JP2010151002A - Electromagnetic solenoid device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電磁ソレノイド装置に関する。更に具体的には、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic solenoid device. More specifically, the present invention relates to an electromagnetic solenoid device used as an actuator for operating a valve opening characteristic changing unit that changes a valve opening characteristic of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine.
従来、可変動弁機構により内燃機関の吸・排気弁の位相、作用角、リフト量といった開閉特性を変化させたり、吸・排気弁を閉じた状態に固定することで気筒を停止させたりする技術が知られている。例えば、特許文献1には、このように吸・排気弁の開弁特性を変更、維持する可変動弁機構のアクチュエータとして、電磁ソレノイド装置を用いる技術が開示されている。この従来技術においては、電磁ソレノイド装置の可動部材(ニードル)を変位させることで吸・排気弁の開弁特性を切り替え、また可動部材をその位置に保持することで吸・排気弁の開弁特性を保持している。 Conventionally, a variable valve mechanism changes the open / close characteristics of the intake / exhaust valves of the internal combustion engine, such as the phase, operating angle, and lift amount, or stops the cylinder by fixing the intake / exhaust valves in a closed state. It has been known. For example, Patent Document 1 discloses a technique that uses an electromagnetic solenoid device as an actuator of a variable valve mechanism that changes and maintains the valve opening characteristics of the intake and exhaust valves. In this prior art, the opening and closing characteristics of the intake and exhaust valves are switched by displacing the movable member (needle) of the electromagnetic solenoid device, and the opening and closing characteristics of the intake and exhaust valves are maintained by holding the movable member in that position. Holding.
ところで、このように電磁ソレノイド装置を用いて吸・排気弁の開弁特性を維持する機構においては、電磁ソレノイド装置に継続した通電が要求される場合が生じる。ここで、通電時、電磁ソレノイド装置の可動部材には、リターンスプリングによる付勢力とソレノイドコイルの励磁による吸引力との両方の力がかかるため負荷が大きくなる。このため、通電を継続した状態で保持される場合、可動部材に大きな負荷がかかった状態が続くこととなり、可動部材の変形や磨耗等により劣化を早める事態を生じ得る。 By the way, in such a mechanism that uses the electromagnetic solenoid device to maintain the valve opening characteristics of the intake and exhaust valves, there is a case where continuous energization is required for the electromagnetic solenoid device. Here, during energization, the load is increased because both the urging force of the return spring and the attractive force of the solenoid coil are applied to the movable member of the electromagnetic solenoid device. For this reason, when it keeps in the state which continued energization, the state to which the big load was applied to the movable member will continue, and the situation which may accelerate deterioration by deformation | transformation, abrasion, etc. of a movable member may arise.
この発明は、上記課題を解決することを目的として、通電時において可動部材にかかる負荷を軽減するべく改良した電磁ソレノイド装置を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an electromagnetic solenoid device improved to reduce a load applied to a movable member during energization.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置であって、
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第1方向に変位させる電磁力を生じさせるソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第1方向とは逆向きの第2方向に前記ピン部材を押す付勢力を発すると共に、通電による励磁により前記第1方向に前記ピン部材を変位させる電磁力を生じさせるコイルバネと、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an electromagnetic solenoid device used as an actuator for operating a valve opening characteristic changing unit that changes a valve opening characteristic of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine,
A fixing member;
A movable member arranged to be axially displaceable,
A solenoid coil that generates an electromagnetic force that displaces the movable member in a first direction that attracts the movable member and the fixed member by excitation by energization;
A pin member connected to the valve-opening characteristic changing unit, coupled to the movable member, and arranged to be displaced in the axial direction in conjunction with the movable member;
An electromagnetic force that is disposed around the pin member and generates a biasing force that pushes the pin member in a second direction opposite to the first direction, and displaces the pin member in the first direction by excitation by energization. A coil spring that produces
It is characterized by providing.
第2の発明は、第1の発明において、
前記ソレノイドコイルの故障を検出する故障検出手段と、
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合における前記コイルバネへの通電タイミングを設定する通電タイミング設定手段と、
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合に、前記通電タイミングに従って前記コイルバネに通電する通電制御手段と、
を、更に備えることを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
Failure detection means for detecting failure of the solenoid coil;
Energization timing setting means for setting the energization timing to the coil spring when a failure of the solenoid coil is detected;
Energization control means for energizing the coil spring according to the energization timing when a failure of the solenoid coil is detected;
Is further provided.
