FR2820238A1

FR2820238A1 - Internal combustion engine electromagnetic valve driver having body with feed coil and magnetic plate with permanent magnet electromagnet body placed and having field perpendicular feed coil feed.

Info

Publication number: FR2820238A1
Application number: FR0101372A
Authority: FR
Inventors: Stephane Guerin; Jean Paul Yonnet
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-02
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: EP1229560A1; DE60230827D1; FR2820238B1; ES2317982T3; EP1229560B1; ATE421156T1

Abstract

The electromagnetic driver has a body with a feed coil (3) and a magnetic plate (16) connected to the valve (18) drive unit (17). The drive unit has a spring return (20,21). There is a permanent magnet (6) in the electromagnet body with a field perpendicular to the feed coil field.

Description

La présente invention est relative aux actionneurs de soupapes de moteurs à combustion interne. The present invention relates to valve actuators of internal combustion engines.

Un actionneur de soupape du type précité comporte généralement deux électroaimants entre lesquels est ménagé un entrefer. A valve actuator of the aforementioned type generally comprises two electromagnets between which an air gap is formed.

Dans l'entrefer est montée une palette magnétique liée à la soupape à actionner, déplaçable par les électroaimants à l'encontre de ressorts de stockage d'énergie. In the air gap is mounted a magnetic pallet linked to the valve to be actuated, movable by the electromagnets against energy storage springs.

L'agencement ainsi constitué forme un oscillateur harmonique dans lequel le stockage de l'énergie nécessaire à une commutation rapide est assuré par les ressorts et le changement de position est contrôlé à l'aide des électroaimants. The arrangement thus formed forms a harmonic oscillator in which the storage of the energy necessary for rapid switching is ensured by the springs and the change in position is controlled using the electromagnets.

Ce système est simple en apparence, mais il présente des limitations techniques. This system is apparently simple, but it has technical limitations.

Le contrôle de la position de la soupape est assuré au moyen des deux bobines des électroaimants par application de courant qui génère un champ magnétique produisant une force F. The control of the valve position is ensured by means of the two coils of the electromagnets by application of current which generates a magnetic field producing a force F.

Dans la phase de saturation, cette force est constante et non contrôlable par le courant. In the saturation phase, this force is constant and cannot be controlled by the current.

Hors saturation, cette force est proportionnelle au carré du courant injecté dans les bobines et inversement proportionnelle au carré de l'entrefer. Excluding saturation, this force is proportional to the square of the current injected into the coils and inversely proportional to the square of the air gap.

Cette double non linéarité rend très difficile le contrôle de la soupape par les électroaimants. This double non-linearity makes it very difficult to control the valve by the electromagnets.

En effet, à grande distance, c'est à dire à une distance égale à 3 à 4 mm, la force appliquée à la palette est très faible, ce qui diminue la plage d'utilisation et pose un problème en ce qui concerne l'initialisation de l'actionneur. Indeed, at a long distance, that is to say at a distance equal to 3 to 4 mm, the force applied to the pallet is very low, which reduces the range of use and poses a problem as regards the actuator initialization.

A la distance intermédiaire comprise entre 1 et 3mm, la force est difficilement contrôlable par le courant en raison de la dépendance quadratique précitée. At the intermediate distance between 1 and 3mm, the force is difficult to control by the current due to the aforementioned quadratic dependence.

A faible distance, quand la soupape s'approche de son siège par exemple, la force augmente très rapidement, pratiquement sans contrôle possible par le courant. Il se produit un effet d'emballement responsable du bruit d'impact. At a short distance, when the valve approaches its seat for example, the force increases very quickly, practically without possible control by the current. There is a runaway effect responsible for the impact noise.

Ce phénomène est tout à fait comparable au claquement produit par l'électroaimant d'une porte de placard. This phenomenon is quite comparable to the slamming produced by the electromagnet of a cupboard door.

La force exercée sur la palette est toujours positive en raison de sa proportionnalité au carré du courant d'alimentation des bobines. The force exerted on the pallet is always positive due to its proportionality to the square of the supply current of the coils.

