JPH0454241B2 - - Google Patents

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JPH0454241B2
JPH0454241B2 JP3122079A JP3122079A JPH0454241B2 JP H0454241 B2 JPH0454241 B2 JP H0454241B2 JP 3122079 A JP3122079 A JP 3122079A JP 3122079 A JP3122079 A JP 3122079A JP H0454241 B2 JPH0454241 B2 JP H0454241B2
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JP
Japan
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throttle valve
control signal
signal
synchronous motor
internal combustion
Prior art date
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Application number
JP3122079A
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Japanese (ja)
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JPS54151782A (en
Inventor
Bianchi Uarerio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of JPS54151782A publication Critical patent/JPS54151782A/en
Publication of JPH0454241B2 publication Critical patent/JPH0454241B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00Control of position or direction
    • G05D3/12Control of position or direction using feedback
    • G05D3/14Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
    • G05D3/18Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device delivering a series of pulses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関における制御または調整装
置において操作部である絞り弁の回転角設定を行
う調節装置を前提としている。このような調節装
置は、公知の構成において後続の伝動装置と追従
増幅器のため帰還量として移動角を検出する分圧
器とを含む逆転可能なモータとして形成されてお
り、この追従増幅器はモータのため動作電圧を供
給する。このような装置は多方面に適用できる
が、比較的高価である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is based on an adjustment device for setting the rotation angle of a throttle valve, which is an operating section, in a control or adjustment device for an internal combustion engine. Such a regulating device is designed in a known configuration as a reversible motor that includes a subsequent transmission and a voltage divider that detects the travel angle as a feedback variable for a follow-up amplifier, which follow-up amplifier for the motor. Provides operating voltage. Although such devices have many applications, they are relatively expensive.

公知技術である実開昭48−45671号公報記載の
指示計器の指針駆動回路では、パルス幅変調され
た電圧信号の周波数は、回転可能部分がその調節
点の周りで振動するように選定されているのでは
なく、それとは全く反対に、指針が過振動や微動
振動せずに測定信号に応じて指針が正確に位置調
整されるように指針の応答特性を非常に遅くする
ために指針の運動が強く減衰・制動されなければ
ならず(指示計器の対象技術分野での公知の基本
原則である)、本発明とは対象技術、目的、構成、
効果いずれの点でも全く相異する何ら関係のない
公知技術にすぎない。
In the pointer drive circuit of an indicating instrument described in Japanese Utility Model Application Publication No. 48-45671, which is a known technique, the frequency of the pulse width modulated voltage signal is selected such that the rotatable part oscillates around its adjustment point. Rather, on the contrary, the movement of the pointer is made very slow so that the pointer's response characteristics are very slow so that the pointer is accurately positioned in response to the measurement signal without over-vibration or micro-vibration. must be strongly damped and damped (this is a basic principle known in the field of technology for indicating instruments).
It is nothing more than a completely different and unrelated known technique in any respect.

それに対して、本発明のような内燃機関におけ
る制御装置での操作部である絞り弁の回転角設定
用の調節装置の場合、一般的には、内燃機関の制
御量ないし作動量の設定は、少なくとも1つの制
御量から形成された制御信号に依存して行われ
る。内燃機関では、作動状況は急速に変化し、従
つて、制御信号は急速に変化するので、そのよう
な調節装置は変化した信号にできる限り迅速に追
従できなければならないと共に、それにもかかわ
らず、所定の位置に正確に設定調整されなければ
ならない。つまり、不所望な動的特性を回避する
ためには、制御装置の操作部である絞り弁の調節
装置は極めて僅かな抵抗モーメントしか生じない
ようにしなければならない。
On the other hand, in the case of an adjustment device for setting the rotation angle of a throttle valve, which is an operating part in a control device for an internal combustion engine, as in the present invention, the control amount or operating amount of the internal combustion engine is generally set by: This is done as a function of a control signal formed from at least one control variable. Since in internal combustion engines the operating conditions change rapidly and therefore the control signals change rapidly, such a regulating device must be able to follow changing signals as quickly as possible and, nevertheless, Must be set and adjusted accurately to the desired position. This means that in order to avoid undesirable dynamic behavior, the actuating part of the control device, the regulating device of the throttle valve, must produce only very low resistance moments.

