JP2000146011A - 電磁式動弁装置の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁式動弁装置を備えたエンジンを搭載する
車両において、エンジン始動を容易にするとともに、電
源装置の効率を改善し、燃費を高める。 【解決手段】 車両に搭載された電装品５に電力を供給
する車両用発電機３及び１２Ｖ蓄電池４を備えた車両用
電源装置１とは別系統にて、電磁式動弁装置１０が要求
する電圧をＤＣ／ＤＣコンバータを介さずに直接供給す
る専用発電機７と、専用発電機７からの電力供給が停止
中に電力を供給する専用蓄電池８とを電磁式動弁装置専
用電源装置２に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁式動弁装置の
電源装置に係り、特に、他の電装品用の電源装置とは系
統を分離した電磁式動弁装置の電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸排気弁の駆動方式におい
て、従来のカムにより弁体を駆動するカム駆動方式に代
えて、電磁力により弁体を駆動する電磁式動弁装置が提
案されている。この装置によれば、弁体駆動用のカム機
構が不要となることに加えて、内燃機関の動作状態に応
じて吸排気弁の開閉時期を容易に最適化することがで
き、内燃機関の出力向上及び燃費の向上を図ることがで
きる。

【０００３】図６は、従来の電磁式動弁装置の機械部分
の構成例を示す断面図であり、１つの吸気弁または排気
弁を示す。以下の説明において、吸気弁又は排気弁を単
にバルブと呼ぶこととする。

【０００４】図６において、電磁式動弁装置の機械部分
は、バルブ（傘部）１０１、バルブステム１０２、エン
ジンのシリンダヘッド１０３、バルブシート１０４、バ
ルブガイド１０５、シリンダヘッド１０３に設けられた
凹設部１０６、コッター１０７、バルブリテーナ１０
８、ハウジング１０９、アーマチュア（可動板）１１
０、閉弁側の電磁石１１１、開弁側の電磁石１１２、コ
イルバネを用いた開弁側スプリング１１３、コイルバネ
を用いた閉弁側プリング１１４、電磁石１１１と電磁石
１１２とを所定の距離に離間させるディスタンスブロッ
ク１１６、電磁石１１１、１１２のそれぞれ中央を上下
に貫通するガイド１２０、ガイド１２０に挿通されたア
ーマチュアシャフト１２１、スプリングリテーナ１２
２、を備えている。

【０００５】バルブ１０１の弁軸であるバルブステム１
０２は、シリンダヘッド１０３に埋め込まれた円筒形の
バルブガイド１０５の内部を上下に摺動可能になってい
る。シリンダヘッド１０３には凹設部１０６が設けら
れ、凹設部１０６の内部では、バルブステム１０２にコ
ッター１０７を介してスプリングリテーナ１０８が固定
されている。スプリングリテーナ１０８とシリンダヘッ
ド１０３との間にはコイルスプリングを用いた閉弁側ス
プリング１１４が装着されている。

【０００６】シリンダヘッド１０３の上方には、電磁式
動弁装置の筐体であるハウジング１０９ａ，ディスタン
スブロック１１６、ハウジング１０９ｂ，およびハウジ
ング１０９ｃが設けられている。ハウジング１０９ａの
内部にはコア１２９及びコイル１３０からなる開弁側の
電磁石１１２が設けられている。ハウジング１０９ｂの
内部にはコア１２６及びコイル１２５からなる閉弁側の
電磁石１１１が設けられている。ハウジング１０９ａと
ハウジング１０９ｂとの間にはディスタンスブロック１
１６が設けられているので、電磁石１１１と電磁石１１
２とはディスタンスブロック１１６の高さだけ離間して
固定されている。

【０００７】そして、電磁石１１１と１１２との間に
は、軟磁性体のアーマチュア１１０が設けられ、アーマ
チュア１１０のシャフト１２１がそれぞれの電磁石１１
１、１１２の中心に設けられたガイド１２０を挿通して
いる。またアーマチュアシャフト１２１の上端部にはス
プリングリテーナ１２２が固定され、スプリングリテー
ナ１２２とハウジング１０９ｃとの間にはコイルスプリ
ングを用いた開弁側スプリング１１３が装着されてい
る。

