JP2002500437A - 電気機械式調整機器の制御装置 - Google Patents
電気機械式調整機器の制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
制御器（３ａ）が設けられており、該制御器はコイル（１１３）を流れる電流を制御し、それに対する調整信号を出力調整器（５ａ）のために生成する。これらの調整信号は、コイル（１１３）がフリーランニング動作モードで作動している場合に求められる。これらの調整信号は、アーマチュアの移動中にコイルを流れる電流とこの電流の時間導関数に依存している。
Description
【０００１】 本発明は、特に内燃機関の制御のために設けられている、電気機械式調整機器
の制御のための装置に関する。
の制御のための装置に関する。
【０００２】 例えばドイツ連邦共和国特許出願 DE 195 26 683 A1 明細書から公知の調整機
器は、ガス交換バルブとして構成されている調整部材と調整駆動部とを有してい
る。この調整駆動部は、２つの電磁石を有しており、それらの間でそれぞれ戻し
手段の応力に抗してアーマチュアプレートがコイル電流の遮断によって保持側の
電磁石に向けて可動であり、さらにコイル電流の投入によって吸引側電磁石に向
けて可動となっている。それぞれの吸引側電磁石のコイル電流は、所定の吸引値
により、所定の期間の間一定に保持され、その後でヒステリシスを有する２点制
御によってホールド値に制御される。
器は、ガス交換バルブとして構成されている調整部材と調整駆動部とを有してい
る。この調整駆動部は、２つの電磁石を有しており、それらの間でそれぞれ戻し
手段の応力に抗してアーマチュアプレートがコイル電流の遮断によって保持側の
電磁石に向けて可動であり、さらにコイル電流の投入によって吸引側電磁石に向
けて可動となっている。それぞれの吸引側電磁石のコイル電流は、所定の吸引値
により、所定の期間の間一定に保持され、その後でヒステリシスを有する２点制
御によってホールド値に制御される。
【０００３】 益々厳しくなる自動車騒音の法定限界値と、エンジン音の静寂性に対する要求
とで調整機器に対する統一規格としては、調整機器による騒音は自ずと僅かであ
ることが前提とされる。その他にも統一規格として調整機器の長寿命が保証され
なければならない。
とで調整機器に対する統一規格としては、調整機器による騒音は自ずと僅かであ
ることが前提とされる。その他にも統一規格として調整機器の長寿命が保証され
なければならない。
【０００４】 本発明の課題は、電気機械式調整機器の制御のための装置において、アーマチ
ュアプレートの電磁石への当接の際の騒音発生が最小であり、かつ調整機器の長
寿命も同時に保証されるように改善を行うことである。
ュアプレートの電磁石への当接の際の騒音発生が最小であり、かつ調整機器の長
寿命も同時に保証されるように改善を行うことである。
【０００５】 前記課題は請求項１の特徴部分に記載の本発明によって解決される。本発明の
有利な構成例は従属請求項に記載されている。
有利な構成例は従属請求項に記載されている。
【０００６】 電流の通流されるコイル（これにはアーマチュアの可動プレートが対応付けさ
れている）のもとでは、非飽和磁気回路のもとに無視できる漂遊流のもとでコイ
ルを流れる電流Ｉと、空隙長さｌと、アーマチュアの速度ｖとの間で一義的な関
係が成り立つ。残りの磁気回路に対する空隙の支配的磁気抵抗のもとでは以下の
関係式が成り立つ。
れている）のもとでは、非飽和磁気回路のもとに無視できる漂遊流のもとでコイ
ルを流れる電流Ｉと、空隙長さｌと、アーマチュアの速度ｖとの間で一義的な関
係が成り立つ。残りの磁気回路に対する空隙の支配的磁気抵抗のもとでは以下の
関係式が成り立つ。
【０００７】
【数１】
【０００８】 この場合前記Ａは、電磁石のコアの当接面（そこにアーマチュアプレートが当接
する）であり、 前記Ｎは、コイルの巻回数、 前記Ｐv,elは、電気的な損失電力、 前記μ0は、空気の透磁性である。
する）であり、 前記Ｎは、コイルの巻回数、 前記Ｐv,elは、電気的な損失電力、 前記μ0は、空気の透磁性である。
【０００９】 本発明は次のような考察に基づいている。すなわち電気的な損失電力Ｐv,elと
電流Ｉの商が僅かである場合には、前記式（Ｇ１）の第１の被加数が前記式（Ｇ
１）の第２の被加数に対して無視できることである。この電気的な損失電力Ｐv, el と電流Ｉの商は、コイルがフリーランニング動作モードにある場合にはほぼゼ
ロとなる。それによりこのケースでは近似的に前記関係式（Ｇ１）から以下の関
係式が得られる。
電流Ｉの商が僅かである場合には、前記式（Ｇ１）の第１の被加数が前記式（Ｇ
１）の第２の被加数に対して無視できることである。この電気的な損失電力Ｐv, el と電流Ｉの商は、コイルがフリーランニング動作モードにある場合にはほぼゼ
ロとなる。それによりこのケースでは近似的に前記関係式（Ｇ１）から以下の関
係式が得られる。
【００１０】
【数２】
【００１１】 それにより電流の時間導関数dI/dtとコイルを流れる電流Ｉに依存して、ゼロの 空隙長さｌのもとでほぼ速度ｖゼロのソフトな衝突が、そのつどアーマチュアの
