JP3877851B2

JP3877851B2 - Solenoid valve drive

Info

Publication number: JP3877851B2
Application number: JP34391597A
Authority: JP
Inventors: 文明有川; 祥博都筑; 啓二四重田
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2017-11-27
Also published as: JPH11159313A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁式弁駆動装置に関し、特に閉弁時における駆動騒音を低減するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁式弁駆動装置は内燃機関の吸気弁等の弁の開閉を電磁駆動により行うもので、バルブと一体に直線動するアーマチャを有し、閉弁方向にアーマチャを付勢する閉弁側のバネと、弁の開弁方向にアーマチャを付勢する開弁側のバネとにより、バルブを中立位置に保持できるように構成されている。バルブの開閉は、上記アーマチャを閉弁方向に吸引する閉弁用のソレノイドと、上記アーマチャを開弁方向に吸引する開弁用のソレノイドとにより行われる。
【０００３】
図６は閉弁時のタイムチャートで、ソレノイドのオンオフのタイミング（Ａ）、リフト方向のバルブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示している。バルブを開弁状態から閉弁させるには、開弁用のソレノイドの通電を停止し、ばね力によりバルブを閉弁方向に移動せしめる。次いで閉弁用ソレノイドに通電することにより、アーマチャが閉弁用のソレノイドに吸引されてバルブが着座する。
【０００４】
かかる電磁式弁駆動装置においては、ソレノイドの吸引力で比較的速い速度を保ったままバルブが着座し、着座する時の衝撃で、着座時に振動および騒音を生じるおそれがある。また、衝撃を伴う開閉作動を繰り返すことにより、弁の耐久性が低下するおそれがある。
【０００５】
特開平８−１３５４１６号公報には、かかる構成の装置において、閉弁時に閉弁用のソレノイドをオンした後、バルブが着座する手前で開弁用のソレノイドをオンする（図６中に破線で図示）ことでアーマチャに開弁方向の付勢力を作用せしめ着座時の衝撃緩和を図ったものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしアーマチャがソレノイドから受ける吸引力は、アーマチャとソレノイド間距離が大きいと小さい。上記特開平８−１３５４１６号公報に記載の電磁式弁駆動装置では、バルブが着座する手前で開弁用のソレノイドからアーマチャが受ける吸引力は、バルブを減速せしめるに十分なものではなく、必ずしも着座時の衝撃緩和効果は十分ではない。
【０００７】
そこで本発明は、バルブ着座時の振動および騒音を防止し、また弁の耐久性を向上して信頼性に優れた電磁式弁駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、電磁式弁駆動装置は、バルブとアーマチャとがロッドを介して一体化して閉弁方向または開弁方向に移動する。上記バルブには閉弁側のバネが閉弁方向に、開弁側のバネが開弁方向に付勢する。閉弁用のソレノイドは、上記アーマチャの一方の端面側に所定間隔をおいて設けられ上記アーマチャを吸引して上記バルブの閉弁を保持し、開弁用ソレノイドは、上記アーマチャの他方の端面側に所定間隔をおいて設けられ上記アーマチャを吸引して上記バルブの開弁を保持する。これら開弁用ソレノイドおよび閉弁用ソレノイドを通電制御する通電制御手段を備えている。該通電制御手段には、ソレノイドの通電時期を決定する通電時期決定手段を具備せしめる。該通電時期決定手段は、上記バルブの閉弁時に、上記閉弁用のソレノイドの通電開始から上記バルブが着座するまでの間に閉弁用のソレノイドの通電を一時的にオフするオフ期間を設定し、該オフ期間の終了時点をバルブ速度がゼロとなった時点として、上記オフ期間の終了後に閉弁用のソレノイドの通電を再びオンする設定とする。
【０００９】
かかる構成とすることにより、オフ期間にはアーマチャに閉弁側のソレノイドの吸引力が作用せず、バネのばね力によりバルブが十分に減速されて滑らかに着座し、着座時のバルブの衝撃が効果的に緩和される。しかして着座する際の振動や騒音の発生が大幅に低減するとともに、バルブの耐久性が向上する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手段は、バルブ位置検出手段により検出されたバルブ位置が予め設定した位置になると閉弁用のソレノイドへの通電のオンオフを切替える構成とする。
【００１１】
閉弁用のソレノイドへの通電のオンオフの切替えがバルブ位置検出手段により検出されたバルブ位置に基づいて行われるので、バルブを滑らかに着座せしめる効果が一定して得られる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の速度を検出するバルブ速度検出手段を具備せしめ、上記通電時期決定手段を、バルブ速度検出手段により検出されたバルブの速度が略０になると上記オフ期間を終了するように設定する。
【００１３】
バルブ速度が略０になってから閉弁用のソレノイドがアーマチャを吸引するので着座時のバルブ速度は低く抑えられる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、上記通電制御手段にはさらにバルブのリフト方向の位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置と着座位置との偏差に応じて以後の閉弁時における上記オフ期間の開始時期を遅延側へ補正するように設定する。
【００１５】
バルブ速度が略０となった時のバルブ位置と着座位置との偏差に応じてオフ期間の開始時期が遅れ、バルブ速度が略０となるバルブ位置が着座位置側へ移動する。しかして着座位置におけるバルブ速度がより減速される。
【００１６】
請求項５記載の発明では、上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置が予め設定したバルブ位置よりも着座位置側の時、当該閉弁時におけるオフ期間により以後のオフ期間を固定するように設定する。
【００１７】
バルブ速度が略０となった時のバルブ位置が予め設定したバルブ位置よりも着座位置側になれば、当該閉弁時におけるオフ期間はバルブが滑らかに着座可能と判断する。かかる最適なオフ期間により以後のオフ期間が固定されるから、以後、一定してきわめて滑らかに着座する。
【００１８】
請求項６記載の発明では、上記バネを、上記バルブの着座手前で、付勢力が増大する構成とする。
【００１９】
かかる構成とすることにより、上記バルブの着座手前でバルブの減速力が高められバルブ速度が略０となる時間が長くなる。しかしてオフ期間の終了のタイミングがさ程厳密でなくともよいことになり、ソレノイドへの通電制御負担が軽減され、通電時期決定手段として簡単な構成のものが用いられ得る。