【０００８】電磁石１１１、１１２のいずれにも通電さ
れないとき、アーマチュア１１０に作用する開弁側スプ
リング１１３と閉弁側スプリング１１４との付勢力は、
開弁側最大変移位置と閉弁側最大変移位置とのほぼ中間
の位置で釣り合うように設定されている。そして、アー
マチュア１１０、アーマチュアシャフト１２１、バルブ
１０１、及びこれらの付属品からなる可動部の質量と、
開弁側スプリング１１３及び閉弁側スプリング１１４の
バネ定数とは、バネ・マス系の固有振動数を形成する。

【０００９】電磁式動弁装置の通常の動作の前に初期化
動作が行われる。この初期化動作は、上記固有振動数に
より開弁側の電磁石１１２と閉弁側の電磁石１１１とに
交互にパルス電流を通電し、上記可動部を中心位置の静
止状態から順次振幅が増大する振動状態へ移行させ、最
後に閉弁側電磁石１１１にアーマチュア１１０を吸着し
て全バルブを閉弁状態として初期化動作を終了する。

【００１０】初期化終了後、通常のエンジン回転時に
は、クランクシャフトの回転及び車両の走行状態に同期
して、開弁と閉弁を繰り返す。例えばアーマチュア１１
０が閉弁側電磁石１１１に吸着された閉弁状態から開弁
状態へ移行するには、まず、電磁石１１１の保持電流の
通電を停止する。

【００１１】これによりアーマチュア１１０は、圧縮さ
れた開弁側スプリング１１３の復元力により開弁側電磁
石１１２へ向かって加速される。この加速による速度
は、閉弁側電磁石１１１と開弁側電磁石１１２との中間
点で最大となり、以後閉弁側スプリングの圧縮に対する
抗力が優勢となり、アーマチュア１１０が開弁側電磁石
１１２に向かう速度を低下させる。

【００１２】上記バネマス系で摩擦がなければ、アーマ
チュア１１０は上記固有振動により開弁側電磁石１１２
へ到達するとともに速度が０になる。しかし、実際には
バルブステム１０２とバルブガイド１０５との摩擦、ア
ーマチュアシャフト１２１とガイド１２０との摩擦等が
あり、アーマチュア１１０の運動は開弁側電磁石１１２
の手前で反転する。この反転位置の前で開弁側電磁石１
１２に通電すると、アーマチュア１１０は開弁側電磁石
１１２に吸着され、バルブ１０１は最大開度となる。開
弁から閉弁への動作は、制御対象を開弁側電磁石１１１
と閉弁側電磁石１１２とを入れ替えれば達成される。

【００１３】図７は、従来の電磁式動弁装置の電気回路
部の構成例を示すブロック図であり、２つの電磁石に交
互に通電する制御を行うものである。

【００１４】図７に示すように、電気回路部は図外の電
源装置が備えるＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧された
高電圧（＋ＸＶ）が供給される電源端子５１と、エンジ
ンコントロールＥＣＵ５２と、バルブ開閉タイミングを
記憶したＲＯＭなどの不揮発性メモリであるバルブ開閉
タイミングマップ５３、スイッチング素子駆動回路５４
ａ、５４ｂ、閉弁側電磁石１１１に通電するためのスイ
ッチング素子としてのトランジスタ５５ａ、開弁側電磁
石１１２に通電するためのスイッチング素子としてのト
ランジスタ５５ｂ、ダンピング抵抗５６ａ、５６ｂ、フ
ライホイールダイオード５７ａ、５７ｂ、を備えてい
る。

【００１５】そして、エンジンコントロールＥＣＵ５２
は、入力される走行条件信号及びクランク角センサ信号
に応じて、スイッチング素子駆動回路５４ａ、５４ｂへ
制御信号を出力し、トランジスタ５５ａ、５５ｂを交互
に導通させ、閉弁側電磁石１１１及び開弁側電磁石１１
２に交互に通電することにより、バルブ１０１を閉じた
り開いたりする。

