JP2002054759A - Controller for solenoid valve - Google Patents

Controller for solenoid valve

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JP2002054759A
JP2002054759A JP2000245938A JP2000245938A JP2002054759A JP 2002054759 A JP2002054759 A JP 2002054759A JP 2000245938 A JP2000245938 A JP 2000245938A JP 2000245938 A JP2000245938 A JP 2000245938A JP 2002054759 A JP2002054759 A JP 2002054759A
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JP
Japan
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electromagnet
movable
valve
energy
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000245938A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Taniguchi
育宏 谷口
Taketoshi Kawabe
武俊 川邊
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To securely open and close a valve by reduced consumption power and reduce impact at and noise generated when a needle collides against an electromagnet even if dynamic friction force fluctuates for a movable part. SOLUTION: A movable part speed estimate part 52 calculates a speed signal of the movable part based on a position signal of the movable part detected by a movable part position sensor 1. A loss energy calculation part 54 calculates loss energy of the movable part based on these position signal and speed signal. A current control amount computing part 51 calculates a current command value of the electromagnet based on these position signal, speed signal, and loss energy signal.

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】この発明は、電磁力と弾性力
により駆動される電磁駆動弁の制御装置に係り、特に内
燃機関の吸排気弁に好適な電磁駆動弁の制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an electromagnetically driven valve driven by an electromagnetic force and an elastic force, and more particularly to a control device for an electromagnetically driven valve suitable for intake and exhaust valves of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の吸排気弁の駆動方式におい
て、従来のカムにより弁を駆動するカム駆動方式に代え
て、電磁力により弁を駆動する電磁駆動弁が提案されて
いる。この電磁駆動弁によれば、弁駆動用のカム機構が
不要となることに加えて、内燃機関の動作状態に応じて
吸排気弁の開閉時期を容易に最適化することができ、内
燃機関の出力向上及び燃費の向上を図ることができる。
2. Description of the Related Art In a drive system of an intake / exhaust valve of an internal combustion engine, an electromagnetic drive valve which drives a valve by an electromagnetic force has been proposed instead of a conventional cam drive system in which a valve is driven by a cam. According to this electromagnetically driven valve, in addition to eliminating the need for a valve drive cam mechanism, the opening / closing timing of the intake / exhaust valve can be easily optimized according to the operating state of the internal combustion engine. It is possible to improve output and fuel efficiency.

【0003】このような電磁駆動弁は、通常、軟磁性体
の可動子と、可動子を電磁力で吸引する一対の対向する
電磁石と、可動子を両電磁石の中立位置へ付勢するバネ
とを備え、一対の電磁石に可動子を交互に吸引すること
により、可動子と連動する弁体を開閉駆動している。
[0003] Such an electromagnetically driven valve usually includes a mover of a soft magnetic material, a pair of opposing electromagnets for attracting the mover by electromagnetic force, and a spring for urging the mover to a neutral position of both electromagnets. , And the movable element is alternately attracted to the pair of electromagnets to open and close the valve body linked to the movable element.

【0004】この運動系は、可動子と弁等の可動部の質
量をm、合成バネ係数をkとし、筒内圧や動摩擦がない
と仮定すれば、バネ・マス系の固有振動数f=√(k
/m)で運動する。そして、可動部が両変位端のいずれ
か一方の位置で電磁石に吸引されて静止しているとき
に、バネ力による位置エネルギが最大(または極大)と
なり、運動エネルギは最小の0となる。電磁石の通電が
停止されて、可動部が一方の変位端から他方の変位端へ
向かって動き始めると、可動部は位置エネルギを運動エ
ネルギに変換しながら加速し、両変位端の中央で運動エ
ネルギ及び速度が最大となり、位置エネルギが最小とな
る。その後、運動エネルギを位置エネルギに変換しなが
ら減速し、他方の変位端に達したときに運動エネルギ及
び速度は0となる。
[0004] In this motion system, the natural frequency f 0 of the spring-mass system is given by assuming that the mass of the movable part such as the mover and the valve is m, the composite spring coefficient is k, and there is no in-cylinder pressure or dynamic friction. √ (k
/ M). Then, when the movable portion is attracted by the electromagnet at one of the two displacement ends and is stationary, the potential energy due to the spring force is maximum (or maximum), and the kinetic energy is minimum 0. When the energization of the electromagnet is stopped and the movable part starts moving from one displacement end to the other displacement end, the movable part accelerates while converting potential energy into kinetic energy, and the kinetic energy at the center of both displacement ends. And the speed is maximized, and the potential energy is minimized. Thereafter, the kinetic energy is decelerated while converting the kinetic energy into potential energy. When the kinetic energy reaches the other displacement end, the kinetic energy and the speed become zero.

【0005】一方、内燃機関のシリンダ内部では、燃焼
ガスにより筒内圧が発生する。筒内圧はエンジン回転数
や負荷により変動する。筒内圧が変動すると電磁駆動弁
の可動部、特に筒内圧に抗して開弁させる排気弁及びこ
れを駆動する可動子の運動に影響が生じ、弁を開閉動作
させる際に必要な電磁力は変化する。電磁駆動弁は必要
最小限の消費電力で確実に開閉動作させることが望まし
い。
[0005] On the other hand, in the cylinder of the internal combustion engine, in-cylinder pressure is generated by the combustion gas. The in-cylinder pressure varies depending on the engine speed and load. When the in-cylinder pressure fluctuates, the movement of the movable portion of the electromagnetically driven valve, in particular, the exhaust valve that opens to resist the in-cylinder pressure and the movement of the mover that drives the valve are affected. Change. It is desirable that the electromagnetically driven valve be reliably opened and closed with the minimum required power consumption.

【0006】このため、特開平11−257036号公
報に開示されている従来技術(以下、第1従来技術とす
る)では、筒内圧の大きさを検出もしくは推定して、筒
内圧の大きさに基づいて電磁石に通電する電流値を決定
している。
For this reason, in the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-257036 (hereinafter referred to as a first prior art), the magnitude of the in-cylinder pressure is detected or estimated, and the magnitude of the in-cylinder pressure is reduced. The value of the current supplied to the electromagnet is determined based on the current value.

【0007】また、電磁駆動弁を用いた内燃機関では、
弁もしくは可動部の一部が閉弁時および最大開弁時に電
磁石と激しく衝突すると、騒音・振動が発生し、乗員に
不快感を与えたり、電磁駆動弁の耐久性が低下する。そ
のため、特願平10−359591号、以下第2従来技
術とする)には、電磁駆動弁の可動部の速度を検出し、
検出した速度を電流制御にフィードバックすることによ
り可動部と電磁石との衝突速度を小さくして、衝撃及び
衝突音を低減するとともに、耐久性を高める技術が開示
されている。
In an internal combustion engine using an electromagnetically driven valve,
If a part of the valve or the movable part violently collides with the electromagnet when the valve is closed and when the valve is fully opened, noise and vibration are generated, giving an occupant discomfort, and reducing the durability of the electromagnetically driven valve. Therefore, in Japanese Patent Application No. 10-35991 (hereinafter referred to as a second prior art), the speed of the movable portion of the electromagnetically driven valve is detected.
A technique has been disclosed in which the detected speed is fed back to current control to reduce the collision speed between the movable part and the electromagnet, thereby reducing impact and collision noise and increasing durability.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可動部
の運動に影響を及ぼす力としては、筒内圧以外にも可動
部と可動部を滑動可能に支持する固定部との間の動摩擦
力がある。動摩擦力が変動した場合にも可動部の運動は
変化するので、可動子を引き付けるために電磁石に流す
最小の電流値は違ってくる。
However, in addition to the in-cylinder pressure, there is a dynamic friction force between the movable portion and the fixed portion that slidably supports the movable portion, as a force that affects the movement of the movable portion. Even when the dynamic frictional force fluctuates, the movement of the movable part changes, so that the minimum current value flowing to the electromagnet to attract the mover differs.

【0009】即ち、可動部が、一方の静止位置から他方
の静止位置へ移動する際に、動摩擦力に変動があると、
位置エネルギが運動エネルギに変化するときのエネルギ
損失として熱エネルギに変化するエネルギ量が変化し、
可動部の運動エネルギが変動する。この結果可動部の位
置、速度が変化し、可動部を確実に他方の静止位置まで
引き寄せるための電磁石の最小電流値も変化する。この
動摩擦力は、可動部の温度、摩耗、潤滑剤の粘性、軸の
がたつき等によって変化し、検出するのが難しい。
That is, when the dynamic frictional force fluctuates when the movable part moves from one stationary position to the other stationary position,
When the potential energy changes to kinetic energy, the energy amount changing to heat energy changes as an energy loss,
The kinetic energy of the movable part fluctuates. As a result, the position and speed of the movable portion change, and the minimum current value of the electromagnet for reliably drawing the movable portion to the other stationary position also changes. This dynamic frictional force changes due to the temperature of the movable portion, wear, viscosity of the lubricant, rattling of the shaft, and the like, and is difficult to detect.

【0010】このように、第1従来技術では動摩擦力を
考慮せずに、筒内圧だけに着目して電磁石の電流値を決
めていたため、可動部が筒内圧により失ったエネルギ
(以下、損失エネルギ)分を補うことはできるが、動摩
擦力が変動したときの力学的エネルギの損失分の変化を
補うことができない。
As described above, in the first prior art, the current value of the electromagnet is determined by focusing only on the in-cylinder pressure without considering the dynamic frictional force. ) Can be compensated for, but cannot compensate for the change in the loss of mechanical energy when the dynamic friction force fluctuates.

