DE19959521A1 - Dynamisch ansteuerbare Spannvorrichtung für Endlostriebe und Ansteuerverfahren zu deren Betreiben - Google Patents

Dynamisch ansteuerbare Spannvorrichtung für Endlostriebe und Ansteuerverfahren zu deren Betreiben

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DE19959521A1 DE1999159521 DE19959521A DE19959521A1 DE 19959521 A1 DE19959521 A1 DE 19959521A1 DE 1999159521 DE1999159521 DE 1999159521 DE 19959521 A DE19959521 A DE 19959521A DE 19959521 A1 DE19959521 A1 DE 19959521A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine dynamisch ansteuerbare Spannvorrichtung für einen Endlostrieb, vorzugsweise einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, die am Zugtrum 6 des Endlostriebes angeordnet ist und ein auf das Zugmittel einwirkendes Spannelement aufweist sowie ein Ansteuerverfahren für die Spannvorrichtung zum zugtrumseitigen Beeinflussen der Vorspannung eines Endlostriebes. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung für das Zugtrum 6 von Endlostrieben zu schaffen, die ein gezieltes dynamisches Beeinflussen der Spannung des Zugmittels ermöglicht, so dass die Spitzenbelastung im Zugtrum 6 vermindert wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein auf das Zugmittel einwirkendes Spannelement 4 von einem dynamisch ansteuerbaren Aktor 8 gegen das Zugmittel verlagerbar ist. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Ansteuerverfahren für die Spannvorrichtung bildet die Stellgröße für den Aktor 8 aus Betriebsgrößen M1...Mn der Brennkraftmaschine M1...Mn und mindestens aus einem Signal, das die Absolutstellung der Kurbelwelle 1 kennzeichnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine dynamisch ansteuerbare Spannvorrichtung für das Zugtrum eines Endlostriebes, vorzugsweise einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Ansteuern einer Spannvorrichtung mit den im Oberbegriff der Patentansprüche genannten Merkmalen.
Vorbekannt ist durch die Schrift DE 195 16 001 A1 eine gattungsgemäße Spanneinrichtung mit einer Spannrolle im Zugtrum eines Riementriebs. Die Spannrolle wird von einem Schwenkarm betätigt und von der Kraft einer an diesem angreifenden Feder gegen das Zugtrum des Riementriebs vorgespannt gehalten. Der Schwenkarm ist um einen Drehpunkt zwischen Spannrolle und Angriffspunkt der Feder verschwenkbar gelagert, so daß er in einer ersten Lage die Spannrolle elastisch gegen das Zugtrum des Riementriebes vorgespannt hält. Damit wird die zur Kraftübertragung notwendige Spannung des Riemens gesichert. Bei starker Belastung des Zugmittels, z. B. beim Blockieren der Abtriebsscheibe wird der Riemen so gespannt, daß der Schwenkarm um den Drehpunkt in eine Endlage bewegt wird, in der er durch die am Schwenkarm angreifende Feder fixiert ist. In dieser Position ist die Spannrolle vom Zugtrum des Riemens entfernt fixiert. Der Riemen ist in dieser Lage des Schwenkhebels nicht gespannt und wird von der Antriebsscheibe nicht mitgenommen. Zu hohe Beanspruchung des Riemens sowie ein Stillstand des Antriebs beim Blockieren der Abtriebsscheibe werden damit vermieden. Die Erfindung eignet sich als Überlastkupplung und zum Dämpfen von Belastungsspitzen im Endlostrieb, für geringe zu übertragende Kräfte. Das beschriebene Spannelement eignet sich z. B. für Riementriebe - Keilriemen o. ä. - die ein verschleißarmes Durchrutschen des Zugmittels ermöglichen. Eine feste Phasenlage zwischen An- und Abtrieb kann nicht gesichert werden.
