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DE3237499A1 - Stepping motor for adjusting actuation elements - Google Patents

Stepping motor for adjusting actuation elements

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Publication number
DE3237499A1
DE3237499A1 DE19823237499 DE3237499A DE3237499A1 DE 3237499 A1 DE3237499 A1 DE 3237499A1 DE 19823237499 DE19823237499 DE 19823237499 DE 3237499 A DE3237499 A DE 3237499A DE 3237499 A1 DE3237499 A1 DE 3237499A1
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DE
Germany
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actuator
stepping motor
stepper motor
switch
preferred position
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19823237499
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German (de)
Inventor
Ilja 7000 Stuttgart Djordjevic
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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Abstract

A stepping motor for adjusting actuation elements is proposed, having an electronic control device in which the stepping motor is driven as a function of operating parameters with a respectively required number of actuation steps for the adjustment of a desired quantity of injected fuel, a preferred position of the actuation element (7) which is actuated by the stepping motor (17) being detected as a position acknowledgement by a signal generator circuit. At the same time, a limit position of the stepping motor actuator (15), by means of which a switch (20) can be actuated which is located in the signal generator circuit and which triggers a generator signal upon actuation, serves as preferred position. <IMAGE>

Description

Schrittmotor zur Verstellung von SteligliedernStepper motor for adjusting actuators

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Schrittmotor zur Verstellung von Stellgliedern nach der Gattung des Hauptanspruchs.PRIOR ART The invention is based on a stepper motor Adjustment of actuators according to the preamble of the main claim.

Bei einem solchen durch die DE-OS 29 40 545 bekannten Schrittmotor wird die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine durch Verstellen der Drosselklappe mit Hilfe eines Schrittmotors auf einen gewünschten Wert geregelt.In such a stepping motor known from DE-OS 29 40 545 is the idling speed of an internal combustion engine by adjusting the throttle valve regulated to a desired value with the help of a stepper motor.

Dabei wird ein Soll-Ist-Vergleich der Drehzahlwerte durch geführt und ein digitales Fehlersignal erzeugt, entsprechend dem der Schrittmotor geschaltet wird. Hierbei wird jedoch die erreichte Endstellung des Stellmotors nicht erfaßt bzw. rückgemeldet. Ebenso auch keine definierte Ausgangslage des Stellmotors ermittelt. Ein am Stellglied des Schrittmotors vorgesehener Schalter, der durch Anlage des Drosselklappenverstellhebels betätigt wird, dient als Erkennung dafür, ob Leerlaufbetrieb oder Lastbetrieb vorherrscht und schaltet die Leerlaufregelung ein bzw. aus.A target / actual comparison of the speed values is carried out and generates a digital error signal according to which the stepper motor is switched will. In this case, however, the final position reached by the servomotor is not recorded or reported back. Likewise, no defined starting position of the servomotor is determined. A switch provided on the actuator of the stepper motor, which is activated by the installation of the Throttle valve adjustment lever is operated, serves as a detection for whether idling operation or load operation prevails and switches the idle control on or off.

