JPS5885332A - Servo device for automatic control of internal combustion engine throttle - Google Patents

Servo device for automatic control of internal combustion engine throttle

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Publication number
JPS5885332A
JPS5885332A JP18319181A JP18319181A JPS5885332A JP S5885332 A JPS5885332 A JP S5885332A JP 18319181 A JP18319181 A JP 18319181A JP 18319181 A JP18319181 A JP 18319181A JP S5885332 A JPS5885332 A JP S5885332A
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JP
Japan
Prior art keywords
throttle
signal
motor
error signal
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP18319181A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
アラン・バクスタ−・ミユ−レイ
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.)
KONTOROORU ROJITSUKU Pty Ltd
Original Assignee
KONTOROORU ROJITSUKU Pty Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by KONTOROORU ROJITSUKU Pty Ltd filed Critical KONTOROORU ROJITSUKU Pty Ltd
Priority to JP18319181A priority Critical patent/JPS5885332A/en
Publication of JPS5885332A publication Critical patent/JPS5885332A/en
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  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の自動的速度制御を行うためのサーボ
装置、およびその使用方法に関1し、特に車輌用内燃機
関における速度制御スロットルを作動させるために用い
られるサーボ装置およびその使用方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a servo device for automatically controlling the speed of an internal combustion engine and a method of using the same, and more particularly to a servo device used for operating a speed control throttle in a vehicle internal combustion engine. Concerning the device and how to use it.

車輪用の速度自動制御装置は、真空作動のスロットルサ
ーボを用いる場合にも電動機作動のスロットルサーボを
用いる場合にも、大てい、スロツ′−トルを開閉するサ
ーボ機構の積極的運動が行われるようKなりている。
Automatic speed control systems for wheels, whether using a vacuum-operated throttle servo or an electric motor-operated throttle servo, generally involve active movement of the servo mechanism that opens and closes the throttle. It's K.

例えば、真空作動サーボの場合にはサーボは、車幅速度
トランスジユーサによって記録これつつある速度および
負荷の変動に従って、交互にサ−ポ室に空気を注入する
か、またはサーボ室から排気する2つの弁によって作動
する。真空サーボで用いられる他の1つの装置は、振動
弁であり、該振動弁は可変のマーク・スペース比を有す
る弁制御インパルスに従って空気をサーボ室に注入、ま
たはサーボ室から排出するものである。
For example, in the case of a vacuum-operated servo, the servo alternately injects air into the servo chamber or evacuates it from the servo chamber according to the upcoming speed and load variations recorded by a transverse speed transducer. Operated by two valves. Another device used in vacuum servos is an oscillating valve that injects air into or expels air from the servo chamber according to valve control impulses with variable mark-to-space ratios.

同様に、電動機を使用する場合には、前進または逆行1
6号を電動機に印加して、電動機を要求される制御され
た方向に回転させることができる。
Similarly, when using an electric motor, forward or reverse
No. 6 can be applied to the motor to cause it to rotate in the required controlled direction.

自励的速度制御における困難の1つは、その装置に安全
装置を施す必要があるということでおる。
One of the difficulties in self-excited speed control is the need to provide safety equipment to the device.

この点については、真空便用の装置は、既知の方法によ
り容易に安全装置を施すようにすることができるので、
簡単である。
In this regard, vacuum delivery devices can be easily equipped with safety devices using known methods.
It's easy.

これに反して、車幅内燃機関に真空接続を必要としない
電動機駆動サーボは1.利点があるけれども、安全装置
を施すのが更に困難である。これは、電動機駆動の装置
が減速ギヤおよびクラッチを通してスロットルの作動腕
を駆動する結果による0もし故障が起これば、クラッチ
が迅速に係合解除される必要があり、また、ギヤおよび
クラッチ装置の機械的な複雑さのために、適正にIJ 
IJ−スし父は十分迅速に保合解除するというクラッチ
動作における故障の発生のチャンスが増大する。復原力
または偏倚力に抗して一方向へのみ駆動される電動機を
使用すれば、この困−は避けられるが、しかし電動機の
7・ンテイングを防止するために特殊な制御装置が必要
である。電動機の位置の帰還は通常ポテンシオメータの
ようなセンサへの機械的接続によって供給される。
On the other hand, motor-driven servos that do not require a vacuum connection to a vehicle-width internal combustion engine are 1. Although there are advantages, safety devices are more difficult to implement. This is due to the fact that the motor-driven device drives the actuating arm of the throttle through the reduction gear and clutch; if a failure occurs, the clutch must be quickly disengaged, and the gear and clutch device must be disengaged quickly. Due to mechanical complexity, IJ
The chance of failure occurring in the clutch operation is increased if the clutch is disengaged quickly enough. Using a motor that is driven in only one direction against a restoring or biasing force avoids this problem, but requires special control equipment to prevent the motor from buckling. Motor position feedback is usually provided by a mechanical connection to a sensor such as a potentiometer.

本発明の目的の1つは、故障安全的かつ効率的に作動す
る内燃機関の自動速度制御用のサーボ装置を提供し、内
燃機関の速度スロットルを制御された態様で作動させる
ことにある。
One of the objects of the invention is to provide a servo device for automatic speed control of an internal combustion engine that operates fault-safely and efficiently, operating the speed throttle of the internal combustion engine in a controlled manner.