Par conséquent, on ne peut ralentir la soupape si on constate une vitesse trop importante. Consequently, the valve cannot be slowed down if there is too high a speed.

A ce problème relatif à la force s'ajoute la présence importante de courants de Foucault, qui atténuent et retardent l'effet des bobines. To this problem relating to the force is added the significant presence of eddy currents, which attenuate and delay the effect of the coils.

Afin de remédier à ces inconvénients, on était obligé jusqu'à présent, de rendre plus complexe le dispositif de contrôle des soupapes, à l'aide de capteurs très performants de position de la soupape, d'une électronique de contrôle précise et rapide, d'une stratégie logicielle sophistiquée et d'avoir éventuellement recours à un amortisseur mécanique. In order to remedy these drawbacks, it has hitherto been necessary to make the valve control device more complex, using very high-performance valve position sensors, precise and rapid control electronics, a sophisticated software strategy and possibly using a mechanical damper.

Malgré ces accroissements de la complexité des moyens de commande et de contrôle, les performances attendues en terme de vitesse d'impact risquent de rester insuffisantes obligeant de mettre en oeuvre des moyens supplémentaires d'isolation acoustique. Despite these increases in the complexity of the command and control means, the expected performance in terms of impact speed is likely to remain insufficient, making it necessary to use additional means of acoustic insulation.

A l'admission, l'actionneur doit être capable d'apporter l'énergie nécessaire à la commutation. Il s'agit de compenser les pertes par frottement qui s'élèvent à 0,2 J environ pour une course ou levée de 8 mm de la soupape, et par conséquent de la palette des électroaimants. On admission, the actuator must be able to supply the energy necessary for switching. This is to compensate for friction losses which amount to about 0.2 J for an 8 mm stroke or lift of the valve, and therefore of the range of electromagnets.

L'énergie apportée par un électroaimant sur l'ensemble de la course précitée, est égale à l'intégrale de la force. The energy supplied by an electromagnet over the entire aforementioned stroke is equal to the integral of the force.

Cette énergie est relativement faible en raison de la forte décroissance de la force pour les grandes valeurs d'entrefer. This energy is relatively weak due to the strong decrease in force for the large air gap values.

Par exemple, à une vitesse de rotation du moteur de 6000 tien, sur un cycle à deux temps, qui optimiserait l'utilisation de l'actionneur, la puissance utile serait de 20 W, ce qui est faible en regard de sa masse, de l'ordre de 1 kg et de son gros volume. For example, at an engine speed of 6000 tien, on a two-stroke cycle, which would optimize the use of the actuator, the useful power would be 20 W, which is low compared to its mass, about 1 kg and its large volume.

Pour un moteur thermique de 500 cm3, de cylindré unitaire, on peut se satisfaire de telles dimensions bien qu'elles restent un handicap. For an engine of 500 cm3, of unit displacement, one can be satisfied with such dimensions although they remain a handicap.

Par contre, ces dimensions ne sont pas compatibles avec des cylindrées unitaires plus faibles. On the other hand, these dimensions are not compatible with smaller unit displacements.

A l'échappement, l'énergie à fournir est de l'ordre de 1,4 J pour lutter contre la pression dans la chambre du cylindre lors de l'ouverture de la soupape. At the exhaust, the energy to be supplied is of the order of 1.4 J to combat the pressure in the cylinder chamber when the valve is opened.

On a constaté lors d'essais que les actionneurs actuels sont insuffisants à l'échappement et ne permettent pas de faire fonctionner le moteur à pleine charge. It was found during tests that the current actuators are insufficient for the exhaust and do not allow the engine to operate at full load.

En conclusion, l'actionneur actuel a une puissance volumique faible qui limite son utilisation pour commander des soupapes d'admission de moteurs de cylindrée unitaire supérieure ou égale à 500 cm3. In conclusion, the current actuator has a low power density which limits its use for controlling the intake valves of engines of unit displacement greater than or equal to 500 cm3.