Bei einer durch die DE-OS 29 23 276 bekannten Einspritzeinrichtung ist ebenfalls ein Schrittmotor zur Verstellung eines Kraftstoffmengenverstellglieds einer Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen. Bei dieser Einrichtung, bei der in Abhängigkeit von Betriebsparametern verschiedene Positionen des Mengenverstellglieds eingestellt werden, ist ein Positionsrückmeldegeber vorgesehen, um zu überprüfen, ob das Mengenverstellglied tatsächlich auch dem vorgegebenem Verstellweg gefolgt ist. Es bedeutet einen erheblichen Aufwand, da Rückmeldeglieder genau gearbeitet und eingeeicht werden müssen und konstruktive Maßnahmen zur geeigneten Anordnung von Rückmeldegebern vorgesehen werden müssen. Es wird in dieser Druckschrift aber auch vorgeschlagen, ohne Positionsrückmeldung das Mengenverstellglied zu betätigen, wobei jedoch gefordert wird, daß das Stellglied des Schrittmotors seinen vorgegebenen Stellweg ausführt, auch wenn das damit zu betätigende Mengenverstellorgan der Bewegung des Stellglieds nicht unmittelbar folgen kann. Dies zu verwirklichen bedingt jedoch ebenfalls einen erheblichen Aufwand.In an injection device known from DE-OS 29 23 276 is also a stepping motor for adjusting a fuel quantity adjusting member a fuel injection pump is provided. At this facility, at the dependency different operating parameters Positions of the quantity adjustment element are set, a position feedback is provided to check whether the quantity adjustment element actually followed the specified adjustment path is. It means a considerable amount of effort, since feedback links worked precisely and must be calibrated and constructive measures for a suitable arrangement must be provided by feedback providers. It is used in this publication, however also proposed to operate the quantity adjustment element without position feedback, however, it is required that the actuator of the stepping motor is its predetermined Performs travel, even if the quantity adjusting device to be actuated with it is moving of the actuator can not follow immediately. Realizing this, however, requires also a considerable effort.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Schrittmotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der mechanische Aufwand für eine einfache gesteuerte Verstellung des Mengenverstellorgans sehr gering gehalten werden kann und ein sehr einfacher Geber zur Erzeugung eines Bezugssignals, über das die Position des Stellorgans des Schrittmotors zumindest in einer Vorzugsstellung kontrollierbar ist, verwendbar ist.Advantages of the invention The stepper motor according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that the mechanical effort kept very low for a simple controlled adjustment of the quantity adjusting element can be and a very simple encoder to generate a reference signal over that the position of the actuator of the stepping motor at least in a preferred position is controllable, is usable.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Lösung gekennzeichnet.The measures listed in the subclaims are advantageous Characterized further developments and improvements of the solution specified in the main claim.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Figur zeigt eine Kraftstoffeinspritzpumpe 1 der Verteilerpumpenbauart in vereinfachter Form im Teilschnitt.Description of the exemplary embodiment The figure shows a fuel injection pump 1 of the distributor pump design in a simplified form in partial section.

Solche Pumpen weisen wie gezeigt einen hin- und hergehenden und zugleich rotierenden Pumpenkolben 2 auf, der bei seiner Drehung verschiedene Kraftstoffauslässe 3 zur Versorgung von Kraftstoffeinspritzstellen der zugehörigen Brennkraftmaschine ansteuert. Die Einspritzmenge wird dabei in bekannter Weise durch einen als Mengenverstellorgan dienenden Ringschieber 4 gesteuert, dessen Oberkante einen Entlastungskanal 5 des nicht gezeigten Pumpenarbeitsraumes steuert. Durch Aufsteuerung dieses Kanals wird in bekannter Weise die Einspritzung von Kraftstoff unterbrochen.As shown, such pumps exhibit a reciprocating and at the same time rotating pump piston 2, the various fuel outlets as it rotates 3 for supplying fuel injection points of the associated internal combustion engine drives. The injection quantity is adjusted in a known manner by a quantity adjusting device serving ring slide 4 controlled, the upper edge of which is a relief channel 5 of the controls not shown pump work space. By controlling this channel, interrupted the injection of fuel in a known manner.

Der Ringschieber 4 ist durch ein Stellglied 7, hier ein um eine gehäusefeste Achse 8 schwenkbarer zweiarmiger Hebel, verschiebbar. Stellglied 7, Ringschieber 4 und ein Teil des Pumpenkolbens 2 befinden sich in einem Pumpensaugraum 10, der von einer Kraftstofförderpumpe 11 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 12 versorgt wird.The ring slide 4 is by an actuator 7, here a fixed to the housing Axis 8 swiveling two-armed lever, displaceable. Actuator 7, ring slide 4 and part of the pump piston 2 are located in a pump suction chamber 10, the from a fuel feed pump 11 with fuel from a fuel tank 12 is supplied.

