JPS59213913A - ピストン機械のための変位装置スタートさせるための方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は、特許請求の範囲第１項の上部概念に記載した
如き、ピストン機械のための電磁的に作動する変位装置
をスタートさせるための方法に関する。

上記した如き変位装置は特に、内燃機関およびその他の
ピストン機械の弁および滑り弁を作動させるために適し
ている。この装置は作動した位置に滞留する時間が、電
磁石の任意の励磁期間によって制御できるという可能性
を与える。

上記した種類の機械では、比較的大なる行程を大なる作
動頻度で実施しなければならない変位装置のスタート過
程は、特殊な処置によってのみ実現されるという困難な
問題がある。

西ドイツ国特許公開第２５３５１５．０号公報では上記
の問題は２つの電磁石をプランジャー吸引鉄片型式の電
磁石として形成することにより解決しており、そのこと
により吸引鉄片の単位質量当り、比較的価かな有効な磁
力を有するスタート過程を強い電流で実施することであ
る。

しかしこのことは非常に高い電圧がスタート過程のため
に必要であり、この電圧は通常の駆動電圧よりもはるか
に高くなる。非常に高い電圧をスタート過程にもまた駆
動の場合にも使用するとすれは直列抵抗によって電流を
制限する必要がある。この°ため駆動に際して出力損失
が惹起される。西ドイツ国特許公開第３ｏ２４１ｏ９号
公報によれば、スタート過程は付加的なバイアス装置に
よって達成されている。

本発明の目的は、上記した様な付加的な処置によること
なくそして作動行程や到達可能な作動頻度を制限するこ
となく、スタート過程を可能ならしめることである。

上記の目的は不発明により、特許請求の範囲・第１項に
記載した特徴ある方法例より達成され田 る。ばね−質量一系はこの際、この系の６有振動数に近
い振動数で周期的に変化する力の作用により、振巾が次
第に増大する振動運動を励起され、終に電磁石の一方が
、ばね−質景一一系を作動位置の一方に保持す−ること
かできる程に振巾が増大し、そのことにより変位装置が
駆動準備状態に到達する。

スタート過程を有効に終了させるため、不発明により若
干の可能性が考えられている。最大の行程によって確認
される最大の振巾に到達した時、吸引鉄片は電磁石のコ
イルの中の電流の強さを変化させる。この変化は操作信
号として周期的な励磁を終了させそして吸引鉄片を、最
初又は時間的にその後で惹起される上記の電流の強さの
変化が起きた時、望み通りの作動位置に保持するのに適
したものである。

別の可能性は、上記した様な十分な数の周期的励起を与
え確実に最大振巾を達成しそしてそれから吸引鉄片を望
み通りの作動位置に拘留することである。

本発明により考慮されたスタート装置では、電磁石を介
して周期的に変化する方が、ばね−一質量一系の一方又
は双方の運動方向に加っている。

この様な変位装置がピストン機械のガス交換の操作のた
め使用されているならば、次のことに注意しなければな
らない。即ち、静止しているピストンと反対に、動いて
いるピストンの場合、ピストンの運動によって滑り弁又
は弁の所に圧力の差が生起し、この圧力差はスタート過
程を妨害する可能性があることに注意しなければならな
い。この様な場合には２つの弁を運転するため次の様な
処置がなされる。即ち一つの弁は静止位置に放置され、
従ってカス容積は半ば開放された位置を、ビス１ンの運
動に従って流入および流出可能でありそして何等問題に
なる圧力の差が発生しない。一方第二の弁は不発明によ
る方法で、開放された駆動準備状態に移される。このこ
とによりガスの交換は阻害されず、従って引続いて第一
の弁が前同様に不発明による方法で駆動準備状態に移さ
れることが可能である。すでに一方の弁が駆動準備状態
にあるとすれば、第二の弁を本発明の方法で駆動準備状
態に移す前に、−万の弁ｉｔ、開放位置に移さなければ
ならない。

この様なスタート装置の有利な点は、達成ＴｉＪ能な行
程、作動頻度および達成可能な電磁石の力に関する能力
を狭めることなく変位装置の構成費用を減少させ得るこ
とである。

次の記述に分いて不発明によるスター１過程の解決法の
実施例が添付図により説明される。

第１図において不発明によるスタート装置が内燃機関の
実施例で示されている。例えばマイクロプロセッサ−で
ある制御装置１がスタート命令の入力２により、必要な
振動数を発生する振動発振器６を制御する。更に制御装
置はスイッチ４を制御し、このスイッチは振動発振器６
の振動を増巾器５に導くか又は増巾器を保留信号で刺戟
する。増巾器５はエネルギー源６からのエネルギーを弁
の変位装置の電磁石７および８に供給する。電磁石７お
よび８は吸引鉄片１０に、スイッチ４の制御信号に対応
する電気エネルギーで作用を及ぼす。この際センサー９
から電磁石７および８のコイルの中の電流に関する情報
が制御装置１に与えられる。