絞り弁の操作時に僅かな抵抗モーメントしか生
じない調節装置は、本発明特許請求の範囲第1項
に記載されているような2相同期モータである。
An adjusting device which generates only a small moment of resistance when operating the throttle valve is a two-phase synchronous motor as defined in claim 1 of the present invention.

本発明はそのような調節装置に対して、内燃機
関での必要条件、即ち操作部である絞り弁の正確
な角度の設定のための調節において僅かなトルク
しか必要としないで静摩擦の障害となる作用を除
いて正確に角度調節でき、かつ種々の制御量に関
して多くの変形が得られ、かつ安価であるという
必要条件を満たす調節装置を提供することを目的
としている。
The present invention provides for such an adjustment device the requirements in internal combustion engines, i.e. the adjustment for the precise setting of the angle of the actuating throttle valve, requires only a small torque and avoids the interference of static friction. It is an object of the present invention to provide an adjustment device which satisfies the requirements of being able to precisely adjust the angle except for effects, providing a large number of variations with respect to the various control variables, and being inexpensive.

このような調節装置においてパルス幅制御(タ
イミング制御)を行う場合、一般的には、連続的
な信号特性の制御に比して、回路コスト上の利点
を有しているが、絞り弁の過振動や微動振動、従
つて場合によつては、不正確な位置調整を惹起し
てしまうが、しかし、本発明によると、操作部で
ある絞り弁の過振動や微動振動は、指示計器での
状況・状態とは異なり、内燃機関では許容し得、
それどころか操作部である絞り弁の抵抗モーメン
トをきわめて僅かにするためにはむしろ所望であ
るという認識に基づいて、静摩擦の障害作用を取
り除いて、絞り弁の動的特性及び制御性を改善す
るようにパルス幅制御(タイミング制御)を行う
調節装置を提供することができる。
When performing pulse width control (timing control) in such a regulating device, it generally has an advantage in terms of circuit cost compared to continuous control of signal characteristics, but it also reduces the overload of the throttle valve. Vibrations and micro-vibrations, and therefore, in some cases, can lead to inaccurate position adjustments.However, according to the present invention, excessive vibrations and micro-vibrations of the throttle valve, which is the operating part, can be prevented by the indication instrument. Unlike the situation/state, it is acceptable in an internal combustion engine,
On the contrary, based on the recognition that it is desirable to minimize the moment of resistance of the throttle valve, which is the operating part, we have improved the dynamic characteristics and controllability of the throttle valve by eliminating the hindrance effect of static friction. A regulating device can be provided that performs pulse width control (timing control).

本発明の装置では、制御信号から得られた電圧
信号(パルス信号)は、一方では直接2相同期モ
ータの第1の巻線に供給され、他方では電圧信号
の反転、例えばインバータを介して2相同期モー
タの他方の巻線に供給される。前述の従来技術と
は異なり、このような2相同期モータの両巻線の
特別な接続によつて、2相同期モータの両巻線の
制御信号を発生するのに付加的なスイツチング回
路手段(トランジスタQ1およびQ2)を必要とし
ない。
In the device according to the invention, the voltage signal (pulse signal) obtained from the control signal is on the one hand directly supplied to the first winding of the two-phase synchronous motor, and on the other hand the inversion of the voltage signal, e.g. Supplied to the other winding of the phase synchronous motor. In contrast to the prior art described above, this special connection of the two windings of a two-phase synchronous motor does not require additional switching circuit means ( transistors Q1 and Q2) are not required.

本発明のような内燃機関での調節装置では、極
めて僅かな抵抗モーメントしか生じないようにす
るために操作部である絞り弁の過振動や微動振動
は所望であるのに対して、前述の従来技術のよう
な指示装置での調節装置では指針の過振動や微動
振動は全く不都合であり、このような対照的な必
要条件に基づく装置構成の違い、即ち、パルス幅
制御(タイミング制御)される電圧信号の周波数
は、回転可能部分がその調節点を中心に振動する
ように選定されていること、ならびに付加的なス
イツチング回路手段なしに巻線への直接的な電圧
印加ないし反転による相補的な電圧信号の印加の
点で、本発明は従来技術とは全く異なつている。
In the adjustment device for an internal combustion engine such as the present invention, it is desirable to have the throttle valve, which is the operating part, have excessive vibration or slight vibration in order to generate only a very small moment of resistance. For adjustment devices in indicating devices such as technology, excessive vibration or micro-vibration of the pointer is completely inconvenient, and differences in device configuration based on such contrasting requirements, i.e., pulse width control (timing control). The frequency of the voltage signal is selected in such a way that the rotatable part oscillates about its adjustment point, and that a complementary The present invention is quite different from the prior art in the application of voltage signals.