An das Stellglied greift einerseits eine sich gehäusefest abstützende Rückstellfeder 14 an und andererseits ein Stellorgan 15 eines in die Wand 16 der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 eingesetzten Schrittmotors 17 bekannter Bauart.On the one hand, a housing-fixed supporting element engages the actuator Return spring 14 and on the other hand an actuator 15 one in the wall 16 of the Fuel injection pump 1 used stepping motor 17 of known type.

Innerhalb des Schrittmotors 17 ist ein Schalter 20 vorgesehen, der in den Stromkreis 21 eines Signalgebers 22 geschaltet ist. Der Schalter 20 weist eine Kontaktzunge 23 auf, die durch das rückwärtige Ende 24 des Stellorgans 15 betätigbar ist. Das rückwärtige Ende ist dabei gegenüber der stromleitenden Kontaktzunge 23 isoliert. Das Stellorgan 15 kann z. B. als Gewindespindel ausgeführt sein, das kurz vor Erreichen seiner Endstellung gegen die Kontakt zunge stößt und dabei den Schalter 20 betätigt und je nach Ausführung des Schalters den Geberstromkreis 21 unterbricht oder schließt. Je nach Auslegung des Gebers kann der Schalter als in Ruhe geschlossen oder in Ruhe geöffnet ausgebildet sein.Within the stepping motor 17, a switch 20 is provided which is switched into the circuit 21 of a signal generator 22. The switch 20 has a contact tongue 23 which can be actuated by the rear end 24 of the actuator 15 is. The rear end is opposite the current-conducting contact tongue 23 isolated. The actuator 15 can, for. B. be designed as a threaded spindle that is short before reaching its end position against the contact tongue pushes and thereby the switch 20 is actuated and, depending on the design of the switch, the encoder circuit 21 is interrupted or closes. Depending on the design of the encoder, the switch can be considered closed at rest or be designed to be open at rest.

Der Signalgeber 22 ist mit einer elektronischen Steuereinrichtung 26 verbunden, die entsprechend Betriebsparametern Steuersignale zur Betätigung des Schrittmotors abgibt und den Schrittmotor in eine gewünschte, einer bestimmten Kraftstoffeinspritzmenge entsprechende Stellung bringt. Durch das bei Betätigung des Schalters erzeugte Steuersignal im Signalgeber 22 wird in der Steuereinrichtung 26 ein Bezugssignal erzeugt, das von der Steuereinrichtung als Bezugspunkt gespeichert wird. Von diesem Bezugspunkt aus werden die betriebsparameterabhängig gebildeten Steuerwerte für die Kraftstoffeinspritzmenge gezählt und als Stellgröße an den Schrittmotor 17 gegeben.The signal transmitter 22 is connected to an electronic control device 26 connected, the corresponding operating parameters control signals for actuating the Outputs stepper motor and the stepper motor in a desired, a certain fuel injection amount brings appropriate position. By the control signal generated when the switch is operated in the signal generator 22 a reference signal is generated in the control device 26 which is stored by the control device as a reference point. From this point of reference the control values for the fuel injection quantity are formed as a function of the operating parameters counted and given to the stepper motor 17 as a manipulated variable.

Durch diese Einrichtung wird eine laufende Positionsrückmeldung der Stellung des Betätigungsorgans 15 durch die Rückmeldung einer Vorzugslage des Betätigungsorgans ersetzt. Die Stellung des Betätigungsorgans, bei der der Schalter 20 geschaltet wird, kann zugleich als "elektrischer Anschlag" für das Stellglied 7 bzw. eines die Kraftstoffmengeneinstellung bestimmenden Gliedes dienen zur Begrenzung von z. B. einer ullstellung für die geringste Kraftstoffeinspritzmenge oder einer Vollaststellung des Mengenverstellorgans. Vorzugsweise kann die Position des Schrittmotors bezogen auf das Stellglied 7 oder auch die Position des Schalters 20 am Schrittmotor 17 eingestellt werden.This facility provides ongoing position feedback from the Position of the actuator 15 by the feedback of a preferred position of the actuator replaced. The position of the actuator at which the switch 20 is switched is, can at the same time as an "electrical stop" for the actuator 7 or one the fuel setting determining member are used to limit z. B. a zero position for the smallest amount of fuel injected or a full load position of the quantity adjustment organ. Preferably, the position of the Stepper motor based on the actuator 7 or the position of the switch 20 can be set on the stepper motor 17.

Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß auch dann, wenn einzelne Stellimpulse des Schrittmotors zur Verstellung des Stellglieds verloren gegangen sind, die Stellposition des Stellorgans nicht während der gesamten Betriebsdauer der Kraftstoffeinspritzpumpe mit diesem Fehler behaftet bleibt. Bei jeder Rückkehr des Stellorgans 15 an den Schalter 20 wird die Stellung des Stellorgans auf den Bezugspunkt korrigiert. Dies geschieht, da die Brennkraftmaschine z. B. häufig mit 'tNullast", d. h. im Leerlauf- oder Schubbetrieb betrieben wird, in engen Zeitabständen, so daß mit einer Fehleinstellung der Kraftstoffeinspritzmenge über längere Zeit nicht gerechnet werden braucht. Mit dieser Ausführung, die zwar einen geringen elektronischen Mehraufwand bedeutet, ist jedoch der wesentlich teurere Aufwand für einen alle Stellungen des Stellorgans 15 erfassenden Geber überflüssig.This device has the advantage that even when individual control pulses of the stepper motor for adjusting the actuator have been lost, the setting position of the actuator not during the entire service life of the fuel injection pump remains afflicted with this error. With each return of the actuator 15 to the Switch 20 corrects the position of the actuator to the reference point. this happens because the internal combustion engine z. B. often with 'tNullload ", i.e. when idling or overrun is operated at short intervals, so that with an incorrect setting the fuel injection quantity does not need to be calculated over a long period of time. With this version, which means a small amount of additional electronic work, however, is the much more expensive effort for all positions of the actuator 15 capturing encoder superfluous.

Die elektronische Steuereinrichtung ist so gestaltet, daß auf ein Bezugssignal hin bei Anlage des Stellorgans 15 an der Kontakt zunge 23 das Stellorgan noch eine bestimmte vorgegebene Zahl von Schritten weiterbewegt wird. Damit wird vermieden, daß ein schleichender Kontakt eingestellt wird rund es wird ein eindeutiges Bezugssignal erzeugt. Die Schritte, die der Schrittmotor nach dem Anliegen des Stellorgans an den verstellbaren Anschlag noch weiter läuft, werden bei einer in umgekehrter Richtung erfolgenden Verstellung der Steuereinheit von Verstellschritten, um die das Stellglied verstellt werden soll, hinzugezählt.The electronic control device is designed so that on a Reference signal out when the actuator 15 rests on the contact tongue 23 the actuator a certain predetermined number of steps is still advanced. So that will avoid that a creeping contact is set and it becomes a definite one Reference signal generated. The steps that the stepper motor takes after the concern of the actuator to the adjustable stop still continues to run, are reversed in the case of a Direction taking place adjustment of the control unit of adjustment steps to the the actuator is to be adjusted are added.

Es kann auch die Steuereinheit erst nach Auftreten einer gegenge setzten Widerstandsänderung im Geberstromkreis aus Stellgröl3e an den Schrittmotor gegeben werden.It can also the control unit only after the occurrence of a opposite set the change in resistance in the encoder circuit from the manipulated variable to the stepper motor are given.

