JP3881094B2 - 電磁式弁駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用エンジンの吸排気弁を作動させるために用いられる電磁式弁駆動装置に関し、特に、バルブが開閉する際の駆動騒音を低減するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の弁を開閉するための電磁式弁駆動装置としては、特開平７−３３２０４号公報に開示されるような構成が知られている。この装置は、バルブのステム上部に一体に設けたアーマチャを有し、バルブの閉弁方向にアーマチャを付勢する閉弁側スプリングと、バルブの開弁方向にアーマチャを付勢する開弁側スプリングとにより、バルブ弁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ソレノイド、および開弁方向に吸引する開弁用ソレノイドにより制御される。
【０００３】
上記構成において、バルブが開弁している状態から、バルブを閉弁作動させる場合には、開弁用ソレノイドの通電を停止し、次いで、閉弁用ソレノイドに通電する。この時、アーマチャは、押し縮められていた閉弁用スプリングのばね力により閉弁方向に移動し、開弁用ソレノイドに吸引されて、バルブが着座し、閉弁する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成において、バルブの閉弁時、閉弁用ソレノイドに通電を開始し、アーマチャが吸引されるにつれて、閉弁用ソレノイドとアーマチャとの隙間が小さくなる。この隙間が小さくなるに従い、発生する吸引力は大きくなることから、バルブスピードが速くなる。この時のバルブ位置とバルブスピードの変化を図１１に示す。図に示されるように、バルブが閉弁位置に近づいて閉弁用ソレノイドが作用し始めると、バルブスピードが再び上昇しており、バルブが高速でシート部に着座していることがわかる。その結果、バルブの閉弁時に大きな振動や騒音が発生し、あるいは、バルブが着座する際の衝撃により、バルブの耐久性が低下するおそれがあった。
【０００５】
しかして、本発明の目的は、ソレノイドを用いた弁駆動装置において、バルブの着座速度を低減することにあり、これにより着座時の振動や騒音の発生を防止するとともに、弁の耐久性を向上して、信頼性の高い電磁式弁駆動装置を実現しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明請求項１の構成において、電磁式弁駆動装置は、バルブと、該バルブを閉弁方向に付勢する閉弁用スプリングおよび開弁方向に付勢する開弁用スプリングと、上記バルブと一体に閉弁方向または開弁方向に移動するロッドと、該ロッド周りに一体に設けられるアーマチャと、この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を閉弁作動させる閉弁用ソレノイドと、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を開弁作動させる開弁用ソレノイドと、上記閉弁用ソレノイドおよび開弁用ソレノイドのいずれかに通電することにより上記アーマチャを閉弁方向または開弁方向に吸引駆動するソレノイド駆動手段とを備えている。そして、少なくとも上記開弁用ソレノイドへの通電を開始した時点より上記バルブが着座するまでのバルブ位置を検出可能なバルブ位置検出手段と、該バルブ位置検出手段からの信号に基づいて、上記バルブが着座位置直前において着座位置から隔たった位置の速度よりも十分遅い速度となるように、上記閉弁用ソレノイドへの通電時期を決定して、上記ソレノイド駆動手段に信号を出力するソレノイド駆動時期決定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成において、開弁用ソレノイドへの通電を停止すると、圧縮されていた閉弁用スプリングが伸長し、バルブが閉弁方向へ移動する。次いで、閉弁用ソレノイドに通電すると、ロッドと一体のアーマチャがこの閉弁用ソレノイドの方向へ移動するが、この時、両者が接近するにつれて吸引力が増加するため、そのままでは、バルブスピードが速くなりすぎる。そこで、本発明では、バルブ位置検出手段により、閉弁時のバルブ位置を把握し、上記閉弁用ソレノイドへの通電をソレノイド駆動時期決定手段によって制御することで、上記バルブが十分遅い速度で着座するようにする。
