JP3510044B2 - Starting method of electromagnetically driven valve of internal combustion engine - Google Patents

Starting method of electromagnetically driven valve of internal combustion engine

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JP3510044B2
JP3510044B2 JP11654296A JP11654296A JP3510044B2 JP 3510044 B2 JP3510044 B2 JP 3510044B2 JP 11654296 A JP11654296 A JP 11654296A JP 11654296 A JP11654296 A JP 11654296A JP 3510044 B2 JP3510044 B2 JP 3510044B2
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electromagnetically driven
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spring
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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】本発明は、内燃機関において
吸排気弁として使用される電磁駆動弁に関し、より詳細
には、バネ質量系の固有振動を利用したその始動方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetically driven valve used as an intake / exhaust valve in an internal combustion engine, and more particularly to a method for starting the electromagnetically driven valve utilizing natural vibration of a spring-mass system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、内燃機関の吸排気弁としては、ク
ランク軸の回転に基づいて駆動されるカム軸により開閉
操作されるものが一般的である。そして、内燃機関の高
性能化を図るという観点から、運転状態に応じて最適な
弁開閉時期を達成するために動弁系の可変機構が種々実
用化されつつあり、2段切り替え式(ON/OFF制御
式)のものを始めとして連続可変式のものも開発されて
いる。これら可変機構には、カム軸の回転位相をずらす
ものや、カム軸に複数のカムプロファイルを備えるもの
等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an intake / exhaust valve of an internal combustion engine, a valve which is opened / closed by a cam shaft driven based on rotation of a crank shaft is generally used. From the standpoint of improving the performance of the internal combustion engine, various valve operating system variable mechanisms are being put to practical use in order to achieve the optimum valve opening / closing timing according to the operating state, and there are two-stage switching type (ON / ON). A continuously variable type has also been developed, including an OFF control type). These variable mechanisms include those that shift the rotational phase of the cam shaft, and those that have a plurality of cam profiles on the cam shaft.

【0003】しかしながら、上述のようなカム軸により
駆動される吸排気弁では、弁リフト量、開弁期間及び弁
開閉時期の全てを独立かつ任意に設定することは不可能
である。そこで、近年においては、内燃機関に対する更
なる高性能化の要求に応えるべく、運転状態に応じてそ
れらのパラメータを理想的な値に設定可能な電磁駆動式
動弁系に関する研究が活発化してきている。
However, in the intake / exhaust valve driven by the camshaft as described above, it is impossible to independently and arbitrarily set the valve lift amount, the valve opening period and the valve opening / closing timing. Therefore, in recent years, in order to meet the demand for higher performance of internal combustion engines, research on electromagnetically driven valve trains that can set those parameters to ideal values according to operating conditions has become active. There is.

【0004】例えば、特開昭 59-213913号公報は、一対
のバネによる付勢力により中立位置に支持される弁体
を、その弁体と連結したプランジャに電磁力を作用させ
ることにより、その中立位置から全開方向又は全閉方向
へと移動させる構造の電磁駆動弁に関するものであり、
特に、その始動方法について開示している。その始動方
法は、省電力化を図るべく、共振現象を利用しようとい
うものである。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-213913 discloses that a valve body supported at a neutral position by a biasing force of a pair of springs is acted on by electromagnetic force acting on a plunger connected to the valve body. The present invention relates to an electromagnetically driven valve having a structure for moving from a position to a fully open direction or a fully closed direction,
In particular, the starting method is disclosed. The starting method is to utilize the resonance phenomenon in order to save power.

【0005】すなわち、物理学の教えるところによれ
ば、バネ質量系(spring-mass system)では、摩擦その他
の損失を無視すると、初期変位が与えられれば固有振動
数の持続正弦振動を生じ、さらにその固有振動数に一致
した振動をする外力をその質量に加え続ければ、その振
幅は漸次限りなく増大していく。前記公報に係る始動方
法は、プランジャを質量として含むバネ質量系に外力と
して電磁力を加え、固有振動(自励振動)を励起し、最
終的に一方の電磁石にプランジャを吸着して、始動を完
了させるものである。このような共振現象を利用するこ
とにより、始動時の電磁力、従ってその電磁力を生成す
るための初期電流を小さくすることができ、その結果、
始動時における省電力化が図られる。
That is, according to the teaching of physics, in a spring-mass system, neglecting friction and other losses, if an initial displacement is given, a continuous sinusoidal vibration of a natural frequency is generated, and further, If an external force that vibrates in accordance with its natural frequency is continuously applied to the mass, its amplitude will gradually increase without limit. In the starting method according to the above publication, an electromagnetic force is applied as an external force to a spring-mass system including a plunger as a mass to excite natural vibration (self-excited vibration), and finally one of the electromagnets is attracted to start the starting operation. To complete. By utilizing such a resonance phenomenon, it is possible to reduce the electromagnetic force at the time of starting, and thus the initial current for generating the electromagnetic force, and as a result,
Power saving can be achieved at the time of starting.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】内燃機関では、一般的
に、圧縮比を向上させるため、ピストンの上死点位置と
弁体の全開位置とが干渉するような寸法に設計されてい
る。そのため、不慮の事態に備え、ピストンの上部に弁
体との干渉を回避するためのリセスが従来設けられてい
た。しかし、最近では、クランク軸とカム軸との機械的
結合が強固となり、そのようなリセスが廃止される傾向
にある。
In order to improve the compression ratio, the internal combustion engine is generally designed in such a size that the top dead center position of the piston interferes with the fully open position of the valve body. Therefore, in case of an unexpected situation, a recess is conventionally provided on the upper part of the piston to avoid interference with the valve body. However, recently, the mechanical coupling between the crankshaft and the camshaft has become strong, and such a recess tends to be eliminated.

【0007】このようなリセスを設けていないピストン
を有する内燃機関に上述の電磁駆動弁を使用する際に
は、弁体とクランク軸とが機械的に結合されていないた
め、ピストンと弁体との干渉が改めて問題となってく
る。すなわち、上記公報で開示された始動方法を、ピス
トンの位置を考慮することなく実施した場合について考
えると、固有振動により弁体の変位が増大していく過程
において、弁体が全開位置近傍に達した時点でピストン
も上死点近傍にきているような事態が生じうる。このと
きには、ピストンと弁体との干渉、即ちいわゆる弁スタ
ンプが発生し、その結果、電磁駆動弁の始動が正常にな
されず、また、内燃機関も損傷を受けることとなる。
When the above electromagnetically driven valve is used in an internal combustion engine having a piston not provided with such a recess, since the valve body and the crankshaft are not mechanically connected, the piston and the valve body are not connected to each other. Interference becomes a problem again. That is, considering the case where the starting method disclosed in the above publication is carried out without considering the position of the piston, in the process in which the displacement of the valve body increases due to natural vibration, the valve body reaches the vicinity of the fully open position. At that time, a situation may occur in which the piston is also near the top dead center. At this time, interference between the piston and the valve element, that is, so-called valve stamping occurs, and as a result, the electromagnetically driven valve is not normally started and the internal combustion engine is also damaged.

【0008】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、吸排
気弁として電磁駆動弁を使用する内燃機関において、バ
ネ質量系の固有振動を利用して電磁駆動弁を始動する場
合に、弁体とピストンとの干渉を防止することにある。
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine which uses an electromagnetically driven valve as an intake / exhaust valve, and a valve body when the electromagnetically driven valve is started by utilizing the natural vibration of a spring-mass system. It is to prevent interference with the piston.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく案
出された、請求項1の発明に係る、内燃機関の電磁駆動
弁の始動方法は、バネにより弁体が中立位置に弾性的に
支持されてバネ質量系を構成するとともに該弁体と一体
となったプランジャに電磁力が作用せしめられて該弁体
が該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変位せしめ
られる内燃機関の電磁駆動弁を始動する方法において、
電磁力により該バネ質量系の固有振動の励起が開始され
てから該弁体が該全閉位置に達し該全閉位置に保持され
るまでに要する始動所要時間が、該電磁駆動弁を始動す
るときに弁スタンプを防止するための最早始動開始時期
から最遅始動終了時期までのクランク角度による始動許
容期間に相当する始動許容時間内に収まるように、該電
磁駆動弁の始動開始時期を設定し、クランク角度位置が
該始動開始時期に達したことを検出した時点で、該バネ
質量系の固有振動数に一致した振動をする電磁力を該プ
ランジャへ作用させるべく駆動電流を該電磁駆動弁へ印
加し始め、さらに、前記最早始動開始時期は、検出され
るクランキング速度に基づいて設定され、かつ、前記ク
ランキング速度が大きいほど前記駆動電流が大きくされ
ことを特徴とする。
A method of starting an electromagnetically driven valve for an internal combustion engine according to the invention of claim 1 devised to achieve the above object elastically moves a valve element to a neutral position by a spring. An electromagnetic force of an internal combustion engine that is supported and constitutes a spring-mass system, and an electromagnetic force is applied to a plunger integrated with the valve body to displace the valve body from the neutral position to the fully open position or the fully closed position. In the method of starting the drive valve,
The starting time required from the start of the excitation of the natural vibration of the spring-mass system by the electromagnetic force until the valve body reaches the fully closed position and is held at the fully closed position starts the electromagnetically driven valve.
Earliest start time to prevent valve stamping when
Starting allowance from crank angle to the latest start end time
The voltage must be within the allowable starting time that corresponds to the
Set the start timing of the magnetic drive valve, and set the crank angle position.
When it is detected that the start timing has been reached, the spring
The electromagnetic force that vibrates at the natural frequency of the mass system is
A drive current is applied to the electromagnetically driven valve to actuate the Langer.
The start time of the earliest start is detected.
Is set based on the cranking speed of the
The higher the ranking speed, the larger the drive current will be.
Characterized in that that.

