JP2002242708A - 内燃機関用直動弁の駆動装置 - Google Patents
内燃機関用直動弁の駆動装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 騒音が抑制された静粛な内燃機関が得られる
内燃機関用直動弁の駆動装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 内燃機関１２の吸気ポート４近傍に摺動
可能に配設されて、この吸気ポートを開閉する吸気弁８
と、この吸気弁を開閉駆動する電磁アクチュエータ１
と、前記電磁アクチュエータへ供給される駆動電流の制
御を行う電流制御手段１１とを備え、この電流制御手段
が、前記内燃機関の運転状態に基づき、前記電磁アクチ
ュエータに所定値の駆動電流を連続供給するようになさ
れていることを特徴とする。
内燃機関用直動弁の駆動装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 内燃機関１２の吸気ポート４近傍に摺動
可能に配設されて、この吸気ポートを開閉する吸気弁８
と、この吸気弁を開閉駆動する電磁アクチュエータ１
と、前記電磁アクチュエータへ供給される駆動電流の制
御を行う電流制御手段１１とを備え、この電流制御手段
が、前記内燃機関の運転状態に基づき、前記電磁アクチ
ュエータに所定値の駆動電流を連続供給するようになさ
れていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用直動弁
の駆動装置に係わり、特に、内燃機関の運転時の騒音を
低減することのできる内燃機関用直動弁の駆動装置に関
するものである。
の駆動装置に係わり、特に、内燃機関の運転時の騒音を
低減することのできる内燃機関用直動弁の駆動装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の動弁装置として、吸気
弁や排気弁を電磁アクチュエータによって直接開閉駆動
するようにしたものが知られており、このように駆動さ
れる弁を直動弁と称している。この直動弁の駆動装置
は、図６に曲線Ａで示すように、たとえば、電磁アクチ
ュエータにプラスの電流を印加して、弁を開方向に所定
距離移動させ、また、前記電磁アクチュエータにマイナ
スの電流を印加して、弁を閉方向に移動させるようにし
ている。
弁や排気弁を電磁アクチュエータによって直接開閉駆動
するようにしたものが知られており、このように駆動さ
れる弁を直動弁と称している。この直動弁の駆動装置
は、図６に曲線Ａで示すように、たとえば、電磁アクチ
ュエータにプラスの電流を印加して、弁を開方向に所定
距離移動させ、また、前記電磁アクチュエータにマイナ
スの電流を印加して、弁を閉方向に移動させるようにし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の直動弁の駆動装置にあっては、つぎのような改善
すべき問題点が残されている。すなわち、弁を閉じる際
に、前記弁が、図６に曲線Ｂで示すように、そのバルブ
ストロークの最先端位置から閉位置まで一気に移動させ
られることから、減速されることなく閉位置まで移動さ
せられる。
従来の直動弁の駆動装置にあっては、つぎのような改善
すべき問題点が残されている。すなわち、弁を閉じる際
に、前記弁が、図６に曲線Ｂで示すように、そのバルブ
ストロークの最先端位置から閉位置まで一気に移動させ
られることから、減速されることなく閉位置まで移動さ
せられる。
【０００４】このように、弁が減速されることなく閉位
置まで移動させられると、弁が弁座に着座する際に衝撃
音が発生し、騒音の原因となる。特に、内燃機関がアイ
ドリング時あるいは低回転時にある場合に、前述した弁
の着座時における騒音が顕著になる。
置まで移動させられると、弁が弁座に着座する際に衝撃
音が発生し、騒音の原因となる。特に、内燃機関がアイ
ドリング時あるいは低回転時にある場合に、前述した弁
の着座時における騒音が顕著になる。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、騒音が抑制された静粛な内燃機関が
得られる内燃機関用直動弁の駆動装置を提供することを
目的とする。
てなされたもので、騒音が抑制された静粛な内燃機関が
得られる内燃機関用直動弁の駆動装置を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の内燃機関用直動弁の駆動装置は、前述した目的を達成
するために、内燃機関の吸気ポート近傍に摺動可能に配
設されて、この吸気ポートを開閉する吸気弁と、この吸
気弁を開閉駆動する電磁アクチュエータと、前記電磁ア
クチュエータへ供給される駆動電流の制御を行う電流制
御手段とを備え、この電流制御手段が、前記内燃機関の
運転状態に基づき、前記電磁アクチュエータに所定値の
駆動電流を連続供給するようになされていることを特徴
とする。本発明の請求項２に記載の内燃機関用直動弁の
駆動装置は、請求項１に記載の前記電流制御手段が、内
燃機関の目標出力に基づき、前記電磁アクチュエータに
所定値の駆動電流を連続供給するようになされているこ
とを特徴とする。本発明の請求項３に記載の内燃機関用
直動弁の駆動装置は、請求項２に記載の前記目標出力
を、前記内燃機関に設けられたアクセルの操作量によっ
て検出するようになされていることを特徴とする。本発
明の請求項４に記載の内燃機関用直動弁の駆動装置は、
請求項１に記載の前記電流制御手段が、前記内燃機関が
アイドル状態である際に、前記電磁アクチュエータに所
定値の駆動電流を連続供給するようになされていること