Weiterhin vorbekannt ist aus der Schrift DE 299 05 965 eine im Zugtrum angeordnete Führungsschiene für Ketten. Die bogenförmige Führungsschiene ist elastisch auf zwei Lagerbolzen gelagert und hält die Kette gegen ihren geraden Verlauf zwischen An- und Abtrieb vorgespannt. Die elastische Lagerung der Führungsschiene ermöglicht ein Abfedern von im Zugtrum auftretenden Kraftspitzen. Die Führungsschiene ist für Anwendungen, die eine feste Phasenlage zwischen An- und Abtrieb bedingen, geeignet. Dämpfungscharakteristik sowie Verstellweg der Vorrichtung sind nur im Rahmen der Eigenschaften des elastischen Materials zwischen Bolzen und Lagerauge der Führungsschiene veränderbar. Ein Verlagern der Führungsschiene erfolgt immer kraftproportional. Die Wahl der Elastizität des Elastomers erfolgt für die auftretenden Kräfte als Kompromiß zwischen Dämpfungseigenschaften und zulässigem Verstellweg und ist damit festgelegt.
Weiterhin vorbekannt ist aus der Schrift DE 195 03 457 C1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Zustandes einer Motorsteuerkette. Zwei unterschiedliche Kettenräder eines Steuertriebs werden bezüglich ihrer relativen Phasenlage zueinander gemessen. Auf den Kettenrädern vorhandene Marken werden von einem dem jeweiligen Kettenrad zugeordneten Sensor abgetastet. Die Phasenlage der von den einzelnen Kettenrädern erzeugten Signale zueinander wird in einer Verarbeitungseinheit berechnet und mit einem vom Betriebszustand abhängigen Sollwert verglichen. Aus diesem Vergleich wird eine Aussage über den Betriebszustand der Kette - z. B. normal oder gedehnt - getroffen. Verfahren und Vorrichtung dienen lediglich der Beurteilung des Verschleißzustandes der Steuerkette. Es erfolgt kein dynamischer Eingriff am Zugmittel.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung für das Zugtrum von Endlostrieben zu schaffen, die ein gezieltes dynamisches Beinflussen der Spannung des Zugmittels ermöglicht, so daß die Spitzenbelastung im Zugtrum vermindert wird. Besonders wichtig sind diese Maßnahmen bei stark pulsierenden Antriebs- und Lastmomenten, wie sie z. B. im Steuertrieb von Verbrennungskraftmaschinen auftreten, wo zusätzlich zur Reduktion der Spitzenkräfte die Abweichungen der Phasenlage zwischen Kurbel- und Nockenwelle möglichst gering zu halten sind.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist das im Zugtrum des Endlostriebes angeordnete Spannelement von einem dynamisch stellbaren und frei steuerbaren Aktor bewegbar. Das Spannelement kann, vom Aktor betätigt, gegen die durch die Kraftübertragung hervorgerufene Streckung des Zugmittels und gegen die dabei auf das Spannelement wirkende Auflagekraft des Zugmittels auslenken. Mittels des Aktors ist die Spannung im Zugtrum des Zugmittels durch die regelbare Auslenkung des Spannelementes einstellbar.
Bei schwankenden Antriebs- und Lastmomenten werden Kraftspitzen gesteuert gedämpft, indem sie bei stark ansteigender Zugkraft im Zugmittel durch geringere Gegenkraft des Spannelementes gemindert werden. Beim Absinken der Zugkraft wird einem Durchhängen des Zugmittels durch größere höhere Gegenkraft des Spannelementes entgegengewirkt.
Periodische Lastveränderungen können auf diese Weise aktiv dynamisch gedämpft werden. Dies sichert geringeren Verschleiß des Zugmittels und der von diesem getriebenen Einheiten.
Vorteilhaft gegenüber einfachen elastischen Aufhängungen ist, daß die Spannung im Zugtrum mittels der vom Aktor variierbaren, gegen die Streckung des Endlostriebes wirkenden Auflagekraft beeinflußt werden kann.
