JP2001193507A - 電磁駆動弁を有する内燃機関及び電磁駆動弁の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁駆動弁を有する内燃機関にあって、電磁
駆動弁の開閉弁動作に伴う着座エネルギー（速度）を定
量的に把握するとともに、これを最適値に適合させるこ
とで、機関運転を好適に保持する内燃機関を提供する。 【解決手段】 内燃機関１に付設されたＥＣＵ２０は、
吸排気弁２８，２９の開弁動作及び閉弁動作に関して、
各Ｇセンサ３０ａ，３１ａの検出信号の信号振幅を適宜
の期間積算することで、この積算値と極めて大きな相関
性を有する着座速度（若しくは着座速度と、その最適値
とのずれ量）を推定検出する。さらにＥＣＵ２０は、推
定検出された着座速度と最適値とのずれを、吸気弁２８
の閉弁動作に関する場合、第１の電磁コイルへ３０３の
指示電流値を適宜調整することで修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気弁若しくは排
気弁として電磁駆動弁を備えた内燃機関、及び電磁駆動
弁の動作を調整する調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁力によって直接吸排気弁
を駆動する内燃機関が知られている。この種の内燃機関
では一般に、各弁体と連動して直線動作（リフト）する
軸体を、その動作方向の両側からバネによって付勢する
ことで弁体を中立位置に保持する。その一方、この軸体
と一体に周設された弁駆動体（アーマチャ）を電磁石
（電磁コイル）により両側から適宜吸引することで、各
弁を開閉駆動する。

【０００３】このような、いわゆる電磁駆動弁を搭載し
た内燃機関は、各弁の開閉タイミング及び動作角の変更
にかかる制御の自由度や、所望のリフト位置に弁を移動
させる際の弁動作の応答性等、優れた側面を多々有す
る。

【０００４】ただし、かかる電磁駆動弁による開閉弁動
作では、アーマチャに対して電磁コイルの吸引力が駆動
力として直接直線的に伝わるため、電磁コイルの吸引力
により比較的速い速度を保ったまま弁体やアーマチャが
それぞれ弁座や電磁コイルに着座すると、その衝撃で振
動や騒音が発生してしまう。さらに、このような衝撃を
伴う開閉弁動作が繰り返されると、電磁駆動弁自体の耐
久性を低下させるおそれも生じる。

【０００５】こうした問題に対し、例えば特開平１１−
１５９３１３号公報に記載された装置では、電磁駆動弁
を動作させるにあたって電磁コイルへの通電を行う際、
通電時期を可変とし、例えば通電の開始時刻から弁体が
着座するまでの期間中に、通電を一時的に中断するよう
にしている。こうすることで着座点への到達前に弁体を
減速し、着座時の衝撃緩和を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、着座点への
到達前に弁体を減速して滑らかな着座動作を実現するた
めには、着座点へ到達する直前の弁体の動作速度（変位
速度）を最適値に適合させ、これを保持するのが望まし
い。

【０００７】しかし、上記公報に記載された従来の装置
にあっては、所定位置での弁体の動作速度の正確な把握
や、最適値への的確な修正は行われていなかった。また
通常、予め厳密に設定された変位区間を弁体やアーマチ
ャが変位することによって開閉弁動作を行う電磁駆動弁
では、アーマチャの基準位置（中立位置）や電磁コイル
への通電に対応する弁動作の態様に経時的な変化が生じ
てくると、弁動作の制御そのものが困難となるが、上記
公報に記載された従来の装置も含めて一般に、こうした
経時変化を把握する手だては何ら講じられていなかっ
た。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、電磁駆動弁
を有する内燃機関にあって、電磁駆動弁の開閉弁動作に
伴う着座エネルギー（速度）を定量的に把握するととも
に、これを最適値に適合させることで、機関運転を好適
に保持する内燃機関を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、電磁駆動弁の
調整方法にあって、電磁駆動弁の開閉弁動作を定量的に
把握するとともに、これを最適値に適合させることで、
当該開閉弁動作を好適に調整・維持する調整方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、一方の変位端と他方の変位端との間
を変位する弁体と、該弁体と連動する弁駆動体と、前記
弁駆動体を駆動する電磁石と、該電磁石へ電流を供給す
る電流供給手段とを備える電磁駆動弁を、吸気弁及び排
気弁のうち少なくとも一方として有する内燃機関におい
て、前記弁体の所定位置での変位速度を検出する速度検
出手段と、前記検出された変位速度に基づいて前記電磁
石へ供給される電流量を決定することにより、前記弁体
の所定位置での変位速度を制御する速度制御手段とを備
えることを要旨とする。

【００１１】電磁駆動弁は、弁体を一方の変位端と他方
の変位端との間を所定の速度で変位させることによっ
て、内燃機関の吸気弁若しくは排気弁として機能する。
そこで、上記構成によれば、弁体、若しくはこれと連動
する弁駆動体について、一方の変位端と他方の変位端と
の間における所定位置での変位速度を把握するととも
に、当該所定位置での変位速度と相関性の高い電流量を
制御することになる。そして、こうした制御態様の連続
として、例えば所定位置での変位速度を逐次参照しつ
つ、これと相関性の高い電流量を除変していくことで、
当該所定位置での変位速度を高い精度をもって所望の値
に収束させることができるようになる。

【００１２】また、第２の発明は、一方の変位端と他方
の変位端との間を変位する弁体と、該弁体と連動する弁
駆動体と、該弁駆動体を駆動する電磁石と、該電磁石へ
電流を供給する電流供給手段と、前記電磁石による前記
弁駆動体の駆動方向とは相反する方向に前記弁駆動体を
付勢する付勢手段とを備える電磁駆動弁を、吸気弁及び
排気弁のうち少なくとも一方として有する内燃機関にお
いて、前記弁体の所定位置での変位速度を検出する速度
検出手段と、前記検出された変位速度に基づいて、前記
電磁石へ供給される電流量を決定することにより、前記
弁体の変位速度を制御する速度制御手段と、前記制御さ
れた電流量を記憶する電流量記憶手段と、前記記憶され
た電流量の変化に基づいて前記電磁駆動弁の異常を判断
する異常判断手段とを備えることを要旨とする。

【００１３】電磁駆動弁の動作を好適に制御するにあた
っては、付勢手段による付勢力と、電磁石による駆動力
との間に緻密なバランスが保たれていることが不可欠で
ある。

【００１４】両者間のこうした緻密なバランスは、当該
電磁駆動弁を継続使用することにともない、各構成部材
の物理的、若しくは機械的な特性変化や、各構成部材相
互の配置関係に生じる微小なずれ等によって変化しやす
い。

【００１５】そこで上記構成によれば、所定位置におけ
る所望の変位速度を得るために操作される制御量として
の電流量を基準値として適用し、所望の変位速度を与え
る当該基準値のずれから電磁駆動弁の機械的、若しくは
物理的な経時変化や経年変化をモニタすることができる
ようになる。よって、電磁駆動弁の機械的、或いは物理
的な特性に異常や異常の前兆が生じた場合、これらを的
確に把握することができるようになる。

【００１６】また、上記何れかの内燃機関において、前
記速度制御手段は、前記検出された変位速度に基づいて
前記電磁石へ供給される電流量を決定することにより、
前記弁体の所定位置での変位速度を、前記電磁石へ供給
される電流量との関係から求められる極小値に収束させ
るとよい。

【００１７】電磁石へ供給される電流量を変更すること
により得られる所定位置での弁体の変位速度は、極小値
を有する関数としての特性を有する場合がある。そこで
上記構成によれば、当該特性を利用することで、所望の
変位速度に対応する電流量を、再現性及び信頼性の高い
制御量として得ることができるようになる。

【００１８】また、上記各構成何れかの内燃機関におい
て、前記速度検出手段は、前記弁体の変位端近傍におけ
る変位速度を検出するようにするとよい。前記弁体若し
くは前記弁駆動体がそれぞれの変位端に設けられた変位
規制部材へ衝突する直前の速度は、衝突時の衝撃を含
め、電磁駆動弁の耐久性や作動時の騒音等に関するパラ
メータとなる。

【００１９】上記構成によれば、当該パラメータを把握
し、これを所望の値に制御することで、電磁駆動弁の作
動状態を最適化することができるようになる。また、上
記各構成何れかの内燃機関において、前記速度検出手段
は、前記弁体若しくは前記弁駆動体がそれぞれの変位端
に設けられた変位規制部材への衝突に伴って発生する振
動エネルギーに関するパラメータを、所定時間積算した
積算値に基づいて、前記弁体の速度を推定検出するよう
にするとよい。

【００２０】弁体若しくは弁駆動体がそれぞれの変位端
に設けられた変位規制部材への衝突に伴って発生する振
動エネルギーは、当該弁体若しくは弁駆動体がそれぞれ
変位規制部材に達する直前での変位速度と相関性が高
い。

【００２１】そこで上記構成によれば、衝突直前、すな
わち変位規制部材近傍における弁体若しくは弁駆動体の
変位速度を、簡易かつ正確に定量検出することができる
ようになる。

【００２２】次に、本件第３の発明は、一方の変位端と
他方の変位端との間を変位する弁体と、該弁体と連動す
る弁駆動体と、該弁駆動体を駆動する電磁石と、該電磁
石へ電流を供給する電流供給手段とを備える電磁駆動弁
の弁動作を調整する調整方法であって、前記弁体の所定
位置での変位速度を検出する速度検出工程と、前記検出
された変位速度に基づいて前記電磁石へ供給される電流
量を決定することにより、前記弁体の変位速度を初期化
する速度初期化工程とを含むことを要旨とする。

【００２３】また、前記速度初期化手段は、前記検出さ
れた変位速度に基づいて前記電磁石へ供給される電流量
を決定することにより、前記弁体の所定位置での変位速
度を、前記電磁石へ供給される電流量との関係から求め
られる極小値を変位速度の初期値とするのが好適であ
る。

【００２４】また、前記速度検出手段は、前記弁体の変
位端近傍における変位速度を検出するのが好適である。
また、前記速度検出手段は、前記弁体若しくは前記弁駆
動体がそれぞれの変位端に設けられた変位規制部材への
衝突に伴って発生する振動エネルギーに関するパラメー
タを、所定時間積算した積算値に基づいて、前記弁体の
速度を推定検出するのが好適である。

