io abstützt, so daß eine Winkelverstellung erreicht wird. Die Winkelverstellung kann durch die symmetrisch angeordneten Zylinder 26,27 in beide Richtungen erfolgen.

Die Welle 6 und das Antriebsrad weisen Impulsgeber 36,38» die jeweils am äußeren Umfang angeordnet sind und auf am Lagerbock 1 befestigte Sensoren 37»39 einwirken sollen.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, aus dem die Schaltung zur Erkennung der Winkelverstellung und zur Steuerung der die Verstellung bewirkenden Ventile 2o,21 erkennbar ist.

Die Welle 6 und das Antriebsrad Io sind als Kreise dargestellt und weisen die Impulsgeber 36,38 auf, die bei Annäherung an die Sensoren 37»39 in diesen ein Signal erzeugen.

Das Signal des Impulsgebers 36 des Antriebsrades Io wird als Referenzsignal gewertet und entspricht der maximal möglichen Winkelverstellung.

Das Signal des Impulsgebers 38 der Welle 6 eilt als Istwertsignal bei der maximalen Winkelversteilung dem Referenzsignal voraus und weist dann eine dem Referenzsignal gleiche Zeitlänge auf. Hierbei ist vorgesehen, daß das Istwertsignal einen Zähler 4o aktiviert und daß das Referenzsignal einen weiteren Zähler 41 für die Signaldauer aktiviert und gleichzeitig den Zähler ko mit dem Signalanfang stoppt. Während ihrer Aktivierung zählen die Zähler 4o,4l Takte eines mit konstanter Frequenz arbeitenden Takt gebers k2 . Die Zählergebnisse werden einem Teiler 43 zugeführt, dessen Ergebnis als Verhältnis der Zählergebnisse die Winkelverstellung zwischen dem O- und dem Maximalwert erkennen läßt. Dieses Ergebnis kann in üblicher Weise mit-

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tels eines Korrekturwertspexchers 44 und ggfs. mittels weiterer Informationssignale (Drehzahl, Last etc.) in ein Korrektursignal verändert werden, das über einen Verstärker 45 den Ventilen 2o,21 als elektrisches Signal zugeführt werden kann.

Fig. 4 zeigt eine alternative Schaltung, wobei die Welle 6 eine Anzahl von Impulsgebern 38 aufweist, deren Signale über den Sensor 39 von einem Zähler 46 so lange gezählt werden, bis der Impulsgeber 36 des Antriebsrades Io über den Sensor 37 ein Signal erzeugt, das den Zähler 46 stoppt. Das Zählergebnis gibt Auskunft über die Winkelverstellung, da jedem Impuls eine bestimmte Winkelverstellung zugeordnet ist, und kann mittels eines Korrekturwertspexchers 47 und ggfs. mittels weiterer Informationssignale in ein Korrektursignal verändert werden, das über einen Verstärker 48 den Ventilen 2o,21 als elektrisches Signal zugeführt werden kann.

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Claims

Pierburg GmbH & Co. KG

Neuss 1

Patentansprüche

IjL Vorrichtung zur Steuerung einer Kopplungseinrichtung zur Winkelversteilung einer Welle gegenüber einem Antriebsrad, wobei die Stellungen der* Welle und des Antriebsrades durch Impulsgeber und Sensoren erkennbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) einer symmetrischen Anordnung von auf den Druck eines Fluids ansprechender Kolben (25) zur Erreichung einer umkehrbaren Verstellung,

b) daß die Kolben (25) unter Belastung an Kugeln (33) anliegen, die sich an in bezug auf einen konzentrischen Umfang zur Welle (6) tangential verlaufende Reaktionskräfte verursachende Flächen (3^,35) der Welle (6) und des Antriebsrades (Io) abstützen und

c) daß die Kolben (25) in Zylindern (26,27) gehalten sind, die über mit Drosseln (I5) und einem die Leitungsquerschnitte steuernden Schieber (29) ausgestatteten Bohrungen (23,24) mit einer Quelle des Fluids (17) verbunden sind und Entlastungsbohrungen (18,19) aufweisen, deren Querschnitte durch elektrisch betätigbare Ventile (2o,2l) kontrolliert sind.

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Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch betätigbaren Ventile (2o,2l) durch Korrektursignale geschaltet werden, die aus dem Verhältnis von durch die Impulsgeber (36,38) und Sensoren (37,39) während drehzahlsynchron wiederkehrender, gleichbleibender Zeitspannen festgestellten Referenz- und Istwertsignalen sowie gespeicherten Sollwerten gebildet sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch betätigbaren Ventile (2o,2l) durch Korrektursignale geschaltet werden, die aus einem durch die Impulsgeber (36,38) und Sensoren (37,39) festgestellten Bezugssignal und einem ausgezählten, einer bestimmten Winkelverstellung entsprechenden Istwertsignal sowie gespeicherten Sollwerten gebildet sind.

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