目下の位置を検出する位置センサの設置を必要とすることなく達成される。また
調整機器は、コアに対するアーマチュアプレートのそのつどのソフトな衝突によ
って極僅かな機械的負担しか求められないので自ずと長寿用が保証される。
目下の位置を検出する位置センサの設置を必要とすることなく達成される。また
調整機器は、コアに対するアーマチュアプレートのそのつどのソフトな衝突によ
って極僅かな機械的負担しか求められないので自ずと長寿用が保証される。
【００１２】 制御器の調整信号は、コイルがフリーランニング動作モードの場合に求められ
る。このフリーランニング動作モードでは、コイルが出力調整器のフリーランニ
ング回路を介して短絡される。このフリーランニングモードではコイルを流れる
電流Ｉの測定がほぼ損失なしで実施可能である。それにより前記関係式（Ｇ２）
によって与えられる関係式（Ｇ１）の近似が高精度を有するようになる。
る。このフリーランニング動作モードでは、コイルが出力調整器のフリーランニ
ング回路を介して短絡される。このフリーランニングモードではコイルを流れる
電流Ｉの測定がほぼ損失なしで実施可能である。それにより前記関係式（Ｇ２）
によって与えられる関係式（Ｇ１）の近似が高精度を有するようになる。
【００１３】 電流の時間導関数ｄＩ／ｄｔとコイルを流れる電流Ｉとの所望の比からの偏差
のもとでは、フリーランニングモードにおいて偏差の極性に依存してアクチュエ
ータコイルへの時限的電気エネルギの導入かまたはアクチュエータコイルからの
時限的導出がなされる。これに対してはフリーランニング動作モードが解除され
、コイルが供給電圧に印加され（エネルギ導入ないし供給）または蓄積エネルギ
が供給電圧へ導出される（エネルギ導出）。
のもとでは、フリーランニングモードにおいて偏差の極性に依存してアクチュエ
ータコイルへの時限的電気エネルギの導入かまたはアクチュエータコイルからの
時限的導出がなされる。これに対してはフリーランニング動作モードが解除され
、コイルが供給電圧に印加され（エネルギ導入ないし供給）または蓄積エネルギ
が供給電圧へ導出される（エネルギ導出）。
【００１４】 実施例 次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。この場合、 図１は、内燃機関の調整機器の配置構成を示した図であり、 図２は、制御装置内に***されている制御器と、対応する出力調整要素のブロッ
ク回路図であり、 図３は、制御器の論理ユニットによって処理されるプログラムのフローチャート
であり、 図４は、制御器の第２実施例であり、 図５は、図４による制御器の論理ユニットのブロック回路図であり、 図６ａ〜ｃは、コイルを流れる電流Ｉと、コイルの位置Ｘと、アーマチュアプレ
ートの速度Ｖの信号経過が時間軸ｔに亘ってプロットされている信号経過図であ
る。また全図を通して同じ構造や機能の構成要素には同じ符号が用いられている
。
ク回路図であり、 図３は、制御器の論理ユニットによって処理されるプログラムのフローチャート
であり、 図４は、制御器の第２実施例であり、 図５は、図４による制御器の論理ユニットのブロック回路図であり、 図６ａ〜ｃは、コイルを流れる電流Ｉと、コイルの位置Ｘと、アーマチュアプレ
ートの速度Ｖの信号経過が時間軸ｔに亘ってプロットされている信号経過図であ
る。また全図を通して同じ構造や機能の構成要素には同じ符号が用いられている
。
【００１５】 調整機器１（図１）は、調整駆動部１１と調整部材１２を含んでおり、この調
整部材１２は例えばガス交換バルブとして構成されており、シャフト１２１と皿
部を有している。調整駆動部１１は、ケーシング１１１を有しており、その中に
第１の電磁石と第２の電磁石が設けられている。第１の電磁石は第１のコア１１
２を有しており、該第１のコアに環状ナットと第１のコイル１１３が埋め込まれ
ている。第２の電磁石は、第２のコア１１４を有しており、該第２のコアにはさ
らなる別の環状ナットと第２のコイル１１５が埋め込まれている。アーマチュア
が設けられており、そのアーマチュアプレート１１６は、ケーシング１１１内で
第１のコア１１２と第２のコア１１４の間に可動に配置されている。アーマチュ
アはさらにアーマチュアシャフト１１７を含んでおり、該アーマチュアシャフト
１１７は、前記第１のコアと第２のコアの孔部を通って引き出されバルブのシャ
フト１２１と機械的に連結可能である。第１のスプリング１１８ａと第２のスプ
リング１１８ｂは、アーマチュアプレート１１６を所定の静止位置にバイアスし
ている。
整部材１２は例えばガス交換バルブとして構成されており、シャフト１２１と皿
部を有している。調整駆動部１１は、ケーシング１１１を有しており、その中に
第１の電磁石と第２の電磁石が設けられている。第１の電磁石は第１のコア１１
２を有しており、該第１のコアに環状ナットと第１のコイル１１３が埋め込まれ
ている。第２の電磁石は、第２のコア１１４を有しており、該第２のコアにはさ
らなる別の環状ナットと第２のコイル１１５が埋め込まれている。アーマチュア
が設けられており、そのアーマチュアプレート１１６は、ケーシング１１１内で