Le rendement d'un actionneur est le rapport entre l'énergie mécanique restituée (utile) et l'énergie électrique consommée. Il est de l'ordre de 30%, les pertes étant dues principalement aux courants induits et aux pertes par effet Joule. The efficiency of an actuator is the ratio between the mechanical energy returned (useful) and the electrical energy consumed. It is around 30%, the losses being mainly due to induced currents and losses by the Joule effect.

Un tour de moteur a une durée de 60 ms à 1000 t/mn, alors qu'une transition de soupape dure environ 3,5 ms. On voit bien qu'à bas régime, le système est statistiquement très souvent dans une position stable, soit ouverte, soit fermée. An engine revolution has a duration of 60 ms at 1000 rpm, while a valve transition lasts approximately 3.5 ms. It is clear that at low speed, the system is very often statistically in a stable position, either open or closed.

Pour maintenir la soupape dans la position ouverte ou fermée, on applique un courant dans la bobine du côté concerné, afin de lutter contre la force du ressort qui tend à ramener la soupape en position intermédiaire. To keep the valve in the open or closed position, a current is applied in the coil on the side concerned, in order to combat the force of the spring which tends to bring the valve back to the intermediate position.

L'actionneur se prête bien à ce fonctionnement, puisque la force produite par l'électroaimant est naturellement élevée à entrefer nul. The actuator lends itself well to this operation, since the force produced by the electromagnet is naturally high at zero air gap.

Toutefois, la consommation de courant électrique pèse lourd dans le calcul de la consommation du véhicule qui se fait à un régime moyen de 1600 t/mn environ, représentatif de l'utilisation réelle des véhicules qui contient beaucoup de conduite urbaine à faible régime du moteur. However, the consumption of electric current weighs heavily in the calculation of the consumption of the vehicle which is done at an average speed of about 1600 rpm, representative of the actual use of vehicles which contains a lot of urban driving at low engine speed. .

A titre d'exemple, 100 W électriques nécessitent environ 200 W pour le moteur thermique, soit environ 1,5% de la consommation de carburant par cycle. For example, 100 W electric require around 200 W for the heat engine, or around 1.5% of the fuel consumption per cycle.

Or, la consommation de maintien pourrait être théoriquement nulle puisqu'elle ne produit aucun travail. However, maintenance consumption could be theoretically zero since it produces no work.

En conclusion, la consommation de l'actionneur actuel est élevée et peut être réduite. In conclusion, the consumption of the current actuator is high and can be reduced.

Les actionneurs actuels présentent une hauteur relativement importante en raison de l'empilage de ressorts, de deux électroaimants et d'un plateau d'actionnement ou palette. Current actuators have a relatively large height due to the stacking of springs, two electromagnets and an actuating plate or pallet.

En stationnement, sur les moteurs des véhicules actuels, il y a toujours un cylindre en compression. When parked, on the engines of current vehicles, there is always a cylinder in compression.

Le moteur assure ainsi un frein de parcage complémentaire que certains utilisateurs exploitent comme frein additionnel au frein à main, notamment dans les côtes. The engine thus provides an additional parking brake which some users use as an additional brake to the handbrake, especially on hills.

Lorsqu'on utilise les actionneurs électromagnétiques, les soupapes sont en position d'équilibre au milieu, de sorte que toutes les chambres du moteur sont à la pression atmosphérique et il n'y a plus de freinage complémentaire possible. When using the electromagnetic actuators, the valves are in the equilibrium position in the middle, so that all the chambers of the engine are at atmospheric pressure and there is no longer any additional braking possible.

Enfin, l'actionneur lui-même est relativement bon marché en raison de sa simplicité, mais l'électronique de commande associée ainsi que le capteur de position de la soupape, sont complexes et donc chers. Finally, the actuator itself is relatively inexpensive due to its simplicity, but the associated control electronics as well as the valve position sensor are complex and therefore expensive.

L'invention vise à remédier aux inconvénients des actionneurs électromagnétiques de soupapes classiques en créant un actionneur, qui tout en étant d'un prix de revient relativement peu élevé, présente des performances améliorées dans l'ensemble des domaines évoqués plus haut. The invention aims to remedy the drawbacks of electromagnetic actuators of conventional valves by creating an actuator which, while being relatively inexpensive, has improved performance in all of the fields mentioned above.