第3の発明は、第2の発明において、
前記通電タイミング設定手段は、前記ソレノイドコイルの非通電から通電への切り替え時による前記可動部材の変位の応答性と、前記コイルバネの非通電から通電への切り替え時による前記ピン部材の変位の応答性との差に応じて、前記通電タイミングを設定することを特徴とする。
According to a third invention, in the second invention,
The energization timing setting means includes a response of displacement of the movable member when the solenoid coil is switched from non-energization to energization, and a response of displacement of the pin member when the coil spring is switched from non-energization to energization. The energization timing is set in accordance with the difference between and.
第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、前記コイルバネは、コイル外径が軸方向中央部において最大であり、軸方向両端部に向けて小さくなる樽形状を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the coil spring has a barrel shape in which the outer diameter of the coil is maximum at the central portion in the axial direction and decreases toward both ends in the axial direction. Features.
第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明において、前記コイルバネは、前記コイルバネを構成するコイル線が、前記軸方向に垂直な断面方向において2重以上となるように構成されていることを特徴とする。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the coil spring is configured such that a coil wire constituting the coil spring is doubled or more in a cross-sectional direction perpendicular to the axial direction. It is characterized by being.
第6の発明は、第1から第5のいずれかの発明において、前記コイルバネは、前記コイルバネを構成するコイル線内に、銅線を有することを特徴とする。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the coil spring includes a copper wire in a coil wire constituting the coil spring.
第7の発明は、第1から第6のいずれかの発明において、
前記ピン部材の少なくとも一部は磁性体であって、
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする。
A seventh invention is the invention according to any one of the first to sixth inventions,
At least a part of the pin member is a magnetic body,
Induced voltage detection means for detecting an induced voltage induced in the coil spring when the pin member is displaced;
Position detecting means for detecting the position of the movable member according to the detected induced voltage;
Is further provided.
第8の発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置であって、
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第1方向に変位させる電磁力を生じさせるソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第1方向とは逆向きの第2方向に前記ピン部材を押す付勢力を発するコイルバネと、
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする。
An eighth invention is an electromagnetic solenoid device used as an actuator for operating a valve opening characteristic changing unit that changes the valve opening characteristic of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine,
A fixing member;
A movable member arranged to be axially displaceable,
A solenoid coil that generates an electromagnetic force that displaces the movable member in a first direction that attracts the movable member and the fixed member by excitation by energization;
A pin member connected to the valve-opening characteristic changing unit, coupled to the movable member, and arranged to be displaced in the axial direction in conjunction with the movable member;
A coil spring that is arranged around the pin member and generates a biasing force that pushes the pin member in a second direction opposite to the first direction;
Induced voltage detection means for detecting an induced voltage induced in the coil spring when the pin member is displaced;
Position detecting means for detecting the position of the movable member according to the detected induced voltage;
Is further provided.
第1の発明によれば、可動部材は、ソレノイドコイルの励磁により固定部材側に引き寄せられる。また、コイルバネへの通電により、ピン部材を可動部材の変位と同じ方向に変位させる電磁力を生じさせることができる。これにより、電磁ソレノイド装置の応答性や保持性を向上させることができる。 According to the first invention, the movable member is drawn toward the fixed member side by excitation of the solenoid coil. In addition, an electromagnetic force that displaces the pin member in the same direction as the displacement of the movable member can be generated by energizing the coil spring. Thereby, the responsiveness and retention of an electromagnetic solenoid device can be improved.
より具体的に例えば、通電状態で可動部材を保持する場合等において、同時にコイルバネに通電することで電磁力によりピン部材を保持しすることができ、可動部材にかかる負荷を低減することができる。また、ソレノイドコイルとコイルバネとの両者の電磁力により、可動部材及びピン部材を通電状態で保持することができるため、通電時のソレノイドコイルへの電力を小さくすることができる。従って、通電から非通電に切り替えた場合の残留磁場の影響を小さくすることができ、非通電への切り替え時の応答性をも向上させることができる。 More specifically, for example, when holding the movable member in an energized state, the pin member can be held by electromagnetic force by simultaneously energizing the coil spring, and the load on the movable member can be reduced. Further, since the movable member and the pin member can be held in an energized state by the electromagnetic force of both the solenoid coil and the coil spring, the power to the solenoid coil during energization can be reduced. Therefore, the influence of the residual magnetic field when switching from energization to non-energization can be reduced, and the responsiveness when switching to non-energization can be improved.