【０００８】
具体的には、上記ソレノイド駆動時期決定手段は、上記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が、上記バルブの着座位置近傍の所定位置となった時に上記閉弁用ソレノイドへの通電を一旦停止するとともに、上記バルブが着座する直前に上記閉弁用ソレノイドへ再通電する。
【０００９】
上記閉弁用ソレノイドの吸引力は、上記アーマチャの接近とともに大きくなるが、バルブの着座位置近傍で、上記閉弁用ソレノイドへの通電を一旦停止すると、上記バルブが減速しながら着座位置に近づくようにすることができる。そして、着座位置の直前において、上記閉弁用ソレノイドへ再通電することで、上記アーマチャを吸引し、上記バルブを十分遅い速度で確実に閉弁させることができる。よって、着座する際の振動や騒音の発生を大幅に低減することができ、さらにバルブの耐久性を向上させることができる。
【００１０】
上記バルブ位置検出手段としては、例えば一次コイルおよび二次コイルと、上記バルブと一体に移動する導電性のターゲットを有し、上記一次コイルに通電した時に上記ターゲットに生じる渦電流から上記バルブ位置を知る渦電流式変位センサを用いることができる（請求項２）。
【００１１】
この時、上記一次コイルとして上記閉弁用ソレノイドのコイルを、上記ターゲットとして上記アーマチャを用い、上記アーマチャまたは上記閉弁用ソレノイドに上記二次コイルとなる第３のコイルを設けて、渦電流式変位センサを構成すれば、装置全体をコンパクトにすることができる（請求項３）。
【００１２】
また、上記一次コイルとして上記閉弁用ソレノイドのコイルを、上記二次コイルとして上記開弁用ソレノイドのコイルを、上記ターゲットとして上記アーマチャを用いて渦電流式変位センサを構成することもできる。この時、上記閉弁用ソレノイドに通電した時に発生する渦電流を検出することによりバルブ位置を検出することができ、部品を追加する必要がないので構成をより簡素化することができる（請求項４）。
【００１３】
上記バルブ位置検出手段に、例えばコイルへの通電時あるいは停止時に生じるノイズを取り除くようなノイズ消去手段を設ければ（請求項５）、検出される渦電流のピーク値がより明確となり、バルブ位置の検出をより精度よく行うことができる。
【００１４】
上記バルブ位置検出手段を、上記アーマチャと、これを収容するハウジングが固定されるバルブボディとの間の抵抗値を測定することによりバルブ位置を検出するように構成することもできる（請求項６）。あるいは、上記開弁用スプリングのバネ荷重を測定することによりバルブ位置を検出するような構成としてもよく（請求項７）、いずれの場合も、同様の効果が得られる。その他、レーザまたは光を用いたセンサによりバルブ位置を検出する構成としてもよく、同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１は本発明の電磁式弁駆動装置の概略構成を示すもので、Ｈ１はバルブボディたるエンジンヘッドＨに設けた吸気口であり、この吸気口Ｈ１を開閉する吸気弁としてのバルブ１が配設されている。バルブ１は、吸気口Ｈ１端に形成されるバルブシートＨ２に着座して吸気口Ｈ１を閉鎖する弁体１１とその上方に延びるステム１２からなり、該ステム１２は、エンジンヘッドＨに圧入固定された筒状ガイド部材Ｈ３内に上下方向に摺動自在に挿通保持されている。
【００１６】