【００２５】上記構成によれば、電磁駆動弁が、例えば
耐久性能や騒音抑制性能に関して最適な状態で作動する
よう、弁体や当該弁体と連動する弁駆動体の駆動電流の
初期設定を迅速且つ正確に行えるようになる。また、駆
動電流の初期設定値について、電磁駆動弁の生産工程で
の個体差を最小化することができるようになる。

【００２６】以上の各構成は、可能なかぎり組み合わせ
ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明を電磁駆動弁搭載の内燃機関に適用した第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。

【００２８】図１は、本発明の第１の実施の形態として
の電磁駆動弁を搭載する内燃機関の概略構成を示す図で
ある。図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２１を備え
るとともに、各気筒２１内に直接燃料を噴射する燃料噴
射弁３２を具備した４サイクルのガソリンエンジンであ
る。

【００２９】内燃機関１は、複数の気筒２１及び冷却水
路１ｃが形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリ
ンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１
ａとを備えている。

【００３０】シリンダブロック１ｂには、機関出力軸で
あるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、この
クランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に装
填されたピストン２２と連結されている。

【００３１】ピストン２２の上方には、ピストン２２の
頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれた燃焼室２
４が形成されている。シリンダヘッド１ａには、燃焼室
２４に臨むよう点火栓２５が取り付けられ、この点火栓
２５には、該点火栓２５に駆動電流を通電するためのイ
グナイタ２５ａが接続されている。

【００３２】シリンダヘッド１ａには、２つの吸気ポー
ト２６の開口端と２つの排気ポート２７の開口端とが燃
焼室２４に臨むよう形成されるとともに、その噴孔が燃
焼室２４に臨むよう燃料噴射弁３２が取り付けられてい
る。

【００３３】吸気ポート２６の各開口端は、シリンダヘ
ッド１ａに進退自在に支持された電磁駆動弁（吸気弁）
２８によって開閉されるようになっており、これら吸気
弁２８は、シリンダヘッド１ａに設けられた電磁駆動機
構３０（以下、吸気側電磁駆動機構３０と記す）によっ
て開閉駆動されるようになっている。

【００３４】排気ポート２７の各開口端は、シリンダヘ
ッド１ａに進退自在に支持された電磁駆動弁（排気弁）
２９により開閉されるようになっており、これら排気弁
２９は、シリンダヘッド１ａに設けられた電磁駆動機構
３１（以下、排気側電磁駆動機構３１と記す）によって
開閉駆動されるようになっている。

【００３５】ここで、吸気側電磁駆動機構３０と排気側
電磁駆動機構３１の具体的な構成について述べる。な
お、吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１
とは同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構３０の
みを例に挙げて説明する。

【００３６】吸気側電磁駆動機構３０は、図２に示すよ
うに、非磁性体からなる円筒状の筐体３００をその外郭
部材として有する。筐体３００には、該筐体３００の内
径と略同一の外径を有する環状の軟磁性体からなる第１
コア３０１と第２コア３０２とが所定の間隙を介して直
列に配置されている。また、筺体３００の頂面に取り付
けられた吸気側Ｇセンサ３０ａは、当該センサ３０ａに
伝搬される振動エネルギーに応じた検出信号を出力す
る。

【００３７】第１コア３０１において所定の間隙に臨む
部位には、第１の電磁コイル３０３が把持されており、
第２コア３０２において第１の電磁コイル３０３と対向
する部位には第２の電磁コイル３０４が把持されてい
る。

【００３８】上述した第１コア３０１及び第２コア３０
２間の間隙には、筐体３００の内径と略同一の外径を有
する円板状の軟磁性体からなる弁駆動体（アーマチャ）
３０５が設けられている。このアーマチャ３０５は、第
１コア３０１の中空部に保持された第１スプリング３０
６と、第２コア３０２の中空部に保持された第２スプリ
ング３０７とによって軸方向へ進退自在に支持されてい
る。

【００３９】なお、第１スプリング３０６と第２スプリ
ング３０７の付勢力は、アーマチャ３０５が所定の間隙
において第１コア３０１と第２コア３０２との中間の位
置にあるときに釣り合うよう設定されるものとする。

【００４０】一方、吸気弁２８は、燃焼室２４における
吸気ポート２６の開口端に設けられた弁座２００に着座
もしくは離座することによって吸気ポート２６を開閉す
る弁体２８ａと、その先端部が弁体２８ａに固定された
円柱状の弁軸２８ｂとから形成されている。

【００４１】弁軸２８ｂは、シリンダヘッド１ａに設け
られた筒状のバルブガイド２０１によって進退自在に支
持されている。そして、弁軸２８ｂの基端部は、吸気側
電磁駆動機構３０の筐体３００内に延出し、第２コア３
０２の中空部を経てアーマチャ３０５に固定されてい
る。

【００４２】なお、弁軸２８ｂの軸方向の長さは、アー
マチャ３０５が所定の間隙において第１コア３０１と第
２コア３０２との中間位置に保持されているとき、すな
わちアーマチャ３０５が中立状態にあるときに、弁体２
８ａが全開側変位端と全閉側変位端との中間の位置（以
下、中開位置と称する）に保持されるよう設定されるも
のとする。

【００４３】このように構成された吸気側電磁駆動機構
３０では、第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイ
ル３０４へ励磁電流（指示電流）が通電されていない場
合は、アーマチャ３０５が中立状態となり、それに伴っ
て弁体２８ａが中開位置に保持される。

【００４４】吸気側電磁駆動機構３０の第１の電磁コイ
ル３０３に励磁電流が通電されると、第１コア３０１と
第１の電磁コイル３０３とアーマチャ３０５との間に
は、アーマチャ３０５を第１コア３０１側へ変位させる
方向の電磁力が発生する。

【００４５】一方、吸気側電磁駆動機構３０の第２の電
磁コイル３０４に指示電流が通電されると、第２コア３
０２と第２の電磁コイル３０４とアーマチャ３０５との
間には、アーマチャ３０５を第２コア３０２側へ変位さ
せる方向の電磁力が発生する。

【００４６】従って、吸気側電磁駆動機構３０では、第
１の電磁コイル３０３と第２の電磁コイル３０４とに交
互に指示電流が通電されることにより、アーマチャ３０
５が進退し、以て弁体２８ａが開閉駆動されることにな
る。その際、第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コ
イル３０４に対する指示電流の通電タイミングと指示電
流の大きさを変更することにより、吸気弁２８の開閉タ
イミングと開弁量とを制御することが可能となる。

【００４７】ここで、図１に戻り、内燃機関１の各吸気
ポート２６は、該内燃機関１のシリンダヘッド１ａに取
り付けられた吸気枝管３３の各枝管と連通している。吸
気枝管３３は、吸気の脈動を抑制するためのサージタン
ク３４に接続されている。サージタンク３４には、吸気
管３５が接続され、吸気管３５は、吸気中の塵や埃等を
取り除くためのエアクリーナボックス３６と接続されて
いる。

【００４８】吸気管３５には、該吸気管３５内を流れる
新気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を出力
するエアフローメータ４４が取り付けられている。吸気
管３５においてエアフローメータ４４より下流の部位に
は、該吸気管３５内を流れる吸気の流量を調整するスロ
ットル弁３９が設けられている。

【００４９】スロットル弁３９には、ステップモータ等
からなり印加電力の大きさに応じてスロットル弁３９を
開閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０と、スロ
ットル弁３９の開度に対応した電気信号を出力するスロ
ットルポジションセンサ４１と、アクセルペダル４２に
機械的に接続され該アクセルペダル４２の操作量に対応
した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ４３
とが取り付けられている。

【００５０】一方、内燃機関１の各排気ポート２７は、
シリンダヘッド１ａに取り付けられた排気枝管４５の各
枝管と連通している。排気枝管４５は、排気浄化触媒４
６を介して排気管４７に接続され、排気管４７は、下流
にて図示しないマフラーと接続されている。

【００５１】排気枝管４５には、該排気枝管４５内を流
れる排気の空燃比、言い換えれば排気浄化触媒４６に流
入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃
比センサ４８が取り付けられている。

【００５２】排気浄化触媒４６は、例えば、該排気浄化
触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所
定の空燃比であるときに排気中に含まれる炭化水素（Ｈ
Ｃ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）を浄
化する三元触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気の
空燃比がリーン空燃比であるときは排気中に含まれる窒
素酸化物（ＮＯx）を吸蔵し、流入排気の空燃比が理論
空燃比もしくはリッチ空燃比であるときは吸蔵していた
窒素酸化物（ＮＯx）を放出しつつ還元・浄化する吸蔵
還元型ＮＯx触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気
の空燃比が酸素過剰状態にあり且つ所定の還元剤が存在
するときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を還元・浄化
する選択還元型ＮＯx触媒、もしくは上記した各種の触
媒を適宜組み合わせてなる触媒である。

【００５３】また、クランクシャフト２３の端部に取り
付けられたタイミングロータ５１ａとタイミングロータ
５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂに取り付けられた電
磁ピックアップ５１ｂとからなるクランクポジションセ
ンサ５１は、クランクシャフト２３の回転位相に応じた
電気信号を出力することで、クランク角や機関回転数を
把握できるようにする。また、シリンダブロック１ｂに
取り付けられた水温センサ５２は、内燃機関１の内部に
形成された冷却水路１ｃを流れる冷却水の温度を検出す
る。また、吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動
機構３１の頂面に取り付けられた吸気側加速度（Ｇ）セ
ンサ及び排気側加速度（Ｇ）センサは、各電磁駆動機構
３０，３１がそれぞれの駆動動作に伴って発生する振動
を検出する。

【００５４】このように構成された内燃機関１には、該
内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニッ
ト（Electronic Control Unit：ＥＣＵ、以下ＥＣＵと
称する）２０が併設されている。

【００５５】ＥＣＵ２０には、吸気側Ｇセンサ３０ａ、
排気Ｇセンサ３１ａ、スロットルポジションセンサ４
１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ
４４、空燃比センサ４８、クランクポジションセンサ５
１、水温センサ５２等の各種センサが電気配線を介して
接続され、各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力され
るようになっている。

【００５６】ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、吸気
側電磁駆動機構３０、排気側電磁駆動機構３１、燃料噴
射弁３２等が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ
２０は、各種センサの出力信号値をパラメータとしてイ
グナイタ２５ａ、燃料噴射弁３２、吸気側電磁駆動機構
３０、排気側電磁駆動機構３１等を各種駆動回路を介し
て駆動制御する。