それに対して特許請求の範囲に記載した特徴を
有する本発明による調節装置によれば、この調節
装置が、著しく望ましく製造可能であり、かつ絞
り弁の移動調節の際に多数の制御量(排気ガスセ
ンサとか絞り弁位置)を同時にかつ重畳的に作用
させることができる。多くの変形が得られ、また
操作部である絞り弁を操作する時、相補的なパル
ス信号による制御が行われるので2相同期モータ
の相応する巻線に時々電流が流れなくなる。この
電流休止期間は何等絞り弁の調節は行われない。
したがつて逆転方向(又は正転方向)の機械的な
トルクが磁界によつて発生されるトルクに比して
小さい本発明の調節装置を使用すると絞り弁を操
作するとき僅かな抵抗モーメントしか生じない利
点がある。
On the other hand, the regulating device according to the invention having the features recited in the claims provides that this regulating device can be produced in a particularly favorable manner and that a large number of control variables (exhaust gas sensor (or throttle valve position) can be applied simultaneously and in a superimposed manner. Many variants are available, and when operating the throttle valve, which is the operating part, control is carried out by means of complementary pulse signals, so that sometimes no current flows in the corresponding windings of the two-phase synchronous motor. No adjustment of the throttle valve takes place during this current pause period.
Therefore, when using the adjusting device according to the invention, the mechanical torque in the reverse direction (or in the forward direction) is small compared to the torque generated by the magnetic field, only a small moment of resistance occurs when operating the throttle valve. There are no advantages.

可変の強さの両方の磁界を発生するために使わ
れる巻線の一方である第1の巻線に、制御量に応
じて可変の電圧信号が供給可能であり、かつ他方
の巻線に、電圧信号から反転によつて得られる相
補電圧信号が供給可能であり、また巻線が、タイ
ミング制御された電圧信号によつて制御可能であ
り、この電圧信号の衝撃係数が制御量に応じて可
変であることは特に有利である。
A variable voltage signal can be supplied to one of the windings, a first winding, used to generate both magnetic fields of variable strength, and the other winding can be supplied with a variable voltage signal depending on a controlled variable; A complementary voltage signal obtained by inversion from the voltage signal can be supplied, and the winding can be controlled by a timing-controlled voltage signal, and the impulse coefficient of this voltage signal can be varied depending on the controlled variable. It is particularly advantageous that

本発明のパルス幅制御(タイミング制御)によ
れば、設定すべき回転角位置を誤らせることがあ
る制止摩擦の作用を除去できる。使用周波数に応
じて、さらに所望の調節点のまわりで過渡的に行
き過ぎ、それから逆方向に下回るというように制
御され減衰振動しながら調節点に制御されるよう
に、パルス幅制御(タイミング制御)される電圧
信号の周波数は選定されている。
According to the pulse width control (timing control) of the present invention, it is possible to eliminate the effect of restraint friction that may cause errors in the rotation angle position to be set. Depending on the frequency used, the pulse width is controlled (timing controlled) so that it transiently overshoots around the desired adjustment point, then falls below in the opposite direction, and is controlled to the adjustment point while damping oscillation. The frequency of the voltage signal is selected.

