JP2003328787A - 電磁駆動弁の制御装置 - Google Patents
電磁駆動弁の制御装置Info
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- JP2003328787A JP2003328787A JP2002135895A JP2002135895A JP2003328787A JP 2003328787 A JP2003328787 A JP 2003328787A JP 2002135895 A JP2002135895 A JP 2002135895A JP 2002135895 A JP2002135895 A JP 2002135895A JP 2003328787 A JP2003328787 A JP 2003328787A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電磁駆動弁の制御装置の小型化および低コスト
化を図る。 【解決手段】 本発明の電磁駆動弁の制御装置は、電磁
駆動弁のそれぞれに設けられ、各弁体のリフト位置に応
じた信号を出力する複数のリフトセンサ１１と、複数の
リフトセンサ１１の一つを選択信号に基づいて選択する
切換スイッチ１２と、切換スイッチ１２で選択されたリ
フトセンサ１１の出力を増幅するセンサアンプ１３と、
選択信号を出力すると共にセンサアンプ出力を切換スイ
ッチ１２を介して取り込むことにより選択信号に対応す
る電磁駆動弁の弁体リフト位置情報を取得し、各電磁駆
動弁の弁体リフト位置情報をパラメータの一つとしてそ
の電磁コイルへの通電電流を制御する制御部１５とを備
えたことを特徴とする。
化を図る。 【解決手段】 本発明の電磁駆動弁の制御装置は、電磁
駆動弁のそれぞれに設けられ、各弁体のリフト位置に応
じた信号を出力する複数のリフトセンサ１１と、複数の
リフトセンサ１１の一つを選択信号に基づいて選択する
切換スイッチ１２と、切換スイッチ１２で選択されたリ
フトセンサ１１の出力を増幅するセンサアンプ１３と、
選択信号を出力すると共にセンサアンプ出力を切換スイ
ッチ１２を介して取り込むことにより選択信号に対応す
る電磁駆動弁の弁体リフト位置情報を取得し、各電磁駆
動弁の弁体リフト位置情報をパラメータの一つとしてそ
の電磁コイルへの通電電流を制御する制御部１５とを備
えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
あるいは排気弁として配置された電磁駆動弁の制御装置
に関するものである。
あるいは排気弁として配置された電磁駆動弁の制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の吸気弁あるいは排気弁の開閉
を、カムシャフト等による機械駆動力を用いて実行させ
る代わりに、電磁コイルによる吸引駆動力を用いる電磁
駆動方式が研究されている。
を、カムシャフト等による機械駆動力を用いて実行させ
る代わりに、電磁コイルによる吸引駆動力を用いる電磁
駆動方式が研究されている。
【０００３】電磁駆動方式に用いられる電磁駆動弁の制
御装置として、たとえば特開２００２−４３１２７号公
報に開示されたものがある。この従来技術によれば、同
公報の段落００２８に記載されているように、１６個の
電磁駆動弁のそれぞれに設けられたリフトセンサの各出
力がそれぞれリフトセンサアンプ８０に接続されてい
る。すなわち、リフトセンサアンプ８０には１６チャネ
ルのアナログ信号が出力されるようになっている。
御装置として、たとえば特開２００２−４３１２７号公
報に開示されたものがある。この従来技術によれば、同
公報の段落００２８に記載されているように、１６個の
電磁駆動弁のそれぞれに設けられたリフトセンサの各出
力がそれぞれリフトセンサアンプ８０に接続されてい
る。すなわち、リフトセンサアンプ８０には１６チャネ
ルのアナログ信号が出力されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】同公報におけるリフト
センサアンプ８０は、１６個のリフトセンサからの出力
信号を増幅するものであり、リフトセンサ毎にそれぞれ
個別のセンサアンプを備えていると考えられる。しか
し、１６個の個別センサアンプを備えたリフトセンサア
ンプ８０は回路規模が大きくなり、占有容積およびコス
トの点で小規模化が求められていた。
センサアンプ８０は、１６個のリフトセンサからの出力