【００５７】ここで、ＥＣＵ２０は、図３に示すよう
に、双方向性バス４００によって相互に接続されたＣＰ
Ｕ４０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップ
ＲＡＭ４０４と外部入力回路４０５と外部出力回路４０
６とを備える。

【００５８】外部入力回路４０５は、吸気側Ｇセンサ３
０ａ、排気側Ｇセンサ３１ａ、スロットルポジションセ
ンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフロー
メータ４４、空燃比センサ４８、クランクポジションセ
ンサ５１、水温センサ５２、バキュームセンサ１０６等
各種センサの出力信号をＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３へ
送信する。

【００５９】外部出力回路４０６は、ＣＰＵ４０１から
出力される制御信号をイグナイタ２５ａ、燃料噴射弁３
２、吸気側電磁駆動機構３０、或いは排気側電磁駆動機
構３１の各種駆動回路３０ｂ，３１ｂ等へ送信する。

【００６０】ＲＡＭ４０３は、各センサの出力信号や、
例えばクランクポジションセンサ５１の出力信号に基づ
いて算出される機関回転数といったＣＰＵ４０１の演算
結果等を記憶する。ＲＡＭ４０３に記憶される各種のデ
ータは、クランクポジションセンサ５１が信号を出力す
る度に最新のデータに書き換えられる。

【００６１】バックアップＲＡＭ４０４は、内燃機関１
の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであ
る。ＲＯＭ４０２は、燃料噴射量を決定するための燃料
噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定するための燃
料噴射時期制御ルーチン、各気筒２１の点火栓２５の点
火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、スロッ
トル弁３９の開度を決定するためのスロットル開度制御
ルーチン等、周知の各種アプリケーションプログラム
や、制御マップ等を記憶している。

【００６２】またＲＯＭ４０２は、吸気弁２８を所望の
開弁量（リフト量）に制御するための（吸気弁）開弁量
制御ルーチン、排気弁２９を所望の開弁量（リフト量）
に制御するための（排気弁）開弁量制御ルーチン、さら
には、吸排気弁２８，２９を開弁、或いは閉弁する際、
各電磁駆動機構３０，３１に内蔵された電磁コイル３０
３，３０４等へ通電される電流の波形を制御するための
電流調整制御ルーチンを記憶している。上述した各電磁
駆動機構３０，３１の開閉駆動は、これら制御ルーチン
に従ってＥＣＵ２０が出力する指令信号に基づいて行わ
れる。

【００６３】ここで、ＥＣＵ２０が駆動回路３０ｂ、３
１ｂを介して行う各電磁駆動機構３０、３１の駆動制御
について、吸気側電磁駆動機構３０を例にとって説明す
る。図４（ａ）〜（ｃ）は、吸気側電磁駆動機構３０に
取り付けられた吸気弁２８が開弁状態から閉弁状態に移
行する際、そのリフト量（図４（ａ）)、第１の電磁コ
イル３０３への通電される指示電流の電流値（図４
（ｂ））、及び第２の電磁コイル３０４（図４（ｂ））
へ通電される指示電流の電流値がどのように変化するの
か、それぞれの変化態様を同一時間軸上に示すタイムチ
ャートである。

【００６４】先ず、図４（ａ）に示すように、アーマチ
ャ３０５が第２の電磁コイルに当接（着座）した状態
（最大リフト量）にある吸気弁２８が、所定のタイミン
グで遷移（変位）を開始する。そして或る程度まで加速
した後に所定の速度をもって上昇し、その後除々に減速
して閉弁状態になったところ（最小リフト量）で停止す
る。ちなみに、吸気弁２８が閉弁位置に達する際には、
弁体２８ａが気筒２１内の弁座へ到達（着座）するのと
ほぼ同時に、アーマチャ３０５が第１の電磁コイル３０
３へ到達（着座）する。

【００６５】次に図４（ｂ）に示すように、吸気弁２８
を動作させるべく駆動回路３０ｂを介して第１の電磁コ
イル３０３に通電される指示電流の電流波形は、比較的
大きな電流値Ｉ１を所定時間継続し、一旦電流値Ｉ２ま
で下げ、次に比較的小さな電流値Ｉ３を所定時間継続し
て、その後さらに小さな電流値Ｉ４を保持するといった
ものとなる。

【００６６】一方、図４（ｃ）に示すように、第２の電
磁コイル３０４に通電する電流は、吸気弁２８の閉弁動
作が開始される直前まで所定の電流値Ｉ５に保持する。
この状態から同電流値Ｉ５を電流値Ｉ６まで降下させる
（若しくは逆方向へ電流を流す）ことで吸気弁２８の閉
弁動作が開始される。電流値Ｉ６は、その後さらに所定
の電流値Ｉ７（ほぼ「０」値であるのが好適である）に
切り替わる。

【００６７】すなわち、両電磁コイル３０３，３０４に
全く通電が行われていない状態でも、アーマチャ３０５
を中立状態に保持するバネの付勢力が働いている。この
ため、吸気弁２８を開弁状態に保持するには、所定値Ｉ
２の電流（保持電流）が第２の電磁コイルに通電されて
いる必要がある。この保持電流の通電が中断されること
で（時刻ｔ０）、バネの付勢力がアーマチャ３０５を中
立状態に復元させる力として作用し、閉弁動作が開始さ
れる。その後、時刻ｔ１において第１の電磁コイル３０
３に所定量Ｉ１の電流が通電されることで、閉弁動作が
加速される。その後、一旦電流値を所定値Ｉ３まで降下
させ、続けて比較的小さな電流値Ｉ３をもって通電を継
続することにより吸気弁２８の減速され、弁体２８ａ及
びアーマチャ３０５がなめらかに着座する（時刻ｔ
ｃ）。着座後は、アーマチャ３０５を中立状態に復元さ
せるバネの付勢力にうち勝つだけの吸引力を第１の電磁
コイルに与える所定値Ｉ４の電流（保持電流）の通電が
次回の開弁動作の開始まで持続されることとなる。

【００６８】開弁動作に関しては、第１の電磁コイル３
０３への通電が上記閉弁動作における第２の電磁コイル
３０４への通電と同様の態様で実行される一方、第２の
電磁コイル３０４への通電が上記閉弁動作における第１
の電磁コイル３０３への通電と同様の態様で実行され
る。

【００６９】また、排気側電磁機構３１への通電態様と
排気弁２９の動作態様との関係も、上述した吸気側電磁
機構３０に関するものと同様である。このため、ここで
の詳しい説明は割愛する。

【００７０】次に、上記吸気弁２８の開閉弁動作に関
し、両電磁コイル３０３，３０４への通電量を制御すべ
くＥＣＵ２０によって行われる制御手順の概要につい
て、フローチャートを参照して説明する。

【００７１】図５には、第１の電磁コイル３０３及び第
２の電磁コイル３０４へ供給される指示電流について、
その電流量（電流値）、通電タイミング、及び通電時間
を含めた電流の波形を決定するための「開弁量制御ルー
チン」を示す。

【００７２】同ルーチンは、ＥＣＵ２０を通じて内燃機
関１の始動と同時にその実行が開始されるとともに、所
定時間毎に周期的に実行される。同ルーチンに処理が移
行すると、ＥＣＵ２０は先ず、ステップＳ１において、
吸気弁２８に対する開弁要求、若しくは閉弁要求が生じ
ているか否かを判断する。そして何れかの要求が生じる
までこの判断を繰り返し、開弁要求若しくは閉弁要求が
生じた時点で続くステップＳ２に移行する。

【００７３】ステップＳ２においては、目標となる開弁
タイミング若しくは閉弁タイミングや弁体２８ａの変位
速度を含めた吸気弁２８の動作態様と、例えば燃焼室２
４内の圧力等、吸気弁２８の動作に影響を及ぼすパラメ
ータ（外乱）とを、各種センサの出力信号に基づいて把
握する。

【００７４】続くステップＳ３においては、吸気弁２８
が目標となる動作態様をもって開弁動作若しくは閉弁動
作を実行するよう、先のステップＳ２で把握した外乱要
素を加味しつつ、図示しないマップを参照して指示電流
の電流波形を演算する。

【００７５】なお、ここでいう指示電流の電流波形と
は、先の図４において説明した電流値Ｉ０，Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６及びＩ７の値の大きさや、
当該各電流値間の切り替えタイミング等を意味する。

【００７６】最後に、ＥＣＵ２０は続くステップＳ４に
おいて、上記ステップＳ３で求められた波形の指示電流
を、第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイル３０
４に供給する。

【００７７】以上説明した制御手順に基づいて決定され
る指示電流の通電量に対応して、機関運転中は、吸気弁
２８（排気弁２９も同様）の弁体２８ａが所定の変位区
間を継続的に往復動作することとなる（図４を併せ参
照）。

【００７８】ところで、かかる電磁駆動機構による開閉
弁動作にあっては、弁体の変位速度を着座点（図４にお
ける時刻ｔｃに相当）直前で減速させることが、弁体や
アーマチャにとって、それらの変位端に存在する変位規
制部材（例えば、弁座や電磁コイル）によって受ける着
座時の衝撃を緩和する上で望ましい。

【００７９】例えば、図６（ａ）には、先の図４（ａ）
にて示した吸気弁２８のリフト量の変化曲線（実線Ｓ）
を最適なものとしたとき、着座点直前における減速が不
十分である場合（一点鎖線Ａ）と、減速量が過大である
場合（二点鎖線Ｂ）とにみられる同弁２８のリフト量の
変化態様（変化曲線）を示す。ちなみに、図６（ｂ）
は、先の図４（ｂ）と同じく、吸気弁２８のリフト量の
変化態様（実線Ｓ）に対応する第１の電磁コイル３０３
へ通電される指示電流の変化態様を、図６（ａ）と同一
時間軸上に示したものである。

【００８０】先ず、図６（ａ）において一点鎖線Ａにて
示すように、着座点直前での減速が不十分であると、目
標となる着座点Ｃｈ（以下、目標着座点Ｃｈと記す）に
比べ、実際の着座点（着座時期）が早まる。この場合、
弁体２８ａやアーマチャ３０５が比較的速い変位速度を
保持したままそれぞれの変位端に存在する弁座や第１の
電磁コイル３０３に衝突する。