本発明の実施例を以下図面によつて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に排気系5および吸気系3を有する内燃
機関1が概略的に示されており、この吸気系は、
内燃機関内で燃焼する燃料空気混合気をつくりか
つ調量する混合気発生器4を有する。排気系には
公知の構造の酸素測定センサ7がそう入されてお
り、このセンサは、排気ガス中の酸素含有量を検
出しかつ制御量を発生するために使われ、この制
御量に応じて混合気組成を制御することができ
る。酸素測定センサ7の出力信号が理想的な形に
成形して第2図Aに示されている。この信号は、
酸素測定センサの後に接続された公知の制御装置
8に供給される。この制御装置は、例えば積分制
御器を有しており、この積分制御器で酸素測定セ
ンサ7の出力信号が積分されるので、制御装置の
出力信号は第2図Bに示すように反転点を有する
のこぎり波状の経過を有する。これら反転点は、
酸素測定(ラムダ)センサの制御信号によつて決
まる。ほぼラムダ1で出力電圧の急激な変化を生
じる酸素測定センサによつて動作するこのような
制御装置は周知である。制御装置8の出力は分圧
器9に供給され、この分圧器の調節可能なタツプ
は、絞り弁軸11の回転運動によつて調整可能で
ある。絞り弁軸11は、内燃機関の吸気系3内に
ある主絞り弁12を回すために使われる。この主
絞り弁は、例えば通常の気化器でもよい混合気発
生器4の主要部分であり、かつ混合気量制御のた
めに使われる。吸気系3のそのため重要な部分
は、わかり易くするため拡大して示されている。
分圧器9において制御装置8の出力信号に絞り弁
12の位置に対応する一定の電圧値が付加され、
第2図Cに実線で示す信号が分圧器の出力側に送
出される。
FIG. 1 shows schematically an internal combustion engine 1 having an exhaust system 5 and an intake system 3, which intake system comprises:
It has a mixture generator 4 for creating and metering a fuel-air mixture for combustion within the internal combustion engine. An oxygen measuring sensor 7 of a known structure is installed in the exhaust system, and this sensor is used to detect the oxygen content in the exhaust gas and to generate a control variable, and according to this control variable, The mixture composition can be controlled. The output signal of the oxygen measuring sensor 7 is shown in an idealized form in FIG. 2A. This signal is
A known control device 8 connected after the oxygen measuring sensor is fed. This control device has, for example, an integral controller, which integrates the output signal of the oxygen measurement sensor 7, so that the output signal of the control device has a reversal point as shown in FIG. 2B. It has a saw-toothed course. These reversal points are
Determined by the control signal of the oxygen measurement (lambda) sensor. Such control devices are known which operate with oxygen measuring sensors which produce abrupt changes in the output voltage at approximately lambda 1. The output of the control device 8 is fed to a pressure divider 9 whose adjustable tap can be adjusted by a rotational movement of the throttle valve shaft 11. The throttle valve shaft 11 is used to rotate a main throttle valve 12 in the intake system 3 of the internal combustion engine. This main throttle valve is a main part of the mixture generator 4, which may be a normal carburetor, for example, and is used for controlling the mixture quantity. The therefore important parts of the intake system 3 are shown enlarged for clarity.
A constant voltage value corresponding to the position of the throttle valve 12 is added to the output signal of the control device 8 in the voltage divider 9,
The signal shown in solid line in FIG. 2C is delivered to the output of the voltage divider.

第2図Aには、排気ガス調整に酸素測定センサ
を使用した場合の、理想状態での酸素測定センサ
7の出力信号の経過が記載されている。酸素測定
センサは、排気ガス中での酸素成分のもとで低い
出力信号を送出し(燃料希薄混合気)、排気ガス
中に酸素が含まれていない場合、高い出力信号を
送出する(燃料濃厚混合気)。
FIG. 2A shows the course of the output signal of the oxygen measuring sensor 7 in an ideal state when the oxygen measuring sensor is used for exhaust gas regulation. The oxygen measuring sensor delivers a low output signal under oxygen content in the exhaust gas (fuel-lean mixture) and a high output signal when there is no oxygen in the exhaust gas (fuel-rich mixture). mixture).

第1図に示された実施例は、所望の排気ガス成
分の保持のために使われるので、図示の制御装置
8よつて絞り弁の位置が所定の排気ガス成分とな
るように調整される。酸素成分に依存して酸素測
定センサは跳躍的にその出力信号UAが上下に変
化するので、定常的に排気ガスが有害物質を含ま
ないで所望の排気ガス成分となるように正確に調
整することはできず、酸素測定センサの出力信号
は、エンジン吸気量によつて決まる周期で振動
し、この様子が第2図Aに略示されている。この
ような酸素測定センサによるλ制御は、公知技術
であり、その信号特性も当業者の周知とするとこ
ろである。
Since the embodiment shown in FIG. 1 is used to maintain a desired exhaust gas component, the position of the throttle valve is adjusted by the illustrated control device 8 to achieve the desired exhaust gas component. Since the output signal U A of the oxygen measurement sensor changes dramatically depending on the oxygen content, it must be accurately adjusted so that the exhaust gas does not contain harmful substances and has the desired exhaust gas content. Instead, the output signal of the oxygen measurement sensor oscillates with a period determined by the engine air intake, which is schematically illustrated in FIG. 2A. Such λ control using an oxygen measurement sensor is a known technique, and its signal characteristics are also well known to those skilled in the art.

