JP2000303809A - Electromagnetic driven valve - Google Patents

Electromagnetic driven valve

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JP2000303809A
JP2000303809A JP11109839A JP10983999A JP2000303809A JP 2000303809 A JP2000303809 A JP 2000303809A JP 11109839 A JP11109839 A JP 11109839A JP 10983999 A JP10983999 A JP 10983999A JP 2000303809 A JP2000303809 A JP 2000303809A
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JP
Japan
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valve
armature
pressure
exhaust valve
lash adjuster
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Application number
JP11109839A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Nishida
秀之 西田
Yoshihiro Iwashita
義博 岩下
Isao Matsumoto
功 松本
Masaji Katsumata
正司 勝間田
Masaaki Tanaka
正明 田中
Keiji Yotsueda
啓二 四重田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power required for opening an exhaust valve in an electromagnetic driven valve, which has a valve element functioning as the exhaust valve of an internal combustion engine. SOLUTION: In an electromagnetic driven valve, a zero-rush adjuster 40 is arranged between an exhaust valve 12 and an armature shaft 42. The zero- rush adjuster 40 is extended by supplying hydraulic pressure in the case that the electromagnetic driving valve 10 is closed, for preventing generation of a clearance between the exhaust valve 12 and the armature shaft 42. The neutral position of an armature 56 is shifted to the side of a lower core 64, by reducing the hydraulic pressure supplied to the zero-rush adjuster 40 according to increase of inner cylinder pressure Pc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁駆動弁に係
り、特に、内燃機関の排気弁を駆動するうえで好適な電
磁駆動弁に関する。
The present invention relates to an electromagnetically driven valve, and more particularly, to an electromagnetically driven valve suitable for driving an exhaust valve of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば特開平7−33204
4号公報に開示される電磁駆動弁が公知である。この電
磁駆動弁は、内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能す
る弁体と、弁体と連動するアーマチャと、アーマチャに
弁体の開弁方向及び閉弁方向の電磁力をそれぞれ付与す
る一対の電磁石とを備えている。従って、上記従来の電
磁駆動弁によれば、各電磁石を交互に励磁することによ
り弁体を開閉駆動することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-33204
The electromagnetically driven valve disclosed in Japanese Patent Publication No. 4 is known. The electromagnetically driven valve has a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, an armature that works with the valve body, and a pair of electromagnetic force that applies electromagnetic force in the valve opening direction and the valve closing direction of the valve body to the armature. And an electromagnet. Therefore, according to the above-mentioned conventional electromagnetically driven valve, the valve element can be opened and closed by exciting each electromagnet alternately.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
排気弁は、燃焼行程の終了時近傍の筒内圧が大きい状態
で開弁される。このため、上記従来の電磁駆動弁により
排気弁を駆動する場合、かかる大きな筒内圧に対抗して
排気弁を開弁させることが必要となり、排気弁を開弁さ
せるのに要する電力が増大する。
By the way, the exhaust valve of the internal combustion engine is opened when the in-cylinder pressure near the end of the combustion stroke is large. For this reason, when the exhaust valve is driven by the above-described conventional electromagnetically driven valve, it is necessary to open the exhaust valve against such a large in-cylinder pressure, and the power required to open the exhaust valve increases.

【0004】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、排気弁を開弁させるのに要する消費電力を低減す
ることが可能な電磁駆動弁を提供することを目的とす
る。
[0004] The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electromagnetically driven valve capable of reducing the power consumption required to open an exhaust valve.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、内燃機関の排気弁として機能する弁体
と、該弁体と連動するアーマチャと、該アーマチャを少
なくとも開弁方向に吸引する電磁石と、前記弁体と前記
アーマチャとの間に介装され、油圧が付与されることに
より前記弁体と前記アーマチャとの間隔変化に追従して
伸長するゼロラッシュアジャスタと、を備える電磁駆動
弁において、前記内燃機関の筒内圧を検出又は推定する
筒内圧検出推定手段と、該筒内圧に基づいて前記ゼロラ
ッシュアジャスタに付与する油圧を変化させる油圧変化
手段と、を備える電磁駆動弁により達成される。
The above object is achieved by the present invention.
As described in the above, a valve body that functions as an exhaust valve of an internal combustion engine, an armature that cooperates with the valve body, an electromagnet that attracts the armature at least in a valve opening direction, and an interposition between the valve body and the armature. A zero-rush adjuster that is mounted and extended by following a change in the distance between the valve element and the armature by applying hydraulic pressure, and a cylinder for detecting or estimating the in-cylinder pressure of the internal combustion engine. This is achieved by an electromagnetically driven valve that includes an internal pressure detection and estimation unit and a hydraulic pressure changing unit that changes a hydraulic pressure applied to the zero lash adjuster based on the in-cylinder pressure.

【0006】請求項1記載の発明において、ゼロラッシ
ュアジャスタは油圧が付与されることにより弁体とアー
マチャとの間隔変化に追従して伸長する。従って、ゼロ
ラッシュアジャスタへ付与される油圧が不足すると、ゼ
ロラッシュアジャスタは十分に伸長しなくなる。この場
合、アーマチャの中立位置が開弁側にシフトすることに
より、アーマチャと、アーマチャを開弁方向に吸引する
電磁石との間の距離は小さくなり、アーマチャに作用す
る開弁方向の電磁力は増加する。ところで、排気弁に
は、その開弁時に、開弁方向の変位を妨げる向きに内燃
機関の高い筒内圧が作用する。従って、本発明によれ
ば、筒内圧に基づいてゼロラッシュアジャスタに付与す
る油圧を変化させることで、電磁石への通電量を増加さ
せることなく、筒内圧に抗して排気弁を開弁させること
ができる。
According to the first aspect of the present invention, the zero lash adjuster is extended by following the change in the distance between the valve body and the armature when hydraulic pressure is applied. Therefore, when the hydraulic pressure applied to the zero lash adjuster is insufficient, the zero lash adjuster does not extend sufficiently. In this case, as the neutral position of the armature shifts to the valve opening side, the distance between the armature and the electromagnet that attracts the armature in the valve opening direction decreases, and the electromagnetic force acting on the armature in the valve opening direction increases. I do. Incidentally, when the exhaust valve is opened, a high in-cylinder pressure of the internal combustion engine acts in a direction that hinders displacement in the valve opening direction. Therefore, according to the present invention, by changing the hydraulic pressure applied to the zero-lash adjuster based on the in-cylinder pressure, the exhaust valve can be opened against the in-cylinder pressure without increasing the amount of electricity to the electromagnet. Can be.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例である電
磁駆動弁10の構成を示す。図1に示す如く、電磁駆動
弁10は、内燃機関の排気弁12又は吸気弁13として
機能する弁体を備えている。排気弁12及び吸気弁13
は、内燃機関の燃焼室14内に露出するようにロアヘッ
ド16に配設されている。ロアヘッド16には、排気ポ
ート18及び吸気ポート19が形成されている。排気ポ
ート18及び吸気ポート19の燃焼室14への開口部に
は、それぞれ、排気弁12及び吸気弁13に対する弁座
20が形成されている。排気ポート18及び吸気ポート
19は、それぞれ、排気弁12及び吸気弁13が弁座2
0から離座することにより燃焼室14に連通し、また、
排気弁12及び吸気弁13が弁座20に着座することに
より燃焼室14から遮断される。
FIG. 1 shows the configuration of an electromagnetically driven valve 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electromagnetically driven valve 10 includes a valve body that functions as an exhaust valve 12 or an intake valve 13 of an internal combustion engine. Exhaust valve 12 and intake valve 13
Is disposed on the lower head 16 so as to be exposed inside the combustion chamber 14 of the internal combustion engine. An exhaust port 18 and an intake port 19 are formed in the lower head 16. Valve seats 20 for the exhaust valve 12 and the intake valve 13 are formed at openings of the exhaust port 18 and the intake port 19 to the combustion chamber 14, respectively. The exhaust port 18 and the intake port 19 are respectively connected to the exhaust valve 12 and the intake valve 13 by the valve seat 2.
By communicating with the combustion chamber 14 by being away from 0,
The exhaust valve 12 and the intake valve 13 are shut off from the combustion chamber 14 by sitting on the valve seat 20.