【００１６】図８は、上記のような内燃機関用の電磁式
動弁装置に電力を供給する電源装置の従来例である。こ
の電源装置は、車両用発電機３、例えば１２Ｖの蓄電池
４、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０１を備え、車両用電装品
６に供給される電源と共通の電源である、例えば１２Ｖ
電源からＤＣ／ＤＣコンバータ２０１により昇圧して電
磁式動弁装置１０の供給電圧を得ていた。

【００１７】一般に自動車の電装品用の定格電圧は、ガ
ソリン車の場合は１２Ｖが用いられている。一方、電磁
式動弁装置に用いられる電磁コイルの定格電圧及び定格
電流の設定については、電磁コイル製造の容易さ、電源
から電磁コイルまでの給電経路の軽量化及び電圧降下の
減少、安価な回路部品を利用可能にする等の理由から、
高電圧かつ低電流とするのが望ましい。このため電磁コ
イルの定格電圧は、通常１２Ｖより高い数十Ｖの電圧に
設定し、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて１２Ｖから数十
Ｖに昇圧して利用していた。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらエンジン
始動時に、電磁式動弁装置は、開弁用及び閉弁用のいず
れの電磁コイルにも電流が供給されない中立位置から、
閉弁状態に初期化する必要があり、このための大電流
（以下、初期化電流と呼ぶ）を流す必要がある。

【００１９】このエンジン始動時に要求される初期化電
流は、電装品用と共通の蓄電池の電圧を降下させるの
で、スタータモータの駆動トルク減少によりクランキン
グ回転数が低下し、エンジンの始動性を低下させるとい
う問題点があった。これを避けるためには、大容量の蓄
電池を車両に搭載しなければならず、蓄電池コストの増
大、及び車両重量の増加を招くという問題点が生じる。

【００２０】また、電装品用の電圧から電磁式動弁装置
用の電圧まで昇圧するためにＤＣ／ＤＣコンバータを用
いるので、製造コストを上昇させるとともに、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータによる電力ロスが２０％程度生じ、電力利
用効率が低下するという問題点があった。

【００２１】さらに、車両用の電装品の要求電力は、主
として走行条件或いは運転者の電装品使用状態に依存
し、エンジン回転数に対する依存性は小さい。これに対
して、電磁式動弁装置においては、弁体を変位端に保持
するために電磁コイルに通電する保持電流は小さく、弁
体が一方の変位端から他方の変位端に移る際の他方の電
磁コイルがアーマチュアを吸引するためのキャッチング
電流は大きいという特性から、電磁式動弁装置の要求電
力は単位時間にキャッチング電流が流れる回数、即ちエ
ンジン回転数にほぼ比例する。

【００２２】このように電装品の要求電力特性と、電磁
式動弁装置の要求電力特性とは異なるので、これら両特
性を満足する発電機は、低回転数の領域での発電効率を
高めるとともに、全回転領域で総合要求電力に応じたフ
ィールド電流制御が必要となるという問題点があった。

【００２３】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、車両側の電源系への影
響を無くし、特にエンジン始動時のクランキング回転数
を低下させることのない電磁式動弁装置の電源装置を提
供することである。

【００２４】また本発明の目的は、電磁式動弁装置の駆
動電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにより発生することな
く、電力効率を高めた電磁式動弁装置の電源装置を提供
することである。また本発明の目的は、発電機の制御が
簡単な電磁式動弁装置の電源装置を提供することであ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、内燃機関の吸気弁又は排気弁
の開閉を電磁的に行う電磁式動弁装置に電力を供給する
電磁式動弁装置の電源装置において、車両に搭載された
電装品に電力を供給する第１の発電機及び第１の蓄電池
を備えた第１の電源装置とは別系統にて、前記電磁式動
弁装置が要求する電圧をＤＣ／ＤＣコンバータを介さず
に直接供給する第２の発電機と、該第２の発電機からの
電力供給が停止中に前記電磁式動弁装置に電力を供給す
る第２の蓄電池とを第２の電源装置として備えたことを
要旨とする。

【００２６】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項１記載の電磁式動弁装置の電源装置にお
いて、前記第２の発電機は、回転数に対する発電電力特
性を前記電磁式動弁装置の要求電力特性に合わせたこと
を要旨とする。