【0011】従って、第1従来技術では、動摩擦力が変
動して、筒内圧に応じて電磁石の電流の大きさをチュー
ニングしたときに想定した動摩擦力より大きくなった場
合には、可動子を電磁石まで変位させるのに必要な電磁
力が発生されず、弁の開閉が確実に行われない可能性が
ある。確実に弁を開閉させるために、可動子が電磁石か
ら離れだした場合であっても再度電磁石まで引き付ける
必要があり、そのためには、大電流を流さなくてはなら
ないので、消費電力が著しく増大するという問題点があ
った。その上、電流制御回路が大型化し、搭載スペース
の確保の問題、重量の増大、コストの増大を招いてしま
う。
Therefore, according to the first prior art, when the dynamic friction force fluctuates and becomes larger than the dynamic friction force assumed when tuning the magnitude of the current of the electromagnet in accordance with the in-cylinder pressure, the movable element is moved to the electromagnet. There is a possibility that the electromagnetic force required for the displacement is not generated, and the opening and closing of the valve is not reliably performed. In order to reliably open and close the valve, even when the mover moves away from the electromagnet, it is necessary to attract the electromagnet again, which requires a large current to flow, resulting in a significant increase in power consumption. There was a problem. In addition, the size of the current control circuit increases, which causes a problem of securing a mounting space, an increase in weight, and an increase in cost.

【0012】また、動摩擦力が変動して、筒内圧に応じ
て電磁石の電流の大きさをチューニングしたときに想定
した動摩擦力より小さくなった場合には、可動子を電磁
石まで変位させるのに必要最小限な電磁力以上の電磁力
を発生させてしまい、消費電力が増大する可能性があ
る。
When the dynamic friction force fluctuates and becomes smaller than the dynamic friction force assumed when tuning the magnitude of the current of the electromagnet in accordance with the in-cylinder pressure, it is necessary to displace the mover to the electromagnet. An electromagnetic force greater than the minimum electromagnetic force is generated, which may increase power consumption.

【0013】さらに、可動子を電磁石に小さい速度で接
触させるための電磁力より大きな電磁力を発生させ、可
動子を電磁石に激しく衝突させて、振動、騒音を招くこ
とがあるという問題点があった。
Further, there is a problem that an electromagnetic force larger than an electromagnetic force for bringing the mover into contact with the electromagnet at a low speed is generated, and the mover violently collides with the electromagnet, thereby causing vibration and noise. Was.

【0014】次に第2従来技術によるフィードバック制
御で可動部を制御した場合の速度、位置、電流、筒内圧
の応答を図12に示す。フィードバック制御は、可動部
がフィードバック制御開始位置に到達した時点から開始
される。図12の実線は失火して筒内圧が発生してない
場合、破線は筒内圧が発生した場合の応答である。
FIG. 12 shows the response of the speed, position, current and in-cylinder pressure when the movable part is controlled by the feedback control according to the second prior art. The feedback control is started when the movable section reaches the feedback control start position. The solid line in FIG. 12 is the response when the cylinder is misfired and no cylinder pressure is generated, and the broken line is the response when the cylinder pressure is generated.

【0015】例えば筒内圧が発生していない状態を基準
として、フィードバック制御のパラメータをチューニン
グしたとする。筒内圧が発生した場合は、可動部の損失
エネルギは筒内圧が発生しなかった場合に比べて大きく
なり、フィードバック制御開始時の可動部の速度、すな
わち運動エネルギは小さくなっている。そのためフィー
ドバックの働きで、損失エネルギを急速に補うため、大
きな電流が流れる。電磁石の消費電力は電流の2乗に比
例するので、消費電力が著しく増大するという問題点が
あった。その上、電流が大きくなるので、電流制御回路
が大型化し、搭載スペースの確保の問題、重量の増大、
コストの増大を招いてしまう。
For example, it is assumed that the parameters of the feedback control are tuned based on a state in which no in-cylinder pressure is generated. When the in-cylinder pressure is generated, the energy loss of the movable portion is larger than when no in-cylinder pressure is generated, and the speed of the movable portion at the start of the feedback control, that is, the kinetic energy is smaller. Therefore, a large amount of current flows to quickly compensate for the loss energy by the feedback function. Since the power consumption of the electromagnet is proportional to the square of the current, there has been a problem that the power consumption is significantly increased. In addition, since the current increases, the current control circuit increases in size, and there is a problem of securing mounting space, an increase in weight,
This leads to an increase in cost.

【0016】あるいは図13に示すように、筒内圧があ
る場合(破線)を基準としてフィードバック制御のパラ
メータをチューニングすると、失火して筒内圧がなくな
った場合(実線)には、フィードバック制御開始時の可
動部の速度、すなわち運動エネルギは大きいにもかかわ
らず、筒内圧が発生したときの損失エネルギを補う程度
の電流が流れ始める。フィードバックの働きで、この電
流値は小さくなっていくが、電磁力は可動子を押す方向
には作用しないので、弁が電磁石と激しく衝突すること
があるという問題点があった。
Alternatively, as shown in FIG. 13, when the parameters of the feedback control are tuned based on the case where there is an in-cylinder pressure (broken line), when the misfire is lost and the in-cylinder pressure disappears (solid line), the feedback control at the start of the feedback control is performed. Although the speed of the movable portion, that is, the kinetic energy is large, a current starts to flow to compensate for the energy lost when the in-cylinder pressure is generated. Although the value of this current is reduced by the feedback, the electromagnetic force does not act in the direction of pushing the mover, so that the valve may collide violently with the electromagnet.

【0017】第1従来技術と第2従来技術を組み合わせ
て、フィードバック制御を開始する以前から筒内圧に応
じて電磁石に電流を流しても、動摩擦力が考慮されてい
ないので、可動部が失ったエネルギ(損失エネルギ)を
正確に補うことができないため、同様の問題が発生す
る。
Even if a current is applied to the electromagnet in accordance with the in-cylinder pressure before the feedback control is started by combining the first prior art and the second prior art, the movable part is lost because the dynamic friction force is not considered. The same problem occurs because the energy (loss energy) cannot be accurately compensated.

【0018】第1従来技術には筒内圧を筒内圧センサで
検出する技術も開示されている。安価な筒内圧センサを
使うと圧力の検出精度が悪くなる。検出精度の良い筒内
圧センサは高価である。シリンダ内に穴をあけて筒内圧
センサを取り付ける場合には、加工に手間を要する、と
いうセンサに関する問題が生じるだけでなく、筒内圧セ
ンサを用いても、動摩擦力を考慮することはできない。
The first prior art also discloses a technique for detecting an in-cylinder pressure with an in-cylinder pressure sensor. If an inexpensive in-cylinder pressure sensor is used, the pressure detection accuracy will deteriorate. An in-cylinder pressure sensor with good detection accuracy is expensive. In the case where the cylinder pressure sensor is attached by making a hole in the cylinder, not only a problem concerning the sensor that processing is troublesome, but also a dynamic friction force cannot be taken into consideration by using the cylinder pressure sensor.

【0019】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、可動部が移動中に筒内圧や動摩擦力によっ
て失った損失エネルギを正確に補うことで、少ない消費
電力で弁の開閉を確実に行うと共に、可動子が電磁石へ
衝突する速度を制御して、可動子と電磁石との衝突の衝
撃及び騒音を小さくすることができる電磁駆動弁の制御
装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and accurately compensates for lost energy due to in-cylinder pressure and dynamic frictional force during movement of a movable portion, thereby opening and closing a valve with low power consumption. It is an object of the present invention to provide a control device of an electromagnetically driven valve that can reliably perform the operation and control the speed at which the mover collides with the electromagnet to reduce the impact and noise of the collision between the mover and the electromagnet. .

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、上記課題を解決するため、電磁石と、弾性体と、該
電磁石の発生する電磁力と該弾性体の発生する弾性力と
により駆動される可動子と、該可動子により駆動される
弁とを備えた電磁駆動弁を制御する電磁駆動弁の制御装
置であって、前記可動子または弁である可動部の位置を
検出もしくは推定する位置検出手段と、前記可動部の速
度を検出もしくは推定する速度検出手段と、前記検出さ
れた位置と前記検出された速度とに基づいて、前記可動
部が含有する力学的エネルギを算出するエネルギ算出手
段と、前記算出された力学的エネルギに基づいて、前記
電磁石に通電する電流値を制御する電流制御手段と、を
備えたことを要旨とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an electromagnet, an elastic body, an electromagnetic force generated by the electromagnet, and an elastic force generated by the elastic body. An electromagnetically driven valve control device for controlling an electromagnetically driven valve comprising a movable element to be driven and a valve to be driven by the movable element, wherein the controller detects or estimates a position of a movable portion which is the movable element or the valve. Position detecting means, speed detecting means for detecting or estimating the speed of the movable part, and energy for calculating mechanical energy contained in the movable part based on the detected position and the detected speed. The gist of the present invention is to include a calculation unit and a current control unit that controls a current value to be supplied to the electromagnet based on the calculated mechanical energy.

【0021】請求項2記載の本発明は、上記課題を解決
するため、請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置にお
いて、前記エネルギ算出手段は、前記可動子が一方の静
止位置で静止しているときに含有している力学的エネル
ギを基準にして、前記可動部が前記発生された弾性力に
より一方の静止位置から他方の静止位置へ向かって移動
する間に、前記可動部が失った損失エネルギを、前記検
出された位置と前記検出された速度から算出し、前記電
流制御手段は、前記算出された損失エネルギに基づい
て、前記電磁石に通電する電流値を制御することを要旨
とする。
According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for an electromagnetically driven valve according to the first aspect, the energy calculating means is configured such that the movable element is stationary at one stationary position. The movable part is lost while the movable part moves from one stationary position to the other stationary position due to the generated elastic force, based on the mechanical energy contained when the movable part is lost. The gist is that a loss energy is calculated from the detected position and the detected speed, and the current control means controls a current value to be supplied to the electromagnet based on the calculated loss energy. .