第2又は第3の発明によれば、ソレノイドコイルが故障した場合には、コイルバネへの通電/非通電を制御することでピン部材を変位させて、ピン部材に連結する可動部材を同時に変位させることができる。また、このとき故障時のコイルバネへの通電タイミングに応じて通電が制御される。従って、例えばコイルバネへの通電によるピン部材及び可動部材の変位の応答性と、ソレノイドコイルへの通電による可動部材の変位の応答性とが異なるものであっても、その応答性の差を補正して、コイルバネにより電磁ソレノイド装置をある程度正確に制御することができる。 According to the second or third invention, when the solenoid coil fails, the pin member is displaced by controlling energization / non-energization to the coil spring, and the movable member connected to the pin member is simultaneously displaced. be able to. At this time, energization is controlled according to the energization timing to the coil spring at the time of failure. Therefore, for example, even if the response of displacement of the pin member and the movable member due to energization of the coil spring is different from the response of displacement of the movable member due to energization of the solenoid coil, the difference in response is corrected. Thus, the electromagnetic solenoid device can be controlled with a certain degree of accuracy by the coil spring.
第4から第6のいずれかの発明によれば、コイルバネのコイル線の巻き数を多したり、通電性を向上させることで、コイルバネにより生じる電磁力を大きくすることができる。 According to any one of the fourth to sixth inventions, the electromagnetic force generated by the coil spring can be increased by increasing the number of turns of the coil wire of the coil spring or improving the electrical conductivity.
第7又は第8の発明によれば、ピン部材の少なくとも一部は磁性体により構成される。これにより、ピン部材の変位時にコイルバネに誘起される誘起電圧が発生するが、発生する誘起電圧は、ピン部材の変位の向きによって異なるものとなる。従って、コイルバネに誘起させる誘起電圧を検出することで、その変位の方向を検出することができる。従って、ピン部材と連動する可動部材の位置を検知することができる。 According to the seventh or eighth invention, at least a part of the pin member is made of a magnetic material. As a result, an induced voltage is generated in the coil spring when the pin member is displaced, but the induced voltage varies depending on the direction of displacement of the pin member. Therefore, the direction of the displacement can be detected by detecting the induced voltage induced in the coil spring. Therefore, the position of the movable member that is interlocked with the pin member can be detected.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の電磁ソレノイド装置の構成を説明するための図である。図1に示す電磁ソレノイド装置2は、内燃機関の吸気弁の停止/復帰の切り替え及びその状態を保持する可変動弁機構の開弁特性変更部(図示せず)に連結し、これを作動させ、あるいはその状態を保持するアクチュエータとして用いられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the electromagnetic solenoid device according to the first embodiment of the present invention. The electromagnetic solenoid device 2 shown in FIG. 1 is connected to a valve opening characteristic changing portion (not shown) of a variable valve mechanism that switches between stop / return of an intake valve of an internal combustion engine and maintains the state, and operates it. Or, it is used as an actuator for maintaining the state.
図1に示す電磁ソレノイド装置2は、固定鉄心として機能する固定部材10と、出力軸としての可動部材12とを有している。固定部材10と可動部材12とは互いに対向する軸方向に垂直な対向面10a、12aを有している。また、固定部材10には軸方向に貫通するガイド穴が形成されている。可動部分は、一部において固定部材10のガイド穴にスライド可能に挿入されている。これにより、可動部材12は、軸方向(図1のA-A´線方向)に移動可能となっている。可動部材12周囲には、ソレノイドコイル14が設置されている。ソレノイドコイル14には図示しない回路により外部から電力が供給される。
The electromagnetic solenoid device 2 shown in FIG. 1 has a fixed
可動部材12は固定部材10に挿入された部分の軸方向の端部において、ロックピン16(ピン部材)に連結している。ロックピン16の周囲にはハウジング18が設置されている。ロックピン16はハウジング18の中心部付近を軸方向に貫通するガイド穴にスライド可能に挿入されている。
The