信号を増幅するものであり、リフトセンサ毎にそれぞれ
個別のセンサアンプを備えていると考えられる。しか
し、１６個の個別センサアンプを備えたリフトセンサア
ンプ８０は回路規模が大きくなり、占有容積およびコス
トの点で小規模化が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電磁駆動弁の制
御装置は、このような課題を解決するためになされたも
のであり、電磁コイルへの通電によって弁体が駆動され
る電磁駆動弁であって、内燃機関の吸気弁または排気弁
として配置されている複数の電磁駆動弁の制御装置にお
いて、電磁駆動弁のそれぞれに設けられ、各弁体のリフ
ト位置に応じた信号を出力する複数のリフトセンサと、
複数のリフトセンサの少なくとも一つを選択信号に基づ
いて選択する切換スイッチと、切換スイッチで選択され
たリフトセンサの出力を増幅するセンサアンプと、選択
信号を出力すると共にセンサアンプ出力を切換スイッチ
を介して取り込むことにより選択信号に対応する電磁駆
動弁の弁体リフト位置情報を取得し、各電磁駆動弁の弁
体リフト位置情報をパラメータの一つとしてその電磁コ
イルへの通電電流を制御する制御部とを備えたことを特
徴とする。
御装置は、このような課題を解決するためになされたも
のであり、電磁コイルへの通電によって弁体が駆動され
る電磁駆動弁であって、内燃機関の吸気弁または排気弁
として配置されている複数の電磁駆動弁の制御装置にお
いて、電磁駆動弁のそれぞれに設けられ、各弁体のリフ
ト位置に応じた信号を出力する複数のリフトセンサと、
複数のリフトセンサの少なくとも一つを選択信号に基づ
いて選択する切換スイッチと、切換スイッチで選択され
たリフトセンサの出力を増幅するセンサアンプと、選択
信号を出力すると共にセンサアンプ出力を切換スイッチ
を介して取り込むことにより選択信号に対応する電磁駆
動弁の弁体リフト位置情報を取得し、各電磁駆動弁の弁
体リフト位置情報をパラメータの一つとしてその電磁コ
イルへの通電電流を制御する制御部とを備えたことを特
徴とする。
【０００６】切換スイッチを選択信号に基づいて高速に
切り換えることにより、各リフトセンサの出力を時分割
多重させてセンサアンプに取り込むことができる。すな
わち、一つのセンサアンプが複数のリフトセンサ出力を
増幅することになり、リフトセンサ毎にセンサアンプを
備えていた従来装置に比べてセンサアンプの規模を小さ
くすることができる。
切り換えることにより、各リフトセンサの出力を時分割
多重させてセンサアンプに取り込むことができる。すな
わち、一つのセンサアンプが複数のリフトセンサ出力を
増幅することになり、リフトセンサ毎にセンサアンプを
備えていた従来装置に比べてセンサアンプの規模を小さ
くすることができる。
【０００７】制御部は、各電磁駆動弁の１回の開動作中
または閉動作中に弁体リフト位置情報を複数回取得でき
る程度に高速に選択信号を出力することが望ましい。選
択信号による切換スイッチの切り換えが高速になるほ
ど、弁体リフト位置情報のリアルタイム性が向上する。
または閉動作中に弁体リフト位置情報を複数回取得でき
る程度に高速に選択信号を出力することが望ましい。選
択信号による切換スイッチの切り換えが高速になるほ
ど、弁体リフト位置情報のリアルタイム性が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明にかかる電磁駆動弁
の制御装置の一実施形態を示す回路図であるが、本制御
装置を説明する前に、図２を用いてリフトセンサを備え
た電磁駆動弁の構造について説明する。
の制御装置の一実施形態を示す回路図であるが、本制御
装置を説明する前に、図２を用いてリフトセンサを備え
た電磁駆動弁の構造について説明する。
【０００９】図２は、リフトセンサを備えた吸排気用の
電磁駆動弁の縦断面図である。弁体（バルブ）Ｂは、上
下に移動することにより、シリンダヘッドＣＨに設けら
れた吸気口又は排気口を開閉する。弁体Ｂから上方に延
びる弁軸にはアーマチャシャフトＡＭが連結され、さら
にその上方にはリフトセンサの一部である金属棒Ａが連
結されている。
電磁駆動弁の縦断面図である。弁体（バルブ）Ｂは、上
下に移動することにより、シリンダヘッドＣＨに設けら
れた吸気口又は排気口を開閉する。弁体Ｂから上方に延
びる弁軸にはアーマチャシャフトＡＭが連結され、さら
にその上方にはリフトセンサの一部である金属棒Ａが連
結されている。
【００１０】アーマチャシャフトＡＭの中央部にはプラ