Pulsierende Antriebs- und Lastmomente, die hohe Spitzenkräfte im Zugtrum hervorrufen, entstehen beispielsweise in Steuertrieben von direkteinspritzenden Verbrennungsmotoren mit Pumpe-Düse-Elementen (im weiteren mit PDE bezeichnet).
Weiterhin ist es möglich mittels des Aktors gezielt den Phasenwinkel zwischen An- und Abtrieb einzustellen.
In vorteilhafter Weitergestaltung der Erfindung ist der über das Spannelement auf das Zugmittel einwirkende Aktor von einem Steuergerät, an dem Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine anliegen, steuerbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Aktor als Piezoaktor ausgeführt. Aufgrund der Anforderungen wie hohe Stellkräfte, elektrische Betätigung und hohe Stellfrequenz sind Piezoaktoren für diese Anwendung besonders geeignet.
Im Aktor kann eine wegvergrößernde Übersetzung angeordnet sein. Dies ist besonders bei Aktoren, die kleine Stellwege erbringen, vorteilhaft. Die wegvergrößernde Übersetzung kann hydraulisch mit unterschiedlich wirksamen Kolbenflächen ausgeführt sein. Weiterhin ist es möglich, den Aktor zum Vorsteuern eines Mehrwegeventils zu nutzen, dessen mittels des Aktors gestellter Volumenstrom ein Stellelement beaufschlagt und das Spannelement gesteuert positioniert.
Vorteilhaft ist es, eine Einheit zur Messung der Absolutposition des Spannelementes in der Vorrichtung vorzusehen. Der Meßwert kann zum Regeln der Position des Spannelementes genutzt werden. Es ist weiterhin möglich, über einen Vergleich mit Referenzwerten einen Rückschluß auf den Verschleißzustand der Kette zu ziehen.
Die Meßeinheit kann in den Aktor integrierten sein (z. B. Meßsystem zur Lageregelung des Aktors). Dies erspart den Aufwand eines zusätzlichen Meßsystems am Spannelement.
Erfindungsgemäß vorteilhaft wird das Signal zum Ansteuern der Spannvorrichtung aus Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors und einem die Absolutstellung der Kurbelwelle kennzeichnenden Signal gebildet. Mit diesen Eingangsgrößen ist es möglich, ein dem zeitlichen Verlauf der Spitzenkräfte im Zugtrum angepaßtes auf die Dämpfung der Spitzenkräfte gerichtetes Ansteuersignal für den Aktor zu generieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden Drehzahl, Last und das Signal des Kurbelwellengebers zum Bilden des Ansteuersignals für den Aktor benutzt. Diese Signale liegen dem Steuergerät des Motors an. Es bedarf somit keines weiteren Aufwandes an Sensorik zum Bereitstellen dieser Signale.
Bei Motoren mit Einspritzanlagen ist es vorteilhaft, als Referenzsignal zum Ansteuern des Aktors das Signal für den Spritzbeginn zu verwenden. Dies liegt im Steuergerät vor und steht in direktem Bezug zu den, durch den Verbrennungsablauf hervorgerufenen Spitzenbelastungen im Zugtrum.
Für direkteinspritzende Motoren, bei denen PDE als Injektoren zum Einsatz kommen, ist es von Vorteil, das Ansteuersignal des PDE-Magnetventils als Referenzsignal zum Ansteuern des Aktors zu benutzen. Dieses Signal hat einen direkten Bezug zu der in das Zugtrum der Kette eingeleiteten Kraft, da bei Schließen des Magnetventils der Förderhub mit Druckaufbau in den PDE und nachfolgend die Voreinspritzung und damit der Verbrennungsprozeß beginnen.