Ｍ２図は増ｄｙ器５の入力端の信号の経過および双方の
電磁石７および８のコイルの中の電流の経過を示してい
る。線１１はスイッチ４から増巾器５に送られる、電磁
石７を制御する信号を示している。スタート時点ｔｏの
前では電磁石７のための増中段は制御されて込ない。ス
タート過程が導入されると、スタート時点１ｏから変位
装置のばね一質量一一一系の振動周期の約名の間、電磁
石７が励磁される。

引続いて振動周期Ｔの半分毎に交互に、電磁石７の増中
段の励磁および解除が行われるが、このことは線１１の
延長上で示されている。線１３は、線１１で示された励
磁と電磁石７の誘導抵抗によ抄定まる電磁石７のコイル
の中の電流経過を示している。時点ｔ１の直前において
電磁石７のコイルの中の電流経過が、始めて電磁石に接
触する吸引鉄片１００作用で、それ以前のサイクルに比
較して変化する。何故ならば、ばね−質量ｍ−系の振動
振巾が作動位置に到達したからである。、ｍ流の強さは
電磁石がより多くのエネルギーを消費するため短時間の
間減少する。電流の強さの減少が制御装置１のマイクロ
プロセッサ−により、振巾が十分な値になったと判定さ
れる。それから電磁石７および８を周期的に励磁するの
は中断されそして吸引鉄片１０は、しばらくの間一定値
で励゛磁されている電磁石７に保持される。斯くして変
位装置の駆動準備状態が達成され、従って変位装置の機
能の要望に従って増巾器５の別の励磁が実施される。

上記したことは、スター１過程を専ら電磁石７を使用し
て実施することに該当する。電磁石８もスタート過程を
実施するために使用するためには、線１４で示された別
の信号経過が増巾器に導かれ、この信号経過は電磁石８
に電気エネルギーを供給し、斯くして線１５で示した電
流経過が電磁石８の中に惹起される。′ｔＭ、磁石８を
励磁するための信号経過は、電磁石７を励磁する信号経
過に対して周期Ｔの半分だけずれている。ｔｌの時点か
ら後では、電磁石８の励磁は、変位装置の機能の要望に
従って行われる。

上記した電磁石７および８０機能は相互間で交換するこ
とが可能である。

第６図ははね−質量−系の動かされる質量の振動経過を
線１６により時間に関連して示したものであり、第２図
に示した励磁によって駆動準備状態にないｔ′ｏ以前か
ら始まって、スタート位相を介し％　’Ｊ以後の準備状
態、に致る経過が示されている。

スター１位相においてはばね一質量一系の振動振巾は電
磁石の力の作用によって、時間ｔに従って増大し、終に
破線１７で示されている静止位置からの変位が、破線１
８および１９で示されている最大可能な変位に一つの方
向で到達する。この時点からばね一質景一一系は吸引鉄
片１０を介して、選択的に電磁石７又は８によって、電
流の強さを維持することによって拘留される。最大振巾
に最初に到達するまでの振動の数はその都度の変位装置
に依存しており、そして第２および３図では一つの例と
して任意に仮定された振動数で示され、ている。

第４図は、ばね−一質量一系が静止位置にある、電磁的
に作動する変位装置を示している。

電磁石７および８は容器２０によって保持されている。

ばね２７および２２Ｆｉ動かさ９る質量に作用を及ぼし
そして容器２０に支えられている。

第５図は、スタート過程が終って、弁が閉鎖された駆動
準備状態にある、電磁的に作動する変位装置を示してい
る。

第４図から、弁２３は、ばね−質量一系が静止位置にあ
る時、半ば閉鎖された位置にあることが判明し、そして
このことは例えば弁により操作される内燃機関の場合に
は、その他の弁もこの様になっている。このことは、長
時間の開駆動を中断した時、望ましくない腐蝕現象が発
生することが可能になるという欠点を持っている。従っ
て不発明により吸入および／または排出系に阻止要素を
設け、該要素は例えば制御装置１により、機械が停止し
ている時に閉鎖されそして駆動状態にある時には開放さ
れる様に準備されている。

不発明は図に示しそして説明された実施例に限定される
ものではない。即ち不発明は滑り弁の操作又はその他の
操作にも適用されそして不発明は内燃機関の場合ばかり
でなく、コンプレッサーの場合にも効果あるものである
。一般に不発明は、少くとも１つの機能要素が５、反対
向の終端位置の間を、これらの２つの終端位置の間にあ
る出発位置又は静止位置から出発して動くことが可能に
なっている機械を運転するのに有利に適用される。