【0008】ロアヘッド16の上部には、断熱プレート
22を介してシリンダヘッドスペーサ24が配設されて
いる。断熱プレート22は、例えばベークライト等の断
熱材料から構成されたシート状の部材であり、燃焼室1
4で発生した高熱がロアヘッド16からシリンダヘッド
スペーサ24へ伝達されるのを抑制する機能を有してい
る。シリンダヘッドスペーサ24の更に上部には、アッ
パヘッド25が固定されている。なお、排気弁12を駆
動する電磁駆動弁10と、吸気弁13を駆動する電磁駆
動弁10は同一の構成を有している。以下においては、
排気弁12に対応する電磁駆動弁10について説明す
る。
A cylinder head spacer 24 is disposed above the lower head 16 via a heat insulating plate 22. The heat insulating plate 22 is a sheet-like member made of a heat insulating material such as bakelite, for example.
4 has a function of suppressing transmission of high heat generated from the lower head 16 to the cylinder head spacer 24. Above the cylinder head spacer 24, an upper head 25 is fixed. The electromagnetically driven valve 10 that drives the exhaust valve 12 and the electromagnetically driven valve 10 that drives the intake valve 13 have the same configuration. In the following,
The electromagnetically driven valve 10 corresponding to the exhaust valve 12 will be described.

【0009】図1に示す如く、排気弁12には上方に伸
びる弁軸26が一体に設けられている。弁軸26はバル
ブガイド28により軸方向に摺動可能に保持されてい
る。バルブガイド28はロアヘッド16に保持されてい
る。ロアヘッド16の弁軸26の略上半分を囲む部位に
は、円筒状に形成されたスプリング保持空間30が設け
られている。バルブガイド28の上端部はスプリング保
持空間30の内部に露出している。スプリング保持空間
30内のバルブガイド28の上端部近傍の周囲には、バ
ルブステムシール31が装着されている。弁軸26の上
端部近傍には、コッタ32が装着されている。コッタ3
2の外周にはロアリテーナ34が嵌着されている。
As shown in FIG. 1, the exhaust valve 12 is integrally provided with a valve shaft 26 extending upward. The valve shaft 26 is held by a valve guide 28 so as to be slidable in the axial direction. The valve guide 28 is held by the lower head 16. A spring holding space 30 formed in a cylindrical shape is provided in a portion surrounding substantially the upper half of the valve shaft 26 of the lower head 16. The upper end of the valve guide 28 is exposed inside the spring holding space 30. A valve stem seal 31 is mounted around the upper end of the valve guide 28 in the spring holding space 30. A cotter 32 is mounted near the upper end of the valve shaft 26. Cotter 3
A lower retainer 34 is fitted around the outer periphery of the second member 2.

【0010】スプリング保持空間30の底面にはスプリ
ングシート36が配設されている。スプリングシート3
6とロアリテーナ34との間には、両者を離間させる向
きの付勢力を発生するロアスプリング38が配設されて
いる。ロアスプリング38はロアリテーナ34を介して
排気弁12を上向き、即ち、弁座20に向かう方向に付
勢している。
A spring seat 36 is provided on the bottom surface of the spring holding space 30. Spring seat 3
Between the lower retainer 6 and the lower retainer 34, a lower spring 38 that generates an urging force in a direction for separating the lower retainer 34 and the lower retainer 34 is disposed. The lower spring 38 urges the exhaust valve 12 upward through the lower retainer 34, that is, in a direction toward the valve seat 20.

【0011】弁軸26の上方には、ゼロラッシュアジャ
スタ40を隔てて、アーマチャシャフト42が弁軸26
と同軸に配設されている。ゼロラッシュアジャスタ40
の構成については後に詳細に説明する。アーマチャシャ
フト42の上端部には、コッタ44が装着されている。
コッタ44の周囲には、アッパリテーナ46が嵌着され
ている。アッパリテーナ46の上面には、アッパスプリ
ング48の下端部が当接している。アッパスプリング4
8の周囲には、円筒状のアッパケース50が配設されて
いる。アッパケース50の上部にはアジャスタボルト5
2が螺着されている。アッパスプリング48の上端部は
スプリングガイド54を介してアジャスタボルト52に
当接している。アッパスプリング48はアッパリテーナ
46を介してアーマチャシャフト42を下向きに付勢し
ている。
An armature shaft 42 is provided above the valve shaft 26 with a zero lash adjuster 40 therebetween.
And are arranged coaxially. Zero lash adjuster 40
Will be described later in detail. A cotter 44 is mounted on the upper end of the armature shaft 42.
An applicator 46 is fitted around the cotter 44. The lower end of an upper spring 48 is in contact with the upper surface of the upper retainer 46. Upper spring 4
A cylindrical upper case 50 is provided around the periphery of the upper case 8. An adjuster bolt 5 is provided on the upper part of the upper case 50.
2 is screwed. The upper end of the upper spring 48 is in contact with the adjuster bolt 52 via a spring guide 54. The upper spring 48 urges the armature shaft 42 downward through the upper retainer 46.

【0012】アーマチャシャフト42の軸方向中央部の
外周にはアーマチャ56が接合されている。アーマチャ
56は軟磁性材料により構成された円盤状の部材であ
る。アーマチャ56の上方にはアッパコイル58及びア
ッパコア60が配設されている。また、アーマチャ56
の下方にはロアコイル62及びロアコア64が配設され
ている。アッパコイル58及びロアコイル62はそれぞ
れ、アッパコア60及びロアコア64に形成された環状
溝60a及び64aに収容されている。
An armature 56 is joined to an outer periphery of a central portion of the armature shaft 42 in the axial direction. The armature 56 is a disk-shaped member made of a soft magnetic material. Above the armature 56, an upper coil 58 and an upper core 60 are provided. Also, armature 56
The lower coil 62 and the lower core 64 are disposed below the lower side. The upper coil 58 and the lower coil 62 are accommodated in annular grooves 60a and 64a formed in the upper core 60 and the lower core 64, respectively.

【0013】アッパコイル58及びロアコイル62は駆
動回路65に電気的に接続されている。駆動回路65
は、ECU11から付与される制御信号に応じた指令信
号をアッパコイル58及びロアコイル62にそれぞれ供
給する。アッパコア60及びロアコア64はそれぞれ、
その中央部を貫通する貫通穴60b及び64bを備えて
いる。アッパコア60の貫通穴60bの上端にはアッパ
ブッシュ66が配設されている。また、ロアコア64の
貫通穴64bの下端にはロアブッシュ68が配設されて
いる。アーマチャシャフト42はアッパブッシュ66及
びロアブッシュ68により軸方向に摺動可能に保持され
ている。また、アッパコア60の上端部及びロアコア6
4の下端部には、それぞれ、フランジ部60c及び64
cが設けられている。
The upper coil 58 and the lower coil 62 are electrically connected to a drive circuit 65. Drive circuit 65
Supplies a command signal corresponding to a control signal provided from the ECU 11 to the upper coil 58 and the lower coil 62, respectively. The upper core 60 and the lower core 64 are respectively
It has through holes 60b and 64b penetrating the central part. An upper bush 66 is provided at the upper end of the through hole 60b of the upper core 60. Further, a lower bush 68 is disposed at a lower end of the through hole 64b of the lower core 64. The armature shaft 42 is held by an upper bush 66 and a lower bush 68 so as to be slidable in the axial direction. Further, the upper end of the upper core 60 and the lower core 6
4 have flange portions 60c and 64, respectively.
c is provided.

【0014】シリンダヘッドスペーサ24には、その上
下を貫通する円筒状のラッシュアジャスタ保持空間24
aが、上記スプリング保持空間30と同軸に形成されて
いる。ラッシュアジャスタ保持空間24aの内部には、
上記したゼロラッシュアジャスタ40が保持されてい
る。シリンダヘッドスペーサ24の上面のラッシュアジ
ャスタ保持空間24aの開口部近傍には、上向きに隆起
した隆起部24bが設けられている。
The cylinder head spacer 24 has a cylindrical lash adjuster holding space 24 penetrating therethrough.
a is formed coaxially with the spring holding space 30. Inside the lash adjuster holding space 24a,
The above-mentioned zero lash adjuster 40 is held. A protruding portion 24b that protrudes upward is provided near the opening of the lash adjuster holding space 24a on the upper surface of the cylinder head spacer 24.

