JPH0621531B2 - 電磁力駆動バルブの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁力によりシリンダの吸排気を制御する電
磁力駆動バルブの制御装置に関する。

（従来の技術） 通常のエンジンのシリンダの吸排気は、バルブを開閉制
御して行なわれている。

出願人は、先にエンジンの低回転時における出力を増加
させ、かつ燃費を向上させるべく電磁力駆動のバルブ制
御装置に関する出願を行なっている（特願昭６３−２６
４８３１号）。こうした電磁力によりバルブを制御する
とき、高速回転する場合に、バルブがシリンダヘッドと
衝突して、着座後に反発（バウンス）することがある。
このバルブのバウンスは、燃費が低下したり、エンジン
回転が安定になるなど、エンジンを高速回転させる際に
阻害要因として作用し、それ故に、エンジン速度、シリ
ンダとの間でのジャンプ量、開閉のタイミング等を正確
に検知することは、エンジンを効率良く安全に駆動する
ために不可欠である。

（発明が解決しようとする課題） 従来の電磁力駆動バルブの制御装置は、バルブを開状態
にしている期間を規定している着座方向に作用する駆動
力に対して、着座直前にリフト方向、つまり反対方向の
修正加速度を加えてバルブ速度を減速し、シリンダとの
間のジャンプ量を抑制するようにしていた。しかし、エ
ンジン負荷の状態や、エンジン回転速度によっては、こ
のバウンス力が異なるため、適正な減速制御ができない
という問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
電磁駆動されるバルブの開閉状態等を確実に検知し、高
速回転であってもリフト側に作用するバウンス力を正確
に制御することが可能な電磁力駆動バルブの制御装置を
提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、バルブの着座の際の反発量を検知する
検知手段と、前記バルブの反発量に基づき着座直後の着
座方向へ力を加える駆動制御手段とを具備することを特
徴とする電磁力駆動バルブの制御装置を提供できる。

（作用） 本発明の電磁力駆動バルブの制御装置では、バルブの着
座の際の反発量を検知することにより、着座直後にバル
ブに着座方向の力を加えるようにし、バウンス力を正確
に制御するようにしている。

また、前記駆動制御手段の駆動力を記憶する記憶手段
と、該記憶手段に従ってバルブの着座直前までリフト方
向に作用させる力及びバルブの着座直後の力を決定する
演算手段を設けることにより、エンジン回転等の条件に
応じた駆動力の制御を学習して、常に適正な減速制御が
できるようにしている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。

第１図は、本発明による電磁力駆動バルブの駆動装置を
示すブロック図である。

１はエンジンであり、該エンジン１の出力軸の近傍に
は、この出力軸の回転数及び回転位相を検知し信号に変
換する回転センサ２が配設されている。エンジン１内の
吸排気口の開閉を制御する吸排気バルブのうち、以下で
は主に吸気バルブ７のみについて示すが、このバルブ７
は、後述する駆動機構３〜５により所定速度で上下方向
に移動制御され、かつその移動位置を検出するバルブ位
置検出手段６を有している。

閉状態にて示されている吸気バルブ７は、セラミックス
等の非磁性体で形成された高強度を有し、かつ軽量なバ
ルブとして構成されている。この吸気バルブ７の軸部は
バルブガイド８により軸方向に自在に軸承されている。
吸気管路９の吸気口にはバルブシート１０が配設され、
吸気バルブ７の傘部とバブルシート１０とが密着しこの
吸気口を閉鎖している。また吸気バルブ７の軸承部に
は、複数に区分けされた帯状の可動電極６１が埋め込ま
れ、また対応するバルブガイド８には、この可動電極の
位置を検出する固定電極６２が設けられ、これら電極６
１，６２によりバルブ位置検出手段６が構成されてい
る。更に、この吸気バルブ７の軸端部には、環状に成型
された永久磁石４が接続され、その内周側がＳ極に、外
周側がＮ極に帯磁されている。

上記吸気バルブ７が閉状態となるときの永久磁石４の上
面部分より微小距離上方には、円形の上部電磁石３が配
設され、また開状態となるときの永久磁石４の下面部分
より微小距離下方には、環状の下部電磁石５が配設され
ている。この上部電磁石３の中心部に設けられた一方の
磁極である内磁極３ｂは、永久磁石４の内周側であるＳ
極と対向しており、上部電磁石３の外周部分に設けられ
た他方の磁極である外磁極３ｃは、永久磁石４の外周部
であるＮ極と対向している。また、下部電磁石５の内周
側に設けられた一方の磁極である内磁極５ｂは、永久磁
石４の内周側であるＳ極と対向しており、下部電磁石５
の外周部分に設けられた他方の磁極である外磁極５ｃ
は、永久磁石４の外周部であるＮ極と対向している。そ
してこれら上部、および下部の電磁石３，５には、それ
ぞれ上部コイル３ａ及び下部コイル５ａが設けられてい
る。