【００２７】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項１または請求項２記載の電磁式動弁装置
の電源装置において、前記第２の発電機の発電出力を降
圧して前記第２の蓄電池に充電することができるととも
に、該第２の蓄電池の電圧を昇圧して前記電磁式動弁装
置に供給することができるＤＣ／ＤＣコンバータをさら
に備えたことを要旨とする。

【００２８】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、請求項１または請求項２記載の電磁式動弁装置
の電源装置において、前記第１の蓄電池の電圧又は外部
入力電圧を変換して前記第２の蓄電池を充電するＤＣ／
ＤＣコンバータをさらに備えたことを要旨とする。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、車両に
搭載された電装品に電力を供給する第１の発電機及び第
１の蓄電池を備えた第１の電源装置とは別系統にて、前
記電磁式動弁装置が要求する電圧をＤＣ／ＤＣコンバー
タを介さずに直接供給する第２の発電機と、該第２の発
電機からの電力供給が停止中に前記電磁式動弁装置に電
力を供給する第２の蓄電池とを第２の電源装置として備
えたことにより、電磁式動弁装置を初期化する際に電装
品用に電力を供給する第１の電源の電圧低下を招くこと
がなくなり、スタータモータのトルク低下を回避し、エ
ンジンの始動が容易になるという効果がある。

【００３０】また、請求項１記載の本発明によれば、第
２の発電機の発電電圧を電磁式動弁装置の電力供給用に
最適化して、ＤＣ／ＤＣコンバータを省略することがで
きるので、製造コストを低減し、電力効率を高め、ひい
ては車両の燃費を低減することができる。

【００３１】また、請求項２記載の本発明によれば、電
磁式動弁装置に電力を供給する第２の発電機の回転数に
対する発電電力特性を電磁式動弁装置の要求電力特性に
合わせることにより、発電機の出力制御が簡単になると
ともに発電効率を高めるという効果がある。

【００３２】また、請求項３記載の本発明によれば、第
２の蓄電池の定格電圧を電磁式動弁装置の要求電圧より
低い電圧とすることができるので、安価に入手できる１
２Ｖの蓄電池を第２の蓄電池として利用することができ
るという効果がある。

【００３３】また、請求項４記載の本発明によれば、第
１の蓄電池の電圧又は外部入力電圧を第２の蓄電池の電
圧に変換して該第２の蓄電池を充電するＤＣ／ＤＣコン
バータをさらに備えたことにより、電磁式動弁装置専用
である第２の蓄電池がバッテリ上がりを生じたとして
も、電磁式動弁装置の初期化用電力及び第２の発電機が
発電を始めるまでの駆動用電力を第１の蓄電池から第２
の蓄電池へ充電しておくことにより、自力でエンジンを
始動することができるという効果がある。

【００３４】このとき備えるべきＤＣ／ＤＣコンバータ
は、第１の蓄電池から第２の蓄電池へ所定時間内に所要
の電力を充電することができればよく、エンジン回転中
の電磁式動弁装置に電力を供給する必要がないので、小
容量の安価なものでよい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。尚、従来技術において説明した図
６、及び図７の電磁式動弁装置以外に種々の形式の電磁
式動弁装置に対して本発明の電源装置を適用できること
は明らかである。

【００３６】（第１の実施の形態）図１は、本発明に係
る電磁式動弁装置の電源装置を適用した車両の電源シス
テムの構成を示すブロック図である。この車両は言うま
でもなく電磁式動弁装置により吸排気弁が開閉されるエ
ンジンを搭載した車両である。

【００３７】図１に示すように、電源システムは、互い
に系統が分離された第１の電源装置である車両用電源装
置１と第２の電源装置である電磁式動弁装置専用電源装
置２とを備えて構成されている。

【００３８】車両用電源装置１は、第１の発電機である
定格電圧１２Ｖの車両用発電機３及び第１の蓄電池であ
る１２Ｖ蓄電池４を備え、キースイッチ５を介してまた
は直接に車両用電装品６に電源を供給するものである。
車両用発電機３は、通常の自動車用オールタネータであ
り、全波整流回路及びＩＣレギュレータを内蔵した三相
誘導発電機である。