ハウジング18に囲まれた空間18a内には、リターンスプリング20(コイルバネ)が配置されている。リターンスプリング20は、ロックピン16周囲に配置されると共に、一端においてハウジング18の空間18aの壁面に接し、他方において、ロックピン16の軸方向に垂直に突出する面16aに接している。リターンスプリング20は、ロックピン16の面16aを軸方向に沿って固定部材10の方向(第2方向)に付勢するように配置されている。また、リターンスプリング20には図示しない回路により外部から電力が供給される。
A return spring 20 (coil spring) is disposed in a space 18 a surrounded by the
ロックピン16は、可動部材12に連結する側とは軸方向反対側の端部において、スライドピン22に係合している。スライドピン22は、ロックピン16の変位に伴って移動し、これにより上記開弁特性変更部を作動させる。
The
実施の形態1のシステムは制御装置(図示せず)を有している。制御装置は、内燃機関や電磁ソレノイド装置2に設置された各種センサに接続して、内燃機関の運転状態や電磁ソレノイド装置2に関する情報の入力を受けると共に、例えば、ソレノイドコイル14や、リターンスプリング20への電流供給のON/OFF(通電/非通電)等を制御する信号を発する。
The system of the first embodiment has a control device (not shown). The control device is connected to various sensors installed in the internal combustion engine and the electromagnetic solenoid device 2 and receives input of information related to the operation state of the internal combustion engine and the electromagnetic solenoid device 2, and for example, the
このように構成された電磁ソレノイド装置2において、ロックピン16はリターンスプリング20によって第2方向に付勢され、これにより、可動部材12も第2方向に押されている。従って、ソレノイドコイル14が通電していない状態においては、可動部材12は、可動部材12と固定部材10との対向面10a、12aが離れた状態となる位置にある。
In the electromagnetic solenoid device 2 configured as described above, the
一方、ソレノイドコイル14が通電している励磁下においては、可動部材12に、対向面間10a、12aを引き付ける方向、即ち、第1方向に引き寄せる吸引力が働く。また、リターンスプリング20としてコイルバネであり、リターンスプリング20には外部から電力が供給可能な構成となっている。このシステムにおいては、ソレノイドコイル14に通電した状態を保持する際、リターンスプリング20にも電力を供給する。これにより、リターンスプリング20の励磁によってロックピン16の面16aとハウジング面18b間に吸引力が働き、リターンスプリング20を押し返す第1方向に吸引される。
On the other hand, when the
これにより、通電時には、ソレノイドコイル14により発生する電磁力と、リターンスプリング20により発生する電磁力によって、可動部材12及びロックピン16が共に、第1方向に引き付けられる。この電磁力は、リターンスプリング20より大きくなるように予め設定されている。従って、通電磁には、可動部材12は、対向面10a、12aが接する状態となる位置にあり、ロックピン16もリターンスプリング20を押し返して空間18a内の面18bとロックピン16の面16aとが接した状態で保持される。
Thereby, at the time of energization, both the
このように、ソレノイドコイル14及びリターンスプリング20への通電、非通電が切り替えられることにより、可動部材12及びロックピン16が移動し、これに伴いスライドピン22が移動する。具体的に、ロックピン16が第1方向に吸引された通電時においては、スライドピン22も第1方向に押されて、カム溝(図示せず)に挿入された状態となる。その結果、内燃機関の所定の吸気弁が停止した状態となる。一方、非通電時、ロックピン16がリターンスプリング20により第2方向に押されている状態では、スライドピン22はカム溝から外されて元の位置に戻り、その結果、吸気弁が復帰する。即ち、このシステムでは、ソレノイドコイル14が通電された状態では、所定の吸気弁が停止した状態となり、ソレノイドコイル14が非通電の状態となると、その吸気弁は復帰した状態となる。
As described above, when the energization and de-energization of the
ここで、例えば、所定の吸気弁を停止した状態で維持するためには、電磁ソレノイド装置2を通電状態で維持する必要がある。しかし、この実施の形態においては、ソレノイドコイル14と共にリターンスプリング20にも通電することで、可動鉄心12及びロックピン16のそれぞれを吸引している。従って、ソレノイドコイル14への通電制御による可動部材12の変位のみによってロックピン16をも変位、維持する従来の場合に比べて、可動部材12にかかる負荷を低減することができる。
Here, for example, in order to maintain a predetermined intake valve in a stopped state, it is necessary to maintain the electromagnetic solenoid device 2 in an energized state. However, in this embodiment, each of the
また、吸気弁復帰の応答性、即ち、通電から非通電に切り替えたときの可動部材12の応答性にはDuty比が大きく起因する。通電時のDuty比が高い場合、残留磁化の影響が大きいため応答性が遅くなる。この点、この実施の形態1によれば、通電時(つまり吸気弁停止保持時)には、ソレノイドコイル14とリターンスプリング20との両者の電磁力によって保持するため、保持時におけるソレノイドコイル14のDuty比を小さく抑えることができる。従って、弁復帰時の応答性を向上させることができる。
Further, the duty ratio is largely caused by the response of the return of the intake valve, that is, the response of the
なお、この実施の形態1においては電磁ソレノイド装置2のロックピン16を、スライドピン22に係合させることで、電磁ソレノイド装置2を可変動弁機構の開弁特性変更部のアクチュエータとして用いる場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、他の内燃機関の開閉特性を変更する機構におけるアクチュエータ等として広く用いることができる。
In the first embodiment, the electromagnetic solenoid device 2 is used as an actuator for the valve opening characteristic changing portion of the variable valve mechanism by engaging the
実施の形態2.