【0010】また、請求項2の発明に係る、内燃機関の
電磁駆動弁の始動方法は、バネにより弁体が中立位置に
弾性的に支持されてバネ質量系を構成するとともに該弁
体と一体となったプランジャに電磁力が作用せしめられ
て該弁体が該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変
位せしめられる内燃機関の電磁駆動弁を始動する方法に
おいて、電磁力により該バネ質量系の固有振動の励起が
開始されてから該弁体が該全閉位置に達し該全閉位置に
保持されるまでに要する始動所要時間が、該電磁駆動弁
を始動するときに弁スタンプを防止するための最早始動
開始時期から最遅始動終了時期までのクランク角度によ
る始動許容期間に相当する始動許容時間内に収まるよう
に、該電磁駆動弁の始動開始時期を設定し、クランク角
度位置が該始動開始時期に達したことを検出した時点
で、該バネ質量系の固有振動数に一致した振動をする電
磁力を該プランジャへ作用させるべく駆動電流を該電磁
駆動弁へ印加し始め、さらに、前記最早始動開始時期
は、検出されるクランキング速度に基づいて設定され、
かつ、該電磁駆動弁に与える駆動電流をあまり大きくす
ることができない場合においてクランキング速度が過度
に大きいときには前記駆動電流が小さいほど前記クラン
キング速度が小さくなるように調整されることを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for starting an electromagnetically driven valve for an internal combustion engine, wherein the valve element is moved to a neutral position by a spring.
The valve, which is elastically supported to form a spring-mass system,
Electromagnetic force is applied to the plunger integrated with the body
The valve body from the neutral position to the fully open or fully closed position.
How to start the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine
Then, the excitation of the natural vibration of the spring-mass system is caused by the electromagnetic force.
After the start, the valve body reaches the fully closed position and
The time required for starting before being retained is the electromagnetically driven valve.
Earliest start to prevent valve stamping when starting
Depending on the crank angle from the start time to the end of the latest start
Within the allowable start time corresponding to the allowable start period
Set the start timing of the electromagnetically driven valve to
When it is detected that the degree position has reached the start start time
At the electric frequency that matches the natural frequency of the spring-mass system.
A driving current is applied to the plunger to apply a magnetic force to the plunger.
Start applying the voltage to the drive valve,
Is set based on the detected cranking speed,
And increase the drive current to the electromagnetically driven valve too much.
Excessive cranking speed when unable to
When the driving current is small, the smaller the driving current,
It is characterized in that the king speed is adjusted to be small .

【0011】また、請求項3の発明に係る、内燃機関の
電磁駆動弁の始動方法は、前記請求項1又は請求項2
発明に係る方法において、該内燃機関は複数の気筒を備
えており、クランク角度位置が前記始動開始時期に達し
た気筒より該駆動電流の印加を開始して弁体が全閉位置
に保持された後に、ピストンの動きに対応して電磁駆動
弁の開閉を行うことを、順次、次の点火順序の気筒に展
開していくことを特徴とする。
A method for starting an electromagnetically driven valve for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention is the method according to the first or second aspect of the present invention, wherein the internal combustion engine includes a plurality of cylinders.
The crank angle position has reached the start-up start time.
When the drive current is applied from the cylinder
Electromagnetic drive corresponding to the movement of the piston after being held at
Opening and closing the valves is sequentially extended to the cylinders in the next ignition sequence.
It is characterized by opening .

【0012】また、請求項4の発明に係る、内燃機関の
電磁駆動弁の始動方法は、前記請求項1又は請求項2
発明に係る方法において、1つの気筒に複数の電磁駆動
弁が設けられ、該複数の電磁駆動弁の始動開始時期がず
らされて設定されることを特徴とする。
A method of starting an electromagnetically driven valve for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention is the method according to the first or second aspect of the invention, wherein a plurality of electromagnetically driven solenoids are provided for one cylinder.
Valve is provided, and there is no start time for starting the electromagnetically driven valves.
It is characterized by being set according to the requirements.

【0013】また、請求項5の発明に係る、内燃機関の
電磁駆動弁の始動方法は、バネにより弁体が中立位置に
弾性的に支持されてバネ質量系を構成するとともに該弁
体と一体となったプランジャに電磁力が作用せしめられ
て該弁体が該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変
位せしめられる内燃機関の電磁駆動弁を始動する方法に
おいて、電磁力により該バネ質量系の固有振動の励起が
開始されてから該弁体が該全閉位置に達し該全閉位置に
保持されるまでに要する始動所要時間が、該電磁駆動弁
を始動するときに弁スタンプを防止するための最早始動
開始時期から最遅始動終了時期までのクランク角度によ
る始動許容期間に相当する始動許容時間内に収まるよう
に、該電磁駆動弁の始動開始時期を設定し、クランク角
度位置が該始動開始時期に達したことを検出した時点
で、該バネ質量系の固有振動数に一致した振動をする電
磁力を該プランジャへ作用させるべく駆動電流を該電磁
駆動弁へ印加し始め、さらに、前記始動開始時期は、前
記始動所要時間が前記始動許容時間内に収まるクランク
角度の領域で最も早い時期から最も遅い時期まで自由に
設定されることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for starting an electromagnetically driven valve for an internal combustion engine, wherein the valve element is moved to a neutral position by a spring.
The valve, which is elastically supported to form a spring-mass system,
Electromagnetic force is applied to the plunger integrated with the body
The valve body from the neutral position to the fully open or fully closed position.
How to start the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine
Then, the excitation of the natural vibration of the spring-mass system is caused by the electromagnetic force.
After the start, the valve body reaches the fully closed position and
The time required for starting before being retained is the electromagnetically driven valve.
Earliest start to prevent valve stamping when starting
Depending on the crank angle from the start time to the end of the latest start
Within the allowable start time corresponding to the allowable start period
Set the start timing of the electromagnetically driven valve to
When it is detected that the degree position has reached the start start time
At the electric frequency that matches the natural frequency of the spring-mass system.
A driving current is applied to the plunger to apply a magnetic force to the plunger.
The application to the drive valve is started, and the start timing is
Cranks whose starting time is within the allowable starting time
Freely from the earliest to the latest in the angle area
It is characterized by being set .

【0014】上述の如く構成された、請求項1の発明に
係る、内燃機関の電磁駆動弁の始動方法によれば、弁体
とピストンとの干渉が確実に回避される。また、弁体が
全開位置から全閉位置へ又は全閉位置から全開位置へ移
動するのに要する時間はクランキング速度に依存しない
ため、始動を開始することができるクランク角度は進角
側になるが、クランキング速度に応じた最早始動開始時
期の設定が可能となる。また、クランキング速度が大き
いほど、始動が許容される時間が短くなるため、クラン
キング速度が大きいほど、駆動電流が大きくされること
により、始動に要する時間が短縮される。
According to the invention of claim 1, which is configured as described above.
According to such a method for starting the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine, the valve body is
Interference with the piston is reliably avoided. Also, the valve body
Move from the fully open position to the fully closed position or from the fully closed position to the fully open position
The time it takes to move does not depend on the cranking speed
Therefore, the crank angle that can start the start is advanced.
However, at the earliest possible start according to the cranking speed
The period can be set. Also, the cranking speed is high.
The longer the start time is allowed, the shorter the
The higher the king speed, the larger the drive current.
This reduces the time required for starting.

【0015】上述の如く構成された、請求項2の発明に
係る、内燃機関の電磁駆動弁の始動方法によれば、弁体
とピストンとの干渉が確実に回避される。また、弁体が
全開位置から全閉位置へ又は全閉位置から全開位置へ移
動するのに要する時間はクランキング速度に依存しない
ため、始動を開始することができるクランク角度は進角
側になるが、クランキング速度に応じた最早始動開始時
期の設定が可能となる。また、駆動電流が小さいほど、
始動に要する時間が長くなるが、駆動電流が小さいほ
ど、クランキング速度が小さくされることにより、始動
許容時間が長くされる。
According to the invention of claim 2, which is configured as described above.
According to such a method for starting the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine, the valve body is
Interference with the piston is reliably avoided. Also, the valve body
Move from the fully open position to the fully closed position or from the fully closed position to the fully open position
The time it takes to move does not depend on the cranking speed
Therefore, the crank angle that can start the start is advanced.
However, at the earliest possible start according to the cranking speed
The period can be set. Also, the smaller the drive current,
It takes longer to start, but the drive current is
However, by decreasing the cranking speed, start
Allowable time is extended.

【0016】また、請求項3の発明によれば、電磁駆動
弁を始動して全閉位置に保持し、その後ピストンに同期
して作動させることを、他の気筒の準備の完了を待つこ
となく実行することができるようになる。また、請求項
4の発明によれば、同一気筒内の電磁駆動弁から発生す
る熱量のピーク値を抑えることが可能となる。
According to the invention of claim 3, electromagnetic drive is provided.
Start the valve and hold it in the fully closed position, then synchronized with the piston
Wait until the other cylinders are ready for operation.
You will be able to do without it. Also, the claims
According to the fourth aspect of the invention, it is generated from the electromagnetically driven valve in the same cylinder.
It is possible to suppress the peak value of the amount of heat that is generated.