【００２０】
バネの付勢力が上記バルブの着座手前で増大する構成としては、請求項７記載の発明のように、上記バネを、長短長さの異なる２つのバネで構成し、短いバネを、一端を自由端とするとともに長さを上記バルブのストローク端手前で圧縮が開始する長さとすることで、上記バルブの着座手前でばね定数が実質的に大きくなるようにする。あるいは請求項８記載の発明のように、上記バネを、直列に接続されたばね定数の異なる２つのバネで構成することで、ばね定数の小さいバネが圧縮しきった後、ばね定数の大きいスプリングが圧縮するようにする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の電磁式弁駆動装置の一実施の形態を示したものであり、以下、これに基づいて説明する。公知のエンジンヘッド１には吸気口１１が設けられており、この吸気口１１を開閉する吸気弁としてのバルブ２が配設されている。バルブ２は、吸気口１１端に形成されるバルブシート１１ａと弁部を構成して吸気口１１を閉鎖する弁体２１とその上方に延びるステム２２からなり、ステム２２は、エンジンヘッド１に圧入固定された筒状ガイド部材１２内に上下方向に摺動自在に挿通保持されている。
【００２２】
ガイド部材１２上方のエンジンヘッド１内には、ステム２２の上端部外周に設けたスプリングストッパ３３との間に、閉弁側のバネたる第１のスプリング４１が配設されており、バルブ１を閉弁方向（図の上方）に付勢している。エンジンヘッド１の上面には、上端が閉鎖し下端が開口する筒状ハウジング７１が固定され、ステム２２の上端部は、ハウジング７１内に摺動自在に収容されるロッドたる第１のプッシュロッド３１の下端部に当接している。プッシュロッド３１の外周には、バルブ２を開弁作動しその状態を保持する開弁用のソレノイドたる第１のソレノイド６１が配設されている。
【００２３】
第１のプッシュロッド３１の上端部外周には、磁性体よりなる円盤状のアーマチャ４が固定してあり、アーマチャ４の下面は、所定間隔をおいて第１のソレノイド６１の上面と対向している。第１のプッシュロッド３１上方のハウジング７１内には、第２のプッシュロッド３２が摺動自在に収容され、第１のプッシュロッド３１の上端部は、この第２のプッシュロッド３２の下端部に当接している。プッシュロッド３２の外周には、バルブ２を閉弁作動しその状態を保持する閉弁用のソレノイドたる第２のソレノイド６２が配設されている。アーマチャ４の上面は、所定間隔をおいてソレノイド６２の下面と対向している。両プッシュロッド３１、３２は、バルブ２のステム２２と同軸上に配置されている。
【００２４】
第２のプッシュロッド３２の外周には、スプリングストッパ３４が設けられ、スプリングストッパ３４とハウジング７１の間には、バルブ１を開弁方向（図の下方）に付勢する開弁側のバネたる第２のスプリング５２が配設されている。ここで、両スプリング５１，５２のばね力は等しく設定される。このため、第１のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のいずれにも通電しない図示の状態において、アーマチャ４は、両ソレノイド６１，６２の略中間位置で静止している。第１のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のいずれかに通電すると、アーマチャ４が上方または下方に吸引駆動され、これに伴ってバルブ２が閉弁または開弁する。
【００２５】
アーマチャ４の外周には、ハウジング７１内周面に沿って筒状のスペーサ７２が配設され、スペーサ７２により、アーマチャ４と両ソレノイド６１、６２との間隔が設定され、アーマチャ４のストローク長すなわちバルブリフト量を調整している。
【００２６】
ハウジング７１の上方にはバルブ位置検出手段８３が設けてある。バルブ位置検出手段８３はセンサカバー８３１がハウジング７１の上部に被せてあり、第２のプッシュロッド３２の、スプリングストッパ３４よりも上方の延伸部３２１がハウジング７１を貫通してセンサカバー８３１内に侵入している。プッシュロッド３２の延伸部３２１の先端には平板状のターゲット８３２が、プッシュロッド３２に対して垂直面をなして固定され、バルブ２と一体にリフト方向に変位するようになっている。センサカバー８３１の天井からバルブ位置検出手段たるギャップセンサ８３３が垂下せしめてあり、ターゲット８３２と対向している。
【００２７】
ギャップセンサ８３３はターゲット８３２の上面までの距離を検出し、バルブ２のリフト方向の位置が知られるようになっている。またギャップセンサ８３３の検出信号を入力として、バルブ位置検出手段８３とともにバルブ速度検出手段８４を構成する微分回路８４１が設けてあり、入力する検出信号を微分してバルブ２の速度が知られるようになっている。
【００２８】
両ソレノイド６１，６２を通電制御する通電制御手段８について説明する。通電制御手段８はソレノイド駆動手段８１と、これに通電指令を出力するソレノイド駆動時期決定手段８２と、上記バルブ位置検出手段８３およびバルブ速度検出手段８４等で構成してある。ソレノイド駆動時期決定手段８２はマイクロコンピュータ等により構成されている。ソレノイド駆動時期決定手段８２には、ギャップセンサ８３３の検出信号、微分回路８４１の検出信号、図略のエンジンに設けられたシリンダ内を往復動するピストンの位置を検出するセンサ等、各種のセンサ（回転数、気筒判別等）の検出信号が入力し、ソレノイド駆動時期決定手段８２がこれらの検出信号に基づいて通電のタイミングを決定するようになっている。
【００２９】
次に、ソレノイド駆動時期決定手段８２における通電のタイミングの決定とともに、本実施形態になる電磁式弁駆動装置の作動について説明する。図１に示す非通電状態では、両スプリング５１，５２の力がほぼ等しいため、アーマチャ４は、両ソレノイド６１，６２の中間位置にある。ここから、エンジン始動前に、一旦全ての気筒のバルブを閉とする起動制御をする必要がある。
【００３０】
この起動制御は、このシステムの可動部の質量とバネで決まるバネ−質量系の固有振動を利用し、第１のソレノイド６１と第２のソレノイド６２とへ固有振動に相当する共振周波数にて、交互に通電することによりなされる。しばらく起動制御を行うとバルブ２が振動しはじめ、振幅が大きくなっていく。やがて両ソレノイド６１，６２間距離で規定される最大リフト位置まで作動するようになる。ここで、第２のソレノイド６２にアーマチャ４が吸引された状態で保持することで、バルブ２の閉状態が保持でき、起動制御が終了する。
【００３１】
その後、エンジンを始動し、ソレノイド駆動手段８１およびソレノイド駆動時期決定手段８２によりエンジンからの各センサ出力を基にエンジンの吸気弁および排気弁を任意のタイミングで開閉制御する。なお、本実施の形態では図１の構成をエンジンの吸気弁に適用した例として説明したが、本構成を排気弁に適用することもできる。
【００３２】