【００８１】一方、二点鎖線Ｂによって示すように、着
座点直前での減速量が過大であると、目標となる着座点
Ｃｈに比べ、実際の着座点（着座時期）は遅くなる。こ
の場合、弁体２８ａやアーマチャ３０５が比較的早い時
期に減速され、弁体２８が着座する前に一旦失速するこ
ともある。ただし、所定値Ｉ１から所定値Ｉ２まで一旦
下降した指示電流値が所定値Ｉ３まで再度上昇し、この
値Ｉ３が所定時間持続されることで弁体２８ａやアーマ
チャ３０５の変位速度が再加速される。この結果、着座
の際（着座直前）の変位速度（以下、着座速度と記す）
はこの場合も最適値を上回ることとなる。

【００８２】上記のような着座点直前における弁体２８
ａやアーマチャ３０５の挙動は、これらが弁座や第１の
電磁コイル３０３に衝突するときの振動を観測すること
で正確に把握することができるようになる。

【００８３】すなわち、図６（ｃ）には、図６（ａ）に
おける吸気弁２８リフト量の変化曲線（実線Ｓ）に応じ
て吸気側電磁駆動機構３０の頂面に設けられた吸気側Ｇ
センサ３０ａが出力する検出信号の変化を示す。また、
図６（ｄ）には、その検出信号の振幅を所定時刻Ｏｂま
で積算していったときの積算値itgrlの変化を示す。

【００８４】図６（ｃ）に示すように、着座点（時期）
とほぼ同時に吸気側Ｇセンサ３０ａによる検出信号は最
大振幅を示し、その後急速に弱まって消滅する。また、
吸気側Ｇセンサ３０ａの検出信号が所定のしきい値αを
上回った時点から、所定時刻Ｏｂまでその信号振幅を累
積的に積算していくと、図６（ｄ）に示すような波形が
得られる。この信号振幅の積算開始点は、図６（ａ）に
おけるリフト量の変化曲線（実線Ｓ）上の目標着座点Ｃ
ｈと一致するのが望ましいことは、上記説明からも明ら
かであるが、同図６（ａ）中、一点鎖線Ａや二点鎖線Ｂ
として示したように、減速が不十分か、或いは過大であ
る場合には、着座点が目標値Ｃｈと異なるようになると
ともに、吸気側Ｇセンサ３０ａの検出信号の信号振幅を
所定時刻まで積算して得られる積算値itgrlも最適なリ
フト量曲線に対応する値とは異なったものとなる。

【００８５】例えば図７は、吸気側Ｇセンサ３０ａの検
出信号が所定のしきい値を上回った後、その信号振幅を
所定時刻Ｏｂまで累積的に積算して逐次得られる積算値
itgrlを、先の図６（ａ）と対応するように、着座時の
減速が適切に行われた場合（実線Ｓ）、着座時の減速が
不十分な場合（一点鎖線Ａ）、及び着座時の減速量が過
大である場合（二点鎖線）についてそれぞれを同一時間
軸上に示すタイムチャートである。

【００８６】同図７に示すように、着座時の減速が適切
に行われると、着座点は目標着座点Ｃｈとほぼ一致する
こととなる。その一方、着座時の減速が不十分な場合、
実際の着座タイミングが目標着座点Ｃｈより早まるとと
もに（着座点Ｃｈ'）、十分な減速がなされる前に、弁
体２８ａやアーマチャ３０５が着座してしまうため、着
座速度が大きく（衝撃エネルギーが大きく）吸気側Ｇセ
ンサ３０ａの検出信号の最大振幅や信号出力の持続時間
が増大し、結果として所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積
算値itgrlも相対的に大となる。他方、着座時の減速量
が過大である場合、検出信号の出力開始点（Ｃｈ''）は
目標着座点Ｃｈより遅れるものの、先述したように弁体
２８ａやアーマチャ３０５の変位速度が着座直前に再加
速されることで、着座速度が大きく（衝撃エネルギーが
大きく）所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積算値itgrlは
相対的に大となる。

【００８７】すなわち、（Ａ）着座時の減速が不十分な
場合、（Ｂ）着座時の減速が過大である場合のうち何れ
であれ、所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積算値itgrl
が、着座時の減速が適切である場合にみられる信号振幅
の積算値itgrlに比して大となることによって着座速度
が最適値でない旨を認識することはできる。また、
（Ａ）の場合には着座点が目標着座点Ｃｈより早まるの
に対し、（Ｂ）の場合には着座点が目標着座点Ｃｈより
遅れることで、両者を相互に識別することもできる。

【００８８】さらに、（Ａ）の場合であれ、（Ｂ）の場
合であれ、実際の着座速度と最適値とのずれ量が大きく
なるに従い、所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積算値itgr
lは、単調に増加していくことが発明者らによって確認
されている。

【００８９】そこで、本実施の形態にかかる内燃機関１
では、ＥＣＵ２０が吸排気弁２８，２９の開弁動作及び
閉弁動作に関して、各Ｇセンサ３０ａ，３１ａの検出信
号の信号振幅を適宜の期間積算することで、この積算値
itgrlと極めて大きな相関性を有する着座速度（若しく
は着座速度と、その最適値とのずれ量）を推定検出する
ことが容易となる。

【００９０】こうして推定検出された着座速度と最適値
とのずれは、例えば吸気弁２８の閉弁動作に関する場
合、先の図４（ｂ）及び図４（ｃ）にて説明した第１の
電磁コイル３０３や第２の電磁コイル３０４へ通電され
る指示電流の波形を適宜調整することで修正することが
できる。本実施の形態では、着座時若しくはその直前で
の弁体２８ａやアーマチャ３０５の変位速度に直接の影
響を及ぼす指示電流値Ｉ１（図４（ｂ）参照）を、着座
速度と最適値とのずれ量に応じて逐次増減させることに
より、同着座速度を最適値に収束させる制御を実施す
る。

【００９１】例えば図８には、本実施の形態によって行
われる制御で指示電流値Ｉ１を逐次変更していく過程に
おいて、吸気側Ｇセンサ３０ａの信号振幅の積算値itgr
lがどのように収束していくのかその軌跡を概略的に示
す。

【００９２】同図８に示すように、（Ａ）着座時の減速
が不十分な場合には指示電流値Ｉ１を徐々に減少させ、
（Ｂ）着座時の減速が過大である場合には指示電流値Ｉ
１を徐々に増大させることで、指示電流値Ｉ１と積算値
itgrlとの関係が、最終的な収束点Ｐｄに収束されてい
く。この収束点Ｐｄに対応する積算値itgrldが、指示電
流値Ｉ１の操作により実現し得る積算値の極小値であ
り、言い換えると、最適な着座速度を与える条件に相当
する。

【００９３】以下、上記吸気弁２８の閉弁動作に関し、
弁体２８ａやアーマチャ３０５の着座速度と最適値との
ずれ量の推定検出と、その推定検出されたずれ量に基づ
いて着座速度を最適値に収束させる制御の具体的な手順
について、フローチャートを参照して説明する。

【００９４】図９及び図１０には、吸気弁２８の閉弁動
作に関し、同弁２８の閉弁動作開始直後、吸気側電磁駆
動機構３０に内蔵された第１の電磁コイル３０３（図２
参照）に通電される指示電流の電流値Ｉ１（図４
（ｂ），図６（ｂ）参照）を調整制御するための「電流
調整制御ルーチン」を示す。

【００９５】同ルーチンは、内燃機関１の始動後、ＥＣ
Ｕ２０によって周期的に実行される。 ［初回処理］同ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ２
０は先ず、ステップＳ１０１（図９）において、本ルー
チンへの移行回数を計測するカウンタaicntのカウント
値が初期値「１」に設定されているか否かを判断する。
そしてその判断が肯定であれば、ステップＳ１０２へ移
行し、その判断が否定であれば処理をステップＳ２０１
に移行する。

【００９６】ここで、ステップＳ１０２は初回ルーチン
でのみ行われる判断行程である。２回目以降のルーチン
では、ステップＳ２０１に続く一連の処理が行われるこ
ととなる。そこで、先ずステップＳ１０２に続く初回ル
ーチンについて説明し、ステップＳ２０１に続く処理に
ついては後述することとする。

【００９７】ステップＳ１０２においてＥＣＵ２０は、
弁体２８ａ及びアーマチャ３０５の着座点の最新値ｔが
目標着座点Ｃｈより早い時期にあるか否かを判断する。
着座点は、先の図６（ｃ）に示したように、吸気側Ｇセ
ンサ３０ａによる出力信号が所定のしきい値を上回った
時刻として把握される。

【００９８】そして、ステップＳ１０２における判断が
肯定である場合には、（Ａ）着座時の減速が不十分であ
ると認識してステップＳ１０３に移行し、一方ステップ
Ｓ１０２における判断が否定である場合には、（Ｂ）着
座時の減速が過大であると認識してステップＳ１０４に
移行する。

【００９９】ステップＳ１０３，Ｓ１０４においては、
後続の処理で指示電流値Ｉ１に加算されることとなる補
正値Ｉ１aihの調整を行う。このとき、ステップＳ１０
３では補正値Ｉ１aihから補正調整値Ｉ１hを減算するの
に対し、ステップＳ１０４では補正値Ｉ１aihに補正調
整値Ｉ１hを加算する。

【０１００】ステップＳ１０３，Ｓ１０４何れかの処理
を終えた後、ＥＣＵ２０はその処理をステップＳ１０５
に移行する。同ステップＳ１０５においては、カウンタ
aicntのカウント値をインクリメントする。こうしたカ
ウント動作により、当該ルーチンへの割り込み回数の履
歴が残される他、次回以降のルーチンで、初回ルーチン
を既に終えたことを認識することができるようになる。

【０１０１】続くステップＳ１０６においては、指示電
流値Ｉ１の前回値に、先のステップＳ１０３若しくはＳ
１０４にて調整済みの補正値Ｉ１aihを加算することに
より、指示電流値Ｉ１を更新する。

【０１０２】ステップＳ１０６を終えた後、ＥＣＵ２０
はその後の処理を一旦終了する。 ［二回目以降の処理］当該「電流調整制御ルーチン」に
処理が移行すると、先ずステップＳ１０１（図９）にお
いて、この処理が初回ルーチンであるのか、二回目以降
のルーチンであるのかをカウンタaicntのカウント値に
基づいて判断することは上述した通りである。