【0017】上述の如く構成された、請求項5の発明に
係る、内燃機関の電磁駆動弁の始動方法によれば、弁体
とピストンとの干渉が確実に回避される。また、該当気
筒よりいち早く電磁弁の始動を開始することができ、エ
ンジン始動性の優れたものとなる。
According to the invention of claim 5, which is configured as described above.
According to such a method for starting the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine, the valve body is
Interference with the piston is reliably avoided. Also applicable
The solenoid valve can be started earlier than the cylinder.
It has excellent engine startability.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0019】図1は、本発明の一実施形態に係る電子制
御式内燃機関の全体概要図である。エンジンの燃焼に必
要な空気は、エアクリーナ2でろ過され、スロットルボ
デー4を通ってサージタンク(インテークマニホルド)
6で各気筒の吸気管7に分配される。なお、その吸入空
気流量は、スロットルボデー4に設けられたスロットル
弁5により調節されるとともに、エアフローメータ40
により計測される。また、吸入空気温度は、吸気温セン
サ43により検出される。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. The air required for engine combustion is filtered by the air cleaner 2, passes through the throttle body 4, and enters the surge tank (intake manifold).
At 6, the fuel is distributed to the intake pipe 7 of each cylinder. The intake air flow rate is adjusted by the throttle valve 5 provided in the throttle body 4, and the air flow meter 40
It is measured by. The intake air temperature is detected by the intake air temperature sensor 43.

【0020】また、スロットル弁5の開度は、スロット
ル開度センサ42により検出される。また、スロットル
弁5が全閉状態のときには、アイドルスイッチ52がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。
The opening of the throttle valve 5 is detected by the throttle opening sensor 42. When the throttle valve 5 is fully closed, the idle switch 52 is turned on, and the output of the throttle fully closed signal is active.

【0021】一方、燃料タンク10に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ11によりくみ上げられ、燃料配管12
を経て燃料噴射弁60により吸気管7に噴射される。
On the other hand, the fuel stored in the fuel tank 10 is pumped up by the fuel pump 11, and the fuel pipe 12
Then, the fuel is injected into the intake pipe 7 by the fuel injection valve 60.

【0022】吸気管7では、空気と燃料とが混合され、
その混合気は、吸気弁24を介してエンジン本体すなわ
ち気筒(シリンダ)20の燃焼室21に吸入される。燃
焼室21において、混合気は、ピストン23により圧縮
された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
また、エンジンは、冷却水通路22に導かれた冷却水に
より冷却され、その冷却水温度は、水温センサ44によ
って検出される。なお、実際の車速は、車速を表す出力
パルスを発生させる車速センサ53によって検出され
る。
In the intake pipe 7, air and fuel are mixed,
The air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 21 of the engine body, that is, the cylinder 20 via the intake valve 24. In the combustion chamber 21, the air-fuel mixture is compressed by the piston 23 and then ignited to explode and burn to generate power.
The engine is cooled by the cooling water guided to the cooling water passage 22, and the temperature of the cooling water is detected by the water temperature sensor 44. The actual vehicle speed is detected by a vehicle speed sensor 53 that generates an output pulse representing the vehicle speed.

【0023】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
26を介して排気マニホルド30に放出され、次いで排
気管34に導かれる。なお、排気管34には、排気ガス
中の酸素濃度を検出するO2 センサ45が設けられてい
る。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバータ
38が設けられており、その触媒コンバータ38には、
排気ガス中の未燃成分(HC,CO)の酸化と窒素酸化
物(NOx )の還元とを同時に促進する三元触媒が収容
されている。こうして触媒コンバータ38において浄化
された排気ガスが大気中に排出される。
The combusted air-fuel mixture is discharged as exhaust gas to the exhaust manifold 30 via the exhaust valve 26, and is then guided to the exhaust pipe 34. The exhaust pipe 34 is provided with an O 2 sensor 45 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas. Further, a catalytic converter 38 is provided in the exhaust system downstream thereof, and the catalytic converter 38 has
A three-way catalyst that simultaneously promotes the oxidation of unburned components (HC, CO) and the reduction of nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas is housed. The exhaust gas thus purified by the catalytic converter 38 is discharged into the atmosphere.

【0024】エンジン電子制御ユニット(エンジンEC
U)70は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回
転速度制御、吸排気弁制御などを実行するマイクロコン
ピュータシステムであり、そのハードウェア構成は、図
2のブロック図に示される。リードオンリメモリ(RO
M)73に格納されたプログラム及び各種のマップに従
って、中央処理装置(CPU)71は、各種センサ及び
スイッチからの信号をA/D変換回路75又は入力イン
タフェース回路76を介して入力し、その入力信号に基
づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動制
御回路77a,77dを介して各種アクチュエータ用制
御信号を出力する。ランダムアクセスメモリ(RAM)
74は、その演算・制御処理過程における一時的なデー
タ記憶場所として使用される。また、バックアップRA
M79は、バッテリに直接接続されることにより電力の
供給を受け、イグニションスイッチがオフの状態におい
ても保持されるべきデータ(例えば、各種の学習値)を
格納するために使用される。また、これらのECU内各
構成要素は、アドレスバス、データバス、及びコントロ
ールバスからなるシステムバス72によって接続されて
いる。
Engine electronic control unit (engine EC
U) 70 is a microcomputer system that executes fuel injection control, ignition timing control, idle speed control, intake / exhaust valve control, etc., and its hardware configuration is shown in the block diagram of FIG. Read Only Memory (RO
According to the programs stored in M) 73 and various maps, the central processing unit (CPU) 71 inputs signals from various sensors and switches through the A / D conversion circuit 75 or the input interface circuit 76, and inputs the signals. Calculation processing is executed based on the signal, and control signals for various actuators are output based on the calculation result via the drive control circuits 77a and 77d. Random access memory (RAM)
74 is used as a temporary data storage location in the arithmetic / control processing process. Also, backup RA
The M79 is supplied with power by being directly connected to the battery, and is used to store data (for example, various learning values) that should be held even when the ignition switch is off. Further, these constituent elements in the ECU are connected by a system bus 72 including an address bus, a data bus, and a control bus.

【0025】図3は、吸気弁24及び排気弁26として
使用される電磁弁を示す縦断面図である。同図に示され
る弁体80は、弁頭(バルブヘッド:valve head、又は
「弁がさ」ともいう)81及び弁軸82からなり、弁頭
81の弁フェース(valve face)81aが、内燃機関の吸
排気用ポート92に設けられた弁座(バルブシート:va
lve seat)93に着座し又は弁座93から離座すること
により、吸排気用ポート92を開閉する。弁体80の弁
軸82は、バルブガイド91により軸方向に摺動可能な
状態で保持される。また、弁軸82には、プランジャ(p
lunger) 83が固定されている。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing electromagnetic valves used as the intake valve 24 and the exhaust valve 26. A valve body 80 shown in the figure comprises a valve head (also referred to as a valve head or a valve stem) 81 and a valve shaft 82, and a valve face 81a of the valve head 81 is an internal combustion engine. A valve seat (valve seat: va
The intake / exhaust port 92 is opened and closed by seating on or off the valve seat 93. The valve shaft 82 of the valve body 80 is held by the valve guide 91 so as to be slidable in the axial direction. The valve shaft 82 has a plunger (p
lunger) 83 is fixed.

【0026】プランジャ83は、軟磁性材料で構成され
た円板状の部材である。プランジャ83の上方には、所
定距離だけ離隔してアッパコア(upper core)84が、一
方、プランジャ83の下方には、同様に所定距離だけ離
隔してロアコア(lower core)86がそれぞれ配設されて
いる。アッパコア84及びロアコア86は、軟磁性材料
で構成されており、非磁性材料で構成されるケース90
により所定の位置関係に保持されている。また、アッパ
コア84にはアッパコイル(upper coil)85が把持され
るとともに、ロアコア86にはロアコイル(lower coil)
87が把持されている。
The plunger 83 is a disk-shaped member made of a soft magnetic material. An upper core 84 is disposed above the plunger 83 with a predetermined distance therebetween, and a lower core 86 is similarly disposed below the plunger 83 with a predetermined distance therebetween. There is. The upper core 84 and the lower core 86 are made of a soft magnetic material, and a case 90 made of a non-magnetic material.
Are held in a predetermined positional relationship. The upper core 84 holds an upper coil 85, and the lower core 86 holds a lower coil.
87 is gripped.

【0027】また、弁軸82は、アッパスプリング(upp
er spring)88及びロアスプリング(lower spring)89
により、軸方向に弾性的に支持されている。そして、ア
ッパコイル85及びロアコイル87に通電がなされない
場合におけるプランジャ83の位置(中立位置)が、ア
ッパコア84とロアコア86との中間位置となるよう
に、アッパスプリング88とロアスプリング89との釣
り合いが図られている。なお、プランジャ83が中立位
置にあるときには、弁体80は、全開側変位端と全閉側
変位端との中間位置をとるようになっている。
The valve shaft 82 has an upper spring (upp).
er spring) 88 and lower spring 89
Are elastically supported in the axial direction. The upper spring 88 and the lower spring 89 are balanced so that the position (neutral position) of the plunger 83 when the upper coil 85 and the lower coil 87 are not energized is an intermediate position between the upper core 84 and the lower core 86. Has been. When the plunger 83 is in the neutral position, the valve body 80 takes an intermediate position between the fully open side displacement end and the fully closed side displacement end.

【0028】かかる構成によれば、アッパコイル85の
周囲には、アッパコア84とプランジャ83とそれらの
間に形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成
される。従って、アッパコイル85に電流が流される
と、上記磁気回路中を磁束が還流し、エアギャップを小
さくする方向すなわちプランジャ83を上方へ変位させ
る方向の電磁力が発生する。一方、ロアコイル87の周
囲には、ロアコア86とプランジャ83とそれらの間に
形成されるエアギャップとからなる磁気回路が形成され
る。従って、ロアコイル87に電流が流されると、同様
の原理から、プランジャ83を下方へ変位させる方向の
電磁力が発生する。
With this structure, a magnetic circuit including the upper core 84, the plunger 83, and the air gap formed between them is formed around the upper coil 85. Therefore, when an electric current is passed through the upper coil 85, the magnetic flux circulates in the magnetic circuit, and an electromagnetic force is generated in the direction of reducing the air gap, that is, in the direction of displacing the plunger 83 upward. On the other hand, a magnetic circuit including a lower core 86, a plunger 83, and an air gap formed between them is formed around the lower coil 87. Therefore, when a current is applied to the lower coil 87, an electromagnetic force is generated in the direction of displacing the plunger 83 downward based on the same principle.