Elle a donc pour objet un actionneur électromagnétique de soupape de moteur à combustion interne comprenant au moins un électroaimant comportant un corps, au moins une bobine d'alimentation, une palette magnétique liée à un organe d'entraînement de la soupape à l'encontre de l'action d'au moins un ressort de stockage d'énergie de commutation de ladite soupape, caractérisé en ce que dans le corps magnétique de l'électroaimant est interposé un aimant permanent dont le champ est perpendiculaire au champ engendré dans ledit corps par ladite au moins une bobine d'alimentation. It therefore relates to an electromagnetic actuator of an internal combustion engine valve comprising at least one electromagnet comprising a body, at least one supply coil, a magnetic pallet linked to a drive member of the valve against the action of at least one switching energy storage spring of said valve, characterized in that in the magnetic body of the electromagnet is interposed a permanent magnet whose field is perpendicular to the field generated in said body by said at least one supply coil.

Suivant d'autres caractéristiques : - le corps magnétique dudit électroaimant comprend deux pièces polaires entre lesquelles est disposé ledit aimant permanent, chaque pièce polaire comprenant transversalement à la direction de polarisation de l'aimant, une branche courte et une branche longue, les branches courte et longue d'une pièce po- laire définissant des entrefers respectifs avec les branches longue et courte de l'autre pièce polaire, ladite armature étant montée déplaçable dans lesdits entrefers ; - les branches courte et longue de chaque pièce polaire sont en forme de L, les extrémités libres des branches courte et longue d'une pièce polaire définissant lesdits entrefers avec les extrémités libres des branches longue et courte de l'autre pièce polaire ; According to other characteristics: - the magnetic body of said electromagnet comprises two pole pieces between which said permanent magnet is disposed, each pole piece comprising transverse to the direction of polarization of the magnet, a short branch and a long branch, the short branches and long of a polar part defining respective air gaps with the long and short branches of the other pole piece, said armature being mounted to be movable in said air gaps; - The short and long branches of each pole piece are L-shaped, the free ends of the short and long branches of a pole piece defining said air gaps with the free ends of the long and short branches of the other pole piece;

- les extrémités libres des branches des pièces polaires sont parallèles entre elles ; - lesdites pièces polaires sont en ferrite, ou en matériau à base de poudre de fer agglomérée, ou en tout autre matériau ferromagnétique ; - l'aimant permanent est disposé entre des parties centrales des pièces polaires et l'actionneur comporte une bobine d'alimentation enroulée autour desdites parties centrales des pièces polaires et de l'aimant ; - l'aimant permanent est disposé entre les parties centrales desdites pièces polaires et l'actionneur comporte deux bobines d'alimentation portées chacune par une branche d'une pièce polaire correspondante, les branches des deux pièces polaires étant situées du même côté de ladite palette.

- The free ends of the branches of the pole pieces are parallel to each other; - Said pole pieces are made of ferrite, or a material based on agglomerated iron powder, or any other ferromagnetic material; - The permanent magnet is arranged between central parts of the pole pieces and the actuator comprises a supply coil wound around said central parts of the pole pieces and of the magnet; the permanent magnet is disposed between the central parts of said pole pieces and the actuator comprises two supply coils each carried by a branch of a corresponding pole piece, the branches of the two pole pieces being located on the same side of said pallet .

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un actionneur électromagnétique de soupape suivant l'invention en position de soupape ouverte ; - la Fig. 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 montrant l'actionneur en position de soupape fermée ; et - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective d'un actionneur électromagnétique de soupape suivant un autre mode de réalisation de l'invention. The invention will be better understood with the aid of the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which: - FIG. 1 is a schematic perspective view of an electromagnetic valve actuator according to the invention in the open valve position; - Fig. 2 is a view similar to that of FIG. 1 showing the actuator in the closed valve position; and - Fig. 3 is a schematic perspective view of an electromagnetic valve actuator according to another embodiment of the invention.

