FR2893694A1 - Soupape commandee electromagnetiquement et procede de commande de celle-ci. - Google Patents

Abstract

Une soupape commandée électromagnétiquement comprend : une soupape (87) effectuant un mouvement de va-et-vient dans une direction dans laquelle la queue de soupape s'étend, un disque (74) relié à la soupape (87), un premier électroaimant comprenant une première bobine (80), une barre de torsion (68) qui est un premier élément élastique et une unité ECU (30) qui commande la force électromagnétique du premier électroaimant. Cette unité ECU (30) commande le courant électrique de façon à, réduire le courant électrique qui circule dans la première bobine (80) à une valeur proche de zéro, après l'avoir temporairement augmenté d'un premier courant de maintien à un second courant de maintien qui est supérieur au premier courant de maintien, et ensuite, après que le disque (74) a été séparé du premier électroaimant, de façon à faire circuler un courant de freinage pour ajuster la vitesse du disque (74).

Description

SOUPAPE COMMANDEE ELECTROMAGNETIQUEMENT ET PROCEDE DE COMMANDE DE CELLE-CI

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une soupape commandée électromagnétiquement et à un procédé de commande d'une soupape commandée électromagnétiquement, et se rapporte en particulier à une soupape commandée électromagnétiquement qui est utilisée comme soupape d'admission ou comme soupape d'échappement d'un moteur à combustion interne et à un procédé de ccmmande d'une soupape commandée électromagnétiquement.

2. Description de la technique apparentée En ce qui concerne une soupape commandée électromagnétiquement d'un moteur à combustion interne de la technique apparentée, par exemple, une soupape commandée électromagnétiquement du type à une seule bobine est décrite dans la publication de brevet japonais mise à la disposition du public N 11-101 110 : dans cette publication, il est décrit une soupape dans laquelle des plaques mobiles sont prévues des deux côtés d'un électroaimant, et ces plaques mobiles sont formées de façon solidaire d'une soupape. Dans cet exemple, à la position neutre, un seul ou plusieurs espaces entre l'électroaimant et les plaques mobiles des deux côtés de celui-ci sont les plus étroits. Dans le cas initial dans lequel aucun courant électrique ne circule dans la bobine, la soupape se situe à une position neutre, alors que lorsqu'un courant électrique circule à travers la bobine, une des plaques mobiles est attirée contre l'électroaimant, c'est pourquoi l'espace entre celle-ci et l'électroaimant est le plus étroit. De même, lorsque le courant électrique est temporairement interrompu, la soupape est enfoncée dans la direction opposée (par exemple de l'état totalement fermé à l'état totalement ouvert) par un ressort de soupape et, en raison de sa force d'inertie, elle continue de se déplacer en passant par sa position neutre. Lorsqu'a cet instant le courant électrique est de nouveau mis en circulation à travers la bobine, en raison de la force électromagnétique, la plaque mobile sur le côté opposé est retenue.

Bien qu'il existe de nombreuses soupapes commandées électromagnétiquement pour des moteurs à combustion interne dans lesquelles la force électromagnétique requise est générée par l'entraînement d'une bobine avec une tension d'alimentation par exemple d'environ 42 volts, des recherches ont été récemment entreprises pour réduire les coûts en simplifiant la structure du système d'alimentation, en raison du fait que les tensions d'alimentation actuelles sont réduites à environ 14 volts. Lors de la commande d'une soupape commandée électromagnétiquement avec une telle tension réduite, il est nécessaire d'améliorer la réactivité de l'électroaimant de la soupape commandée électromagnétiquement, du fait qu'il n'est pas possible d'obtenir le courant électrique de freinage requis, en raison de la diminution de la réponse de pente ascendante du courant.

RESUME DE L'INVENTION La figure 8 est une figure représentant un exemple de recherche d'un actionneur électromagnétique utilisé dans une telle soupape commandée électromagnétiquement et la figure 9 est une figure représentant une zone autour d'une bobine 182 de la figure 8 dans une vue grossie. Dans l'exemple de recherche représenté sur les figures 8 et 9, cet actionneur électromagnétique 124 comprend un électroaimant destiné à ouvrir la soupape, fixé à un boîtier 162, un électroaimant destiné à fermer la soupape, et un disque 174 qui oscille entre ces deux électroaimants. Un côté de ce disque 174 est fixé au boîtier 162 de façon à pivoter autour d'une barre de torsion 168 en tant qu'axe.

L'électroaimant destiné à fermer la soupape comprend un noyau 172 destiné à fermer la soupape, qui est fixé au boîtier 162, et une bobine 180 qui est enroulée en utilisant deux rainures ménagées dans ce noyau 172 pour fermer la soupape. L'électroaimant destiné à l'ouverture de la soupape de façon similaire comprend un noyau 178 destiné à ouvrir la soupape, qui est fixé au boîtier 162 et une bobine 182 qui est entourée en utilisant deux rainures ménagées dans ce noyau 178 pour ouvrir la soupape. La bobine 180 et la bobine 182 sont câblées, constituant 40 ainsi une structure de mono-bobine. Il devrait être compris qu'il serait admissible de commander les courants électriques dans la bobine 180 et la bobine 182 individuellement, c'est-à-dire en n'employant pas une telle structure de mono-bobine. De même, en raison de la force élastique de la barre de torsion 168, qui est un ressort supérieur, et qui agit en s'opposant à la force d'un ressort inférieur non représenté sur la figure, le disque 174 exerce une force sur une tige intermédiaire 176 dans la direction descendante sur la figure, en d'autres termes, dans la direction pour ouvrir la soupape.