【0029】かくして、アッパコイル85及びロアコイ
ル87に交互に電流を流すことにより、プランジャ83
を上下に往復運動せしめること、すなわち弁体80を開
閉方向に交互に駆動することが可能となる。エンジンE
CU70は、各種センサからの信号に基づいて電磁弁の
開閉タイミングを決定し、駆動制御回路77dにより、
バッテリ94からアッパコイル85及びロアコイル87
への通電(電力供給)を制御することにより、電磁弁を
駆動する。
Thus, by alternately passing a current through the upper coil 85 and the lower coil 87, the plunger 83
Can be reciprocated up and down, that is, the valve body 80 can be alternately driven in the opening and closing directions. Engine E
The CU 70 determines the opening / closing timing of the solenoid valve based on signals from various sensors, and the drive control circuit 77d
Battery 94 to upper coil 85 and lower coil 87
The solenoid valve is driven by controlling the energization (power supply) to the solenoid valve.

【0030】図4は、エンジンの始動装置の構成を示す
図である。なお、このエンジンは、4気筒エンジンであ
り、#1気筒と#4気筒とが同一のピストン位置を有
し、#3気筒と#2気筒とが同一のピストン位置を有し
ており、それらのピストン位置の差は、180°CAで
ある。エンジンの始動時には、スタータモータ95の動
力がスタータピニオン96及びリングギヤ97を介して
クランク軸98に伝えられることにより、クランク軸9
8が回転せしめられる。このようなスタータモータによ
るクランキングの速度は、スタータモータ95の端子電
圧に比例する。エンジンECU70は、チョッパ回路9
8におけるデューティ比信号を変化させることにより、
バッテリ94からスタータモータ95に与える電圧を制
御し、それにより、クランキング速度を変えることがで
きる。
FIG. 4 is a diagram showing the structure of an engine starting device. This engine is a 4-cylinder engine, and the # 1 cylinder and the # 4 cylinder have the same piston position, and the # 3 cylinder and the # 2 cylinder have the same piston position. The piston position difference is 180 ° CA. When the engine is started, the power of the starter motor 95 is transmitted to the crankshaft 98 via the starter pinion 96 and the ring gear 97, so that the crankshaft 9
8 is rotated. The speed of cranking by such a starter motor is proportional to the terminal voltage of the starter motor 95. The engine ECU 70 uses the chopper circuit 9
By changing the duty ratio signal in 8,
By controlling the voltage applied from the battery 94 to the starter motor 95, the cranking speed can be changed.

【0031】また、クランク軸の角度を検出するため
に、クランク角センサ51が設けられている。クランク
角センサ51は、クランク軸に取り付けられたスリット
円盤エンコーダ102及び投受光器103から構成され
ている。スリット円盤エンコーダ102には、図5に示
されるように、例えば、1個のXスリット及び360個
のYスリットが設けられている。投受光器103を用い
てこのようなXスリット及びYスリットを検出すること
により、クランク軸の回転速度及び各気筒ごとのクラン
ク角度位置を求めることが可能となる。
A crank angle sensor 51 is provided to detect the angle of the crank shaft. The crank angle sensor 51 is composed of a slit disk encoder 102 and a light emitter / receiver 103 attached to the crankshaft. As shown in FIG. 5, the slit disk encoder 102 is provided with, for example, one X slit and 360 Y slits. By detecting such X slits and Y slits using the light emitter / receiver 103, the rotational speed of the crankshaft and the crank angle position for each cylinder can be obtained.

【0032】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関(エンジン)において実行されるECU70のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。
The engine control processing of the ECU 70 executed in the internal combustion engine (engine) having the above hardware configuration will be described below.

【0033】燃料噴射制御は、基本的には、エンジン1
回転当たりの吸入空気量に基づいて、所定の目標空燃比
を達成する燃料噴射量すなわち燃料噴射弁60による噴
射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃料
を噴射すべく、駆動制御回路77aを介して燃料噴射弁
60を制御するものである。なお、エンジン1回転当た
りの吸入空気量は、エアフローメータ40により計測さ
れる吸入空気流量とクランク角センサ51から得られる
エンジン回転速度とから算出される。そして、かかる燃
料噴射量演算の際には、スロットル開度センサ42、吸
気温センサ43、水温センサ44等の各センサからの信
号に基づく基本的な補正、O2 センサ45からの信号に
基づく空燃比フィードバック補正、そのフィードバック
補正値の中央値が理論空燃比となるようにする空燃比学
習補正、等が加えられる。
The fuel injection control is basically performed by the engine 1.
Based on the intake air amount per rotation, the fuel injection amount that achieves a predetermined target air-fuel ratio, that is, the injection time by the fuel injection valve 60 is calculated, and drive control is performed to inject fuel when the predetermined crank angle is reached. The fuel injection valve 60 is controlled via the circuit 77a. The intake air amount per engine revolution is calculated from the intake air flow rate measured by the air flow meter 40 and the engine rotation speed obtained from the crank angle sensor 51. When the fuel injection amount is calculated, basic correction based on signals from the throttle opening sensor 42, the intake air temperature sensor 43, the water temperature sensor 44, and the like, and an empty correction based on the signal from the O 2 sensor 45 are performed. A fuel ratio feedback correction, an air-fuel ratio learning correction for making the median of the feedback correction values the stoichiometric air-fuel ratio, and the like are added.

【0034】また、点火時期制御は、クランク角センサ
51から得られるエンジン回転速度、エアフローメータ
40から得られる吸入空気流量、及びその他のセンサか
らの信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最
適な点火時期を決定する。
In the ignition timing control, the engine state is comprehensively determined by the engine rotation speed obtained from the crank angle sensor 51, the intake air flow rate obtained from the air flow meter 40, and signals from other sensors. Determine the optimal ignition timing.

【0035】以下、吸排気弁制御について詳細に説明す
る。図6において実線で示される複数の曲線は、プラン
ジャ83の位置(アッパコア84と接する位置を零とす
る)とアッパコア84に係る電磁石がプランジャ83に
及ぼす電磁力(吸引力)との関係を、アッパコイル85
に流れる電流値をパラメータとして表したものである。
これらの曲線に示されるように、プランジャに作用する
電磁力(吸引力)は、弁体80が全閉側変位端に近接す
るにつれて急増する。一方、図6において破線で示され
る直線は、同じくプランジャ83の位置とアッパスプリ
ング88及びロアスプリング89が弁体80に及ぼす付
勢力(ロアコア86側)との関係を表したものである。
この直線からわかるように、付勢力は、弁体80が全閉
側変位端に近接しても、直線的に増加するだけである。
なお、ロアコア86に係る電磁石による電磁力も同様に
図6の曲線に示されるようになり、単に全閉位置が全開
位置に変わるだけである。従って、全開位置又は全閉位
置に近づくほど、中立位置に比較して小さな電流で付勢
力を上回る電磁力を得ることができる。このような電磁
力及び付勢力の特性を考慮した電磁弁駆動方法につい
て、次に説明する。
The intake / exhaust valve control will be described in detail below. A plurality of curves indicated by solid lines in FIG. 6 indicate the relationship between the position of the plunger 83 (where the position in contact with the upper core 84 is zero) and the electromagnetic force (attraction force) exerted on the plunger 83 by the electromagnet associated with the upper core 84. 85
The value of the current flowing through is expressed as a parameter.
As shown by these curves, the electromagnetic force (suction force) acting on the plunger rapidly increases as the valve body 80 approaches the fully closed side displacement end. On the other hand, the straight line shown by the broken line in FIG. 6 similarly represents the relationship between the position of the plunger 83 and the biasing force (on the lower core 86 side) exerted on the valve body 80 by the upper spring 88 and the lower spring 89.
As can be seen from this straight line, the urging force only increases linearly even when the valve body 80 approaches the fully closed side displacement end.
The electromagnetic force generated by the electromagnet associated with the lower core 86 is also indicated by the curve in FIG. 6, and the fully closed position is simply changed to the fully open position. Therefore, as the position approaches the fully open position or the fully closed position, an electromagnetic force exceeding the biasing force can be obtained with a smaller current as compared with the neutral position. Next, a method of driving the solenoid valve in consideration of such characteristics of the electromagnetic force and the urging force will be described.

【0036】図7は、アッパコイル85の電流、ロアコ
イル87の電流、及び弁リフトの時間的変化を示すタイ
ムチャートである。なお、電流は、ECU70が与える
駆動指令値である。この図に示されるように、電磁弁の
駆動は、3つの区間、始動区間、保持区間及び実動区間
に分けてなされる。まず、始動区間では、省電力化を図
るべく、共振現象が利用される。すなわち、無通電状態
での中立位置を中心として弁体の固有振動が生ずるよう
に、プランジャを質量として含むバネ質量系の固有振動
数に応じた周期で、アッパコイル及びロアコイルに交互
に電流が流される。そうすると、弁体は、同図(C)に
示されるように、中立位置より徐々に振幅を大きくして
いく。このように、共振現象を利用することにより、始
動時の電磁力、従ってその電磁力を生成するための電流
を小さくすることができ、その結果、始動時における省
電力化が図られ、回路構成も簡素化される。
FIG. 7 is a time chart showing changes with time in the current of the upper coil 85, the current of the lower coil 87, and the valve lift. The current is a drive command value given by the ECU 70. As shown in this figure, the driving of the solenoid valve is divided into three sections, a starting section, a holding section and an actual operation section. First, in the starting section, a resonance phenomenon is used to save power. That is, so that the natural vibration of the valve body is generated around the neutral position in the non-energized state, a current is alternately applied to the upper coil and the lower coil at a cycle according to the natural frequency of the spring-mass system including the plunger as a mass. . Then, the valve body gradually increases in amplitude from the neutral position, as shown in FIG. In this way, by utilizing the resonance phenomenon, it is possible to reduce the electromagnetic force at the time of starting, and hence the current for generating the electromagnetic force, and as a result, it is possible to save power at the time of starting and to reduce the circuit configuration. Is also simplified.

