PDF Ideen der Zukunft - Bertrandt

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methode zur ermittlung der geometrischen
abweichung der flankenPosition
bei zahnrädern/ geberrädern, bei der der
ungleichförmige lauf der welle ausgeblendet
wird.
Volkswagen ag
Technische Aufgabe:
Die technische Aufgabe der Erfindung liegt darin, geometrische Abweichungen eines
Geberrades zu ermitteln und diese mit dem Ziel einer genaueren Erfassung der
Kurbelwellen-Winkelstellung dem Motorsteuergerät zur Verfügung zu stellen.
Lösung:
Für Verbrennungsmotoren mit elektronisch gesteuerter Einspritzung und Zündung
existiert ein großer Bedarf an Weiterentwicklung bezüglich Kraftstoffverbrauch und
Emissionen. Die bezogen auf die Kurbelwelle winkelgenaue Steuerung ist dabei ein
wichtiges Kriterium. Am Motor sind zur Winkelerfassung zwei Sensoren angebracht;
ein Induktivgeber, der z.B. ein 60-Zähne-Rad an der Kurbelwelle abtastet, sowie ein
Hallgeber, der das Nockenwellenrad abtastet. Durch diese Sensoren kann man
sensorisch die Position der Kurbelwelle mit einer Winkelauflösung von 6° messen.
Eine feinere Auflösung der Kurbelwellen-Winkelstellung wird im Motorsteuergerät
errechnet. Das Problem dabei ist, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen bei den
Geberrädern der tatsächliche Abstand der Zahnflanken nicht genau 6°, sondern z.B.
zwischen 5,9° und 6,1° liegt. Dadurch wird nun selbst bei einem mit konstanter
Drehzahl
theoretisch perfekt rundlaufendem Motor eine Drehzahlschwankung „vorgetäuscht“.
Diese vorgetäuschten Drehzahlschwankungen überlagern sich mit den realen
Drehzahlschwankungen. Idee der Erfindung ist eine günstige Vermessung des Geberrades:
Vor dem Einbau des Geberrades ins Fahrzeug, wird es mit folgender Methode
vermessen: Für jedes Geberrad erfolgen mit einem Elektromotor bzw. Referenzmotor
mindestens zwei Messungen, wobei bei der zweiten Messung das Geberrad auf der
Achse des Referenzmotors um einen definierten Winkel (z.B. 45°) überdreht wird.
Würde nun das Profil der ersten Messung ebenfalls um diese 45° verschoben sein,
würde die Messung den unrunden Lauf des Referenzmotors anzeigen.
Das Ergebnis zeigte jedoch genau das gleiche Profil wie in der vorherigen Messung.
Bezogen auf die Zahnnummer des Geberrades wurden die gleichen Werte gemessen.
Mit dieser Methode wird also die Geometrie des Geberrades gemessen sowie der
unrunde Lauf des Referenzmotors ausgeblendet. Nach dieser Vermessung kann das
Geberrad in das Fahrzeug eingebaut werden. Die mit dieser Messung ermittelten
Geometriedaten des Geberrades werden der Software des Motorsteuergerätes
desselben Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, so dass die Winkelposition nun genauer
bestimmt werden kann.
Vorteile:
< Verbessertes Motormanagement durch genauere Ermittlung der
Kurbelwellen-Winkelstellung
< Kostensenkung aufgrund größerer möglicher Fertigungstoleranzen der
Geberräder
Mögliche Anwendung:
< Alle Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor
2012/1000