上記ガイド部材Ｈ２上方のエンジンヘッドＨ内には、上記ステム１２の上端部外周に設けたスプリングストッパ１３との間に、上記弁体１１を閉弁方向（図の上方）に付勢する閉弁用スプリングたるロアスプリング２１が配設されている。上記エンジンヘッドＨの上方には、円筒状の下部ハウジング３１とその上端開口内に嵌合固定される上端閉鎖の上部ハウジング３２からなるハウジング３が配設され、下部ハウジング３１下端縁に設けたフランジ部にて上記エンジンヘッドＨの上面に固定されている。上記ステム１２の上端部は、下部ハウジング３１内に摺動自在に収容されるロアプッシュロッド４１の下端部に当接している。該ロアプッシュロッド４１の外周には、上記弁体１１を開弁作動しその状態を保持する開弁用ソレノイドたるロアソレノイド５１が配設されており、上記ロアプッシュロッド４１の上端部はロアソレノイド５１を貫通してその上方に延びている。
【００１７】
上記ロアプッシュロッド４１の上端部には、磁性体よりなる円盤状のアーマチャ６が固定してあり、該アーマチャ６の下面は、所定間隔をおいて上記ロアソレノイド５１の上面と対向している。上記アーマチャ６の上面には、上記ロアプッシュロッド４１上方のハウジング３内に摺動自在に収容されるアッパプッシュロッド４２の下端部が当接している。このアッパプッシュロッド４２の下半部外周には、上記弁体１１を閉弁作動しその状態を保持する閉弁用ソレノイドたるアッパソレノイド５２が配設されており、上記アーマチャ６の上面は、所定間隔をおいてこのアッパソレノイド５２の下面と対向している。
【００１８】
上記アッパソレノイド５２およびロアソレノイド５１は、ソレノイド駆動手段９１に接続されており、ソレノイド駆動時期決定手段９２からの駆動信号に基づいて駆動されるようになしてある。上記アーマチャ６の外周には、上記ロアソレノイド５１とアッパソレノイド５２との間に、筒状のスペーサ７が配設され、該スペーサ７により、上記アーマチャ６と両ソレノイド５１、５２との間隔、すなわちバルブリフト量を調整している。なお、上記ステム１２と上記ロアプッシュロッド４１、アッパプッシュロッド４２は同一軸線上にある。
【００１９】
上記アッパプッシュロッド４２は、上記アッパソレノイド５２上方の上部ハウジング３２内に延びており、その中間部外周には、スプリングストッパ４３が設けてある。このスプリングストッパ４３と、上端が閉鎖する上部ハウジング３２の上面との間には、開弁用スプリングたるアッパスプリング２２が配設されており、上記弁体１１を開弁方向（図の下方）に付勢している。ここで、上記ロアスプリング２１とアッパスプリング２２のばね力は等しく設定される。このため、上記ロアソレノイド５１およびアッパソレノイド５２のいずれにも通電しない図示の状態において、上記アーマチャ６は、これらロアソレノイド５１およびアッパソレノイド５２の略中間位置で静止している。上記ロアソレノイド５１またはアッパソレノイド５２のいずれかに通電すると、上記アーマチャ６が上方または下方に吸引駆動され、これに伴って上記弁体１１が閉弁または開弁する。
【００２０】
上記アッパプッシュロッド４２の上端部は、上部ハウジング３２の上面を貫通し、バルブ位置検出手段たるバルブ位置検出センサ８のハウジング８１内に延びている。上記アッパプッシュロッド４２の上端部には、ターゲットとなる金属製の円盤４４が固定されて、上記ハウジング８１内に配置したバルブ位置検出センサ８に対向している。本実施の形態では、バルブ位置検出センサ８として、公知の渦電流式変位センサを用いており、上記アッパプッシュロッド４２上端の上記円盤４４をターゲットとしてその位置を検出し、これを基にバルブ１の位置を検出するように構成されている。この検出原理を図２を用いて説明する。図２（ａ）、（ｂ）のように、渦電流式変位センサには、一次コイルＰと二次コイルＳが配設されており、一次コイルＰには交流電源が接続されている。一次コイルＰに交流を流した状態で、ターゲットＴが接近してくると、一次コイルＰによる交番磁界（一次磁界）によりターゲットＴ内に渦電流が生じる。この渦電流によって新たに二次的磁界が発生し、この二次的磁界は一次磁界に逆らう方向に作用して、一次磁界を弱める。すなわち、一次コイルＰ、二次コイルＳ間の相互インダクタンスが変化し、これを検出することでターゲットＴとの距離を知ることができる。なお、一般的には、二次コイルＳに誘起される電圧をそのまま測定する方法よりも、図２（ｃ）に示す回路構成として、２組のコイルをブリッジ形にして不平衡電圧を取り出せば、より精度よく測定できる。
【００２１】