本発明によれば、誤差信号に従って内燃機関のスロット
ルを自動制御するだめのサーボ装置が提供され、該サー
ボ装置は、 電動機の軸を一方向に回転させることにより偏倚力に抗
してスロットルをオープンし、また他方向に回転させる
ことによりスロットルをリリースするために、車幅内燃
機関のスロットルに接続可能なその軸に直接連結するよ
うに適合された電動機、 安定状態の電動機逆起電力値をサンプリングするだめの
サンプリング回路、 その出力が電動機f駆動するために接続され、また制御
信号用入力を有し、それに従ってパルス波形信号を変化
して、スロットルを開く回転の方向に電動機トルク1に
変化させることのできるパルス諷形1ば号発生器、およ
び、 その出力が信号発生器の制御16号入力に接続され、誤
差信号人力、およびサンプリング回路からのIF1号値
を受けるために接続されるいま1つの人力を有する制御
ユニットであって、内燃機関の速度を制御するために、
誤差イぎ号に従ってパルス波形信号を変化させ、それに
より軸を回転させてスロットルを制御一方法で開き、誤
差信号に加えてサンプリング回路入力を用いてパルス波
形イぎ号を変化させ、それにより軸を回転はぜて偏倚力
の下でスロットルをリリースさせ、電動機を停止状態に
保持するように適合されたもの、 を具備する。
According to the present invention, there is provided a servo device for automatically controlling the throttle of an internal combustion engine according to an error signal, and the servo device opens the throttle against a biasing force by rotating the shaft of an electric motor in one direction. An electric motor adapted to be coupled directly to its shaft, connectable to the throttle of an internal combustion engine widthwise, in order to release the throttle by rotating it in the other direction, sampling the steady-state electric motor back emf value. a sampling circuit whose output is connected to drive the electric motor f and which also has an input for a control signal and changes the pulse waveform signal accordingly to change the electric motor torque 1 in the direction of the throttle opening rotation; a pulse generator whose output is connected to the control input 16 of the signal generator and which is connected to receive the error signal input and the IF 1 value from the sampling circuit; a control unit with one human power, for controlling the speed of an internal combustion engine,
Varying the pulse waveform signal according to the error signal, thereby rotating the shaft and opening the throttle in a controlled manner, and varying the pulse waveform signal using the sampling circuit input in addition to the error signal, thereby causing the shaft to rotate. adapted to rotate the motor to release the throttle under a biasing force and hold the electric motor in a stopped condition.

この誤差信号は、内燃機関によって駆動されている産婦
の実際の速度および希望速度を示す螺圧信号間の差に比
例することが好適である。この誤差1ぎ号は、勿論、内
燃機関の速度そのものの実際および希望の値を示す電圧
に比例してもよい。
Preferably, this error signal is proportional to the difference between the helical pressure signals indicating the actual and desired speed of the parturient being driven by the internal combustion engine. This error number may, of course, be proportional to the voltage representing the actual and desired value of the internal combustion engine speed itself.

−本発明の】つの特徴は、パルス波形信号が変化させら
れること、および、一定パルスの周波数が、代替的に又
は付加的に変化されることがETIfflであることを
提供する。
- One feature of the invention provides that the pulse waveform signal is varied and that the frequency of the constant pulse is alternatively or additionally varied.

また、サンプリング値がサンプル・アンド・ホールド回
路によって集合され、サンプリングが、波形イぎ号発生
器のパルス開始時点から予め足めらハた時間後にパルス
によって作動するように装備されている。
Also, the sampling values are collected by a sample-and-hold circuit, and the sampling is arranged to be triggered by a pulse a predetermined time after the start of the pulse of the waveform signal generator.

史にまたfA羨信号が、その誤差信号に対して制−され
た応fFを得るために、安定化帰還回路を有する1ll
−器に印加されるように装備されている。
Historically, the fA error signal has also been modified to have a stabilizing feedback circuit in order to obtain a suppressed response fF to its error signal.
- equipped to be applied to the device.

サンプリング11には、パルス波形信号に対比して負で
めるときのみ使用されることが好適であり、この効果を
得るためには、サンプリングされた逆起電力噸の集合を
入力とする反転増幅器の出力1ullにあるダイオード
によって達成されるようにする。
Sampling 11 is preferably used only when the pulse waveform signal is negative compared to the pulse waveform signal. This is accomplished by a diode at the output 1ull of .

集合サンプリング値および誤差信号は、誤差信号M幅器
の入力において加算されるのが好適である。
Preferably, the aggregate sampled value and the error signal are summed at the input of the error signal M-widder.

更に、選択的に活性化ii)能な禁止機能が設けられる
ことができ、該禁止機能は発生器に接続され、選択的に
ノ史ルス状波形の出力をfi断して、パルス状波形の信
号による電動機制動力を何等用いずに偏倚力の下で電動
機にスロットルをリリースさせるC 史に本発明によれば、−差信号に応じて内燃機関のスロ
ットルを自励′ItI制御する方法が提供され、該方法
は、 電動機を直接スロットルに接続して、電動機軸を紀1の
方向に回転させることによって偏倚力に抗シてスロット
ルをオープンさせ、また軸を第2の方向に回転させるこ
とによって偏倚力の下でスパルス波形信号を発生して電
動機を駆動し、それによってスロットルをオープンさせ
る過程、パルス波形信号を変化して、第1回転方向に電
動機トルクを変化させる過程、 安定状態のときの電動機逆起・鑞カをサンプリングする
過程、そして、 内燃機関の速度を制御するために、誤差1g号に従って
パルス波形の変化を制御し、それによってスロットルを
制御してオープンさせ、また史にカロえ天、サンプリン
グされた赳゛畦カに従ってスロットルを制御して171
J−スさせ、電動機か失速するセット位(ばにスロット
ルを保持する過程、r具備する。
Furthermore, an inhibit function can be provided that can be selectively activated (ii), said inhibit function being connected to the generator and selectively cutting off the output of the pulsed waveform to prevent the output of the pulsed waveform. According to the present invention, there is provided a method for self-exciting 'ItI control of the throttle of an internal combustion engine in response to a difference signal. The method includes: connecting an electric motor directly to a throttle, opening the throttle against a biasing force by rotating the motor shaft in a first direction; and opening the throttle by rotating the shaft in a second direction. A process of generating a pulse waveform signal under a biasing force to drive the motor and thereby opening the throttle; a process of changing the pulse waveform signal to change the motor torque in the first rotational direction; In order to control the speed of the internal combustion engine, the pulse waveform change is controlled according to the error number 1g, thereby controlling the throttle to open, and also controlling the speed of the internal combustion engine. 171 by controlling the throttle according to the sampled height.
The process of holding the throttle until the electric motor stalls is provided.

