DE3039521A1 - Motor vehicle IC engine idle run control - has throttle servomotor with rotor-facing pole shoes asymmetric w.r.t. rotor - Google Patents

Motor vehicle IC engine idle run control - has throttle servomotor with rotor-facing pole shoes asymmetric w.r.t. rotor

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DE3039521A1 DE19803039521 DE3039521A DE3039521A1 DE 3039521 A1 DE3039521 A1 DE 3039521A1 DE 19803039521 DE19803039521 DE 19803039521 DE 3039521 A DE3039521 A DE 3039521A DE 3039521 A1 DE3039521 A1 DE 3039521A1
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Abstract

The control is carried out by regulating the air volume on the suction side by a servo-element in a by-pass passage parallel to the throttle valve. The latter changes the passage cross-section and is operated by a servo-motor (1). The throttle flap (7) is secured directly on the servo-motor shaft (2). The servo-motor has a rotor (3), against which are directed pole shoes, asymmetrically designed w.r.t. the rotor body. The rotor body carries out a rotation between 0 and 90 deg. max., proportional to the servo-motor excitation current. Pref. the rotor body consists of permanent magnet with radial two-pole magnetisation. Alternately, the rotor is formed by a magnetisable soft iron body, while the free shaft end (9) may be coupled to a resetting spring (10). The air gap (6) between the pole shoes and the rotor body may be continuously restricted in the rotor direction of rotation.

Description

VDO Adolf Schindling AG Frankfurt / MainVDO Adolf Schindling AG Frankfurt / Main

Gräfstraße 103Graefstrasse 103

Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Otto-Motoren, insbesondere Kraftfahrzeugmot.orenDevice for regulating the idle speed of Otto engines, in particular motor vehicle engines

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung .zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Otto-Motoren, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite mit einem Stellglied, das in einem die Drosselklappe parallel überbrückenden Bypaßkanal angeordnet ist und aus einer den Kanalquerschnitt verändernden Klappe und einem Stellmotor besteht.The invention relates to a device for regulating the Idling speed of Otto engines, especially motor vehicle engines, by controlling the amount of air on the suction side with an actuator that is in a die Throttle valve is arranged parallel bridging bypass channel and from a changing the channel cross-section Flap and a servomotor.

Derartige bekannte Einrichtungen zur Regelung der Lerr- -jO lauf drehzahl werden verwandt, um eine möglichst geringe Drehzahl, insbesondere in Kraftfahrzeugen einzustellen, die günstige Verbrauchs- und Emissionswerte .zur Folge hat. Wenn eine möglichst niedrige Leerlaufdrehzahl angestrebt wird, kann der hierfür notwendige Luftdurchfluß durch T5 den Vergaser nicht ein für allemal fest vorgegeben werden, da die Leerlaufdrehzahl auch dann Schwankungen unterworfen sein kann, wenn der Otto-Motor mit einer gleichbleibenden Füllung betrieben wird. Solche Schwankungen können durch verschiedene Belastungszustände im Leerlauf wie in der Kaltlaufphase oder durch den LeistungsbedarfSuch known devices for regulating the Lerr- -jO running speed are used to keep the lowest possible Set the speed, especially in motor vehicles, which has favorable consumption and emission values. If the lowest possible idle speed is sought, the air flow required for this can through T5 the carburettor cannot be fixed once and for all, because the idle speed can also fluctuate when the Otto engine is constant Filling is operated. Such fluctuations can be caused by various load conditions when idling as in the cold run phase or by the power requirement

einer Klimaanlage eines hydraulischen Systems mit einer durch den Motor angetriebenen Pumpe oder dergleichen verursacht sein. Hinzukommt, daß bei kleiner Leerlaufdrehzahl sich der Betriebszustand eines Otto-Motors nahe dem instabilen Drehzahlbereich befindet, in dem bei einer weiteren Zusatzbelastung der Motor absterben kann.an air conditioner of a hydraulic system with a pump driven by the engine or the like be caused. In addition, at low idle speed the operating state of a gasoline engine is close to the unstable speed range in which a further additional load can cause the engine to die.