【００３９】キースイッチ５は通常の車両用キースイッ
チであり、ＯＦＦ（またはＬＯＣＫ、キー着脱位置）ア
クセサリーに電源を供給するＡＣＣ、点火装置及び燃料
供給装置に電源を供給するＩＧＮ（またはＯＮ）、スタ
ータに電源を供給するＳＴ（ＳＴＡＲＴ）の各ポジショ
ンを備えている。図１に示されたキースイッチ５のポジ
ションは、ＡＣＣを示している。キースイッチ５のＩＧ
ＮのポジションではＡＣＣとＩＧＮとの双方に電源が供
給され、ＳＴのポジションでは、ＡＣＣには電源が供給
されず、ＩＧＮとＳＴとに電源が供給されるようになっ
ている。尚、各スイッチポジションから適当なリレーを
介して電源が供給されることがあるのは、従来の車両と
同様である。尚、車両用電源装置１から常に電装品６に
電源を供給する端子はＢＡＴと呼ばれる。

【００４０】電磁式動弁装置専用電源装置２は、第２の
発電機である定格電圧ＸＶの電磁式動弁装置専用発電機
７及び第２の蓄電池である電圧ＸＶ用の蓄電池８を備
え、キースイッチ９を介して電磁式動弁装置１０に電圧
変換を行うことなく電力を供給するものである。

【００４１】キースイッチ９は、キースイッチ５と連動
するスイッチであり、ＩＧＮおよびＳＴのポジションに
おいて、電磁式動弁装置専用電源装置２から電磁式動弁
装置１０に電源を供給する。

【００４２】電磁式動弁装置専用発電機７は、電圧ＸＶ
用のオールタネータであり、全波整流回路及びＩＣレギ
ュレータを内蔵した三相誘導発電機であり、その発電電
圧は、電磁式動弁装置１０が必要とする電圧（ＸＶ）を
直接発電するものであり、従来の発電機のようにＤＣ／
ＤＣコンバータを介することがないので、電力効率を高
めることができる。

【００４３】ここで、電磁式動弁装置専用電源装置２の
電圧ＸＶは、例えば、２４Ｖ、３６Ｖ、４８Ｖ等の入手
が容易な自動車用１２Ｖ蓄電池を複数直列接続して得ら
れる電圧値が好ましいが、これらの値に限定されるもの
ではない。

【００４４】車両用発電機３及び電磁式動弁装置専用発
電機７は、それぞれの軸に図示しないプーリが設けら
れ、これらのプーリと図外のエンジンのクランクシャフ
トに設けられたプーリとの間には図示しない発電ベルト
が掛け回されて、エンジンの動力により車両用発電機
３、電磁式動弁装置専用発電機７が発電するようになっ
ている。

【００４５】車両用発電機３のエンジン回転数に対する
発電出力特性は、例えば、図２（ａ）に示すように、従
来の車両用発電機と同様に、ある回転数以上ではほぼ一
定の発電出力が得られる特性を有している。

【００４６】電磁式動弁装置専用発電機７のエンジン回
転数に対する発電出力特性は、例えば、図２（ｂ）に示
すように、ほぼ回転数の上昇に連れて発電出力が増加す
る特性を有している。

【００４７】従来技術で説明したように、電磁式動弁装
置の要求電力は単位時間にキャッチング電流が流れる回
数、即ちエンジン回転数にほぼ比例するので、低回転時
における電磁式動弁装置１０の要求電力は小さい。この
ため、低回転時の発電出力は小さくて済むので、電磁式
動弁装置専用発電機７のプーリ比（クランク軸回転数に
対する発電機軸回転数）は、従来の共用発電機に比べて
小さくて良い。

【００４８】またエンジン回転数の上昇に従って増大す
る電磁式動弁装置１０の要求電力量に対応するため、電
磁式動弁装置専用発電機７の出力電力の高回転域の伸び
を確保するため、従来の自動車用オールタネータに比べ
て、以下の点に改良を施すのが好ましい。