を特徴とする。本発明の請求項５に記載の内燃機関用直
動弁の駆動装置は、請求項４に記載の前記内燃機関のア
イドル状態を、前記内燃機関に設けられたアクセルの操
作量によって検出するようになされていることを特徴と
する。本発明の請求項６に記載の内燃機関用直動弁の駆
動装置は、請求項４に記載の前記内燃機関のアイドル状
態を、前記内燃機関の回転数に基づき検出するようにな
されていることを特徴とする。本発明の請求項７に記載
の内燃機関用直動弁の駆動装置は、請求項１ないし請求
項６の何れかに記載の前記電磁アクチュエータが、リニ
アモータによって構成されていることを特徴とする。
の内燃機関用直動弁の駆動装置は、前述した目的を達成
するために、内燃機関の吸気ポート近傍に摺動可能に配
設されて、この吸気ポートを開閉する吸気弁と、この吸
気弁を開閉駆動する電磁アクチュエータと、前記電磁ア
クチュエータへ供給される駆動電流の制御を行う電流制
御手段とを備え、この電流制御手段が、前記内燃機関の
運転状態に基づき、前記電磁アクチュエータに所定値の
駆動電流を連続供給するようになされていることを特徴
とする。本発明の請求項２に記載の内燃機関用直動弁の
駆動装置は、請求項１に記載の前記電流制御手段が、内
燃機関の目標出力に基づき、前記電磁アクチュエータに
所定値の駆動電流を連続供給するようになされているこ
とを特徴とする。本発明の請求項３に記載の内燃機関用
直動弁の駆動装置は、請求項２に記載の前記目標出力
を、前記内燃機関に設けられたアクセルの操作量によっ
て検出するようになされていることを特徴とする。本発
明の請求項４に記載の内燃機関用直動弁の駆動装置は、
請求項１に記載の前記電流制御手段が、前記内燃機関が
アイドル状態である際に、前記電磁アクチュエータに所
定値の駆動電流を連続供給するようになされていること
を特徴とする。本発明の請求項５に記載の内燃機関用直
動弁の駆動装置は、請求項４に記載の前記内燃機関のア
イドル状態を、前記内燃機関に設けられたアクセルの操
作量によって検出するようになされていることを特徴と
する。本発明の請求項６に記載の内燃機関用直動弁の駆
動装置は、請求項４に記載の前記内燃機関のアイドル状
態を、前記内燃機関の回転数に基づき検出するようにな
されていることを特徴とする。本発明の請求項７に記載
の内燃機関用直動弁の駆動装置は、請求項１ないし請求
項６の何れかに記載の前記電磁アクチュエータが、リニ
アモータによって構成されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１ないし図２を参照して説明する。図１は、本実施
形態の内燃機関用直動弁の駆動装置（以下、駆動装置と
略称する）を構成する電磁アクチュエータ１が組み込ま
れた内燃機関のシリンダヘッドを示す。図中符号２で示
すシリンダヘッドは、燃焼室３内へ開口し、この燃焼室
３内へ混合気を送り込む吸気ポート４と、前記燃焼室３
へ開口し、燃焼ガスが排出される排気ポート５と、前記
吸気ポート４と連通した吸気通路６と、前記排気ポート
５と連通した排気通路７とが形成されている。
て図１ないし図２を参照して説明する。図１は、本実施
形態の内燃機関用直動弁の駆動装置（以下、駆動装置と
略称する）を構成する電磁アクチュエータ１が組み込ま
れた内燃機関のシリンダヘッドを示す。図中符号２で示
すシリンダヘッドは、燃焼室３内へ開口し、この燃焼室
３内へ混合気を送り込む吸気ポート４と、前記燃焼室３
へ開口し、燃焼ガスが排出される排気ポート５と、前記
吸気ポート４と連通した吸気通路６と、前記排気ポート
５と連通した排気通路７とが形成されている。
【０００８】また、前記シリンダヘッド２には、前記吸
気ポート４を開閉する吸気弁８と、前記排気ポート５を
開閉する排気弁９とが摺動可能に設けられ、前記吸気弁
８に接続された前記電磁アクチュエータ１が取り付けら
れている。また、前記排気弁９の軸線方向上方には、内
燃機関のクランク軸（図示略）の回転に同期して回転さ
せられることにより、前記排気弁９を開閉駆動するカム
１０が設けられている。
気ポート４を開閉する吸気弁８と、前記排気ポート５を
開閉する排気弁９とが摺動可能に設けられ、前記吸気弁
８に接続された前記電磁アクチュエータ１が取り付けら
れている。また、前記排気弁９の軸線方向上方には、内
燃機関のクランク軸（図示略）の回転に同期して回転さ
せられることにより、前記排気弁９を開閉駆動するカム
１０が設けられている。
【０００９】そして、前記電磁アクチュエータ１は、本
実施形態においては、リニアモータが用いられており、
前記吸気弁８をその軸線方向に移動させて、前記吸気ポ
ート４の開閉を行わせるようになっている。また、前記
電磁アクチュエータ１は、非通電状態にある中立位置に
おいて、前記吸気弁８のバルブシートを、図２に示すよ
うに、前記吸気ポート４に所定圧力で当接する位置に保
持するようになっているとともに、正逆の電流が印加さ
れることにより、前記吸気弁８を、図３（ａ）（ｂ）に
示すように、開弁位置と閉弁位置とに移動させるように
なっている。さらに、前記電磁アクチュエータ１に印加
される電流の大きさや印加時間によって、前記吸気弁８
の移動ストロークや開弁時間、および、閉弁時間等が設
定されるようになっている。
実施形態においては、リニアモータが用いられており、
前記吸気弁８をその軸線方向に移動させて、前記吸気ポ
ート４の開閉を行わせるようになっている。また、前記
電磁アクチュエータ１は、非通電状態にある中立位置に
おいて、前記吸気弁８のバルブシートを、図２に示すよ
うに、前記吸気ポート４に所定圧力で当接する位置に保
持するようになっているとともに、正逆の電流が印加さ
れることにより、前記吸気弁８を、図３（ａ）（ｂ）に