【0015】アッパヘッド25には、その上下を貫通す
る円筒状のコア保持空間25aが、上記スプリング保持
空間30及びラッシュアジャスタ保持空間24aと同軸
に形成されている。アッパコア60はそのフランジ部6
0cがシム70を介してアッパヘッド25に上方から当
接し、また、ロアコア64はそのフランジ部64cがア
ッパヘッド25に下方から当接するように、それぞれコ
ア保持空間25aに挿入されている。アッパコア60の
フランジ部60cは、アッパヘッド25と、アッパケー
ス50の下端部に形成されたフランジ部50aとの間に
挟持されている。また、ロアコア64のフランジ部64
cは、アッパヘッド25とロアブラケット72との間に
挟持されている。そして、アッパケース50及びロアブ
ラケット72が固定ボルト74、76によりアッパヘッ
ド25に固定されることで、アッパコア60とロアコア
64とは所定の間隔を隔てて固定されている。
In the upper head 25, a cylindrical core holding space 25a penetrating the upper and lower portions thereof is formed coaxially with the spring holding space 30 and the lash adjuster holding space 24a. The upper core 60 has its flange 6
The lower core 64 is inserted into the core holding space 25a such that the lower core 64 abuts the upper head 25 from below through the shim 70, and the flange portion 64c abuts the upper head 25 from below. The flange portion 60c of the upper core 60 is sandwiched between the upper head 25 and a flange portion 50a formed at the lower end of the upper case 50. Also, the flange portion 64 of the lower core 64
c is sandwiched between the upper head 25 and the lower bracket 72. By fixing the upper case 50 and the lower bracket 72 to the upper head 25 with fixing bolts 74 and 76, the upper core 60 and the lower core 64 are fixed at a predetermined interval.

【0016】シリンダヘッドスペーサ24には、互いに
連通する油供給路80及び82が設けられている。油供
給路82はラッシュアジャスタ保持空間24aの内壁面
の所定位置に開口している。油供給路80には油圧配管
87を介して油圧ポンプ86が接続されている。本実施
例において、油圧ポンプ86は電動式のポンプとして構
成されている。油圧配管87にはレギュレータ88が設
けられている。レギュレータ88は、油圧ポンプ86が
オイルタンク89から圧送した油を、ECU11から供
給される制御信号に応じた油圧に調圧して油供給路8
0、82へ供給する。以下、油供給路80、82へ供給
される油圧を供給油圧Pe と称す。油圧配管87のレギ
ュレータ88より下流側には油圧センサ91が設けられ
ている。油圧センサ91は供給油圧Pe に応じた電気信
号をECU11に向けて出力する。ECU11は、油圧
センサ91の出力信号に基づいて供給油圧Pe を検出す
る。なお、本実施例において、上記した油圧供給系は、
排気弁12を駆動する電磁駆動弁10と、吸気弁13を
駆動する電磁駆動弁10のそれぞれに対応して独立に設
けられている。
The cylinder head spacer 24 is provided with oil supply passages 80 and 82 which communicate with each other. The oil supply passage 82 opens at a predetermined position on the inner wall surface of the lash adjuster holding space 24a. A hydraulic pump 86 is connected to the oil supply path 80 via a hydraulic pipe 87. In this embodiment, the hydraulic pump 86 is configured as an electric pump. A regulator 88 is provided in the hydraulic pipe 87. The regulator 88 adjusts the pressure of the oil pumped from the oil tank 89 by the hydraulic pump 86 to a hydraulic pressure according to a control signal supplied from the ECU 11 and controls the oil supply path 8.
0, 82. Hereinafter, the oil pressure supplied to the oil supply paths 80 and 82 is referred to as a supply oil pressure Pe. A hydraulic pressure sensor 91 is provided downstream of the regulator 88 of the hydraulic pressure pipe 87. The oil pressure sensor 91 outputs an electric signal corresponding to the supply oil pressure Pe to the ECU 11. The ECU 11 detects the supply oil pressure Pe based on the output signal of the oil pressure sensor 91. In the present embodiment, the above-described hydraulic supply system includes:
The electromagnetically driven valve 10 that drives the exhaust valve 12 and the electromagnetically driven valve 10 that drives the intake valve 13 are provided independently of each other.

【0017】シリンダヘッドスペーサ24には、更に、
油回収穴90が設けられている。油回収穴90は、その
上端がシリンダヘッド24の隆起部24bの周囲近傍に
開口し、下端がスプリング保持空間30内へ開口するよ
うに、シリンダヘッドスペーサ24を上下に貫通してい
る。油回収穴90は、ゼロラッシュアジャスタ40から
上方へ漏出した油を集めてスプリング保持空間30へ流
入させ、この油をアーマチャシャフト42及び弁軸26
の潤滑油として供する役割を有している。なお、油回収
穴90の上部が加工穴90a、90bにより構成される
ことで、油回収穴90のシリンダヘッドスペーサ24上
面への開口面積が大きく確保されている。
The cylinder head spacer 24 further includes
An oil recovery hole 90 is provided. The oil recovery hole 90 vertically penetrates the cylinder head spacer 24 so that the upper end is opened near the raised portion 24 b of the cylinder head 24 and the lower end is opened into the spring holding space 30. The oil recovery hole 90 collects oil leaking upward from the zero lash adjuster 40 and flows the oil into the spring holding space 30, and this oil is supplied to the armature shaft 42 and the valve shaft 26.
It has the role of serving as a lubricating oil. Since the upper portion of the oil recovery hole 90 is formed by the processing holes 90a and 90b, a large opening area of the oil recovery hole 90 on the upper surface of the cylinder head spacer 24 is ensured.

【0018】吸気ポート19には、吸気通路92が接続
されている。吸気通路92にはスロットル弁93が配設
されている。吸気通路92にはスロットル弁93の開度
に応じた量の空気が吸入される。吸気通路92のスロッ
トル弁93より下流側には、吸気圧センサ94が設けら
れている。吸気圧センサ94は、吸気通路92内の圧力
(以下、吸気圧PMと称す)に応じた電気信号をECU
11に向けて出力する。ECU11は、吸気圧センサ9
4の出力信号に基づいて吸気圧PMを検出する。
An intake passage 92 is connected to the intake port 19. A throttle valve 93 is provided in the intake passage 92. Air is drawn into the intake passage 92 in an amount corresponding to the opening of the throttle valve 93. An intake pressure sensor 94 is provided downstream of the throttle valve 93 in the intake passage 92. The intake pressure sensor 94 outputs an electric signal corresponding to the pressure in the intake passage 92 (hereinafter, referred to as intake pressure PM) to the ECU.
Output to 11. The ECU 11 controls the intake pressure sensor 9
4, the intake pressure PM is detected.

【0019】一方、排気ポート18には、排気通路96
が接続されている。内燃機関の排気行程で燃焼室14か
ら排出された排気ガスは、排気通路96から図示しない
触媒及びマフラーを経て外部へ排出される。ECU11
には、また、回転数センサ98が電気的に接続されてい
る。回転数センサ98は内燃機関の回転数(以下、機関
回転数NEと称す)に応じた電気信号をECU11に向
けて出力する。ECU11は、回転数センサ98の出力
信号に基づいて機関回転数NEを検出する。
On the other hand, the exhaust port 18 has an exhaust passage 96.
Is connected. Exhaust gas discharged from the combustion chamber 14 in the exhaust stroke of the internal combustion engine is discharged from the exhaust passage 96 to the outside through a catalyst and a muffler (not shown). ECU 11
Is also electrically connected to a rotation speed sensor 98. The rotation speed sensor 98 outputs an electric signal corresponding to the rotation speed of the internal combustion engine (hereinafter, referred to as engine rotation speed NE) to the ECU 11. The ECU 11 detects the engine speed NE based on the output signal of the speed sensor 98.

【0020】次に、電磁駆動弁10の動作について説明
する。アッパコイル58に電流が供給されると、アッパ
コイル58が発生する磁束によってアーマチャ56には
アッパコア60に向かう方向の電磁力が作用する。この
ため、図1に示される如く、アーマチャ56はアッパス
プリング48による付勢力に抗してアッパコア60に当
接するまで変位する。以下、アーマチャ56がアッパコ
ア60に当接する位置を、アーマチャ56又は排気弁1
2の全閉位置と称する。この状態では、排気弁12が弁
座20に着座することで、排気弁12は閉弁状態とな
る。
Next, the operation of the electromagnetically driven valve 10 will be described. When a current is supplied to the upper coil 58, an electromagnetic force in a direction toward the upper core 60 acts on the armature 56 by the magnetic flux generated by the upper coil 58. Therefore, as shown in FIG. 1, the armature 56 is displaced until it comes into contact with the upper core 60 against the urging force of the upper spring 48. Hereinafter, the position where the armature 56 contacts the upper core 60 will be referred to as the armature 56 or the exhaust valve 1.
2 is referred to as a fully closed position. In this state, the exhaust valve 12 is seated on the valve seat 20, and the exhaust valve 12 is closed.