【０１０３】上記判断に基づき、二回目以降のルーチン
においてＥＣＵ２０は、その処理をステップＳ１０１
（図９）からステップＳ２０１（図１０）に移行する。
ステップＳ２０１においては、積算値itgrlの最新値が
所定のしきい値βを上回っているか否かを判断する。積
算値itgrlが所定のしきい値以下であるということは、
着座時の減速が既に最適な態様で行われ、弁体２８ａや
アーマチャ３０５が着座時に発する振動も十分に小さい
ことを意味する。従って、同ステップＳ２０１での判断
が否定である場合、ＥＣＵ２０は、その処理をステップ
Ｓ１０５までジャンプし、カウンタaicntのカウント値
をインクリメントする。

【０１０４】そして、続くステップＳ１０６において
は、積算値itgrl（着座速度）を修正するためのパラメ
ータ（補正調整値Ｉ１h）が加味されていない電流補正
値Ｉ１aihによって、指示電流値Ｉ１を更新し、その後
の処理を一旦終了する。

【０１０５】一方、上記ステップＳ２０１での判断が肯
定である場合、ＥＣＵ２０はその処理をステップＳ２０
２に移行する。以降一連のステップＳ２０１〜Ｓ２０
４、及びＳ３０１〜Ｓ３３２においては、基本的には先
の図８にて説明した制御の概要に従い、積算値itgrlと
指示電流値Ｉ１（厳密には指示電流値Ｉ１の補正値であ
る電流補正値Ｉ１aih）との関係を収束点Ｐｄに向かっ
て収束させる調整制御を実行する。

【０１０６】実際の制御手順では、図１１に示すよう
に、電流補正値Ｉ１aihを徐々に変更しつつ、この変更
に伴う積算値itgrlの変化を観測することにより、収束
点Ｐｄへの接近及び到達を把握する。さらに、積算値it
grlが大きいときには電流補正値Ｉ１aihの変更量（率）
を大きく設定しておき、積算値itgrlが小さくなるに従
って電流補正値Ｉ１aihの変更量（率）が小さくなるよ
うに制御を行う。言い換えれば、電流補正値Ｉ１aih及
び積算値itgrlから決定される座標と、収束点Ｐｄとの
距離が大きいときほど制御量（Ｉ１h）を大きく設定
し、その距離が小さくなるに従って制御量（Ｉ１h）を
小さく設定することにより、収束点Ｐｄへの収束性を高
める一方、収束点Ｐｄ近傍では制御の緻密性が十分確保
されるようにする。

【０１０７】すなわち、先ずステップＳ２０２において
は、積算値の最新値itgrlと、前回値itgrloldとの差分
（以下、積算値差と記す）Δitgrlを算出する（図１１
を併せ参照）。続くステップＳ２０３においては、電流
補正値の最新値Ｉ１aihと前回値Ｉ１aiholdとの差分
（以下、補正値差と記す）ΔＩ１aihを算出する。さら
に続くステップＳ２０４では、上記ステップＳ２０３で
用いた電流補正値の最新値Ｉ１aihを、次回ルーチンで
適用する前回値Ｉ１aiholdとして記憶を更新する。

【０１０８】以上、ステップＳ２０２及びステップＳ２
０３で得られた情報をもとに、Ｓ３０１〜Ｓ３３２で
は、次のような判断及び処理を実行する。先ず、図１１
における座標（itgrl，Ｉ１aih）が収束点Ｐｄに向かっ
ている限り、積算値差Δitgrlは、負の数値であること
は明らかであり、積算値差Δitgrlが正の数値となった
場合、座標（itgrl，Ｉ１aih）が収束点Ｐｄを通過した
ものと判断することができる。

【０１０９】また、座標（itgrl，Ｉ１aih）が（Ａ）の
側から（Ｂ）の側に向かっている限り、補正値差ΔＩ１
aihは負の数値であり、一方、座標（itgrl，Ｉ１aih）
が（Ｂ）の側から（Ａ）の側に向かっているときには、
補正値差ΔＩ１aihは正の数値となる。

【０１１０】以上の観点から、 （１）積算値差Δitgrlが所定値「−Ｃ」（−Ｃ＜０）
より小さく、且つ補正値差ΔＩ１aihが「０」以下であ
る場合、図１１における座標（itgrl，Ｉ１aih）が
（Ａ）の側から収束点Ｐｄに向かっていると判断する。

【０１１１】そこで上記（１）の条件に該当する場合に
は、ステップＳ３０１からステップＳ３０２へと進み、
電流補正値Ｉ１aihから所定の補正調整値Ｉ１hを減算し
て当該電流補正値Ｉ１aihの最新値を得る。

【０１１２】（２）また、積算値差Δitgrlが所定値
「−Ｃ」より小さく、且つ補正値差ΔＩ１aihが「０」
より大きい場合、図１１における座標（itgrl，Ｉ１ai
h）が（Ｂ）の側から収束点Ｐｄに向かっていると判断
する。

【０１１３】そこで上記（２）の条件に該当する場合に
は、ステップＳ３１１からステップＳ３１２へと進み、
電流補正値Ｉ１aihに所定の補正調整値Ｉ１hを加算して
当該電流補正値Ｉ１aihの最新値を得る。

【０１１４】（３）また、積算値差Δitgrlが所定値
「Ｃ」（Ｃ＞０）より大きく、且つ補正値差ΔＩ１aih
が「０」以下である場合、図１１における座標（itgr
l，Ｉ１aih）が（Ａ）の側から（Ｂ）の側に向かって収
束点Ｐｄを行き過ぎてしまったと判断する。

【０１１５】そこで上記（３）の条件に該当する場合に
は、ステップＳ３２１からステップＳ３２２へと進み、
電流補正値Ｉ１aihに所定の補正調整値Ｉ１hを加算して
当該電流補正値Ｉ１aihの最新値を得る。

【０１１６】（４）また、積算値差Δitgrlが所定値
「Ｃ」より大きく、且つ補正値差ΔＩ１aihが「０」よ
り大きい場合には、図１１における座標（itgrl，Ｉ１a
ih）が（Ｂ）の側から（Ａ）の側に向かって収束点Ｐｄ
を行き過ぎてしまったと判断する。

【０１１７】そこで上記（４）の条件に該当する場合に
は、ステップＳ３３１からステップＳ３３２へと進み、
電流補正値Ｉ１aihから所定の補正調整値Ｉ１hを減算し
て当該電流補正値Ｉ１aihの最新値を得る。

【０１１８】ステップＳ３０２，Ｓ３１２，Ｓ３２２，
若しくはＳ３３２のうち何れかの処理を経た後、ＥＣＵ
２０はその処理をステップＳ１０５（図９）に移行し、
カウンタaicntのカウント値をインクリメントする。そ
して続くステップＳ１０６において、補正調整値Ｉ１h
が加味された電流補正値Ｉ１aihによって指示電流値Ｉ
１を更新し、その後の処理を一旦終了する。

【０１１９】なお、（１）〜（４）のうち何れの条件に
も該当しない場合、すなわち、積算値差Δitgrlが所定
範囲（「−Ｃ」以上、「Ｃ」以下）にある場合には、座
標（itgrl，Ｉ１aih）が収束点Ｐｄと十分近い位置にあ
ると判断することができる。

【０１２０】そこで上記（１）〜（４）のうち何れの条
件にも該当しない場合には、ステップＳ３０１，Ｓ３１
１，Ｓ３２１，及びＳ３３１を経てステップＳ１０５
（図９）に移行し、カウンタaicntのカウント値をイン
クリメントする。そして続くステップＳ１０６において
は、補正調整値Ｉ１hが加味されていない電流補正値Ｉ
１aihによって指示電流値Ｉ１を更新し、その後の処理
を一旦終了する。

【０１２１】ちなみに、上記ステップＳ３０１，Ｓ３１
２，Ｓ３２２，若しくはＳ３３２にて適用される補正調
整値Ｉ１hは、積算値itgrlが大きいときには相対的に大
きな値となり、積算値itgrlが小さくなるに従って相対
的に小さな値となるよう予めマップ上に記憶させておく
か、適宜演算するようにすればよい。また、今回のルー
チン終了後、次回ルーチンに処理が移行するまでの間に
例えば別途の制御ルーチンによって電流補正値Ｉ１aih
が変更されない限り、本ルーチンにおいて最新値として
適用される補正調整値Ｉ１hは、次回ルーチンで算出さ
れる補正値差ΔＩ１aihと同値になる。

【０１２２】なお、本ルーチンのステップＳ１０６で指
示電流値Ｉ１に直接加算される電流補正値Ｉ１aihは、
各種の運転状態パラメータ等に基づいて、マップ等を参
照して求められる。補正調整値Ｉ１hは、弁体２８ａや
アーマチャ３０５の着座速度を最適化すべく電流補正値
Ｉ１aihをさらに修正する機能を有する。そして、本ル
ーチンによって適宜に調整制御される指示電流値Ｉ１
は、先述した「開弁量制御ルーチン」（図５）のステッ
プＳ３において、電流波形を決定する不可欠なパラメー
タとして適用されることとなる。

【０１２３】また、吸気弁２８の開弁動作については、
第１の電磁コイル３０３に通電される指示電流と、第２
の電磁コイルに通電される指示電流を入れ替えることに
より、図５で説明した「開弁量制御ルーチン」、並びに
図９及び図１０で説明した「電流調整制御ルーチン」の
制御ロジックを基本的にはそのまま適用すればよい。

【０１２４】また、排気弁２９の開閉弁動作に関して
も、上記と同様の制御ロジックに従って排気側電磁駆動
機構３１に供給する駆動電流（指示電流）を制御、及び
調整制御すればよい。

【０１２５】以上説明した制御の手順により、本実施の
形態にかかる内燃機関１は、当該機関に搭載された吸気
側電磁駆動機構３０、及び排気側電磁駆動機構３１を駆
動するとともに、当該駆動にかかる電流量（指示電流
値）の調整制御を適宜実行する。

【０１２６】ここで、従来の電磁駆動弁を搭載する内燃
機関にあっては、着坐点において弁体やアーマチャ等に
加わる衝撃を緩和する上で、そのような衝撃に直接関連
するパラメータの把握や、当該パラメータに基づく特定
位置における弁体やアーマチャの挙動にかかる緻密な制
御を行っていなかった。