ンジャＰＬＧが固着されており、このプランジャＰＬＧ
はアッパーコアＡＣを含む上部電磁コイルとロアコアＬ
Ｃを含む下部電磁コイルとの間に配置されている。アッ
パーコアＡＣおよびロアコアＬＣはシリンダヘッドＣＨ
に対して相対的に固定されており、上部電磁コイルと下
部電磁コイルのそれぞれの磁力による吸引力によりプラ
ンジャＰＬＧが上下に移動する。
ンジャＰＬＧが固着されており、このプランジャＰＬＧ
はアッパーコアＡＣを含む上部電磁コイルとロアコアＬ
Ｃを含む下部電磁コイルとの間に配置されている。アッ
パーコアＡＣおよびロアコアＬＣはシリンダヘッドＣＨ
に対して相対的に固定されており、上部電磁コイルと下
部電磁コイルのそれぞれの磁力による吸引力によりプラ
ンジャＰＬＧが上下に移動する。
【００１１】アッパーコアＡＣの上方およびロアコアＬ
Ｃの下方においては、それぞれ上部リテーナＲＴおよび
下部リテーナＲＴ´がアーマチャシャフトＡＭに固定さ
れており、アーマチャシャフトＡＭを上下動可能に保持
している。
Ｃの下方においては、それぞれ上部リテーナＲＴおよび
下部リテーナＲＴ´がアーマチャシャフトＡＭに固定さ
れており、アーマチャシャフトＡＭを上下動可能に保持
している。
【００１２】上部リテーナＲＴとセンサハウジング鍔部
Ｆとの間にはスプリングＳｐが介在しており、下部リテ
ーナＲＴ´とシリンダヘッドＣＨとの間にはスプリング
Ｓｐ´が介在している。スプリングＳｐおよびスプリン
グＳｐ´は、共に圧縮されて収められており、両スプリ
ングの力が釣り合ったときに、バルブＢが全開と全閉の
中間に位置するように調整されている。したがって、両
スプリングの合力として、バルブＢが全閉となったとき
には開く方向に力が発生し、逆に、全開となったときに
は閉じる方向に力が発生する。
Ｆとの間にはスプリングＳｐが介在しており、下部リテ
ーナＲＴ´とシリンダヘッドＣＨとの間にはスプリング
Ｓｐ´が介在している。スプリングＳｐおよびスプリン
グＳｐ´は、共に圧縮されて収められており、両スプリ
ングの力が釣り合ったときに、バルブＢが全開と全閉の
中間に位置するように調整されている。したがって、両
スプリングの合力として、バルブＢが全閉となったとき
には開く方向に力が発生し、逆に、全開となったときに
は閉じる方向に力が発生する。
【００１３】アーマチャシャフトＡＭの上端に設けられ
た金属棒Ａはセンサハウジング内に設けられたコイルＬ
の中心にコイルＬと非接触で挿入されており、アーマチ
ャシャフトＡＭの上下動に応じて、挿入長さが変化す
る。
た金属棒Ａはセンサハウジング内に設けられたコイルＬ
の中心にコイルＬと非接触で挿入されており、アーマチ
ャシャフトＡＭの上下動に応じて、挿入長さが変化す
る。
【００１４】このように構成された電磁駆動弁は、上部
電磁コイルと下部電磁コイルのいずれにも通電がなされ
ていないときにはバルブＢが半開となっており、上部電
磁コイルに駆動電流が流れると、その吸引力によりプラ
ンジャＰＬＧが上方に引き上げられ、バルブＢが閉じ
る。逆に下部電磁コイルに駆動電流が流れると、その吸
引力によりプランジャＰＬＧが下方に引き下げられバル
ブＢが開く。
電磁コイルと下部電磁コイルのいずれにも通電がなされ
ていないときにはバルブＢが半開となっており、上部電
磁コイルに駆動電流が流れると、その吸引力によりプラ
ンジャＰＬＧが上方に引き上げられ、バルブＢが閉じ
る。逆に下部電磁コイルに駆動電流が流れると、その吸
引力によりプランジャＰＬＧが下方に引き下げられバル
ブＢが開く。
【００１５】プランジャＰＬＧの上下動に伴って、すな
わちバルブＢの開閉に伴って、金属棒ＡのコイルＬに対
する挿入長さが変化する。コイルＬのインダクタンス
は、金属棒Ａの挿入長さにより変化するため、インダク
タンスの変化を知ることができれば、金属棒Ａの挿入長
さ、すなわち、バルブＢのリフト量を検出することがで
きる。
わちバルブＢの開閉に伴って、金属棒ＡのコイルＬに対
する挿入長さが変化する。コイルＬのインダクタンス
は、金属棒Ａの挿入長さにより変化するため、インダク
タンスの変化を知ることができれば、金属棒Ａの挿入長
さ、すなわち、バルブＢのリフト量を検出することがで
きる。
【００１６】リフトセンサで検出されたリフト量は制御
装置内の制御部にフィードバックされ、上部電磁コイル
と下部電磁コイルの電流制御に利用される。
装置内の制御部にフィードバックされ、上部電磁コイル
と下部電磁コイルの電流制御に利用される。