【００４９】（１）高回転時に顕著となる表皮効果等の
交流損失を小さくするため、電磁式動弁装置専用発電機
７の各コイルは、導体を多くの素線に細分すると同時
に、素線高さを低くして層数を増大させる。 （２）電磁式動弁装置専用発電機７の鉄心には、ヒステ
リシス損、渦電流損の小さい材質を用いる。

【００５０】次に、この電磁式動弁装置の電源装置の動
作を説明する。エンジン始動時は、車両用発電機３及び
電磁式動弁装置専用発電機７は共に電力を発生すること
はなく、車両用電源装置１は１２Ｖ用蓄電池から車両用
電装品６に電源を供給し、電磁式動弁装置専用電源装置
２は電磁式動弁装置専用蓄電池８から電磁式動弁装置１
０に電源を供給する。

【００５１】すなわち、キースイッチ５がＩＧＮのポジ
ションにあるとき、１２Ｖ蓄電池４から車両用電装品６
の一部である燃料・点火系統制御回路にも電流が流れ、
クランクシャフトの回転に応じて燃料噴射および点火が
可能な状態となる。このときキースイッチ９も連動して
ＩＧＮのポジションにあるので、電磁式動弁装置１０に
は電磁式動弁装置専用蓄電池８から電源が供給され、従
来と同様に電磁式動弁装置の初期化が行われ全バルブが
閉の状態に設定される。

【００５２】次いで、キースイッチ５がＳＴのポジショ
ンになったとき、１２Ｖ蓄電池４から車両用電装品６の
一部であるスタータモータに電流が流れ、図外のエンジ
ンをクランキングするとともに、図外の燃料・点火系統
制御回路にも電流が流れ、クランクシャフトの回転に応
じて、燃料が噴射され点火が行われる。

【００５３】またキースイッチ９は、キースイッチ５と
連動してＳＴポジションとなるので、電磁式動弁装置１
０への電源供給は継続し、電磁式動弁装置１０はクラン
クシャフトの回転に応じて各バルブを開閉するように制
御する。以上の動作によりエンジンの始動が行われる。

【００５４】このとき、スタータモータへ電源を供給す
る１２Ｖ蓄電池４と、電磁式動弁装置１０へ電源を供給
する電磁式動弁装置専用蓄電池８とは分離独立している
ので、１２Ｖ蓄電池４からスタータモータに供給される
電源の電圧降下は最小限に抑制され、スタータのトルク
低下を招くことなく容易にエンジンを始動できる。

【００５５】（第２の実施の形態）図３は、本発明に係
る電磁式動弁装置の電源装置を適用した車両の電源シス
テムの構成を示すブロック図である。この車両は第１実
施形態と同様に、電磁式動弁装置により吸排気弁が開閉
されるエンジンを搭載した車両である。

【００５６】図３に示した第２の実施形態においては、
第１の蓄電池である１２Ｖ蓄電池４の電圧を昇圧して第
２の蓄電池である電磁式動弁装置専用蓄電池８に充電す
るＤＣ／ＤＣコンバータ１２、及びスイッチ１１、１３
が追加されていること以外は、図１に示した第１の実施
形態と同様である。

【００５７】このＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、電磁式
動弁装置専用蓄電池８のバッテリ上がり対策として設け
られたものであり、何らかの障害で電磁式動弁装置専用
蓄電池８の蓄電容量が低下し、エンジン始動前の電磁式
動弁装置１０の初期化動作が完了しなかった場合、１２
Ｖ蓄電池４の電圧を昇圧して電磁式動弁装置専用蓄電池
８を充電するために用いられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２は、直接電磁式動弁装置１０に電力を供給するもの
ではなく、応急用に電磁式動弁装置専用電池８を充電す
るものであるので、従来の直接電磁式動弁装置に電力を
供給する図８のＤＣ／ＤＣコンバータ２０１の様な大出
力は必要ない。このためＤＣ／ＤＣコンバータ１２は比
較的小容量の小型安価なものが利用できる。

【００５８】尚、本実施形態の変形例として、スイッチ
１１を切換型に変更し、外部の救援車両等から取得した
電源をＤＣ／ＤＣコンバータ１２に入力して、電磁式動
弁装置専用電池８の電圧まで昇圧できるようにしてもよ
い。