第2図Bの信号経過は、制御装置8の出力信号
を示す。制御装置8は、積分制御器を有してい
る。ラムダセンサ7の出力信号はλ=1で跳躍的
に変化する。第2図Aの出力信号が高い信号レベ
ルを有している場合、即ち、混合気の燃料成分が
濃厚すぎる場合、排気ガス組成の測定値はλ=1
からずれている。それにより、積分制御器はこの
ラムダセンサ7の出力信号を積分し、第2図Bに
正の勾配の直線によつて示されているように制御
装置の出力信号が変化する。絞り弁の相応の制御
によつて、空気/燃料混合気が燃料希薄側に変化
するようにこの混合気が変化する場合、ラムダセ
ンサ7の出力信号は低い信号レベルに跳躍的に変
化する。その結果、再びλ=1からの偏差(他の
極性での)が生じる。制御装置8の積分制御器
は、この出力信号を積分し、その際、その出力信
号は逆方向に変化する。これは、第2図Bに、負
の勾配の直線によつて示されている。
The signal curve in FIG. 2B shows the output signal of the control device 8. The control device 8 has an integral controller. The output signal of the lambda sensor 7 changes abruptly at λ=1. If the output signal of FIG. 2A has a high signal level, i.e. if the fuel mixture is too rich, the measured value of the exhaust gas composition will be λ=1.
It's off. The integral controller thereby integrates the output signal of this lambda sensor 7, and the output signal of the controller changes as shown in FIG. 2B by a straight line with a positive slope. If, by corresponding control of the throttle valve, the air/fuel mixture changes in such a way that it changes to the leaner side, the output signal of the lambda sensor 7 jumps to a lower signal level. As a result, deviations from λ=1 (with other polarities) occur again. An integral controller of control device 8 integrates this output signal, the output signal varying in the opposite direction. This is illustrated in FIG. 2B by the negative slope straight line.

分圧器9のタツプは、パルス幅変調器14に通
じており、第3図に示されているように、この変
調器は、例えば第2図Cに一点鎖線で示すような
調節可能な高い周波数(例えば100Hz)ののこぎ
り波電圧とタツプ電圧を比較するコンパレータを
含んでいる。パルス幅変調器の出力端子には第2
図Dに示すように酸素測定センサの信号に対応し
て固定周波数をもつた可変パルス幅のパルス列が
生ずる。このパルス列は一方において2相同期モ
ータ17の第1の巻線16に供給される。他方に
おいてパルス幅変調器の出力端子は、インバータ
19を介して2相同期モータ17の第2の巻線2
0に接続されている。両方の巻線の他方の端部は
接地されている。
The taps of the voltage divider 9 lead to a pulse width modulator 14, which, as shown in FIG. It includes a comparator that compares the tap voltage with the sawtooth voltage (e.g. 100Hz). The output terminal of the pulse width modulator has a second
As shown in Figure D, a pulse train of variable pulse width with a fixed frequency is generated in response to the signal of the oximetry sensor. This pulse train is fed on the one hand to the first winding 16 of the two-phase synchronous motor 17 . On the other hand, the output terminal of the pulse width modulator is connected to the second winding 2 of the two-phase synchronous motor 17 via an inverter 19.
Connected to 0. The other ends of both windings are grounded.

2相同期モータは図に概略的に示されている。
このモータは、ロータ22を有し、このロータ
は、永久磁石であり、かつN極およびS極を有す
る。第1の巻線16および第2の巻線20はステ
ータに巻かれており、かつ同じ電流流通方向の際
に、互いに90゜だけ位相シフトされた磁界を発生
する。このことは、巻線16および20の位置に
よつて示される。
A two-phase synchronous motor is shown schematically in the figure.
The motor has a rotor 22, which is a permanent magnet and has north and south poles. The first winding 16 and the second winding 20 are wound on the stator and, when in the same direction of current flow, generate magnetic fields that are phase shifted by 90° relative to each other. This is indicated by the position of windings 16 and 20.