図２は閉弁時におけるソレノイド駆動時期決定手段８２の制御を示すタイムチャートで、両ソレノイド６１，６２のオンオフのタイミング（Ａ）、リフト方向のバルブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示している。先ずエンジン始動直後に、閉弁時におけるバルブ２の着座を滑らかにする最適な通電のタイミングが求められ、かかる最適なタイミングがソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに記憶される。それ以後は上記メモリに記憶されたタイミングで第２のソレノイド６２のオンオフが切替えられる。最初に、最適なタイミングが決定された後の通常時の作動について説明し、その後でエンジン始動直後に最適な通電タイミングを決定する作動について説明する。
【００３３】
エンジンからの各センサ出力等に基づいて決定された閉弁時期になると、まず第１のソレノイド６１への通電をオフする（時点ｔ₀）。すると、圧縮されていた第１のスプリング５１が伸長し、バルブ２が上昇を開始する。これに伴い、バルブ２のステム２２が第１のプッシュロッド３１を上方に押し上げ、プッシュロッド３１と一体のアーマチャ４が上方に移動する。
【００３４】
次いでアーマチャ４が図１に示す中立位置付近に到り、ギャップセンサ８３３により検出されるバルブ位置がソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに記憶された通電開始位置ｘ₁に達すると、第２のソレノイド６２に通電される（時点ｔ₁）。
【００３５】
このソレノイド６２への通電により発生するアーマチャ４への吸引力により、バルブ２に対する減速力が弱められバルブ速度をある程度高く維持して速やかに着座位置手前まで到達する。
【００３６】
従来の電磁式弁駆動装置では、第２のソレノイド６２は第１のソレノイド６１がオンした後、通電状態が続く（図６参照）が、本発明の電磁式弁駆動装置ではバルブ２が着座するまでに第２のソレノイド６２がオフするオフ期間が設定してある。
【００３７】
すなわちギャップセンサ８３３により検出されたバルブ位置が上記メモリに記憶された、オフ期間を開始する位置ｘ₂に達すると、第２のソレノイド６２をオフして（時点ｔ₂）バルブ２に対する減速力を高め、バルブ２は急速に減速する。そしてギャップセンサ８３３により検出されたバルブ位置が上記メモリに記憶された、オフ期間を終了する位置ｘ₃に達すると、第２のソレノイド６２を再びオンする（時点ｔ₃）。このオフ期間にバルブ２は急速に減速するから、バルブ２は十分に減速された状態で滑らかに着座する。バルブ２は着座後は第２のソレノイド６２の吸引力で着座状態が保持される。かくして、上記構成によれば、バルブ２がバルブシート１１ａに着座する際の衝撃を大幅に緩和し、振動や騒音の発生を防止して弁の耐久性を向上させることが可能となる。
【００３８】
次にエンジン始動直後の作動について説明する。第２のソレノイド６２の通電のタイミングはソレノイド駆動時期決定手段８２がエンジン始動後にギャップセンサ８３３により検出されるバルブ位置およびギャップセンサ８３３および微分回路８４１により検出されるバルブ速度等に基づいて決定する。
【００３９】
先ず第２のソレノイド６２の通電開始時期ｔ₁を決定する。エンジン始動直後の閉弁では、第１のソレノイド６１がオフすると同時に第２のソレノイド６２をオンし、オフ期間が設定されない従来の通電制御を行う。そしてギャップセンサ８３３によりバルブ２の着座を検出して第１のソレノイド６１がオフしてからバルブ２が着座するまでの時間を計測する。
【００４０】
次の閉弁では、第１のソレノイド６１がオフした後、予め設定した微小時間経過後に第２のソレノイド６２をオンし上記のごとく第１のソレノイド６１がオフしてからバルブが着座するまでの時間を計測する。このように順次、第２のソレノイド６２がオンするタイミングをずらして通電時間を短くしていき、計測時間を比較する。この計測時間は第２のソレノイド６２がオンするタイミングが遅い程長くなる。しかしソレノイド６２の、バルブ２を着座方向に付勢する吸引力はソレノイド６１，６２とアーマチャ４間が離れていると殆ど作用しないから、最初の計測時間は余り変わらない。やがて上記吸引力が十分に作用する位置までアーマチャ４が移動してからソレノイド６２がオンするようになると、計測時間は急に長くなる。
【００４１】
計測時間が余り変わらないうちはソレノイド６２は通電された電力が有効に用いられておらずソレノイド６２がオンするタイミングが早い程、無駄な電力消費をしていることになる。一方、計測時間が長くなることは、閉弁作動の遅れであり好ましくない。そこで第２のソレノイド６２がオンするタイミングに対して計測時間が大きく上昇し始めるタイミングを第２のソレノイド６２の通電時期の最適値とする。そしてこの時点におけるバルブ位置を第２のソレノイド６２の通電を開始する位置ｘ₁として上記メモリに記憶しておく。かくして第２のソレノイド６２への通電を開始する時点ｔ₁が、電力消費の無駄がなくしかも十分に早い閉弁作動の可能なタイミングに設定される。以後は、バルブ２が位置ｘ₁にくると第２のソレノイド６２に通電が開始される。
【００４２】
次にオフ期間の開始時点ｔ₂、終了時点ｔ₃を決定する。第２のソレノイド６２への通電を開始する時点ｔ₁が決定された後は、閉弁時において、第１のソレノイド６１がオフ後、バルブ２が上記メモリに記憶した位置にくると第２のソレノイド６２が通電され、オフ期間も設定される。このオフ期間の開始時点ｔ₂と終了時点ｔ₃は以下のようにして決定される。まず時点ｔ₂は、初期値として時点ｔ₁から予め設定した微小時間遅れた時点に設定される。この場合は通電時間が短いから比較的早いタイミングでバルブ速度が低下し、０となる。ソレノイド駆動時期決定手段８２は、バルブ速度が予め設定した微速度を下回ると、すなわち略０となると、その時点をオフ期間の終了時点ｔ₃とする。バルブ２は第２のソレノイド６２の吸引力により吸引され加速して着座する。
【００４３】
その後の閉弁では、順次、オフ期間の開始時点ｔ₂を遅らせていく。オフ期間の終了時点ｔ₃は上記と同様にバルブ速度が略０となった時点とする。
【００４４】
オフ期間の開始時点ｔ₂が早いときには、開始時点ｔ₂までの第２のソレノイド６２への通電時間が短いため、バルブ速度が速い速度に維持されない。この結果、バルブ２がシート部１１ａから比較的離れている時点で速度が略０となる。そして開始時点ｔ₂が遅れて、バルブ２を着座方向に付勢する第２のソレノイド６２への通電時間（ｔ₂−ｔ₁）が長くなっていくと、バルブ速度が略０の時点におけるバルブ位置は着座位置に近づいていく。すなわち開始時点ｔ₂が遅れるにつれ、バルブ速度が略０である終了時点ｔ₃におけるバルブ位置と着座位置との偏差が小さくなり、着座時におけるバルブ速度が小さくなる。
【００４５】
ソレノイド駆動時期決定手段８２は、閉弁ごとに終了時点ｔ₃のバルブ位置と着座位置との偏差を求める。そしてこの偏差を予め設定したしきい値と比較し、しきい値よりも大きければ次の閉弁時における開始時点ｔ₂を遅延側に設定する。一方、偏差が予め設定したしきい値よりも小さければ着座時のバルブ速度が十分に減速され滑らかに着座可能と判断し、このときの時点ｔ₂，ｔ₃におけるバルブ位置ｘ₂，ｘ₃を記憶してオフ期間を固定する。
【００４６】