これら回転センサ２、上部コイル３ａ、下部コイル５ａ
は、いずれもコントロールユニット１１内の入出力イン
ターフェイス１１ｄに接続されている。このコントロー
ルユニット１１内部には、外部との信号の入出力を行な
うこの入出力インターフェイス１１ｄのほかに、エンジ
ン回転等の条件に応じた駆動力の制御データやプログラ
ムデータを記憶するＲＯＭ１１ｂと、このＲＯＭ１１ｂ
に記憶されたプログラムの下に演算を行なうＣＰＵ１１
ａと、入力信号及び着座前後の駆動力についての学習結
果を一時記憶するＲＡＭ１１ｃと、コントロールユニッ
ト１１内の信号の流れを制御するコントロールメモリ１
１ｅ等が設けられている。

第２図は、上記吸気バルブ７に対する駆動力の作用を、
横軸を時間軸として示す制御特性図である。実線により
それぞれリフト側、着座側に変化する駆動力の大きさを
示し、破線により、弁の位置を示している。

エンジンの吸排気バルブを、２つの固定された電磁石か
らの電磁力によって開閉駆動を行なう際に、閉状態から
開状態に移行する時刻ｔ_１では、リフト側に大きな駆動
力が作用して、急速に弁を開放する。その後、エンジン
負荷や、回転速度に応じて、着座側の駆動力が持続し、
着座する時刻ｔ_２に、再度リフト側への駆動力が作用し
て、着座にともなう反発、つまりバウンスを低減するの
であるが、ここでは、着座直後に再び、着座方向の駆動
力を作用させ、そのとき発生するバウンス（図中の点線
により示す。）を打ち消すようにしている。そして、こ
の着座直後での着座方向の駆動力は、上記バルブ位置検
出手段６により検出された反発量の大きさに応じて調整
するようにしている。

第３図は、上記実施例装置の作用を説明する動作フロー
図である。

エンジン始動ととにもに、エンジン負荷とその回転数
が、それぞれのセンサにより検知され（ステップａ，
ｂ）、必要なバルブ開度に応じたバルブ駆動力（リフト
力）が演算される（ステップｃ）。また、それぞれのバ
ルブの実際の移動速度や位置に応じた駆動力でバルブが
開閉制御される（ステップｄ）。そしてバルブの着座の
際の反発がバルブ位置検出手段６により検出されると
（ステップｅ）、その際のエンジン負荷とその回転数が
記憶され（ステップｆ）るとともに、次のサイクルでの
着座直前までリフト方向に作用させる力を増加し（ステ
ップｇ）、更に、それに見合った着座直後の力を決定す
るようにしている（ステップｈ）。

ステップｉで吸気バルブ７のバウンスが完全に抑制され
たと判断した時点で、次のステップｊに移行して、学習
された駆動力が記憶され、その状態で上記ステップｄに
進む。

以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施
態様について説明したが、その好ましい実施態様の説明
は、構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲
に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変
形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更すること
ができることは明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、バルブをリフト
側に駆動するバウンス力を正確に制御するようにした電
磁力駆動バルブの制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、バルブに対する駆動力を示す制御特性図、第３図
は、同実施例装置の作用を説明する動作フロー図であ
る。 １……エンジン、３……上部電磁石、 ４……永久磁石、５……下部電磁石、 ６……バルブ位置検出手段、７……吸気バルブ、 １１……コントロールユニット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブの着座の際の反発量を検知する検知
   手段と、前記バルブの反発量に基づき着座直後の着座方
   向へ力を加える駆動制御手段とを具備することを特徴と
   する電磁力駆動バルブの制御装置。
2. 【請求項２】前記駆動制御手段の駆動力を記憶する記憶
   手段と、該記憶手段に従ってバルブの着座直前までリフ
   ト方向に作用させる力及びバルブの着座直後の力を決定
   する演算手段とを具備することを特徴とする請求項
   （１）に記載の電磁力駆動バルブの制御装置。