Une extrémité de contre-came est adaptée à l'autre extrémité du disque 174. Cette extrémité de contre-came appuie contre une broche de contre-came qui est fixée à l'extrémité supérieure de la tige intermédiaire 176, et exerce de cette manière une force sur la tige intermédiaire 176 dans la direction descendante sur la figure, en d'autres termes dans la direction peur ouvrir la soupape. Par opposition à ceci, une force est exercée sur la tige intermédiaire 176 dans la direction vers le haut par le ressort inférieur non représenté sur la figure appuyant sur la tige intermédiaire 176 par-dessous, en d'autres termes dans la direction pour fermer la soupape. Lorsqu'un courant électrique circule dans la bobine 182 comme représenté sur la figure 9, des lignes de flux magnétique 194 sont générées et le disque 174 est attiré. Cependant, du fait que, comme représenté par la partie 196 sur cette figure, le coin inférieur 197 de la rainure de bobine 192 ménagée dans le noyau 178 pour ouvrir la soupape est approximativement à angle droit, les intervalles entre les lignes de flux magnétique se rétrécissent au niveau de cette partie angulaire, et la saturation magnétique se produit. En raison de ceci, le problème survient en ce que ceci contribue à une diminution de la force électromagnétique et à une diminution de la réactivité de la force électromagnétique. La figure 10 est un schéma de forme d'onde représentant un exemple de recherche dans le tracé de conduction c.e la bobine. Sur cette figure, entre les instants tlO à t12, un courant de maintien circule dans la bobine et la soupape est maintenue dans l'état fermé de soupape. De même, alors qu'à l'instant t12 le courant de maintien est diminué, la soupape commence à ce déplacer de la position fermée de soupape vers la position ouverte de soupape. A cet instant, parfois une exigence se produit pour faire varier la quantité de soulèvement de la position d'ouverture de la soupape dès l'instant t14 et plus en avant, comme pour l'exemple à partir d'une position opposée DO à une position en suspension Dl ou à une position légèrement soulevée D2. Lorsqu'à l'instant t12 la force d'attraction de l'électroaimant cesse, le disque est poussé dans la direction d'ouverture de la soupape par la barre de torsion 168 mais si l'énergie communiquée par la barre de torsion 168 est trop importante, la soupape peut continuer à avancer et s'arrêter au-delà de sa position d'arrêt cible, de sorte que la précision de la commande de position devient médiocre. Par ccnséquent, un courant de freinage est mis en circulation dans la bobine de manière à générer une force (une force de freinage) dans l'électroaimant pour retenir la force de la barre de torsion 168. Cependant, lorsque la tension de l'alimentation de l'unité de commande qui fournit le courant électrique à la bobine est diminuée à 14 volts, la réactivité de la pente ascendante du courant diminue, et il n'est plus possible d'obtenir le courant de freinage souhaité, de sorte que le problème se produit en ce qu'il n'est plus possible de réaliser une commande de soulèvement en suspension ou une commande légèrement soulevée. Donc, un objectif de la présente invention consiste à fournir une soupape commandée électromagnétiquement, dans laquelle la réactivité de la force électromagnétique est améliorée. Un premier aspect de la présente invention se rapporte à une soupape commandée électromagnétiquement comprenant : une soupape comprenant une queue de soupape qui effectue un mouvement de va-et-vient dans la direction dans laquelle la queue de soupape s'étend, un élément magnétique qui est relié à la soupape et l'entraîne, un premier électroaimant comprenant une première bobine qui attire l'élément magnétique et qui le maintient à une position prédéterminée, un premier élément élastique qui applique, à l'élément magnétique, une force pour retirer l'élément magnétique du premier électroaimant, et un dispositif de commande qui commande la force magnétique du premier électroaimant, où le dispositif de commande exécute une commande de courant électrique de façon à, lors de l'affaiblissement de la force électromagnétique du premier électroaimant et de la séparation de l'élément magnétique du premier électroaimant, réduire le courant électrique qui circule dans la première bobine à une valeur proche de zéro, après l'avoir temporairement augmenté d'un premier courant de maintien à un second courant de maintien qui est supérieur au premier courant de maintien, et ensuite, après que l'élément magnétique s'est séparé du premier électroaimant, de façon à faire circuler un courant de freinage en vue de régler la vitesse de l'élément magnétique.

Cette soupape commandée électromagnétiquement est une soupape qui ouvre et ferme une conduite de gaz vers une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne et la valeur du second courant de maintien peut être déterminée conformément à la charge du moteur à combustion interne.