第１のコア１１２と第２のコア１１４の間に可動に配置されている。アーマチュ
アはさらにアーマチュアシャフト１１７を含んでおり、該アーマチュアシャフト
１１７は、前記第１のコアと第２のコアの孔部を通って引き出されバルブのシャ
フト１２１と機械的に連結可能である。第１のスプリング１１８ａと第２のスプ
リング１１８ｂは、アーマチュアプレート１１６を所定の静止位置にバイアスし
ている。
【００１６】 調整機器１は、シリンダヘッド２１と剛性結合されている。このシリンダヘッ
ド２１には吸気管２２と、ピストン２４を備えたシリンダ２３が対応付けされて
いる。ピストン２４は、連接棒２５を介してクランク軸に結合されている。制御
装置３が設けられており、該制御装置３は、センサからの信号を検出し調整信号
を生成する。この調整信号に依存して調整機器１の第１または第２のコイル１１
３，１１５が出力調整器５ａ，５ｂによって制御される。センサは第１の電流計
４ａもしくは第２の電流計４ｂとして構成されており、第１の電流計４ａは、第
１のコイル１１３を流れる電流を検出するかまたは出力調整器５ａ内の電流を検
出し、第２の電流計４ｂは、第２のコイル１１５を流れる電流かまたは出力調整
器５ｂ内の電流を検出する。前述したセンサの他にさらに別のセンサが設けられ
ていてもよい。
ド２１には吸気管２２と、ピストン２４を備えたシリンダ２３が対応付けされて
いる。ピストン２４は、連接棒２５を介してクランク軸に結合されている。制御
装置３が設けられており、該制御装置３は、センサからの信号を検出し調整信号
を生成する。この調整信号に依存して調整機器１の第１または第２のコイル１１
３，１１５が出力調整器５ａ，５ｂによって制御される。センサは第１の電流計
４ａもしくは第２の電流計４ｂとして構成されており、第１の電流計４ａは、第
１のコイル１１３を流れる電流を検出するかまたは出力調整器５ａ内の電流を検
出し、第２の電流計４ｂは、第２のコイル１１５を流れる電流かまたは出力調整
器５ｂ内の電流を検出する。前述したセンサの他にさらに別のセンサが設けられ
ていてもよい。
【００１７】 図２には、本発明の理解に必要な制御装置３の主要部が示されている。制御器
３ａが設けられており、この制御器３ａはコイル１１３（これは電流計４ａによ
って検出される）を流れる電流Ｉに依存して出力調整器５ａのための調整信号を
生成している。
３ａが設けられており、この制御器３ａはコイル１１３（これは電流計４ａによ
って検出される）を流れる電流Ｉに依存して出力調整器５ａのための調整信号を
生成している。
【００１８】 微分器３１では電流Ｉが微分されている。分周器３２では電流Ｉと電流Ｉの時
間導関数ｄＩ／ｄｔの商が求められる。比較器３３が設けられており、その入力
量は、所定の第１の閾値ＳＷ１と分周器３２の出力量である。この比較器３３の
出力信号ＫＳは分周器３２の出力量よりも所定の第１の閾値ＳＷ１が小さい場合
にはハイレベルＨとなる。その他の場合にはコンパレータ３３の出力信号はロー
レベルとなる。
間導関数ｄＩ／ｄｔの商が求められる。比較器３３が設けられており、その入力
量は、所定の第１の閾値ＳＷ１と分周器３２の出力量である。この比較器３３の
出力信号ＫＳは分周器３２の出力量よりも所定の第１の閾値ＳＷ１が小さい場合
にはハイレベルＨとなる。その他の場合にはコンパレータ３３の出力信号はロー
レベルとなる。
【００１９】 論理ユニット３４が設けられており、該論理ユニット３４は、比較器３３の出
力信号ＫＳと、発振器３５のクロック信号ＴＳ、及びさらなる動作パラメータに
依存して出力調整器５ａの制御信号を生成する。この論理ユニット３４の構造は
さらに以下の明細書で図３に基づいて説明する。
力信号ＫＳと、発振器３５のクロック信号ＴＳ、及びさらなる動作パラメータに
依存して出力調整器５ａの制御信号を生成する。この論理ユニット３４の構造は
さらに以下の明細書で図３に基づいて説明する。
【００２０】 出力調整器５ａは、第１のトランジスタＴ１を有している。そのゲート端子は
、論理ユニット３４の出力側と導電的に接続されている。この出力調整器５ａは
、第２のトランジスタＴ２を有しており、そのゲート端子は論理ユニット３４と
導電的に接続されている。第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２が設け
られている。さらに抵抗Ｒが、第２のトランジスタＴ２のソース出力側と基準電
位との間に配設されている。抵抗Ｒは、電流計４ａのための測定抵抗として用い
られる。
、論理ユニット３４の出力側と導電的に接続されている。この出力調整器５ａは
、第２のトランジスタＴ２を有しており、そのゲート端子は論理ユニット３４と
導電的に接続されている。第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２が設け
られている。さらに抵抗Ｒが、第２のトランジスタＴ２のソース出力側と基準電
位との間に配設されている。抵抗Ｒは、電流計４ａのための測定抵抗として用い
られる。
【００２１】 第１のトランジスタＴ１のゲート端子にハイレベルＨの電流が印加された場合
には、この第１のトランジスタはドレインからソースまでが導通される。さらに