実施の形態2における電磁ソレノイド装置2及びその周辺機器については、図1の電磁ソレノイド装置と同じ構成を有している。また、実施の形態2においても、吸気弁を停止状態とする際に、ソレノイドコイル14に通電すると共に、リターンスプリング20に通電する制御を行ない、可動部材12及びロックピン16の両方を吸引して可動部材12にかかる負担を低減する。実施の形態2のシステムは、ソレノイドコイル14が故障したことを検知した場合、リターンスプリング20による励磁のみによって電磁ソレノイド装置2を機能させる点において、実施の形態1のシステムと異なっている。
Embodiment 2. FIG.
The electromagnetic solenoid device 2 and its peripheral devices in the second embodiment have the same configuration as the electromagnetic solenoid device in FIG. Also in the second embodiment, when the intake valve is stopped, the
ここで、実施の形態2のシステムにおいては、ソレノイドコイル14を用いる場合における吸気弁の制御の応答性と、リターンスプリング20のみによる吸気弁の制御の応答性は異なっている。図2は、このシステムにおけるリターンスプリング20、あるいはソレノイドコイル14への電力供給を、非通電から通電に切り替えるタイミングを説明するためのグラフである。図2において横軸は時間を表している。
Here, in the system of the second embodiment, the response of control of the intake valve when the
図2において、応答時間T1は、ソレノイドコイル14とリターンスプリング20とを同時に非通電から通電に切り替えた後、可動部材12及びロックピン16が吸引されてスライドピン22が移動して吸気弁が停止するまでの時間を示している。一方、応答時間T2は、ソレノイドコイル14は非通電の状態とし、リターンスプリング20を非通電から通電に切り替えた場合に、スライドピン22が移動して吸気弁が停止するまでの時間を示している。即ち、応答時間T2は、リターンスプリング20のみによって、この電磁ソレノイド装置2を作動させた場合の応答時間である。
In FIG. 2, the response time T1 is that the
図2に示されるように、ソレノイドコイル14を用いた場合の応答時間T1に対し、リターンスプリング20のみによる応答時間T2は長いものとなる。従って、ソレノイドコイル14の故障により、リターンスプリング20のみにより電磁ソレノイド装置2を作動させる場合、ソレノイドコイル14を用いる場合の通電のタイミングよりも、応答時間差(T2−T1)だけ早いタイミング(故障時ONタイミング)でリターンスプリング20への通電をONとするように切り替える。これにより、電磁ソレノイド装置2が正常である場合と同じタイミングで吸気弁を停止させる制御が可能となる。
As shown in FIG. 2, the response time T2 due to the
尚、実際の応答性は、ソレノイドコイル14やリターンスプリング20、あるいは可動部材12やロックピン16の構成、スライドピン22や吸気弁の構成等様々な要因によって異なるものとなる。従って、そのシステムを用いる電磁ソレノイド装置ごとに実験等により求めて予めその応答性の差を補正する故障時ONタイミングを制御装置に記憶させておく。
The actual response varies depending on various factors such as the configuration of the
図3はこの発明の実施の形態2において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図3に示すルーチンは、一定時間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。 FIG. 3 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the control device in Embodiment 2 of the present invention. The routine shown in FIG. 3 is a routine that is repeatedly executed at regular intervals.