ロータは、軸23を介してバイパス絞り弁24
に結合されており、このバイパス絞り弁は、バイ
パス導管25内に配置されている。このバイパス
導管は、公知のように混合気発生器4または気化
器および主絞り弁12をう回している。
The rotor is connected via a shaft 23 to a bypass throttle valve 24
The bypass throttle valve is coupled to the bypass conduit 25 and is disposed within the bypass conduit 25. This bypass line bypasses the mixture generator 4 or the carburetor and the main throttle valve 12 in a known manner.

前記の装置は次のように動作する。 The device described above operates as follows.

パルス幅変調器において制御信号から、一定周
波数および入力制御電圧に応じて可変のパルス幅
のパルス列が発生される。このパルス列は、一方
において直接2相同期モータ17の第1の巻線1
6に、また他方において反転して第2の巻線20
に与えられる。それにより種々の強さの互いに
90゜だけ回転した磁界が生じる。衝撃係数0また
は100%の際、相応して一方の巻線だけに電流が
流れ、また衝撃係数の中間値において電流は、両
方の巻線にそれぞれ相補的関係にあるパルス列が
分配される。それにより合成磁界が生じ、この磁
界は、90°と0゜との間の位置を占めることができ
る。この時合成磁界に相応してロータ22が、相
応した回転位置に動く。従つて調節すべき操作部
である絞り弁24の軸23をわずかな抵抗モーメ
ントで簡単に調節する装置が実現できる。タイミ
ング制御されたパルス列による制御によつてパル
ス状磁界およびそれに応じてロータのタイミング
制御がなされ、ロータは、パルス周波数に応じて
わずかな振動運動を行うことができる。これは静
止摩擦に抗するように作用するので、その結果生
じる大きな制動モーメントが低減される。
In the pulse width modulator, a pulse train of variable pulse width is generated from the control signal at a constant frequency and in accordance with the input control voltage. This pulse train is on the one hand directly connected to the first winding 1 of the two-phase synchronous motor 17.
6 and inverted on the other hand the second winding 20
given to. Thereby different strengths of each other
A magnetic field rotated by 90° is created. At a duty factor of 0 or 100%, the current accordingly flows only in one winding, and at intermediate values of the duty coefficient, the current is distributed in complementary pulse trains to both windings. A resultant magnetic field is thereby generated, which can occupy a position between 90° and 0°. At this time, the rotor 22 moves to a corresponding rotational position in response to the composite magnetic field. Therefore, it is possible to realize a device that easily adjusts the shaft 23 of the throttle valve 24, which is the operating section to be adjusted, with a small resistance moment. Control by a timed pulse train provides timing control of the pulsed magnetic field and the rotor accordingly, so that the rotor can perform slight oscillatory movements depending on the pulse frequency. This acts against static friction, so that the resulting large braking moments are reduced.

ロータの移動に対してできるだけ均一な磁界が
存在するように同期モータを構成することは有利
である。そのためモータは、通常のように、例え
ばらせん状に延びた巻線溝を有し、その際巻線溝
のピツチは、溝間隔に相応している。
It is advantageous to configure the synchronous motor in such a way that there is a magnetic field that is as uniform as possible for the movement of the rotor. For this purpose, the motor typically has, for example, a spirally extending winding groove, the pitch of the winding groove corresponding to the groove spacing.

ここで実施例において説明したようなものの代
わりに、巻線をロータ上に配置し、かつステータ
を永久磁石として構成してもよい。さらに永久磁
石の代わりに同様に巻線を使用し、この巻線に一
定直流電流を流し、従つて一定磁界を発すること
もできる。
Instead of what has been described here in the exemplary embodiments, the windings may be arranged on the rotor and the stator may be constructed as a permanent magnet. Furthermore, instead of a permanent magnet, it is likewise possible to use a winding, which is supplied with a constant direct current and thus generates a constant magnetic field.

実施例においてパルス幅変調器に入力された制
御電圧は、制御装置8から発生され、かつのこぎ
り波電圧の形をしている。のこぎり波電圧のこう
配またはこの電圧を発生する積分器の時定数は、
内燃機関の回転速度に依存して可変である。その
ため制御装置8は、回転速度信号発生器27に結
合されている。
The control voltage input to the pulse width modulator in the exemplary embodiment is generated by the control device 8 and is in the form of a sawtooth voltage. The slope of the sawtooth voltage or the time constant of the integrator that generates this voltage is
It is variable depending on the rotational speed of the internal combustion engine. For this purpose, the control device 8 is coupled to a rotational speed signal generator 27 .