第２のトランジスタＴ２のゲート側端子にハイレベルＨの電流が印加された場合
には、第２のトランジスタＴ２も導通する。第２のコイルにおいては、供給電圧
ＵVが抵抗Ｒの電圧降下分だけ低下する。コイル１１３を流れる電流Ｉは、その 後上昇する。
には、この第１のトランジスタはドレインからソースまでが導通される。さらに
第２のトランジスタＴ２のゲート側端子にハイレベルＨの電流が印加された場合
には、第２のトランジスタＴ２も導通する。第２のコイルにおいては、供給電圧
ＵVが抵抗Ｒの電圧降下分だけ低下する。コイル１１３を流れる電流Ｉは、その 後上昇する。
【００２２】 続いて第１のトランジスタＴ１のゲート側端子にローレベルの電流が供給され
た場合には、トランジスタＴ１が遮断されダイオードＤ２がフリーランニング状
態で導通する。コイル１１３における電圧降下は、ダイオードＤ２とトランジス
タＴ２の貫流電圧と抵抗Ｒにおける電圧降下によって定まる（例えば全体で２Ｖ
）。従ってコイル１１３を流れる電流Ｉは、低減する。
た場合には、トランジスタＴ１が遮断されダイオードＤ２がフリーランニング状
態で導通する。コイル１１３における電圧降下は、ダイオードＤ２とトランジス
タＴ２の貫流電圧と抵抗Ｒにおける電圧降下によって定まる（例えば全体で２Ｖ
）。従ってコイル１１３を流れる電流Ｉは、低減する。
【００２３】 第１のトランジスタＴ１のゲート側端子のレベルも、第２のトランジスタＴ２
のゲート側端子のレベルもハイからローへ切換わる場合には、第１のダイオード
Ｄ１も第２のダイオードＤ２も導通し、第１のコイルを流れる電流は非常に迅速
に低減する(アンコミュテーション“abkommutierung”の実施)。出力調整器５ｂ
は、出力調整器５ａに類似して構成されている。
のゲート側端子のレベルもハイからローへ切換わる場合には、第１のダイオード
Ｄ１も第２のダイオードＤ２も導通し、第１のコイルを流れる電流は非常に迅速
に低減する(アンコミュテーション“abkommutierung”の実施)。出力調整器５ｂ
は、出力調整器５ａに類似して構成されている。
【００２４】 図３には、論理ユニット３４で処理されるプログラムのフローチャートが示さ
れている。この場合このプログラムが配線論理制御形態で実現されているのかま
たはマイクロコントローラによって処理されるのかは重要ではない。
れている。この場合このプログラムが配線論理制御形態で実現されているのかま
たはマイクロコントローラによって処理されるのかは重要ではない。
【００２５】 ステップＳ１でこのプログラムが開始される。ステップＳ２では、コイルを流
れる電流の定電流設定が行われる。すなわち電流が、所定の第１の期間ないし持
続時間ＴＤ１の間第１の吸引値に制御される。それに対してヒステリシスを有す
る２点制御器が用いられる。
れる電流の定電流設定が行われる。すなわち電流が、所定の第１の期間ないし持
続時間ＴＤ１の間第１の吸引値に制御される。それに対してヒステリシスを有す
る２点制御器が用いられる。
【００２６】 引続きステップＳ４では第１のトランジスタＴ１が遮断され、第２のトランジ
スタＴ２がスイッチオンされる。それによりコイルがフリーランニング動作モー
ドで作動する。ステップＳ５では所定の第２の期間ないし持続時間ＴＤ２の間待
機する。ステップＳ６では、コイル１１３を流れる電流Ｉがフリーランニングモ
ードで最小限界電流ＩGrenzを下回っているか否かが問合せされる。下回ってい ない場合には、ステップＳ７において第１の比較器３３の制御信号ＫＳがレベル
Ｈであるか否かが問合せされる。レベルＨである場合には、アーマチュアが過度
に速くそして第１及び第２のトランジスタＴ１，Ｔ２がステップＳ８において遮
断される。すなわち“オフ”におかれ、エネルギが導出される。ステップＳ７の
条件が満たされていない場合には、アーマチュアは過度に遅くそして第１及び第
２のトランジスタＴ１，Ｔ２がステップＳ９において投入、すなわち“スイッチ
オン”され、それによってエネルギが供給される。ステップＳ９では、所定の第
３の期間ないし持続時間ＴＤ３の間待機され、ステップＳ１０においては所定の
第４の期間ないし持続時間ＴＤ４の間待機される。ステップＳ９とステップＳ１
０の待機期間中は、トランジスタＴ１，Ｔ２の制御が不変のまま維持される。続
いて当該プログラムがステップＳ４から続けられる。
スタＴ２がスイッチオンされる。それによりコイルがフリーランニング動作モー
ドで作動する。ステップＳ５では所定の第２の期間ないし持続時間ＴＤ２の間待
機する。ステップＳ６では、コイル１１３を流れる電流Ｉがフリーランニングモ
ードで最小限界電流ＩGrenzを下回っているか否かが問合せされる。下回ってい ない場合には、ステップＳ７において第１の比較器３３の制御信号ＫＳがレベル
Ｈであるか否かが問合せされる。レベルＨである場合には、アーマチュアが過度
に速くそして第１及び第２のトランジスタＴ１，Ｔ２がステップＳ８において遮
断される。すなわち“オフ”におかれ、エネルギが導出される。ステップＳ７の
条件が満たされていない場合には、アーマチュアは過度に遅くそして第１及び第
２のトランジスタＴ１，Ｔ２がステップＳ９において投入、すなわち“スイッチ
