Zur Rotationsanalyse in Kraftfahrzeugen wird ein neues Meßsystem vorgestellt, bei dem Winkelpositionsaufnehmer an der Nockenwelle und an der Kurbelwelle angebracht werden. Mit dem System werden die Rotationsgeschwindigkeiten, die Beschleunigungen sowie die winkel- und geschwindigkeitsabhängigen Abweichungen erhalten. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die elektronischen Steuersysteme die Rotationsdynamik direkt und indirekt beeinflussen. Einen direkten Einfluß übt das Phasenabgleichsystem (PAGS) für die Nockenwelle aus; ein indirekter Einfluß resultiert vom automatischen Kupplungssystem. Die durchgeführte Rotationsanalyse erstreckt sich beispielhaft auf das PAGS als ein mechatronisches System, mit dem die Winkelpositionen der Nockenscheibe relativ zur Kurbelwellenscheibe gesteuert werden. In dem neuen System wird die Nockenscheibe durch einen drehenden Aktuator angetrieben, dessen Ausgangssignale mit der Nockenwelle gekoppelt sind. Der Aktuator kann einen steuerbaren Relativwinkel zwischen der Nockenscheibe und der Kurbelwellenscheibe vorgeben. Zur optimalen Steuerung des Systems müssen auch die inneren Steuervariablen und Steuerparameter analysiert werden; dazu bedarf es einer digitalen Schnittfläche. Zur Bedienung der inneren Steuervariablen steht ein Kalibrierungssystem zur Verfügung. Das erforderliche dynamische Verhalten des PAGS für die Nockenwelle ist mit einer Ansprechzeit von 200 ms bis 400 ms recht niedrig. Als Grundlage für die Standardisierung wird das ASAM-System genommen. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen weist das neue System deutlich mehr analoge und digitale Kanäle sowie Kanäle für die Rotation und die Geschwindigkeit auf. Das Auflösungsvermögen ist nahezu verdoppelt; als zusätzliche Systemeinheiten sind Prozessoren zur Datenvorverarbeitung und Online-Anzeigeelemente vorhanden. Der Stromverbrauch, die Größe und das Gewicht des neuen Systems sind drastisch reduziert; der Preis liegt um 50 % niedriger als bei den konventionellen Systemen. Der Kostenvorteil des neuen Systems basiert u.a. auf der Wiederverwendbarkeit vorher benutzter Systemelemente.
Advances in rotational analysis for the design of mechatronic systems
Fortschritte bei der Rotationsanalyse für den Aufbau mechatronischer Systeme
1999
8 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabelle, 2 Quellen
(nicht paginiert)
Conference paper
English
SAE Technical Papers | 2000
|Systems engineering in the design of mechatronic systems
Automotive engineering | 2002
|Systems engineering in the design of mechatronic systems
Tema Archive | 2002
|Simulation and design process of mechatronic systems
British Library Conference Proceedings | 2001
|Design, Modeling and Simulation of Mechatronic Systems
SAE Technical Papers | 2008
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