この方法の時機は、内燃機関によって′g動されている
車輛の希望速ばと実際の速度の間の差を表示するた虻、
に誤差信号を提供する。
The timing of this method is to display the difference between the desired speed and the actual speed of a vehicle being driven by an internal combustion engine;
provides an error signal to the

パルス波形信号の変化は、その波形信号のパルス幅の変
化によって行われ、サンプリングに、パルス波形1−号
の各パルスの開始時点から予め定められた時間後に行わ
れるのがよい。
The pulse waveform signal is changed by changing the pulse width of the waveform signal, and sampling is preferably performed after a predetermined time from the start of each pulse of pulse waveform No. 1-.

またサンプリング値が蓄積され、それらがパルス波形f
a@VC対比して負であるときにのみ使用されるような
サンプリング値を備えている。
Also, the sampling values are accumulated, and they are used as the pulse waveform f
It has a sampling value that is used only when it is negative compared to a@VC.

更に、内燃機関のスロットルが、波形発生器にその信号
を電動機へ送ることを停止させ、電動機軸をリリースさ
せる方向に自由に回転させて、偏倚力によってスロット
ルをリリースさせ、スロットルの通常の閉または不動作
位置に、復帰することがでさるように装備されている。
Furthermore, the throttle of the internal combustion engine causes the waveform generator to stop sending its signal to the electric motor, allowing the motor shaft to rotate freely in the direction of release, causing the bias force to release the throttle, and preventing the normal closing or closing of the throttle. It is equipped to be able to return to the inoperative position.

図示のように、サーボ装置1は直流電動機2を損金し、
直流電動機2はその一端から突き出た軸3を有し、支持
体4によって基台5に収り付けられている。
As shown, the servo device 1 disables the DC motor 2,
The DC motor 2 has a shaft 3 projecting from one end thereof, and is mounted on a base 5 by means of a support 4.

軸3はその端部に滑車6を有し、使用のときはケーブル
7′lr:滑車の回りに巻き、滑車が車輌のスロットル
(図示せず)に接続される。
The shaft 3 has at its end a pulley 6, which in use is wound around a cable 7'lr, which is connected to the throttle of the vehicle (not shown).

スロットルケーブル7は外部被覆8を有し、これが基台
5に固層された支持体10にプラケツート9により取り
付けられている。
The throttle cable 7 has an outer jacket 8 which is attached by a bracket 9 to a support 10 which is fixed to the base 5.

車輛スロットルは、電動機車輛で通常行われるように、
閉位置に漏倚される。もしこのような偏倚が車、輛に存
在しなければ、偏倚手段を車輌でスロットルに装備する
か、または電動機自身に装備してもよい。
Vehicle throttle, as is normally done on electric motor vehicles,
Leakage occurs in the closed position. If such a bias does not exist in the vehicle, the biasing means may be installed in the throttle of the vehicle or in the electric motor itself.

便用の際は、サーボ制御回路装置がら゛電流は電動機を
駆動するために供給される。この電流が車輛スロットル
の所要の動きに直接比例することは評価されることであ
ろう。電動機駆動電流が増加すれば、電動機は回転して
、滑車が回転し、スロットルばね偏倚力に抗してケーブ
ルtmき込み、それによりスロットルをオープンさせる
Jことは明瞭なことである。
During use, current is supplied from the servo control circuitry to drive the electric motor. It will be appreciated that this current is directly proportional to the required movement of the vehicle throttle. It is clear that as the motor drive current increases, the motor rotates, causing the pulley to rotate and force the cable tm against the throttle spring bias, thereby opening the throttle J.

もし速度の変化をなんら必要としなければ、一定の電流
が電動機に供給され、滑車に及はす電動機の力はばね偏
倚力に等しく、従ってスロットルの開口度は一定に保持
される。
If no change in speed is required, a constant current is supplied to the motor and the motor force on the pulley is equal to the spring bias, so the throttle opening remains constant.

しかしながら、もしその電流が減少して、車輛速度の所
要の低下を示すならば、ばね偏倚力は電動機の力に打ち
膀って、ケーブルは電動機の制動力に抗して滑車から解
け、このようにしてスロットルを希望の程度まで閉路す
る。
However, if that current decreases, indicating a desired decrease in vehicle speed, the spring biasing force overcomes the force of the electric motor and the cable unravels from the pulley against the braking force of the electric motor, thus causing and close the throttle to the desired degree.

もし電動機に電流が供給されなければ、スロットルケー
ブルがばね力で偏倚されたアクセルのペダルに接続され
車輛の運転者の足で作動される場合におけるような実質
的に短い時間で、はね偏倚作用が自由に働いてスロット
ルを閉路する。
If no current is supplied to the electric motor, the spring-biasing action will occur in a substantially short period of time, such as when the throttle cable is connected to a spring-biased accelerator pedal and actuated by the foot of the vehicle driver. works freely to close the throttle.

いま第3図を参照して、サーボ回路の中央部は、その出
力線路12に沿って方形波出力を発生できるTCA78
0チップ11を具備し、またその出力波形のパルス幅は
、馴路13からのチップ関連人力に供給される制御信号
によって変化されることができる。線路12における方
形波出力は禁止手段14からの信号によりて完全に遮断
されることができる。
Referring now to FIG. 3, the central portion of the servo circuit includes a TCA 78 capable of generating a square wave output along its output line 12.
0 tip 11, and the pulse width of its output waveform can be varied by a control signal supplied to the tip-related power from the treadmill 13. The square wave output on the line 12 can be completely blocked by a signal from the inhibiting means 14.