オン”され、それによってエネルギが供給される。ステップＳ９では、所定の第
３の期間ないし持続時間ＴＤ３の間待機され、ステップＳ１０においては所定の
第４の期間ないし持続時間ＴＤ４の間待機される。ステップＳ９とステップＳ１
０の待機期間中は、トランジスタＴ１，Ｔ２の制御が不変のまま維持される。続
いて当該プログラムがステップＳ４から続けられる。
【００２７】 ステップＳ６においてコイルを流れる電流が最小限界電流ＩGrenzよりも小さ い場合には、ステップＳ１１とＳ１２において、電流が所定の第５の期間ないし
持続時間ＴＤ５の間、比較的高めの保持電流に設定される。それによりアーマチ
ュアの確実な吸引が保証される。ステップＳ１３ではコイルを流れる電流が低め
の保持電流に設定される。
持続時間ＴＤ５の間、比較的高めの保持電流に設定される。それによりアーマチ
ュアの確実な吸引が保証される。ステップＳ１３ではコイルを流れる電流が低め
の保持電流に設定される。
【００２８】 当該プログラムは、ステップＳ１４で終了する。
【００２９】 図４には、制御器３ａの第２実施形態が示されている。図２のものとの違いは
、第２の比較器３６が設けられている点であり、その出力信号は、所定の第２の
閾値ＳＷ２と分周器３２の出力値に依存している。この実施形態に対応する論理
ユニット３４の形態は、図５に示されている。
、第２の比較器３６が設けられている点であり、その出力信号は、所定の第２の
閾値ＳＷ２と分周器３２の出力値に依存している。この実施形態に対応する論理
ユニット３４の形態は、図５に示されている。
【００３０】 Ｄフリップフロップ３４１は、発振器３５のクロック信号ＴＳと比較器３３の
出力信号に依存してＱ出力側からその出力信号を発する。さらなるＤフリップフ
ロップ３４２が設けられている。そのＱ出力側からの出力信号は、発振器３５の
クロック信号ＴＳと第２の比較器３６の出力信号に依存している。ＮＯＴゲート
３４３の入力側は発振器３５と導電的に接続されており、出力側はＡＮＤゲート
３４４の入力側の１つと導電的に接続されている。このＡＮＤゲート３４４の第
２の入力側は、第２のＤフリップフロップ３４２の出力側と導電的に接続されて
いる。
出力信号に依存してＱ出力側からその出力信号を発する。さらなるＤフリップフ
ロップ３４２が設けられている。そのＱ出力側からの出力信号は、発振器３５の
クロック信号ＴＳと第２の比較器３６の出力信号に依存している。ＮＯＴゲート
３４３の入力側は発振器３５と導電的に接続されており、出力側はＡＮＤゲート
３４４の入力側の１つと導電的に接続されている。このＡＮＤゲート３４４の第
２の入力側は、第２のＤフリップフロップ３４２の出力側と導電的に接続されて
いる。
【００３１】 第１のＤフリップフロップ３４１の出力側は、第２のＮＯＴゲート３４５の入
力側に接続されている。この第２のＮＯＴゲート３４５の出力側も発振器３５の
ようにＯＲゲート３４６と導電的に接続されている。ＡＮＤゲート３４４とＯＲ
ゲート３４６の出力側は、第１のトランジスタＴ１のゲートないし第２のトラン
ジスタＴ２のゲートに接続されている。場合によってはＡＮＤゲート３４４の出
力側とＯＲゲート３４６の出力側の間で第１のトランジスタＴ１ないし第２のト
ランジスタＴ２のゲートにさらにそれぞれ１つのドライバが配設されてもよい。
力側に接続されている。この第２のＮＯＴゲート３４５の出力側も発振器３５の
ようにＯＲゲート３４６と導電的に接続されている。ＡＮＤゲート３４４とＯＲ
ゲート３４６の出力側は、第１のトランジスタＴ１のゲートないし第２のトラン
ジスタＴ２のゲートに接続されている。場合によってはＡＮＤゲート３４４の出
力側とＯＲゲート３４６の出力側の間で第１のトランジスタＴ１ないし第２のト
ランジスタＴ２のゲートにさらにそれぞれ１つのドライバが配設されてもよい。
【００３２】 図５による論理ユニット３４の構成によって、出力調整器はクロック信号ＴＳ
のレベルがハイレベルである場合には常にフリーランニング動作モードで作動す
る。クロック信号ＴＳがローレベルであるならば、３点制御が行われる。つまり
トランジスタＴ１が遮断され第２のトランジスタＴ２がスイッチオンされるフリ
ーランニングモードか、又は２つのトランジスタの導通モード（エネルギ供給）
、もしくは２つのトランジスタ遮断モード（エネルギ導出モード）である。
のレベルがハイレベルである場合には常にフリーランニング動作モードで作動す
る。クロック信号ＴＳがローレベルであるならば、３点制御が行われる。つまり
トランジスタＴ１が遮断され第２のトランジスタＴ２がスイッチオンされるフリ
ーランニングモードか、又は２つのトランジスタの導通モード（エネルギ供給）
、もしくは２つのトランジスタ遮断モード（エネルギ導出モード）である。
【００３３】 第１及び第２の閾値ＳＷ１，ＳＷ２の代わりに、１つだけの閾値が設けられて
もよい。また付加的に第１の比較器３３と第２の比較器３６のそれぞれの入力側
にて所定の値が加算もしくは減算されてもよい。
もよい。また付加的に第１の比較器３３と第２の比較器３６のそれぞれの入力側
にて所定の値が加算もしくは減算されてもよい。