【0022】請求項3記載の本発明は、上記課題を解決
するため、請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置にお
いて、前記エネルギ算出手段は、前記可動子が一方の静
止位置で静止しているときの前記可動部の位置エネルギ
を基準にして、前記可動部が前記発生された弾性力によ
り移動中に前記可動部が失った損失エネルギを、前記検
出された位置と前記検出された速度から検出し、前記電
流制御手段は、前記算出された損失エネルギに基づい
て、前記電磁石に通電する電流値を制御することを要旨
とする。
According to a third aspect of the present invention, in the control apparatus for an electromagnetically driven valve according to the first aspect, the energy calculating means is configured such that the movable element is stationary at one stationary position. The lost energy lost by the movable part during the movement of the movable part due to the generated elastic force, based on the potential energy of the movable part when And the current control means controls the value of the current supplied to the electromagnet based on the calculated energy loss.

【0023】請求項4記載の本発明は、上記課題を解決
するため、請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置にお
いて、前記エネルギ算出手段は、前記可動子が一方の静
止位置で静止しているときの前記可動部の位置エネルギ
を基準にして、前記可動部が前記発生された弾性力によ
り移動を開始してから前記電磁石が通電される時点まで
に前記可動部が失った損失エネルギを、前記検出された
位置と前記検出された速度から算出し、前記電流制御手
段は、前記算出された損失エネルギに基づいて、前記電
磁石に通電する電流値を制御することを要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control device for an electromagnetically driven valve according to the first aspect, wherein the movable element is stationary at one of the stationary positions. With reference to the potential energy of the movable part when it is, the loss energy lost by the movable part from the start of movement of the movable part by the generated elastic force to the time when the electromagnet is energized is calculated. The gist of the invention is that the current control means calculates a current value to be supplied to the electromagnet based on the calculated energy loss based on the calculated position and the detected speed.

【0024】[0024]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、位置検
出手段が検出した可動部の位置及び速度検出手段が検出
した可動部の速度から、可動部が含有する力学的エネル
ギを算出し、この力学的エネルギに基づいて電磁石に通
電する電流値を決定するので、動摩擦力の変動によって
可動部の運動が変化しても、その運動変化が力学的エネ
ルギの変化に反映されて電流値が補正される。よって、
最少の消費電力で可動子を電磁石まで確実に引き付け、
かつ可動子が電磁石へ衝突する速度を抑制して、可動子
と電磁石との衝突音を小さくし、弁を安定して開閉動作
させることができる。さらに、筒内圧センサを使わない
ため、制御装置を簡略化できるとともにセンサコストが
増加する問題を解決できる。
According to the present invention, the dynamic energy contained in the movable part is calculated from the position of the movable part detected by the position detecting means and the speed of the movable part detected by the speed detecting means. Since the current value to be applied to the electromagnet is determined based on the dynamic energy, even if the motion of the movable portion changes due to the fluctuation of the dynamic frictional force, the change in the motion is reflected in the change in the dynamic energy and the current value is changed. Will be corrected. Therefore,
The mover is securely attracted to the electromagnet with minimal power consumption,
In addition, the speed at which the mover collides with the electromagnet is suppressed, the sound of collision between the mover and the electromagnet is reduced, and the valve can be stably opened and closed. Further, since the in-cylinder pressure sensor is not used, the control device can be simplified and the problem of increasing the sensor cost can be solved.

【0025】請求項2記載の本発明によれば、算出する
力学的エネルギを可動部が移動する前に含有している力
学的エネルギを基準にして、可動部が弾性力により移動
中に可動部が失う損失エネルギとした。可動部が移動す
る前に含有している力学的エネルギは最大であり、そこ
から可動部が移動し始めて、動摩擦などによりエネルギ
の損失が生じる。本発明によれば、可動部が移動する前
に含有している力学的エネルギを基準とすることで、可
動部が失う損失エネルギの大部分を算出できるので、請
求項1記載の発明の効果に加えて、さらに弁を安定して
開閉動作させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the movable part is moved by the elastic force based on the dynamic energy contained before the movable part moves. Energy loss. The dynamic energy contained before the moving part moves is maximum, and the moving part starts to move from there, causing energy loss due to kinetic friction and the like. According to the present invention, most of the loss energy lost by the movable part can be calculated based on the mechanical energy contained before the movable part moves, so that the effect of the invention according to claim 1 can be obtained. In addition, the valve can be more stably opened and closed.

【0026】請求項3記載の本発明によれば、算出する
力学的エネルギを可動子が一方の静止位置で電磁石に接
触もしくは電磁石付近に保持されているときの可動部の
位置エネルギを基準にして、可動部が弾性力により一方
の静止位置から他方の静止位置へ移動中に可動部が失う
損失エネルギとした。可動部が電磁石に接触もしくは電
磁石付近に保持されているときの位置エネルギは最大で
あり、そこから可動部が移動し始めて、動摩擦などによ
り、エネルギの損失が生じる。本発明によれば、可動部
が失う損失エネルギの大部分を算出できるので、請求項
2記載の発明の効果と同様の効果が得られる。
According to the third aspect of the present invention, the mechanical energy to be calculated is based on the potential energy of the movable part when the movable element is in contact with the electromagnet at one of the stationary positions or is held near the electromagnet. The loss energy lost by the movable part when the movable part is moved from one stationary position to the other stationary position by the elastic force. The potential energy when the movable part is in contact with or held near the electromagnet is the maximum, and the movable part starts to move from there, causing energy loss due to dynamic friction and the like. According to the present invention, since most of the loss energy lost by the movable portion can be calculated, the same effect as the effect of the second aspect of the invention can be obtained.

【0027】請求項4記載の本発明によれば、算出する
力学的エネルギを可動子が一方の静止位置で電磁石に接
触もしくは電磁石付近に保持されているときの可動部の
位置エネルギを基準にして、可動部が弾性力により一方
の静止位置から他方の静止位置へ移動を開始してから電
磁石が通電される時点までに損失するエネルギとした。
可動部が動き始めた直後に損失エネルギを算出すると、
その後の損失エネルギは電流制御量に考慮されない。ま
た、電磁石が通電されてからでは、電磁力により可動部
の運動が助勢されるので、損失エネルギを算出するのは
困難である。本発明によれば、電磁石が通電される直前
までの損失エネルギを算出できるので、請求項2記載の
発明の効果に加えて、さらに弁を安定して開閉動作させ
ることができる。
According to the present invention, the mechanical energy to be calculated is based on the potential energy of the movable portion when the movable element is in contact with the electromagnet at one of the stationary positions or is held near the electromagnet. The energy lost from when the movable portion starts moving from one stationary position to the other stationary position due to elastic force until the electromagnet is energized.
Calculating the energy loss immediately after the moving part starts moving,
Subsequent loss energy is not considered in the current control amount. Further, after the electromagnet is energized, the movement of the movable part is assisted by the electromagnetic force, so that it is difficult to calculate the loss energy. According to the present invention, since the energy loss immediately before the electromagnet is energized can be calculated, in addition to the effect of the second aspect, the valve can be more stably opened and closed.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係る電磁駆
動弁の制御装置を車両用内燃機関に適用した全体構成を
示す図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration in which a control device for an electromagnetically driven valve according to the present invention is applied to an internal combustion engine for a vehicle.

【0029】同図に示すように、エンジンのシリンダ2
1の上部に固定されたシリンダヘッド20には、吸気弁
または排気弁となる弁23(図1では単一の弁のみを示
す)が設けられている。弁23から上方に伸延する弁軸
19の上部には、リテーナ17が固定され、リテーナ1
7とシリンダヘッド20との間には弁23を閉弁側に付
勢するバネ15が設けられている。
As shown in FIG.
A valve 23 (only a single valve is shown in FIG. 1) serving as an intake valve or an exhaust valve is provided on a cylinder head 20 fixed to an upper portion of the cylinder head 20. A retainer 17 is fixed to an upper portion of a valve shaft 19 extending upward from the valve 23.
A spring 15 for urging the valve 23 to the valve closing side is provided between the cylinder head 7 and the cylinder head 20.

【0030】またシリンダヘッド20の上部には電磁弁
のケースとなるハウジング25が立設されている。ハウ
ジング25の内部には、閉弁側電磁石11と、開弁側電
磁石12とが所定の間隔をあけて上下に対向する位置に
固定されている。これら閉弁側電磁石11と開弁側電磁
石12との間には、可動子13が可動子軸部材18によ
り上下に滑動可能に支持されている。
A housing 25 serving as a case of the solenoid valve is provided upright on the upper part of the cylinder head 20. Inside the housing 25, the valve-closing electromagnet 11 and the valve-opening electromagnet 12 are fixed at positions facing each other up and down at a predetermined interval. A mover 13 is supported between the valve-closing electromagnet 11 and the valve-opening electromagnet 12 by a mover shaft 18 so as to be slidable up and down.

【0031】閉弁側電磁石11より上部の位置には、可
動子軸部材18にリテーナ16が固定され、ハウジング
25の天井内面とリテーナ16との間には、可動子13
を開弁側に付勢するバネ14が設けられている。
A retainer 16 is fixed to the armature shaft member 18 at a position above the valve-closing side electromagnet 11, and a movable element 13 is provided between the inner surface of the ceiling of the housing 25 and the retainer 16.
A spring 14 for urging the valve toward the valve opening side is provided.

【0032】またハウジング25の天井部には、可動部
の位置を検出し、位置信号を出力するレーザ変位計等を
用いた可動部位置センサ1が設けられ、この位置信号
は、電磁駆動弁の制御装置である制御装置5に伝えられ
るようになっている。
A movable part position sensor 1 using a laser displacement meter or the like for detecting the position of the movable part and outputting a position signal is provided on the ceiling part of the housing 25. This position signal is transmitted to the electromagnetically driven valve. The information is transmitted to the control device 5 which is a control device.