Die Bewegungsfunktion für den Aktor ist in einer Rechenaufwand sparenden vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens als Zeitfunktion hinterlegt und wird mit einem geeigneten Referenzimpuls gestartet. Die Bewegungsfunktion und deren Zuordnung zum Referenzsignal kann durch Berechnungen oder Versuche ermittelt werden.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Bewegungsfunktion des Aktors in ihrem zeitlichen Verlauf in Form und Amplitude veränderbar zu gestalten. Damit ist diese an verschiedene Betriebszustände der Brennkraftmaschine anpaßbar.
Für geringen Rechenaufwand ist es vorteilhaft, die Bewegungsfunktion des Aktors in einem mit Betriebsparametern der Brennkraftmaschine referenzierten Kennfeld abzulegen.
Nachfolgend werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der dynamisch ansteuerbaren Spannvorrichtung für Endlostriebe und des Ansteuerverfahren zu deren Betreiben dargestellt.
Hierbei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuertriebes,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 ein Diagramm der in das Zugtrum des Steuertriebes eingeleiteten Kräfte über der Zeit, (ohne dynamische Spannvorrichtung)
Fig. 4 ein Diagramm der Wegänderung des Spannelementes über der Zeit bezogen auf eine Absolutposition.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Steuertrieb für eine Verbrennungskraftmaschine - letztere nicht dargestellt - mit erfindungsgemäßem Spannelement 4 im Zugtrum 6 des Steuertriebes gezeigt. Der Steuertrieb verbindet eine Kurbelwelle 1 und eine Nockenwelle 2 mit einem endlosen Zugmittel, vorzugsweise einer Kette 3. Im Leertrum 5 des Steuertriebes ist ein herkömmlicher Kettenspanner 7 angeordnet. Die Kette 3 wird leertrumseitig durch die vom Kettenspanner 7 aufgebrachte Kraft gegen ihre Streckung ausgelenkt.
Im Zugtrum 6 des Steuertriebes ist ein schwenkbar gelagertes Spannelement 4 angeordnet, daß von einem Aktor 8 betätigbar gegen die Streckung der Kette 3 ausgelenkt ist. In seiner Ruhelage RL, vom Aktor 8 nicht ausgelenkt, liegt das Spannelement 4 auf einem Anschlag 9. Die Kette 3 wird in dieser Position des Aktors 8 nahezu gestreckt zwischen Nockenwelle 2 und Kurbelwelle 1 auf einer Bahn entsprechend der durchbrochen dargestellten Linie BL entlang des Spannelementes 4 geführt.
Der auf das Spannelement 4 einwirkende Aktor 8 ist elektrisch von einem Steuergerät 10 ansteuerbar. Dem Steuergerät 10 angeschlossen ist das Signal eines an der Kurbelwelle 1 angeordneten Sensors 11, das die Absolutposition der Kurbelwelle 1 kennzeichnet. Weiterhin können Signale des die Absolutposition der Nockenwelle 2 kennzeichnenden Sensors 14, sowie der Betriebskenngrößen M1 . . . Mn der Brennkraftmaschine dem Steuergerät 10 anliegen. In der hier gezeigten Darstellung ist das Spannelement 4, vom Aktor 8 betätigt, gegen die Streckung der Kette 3 ausgelenkt.
Das Spannelement 4 ist vom Aktor 8 gegen die Kraft der sich spannenden Kette 3 bewegbar. Die Position des Spannelementes 4 wird entsprechend der Ansteuerung durch das Steuergerät 10 eingestellt.
Die Phasenlage von Nockenwelle 1 und Kurbelwelle 2 zueinander ist durch das Auslenken der Kette 3 entgegen ihrer Streckung veränderbar.
In einer weiterer möglichen Ausgestaltung kann am Aktor 8 eine Meßeinheit 13 für die Messung seiner Absolutposition angeordnet sein. Das Signal der Wegmessung kann dem Steuergerät 10 des Aktors 8 anliegen.