【００３４】 図６のａには第１のコイル１１３を流れる電流の時間経過が時間軸ｔに亘って
プロットされている。図６のｂには、アーマチュアプレート１１６の位置Ｘが時
間軸ｔに亘ってプロットされている。図６のｃにはアーマチュアプレート１１６
の速度ｖが時間軸ｔに亘ってプロットされている。時点ｔ0Aからアーマチュアプ
レート１１６がその開放位置Ｏ（すなわちその第２の電磁石との当接位置）から
その閉鎖位置Ｃ（すなわち第１の電磁石との当接位置）に向けて振動を開始する
。コイル１１３を流れる電流の第１の吸引値Ｉ＿Ｆ１は予め定められる。
プロットされている。図６のｂには、アーマチュアプレート１１６の位置Ｘが時
間軸ｔに亘ってプロットされている。図６のｃにはアーマチュアプレート１１６
の速度ｖが時間軸ｔに亘ってプロットされている。時点ｔ0Aからアーマチュアプ
レート１１６がその開放位置Ｏ（すなわちその第２の電磁石との当接位置）から
その閉鎖位置Ｃ（すなわち第１の電磁石との当接位置）に向けて振動を開始する
。コイル１１３を流れる電流の第１の吸引値Ｉ＿Ｆ１は予め定められる。
【００３５】 第１のコイル１１３を流れる電流は、所定の第１の期間ＴＤ１の間（例えば２
ｍｓ）、第１の吸引値Ｉ＿Ｆ１から設定される。時点ｔ0からは第１のコイル１ １３を流れる電流の制御が制御器３ａによって行われる。
ｍｓ）、第１の吸引値Ｉ＿Ｆ１から設定される。時点ｔ0からは第１のコイル１ １３を流れる電流の制御が制御器３ａによって行われる。
【００３６】 時点ｔ0Bから時点ｔ1までは、コイル１１３はフリーランニング動作モードで 作動される。この場合コイル１１３を通って流れる電流が検出され、電流の時間
導関数が求められる。時点ｔ1では、フリーランニング中に求められた電流Ｉと 時間導関数ｄｉ／ｄｔの比が所定の第１の閾値ＳＷ１よりも大きい。それに従っ
て第１のトランジスタＴ１も第２のトランジスタＴ２も遮断され、電流が急激に
低下する。
導関数が求められる。時点ｔ1では、フリーランニング中に求められた電流Ｉと 時間導関数ｄｉ／ｄｔの比が所定の第１の閾値ＳＷ１よりも大きい。それに従っ
て第１のトランジスタＴ１も第２のトランジスタＴ２も遮断され、電流が急激に
低下する。
【００３７】 時点ｔ２からは第１のコイル１１３が再びフリーランニング動作モードで駆動
され、電流Ｉとその時間導関数ｄｉ/ｄｔが求められる。時点ｔ3では、フリーラ
ンニング中に求められた電流Ｉの時間導関数と電流の比が所定の閾値ＳＷ１より
も小さい。それに従って第１のトランジスタＴ１も第２のトランジスタＴ２も導
電的に切換えられ、コイルを流れる電流は時点ｔ4まで上昇する。
され、電流Ｉとその時間導関数ｄｉ/ｄｔが求められる。時点ｔ3では、フリーラ
ンニング中に求められた電流Ｉの時間導関数と電流の比が所定の閾値ＳＷ１より
も小さい。それに従って第１のトランジスタＴ１も第２のトランジスタＴ２も導
電的に切換えられ、コイルを流れる電流は時点ｔ4まで上昇する。
【００３８】 時点ｔ4から時点ｔ5まではコイルは再びフリーランニング動作モードで作動す
る。時点ｔ5からｔ6まではトランジスタＴ１，Ｔ２の両方が遮断され、再びアン
コミュテーションが行われる。時点ｔ6から時点ｔ7まではコイルが再びフリーラ
ンニング動作モードで作動する。時点ｔ7から時点ｔ8までは第１及び第２のトラ
ンジスタＴ１，Ｔ２が導通的に切換えられ、電流が時点ｔ8まで上昇する。時点 ｔ8から時点ｔ9まではコイルが再びフリーランニング動作モードで作動する。時
点ｔ9から時点ｔ10までは再びアンコミュテーションが行われる。時点ｔ10から 時点ｔ11まではコイルがフリーランニング動作モードで作動する。時点ｔ11では
コイルを流れる電流Ｉがフリーランニングモードでコイルを流れる電流の限界値
よりも小さい。この限界値は、フリーランニングモードにおいて第１のコイルに
アーマチュアプレートが当接した際の試みにより求められた電流値である。この
限界値は、固定的に設定された値であってもよいし、作動パラメータに依存して
特性マップから求められたものであってもよい。
る。時点ｔ5からｔ6まではトランジスタＴ１，Ｔ２の両方が遮断され、再びアン
コミュテーションが行われる。時点ｔ6から時点ｔ7まではコイルが再びフリーラ
ンニング動作モードで作動する。時点ｔ7から時点ｔ8までは第１及び第２のトラ
ンジスタＴ１，Ｔ２が導通的に切換えられ、電流が時点ｔ8まで上昇する。時点 ｔ8から時点ｔ9まではコイルが再びフリーランニング動作モードで作動する。時
点ｔ9から時点ｔ10までは再びアンコミュテーションが行われる。時点ｔ10から 時点ｔ11まではコイルがフリーランニング動作モードで作動する。時点ｔ11では
コイルを流れる電流Ｉがフリーランニングモードでコイルを流れる電流の限界値
よりも小さい。この限界値は、フリーランニングモードにおいて第１のコイルに
アーマチュアプレートが当接した際の試みにより求められた電流値である。この
限界値は、固定的に設定された値であってもよいし、作動パラメータに依存して
特性マップから求められたものであってもよい。
【００３９】 時点ｔ11から時点ｔ12では、コイルを流れる電流の目標値として、比較的高め