La soupape commandée électromagnétiquement comprend en outre une unité de commande qui commande un courant électrique pour le faire circuler dans la première bobine, et une alimentation en courant continu qui fournit une tension continue à l'unité de commande, et la valeur du second courant de maintien peut être déterminée conformément à la tension d'alimentation. La valeur du second courant de maintien peut être déterminée conformément à la température de l'environnement dans lequel la soupape commandée électromagnétiquement fonctionne. La valeur du second courant de maintien peut être déterminée conformément à une position cible pour la soupape devant être arrêtée, après que l'élément magnétique a été séparé du premier électroaimant. Il peut en outre être compris un noyau de matériau magnétique dans lequel est ménagée une rainure de bobine, dans laquelle au moins une partie de la première bobine est logée, et le noyau peut attirer l'élément magnétique vers une partie latérale ouverte de la rainure de bobine, et. la rainure de bobine peut présenter une forme approximativement quadrilatérale en coupe transversale dans une direction orthogonale à la direction d'enroulement de la bobine, et ses parties de coins au niveau de la partie de fond du côté opposé du quadrilatère vers sa partie de côté ouvert, peuvent être arrondies. Un second aspect de la présente invention se rapporte à une soupape commandée électromagnétiquement comprenant : une soupape comprenant une queue de soupape qui effectue un mouvement de va- et-vient le long d'une direction selon laquelle la queue de soupape s'étend, un élément magnétique qui est relié à la soupape et qui l'entraîne, un premier électroaimant comprenant une première bobine qui attire l'élément magnétique et qui la maintient à une position prédéterminée, un premier élément élastique qui applique, à l'élément magnétique, une force pour retirer l'élément magnétique du premier électroaimant, et un noyau de matériau magnétique, dans lequel une rainure de bobine est ménagée, laquelle reçoit au moins une partie de la première bobine, et où le noyau attire l'élément magnétique vers une partie du côté ouvert de la rainure de bobine, et la rainure du noyau présente une forme approximativement quadrilatérale en coupe transversale dans une direction orthogonale à la direction d'enroulement de la bobine, et ses parties de coins au niveau de la partie inférieure du côté opposé du quadrilatère vers sa partie de côté ouvert, sont arrondies. L'élément magnétique peut être un élément oscillant, dont une extrémité est supportée de façon à pivoter librement sur un élément de base, et qui est doté, à son autre extrémité, d'une partie d'actionnement qui fait pivoter en va-et-vient la queue de soupape dans la direction dans laquelle la queue de soupape s'étend. La position prédéterminée peut être une position fermée de soupape et il peut en outre être compris un second électroaimant qui attire l'élément magnétique et le maintient dans une position d'ouverture de soupape, et un second élément élastique qui, en exerçant une force élastique sur la queue de soupape, exerce une force sur l'élément magnétique pour retirer l'élément magnétique du second électroaimant.

Le second électroaimant peut comprendre une seconde bobine qui est enroulée jusqu'à la première bobine, et des courants électriques égaux peuvent circuler dans la première bobine et la seconde bobine. Le dispositif de commande peut exécuter une commande, après avoir réduit le courant électrique qui circule dans les première et seconde bobines à zéro à partir d'une valeur de courant prédéterminée destinée à maintenir le courant, de façon à faire circuler dans les première et seconde bobines un courant pour attirer l'élément magnétique contre le second électroaimant.

Conformément à la présente invention, il est possible d'améliorer la réactivité de la commande du courant électrique même à basse tension, de sorte qu'il est possible d'améliorer la précision de la commande de position de soupape.

Un troisième aspect de la présente invention se rapporte à

un procédé de commande d'une soupape commandée

électromagnétiquement comprenant une soupape comprenant une queue de soupape, qui effectue un mouvement de va-et-vient dans une direction dans laquelle ladite queue de soupape s'étend, un élément magnétique qui est relié à ladite soupape et qui la commande, un premier électroaimant comprenant une première bobine qui attire ledit élément magnétique et le maintient à une position prédéterminée, un premier élément élastique qui applique, audit élément magnétique, une force pour éliminer ledit élément magnétique dudit premier électroaimant.

Ce procédé comprend les étapes consistant à lors de l'affaiblissement de la force électromagnétique dudit premier électroaimant et de la séparation dudit élément magnétique dudit premier électroaimant, l'augmentation temporaire du courant électrique d'un premier courant de maintien à un second courant de maintien qui est supérieur audit premier courant de maintien, la réduction du courant électrique qui circule dans ladite première bobine à une valeur proche de zéro pour affaiblir la force électromagnétique dudit premier électroaimant et donc séparer ledit élément magnétique dudit premier électroaimant et après que ledit élément magnétique a été séparé dudit premier électroaimant, faire circuler un courant de freinage pour ajuster la vitesse dudit élément magnétique.