示すように、開弁位置と閉弁位置とに移動させるように
なっている。さらに、前記電磁アクチュエータ１に印加
される電流の大きさや印加時間によって、前記吸気弁８
の移動ストロークや開弁時間、および、閉弁時間等が設
定されるようになっている。
【００１０】本実施形態に係わる駆動装置は、図４に示
すように、前記電磁アクチュエータ１へ供給される駆動
電流Ｖの制御を行う電流制御手段１１を備えている。こ
の電流制御手段１１は、前記内燃機関の運転状態に基づ
き、前記電磁アクチュエータ１に所定値の駆動電流を連
続供給するものである。
すように、前記電磁アクチュエータ１へ供給される駆動
電流Ｖの制御を行う電流制御手段１１を備えている。こ
の電流制御手段１１は、前記内燃機関の運転状態に基づ
き、前記電磁アクチュエータ１に所定値の駆動電流を連
続供給するものである。
【００１１】さらに詳述すれば、前記電流制御手段１１
は、内燃機関１２に設けられたクランク角センサ１３か
ら出力されるクランク角に関するパルス信号に基づき、
内燃機関１２の回転数を電圧Ｖ１に変換するＦＶコンバ
ータ１４と、この電圧Ｖ１をレベル調整した後の信号を
実回転数電流信号ｉ１として出力するアンプ１５、１６
と、アクセル開度により目標出力を設定し、この目標出
力に応じた内燃機関１２の回転数を電圧として出力する
負荷設定回路１７、および、アイドル時における内燃機
関１２の回転数を電圧として出力するアイドル設定回路
１８からなり、これらから出力される電圧Ｖ２を出力す
る目標回転数設定回路１９と、この目標回転数設定回路
１９からの電圧Ｖ２を目標回転数電流信号ｉ２として出
力するアンプ２０と、前記実回転数電流信号ｉ１と目標
回転数電流信号ｉ２との偏差を演算する加算器２１と、
この加算器２１において求められた偏差電流信号ｉ３を
調整して目標電流信号ｉ４として出力するアンプ２２
と、前記電磁アクチュエータ１へ印加されている電流ｉ
を検出する電流計２３と、この駆動電流計２３によって
検出される駆動電流ｉと前記目標電流信号ｉ４との偏差
を演算する加算器２４と、この加算器２４から出力され
る偏差電流ｉ５を調整するアンプ２５と、このアンプ２
５から出力される調整された偏差電圧Ｖ３に基づき前記
電磁アクチュエータ１へ駆動電圧Ｖを印加する出力アン
プ２６とによって構成されている。
は、内燃機関１２に設けられたクランク角センサ１３か
ら出力されるクランク角に関するパルス信号に基づき、
内燃機関１２の回転数を電圧Ｖ１に変換するＦＶコンバ
ータ１４と、この電圧Ｖ１をレベル調整した後の信号を
実回転数電流信号ｉ１として出力するアンプ１５、１６
と、アクセル開度により目標出力を設定し、この目標出
力に応じた内燃機関１２の回転数を電圧として出力する
負荷設定回路１７、および、アイドル時における内燃機
関１２の回転数を電圧として出力するアイドル設定回路
１８からなり、これらから出力される電圧Ｖ２を出力す
る目標回転数設定回路１９と、この目標回転数設定回路
１９からの電圧Ｖ２を目標回転数電流信号ｉ２として出
力するアンプ２０と、前記実回転数電流信号ｉ１と目標
回転数電流信号ｉ２との偏差を演算する加算器２１と、
この加算器２１において求められた偏差電流信号ｉ３を
調整して目標電流信号ｉ４として出力するアンプ２２
と、前記電磁アクチュエータ１へ印加されている電流ｉ
を検出する電流計２３と、この駆動電流計２３によって
検出される駆動電流ｉと前記目標電流信号ｉ４との偏差
を演算する加算器２４と、この加算器２４から出力され
る偏差電流ｉ５を調整するアンプ２５と、このアンプ２
５から出力される調整された偏差電圧Ｖ３に基づき前記
電磁アクチュエータ１へ駆動電圧Ｖを印加する出力アン
プ２６とによって構成されている。
【００１２】ついで、このように構成された本実施形態
の作用について、図５に示すエンジンデータを参照して
説明する。図５において、符号Ｆはクランク角センサ１
３から出力されるクランク角信号を示し、内燃機関１２
が運転状態にある場合に連続して出力される。また、線
Ｅは燃料噴射装置へ出力される燃料噴射タイミングのパ
ルス信号を示し、線Ｇは点火タイミングのパルス信号
で、線Ｃは吸気弁８のストロークを示し、さらに、線Ｄ
は、吸気通路６内の気体の流速を示す。
の作用について、図５に示すエンジンデータを参照して
説明する。図５において、符号Ｆはクランク角センサ１
３から出力されるクランク角信号を示し、内燃機関１２
が運転状態にある場合に連続して出力される。また、線
Ｅは燃料噴射装置へ出力される燃料噴射タイミングのパ
ルス信号を示し、線Ｇは点火タイミングのパルス信号
で、線Ｃは吸気弁８のストロークを示し、さらに、線Ｄ
は、吸気通路６内の気体の流速を示す。
【００１３】このように、内燃機関１２が運転状態にあ
ると、内燃機関１２の実回転数の情報としての電圧信号
Ｖ１がＦＶコンバータ１４から出力されるとともに、目
標回転数設定回路１９から目標回転数の情報としての電
圧信号Ｖ２が出力される。
ると、内燃機関１２の実回転数の情報としての電圧信号
Ｖ１がＦＶコンバータ１４から出力されるとともに、目
標回転数設定回路１９から目標回転数の情報としての電
圧信号Ｖ２が出力される。
【００１４】そして、これらの電圧信号Ｖ１と電圧信号
Ｖ２とにより、目標電流信号ｉ４が算出されるととも
に、電磁アクチュエータ１へ供給されている電流ｉが検
出され、これらの目標電流信号ｉ４と電流ｉとによって
駆動電圧Ｖが発生させられるとともに、前記電磁アクチ
ュエータ１へ印加される。これによって、電磁アクチュ
エータ１へ所定値の駆動電流が印加されることとなり、
前記吸気弁８が、前記電磁アクチュエータ１の非通電時
における吸引力と前記駆動電流による吸引力とにより、