上記バルブ位置検出センサ８の検出結果は、ソレノイド駆動時期決定手段９２に入力される。一方、エンジンには図示されないピストン位置検出センサが設けられており、このピストン位置検出センサからの検出信号等、各種センサからの信号が、ソレノイド駆動時期決定手段９２に入力される。ソレノイド駆動時期決定手段９２は、これらの信号を基に演算を行ってソレノイド５１、５２の駆動時期を決定し、ソレノイド駆動手段９１に駆動信号を出力する。
【００２２】
本発明の特徴は、バルブ１の弁体１１の位置を、上記バルブ位置検出センサ８で常時検出し、その検出結果に基づいて両ソレノイド５１、５２の駆動を制御することにより、バルブ１の着座を滑らかに行うことにある。以下、本実施の形態の電磁式弁駆動装置の作動を図３を用いて説明する。図１に示す非通電状態では、ロアスプリング２１とアッパスプリング２２の力がほぼ等しいため、上記アーマチャ６は、ロアソレノイド５１とアッパソレノイド５２の中間位置にある。エンジン運転時、バルブ位置検出センサ８、ピストン位置検出センサ等の各センサ出力を基にソレノイド駆動時期決定手段９２がソレノイド駆動手段９１に信号を出力すると、ソレノイド駆動手段９１はロアソレノイド５１、アッパソレノイド５２へ交互に通電を行って、バルブ１の開閉を制御する。
【００２３】
この開閉制御において、バルブ１が開の状態（開弁用のロアソレノイド５１に吸引保持されている状態）からこれを閉弁する場合には、まず、開弁用のロアソレノイド５１への通電を停止する（図３（ａ）点）。すると、押し縮められていた閉弁用のロアスプリング２１のバネ力により、バルブ１が閉弁方向に移動を開始し、バルブスピードが次第に増加する。同時に、バルブ１のステム１２がロアプッシュロッド４１を上方に押し上げ、ロアプッシュロッド４１と一体のアーマチャ６が上方に移動する。
【００２４】
しかしながら、バルブ１とガイド部材Ｈ３、または両ソレノイド５１、５２とプッシュロッド４１、４２との摺動部等には、摺動抵抗が存在する。このために、アーマチャ６が中立位置を過ぎるとバルブスピードは低下し始め、アーマチャ６はロアスプリング２１のバネ力だけでは閉弁側のアッパソレノイド５２の磁極面まで移動することができない。従って、作動させるためには、閉弁用のアッパソレノイド５２に、バルブ１の移動途中から通電を始め（図３（ｂ）点）、ソレノイドで吸引することにより閉弁作動させる。
【００２５】
ところが、この時、アッパソレノイド５２の通電を開始し、アーマチャ６との隙間が小さくなるにつれて吸引力が大きくなるために、図１１に示したように、そのままではバルブスピードが再上昇し、着座速度が高速となってしまう。このため、本発明では、バルブ位置検出センサ８の信号から、刻々変化するバルブ位置とバルブスピードを知り、これを基にバルブ１が着座する前に、一旦、アッパソレノイド５２の通電を停止して（図３（ｃ）点）、バルブスピードが上昇しないようにする。すると、バルブ１は、ロアスプリング２１のバネ力によって、バルブスピードを次第に低下させながら移動し、アーマチャ６がアッパソレノイド５２のごく近傍に達する。そこで、アッパソレノイド５２へ再通電し（図３（ｄ）点）、再びアーマチャ６にアッパソレノイド５２の吸引力を作用させることで、極めて低いバルブスピードでバルブ１を閉弁することができる。
【００２６】
ここで、図３におけるアッパソレノイド５２への通電タイミングｔ₁ 、ｔ₂ 、ｔ₃ について説明する。閉弁動作時、ロアソレノイド５１への通電を停止してからアッパソレノイド５２へ通電するまでの遅延時間ｔ₁ は、短すぎると、アーマチャ６との隙間がまだ大きいタイミングで通電を開始することになり、発生する吸引力が非常に小さいため、有効な吸引力が発生し始めるまでは無用な通電となって、消費電力を増大させてしまう。逆に、遅延時間ｔ₁ が長すぎると、アーマチャ６の速度が低下し始めたタイミングで通電を開始することになるために、閉弁するまでに時間がかかりすぎてしまう。従って、遅延時間ｔ₁ の最適タイミングは、閉弁に要する時間が長くなりすぎない範囲で、できるだけ遅延させるのがよく、例えば、図３ではバルブスピードが最大となった時点でアッパソレノイド５２へ通電している。
【００２７】