【０１２７】この点、上記態様で指示電流の調整制御を
行う本実施の形態の内燃機関１によれば、着坐点におい
て弁体やアーマチャ等に加わる衝撃と直接の関わりを有
する着座点直前の変位速度（着座速度）を検出対象とし
て適用し、さらに、この着座速度に的確に反映される電
流量（指示電流値）を制御量として、当該着座速度の極
小値を与える値に収束させるフィードバック制御を行う
こととしている。

【０１２８】このため、弁体若しくはアーマチャを、着
座点に至る直前に減速させるといった極めて高い精度の
要求される調整制御が、十分な信頼性及び再現性をもっ
て達成されるようになる。

【０１２９】さらに、着座速度の把握にあたり、着座時
に発生する振動エネルギーに関する情報（信号）を比較
的安価なＧセンサを採用して検出し、その信号を所定期
間積算して得た積算値を着座速度を反映する値として適
用している。この積算値が着坐速度と極めて高い相関性
を有することは発明者らによって確認されている。ま
た、こうした振動が逆に外乱として作用する他の速度検
出手段（例えばリフトセンサ等）と比較しても、振動エ
ネルギーに関する情報を通じて着座速度を推定する制御
態様には優位性がある。

【０１３０】さらに、複数の吸気弁や排気弁を有する気
筒、若しくは複数気筒を有する内燃機関については、一
体の吸気弁や排気弁毎にＧセンサを備えなくとも、一個
のＧセンサによって複数の吸気弁や排気弁によって発せ
られる振動を検出することとしてもよい。従って、構成
部品点数を減らすことで製造コストを軽減することも容
易であるといえる。

【０１３１】すなわち、本実施の形態によれば、電磁駆
動弁の開閉動作について、着座速度の把握とその把握に
基づく制御を実施するにあたり、高い信頼性を低コスト
にて実現することができるようになる。

【０１３２】なお、本実施の形態では、吸気側電磁駆動
機構３０，排気側電磁駆動機構３１それぞれ筺体の頂面
に吸気側Ｇセンサ３０ａ、排気側Ｇセンサ３１ａを取り
付けることとしたが、これに替え、筺体の側面にＧセン
サを取り付けることによって振動エネルギーを検出する
こととしても、本実施の形態に準ずる効果を奏すること
はできる。

【０１３３】また、本実施の形態では、例えば吸気側電
磁駆動機構３０の場合、吸気側Ｇセンサ３０ａの検出信
号の信号振幅を適宜の期間積算することで、この積算値
itgrlと極めて大きな相関性を有する着座速度を推定検
出することとした。これに対し、検出素子と、当該検出
素子と所定の隙間をもって対向する対象物との距離を検
出可能な周知のギャップセンサを適用して上記着座速度
を検出することもできる。

【０１３４】例えば図１２（ａ）に示すように、吸気側
電磁駆動機構３０の筺体３００上にギャップセンサ３０
ｃと、当該ギャップセンサ３０ｃを保持する外郭３００
ａとを付設する。そして、筺体３００頂面を貫通するよ
うに延設された弁軸２８ｂの頭部３０ｄと、ギャップセ
ンサ３０の検出素子とが、所定の間隙（ギャップ）Ｇ３
０をもって互いに対向するように吸気側電磁駆動機構３
０を構成する。

【０１３５】上記のような構成を適用すれば、図１２
（ｂ）に示すように、吸気弁２８のリフト量を微小時間
間隔で観測するとともに、各観測点Ｐｎ間の信号出力差
を時間微分することで、各観測点Ｐｎにおける弁体２８
ａ等の変位速度を求めることができる。とくに、例えば
最大リフト量Ｌに相当するギャップをしきい値Ｓｈとし
て予め設定しておくことにより、ギャップセンサ３０ｃ
からの信号出力から演算されるギャップがしきい値Ｓｈ
を上回る観測点を着座点として認識し、この観測点Ｐ
ｎ、若しくは直前の観測点Ｐｎにおける変位速度を着座
速度と推定することができる。もしくは、リフト量（ギ
ャップ）の信号を微分回路を通すことによって得られる
速度信号に基づき、着座速度を推定してもよい（ギャッ
プがしきい値Ｓｈを上回る瞬間における変位速度を着座
速度する）。そして、このようにして推定された着座速
度を、先の図９及び図１０の「電流調整制御ルーチン」
において積算値itgrlと同等のパラメータとして取り扱
うことにより、本実施の形態に準ずる効果を奏すること
はできる。

【０１３６】（第２の実施の形態）次に、本発明を電磁
駆動弁搭載の内燃機関に適用した第２の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【０１３７】なお、当該第２の実施の形態にあって、適
用対象とする内燃機関、同機関に搭載される各電磁駆動
機構、並びにＥＣＵのハードウエア構成について、その
基本構成は先の第１の実施の形態で図１〜図３において
各々示したものとほぼ同様である。また、先の図５で説
明した「開弁量制御ルーチン」も、ＥＣＵ２０により上
記第１の実施の形態と同様の態様で実行される。よっ
て、それらハードウエア構成及び制御内容に関するここ
での重複する説明は割愛する。

【０１３８】先の図８について説明したように、例え
ば、吸気側電磁駆動機構３０における吸気弁２８の閉弁
動作に関し、弁体２８ａやアーマチャ３０５の着座速度
と最適値とのずれ量の推定検出と、その推定検出された
ずれ量に基づいて着座速度を最適値に収束させる調整制
御を行うことで、最適な着座速度（積算値itgrl）に対
応する指示電流値Ｉ１を求めることができる。

【０１３９】このような最適な指示電流値Ｉ１は、具体
的には、これも先の図９及び図１０において説明した
「電流調整制御ルーチン」において算出され、逐次更新
されていくこととなる。

【０１４０】ところで、電磁駆動機構３０，３１の動作
を継続的に行っていく中で、上記のような指示電流値の
調整制御を周期的に実行してその更新を行うと、その更
新値が経時的に変化していくことがある。

【０１４１】例えば図１３は、指示電流値Ｉ１及び積算
値itgrl間の関係図であり、とくに上記「電流調整制御
ルーチン」（図９，図１０）の実行中、積算値itgrlの
極小値itgrlに対応する指示電流値Ｉ１の最適値が経時
的に変化していく態様の一例を示す。

【０１４２】同図１３において、当初、実線で示す軌跡
に従い、積算値itgrlの極小値itgrldに対応する指示電
流値Ｉ１が指示電流値Ｉ１aに収束していたとする。こ
の収束値としての指示電流値Ｉ１aが、内燃機関１の継
続的な運転動作に伴い、更新の度に除々に電流値Ｉ１
b、若しくはＩ１cのようにずれていくことがある。

【０１４３】このような、収束値としての指示電流値Ｉ
１の経時変化は、以下の理由に帰するところが大きい。
すなわち、先述したように、吸気弁側電磁駆動機構３０
内に組み付けられたアーマチャ３０５は、所定の間隙に
おいて第１コア３０１と第２コア３０２との中間の位置
（中立位置）にあるときに釣り合うよう第１スプリング
３０６と第２スプリング３０７とによって両側から付勢
されている。

【０１４４】このため、両スプリング３０６，３０７
は、各々の有する付勢力が、互いに緻密なバランスを保
つことで、アーマチャを最適な位置に保持している。従
って、両スプリング３０６，３０７を含めて、機構３０
５内の構造にかかる物理的、或いは機械的な特性に僅か
な経時的変化が生じても、この中立位置に「ずれ」が生
じることとなる。そしてこの中立位置「ずれ」は、アー
マチャ３０５や弁体２８ａの変位区間内での動作に影響
を与えることとなるため、最適な着座速度に対応する指
示電流値も変化することになるのである。

【０１４５】この中立位置「ずれ」のずれ量が、所定の
許容範囲内であるうちは、指示電流値Ｉ１を変更等する
ことによって、十分に対応することができる。しかし、
そのずれ量が所定範囲を超えると、吸気弁２８動作の脱
調や機能停止等の不具合を招く恐れがある。

【０１４６】そこで、本実施の形態では、この電磁駆動
機構自体の物理的・機械的な経時変化に関する情報を、
適宜更新される指示電流の最適値をモニタすることで推
定する。すなわち、先の「電流調整制御ルーチン」を適
宜実行する一方、例えばその「ずれ」が指示電流値（収
束値）の増加傾向や減少傾向として現れているか否かを
判断することにより、吸気弁２８動作の脱調や機能停止
の前兆となる異常を検出する制御を併せ行うものであ
る。

【０１４７】以下、本実施の形態にかかる調整制御及び
異常検出の具体的な制御手順について、フローチャート
を参照して説明する。図１４には、吸気弁２８の閉弁動
作に関し、同弁２８の閉弁動作開始直後、吸気側電磁駆
動機構３０に内蔵された第１の電磁コイル３０３に通電
される指示電流値Ｉ１を調整制御するとともに、当該吸
気側電磁駆動機構３０の異常を検出するための「調整制
御及び異常検出ルーチン」を示す。

【０１４８】同ルーチンは、内燃機関１の始動後、ＥＣ
Ｕ２０によって周期的に実行される。同ルーチンに処理
が移行すると、ＥＣＵ２０は先ず、ステップＳ４０１に
おいて、指示電流値Ｉ１の調整制御を、先の第１の実施
の形態で説明した「電流調整制御ルーチン」（図９及び
図１０参照）と同等の手順に従って実行する。

【０１４９】続くステップＳ４０２においては、上記ス
テップＳ４０１で得られた指示電流値Ｉ１の最適値（収
束値）を学習値として記憶する。さらに続くステップＳ
４０３においては、上記ステップＳ４０２で得られた学
習値を、過去の履歴と照らし併せ、当該学習値が経時的
にどのように変化しているかを認識する。

【０１５０】そして、続くステップＳ４０４において、
上記ステップＳ４０３で認識した経時的な変化態様が、
増加傾向若しくは単調傾向であるか否かを判断する。こ
こで、同ステップＳ４０４における判断が肯定であれ
ば、ＥＣＵ２０はその処理をステップＳ４０５に移行す
る。そして、吸気側電磁駆動機構３０に何らかの異常が
生じていると判断し、続くステップＳ４０６にて例えば
警告ランプの点灯により運転者（操作者）にその異常、
或いは異常の可能性を警告する。一方、上記ステップＳ
４０４における判断が否定である場合、ＥＣＵ２０は、
その後の処理を一旦終了する一方、次回以降のルーチン
で学習値の更新や異常有無の判断を継続的に実行する。