In Fig. 2 ist in einem Blockschaltbild das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Spannvorrichtung dargestellt. Anhand des Blockschaltbildes wird der prinzipielle Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. (Bezugszeichen 1-14 zur Vorrichtung siehe Fig. 1)
Bei herkömmlichen Verfahren zur Motorsteuerung liegen einem Steuergerät 10, den Betriebszustand des Motors - nicht dargestellt - kennzeichnende Meßgrößen M1, M2, . . . Mn an. Aus diesen Signalen (z. B. Drehzahl, Last etc.) wird rechnerisch in einem Funktionsblock 101 aus bekannten Funktionen und abgelegten Kennfeldern der geeignete Einspritzzeitpunkt berechnet. Die zeitliche Zuordnung (z. B. Bezug oberer Totpunkt OT bzw. ausgewählter Zylinder) erfolgt mindestens mittels eines die Absolutstellung der Kurbelwelle KWPos kennzeichnenden Signals, z. B. Kurbelwellengeber bzw. zusätzlicher Sensor für OT oder Zuordnung über Brennraumdrucksensoren. Weiterhin kann ein, an der Nockenwelle 2 angeordneter Sensor 14, der ein die Absolutstellung der Nockenwelle 2 kennzeichnendes Signal generiert, zur zeitlichen Zuordnung notwendig sein. Gemeinsam ist bei diesen allgemein bekannten Verfahren, daß aus den Meßgrößen letztlich ein die Verbrennung steuerndes Signal S, wie Einspritzbeginn oder bei PDE ein Steuersignal für das Magnetventil des Injektors erzeugt wird. Dieses Signal S weist einen Bezug zum Verbrennungsbeginn im Motor und damit zum Einleiten der Spitzenkräfte auf das Zugtrum 6 des an seine Kurbelwelle 1 angekoppelten Endlostriebes auf. Bei einem PDE beginnt gleichzeitig mit dem Schließen des Magnetventils der Druckaufbau. Durch das Signal S ist es möglich ein zeitlich dem durch die Verbrennung erzeugten Spitzenkräften im Zugtrum 6 zugeordnetes Ansteuersignal u für den das Spannelement 4 steuernden Aktor 8 zu generieren. Das Ansteuersignal u kann als Funktion der Aktorposition über der Zeit in einem Steuerblock 102 in einem Speicher hinterlegt sein und wird mittels des Signals S gestartet. Der Aktor 8 verstellt entsprechend des Ansteuersignals u das Spannelement 4 in seiner Lage und gibt bei Ansteigen der Kraft bei Verbrennungsbeginn etwas nach, um beim Absinken der Kräfte die Kette 3 wieder straffer zu spannen. Die auf die Kette 3 einwirkenden Spitzenkräfte werden damit gemindert und der gesamte Kraftverlauf wird egalisiert. Auf der Basis des Ansteuersignals u für das Spannelement 4 können unterschiedliche Steuerstrategien realisiert werden.
In einer möglichen Ausführung des Verfahrens ist die Führungsgröße aus der das Ansteuersignal für den Aktor 8 generiert wird, die gegen die Streckung der Kette 3 gerichtet vom Aktor 8 zu erzeugende Gegenkraft ST. Das Ansteuersignal u wird so generiert, daß dem Aktor 8 eine zeitlich zum Einleiten der Spitzenkräfte zugeordnete Gegenkraft eingeprägt wird. Entsprechend dem Kräftegleichgewicht stellt sich die Lage des Spannelementes 4 ein. Diese Lage kann durch eine Meßeinheit gemessen werden und läßt einen Rückschluß auf den Verschleißzustand der Kette 3 zu. Es kann über eine langzeitgemittelte Beobachtung festgestellt werden, daß bei gleichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und gleicher dem Aktor 8 eingeprägter Kraft, das Spannelement 4 jeweils um einen größeren Weg verstellt wird. Aus dieser Information kann auf eine Längung der Kette 3 geschlossen werden.