【0033】さらに制御装置5は、エンジン制御ECU
6から開弁指令/閉弁指令が伝達され、制御装置5は閉
弁側電磁石電流制御部2及び開弁側電磁石電流制御部3
に対して電流目標値を出力するようになっている。制御
装置5はマイクロプロセッサ等により構成する。
The control device 5 further includes an engine control ECU
A valve opening command / valve closing command is transmitted from the controller 6, and the control device 5 controls the valve closing electromagnet current controller 2 and the valve opening electromagnet current controller 3.
, A current target value is output. The control device 5 is constituted by a microprocessor or the like.

【0034】閉弁側電磁石電流制御部2及び開弁側電磁
石電流制御部3は、それぞれ入力された電流目標値に応
じたPWM制御により電源部4から各電磁石11,12
へ電流を供給することにより電磁石を制御できるように
なっている。
The valve-closing-side electromagnet current control section 2 and the valve-opening-side electromagnet current control section 3 perform PWM control according to the input current target values from the power supply section 4 to the respective electromagnets 11 and 12.
The electromagnet can be controlled by supplying a current to the electromagnet.

【0035】図2は本発明に係る電磁駆動弁の制御装置
の実施形態を示す構成図である。同図において、制御装
置5は、可動部位置センサ1が出力する位置信号と電磁
石電流制御部2,3が出力する電流信号とエンジン制御
ECU6が出力する開弁指令、閉弁指令とに基づいて電
磁石11,12が発生する電磁力を推定する発生電磁力
推定部53と、位置信号と発生電磁力推定部53が出力
する電磁力信号とに基づいて可動部が移動する速度を推
定する可動部速度推定部52と、位置信号と可動部速度
推定部52が出力する速度信号とに基づいて可動部の損
失エネルギを算出する損失エネルギ算出部54と、損失
エネルギと位置信号と速度信号とエンジン制御ECU6
が出力する開弁指令、閉弁指令とに応じて閉弁側電磁石
電流制御部2または開弁側電磁石電流制御部3に通電す
べき電流の指令値を演算する電流制御量演算部51を備
えている。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a control device for an electromagnetically driven valve according to the present invention. In the figure, the control device 5 is based on a position signal output by the movable portion position sensor 1, a current signal output by the electromagnet current controllers 2 and 3, and a valve opening command and a valve closing command output by the engine control ECU 6. A generated electromagnetic force estimating unit 53 for estimating the electromagnetic force generated by the electromagnets 11 and 12, and a movable unit for estimating a moving speed of the movable unit based on the position signal and the electromagnetic force signal output from the generated electromagnetic force estimating unit 53. A speed estimating unit 52, a loss energy calculating unit 54 that calculates a loss energy of the movable unit based on the position signal and the speed signal output by the movable unit speed estimating unit 52, a loss energy, a position signal, a speed signal, and engine control. ECU6
A current control amount calculating section 51 for calculating a command value of a current to be supplied to the valve-closing-side electromagnet current control section 2 or the valve-opening-side electromagnet current control section 3 according to the valve opening command and the valve closing command output by the controller. ing.

【0036】可動部位置センサ1、閉弁側電磁石電流制
御部2、開弁側電磁石電流制御部3、エンジン制御EC
U6は図1で説明した構成要素と同じ構成要素である。
Movable part position sensor 1, valve closing side electromagnet current control unit 2, valve opening side electromagnet current control unit 3, engine control EC
U6 is the same component as the component described in FIG.

【0037】請求項1から請求項4の構成要素と図2の
構成要素との対応は、以下の通りである。可動子または
弁である可動部の位置を検出する位置検出手段は可動部
位置センサ1に相当する。可動部の速度を検出または推
定する速度検出手段は可動部速度推定部52、発生電磁
力推定部53に相当する。検出された位置と推定された
速度から、可動部の力学的エネルギを算出するエネルギ
算出手段は損失エネルギ算出部54に相当する。さら
に、算出されたエネルギに基づいて、電磁石に通電する
電流値を制御する電流制御手段は電流制御量演算部5
1、閉弁側電磁石電流制御部2及び開弁側電磁石電流制
御部3に相当する。
The correspondence between the components of claims 1 to 4 and the components of FIG. 2 is as follows. The position detecting means for detecting the position of the movable part, which is a mover or a valve, corresponds to the movable part position sensor 1. Speed detecting means for detecting or estimating the speed of the movable portion corresponds to the movable portion speed estimating portion 52 and the generated electromagnetic force estimating portion 53. Energy calculating means for calculating the mechanical energy of the movable section from the detected position and the estimated speed corresponds to the loss energy calculating section 54. Further, based on the calculated energy, the current control means for controlling the value of the current supplied to the electromagnet is controlled by the current control amount calculating section 5.
1, a valve closing side electromagnet current control unit 2 and a valve opening side electromagnet current control unit 3.

【0038】次に、図1、図2を参照して、電磁駆動弁
および電磁駆動弁の制御装置の動作を説明する。可動子
13はバネ14,15に懸吊されており、閉弁側電磁石
11及び開弁側電磁石12が通電していないとき、閉弁
側電磁石11と開弁側電磁石12の概略中央に位置する
ように、それぞれのバネ14,15の寸法が設定されて
いる。また、閉弁及び開弁に要する時間が所望の時間と
なるように、それぞれのバネ14,15のバネ係数が設
定されている。
Next, the operation of the electromagnetically driven valve and the control device for the electromagnetically driven valve will be described with reference to FIGS. The mover 13 is suspended by springs 14 and 15 and is positioned approximately at the center of the valve-closing electromagnet 11 and the valve-opening electromagnet 12 when the valve-closing electromagnet 11 and the valve-opening electromagnet 12 are not energized. As described above, the dimensions of the springs 14 and 15 are set. Further, the spring coefficients of the respective springs 14 and 15 are set so that the time required for closing and opening the valve becomes a desired time.

【0039】ここで、バネ14,15と、弁23及び可
動子13を含む可動部とで構成されるバネ・マス系の固
有振動数fは、バネ14とバネ15との合成バネ係数
をk、可動部の合計慣性質量をmとすると、f=√
(k/m)であることが知られている。
Here, the natural frequency f 0 of the spring-mass system composed of the springs 14 and 15 and the movable portion including the valve 23 and the movable element 13 is represented by the composite spring coefficient of the spring 14 and the spring 15. Assuming that k and the total inertial mass of the movable part are m, f 0 = √
(K / m).

【0040】さてエンジン始動前の初期動作において、
上記固有振動数fに対応する周期で閉弁側電磁石11
と開弁側電磁石12に交互に通電する。そして、可動部
を共振させることにより徐々に可動部の振幅を増大さ
せ、初期動作の最終段階で、例えば閉弁側電磁石11に
可動子13が吸着され、この吸着状態が保持される。
Now, in the initial operation before starting the engine,
The valve-closing-side electromagnet 11 has a period corresponding to the natural frequency f 0.
And the valve-opening side electromagnet 12 is energized alternately. Then, by resonating the movable portion, the amplitude of the movable portion is gradually increased. At the final stage of the initial operation, the movable element 13 is attracted to, for example, the valve-closing electromagnet 11, and the attracted state is maintained.

【0041】次に、エンジンの始動時または通常の稼働
時には、例えば弁を開く時はまず閉弁側電磁石11の電
流が切られ、可動部はバネの力により下方に移動を開始
する。シリンダ21内の筒内圧や動摩擦力などによるエ
ネルギ損失のため、バネの力だけで弁全開位置まで可動
子13を移動させることはできない。そこで、可動子1
3が開弁側電磁石12に近づき、電磁力が有効となる位
置zで、損失エネルギ算出部54により可動部の損失
エネルギを算出し、電流制御量演算部51により損失エ
ネルギに基づいた電流値が開弁側電磁石12に通電さ
れ、可動子13の運動を助勢する。
Next, when the engine is started or in normal operation, for example, when the valve is opened, the current of the valve-closing electromagnet 11 is first turned off, and the movable portion starts moving downward by the force of the spring. Due to energy loss due to in-cylinder pressure, dynamic frictional force, and the like in the cylinder 21, the mover 13 cannot be moved to the valve fully open position only by the force of the spring. Therefore, mover 1
3 approaches the valve-opening electromagnet 12, at a position z 1 where the electromagnetic force is effective, the loss energy of the movable portion is calculated by the loss energy calculation section 54, and the current value based on the loss energy is calculated by the current control amount calculation section 51. Is energized to the valve-opening electromagnet 12 to assist the movement of the mover 13.

【0042】次に、可動子13が開弁側電磁石12に接
触する付近の位置zからは、可動子13が開弁側電磁
石12に衝突する衝撃を緩和させるため、電流制御量演
算部51により可動部の位置に応じて可動部の目標速度
を生成し、可動部の速度を目標速度に追従させるフィー
ドバック制御を開始する。可動部の目標速度は可動子1
3が開弁側電磁石12に接近するにつれて小さくなるよ
うに生成させる。可動部の速度は可動部速度推定部52
により推定する。可動部速度推定部52は、オブザーバ
として構成されている。
Next, from the position z 2 near the position where the mover 13 contacts the valve-opening electromagnet 12, the current control amount calculating section 51 is used to reduce the impact of the mover 13 colliding with the valve-opening electromagnet 12. , A target speed of the movable portion is generated according to the position of the movable portion, and feedback control for causing the speed of the movable portion to follow the target speed is started. The target speed of the movable part is the mover 1
3 is generated so as to become smaller as it approaches the valve-opening-side electromagnet 12. The speed of the moving part is calculated by the moving part speed estimating part 52.
Estimate by The movable section speed estimating section 52 is configured as an observer.

【0043】図9に実施形態の全体の流れを表すフロー
チャートを示す。このフローチャートで表されるルーチ
ンは制御周期毎に実行される。
FIG. 9 is a flowchart showing the overall flow of the embodiment. The routine shown in this flowchart is executed for each control cycle.