L'actionneur électromagnétique de soupape représenté à la figure 1 comporte un électroaimant 1 comprenant un corps en matériau magnétique 2 portant une bobine d'alimentation 3. The electromagnetic valve actuator shown in FIG. 1 comprises an electromagnet 1 comprising a body made of magnetic material 2 carrying a supply coil 3.

Le corps 2 comporte essentiellement deux pièces polaires 4,5 entre lesquelles est disposé un aimant permanent 6 dont la direction de polarisation indiquée par la flèche 7 est perpendiculaire à la direction du champ magnétique engendré par la bobine d'alimentation 3. The body 2 essentially comprises two pole pieces 4,5 between which is placed a permanent magnet 6 whose direction of polarization indicated by the arrow 7 is perpendicular to the direction of the magnetic field generated by the supply coil 3.

Chacune des pièces polaires 4,5 réalisée avantageusement en ferrite, ou en matériau à base de poudre de fer agglomérée comporte une partie centrale 8,9 autour de laquelle passent les spires de la bobine d'alimentation 3 qui entoure également l'aimant permanent 6. Each of the pole pieces 4.5 advantageously made of ferrite, or of material based on agglomerated iron powder comprises a central part 8, 9 around which pass the turns of the supply coil 3 which also surrounds the permanent magnet 6 .

A partir des extrémités des parties centrales 8 et 9 s'étendent des branches 10, 11, 12 et 13 perpendiculaires auxdites parties centrales 8, 9 et à l'ai- mant permanent 6. From the ends of the central parts 8 and 9 extend branches 10, 11, 12 and 13 perpendicular to said central parts 8, 9 and to the permanent magnet 6.

Une branche 10,12 de chaque pièce polaire 4,5 est une branche courte et une branche 11,13 de chaque pièce polaire est une branche longue. A branch 10,12 of each pole piece 4,5 is a short branch and a branch 11,13 of each pole piece is a long branch.

La branche courte 10 de la pièce polaire 4 et la branche longue 13 de la pièce polaire 5, s'étendent à partir des extrémités des zones centrales 8 et 9 situées en regard l'une de l'autre. The short branch 10 of the pole piece 4 and the long branch 13 of the pole piece 5 extend from the ends of the central zones 8 and 9 located opposite one another.

La branche longue 11 de la pièce polaire 4 et la branche courte 12 de la pièce polaire 5 s'étendent à partir des autres extrémités des zones centrales 8 et 9 situées en regard l'une de l'autre. The long branch 11 of the pole piece 4 and the short branch 12 of the pole piece 5 extend from the other ends of the central zones 8 and 9 located opposite one another.

Chacune des branches 10 à 13 des pièces polaires 4,5 comporte une extrémité respective 10a à 13a perpendiculaire à la branche correspondante, de sorte que chacune de ces branches a une forme en L. Each of the branches 10 to 13 of the pole pieces 4,5 has a respective end 10a to 13a perpendicular to the corresponding branch, so that each of these branches has an L-shape.

Les branches courtes 10 et 12 forment avec les branches longues 11,13 respectives, des entrefers 14,15 dont la valeur correspond à la levée d'une soupape à actionner. The short branches 10 and 12 form, with the respective long branches 11, 13, air gaps 14, 15 whose value corresponds to the lifting of a valve to be actuated.

Dans ces entrefers est montée déplaçable en translation, une palette magnétique ou plateau 16 à laquelle est liée une tige d'actionnement 17 d'une soupape 18. In these air gaps is mounted displaceable in translation, a magnetic pallet or plate 16 to which is linked an actuating rod 17 of a valve 18.

La tige d'actionnement 17 et la queue 19 de la soupape 18 sont entourés par deux ressorts de rappel 20,21 dont les extrémités situées en regard l'une de l'autre, prennent appui sur une pièce 22 de liaison de la tige d'actionnement 17 et de la queue 19 de la soupape 18. The actuating rod 17 and the stem 19 of the valve 18 are surrounded by two return springs 20,21, the ends of which lie opposite one another, bear on a part 22 connecting the rod d actuation 17 and of the stem 19 of the valve 18.