のホールド値が設定され、図には示されていない制御器によって調整される。そ
れによりアーマチュアプレートの確実な吸引が保証され、アーマチュアプレート
の衝突が減衰される。
のホールド値が設定され、図には示されていない制御器によって調整される。そ
れによりアーマチュアプレートの確実な吸引が保証され、アーマチュアプレート
の衝突が減衰される。
【００４０】 この比較的高めのホールド値は有利には、予め設定された期間の間設定され、
コイルを流れる電流は時点ｔ12から時点ｔ13までの間、図には示されていない制
御器によって保持値Ｉ＿Hに制御される。
コイルを流れる電流は時点ｔ12から時点ｔ13までの間、図には示されていない制
御器によって保持値Ｉ＿Hに制御される。
【００４１】 アーマチュアプレート１１６の速度Ｖ経過から明らかなことは、アーマチュア
プレートがほぼ速度ゼロでもって第１の電磁石に当接することである。
プレートがほぼ速度ゼロでもって第１の電磁石に当接することである。
【００４２】 本発明は、前述してきた実施例に限定されるものではない。例えば調整部材は
、燃料噴射弁として構成されていてもよい。また各コイル毎にそれぞれ固有の制
御器が設けられていてもよい。また電流Ｉの時間導関数と電流Ｉの商が所定の閾
値を下回った場合に、コイル（１１３）を流れる電流が所定の閾値に高まるまで
、コイルにエネルギが供給されてもよいし、商が所定の閾値を上回った場合に、
コイル（１１３）を流れる電流が所定の閾値に低減するまで、コイルからエネル
ギが導出されてもよい。代替的にコイル１１３へのエネルギ供給またはコイル１
１３からのエネルギ導出は、コイル１１３にて降下した電圧のレベルの変化によ
って行われてもよいし、あるいはコイル１１３の所定の電圧への切換えが行われ
てもよい。この電圧は供給電圧とは異なるものである。これらのコイルは、それ
ぞれ所定のエネルギを供給または導出され得る。有利には、そのつどの供給ない
し導出されるエネルギが監視者によって評価される。監視者はこのエネルギを例
えば第１又は第２の閾値と、電流Ｉの導関数と電流Ｉとの商からの偏差に依存し
て評価する。
、燃料噴射弁として構成されていてもよい。また各コイル毎にそれぞれ固有の制
御器が設けられていてもよい。また電流Ｉの時間導関数と電流Ｉの商が所定の閾
値を下回った場合に、コイル（１１３）を流れる電流が所定の閾値に高まるまで
、コイルにエネルギが供給されてもよいし、商が所定の閾値を上回った場合に、
コイル（１１３）を流れる電流が所定の閾値に低減するまで、コイルからエネル
ギが導出されてもよい。代替的にコイル１１３へのエネルギ供給またはコイル１
１３からのエネルギ導出は、コイル１１３にて降下した電圧のレベルの変化によ
って行われてもよいし、あるいはコイル１１３の所定の電圧への切換えが行われ
てもよい。この電圧は供給電圧とは異なるものである。これらのコイルは、それ
ぞれ所定のエネルギを供給または導出され得る。有利には、そのつどの供給ない
し導出されるエネルギが監視者によって評価される。監視者はこのエネルギを例
えば第１又は第２の閾値と、電流Ｉの導関数と電流Ｉとの商からの偏差に依存し
て評価する。
【００４３】 比較器の入力側に印加される第１及び第２の閾値は、選択的にシリンダ２３内
の圧力などの特性量や、内燃機関ないし調整機器のさらなる作動パラメータに依
存していてもよい。
の圧力などの特性量や、内燃機関ないし調整機器のさらなる作動パラメータに依
存していてもよい。
【００４４】 また代替的に電流Ｉの導関数も比較器によって、電流Ｉ及び/又はさらなる作 動パラメータに依存する閾値と比較されてもよい。
【００４５】 同様に前述した手段の任意の組合わせが行われてもよい。
【００４６】 制御器３ａは、安定型、時間離散型、Ｐ、ＰＩ、ＰＤ、ＰＩＤあるいはその他
の公知の制御器として構成されていてもよい。
の公知の制御器として構成されていてもよい。
【図１】 内燃機関の調整機器の配置構成を示した図である。
【図２】 制御装置内に***されている制御器と、対応する出力調整要素のブロック回路
図である。
図である。
【図３】 制御器の論理ユニットによって処理されるプログラムのフローチャートである
。
。
【図４】 制御器の第２実施例である。
【図５】 図４による制御器の論理ユニットのブロック回路図である。
【図６】 ａ〜ｃは、コイルを流れる電流Ｉと、コイルの位置Ｘと、アーマチュアプレー
トの速度Ｖの信号経過が時間軸ｔに亘ってプロットされている信号経過図である
。
トの速度Ｖの信号経過が時間軸ｔに亘ってプロットされている信号経過図である
。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１２月４日（１９９９．１２．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１０】 前記調整駆動部は、さらなるコイル（１１５）を備えたさ
らなる電磁石と、さらなる戻し手段を有しており、さらに前記さらなるコイル（
１１５）を流れる電流を制御するさらなる制御器が設けられている、請求項１か
ら９いずれか１項記載の装置。
らなる電磁石と、さらなる戻し手段を有しており、さらに前記さらなるコイル（