Conformément à ce procédé, il est possible d'améliorer la réactivité de la commande du courant électrique même à basse tension, de sorte qu'il est possible d'améliorer la précision de la commande de position de soupape. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les objectifs, caractéristiques et avantages précédents de l'invention, ainsi que d'autres, deviendront évidents d'après la description suivante des modes de réalisation préférés en faisant référence aux dessins annexés où des références numériques identiques sont utilisées pour représenter des éléments identiques et dans lesquels : La figure 1 est une figure représentant de façon simplifiée la structure d'une soupape commandée électromagnétiquement conforme à un mode de réalisation de la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe de la structure de la figure 1, prise dans un plan représenté par les flèches II-II sur la figure 1, La figure 3 est une vue grossie d'une partie S de la figure 1, La figure 4 est une figure destinée à expliquer la relation 10 entre une force de freinage électromagnétique Fb et une force élastique Fs, La figure 5 est une figure destinée à expliquer les paramètres se rapportant au courant électrique de freinage, La figure 6 est un schéma de forme d'onde d'explication des 15 variations du courant électrique circulant dans une bobine, La figure 7 est une figure représentant un exemple d'une mappe qui détermine l'importance de l'augmentation d'un courant électrique de maintien, La figure 8 est une figure représentant un exemple de 20 recherche d'un actionneur électromagnétique utilisé dans cette soupape commandée électromagnétiquement, La figure 9 est une figure représentant une zone autour d'une bobine 182 de la figure 8 dans une vue grossie, et La figure 10 est un schéma de forme d'onde représentant un 25 exemple de recherche du tracé de conduction d'une bobine.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Dans ce qui suit, la présente invention sera expliquée en détail en faisant référence aux dessins. Il devrait être compris 30 que sur les figures, les parties qui sont identiques ou qui correspondent les unes aux autres sont désignées par les mêmes références numériques. La figure 1 est une figure représentant de façon simplifiée la structure d'une soupape commandée électromagnétiquement 35 conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Un moteur, qui est un moteur à combustion interne, comprend un bloc-cylindres, une culasse, des pistons qui effectuent des mouvements de va-et-vient vers le haut et vers le bas à l'intérieur des cylindres dans le bloc-cylindres, des soupapes 40 d'admission d'un type à commande électromagnétique qui sont prévues sur les orifices d'admission de chacun des cylindres, et des soupapes d'échappement d'un type à commande

électromagnétique qui sont prévues sur les orifices d'échappement de chacun des cylindres. Par exemple, deux des soupapes d'admission et des soupapes d'échappement peuvent être prévues pour chacun des cylindres.

Sur la figure 1, une soupape représentative de ces soupapes commandées électromagnétiquement est représentée. Un capteur d'angle de vilebrequin 6 est adapté sur le bloc-cylindres du moteur et détecte le régime du moteur. Diverses sorties de capteurs, telles que la sortie de ce capteur d'angle de vilebrequin 6 etc., sont appliquées en entrée à une unité de commande électromagnétique (ECU) 30, et cette unité ECU 30, en même temps que de commander la synchronisation de l'injection et la quantité d'injection d'un injecteur de carburant, et le calage d'allumage d'une bougie, commande également une unité de commande de soupape électromagnétique (EDU) 32 pour la synchronisation d'ouverture de soupape pour un actionneur électromagnétique 24 qui entraîne cette soupape d'admission ou cette soupape d'échappement.

Une tension d'alimentation est fournie à l'unité EDU 32 à partir d'une alimentation en courant continu 11. A titre d'exemples d'une telle alimentation en courant continu 11, un alternateur qui fournit en sortie une tension d'alimentation de 14 V, ou une batterie de 12 V ou autre, peut être citée.

Cette soupape commandée électromagnétiquement comprend : une soupape 87 comprenant une queue de soupape qui effectue un mouvement de va-et-vient dans une direction axiale dans laquelle la queue de soupape s'étend, un disque 74 qui est un élément magnétique qui est lié à la soupape 87 et entraîne celle-ci, un premier électroaimant qui comprend une première bobine 80 et qui attire le disque 74 pour maintenir la positio:i fermée de soupape, et une barre de torsion 68 qui est un élément élastique qui exerce une force sur le disque 74 de façon à écarter ce disque 74 du premier électroaimant, et une unité ECU 30 qui commande la force électromagnétique du premier électroaimant.

Lorsque l'unité ECU 30 affaiblit la force électromagnétique du premier électroaimant de sorte que le disque 74 s'écarte du premier électroaimant, elle réduit le courant électrique qui circule dans la première bobine à une valeur proche de zéro après l'avoir temporairement augmenté d'un premier courant de maintien à un second courant de maintien qui est supérieur au premier courant de maintien et après que le disque 74 s'est écarté du premier électroaimant, elle exécute une commande de courant pour faire circuler un courant de freinage, de manière à ajuster la vitesse du disque 74. Le disque 74 est un élément oscillant, dont une extrémité est supportée dans un boîtier 62 de façon à pivoter librement, alors qu'à son autre extrémité, il est doté d'une partie opérationnelle qui fait effectuer un mouvement de va-et-vient à la queue de soupape dans la direction dans laquelle la queue de soupape s'étend. Cette soupape commandée électromagnétiquement comprend en outre un second électroaimant qui attire le disque 74 et maintient la soupape dans sa position ouverte, et un ressort inférieur 86, qui est un second élément élastique qui, en exerçant sa force élastique sur la queue de soupape, exerce une force sur l'élément magnétique pour écarter le disque 74 du second électroaimant.