La tête 23 de la soupape 18 coopère avec un siège de soupape non représenté d'une culasse de moteur 24. The head 23 of the valve 18 cooperates with a valve seat not shown of an engine cylinder head 24.

Les branches courtes 10 et 12 des pièces polaires 4 et 5 définissent avec le plateau 16, un circuit magnétique haut. Les branches longues 11 et 13 forment avec le plateau magnétique 16, un circuit magnétique bas. The short branches 10 and 12 of the pole pieces 4 and 5 define with the plate 16, a high magnetic circuit. The long branches 11 and 13 form with the magnetic plate 16, a low magnetic circuit.

Entre le plateau magnétique 16 et les branches des pièces polaires 4 et 5 définissant entre elles les entrefers 14 et 15, le plateau 16 et les branches courte et longue définissent à leur tour, des entrefers e1, e2 dont la somme est égale à la levée L de la soupape, cette levée étant égale à la différence entre Between the magnetic plate 16 and the arms of the pole pieces 4 and 5 defining between them the air gaps 14 and 15, the plate 16 and the short and long arms in turn define air gaps e1, e2 the sum of which is equal to the lift L of the valve, this lift being equal to the difference between

l'entrefer 14, 15 entre chaque branche courte et chaque branche longue respec- tive des pièces polaires 4 et 5 et l'épaisseur du plateau 16. the air gap 14, 15 between each short branch and each long branch respectively of the pole pieces 4 and 5 and the thickness of the plate 16.

En vue de l'explication qui va suivre, on va adopter les notations suivantes : - Bih : induction magnétique créée par la bobine d'alimentation 3 dans l'entrefer et entre le circuit magnétique haut défini par les branches courtes 10,12 des pièces polaires 4 et 5 et la palette 16 ; - Bib : induction magnétique créée par la bobine d'alimentation 3 dans l'entrefer e2 entre le circuit magnétique bas défini par les branches longues 11,13 des pièces polaires 4 et 5 et la palette 16. For the following explanation, we will adopt the following notations: - Bih: magnetic induction created by the power coil 3 in the air gap and between the high magnetic circuit defined by the short branches 10,12 of the parts polar 4 and 5 and the palette 16; - Bib: magnetic induction created by the supply coil 3 in the air gap e2 between the low magnetic circuit defined by the long branches 11, 13 of the pole pieces 4 and 5 and the pallet 16.

Quand l'aimant 7 est suffisamment long dans le sens de son aimanta-

tion, le flux de la bobine passe successivement dans la branche 12, l'entrefer e1, la palette 16, l'entrefer e2 et remonte dans la branche 13. Il passe aussi dans la branche 11, l'entrefer e2, la palette 16, l'entrefer e1 et le remonte dans la branche 10. Dans ce cas Bih = Bib = Bi. When magnet 7 is long enough in the direction of its magneta-

tion, the flow of the coil passes successively in branch 12, the air gap e1, the pallet 16, the air gap e2 and rises in the branch 13. It also passes in branch 11, the air gap e2, the pallet 16 , the air gap e1 and goes up into branch 10. In this case Bih = Bib = Bi.

Quand l'aimant 7 est plus court, ce qui correspond au cas réel, la circulation du flux de la bobine passe aussi entre les parties 4 et 5 du circuit magnétique, et plus précisément entre les deux parties centrales 8 et 9, qui constituent un circuit parallèle avec celui des entrefers. Ce circuit parallèle est particulièrement intéressant à faible entrefer car il permet d'augmenter l'efficacité de la bobine quand l'entrefer est très réduit (palette en position haute ou basse). When the magnet 7 is shorter, which corresponds to the real case, the circulation of the flux of the coil also passes between the parts 4 and 5 of the magnetic circuit, and more precisely between the two central parts 8 and 9, which constitute a parallel circuit with that of the air gaps. This parallel circuit is particularly advantageous with a small air gap because it makes it possible to increase the efficiency of the coil when the air gap is very small (pallet in high or low position).

- Ba : induction magnétique créée par l'aimant permanent 6. - Ba: magnetic induction created by the permanent magnet 6.