吸気ポート４へ圧接させられる。以下、この両吸引力の
総和を弁閉止力と称す。ここで、前記吸引力、すなわ
ち、前記吸気弁８を閉じ方向に作用する戻し力としての
荷重は、図７に示すように、前記電磁アクチュエータ１
へ印加される駆動電流の大きさおよび吸気弁８のリフト
量（バルブ開度）によって決まる。すなわち、駆動電流
の絶対値が大きいほど、また、吸気弁８のリフト量が大
きいほど、前記電磁アクチュエータ１によって前記吸気
弁８を閉じる方向へ戻し力が大きくなる。したがって、
前記電磁アクチュエータ１へ印加する駆動電流を制御す
ることにより、前記吸気弁８のリフト量が制御される。
換言すれば、前記電磁アクチュエータ１へ印加する駆動
電流の制御によって、吸気ポート４を介して流れ込む吸
気量を制御することができ、吸気ポート８自体を、あた
かもスロットルバルブとして機能させて、内燃機関１２
の出力制御を行うことが可能である。
Ｖ２とにより、目標電流信号ｉ４が算出されるととも
に、電磁アクチュエータ１へ供給されている電流ｉが検
出され、これらの目標電流信号ｉ４と電流ｉとによって
駆動電圧Ｖが発生させられるとともに、前記電磁アクチ
ュエータ１へ印加される。これによって、電磁アクチュ
エータ１へ所定値の駆動電流が印加されることとなり、
前記吸気弁８が、前記電磁アクチュエータ１の非通電時
における吸引力と前記駆動電流による吸引力とにより、
吸気ポート４へ圧接させられる。以下、この両吸引力の
総和を弁閉止力と称す。ここで、前記吸引力、すなわ
ち、前記吸気弁８を閉じ方向に作用する戻し力としての
荷重は、図７に示すように、前記電磁アクチュエータ１
へ印加される駆動電流の大きさおよび吸気弁８のリフト
量（バルブ開度）によって決まる。すなわち、駆動電流
の絶対値が大きいほど、また、吸気弁８のリフト量が大
きいほど、前記電磁アクチュエータ１によって前記吸気
弁８を閉じる方向へ戻し力が大きくなる。したがって、
前記電磁アクチュエータ１へ印加する駆動電流を制御す
ることにより、前記吸気弁８のリフト量が制御される。
換言すれば、前記電磁アクチュエータ１へ印加する駆動
電流の制御によって、吸気ポート４を介して流れ込む吸
気量を制御することができ、吸気ポート８自体を、あた
かもスロットルバルブとして機能させて、内燃機関１２
の出力制御を行うことが可能である。
【００１５】そして、前記駆動電流によって生じる吸引
力は、前記駆動電圧Ｖが、図５に示すように極めて変動
が少ないことから、前記弁閉止力もほぼ一定に保持され
る。
力は、前記駆動電圧Ｖが、図５に示すように極めて変動
が少ないことから、前記弁閉止力もほぼ一定に保持され
る。
【００１６】これより、内燃機関１２が吸気行程に入る
と、燃焼室３内の圧力が低下し、この負圧が、前記弁閉
止力より大きくなった時点で、前記吸気弁８が燃焼室側
へ吸引されて（その状態を、図５にリフト量を表す線Ｃ
で示した）、吸気が行われる。このような吸気の状態
を、図５に線Ｄで表す吸気通路６内の流速で示した。
と、燃焼室３内の圧力が低下し、この負圧が、前記弁閉
止力より大きくなった時点で、前記吸気弁８が燃焼室側
へ吸引されて（その状態を、図５にリフト量を表す線Ｃ
で示した）、吸気が行われる。このような吸気の状態
を、図５に線Ｄで表す吸気通路６内の流速で示した。
【００１７】一方、燃焼室３内に気体が流れ込むことに
よって燃焼室３内の圧力が上昇し、吸気が完了した時点
で、前記吸気弁８が、前記電磁アクチュエータ１による
弁閉止力によって閉弁方向に移動させられて、そのバル
ブシートが吸気ポート４に着座させられることにより、
この吸気ポート４が閉塞されて吸気行程が完了する。
よって燃焼室３内の圧力が上昇し、吸気が完了した時点
で、前記吸気弁８が、前記電磁アクチュエータ１による
弁閉止力によって閉弁方向に移動させられて、そのバル
ブシートが吸気ポート４に着座させられることにより、
この吸気ポート４が閉塞されて吸気行程が完了する。
【００１８】そして、前述した吸気弁８の着座に際し
て、吸気行程における吸気弁８のストロークが、燃焼室
３内の負圧によって決まることから、そのストロークが
最小限度に抑えられる。このことは、図５に示す線Ｃか
らも明らかで、極めて小さなストロークに抑えられてい
る。したがって、吸気弁８の、閉弁方向への移動量が小
さくてすみ、吸気ポート４への着座時の衝撃力が小さく
抑えられ、この結果、騒音の発生が抑制される。特に、
前記内燃機関１２がアイドル状態である場合に、前記吸
気弁８のリフト量が小さいことから前述した騒音の発生
が小さく抑えられる。
て、吸気行程における吸気弁８のストロークが、燃焼室
３内の負圧によって決まることから、そのストロークが
最小限度に抑えられる。このことは、図５に示す線Ｃか
らも明らかで、極めて小さなストロークに抑えられてい
る。したがって、吸気弁８の、閉弁方向への移動量が小
さくてすみ、吸気ポート４への着座時の衝撃力が小さく
抑えられ、この結果、騒音の発生が抑制される。特に、
前記内燃機関１２がアイドル状態である場合に、前記吸
気弁８のリフト量が小さいことから前述した騒音の発生
が小さく抑えられる。
【００１９】そして、前述したアイドリング状態以外の
通常運転時においては、前記目標回転数の情報としての
電圧信号Ｖ２が、前記負荷設定回路１７において設定さ
れるが、通常運転時の電圧信号Ｖ２は、目標回転数が大
きくなるにつれて、前記電圧信号Ｖ２が小さく設定さ
れ、これによって、前記駆動電流による吸気弁８の吸引
力が減少させられるとともに前記弁閉止力が減少させら
れる。この結果、前記吸気弁８の開放方向へのストロー
クが大きくなり、前記燃焼室３への吸気量が増加させら
れる。ここで、目標回転数に対応した電圧信号Ｖ２およ