L'unité de commande électronique (ECU) 30 comprend une mémoire 31. Un tracé de courant électrique sortie du capteur d'angle de vilebrequin 6 forme d'une mappe dans cette mémoire 31. Par un déplacement vers le haut et verscorrespondant à la est mémorisé sous

le bas, la soupape d'admission ou une 87 ouvre et ferme une ouverture de soupape ouverture de soupape d'échappement qui est ménagée dans la culasse 10. Une tige intermédiaire 76 est prévue au niveau d'une partie supérieure de la queue de soupape 88 et s'étend vers le haut depuis la soupape 87. Une broche de contre-came 75 est fixée à l'extrémité supérieure de cette tige intermédiaire 76. La soupape 87 effectue un mouvement de va-et-vient le long de la direction dans laquelle sa queue de soupape 88 s'étend. Un roulement à billes de course 89 est prévu entre la queue de soupape 88 et la culasse 10, et de cette manière la queue de soupape 88 est supportée de façon à pouvoir se déplacer dans la direction verticale. Un collier 84 est prévu en dessous de la tige intermédiaire 76. Le ressort inférieur 86 est disposé autour de la queue de soupape 88, entre le collier 84 et la culasse 10.

L'actionneur électromagnétique 24 comprend l'électroaimant mentionné ci-dessus destiné à ouvrir la soupape et l'électroaimant mentionné ci-dessus pour fermer la soupape, tous deux étant fixés au boîtier 62. L'électroaimant destiné à ouvrir la soupape comprend un noyau 78 destiné à ouvrir la soupape et la bobine 82. Et l'électroaimant destiné à ferme la soupape comprend un noyau 72 destiné à fermer la soupape, ainsi que la bobine 80. La bobine 80 et la bobine 82 sont câblées de sorte qu'elles fonctionnent ensemble, constituant ainsi une structure de mono-bobine. Il devrait être compris qu'il serait également admissible de ne pas former cette structure de mono--bobine, mais plutôt de commander le courant dans la bobine 80 et la bobine 82 indépendamment avec l'unité EDU 32. Le disque 74 est attiré par cet électroaimant pour ouvrir la soupape et cet électroaimant pour fermer la soupape. Le disque 74 est un élément oscillant dont une extrémité est supportée de façon à pouvoir tourner librement dans le boîtier 62. De même, en raison de la force élastique de la barre de torsion 68, qui est un ressort supérieur qui agit contre le ressort inférieur 86, le disque 74 exerce une force sur la tige intermédiaire 76 dans la direction vers le bas, en d'autres termes dans la direction pour ouvrir la soupape. L'extrémité de contre-came est adaptée à l'autre extrémité du disque 74. Et cette extrémité de contre-came 73 vient en contact contre la broche de contre-came 75 qui est fixée à l'extrémité supérieure de la tige intermédiaire 76, et exerce de cette manière une force dans la direction vers le bas sur la tige intermédiaire 76, en d'autres termes dans la direction pour ouvrir la soupape. Inversement, le ressort inférieur 86, en poussant sur l'élément de retenue 84, exerce une force dans la direction vers le haut sur la tige intermédiaire 76, en d'autres termes dans la direction pour fermer la soupape. En tant que force résultante de la barre de torsion 68 et du ressort inférieur 86, lorsque la soupape 87 est totalement fermée, une force est générée dans la direction pour l'ouvrir, alors que, inversement, lorsque la soupape 87 est totalement ouverte, une force est générée dans la direction pour la fermer. Même lorsque la distance entre le disque 74 et la bobine de l'électroaimant qui l'attire est importante et que la force électromagnétique qui attire le disque 74 est faible, en profitant de la force élastique de la barre de torsion 68 et du ressort inférieur 86, il est possible de faire en sorte que la taille des électroaimants soit relativement petite. La figure 2 est une vue en coupe de la structure de la figure 1, prise dans un plan représenté par les flèches II-II sur la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la bobine 82 est enroulée sur le noyau 78 pour ouvrir la soupape. Un trou est prévu dans une partie de noyau 78 pour ouvrir la soupape, sur laquelle la tige intermédiaire 76 et le roulement à billes de course 83 sont retenus. La figure 3 est une vue grossie d'une partie S de la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, lorsqu'un courant électrique circule dans la bobine 82, des lignes de flux magnétique 94 sont générées et le disque 74 est attiré. Dans l'exemple de recherche représenté sur la figure 9, du fait que le coin inférieur 197 de la rainure de bobine 192 ménagée dans le noyau 178 pour ouvrir la soupape est approximativement à angle droit, les intervalles entre les lignes de flux magnétique dans cette partie angulaire se rétrécissent, comme représenté par la partie 196, de sorte qu'une saturation magnétique se produit. Pour cette raison, il se pose le problème de ce que cela contribue à une diminution de la force électromagnétique et à une diminution de la réactivité de la force électromagnétique. Inversement, du fait que dans l'exemple représenté sur la figure 3, une forme arrondie est prévue au niveau du coin inférieur 97 de la rainure de bobine 92 qui est ménagée dans le noyau 78 pour ouvrir la soupape, par conséquent la vénération de saturation magnétique est atténuée, du fait que, comme représenté par la partie 96, le rétrécissement de l'espace entre Les lignes de flux magnétique est atténué, même au niveau de cette partie de coin. En raison de ceci, les problèmes de diminution de la force électromagnétique et de diminution de la réactivité de la force électromagnétique sont améliorés. La figure 4 est une figure d'explication de la relation entre la force de freinage électromagnétique Fb et la force élastique Fs. Lorsque, d'après l'état fermé de la soupape le courant de maintien est temporairement amené à zéro, alors la force élastique Fs, déterminée par la résultante des forces exercées par la barre de torsion 68 et le ressort inférieur 86, agit sur la soupape 87 dans la direction d'ouverture de soupape. Par opposition à ceci, une force de freinage électromagnétique Fb est généréeen faisant de nouveau circuler un courant de freinage dans la bobine, de sorte que l'inertie de la soupape ne devrait pas provoquer un dépassement de sa limite. En plus des forces ci-dessus sur la soupape 87, la charge du moteur Fe, qui provient d'une augmentation de pression à la suite d'une explosion et d'une compression à l'intérieur des cylindres du moteur, agit également dans la direction pour retenir l'ouverture de la soupape. La figure 5 est une figure d'explication des paramètres associés au courant électrique de freinage. La force de freinage appliquée à la soupape est le résultat de la force de freinage électromagnétique Fb et de la charge du moteur Fe représentées sur la figure 4. Par conséquent, de manière à obtenir la force de freinage souhaitée lorsque la charge du moteur Fe est faible, la force de freinage, le résultat de la force de freinage électromagnétique Fb et la charge du moteur Fe, peuvent être rendus approximativement constants en augmentant le courant de freinage et donc la force de freinage électromagnétique Fb. Inversement, le courant de freinage peut être rendu faible lorsque la charge de moteur Fe est importante. En ce qui concerne la tension de la bobine, de manière à obtenir la force de freinage souhaitée, le courant de freinage peut être rendu important lorsque la tension de la bobine est faible et inversement, le courant de freinage peut être rendu faible lorsque la tension de bobine est élevée. En ce qui concerne la température environnante, de manière à obtenir la force de freinage souhaitée lorsque la température est élevée, le courant de freinage peut être augmenté jusqu'à une certaine mesure, du fait que le frottement de la soupape diminue à une température élevée. Inversement, lorsque la température est basse, le courant de freinage peut être rendu petit dans une certaine mesure, du fait que le frottement de la soupape augmente à basse température. Par exemple, la température environnante correspond a la température du roulement à billes de course, de la queue de soupape, etc. De même, lors de l'arrêt de la soupape à une position d'arrêt en suspension différente, le courant de freinage peut être modifié pour obtenir la force de freinage souhaitée. C'est-à-dire que lors de l'arrêt de la soupape plus tôt que sa position normale, il est nécessaire d'augmenter la force de freinage, par conséquent le courant de freinage peut être augmenté. Inversement, lors de l'arrêt de la soupape plus tard qu'à sa position normale, il est nécessaire de diminuer la force de freinage, par conséquent le courant de freinage peut être réduit. De cette manière, le courant de freinage peut être déterminé conformément à la charge du moteur, à la tension de la bobine, à la température et à la position cible d'arrêt en susoension. La figure 6 est un schéma de forme d'onde d'explication des variations du courant électrique circulant dans la bobine. Le fait, en raison des demandes ces dernières années d'une réduction de la tension d'alimentation destinée à attaquer la bobine, qu'il est difficile d'obtenir le courant de freinage souhaité, comme la réponse de pente ascendante du courant diminue, a déjà été expliqué en faisant référence à la figure 10.