【0044】まず、可動部位置センサ1により可動部の
位置を検出し(ステップS10)、オブザーバである可
動部速度推定部52により可動部の移動速度を検出する
(ステップS20)。次いで、可動部が位置zに到達
しているか否かを判定する(ステップS31)。
First, the position of the movable section is detected by the movable section position sensor 1 (step S10), and the moving speed of the movable section is detected by the movable section speed estimating section 52 as an observer (step S20). Then, it is determined whether the movable portion reaches the position z 1 (step S31).

【0045】可動部が位置zに到達するまでは、可動
部はバネの力で移動する。可動部が位置zに到達した
時点が判定されると(ステップS31,S30)、可動
部の位置と速度から可動部の損失エネルギを算出し(ス
テップS40)、損失エネルギに基づいて電流指令値の
大きさを決定する(ステップS60)。
[0045] Until the movable portion reaches the position z 1, the movable portion moves by the force of the spring. When the time when the movable part reaches the position z 1 is determined (step S31, S30), calculates the energy loss of the movable portion from the position and speed of the moving part (Step S40), the current command value based on the energy loss Is determined (step S60).

【0046】次いで、可動部の位置がz以上か判定す
る(ステップS70)。可動部の位置が所定位置z
上、所定位置z未満のときは、損失エネルギに基づい
た電流指令値を電磁石電流制御部に出力する(ステップ
S100)。電流制御により電磁石の電磁力を発生さ
せ、可動部を制御する(ステップS110)。
[0046] Then, it is determined whether the position of the movable portion z 2 or more (step S70). Position of the movable portion position z 1 or more, and when less than the predetermined position z 2, and outputs a current command value based on energy loss in the electromagnet current controlling section (step S100). The electromagnetic force of the electromagnet is generated by the current control to control the movable part (step S110).

【0047】可動部の位置が所定位置z以上になる
と、位置に応じて目標速度を生成し(ステップS8
0)、可動部の速度を目標速度にフィードバック制御す
るための電磁石の電磁力指令値を電流制御量演算部51
により演算し、電磁力指令値と可動部の位置から電流指
令値を非線形補償により算出して電磁石電流制御部2、
3に出力する(ステップS90)。電流制御により電磁
石11、12の電磁力を発生させ、可動部を制御する
(ステップS110)。
[0047] When the position of the movable part is equal to or higher than a predetermined position z 2, and generates a target speed according to the position (step S8
0), the electromagnetic force command value of the electromagnet for feedback-controlling the speed of the movable portion to the target speed is calculated by the current control amount calculating portion 51
And a current command value is calculated from the electromagnetic force command value and the position of the movable portion by nonlinear compensation, and the electromagnet current control portion 2
3 (step S90). The electromagnetic force of the electromagnets 11 and 12 is generated by the current control to control the movable part (step S110).

【0048】以下、損失エネルギの算出方法、損失エネ
ルギに基づいた電流制御、目標速度の生成とフィードバ
ック制御、オブザーバによる可動部速度の推定について
詳しく説明する。
Hereinafter, the method of calculating the loss energy, the current control based on the loss energy, the generation and feedback control of the target speed, and the estimation of the movable portion speed by the observer will be described in detail.

【0049】〔損失エネルギの算出方法〕可動部が筒内
圧や動摩擦力によって失う力学的エネルギである損失エ
ネルギは、損失エネルギ算出部54により算出する。
[Method of Calculating Loss Energy] Loss energy, which is mechanical energy lost by the movable portion due to in-cylinder pressure and dynamic frictional force, is calculated by the loss energy calculating section 54.

【0050】可動部の力学的エネルギEは、可動部の位
置zと可動部の速度Vから(1)式のように計算する。
可動部の力学的エネルギEは、運動エネルギと位置エネ
ルギの和となる。以下、力学的エネルギを単にエネルギ
とも略す。
The dynamic energy E of the movable part is calculated from the position z of the movable part and the velocity V of the movable part as shown in equation (1).
The dynamic energy E of the movable part is the sum of the kinetic energy and the potential energy. Hereinafter, mechanical energy is also simply abbreviated as energy.

【0051】[0051]

【数1】 ここで、zは可動子13の中立位置である。可動部の
位置zの座標は、可動子が閉弁側電磁石に接触する位置
を原点として開弁側電磁石方向が正となるようにとって
ある。mは可動部の合計慣性質量、kは合成バネ係数で
ある。
(Equation 1) Here, z 0 is the neutral position of the mover 13. The coordinates of the position z of the movable part are such that the position of the movable element in contact with the valve-closing electromagnet is the origin, and the valve-opening electromagnet direction is positive. m is the total inertial mass of the movable part, and k is the composite spring coefficient.

【0052】合成バネ係数kは経年変化により変わる可
能性があるが、電磁駆動弁の初期化時に可動部の振幅の
減衰率などから同定して求めることも可能である。
Although the composite spring coefficient k may change with time, it can also be determined by initializing the electromagnetically driven valve based on the attenuation rate of the amplitude of the movable part.

【0053】合計慣性質量mは可動子部材18と弁軸1
9が分離したときには小さくなる。弁軸19等の熱膨張
によって弁が閉じなくなるのを防止するため、可動子部
材18と弁軸19を別体として形成し、可動子部材18
と弁軸19の間にバルブクリアランスと呼ばれる間隙が
設けられている。弁23が弁座24に着座したときに、
可動子部材18と弁軸19が分離し、可動子はさらに間
隙の長さ分だけ移動して電磁石に接触する。間隙の長さ
は数百μm程度であり、可動部のストロークは約1cm
程度である。可動部が移動中に可動子部材18と弁軸1
9が分離しているのは1ストロークの中でわずかであ
り、可動部のエネルギの計算に誤差はほとんど生じな
い。
The total inertia mass m is equal to the armature member 18 and the valve shaft 1.
When 9 separates, it becomes smaller. In order to prevent the valve from closing due to thermal expansion of the valve shaft 19 and the like, the movable member 18 and the valve shaft 19 are formed as separate bodies, and the movable member 18
A gap called a valve clearance is provided between the valve shaft 19 and the valve shaft 19. When the valve 23 is seated on the valve seat 24,
The mover member 18 and the valve shaft 19 are separated, and the mover further moves by the length of the gap to contact the electromagnet. The length of the gap is about several hundred μm, and the stroke of the movable part is about 1 cm.
It is about. The movable member 18 and the valve shaft 1 are moved while the movable portion is moving.
9 is separated only slightly in one stroke, and there is almost no error in calculating the energy of the movable part.

【0054】開弁時には、可動部が移動中に可動子部材
18と弁軸19が合体して、その衝撃により可動部のエ
ネルギが変化する。本発明では、この衝撃によって、エ
ネルギが変化した後のエネルギを算出する。したがっ
て、(1)式及び下記の式により可動部のエネルギを正
確に計算することができる。
When the valve is opened, the movable member 18 and the valve shaft 19 are united while the movable portion is moving, and the energy of the movable portion changes due to the impact. In the present invention, the energy after the energy is changed by this impact is calculated. Therefore, the energy of the movable part can be accurately calculated by the equation (1) and the following equation.

【0055】可動部が移動を始める前に、可動子13が
電磁石に接触した状態で、可動部が含有しているエネル
ギEは、位置エネルギのみとなり、
Before the movable portion starts to move, the energy E 0 contained in the movable portion in the state where the movable element 13 is in contact with the electromagnet is only potential energy.

【数2】 式(2)となる。可動子13が電磁石に接触した状態か
ら移動したときに、可動部が筒内圧や動摩擦力によって
失う全エネルギEpcは、(1)式、(2)式から
(Equation 2) Equation (2) is obtained. When the mover 13 moves from the state in which the mover 13 is in contact with the electromagnet, the total energy E pc lost by the movable portion due to the in-cylinder pressure and the kinetic friction force is given by the following equations (1) and (2).

【数3】 EPC=E−E …(3) (3)式となる。[Number 3] E PC = E 0 -E ... ( 3) becomes (3).

【0056】図3は可動部の位置と速度の関係を表す図
である。可動部のある位置zにおける速度をVとす
ると、ある位置zにおいて可動部が失う全エネルギE
pc
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position of the movable part and the speed. When the speed in the position z 1 with a movable part and V 1, the total energy E of the movable portion at a position z 1 there is loss
pc 1

【数4】 となる。(Equation 4) Becomes

【0057】このように、損失エネルギ算出部54は可
動部の位置zと速度Vを入力して、可動部が失う全
エネルギEpc1(損失エネルギ)を出力する。
As described above, the loss energy calculating section 54 receives the position z 1 and the speed V 1 of the movable section and outputs the total energy E pc1 (loss energy) lost by the movable section.

【0058】zは損失エネルギの算出位置であり、請
求項2の発明では通電開始位置と等しく選ぶ。通電開始
位置となるzは、図3に示すように中立位置zを超
えて電磁力が有効となる位置に設定する。電磁力は可動
子と電磁石の間のギャップ(閉弁時の可動部位置とz
の差)が大きいと有効にならない。したがって、通電開
始位置となるzは電磁力が有効になる範囲で設定す
る。
Z 1 is a position where the loss energy is calculated, and is selected to be equal to the energization start position in the present invention. Z 1 which is a power distribution start position, the electromagnetic force exceeds the neutral position z 0 as shown in FIG. 3 is set to a position becomes effective. The electromagnetic force is applied to the gap between the mover and the electromagnet (the position of the movable part when the valve is closed and z 1
Is not effective if the difference is large. Therefore, z 1 which is a power distribution start position is set in a range where the electromagnetic force is enabled.

【0059】図4に損失エネルギ算出部54の動作を説
明するフローチャートを示す。このフローチャートで表
されるルーチンは制御周期毎に実行される。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the loss energy calculating section 54. The routine shown in this flowchart is executed for each control cycle.