チップ11に必要な基本タイミングは発振器15によっ
て供給され、この発振器は正しい周波数を得るために7
段分周器゛】6に供給する。分局器16は所要の周波数
を線路17全通してバイアス手段18に、更にそこから
線路19を通してチップ11に供給する。このノ(イア
ス手段は、タイミング信号が0を通過することを必要と
するチップ]1の内部鯛作用に装備されている。
The basic timing required by the chip 11 is provided by an oscillator 15, which is
It is supplied to the stage frequency divider 6. The splitter 16 supplies the required frequency to the bias means 18 through a line 17, and from there to the chip 11 through a line 19. This (earth means is equipped with an internal function of the chip 1 which requires the timing signal to pass through 0).

−6ボルトの電圧は電圧源20によって供給され、また
この電圧は線路21を経て発振器に、また線路22を経
てノ(イアス手段に供給される。この′電圧はチップ1
1の特殊な必要条件のために必要である。
A voltage of -6 volts is supplied by a voltage source 20, and this voltage is supplied via line 21 to the oscillator and via line 22 to the voltage means.
This is necessary due to one special requirement.

チップ11からの線路]2上における方形波出力は電力
増幅器23に供給され、この電力増幅器は線路24を経
て電動機2の駆動回路に供給する。
The square wave output on the line ] 2 from the chip 11 is fed to a power amplifier 23 which feeds the drive circuit of the motor 2 via a line 24 .

この電動機駆動回路は25で接地される。サンプル・ア
ンド・ホールド回路26が装備され、電力増幅器と電動
機との間の線路27からの電圧をサンプリングするため
に接続されている。この回路は、7段分周器からの線路
28に沿う信号を受けたときのみ、サンブリジグする。
This motor drive circuit is grounded at 25. A sample and hold circuit 26 is provided and connected to sample the voltage from a line 27 between the power amplifier and the motor. This circuit only semblies when it receives the signal along line 28 from the seven-stage frequency divider.

そうでないときは、この回路は一6ボルト線路から供給
されるノくイアスによって遮断される。
Otherwise, the circuit is interrupted by a power supply supplied from the 16 volt line.

パルス幅制御器29は一6ボルト電源を受け、またその
出力は線路13に接続される。線路13はチップ】1の
ためのパルス幅制御線路である。
Pulse width controller 29 receives a 16 volt power supply and its output is connected to line 13. Line 13 is the pulse width control line for chip 1.

パルス幅制御出力4j号を線路13上に発生させるため
にパルス幅制御器を作動させるのに3つの入力が備えら
れている。
Three inputs are provided for operating the pulse width controller to produce a pulse width control output 4j on line 13.

第1人力は線路30に沿ってサンプル・アンド・ホール
ド回路からのもので、サンブリジグされた逆起′電力′
1圧を表わしている。第2人力は、線路32を経てパル
ス幅制御器に接続される車幅速度制御電子回路31から
供給される。この車幅速度制御電子回路は車m33の中
に設置され、希望および実際の車輛速度間の差に比例す
る′電圧信号を供給する。この誤差信号を得るためには
任意の適切な回路を使用することができ、またこの目的
のだめの多種のセンサ素子および回路方法が知られてい
る。第3人力は釧路34に沿ってポテンシオメータ35
から取られ、これは単にこの装置の最終較正のための基
準信号に過ぎない。
The first power is from the sample-and-hold circuit along line 30, and the sampled back emf '
It represents 1 pressure. The second human power is supplied from a width speed control electronics 31 which is connected via a line 32 to a pulse width controller. This vehicle width speed control electronics is installed in vehicle m33 and provides a 'voltage signal proportional to the difference between desired and actual vehicle speed. Any suitable circuitry may be used to obtain this error signal, and a wide variety of sensor elements and circuit methods are known for this purpose. 3rd human power potentiometer 35 along Kushiro 34
, which is simply the reference signal for the final calibration of this device.

禁止機能14はJLLaB5運転者によって選択される
ことができ、また車幅内のブレーキペダルに接続されて
、もしブレーキペダルを作動させると直ちに働くように
カっている。
The inhibit function 14 can be selected by the JLLaB5 driver and is connected to the brake pedal within the width of the vehicle so that it is activated immediately if the brake pedal is actuated.

第4図はサンプル・アンド・ホールド回路26およびパ
ルス幅制御器29の更に詳細な回路図を示す。電動機2
は、駆動電流の低下後の逆起電力効果から生じる誘導サ
ージを急速に消滅させるために、その端子間にダイオー
ド36および抵抗器37を直列に有している。
FIG. 4 shows a more detailed circuit diagram of sample-and-hold circuit 26 and pulse width controller 29. Electric motor 2
has a diode 36 and a resistor 37 in series between its terminals in order to rapidly eliminate inductive surges resulting from back electromotive force effects after the drive current decreases.

サンプリング用取9出し線路27は゛区界効呆トランジ
スタ(FET)38、抵抗器39およ(jコンデンサ4
0を通って接地に結ばれる。このFETめゲートは、電
動機駆動線路2−4から抵抗器41を通してバイアスさ
れ、また高抵抗42′(i−通して一6ボルトに接続さ
れる。抵抗42は、できれば6メグオ一ム程度がよく、
また−6ボルトは、このFETのゲートに接続されてい
る盆周器−路28からのパルスによってFETがンーン
・オンするまではオフの状態にあることを確実にしてい
る。
The sampling lead line 27 includes a field effect transistor (FET) 38, a resistor 39, and a capacitor 4.
0 and tied to ground. The gate of this FET is biased through a resistor 41 from the motor drive line 2-4 and connected to 16 volts through a high resistor 42' (i-).Resistor 42 is preferably on the order of 6 megohms. ,
The -6 volts also ensures that the FET remains off until it is turned on by a pulse from circuit 28 connected to the gate of this FET.