【0037】そして、最終的に、保持区間において、ア
ッパコア側にプランジャが吸引されて閉弁状態となる。
この保持区間では、始動区間における通電時間よりも長
くアッパコイル電流が流される。これによって、プラン
ジャの加速度が大きくなりすぎて、プランジャとアッパ
コアとの衝突により、プランジャがはねかえり、プラン
ジャが吸引されないという状態を避けることができる。
そして、プランジャが完全に吸着された後から実動区間
開始時までは、余分な電力消費を削減すべく、プランジ
ャの吸引保持に最低限必要な電流(以下、保持電流とい
う)が流され続ける。
Finally, in the holding section, the plunger is attracted to the upper core side and the valve is closed.
In this holding section, the upper coil current flows for a longer time than the energization time in the starting section. As a result, it is possible to avoid a situation in which the plunger rebounds due to collision between the plunger and the upper core due to the excessive acceleration of the plunger, and the plunger is not sucked.
Then, from the time when the plunger is completely attracted to the time when the actual operation section starts, the minimum current (hereinafter referred to as a holding current) necessary for attracting and holding the plunger continues to flow in order to reduce extra power consumption.

【0038】実動区間では、図7(A)及び(B)に示
されるように、ロアコイル及びアッパコイルに交互に電
流が流されて弁体の上下作動が達成される。すなわち、
開弁しようとするときには、まず、アッパコイル85へ
の保持電流の供給が停止される。すると、弁体80は、
バネ質量系の単振動(自由振動)により全開方向へと移
動していくが、弁軸82とバルブガイド91との間の摩
擦損失やスプリング自体の内部摩擦損失等により、弁体
80の振幅は、理想状態に対して減衰するため、あるタ
イミングでロアコイル87に電流が供給される。その電
流は、同図(B)に示されるように、吸引電流、遷移電
流及び保持電流の3つに分けることができる。すなわ
ち、まず、プランジャ83を移動させるための吸引電流
が流される。次いで、電磁力(吸引力)が弱められた状
態にてプランジャ83の吸着が行われるように、ある時
間的変化割合をもって減少する遷移電流が流される。そ
して、プランジャ83の吸着後には、弁体80の吸着保
持に最低限必要な電流すなわち保持電流が供給される。
全開状態から閉弁しようとする場合にも、同様に、ま
ず、ロアコイル87への保持電流の供給が停止され、ア
ッパコイル85への吸引電流、遷移電流及び保持電流の
供給が順次行われていく。
In the actual operation section, as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), electric currents are alternately applied to the lower coil and the upper coil to achieve the vertical operation of the valve element. That is,
When attempting to open the valve, first, the supply of the holding current to the upper coil 85 is stopped. Then, the valve body 80 is
Although the spring-mass system moves in the fully open direction by a simple vibration (free vibration), the amplitude of the valve body 80 is reduced due to the friction loss between the valve shaft 82 and the valve guide 91, the internal friction loss of the spring itself, and the like. , The current is supplied to the lower coil 87 at a certain timing because it attenuates with respect to the ideal state. The current can be divided into three, that is, an attracting current, a transition current and a holding current, as shown in FIG. That is, first, an attracting current for moving the plunger 83 is supplied. Then, a transition current that decreases at a certain temporal change rate is supplied so that the plunger 83 is attracted while the electromagnetic force (suction force) is weakened. After the plunger 83 is attracted, the minimum necessary current for holding the valve body 80 by suction, that is, the holding current is supplied.
Similarly, when attempting to close the valve from the fully open state, first, the supply of the holding current to the lower coil 87 is stopped, and the suction current, the transition current and the holding current are sequentially supplied to the upper coil 85.

【0039】上記駆動方法において、電磁弁の始動に要
する時間(始動所要時間)“T1 −T0 ”は、始動時の
駆動電流の大きさに依存する。図8は、始動時における
アッパコイル電流、ロアコイル電流、及び弁リフトの時
間的変化を、駆動電流が大きい場合(A)と小さい場合
(B)とについて例示するタイムチャートである。この
図に示されるように、駆動電流が大きいときには、電磁
力が大きくなるため、弁リフトの振幅の増大速度が大き
くなり、その結果、始動所要時間は短くなる。一方、そ
の逆に、駆動電流が小さいときには、電磁力が小さくな
るため、弁リフトの振幅の増大速度が小さくなり、その
結果、始動所要時間は長くなる。
[0039] In the driving method, time required for start-up of the solenoid valve (startup required time) "T 1 -T 0" is dependent on the magnitude of the drive current during startup. FIG. 8 is a time chart exemplifying temporal changes in the upper coil current, the lower coil current, and the valve lift at the time of starting for a large drive current (A) and a small drive current (B). As shown in this figure, when the drive current is large, the electromagnetic force becomes large, so that the speed at which the amplitude of the valve lift increases increases, and as a result, the required starting time becomes short. On the other hand, on the contrary, when the drive current is small, the electromagnetic force becomes small, so that the increasing speed of the valve lift amplitude becomes small, and as a result, the required starting time becomes long.

【0040】さて、前述のように、内燃機関では、一般
的に、圧縮比を向上させるため、ピストンの上死点位置
と弁体の全開位置とが干渉するような寸法に設計されて
いる。すなわち、ピストンと弁体とが弁リフトによって
は干渉する可能性のあるクランク角度範囲が存在する。
そのようなクランク角度範囲を弁スタンプ領域と定義す
ると、弁スタンプ領域は、例えば、図9に示されるよう
なクランク角度範囲となり、弁スタンプ領域以外のクラ
ンク角度範囲は、開弁許容期間と称することができる。
この弁スタンプ領域は、回転速度に依存しない一定のク
ランク角度範囲である。
As described above, the internal combustion engine is generally designed to have a size such that the top dead center position of the piston interferes with the fully open position of the valve in order to improve the compression ratio. That is, there is a crank angle range in which the piston and the valve element may interfere with each other depending on the valve lift.
When such a crank angle range is defined as a valve stamp area, the valve stamp area is, for example, the crank angle range as shown in FIG. 9, and the crank angle range other than the valve stamp area is referred to as a valve opening allowable period. You can
This valve stamp area is a constant crank angle range that is independent of rotational speed.

【0041】バネ質量系として構成される電磁駆動弁で
は、全閉位置から全開位置へ又は全開位置から全閉位置
への遷移時間Tは、クランク軸の角速度に依存せず、時
間に依存して、 T=π√(M/K) M:可動部分の重量 K:バネ定数 で与えられ、図10に示されるように、従来のカム駆動
弁のそれに比較して非常に短い。また、カム駆動弁で
は、遷移時間は、時間に依存せず、クランク軸の角速度
に依存するため、それらの遷移時間の差は、回転速度が
低いときほど大きくなる。このようにクランク角度に依
存せずリフト勾配がきついという特性を考慮して、電磁
駆動弁において弁スタンプの発生を防止する必要があ
る。
In an electromagnetically driven valve configured as a spring-mass system, the transition time T from the fully closed position to the fully open position or from the fully open position to the fully closed position does not depend on the angular velocity of the crankshaft but on the time. , T = π√ (M / K) M: Weight of movable part K: Given by spring constant, as shown in FIG. 10, it is much shorter than that of the conventional cam drive valve. Further, in the cam driven valve, the transition time does not depend on time but on the angular velocity of the crankshaft, and therefore the difference between the transition times becomes larger as the rotational speed becomes lower. As described above, it is necessary to prevent the occurrence of the valve stamp in the electromagnetically driven valve in consideration of the characteristic that the lift gradient is tight without depending on the crank angle.

【0042】図11は、クランク角度(上死点後クラン
ク角度 [°CA-ATDC])、ピストン位置及び弁リフトの関
係を示す図である。この図において、弁スタンプ領域
は、所定の余裕代を考慮してA2 からA1 までのクラン
ク角度範囲となる。従って、弁スタンプを防止するため
には、クランク角度位置がA2 に達した時点で遅くとも
閉弁方向へ移動するための駆動を開始しなければならな
い。閉弁動作の所要時間は、前述のように時間的に一定
となるため、全閉状態に達するクランク角度位置A
3 は、クランク軸の回転速度に応じて変化し、例えば、
回転速度が大きくなると、同図に示されるように、A3
からA3'へと遅角側に移行する。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship among crank angle (crank angle after top dead center [° CA-ATDC]), piston position and valve lift. In this figure, the valve stamp area is a crank angle range from A 2 to A 1 in consideration of a predetermined margin. Therefore, in order to prevent the valve stamp, the drive for moving in the valve closing direction must be started at the latest when the crank angle position reaches A 2 . Since the time required for the valve closing operation is constant in time as described above, the crank angle position A reaching the fully closed state is
3 changes according to the rotation speed of the crankshaft, for example,
As the rotation speed increases, A 3
It shifts to the retard angle side from A 3 '.