【0060】まず、可動部の位置を検出し(ステップS
10)、オブザーバにより可動部の移動速度を検出する
(ステップS20)。可動部の位置が所定位置zに到
達したかどうかを判定し(ステップS30)、到達した
時点でVに速度検出値を代入し(ステップS40)、
とVから(4)式に基づいて可動部の損失エネル
ギを算出する(ステップS50)。
First, the position of the movable part is detected (step S).
10), the moving speed of the movable part is detected by the observer (step S20). Position of the movable part to determine whether reached a predetermined position z 1 (step S30), by substituting the velocity detection value to V 1 upon reaching (step S40),
calculating the energy loss of the movable portion on the basis of z 1 and V 1 to (4) below (step S50).

【0061】[0061]

【0062】〔損失エネルギに基づいた電流制御及び目
標速度の生成とフィードバック制御〕次に、図5,図
6,図7を参照して、損失エネルギに基づいた電流制御
及び目標速度の生成とフィードバック制御を説明する。
図5は損失エネルギEpc1に基づいた電流指令値I
の算出方法の一例である。図5に示すように電流指令値
は、損失エネルギに概略比例して決定される。
[Current Control Based on Loss Energy and Generation of Target Speed and Feedback Control] Next, referring to FIGS. 5, 6, and 7, current control based on loss energy, generation of a target speed, and feedback will be described. The control will be described.
FIG. 5 shows a current command value I 1 based on the loss energy E pc1 .
It is an example of a calculation method of. As shown in FIG. 5, the current command value is determined substantially in proportion to the energy loss.

【0063】図6は電流制御量演算部51の動作を説明
するためのブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram for explaining the operation of the current control amount calculating section 51.

【0064】図6において、電流制御量演算部51は、
開弁または閉弁のいずれの動作を制御するかによって可
動子の運動方向に応じた位置信号を切り替える位置信号
切替SW101と、損失エネルギに基づいて電流指令値
を算出する電流指令値算出部103と、可動子が位置す
る領域毎に電流指令値を切り替える電流指令値切替SW
105と、電流指令値を閉弁側または開弁側のいずれの
電磁石電流制御部へ出力するかを切り替える通電電磁石
切替SW107と、可動部の目標速度を生成する目標速
度生成部109と、目標速度と速度信号との差分を計算
する減算器111と、開弁動作と閉弁動作で作用する電
磁力の方向を切り替える電磁力指令値切替SW113
と、可動子と電磁石間のギャップに応じて電磁力の非線
形を補償する電磁力非線形補償部115と、コイル巻数
の逆数を乗算する乗算器117と、開弁/閉弁でギャッ
プ方向を切り替えるギャップ信号切替SW119とを備
えている。
In FIG. 6, the current control amount calculating section 51
A position signal switching SW 101 for switching a position signal according to the direction of movement of the mover depending on whether the operation of opening or closing the valve is controlled, a current command value calculation unit 103 for calculating a current command value based on the loss energy, , Current command value switching SW for switching the current command value for each area where the mover is located
105, an energizing electromagnet switching switch 107 for switching whether to output the current command value to the valve closing side or the valve opening side electromagnet current control unit, a target speed generation unit 109 for generating a target speed of the movable unit, a target speed Subtractor 111 for calculating the difference between the signal and the speed signal, and an electromagnetic force command value switch SW 113 for switching the direction of the electromagnetic force acting on the valve opening operation and the valve closing operation.
An electromagnetic force nonlinearity compensator 115 for compensating for the nonlinearity of the electromagnetic force according to the gap between the mover and the electromagnet; a multiplier 117 for multiplying the reciprocal of the number of turns of the coil; and a gap for switching the gap direction by opening / closing the valve. And a signal switching SW 119.

【0065】電流制御量演算部51には、エンジン制御
ECU6から開弁指令及び閉弁指令が入力され、可動部
位置センサから位置信号、可動部速度推定部52から速
度信号、損失エネルギ算出部54から損失エネルギ値が
それぞれ入力される。そして、電流制御量演算部51
は、閉弁側電磁石電流制御部2または開弁側電磁石電流
制御部3へ電流指令値を出力する。
A valve opening command and a valve closing command are input from the engine control ECU 6 to the current control amount calculating section 51, and a position signal from the movable section position sensor, a speed signal from the movable section speed estimating section 52, a loss energy calculating section 54 are provided. Respectively, the loss energy values are input. Then, the current control amount calculation unit 51
Outputs a current command value to the valve-closing electromagnet current control unit 2 or the valve-opening electromagnet current control unit 3.

【0066】電流指令値切替SW105は、可動子の位
置信号zの区間に応じて、電流指令値を切り替えるもの
である。即ち、0≦z<zの区間では、可動部が移動
し始めてから位置zに到達するまでは電流指令値は0
となり、電磁石に電流は流さない。z≦z<zの区
間、即ち可動部が位置zに到達した時点から可動子の
速度制御が始められる位置であるzまでは、損失エネ
ルギに比例した電流指令値Iが出力されて、電磁石電
流制御部により、電磁石に通電する電流値が電流指令値
に制御される。
The current command value switch SW 105 switches the current command value according to the section of the position signal z of the mover. That is, 0 in ≦ z <z 1 interval, the current command value until the moving part reaches the position z 1 from starting to move 0
And no current flows through the electromagnet. In the section of z 1 ≦ z <z 2 , that is, from the time when the movable part reaches the position z 1 to the position z 2 where the speed control of the mover is started, the current command value I 1 proportional to the loss energy is output. is, by an electromagnet current control unit, a current value to be supplied to the electromagnet is controlled to the current command value I 1.

【0067】z≦zの区間、即ち可動子13が電磁石
に接触する付近の位置zに達した後は、可動部の速度
を精度良く制御するために、速度のフィードバック制御
に切り替える。可動部の目標速度r(z)は、位置zに
応じて目標速度生成部109で生成させる。
After reaching the section z 2 ≦ z, that is, the position z 2 near the position where the mover 13 comes into contact with the electromagnet, the control is switched to the speed feedback control in order to control the speed of the movable portion with high accuracy. The target speed r (z) of the movable unit is generated by the target speed generator 109 according to the position z.

【0068】前記生成された目標速度と可動部速度推定
部52が出力する速度信号との差に制御ゲインをかけて
電磁力指令値fが算出される。制御ゲインは開弁時に
はK i*、閉弁時には−Ki*となる。開弁、閉弁の判
断はエンジン制御ECU6が出力する開弁指令、閉弁指
令によってなされる。
Estimation of the generated target speed and movable portion speed
Multiplying the difference from the speed signal output by the unit 52 by a control gain
Electromagnetic force command value f*Is calculated. When the control gain is open
Is K i *, -K when valve is closedi *Becomes Open / close valve size
Disconnection is a valve opening command output by the engine control ECU 6, a valve closing finger.
Made by decree.

【0069】電磁力非線形補償部115により、前記算
出された電磁力指令値fと、可動子と電磁石間のギャ
ップから目標アンペアターン値Aを算出し、目標アン
ペアターン値Aをコイル巻数ntで除算すれば、電流
指令値iとなる。
The electromagnetic force nonlinear compensator 115 calculates a target ampere-turn value AT from the calculated electromagnetic force command value f * and the gap between the mover and the electromagnet, and calculates the target ampere-turn value AT as the number of coil turns. Dividing by nt results in a current command value i * .

【0070】エンジン制御ECU6が出力する開弁指
令、閉弁指令に応じて、電流指令値が開弁側電磁石電流
制御部3へ送信されるか閉弁側電磁石電流制御部2へ送
信されるかが選択される。可動部の位置座標は、可動子
が閉弁側電磁石に接触する位置を原点として開弁側電磁
石方向が正となるようにとってあるため、可動子と電磁
石間のギャップは、開弁時には可動子の開弁側電磁石か
ら閉弁側電磁石までのストロークSから可動部の位置
信号zを差し引いた値となる。また、開弁時とは逆に、
閉弁時の可動子及び電磁石間のギャップは可動部の位置
となる。
Whether the current command value is transmitted to the valve-opening electromagnet current control unit 3 or the valve-closing electromagnet current control unit 2 in response to the valve opening command and the valve closing command output by the engine control ECU 6 Is selected. Since the position coordinates of the movable part are such that the direction of the valve-opening electromagnet is positive with respect to the position where the movable element contacts the valve-closing-side electromagnet, the gap between the movable element and the electromagnet is a value obtained by subtracting the position signal z of the movable portion from the stroke S t from the valve-opening electromagnet to the valve-closing electromagnet. Also, contrary to when the valve is open,
The gap between the mover and the electromagnet when the valve is closed is the position of the movable part.

【0071】図7は、図6の目標速度生成部109の目
標速度の生成方法を説明する図である。可動部の位置及
び速度を示す平面上で、可動部が位置zに到達した点
a(z,V)から、可動部を停止させる位置z
点b(z,V)までを直線で結んだ軌道を目標速度
とする。すなわち、目標速度は(5)式となる。V
可動部が位置zに到達したときの速度であり、オブザ
ーバの速度推定値を用いる。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of generating a target speed by the target speed generating section 109 in FIG. On the plane indicating the position and velocity of the movable part, points movable portion reaches the position z 2 a from (z 2, V 2), in terms of position z r to stop the movable portion b (z r, V r) The trajectory connecting up to a straight line is the target speed. That is, the target speed is given by the following equation (5). V 2 is the speed at which the movable portion reaches the position z 2, using the velocity estimates of the observer.