【００１７】このように構成された電磁駆動弁が、たと
えば４バルブシステムの４気筒エンジンに用いられた場
合には１６個必要となる。
えば４バルブシステムの４気筒エンジンに用いられた場
合には１６個必要となる。
【００１８】つぎに、図１と共に本発明の一実施形態で
ある電磁駆動弁の制御装置を説明する。
ある電磁駆動弁の制御装置を説明する。
【００１９】リフトセンサ１１は１６個の電磁駆動弁の
それぞれに配置されており、各リフトセンサ１１のコイ
ル両端が切換スイッチ１２に設けられた１６個のセンサ
側端子１２１にそれぞれ接続されている。
それぞれに配置されており、各リフトセンサ１１のコイ
ル両端が切換スイッチ１２に設けられた１６個のセンサ
側端子１２１にそれぞれ接続されている。
【００２０】切換スイッチ１２は、１６個のセンサ側端
子１２１のいずれか一つをバルブ制御用ＥＣＵ１５１か
らの選択信号に応じて単一のアンプ側端子１２０に接続
するものであり、数μｓ〜数十μｓの周期で切り換えが
可能である。ちなみに、電磁駆動弁の１回の開動作ある
いは閉動作に要する時間は、エンジンの回転速度に依存
するが、通常走行時の平均的回転速度において数ｍｓ程
度である。
子１２１のいずれか一つをバルブ制御用ＥＣＵ１５１か
らの選択信号に応じて単一のアンプ側端子１２０に接続
するものであり、数μｓ〜数十μｓの周期で切り換えが
可能である。ちなみに、電磁駆動弁の１回の開動作ある
いは閉動作に要する時間は、エンジンの回転速度に依存
するが、通常走行時の平均的回転速度において数ｍｓ程
度である。
【００２１】センサアンプ１３は、切換スイッチ１２を
介して接続されたリフトセンサ１１の検出信号を増幅す
る回路である。
介して接続されたリフトセンサ１１の検出信号を増幅す
る回路である。
【００２２】センサアンプ１３は、２つのオペアンプ、
すなわち、信号増幅を行うメインのオペアンプ１３１
と、ダミー回路１４用のオペアンプ１４１を備えてい
る。ダミー回路１４は信号増幅用のオペアンプ１３１の
温度特性を補償するために設けられており、オペアンプ
１４１、固定抵抗１４２，１４４、および実効値変換回
路１４３から構成されている。オペアンプ１３１および
１４１は、出力電圧の一部を反転入力端子に戻すように
結線された負帰還増幅回路を構成しており、それぞれの
非反転入力端子には、振幅および周波数が一定の正弦波
交流電圧Ｖｉを出力する発振器１３０が接続されてい
る。オペアンプ１３１の帰還回路は、センサ１１のコイ
ルと固定抵抗１３２の直列回路であり、両者の接続点が
反転入力端子に接続されている。オペアンプ１４１の帰
還回路は、固定抵抗１４４と１４２の直列回路であり、
両者の接続点が反転入力端子に接続されている。固定抵
抗１３２と１４２の抵抗値は共にＲであり、固定抵抗１
４４の抵抗値はＲ´である。入力電圧Ｖｉに対するオペ
アンプ１３１の出力電圧Ｖは、
すなわち、信号増幅を行うメインのオペアンプ１３１
と、ダミー回路１４用のオペアンプ１４１を備えてい
る。ダミー回路１４は信号増幅用のオペアンプ１３１の
温度特性を補償するために設けられており、オペアンプ
１４１、固定抵抗１４２，１４４、および実効値変換回
路１４３から構成されている。オペアンプ１３１および
１４１は、出力電圧の一部を反転入力端子に戻すように
結線された負帰還増幅回路を構成しており、それぞれの
非反転入力端子には、振幅および周波数が一定の正弦波
交流電圧Ｖｉを出力する発振器１３０が接続されてい
る。オペアンプ１３１の帰還回路は、センサ１１のコイ
ルと固定抵抗１３２の直列回路であり、両者の接続点が
反転入力端子に接続されている。オペアンプ１４１の帰
還回路は、固定抵抗１４４と１４２の直列回路であり、
両者の接続点が反転入力端子に接続されている。固定抵
抗１３２と１４２の抵抗値は共にＲであり、固定抵抗１
４４の抵抗値はＲ´である。入力電圧Ｖｉに対するオペ
アンプ１３１の出力電圧Ｖは、
【００２３】
Ｖ＝Ｖｏ＋Ｖａcosωｔ …（１）
で表される。ここに、Ｖｏは入力オフセット電圧であ
り、Ｖａは帰還回路に接続されているセンサ１１のコイ
ルのインダクタンスによって変化する値である。
り、Ｖａは帰還回路に接続されているセンサ１１のコイ
ルのインダクタンスによって変化する値である。
【００２４】入力電圧Ｖｉに対するオペアンプ１４１の
出力電圧Ｖ´は、
出力電圧Ｖ´は、
【００２５】
Ｖ´＝Ｖｏ＋Ｖｃcosωｔ …（２）
で表される。Ｖｏは入力オフセット電圧であり、Ｖｃは