び駆動電圧Ｖが一定に保持されることから、内燃機関１
２の回転数が目標回転数に保持される。そして、前記負
荷設定回路１７は、たとえば、前記内燃機関１２が車両
用である場合には、運転者によって操作されるアクセル
に、機械的にあるいは電気的に接続されて、このアクセ
ル操作によって調整可能となされている。また、前記ア
イドル設定回路１８は、たとえば、前記アクセルに機械
的にあるいは電気的に接続されて、前記アクセルが非操
作状態において、アイドル時における電圧信号Ｖ２を出
力するようになされている。
通常運転時においては、前記目標回転数の情報としての
電圧信号Ｖ２が、前記負荷設定回路１７において設定さ
れるが、通常運転時の電圧信号Ｖ２は、目標回転数が大
きくなるにつれて、前記電圧信号Ｖ２が小さく設定さ
れ、これによって、前記駆動電流による吸気弁８の吸引
力が減少させられるとともに前記弁閉止力が減少させら
れる。この結果、前記吸気弁８の開放方向へのストロー
クが大きくなり、前記燃焼室３への吸気量が増加させら
れる。ここで、目標回転数に対応した電圧信号Ｖ２およ
び駆動電圧Ｖが一定に保持されることから、内燃機関１
２の回転数が目標回転数に保持される。そして、前記負
荷設定回路１７は、たとえば、前記内燃機関１２が車両
用である場合には、運転者によって操作されるアクセル
に、機械的にあるいは電気的に接続されて、このアクセ
ル操作によって調整可能となされている。また、前記ア
イドル設定回路１８は、たとえば、前記アクセルに機械
的にあるいは電気的に接続されて、前記アクセルが非操
作状態において、アイドル時における電圧信号Ｖ２を出
力するようになされている。
【００２０】このように、本実施形態においては、電磁
アクチュエータ１によって、吸気弁８に、内燃機関１２
の吸気圧力に抗する一定した弁閉止力を作用させておく
ことにより、この弁閉止力と燃焼室３内に発生する負圧
とのバランスによって前記吸気弁８を開弁させる。ここ
で、前記目標回転数に応じた電圧信号Ｖ２は、最大値か
ら零の範囲内で設定される。このように、内燃機関１２
に要求されている運転状態（負荷状態）に応じた吸気量
を、前記吸気弁８のリフト量や開弁時期を監視すること
なく供給することができる。しかも、前記吸気弁８のリ
フト量が、運転状態に応じて自動的に調整されて、この
運転状態に応じた最小限度のリフト量となされ、これに
よって、吸気弁８の着座時の衝撃を極力小さくすること
ができ、騒音の発生を極力抑えることができる。特に、
アイドリング時において、その効果が顕著になる。
アクチュエータ１によって、吸気弁８に、内燃機関１２
の吸気圧力に抗する一定した弁閉止力を作用させておく
ことにより、この弁閉止力と燃焼室３内に発生する負圧
とのバランスによって前記吸気弁８を開弁させる。ここ
で、前記目標回転数に応じた電圧信号Ｖ２は、最大値か
ら零の範囲内で設定される。このように、内燃機関１２
に要求されている運転状態（負荷状態）に応じた吸気量
を、前記吸気弁８のリフト量や開弁時期を監視すること
なく供給することができる。しかも、前記吸気弁８のリ
フト量が、運転状態に応じて自動的に調整されて、この
運転状態に応じた最小限度のリフト量となされ、これに
よって、吸気弁８の着座時の衝撃を極力小さくすること
ができ、騒音の発生を極力抑えることができる。特に、
アイドリング時において、その効果が顕著になる。
【００２１】一方、要求される運転状態が、高回転領域
である場合には、前述した内燃機関１２の吸気行程にお
いて、前記電磁アクチュエータ１に前述した駆動電圧Ｖ
とは逆の駆動電圧（−Ｖ）を印加して、前記吸気弁８の
駆動形態を変更することにより、この吸気弁８を強制的
に開弁することも可能である。このような駆動形態とし
た場合にあっても、高回転時における内燃機関１２自体
から発生する騒音がある程度高くなっていることから、
吸気弁８の着座音は、さほど気にならない程度のもので
ある。そして、高回転時において吸気弁８を強制的に開
弁することにより、そのリフト量を十分に確保して、吸
気量を十分に供給することが可能となる。
である場合には、前述した内燃機関１２の吸気行程にお
いて、前記電磁アクチュエータ１に前述した駆動電圧Ｖ
とは逆の駆動電圧（−Ｖ）を印加して、前記吸気弁８の
駆動形態を変更することにより、この吸気弁８を強制的
に開弁することも可能である。このような駆動形態とし
た場合にあっても、高回転時における内燃機関１２自体
から発生する騒音がある程度高くなっていることから、
吸気弁８の着座音は、さほど気にならない程度のもので
ある。そして、高回転時において吸気弁８を強制的に開
弁することにより、そのリフト量を十分に確保して、吸
気量を十分に供給することが可能となる。
【００２２】なお、前記実施形態において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる内
燃機関用直動弁の駆動装置は、吸気弁を開閉駆動する電
磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータへ供給さ
れる駆動電流の制御を行う電流制御手段とを備え、この
電流制御手段が、前記内燃機関の運転状態に基づき、前
記電磁アクチュエータに所定値の駆動電流を連続供給す
るようになされていることにより、前記吸気弁のリフト
量を、内燃機関の燃焼室に作用する負圧とのバランスに
よって自動的に設定し、これによって、前記吸気弁のリ
フト量を最小限度に抑えて、閉弁時の衝撃力を緩和し、
これによって、騒音の発生を抑制することができる。特
に、アイドリング時等、内燃機関自体から発生する騒音
が小さい運転状態において、前記吸気弁の着座時の衝撃
音を抑制し、アイドリング時における内燃機関の騒音を
小さく抑えることができ、静粛な内燃機関を得ることが
できる。
燃機関用直動弁の駆動装置は、吸気弁を開閉駆動する電
磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータへ供給さ
れる駆動電流の制御を行う電流制御手段とを備え、この
電流制御手段が、前記内燃機関の運転状態に基づき、前
記電磁アクチュエータに所定値の駆動電流を連続供給す
るようになされていることにより、前記吸気弁のリフト
量を、内燃機関の燃焼室に作用する負圧とのバランスに
よって自動的に設定し、これによって、前記吸気弁のリ
フト量を最小限度に抑えて、閉弁時の衝撃力を緩和し、
これによって、騒音の発生を抑制することができる。特
に、アイドリング時等、内燃機関自体から発生する騒音
が小さい運転状態において、前記吸気弁の着座時の衝撃
音を抑制し、アイドリング時における内燃機関の騒音を
小さく抑えることができ、静粛な内燃機関を得ることが
できる。
【図１】本発明の一実施形態が適用された内燃機関のシ
リンダヘッド部を示す縦断面図である。
リンダヘッド部を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例に適用される電磁アクチュエ
ータとしてのリニアモータを示す縦断面図である。
ータとしてのリニアモータを示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施例に適用される電磁アクチュエ
ータとしてのリニアモータを示す縦断面図であり、
（ａ）は開弁時の状態を示し、（ｂ）は閉弁時の状態を
示す。
ータとしてのリニアモータを示す縦断面図であり、
（ａ）は開弁時の状態を示し、（ｂ）は閉弁時の状態を
示す。
【図４】本発明の一実施形態における制御系を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】本発明の一実施形態における制御系のタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図６】従来の直動弁の特性図である。
【図７】 本発明の一実施形態における電磁アクチュエ
ータによる吸気弁の戻し力と吸気弁のリフト量との関係
を、電磁アクチュエータに印加される電流をパラメータ
として表した図である。
ータによる吸気弁の戻し力と吸気弁のリフト量との関係
を、電磁アクチュエータに印加される電流をパラメータ
として表した図である。
１ 電磁アクチュエータ ２ シリンダヘッド ３ 燃焼室 ４ 吸気ポート ５ 排気ポート ６ 吸気通路 ７ 排気通路 ８ 吸気弁 ９ 排気弁 １０ カム １１ 電流制御手段 １２ 内燃機関 １３ クランク角センサ １４ ＦＶコンバータ １５ アンプ １６ アンプ １７ 負荷設定回路 １８ アイドル設定回路 １９ 目標回転数設定回路 ２０ アンプ ２１ 加算器 ２２ アンプ ２３ 電流計 ２４ 加算器 ２５ アンプ ２６ 出力アンプ Ｆ クランク角信号
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｈ Ｈ０２Ｋ 33/16 Ｈ０２Ｋ 33/16 Ａ Ｆターム(参考） 3G018 AB16 BA38 CA11 DA34 EA02 EA11 EA12 EA31 EA32 EA35 FA01 FA06 FA07 GA32 3G084 BA23 CA03 DA39 FA10 FA31 FA33 3G092 AA11 DA01 DA07 DF05 DG07 EA01 EA02 FA14 GA04 GA06 GA12 HE01Z HE06Z HF08Z 3G301 HA01 HA19 JA37 KA07 LA07 LC02 LC03 PE01Z PF03Z PG02Z 5H633 BB08 GG02 GG16 GG21 HH03
Claims (7)
- 【請求項１】 内燃機関の吸気ポート近傍に摺動可能に
配設されて、この吸気ポートを開閉する吸気弁と、この
吸気弁を開閉駆動する電磁アクチュエータと、前記電磁
アクチュエータへ供給される駆動電流の制御を行う電流
制御手段とを備え、この電流制御手段が、前記内燃機関
の運転状態に基づき、前記電磁アクチュエータに所定値
の駆動電流を連続供給するようになされていることを特
徴とする内燃機関用直動弁の駆動装置。 - 【請求項２】 前記電流制御手段が、内燃機関の目標出
力に基づき、前記電磁アクチュエータに所定値の駆動電
流を連続供給するようになされていることを特徴とする
請求項１に記載の内燃機関用直動弁の駆動装置。 - 【請求項３】 前記目標出力を、前記内燃機関に設けら
れたアクセルの操作量によって検出するようになされて
いることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用直動
弁の駆動装置。 - 【請求項４】 前記電流制御手段が、前記内燃機関がア
イドル状態である際に、前記電磁アクチュエータに所定
値の駆動電流を連続供給するようになされていることを
特徴とする請求項１に記載の内燃機関用直動弁の駆動装
置。 - 【請求項５】 前記内燃機関のアイドル状態を、前記内
燃機関に設けられたアクセルの操作量によって検出する
ようになされていることを特徴とする請求項４に記載の
内燃機関用直動弁の駆動装置。 - 【請求項６】 前記内燃機関のアイドル状態を、前記内
燃機関の回転数に基づき検出するようになされているこ
とを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用直動弁の駆
動装置。 - 【請求項７】 前記電磁アクチュエータが、リニアモー
タによって構成されていることを特徴とする請求項１な
いし請求項６の何れかに記載の内燃機関用直動弁の駆動
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001036795A JP2002242708A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 内燃機関用直動弁の駆動装置 |
| EP02711446A EP1361352A4 (en) | 2001-02-14 | 2002-02-12 | DIRECT ACTING VALVE DRIVER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| PCT/JP2002/001125 WO2002064960A1 (fr) | 2001-02-14 | 2002-02-12 | Entraineur de soupape a action directe pour moteur a combustion interne |
| US10/467,503 US6920848B2 (en) | 2001-02-14 | 2002-02-12 | Driver or direct acting valve for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001036795A JP2002242708A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 内燃機関用直動弁の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002242708A true JP2002242708A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18900021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001036795A Pending JP2002242708A (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | 内燃機関用直動弁の駆動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6920848B2 (ja) |
| EP (1) | EP1361352A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002242708A (ja) |
| WO (1) | WO2002064960A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6920848B2 (en) * | 2001-02-14 | 2005-07-26 | Mikuni Corporation | Driver or direct acting valve for internal combustion engine |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003217925A (ja) | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Mikuni Corp | リニアアクチュエータ装置および駆動制御方法 |
| KR101122087B1 (ko) | 2006-07-20 | 2012-03-15 | 엘지전자 주식회사 | 이동통신 단말기 및 이를 이용한 기능 모드 변경 방법 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02123212A (ja) | 1988-10-31 | 1990-05-10 | Isuzu Motors Ltd | バルブ制御装置 |
| JP2610187B2 (ja) | 1989-04-28 | 1997-05-14 | 株式会社いすゞセラミックス研究所 | バルブの駆動装置 |
| DE19531435B4 (de) * | 1995-08-26 | 2006-11-16 | Fev Motorentechnik Gmbh | Verfahren zur Anpassung der Steuerung eines elektromagnetischen Aktuators an betriebsbedingte Veränderungen |
| GB2319296A (en) * | 1996-11-13 | 1998-05-20 | Bernard Owen | I.c. engine with valves actuated electrically, eg electromagnetically |
| DE19733137A1 (de) * | 1997-07-31 | 1999-02-04 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Steuerung von elektromagnetischen Aktuatoren zur Betätigung von Gaswechselventilen an Kolbenbrennkraftmaschinen |
| JP3695118B2 (ja) * | 1998-01-12 | 2005-09-14 | トヨタ自動車株式会社 | 電磁駆動弁の制御装置 |
| JP3465568B2 (ja) * | 1998-01-19 | 2003-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の電磁駆動弁制御装置 |
| US6604497B2 (en) * | 1998-06-05 | 2003-08-12 | Buehrle, Ii Harry W. | Internal combustion engine valve operating mechanism |
| JP4073584B2 (ja) | 1998-11-04 | 2008-04-09 | 株式会社ミクニ | 弁駆動装置 |
| JP2002529842A (ja) * | 1998-11-06 | 2002-09-10 | シーメンス オートモーティヴ コーポレイション | 電気機械アクチュエーターの流量制御のための補償方法 |
| JP3724542B2 (ja) * | 1998-11-18 | 2005-12-07 | 日産自動車株式会社 | 可変動弁エンジンの吸入空気量制御装置 |
| JP2000154740A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Nissan Motor Co Ltd | 可変動弁エンジンの制御装置 |
| JP3932712B2 (ja) * | 1999-01-12 | 2007-06-20 | 日産自動車株式会社 | エンジンの吸気制御装置 |
| DE60027224T2 (de) * | 1999-06-23 | 2006-08-31 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit variabler Ventilsteuerungseinrichtung |
| JP3582409B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2004-10-27 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御方法 |
| JP3800896B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2006-07-26 | 日産自動車株式会社 | 電磁アクチュエータの制御装置 |
| JP3807174B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2006-08-09 | 日産自動車株式会社 | エンジンの制御装置 |
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| JP4281257B2 (ja) * | 2000-06-29 | 2009-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | 機関バルブの駆動制御装置 |
| JP2002106373A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-10 | Mikuni Corp | 電磁アクチュエータによるエンジン吸気バルブ開閉制御装置 |
| JP4281246B2 (ja) * | 2000-12-21 | 2009-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | 機関バルブの駆動制御装置 |
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| US6755166B2 (en) * | 2001-09-17 | 2004-06-29 | Massachusetts Institute Of Technology | Electromechanical valve drive incorporating a nonlinear mechanical transformer |
| DE10148403A1 (de) * | 2001-09-29 | 2003-04-17 | Fev Motorentech Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetischen Ventiltriebs durch Änderung der Stromrichtung bei der Bestromung der Elektromagneten |
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-
2001
- 2001-02-14 JP JP2001036795A patent/JP2002242708A/ja active Pending
-
2002
- 2002-02-12 US US10/467,503 patent/US6920848B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-12 EP EP02711446A patent/EP1361352A4/en not_active Withdrawn
- 2002-02-12 WO PCT/JP2002/001125 patent/WO2002064960A1/ja active Application Filing
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US6920848B2 (en) | 2005-07-26 |
| WO2002064960A1 (fr) | 2002-08-22 |
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