【0021】このように排気弁12が閉弁された状態
で、アッパコイル58への電流の供給が停止されると、
アーマチャ56を全閉位置に保持するのに必要な電磁力
は消滅する。このため、アッパコイル58への電流の供
給が停止されると、アーマチャ56は排気弁12と共
に、アッパスプリング48に付勢されることにより下方
へ向けて単振動の運動を開始する。このため、排気弁1
2が弁座20から離座することで排気弁12は開弁され
る。アーマチャ56の変位量が所定値に達した時点でロ
アコイル62に励磁電流が供給されると、アーマチャ5
6をロアコア64に向けて駆動する電磁力が発生する。
When the supply of current to the upper coil 58 is stopped in the state where the exhaust valve 12 is closed,
The electromagnetic force required to hold the armature 56 in the fully closed position disappears. Therefore, when the supply of the current to the upper coil 58 is stopped, the armature 56 is urged by the upper spring 48 together with the exhaust valve 12 to start a single-vibration movement downward. Therefore, the exhaust valve 1
When the valve 2 is separated from the valve seat 20, the exhaust valve 12 is opened. When the exciting current is supplied to the lower coil 62 when the displacement amount of the armature 56 reaches a predetermined value, the armature 5
An electromagnetic force for driving the motor 6 toward the lower core 64 is generated.

【0022】アーマチャ56に対して上記電磁力が作用
すると、摩擦により失われた運動エネルギーが補われ、
アーマチャ56はロアスプリング38の発する付勢力に
抗してロアコア64に当接するまで変位する。以下、ア
ーマチャ56がロアコア64に当接した位置を、アーマ
チャ56又は排気弁12の全開位置と称す。かかる状態
で、ロアコイル62への励磁電流の供給が停止される
と、アーマチャ56を全開位置に保持するのに必要な電
磁力が消滅する。このため、排気弁12及びアーマチャ
56はロアスプリング38の発する付勢力により上方へ
向けて単振動の運動を開始する。これらの変位量が所定
値に達した時点でアッパコイル58に励磁電流が供給さ
れると、アッパコイル58が発する電磁力により、摩擦
による失われた運動エネルギーが補われ、アーマチャ5
6はアッパコア60に当接するまで変位する。アーマチ
ャ56がアッパコア60に当接した状態では、排気弁1
2が弁座20に着座することで、排気弁12は再び閉弁
状態となる。
When the above-mentioned electromagnetic force acts on the armature 56, the kinetic energy lost by friction is compensated,
The armature 56 is displaced against the urging force generated by the lower spring 38 until it contacts the lower core 64. Hereinafter, the position where the armature 56 contacts the lower core 64 is referred to as the armature 56 or the fully opened position of the exhaust valve 12. In this state, when the supply of the exciting current to the lower coil 62 is stopped, the electromagnetic force required to hold the armature 56 at the fully open position disappears. Therefore, the exhaust valve 12 and the armature 56 start a single-vibration motion upward by the urging force generated by the lower spring 38. When an exciting current is supplied to the upper coil 58 when these displacement amounts reach a predetermined value, the kinetic energy lost due to friction is compensated by the electromagnetic force generated by the upper coil 58, and the armature 5
6 is displaced until it comes into contact with the upper core 60. When the armature 56 is in contact with the upper core 60, the exhaust valve 1
When 2 is seated on the valve seat 20, the exhaust valve 12 is closed again.

【0023】このように、本実施例によれば、アッパコ
イル58とロアコイル62とに、交互に適当なタイミン
グで電流を供給することにより、アーマチャ56及び排
気弁12を全閉位置と全開位置との間で繰り返し往復運
動させることができる。なお、アッパコイル58及びロ
アコイル62の何れにも通電されない状態では、アーマ
チャ56はアッパスプリング48及びロアコイル38に
より、アッパコア60とロアコア64との間の中間位置
に保持される。以下、かかる状態でのアーマチャ56の
位置を、アーマチャ56の中立位置と称す。
As described above, according to the present embodiment, the current is alternately supplied to the upper coil 58 and the lower coil 62 at an appropriate timing, so that the armature 56 and the exhaust valve 12 are switched between the fully closed position and the fully open position. Can be reciprocated repeatedly. In a state where neither the upper coil 58 nor the lower coil 62 is energized, the armature 56 is held at an intermediate position between the upper core 60 and the lower core 64 by the upper spring 48 and the lower coil 38. Hereinafter, the position of the armature 56 in such a state is referred to as a neutral position of the armature 56.

【0024】本実施例において、上記したゼロラッシュ
アジャスタ40は、排気弁12とロアヘッド16との間
の熱膨張差や排気弁12と弁座20との着座面の摩耗に
よる排気弁12とアーマチャシャフト42との相対変位
を吸収することにより、両部材間に隙間が生ずるのを防
止する機能を有している。以下、ゼロラッシュアジャス
タ40の構成及び動作について説明する。
In the present embodiment, the above-mentioned zero lash adjuster 40 is provided between the exhaust valve 12 and the armature shaft due to the difference in thermal expansion between the exhaust valve 12 and the lower head 16 and the wear of the seating surface between the exhaust valve 12 and the valve seat 20. It has a function of preventing a gap from being formed between both members by absorbing the relative displacement with respect to. Hereinafter, the configuration and operation of the zero lash adjuster 40 will be described.

【0025】図2は、ゼロラッシュアジャスタ40及び
その周辺部分を示す拡大断面図である。なお、図2は、
アーマチャ56及び排気弁12が全閉位置にある状況下
で実現される状態を示す。図2に示す如く、ゼロラッシ
ュアジャスタ40は、プランジャボディ100を備えて
いる。プランジャボデイ100は、ラッシュアジャスタ
保持空間24a内に軸方向に摺動可能に配設されてい
る。プランジャボディ100は一端(図2においては下
端)が閉じた略円筒状の部材である。プランジャボディ
100は、その内部に、下端部に設けられたスプリング
保持部100aと、スプリング保持部100aに比して
大径に形成されたプランジャ保持部100bとを備えて
いる。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the zero lash adjuster 40 and its peripheral portion. In addition, FIG.
This shows a state realized under a situation where the armature 56 and the exhaust valve 12 are in the fully closed position. As shown in FIG. 2, the zero lash adjuster 40 includes a plunger body 100. The plunger body 100 is slidably disposed in the lash adjuster holding space 24a in the axial direction. The plunger body 100 is a substantially cylindrical member whose one end (the lower end in FIG. 2) is closed. The plunger body 100 includes a spring holding portion 100a provided at a lower end thereof, and a plunger holding portion 100b having a larger diameter than the spring holding portion 100a.

【0026】プランジャボディ100のプランジャ保持
部100bには、プランジャ102が軸方向に摺動可能
に配設されている。プランジャ102の図2における下
底面と、スプリング保持部100aの下底面との間に
は、油圧室104が画成されている。プランジャ102
は、その外周面に、プランジャ保持部100bの内周面
に対して摺動する大径部102aと、図2における上端
部に設けられた小径部102bとを備えている。一方、
プランジャ収容部100bの内周面の上端には、ストッ
パリング106が圧入されている。ストッパリング10
6は、プランジャ102の大径部102aの外径に比し
て小さな内径を有している。従って、プランジャ102
のプランジャ保持部100b内部における上向きの変位
は、大径部102aと小径部102bとの間の段差と、
ストッパリング106とが当接することにより規制され
る。プランジャ102は、また、上方に向けて開口する
リザーバ室108、及び、リザーバ室108と油圧室1
04とを連通する連通路110を備えている。
A plunger 102 is provided on the plunger holding portion 100b of the plunger body 100 so as to be slidable in the axial direction. A hydraulic chamber 104 is defined between the lower bottom surface of the plunger 102 in FIG. 2 and the lower bottom surface of the spring holding portion 100a. Plunger 102
Has a large-diameter portion 102a that slides on the outer peripheral surface of the plunger holding portion 100b and a small-diameter portion 102b provided at the upper end in FIG. on the other hand,
A stopper ring 106 is press-fitted into the upper end of the inner peripheral surface of the plunger accommodating portion 100b. Stopper ring 10
6 has an inner diameter smaller than the outer diameter of the large diameter portion 102a of the plunger 102. Therefore, the plunger 102
The upward displacement inside the plunger holding portion 100b is caused by a step between the large diameter portion 102a and the small diameter portion 102b,
It is regulated by contact with the stopper ring 106. The plunger 102 also has a reservoir chamber 108 that opens upward, and the reservoir chamber 108 and the hydraulic chamber 1
The communication passage 110 communicates with the communication passage 04.