抵抗１４２および１４４の抵抗値比によって定まる固定
値である。
抵抗１４２および１４４の抵抗値比によって定まる固定
値である。
【００２６】実効値変換回路１３３および１４３は、そ
れぞれオペアンプ１３１および１４１の交流出力電圧を
実効値に変換する回路である。オペアンプ１３１の出力
電圧の実効値Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖａ／２1/2で表される。
同様に、オペアンプ１４１の出力電圧の実効値Ｖ１´は
Ｖ１´＝Ｖｃ／２1/2で表される。
れぞれオペアンプ１３１および１４１の交流出力電圧を
実効値に変換する回路である。オペアンプ１３１の出力
電圧の実効値Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖａ／２1/2で表される。
同様に、オペアンプ１４１の出力電圧の実効値Ｖ１´は
Ｖ１´＝Ｖｃ／２1/2で表される。
【００２７】なお、実効値変換回路１３４および１４３
では、オフセット電圧の除去も併せて行われる。
では、オフセット電圧の除去も併せて行われる。
【００２８】差動増幅回路１３４は、実効値変換回路１
３３が出力する実効値Ｖ１と、実効値変換回路１４３が
出力する実効値Ｖ１´との差（Ｖ１−Ｖ１´）を増幅率
αで増幅する回路である。差動増幅回路１３４の出力α
（Ｖ１−Ｖ１´）は、センサ１１のコイルインダクタン
スに応じた値となっており、しかも、オペアンプ自身の
温度特性成分が除去されている。
３３が出力する実効値Ｖ１と、実効値変換回路１４３が
出力する実効値Ｖ１´との差（Ｖ１−Ｖ１´）を増幅率
αで増幅する回路である。差動増幅回路１３４の出力α
（Ｖ１−Ｖ１´）は、センサ１１のコイルインダクタン
スに応じた値となっており、しかも、オペアンプ自身の
温度特性成分が除去されている。
【００２９】温度センサ１３６は電磁駆動弁付近に取り
付けられており、温度補正回路１３５では、電磁駆動弁
付近の温度変化に伴うノイズを補正する。この温度補正
回路１３５の出力信号がセンサアンプ１３としての出力
信号、すなわちバルブ位置情報を含む信号となる。
付けられており、温度補正回路１３５では、電磁駆動弁
付近の温度変化に伴うノイズを補正する。この温度補正
回路１３５の出力信号がセンサアンプ１３としての出力
信号、すなわちバルブ位置情報を含む信号となる。
【００３０】電磁駆動弁制御部１５は、電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）１５１と駆動回路（ＥＤＵ）１５２を備え
ている。ＥＣＵ１５１は、各電磁駆動弁の開閉動作を制
御するものであり、エンジン回転速度に応じた各電磁駆
動弁の制御を行うために、各電磁駆動弁のバルブ位置情
報を取得しながら、バルブ位置に応じた最適な駆動電流
値を求めＥＤＵ１５２に提供する。ＥＤＵ１５２は、Ｅ
ＣＵ１５１から逐次与えられる電磁駆動弁毎の駆動電流
値情報に基づいて各電磁駆動弁に必要な駆動電流を供給
する。
ト（ＥＣＵ）１５１と駆動回路（ＥＤＵ）１５２を備え
ている。ＥＣＵ１５１は、各電磁駆動弁の開閉動作を制
御するものであり、エンジン回転速度に応じた各電磁駆
動弁の制御を行うために、各電磁駆動弁のバルブ位置情
報を取得しながら、バルブ位置に応じた最適な駆動電流
値を求めＥＤＵ１５２に提供する。ＥＤＵ１５２は、Ｅ
ＣＵ１５１から逐次与えられる電磁駆動弁毎の駆動電流
値情報に基づいて各電磁駆動弁に必要な駆動電流を供給
する。
【００３１】各電磁駆動弁のバルブ位置情報は、センサ
アンプ１３からのバルブ位置信号によって取得する。す
なわち、ＥＣＵ１５１は、数μｓの切換周期で選択信号
を切換スイッチ１２に出力し、そのとき選択されたリフ
トセンサ１１が設けられている電磁駆動弁のバルブ位置
情報をバルブ位置信号から取得する。なお、ＥＣＵ１５
１はＡ／Ｄ変換手段１５２を内蔵しており、バルブ位置
信号はＡ／Ｄ変換手段１５２によってデジタル化されて
いる。また、選択信号によるリフトセンサ１１の選択
は、予め定められた手順に従う。
アンプ１３からのバルブ位置信号によって取得する。す
なわち、ＥＣＵ１５１は、数μｓの切換周期で選択信号
を切換スイッチ１２に出力し、そのとき選択されたリフ
トセンサ１１が設けられている電磁駆動弁のバルブ位置
情報をバルブ位置信号から取得する。なお、ＥＣＵ１５
１はＡ／Ｄ変換手段１５２を内蔵しており、バルブ位置
信号はＡ／Ｄ変換手段１５２によってデジタル化されて