Au contraire, avec ce mode de réalisation de la présente invention, un intervalle d'augmentation de courant est prévu entre les instants tl et t2 sur la figure 6, en d'autres termes, dans la partie finale de l'intervalle de temps durant lequel un courant de maintien circule pour maintenir la soupape dans le même état qu'à la position fermée. Aux instants tO à t1, le courant de maintien nécessaire circule pour attirer et maintenir le disque 74 de manière stable. De manière à réduire la consommation de puissance électrique, en d'autres termes de manière à améliorer la consommation de carburant, ce courant de maintien devrai être aussi faible que possible. De même, le courant est augmenté dans l'intervalle d'augmentation de courant entre les instants t1 et t2, de manière à faire circuler un courant de freinage, en plus du niveau minimum de courant de maintien. Et à l'instant t2, le courant est réduit de façon à être inférieur au. courant de maintien. Bien qu'aux instants t2 et t3 un courant de freinage soit appliqué, le courant ne peut pas augmenter immédiatement en raison de l'influence de l'inductance de la bobine. Par conséquent, en établissant une augmentation de courant correspondant à ce courant de freinage nécessaire aux instants tl et t2, il est possible de faire circuler le courant de freinage nécessaire aux instants t2 et t3. En faisant circuler ce courant de freinage, il est possible d'ajuster la vitesse du disque et son énergie cinétique à l'instant auquel le disque s'approche de la position neutre du ressort. De même, en faisant circuler le courant électrique d'attraction dans la bobine à l'instant t3 auquel le disque passe par la position neutre du ressort, il est possible d'amener la position ouverte de soupape déterminée entre les instants t4 et t5 à la position en suspension Dl ou à la position légèrement soulevée D2. Après l'instant t5, le courant de maintien nécessaire circule pour maintenir cette position ouverte de soupape de manière stable. On devrait comprendre que l'effet bénéfique de ce que le courant de freinage peut rapidement augmenter serait aussi obtenu en augmentant également le courant électrique au cours de l'intervalle de l'instant t0 à l'instant tl de même que, mais, dans ce mode de réalisation, le rendement énergétique est amélioré en réduisant le courant de maintien et en prenant une courte période directement avant que le disque 74 ne se sépare du noyau 72 pour fermer la soupape en tant qu'intervalle d'augmentation de courant.