アッパソレノイド５２への通電から通電を一旦停止するまでの１回目の通電期間ｔ₂ については、通電期間ｔ₂ が経過した後、アーマチャ６はバネ力により速度を減じながらアッパソレノイド５２へ近づいていくことになる。ここで、通電期間ｔ₂ が短いと、バルブ１が着座位置に十分接近する前にアーマチャ６の速度が０となる。逆に、通電期間ｔ₂ が長いと、アーマチャ６の速度が十分低減しないうちにアッパソレノイド５２に衝突してしまい、効果がない。従って、通電期間ｔ₂ の最適タイミングは、通電期間ｔ₂ 後、アッパソレノイド５２への通電を一旦停止した時に、アーマチャ６がアッパソレノイド５２の磁極面が接するかまたは近接しているように設定するのがよい。具体的には、アーマチャ６とアッパソレノイド５２の磁極面との距離が０〜５μｍ程度となるように設定するのが好ましい。
【００２８】
アッパソレノイド５２への通電を一旦停止してから再通電するまでの通電ＯＦＦ時間ｔ₃ は、通電停止後、アーマチャ６がバネ力によりアッパソレノイド５２に接近し、バルブスピードがほぼ０となるまでの時間とする。その後、アッパソレノイド５２に再通電すると、バルブ１はゆっくりと吸引され、振動や当接音を伴わずにバルブシートＨ２に着座してその状態を保持する。よって、振動や騒音の発生を防止し、また、着座の際の衝撃が大幅に緩和されるので弁の耐久性が向上する。
【００２９】
次に、図４に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。図４において、電磁式弁駆動装置の基本構成は、上記した図１と同様であり、以下、相違点について述べる。本実施の形態では、バルブ位置検出手段として、図１のバルブ位置検出センサ８を設ける代わりに、上記アーマチャ６の下面に二次コイルとしての第３のコイル６１を設けるとともに、該コイル６１に、発生する渦電流を検出するための渦電流検出手段９３を設ける。一次コイルとしては、閉弁時に通電されるアッパソレノイド５２のコイルが、ターゲットとしてはアーマチャ６が用いられる。
【００３０】
本発明者等の行った実験によると、コイル６１は、線径０．１ｍｍ、巻数３巻でバルブ１の閉弁を検出することができた。その例を図５、６に示す。図５は、アッパソレノイド５２への通電制御を行わなかった場合の検出信号であり、バルブ１の着座時に大きなピーク値が発生していることがわかる。そこで、この検出信号を基に上記第１の実施の形態同様の通電制御を行い、バルブ１の着座位置近傍でアッパソレノイド５２への通電を一旦停止した後、再通電して、上記ピーク値が小さくなるようにした。この時、図６に示すように、着座時のピーク値が大幅に低減しており、着座スピードが十分低くなっていることがわかる。
【００３１】
なお、この場合の通電タイミングは、予め、アッパソレノイド５２への通電時期と渦電流検出手段９３の信号パターンを調べて、最適パターンを把握しておき、検出信号がそのパターンとなるように通電タイミングを制御する。具体的には、図６（ｅ）点および図６（ｆ）点におけるピーク値から、検出信号がこれらピーク値に近づいた時に、アッパソレノイド５２への通電を停止しまたは再通電するように制御すればよい。
【００３２】
上記構成によっても、バルブ位置検出手段からの信号を基にソレノイドへの通電時期を制御することで、上記第１の実施の形態同様の効果が得られる。また、本実施の形態では、第３のコイル６１をアーマチャ６に設けており、上記第１の実施の形態のようにバルブ位置検出センサ８を設置するスペースが不要であるので、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００３３】
図７は本発明の第３の実施の形態であり、本実施の形態では、渦電流を検出するための二次コイルとして、閉弁時に通電されないロアソレノイド５１のコイルを使用する。この場合も、ロアソレノイド５１のコイルに渦電流検出手段９３を接続し、その検出信号に基づいて駆動手段９１および通電時期決定手段９２により通電制御を行うことで同様の効果が得られる。しかも新たな構成部材を設ける必要がないので、構成をより簡素化することができる。なお、本実施の形態では、アッパソレノイド５１のコイルにも渦電流検出手段９３を接続し、開弁側におけるバルブ位置も検出できるようにしている。