いる。また、選択信号によるリフトセンサ１１の選択
は、予め定められた手順に従う。
【００３２】図３は、４気筒内燃機関における吸気弁お
よび排気弁の一般的な開閉タイミングを示すタイミング
チャートである。４気筒の点火順序を＃１気筒、＃３気
筒、＃４気筒、＃２気筒とする。＃１気筒の２本の吸気
弁（ＩＮ）の開弁時期を基準にすると、＃３気筒の２本
の吸気弁（ＩＮ）の開弁時期はそれよりもほぼ１８０度
ＣＡ（クランク角）遅れ、＃４気筒の２本の吸気弁（Ｉ
Ｎ）の開弁時期および＃２気筒の２本の吸気弁（ＩＮ）
の開弁時期はさらに順に１８０度ＣＡ遅れる。
よび排気弁の一般的な開閉タイミングを示すタイミング
チャートである。４気筒の点火順序を＃１気筒、＃３気
筒、＃４気筒、＃２気筒とする。＃１気筒の２本の吸気
弁（ＩＮ）の開弁時期を基準にすると、＃３気筒の２本
の吸気弁（ＩＮ）の開弁時期はそれよりもほぼ１８０度
ＣＡ（クランク角）遅れ、＃４気筒の２本の吸気弁（Ｉ
Ｎ）の開弁時期および＃２気筒の２本の吸気弁（ＩＮ）
の開弁時期はさらに順に１８０度ＣＡ遅れる。
【００３３】また、排気弁（ＥＸ）の開弁時期は、各気
筒において吸気弁（ＩＮ）の開弁時期よりも１８０度Ｃ
Ａ早くなっている。
筒において吸気弁（ＩＮ）の開弁時期よりも１８０度Ｃ
Ａ早くなっている。
【００３４】本実施形態の制御装置を用いて、図３に示
すような開閉タイミングで電磁駆動弁である吸気弁およ
び排気弁を開閉動作制御する場合、弁体の移動がない区
間、すなわち全開状態あるいは全閉状態が維持されてい
る区間では、フィードバック情報としてのバルブ位置情
報は重要ではない。高頻度でリフト位置情報を取得する
必要があるのは、閉状態から開状態へ変化する開動作
時、あるいは開状態から閉状態へ変化する閉動作時であ
る。
すような開閉タイミングで電磁駆動弁である吸気弁およ
び排気弁を開閉動作制御する場合、弁体の移動がない区
間、すなわち全開状態あるいは全閉状態が維持されてい
る区間では、フィードバック情報としてのバルブ位置情
報は重要ではない。高頻度でリフト位置情報を取得する
必要があるのは、閉状態から開状態へ変化する開動作
時、あるいは開状態から閉状態へ変化する閉動作時であ
る。
【００３５】たとえば、図３の区間３００では、＃１気
筒の吸気弁および＃３気筒の排気弁が閉状態から開状態
に移行し、＃３気筒の吸気弁および＃４気筒の排気弁が
開状態から閉状態に移行する。このときの各弁の移動
を、図示のごとくクランク角（ＣＡ）の変化に対して直
線的に行わせるには、弁のリフト位置を常時監視しなが
ら駆動電流を細かくコントロールする必要がある。ま
た、開閉動作の際にプランジャＰＬＧと上下電磁コイル
とが強く衝突しないようにするためにも、弁のリフト位
置に応じた駆動電流の細かい制御が必要である。
筒の吸気弁および＃３気筒の排気弁が閉状態から開状態
に移行し、＃３気筒の吸気弁および＃４気筒の排気弁が
開状態から閉状態に移行する。このときの各弁の移動
を、図示のごとくクランク角（ＣＡ）の変化に対して直
線的に行わせるには、弁のリフト位置を常時監視しなが
ら駆動電流を細かくコントロールする必要がある。ま
た、開閉動作の際にプランジャＰＬＧと上下電磁コイル
とが強く衝突しないようにするためにも、弁のリフト位
置に応じた駆動電流の細かい制御が必要である。
【００３６】たとえば、区間３００の時間が３ｍｓであ
り、本実施形態の制御装置における切換スイッチ１２で
の切換周期、すなわちバルブ位置情報の取り込み周期が
３０μｓであったとすると、区間３００において１００
回のバルブ位置情報の取り込みが可能である。区間３０
０では８本の電磁駆動弁が開閉動作を行っているので、
電磁駆動弁１本あたりに換算すると、およそ１２回のバ
ルブ位置情報の取り込みが可能である。
り、本実施形態の制御装置における切換スイッチ１２で
の切換周期、すなわちバルブ位置情報の取り込み周期が
３０μｓであったとすると、区間３００において１００
回のバルブ位置情報の取り込みが可能である。区間３０
０では８本の電磁駆動弁が開閉動作を行っているので、
電磁駆動弁１本あたりに換算すると、およそ１２回のバ
ルブ位置情報の取り込みが可能である。
【００３７】ＥＣＵ１５１は、クランク角に応じて選択
信号を３０μｓの周期で切り換える。たとえば区間３０
０では、＃１気筒の吸気弁、＃３気筒の排気弁、吸気弁
および＃４気筒の排気弁について、バルブ位置情報の取
り込みを３０μｓの周期で順に取り込む。
信号を３０μｓの周期で切り換える。たとえば区間３０
