DE4334148C2 - Verfahren zur Optimierung der Phasentreue eines Zugmittelgetriebes - Google Patents

Verfahren zur Optimierung der Phasentreue eines Zugmittelgetriebes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Phasentreue zwischen antreibender und getriebener Welle eines Zugmittelgetriebes mittels einer Spann­ vorrichtung im Leertrum desselben.
Zwischen getriebener Welle und antreibender Welle von Zugmittelgetrieben treten Phasenabweichungen beziehungsweise Winkelabweichungen auf. Diese Winkel­ abweichungen sind insbesondere bei Nockenwellenantrieben von Verbrennungs­ motoren störend.
Ein Verfahren zur Optimierung der Phasentreue zwischen antreibender und ge­ triebener Welle eines Zugmittelgetriebes mittels einer Spannvorrichtung im Leer­ trum desselben ist aus DE 39 21 689 A1 und DE 33 18 093 A1 bekannt.
Weiterhin ist in
Hamerak, K.: Regelungsanordnung für phasengetreuen Gleichlauf zweier elekt­ rischer Antriebe
In: Industrie-Anzeiger, Essen, Nr. 8-25. Januar 1963, Seiten 128 bis 131
die Optimierung der Phasentreue zweier Wellen mittels der Winkelabweichung der beiden Wellen bekannt. Ferner offenbart die DE 40 11 724 A1 ein Zugmittel­ getriebe, bei dem die Istwinkelposition einer antreibenden und einer getriebenen Scheibe jeweils gesondert mit einem Winkelgeber gemessen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mittels dessen darüber hinaus eine verbesserte Bestimmung und Kompensation solcher Winkelabwei­ chungen erzielt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Istwinkelposition der antreibenden Welle und der getriebenen Weile jeweils gesondert inkremental gemessen werden, dass aus der Istwinkelposition der getriebenen Welle und ei­ ner jeweils berechneten Sollwinkelposition derselben eine Winkelabweichung der getriebenen Welle berechnet wird und dass die Spannvorrichtung im Sinne einer Verringerung der Winkelabweichung verstellt wird.
Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Winkel­ abweichung der getriebenen Welle jeweils in digitaler Form gemessen wird und in Echtzeit zur Verfügung steht. Aufgrund der gegenüber einem Sollwert bestimmten Winkelabweichung ist eine Regelung der Istwinkelpositon der getriebenen Welle durch Regelung der Kettenspannung möglich.
Eine genaue Bestimmung der Winkel ist dadurch möglich, dass die Istwinkelposi­ tion der getriebenen Welle 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 Spannvorrichtung 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 Spannworrichtung 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. Verfahren zur Optimierung der Phasentreue zwischen antreibender und ge­ triebener 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 getriebenen Welle und einer jeweils berechneten Sollwinkelposition derselben eine Winkelabwei­ chung der getriebenen Welle berechnet wird und dass die Spannvorrichtung im Sinne einer Verringerung der Winkelabweichung verstellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Istwinkelposi­ tion der getriebenen Welle in Bezug auf einen Bezugswinkel der antreibenden Welle gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Winkelabweichung und einem Sollwert eine Regelgröße für die Verstellung der Spannvorrichtung gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Phasenver­ stellung des Antriebs der Sollwert parameterabhängig vorgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel­ abweichung der getriebenen Welle einer Auswertung zugeführt wird, und dass das Auswertesignal ein mehrdimensionales Kennfeld ansteuert, das einen Steuerwert für die Spannvorrichtung abgibt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennfeld durch weitere Parameter angesteuert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Positi­ onssignal der Spannvorrichtung in die Auswertung eingegeben wird.
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