１１５）を流れる電流を制御するさらなる制御器が設けられている、請求項１か
ら９いずれか１項記載の装置。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月１０日（２０００．２．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＪＰ，Ｍ Ｘ，ＵＳ
Claims (10)
- 【請求項１】 調整部材（１２）と調整駆動部（１１）を有している電気機
械式調整機器の制御のための装置であって、 コイル（１１３）を備えた電磁石と、 可動アーマチュアと、 前記アーマチュアに機械的に結合されている戻し手段とを有している形式のも
のにおいて、 制御器（３ａ）が設けられており、該制御器はコイル（１１３）を流れる電流
を制御し、それに対して出力調整器（５ａ，５ｂ）のための調整信号を生成し、 前記調整信号はアーマチュアの移動期間中に、フリーランニング動作モードで
作動しているコイル（１１３）を流れる電流とその時間導関数に依存しているこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記調整信号は、アーマチュアがその移動終了までに所定の
持続時間（ＴＤ１）よりも長く移動した場合に、フリーランニング動作モードで
作動しているコイル（１１３）を流れる電流とその時間導関数に依存している、
請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 フリーランニング動作モード中に、コイルにおける電位差が
、出力調整器の導通モードの電子構成素子と抵抗Ｒにおける電位差によって与え
られる、請求項１または２記載の装置。 - 【請求項４】 前記調整信号は、コイル（１１３）を流れる電流とその時間
導関数の商に依存している、請求項１から３いずれか１項記載の装置。 - 【請求項５】 前記商が所定の閾値を下回っている場合には、コイルにエネ
ルギが供給され、前記商が所定の閾値を上回っている場合には、コイルからエネ
ルギが導出される、請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 前記商が所定の閾値を下回っている場合には、コイルに所定
の持続時間（ＴＤ２）の間エネルギが供給され、前記商が所定の閾値を上回って
いる場合には、コイルからエネルギが所定の持続時間（ＴＤ３）の間導出される
、請求項４または５記載の装置。 - 【請求項７】 前記商が所定の閾値を下回っている場合には、コイル（１１
３）を流れる電流が所定のさらなる閾値分だけ高まるまで、コイル（１１３）に
エネルギが供給され、前記商が所定の閾値を上回っている場合には、コイル（１
１３）を流れる電流が所定のさらなる閾値分だけ低減するまで、コイル（１１３
）からエネルギが導出される、請求項４または５記載の装置。 - 【請求項８】 前記制御器（３ａ）は、２点制御器として構成されている、
請求項１〜７いずれか１項記載の装置。 - 【請求項９】 前記制御器（３ａ）は、３点制御器として構成されている、
請求項１〜７いずれか１項記載の装置。 - 【請求項１０】 前記調整駆動部は、さらなるコイル（１１５）を備えたさ
らなる電磁石と、さらなる戻し手段を有しており、さらに前記さらなるコイル（
１１５）を流れる電流を制御するさらなる制御器が設けられている、請求項１か
ら９いずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (5)
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| DE19757611.7 | 1997-12-23 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000526933A Expired - Fee Related JP4108931B2 (ja) | 1997-12-23 | 1998-12-22 | 電気機械式調整機器の制御装置 |
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| EP (1) | EP1042767B1 (ja) |
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-
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- 1998-12-22 ES ES98966803T patent/ES2182400T3/es not_active Expired - Lifetime
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| DE59805213D1 (de) | 2002-09-19 |
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| US6744615B1 (en) | 2004-06-01 |
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