Lors de la phase d'ouverture, la force totale exercée sur le plateau 6 est dirigée vers le bas. Elle est donnée par la relation :

During the opening phase, the total force exerted on the plate 6 is directed downwards. It is given by the relation:

S étant la surface équivalente d'attraction de la palette. S being the equivalent attraction surface of the pallet.

L'application d'un courant négatif à la bobine d'alimentation 3 permet d'augmenter la force, c'est à dire la phase d'attraction en ouverture. The application of a negative current to the supply coil 3 makes it possible to increase the force, that is to say the phase of attraction during opening.

L'application d'un courant nul permet de maintenir le plateau magnétique 16 et par conséquent la soupape 18 en position sans consommation de courant électrique. The application of a zero current keeps the magnetic plate 16 and therefore the valve 18 in position without consumption of electric current.

L'application d'un courant positif supérieur ou égal à Ba/2 permet d'annuler et même d'inverser la force totale appliquée sur le plateau et notam- ment en phase de départ. The application of a positive current greater than or equal to Ba / 2 makes it possible to cancel and even reverse the total force applied to the plate and in particular in the starting phase.

En phase de fermeture de la soupape, la force totale F exercée sur le plateau est dirigée vers le haut est donnée par la relation :

When the valve is closing, the total force F exerted on the plate is directed upwards is given by the relation:

L'application d'un courant positif permet d'augmenter la force pour réaliser la phase d'attraction en fermeture. The application of a positive current makes it possible to increase the force to carry out the phase of attraction in closing.

L'application d'un courant nul permet de maintenir la soupape en position sans consommation d'énergie électrique. The application of a zero current keeps the valve in position without consuming electrical energy.

L'application d'un courant négatif inférieur ou égal à-Ba/2 permet d'annuler et même d'inverser la force totale en phase de départ. The application of a negative current less than or equal to-Ba / 2 makes it possible to cancel and even to reverse the total force in the starting phase.

La soupape étant fermée, elle est maintenue fermée par la seule force de l'aimant permanent 6. The valve being closed, it is kept closed by the sole force of the permanent magnet 6.

On applique un courant négatif à la bobine 3. A negative current is applied to the coil 3.

Le plateau 16 se décolle et est repoussé par le ressort inférieur 21 qui lui apporte de la vitesse et comprime le ressort supérieur 20. The plate 16 peels off and is pushed back by the lower spring 21 which gives it speed and compresses the upper spring 20.

Le plateau décrit une trajectoire de type sinusoïdal typique d'un système harmonique en oscillation libre. The plateau describes a sinusoidal type trajectory typical of a harmonic system in free oscillation.

Le maintien du courant négatif pendant toute la course du plateau 16 permet de compenser l'énergie perdue par frottement. La soupape 18 arrive alors en position ouverte représentée à la figure 1 avec une vitesse très faible. Maintaining the negative current during the entire stroke of the plate 16 makes it possible to compensate for the energy lost by friction. The valve 18 then arrives in the open position shown in FIG. 1 with a very low speed.

On peut ensuite annuler le courant dans la bobine, le plateau 16 étant maintenu par la force de l'aimant permanent 6. The current in the coil can then be canceled, the plate 16 being held by the force of the permanent magnet 6.

Lorsque la soupape est ouverte, on applique le même processus avec cette fois un courant positif. When the valve is open, the same process is applied, this time with a positive current.

Sur la figure 3, on a représenté en perspective une variante de l'actionneur électromagnétique de soupape suivant l'invention. In Figure 3, there is shown in perspective a variant of the electromagnetic valve actuator according to the invention.

La construction de cet actionneur est semblable à celle de l'actionneur représenté à la figure 1. The construction of this actuator is similar to that of the actuator shown in FIG. 1.

Les mêmes éléments des actionneurs des figures 1 et 3 sont désignés par les mêmes numéros de référence. The same elements of the actuators of FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numbers.

L'actionneur de la figure 3 diffère de celui de la figure 1 en ce qu'il comporte deux bobines d'alimentation 30,31 enroulées chacune autour d'une branche d'une pièce polaire 4,5. The actuator of FIG. 3 differs from that of FIG. 1 in that it comprises two supply coils 30, 31 each wound around a branch of a pole piece 4.5.