Aus der US-PS 3 661 131 ist bereits eine Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Otto-Motoren, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, bekannt, wonach die Leerlaufdrehzahl, unabhängig von den herrschenden Betriebszuständen des Motors, bei einem im wesentlichen konstanten vorbestimmten Wert gehalten werden kann und wobei der Luftstrom bei vorwiegend atmosphärischem Druck und bis zu einem Punkt regelbar ist, der unterhalb der Drosselklappe vorherrscht. Anstelle eines durch eine Spule regelbaren Ventiles wird hierfür auch ein durch einen Motor angetriebener Ventilkörper eingesetzt, der den Öffnungsbereich der Ventilmündung zwischen einer vollkommen geschlossenen und einer voll geöffneten Position regelt. Der Ventilkörper wird hierbei von einem Elektromotor gesteuert, der über eine Welle mit einem Zahnrad verbunden ist, welches wiederum mit einem mit dem Ventilkörper in Verbindung stehenden Schneckenrad kämmt und dadurch den Ventilkörper in seiner senkrechten Stellung verändert. Hierdurch ist die Leerlaufdrehzahl des Motors bei einem vorbestimmten Wert regelbar, wobei der Motor durch ein Signal aufgrund einer Spannungsdifferenz gesteuert wird. Diese Anordnung wie auch die sonst in dieser Patentschrift beschriebenen Ventileinrichtungen zur Regelung der Leerlaufdrehzahl sind jedoch sehr bauteilaufwendig und damit teuer in der Herstellung.US Pat. No. 3,661,131 already discloses a device for regulating the idling speed of Otto engines, in particular Motor vehicle engines, known, according to which the idling speed, regardless of the prevailing operating conditions of the motor, can be maintained at a substantially constant predetermined value and the air flow being controllable at predominantly atmospheric pressure and up to a point which is below the Throttle prevails. Instead of a valve that can be regulated by a coil, a by a motor-driven valve body used, the opening area of the valve orifice between a perfectly closed and a fully open position. The valve body is driven by an electric motor controlled, which is connected via a shaft with a gear, which in turn with a with the valve body connected worm gear meshes and thereby the valve body in its vertical position changes. This is the idle speed of the engine controllable at a predetermined value, the motor being controlled by a signal based on a voltage difference will. This arrangement as well as the valve devices otherwise described in this patent Control of the idle speed are very complex in terms of components and therefore expensive to manufacture.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Otto-Motoren, insbesondere Kraftfahrzeugen, vorzuschlagen.
5The invention is therefore based on the object of proposing a simpler device for regulating the idling speed of Otto engines, in particular motor vehicles.
5

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Welle des Stellmotors unmittelbar die Klappe befestigt ist, daß der Stellmotor einen Rotorkörper aufweist und daß die gegen den Umfang des Rotorkörpers gerichteten Polschuhe des Stellmotors in Bezug auf den Rotorkörper asymmetrisch ausgebildet sind, dergestalt, daß der Rotorkörper eine dem Erregerstrom des Stellmotors proportionale Drehung zwischen O und maximal 90 Winkelgraden ausführt.According to the invention, this object is achieved in that the flap is located directly on the shaft of the servomotor is attached that the servomotor has a rotor body and that the against the circumference of the Rotor body-directed pole shoes of the servomotor are designed asymmetrically with respect to the rotor body, such that the rotor body is one of the excitation current the servomotor rotates proportionally between 0 and a maximum of 90 degrees.

Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, daß hier eine Klappe verwendet wird, die einfacher als ein Ventil miteinander angepaßtem Ventilkolben und Ventilsitz herstellbar ist, und daß bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ein Getriebe entfällt.This solution has the particular advantage that a flap is used here, which is simpler than a valve with one another adapted valve piston and valve seat can be produced, and that in the device according to the invention a gearbox is not required.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rotorkörper aus einem zweipolig radial magnetisierten Dauermagneten besteht. Durch diese Ausführungsform wird eine Rückstellfeder eingespart.In a further development of the invention it is provided that the rotor body consists of a two-pole, radially magnetized Permanent magnets. This embodiment saves a return spring.