絞り弁12の位置によつて、供給される燃料空
気混合気の量は、現在の回転速度を考慮して決め
られる。この混合気は、通常例えば混合気発生器
4にある気化器によつて形成され、その際燃料量
の計量は、空気量に依存して行われる。内燃機関
の動作の際できるだけ有害物質を含まない排気ガ
スを生じるため、排気ガスは、酸素測定センサ7
によつて組成に関して監視でき、かつ組成に関し
てあらかじめ制御された燃料空気混合気にバイパ
ス導管25を介して多少の空気を加えることがで
きるので、所望の排気ガス組成を生じる動作混合
気が得られる。
Depending on the position of the throttle valve 12, the amount of fuel-air mixture supplied is determined taking into account the current rotational speed. This air-fuel mixture is usually formed, for example, in a carburetor in the air-fuel mixture generator 4, with metering of the fuel amount taking place as a function of the air amount. In order to produce exhaust gases that are as free from harmful substances as possible during operation of the internal combustion engine, the exhaust gases are fed to an oxygen measuring sensor 7.
Some air can be added to the fuel-air mixture which can be monitored for composition and pre-controlled in terms of composition via the bypass conduit 25, so that an operating mixture resulting in the desired exhaust gas composition is obtained.

さらに内燃機関のすべての動作範囲においてで
きるだけ急速な制御を行うため、公知の処置が適
用可能であり、この処置においてパルス幅変調器
14に供給される制御信号を形成する際、先行制
御による絞り弁の位置が考慮され、かつ制御装置
8の出力制御量が前記制御信号に重畳される。
Furthermore, in order to achieve as rapid a control as possible in the entire operating range of the internal combustion engine, known measures can be applied, in which the throttle valve is pre-controlled when forming the control signal fed to the pulse width modulator 14. , and the output control variable of the control device 8 is superimposed on the control signal.