【０１５１】なお、吸気弁２８の開弁動作については、
第１の電磁コイル３０３に通電される指示電流と、第２
の電磁コイルに通電される指示電流を入れ替えることに
より、また、排気弁２９の開閉弁動作に関しても、上記
と同様の制御ロジックに従って排気側電磁駆動機構３１
に供給する駆動電流（指示電流）を調整制御すればよい
のは、先の第１の実施の形態と同様である。

【０１５２】以上説明した制御態様により、本実施の形
態にかかる内燃機関１は、当該機関に搭載された吸気側
電磁駆動機構３０、及び排気側電磁駆動機構３１の駆動
にかかる電流量（指示電流値）の調整制御を適宜実行す
るとともに、継続的な機関運転に伴って発生する各電磁
駆動機構３０，３１の動作異常やその可能性を検出す
る。

【０１５３】ここで、従来の電磁駆動弁を搭載する内燃
機関にあっては、予め厳密に設定された電磁駆動機構内
の物理特性や機械的な配置特性に経時的、或いは経年的
変化が生じたとしても、これを把握する手だてが講じら
れていなかった。

【０１５４】このため、こうした経時変化が増大するこ
とで当該電磁駆動機構の弁動作が脱調したり、その機能
が停止してしまうまで何ら処置を施すことができなかっ
た。この点、本実施の形態の内燃機関１によれば、上記
調整制御で得られた指示電流値の最適値を逐次学習し、
その履歴を観測することで、そのような経時変化を生じ
ていることを間接的に把握することができる。よって、
当該経時変化が拡大することにより、ドライバビリティ
の悪化、ひいては弁動作の脱調や機構機能の停止に至る
前に、適切な処置（例えば、通常走行から退避走行モー
ドへの変更、部品交換等）を施すことができるようにな
る。

【０１５５】なお、本実施の形態では、指示電流値の学
習値が単調増加、若しくは単調減少しているといった現
象に基づいて、機構３０の異常、若しくは異常の可能性
ありを判断することとした。これに対し、例えば図１３
中に示すように、上記中立位置「ずれ」のずれ量の許容
範囲に相当するような指示電流値（収束値）Ｉ１の上限
ＵＬ及び下限ＬＬを予め設定しておくことにより、指示
電流値Ｉ１（収束値）が上限値を上回ること、若しくは
下限値を下回ることによって、機構の異常等を判断する
こととしてもよい。

【０１５６】（第３の実施の形態）次に、本発明を、電
磁駆動弁を搭載する内燃機関の生産工程にあって、その
電磁駆動弁の調整方法に適用した第３の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【０１５７】なお、当該第３の実施の形態にあって、適
用対象とする内燃機関、同機関に搭載される各電磁駆動
機構、並びにＥＣＵのハードウエア構成について、その
基本構成は先の第１の実施の形態で図１〜図３において
各々示したものとほぼ同様である。よって、それらハー
ドウエア構成及び制御内容に関するここでの重複する説
明は割愛する。

【０１５８】図１５は、例えば上記第１の実施の形態に
かかる内燃機関１に、吸気側電磁駆動機構３０（吸気弁
２８）を組み付ける際、当該組み付け手順の一部をなす
「電磁駆動弁調整ルーチン」を示す。

【０１５９】同ルーチンでは、先ず工程Ｓ５０１におい
て、吸気側電磁駆動機構３０内の第１コア３０１及び第
２コア３０２間の間隙に取り付けられているアーマチャ
３０５が、第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイ
ルの何れにも通電されてない状態では、３０４第１コア
３０１と第２コア３０２との中間の位置（中立位置）に
あるよう第１スプリング３０６と第２スプリング３０７
の付勢力、若しくは配置を調整する。

【０１６０】続く工程Ｓ５０２、及び工程Ｓ５０３にお
いては、当該吸気側電磁駆動機構３０に駆動電流（指示
電流）を通電するに先立ち、機関運転時と同等の動作環
境を設定する。

【０１６１】すなわち、工程Ｓ５０２においては、機関
運転時、吸気側電磁駆動機構３０が晒される平均的な温
度として、温度環境を約６０℃に調整する。ただし、温
度環境の変化に伴って、指示電流値と機構（弁）の動作
特性との関係がどのように変化するのかが予め定量的に
把握されていれば、同工程を省くこともできる。

【０１６２】さらに、工程Ｓ５０３においては、これも
機関運転時、所定の供給経路を通じて機構３０内に流通
される潤滑油を、これと同等の流量条件にて流通させ
る。ただし、潤滑油の流通を要しない、いわゆる無潤滑
油タイプの機構に対しては、同工程を省くこととなる。

【０１６３】これら機関運転時の動作環境を満たした上
で、続く工程Ｓ５０４において、予め設定された電流波
形の駆動電流（指示電流）を、吸気側電磁駆動機構３０
に通電する（図４（ｂ），（ｃ）を参照）。

【０１６４】さらに続く工程Ｓ５０５においては、上記
第１の実施の形態で適用した「電流調整制御ルーチン」
（図９，図１０を参照）とほぼ同一の制御手順に従っ
て、着座速度を最適化する指示電流値（収束値）Ｉ１
（図８参照）を求める。

【０１６５】続く工程Ｓ５０７においては、内燃機関１
に付設するＥＣＵ２０に、上記工程Ｓ５０６で求めた指
示電流値（収束値）Ｉ１をデフォルト値として記憶させ
る。ただし、工程Ｓ５０５において求められた指示電流
値Ｉ１が、予め設定しておく所定の基準範囲からはずれ
ている場合には、工程Ｓ５０６において、アーマチャ３
０５が中立位置に正確に配置されるよう、第１スプリン
グ３０６と第２スプリング３０７の付勢力、若しくは配
置を再度微調整する。

【０１６６】こうした指示電流値Ｉ１の調整制御（Ｓ５
０５）とアーマチャ３０５の位置調整（Ｓ５０６）と
は、指示電流値Ｉ１が所定の基準範囲内となるまで交互
に繰り返される。

【０１６７】以上説明したように、本実施の形態にかか
る電磁駆動弁の調整方法では、先の第１の実施の形態と
同様、弁体若しくはアーマチャを、着座点に至る直前に
減速させるといった精密な調整制御を十分な信頼性及び
再現性をもって内燃機関の生産工程に適用している。

【０１６８】ちなみに、従来このような生産工程におけ
る電磁駆動機構の調整は、各機構毎に手作業で行うのが
通常であった。この点、本実施の形態で適用する調整制
御（Ｓ５０５）は、例えばコンピュータ等の電子制御装
置によって自動化し、しかも複数の機構について同時に
行うようにすることも容易である。

【０１６９】従って、内燃機関に搭載される電磁駆動機
構が耐久性能や騒音抑制性能に関して最適な状態で作動
するよう、弁体や当該弁体と連動する弁駆動体の動作態
様が初期設定されるようになる。

【０１７０】このため、厳格な公差基準にも適合する製
品を効率よく生産することができるようになり、また、
生産工程における歩留まりも向上するようになる。な
お、本実施の形態にかかる調整方法によって複数機構の
調整を同時に行う場合、各機構について、最初に行う調
整制御の結果得られた指示電流値Ｉ１の最適値のばらつ
き（例えば各機構について得られた最適値と予め設定し
ておく基準値との間にみられる偏差）を考量して各機構
のアーマチャの位置調整（Ｓ５０６）を行えば、全ての
機構について、指示電流値の初期設定値を統一すること
も容易である。

【０１７１】また、上記第１〜第３の実施の形態では、
「電流量調整制御ルーチン」において、特定の指示電流
値Ｉ１のみを調整制御することとした。これに替え、指
示電流値Ｉ２等他の指示電流値を適用すること、或いは
これら指示電流値を併せて同時に調整制御することとし
てもよい。さらに、制御対象として基準となる電流波形
も、図４（ｂ）に示した矩形波に限られるものではな
い。要は、弁体やアーマチャを所定の速度で変位させる
とともに、これらを着座点到達前に減速させる電流波形
を基準の電流波形として適用し、このうち、弁体やアー
マチャの変位区間中、所定位置における当該弁体やアー
マチャの変位速度に対応する電流供給量（指示電流値）
を「電流量調整制御ルーチン」（図９，図１０）と同等
の制御ロジックに従って、適宜変更すれば、上記各実施
の形態と同等若しくはこれに準ずる効果を奏することは
できる。

【０１７２】さらに、変更される電流供給量（指示電流
値）の最適値（収束値）を経時的学習させれば（図１
４）、上記第２の実施の形態と同等若しくはこれに準ず
る効果を奏することができる。

【０１７３】また、上記各実施の形態では、吸気弁２８
や排気弁２９の開閉弁動作に伴って発生する振動エネル
ギーに関する情報を検出する手段として、吸気側Ｇセン
サ３０ａや排気側Ｇセンサ３１ａを適用することとし
た。これに対し、周知のノックセンサ等、振動エネルギ
ーに関する情報を検出する他の検出手段を適用すること
もできる。また、これら検出手段によって検出される信
号出力は、必ずしも振動エネルギーと直線的な相関関係
を有するものでなくてもよく、要は、振動エネルギーに
関する情報を反映する検出信号を出力するものであれば
よい。

【０１７４】また、上記各実施の形態において、Ｇセン
サに出力させる検出信号は、各電磁駆動機構の機械的な
特性にもよるが、アーマチャが各電磁コイルに衝突する
際に発する振動と、弁体が弁座に衝突する際に発する振
動（閉弁動作時のみ）とのうち何れの振動に関するもの
であってもよく、また、それら振動の合成に関するもの
であってもよい。

【０１７５】また、上記各実施の形態で適用することと
した積算値itgrlは、例えば各Ｇセンサ３０ａ，３１ａ
による出力信号を、所定時間（出力信号がしきい値αを
上回ってから所定時刻Ｏｂまで）分、例えば周知積分回
路で処理することによって容易に得ることができる。こ
の他、例えば、これも周知のピークホールド回路等、出
力信号のピーク値を逐次検出する回路を利用して所定時
間分の検出信号を確保しておき、当該確保された信号を
適宜加工することによって積算値itgrlに相当するパラ
メータを得ることもできる。