すなわち、以後は、検出されるバルブ位置が記憶されたバルブ位置ｘ₂になると第２のソレノイド６２がオフされ、バルブ位置ｘ₃になると再びオンする。なお、上記しきい値は小さい程、よりバルブが滑らかに着座することが可能となるが、実験等により騒音等の程度を判断して設定するのがよい。発明者らの実験によるとエンジンの吸排気弁においては５μｍ以下とするのがよい。
【００４７】
このようにエンジン等が経年変化してもこれに追随して第２のソレノイド６２への最適な通電タイミングが設定される。またスプリング等の製造ばらつきがあっても各エンジンに最適な通電タイミングが設定される。
【００４８】
なお要求される騒音の程度によっては、また他の遮音対策と併用することにより、最適なオフ期間を、エンジンが始動される度に更新するのではなく、更新頻度は適宜減らすことができる。また第２のソレノイドの通電タイミングを始めから固定とし、ソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに記憶された位置（ｘ₁，ｘ₂，ｘ₃）に基づいて通電制御をしてもよい。この場合は、予め実験により（ｘ₁，ｘ₂，ｘ₃）を求めておく。
【００４９】
また第２のソレノイド６２の通電開始時期ｔ₁、オフ期間の開始時点ｔ₂、終了時点ｔ₃は、バルブ位置（ｘ₁，ｘ₂，ｘ₃）により固定しているが、第１のソレノイド６１のオフからの時間で規定しても勿論よい。
【００５０】
またオフ期間については固定するのではなく、閉弁の度にバルブ速度を検出してバルブ速度が略０の時にオフ期間を終了し、その時点のバルブ位置と着座位置との偏差に応じて常にオフ期間の開始時点を補正する構成としてもよい。
【００５１】
また、ここまで閉弁側の制御方法として説明してきたが、開弁側に適用しても同様の効果が期待できる。
【００５２】
（第２実施形態）
図３に本発明の別の実施形態を示す。基本的な構成は第１実施形態の構成と同じもので、図中、図１と同じ番号を付した部分については実質的に同じ作動をするので第１実施形態との相違点を中心に説明する。通電制御手段８Ａは、微分回路を省略してバルブ位置のみが知られる構成とし、ソレノイド駆動時期決定手段８２Ａは、メモリに第２のソレノイド６２の通電開始時期およびオフ期間を規定するバルブ位置（ｘ₁，ｘ₂，ｘ₃）が記憶され、第２のソレノイド６２の通電タイミングを固定としている。
【００５３】
またスプリングは閉弁側のスプリング５１１，５１２、開弁側のスプリング５２１，５２２ともに、太い径のスプリング５１１（５２１）と細い径のスプリング５１２（５２２）とで二重に構成されている。太い径のスプリング５１１，５２１は図１のスプリング５１，５２と同様に、アーマチャ４をソレノイド６１，６２の中間位置に保持する。
【００５４】
細い径のスプリング５１２（５２２）は下端が太い径のスプリング５１１（５２１）とともに固定してあり、上端が自由としてある。細い径のスプリング５１２，５２２の自由長は、バルブ２のストローク端手前にある時に、スプリング５１２，５２２の上端が固定端となる長さとしてある。すなわちスプリング５１２は、バルブ２が完全にリフトする手前でスプリングストッパ３３に当接し、スプリング５２２は、バルブ２が着座する手前でハウジング７１の天井面に当接する。しかして開弁時であればスプリング５１２が、バルブ２が完全にリフトする手前で圧縮を開始し、閉弁時であればスプリング５２２が着座する手前で圧縮を開始するようになっている。
【００５５】
かかる構成とすることにより、バルブ２が着座する手前で両スプリング５２１，５２２は、そのばね定数の和で規定される大きな減速力を発生する。
【００５６】
図４は本実施形態におけるオフ期間の終了時点ｔ₃と着座時におけるバルブ速度の関係を示すもので、比較例として図１のようにスプリングが単一の構成のもののデータ（白丸）を併せて示している。本実施形態（黒丸）は、小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ₃の幅が、比較例よりも広くなることが確認された。これはバルブ２に着座手前で大きな減速力が作用するためと認められる。
【００５７】
このように本実施形態では小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ₃に幅があるので、バルブ位置はさ程精度よく検出する必要はない。したがってオフ期間を固定としても、エンジンの経時変化やエンジン間の個体差の影響を回避することができ、着座における滑らかさの厳しい要求に十分に応えることができる。またバルブ位置はさ程精度よく検出する必要がないのでギャップセンサ８３３に安価なものが用いられ得る。
【００５８】
バルブ２の着座位置手前でばね定数を上げるには、第２実施形態の構成において、スプリングを図５のように構成してもよい。図５に示す構成ではスプリングはばね定数の異なるスプリング５１３（５２３）と５１４（５２４）とが直列に接続してあり、ばね定数の小さなスプリング５１３（５２３）が圧縮し終えるとばね定数の大きなスプリング５１４（５２４）が圧縮を開始し、ばね定数が上がるようになっている。かかる構成でも小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ₃に幅を持たせることができる。
【００５９】
スプリングは、複数のスプリングで構成するのではなく、バネ材の径等が途中で変化してばね定数が非線形な単一のスプリングで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の全体断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の作動を説明するタイムチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の全体断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の作動を説明するグラフである。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の全体断面図である。
【図６】従来の一の電磁式弁駆動装置の作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１エンジンヘッド
１１吸気口
１１ａバルブシート
２バルブ
３１プッシュロッド（ロッド）
４アーマチャ
５１，５１１，５１２，５１３，５１４スプリング（閉弁側のバネ）
５２，５２１，５２２，５２３，５２４スプリング（開弁側のバネ）
６１第１のソレノイド（開弁用のソレノイド）
６２第２のソレノイド（閉弁用のソレノイド）
８，８Ａ通電制御手段
８１ソレノイド駆動手段
８２，８２Ａソレノイド駆動時期決定手段（駆動時期決定手段）
８３バルブ位置検出手段
８４バルブ速度検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnetic valve driving device, and more particularly to a structure for reducing driving noise when the valve is closed.