【００５９】（第３の実施の形態）図４は、本発明に係
る電磁式動弁装置の電源装置を適用した車両の電源シス
テムの構成を示すブロック図である。この車両は第１実
施形態と同様に、電磁式動弁装置により吸排気弁が開閉
されるエンジンを搭載した車両である。

【００６０】図４に示した第３の実施形態においては、
電磁式動弁装置専用電源装置２１が電磁式動弁装置専用
発電機７、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、及び１２Ｖの電
磁式動弁装置専用蓄電池２３を備えていることである。
その他の構成は、図１に示した第１の実施形態と同様で
ある。

【００６１】電磁式動弁装置専用発電機７は、第１の実
施形態の電磁式動弁装置専用発電機７と同じものであ
り、直接電磁式動弁装置１０が必要とする高電圧ＸＶを
発生し、ＤＣ／ＤＣコンバータを介することなく電磁式
動弁装置１０に供給することができるので、電力損失が
ないことは第１の実施形態と同様である。

【００６２】ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、エンジン始
動時、未だ電磁式動弁装置専用発電機７が発電を行って
ないか、あるいは十分な電力を供給できない間、電磁式
動弁装置専用蓄電池２３の電圧を昇圧して電磁式動弁装
置１０に供給するものである。そして、エンジン始動
後、電磁式動弁装置専用発電機７の発電電力量が電磁式
動弁装置１０の消費電力を上回った後、この余剰電力
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２により１２Ｖまで降圧さ
れ、電磁式動弁装置専用蓄電池２３を充電し、エンジン
始動時に消費された電力を回復し、次回の始動に備える
ことができるようになっている。

【００６３】図５は、本第３実施形態で用いられる昇圧
及び降圧が可能なＤＣ／ＤＣコンバータ２２の詳細回路
構成例を示すものである。図５において、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２２は、低圧入出力端子７１、高圧入出力端子
７２、トランス７３、プッシュプル構成のトランジスタ
７４、７５、高圧出力巻線７６、低圧出力巻線７７、ダ
イオードブリッジ８１、平滑用コンデンサ８２、放電抵
抗８３、電圧切換スイッチ７８、入力切換スイッチ７
９、出力切換スイッチ８０を備えている。

【００６４】電圧切換スイッチ７８は、ダイオードブリ
ッジ８１へ入力する交流電圧を切り換えるスイッチであ
り、低圧巻線７７と高圧巻線７６とを直列接続した高圧
側の接点Ａと、低圧巻線７７側の接点Ｂとを備えてい
る。また入力切換スイッチ７９は、スイッチング回路の
入力を低圧入出力端子７１に接続するＡ接点と、高圧入
出力端子７２に接続するＢ接点とを備え、出力切換スイ
ッチ８０は、ダイオードブリッジ８１で整流、コンデン
サ８２で平滑された出力電圧を高圧入出力端子７２に接
続するＡ接点と、低圧入出力端子７１に接続するＢ接点
とを備えている。

【００６５】そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、切
換スイッチ７８、７９、８０をそれぞれＡ側に切り換え
ると、低圧入出力端子７１から入力された１２ＶをＸＶ
に昇圧して高圧入出力端子７２から出力する昇圧モード
となり、これら切換スイッチ７８、７９、８０をそれぞ
れＢ側に切り換えると、高圧入出力端子７２から入力さ
れたＸＶを１２Ｖに降圧して低圧入出力端子７１から出
力する降圧モードとなるので、１２ＶとＸＶとの相互電
圧変換を行うことができる。

【００６６】また本実施形態においては、電磁式動弁装
置専用蓄電池２３として、車両用として一般に普及して
いる１２Ｖの蓄電池を用いたので、同一電力量（ＶＡ
Ｈ）を蓄電するための蓄電池コストを著しく低下させる
ことができる。

【００６７】以上好ましい実施の形態について説明した
が、これは本発明を限定するものではない。実施形態で
はガソリン車を例に説明したが、ディーゼル車の場合に
も吸排気弁に電磁式動弁装置を利用することは可能であ
り、本発明の電磁式動弁装置の電源装置を適用すること
ができる。