【0072】[0072]

【数5】 例えば、zを可動子13が電磁石に接触する位置と等
しく選び、Vを0.02m/sと選ぶと、可動子が電
磁石に接触するときの目標速度は0.02m/sとな
る。また、zを可動子13が電磁石に接触する以前の
位置と等しく選び、Vを0と設定すると、可動子は電
磁石から離れた位置に保持されることを目標とした制御
が行われ、可動子13の電磁石への衝突音はなくなる。
(Equation 5) For example, the z r mover 13 is chosen equal to the position in contact with the electromagnet and choosing V r and 0.02 m / s, the target speed at which the movable element is in contact with the electromagnet becomes 0.02 m / s. Further, the z r select equal to the previous position of the movable element 13 comes into contact with the electromagnet, when the V r is set to 0, the mover is performed controlled with the goal to be held in a position away from the electromagnet, The sound of collision of the mover 13 with the electromagnet is eliminated.

【0073】次に可動部の速度を目標速度r(z)へ追
従させるフィードバック制御系を構成について説明す
る。
Next, the configuration of a feedback control system for causing the speed of the movable portion to follow the target speed r (z) will be described.

【0074】[0074]

【数6】 (6)式による電磁力指令値fと可動子、電磁石間の
ギャップから電磁力非線形補償により電流指令値を求め
る。電磁力非線形補償は、電磁力とギャップに応じて目
標アンペアターン値Aを出力する。目標アンペアター
ン値Aをコイル巻数ntで除算すれば電流指令値i
となる。電磁石電流制御部により電磁石に通電する電流
を前記算出された電流指令値に制御する。
(Equation 6) A current command value is obtained by electromagnetic force non-linear compensation from the electromagnetic force command value f * according to the equation (6) and the gap between the mover and the electromagnet. The electromagnetic force nonlinear compensation outputs a target ampere turn value AT according to the electromagnetic force and the gap. By dividing the target ampere turn value AT by the number of coil turns nt, the current command value i *
Becomes The current supplied to the electromagnet is controlled by the electromagnet current control unit to the calculated current command value.

【0075】[0075]

【数7】 電磁力非線形補償は、電磁力、可動子と電磁石の間のギ
ャップに応じてアンペアターン値を出力する。電磁力非
線形補償は、電磁力マップの入出力の逆関数として作成
することができる。図10に示すように電磁力マップ
は、アンペアターン値(電流×コイル巻数nt)と可動
子−電磁石の間のギャップに応じて電磁力に出力する。
電磁力マップは、電磁石と可動子の形状や材質などによ
り決まるマップであり、電磁力を実測して作成する。電
磁力マップは磁場解析などの手段により作成することも
できる。
(Equation 7) The electromagnetic force non-linear compensation outputs an ampere-turn value according to the electromagnetic force and the gap between the mover and the electromagnet. The electromagnetic force nonlinear compensation can be created as an inverse function of the input and output of the electromagnetic force map. As shown in FIG. 10, the electromagnetic force map outputs an electromagnetic force according to an ampere turn value (current × the number of coil turns nt) and a gap between the mover and the electromagnet.
The electromagnetic force map is a map determined by the shapes and materials of the electromagnet and the mover, and is created by actually measuring the electromagnetic force. The electromagnetic force map can also be created by means such as a magnetic field analysis.

【0076】〔オブザーバによる可動部速度の推定〕次
にオブザーバによる可動部速度の推定方法について説明
する。
[Estimation of Moving Part Speed by Observer] Next, a method of estimating the moving part speed by the observer will be described.

【0077】損失エネルギの算出及びフィードバック制
御に必要である可動部の速度は、発生電磁力推定部53
により電磁石が発生している電磁力を推定した値及び可
動部の位置から可動部速度推定52により推定する。
The speed of the movable part necessary for the calculation of the loss energy and the feedback control is determined by the generated electromagnetic force estimating section 53.
From the estimated value of the electromagnetic force generated by the electromagnet and the position of the movable part by the movable part speed estimation 52.

【0078】発生電磁力推定部53は、エンジン制御E
CU6が出力する開弁指令、閉弁指令と可動部の位置信
号に応じて電磁力信号を出力する。発生電磁力推定部5
3には上で説明した電磁力マップが使われる。電磁力マ
ップは、アンペアターン値(電流×コイル巻数)、可動
子と電磁石の間のギャップに応じて電磁力を出力する。
ここで、可動子と電磁石間のギャップは、開弁時には可
動子の開弁側電磁石から閉弁側電磁石までのストローク
から可動部の位置信号zを差し引いた値となる。ま
た、閉弁時には、可動子及び電磁石間のギャップは可動
部の位置となる。アンペアターン値は電流値にコイル巻
数ntをかけることによってもとめられる。この電流値
には、開弁時には開弁側電磁石の電流制御部の電流信号
が、閉弁時には閉弁側電磁石の電流制御部の電流信号が
用いられる。
The generated electromagnetic force estimating unit 53 performs the engine control E
The electromagnetic force signal is output according to the valve opening command and the valve closing command output by the CU 6 and the position signal of the movable unit. Generated electromagnetic force estimation unit 5
3 uses the electromagnetic force map described above. The electromagnetic force map outputs an electromagnetic force according to an ampere turn value (current × the number of coil turns) and a gap between the mover and the electromagnet.
Here, the gap between the armature and the electromagnet is comprised of a stroke S t from the open valve electromagnet of the movable element to the valve-closing electromagnet and the value obtained by subtracting the position signal z of the movable portion when the valve is opened. When the valve is closed, the gap between the mover and the electromagnet is at the position of the movable portion. The ampere-turn value is obtained by multiplying the current value by the number of coil turns nt. When the valve is opened, the current signal of the current control unit of the valve-opening electromagnet is used as the current value, and when the valve is closed, the current signal of the current control unit of the valve-closing electromagnet is used.

【0079】可動部速度推定部52にはオブザーバを用
いる。可動部の運動方程式は
An observer is used for the movable section speed estimating section 52. The equation of motion of the moving part is

【数8】 と表せる。ここで、fは電磁力、zは可動部の位置、m
は合成慣性質量、kは合成バネ係数、cは粘性係数、d
は外乱である。(8)式を状態方程式に変換すると、
(Equation 8) Can be expressed as Here, f is the electromagnetic force, z is the position of the movable part, m
Is the synthetic inertial mass, k is the synthetic spring coefficient, c is the viscosity coefficient, d
Is a disturbance. When equation (8) is converted into a state equation,

【数9】 図8に実施形態の制御のタイムチャートを示す。可動部
が位置zに到達した時点tで、位置と速度から可動
部の損失エネルギEpc1を算出する。次に損失エネル
ギに対して電流指令値Iを決定し、電流を指令値I
に制御する。可動部が位置zに到達した時点t
ら、目標速度をr(z)として可動部の速度をフィード
バック制御する。
(Equation 9) FIG. 8 shows a time chart of the control of the embodiment. In time t 1 in which the movable portion reaches the position z 1, to calculate the energy loss E pc1 of the movable portion from the position and speed. Next, a current command value I 1 is determined for the loss energy, and the current is set to the command value I 1
To control. From the time t 2 the movable part reaches the position z 2, feedback control of the speed of the movable portion of the target speed as r (z).

【0080】次に実施形態の効果について説明する。Next, effects of the embodiment will be described.

【0081】本発明の実施形態によれば、内燃機関の吸
排気のための弁を、弾性力と電磁力で駆動する電磁駆動
弁の制御装置において、可動子が電磁石に接触している
ときの可動部の位置エネルギを基準にして可動部が弾性
力により移動してから電磁石が通電される時点までに可
動部が筒内圧や動摩擦力によって失った損失エネルギを
算出し、該損失エネルギに基づいて決定された電流を電
磁石に通電し、可動子が電磁石に接触する直前からは、
可動部の速度を目標速度へ追従させるフィードバック制
御を開始する構成としたため、次に示す効果が得られ
る。
According to the embodiment of the present invention, in a control device of an electromagnetically driven valve for driving a valve for intake and exhaust of an internal combustion engine by an elastic force and an electromagnetic force, a valve when a movable element is in contact with an electromagnet is used. Based on the potential energy of the movable part, the loss energy that the movable part has lost due to the in-cylinder pressure and the kinetic frictional force between the time when the movable part moves by the elastic force and the time when the electromagnet is energized is calculated, and based on the loss energy, The determined current is applied to the electromagnet, and immediately before the mover contacts the electromagnet,
Since the feedback control for causing the speed of the movable portion to follow the target speed is started, the following effects can be obtained.

【0082】(1)第1従来技術では動摩擦力を考慮し
ていないため、動摩擦力が変動すると可動部の位置と速
度の応答が変化し、弁が確実に開閉動作されないのを防
止するために大電流を流す大型の電流制御回路を必要と
したり、可動子と電磁石が激しく衝突して騒音を発生す
る場合があったが、本実施形態では、動摩擦力も考慮し
て可動部の損失エネルギを算出し、該損失エネルギに基
づいて電磁石の電流値を決定するため、筒内圧だけでな
く動摩擦力によって消費した可動部の運動エネルギも正
確に補うことができ、可動子と電磁石が激しく衝突させ
ないで、弁を確実に開閉動作させることができる。
(1) Since the dynamic friction force is not taken into account in the first prior art, when the dynamic friction force fluctuates, the response of the position and speed of the movable part changes, and in order to prevent the valve from being reliably opened and closed. In some cases, a large current control circuit for passing a large current was required, or the mover and the electromagnet violently collided with each other, generating noise. However, since the current value of the electromagnet is determined based on the loss energy, not only the in-cylinder pressure but also the kinetic energy of the movable portion consumed by the kinetic friction force can be accurately compensated, and the movable element and the electromagnet do not collide violently. The valve can be reliably opened and closed.