【０１７６】また、上記各実施の形態で採用することと
した各電磁駆動機構３０，３１は、アーマチャの変位す
る両変位端にそれぞれ電磁コイルを備えるとともに、こ
れとは別途に、２本のスプリングがアーマチャを中立位
置に保持べく互いに対向する方向に向かってアーマチャ
を付勢する構成を有している。これに対し、アーマチャ
の変位方向に沿って、一方の側からのみスプリングが当
該アーマチャを付勢するとともに他方の側にはアーマチ
ャの変位動作を規制する規制部材を設け、さらに、スプ
リングの付勢力と対向する方向のみに向かってアーマチ
ャに吸引力が作用するように電磁石を配設するよう各電
磁駆動機構を構成してもよい。

【０１７７】また、上記各実施の形態で採用することと
した内燃機関１は、複数の気筒２１を備えるとともに、
各気筒２１内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３２を具
備した４サイクルのガソリンエンジンであるが、これに
限らず、単気筒エンジン、吸気経路に燃料を噴射供給す
るエンジン、ディーゼルエンジン等、他の内燃機関に本
発明を適用することもできる。

【０１７８】とくに、上記各実施の形態にかかる電磁駆
動機構３０，３１のように、高い精度をもって吸気弁や
排気弁の動作を制御することができる電磁駆動機構を搭
載した内燃機関１では、スロットル弁３９を設けずに、
吸気弁や排気弁の開閉弁操作のみをもって当該内燃機関
１を運転させるシステム構成（いわゆるスロットルレス
・システム）を適用することとしてもよい。

【０１７９】

【発明の効果】第１の発明によれば、所定位置での変位
速度を参照しつつ、これと相関性の高い電流量を制御す
ることで、当該所定位置での変位速度を高い精度をもっ
て所望の値に収束させることができるようになる。

【０１８０】第２の発明によれば、電磁駆動弁の機械
的、或いは物理的な特性に異常や異常の前兆が生じた場
合、これらを的確に把握することができるようになる。
さらに、第１の発明若しくは第２の発明によれば、所望
の変位速度に対応する電流量を、再現性及び信頼性の高
い制御量として得ることができるようになる。

【０１８１】また、電磁駆動弁の耐久性や作動時の騒音
等に関するパラメータを正確に把握し、これを所望の値
に制御することで、電磁駆動弁の作動状態を最適化する
ことができるようになる。

【０１８２】また、変位規制部材への衝突する直前にお
ける弁体若しくは弁駆動体の変位速度を、簡易かつ正確
に定量検出することができるようになる。第３の発明に
よれば、電磁駆動弁が、例えば耐久性能や騒音抑制性能
に関して最適な状態で作動するよう、弁体や当該弁体と
連動する弁駆動体の駆動電流の初期設定を迅速且つ正確
に行えるようになる。また、駆動電流の初期設定値につ
いて、電磁駆動弁の生産工程での個体差を最小化するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電磁駆動弁を有する内燃機関の
第１の実施の形態を示す概略構成図。

【図２】同実施の形態に採用される吸気側電磁駆動機構
の内部構造を示す側断面図。

【図３】同実施の形態に採用されるＥＣＵの電気的構成
を示すブロック図。

【図４】吸気弁が開弁状態から閉弁状態に移行する際の
リフト量、及び第１の電磁コイルに通電される指示電流
等の変化態様を示すタイムチャート。

【図５】同実施の形態にかかる開弁量制御手順を示すフ
ローチャート。

【図６】吸気弁が開弁状態から閉弁状態に移行する際の
リフト量、及び第１の電磁コイルに通電される指示電流
等の変化態様を示すタイムチャート。

【図７】吸気側Ｇセンサの検出信号の信号振幅を累積的
に積算して得られる積算値の変化態様を示すタイムチャ
ート。

【図８】指示電流値を逐次変更していく過程において、
吸気側Ｇセンサの信号振幅の積算値がどのように収束し
ていくのかその軌跡を概略的に示す図。

【図９】同実施の形態にかかる電流調整制御手順を示す
フローチャート。

【図１０】同実施の形態にかかる電流調整制御手順を示
すフローチャート。

【図１１】電流調整制御手順に従って吸気側Ｇセンサの
信号振幅の積算値が収束点に収束する軌跡を示す図。

【図１２】同実施の形態の変形例にかかる吸気側電磁駆
動機構の内部構造を示す側断面図等。

【図１３】積算値の極小値に対応する指示電流値の最適
値が経時的に変化していく態様の一例を示す指示電流値
及び積算値間の関係図。

【図１４】第２の実施の形態にかかる調整制御及び異常
検出手順を示すフローチャート。

【図１５】第３の実施の形態にかかる電磁駆動弁調整手
順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 内燃機関 １ａ シリンダヘッド １ｂ シリンダブロック １ｃ 冷却水路 ２０ ＥＣＵ ２１ 気筒 ２３ クランクシャフト ２４ 燃焼室 ２５ 点火栓 ２５ａ イグナイタ ２６ 吸気ポート ２７ 排気ポート ２８ 吸気弁 ２８ａ 弁体 ２８ｂ 弁軸 ２９ 排気弁 ３０ 吸気側電磁駆動機構 ３０ａ 吸気側Ｇセンサ ３０ｂ 駆動回路 ３１ 排気側電磁駆動機構 ３１ａ 排気側Ｇセンサ ３１ｂ 駆動回路 ３２ 燃料噴射弁 ３３ 吸気枝管 ３４ サージタンク ３５ 吸気管 ３６ エアクリーナボックス ３９ スロットル弁 ４０ スロットル用アクチュエータ ４１ スロットルポジションセンサ ４２ アクセルペダル ４３ アクセルポジションセンサ ４４ エアフロメータ ４５ 排気枝管 ４６ 排気浄化触媒 ４７ 排気管 ４８ 空燃比センサ ５１ａ タイミングローラ ５１ｂ 電磁ピックアップ ５２ 水温センサ ２００ 弁座 ２０１ バルブガイド ３００ 筐体 ３０１ 第１コア ３０２ 第２コア ３０３ 第１の電磁コイル ３０４ 第２の電磁コイル ３０５ アーマチャ ３０６ 第１スプリング ３０７ 第２スプリング ４００ 双方向性バス ４０１ ＣＰＵ ４０２ ＲＯＭ ４０３ ＲＡＭ ４０４ バックアップＲＡＭ ４０５ 外部入力回路 ４０６ 外部出力回路

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月８日（２０００．３．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｋ 31/06 ３１０ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３１０Ａ ３２０ ３２０Ａ ３８５ ３８５Ａ Ｆターム(参考） 3G018 AB09 AB16 CA12 DA45 DA66 3G092 AA01 AA06 AA11 DA01 DA02 DA07 DC03 DG02 DG09 EA13 EA17 EB03 EB08 EC05 EC09 FA14 FA36 FA48 FA49 FB03 FB06 HA01Z HA06Z HA13X HA13Z HD05Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA19 JA15 JA17 JA37 JB02 JB09 LA03 LA07 LB04 LC01 NA04 NB04 NC01 NC02 ND21 NE23 PA01Z PA11Z PD02Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z 3H106 DA07 DA25 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 EE19 EE33 FB43 KK17

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の変位端と他方の変位端との間を変
   位する弁体と、該弁体と連動する弁駆動体と、前記弁駆
   動体を駆動する電磁石と、該電磁石へ電流を供給する電
   流供給手段とを備える電磁駆動弁を、吸気弁及び排気弁
   のうち少なくとも一方として有する内燃機関において、 前記弁体の所定位置での変位速度を検出する速度検出手
   段と、 前記検出された変位速度に基づいて前記電磁石へ供給さ
   れる電流量を決定することにより、前記弁体の所定位置
   での変位速度を制御する速度制御手段とを備えることを
   特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
2. 【請求項２】 一方の変位端と他方の変位端との間を変
   位する弁体と、該弁体と連動する弁駆動体と、該弁駆動
   体を駆動する電磁石と、該電磁石へ電流を供給する電流
   供給手段と、前記電磁石による前記弁駆動体の駆動方向
   とは相反する方向に前記弁駆動体を付勢する付勢手段と
   を備える電磁駆動弁を、吸気弁及び排気弁のうち少なく
   とも一方として有する内燃機関において、 前記弁体の所定位置での変位速度を検出する速度検出手
   段と、 前記検出された変位速度に基づいて、前記電磁石へ供給
   される電流量を決定することにより、前記弁体の変位速
   度を制御する速度制御手段と、 前記制御された電流量を記憶する電流量記憶手段と、 前記記憶された電流量の変化に基づいて前記電磁駆動弁
   の異常を判断する異常判断手段とを備えることを特徴と
   する電磁駆動弁を有する内燃機関。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電磁駆動弁を有す
   る内燃機関において、 前記速度制御手段は、前記検出された変位速度に基づい
   て前記電磁石へ供給される電流量を決定することによ
   り、前記弁体の所定位置での変位速度を、前記電磁石へ
   供給される電流量との関係から求められる極小値に収束
   させることを特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のうち何れかに記載の電磁
   駆動弁を有する内燃機関において、 前記速度検出手段は、前記弁体の変位端近傍における変
   位速度を検出することを特徴とする電磁駆動弁を有する
   内燃機関。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のうち何れかに記載の電磁
   駆動弁を有する内燃機関において、 前記速度検出手段は、前記弁体若しくは前記弁駆動体が
   それぞれの変位端に設けられた変位規制部材への衝突に
   伴って発生する振動エネルギーに関するパラメータを、
   所定時間積算した積算値に基づいて、前記弁体の速度を
   推定検出することを特徴とする電磁駆動弁を有する内燃
   機関。
6. 【請求項６】 一方の変位端と他方の変位端との間を変
   位する弁体と、該弁体と連動する弁駆動体と、該弁駆動
   体を駆動する電磁石と、該電磁石へ電流を供給する電流
   供給手段とを備える電磁駆動弁の弁動作を調整する調整
   方法であって、 前記弁体の所定位置での変位速度を検出する速度検出工
   程と、 前記検出された変位速度に基づいて前記電磁石へ供給さ
   れる電流量を決定することにより、前記弁体の変位速度
   を初期化する速度初期化工程とを含むことを特徴とする
   電磁駆動弁の調整方法。