【0027】油圧室104には、リテーナ112及びプ
ランジャスプリング114が配設されている。プランジ
ャスプリング114は、リテーナ112を介してプラン
ジャ102を上向きに付勢している。リテーナ112の
内側にはチェックボール116及びチェックボールスプ
リング118が配設されている。チェックボールスプリ
ング118は、チェックボール116を連通路110の
開口部に向けて付勢している。チェックボール116及
びチェックボールスプリング118は、油圧室104側
がリザーバ室108側に比して低圧になった場合にのみ
開弁するチェックバルブとして機能する。
In the hydraulic chamber 104, a retainer 112 and a plunger spring 114 are provided. The plunger spring 114 urges the plunger 102 upward via the retainer 112. A check ball 116 and a check ball spring 118 are provided inside the retainer 112. The check ball spring 118 urges the check ball 116 toward the opening of the communication passage 110. The check ball 116 and the check ball spring 118 function as a check valve that opens only when the pressure in the hydraulic chamber 104 becomes lower than that in the reservoir chamber 108.

【0028】ゼロラッシュアジャスタ40は、また、リ
ザーバキャップ120を備えている。リザーバキャップ
120は一端(図2における下端)が閉じた円筒状の部
材である。リザーバキャップ120は、その外側底面が
プランジャ102の上端面に当接するように、ラッシュ
アジャスタ保持空間24aに摺動可能に配設されてい
る。リザーバキャップ120の下底面には、その一部が
切り欠かれてなるオーバフローリセス122が設けられ
ている。オーバーフローリセス122は、リザーバ室1
08と常時連通している。
The zero lash adjuster 40 also has a reservoir cap 120. The reservoir cap 120 is a cylindrical member having one end (the lower end in FIG. 2) closed. The reservoir cap 120 is slidably disposed in the lash adjuster holding space 24a such that the outer bottom surface is in contact with the upper end surface of the plunger 102. On the lower bottom surface of the reservoir cap 120, an overflow recess 122, which is partially cut away, is provided. The overflow recess 122 is located in the reservoir 1
08 is always in communication.

【0029】アーマチャシャフト42の下端面は、リザ
ーバキャップ120の内側底面に当接している。一方、
弁軸26の上端面は、プランジャボディ100の外側底
面に当接している。また、油供給路82は、図2に示す
状態(すなわち、アーマチャ56及び排気弁12が全閉
位置にある状態)で、オーバフローリセス122と連通
するように、ラッシュアジャスタ保持空間24aの内周
面に開口している。
The lower end surface of the armature shaft 42 is in contact with the inner bottom surface of the reservoir cap 120. on the other hand,
The upper end surface of the valve shaft 26 is in contact with the outer bottom surface of the plunger body 100. In addition, the oil supply passage 82 has an inner peripheral surface of the lash adjuster holding space 24a that communicates with the overflow recess 122 in a state shown in FIG. 2 (that is, a state in which the armature 56 and the exhaust valve 12 are in the fully closed position). It is open to.

【0030】図2に示す状態においてアッパコイル58
への通電が遮断されると、上記の如く、アーマチャシャ
フト42には開弁方向の付勢力が作用する。この開弁方
向の力はリザーバキャップ120からプランジャ102
に伝達される。プランジャ102に伝達される力がプラ
ンジャスプリング114の付勢力を越えると、プランジ
ャ102が下向きに押圧されることで、油圧室104内
の油が加圧される。このため、油圧室104の油圧がリ
ザーバ室108の油圧に比して高圧となり、連通路11
0はチェックボール116により閉塞される。連通路1
10が閉塞されると、油圧室104とリザーバ室108
との間の油の授受は禁止される。このため、プランジャ
102に伝達された駆動力は油圧室104を介してプラ
ンジャボディ100に伝達され、ゼロラッシュアジャス
タ40は、アーマチャシャフト42及び排気弁12と共
に開弁方向に変位する。ゼロラッシュアジャスタ40が
開弁方向に変位する過程では、油圧室104の油が加圧
されることで、プランジャ102とプランジャボディ1
00との摺動面を介して油圧室104から油が徐々に漏
出し、ラッシュアジャスタ40は油の漏出分に相当する
僅かな量だけ収縮する。
In the state shown in FIG.
When the power supply to the armature shaft 42 is cut off, the urging force in the valve opening direction acts on the armature shaft 42 as described above. The force in the valve opening direction is applied from the reservoir cap 120 to the plunger 102.
Is transmitted to When the force transmitted to the plunger 102 exceeds the urging force of the plunger spring 114, the plunger 102 is pressed downward, so that the oil in the hydraulic chamber 104 is pressurized. Therefore, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 104 becomes higher than the hydraulic pressure in the reservoir chamber 108, and the communication passage 11
0 is closed by the check ball 116. Communication passage 1
10 is closed, the hydraulic chamber 104 and the reservoir chamber 108
The transfer of oil between is prohibited. Therefore, the driving force transmitted to the plunger 102 is transmitted to the plunger body 100 via the hydraulic chamber 104, and the zero lash adjuster 40 is displaced in the valve opening direction together with the armature shaft 42 and the exhaust valve 12. When the zero lash adjuster 40 is displaced in the valve opening direction, the oil in the hydraulic chamber 104 is pressurized, so that the plunger 102 and the plunger body 1 are displaced.
The oil gradually leaks from the hydraulic chamber 104 through the sliding surface with the hydraulic fluid 00, and the lash adjuster 40 contracts by a small amount corresponding to the amount of the leaked oil.

【0031】アーマチャ56がロアコア64に当接する
まで変位した後、ロアコイル62への通電が停止される
と、アーマチャ56は今度は閉弁方向に変位を開始す
る。そして、排気弁12が弁座20に着座すると、プラ
ンジャボディ100にロアスプリング38の付勢力は作
用しなくなる。一方、排気弁12が弁座20に着座した
後も、アーマチャ56は、排気弁12が開弁方向に変位
する過程でのラッシュアジャスタ40の収縮分に相当す
る微小量だけ更に閉弁方向に変位する。この場合、プラ
ンジャ102は、プランジャスプリング114の付勢力
により、リザーバキャップ120に追従して、プランジ
ャボディ100に対して上向きに摺動しようとし、油圧
室104内の油圧は低下する。そして、油圧室104が
リザーバ室108よりも低圧になると、チェックボール
116が連通路110の開口部から離座することで、油
圧室104とリザーバ室108とが連通する。上述の如
く、排気弁12が弁座20に着座した状態では、油供給
路82とオーバーフローリセス122とが連通する。こ
のため、油圧室104とリザーバ室108とが連通する
と、油供給路80へ供給された供給油圧Pe の油が、油
供給路82からリザーバ室108を経て油圧室104に
流入することで、プランジャ102はリザーバキャップ
120に当接した状態を維持しながら上向きに摺動す
る。
After the armature 56 has been displaced until it comes into contact with the lower core 64, when the energization of the lower coil 62 is stopped, the armature 56 starts to be displaced in the valve closing direction. When the exhaust valve 12 is seated on the valve seat 20, the urging force of the lower spring 38 does not act on the plunger body 100. On the other hand, even after the exhaust valve 12 is seated on the valve seat 20, the armature 56 is further displaced in the valve closing direction by a minute amount corresponding to the contraction of the lash adjuster 40 in the process of displacing the exhaust valve 12 in the valve opening direction. I do. In this case, the plunger 102 tries to slide upward with respect to the plunger body 100 following the reservoir cap 120 by the urging force of the plunger spring 114, and the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 104 decreases. When the pressure in the hydraulic chamber 104 becomes lower than the pressure in the reservoir chamber 108, the check ball 116 moves away from the opening of the communication passage 110, so that the hydraulic chamber 104 and the reservoir chamber 108 communicate with each other. As described above, when the exhaust valve 12 is seated on the valve seat 20, the oil supply path 82 and the overflow recess 122 communicate with each other. Therefore, when the hydraulic chamber 104 and the reservoir chamber 108 communicate with each other, the oil of the supply hydraulic pressure Pe supplied to the oil supply path 80 flows into the hydraulic chamber 104 from the oil supply path 82 through the reservoir chamber 108, and the plunger The reference numeral 102 slides upward while maintaining the state in which it is in contact with the reservoir cap 120.

【0032】このように、排気弁12が全閉位置に達し
た際に、ゼロラッシュアジャスタ40に供給油圧Pe の
油が供給されることによりゼロラッシュアジャスタ40
が伸長することで、排気弁12とアーマチャシャフト4
2との間に隙間、すなわち、タペットクリアランスが生
ずることが防止される。また、排気弁12とロアヘッド
16との熱膨張差や、排気弁12と弁座20との着座面
の摩耗に起因して生ずる弁軸26とアーマチャシャフト
42との間隔変化は、時間的に緩やかに生ずるものであ
り、排気弁12が全閉位置と全開位置との間を一往復す
る間に生ずる間隔変化量は極く僅かである。このため、
かかる間隔変化は、排気弁12が開弁している状態で収
縮したゼロラッシュアジャスタ40が、排気弁12が閉
弁した際に伸長する過程で吸収されることとなる。
As described above, when the exhaust valve 12 reaches the fully closed position, the oil of the supply hydraulic pressure Pe is supplied to the zero lash adjuster 40, so that the zero lash adjuster 40
Of the exhaust valve 12 and the armature shaft 4
2, that is, a tappet clearance is prevented from occurring. Further, the change in the thermal expansion between the exhaust valve 12 and the lower head 16 and the change in the interval between the valve shaft 26 and the armature shaft 42 caused by the wear of the seating surface between the exhaust valve 12 and the valve seat 20 are gradual with time. The amount of change in the interval that occurs when the exhaust valve 12 makes one reciprocation between the fully closed position and the fully open position is extremely small. For this reason,
Such an interval change is absorbed in a process in which the zero lash adjuster 40 contracted while the exhaust valve 12 is open extends when the exhaust valve 12 is closed.