周期的な力の作用の代りに、撮動するばね−ば適当な回
転数で回転する偏心輪又はカム又は適当な流体力学的手
段によって可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関のシリンターヘッドの部分破断面図と
弁を作動させる電気系統のフロヅク結線図を示し、第２
図は′心気系統の増巾器入力端の信号経過および弁を作
動させるために使用されている電磁石のコイルの中の電
流経過を示す線図であり１．第５図はばね一質景一系の
動かされる質量の振動の時間的経過を示す線図、第４図
は、閉鎖弁のばね一質量一系が静止位置にある、内燃機
関のシリンダーヘッドの部分破断面図、第５図は第４図
と同様な表現により、弁が閉鎖され、従って駆動準備が
達成されている状態を示している。図において、１・・
・制御装置 ２・・・命令入力 ６・・・振動発振器 ４・・・スイッチ ５・・・増巾器 ６・・・エネルギー源 ７．８・・・電磁石 ９・・・センサー １０・・・吸引鉄片 ２０・・・弁容器 ２１．２２・・・ばね ２６・・・弁 である。 Ｆｌ（３，１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少くとも２つの終端位置に保持されることが可能
   な、内燃機関における、量を調１節する弁の如き、ピス
   トン機械の変位装置をスター１させる方法において、変
   位装置が振動可能固 パルス特性又は振動数は、この系の己有振動数に近いか
   又は等しく、斯くして変位装置は次第に増大する振巾を
   持った振動に励起されそしてそのことにより駆動準備位
   置に導かれることを特徴とする変位装置をスタートさせ
   る方法。 （２）少くとも１つの機能要素が、反対向きに作用する
   ばね装置に抗して、少くとも２つの終端位置に動かされ
   る様な機械を運転するための方法において、機能要素は
   振動可能な、げね−質量一系の一部として形成されそし
   く３） 数は、振動可能な系の己有搗動数に近い値であるか又は
   等しいことを特徴とする、方法。 振動数から離れた値でありそしてスター１過［Ｆ］ 程で己有振動数に近づけられることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 （４）　　′ＦＪｆ、ｉ石により少くとも２つの終端位
   置に保持されることが可能な、’Ｅｌ　（ｉｆｉ的に作
   動する変−系に与えられることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第３項記載の方法。 （５）周期的な力の作用は電磁石の１つにより与えられ
   、その額別の１つ又は複数個の磁石は励磁され又は励磁
   されないことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   方法。 （６）周期的な力の作用は２個又は若干個の電磁石によ
   って与えられ、その際それ以外の別の電磁石は励磁され
   又は励磁されていないことを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の方法。 （７）　　その都度の変位装置のため、最大の振動振そ
   して引続いて系は終端位置に拘留されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項および第６項から第６項までの
   うちのいずれか一つに記載の方法。 （８）周期的な力の作用を惹起する電流の経過が、振動
   可能な系の振動状態金判定するものとして追跡測定され
   、変位装置を終端位置の一つに拘留するのを論理的に法
   尻するの−に役立つていることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項から第７項までのうちのいずれか一つに記載
   の方法。 駆動準備位置に移され、−万態の変位装置は出発位置又
   は静止位置に残されており、そして次に別の又は別の複
   数の変位装置が駆動準備位置に移されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項および第６項から第８項までの
   うちのいずれか一つに記載の方法。 （１０）すでに駆動準備位置に存在している１個又は複
   数個の変位装置は、ビろトン機械における開放又は閉鎖
   する装置の開放位置に保持されることを特徴とする特許
   請求の範囲第９項記載の方法。 （１１）開放又は閉鎖する装置が、停止状態では終端位
   置の間の静止位置において半分開放された状態にあるピ
   ストン機械において、吸入および／または排出系に設け
   られている阻止要素がこれら吸入および／または排出系
   を閉鎖することを特徴とする特許請求の範囲第１項およ
   び第５項から第９項までのうちのいずれか一つに記載の
   方法。 （１２）少くとも２つの終端位置に保持されることが可
   能な、内燃機関における、量を調節する弁の如き、ピス
   トン機械の変位装置をスター・トさせるため、変位装置
   が振動可能な、ばねいか又は等しく、ルｉ＜して変０位
   装置は次第に増大する振巾を持っｆｃ振動に励起されそ
   してそのことにより駆動準備位置に尋かれる、特許請求
   の範囲第１項記載の方法を実施するための装置において
   、例えば弁、滑り升等の如き、ピストン機械における開
   放又は閉鎖する装置に結合された吸引鉄片を有し、該鉄
   片は、ばね装置の作用に抗し、１個又は複数個の電磁石
   が励磁された時、該電磁石により吸引さを与えるための
   電気エネルギーを供給するための１個又は複数個のイン
   パルス発振器を備えたことを特徴とする　　−“ ・−・　　　　　　　　　　　　装置。