Eine weitere Möglichkeit ist, den Aktor 8 in einer Lageregelung zu betreiben. Führungsgröße für das zu generierende Ansteuersignal u ist die Absolutposition des Spannelementes 4. Das Ansteuersignal u für den Aktor 8 wird so gewählt, daß durch geeignetes Ausweichen und Nachführen des Spannelements 4 die pulsierenden Zugkräfte gedämpft werden.
Das gezielte Nachführen des Spannelementes 4 ermöglicht es die Phasenlage zwischen An- und Abtrieb zu verändern. Es kann, z. B. bei sich längender Kette 3, ein die Nullage des Aktors beeinflussender Offset zum Ansteuersignal u addiert werden, so daß An- und Abtrieb in gleicher Phasenlage verbleiben.
Fig. 3 zeigt in einem Diagramm qualitativ den Verlauf der auf das Zugtrum 6 des Kettentriebs einwirkenden Zugkraft FZUG ohne dynamische Spannvorrichtung. Sie steigt beim Verbrennungsbeginn t1 durch das ansteigende Drehmoment und die damit verbundene Beschleunigung am Antriebsritzel. Die am Abtrieb angekoppelten Massen und einwirkenden Lastmomente bilden eine Gegenkraft. Der Abtrieb wird beschleunigt nachgeschleppt. Dies erzeugt eine Kraftspitze im Zugtrum 6 der Kette 3. Nach Verbrennungsende t2 sinkt die Drehgeschwindigkeit des Antriebsritzels und der vorher beschleunigte Abtrieb eilt dem Antrieb voraus. Die in das Zugtrum 6 eingeleitete Kraft sinkt ab. Der beschriebene Prozeß bewirkt ein pulsierendes Spannen und Entspannen der Kette 3. Das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt ein Ansteuersignal u für den Aktor 8, der das Spannelement 4 derart betätigt, daß es dem Spannen und Entspannen der Kette 3 entgegenwirkt.
Fig. 4 zeigt in einem Diagramm den quantitativen Verlauf des Wegsignals SSpann des Spannelementes 4, bezogen auf eine Absolutposition APos0, in gleicher zeitlicher Zuordnung, zu dem im oberen Diagramm gezeigten Signal der auf die Kette 3 einwirkenden Zugkraft. Bei einer Lage des Spannelementes 4 in der Position APos0, ist die Kette 3 entgegen deren Streckung vorgespannt. Mit ansteigender Zugkraft im Zugtrum 6 des Kettentriebs wird das Spannelement 4, durch einen Stelleingriff des Aktors 8 und der von der Streckung der Kette 3 erzeugten Kraft, mit der sich spannenden Kette 3 bewegt. Das Entspannen der Kette 3 bewirkt eine Dämpfung der eingeleiteten Kraftspitzen. Beim Absinken der Zugkraft FZUG stellt der Aktor 8 das Spannelement 4 entgegen der Streckung der Kette 3 nach. Die Kette 3 bleibt bei Absinken des Antriebsmomentes weiterhin gespannt.

Claims (17)

1. Spannvorrichtung für einen Endlostrieb, vorzugsweise einen Steuertrieb einer Brennkraftmaschine, die am Zugtrum (6) des Endlostriebes angeordnet ist und ein auf das Zugmittel einwirkendes Spannelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf das Zugmittel einwirkendes Spannelement (4) von einem dynamisch ansteuerbaren Aktor (8) gegen das Zugmittel verlagerbar ist.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Endlostrieb ein Steuertrieb einer Brennkraftmaschine ist und der über das Spannelement (4) auf das Zugmittel einwirkende Aktor (8) von einem Steuergerät (10), an dem Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine (M1 . . . Mn) anliegen, steuerbar ist.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Spannelement (4) wirkende Aktor (8) ein piezoelektrischer Aktor (8) ist.
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) eine einseitig schwenkbar gelagerte Spannschiene ist.