しかし装置は、その他の制御目的にも使用でき
る。空気バイパスの代わりに、燃料空気混合気バ
イパスを使用してもよく、従つて全体的にまたは
選ばれた動作範囲において回転速度が制御でき
る。例えば燃料、特別な付加燃料または不活性ガ
スのように、内燃機関の燃焼室内で燃焼に関与す
るその他の動作物質の計量も、本発明による構成
で可能である。パルス状電流をここで説明したよ
うに同期モータの巻線に加える代わりに、適当な
別の構成においてコイルに可変の強さの一定電流
を供給してもよく、その際両方のコイルにおける
電流強度は、互いに相補的であり、すなわち一方
の巻線において電流が最大値に達すると、他方の
巻線には最小電流が流れ、かつその逆である。さ
らに別の動作パラメータを考慮するため、これら
電流は付加的に変調してもよい。
However, the device can also be used for other control purposes. Instead of an air bypass, a fuel-air mixture bypass may also be used, so that the rotational speed can be controlled overall or in selected operating ranges. The metering of other active substances that take part in combustion in the combustion chamber of an internal combustion engine is also possible with the arrangement according to the invention, such as, for example, fuel, special supplementary fuel or inert gases. Instead of applying a pulsed current to the windings of a synchronous motor as described here, the coils may be supplied with a constant current of variable strength in a suitable alternative configuration, where the current strength in both coils is are complementary to each other, i.e. when the current reaches a maximum value in one winding, a minimum current flows in the other winding, and vice versa. These currents may be additionally modulated to account for further operating parameters.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
2図は第1図の説明に供する波形図、第3図は第
1図の実施例の1構成ブロツクであるパルス幅変
調器14の説明に供する図である。 1……内燃機関、3……吸気系、4……混合気
発生器、5……排気系、7……酸素測定センサ、
8……燃料空気比制御装置、9……可調節抵抗、
14……パルス幅変調器、16,20……巻線、
17……2相同期モータ、24……絞り弁、25
……バイパス導管。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining FIG. 1, and FIG. It is a figure provided for explanation. 1... Internal combustion engine, 3... Intake system, 4... Mixture generator, 5... Exhaust system, 7... Oxygen measurement sensor,
8...Fuel air ratio control device, 9...Adjustable resistance,
14... Pulse width modulator, 16, 20... Winding wire,
17...2-phase synchronous motor, 24...throttle valve, 25
...Bypass conduit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内燃機関における絞り弁の回転角を正確に設
定する調節装置であつて、 固定部分と前記絞り弁と結合された回転可能部
分を有する2相同期モータが調節装置に設けら
れ、 前記固定部分または回転可能部分のいずれか一
方に、モータの回転軸に関して角度配向が異なり
かつ強度が可変の2つの磁界を発生するために2
つの巻線が設けられ、 前記固定部分または回転可能部分の他方が、一
定の磁界を発生しており、 少なくとも1つの制御量から形成される制御信
号によりパルス幅変調された電圧信号が前記2期
同期モータの2つの巻線16,20のうち第1の
巻線に直接印加され、同時に他方の巻線には、前
記電圧信号の反転によつて得られた相補的なパル
ス幅変調された電圧信号が印加され、 パルス幅変調された電圧信号の周波数は、前記
回転可能部分がその調節点の周りで振動するよう
に選定されている、ことを特徴とする絞り弁の正
確な回転角設定を行う調節装置。 2 可変の強さの両方の磁界の回転角間隔が、調
節装置の所望の回転範囲に対応している、特許請
求の範囲第1項記載の調節装置。 3 巻線16,20が、同期モータの回転可能な
部分と固定の部分との間にそれぞれできるだけ均
一な磁界を得るように構成されている、特許請求
の範囲第2項記載の調節装置。 4 同期モータ17の回転可能な部分22に絞り
弁24が結合されており、この絞り弁が、内燃機
関内で燃焼する少なくとも1つの燃料を混合気発
生器4をバイパスして案内するバイパス導管25
内に配置されており、かつ力を平衡して操作可能
である、特許請求の範囲第1項記載の調節装置。 5 巻線の制御のためパルス幅変調器14が設け
られており、この変調器の入力制御信号が、燃料
空気比制御装置8の制御信号である、特許請求の
範囲第1項記載の調節装置。 6 制御信号が可調節抵抗9を介して取出し可能
であり、かつ抵抗値が、第2の制御信号に依存し
て調節可能である、特許請求の範囲第1項記載の
調節装置。 7 第2の制御信号として、内燃機関の吸気管内
にある主絞り弁の回転位置が使われる、特許請求
の範囲第6項記載の調節装置。
[Scope of Claims] 1. An adjusting device for precisely setting the rotation angle of a throttle valve in an internal combustion engine, wherein the adjusting device is provided with a two-phase synchronous motor having a fixed part and a rotatable part connected to the throttle valve. and two magnetic fields having different angular orientations and variable strengths with respect to the axis of rotation of the motor in either the fixed part or the rotatable part.
two windings are provided, the other of said fixed part or rotatable part generating a constant magnetic field, and a voltage signal pulse-width modulated by a control signal formed from at least one controlled variable is applied to said two periods. A complementary pulse width modulated voltage is applied directly to the first of the two windings 16, 20 of the synchronous motor, and at the same time to the other winding, obtained by inversion of said voltage signal. a signal is applied, the frequency of the pulse-width modulated voltage signal being selected such that said rotatable part oscillates about its adjustment point; Adjustment device to perform. 2. Adjustment device according to claim 1, wherein the rotational angular spacing of both magnetic fields of variable strength corresponds to the desired rotational range of the adjustment device. 3. Adjusting device according to claim 2, wherein the windings 16, 20 are constructed in such a way as to obtain as homogeneous a magnetic field as possible between the rotatable part and the stationary part of the synchronous motor, respectively. 4 A throttle valve 24 is connected to the rotatable part 22 of the synchronous motor 17, which throttle valve guides the at least one fuel combusted in the internal combustion engine bypassing the mixture generator 4 into a bypass conduit 25.
2. Adjusting device according to claim 1, wherein the adjusting device is arranged within the interior and is operable with force balancing. 5. The regulating device according to claim 1, wherein a pulse width modulator 14 is provided for controlling the winding, and the input control signal of this modulator is the control signal of the fuel-air ratio control device 8. . 6. Adjustment device according to claim 1, wherein the control signal is accessible via the adjustable resistor 9 and the resistance value is adjustable as a function of the second control signal. 7. Adjustment device according to claim 6, characterized in that the second control signal is the rotational position of the main throttle valve in the intake pipe of the internal combustion engine.
JP3122079A 1978-03-21 1979-03-19 Adjuster for setting accurate rotation angle for final control element Granted JPS54151782A (en)

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SE8404145L (en) 1984-08-20
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