【００６８】ディーゼル車の場合には、主として電装品
の定格電圧は２４Ｖが利用されており、電装品に電力を
供給する第１の電源装置の定格電圧は２４Ｖとする。デ
ィーゼルエンジンの燃焼圧がガソリンエンジンの燃焼圧
よりも高いことを考慮すれば、燃焼圧に抗して開弁する
排気弁側のバネ定数はガソリンエンジンより大きく、従
って電磁コイルの要求電力も大きくなると考えられる。
これにより、電磁式動弁装置に電力を供給する第２の電
源装置の定格電圧は、電磁式動弁装置の要求電力特性に
もよるが、ガソリンエンジンの場合より高く設定しても
よい。

【００６９】また本発明は、内燃機関と電気モータとを
併用するハイブリッド自動車においても適用することが
できる。この場合、駆動用電気モータに電力を供給する
第１の発電機及び第１の蓄電池を備えた第１の電源装置
の定格電圧を１２Ｖではなく数百Ｖの電圧とし、電磁式
動弁装置に電力を供給する第２の発電機及び第２の蓄電
池を備えた第２の電源装置の定格電圧を数十Ｖとするこ
とができる。これに従って、第１の蓄電池から第２の蓄
電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータは、電圧を降下さ
せるタイプを用いればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁式動弁装置の電源装置の第１
の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図２】車両用要求電力特性及び車両用発電機特性を示
すグラフ（ａ）、及び電磁式動弁装置の要求電力特性及
び本発明の実施形態に用いられる電磁式動弁装置専用発
電機の特性例を示すグラフ（ｂ）である。

【図３】本発明に係る電磁式動弁装置の電源装置の第２
の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明に係る電磁式動弁装置の電源装置の第３
の実施形態の構成を示すブロック図である。

【図５】第３実施形態に用いられる双方向ＤＣ／ＤＣコ
ンバータの概略を示すブロック図である。

【図６】従来の電磁式動弁装置の機械部分の構成例を示
す断面図である。

【図７】従来の電磁式動弁装置の電気回路部の構成例を
示すブロック図である。

【図８】従来の電磁式動弁装置に電力を供給する電源装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 車両用電源装置（第１の電源装置） ２ 電磁式動弁装置専用電源装置（第２の電源装置） ３ 車両用発電機（第１の発電機） ４ １２Ｖ蓄電池（第１の蓄電池） ５ 通常の電装品 ６ 電磁式動弁装置専用発電機（第２の発電機） ７ 電磁式動弁装置専用蓄電池（第２の蓄電池） ８ 電磁式動弁装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気弁又は排気弁の開閉を電
   磁的に行う電磁式動弁装置に電力を供給する電磁式動弁
   装置の電源装置において、 車両に搭載された電装品に電力を供給する第１の発電機
   及び第１の蓄電池を備えた第１の電源装置とは別系統に
   て、前記電磁式動弁装置が要求する電圧をＤＣ／ＤＣコ
   ンバータを介さずに直接供給する第２の発電機と、該第
   ２の発電機からの電力供給が停止中に前記電磁式動弁装
   置に電力を供給する第２の蓄電池とを第２の電源装置と
   して備えたことを特徴とする電磁式動弁装置の電源装
   置。
2. 【請求項２】 前記第２の発電機は、回転数に対する発
   電電力特性を前記電磁式動弁装置の要求電力特性に合わ
   せたことを特徴とする請求項１記載の電磁式動弁装置の
   電源装置。
3. 【請求項３】 前記第２の発電機の発電出力を降圧して
   前記第２の蓄電池に充電することができるとともに、該
   第２の蓄電池の電圧を昇圧して前記電磁式動弁装置に供
   給することができるＤＣ／ＤＣコンバータをさらに備え
   たことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電磁
   式動弁装置の電源装置。
4. 【請求項４】 前記第１の蓄電池の電圧又は外部入力電
   圧を変換して前記第２の蓄電池を充電するＤＣ／ＤＣコ
   ンバータをさらに備えたことを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の電磁式動弁装置の電源装置。