図3のルーチンにおいて、まず、ソレノイドコイル14の故障があるか否かが判別される(S2)。ソレノイドコイル14の故障は、ソレノイドコイル14の電圧、電流等のモニタリングにより検出される。次に、ソレノイドコイル14の故障が検出された場合、ソレノイドコイル14への通電はOFFとされる(S4)。次に、リターンスプリング20への通電のタイミングが故障時ONタイミングに変更される(S6)。その後、設定された故障時ONタイミングでリターンスプリング20への通電が行なわれるように制御が実行される。
In the routine of FIG. 3, it is first determined whether or not there is a failure in the solenoid coil 14 (S2). The failure of the
以上説明したように、この実施の形態2によれば、ソレノイドコイル14が故障した場合にもリターンスプリング20への通電により電磁ソレノイド装置2を作動させることができる。また、リターンスプリング20への通電タイミングを通常よりも早い故障時ONタイミングとすることで応答性を改善することができる。
As described above, according to the second embodiment, the electromagnetic solenoid device 2 can be operated by energizing the
ここで、吸気弁停止時には、同時に燃料カットの制御が実行される場合がある。従って、吸気弁の停止に制御遅れが生じた場合、燃料噴射が停止されているにもかかわらず、吸気弁復活時と同様に吸気されることとなるため、空燃比が大幅にずれるといった事態を生じ得る。この点、実施の形態2のシステムによれば、電磁ソレノイド装置2の応答性を、ソレノイドコイル14が正常である場合の応答性と同じように制御することで、吸気弁の制御についても、正常時と同様の応答性で制御することができる。従って、より安定した空燃比制御を実現することができる。
Here, when the intake valve is stopped, fuel cut control may be executed at the same time. Therefore, when there is a control delay in stopping the intake valve, the intake air is taken in as in the case of the return of the intake valve even though the fuel injection is stopped. Can occur. In this regard, according to the system of the second embodiment, the response of the electromagnetic solenoid device 2 is controlled in the same way as the response when the
なお、この実施の形態2においては、故障時ONタイミングが通常よりも早いタイミングに設定される場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、単に、ソレノイドコイル14の通電を停止してリターンスプリング20による作動に切り替えるのみであってもよい。このように単にリターンスプリング20による通電/非通電に切り替えるものであっても、燃料カットされているにもかかわらず弁停止されない状態が継続するといった事態を防ぐことができる。また、故障時ONタイミングは、応答時間の差(T2-T1)を完全に埋め合わせる早いタイミングに限るものではなく、適宜設定することができる。
In the second embodiment, the case where the ON timing at the time of failure is set earlier than usual has been described. However, the present invention is not limited to this, and it may simply be switched to the operation by the
なお、図3のルーチンにおいて、ステップ2が実行されることで、この発明の「故障検出手段」が実現し、ステップS6が実行されることで「通電タイミング設定手段」が実現し、その後、故障時ONタイミングでリターンスプリング20への通電が制御されることで「通電制御手段」が実現する。
In the routine of FIG. 3, the “failure detection means” of the present invention is realized by executing step 2, and the “energization timing setting means” is realized by executing step S6. The “energization control means” is realized by controlling the energization of the
実施の形態3.
実施の形態3は、リターンスプリングの形状が異なる点を除いて、実施の形態1のシステムと同様の構成を有している。図4は、この発明の実施の形態3におけるリターンスプリング120の形状について説明するための断面模式図である。なお、図4は、非通電の状態、即ち、リターンスプリング120がロックピン16によって押し返されていない状態を表している。
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment except that the shape of the return spring is different. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the
リターンスプリング120は、図4に示すように、軸方向に沿った断面形状が樽形状となるように構成されている。つまり、リターンスプリング120のコイル外径、即ち軸方向に垂直なコイルの断面の径は、コイルの軸方向中央部において最大となり、軸方向両端部に向うに従って、断面の径が小さくなるように形成されている。
As shown in FIG. 4, the
このようにリターンスプリング120を樽形状とすることで、リターンスプリング120のコイル線の巻き数を大きくとることができる。従って、リターンスプリング20の励磁により生じる電磁力を大きくすることができ、吸気弁停止時により大きな力でロックピン16を吸引することができると共に、その停止状態を安定して維持することができる。また、これにより、例えば、実施の形態2のように故障時にリターンスプリング120による励磁のみで電磁ソレノイド装置2を作動させる場合などの応答遅れを小さく抑えることができる。
Thus, by making the
なお、実施の形態3においてはリターンスプリング120が樽形状に構成されている場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく他の形状であってもよい。図5及び図6は、リターンスプリングの他の形状例を説明するための断面模式図である。
In addition, in Embodiment 3, the case where the
図5の例では、リターンスプリング220は、そのコイル線が、軸方向に垂直な断面において2重以上になるように巻き回されたものとなっている。このようにしても、リターンスプリング220のコイル線の巻き数を多くすることができるため、通電時におけるリターンスプリング220による吸引力を大きくすることができる。
In the example of FIG. 5, the
また、図6の例では、リターンスプリング320のコイル線を、内部に銅線322を有する構成とする。これにより通電性を高くすることができる。従って、同じ巻き数であっても、比較的大きな吸引力を確保することができる。
In the example of FIG. 6, the coil wire of the
また、リターンスプリングの形状は、図4〜図6の例に限られるものではなく、他の形状によっても、同一の空間18b内で巻き数を多くしたり、あるいは通電性を高くしたりすることができ、吸引力を比較的大きくする上で有効である。なお、実施の形態3に説明するリターンスプリングは、この明細書における他の実施の形態のリターンスプリング20に替えて用いることができるものである。
Moreover, the shape of the return spring is not limited to the examples of FIGS. 4 to 6, and the number of turns in the
実施の形態4.