【００３４】
図８は本発明の第４の実施の形態である。本実施の形態では、上記第２の実施の形態の構成に加えてさらにノイズ消去手段たるバンドパスフィルタ９４を設けており、渦電流検出手段９３の信号からノイズを取り除いた後、通電時期決定手段９２に入力するようにする。具体的には、上記図６に示した渦電流検出手段９３の信号から、ソレノイド５１、５２への通電時や通電停止時に発生するノイズを取り除く。これにより、着座時に発生する渦電流のピーク値をより明確にでき、アッパソレノイド５２への通電時期の判定をより精度よく行うことが可能となって、さらに着座時のスピードを遅くできる。
【００３５】
図９は本発明の第５の実施の形態である。本実施の形態では、渦電流を検出するための二次コイルとして、閉弁用のアッパソレノイド５２内のコイルの下方に第３のコイル５３を設ける。そして、この第３のコイル５３を渦電流検出手段９３に接続することで、一次コイルとなるアッパソレノイド５２に通電した際に生じる渦電流を検出することが可能であり、上記各実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
図１０は本発明の第６の実施の形態である。本実施の形態では、バルブ位置検出手段として、アーマチャ６とエンジンヘッドＨとの間の抵抗値を検出する抵抗値検出手段９５を用いる。すなわち、アーマチャ６とエンジンヘッドＨとの抵抗値は、アーマチャ６、ロアプッシュロッド４１、ロアソレノイド５１、エンジンヘッドＨ間の和であり、閉弁する時にはアーマチャ６とアッパソレノイド５２間のロッド長さが長くなるために、その分、抵抗値は大きくなる。さらに閉弁した時には、アーマチャ６とアッパソレノイド５２が接するために、抵抗値はさらに大きくなる。従って、アーマチャ６とエンジンヘッドＨとの抵抗値によりバルブ位置を検出することが可能であり、その抵抗値変化を予め把握しておき、その検出結果を通電時期決定手段９２に入力して、上記各実施の形態同様の制御を行うことで、バルブ１の着座を滑らかに行うことができる。なお、本実施の形態では、ロアプッシュロッド４１とステム１２、アーマチャ６とアッパプッシュロッド４２との間には絶縁シート４５を介在させている。
【００３７】
図１１は本発明の第７の実施の形態である。本実施の形態では、バルブ位置検出手段として、アッパスプリング２２の上方に、バネの荷重を検出するバネ荷重検出手段９６を設ける。バルブ１が開閉する時にはアッパスプリング２２が伸縮することから、発生するバネ力をバネ荷重検出手段９６で検出することで、バルブ位置を検出することが可能である。この検出結果を通電時期決定手段９２に入力し、上記各実施の形態同様の制御を行うことで、バルブ１の着座を滑らかに行う同様の効果が得られる。
【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】渦電流式変位センサによる検出原理を説明するための図である。
【図３】第１の実施の形態におけるアッパソレノイドへの通電時期とバルブ位置、バルブスピードの関係を示す図である。
【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全体断面図である。
【図５】アッパソレノイドへの通電制御を行わない場合の渦電流検出手段の信号パターンを示す図である。
【図６】アッパソレノイドへの通電制御を行った場合の渦電流検出手段の信号パターンを示す図である。
【図７】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８】本発明の第４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９】本発明の第５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１０】本発明の第６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１１】本発明の第７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１２】従来の電磁式弁駆動装置におけるアッパソレノイドへの通電時期とバルブ位置、バルブスピードの関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｈ エンジンヘッド（バルブボディ）