Dans le présent exemple, les bobines d'alimentation 30,31 sont enroulées autour des branches courtes respectives 10,12 des pièces polaires 4,5. In the present example, the supply coils 30, 31 are wound around the respective short branches 10, 12 of the pole pieces 4.5.

Lesdites branches courtes 10,12 sont situées du même côté de la palette magnétique 16. Said short branches 10, 12 are located on the same side of the magnetic pallet 16.

Les bobines 30,31 sont alimentées de manière à engendrer un flux de même direction que le flux engendré par la bobine 3 de l'actionneur de la figure 1 qu'elles remplacent. The coils 30, 31 are supplied so as to generate a flow in the same direction as the flow generated by the coil 3 of the actuator of FIG. 1 which they replace.

Les sens d'enroulement des deux bobines 30,31 ainsi que les courants d'alimentation de ces bobines sont tels que les effets des champs engendrés par celles-ci s'additionnent. The winding directions of the two coils 30, 31 as well as the supply currents of these coils are such that the effects of the fields generated by them add up.

Ainsi, le fonctionnement de l'actionneur à deux bobines de la figure 3 est en tous points semblable à celui de l'actionneur de la figure 1. Thus, the operation of the actuator with two coils in FIG. 3 is in all respects similar to that of the actuator in FIG. 1.

On voit donc que grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, il est possible de commander les déplacements d'une soupape à l'aide d'un actionneur électromagnétique avec une précision considérablement accrue par rapport à celle pouvant être obtenue avec les actionneurs électromagnétiques classiques. It can therefore be seen that, thanks to the arrangement which has just been described, it is possible to control the movements of a valve using an electromagnetic actuator with considerably greater precision than that which can be obtained with the conventional electromagnetic actuators.

Claims

CLAIMS 1. Electromagnetic actuator of an internal combustion engine valve comprising at least one electromagnet comprising a body, at least one supply coil (3; 30,31), a magnetic pallet (16) linked to a member (17) d drive of the valve (18) against the action of at least one switching energy storage spring (20,21) of said valve, characterized in that in the magnetic body of the electromagnet is interposed a permanent magnet (6) whose field is perpendicular to the field generated in said body by said at least one supply coil (3; 30,31).

2. Electromagnetic actuator according to claim 1, characterized in that the magnetic body (2) of said electromagnet comprises two pole pieces (4,5) between which said permanent magnet (6) is disposed, each pole piece comprising transversely to the direction of polarization of the magnet (6), a short branch (10,12) and a long branch (11,13), the short and long branches (10,11) of a pole piece (4) defining respective air gaps ( 14,15) with the long and short branches (13,12) of the other pole piece (5), said pallet (16) being mounted displaceable in said air gaps.

3. Electromagnetic actuator according to claim 2, characterized in that the short and long branches (10,12, 11,13) of each pole piece are L-shaped, the free ends (10a, 11a) of the short and long branches (10,11) of a pole piece (4) defining said air gaps (14,15) with the free ends (13a, 12a) of the long and short branches (13,12) of the other pole piece (5).

4. Actuator according to one of claims 2 and 3, characterized in that the free ends (10a, 11a, 12a, 13a) of the branches of the pole pieces (4,5) are parallel to each other.

5. Actuator according to one of claims 2 to 4, characterized in that said pole pieces (4,5) are made of ferrite or of material based on agglomerated iron powder.

6. Actuator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the permanent magnet (6) is disposed between central parts (8,9) of the pole pieces (4,5) and in that it comprises a supply coil (3) wound around said central parts (8, 9) of the pole pieces (4,5) and of the magnet (6).

7. Actuator according to one of claims 2 to 5, characterized in that the permanent magnet (6) is disposed between central parts (8,9) of said pole pieces (4,5) and in that it comprises two supply coils (30,31) each carried by a branch (10,12) of a corresponding pole piece (4,5), the branches (10,12) of the two pole pieces (4,5) being located on the same side of said pallet (16).