実施の形態4の電磁ソレノイド装置2は、ロックピン16が磁性体で形成されている点を除き、図1の電磁ソレノイド装置と同様の構成を有している。実施の形態4の電磁ソレノイド装置2は、実施の形態1のシステムと同様に、吸気弁停止時に、リターンスプリング20にも電流を流すことでロックピン16を吸引する制御を行なう。更に、実施の形態4のシステムでは、ロックピン16に生じる誘起電圧を検出することにより、ロックピン16が弁停止の位置にあるか、弁復帰時の位置にあるかを検出する。
Embodiment 4 FIG.
The electromagnetic solenoid device 2 of the fourth embodiment has the same configuration as the electromagnetic solenoid device of FIG. 1 except that the
図7は、この発明の実施の形態4において吸気弁を停止する場合のロックピン16の動きを表し、図8は、吸気弁停止時にリターンスプリング20に発生する誘起電圧を表している。一方、図9は、吸気弁を復帰する場合のロックピン16の動きを表し、図10は、弁復帰の際に発生する誘起電圧を表している。
FIG. 7 shows the movement of the
図8及び図10に示されるように、弁復帰の状態(非通電)から、弁停止状態(通電)に切り替えられる場合と、その逆の弁停止から弁復帰への切り替えの場合とでは、リターンスプリング20に誘起される電圧が逆向きとなる。なお、図8及び図10に示す図は、リターンスプリング20に外部から電圧が印加されていない状態で、リターンスプリング20に誘起される電圧を示している。しかしながら、リターンスプリング20に通電する場合であっても、通電とは別に誘起電圧は発生し、弁復帰時と弁停止時とでは、誘起電圧は異なるものとなる。
As shown in FIGS. 8 and 10, there is a return in the case of switching from the valve return state (non-energized) to the valve stop state (energized) and in the opposite case of switching from valve stop to valve return. The voltage induced in the
このシステムはリターンスプリング20の電圧に応じた出力を発する電圧計(図示せず)を有している。制御装置は、この電圧計の出力に基づいてリターンスプリング20に発生する誘起電圧を検出することができ、また、それに応じて、現在、吸気弁停止の状態か、吸気弁復帰の状態かを検出することができる。
The system includes a voltmeter (not shown) that generates an output corresponding to the voltage of the
これにより実施の形態4のシステムによれば、現在の吸気弁の状態を的確に把握することができる。例えば、ソレノイドコイル14が故障している場合、ソレノイドコイル14への通電/非通電の制御指令をフィードバックすることによっては可動部材12の位置を正確に把握することができない状態となっている。このような場合であっても、実施の形態4においては、ロックピン16の実際の移動によって可動部材12の位置を検出し、吸気弁の状態を正確に把握することができる。
Thereby, according to the system of the fourth embodiment, the current state of the intake valve can be accurately grasped. For example, when the
なお、実施の形態4においては、吸気弁が復帰か停止かを判断する場合について説明したが、この発明はこれに限るものではなく、可動部材12やロックピン16の位置の把握が必要な場合に有効である。
In the fourth embodiment, the case of determining whether the intake valve returns or stops has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is necessary to grasp the positions of the
また、この実施の形態4においては、実施の形態1〜3と同様に、弁停止時にリターンスプリング20にも通電してロックピン16を吸引する場合について説明した。しかし、この発明においては、リターンスプリング20に通電制御する場合に限るものではない。例えば、リターンスプリング20に通電する手段を有さず、単に、ロックピン16移動時にリターンスプリング20に発生する誘起電圧を検出するものであってもよい。このようにしても、ロックピン16や可動部材12の位置の検出またそれによる吸気弁の状態の検出には有効である。
Further, in the fourth embodiment, as in the first to third embodiments, the case where the
なお、この実施の形態4において、電圧計の出力に基づき誘起電圧が検出されることで「誘起電圧検出手段」が実現し、その誘起電圧に応じて可動部材の位置が検出されることで「位置検出手段」が実現する。 In the fourth embodiment, the “induced voltage detection means” is realized by detecting the induced voltage based on the output of the voltmeter, and the position of the movable member is detected according to the induced voltage. "Position detection means" is realized.