【0043】また、上死点後最も早く弁全開状態にあっ
てもよい時期は、クランク角度位置がA1 に達した時点
である。そのため、全閉状態から全開状態へと駆動を開
始することができるクランク角度位置は、A1 よりも一
定時間だけ前の時点に相当するクランク角度位置A0
あるが、このクランク角度位置A0 は、クランク軸の回
転速度に応じて変化し、例えば、回転速度が大きくなる
と、同図に示されるように、A0 からA0'へと進角側に
移行する。なお、回転速度がより大きくなれば、リフト
の遷移を示す2直線が交差することも当然に起こりう
る。
The earliest time after the top dead center the valve may be in the fully open state is when the crank angle position reaches A 1 . Therefore, the crank angle position at which it is possible to start driving to the fully open state from the fully closed state is a crank angle position A 0 than A 1 corresponds to a point in time before a certain period of time, the crank angle position A 0 It changes according to the rotational speed of the crankshaft, for example, when the rotational speed increases, as shown in the figure, the transition from a 0 to the advance side to the a 0 '. It should be noted that if the rotation speed becomes higher, it is possible that two straight lines indicating the transition of the lift intersect.

【0044】以上の説明からわかるように、バネ質量系
の固有振動を利用して電磁駆動弁を始動するときに弁ス
タンプを防止するためには、A0 を最早始動開始時期と
し、A2 を最遅始動終了時期とし、従って、A0 からA
2 までを始動許容期間とし、その始動許容期間に相当す
る時間範囲(始動許容時間)内に、図7に示される始動
所要時間“T1 −T0 ”(Tstとする)が収まるように
始動開始時期T0 を設定すればよいこととなる(請求項
1、2、5)。ここで、始動許容時間“A0 〜A2
は、エンジン始動時におけるクランク軸の回転角速度
(クランキング速度)に依存し、クランキング速度が大
きいほど小さくなる。また、始動所要時間Tstは、電磁
駆動弁の駆動電流値に依存し、駆動電流値が大きくなる
ほど小さくなる。以下、電磁弁の具体的な始動方法につ
いて説明する。
As can be seen from the above description, in order to prevent the valve stamp when starting the electromagnetically driven valve by utilizing the natural vibration of the spring-mass system, A 0 is the earliest starting start time and A 2 is The latest start end time is set. Therefore, from A 0 to A
The starting allowable period is up to 2 , and the required starting time “T 1 −T 0 ” (denoted as T st ) shown in FIG. 7 is set within the time range (starting allowable time) corresponding to the allowable starting period. It suffices to set the start timing T 0 (Claims).
1, 2, 5) . Here, the allowable start time "A 0 to A 2 "
Is dependent on the rotational angular speed (cranking speed) of the crankshaft at engine start, and becomes smaller as the cranking speed increases. Further, the required start time T st depends on the drive current value of the electromagnetically driven valve and decreases as the drive current value increases. Hereinafter, a specific method of starting the solenoid valve will be described.

【0045】図12及び図13は、電磁弁始動ルーチン
の処理手順を示すフローチャートである。まず、ステッ
プ202では、チョッパ回路98におけるデューティ比
を所定の初期値に設定して、スタータモータ95を駆動
することにより、クランキングを開始する。次いで、ス
テップ204では、クランク角センサ51の出力に基づ
いて、クランク軸の回転速度すなわちクランキング速度
NEを検出する。次いで、ステップ206では、クラン
キング速度NEが所定の範囲内にあるか否かを判定し、
判定結果がYESのときにはステップ210に進み、N
Oのときにはステップ208に進む。ステップ208で
は、スタータモータの端子電圧を調整すべく、チョッパ
回路98におけるデューティ比を変化させる。このよう
な制御により、例えば、電磁弁に与える駆動電流をあま
り大きくすることができない場合においてクランキング
速度が過度に大きいとき、すなわち電磁弁の始動許容時
間に対し始動所要時間が大きすぎるときには、クランキ
ング速度を抑えることができる(請求項2)。ステップ
208の実行後は、ステップ204にループバックす
る。
12 and 13 are flowcharts showing the procedure of the solenoid valve starting routine. First, in step 202, the duty ratio in the chopper circuit 98 is set to a predetermined initial value, and the starter motor 95 is driven to start cranking. Next, at step 204, the rotation speed of the crankshaft, that is, the cranking speed NE is detected based on the output of the crank angle sensor 51. Next, at step 206, it is judged if the cranking speed NE is within a predetermined range,
If the determination result is YES, the process proceeds to step 210, where N
When it is O, the process proceeds to step 208. In step 208, the duty ratio in the chopper circuit 98 is changed in order to adjust the terminal voltage of the starter motor. By such control, for example, when the cranking speed is excessively high when the drive current applied to the solenoid valve cannot be increased too much, that is, when the required starting time is too long for the allowable start time of the solenoid valve, the crank Ranking speed can be suppressed (claim 2) . After executing step 208, the process loops back to step 204.

【0046】ステップ210では、図14に示される如
きマップを参照することにより、クランキング速度NE
に応じた電磁弁駆動電流値Idrを決定する。クランキン
グ速度NEが大きいほど、始動許容時間は短くなるの
で、同図に示されるように駆動電流値Idrは大きくされ
(請求項1)。なお、図14のマップその他以下の説
明に現れるマップは、全て、予めROM73に格納され
ている。次いで、ステップ212では、図15に示され
る如きマップを参照することにより、駆動電流値Idr
応じた始動所要時間Tstを求める。次いで、ステップ2
14では、クランキング速度NEに応じて、始動所要時
間Tstをクランク角度による始動所要期間Astに換算す
る。次いで、ステップ216では、クランキング速度N
Eに基づいてクランク角度による始動許容期間“A0
2 ”を決定する。なお、最遅始動終了時期A2 は、一
定値であり、最早始動開始時期A0 は、図16に示され
る如きマップを参照することにより求められる(請求項
1、2)
In step 210, the cranking speed NE is determined by referring to the map as shown in FIG.
The solenoid valve drive current value I dr according to the above is determined. The higher the cranking speed NE, the shorter the permissible starting time, so the drive current value I dr is increased as shown in the figure (claim 1) . Note that the map of FIG. 14 and other maps appearing in the following description are all stored in the ROM 73 in advance. Next, at step 212, the required starting time T st corresponding to the drive current value I dr is obtained by referring to the map as shown in FIG. Then step 2
At 14, the required starting time Tst is converted into the required starting time Ast based on the crank angle according to the cranking speed NE. Next, at step 216, the cranking speed N
Based on E, the starting allowable period "A 0-
Determining A 2 ". In addition, latest start end timing A 2 is a constant value, the beginning of startup time A 0 is longer is determined by referring to a map such as shown in FIG. 16 (claim
1, 2) .

【0047】次いで、ステップ218では、始動所要期
間Astが始動許容期間“A0 〜A2”内に収まるという
条件の下で、各気筒の各電磁弁について始動開始時期P
0 を決定する。このような始動開始時期P0 の決定方法
については、いくつか考えられ、それらについては後述
する。次いで、ステップ220では、クランク角センサ
51の出力に基づいて現在のクランク角度位置を検出す
る。次いで、ステップ222では、いずれかの電磁弁が
始動開始時期になっているか否かを判定し、判定結果が
YESのときにはステップ224に進み、NOのときに
はステップ220にループバックする。ステップ224
では、その始動開始時期になっている電磁弁の始動を開
始し、ステップ226に進む。ステップ226では、全
電磁弁について始動を開始したか否かを判定し、判定結
果がNOのときにはステップ220にループバックし、
YESのときには本ルーチンを終了する。
Next, at step 218, under the condition that the required start-up period Ast falls within the allowable start-up period "A 0 -A 2 ", the start-up start timing P for each solenoid valve of each cylinder is started.
Decide 0 . There are several conceivable methods for determining the start-up start time P 0 , which will be described later. Next, at step 220, the current crank angle position is detected based on the output of the crank angle sensor 51. Next, at step 222, it is determined whether or not one of the solenoid valves is at the start start timing. If the determination result is YES, the process proceeds to step 224, and if NO, the process loops back to step 220. Step 224
Then, the start of the electromagnetic valve, which is the start start time, is started, and the routine proceeds to step 226. In step 226, it is determined whether or not the start of all the solenoid valves has been started. If the determination result is NO, the process loops back to step 220,
If YES, this routine ends.

【0048】次に、前述したステップ218における始
動開始時期P0 の決定方法に関する実施形態について説
明する。まず、第1実施形態は、始動所要期間Astに対
し始動許容期間“A0 〜A2 ”が余裕のあるものである
ときに適したものである。すなわち、第1実施形態で
は、図17に示されるように、ピストン位置が下死点
(BDC)近傍にあるときに電磁弁の始動を開始しても
干渉の問題が発生しない場合に、そのような下死点近傍
で各気筒の各電磁弁の始動を開始しようというものであ
る。この場合、4気筒エンジンを例にとると、#1気筒
と#4気筒とは同一のピストン位置を有し、#3気筒と
#2気筒とは同一のピストン位置を有するため、各気筒
の吸排気弁の始動の様子は、例えば、図18に示される
ようになる。
Next, an embodiment relating to the method for determining the starting start timing P 0 in step 218 described above will be described. First, the first embodiment is suitable when the allowable start period “A 0 to A 2 ” has a margin with respect to the required start period Ast . That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 17, when the problem of interference does not occur even if the start of the solenoid valve is started when the piston position is near the bottom dead center (BDC), It is intended to start the start of each solenoid valve of each cylinder in the vicinity of the bottom dead center. In this case, taking a four-cylinder engine as an example, the # 1 cylinder and the # 4 cylinder have the same piston position, and the # 3 cylinder and the # 2 cylinder have the same piston position. The state of starting the exhaust valve is, for example, as shown in FIG.