[0002]
[Prior art]
The electromagnetic valve drive device opens and closes a valve such as an intake valve of an internal combustion engine by electromagnetic drive, and has an armature that linearly moves integrally with the valve, and a spring on the valve closing side that biases the armature in the valve closing direction. And a valve on the valve opening side that biases the armature in the valve opening direction so that the valve can be held in a neutral position. The valve is opened and closed by a valve closing solenoid that sucks the armature in the valve closing direction and a valve opening solenoid that sucks the armature in the valve opening direction.
[0003]
FIG. 6 is a time chart when the valve is closed, and shows the on / off timing of the solenoid (A), the valve position (B) in the lift direction, and the valve speed (C). In order to close the valve from the open state, the energization of the solenoid for opening the valve is stopped, and the valve is moved in the valve closing direction by the spring force. Next, by energizing the valve closing solenoid, the armature is attracted to the valve closing solenoid and the valve is seated.
[0004]
In such an electromagnetic valve drive device, the valve is seated while maintaining a relatively high speed by the suction force of the solenoid, and vibration and noise may occur during the seating due to an impact when seated. Further, the durability of the valve may be reduced by repeating the opening / closing operation with impact.
[0005]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-135416, in the apparatus having such a configuration, after closing the valve closing solenoid when the valve is closed, the valve opening solenoid is turned on before the valve is seated (indicated by a broken line in FIG. 6). Thus, an armature is applied with an urging force in the valve opening direction to reduce the impact when seated.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the suction force that the armature receives from the solenoid is small when the distance between the armature and the solenoid is large. In the electromagnetic valve driving device described in JP-A-8-135416, the suction force received by the armature from the solenoid for opening the valve before the valve is seated is not sufficient for decelerating the valve. The impact mitigating effect at the time is not enough.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electromagnetic valve driving device that prevents vibration and noise when a valve is seated and improves the durability of the valve and has excellent reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the invention, in the electromagnetic valve driving device, the valve and the armature are integrated via the rod and moved in the valve closing direction or the valve opening direction. In the valve, the valve-closing spring is biased in the valve closing direction, and the valve-opening spring is biased in the valve opening direction. The solenoid for closing the valve is provided at a predetermined interval on one end face side of the armature and sucks the armature to hold the valve closed. The solenoid for opening the valve is on the other end face side of the armature Is provided at a predetermined interval to hold the valve open by sucking the armature. An energization control means for energizing the valve opening solenoid and the valve closing solenoid is provided. The energization control means is provided with energization timing determining means for determining the energization timing of the solenoid. The energization timing determining means sets an off period during which the energization of the solenoid for closing the valve is temporarily turned off between the start of energization of the solenoid for closing the valve and the seating of the valve when the valve is closed. The valve speed at the end of the off period. Became zero As the time point, the energization of the solenoid for closing the valve is turned on again after the end of the off period.
[0009]
With such a configuration, the attractive force of the solenoid on the valve closing side does not act on the armature during the off period, the valve is sufficiently decelerated by the spring force of the spring, and sits smoothly, and the impact of the valve when seated Is effectively mitigated. As a result, the occurrence of vibration and noise when sitting is greatly reduced and the durability of the valve is improved.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the energization control means includes valve position detection means for detecting the position of the valve in the lift direction, and the energization timing determination means is a valve detected by the valve position detection means. When the position reaches a preset position, the energization of the solenoid for closing the valve is switched on and off.
[0011]
Since the switching of energization to the solenoid for closing the valve is performed based on the valve position detected by the valve position detecting means, the effect of smoothly seating the valve can be obtained constantly.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, the energization control means is provided with valve speed detection means for detecting the speed of the valve in the lift direction, and the energization timing determination means is the valve speed detected by the valve speed detection means. When the value becomes substantially 0, the off period is set to end.
[0013]
Since the valve closing solenoid sucks the armature after the valve speed becomes substantially zero, the valve speed when seated can be kept low.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, the energization control means is further provided with a valve position detection means for detecting the position of the valve in the lift direction, and the energization timing determination means is provided when the valve speed becomes substantially zero. In accordance with the deviation between the valve position and the seating position, the start time of the off period when the valve is closed thereafter is set to be corrected to the delay side.
[0015]
The start time of the off period is delayed according to the deviation between the valve position and the seating position when the valve speed becomes substantially zero, and the valve position at which the valve speed becomes substantially zero moves to the seating position side. Accordingly, the valve speed at the seating position is further reduced.
[0016]
In the fifth aspect of the invention, the energization timing determining means is further controlled by the off period when the valve is closed when the valve position when the valve speed becomes substantially zero is closer to the seating position than the preset valve position. Set to fix the off period of.
[0017]
If the valve position when the valve speed becomes substantially zero is closer to the seating position than the preset valve position, it is determined that the valve can be seated smoothly during the OFF period when the valve is closed. Since the subsequent off-period is fixed by such an optimum off-period, the user is seated in a constant and extremely smooth manner thereafter.
[0018]
In the invention described in claim 6, the spring is configured such that the biasing force increases before the valve is seated.
[0019]
With such a configuration, the deceleration force of the valve is increased before the valve is seated, and the time during which the valve speed is substantially zero is increased. Therefore, the end timing of the off period does not have to be so strict, the energization control burden on the solenoid is reduced, and a simple configuration can be used as the energization timing determining means.
[0020]
As a configuration in which the urging force of the spring increases before the valve is seated, the spring is configured by two springs having different lengths, and the short spring is free at one end as in the invention of claim 7. The spring constant is substantially increased before the valve is seated by setting the length to be the length at which compression starts before the stroke end of the valve. Alternatively, as in the invention described in claim 8, the spring is composed of two springs having different spring constants connected in series, and after the spring having a small spring constant is completely compressed, the spring having a large spring constant is compressed. To do.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows an embodiment of an electromagnetic valve driving device according to the present invention, which will be described below. A known engine head 1 is provided with an intake port 11, and a valve 2 is disposed as an intake valve for opening and closing the intake port 11. The valve 2 includes a valve seat 11 a formed at the end of the intake port 11, a valve body 21 that forms a valve portion and closes the intake port 11, and a stem 22 extending above the valve body 21. The stem 22 is press-fitted into the engine head 1. It is inserted and held in a fixed cylindrical guide member 12 so as to be slidable in the vertical direction.