パルス幅制御器29は2重演算増l1II器(OPam
p )チップの上に作られ、線路30上のサンプル信号
は、演算増幅器対のうちの、反転形態の第1演算増幅器
43の反転入力に供給される。この演算増幅器の出力4
4はダイオード45および抵抗器46全通して演算増幅
器対のうちの第2演算増・扇器48の非反転入力47に
印加される。
The pulse width controller 29 is a dual operation amplifier (OPam).
p) The sample signal produced on the chip and on the line 30 is fed to the inverting input of the first operational amplifier 43 of the operational amplifier pair in inverting form. Output 4 of this operational amplifier
4 is applied across a diode 45 and a resistor 46 to a non-inverting input 47 of a second operational amplifier/fan 48 of the operational amplifier pair.

演算増幅器48の反転入力は接地されているが、その人
力47は抵抗器49を通して一6ボルトに接続されてい
る。
The inverting input of operational amplifier 48 is grounded, while its input 47 is connected through resistor 49 to 16 volts.

ポテンシオメータ35はその中間引出し線路34を人力
47に接続され、線路32上の誤差信号もまた抵抗器5
0を経てこの入力に接続される。
Potentiometer 35 has its intermediate lead line 34 connected to human power 47, and the error signal on line 32 is also connected to resistor 5.
Connected to this input via 0.

このようにし7て、線路34上の較正の便宜、−路32
上の誤差信号、および演算増幅器対3を通った後の線路
30上のサンプリング信号が第2演算増襦器の入力47
のところで加8算点を形成する0通常の帰還がこの演算
増幅器の出力からその人力47へそれらの間に接続され
た抵抗451によりて施されている。
In this way, the convenience of calibration on the line 34, - the line 32
The error signal on the top and the sampling signal on the line 30 after passing through the operational amplifier pair 3 are input to the input 47 of the second operational amplifier.
0 normal feedback forming the summing point is provided from the output of this operational amplifier to its input 47 by means of a resistor 451 connected therebetween.

使用の除には、車輛速度制御電子回路は誤差信号を演算
増幅器48の入力47における加算点に供給し、その演
算増幅器出力は、TCA780へ線路13を通して電動
機駆動信号のノくルス幅を制御する。この出力は0およ
び6ボルト間を変化し、その結果パルス幅はOボルト制
御・磁圧において最大で、6ボルト制御電圧で最小とな
る。埼還抵抗51は安定度および、電動機が駆動されて
いるときの、ノ・ンティング最小の電動機応答を確保す
る。
In use, the vehicle speed control electronics provide an error signal to a summing point at the input 47 of an operational amplifier 48, the output of which is passed through line 13 to the TCA 780 to control the pulse width of the motor drive signal. . This output varies between 0 and 6 volts, so that the pulse width is maximum at O volt control magnetic pressure and minimum at 6 volt control voltage. The capacitor resistor 51 ensures stability and minimal motor response when the motor is being driven.

この期間において、サンプリング回路は%動機の逆起電
力をサンプリングする。このサンプリングは線路28に
沿って分周器16により制御されるFET38のスイッ
チ・オン期間の間のみ行われる。この分局器は、電動機
駆動ノ(ルスが終った後に電動機線輪に生じる誘導的放
′嵯からの負性スパイクをサンプリングすること金避け
るために、電動機駆動パルスの開始時点から予めだめら
れた時間後にサンプリングを行わせるように作られてい
る。この訪導的放tはダイオード36および抵抗器37
によって比較的迅速に消滅されるが、しかし通常、回転
子鉄心のため磁圧は高い。予め定められた時間は経験的
に得られる。
During this period, the sampling circuit samples the back emf in percent. This sampling occurs only during the switch-on period of FET 38, which is controlled by frequency divider 16 along line 28. This divider is designed for a predetermined period of time from the start of the motor drive pulse to avoid sampling negative spikes from the inductive radiation that occurs in the motor coil after the motor drive pulse has ended. This conductive discharge is made to be sampled later.
However, the magnetic pressure is usually high due to the rotor core. The predetermined time can be obtained empirically.

サンプリングされた値はコンデンサ40に蓄積され、第
1演算増1−器43への入力において読み取られる。し
かしなから、この逆起電力サンプリングは、スロットル
偏倚力の下でスロットルをリリースさせる間に電動機駆
動信号に影響を与えるためにのみ使用される。
The sampled value is stored on a capacitor 40 and read at the input to a first operational multiplier 43. However, this back emf sampling is only used to influence the motor drive signal during throttle release under throttle bias.

サンプリングされた逆起電圧が正のときは、演算増幅器
43の出力は負で、第2演算増幅器48の入力47にお
ける加算点に線路32を通って入来する誤差信号を不正
確に減少させる方向に−く〇ダイオード45はこのよう
なことが起こるのを防止する。
When the sampled back EMF is positive, the output of operational amplifier 43 is negative, in the direction of inaccurately reducing the error signal coming through line 32 to the summing point at input 47 of second operational amplifier 48. The diode 45 prevents this from happening.

パルス幅が小であるときは、サンプリングされた逆起電
圧は負となり、従って加算点電圧を増加させて、電動機
駆動電流を増加させ、スロットル(444力に抗して電
動機を制動する。このようにしてスロットルの制御され
たIJ IJ−スが実現する。
When the pulse width is small, the sampled back emf will be negative, thus increasing the summing point voltage, increasing the motor drive current and braking the motor against the throttle (444) force. Thus, a controlled IJ-speed of the throttle is realized.