Sur la figure 5, un procédé a été expliqué pour obtenir sa force de freinage souhaitée en faisant varier le courant de freinage conformément à divers paramètres. Sur la figure 6, il a été expliqué un procédé d'augmentation du courant de maintien aux instants tl et t2 de manière à faire circuler le courant de freinage requis. Par conséquent, il existe également une relation entre la quantité d'augmentation du courant de maintien et divers paramètres de la figure 5. Donc, s'il est obtenu à l'avance de quelle manière on détermine cette quantité d'augmentation de courant de freinage conformément à ces paramètres et ce type de relation est enregistré dans une mappe, alors il est possible d'obtenir une valeur de courant de bobine pour les instants tl et t2 directement, en se rapportant à cette mappe utilisant les divers paramètres en tant qu'arguments.

La figure 7 est une figure représentant l'exemple d'une mappe qui détermine la quantité d'augmentation da courant de maintien. En se reportant aux figures 5 et 7, la mappe est réalisée de telle sorte que, lorsque la charge du moteur P [MPa] augmente, la quantité d'augmentation du courant de freinage diminue, ce qui est représenté sous forme d'un graphe pour chaque position cible d'arrêt en suspension.

En outre, sur la figure 7, lorsque la position d'arrêt cible est plus tôt, le graphe se décale du côté où la quantité d'augmentation de courant de freinage est plus importante, alors que, lorsque la position d'arrêt cible a lieu plus tard, le graphe se décale du côté où la quantité d'augmentation de courant de freinage est plus petite.

Bien qu'une mappe de charge de moteur et de position cible d'arrêt en suspension, qui est un exemple représentatif, soit représentée sur la figure 7, une mappe peut être créée en sélectionnant l'un quelconque des paramètres représentés sur la figure 5. Comme cela est expliqué ci-dessus, dans ce mode de réalisation de la présente invention, en faisant circuler temporairement un courant électrique qui est supérieur au courant de maintien lorsque le courant de maintien chute, il est possible d'améliorer la réactivité de la commande de courant même à basse tension, et donc d'améliorer la stabilité de commande. En outre, par comparaison au cas dans lequel la forme de rainure du noyau qui maintient la bobine est angulaire, les intervalles entre les lignes de flux magnétique sont plus uniformes, de sorte qu'il est possible d'éviter une saturation magnétique.

Le mode de réalisation décrit ci-dessus ne devrait pas être considéré comme étant limitatif du fait que toutes ses caractéristiques ont uniquement été décrites à titre d'exemple. La portée de la présente invention sera spécifiée par les revendications annexées et non par l'un quelconque des détails de l'explication ci-dessus, diverses modifications dans tout mode de réalisation de la présente invention peuvent être envisagées, à condition qu'elles aient un sens équivalent en ce qui concerne la portée des revendications, et qu'elles se situent dans leur plage.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Soupape commandée électromagnétiquement comprenant : une soupape (87) comprenant une queue de soupape (88) qui 5 effectue un mouvement de va-et-vient dans une direction dans laquelle la queue de soupape (88) s'étend, un élément magnétique qui est relié à la soupape (87) et entraîne celle-ci, un premier électroaimant comprenant une première bobine (80) 10 qui attire l'élément magnétique et maintient l'élément magnétique dans une position prédéterminée, un premier élément élastique (68) qui applique, à l'élément magnétique, une force pour retirer l'élément magnétique du premier électroaimant, et 15 un dispositif de commande (30) qui commande la force électromagnétique du premier électroaimant, caractérisée en ce que : le dispositif de commande (30) exécute une commande de courant électrique de façon à, lors de l'affaiblissement de la 20 force électromagnétique du premier électroaimant et de la séparation de l'élément magnétique du premier électroaimant, à réduire le courant électrique qui circule dans la première bobine (80) à une valeur proche de zéro, après avoir temporairement augmenté le courant électrique d'un premier 25 courant de maintien à un second courant de maintien qui est supérieur au premier courant de maintien, et ensuite, après que l'élément magnétique a été séparé du premier électroaimant, de façon à faire circuler un courant de freinage pour ajuster la vitesse de l'élément magnétique. 30

2. Soupape commandée électromagnétiquement: selon la revendication 1, dans laquelle la soupape commandée électromagnétiquement est. une soupape qui ouvre et ferme un conduit de gaz vers une chambre de 35 combustion d'un moteur à combustion interne et la valeur du second courant de maintien est déterminée conformément à la charge du moteur à combustion interne.

3. Soupape commandée électromagnétiquement selon la 40 revendication 1 ou 2, comprenant en outre une unité de commandede soupape (32) qui fait circuler un courant électrique vers la première bobine (80) de façon à commander le premier électroaimant, et une alimentation en courant continu (11) qui fournit une tension continue à l'unité de commande de soupape, où la valeur du second courant de maintien est déterminée conformément à la tension d'alimentation.