【0049】第2実施形態は、始動所要期間Astに対し
始動許容期間“A0 〜A2 ”が余裕のないものであると
きに有効なものである。すなわち、第2実施形態では、
図19に示されるように、始動開始時期P0 が最早始動
開始時期A0 に一致せしめられる。その場合、図20に
示されるように、4気筒のうち最初にA0 に達する2気
筒のうちの1気筒を選択し、その気筒から点火順序に従
って180°CAごとに順次始動を開始していく。さら
に、その順序に吸入行程、圧縮行程、爆発行程及び排気
行程を実施していく(請求項3)
The second embodiment is effective when the allowable start period "A 0 to A 2 " has no margin with respect to the required start period Ast . That is, in the second embodiment,
As shown in FIG. 19, the start start timing P 0 is made to coincide with the earliest start start timing A 0 . In that case, as shown in FIG. 20, one of the four cylinders that reaches A 0 first is selected from the four cylinders, and starting is sequentially started from that cylinder at every 180 ° CA in accordance with the ignition order. . Further, the intake stroke, the compression stroke, the explosion stroke and the exhaust stroke are carried out in that order (claim 3) .

【0050】次に、第3実施形態について説明する。第
3実施形態は、保持区間を最小にして保持電流供給時間
を最短化し、消費電力の低減を図ろうというものであ
る。すなわち、第3実施形態では、図21に示されるよ
うに、最遅始動終了時期A2 より余裕代だけ手前の時期
に始動が完了するように始動開始時期P0 が設定され
る。始動展開順序は、第2実施形態と同様であり、その
様子は、図22に例示される。
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment is intended to reduce the power consumption by minimizing the holding section and shortening the holding current supply time. That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 21, the start start timing P 0 is set so that the start is completed before the latest start end timing A 2 by a margin. The starting deployment sequence is similar to that of the second embodiment, and its appearance is illustrated in FIG.

【0051】次に、第4実施形態について説明する。第
4実施形態は、図23に示されるように、第2実施形態
のように最も早く始動する状態から第3実施形態のよう
に最も遅く始動する状態まで自由に始動開始時期P0
設定することができるようにしたものである(請求項
5)。こうすることにより該当気筒よりいち早く電磁弁
の始動を開始することができ、エンジン始動性の優れた
ものとなる。
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 23, the start start timing P 0 is freely set from the earliest starting state as in the second embodiment to the latest starting state as in the third embodiment. It is made possible (claims
5) . By doing so, the start of the solenoid valve can be started earlier than the corresponding cylinder, and the engine startability becomes excellent.

【0052】最後に、第5実施形態について説明する。
前述の各実施形態では、各気筒で吸気弁と排気弁とを同
時に始動していたが、必ずしもそうする必要はない。そ
のため、第5実施形態では、図24に示されるように、
吸気弁の始動と排気弁の始動とをずらして行う(請求項
4)。これにより、供給電流のピーク値を下げ、システ
ム全体の所要最大電流を抑えることができ、また、同一
気筒内の電磁弁から発生する熱量を抑えることができ
る。
Finally, the fifth embodiment will be described.
In each of the above-described embodiments, the intake valve and the exhaust valve are simultaneously started in each cylinder, but it is not always necessary to do so. Therefore, in the fifth embodiment, as shown in FIG.
Performed by shifting the start of the intake valve and the start of the exhaust valve (claim
4) . As a result, the peak value of the supply current can be lowered, the required maximum current of the entire system can be suppressed, and the amount of heat generated from the solenoid valve in the same cylinder can be suppressed.

【0053】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
く、様々な実施形態を案出することは当業者にとって容
易なことであろう。
Although the embodiments of the present invention have been described above, of course, the present invention is not limited thereto, and it will be easy for those skilled in the art to devise various embodiments.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸排気弁として電磁駆動弁を使用する内燃機関におい
て、バネ質量系の固有振動を利用して電磁駆動弁を始動
する場合に、弁体とピストンとの干渉を確実に防止する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
In an internal combustion engine that uses an electromagnetically driven valve as an intake / exhaust valve, when the electromagnetically driven valve is started by utilizing the natural vibration of a spring-mass system, it is possible to reliably prevent interference between the valve element and the piston.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る電子制御式内燃機関
の全体概要図である。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an electronically controlled internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係るエンジンECUのハ
ードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of an engine ECU according to the embodiment of the present invention.

【図3】吸気弁及び排気弁として使用される電磁弁の構
成を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of electromagnetic valves used as an intake valve and an exhaust valve.

【図4】エンジン始動装置の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an engine starting device.

【図5】スリット円盤エンコーダを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a slit disk encoder.

【図6】プランジャ位置とアッパ側電磁石がプランジャ
に及ぼす電磁力(吸引力)との関係を、アッパコイル電
流をパラメータとして表す特性図(実線)、及びプラン
ジャ位置と一対のスプリングがプランジャに及ぼす付勢
力との関係を表す特性図(破線)である。
FIG. 6 is a characteristic diagram (solid line) showing the relationship between the plunger position and the electromagnetic force (attraction force) exerted by the upper electromagnet on the plunger (solid line), and the urging force exerted by the plunger position and the pair of springs on the plunger. It is a characteristic diagram (broken line) showing the relationship with.

【図7】アッパコイル電流(A)、ロアコイル電流
(B)及び弁リフト(C)のタイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart of an upper coil current (A), a lower coil current (B) and a valve lift (C).

【図8】始動時におけるアッパコイル電流、ロアコイル
電流及び弁リフトの時間的変化を、駆動電流値が大きい
場合(A)と小さい場合(B)とについて例示するタイ
ムチャートである。
FIG. 8 is a time chart exemplifying temporal changes in the upper coil current, the lower coil current, and the valve lift at the time of starting for a case where the drive current value is large (A) and a case where the drive current value is small (B).

【図9】弁スタンプ領域及び開弁許容期間を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a valve stamp area and a valve opening allowable period.

【図10】電磁駆動弁及びカム駆動弁について全閉位置
から全開位置へ又は全開位置から全閉位置への遷移時間
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a transition time from the fully closed position to the fully open position or from the fully open position to the fully closed position for the electromagnetically driven valve and the cam driven valve.

【図11】クランク角度(上死点後クランク角度 [°CA
-ATDC])、ピストン位置及び弁リフトの関係を示す図で
ある。
[Fig. 11] Crank angle (Crank angle after top dead center [° CA
-ATDC]), a piston position and a valve lift.

【図12】電磁弁始動ルーチンの処理手順を示すフロー
チャート(1/2)である。
FIG. 12 is a flowchart (1/2) showing a processing procedure of a solenoid valve starting routine.

【図13】電磁弁始動ルーチンの処理手順を示すフロー
チャート(2/2)である。
FIG. 13 is a flowchart (2/2) showing a processing procedure of a solenoid valve starting routine.

【図14】クランキング速度NEに応じた電磁弁駆動電
流値Idrを決定するためのマップを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a map for determining a solenoid valve drive current value I dr according to a cranking speed NE.

【図15】電磁弁駆動電流値Idrに応じた始動所要時間
stを定めたマップを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a map defining a required starting time T st according to a solenoid valve drive current value I dr .

【図16】クランキング速度NEに応じた最早始動開始
時期A0 を定めたマップを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a map in which an earliest starting start timing A 0 is determined according to a cranking speed NE.

【図17】第1実施形態に係る始動開始時期(クランク
角度)P0 の決定方法を説明するための図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining a method of determining a start start timing (crank angle) P 0 according to the first embodiment.

【図18】第1実施形態に係る各気筒の吸排気弁の始動
の様子を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing how the intake and exhaust valves of each cylinder according to the first embodiment are started.

【図19】第2実施形態に係る始動開始時期(クランク
角度)P0 の決定方法を説明するための図である。
FIG. 19 is a diagram for explaining a method of determining a start start timing (crank angle) P 0 according to the second embodiment.

【図20】第2実施形態に係る各気筒の吸排気弁の始動
の様子を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing how the intake and exhaust valves of each cylinder according to the second embodiment are started.

【図21】第3実施形態に係る始動開始時期(クランク
角度)P0 の決定方法を説明するための図である。
FIG. 21 is a diagram for explaining a method of determining a start start timing (crank angle) P 0 according to the third embodiment.

【図22】第3実施形態に係る各気筒の吸排気弁の始動
の様子を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a state of starting the intake and exhaust valves of each cylinder according to the third embodiment.

【図23】第4実施形態に係る始動開始時期(クランク
角度)P0 の決定方法を説明するための図である。
FIG. 23 is a diagram for explaining a method of determining a start start timing (crank angle) P 0 according to the fourth embodiment.