また、スロットルのリリースされた状態下において電動
機の制動を助ける2次的な帰還効果も生ずる。この2次
的効果は、′成力増幅器23、およびチップ11f、通
して演算増幅gi4Bの出力で感知される線路24上の
逆起′成力によって起される。
There is also a secondary feedback effect that assists in braking the motor under throttle released conditions. This secondary effect is caused by a back emf on line 24 which is sensed at the output of operational amplifier gi4B through amplifier 23 and chip 11f.

帰還抵抗器51は、この逆起電力に従って、演算増幅器
48の出力を移動させるように作動する。
Feedback resistor 51 operates to shift the output of operational amplifier 48 according to this back electromotive force.

誤差電圧がOまたは最小であるときは、電動機はスロッ
トル偏倚力と平衡するように制御され、静止状態になる
When the error voltage is O or minimum, the motor is controlled to balance the throttle bias and is at rest.

もし運転者が車幅を手動速度制御に復帰させることを要
求するなら°ば、禁止機能を活性化させて、’rtit
m機駆動電流を遮断することができる。
If the driver requests the vehicle width to return to manual speed control, activate the inhibit function and
It is possible to cut off the machine drive current.

車幅スロットルはスロットル偏倚力の下で閉位置に戻る
。この動作は勿論、発電機として働く電動機から生じる
刀と同じく、回転に抗する電動機の慣性によっても制動
される。ダイオード36および抵抗器37はこの発生電
流を消失させるから、この制動力は最小であり、スロッ
トルは足ペダルからの人力的制御と実質的に同時にその
閉位置vこ戻る。
The width throttle returns to the closed position under throttle bias. This motion is, of course, also braked by the inertia of the motor against rotation, as well as by the blade produced by the motor acting as a generator. Since diode 36 and resistor 37 dissipate this generated current, this braking force is minimal and the throttle returns to its closed position substantially simultaneously with manual control from the foot pedal.

同様の結果が車輛のブレーキをかけたときにも得られ、
また祭止機症が自動的に作動する。
A similar result is obtained when applying the vehicle's brakes,
Also, the stop mechanism is activated automatically.

希望する車幅速度の選択は1子回路装置に対する入力を
通して行われ、該・シ子回路装置は一差信号を発生する
ものであるが、当面の問題には関連が無い。
Selection of the desired width speed is accomplished through an input to a single circuit device which generates a single difference signal, but which is not relevant to the problem at hand.

前述の実施例は、特に捲線をもつ鉄心を有する電動機を
使用する場合に適しているが、プリント回路形の電動機
を使用する場合にも同様に良好な作動する。プリント回
路形電動機は、エネルギを蓄積すべき鉄心が極めて少な
いので、このような高い誘導的サージを生じない。しか
しながら、このような電動機は、一般に捲編全もつ鉄心
を有する′It動機よりも著しく高価である。
The embodiment described above is particularly suitable when using an electric motor with an iron core with windings, but it works equally well when using an electric motor of the printed circuit type. Printed circuit motors do not experience such high inductive surges because they have far fewer cores to store energy. However, such motors are generally significantly more expensive than motors with fully wound iron cores.

実際に、このサーボ電動機および回路は、車輛速度全良
好な精度において維持するよう、また、短時間で故障か
ら回復し得るよう作動することが判明している。
In practice, this servo motor and circuit has been found to operate to maintain vehicle speed with good accuracy and to recover from failures in a short period of time.

前述において本発明行、車輛速度の制御に用いられる場
合について記述され、該車幅速度は必ずしも比例関係で
はないが車幅用内燃機関の速度に関係しているが、本発
明が内燃機関の速度の制御にも用いられることができる
ことが理解され得るであろう。例えば電動機・発電機セ
ットへの応用のような応用は、誤差信号入力に依存して
おり、サーボ制御回路に直接には関係していない。実際
の車輛速度を測定するセンサを用いる代りに、内燃機関
回転速度を直接に測定する方法を用いることも可能であ
る。
In the foregoing, the present invention has been described for the case where it is used to control the speed of a vehicle, and the vehicle width speed is related to the speed of the internal combustion engine for the vehicle width, although not necessarily in a proportional relationship. It will be appreciated that it can also be used to control Applications such as motor/generator set applications rely on error signal inputs and are not directly related to servo control circuits. Instead of using a sensor that measures the actual vehicle speed, it is also possible to use a method that directly measures the rotational speed of the internal combustion engine.