[0022]
In the engine head 1 above the guide member 12, a first spring 41, which is a spring on the valve closing side, is disposed between the spring stopper 33 provided on the outer periphery of the upper end portion of the stem 22. The valve is energized in the valve closing direction (upward in the figure). A cylindrical housing 71 having an upper end closed and a lower end opened is fixed to the upper surface of the engine head 1, and the upper end portion of the stem 22 is a first push rod 31 that is a rod slidably accommodated in the housing 71. Is in contact with the lower end of the. On the outer periphery of the push rod 31, there is disposed a first solenoid 61 as a valve opening solenoid for opening the valve 2 and holding the state.
[0023]
A disk-shaped armature 4 made of a magnetic material is fixed to the outer periphery of the upper end of the first push rod 31. The lower surface of the armature 4 is opposed to the upper surface of the first solenoid 61 at a predetermined interval. Yes. The second push rod 32 is slidably accommodated in the housing 71 above the first push rod 31, and the upper end portion of the first push rod 31 is connected to the lower end portion of the second push rod 32. It is in contact. On the outer periphery of the push rod 32, a second solenoid 62 is disposed as a valve closing solenoid for closing the valve 2 and maintaining the state. The upper surface of the armature 4 faces the lower surface of the solenoid 62 at a predetermined interval. Both push rods 31 and 32 are arranged coaxially with the stem 22 of the valve 2.
[0024]
A spring stopper 34 is provided on the outer periphery of the second push rod 32. Between the spring stopper 34 and the housing 71, a spring on the valve opening side that biases the valve 1 in the valve opening direction (downward in the drawing). A second spring 52 is provided. Here, the spring force of both springs 51 and 52 is set equal. For this reason, in the state shown in the figure where neither the first solenoid 61 nor the second solenoid 62 is energized, the armature 4 is stationary at a substantially intermediate position between the solenoids 61 and 62. When either the first solenoid 61 or the second solenoid 62 is energized, the armature 4 is suctioned upward or downward, and the valve 2 is closed or opened accordingly.
[0025]
On the outer periphery of the armature 4, a cylindrical spacer 72 is disposed along the inner peripheral surface of the housing 71. The spacer 72 sets a distance between the armature 4 and both solenoids 61 and 62. The valve lift is adjusted.
[0026]
Above the housing 71, valve position detecting means 83 is provided. In the valve position detecting means 83, the sensor cover 831 is placed on the upper portion of the housing 71, and the extending portion 321 of the second push rod 32 above the spring stopper 34 penetrates the housing 71 and enters the sensor cover 831. is doing. A flat plate-like target 832 is fixed to the tip of the extending portion 321 of the push rod 32 so as to form a vertical surface with respect to the push rod 32, and is displaced in the lift direction integrally with the valve 2. A gap sensor 833 serving as a valve position detecting unit is suspended from the ceiling of the sensor cover 831 and faces the target 832.
[0027]
The gap sensor 833 detects the distance to the upper surface of the target 832 so that the position of the valve 2 in the lift direction is known. Further, a differentiation circuit 841 is provided which constitutes the valve speed detection means 84 together with the valve position detection means 83 with the detection signal of the gap sensor 833 as an input so that the speed of the valve 2 is known by differentiating the input detection signal. It has become.
[0028]
The energization control means 8 for energizing the solenoids 61 and 62 will be described. The energization control means 8 includes a solenoid drive means 81, a solenoid drive timing determination means 82 for outputting an energization command thereto, the valve position detection means 83, the valve speed detection means 84, and the like. The solenoid drive timing determining means 82 is constituted by a microcomputer or the like. The solenoid drive timing determining means 82 includes various sensors (such as a detection signal of the gap sensor 833, a detection signal of the differentiation circuit 841, and a sensor for detecting the position of a piston that reciprocates in a cylinder provided in an unillustrated engine). The detection signal of the rotational speed, cylinder discrimination, etc.) is input, and the solenoid drive timing determining means 82 determines the energization timing based on these detection signals.
[0029]
Next, the operation of the electromagnetic valve drive device according to this embodiment will be described together with the determination of the energization timing in the solenoid drive timing determination means 82. In the non-energized state shown in FIG. 1, the forces of the springs 51 and 52 are substantially equal, so the armature 4 is in the middle position between the solenoids 61 and 62. From this point, before starting the engine, it is necessary to perform start control for closing all the valves of the cylinders.
[0030]
This activation control utilizes the natural vibration of the spring-mass system determined by the mass of the movable part of this system and the spring, and at the resonance frequency corresponding to the natural vibration to the first solenoid 61 and the second solenoid 62, This is done by energizing alternately. When starting control is performed for a while, the valve 2 starts to vibrate and the amplitude increases. Eventually, it operates to the maximum lift position defined by the distance between the solenoids 61 and 62. Here, by holding the armature 4 in the state where the second solenoid 62 is attracted, the closed state of the valve 2 can be maintained, and the start-up control ends.
[0031]
Thereafter, the engine is started, and the solenoid drive means 81 and the solenoid drive timing determination means 82 open and close the intake valves and exhaust valves of the engine at arbitrary timings based on the sensor outputs from the engine. In the present embodiment, the configuration shown in FIG. 1 has been described as an example applied to an intake valve of an engine. However, this configuration can also be applied to an exhaust valve.
[0032]
FIG. 2 is a time chart showing the control of the solenoid drive timing determining means 82 when the valve is closed, showing the on / off timing (A) of both solenoids 61, 62, the valve position (B) in the lift direction, and the valve speed (C). ing. First, immediately after the engine is started, an optimum energization timing for smoothing the seating of the valve 2 when the valve is closed is obtained, and this optimum timing is stored in the memory of the solenoid drive timing determining means 82. Thereafter, the second solenoid 62 is switched on and off at the timing stored in the memory. First, the normal operation after the optimal timing is determined will be described, and then the optimal energization timing immediately after the engine start will be described.
[0033]
When the valve closing timing determined based on each sensor output from the engine, etc., the first solenoid 61 is first turned off (time t ₀ ). Then, the compressed first spring 51 is extended, and the valve 2 starts to rise. Along with this, the stem 22 of the valve 2 pushes the first push rod 31 upward, and the armature 4 integrated with the push rod 31 moves upward.
[0034]
Next, the armature 4 reaches the vicinity of the neutral position shown in FIG. 1, and the valve position detected by the gap sensor 833 is the energization start position x stored in the memory of the solenoid drive timing determination means 82. ₁ Is reached, the second solenoid 62 is energized (time t ₁ ).
[0035]
The attraction force to the armature 4 generated by energization of the solenoid 62 weakens the deceleration force on the valve 2 and quickly reaches the seating position while maintaining a high valve speed.
[0036]
In the conventional electromagnetic valve driving device, the second solenoid 62 is energized after the first solenoid 61 is turned on (see FIG. 6), but the valve 2 is seated in the electromagnetic valve driving device of the present invention. The off period during which the second solenoid 62 is turned off is set up to this point.