【図24】第5実施形態に係る各気筒の吸排気弁の始動
の様子を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing how the intake and exhaust valves of each cylinder according to the fifth embodiment are started.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…エアクリーナ 4…スロットルボデー 5…スロットル弁 6…サージタンク(インテークマニホルド) 7…吸気管 10…燃料タンク 11…燃料ポンプ 12…燃料配管 20…気筒(エンジン本体) 21…燃焼室 22…冷却水通路 23…ピストン 24…吸気弁 26…排気弁 30…排気マニホルド 34…排気管 38…触媒コンバータ 40…エアフローメータ 42…スロットル開度センサ 43…吸気温センサ 44…水温センサ 45…O2 センサ 51…クランク角センサ 52…アイドルスイッチ 53…車速センサ 60…燃料噴射弁 65…スパークプラグ 70…エンジンECU 71…CPU 72…システムバス 73…ROM 74…RAM 75…A/D変換回路 76…入力インタフェース回路 77a,77d…駆動制御回路 79…バックアップRAM 80…弁体 81…弁頭 81a…弁フェース 82…弁軸 83…プランジャ 84…アッパコア 85…アッパコイル 86…ロアコア 87…ロアコイル 88…アッパスプリング 89…ロアスプリング 90…ケース 91…バルブガイド 92…内燃機関の吸排気用ポート 93…弁座 94…バッテリ 95…スタータモータ 96…スタータピニオン 97…リングギヤ 98…チョッパ回路 102…スリット円盤エンコーダ 103…投受光器2 ... Air cleaner 4 ... Throttle body 5 ... Throttle valve 6 ... Surge tank (intake manifold) 7 ... Intake pipe 10 ... Fuel tank 11 ... Fuel pump 12 ... Fuel pipe 20 ... Cylinder (engine body) 21 ... Combustion chamber 22 ... Cooling water Passage 23 ... Piston 24 ... Intake valve 26 ... Exhaust valve 30 ... Exhaust manifold 34 ... Exhaust pipe 38 ... Catalytic converter 40 ... Air flow meter 42 ... Throttle opening sensor 43 ... Intake temperature sensor 44 ... Water temperature sensor 45 ... O 2 sensor 51 ... Crank angle sensor 52 ... Idle switch 53 ... Vehicle speed sensor 60 ... Fuel injection valve 65 ... Spark plug 70 ... Engine ECU 71 ... CPU 72 ... System bus 73 ... ROM 74 ... RAM 75 ... A / D conversion circuit 76 ... Input interface circuit 77a , 77d ... Drive control circuit 79 ... Backup RAM 8 ... Valve element 81 ... Valve head 81a ... Valve face 82 ... Valve shaft 83 ... Plunger 84 ... Upper core 85 ... Upper coil 86 ... Lower core 87 ... Lower coil 88 ... Upper spring 89 ... Lower spring 90 ... Case 91 ... Valve guide 92 ... Internal combustion engine Intake / exhaust port 93 ... Valve seat 94 ... Battery 95 ... Starter motor 96 ... Starter pinion 97 ... Ring gear 98 ... Chopper circuit 102 ... Slit disk encoder 103 ... Emitter / receiver

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バネにより弁体が中立位置に弾性的に支
持されてバネ質量系を構成するとともに該弁体と一体と
なったプランジャに電磁力が作用せしめられて該弁体が
該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変位せしめら
れる内燃機関の電磁駆動弁を始動する方法において、電
磁力により該バネ質量系の固有振動の励起が開始されて
から該弁体が該全閉位置に達し該全閉位置に保持される
までに要する始動所要時間が、該電磁駆動弁を始動する
ときに弁スタンプを防止するための最早始動開始時期か
ら最遅始動終了時期までのクランク角度による始動許容
期間に相当する始動許容時間内に収まるように、該電磁
駆動弁の始動開始時期を設定し、クランク角度位置が該
始動開始時期に達したことを検出した時点で、該バネ質
量系の固有振動数に一致した振動をする電磁力を該プラ
ンジャへ作用させるべく駆動電流を該電磁駆動弁へ印加
し始め、さらに、前記最早始動開始時期は、検出される
クランキング速度に基づいて設定され、かつ、前記クラ
ンキング速度が大きいほど前記駆動電流が大きくされる
ことを特徴とする、内燃機関の電磁駆動弁の始動方法。
1. A spring elastically supports a valve element at a neutral position to form a spring-mass system, and an electromagnetic force acts on a plunger integrated with the valve element to move the valve element to the neutral position. In the method of starting the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine, which is displaced from the to the fully open position or the fully closed position, the valve body is moved to the fully closed position after the excitation of the natural vibration of the spring-mass system is started by the electromagnetic force. The electromagnetically driven valve is started for the required start time until it reaches and is held in the fully closed position.
Sometimes the earliest possible start time to prevent valve stamping
Starting allowance from crank angle to the end of the latest start
The start timing of the electromagnetically driven valve is set so as to be within the start allowable time corresponding to the period , and the natural vibration of the spring-mass system is detected when the crank angle position reaches the start start timing. A driving current is started to be applied to the electromagnetically driven valve in order to apply an electromagnetic force that vibrates in accordance with the number to the plunger, and further, the earliest starting start timing is set based on the detected cranking speed, and A method for starting an electromagnetically driven valve of an internal combustion engine, wherein the drive current is increased as the cranking speed is increased.
【請求項2】 バネにより弁体が中立位置に弾性的に支
持されてバネ質量系を構成するとともに該弁体と一体と
なったプランジャに電磁力が作用せしめられて該弁体が
該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変位せしめら
れる内燃機関の電磁駆動弁を始動する方法において、電
磁力により該バネ質量系の固有振動の励起が開始されて
から該弁体が該全閉位置に達し該全閉位置に保持される
までに要する始動所要時間が、該電磁駆動弁を始動する
ときに弁スタンプを防止するための最早始動開始時期か
ら最遅始動終了時期までのクランク角度による始動許容
期間に相当する始動許容時間内に収まるように、該電磁
駆動弁の始動開始時期を設定し、クランク角度位置が該
始動開始時期に達したことを検出した時点で、該バネ質
量系の固有振動数に一致した振動をする電磁力を該プラ
ンジャへ作用させるべく駆動電流を該電磁駆動弁へ印加
し始め、さらに、前記最早始動開始時期は、検出される
クランキング速度に基づいて設定され、かつ、該電磁駆
動弁に与える駆動電流をあまり大きくすることができな
い場合においてクランキング速度が過度に大きいときに
前記駆動電流が小さいほど前記クランキング速度が小
さくなるように調整されることを特徴とする、内燃機関
の電磁駆動弁の始動方法。
2. A valve body is elastically supported at a neutral position by a spring to form a spring-mass system, and an electromagnetic force is applied to a plunger integrated with the valve body so that the valve body is at the neutral position. In the method of starting the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine, which is displaced from the to the fully open position or the fully closed position, the valve body is moved to the fully closed position after the excitation of the natural vibration of the spring-mass system is started by the electromagnetic force. The electromagnetically driven valve is started for the required start time until it reaches and is held in the fully closed position.
Sometimes the earliest possible start time to prevent valve stamping
Starting allowance from crank angle to the end of the latest start
The start timing of the electromagnetically driven valve is set so as to be within the start allowable time corresponding to the period , and the natural vibration of the spring-mass system is detected when the crank angle position reaches the start start timing. A driving current is started to be applied to the electromagnetically driven valve in order to apply an electromagnetic force that vibrates in accordance with the number to the plunger, and further, the earliest starting start timing is set based on the detected cranking speed, and , The electromagnetic drive
The drive current given to the valve cannot be increased too much.
If the cranking speed is too high
Is adjusted so that the cranking speed becomes smaller as the drive current becomes smaller, and a method for starting an electromagnetically driven valve of an internal combustion engine.
【請求項3】 該内燃機関は複数の気筒を備えており、
クランク角度位置が前記始動開始時期に達した気筒より
該駆動電流の印加を開始して弁体が全閉位置に保持され
た後に、ピストンの動きに対応して電磁駆動弁の開閉を
行うことを、順次、次の点火順序の気筒に展開していく
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の内燃
機関の電磁駆動弁の始動方法。
3. The internal combustion engine comprises a plurality of cylinders,
After the application of the drive current is started from the cylinder whose crank angle position has reached the start start timing and the valve body is held in the fully closed position, the electromagnetically driven valve is opened and closed in response to the movement of the piston. The method for starting an electromagnetically driven valve for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the cylinders are sequentially deployed in the next ignition sequence.
【請求項4】 1つの気筒に複数の電磁駆動弁が設けら
れ、該複数の電磁駆動弁の始動開始時期がずらされて設
定されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記
載の内燃機関の電磁駆動弁の始動方法。
4. The cylinder according to claim 1, wherein a plurality of electromagnetically driven valves are provided in one cylinder, and start timings of the plurality of electromagnetically driven valves are shifted and set. Method for starting an electromagnetically driven valve of an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項5】 バネにより弁体が中立位置に弾性的に支
持されてバネ質量系を構成するとともに該弁体と一体と
なったプランジャに電磁力が作用せしめられて該弁体が
該中立位置から全開位置又は全閉位置へと変位せしめら
れる内燃機関の電磁駆動弁を始動する方法において、電
磁力により該バネ質量系の固有振動の励起が開始されて
から該弁体が該全閉位置に達し該全閉位置に保持される
までに要する始動所要時間が、該電磁駆動弁を始動する
ときに弁スタンプを防止するための最早始動開始時期か
ら最遅始動終了時期までのクランク角度による始動許容
期間に相当する始動許容時間内に収まるように、該電磁
駆動弁の始動開始時期を設定し、クランク角度位置が該
始動開始時期に達したことを検出した時点で、該バネ質
量系の固有振動数に一致した振動をする電磁力を該プラ
ンジャへ作用させるべく駆動電流を該電磁駆動弁へ印加
し始め、さらに、前記始動開始時期は、前記始動所要時
間が前記始動許容時間内に収まるクランク角度の領域で
最も早い時期から最も遅い時期まで自由に設定されるこ
とを特徴とする、内燃機関の電磁駆動弁の始動方法。
5. A valve body is elastically supported at a neutral position by a spring to form a spring-mass system, and an electromagnetic force is applied to a plunger integrated with the valve body so that the valve body is at the neutral position. In the method of starting the electromagnetically driven valve of the internal combustion engine, which is displaced from the to the fully open position or the fully closed position, the valve body is moved to the fully closed position after the excitation of the natural vibration of the spring-mass system is started by the electromagnetic force. The electromagnetically driven valve is started for the required start time until it reaches and is held in the fully closed position.
Sometimes the earliest possible start time to prevent valve stamping
Starting allowance from crank angle to the end of the latest start
The start timing of the electromagnetically driven valve is set so as to be within the start allowable time corresponding to the period , and the natural vibration of the spring-mass system is detected when the crank angle position reaches the start start timing. the electromagnetic force a vibration corresponds to the number begins to apply a driving current in order to act on said plunger to said electromagnetically driven valve, further wherein the starting start time, the startup required time
A method for starting an electromagnetically driven valve for an internal combustion engine, wherein the interval is freely set from the earliest time to the latest time in a crank angle range within the allowable start time .
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