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

第1図は、本発明の実施例における電動機および連結機
構の平面図、 第2図は、第1図の電動機および連結機構の側面図、 第3図は、本発明の実施例としての、車−の速度を自動
制御するために電動機とともに用いられるサーボ制御回
路を示すブロック回路図、第4図は、第3図のブロック
回路図の一部の詳細構成を示す回路図である。 1・・・サーボ装置、2・・・直流電動機、3・・・軸
、1・・・支持体、5・・・基台、6・・・滑車、7・
・・ケープノペ8・・外部被覆、9山ブラケツト、10
.・・支持体、11・・・パルス波形信号発生器、12
・・・出力線路、】3・・・線路、14中娯止手段、1
5山発振器、16・・・分局器、17・・線路、】8・
・バイアス手段、19・・・線路、2(1・・・電圧源
、2]、22・・線路、23・・・′嵯力増幅器、24
・・線路、25・・・接地端子、26・・・サンプル・
アンド・ホールド回路、27.28・・−路、29・・
・パルス幅制御器、30・・・−路、31−・・車輛速
度側@電子回路、32M線路、33・・車輛、34山巌
路、35・・・ポテンシオメータ、36川ダイオード、
37−・・抵抗器、38・・パ−界効果トランジスタ、
3°9・・・抵抗器、40・・・コンデンサ、41・・
・抵抗器、42・・・高抵抗器、43・・・第1演算増
幅器、45・・・ダイオード、46・・・抵抗器、47
・・・非反転入力、4El・・第2演算増幅器、49 
、50 、51°°°抵抗器°           
     以下余手続補〜正書(方式) 昭和57年4 月(r;日 特許庁長官 島 1)春 柚 殿 1、事件の表示 昭和56年 特許願  第383191号2、発明の名
称 内燃機関スロットルの自動制御用サーホ装置3、補正を
する者 事件との関係  特許出願人 名称  コントロール ロジック(フロプライアトリ)
リミティド 4、代理人 6 補正の対象 図面 7、補正の内容 図面の浄書(内容に変更ない 8、添附書類の目録 図面      1通
FIG. 1 is a plan view of an electric motor and a coupling mechanism according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the electric motor and coupling mechanism of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block circuit diagram showing a servo control circuit used with the electric motor to automatically control the speed of the motor. FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a portion of the block circuit diagram of FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Servo device, 2... DC motor, 3... Shaft, 1... Support body, 5... Base, 6... Pulley, 7...
... Cape Nope 8 ... External covering, 9-mount bracket, 10
.. ...Support, 11...Pulse waveform signal generator, 12
...output line, ]3...railway, 14 medium entertainment means, 1
5-peak oscillator, 16... branch, 17... line, ]8.
- Bias means, 19... line, 2 (1... voltage source, 2], 22... line, 23...' force amplifier, 24
...Line, 25...Ground terminal, 26...Sample...
AND hold circuit, 27.28...- path, 29...
・Pulse width controller, 30...-road, 31-...vehicle speed side @ electronic circuit, 32M track, 33...vehicle, 34 Yamaganji, 35...potentiometer, 36 river diode,
37-...Resistor, 38...Par-field effect transistor,
3°9...Resistor, 40...Capacitor, 41...
・Resistor, 42... High resistor, 43... First operational amplifier, 45... Diode, 46... Resistor, 47
...Non-inverting input, 4El...Second operational amplifier, 49
, 50 , 51°°°Resistor°
The following is an amendment to the procedure (method) April 1980 (r; Japan Patent Office Commissioner Shima 1) Haru Yuzu 1, Indication of the case 1983 Patent Application No. 383191 2, Name of the invention Internal combustion engine throttle Automatic control surfing device 3, relationship with the case of the person making the correction Patent applicant name Control logic (Flopraiator)
Limited 4, Agent 6 Drawings to be amended 7, Engraving of drawings with content of amendments (no change in content 8, catalog drawing of attached documents 1 copy)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、誤差信号に従って内燃機関のスロットルを自動制御
するためのサーボ!Ifであって、鮨す−ボ袈置照□ 
       ′ ° 電動機であって、該電動機の軸
において直接的連結を形成するに適合しており、該直接
的連結は、1つの方向への軸回転により偏倚力に抗して
スロットノし電オープンさせるように、また反対の方向
への軸回転によりスロットルをリリースさせるように車
輌用内燃機関のスロットルVC接続OT能であるもの、 安定な電動機逆起電力値をサンプリングするだめのサン
プリング回路、 パルス波形を有する信号の発生器でおって、その出力は
該電動機を駆動するように接続され、その入力は制御信
号を受は入れ、該入力に従って該パルス波形を有する信
号は変化させられてスロットルをオープンさせる回転方
向における電動機トルクを変化させるもの、および、 制御ユニットであって、該制御ユニットの出力が該信号
発生器制御信号入力に接続され、該制(財)ユニットが
1つの誤差信号入力およびサンプリング回路からの信号
値を受けるように接続された他の1つの入力を有し、該
制御ユニットは該パルス波形を有する信号を変化させる
のに適合されそれにより誤差信号に従って軸を回転させ
スロットルを制御された形態でオープンさせ、誤差信号
に加スてサンプリング回路入力を用い、該パルス波形を
有する信号を変化させ、軸を回転ciJ能eこし偏倚力
の下にスロットルをリリースさせ、そして、電動機を失
速状態に維持するもの、 を具備する、誤差信号に従って内燃機関のスロットルを
自動制御するだめのサーボ装置。 2、該パルス波形を有する信号のパルス幅が可変である
、特許請求の範囲第1項に記載の装置。 3、該誤差信号が、内燃機関Vこより付勢される動力車
輛の実際速度と希望速度の間の差に比例する、特許請求
の範囲第1項または鎮2項に記載の装置。 4.該誤差信号入力が、該誤差信号に対する被制御出力
応答を得るための、安定化帰還回路を有する制御ユニッ
ト内の1つの増幅器への入力である、特許請求の範囲第
1、第2または第3項に記載の装置、 5、サンプリング値が蓄積されそして反転増幅器に供給
され、該反転増幅器は、正のサンプリング値の結果とし
て、該増幅器の出力ラインがjiLVCなることを防止
するために、該増1鴫器の出力に直列に接続されたダイ
オードを有する、特許請求の範囲第4項に記載の装置。 6、反転増幅器の出力が、誤差信号のための増幅器の入
力端子において誤差信号とυ0算される、特許請求の範
囲第5項に記載の装置。 7、 サンプリング回路が、パルス波形を有する信号の
各パルスの開始時点から予め定められた時間後にサンプ
リングを行うよう活性化される、特許、+4求の範囲第
2〜−+y第6項のいずれかに記載の#cill。 8、禁止ユニットが、波形発生器に接続され、波形発生
器の出力を遮断するよう選択的に作動町hヒになってい
る、特許請求の範囲第】−!も第7項のいずれをに記載
の装置。 9、誤差信号に従い内燃機関のスロットルを自動的に制
御するサーボ装置を吏用する方法であって、 電動機軸を第1の回転方向に回転させることVCより偏
倚力に抗してスロットルをオープンさせ、また軸を第2
の回転方向に回転させることにより偏倚力の下でスロソ
トルヲリリースさせるために、電動機を直接スロットル
に接続する過程、電動機を駆動してスロットルをオープ
ンさせるためにパルス状波形の信号を発生させる過程、
該第】の回転方向における電動機のトルクを変化させる
ためにパルス状波形の信号ヲ変化させるJ7!&程、 電動機の逆起電力を、安定状態時にサンプリングする過
程、そして、 内燃機関の速度を制御するために、パルス状波形におけ
る変化を制御する過程であって、該制御がスロットルの
制御された開口動作を行なはせるように誤差信号に従う
形態において、またそれに加えて、スロットルの制御さ
れた+7 リース動作を行わせかつ電動機が失速したと
きスロットルがセット位置に保持されるようにサンプリ
ングされた起電力に従う形態において行われるもの、f
具備する方法1. 10、誤差信号が、内燃機関によって駆動される車輌の
希望速度と実際の速度の間の差をあられす、特許請求の
範囲第9項記載の方法。 −11,パルス状波形の信号が、該パルスのmt−変化
させることによって変化させられる、特許請求の範囲第
1O項記載の方法。 12、逆起電力が、パルス状波形の信号の各パルスの開
始時点から予め定められた時間後に、サンプリングされ
る、特許請求の範囲第1O項または第11項記載の方法
。 13、サンプリング値が、蓄積され、パルス状波形の信
号Vこ対して負であるときにのみ使用される、特許請求
の範囲第12項記載の方法。 14、パルス状波形の発生器が、スロットルがリリース
する方向に電動機軸を自由に回転させ選択的に偏倚力に
よってスロットルをリリースさせるために、選択的な禁
止を行うことが可能である、特許請求の範囲第10項記
載の方法。