[0037]
That is, the valve position detected by the gap sensor 833 is stored in the memory, and the position x at which the off period starts. ₂ The second solenoid 62 is turned off (time t ₂ ) The deceleration force on the valve 2 is increased, and the valve 2 decelerates rapidly. The valve position detected by the gap sensor 833 is stored in the memory, and the position x for ending the off period _Three Is reached, the second solenoid 62 is turned on again (time t _Three ). Since the valve 2 decelerates rapidly during this off period, the valve 2 sits smoothly in a sufficiently decelerated state. After the valve 2 is seated, the seated state is maintained by the suction force of the second solenoid 62. Thus, according to the above configuration, it is possible to significantly reduce the impact when the valve 2 is seated on the valve seat 11a, to prevent the occurrence of vibration and noise, and to improve the durability of the valve.
[0038]
Next, the operation immediately after the engine is started will be described. The energization timing of the second solenoid 62 is determined based on the valve position detected by the gap sensor 833 after the engine is started and the valve speed detected by the gap sensor 833 and the differentiation circuit 841.
[0039]
First, the energization start time t of the second solenoid 62 ₁ To decide. When the valve is closed immediately after the engine is started, the second solenoid 62 is turned on at the same time as the first solenoid 61 is turned off, and the conventional energization control in which the off period is not set is performed. Then, the seating of the valve 2 is detected by the gap sensor 833, and the time from when the first solenoid 61 is turned off until the valve 2 is seated is measured.
[0040]
In the next valve closing, after the first solenoid 61 is turned off, the second solenoid 62 is turned on after a lapse of a preset minute time until the valve is seated after the first solenoid 61 is turned off as described above. Measure time. In this way, the energization time is shortened by sequentially shifting the timing at which the second solenoid 62 is turned on, and the measurement times are compared. This measurement time becomes longer as the timing at which the second solenoid 62 is turned on is later. However, since the suction force of the solenoid 62 that urges the valve 2 in the seating direction hardly acts when the solenoids 61 and 62 and the armature 4 are separated from each other, the initial measurement time does not change much. Eventually, when the solenoid 62 is turned on after the armature 4 moves to a position where the suction force is sufficiently applied, the measurement time is suddenly increased.
[0041]
As long as the measurement time does not change much, the energized power is not used effectively for the solenoid 62, and the earlier the timing at which the solenoid 62 is turned on, the more power is consumed. On the other hand, an increase in measurement time is not preferable because it is a delay in valve closing operation. Therefore, the timing at which the measurement time starts to increase greatly with respect to the timing at which the second solenoid 62 is turned on is set as the optimum value for the energization timing of the second solenoid 62. Then, the valve position at this time is set to a position x at which the energization of the second solenoid 62 is started. ₁ Is stored in the memory. Thus, the time t when the energization of the second solenoid 62 is started. ₁ However, the timing is set so that the valve closing operation can be performed sufficiently quickly without waste of power consumption. Thereafter, the valve 2 is in the position x. ₁ When it comes to, energization of the second solenoid 62 is started.
[0042]
Next, the off-period start time t ₂ , End time t _Three To decide. Time t when energization of the second solenoid 62 is started ₁ Is determined, when the valve is closed, the second solenoid 62 is energized when the valve 2 comes to the position stored in the memory after the first solenoid 61 is turned off, and the off period is also set. Start time t of this off period ₂ And end time t _Three Is determined as follows. First time t ₂ Is the initial value t ₁ Is set at a time point that is delayed by a preset minute time. In this case, since the energization time is short, the valve speed decreases at a relatively early timing and becomes zero. When the valve speed falls below a preset fine speed, that is, when it becomes substantially zero, the solenoid drive timing determining means 82 determines that point in time when the OFF period ends t _Three And The valve 2 is sucked by the suction force of the second solenoid 62 and accelerated to be seated.
[0043]
In subsequent valve closing, the off-period start time t ₂ Will be delayed. End point t of off period _Three Is the time when the valve speed becomes substantially zero as described above.
[0044]
Off period start time t ₂ When is early, start time t ₂ Since the energization time to the second solenoid 62 is short, the valve speed is not maintained at a high speed. As a result, the speed becomes substantially zero when the valve 2 is relatively away from the seat portion 11a. And start time t ₂ Is delayed, the energization time (t) for the second solenoid 62 that urges the valve 2 in the seating direction. ₂ -T ₁ ) Becomes longer, the valve position when the valve speed is substantially zero approaches the seating position. That is, the start time t ₂ As time delays, the end time t when the valve speed is substantially zero _Three The deviation between the valve position and the seating position at is reduced, and the valve speed during seating is reduced.
[0045]
The solenoid drive timing determining means 82 is terminated at the end time t every time the valve is closed. _Three The deviation between the valve position and the seating position is obtained. Then, this deviation is compared with a preset threshold value, and if it is larger than the threshold value, the start time t at the next valve closing time ₂ Is set to the delay side. On the other hand, if the deviation is smaller than a preset threshold value, it is determined that the valve speed at the time of seating is sufficiently decelerated and can be seated smoothly. ₂ , T _Three Valve position x at ₂ , X _Three Is stored and the off period is fixed.
[0046]
That is, thereafter, the detected valve position is stored as the valve position x. ₂ The second solenoid 62 is turned off and the valve position x _Three It turns on again. Note that the smaller the threshold value is, the smoother the valve can be seated. However, it is preferable to determine and set the degree of noise or the like through experiments. According to the experiments by the inventors, the intake / exhaust valve of the engine is preferably 5 μm or less.
[0047]
Thus, even if the engine or the like changes with time, an optimal energization timing for the second solenoid 62 is set following the change. Even if there are manufacturing variations such as springs, the optimum energization timing is set for each engine.
[0048]
Depending on the level of noise required, and in combination with other sound insulation measures, the optimal off period is not updated each time the engine is started, but the update frequency can be reduced as appropriate. The energization timing of the second solenoid is fixed from the beginning, and the position (x ₁ , X ₂ , X _Three ) May be energized based on the above. In this case, (x ₁ , X ₂ , X _Three )
[0049]
The energization start timing t of the second solenoid 62 ₁ , Off period start time t ₂ , End time t _Three Is the valve position (x ₁ , X ₂ , X _Three However, it may of course be defined by the time from when the first solenoid 61 is turned off.
[0050]
In addition, the off period is not fixed, but the valve speed is detected every time the valve is closed, and the off period ends when the valve speed is substantially zero, and always depends on the deviation between the valve position and the seating position at that time. The start time of the off period may be corrected.
[0051]
Further, the control method on the valve closing side has been described so far, but the same effect can be expected even when applied to the valve opening side.