【0033】なお、タペットクリアランスが生じなくな
るまでゼロラッシュアジャスタ40が伸長した状態を、
以下、ゼロラッシュ状態と称す。また、ゼロラッシュ状
態におけるアーマチャ56の中立位置を、以下、中立基
準位置と称す。ところで、排気弁12は、燃焼行程が終
了する下死点近傍で開弁される。燃焼行程では燃焼室1
4には燃焼に伴う大きな筒内圧Pc が生じている。従っ
て、排気弁12を開弁させる際には、大きな筒内圧Pc
と排気ポート18の圧力との差圧(以下、開弁圧Po と
称す)に応じた力が、排気弁12の変位を妨げる向きに
作用することとなる。すなわち、排気弁12を開弁させ
るには、アーマチャ56に上記開弁圧Po に対抗するだ
けの大きな電磁力を付与することが必要となる。
The state in which the zero lash adjuster 40 is extended until the tappet clearance is no longer generated,
Hereinafter, it is referred to as a zero rush state. The neutral position of the armature 56 in the zero rush state is hereinafter referred to as a neutral reference position. By the way, the exhaust valve 12 is opened near the bottom dead center where the combustion stroke ends. In the combustion stroke, combustion chamber 1
In FIG. 4, a large in-cylinder pressure Pc is generated due to combustion. Therefore, when the exhaust valve 12 is opened, the large in-cylinder pressure Pc
A force corresponding to the pressure difference between the pressure at the exhaust port 18 and the pressure at the exhaust port 18 (hereinafter, referred to as the valve opening pressure Po) acts in a direction to hinder the displacement of the exhaust valve 12. That is, in order to open the exhaust valve 12, it is necessary to apply a large electromagnetic force to the armature 56 to oppose the valve opening pressure Po.

【0034】一方、上述の如く、ゼロラッシュアジャス
タ40は、排気弁12が全閉位置近傍に達した際に、油
供給路82から供給油圧Pe の油が供給されることによ
り伸長し、タペットクリアランスが生ずるのを防止する
機構である。従って、供給油圧Pe が不足すると、排気
弁12が全閉位置に達しても、ゼロラッシュ状態が形成
されるまでゼロラッシュアジャスタ40が伸長し得ない
事態が生ずる。この場合、供給油圧Pe が低下するのに
応じて、アーマチャ56の中立位置は中立基準位置から
ロアコア64側に変位する。なお、アーマチャ56の中
立位置の、中立基準位置からロアコア64側への変位量
を、以下、中立シフト量Lと称す。
On the other hand, as described above, the zero lash adjuster 40 extends when the oil of the supply oil pressure Pe is supplied from the oil supply passage 82 when the exhaust valve 12 reaches the vicinity of the fully closed position, so that the tappet clearance is increased. Is a mechanism for preventing the occurrence of Therefore, if the supply hydraulic pressure Pe is insufficient, even if the exhaust valve 12 reaches the fully closed position, the zero lash adjuster 40 may not be able to extend until the zero rush state is formed. In this case, the neutral position of the armature 56 is displaced from the neutral reference position toward the lower core 64 as the supply oil pressure Pe decreases. The amount of displacement of the neutral position of the armature 56 from the neutral reference position toward the lower core 64 is hereinafter referred to as a neutral shift amount L.

【0035】図3は、ロアコイル62に一定の励磁電流
が供給された場合の、アーマチャ56の位置と、ロアコ
ア64とアーマチャ56との間に作用する電磁吸引力と
の関係を示す。図3に示す如く、ロアコイル62に一定
の励磁電流が供給された場合にアーマチャ56とロアコ
ア64との間に作用する電磁吸引力は、アーマチャ56
がロアコア64側に変位するほど大きくなる。すなわ
ち、供給油圧Pe が低いほど、つまり、中立シフト量L
が大きいほど、ロアコイル62に一定の電流を供給した
場合にアーマチャ56に作用する開弁方向の電磁力は増
加する。
FIG. 3 shows the relationship between the position of the armature 56 and the electromagnetic attraction acting between the lower core 64 and the armature 56 when a constant exciting current is supplied to the lower coil 62. As shown in FIG. 3, when a constant exciting current is supplied to the lower coil 62, the electromagnetic attraction force acting between the armature 56 and the lower core 64 is
Becomes larger as the position moves toward the lower core 64 side. That is, the lower the supply oil pressure Pe, that is, the neutral shift amount L
When the constant current is supplied to the lower coil 62, the electromagnetic force acting on the armature 56 in the valve-opening direction increases as the current value increases.

【0036】また、アーマチャ56の中立位置のロアコ
ア側64への変位は、ゼロラッシュアジャスタ40が十
分に伸長しないことにより生ずるものである。従って、
排気弁12は、ゼロラッシュアジャスタ40を隔ててア
ーマチャ56と対称に、中立シフト量Lとほぼ同量だけ
閉弁方向に変位することとなる。この場合、排気弁12
が全開位置に達した際のロアスプリング38の収縮変形
量が減少することで、排気弁12を介してアーマチャ5
6に作用する閉弁方向のバネ力も減少する。従って、中
立シフト量Lが大きいほど、排気弁12を全開位置に保
持するためにアーマチャ56に付与すべき電磁力は小さ
くなる。
The displacement of the armature 56 from the neutral position to the lower core side 64 is caused by the zero lash adjuster 40 not extending sufficiently. Therefore,
The exhaust valve 12 is displaced in the valve closing direction by the same amount as the neutral shift amount L symmetrically with the armature 56 with the zero lash adjuster 40 interposed therebetween. In this case, the exhaust valve 12
The amount of contraction deformation of the lower spring 38 when the armature reaches the fully opened position is reduced, so that the armature 5
The spring force acting on the valve 6 in the valve closing direction is also reduced. Therefore, the larger the neutral shift amount L is, the smaller the electromagnetic force to be applied to the armature 56 to hold the exhaust valve 12 at the fully open position.

【0037】このように、中立シフト量Lが大きいほ
ど、アーマチャ56を全閉位置へ向けて吸引する電磁力
は増加し、また、排気弁12を全開位置に保持するのに
要する電磁力は減少する。そこで、本実施例では、排気
弁12を駆動する電磁駆動弁10について、開弁圧Po
に応じて供給油圧Pe を低下させることにより、アーマ
チャ56の中立位置を中立基準位置からロアコア64側
へ変位させることとしている。これにより、ロアコイル
62へ供給する励磁電流を増加させることなく、開弁圧
Po に対抗して、排気弁12を確実に全開位置まで変位
させることが可能となる。
As described above, as the neutral shift amount L increases, the electromagnetic force for attracting the armature 56 toward the fully closed position increases, and the electromagnetic force required to hold the exhaust valve 12 at the fully open position decreases. I do. Therefore, in the present embodiment, the valve opening pressure Po of the electromagnetically driven valve 10 for driving the exhaust valve 12 is set.
The neutral position of the armature 56 is displaced from the neutral reference position toward the lower core 64 by decreasing the supply hydraulic pressure Pe in accordance with As a result, the exhaust valve 12 can be reliably displaced to the fully open position against the valve opening pressure Po without increasing the exciting current supplied to the lower coil 62.