[Claims] 1. Servo for automatically controlling the throttle of the internal combustion engine according to the error signal! If I want to eat sushi, I'm going to eat sushi□
' ° An electric motor adapted to form a direct connection at the shaft of the motor, the direct connection opening the slotted knob against a biasing force by rotation of the shaft in one direction. The throttle VC connection function of a vehicle internal combustion engine is such that the throttle is released by rotating the shaft in the opposite direction, and the sampling circuit is used to sample the stable motor back electromotive force value, and the pulse waveform is a signal generator having an output connected to drive the electric motor, an input receiving a control signal, and a signal having a pulsed waveform being varied according to the input to open the throttle; for varying the motor torque in the direction of rotation; and a control unit, the output of the control unit being connected to the signal generator control signal input, the control unit having an error signal input and a sampling circuit. the control unit is adapted to vary the signal having the pulsed waveform to thereby rotate the shaft and control the throttle in accordance with the error signal. open in the open configuration, add the error signal to the sampling circuit input, vary the signal with the pulsed waveform, rotate the shaft, release the throttle under a biasing force, and stall the motor. A servo device for automatically controlling the throttle of an internal combustion engine according to an error signal, comprising: 2. The device according to claim 1, wherein the pulse width of the signal having the pulse waveform is variable. 3. A device according to claim 1 or claim 2, wherein the error signal is proportional to the difference between the actual speed and the desired speed of the powered vehicle powered by the internal combustion engine V. 4. Claims 1, 2 or 3, wherein the error signal input is an input to an amplifier in a control unit having a stabilizing feedback circuit for obtaining a controlled output response to the error signal. 5. The sampling values are stored and fed to an inverting amplifier, which inverts the amplifier to prevent the output line of the amplifier from becoming jiLVC as a result of a positive sampling value. 5. The device as claimed in claim 4, comprising a diode connected in series with the output of the diode. 6. The device according to claim 5, wherein the output of the inverting amplifier is υ0-multiplied with the error signal at the input terminal of the amplifier for the error signal. 7. Any one of Clauses 2 to -+y of the patent, wherein the sampling circuit is activated to perform sampling after a predetermined time from the start of each pulse of a signal having a pulse waveform. #Cill described in. 8. The inhibiting unit is connected to the waveform generator and is selectively activated to block the output of the waveform generator. The apparatus according to any of paragraph 7. 9. A method using a servo device that automatically controls the throttle of an internal combustion engine according to an error signal, the method comprising: rotating the motor shaft in a first rotational direction; opening the throttle against a biasing force from a VC; , and the second axis
A process of directly connecting an electric motor to a throttle in order to release the throttle under a biasing force by rotating it in the rotational direction of the motor, and a process of generating a pulsed waveform signal to drive the electric motor to open the throttle. ,
In order to change the torque of the electric motor in the rotational direction, the pulse waveform signal is changed J7! sampling the back electromotive force of the motor during a steady state; and controlling changes in the pulsed waveform to control the speed of the internal combustion engine, the control being controlled by the throttle. In the form of following the error signal to cause an opening motion, and in addition, sampled to cause a controlled +7 lease motion of the throttle and to hold the throttle in a set position when the motor stalls. What is done in a form that follows an electromotive force, f
Method of providing 1. 10. The method of claim 9, wherein the error signal measures the difference between the desired speed and the actual speed of the vehicle driven by the internal combustion engine. 11. The method according to claim 1O, wherein the pulsed waveform signal is varied by varying the mt of the pulse. 12. The method according to claim 10 or claim 11, wherein the back electromotive force is sampled after a predetermined time from the start of each pulse of the pulsed waveform signal. 13. The method of claim 12, wherein the sampled values are stored and used only when they are negative with respect to the pulsed waveform signal V. 14. Claim in which the generator of the pulsed waveform is capable of selectively inhibiting the rotation of the motor shaft in the direction of throttle release and selectively releasing the throttle by means of a biasing force. The method according to item 10.
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