Ｈ１ 吸気口
Ｈ２ バルブシート
１ バルブ
１１ 弁体
１２ ステム
２１ ロアスプリング（閉弁用スプリング）
２２ アッパスプリング（開弁用スプリング）
３ ハウジング
４１ ロアプッシュロッド
４２ アッパプッシュロッド
４４ 円盤（ターゲット）
５１ ロアソレノイド（開弁用スプリング）
５２ アッパソレノイド（閉弁用スプリング）
５３ 第３のコイル
６ アーマチャ
６１ 第３のコイル
７ スペーサ
８ バルブ位置検出手段
８１ ハウジウング
９１ ソレノイド駆動手段
９２ ソレノイド駆動時期決定手段
９３ 渦電流検出手段
９４ バンドパスフィルタ（ノイズ消去手段）
９５ 抵抗値検出手段
９６ バネ荷重検出手段

Claims (7)

1. バルブと、該バルブを閉弁方向に付勢する閉弁用スプリングおよび開弁方向に付勢する開弁用スプリングと、上記バルブと一体に閉弁方向または開弁方向に移動するロッドと、該ロッド周りに一体に設けられるアーマチャと、この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を閉弁作動させる閉弁用ソレノイドと、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を開弁作動させる開弁用ソレノイドと、上記閉弁用ソレノイドおよび開弁用ソレノイドのいずれかに通電することにより上記アーマチャを閉弁方向または開弁方向に吸引駆動するソレノイド駆動手段とを備える電磁式弁駆動装置であって、少なくとも上記開弁用ソレノイドへの通電を開始した時点より上記バルブが着座するまでのバルブ位置を検出可能なバルブ位置検出手段と、該バルブ位置検出手段からの信号に基づいて、上記バルブが着座位置直前において着座位置から隔たった位置の速度よりも十分遅い速度となるように、上記閉弁用ソレノイドへの通電時期を決定して、上記ソレノイド駆動手段に信号を出力するソレノイド駆動時期決定手段とを設け、上記ソレノイド駆動時期決定手段は、上記バルブ位置検出手段によって検出されるバルブ位置が、上記バルブの着座位置近傍の所定位置となった時に上記閉弁用ソレノイドへの通電を一旦停止するとともに、上記バルブが着座する直前に上記閉弁用ソレノイドへ再通電することを特徴とする電磁式弁駆動装置。
2. 上記バルブ位置検出手段が、一次コイルおよび二次コイルと、上記バルブと一体に移動する導電性のターゲットを有し、上記一次コイルに通電した時に上記ターゲットに生じる渦電流から上記バルブ位置を知る渦電流式変位センサである請求項１記載の電磁式弁駆動装置。
3. 上記一次コイルとして上記閉弁用ソレノイドのコイルを、上記ターゲットとして上記アーマチャを用い、上記アーマチャまたは上記閉弁用ソレノイドに上記二次コイルとなる第３のコイルを設けた請求項２記載の電磁式弁駆動装置。
4. 上記一次コイルとして上記閉弁用ソレノイドのコイルを、上記二次コイルとして上記開弁用ソレノイドのコイルを、上記ターゲットとして上記アーマチャを用い、上記閉弁用ソレノイドへ通電した時に発生する渦電流を検出することによりバルブ位置を検出する請求項２記載の電磁式弁駆動装置。
5. 上記バルブ位置検出手段にノイズ消去手段を設けた請求項２ないし４のいずれか記載の電磁式弁駆動装置。
6. 上記バルブ位置検出手段が、上記アーマチャと、これを収容するハウジングが固定されるバルブボディとの間の抵抗値を測定することによりバルブ位置を検出するように構成されている請求項１記載の電磁式弁駆動装置。
7. 上記バルブ位置検出手段が、上記開弁用スプリングのバネ荷重を測定することによりバルブ位置を検出するように構成されている請求項１記載の電磁式弁駆動装置。

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