【0038】図4は、本実施例において、上記の機能を
実現すべくECU11が実行するルーチンのフローチャ
ートである。図4に示すルーチンは、排気弁12を駆動
する電磁駆動弁10について所定の時間間隔で起動され
る。図4に示すルーチンが起動されると、先ずステップ
200の処理が実行される。ステップ200では、筒内
圧Pc が推定される。一般に、機関回転数NEが大きく
なるほど、また、吸気圧PMが大きくなるほど、筒内圧
Pc は増加する。そこで、本実施例では、図5に示す如
く、機関回転数NE及び吸気圧PMと、筒内圧Pc との
関係を予め実験的に求めてマップとして記憶しておき、
ステップ200では、かかるマップを参照することによ
り、機関回転数NE及び吸気圧PMに基づいて筒内圧P
c を推定する。なお、吸気ポート18内は常にほぼ大気
圧に等しい圧力に維持されている。そこで、ステップ2
00で推定される筒内圧Pc を、以後のステップにおけ
る開弁圧Po として用いるものとする。
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the ECU 11 to realize the above functions in the present embodiment. The routine shown in FIG. 4 is started at predetermined time intervals for the electromagnetically driven valve 10 that drives the exhaust valve 12. When the routine shown in FIG. 4 is started, first, the process of step 200 is executed. In step 200, the cylinder pressure Pc is estimated. In general, as the engine speed NE increases and the intake pressure PM increases, the in-cylinder pressure Pc increases. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the relationship between the engine speed NE and the intake pressure PM and the in-cylinder pressure Pc is experimentally obtained in advance and stored as a map.
In step 200, the in-cylinder pressure P is determined based on the engine speed NE and the intake pressure PM by referring to the map.
Estimate c. The pressure inside the intake port 18 is always maintained at a pressure substantially equal to the atmospheric pressure. Therefore, step 2
The in-cylinder pressure Pc estimated at 00 is used as the valve opening pressure Po in the subsequent steps.

【0039】ステップ202では、開弁圧Po に基づい
て、ロアコイル62への励磁電流を増加させることなく
排気弁12を全開位置まで駆動できるような中立シフト
量Lが決定される。上述の如く、開弁圧Po が大きいほ
ど、排気弁12の開弁時にアーマチャ56に付与すべき
開弁方向の電磁力は増大する。一方、供給油圧Pe が小
さいほど(すなわち中立シフト量Lが大きいほど)、ロ
アコイル62に一定の励磁電流を供給した場合にアーマ
チャ56に作用する開弁方向の電磁力は増大し、また、
排気弁12を全開位置に保持するのに必要な電磁力は小
さくなる。そこで、本実施例では、図6に示す如く、開
弁圧Po と供給油圧Pe との関係を予め実験的に求めて
マップとして記憶しておき、本ステップ202では、か
かるマップを参照することにより、中立シフト量Lを決
定することとしている。
In step 202, a neutral shift amount L is determined based on the valve opening pressure Po so that the exhaust valve 12 can be driven to the fully open position without increasing the exciting current to the lower coil 62. As described above, the electromagnetic force in the valve opening direction to be applied to the armature 56 when the exhaust valve 12 is opened increases as the valve opening pressure Po increases. On the other hand, as the supply oil pressure Pe is smaller (that is, as the neutral shift amount L is larger), the electromagnetic force in the valve opening direction acting on the armature 56 when a constant exciting current is supplied to the lower coil 62 increases.
The electromagnetic force required to hold the exhaust valve 12 in the fully open position is reduced. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the relationship between the valve opening pressure Po and the supply oil pressure Pe is experimentally obtained in advance and stored as a map. In step 202, the map is referred to. , The neutral shift amount L is determined.

【0040】ステップ204では、アーマチャ56の中
立位置が、上記ステップ202で決定された中立シフト
量Lだけロアコア64側へ変位するように、レギュレー
タ88への制御信号に基づいて供給油圧Pe が変化させ
られる。ステップ206では、中立シフト量Lに応じ
て、排気弁12の通常の開閉駆動時にアッパコイル58
及びロアコイル62に供給する励磁電流の値(つまり、
アーマチャ56を全閉位置又は全開位置まで吸引するた
めの吸引電流、及び、アーマチャ56を全閉位置又は全
開位置に保持するための保持電流の値)を変化させる処
理が行われる。
In step 204, the supply oil pressure Pe is changed based on the control signal to the regulator 88 so that the neutral position of the armature 56 is displaced toward the lower core 64 by the neutral shift amount L determined in step 202. Can be In step 206, according to the neutral shift amount L, the upper coil 58
And the value of the exciting current supplied to the lower coil 62 (that is,
Processing is performed to change the value of a suction current for sucking the armature 56 to the fully closed position or the fully open position, and a value of a holding current for holding the armature 56 at the fully closed position or the fully open position.

【0041】アーマチャ56の中立位置がロアコア64
側へ変位すると、アーマチャ56とアッパコア60との
距離が増加する。このため、中立シフト量Lが大きくな
るほど、アーマチャ56に付与される閉弁方向の電磁力
は減少する。一方、排気弁12の閉弁時、つまり、排気
行程が終了する上死点の近傍においては、筒内圧Pcは
ほぼ大気圧まで低下している。このため、筒内圧Pc に
より、排気弁12を閉弁方向に駆動し、又は、全閉位置
に保持する力が生ずることはない。従って、中立シフト
量Lが大きくなるほど、アッパコイル58に供給すべき
励磁電流は増大することとなる。
The neutral position of the armature 56 is the lower core 64
When it is displaced to the side, the distance between the armature 56 and the upper core 60 increases. Therefore, as the neutral shift amount L increases, the electromagnetic force in the valve closing direction applied to the armature 56 decreases. On the other hand, when the exhaust valve 12 is closed, that is, in the vicinity of the top dead center at which the exhaust stroke ends, the in-cylinder pressure Pc has decreased to substantially the atmospheric pressure. Therefore, there is no generation of a force for driving the exhaust valve 12 in the valve closing direction or holding the exhaust valve 12 in the fully closed position by the in-cylinder pressure Pc. Therefore, as the neutral shift amount L increases, the exciting current to be supplied to the upper coil 58 increases.

【0042】また、上記ステップ200乃至204の処
理により、ロアコイル62への励磁電流を増加させるこ
となく排気弁12を開弁させることができるように供給
油圧Pe を変化させることとしているが、供給油圧Pe
を、ロアコイル62への励磁電流が一定に保たれるよう
な最適な値に制御することは必ずしも容易ではない。従
って、ロアコイル62に供給すべき励磁電流について
も、供給油圧Pe の低下に応じて変更することが必要と
なる場合がある。
The supply oil pressure Pe is changed by the processing of steps 200 to 204 so that the exhaust valve 12 can be opened without increasing the excitation current to the lower coil 62. Pe
Is not always easy to control to an optimal value such that the exciting current to the lower coil 62 is kept constant. Therefore, it may be necessary to change the exciting current to be supplied to the lower coil 62 in accordance with a decrease in the supplied oil pressure Pe.

【0043】ステップ206では、これらの点を考慮し
て、供給油圧Pe に応じてアッパコイル58及びロアコ
イル62への励磁電流を変化させる。ステップ206の
処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。上述
の如く、本実施例では、開弁圧Po の増加に応じて供給
油圧Pe を下げることにより、ロアコイル62へ供給す
べき励磁電流を増加させることなく、開弁圧Po に抗し
て排気弁12を確実に全開位置まで変位させることがで
きる。従って、本実施例によれば、排気弁12を開弁さ
せるのに必要な電力を低減することができ、これによ
り、電磁駆動弁10の省電力化及び低発熱化を図ること
ができる。
In step 206, in consideration of these points, the exciting current to the upper coil 58 and the lower coil 62 is changed according to the supply oil pressure Pe. When the process of step 206 ends, the current routine ends. As described above, in the present embodiment, the supply oil pressure Pe is reduced in accordance with the increase in the valve opening pressure Po, so that the exhaust valve is opposed to the valve opening pressure Po without increasing the exciting current to be supplied to the lower coil 62. 12 can be reliably displaced to the fully open position. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the electric power required to open the exhaust valve 12, thereby achieving power saving and low heat generation of the electromagnetically driven valve 10.

【0044】また、本実施例では、筒内圧Pc の増加に
応じて供給油圧Pe が低下することで、油圧ポンプ86
の負荷も低減される。従って、本実施例によれば、油圧
ポンプ86の省電力化を図ることもできる。なお、供給
油圧Pe が低下すると、その低下に応じて大きなタペッ
トクリアランスが発生することにより電磁駆動弁10の
作動音は増大する。しかしながら、開弁圧Po が大きく
なるのは、内燃機関の高回転又は高負荷運転状態であ
り、かかる状態では、内燃機関の運転音も大きい。この
ため、供給油圧Pe の低下により電磁駆動弁10の作動
音が増大しても、その作動音は気になり難い。従って、
本実施例によれば、開弁圧Po と供給油圧Pe との関係
の設定により、電磁駆動弁10の作動音低減を優先した
状態と、電磁駆動弁10の省電力化を優先した状態とを
運転状態に応じて適切に選択して実現することができ
る。
Further, in this embodiment, the supply hydraulic pressure Pe decreases as the in-cylinder pressure Pc increases, so that the hydraulic pump 86
Is also reduced. Therefore, according to the present embodiment, power saving of the hydraulic pump 86 can be achieved. When the supply oil pressure Pe decreases, a large tappet clearance is generated in accordance with the decrease, and the operation noise of the electromagnetically driven valve 10 increases. However, the valve opening pressure Po increases when the internal combustion engine is operating at a high speed or a high load. In such a state, the operating noise of the internal combustion engine is also high. For this reason, even if the operation sound of the electromagnetically driven valve 10 increases due to a decrease in the supply oil pressure Pe, the operation sound is hardly noticeable. Therefore,
According to the present embodiment, by setting the relationship between the valve opening pressure Po and the supply oil pressure Pe, the state where the priority is given to the reduction of the operating noise of the electromagnetically driven valve 10 and the state where the power saving of the electromagnetically driven valve 10 is prioritized. It can be realized by appropriately selecting according to the operation state.