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit zum Messen der Absolutposition der Spannvorrichtung (4; 8) an der Vorrichtung angeordnet ist.
6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (13) zum Ermitteln der Absolutposition der Spannvorrichtung (4; 8) am Aktor (8) angeordnet ist.
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (13) zum Messen der Absolutposition der Spannvorrichtung (4; 8) in den Aktor (8) integriert ist und die Absolutposition der Spannvorrichtung (4; 8) aus der Aktorposition berechenbar ist.
8. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aktor (8) und Spannelement (4) eine wegvergrößernde Übersetzung angeordnet ist.
9. Ansteuerverfahren zum Betreiben einer Spannvorrichtung zum zugtrumseitigen Beeinflussen der Vorspannung eines Endlostriebes, vorzugsweise einer Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße für den Aktor (8) aus Betriebsgrößen (M1 . . . Mn) der Brennkraftmaschine (M1 . . . Mn) und mindestens aus einem Signal, das die Absolutstellung der Kurbelwelle (1) kennzeichnet, ermittelt wird.
10. Ansteuerverfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ermitteln der Stellgröße des Aktors (8) benutzten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine Drehzahl und Last sind.
11. Ansteuerverfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ermitteln der Stellgröße des Aktors (8) notwendigen Signale der Absolutstellung der Kurbelwelle (1) aus im Steuergerät (10) zur Steuerung der Verbrennungskraftmaschine bereits anliegenden Meßgrößen gewonnen wird.
12. Ansteuerverfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß bei Einspritzmotoren das Signal des Spritzbeginns als Referenzsignal zum Ansteuern des Aktors (8) verwendet werden.
13. Ansteuerverfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von Pumpe-Düse-Elementen zur Direkteinspritzung von Kraftstoff das Ansteuersignal für die Pumpe-Düse-Elemente als Referenzsignal für den Aktor (8) benutzt wird.
14. Ansteuerverfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße für den Aktor (8) einen zeitabhängigen Verlauf hat, der jeweils mit einem Referenzimpuls gestartet wird.
15. Ansteuerverfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitfunktion in ihren Parametern Amplitude, Dauer und Form veränderbar ist.
16. Ansteuerverfahren nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Parameter der Zeitfunktion in Abhängigkeit von den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine erfolgt.
17. Ansteuerverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße für den Aktor (8) aus einem dafür geschaffenen Kennfeld, welches mit Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine referenziert ist, ausgelesen wird.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10247419A1 (de) * 2002-10-11 2004-04-22 Daimlerchrysler Ag Umschlingungsgetriebe
EP1310700A3 (de) * 2001-11-07 2005-08-10 BorgWarner Inc. Riemenspanner mit Schwingungsdämpfung
DE102004020459A1 (de) * 2004-04-27 2005-11-24 Adam Opel Ag Elektromechanischer bzw. elektromagnetischer Kettenspanner für Verbrennungsmotoren und Verfahren zur Anpassung einer Kettenspannung
DE102006019879A1 (de) * 2006-04-28 2007-10-31 Schaeffler Kg Spann- und Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen Umschlingungstrieb und Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung
EP1860346A2 (de) 2006-05-23 2007-11-28 AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH Führungs- und Spannvorrichtung für Kettentriebe
GB2440805A (en) * 2006-08-09 2008-02-13 Tsubakimoto Chain Co Chain tensioning arrangement in a valve train
DE102007016009A1 (de) 2007-04-03 2008-10-09 Schaeffler Kg Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