Der Schalter 20 i3t rorteilhafterTzeise gut zugänglich außerhalb der Kraftstoffeinspritzpumpe und geschützt im Gehäuse des Schrittmotors untergebracht. Auf diese Weise wird der Schalter nicht einem flüssigen Medium, wie z. B. Kraftstoff, ausgesetzt, das die Kontakteigenschaft des Schalters verschlechtern kann. Der Schrittmotor selbst kann bei dieser Ausführung so ausgestaltet sein, daß das Stellorgan als selbsthemmende Gewindespindel ausgeführt ist.The switch 20 is often easily accessible outside the Fuel injection pump and protected in the housing of the stepper motor. In this way, the switch is not exposed to a liquid medium, such as e.g. B. fuel, exposed, which can degrade the contact properties of the switch. The stepper motor itself can be designed in this embodiment so that the actuator as a self-locking Threaded spindle is executed.

Damit können feinste Einstellungen des Stellglieds 7 erzielt werden. dThe finest settings of the actuator 7 can thus be achieved. d

Claims (5)

Ansprüche (1./Schrittmotor zur Verstellung von Stellgliedern mit einer elektronischen Steuereinrichtung (26) zur Ansteuerung des Schrittmotors (17) in Abhängigkeit von Parametern, wobei die Steuereinrichtung Schrittimpulse zur Steuerung von Korrekturstellwegen an den Schrittmotor abgibt und der Schrittmotor ein Betätigungsorgan (15) zur Verstellung des Stellglieds (7, 4) aufweiset, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor wenigstens einen Schalter (20) aufweist, der durch das Stellorgan (15) des Schrittmotors schaltbar und der in einen Geber stromkreis (21) einsetzbar ist, durch den beim Schalten des Schalters ein eine Vorzugsstellung des Schrittmotorstellorgans (15) kennzeichnendes Signal erzeugbar ist, das der Steuereinrichtung (26) zur Festsetzung eines Bezugspunktes zugeleitet wird. Claims (1st / stepper motor for adjusting actuators with an electronic control device (26) for controlling the stepping motor (17) as a function of parameters, the control device having step pulses for control of correction travel to the stepper motor and the stepper motor an actuator (15) for adjusting the actuator (7, 4), characterized in that the stepper motor has at least one switch (20) which is activated by the actuator (15) of the stepper motor can be switched and can be used in an encoder circuit (21) is through which a preferred position of the stepper motor actuator when the switch is switched on (15) identifying signal can be generated, which the control device (26) for fixing is fed to a reference point. 2. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (20) in Ruhestellung geschlossen ist. 2. Stepping motor according to claim 1, characterized in that the Switch (20) is closed in the rest position. 3. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (20) in Ruhestellung geöffnet ist. 3. Stepper motor according to claim 1, characterized in that the Switch (20) is open in the rest position. 4. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (26) das bei der Einnahme der Vorzugslage des Stellorgans (15) abgegebene Signal zuzüglich einer bestimmten Zahl von Stellschritten des Stellorgans als eine der Vorzugslage des Stellglieds (7, 4) entsprechende Vorzugsstellung gespeichert wird, um die das Stellorgan weiterbewegt wird und daß die Schritte jeder Steuereinheit, die zur Verstellung des Stellorgans aus seiner Vorzugslage dienen, erst ab Auftreten eines das Verlassen der Vorzugslage kennzeichnenden Signals oder nach Ablauf der bestimmten Zahl von Stellschritten zählbar sind. 4. Stepping motor according to claim 1, characterized in that in the Control device (26) when taking the preferred position of the Control element (15) output signal plus a certain number of control steps of the actuator as a preferred position corresponding to the preferred position of the actuator (7, 4) is stored to which the actuator is moved and that the steps each Control unit, which are used to move the actuator from its preferred position, only after the occurrence of a signal indicating that the preferred position has been left or can be counted after the specified number of setting steps has elapsed. 5. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (20) in Achsrichtung des Stellorgans (15) einstellbar ist.5. Stepping motor according to claim 1, characterized in that the switch (20) is adjustable in the axial direction of the actuator (15). Ó. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (17) in Achsrichtung einstellbar ist.O. Stepping motor according to claim 1, characterized in that the stepping motor (17) is adjustable in the axial direction.
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