DE4334148A1 - Optimierung der Phasentreue eines Zugmittelgetriebes - Google Patents

Optimierung der Phasentreue eines Zugmittelgetriebes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Optimierung der Phasentreue zwischen antreibender und getriebener Welle eines Zugmittelgetriebes mittels einer Spannvorrichtung im Leertrum desselben.
Zwischen getriebener Welle und antreibender Welle von Zugmittel­ getrieben treten Phasenabweichungen beziehungsweise Winkelabweichungen auf. Diese Winkelabweichungen sind insbesondere bei Nockenwellenan­ trieben von Verbrennungsmotoren störend.
Aufgabe der Erfindung ist die Bestimmung und Kompensation sol­ cher Winkelabweichungen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Istwinkelposition der antreibenden Welle und der getriebenen Welle jeweils gesondert inkremental gemessen werden, daß aus der Istwinkelpo­ sition der getriebenen Welle und einer jeweils berechneten Sollwin­ kelposition derselben eine Winkelabweichung der getriebenen Welle be­ rechnet wird und daß die Spannvorrichtung im Sinne einer Verringerung der Winkelabweichung verstellt wird.
Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Winkelabweichung der getriebenen Weile jeweils in digitaler Form gemessen wird und in Echtzeit zur Verfügung steht. Aufgrund der gegenüber einem Sollwert bestimmten Winkelabweichung ist eine Regelung der Istwinkelposition der getriebenen Welle durch Regelung der Ketten­ spannung möglich.
Eine genaue Bestimmung der Winkel ist dadurch möglich, daß die Istwinkelposition der getriebenen Weile in Bezug auf einen Bezugswinkel der antreibenden Welle gemessen wird.
Die Regelung erfolgt derart, daß aus der Winkelabweichung und einem Sollwert eine Regelgröße für die Verstellung der Spannvorrich­ tung gebildet wird.
Zur Anpassung des Zugmittelgetriebes an die jeweiligen Betriebs­ verhältnisse, z. B. an Ventilöffnungsphasen und/oder Ventilöffnungszei­ ten ist vorgesehen, daß zur Phasenverstellung des Antriebs der Soll­ wert parameterabhängig vorgegeben wird.
Zur Festlegung der Winkelabweichung in Abhängigkeit von Betriebs­ zuständen eines Verbrennungsmotors ist vorgesehen, daß die Winkelab­ weichung der getriebenen Welle einer Auswertung zugeführt wird und daß das Auswertesignal ein mehrdimensionales Kennfeld ansteuert, das einen Steuerwert für die Spannvorrichtung abgibt.
Eine Anpassung an umfangreiche Betriebszustände wird dadurch er­ möglicht, daß das Kennfeld durch weitere Parameter angesteuert wird.
Eine feinfühlige Anpassung wird dadurch sichergestellt, daß das Positionssignal der Spannvorrichtung in die Auswertung eingegeben wird.
Ausführungsbeispiele sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Optimierung und
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt als Beispiel eines Zugmittelgetriebes einen Nocken­ wellenantrieb eines Verbrennungsmotors. Die Kurbelwelle 1 treibt eine Nockenwelle 2 über eine Zugkette oder ein Zugband 3 an, das im Leer­ trum durch eine Spannvorrichtung 4 gespannt wird. Die Spannvorrichtung 4 ist beliebiger Art.
Die Kurbelwelle 1 als antreibende Welle und die Nockenwelle 2 als getriebene Welle sind mit Drehgebern ausgestattet, die jeweils einen Bezugsimpuls bei einer Bezugsphasenlage und inkrementale Winkelimpulse z. B. 360 Winkelimpulse pro Umdrehung beziehungsweise einen Impuls pro Winkelgrad erzeugen.
Diese Signale werden in den Verarbeitungsstufen 5 und 6 geformt und in dem Wandler 7 in eine Istwinkelposition für die getriebene Wel­ le umgewandelt. Ein Speicher 8 stellt die Sollwinkelposition der ange­ triebenen Welle, also der Nockenwelle bereit. Der Speicher kann als Kennfeldspeicher ausgebildet sein, der in parametergesteuerten Kenn­ feldern Sollwinkelwerte in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors bereithält.
Der Sollwinkelwert und der Istwinkelwert werden in einem Regler 9 miteinander verglichen. Das Ausgangssignal des Reglers beaufschlagt eine Stellstrecke 10 zur Verstellung der Spannvorrichtung 4.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung in Form einer Steuerung. Die Verar­ beitungsstufe 14 erlaubt die Rückführung der Position der Spannvorrichtung 4. Eine Auswertung 11 wertet die Winkelabweichung aus und steuert mit einem Auswertesignal ein mehrdimensionales Kennfeld 12, das durch weitere Betriebsparameter 13 angesteuert wird. Ein Steuerwert für die Spannvorrichtung wird von dem Kennfeld abgegeben.
Die Erfindung ist besonders für Nockenwellenantriebe vorgesehen. Neben einer Regelung ist es auch möglich, die Meßwerte in Kennfeldern zu speichern. Die Speicherwerte stehen dann für Steuerzwecke zur Ver­ fügung. Im Online-Betrieb ist eine Regelung der Spannvorrichtung mög­ lich. Schließlich kann man auch durch Vermessung von Kennfeldern die Grundeinstellung nichtvariabler Systeme optimieren.

Claims (7)

1. Optimierung der Phasentreue zwischen antreibender und getrie­ bener Welle eines Zugmittelgetriebes mittels einer Spannvorrichtung im Leertrum desselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Istwinkelposition der antreibenden Welle und der getriebenen Welle jeweils gesondert inkremental gemessen werden, daß aus der Istwinkelposition der getrie­ benen Welle und einer jeweils berechneten Sollwinkelposition derselben eine Winkelabweichung der getriebenen Welle berechnet wird und daß die Spannvorrichtung im Sinne einer Verringerung der Winkelabweichung ver­ stellt wird.
2. Optimierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Istwinkelposition der getriebenen Welle in Bezug auf einen Bezugswinkel der antreibenden Welle gemessen wird.
3. Optimierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Winkelabweichung und einem Sollwert eine Regelgröße für die Verstellung der Spannvorrichtung gebildet wird.
4. Optimierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Phasenverstellung des Antriebs der Sollwert parame­ terabhängig vorgegeben wird.
5. Optimierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabweichung der getriebenen Welle einer Auswertung zuge­ führt wird und daß das Auswertesignal ein mehrdimensionales Kennfeld ansteuert, das einen Steuerwert für die Spannvorrichtung abgibt.
6. Optimierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennfeld durch weitere Parameter angesteuert wird.
7. Optimierung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionssignal der Spannvorrichtung in die Auswertung einge­ geben wird.
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