DE102008005762A1 (de) 2008-01-24 2009-07-30 Schaeffler Kg Verfahren und Vorrichtung zur Änderung der Zugmittelspannung eines Endlostriebs
EP2105585A1 (de) * 2008-03-24 2009-09-30 Mazda Motor Corporation Aufbauverfahren für ein Motorzeitsystem
DE102017214067A1 (de) * 2017-08-11 2019-02-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Riementriebs und Vorrichtung zum Bestimmen einer Riemenvorspannung
DE102015117716B4 (de) 2015-10-19 2021-08-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Einstellung einer Vorspannung für ein Zugmittel eines Zugmittelgetriebes, Zugmittelgetriebe und Brennkraftmaschine
CN114321300A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 吉林大学 一种汽车正时齿形链系统用智能张紧器及其控制方法
EP4001695A1 (de) * 2020-11-20 2022-05-25 Manuel Lindner Automatische einstellung und überwachung eines riemenantriebs

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1310700A3 (de) * 2001-11-07 2005-08-10 BorgWarner Inc. Riemenspanner mit Schwingungsdämpfung
DE10247419A1 (de) * 2002-10-11 2004-04-22 Daimlerchrysler Ag Umschlingungsgetriebe
DE102004020459A1 (de) * 2004-04-27 2005-11-24 Adam Opel Ag Elektromechanischer bzw. elektromagnetischer Kettenspanner für Verbrennungsmotoren und Verfahren zur Anpassung einer Kettenspannung
DE102006019879A1 (de) * 2006-04-28 2007-10-31 Schaeffler Kg Spann- und Schwingungsdämpfungsvorrichtung für einen Umschlingungstrieb und Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung
EP1860346A3 (de) * 2006-05-23 2008-04-09 AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH Führungs- und Spannvorrichtung für Kettentriebe
EP1860346A2 (de) 2006-05-23 2007-11-28 AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH Führungs- und Spannvorrichtung für Kettentriebe
DE102006024082A1 (de) * 2006-05-23 2007-11-29 Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh Führungs- und Spannvorrichtung für Kettentriebe
CN101122320B (zh) * 2006-08-09 2014-06-11 株式会社椿本链索 定时链传动系统
GB2440805A (en) * 2006-08-09 2008-02-13 Tsubakimoto Chain Co Chain tensioning arrangement in a valve train
US7686718B2 (en) 2006-08-09 2010-03-30 Tsubakimoto Chain Co. Timing chain drive system
GB2440805B (en) * 2006-08-09 2010-12-22 Tsubakimoto Chain Co Timing chain drive system
DE102007016009A1 (de) 2007-04-03 2008-10-09 Schaeffler Kg Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb
WO2008119614A1 (de) * 2007-04-03 2008-10-09 Schaeffler Kg Spannvorrichtung für einen zugmitteltrieb
DE102008005762A1 (de) 2008-01-24 2009-07-30 Schaeffler Kg Verfahren und Vorrichtung zur Änderung der Zugmittelspannung eines Endlostriebs
US8413326B2 (en) 2008-03-24 2013-04-09 Mazda Motor Corporation Assembling method for timing system of engine
EP2105585A1 (de) * 2008-03-24 2009-09-30 Mazda Motor Corporation Aufbauverfahren für ein Motorzeitsystem
DE102015117716B4 (de) 2015-10-19 2021-08-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Einstellung einer Vorspannung für ein Zugmittel eines Zugmittelgetriebes, Zugmittelgetriebe und Brennkraftmaschine
DE102017214067A1 (de) * 2017-08-11 2019-02-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Riementriebs und Vorrichtung zum Bestimmen einer Riemenvorspannung
DE102017214067B4 (de) * 2017-08-11 2025-05-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Riementriebs
EP4001695A1 (de) * 2020-11-20 2022-05-25 Manuel Lindner Automatische einstellung und überwachung eines riemenantriebs
US12546382B2 (en) 2020-11-20 2026-02-10 Manuel Lindner Automatic adjustment and monitoring of a belt drive
CN114321300A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 吉林大学 一种汽车正时齿形链系统用智能张紧器及其控制方法
CN114321300B (zh) * 2021-12-29 2024-05-14 吉林大学 一种汽车正时齿形链系统用智能张紧器及其控制方法

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