また、その他の部分においても、この実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 In addition, in other parts, in this embodiment, when the number of each element, quantity, quantity, range, etc. is mentioned, unless otherwise specified or clearly specified in principle. Thus, the present invention is not limited to the number mentioned. Further, the structure, steps in the method, and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.
2 電磁ソレノイド装置
10 固定部材
12 可動部材
14 ソレノイドコイル
16 ロックピン
18 ハウジング
20 リターンスプリング
22 スライドピン
2
Claims (8)
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第1方向に変位させる電磁力を生じさせるソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第1方向とは逆向きの第2方向に前記ピン部材を押す付勢力を発すると共に、通電による励磁により前記第1方向に前記ピン部材を変位させる電磁力を生じさせるコイルバネと、
を備えることを特徴とする電磁ソレノイド装置。 An electromagnetic solenoid device used as an actuator for operating a valve opening characteristic changing unit that changes a valve opening characteristic of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine,
A fixing member;
A movable member arranged to be axially displaceable,
A solenoid coil that generates an electromagnetic force that displaces the movable member in a first direction that attracts the movable member and the fixed member by excitation by energization;
A pin member connected to the valve-opening characteristic changing unit, coupled to the movable member, and arranged to be displaced in the axial direction in conjunction with the movable member;
An electromagnetic force that is disposed around the pin member and generates a biasing force that pushes the pin member in a second direction opposite to the first direction, and displaces the pin member in the first direction by excitation by energization. A coil spring that produces
An electromagnetic solenoid device comprising:
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合における前記コイルバネへの通電タイミングを設定する通電タイミング設定手段と、
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合に、前記通電タイミングに従って前記コイルバネに通電する通電制御手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項1に記載の電磁ソレノイド装置。 Failure detection means for detecting failure of the solenoid coil;
Energization timing setting means for setting the energization timing to the coil spring when a failure of the solenoid coil is detected;
Energization control means for energizing the coil spring according to the energization timing when a failure of the solenoid coil is detected;
The electromagnetic solenoid device according to claim 1, further comprising:
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電磁ソレノイド装置。 At least a part of the pin member is a magnetic body,
Induced voltage detection means for detecting an induced voltage induced in the coil spring when the pin member is displaced;
Position detecting means for detecting the position of the movable member according to the detected induced voltage;
The electromagnetic solenoid device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第1方向に変位させる電磁力を発するソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第1方向とは逆向きの第2方向に前記ピン部材を押す付勢力を発するコイルバネと、
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする電磁ソレノイド装置。 An electromagnetic solenoid device used as an actuator for operating a valve opening characteristic changing unit that changes a valve opening characteristic of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine,
A fixing member;
A movable member arranged to be axially displaceable,
A solenoid coil that generates an electromagnetic force that displaces the movable member in a first direction that attracts the movable member and the fixed member by excitation by energization;
A pin member connected to the valve-opening characteristic changing unit, coupled to the movable member, and arranged to be displaced in the axial direction in conjunction with the movable member;
A coil spring that is arranged around the pin member and generates a biasing force that pushes the pin member in a second direction opposite to the first direction;
Induced voltage detection means for detecting an induced voltage induced in the coil spring when the pin member is displaced;
Position detecting means for detecting the position of the movable member according to the detected induced voltage;
An electromagnetic solenoid device further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008329005A JP2010151002A (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Electromagnetic solenoid device |
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ID=42570365
Family Applications (1)
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Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102623131A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-01 | 本田技研工业株式会社 | Electromagnetism solenoid and combustion motor variable valve mechanism having the electromagnetism solenoid |
CN105546199A (en) * | 2016-02-29 | 2016-05-04 | 成都富临精工汽车零部件有限公司 | Electromagnetic valve capable of diagnosing action of valve pin |
CN113954804A (en) * | 2021-11-24 | 2022-01-21 | 吉林东光奥威汽车制动系统有限公司 | Electromagnetic valve assembly of electronic brake booster capable of being mechanically fully decoupled |
CN115107869A (en) * | 2022-07-06 | 2022-09-27 | 北京汽车集团越野车有限公司 | Rear wheel steering centering locking mechanism |
-
2008
- 2008-12-25 JP JP2008329005A patent/JP2010151002A/en active Pending
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