Die Erfindung kann auch so abgewandelt werden, daß der Rotorkörper aus einem magnetisierbaren Weicheisenkörper besteht und ein freies Wellenende.mit einer Rückstellfeder verbunden ist. Durch diese Abwandlung ist eine kostengünstigere Herstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich.The invention can also be modified so that the rotor body consists of a magnetizable soft iron body consists and a free shaft end. with a return spring connected is. This modification makes the production according to the invention more cost-effective Setup possible.

- JT - ' ■- JT - '■

•Einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge verjüngen sich zwischen dem Rotorkörper und den Polschuhen vorhandene Luftspalte in Drehrichtung des Rotorkörpers stetig, so daß eine dem Erregerstrom proportionale Winkelstellung erreichbar ist.• According to another embodiment of the invention air gaps between the rotor body and the pole pieces taper in the direction of rotation of the Rotor body steadily, so that one of the excitation current proportional angular position is achievable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschreiben. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below. Show it

Figur 1 eine Teilschnittansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung mit an der Welle des Stellmotors unmittelbar befestigter Klappe undFigure 1 is a partial sectional view of the device according to the invention with on the shaft of the Servomotor directly attached flap and

1,. Figur 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen 1,. Figure 2 is a side view of the invention

Einrichtung mit zum Rotorkörper des StBlI-motors asymmetrisch ausgebildeten Pol-.schuhen. Device with to the rotor body of the StBlI motor asymmetrically formed pole shoes.

„ In Figur 1 ist ein Stellmotor 1 gezeigt, der einen an einer Welle 2 befestigten Rotorkörper 3 aufweist, welcher von einer Spule 4 erregbar ist. Der Rotorkörper 3 kann aus einem zweipolig radial magnetisierten Dauermagneten oder einem Weicheisenkörper mit einer noch zu be-"In Figure 1, a servomotor 1 is shown, the one on A rotor body 3 which is attached to a shaft 2 and which can be excited by a coil 4. The rotor body 3 can from a two-pole radially magnetized permanent magnet or a soft iron body with a

„,- schreibenden. Rückstellfeder bestehen. Gegen den Rotorkörper 3 sind Polschuhe 5 des Stellmotors 1 gerichtet, . die vom Rotorkörper 3 durch einen Luftspalt 6 voneinander getrennt sind. An der Welle 2 des Stellmotors 1 ist unmittelbar eine Klappe 7 befestigt, die den Querschnitt", - writing. Return spring exist. Against the rotor body 3 pole pieces 5 of the servomotor 1 are directed,. from the rotor body 3 through an air gap 6 from each other are separated. On the shaft 2 of the servomotor 1, a flap 7 is attached directly to the cross-section

_o eines Bypäßkanals 8 verändert. Wenn der Rotorkörper 3 aus Weicheisen besteht, ist ein freies Wellenende 9 der Welle 2 mit einer Rückstellfeder 10 verbunden, die_ o of a bypass channel 8 changed. If the rotor body 3 is made of soft iron, a free shaft end 9 of the shaft 2 is connected to a return spring 10, which

--Sr ---Sr -

die Klappe 7 zurückstellt, sobald sich der Rotorkörper 3 nicht mehr in erregtem Zustand befindet. Die Rückstellfeder 10 ist nicht erforderlich, wenn für den Rotorkörper 3 ein aus hartmagnetischem Werkstoff hergestellter Dauermagnet verwendet wird, dessen Verstellkraft von seiner Stärke abhängt. Die erfindungsgemäße Einrichtung steht über einen Ansaugstutzen 11 mit einer Ansaugleitung 12 in Verbindung, in der eine die Luftmenge regelnde Drosselklappe angeordnet ist.the flap 7 resets as soon as the rotor body 3 is no longer in the excited state. The return spring 10 is not required if a hard magnetic material is used for the rotor body 3 manufactured permanent magnet is used, the adjustment force depends on its strength. The inventive The device is connected to an intake line 12 via an intake port 11, in which a throttle valve regulating the amount of air is arranged.

Die Figur 2 zeigt in einer Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß die gegen den Umfang des Rotorkörpers 3 gerichteten Polschuhe 5 asymmetrisch ausgebildet sind. Die zwischen dem Rotorkörper 3 und den Polschuhen 5 vorhandenen Luft- . spalte 6 verjüngen sich in Drehrichtung des Rotorkörpers 3 stetig, so daß eine dem Erregerstrom proportionale Winkelstellung gegen die Rückstellfeder 10 erfolgt, sobald der Rotorkörper 3 von der Spule 4 erregt wird. Der in maximaler Erregung gezeigte Rotorkörper 3 bildet mit den Polschuhen 5, den Lustspalten 6, der Spule 4 und weiteren nicht gezeigten Teilen einen magnetischen Kreis 14. Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet in Verbindung mit einer nicht beschriebenen elektronischen Schaltung, mit der die Mindestdrehzahl des Motors regelbar ist.Figure 2 shows in a side view of the device according to the invention that the against the circumference of the rotor body 3 directed pole shoes 5 are formed asymmetrically. The one between the rotor body 3 and the pole pieces 5 existing air. Column 6 taper in the direction of rotation of the rotor body 3 steady, so that an angular position proportional to the excitation current against the return spring 10 takes place as soon as the rotor body 3 is excited by the coil 4. The one shown in maximum excitement The rotor body 3 forms with the pole pieces 5, the lust gaps 6, the coil 4 and others not shown Share a magnetic circuit 14. The inventive Device works in conjunction with an electronic circuit not described, with which the minimum speed of the motor can be regulated.

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Claims (4)

PatentansprücheClaims Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Otto-Motoren, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite «mit einem Stellglied, das in einem die Drosselklappe parallel überbrückenden Bypaßkanal angeordnet ist und aus einer den Kanalquerschnitt verändernden Klappe und einem Stellmotor besteht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (2) des Stellmotors (1) unmittelbar die Klappe (7) befestigt ist, daß der Stellmotor (1) einen Rotorkörper (3) aufweist und daß die gegen den Umfang des Rotorkörpers (3) gerichteten Polschuhe (5) des Stellmotors (1) in Bezug auf den Rotorkörper (3) asymmetrisch ausgebildet sind, dergestalt, daß der Rotorkörper (3) eine dem Erregerstrom des Stellmotors (1) proportionale Drehung zwischen 0 und maximal 90 Winkelgraden ausführt.Device for regulating the idling speed of Otto engines, in particular motor vehicle engines, by controlling the amount of air on the intake side "with an actuator which is arranged in a bypass duct bridging the throttle valve in parallel and consists of a flap that changes the duct cross-section and a servomotor, characterized in that, that the flap (7) is attached directly to the shaft (2) of the servomotor (1), that the servomotor (1) has a rotor body (3) and that the pole pieces (5) of the Servomotor (1) are designed asymmetrically with respect to the rotor body (3), such that the rotor body (3) executes a rotation proportional to the excitation current of the servomotor (1) between 0 and a maximum of 90 degrees. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (3) aus einem zweipolig radial magnetisierten Dauermagneten besteht.2. Device according to claim 1, characterized in that the rotor body (3) consists of a two-pole, radially magnetized permanent magnet. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkörper (3) aus einem magnetisierbaren Weicheisenkörper besteht und das freie Wellende (9) mit einer Rückstellfeder (10) verbunden ist.3. Device according to claim 1, characterized in that the rotor body (3) consists of a magnetizable soft iron body and the free shaft end (9) is connected to a return spring (10). 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Rotorkörper (3) und den Polschuhen (5) vorhandene Luftspalte (6) in Drehrichtung des Rotorkörpers (3) stetig verjüngen.4. Device according to claim 1, characterized in that there is between the rotor body (3) and the pole pieces (5) the existing air gaps (6) steadily taper in the direction of rotation of the rotor body (3).
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