【0083】(2)図11に第2従来技術によりフィー
バック制御のみで可動部を制御した場合(破線)と、本
発明によりフィードバック制御を開始する以前から損失
エネルギに応じて電磁石に通電して可動部を制御した場
合(実線)の比較を示す。フィードバック制御は、可動
部が所定の位置に到達した時点から開始される。本発明
では電流のピーク値が低く、その分長い時間通電してい
る(フィードバック制御開始以前からも通電しているた
め)。すなわち、筒内圧や動摩擦力によって消費した可
動部の運動エネルギを徐々に補っている。第2従来技術
では電流のピーク値が高く、その分短い時間通電してい
る。すなわち、筒内圧や動摩擦力によって消費した可動
部の運動エネルギを急速に補っている。よって、本実施
形態においては、電磁石に通電する電流のピーク値が第
2従来技術における電流のピーク値よりも小さくなるた
め、電流制御回路を小さく簡略化することができる。フ
ィードバック制御開始点を同じ時刻にしても、第2従来
技術ではフィードバック制御開始以前には電流を流さな
いため、フィードバック制御時の電流のピーク値が大き
くなる。
(2) In FIG. 11, when the movable portion is controlled only by the feedback control according to the second prior art (broken line), the electromagnet is energized according to the energy loss before the feedback control is started according to the present invention. The comparison in the case where the movable part is controlled (solid line) is shown. The feedback control is started when the movable section reaches a predetermined position. In the present invention, the peak value of the current is low, and the current is supplied for a longer time (because the current is supplied even before the feedback control is started). That is, the kinetic energy of the movable portion consumed by the in-cylinder pressure and the dynamic frictional force is gradually supplemented. In the second prior art, the peak value of the current is high, and the current is supplied for a shorter time. That is, the kinetic energy of the movable portion consumed by the in-cylinder pressure and the dynamic frictional force is rapidly supplemented. Therefore, in the present embodiment, the peak value of the current flowing through the electromagnet is smaller than the peak value of the current in the second related art, so that the current control circuit can be reduced and simplified. Even if the feedback control start point is the same time, in the second related art, since the current does not flow before the feedback control starts, the peak value of the current at the time of the feedback control increases.

【0084】(3)第2従来技術では、電磁石に大電流
が流れる。消費電力は電流の2乗に比例するため、大電
流が流れると消費電力が増大する。本実施形態では、電
磁石に流れる電流は小さいので、消費電力を小さくする
ことができる。
(3) In the second prior art, a large current flows through the electromagnet. Since the power consumption is proportional to the square of the current, the power consumption increases when a large current flows. In the present embodiment, since the current flowing through the electromagnet is small, power consumption can be reduced.

【0085】(4)第1従来技術では筒内圧センサが用
いられていたが、本実施形態では第2従来技術と同様に
筒内圧センサを用いないで制御装置が構成されるため、
制御装置を小型化、低価格化することができる。
(4) In the first prior art, an in-cylinder pressure sensor was used. However, in this embodiment, a control device is configured without using an in-cylinder pressure sensor as in the second prior art.
The control device can be reduced in size and cost.

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

【図1】本発明が適用される電磁駆動弁の構成を示す概
念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of an electromagnetically driven valve to which the present invention is applied.

【図2】実施形態の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment.

【図3】実施形態において損失エネルギの算出方法を説
明するための位置/速度位相面における可動部の軌跡を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a trajectory of a movable part on a position / velocity phase plane for explaining a method of calculating a loss energy in the embodiment.

【図4】実施形態の損失エネルギ算出部のフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart of a loss energy calculation unit according to the embodiment.

【図5】実施形態の損失エネルギに基づいた電流指令値
の決定方法を説明するグラフである。
FIG. 5 is a graph illustrating a method for determining a current command value based on loss energy according to the embodiment.

【図6】実施形態の電流制御量演算部のブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram of a current control amount calculation unit according to the embodiment.

【図7】実施形態の目標速度の生成を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating generation of a target speed according to the embodiment.

【図8】実施形態の制御の流れを示す応答図である。FIG. 8 is a response diagram illustrating a flow of control according to the embodiment.

【図9】実施形態の全体フローチャートである。FIG. 9 is an overall flowchart of the embodiment.

【図10】実施形態の発生電磁力推定部のブロック図で
ある。
FIG. 10 is a block diagram of a generated electromagnetic force estimating unit of the embodiment.

【図11】実施形態の効果を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the effect of the embodiment.

【図12】第2従来技術の問題点を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a problem of the second conventional technique.

【図13】第2従来技術の問題点を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a problem of the second conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 可動部位置センサ 2 閉弁側電磁石電流制御部 3 開弁側電磁石電流制御部 5 制御装置 6 エンジン制御ECU 51 電流制御量演算部 52 可動部速度推定部 53 発生電磁力推定部 54 損失エネルギ算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Movable part position sensor 2 Valve closing side electromagnet current control part 3 Valve opening side electromagnet current control part 5 Control device 6 Engine control ECU 51 Current control amount calculation part 52 Movable part speed estimation part 53 Generated electromagnetic force estimation part 54 Loss energy calculation Department

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 37/00 F16K 37/00 Z Fターム(参考) 3G018 AB09 AB19 BA38 CA12 DA35 DA41 DA45 EA22 EA31 EA32 FA01 FA06 FA07 GA01 GA03 GA14 GA18 GA31 GA33 GA37 3G092 AA11 DA01 DA02 DA03 DF05 DG09 EA01 EA02 EA03 EA04 EA22 EC02 EC06 FA06 FA11 FA12 FA13 FA14 FA25 GA01 GA03 GA08 HA13X HA13Z 3H065 AA01 BA01 BA04 BB11 CA01 CA03 CA07 3H106 DA07 DA25 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 DD03 EE04 FB02 FB07 FB46 KK17 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F16K 37/00 F16K 37/00 Z F term (reference) 3G018 AB09 AB19 BA38 CA12 DA35 DA41 DA45 EA22 EA31 EA32 FA01 FA06 FA07 GA01 GA03 GA14 GA18 GA31 GA33 GA37 3G092 AA11 DA01 DA02 DA03 DF05 DG09 EA01 EA02 EA03 EA04 EA22 EC02 EC06 FA06 FA11 FA12 FA13 FA14 FA25 GA01 GA03 GA08 HA13X HA13Z 3H065 AA01 BA01 BA04 BB11 CA01 CA03 CA07 3DB106 DB07 DA07 FB46 KK17

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電磁石と、弾性体と、該電磁石の発生す
る電磁力と該弾性体の発生する弾性力とにより駆動され
る可動子と、該可動子により駆動される弁とを備えた電
磁駆動弁を制御する電磁駆動弁の制御装置であって、 前記可動子または弁である可動部の位置を検出もしくは
推定する位置検出手段と、 前記可動部の速度を検出もしくは推定する速度検出手段
と、 前記検出された位置と前記検出された速度とに基づい
て、前記可動部が含有する力学的エネルギを算出するエ
ネルギ算出手段と、 前記算出された力学的エネルギに基づいて、前記電磁石
に通電する電流値を制御する電流制御手段と、 を備えたことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
An electromagnetic device comprising an electromagnet, an elastic body, a movable element driven by an electromagnetic force generated by the electromagnet and an elastic force generated by the elastic body, and a valve driven by the movable element. A control device for an electromagnetically driven valve that controls a drive valve, comprising: a position detection unit that detects or estimates a position of a movable unit that is the mover or the valve; and a speed detection unit that detects or estimates a speed of the movable unit. Energy calculating means for calculating mechanical energy contained in the movable portion based on the detected position and the detected speed; and energizing the electromagnet based on the calculated mechanical energy. A control device for an electromagnetically driven valve, comprising: current control means for controlling a current value.
【請求項2】 前記エネルギ算出手段は、前記可動子が
一方の静止位置で静止しているときに含有している力学
的エネルギを基準にして、前記可動部が前記発生された
弾性力により一方の静止位置から他方の静止位置へ向か
って移動する間に、前記可動部が失った損失エネルギ
を、前記検出された位置と前記検出された速度から算出
し、 前記電流制御手段は、前記算出された損失エネルギに基
づいて、前記電磁石に通電する電流値を制御することを
特徴とする請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置。
2. The energy calculation means according to claim 1, wherein said movable part is configured to generate one of said movable parts based on said generated elastic force based on mechanical energy contained when said movable part is stationary at one stationary position. Calculating the loss energy lost by the movable unit from the detected position and the detected speed while moving from the stationary position to the other stationary position; and The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein a current value to be supplied to the electromagnet is controlled based on the loss energy.
【請求項3】 前記エネルギ算出手段は、前記可動子が
一方の静止位置で静止しているときの前記可動部の位置
エネルギを基準にして、前記可動部が前記発生された弾
性力により移動中に前記可動部が失った損失エネルギ
を、前記検出された位置と前記検出された速度から検出
し、 前記電流制御手段は、前記算出された損失エネルギに基
づいて、前記電磁石に通電する電流値を制御することを
特徴とする請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置。
3. The energy calculating means according to claim 1, wherein said movable portion is moving by said generated elastic force with reference to a potential energy of said movable portion when said movable member is stationary at one stationary position. Detecting the loss energy lost by the movable portion from the detected position and the detected speed, the current control means calculates a current value to be supplied to the electromagnet based on the calculated loss energy. The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein the control is performed.
【請求項4】 前記エネルギ算出手段は、前記可動子が
一方の静止位置で静止しているときの前記可動部の位置
エネルギを基準にして、前記可動部が前記発生された弾
性力により移動を開始してから前記電磁石が通電される
時点までに前記可動部が失った損失エネルギを、前記検
出された位置と前記検出された速度から算出し、 前記電流制御手段は、前記算出された損失エネルギに基
づいて、前記電磁石に通電する電流値を制御することを
特徴とする請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置。
4. The energy calculating means according to claim 1, wherein the movable element moves with the generated elastic force based on a potential energy of the movable section when the movable element is stationary at one of the stationary positions. Calculating the loss energy lost by the movable part from the start to the time when the electromagnet is energized from the detected position and the detected speed; the current control unit calculates the loss energy The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein a value of a current supplied to the electromagnet is controlled based on the control value.
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