[0052]
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as the configuration of the first embodiment. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 operate substantially the same, so the description will focus on the differences from the first embodiment. To do. The energization control means 8A has a configuration in which only the valve position is known by omitting the differentiation circuit, and the solenoid drive timing determination means 82A has a valve position (x that defines the energization start timing and the off period of the second solenoid 62 in the memory. ₁ , X ₂ , X _Three ) Is stored, and the energization timing of the second solenoid 62 is fixed.
[0053]
In addition, the springs 511 and 512 on the valve closing side and the springs 521 and 522 on the valve opening side are both constituted by a thick spring 511 (521) and a thin spring 512 (522). The large-diameter springs 511 and 521 hold the armature 4 at an intermediate position between the solenoids 61 and 62 in the same manner as the springs 51 and 52 in FIG.
[0054]
The thin diameter spring 512 (522) is fixed together with the thick diameter spring 511 (521) at the lower end, and the upper end is free. The free lengths of the thin-diameter springs 512 and 522 are set such that the upper ends of the springs 512 and 522 are fixed ends when they are in front of the stroke end of the valve 2. That is, the spring 512 contacts the spring stopper 33 before the valve 2 is completely lifted, and the spring 522 contacts the ceiling surface of the housing 71 before the valve 2 is seated. When the valve is opened, the spring 512 starts to be compressed before the valve 2 is completely lifted. When the valve is closed, the spring 512 starts to be compressed before the spring 522 is seated.
[0055]
With this configuration, both springs 521 and 522 generate a large deceleration force defined by the sum of their spring constants before the valve 2 is seated.
[0056]
FIG. 4 shows the end point t of the off period in this embodiment. _Three FIG. 2 shows the relationship between the valve speed and the valve speed when seated, and also shows data (white circles) for a single spring configuration as shown in FIG. 1 as a comparative example. This embodiment (black circle) is an allowed end point t giving a small seating speed. _Three It was confirmed that the width of was wider than that of the comparative example. This is because a large deceleration force acts on the valve 2 before sitting.
[0057]
Thus, in this embodiment, the allowable end time t giving a small seating speed. _Three Therefore, it is not necessary to detect the valve position with high accuracy. Therefore, even if the off-period is fixed, it is possible to avoid the influence of engine changes over time and individual differences between engines, and it is possible to satisfactorily meet the demand for smoothness in sitting. Further, since it is not necessary to detect the valve position with high accuracy, an inexpensive one can be used for the gap sensor 833.
[0058]
In order to increase the spring constant before the seating position of the valve 2, the spring may be configured as shown in FIG. 5 in the configuration of the second embodiment. In the configuration shown in FIG. 5, springs 513 (523) and 514 (524) having different spring constants are connected in series, and when the spring 513 (523) having a small spring constant is completely compressed, the spring having a large spring constant is obtained. 514 (524) starts compression and the spring constant is increased. Allowed end time t giving a small seating speed even in such a configuration _Three Can have a width.
[0059]
The spring may not be composed of a plurality of springs, but may be composed of a single spring whose spring constant is nonlinear by changing the diameter of the spring material in the middle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall cross-sectional view of an electromagnetic valve drive device showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the electromagnetic valve driving device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an overall cross-sectional view of an electromagnetic valve driving apparatus showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph for explaining the operation of an electromagnetic valve driving device showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an overall cross-sectional view of an electromagnetic valve driving apparatus showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of one conventional electromagnetic valve drive device.
[Explanation of symbols]
1 Engine head
11 Inlet
11a Valve seat
2 Valve
31 Push rod (rod)
4 Armature
51, 511, 512, 513, 514 Spring (spring on the valve closing side)
52, 521, 522, 523, 524 Spring (spring on the valve opening side)
61 First solenoid (solenoid for valve opening)
62 Second solenoid (valve closing solenoid)
8,8A Energization control means
81 Solenoid drive means
82, 82A Solenoid drive timing determination means (drive timing determination means)
83 Valve position detection means
84 Valve speed detection means

Claims

A rod that moves integrally with the valve in the valve closing direction or the valve opening direction, an armature that is integrally provided around the rod, a spring on the valve closing side that biases the valve in the valve closing direction, and a valve biased in the valve opening direction A valve-opening spring, a valve-closing solenoid provided at a predetermined interval on one end face side of the armature to suck the armature and hold the valve closed, and the other end face of the armature A valve opening solenoid that holds the valve open by suctioning the armature and is provided at a predetermined interval on the side, and an energization control means that controls energization of the valve opening solenoid and the valve closing solenoid. In the electromagnetic valve driving apparatus provided, the energization control means includes an energization timing determining means for determining energization timing of the solenoid, and the energization timing determination means is activated when the valve is closed. Set temporarily off period for turning off the energization of the solenoid for closing until the valve from the energization start of the solenoid for closing is seated, the end of the off period the valve speed is zero The electromagnetic valve driving device is characterized in that, after the off period, the energization of the solenoid for closing the valve is turned on again.

2. The electromagnetic valve driving apparatus according to claim 1, wherein the energization control means includes valve position detection means for detecting a position of the valve in the lift direction, and the energization timing determination means is controlled by the valve position detection means. An electromagnetic valve driving device configured to switch on / off of energization to a valve closing solenoid when a detected valve position becomes a preset position.

2. The electromagnetic valve driving apparatus according to claim 1, wherein the energization control means includes valve speed detection means for detecting the speed in the lift direction of the valve, and the energization timing determination means is controlled by the valve speed detection means. An electromagnetic valve driving device that is set to end the off-period when the detected valve speed is substantially zero.

4. The electromagnetic valve driving apparatus according to claim 3, wherein the energization control means includes a valve position detection means for detecting the position of the valve in the lift direction, and the energization timing determination means has a valve speed of substantially zero. An electromagnetic valve driving device which is set so as to correct the start timing of the off period at the time of subsequent valve closing to the delay side in accordance with the deviation between the valve position and the seating position at the time.

5. The electromagnetic valve driving device according to claim 4, wherein the energization timing determining means is configured such that when the valve position when the valve speed becomes substantially zero is closer to the seating position than the preset valve position, An electromagnetic valve driving device that is set to fix a subsequent off period by the off period.

6. The electromagnetic valve driving device according to claim 1, wherein the spring is configured to increase an urging force before the valve is seated.

7. The electromagnetic valve driving apparatus according to claim 6, wherein the spring is composed of two springs having different lengths, the short spring having one end as a free end and the length compressed before the stroke end of the valve. Electromagnetic valve drive device with a length that starts.

7. The electromagnetic valve driving device according to claim 6, wherein the spring is constituted by two springs having different spring constants connected in series.