０では、＃１気筒の吸気弁、＃３気筒の排気弁、吸気弁
および＃４気筒の排気弁について、バルブ位置情報の取
り込みを３０μｓの周期で順に取り込む。
【００３８】ＥＣＵ１５１内のＡ／Ｄ変換器１５３にお
けるＡ／Ｄ変換開始タイミングは、選択信号の出力タイ
ミング、すなわち、切換スイッチ１２における切り換え
タイミングと同期がとられている。
けるＡ／Ｄ変換開始タイミングは、選択信号の出力タイ
ミング、すなわち、切換スイッチ１２における切り換え
タイミングと同期がとられている。
【００３９】ＥＣＵ１５１が選択信号を発生すると、切
換スイッチ１２の切り換えが行われ、選択されたリフト
センサ１１からのリフト位置信号がセンサアンプ１３で
増幅されてＡ／Ｄ変換器１５３に取り込まれる。Ａ／Ｄ
変換器１５３におけるＡ／Ｄ変換が終了するとリフト位
置情報のＥＣＵ１５１への取り込みが完了する。リフト
位置情報の取り込みが終わると、つぎの選択信号を発生
し、同様の処理が繰り返される。
換スイッチ１２の切り換えが行われ、選択されたリフト
センサ１１からのリフト位置信号がセンサアンプ１３で
増幅されてＡ／Ｄ変換器１５３に取り込まれる。Ａ／Ｄ
変換器１５３におけるＡ／Ｄ変換が終了するとリフト位
置情報のＥＣＵ１５１への取り込みが完了する。リフト
位置情報の取り込みが終わると、つぎの選択信号を発生
し、同様の処理が繰り返される。
【００４０】ＥＣＵ１５１では、一つのリフトセンサ１
１に対する選択信号の発生からリフト位置情報の取り込
みまでの間に、一周期前に取り込んだリフト位置情報に
基づいて、そのリフト位置情報に対応する電磁駆動弁に
対する駆動電流値を演算し、演算結果をＥＤＵ１５２に
出力する。ＥＤＵ１５２は、ＥＣＵ１５１からの駆動電
流指令に従って、対応する電磁駆動弁に対して駆動電流
を供給する。
１に対する選択信号の発生からリフト位置情報の取り込
みまでの間に、一周期前に取り込んだリフト位置情報に
基づいて、そのリフト位置情報に対応する電磁駆動弁に
対する駆動電流値を演算し、演算結果をＥＤＵ１５２に
出力する。ＥＤＵ１５２は、ＥＣＵ１５１からの駆動電
流指令に従って、対応する電磁駆動弁に対して駆動電流
を供給する。
【００４１】このようにして、図３に示すような開閉タ
イミングで電磁駆動弁の制御が達成される。
イミングで電磁駆動弁の制御が達成される。
【００４２】本実施形態ではセンサアンプ１３が単一で
あるが、センサアンプ１３を複数個備えてもよい。たと
えば、全部で１６個の電磁駆動弁に対して、２つのセン
サアンプ１３を備え、１つのセンサアンプが８個の電磁
駆動弁におけるリフトセンサの増幅を行うようにしても
よい。
あるが、センサアンプ１３を複数個備えてもよい。たと
えば、全部で１６個の電磁駆動弁に対して、２つのセン
サアンプ１３を備え、１つのセンサアンプが８個の電磁
駆動弁におけるリフトセンサの増幅を行うようにしても
よい。
【００４３】また、選択信号による切り換えタイミング
は、Ａ／Ｄ変換器１５３の処理能力や、切換スイッチ１
２およびセンサアンプ１３の切換追従能力に応じて適宜
設定すればよい。
は、Ａ／Ｄ変換器１５３の処理能力や、切換スイッチ１
２およびセンサアンプ１３の切換追従能力に応じて適宜
設定すればよい。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、本発明の電磁駆動弁の制
御装置によれば、センサアンプの数をリフトセンサの数
よりも少なくすることができるため、装置の回路規模を
小さくすることができる。そのため、内燃機関が搭載さ
れた車両等へ設けるにあたっては、配置の自由度が増
し、しかも低価格化をもたらすことができる。
御装置によれば、センサアンプの数をリフトセンサの数
よりも少なくすることができるため、装置の回路規模を
小さくすることができる。そのため、内燃機関が搭載さ
れた車両等へ設けるにあたっては、配置の自由度が増
し、しかも低価格化をもたらすことができる。
【図１】本発明の一実施形態である電磁駆動弁の制御装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図２】リフトセンサが搭載された電磁駆動弁の構成を
示す断面図。
示す断面図。
【図３】４気筒エンジンの吸排気弁の動作タイミングを
示すタイミングチャート。
示すタイミングチャート。
１１…リフトセンサ、１２…切換スイッチ、１３…セン
サアンプ、１４…ダミー回路、１５…制御部。