【0045】ところで、供給油圧Pe を一定とした場
合、排気弁12が全閉位置に保持されている時間(つま
り、ゼロラッシュアジャスタ40に油圧が付与されてい
る時間)が長くなるほど、ゼロラッシュアジャスタ40
が伸長することで中立シフト量Lは減少する。排気弁1
2が全閉位置に保持されている時間は、機関回転数NE
が小さいほど長くなる。従って、供給油圧Pe を、機関
回転数NEの増加に応じて小さくなるように補正するこ
とで、中立シフト量Lをより正確に設定することが可能
となる。
When the supply oil pressure Pe is constant, the longer the time during which the exhaust valve 12 is held at the fully closed position (that is, the time during which the oil pressure is applied to the zero lash adjuster 40), the longer the zero lash adjuster. 40
Extend, the neutral shift amount L decreases. Exhaust valve 1
2 is held in the fully closed position, the engine speed NE
The smaller is the longer. Therefore, the neutral shift amount L can be set more accurately by correcting the supply oil pressure Pe so as to decrease as the engine speed NE increases.

【0046】また、上記実施例では、開弁圧Po に応じ
て供給油圧Pe を連続的に変化させることとしたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、油圧ポンプ86
のオン・オフをECU11により制御することとしても
よい。すなわち、開弁圧Poが所定値以下の場合には、
油圧ポンプ86を作動させてゼロラッシュ状態を実現す
るうえで十分な供給油圧Pe を確保し、開弁圧Po が所
定値を超える場合に油圧ポンプ86を休止させてゼロラ
ッシュアジャスタ40への油圧供給を停止することとし
てもよい。
In the above embodiment, the supply oil pressure Pe is continuously changed in accordance with the valve opening pressure Po. However, the present invention is not limited to this.
May be controlled by the ECU 11. That is, when the valve opening pressure Po is equal to or less than a predetermined value,
When the hydraulic pump 86 is operated, a sufficient supply oil pressure Pe for realizing the zero rush state is secured, and when the valve opening pressure Po exceeds a predetermined value, the hydraulic pump 86 is stopped to supply the oil pressure to the zero lash adjuster 40. May be stopped.

【0047】更に、上記実施例では、機関回転数NE及
び吸気圧PMに基づいて筒内圧Pcを推定することとし
たが、これに限らず、筒内圧センサを内燃機関のシリン
ダ内に設け、筒内圧Pc を直接検出することとしてもよ
い。なお、上記第1実施例においては、ロアコイル62
及びロアコア64が特許請求の範囲に記載した「電磁
石」に、アーマチャ56及びアーマチャシャフト42が
特許請求の範囲に記載した「アーマチャ」に、それぞれ
相当し、また、ECU11が図4に示すルーチンのステ
ップ200の処理を実行することにより特許請求の範囲
に記載した「筒内圧検出推定手段」が、図4に示すルー
チンのステップ202及び204の処理を実行すること
により特許請求の範囲に記載した「油圧変化手段」が、
それぞれ実現されている。
Further, in the above embodiment, the cylinder pressure Pc is estimated based on the engine speed NE and the intake pressure PM. However, the invention is not limited to this, and the cylinder pressure sensor is provided in the cylinder of the internal combustion engine. The internal pressure Pc may be directly detected. In the first embodiment, the lower coil 62
The lower core 64 corresponds to the “electromagnet” described in the claims, the armature 56 and the armature shaft 42 correspond to the “armature” described in the claims, and the ECU 11 performs the steps of the routine shown in FIG. The "in-cylinder pressure detection / estimation means" described in the claims by executing the processing in step 200 and the hydraulic pressure described in the claims by executing the processing in steps 202 and 204 of the routine shown in FIG. Means of change "
Each has been realized.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、排気弁を
開弁させるのに要する電力を低減することができる。
According to the first aspect of the present invention, the electric power required to open the exhaust valve can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である電磁駆動弁の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an electromagnetically driven valve according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例の電磁駆動弁が備えるゼロラッシュア
ジャスタ及びその周辺部分の拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a zero lash adjuster included in the electromagnetically driven valve of the present embodiment and a peripheral portion thereof.

【図3】アーマチャの中立位置とアーマチャ・ロアコア
間に作用する電磁力との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a neutral position of the armature and an electromagnetic force acting between the armature and the lower core.

【図4】本実施例においてECUが実行するルーチンの
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by an ECU in the embodiment.

【図5】図4に示すルーチンにおいて、機関回転数NE
及び吸気圧PMに基づいて筒内圧Pc を推定すべくEC
Uが参照するマップである。
FIG. 5 shows an engine speed NE in the routine shown in FIG. 4;
EC to estimate in-cylinder pressure Pc based on pressure and intake pressure PM
This is a map referred to by U.

【図6】図4に示すルーチンにおいて、開弁圧Po に基
づいて供給油圧Pe を決定すべECUが参照するマップ
である。
FIG. 6 is a map referred to by the ECU for determining the supply oil pressure Pe based on the valve opening pressure Po in the routine shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電磁駆動弁 11 電子制御ユニット(ECU) 12 排気弁 40 ゼロラッシュアジャスタ 42 アーマチャシャフト 56 アーマチャ 62 ロアコイル 64 ロアコア Reference Signs List 10 electromagnetically driven valve 11 electronic control unit (ECU) 12 exhaust valve 40 zero lash adjuster 42 armature shaft 56 armature 62 lower coil 64 lower core

フロントページの続き (72)発明者 松本 功 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 勝間田 正司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田中 正明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 四重田 啓二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G016 AA05 AA18 CA11 CA27 CA33 CA48 CA59 DA16 DA22 EA11 EA21 3G092 AA11 DA01 DA02 DA07 DF04 DF05 DF10 DG02 DG05 DG09 EA13 EA14 FA24 FA49 HA05Z HC01Z HE00Z HE01Z 3H106 DA07 DA25 DB02 DB13 DB26 DB32 DC02 DC17 DD06 EE22 FB11 GA15 GC13 GC25 GC29 KK12 KK33 Continued on the front page (72) Inventor Isao Matsumoto 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Shoji Katsama 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Invention Person Masaaki Tanaka 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Keiji Yoeda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F term (reference) 3G016 AA05 AA18 CA11 CA27 CA33 CA48 CA59 DA16 DA22 EA11 EA21 3G092 AA11 DA01 DA02 DA07 DF04 DF05 DF10 DG02 DG05 DG09 EA13 EA14 FA24 FA49 HA05Z HC01Z HE00Z HE01Z 3H106 DA07 DA25 DB02 DB13 DB26 DB32 DC02 DC17 DD06 EE12 FB11 GC33

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気弁として機能する弁体
と、該弁体と連動するアーマチャと、該アーマチャを少
なくとも開弁方向に吸引する電磁石と、前記弁体と前記
アーマチャとの間に介装され、油圧が付与されることに
より前記弁体と前記アーマチャとの間隔変化に追従して
伸長するゼロラッシュアジャスタと、を備える電磁駆動
弁において、 前記内燃機関の筒内圧を検出又は推定する筒内圧検出推
定手段と、 該筒内圧に基づいて前記ゼロラッシュアジャスタに付与
する油圧を変化させる油圧変化手段と、を備えることを
特徴とする電磁駆動弁。
1. A valve body functioning as an exhaust valve of an internal combustion engine, an armature interlocked with the valve body, an electromagnet for attracting the armature at least in a valve opening direction, and an interposition between the valve body and the armature. And a zero lash adjuster that extends by following a change in the distance between the valve body and the armature when hydraulic pressure is applied, wherein the cylinder detects or estimates the in-cylinder pressure of the internal combustion engine. An electromagnetically driven valve, comprising: an internal pressure detection estimating unit; and a hydraulic pressure changing unit that changes a hydraulic pressure applied to the zero lash adjuster based on the in-cylinder pressure.
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