4. Soupape commandée électromagnétiquement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la valeur du second courant de maintien est déterminée conformément à la température de l'environnement dans lequel la soupape commandée électromagnétiquement fonctionne.

5. Soupape commandée électromagnétiquement selon l'une 15 quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la valeur du second courant de maintien est déterminée en fonction d'une position cible pour que la soupape (87) soit arrêtée, après que l'élément magnétique a été séparé du premier électroaimant. 20

6. Soupape commandée électromagnétiquement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre un noyau de matériau magnétique (72) dans lequel est ménagée une rainure de bobine (92), dans laquelle au moins une partie de la 25 première bobine (80) est logée, dans laquelle le noyau de matériau magnétique (72) attire l'élément magnétique vers une partie du côté ouvert de la rainure de bobine (92), et la rainure de bobine (92) présente une forme approximativement quadrilatérale en coupe transversale dans une 30 direction orthogonale à la direction d'enroulement de la bobine (80), et des parties de coins de la rainure de bobine, au niveau de la partie inférieure du côté opposé du quadrilatère vers sa partie de côté ouvert, sont arrondies. 35

7. Soupape commandée électromagnétiquement comprenant : une soupape (87) comprenant une queue de soupape (88) qui effectue un mouvement de va-et-vient dans une direction dans laquelle la queue de soupape (88) s'étend, un élément magnétique qui est relié à la soupape (87) et qui 40 la commande,un premier électroaimant, comprenant une première bobine (80), qui attire l'élément magnétique qui maintient l'élément magnétique dans une position prédéterminée, un premier élément élastique (68) qui applique, à l'élément 5 magnétique, une force pour retirer l'élément magnétique du premier électroaimant, et un noyau (72) de matériau magnétique, dans lequel une rainure de bobine (92) est ménagée, laquelle reçoit au moins une partie de la première bobine (80), caractérisée en ce que : 10 le noyau (72) de matériau magnétique attire l'élément magnétique vers une partie du côté ouvert de la rainure de bobine (92), et la rainure du noyau (92) présente une forme approximativement quadrilatérale en coupe transversale dans une 15 direction orthogonale à la direction d'enroulement de la bobine (80), et des parties de coins de la rainure du noyau, au niveau de la partie inférieure du côté opposé du quadrilatère vers sa partie de côté ouvert, sont arrondies. 20

8. Soupape commandée électromagnétiquement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'élément magnétique est un élément oscillant dont une extrémité est supportée de façon à pouvoir pivoter Librement sur un élément de base (62), et qui est doté, à l'autre extrémité, 25 d'une partie fonctionnelle qui fait effectuer un mouvement de va-et-vient à la queue de soupape (88) dans la direction dans laquelle la queue de soupape (88) s'étend.

9. Soupape commandée électromagnétiquement selon l'une 30 quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la position prédéterminée est une position fermée de soupape, et la soupape commandée électromagnétiquement comprend un second électroaimant qui attire l'élément magnétique et maintient l'élément magnétique dans une position d'ouverture de 35 soupape, et un second élément élastique (86) qui, en exerçant une force élastique sur la queue de soupape (88), exerce une force sur l'élément magnétique pour retirer l'élément magnétique du second électroaimant.

10. Soupape commandée électromagnétiquement selon la revendication 9, dans laquelle le second électroaimant comprend une seconde bcbine (82) qui est câblée à la première bobine (80), et le dispositif de commande (30) exécute une commande de façon à faire circuler des courants électriques égaux dans la première bobine (80) et dans la seconde bobine (82).

11. Soupape commandée électromagnétiquement selon la 10 revendication 10, dans laquelle le dispositif de commande (30) réalise une commande, après avoir réduit le courant électrique qui circule dans les première et seconde bobines à zéro à partir d'une valeur de courant prédéterminée pour un courant de maintien, de façon à faire 15 circuler dans les première et seconde bobines un courant destiné à attirer l'élément magnétique contre le second électroaimant.

12. Procédé de commande d'une soupape commandée électromagnétiquement comprenant : 20 une soupape (87) comprenant une queue de soupape (88) qui effectue un mouvement de va-et-vient dans une direction dans laquelle la queue de soupape (88) s'étend, un élément magnétique qui est relié à la soupape (87) et qui la commande, 25 un premier électroaimant comprenant une première bobine (80) qui attire l'élément magnétique et maintient l'élément magnétique dans une position prédéterminée, et un premier élément élastique (68) qui applique, à l'élément magnétique, une force pour retirer l'élément magnétique du 30 premier électroaimant, le procédé comprenant : lors de l'affaiblissement de la force électromagnétique du premier électroaimant et de la séparation de l'élément magnétique du premier électroaimant, l'augmentation temporaire du courant électrique qui circule dans la première bobine (80) 35 d'un premier courant de maintien à un second courant de maintien qui est supérieur au premier courant de maintien, la séparation de l'élément magnétique du premier électroaimant par l'affaiblissement de la force électromagnétique du premier électroaimant en réduisant lecourant électrique qui circule dans la première bobine (80) à une valeur proche de zéro, et après que l'élément magnétique a été séparé du premier électroaimant, la circulation d'un courant de freinage pour ajuster une vitesse de l'élément magnétique dans la première bobine (80).