サアンプ、１４…ダミー回路、１５…制御部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 早瀬 雄一郎
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 出尾 隆志
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 河崎 高志
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 白谷 和彦
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 河合 寿
愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会
社日本自動車部品総合研究所
Ｆターム(参考） 3G018 AB09 CA12 DA45 DA66 DA70
EA22 FA01 FA06 FA07 GA14
GA18
3G092 AA11 DA07 DF05 EC01 FA09
FA11 HA12Z HA13Z
3H106 DA07 DA25 DB03 DB26 DB32
DC02 DC17 DD04 EE34 FB04
FB09 KK17
Claims (2)
- 【請求項１】 電磁コイルへの通電によって弁体が駆動
される電磁駆動弁であって、内燃機関の吸気弁または排
気弁として配置されている複数の電磁駆動弁の制御装置
において、 前記電磁駆動弁のそれぞれに設けられ、各弁体のリフト
位置に応じた信号を出力する複数のリフトセンサと、前
記複数のリフトセンサの一つを選択信号に基づいて選択
する切換スイッチと、前記切換スイッチで選択されたリ
フトセンサの出力を増幅するセンサアンプと、前記選択
信号を出力すると共に前記センサアンプ出力を前記切換
スイッチを介して取り込むことにより選択信号に対応す
る電磁駆動弁の弁体リフト位置情報を取得し、各電磁駆
動弁の弁体リフト位置情報をパラメータの一つとしてそ
の電磁コイルへの通電電流を制御する制御部とを備えた
ことを特徴とする電磁駆動弁制御装置。 - 【請求項２】 前記制御部は、各電磁駆動弁の１回の開
動作中または閉動作中に弁体リフト位置情報を複数回取
得することを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動弁制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002135895A JP2003328787A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 電磁駆動弁の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002135895A JP2003328787A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 電磁駆動弁の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003328787A true JP2003328787A (ja) | 2003-11-19 |
Family
ID=29698096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002135895A Withdrawn JP2003328787A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 電磁駆動弁の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003328787A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7406931B2 (en) | 2005-07-15 | 2008-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002135895A patent/JP2003328787A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7406931B2 (en) | 2005-07-15 | 2008-08-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |