JP4126923B2 - 電磁駆動弁の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を気体ばねによって付勢するタイプの電磁駆動弁に採用して好適な電磁駆動弁の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電磁駆動弁は一般に、気体ばねの雰囲気温度等の変化によって圧力室内のガス圧が変化する。すなわち、気体ばねの雰囲気温度が変化すると圧力室の温度も変化し、この圧力室の温度変化によって圧力室内のガス圧が変化する。そして、このように圧力室内のガス圧が変化するようなことがあると、気体ばねの弾性力が変化し、ひいては弁体、すなわち吸排気弁の開閉駆動に影響を及ぼすようになる。
【０００３】
そこで従来は、例えば特開平１１−９３６３０号公報に見られるように、上記圧力室内の圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサの出力に基づいて同圧力室に供給する圧縮空気量を制御するようにしたものなども提案されている。すなわちこの装置では、圧縮空気を蓄えるためのリザーバタンクを備え、このリザーバタンクに蓄えられる圧縮空気を、上記圧力センサの出力に基づき開度制御される制御弁を介して空気ばねの圧力室に供給するようにしている。これにより、圧力室内のガス圧が変化する場合であれ、これを所望とする適切な圧力に調圧、維持することができ、ひいては、気体ばねとしての弾性力も、常に適切な値に維持することができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電磁駆動弁の制御装置によるように、気体ばねを構成する圧力室に圧力センサを設け、その出力に基づいて圧力室に供給する圧縮空気量を制御することで、圧力室内の圧力は確かに適切に維持されるようにはなる。ただし、圧力センサは一般に高価であり、また、内燃機関には多数の吸排気弁が設けられていることから、同従来の装置では、コスト的な不利が無視できないものとなっている。また、圧力センサは通常、その雰囲気温度の影響を受けやすいため、実用上は圧力センサの出力に対して温度補正が必要となる等、その検出値を補償するための処理も煩雑なものとなる。
【０００５】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁駆動弁に設けられる気体ばねについて、その圧力室内の圧力を検出するための圧力センサを用いずとも、同気体ばねとしての適切な特性、ひいては電磁駆動弁としての適切な特性を維持することのできる電磁駆動弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明は、電磁石と、気体ばねとを備え、前記電磁石の電磁力と前記気体ばねの付勢力とによって内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を駆動する電磁駆動弁を制御する装置であって、前記気体ばねを構成する圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される温度に基づき前記圧力室内のガス圧を把握し、前記気体ばねの付勢力を適切な値とすべく前記把握されたガス圧に基づいて前記圧力室内のガス圧を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。
【０００７】
略密閉された空間等、所定の容積を有する空間内のガス圧は、同空間内の気体の温度に基づいて求めることができる。
この点、上記構成では、気体ばねの圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段を備えることで、圧力室内の圧力を把握することができる。このため、検出された温度に基づき圧力室内の圧力を把握しつつ、気体ばねの付勢力を適切な値とすべく把握されたガス圧に基づいて圧力室内のガス圧を所望に調圧することで、気体ばねの弾性力を適切な値に調整することができる。したがって、上記構成によれば、圧力センサを用いない場合であれ、電磁駆動弁としての適切な特性を維持することができるようになる。
【０００８】
なお、ここで温度検出手段は、気体の温度を直接検出する手段に限らず、内燃機関や車両の所定箇所の温度を検出する手段の検出結果に基づいて気体の温度を検出（推定）するものでもよい。この検出（推定）に際して、更に機関運転状態を加味してもよい。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の圧力及び前記圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御するものであることをその要旨とする。
【００１０】
圧力室内のガス圧は、圧力室に供給される気体の圧力や圧力室から排出される気体の圧力によって調圧することができる。
この点、上記構成によれば、圧力室へ供給される気体の圧力及び圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の流量及び前記圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御するものであることをその要旨とする。
【００１２】
圧力室内のガス圧は、圧力室に供給される気体の流量や圧力室から排出される気体の流量によって調圧することができる。
この点、上記構成によれば、圧力室へ供給される気体の流量及び圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室内の気体の温度を制御するものであることをその要旨とする。
圧力室内のガス圧は、同圧力室内の気体の温度によって変化する。
【００１４】
この点、上記構成によれば、圧力室内の気体の温度を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の圧力及び前記圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御する圧力制御手段と、前記圧力室へ供給される気体の流量及び前記圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御する流量制御手段と、前記圧力室内の気体の温度を制御する温度制御手段との少なくとも１つを備えて構成されることをその要旨とする。
【００１５】
圧力室内のガス圧は、圧力室に供給される気体の圧力や流量、圧力室から排出される気体の圧力や流量によって調圧することができる。また、圧力室内のガス圧は、同圧力室内の気体の温度によって変化する。
【００１６】
この点、上記構成によれば、圧力制御手段と、流量制御手段と、温度制御手段との少なくとも１つによって、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、前記制御手段は、前記気体ばねの近傍に空気配管を備え、前記圧力室内の気体の温度制御に際し、該空気配管に空気を流通させることで前記気体の温度を調温することをその要旨とする。
【００１８】
上記構成では、空気配管を備えてこれに適宜の空気を流通させることで、気体の温度を調温することができる。
なお、例えば内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気を空気配管に流通させることで、圧力室内の気体を冷却させることができる。一方、例えば排気ガス等の暖気を空気配管に流通させることで、圧力室内の気体の温度を上昇させることができる。そして、内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気と排気ガス等の暖気とのいずれかを空気配管に流通させるよう切り替え可能とするなら、気体の温度を所望の温度に適切に調整することができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、前記制御手段は、前記気体ばね近傍に冷却水配管を備え、前記圧力室内の気体の温度制御に際し、前記冷却水配管に冷却水を流通させることで前記気体の温度を調温することをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、冷却水配管を備えてこれに冷却水を流通させることで気体の温度を調温することができる。
なお、ここで「冷却水」とは、必ずしも気体を冷却するために用いられるものに限らず、同気体を暖めるために用いられるものでもよい。
【００２１】
また、この冷却水としては、気体を冷却するための冷却用と同気体を暖めるための暖機用との２つを備えるようにしてもよい。
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記温度検出手段により検出された温度に基づき前記電磁石への通電量を制御する通電量制御手段を更に備えることをその要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、検出された温度に基づき圧力室内の圧力を把握しつつ、電磁石への通電量を制御することで、電磁駆動弁を適切に駆動することができる。すなわち、上記把握された圧力に基づいて電磁石への通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。しかも、上記制御手段と併用することで、電磁駆動弁としての適切な特性を維持すべく行う制御の自由度を増加させることもできる。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記気体ばねは、前記弁体を開弁方向に付勢する開弁用気体ばねと同弁体を閉弁方向に付勢する閉弁用気体ばねとの一対の気体ばねからなり、前記温度検出手段は、前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度を各別に検出するものであり、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づいて、それら圧力室内のガス圧を各別に制御することをその要旨とする。
【００２４】
上記構成では、開弁用気体ばねと閉弁用気体ばねとを備えているために、これら両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なることがある。このように、両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なると、それぞれの弾性力が互いに異なることとなり、弁体を適切に駆動するうえで支障をきたす懸念がある。
【００２５】
この点、上記構成では、開弁用気体ばねの圧力室内の気体と閉弁用気体ばねの圧力室内の気体とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握することができる。そして、一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両気体ばねの圧力室内のガス圧をそれぞれ所望に調圧することができるようになる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づき前記電磁石への通電量を制御する通電量制御手段を更に備えることをその要旨とする。
【００２７】
上記構成によれば、検出される一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づき各圧力室内の圧力を把握しつつ、電磁石への通電量を制御することで、電磁駆動弁を適切に駆動することができる。すなわち、上記把握された圧力に基づいて電磁石への通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって一対の気体ばねの圧力室内の圧力バラツキを補償することができる。しかも、上記制御手段と併用することで、電磁駆動弁としての適切な特性を維持すべく行う制御の自由度を増加させることもできる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、電磁石と、気体ばねとを備え、前記電磁石の電磁力と前記気体ばねの付勢力とによって内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を駆動する電磁駆動弁を制御する装置であって、前記気体ばねを構成する圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される温度に基づき前記圧力室内のガス圧を把握し、前記気体ばねの付勢力を適切な値とすべく前記把握されたガス圧に基づいて前記電磁石への通電量を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。
【００２９】
略密閉された空間等、所定の容積を有する空間内のガス圧は、同空間内の気体の温度に基づいて求めることができる。
この点、上記構成では、気体ばねの圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段を備えることで、圧力室内の圧力を把握することができる。このため、検出された温度に基づき圧力室内の圧力を把握しつつ、気体ばねの付勢力を適切な値とすべく把握されたガス圧に基づいて電磁石への通電量を制御することで、電磁駆動弁を適切に駆動することができる。すなわち、上記把握された圧力に基づいて電磁石への通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。
【００３０】
なお、ここで温度検出手段は、気体の温度を直接検出する手段に限らず、内燃機関や車両の所定箇所の温度を検出する手段の検出結果に基づいて気体の温度を検出（推定）するものでもよい。この検出（推定）に際して、更に機関運転状態を加味してもよい。
【００３１】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記気体ばねは、前記弁体を開弁方向に付勢する開弁用気体ばねと同弁体を閉弁方向に付勢する閉弁用気体ばねの一対の気体ばねとからなり、前記温度検出手段は、前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度を各別に検出するものであり、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づいて、前記電磁石への通電量を制御することをその要旨とする。
【００３２】
上記構成では、開弁用気体ばねと閉弁用気体ばねとを備えているために、これら両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なることがある。このように、両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なると、それぞれの弾性力が互いに異なることなり、弁体を適切に駆動するうえで支障をきたす懸念がある。
【００３３】
この点、上記構成では、開弁用気体ばねの圧力室内の気体と閉弁用気体ばねの圧力室内の気体とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握することができる。そして、一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、電磁石への通電制御を行うことで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって一対の気体ばねの圧力室内の圧力バラツキを補償することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
本実施形態にかかる電磁駆動弁は、アーマチャに電磁力を作用させることで、内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を開弁方向及び閉弁方向に付勢する一対の電磁石を備えている。また、上記弁体を開弁方向及び閉弁方向に付勢する一対の気体ばねとして圧力室内の圧縮空気を弾性体とする一対の空気ばねを備えている。そして、これら一対の電磁石によってアーマチャに作用する電磁力と一対の空気ばねの付勢力との協働によって、弁体を開閉駆動する。
【００３６】
図１に、この電磁駆動弁の構成を示す。同図１に示すように、弁体１には、内燃機関のシリンダヘッド１０において往復動可能に支持された弁軸２を備えている。
【００３７】
上記弁体１は、シリンダヘッド１０に形成された円柱状の凹部１１に収納された上記一対の空気ばねとしての閉弁用空気ばね２０及び開弁用空気ばね３０によって、開弁方向及び閉弁方向に付勢される。
【００３８】
ここで、閉弁用空気ばね２０については、上記凹部１１の内周面とその外周面とを対向させてシリンダ２１が配置されている。そして、このシリンダ２１には、上記弁軸２の上記弁体１と対向する端部に連結されたピストン２２が収容されている。詳しくは、このピストン２２は円環状の部材であり、上記弁軸２がこのピストン２２の中心を貫通するかたちで連結されている。そして、これらシリンダ２１及びピストン２２によって空間２３が区画形成されている。この空間２３は、シリンダ２１に形成された連通孔２４、２５を介してシリンダヘッド１０内に形成されている供給通路２６、排出通路２７とそれぞれつながっている。
【００３９】
上記閉弁用空気ばね２０は、これらピストン２２、シリンダ２１、連通孔２４、２５、供給通路２６、排出通路２７を備えて構成されている。また、ピストン２２及びシリンダ２１によって区画される空間２３と、連通孔２４、２５及び供給通路２６及び排出通路２７によって区画される空間とによって閉弁用空気ばね２０の圧力室が形成される。
【００４０】
更に、凹部１１には、閉弁用空気ばね２０に対向して開弁用空気ばね３０が収納されている。この開弁用空気ばね３０については、上記凹部１１の内周面とその外周面とが対向するようにシリンダ３１が配置されている。そして、このシリンダ３１には、上記電磁石の電磁力の作用するアーマチャの軸であるアーマチャ軸５０と連結されたピストン３２が収納されている。詳しくは、このピストン３２は円環状の部材であり、上記アーマチャ軸５０がこのピストン３２の中心を貫通するかたちで連結されている。そして、これらシリンダ３１及びピストン３２によって空間３３が区画形成されている。この空間３３は、シリンダ３１に形成された連通孔３４、３５を介してシリンダヘッド１０内に形成されている供給通路３６、排出通路３７とそれぞれつながっている。
【００４１】
上記開弁用空気ばね３０は、これらピストン３２、シリンダ３１、連通孔３４、３５、供給通路３６、排出通路３７を備えて構成されている。また、ピストン３２及びシリンダ３１によって区画される空間３３と、連通孔３４、３５及び供給通路３６及び排出通路３７によって区画される空間とによって開弁用空気ばね３０の圧力室が形成される。
【００４２】
更に、上記アーマチャ軸５０のうち、上記ピストン３２と対向する端部には、高透磁性材料からなる円環状の部材であるアーマチャ５１が連結されている。そして、このアーマチャ５１を挟んで、その両側には、上記一対の電磁石として開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３が備えられている。なお、これら開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３は、シリンダヘッド１０に取り付けられた電磁コアアッシー５４によって覆われている。
【００４３】
ここで、閉弁用電磁コア５３は、アーマチャ５１に対し上記ピストン３２と対向する側に配置されている。そして、この閉弁用電磁コア５３の電磁力がアーマチャ５１に作用することで、同アーマチャ５１が閉弁用電磁コア５３に引き付けられる。これにより、開弁用空気ばね３０によってアーマチャ軸５０を開弁方向へ付勢しようとする力を打ち消すことができる。
【００４４】
一方、開弁用電磁コア５２は、アーマチャ５１に対し上記ピストン３２の配置される側に配置されている。そして、この開弁用電磁コア５２の電磁力がアーマチャ５１に作用することで、同アーマチャ５１が開弁用電磁コア５２に引き付けられる。これにより、アーマチャ軸５０は、弁体１の開弁方向へ付勢力を付与される。
【００４５】
上記弁軸２がピストン２２から突き出した端部と、アーマチャ軸５０がピストン３２から突き出した端部とは互いに対向して配置されている。換言すれば、弁軸２とアーマチャ軸５０とは、同軸上に配置されている。これにより、弁軸２及びアーマチャ軸５０は、動力（付勢力）の伝達を行うタペットとして機能する。そして、これにより上記閉弁用空気ばね２０及び開弁用空気ばね３０の付勢力（弾性力）、並びに開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３の電磁力の協働により弁体１を開閉駆動する。
【００４６】
すなわち、弁体１の開弁時には、外部からの電流制御によって開弁用電磁コア５２に電磁力を生じさせる。これにより、アーマチャ５１が開弁用電磁コア５２に吸引される。このため、このアーマチャ５１に作用する電磁力と開弁用空気ばね３０の弾性力によってアーマチャ軸５０が閉弁用空気ばね２０のピストン２２方向に付勢される。そして、このアーマチャ軸５０に付与された付勢力は、弁軸２を介して弁体１に伝達される。これにより、弁体１が開弁方向に変位する。
【００４７】
一方、弁体１の閉弁時には、外部からの電流制御によって閉弁用電磁コア５３に電磁力を生じさせる。これにより、アーマチャ５１が閉弁用電磁コア５３に吸引される。このため、このアーマチャ５１に作用する電磁力と、弁軸２を介してアーマチャ軸５０を閉弁用電磁コア５３側に付勢する閉弁用空気ばね２０の弾性力とによって、アーマチャ軸５０が変位する。これに伴い、弁体１は、弁軸２を介した閉弁用空気ばね２０の付勢力によって閉弁用電磁コア５３方向に変位する。
【００４８】
次に、閉弁用空気ばね２０及び開弁用空気ばね３０の弾性力を適切な値とすべく行われるこれら一対の空気ばねの圧力室内に収容される圧縮空気の圧力制御態様について説明する。
【００４９】
本実施形態では、上記閉弁用空気ばね２０の圧力室内に収容される圧縮空気の圧力を制御すべく、上記供給通路２６へ供給される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４２と、上記排出通路２７から大気へ排出される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４３とを備えている。ここで、供給通路２６は、圧力コントローラ４２を介してリザーバタンク４０と連結されている。このリザーバタンク４０は、エアポンプ４１によって圧縮された空気を備蓄するタンクである。このリザーバタンク４０には、同リザーバタンク４０内の圧力と大気圧との差圧を一定とするためのレギュレータが備えられており、これにより、リザーバタンク４０内の圧力が略一定となっている。
【００５０】
一方、開弁用空気ばね３０の圧力室内に収容される圧縮空気の圧力を制御すべく、上記供給通路３６へ供給される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４４と、上記排出通路３７から大気へ排出される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４５とを備えている。ここで、供給通路３６は、圧力コントローラ４４を介して上記リザーバタンク４０と連結されている。
【００５１】
上記圧力コントローラ４２、４４は、例えばリザーバタンク４０内圧に対し所定の差圧を有する圧力の気体を出力するプレッシャレギュレータと、この出力された気体の圧力が供給通路３６内圧よりも所定値以上高くなると開弁する逆止弁とを備えて構成することができる。こうした構成において、プレッシャレギュレータによって出力される気体の圧力とリザーバタンク４０内圧との差圧を可変設定するなら、圧力室に供給される圧縮空気の圧力を可変制御することができる。
【００５２】
更に、本実施形態では、上記一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を検出する空気温度センサ６０と、この検出された温度に基づいて上記圧力コントローラ４２、４３、４４、４５を制御する圧力制御部６１とを備えている。
【００５３】
ここで、空気温度センサ６０は、例えば閉弁用空気ばね２０の圧力室及び開弁用空気ばね３０の圧力室の近傍に設けたり、また例えば供給通路２６のシリンダ２１近傍や供給通路３６のシリンダ３１近傍に設けたりすればよい。
【００５４】
このように、空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室の圧縮空気や開弁用空気ばね３０の圧力室の圧縮空気の温度を検出することで、同圧力室内の圧力を把握することができる。そして、圧力室内の圧力を把握しつつ、圧力コントローラ４２、４３、４４、４５を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができ、ひいては、空気ばねの弾性力を適切な値に調整することができる。
【００５５】
なお、ここで「圧力室内のガス圧」とは、空気ばねの弾性力を決定する圧縮空気の圧力のことである。これは、ピストン２２、３２の変位量が所定量のときの圧縮空気の圧力として定義してもよく、また同ピストン２２、３２の変位に伴う圧縮空気の圧力変化態様として定義してもよい。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて、圧力コントローラ４２、４３、４４、４５を制御した。これにより、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００５８】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。これに対し本実施形態では、上記一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の流量を制御する。
【００５９】
詳しくは本実施形態では、図２に示すように、上記閉弁用空気ばね２０の圧力室内に収容される圧縮空気の流量を制御すべく、上記供給通路２６へ供給される空気の流量を制御する流量コントローラ４６と、上記排出通路２７から大気へ排出される空気の流量を制御する流量コントローラ４７とを備えている。ここで、供給通路２６は、流量コントローラ４６を介してリザーバタンク４０と連結されている。
【００６０】
また、上記開弁用空気ばね３０の圧力室内に収容される圧縮空気の流量を制御すべく、上記供給通路３６へ供給される空気の流量を制御する流量コントローラ４８と、上記排出通路３７から大気へ排出される空気の流量を制御する流量コントローラ４９とを備えている。ここで、供給通路３６は、流量コントローラ４８を介してリザーバタンク４０と連結されている。
【００６１】
更に、本実施形態では、上記空気温度センサ６０によって検出された温度に基づいて流量コントローラ４６〜４９を制御する流量制御部６２を備えている。
このように、空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室の圧縮空気や開弁用空気ばね３０の圧力室の圧縮空気の温度を検出することで、同圧力室内の圧力を把握することができる。そして、圧力室内の圧力を把握しつつ、流量コントローラ４６〜４９を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができ、ひいては、空気ばねの弾性力を適切な値に調整することができる。
【００６２】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（２）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて、流量コントローラ４６〜４９を制御した。これにより、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６４】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。これに対し本実施形態では、上記一対の空気ばねの圧力室に収容される圧縮空気の温度を制御する。
【００６５】
図３に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の構成を示す。図３（ａ）に示すように、シリンダヘッド１０のうち上記空気ばね２０、３０の付近には空気配管７０が設けられている。この空気配管７０は、上記空気ばね２０、３０のシリンダ３１の周りを囲うようにして形成されている。なお、ここでは空気配管７０が開弁用空気ばね３０の周りを覆っていることのみが開示されているが、この空気配管７０は閉弁用空気ばね２０の周りをも同様に覆っている。
【００６６】
この空気配管７０には、圧力室内の圧縮空気を冷却させるべく、図３（ｂ）に示すように、内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気を流通させる。また、この空気配管７０には、圧力室内の圧縮空気の温度を上昇させるべく、空気配管に排気ガスを流入させる。ここで、排気ガスについては、排気通路１４及び触媒コンバータ１２を通過したものが暖機通路１３を介して空気配管７０に取り込まれる。そして、内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気と排気ガスとのいずれかを空気配管７０に流通させるよう切り替え可能とすべく、三方弁７１を備える。
【００６７】
更に、本実施形態では、この三方弁７１を、上記空気温度センサ６０によって検出された温度に基づいて制御する温度制御部６３を備えている。これにより、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を上昇させる際には、三方弁７１において暖機通路１３側を選択する。一方、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気を冷却する際には、図３（ｂ）に示すように車両の移動に伴いこれに流入する空気を空気配管７０に取り込むべく、三方弁７１を切り替える。
【００６８】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（３）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて三方弁７１を制御した。これにより、圧力室内の圧縮空気の温度を制御することができ、ひいては、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００６９】
（第４の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第４の実施形態について、上記第３の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７０】
上記第３の実施形態では、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を制御すべく、同圧縮空気の温度を上昇又は下降させるために空気を用いた。これに対し、本実施形態では、上記圧縮空気の温度を上昇又は下降させるために冷却水を用いる。
【００７１】
図４に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の構成を示す。図４に示すように、シリンダヘッド１０のうち上記空気ばね２０、３０の付近には冷却水配管７３が設けられている。この冷却水配管７３は、上記空気ばね２０、３０のシリンダ３１の周りを囲うようにして形成されている。なお、ここでは冷却水配管７３が開弁用空気ばね３０の周りを覆っていることのみが開示されているが、この冷却水配管７３は閉弁用空気ばね２０の周りをも同様に覆っている。
【００７２】
この冷却水配管７３には、ラジエータ７５を介して冷却された冷却水が冷却通路７６から供給され、また、シリンダブロックからの冷却水が暖機通路７８から供給されるようになっている。ここで、暖機通路７８内の冷却水は、シリンダブロック内を流通することで暖められている。したがって、暖機通路７８内の冷却水の温度は、冷却通路７６内の冷却水の温度よりも高くなる。
【００７３】
また、これら冷却通路７６及び暖機通路７８のいずれかを冷却水配管７３と連結させるべく、三方弁７９が備えられている。そして、ウォータポンプ７４の作動に伴い冷却通路７６及び暖機通路７８のいずれかの冷却水を冷却水配管７３に流入させる。
【００７４】
更に、本実施形態では、上記三方弁７９やウォータポンプ７４を、上記空気温度センサ６０によって検出された温度に基づいて制御する温度制御部７２を備えている。これにより、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気を冷却する際には、ウォータポンプ７４を作動させつつ三方弁７９において冷却通路７６を選択する。一方、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を上昇させる際には、ウォータポンプ７４を作動させつつ三方弁７９において暖機通路７８側を選択する。
【００７５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（４）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて三方弁７９やウォータポンプ７４を制御した。これにより、圧力室内の圧縮空気の温度を制御することができ、ひいては、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００７６】
（第５の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第５の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７７】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。本実施形態では、これに加えて、更に上記空気温度センサ６０によって把握された圧力に基づいて電磁コアへの通電量を制御する。すなわち、上記空気温度センサ６０によって把握された圧力に基づいて電磁コアへの通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。
【００７８】
図５に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の構成を示す。同図５に示すように、本実施形態においては、上記空気温度センサ６０によって検出される圧縮空気の温度に基づいて開弁用電磁コア５２や閉弁用電磁コア５３に対する通電制御を行う通電量制御部６４を備えている。この通電量制御部６４は、基本的には、図示しないセンサによる上記弁体１のリフト量の検出結果等に基づいて開弁用電磁コア５２や閉弁用電磁コア５３に対する通電制御を行う。そして、この際、空気温度センサ６０によって把握される圧力室内の圧力に基づいて、この基本的な通電量を補正する。なお、このように、基本通電量に対して空気温度センサ６０の検出値によって補正を行う制御とする代わりに、上記リフト量の検出結果等と空気温度センサ６０の検出値とから通電量を演算するようにしてもよい。
【００７９】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（５）空気温度センサ６０によって把握された圧力室内に基づいて電磁コアへの通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。
【００８０】
（６）空気温度センサ６０によって把握された圧力室内の圧力に基づく圧力コントローラ４２、４３、４４、４５の制御と同圧力に基づく電磁コアへの通電制御とを併用した。これにより、電磁駆動弁としての適切な特性を維持すべく行われる制御の自由度を拡大することができる。
【００８１】
（第６の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第６の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８２】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。これに対し本実施形態では、開弁用空気ばね３０の圧力室内の圧縮空気と閉弁用空気ばね２０の圧力室内の圧縮空気とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握する。そして、一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねのガス圧をそれぞれ所望に調圧する。
【００８３】
すなわち、開弁用空気ばね３０と閉弁用空気ばね２０とを備えているために、これら両空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度が互いに異なることがある。特に、閉弁用空気ばね２０の方が内燃機関の燃焼室に近接して配置されているために、その圧力室内の圧縮空気の温度が上昇しやすいものとなっている。このように、両空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度が互いに異なると、それぞれの弾性力が互いに異なることとなり、弁体を適切に駆動するうえで支障をきたす懸念がある。本実施形態は、こうした実情に鑑みて両空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を各別に検出し、これら空気ばねの弾性力を各別に調整する。
【００８４】
図６に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の全体構成を示す。
同図６に示されるように、本実施形態では、閉弁用空気ばね２０の圧力室の温度を検出する空気温度センサ８０と、開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出する空気温度センサ８１とを備えている。これら空気温度センサ８０、８１の配置箇所については、上記空間２３、３３内の圧縮空気の温度を把握しやすい箇所に配置することが望ましい。
【００８５】
そして、これら空気温度センサ８０、８１による温度検出値は、圧力制御部８２に取り込まれる。この圧力制御部８２は、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて上記圧力コントローラ４２、４３を制御する閉弁用圧力制御部８２ｂと、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて上記圧力コントローラ４４、４５を制御する開弁用圧力制御部８２ａとを備えている。
【００８６】
これにより、閉弁用空気ばね２０の圧力室の温度と開弁用空気ばね３０の圧力室の温度とを各別に検出しつつ、閉弁用空気ばね２０の圧力室内の圧力と開弁用空気ばね３０の圧力室内の圧力とを適切に把握することができる。そして、これら各別に把握された各圧力室内の圧力に基づいて閉弁用空気ばね２０の圧力室に供給する圧縮空気の圧力及び同圧力室から排出される圧縮空気の圧力と、開弁用空気ばね３０の圧力室に供給する圧縮空気の圧力及び同圧力室から排出される圧縮空気の圧力とを各別に制御する。これにより、これら一対の空気ばねの弾性力をそれぞれ適切な値に調整することができる。
【００８７】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）の効果に加えて、以下の効果が得られるようになる。
（７）開弁用空気ばね３０の圧力室内の圧縮空気と閉弁用空気ばね２０の圧力室内の圧縮空気とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握した。そして、一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねの圧力室に供給する圧縮空気の圧力を各別に制御した。これにより、両空気ばねのガス圧をそれぞれ所望に調圧することができ、ひいては、一対の空気ばねの弾性力をそれぞれ適切な値に調整することができる。
【００８８】
なお、上記第６の実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。・一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねに供給される圧縮空気の流量を各別に制御するようにしてもよい。この場合、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて、先の図２に示した流量コントローラ４６、４７と、流量コントローラ４８、４９とを各別に制御すべく、閉弁用流量制御部と開弁用流量制御部とを備えればよい。
【００８９】
・一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねに収容される圧縮空気の温度を各別に制御するようにしてもよい。この場合、先の図３に示した空気配管を、開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの周りを覆うようにして各別に設けるとともに、排気通路を介してこれらに排気を流通させるか車両の移動に伴い車両に流入する空気を流通させるかを切り替える三方弁を各別に備えるようにする。そして、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて、これら一対の空気ばね毎に備えられた各別の三方弁を各別に制御するようにする。また、先の図４に示した冷却水配管を、開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの周りを覆うようにして各別に設けるとともに、これらに流通させる冷却水を切り替える三方弁を各別に備えるようにしてもよい。この際、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて、これら一対の空気ばね毎に備えられた各別の三方弁を各別に制御するようにする。
【００９０】
・一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３への通電制御及び圧力コントローラ４２、４３、４４、４５の制御を行うようにしてもよい。
【００９１】
（その他の実施形態）
その他、上記各実施形態及び上記第６の実施形態の変形例は、以下のように変更して実施することもできる。
【００９２】
・上記第５及び第６の実施形態の変形例について、空気温度センサ６０の検出値に基づいて、開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３への通電制御及び圧力コントローラ４２、４３、４４、４５の制御を併用する代わりに、通電量制御部（通電量制御手段）による通電制御のみを行ってもよい。
【００９３】
・上記第１及び第６の実施形態について、圧力室へ供給される圧縮空気の圧力を制御する圧力コントローラと、圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御する圧力コントローラとは、各別の部材でなくてもよい。また、これらコントローラの一方のみを備えていてもよい。こうした圧力制御手段としては、圧力室へ供給される圧縮空気の圧力及び圧力室から排出される圧縮空気の圧力の少なくとも一方を制御するものであればよい。
【００９４】
・上記第２及び第６の実施形態の変形例について、圧力室へ供給される圧縮空気の流量を制御する流量コントローラと、圧力室から排出される圧縮空気の流量を制御する流量コントローラとは、各別の部材でなくてもよい。また、これらコントローラの一方のみを備えていてもよい。こうした流量制御手段としては、圧力室へ供給される圧縮空気の流量及び圧力室から排出される圧縮空気の流量の少なくとも一方を制御するものであればよい。
【００９５】
・上記第３及び第６の実施形態の変形例について、空気配管に供給される暖気としては、排気ガスに限らず、内燃機関の発熱により暖められた空気を取り込む等、適宜の暖気を用いればよい。また、車両の移動に伴って車両に流入する空気を空気配管に取り込む代わりに、車載エアコンディショナの冷気を取り込むなどしてもよい。
【００９６】
・上記第４及び第６の実施形態の変形例について、冷却水配管に供給する冷却水の取得態様については、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば、２系統からの切替を行う構造を有しなくとも、空気ばねの近傍に設けられた冷却水配管にラジエータを介した冷却水を流通させることで、圧力室内の圧縮空気の温度の上昇を抑制することはできる。
【００９７】
・上記圧力室内の圧縮空気の温度を制御する温度制御手段としては、空気配管や冷却水配管を備えて構成されるものに限らず、例えば空気ばね近傍に潤滑油を循環させることで圧力室内の圧縮空気の温度を制御するものでもよい。
【００９８】
・例えば圧力室に供給される圧縮空気の圧力と、圧力室から排出される圧縮空気の流量とを制御する等、圧力制御手段及び流量制御手段及び温度制御手段を組み合わせて圧力室内の温度に基づき同圧力室内のガス圧を制御する制御手段を構成してもよい。更に、この制御手段としては、圧力制御手段や、流量制御手段、温度制御手段を備えて構成されるものに限らず、圧縮空気の物理量を制御することでガス圧を制御するものであればよい。
【００９９】
・また、上記制御手段と通電量制御手段とを併用してもよい。
・圧力室内の圧縮空気の温度を検出する温度検出手段としては、上記空気温度センサ６０、８０、８１のように、空気ばねの圧力室の温度を検出する目的で設けられたものに限らない。例えば、水温センサや吸気温度センサ等、内燃機関の所定箇所の温度を検出するセンサや、車室の温度を検出するセンサ等に基づいて圧力室内の圧縮空気の温度を検出するものであればよい。また、開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を各別に検出する温度検出手段としては、各別の部材から構成されるものに限らない。例えば、上記内燃機関の所定箇所の温度を検出するセンサや、車室の温度を検出するセンサの検出値や、内燃機関の運転状態に基づいて開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を各別に検出（推定）するものでもよい。この場合、上記センサの検出値や内燃機関の運転状態をパラメータとして、これらのパラメータと一対の空気ばねの圧力室内の温度とを関係づけるマップを備えて温度検出手段を構成してもよい。
【０１００】
・必ずしも開弁用空気ばねと閉弁用空気ばねとを備える代わりに、いずれか一方の空気ばねを用いるのみでもよい。例えば、開弁用空気ばねを備える場合には閉弁用の適宜の（空気ばね以外の）弾性部材を備える構成であってもよく、また、閉弁用空気ばねを備える場合には開弁用の適宜の（空気ばね以外の）弾性部材を備える構成であってもよい。
【０１０１】
・必ずしも開弁用電磁コアと閉弁用電磁コアとを備える構成でなくてもよい。例えば、開弁用電磁コアと閉弁用空気ばねとを備えて開弁動作及び閉弁動作を行うものであってもよく、閉弁用電磁コアと開弁用空気ばねを備えて閉弁動作及び開弁動作を行うものであってもよい。また、開弁用電磁コア及び閉弁用電磁コアの一方を備え、且つ開弁用空気ばねと閉弁用空気ばねを備えるものにおいても、これら一対の空気ばねの圧力室内の温度の各別の検出結果に基づいて電磁石（開弁用電磁コア及び閉弁用電磁コア）への通電制御を行うことも有効である。
【０１０２】
・空気ばねの設けられた電磁駆動弁に限らず、任意の気体（ガス）による弾性力によって弁体を付勢する気体ばねの設けられた電磁駆動弁においても本発明の適用は有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第１の実施形態の構成を示す図。
【図２】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第２の実施形態の構成を示す図。
【図３】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第３の実施形態の構成を示す図。
【図４】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第４の実施形態の構成を示す図。
【図５】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第５の実施形態の構成を示す図。
【図６】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第６の実施形態の構成を示す図。
【符号の説明】
１…弁体、２…弁軸、１０…シリンダヘッド、１１…凹部、１２…触媒コンバータ、１３…暖機通路、２０…閉弁用空気ばね、２１…シリンダ、２２…ピストン、２３…空間、２４、２５…連通孔、２６…供給通路、２７…排出通路、３０…開弁用空気ばね、３１…シリンダ、３２…ピストン、３３…空間、３４、３５…連通孔、３６…供給通路、３７…排出通路、４０…リザーバタンク、４１…エアポンプ、４２〜４５…圧力コントローラ、４６〜４９…流量コントローラ、５０…アーマチャ軸、５１…アーマチャ、５２…開弁用電磁コア、５３…閉弁用電磁コア、５４…電磁コアアッシー、６０…空気温度センサ、６１…圧力制御部、６２…流量制御部、６３…温度制御部、６４…通電量制御部、７０…空気配管、７１…三方弁、７２…温度制御部、７３…冷却水配管、７４…ウォータポンプ、７５…ラジエータ、７６…冷却通路、７８…暖機通路、７９…三方弁、８０、８１…空気温度センサ、８２…圧力制御部、８２ａ…開弁用圧力制御部、８２ｂ…閉弁用圧力制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を気体ばねによって付勢するタイプの電磁駆動弁に採用して好適な電磁駆動弁の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電磁駆動弁は一般に、気体ばねの雰囲気温度等の変化によって圧力室内のガス圧が変化する。すなわち、気体ばねの雰囲気温度が変化すると圧力室の温度も変化し、この圧力室の温度変化によって圧力室内のガス圧が変化する。そして、このように圧力室内のガス圧が変化するようなことがあると、気体ばねの弾性力が変化し、ひいては弁体、すなわち吸排気弁の開閉駆動に影響を及ぼすようになる。
【０００３】
そこで従来は、例えば特開平１１−９３６３０号公報に見られるように、上記圧力室内の圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサの出力に基づいて同圧力室に供給する圧縮空気量を制御するようにしたものなども提案されている。すなわちこの装置では、圧縮空気を蓄えるためのリザーバタンクを備え、このリザーバタンクに蓄えられる圧縮空気を、上記圧力センサの出力に基づき開度制御される制御弁を介して空気ばねの圧力室に供給するようにしている。これにより、圧力室内のガス圧が変化する場合であれ、これを所望とする適切な圧力に調圧、維持することができ、ひいては、気体ばねとしての弾性力も、常に適切な値に維持することができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電磁駆動弁の制御装置によるように、気体ばねを構成する圧力室に圧力センサを設け、その出力に基づいて圧力室に供給する圧縮空気量を制御することで、圧力室内の圧力は確かに適切に維持されるようにはなる。ただし、圧力センサは一般に高価であり、また、内燃機関には多数の吸排気弁が設けられていることから、同従来の装置では、コスト的な不利が無視できないものとなっている。また、圧力センサは通常、その雰囲気温度の影響を受けやすいため、実用上は圧力センサの出力に対して温度補正が必要となる等、その検出値を補償するための処理も煩雑なものとなる。
【０００５】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁駆動弁に設けられる気体ばねについて、その圧力室内の圧力を検出するための圧力センサを用いずとも、同気体ばねとしての適切な特性、ひいては電磁駆動弁としての適切な特性を維持することのできる電磁駆動弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明は、電磁石と、気体ばねとを備え、前記電磁石の電磁力と前記気体ばねの付勢力とによって内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を駆動する電磁駆動弁を制御する装置であって、前記気体ばねを構成する圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される温度に基づき前記圧力室内のガス圧を把握し、前記気体ばねの付勢力を適切な値とすべく前記把握されたガス圧に基づいて前記圧力室内のガス圧を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。
【０００７】
略密閉された空間等、所定の容積を有する空間内のガス圧は、同空間内の気体の温度に基づいて求めることができる。
この点、上記構成では、気体ばねの圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段を備えることで、圧力室内の圧力を把握することができる。このため、検出された温度に基づき圧力室内の圧力を把握しつつ、気体ばねの付勢力を適切な値とすべく把握されたガス圧に基づいて圧力室内のガス圧を所望に調圧することで、気体ばねの弾性力を適切な値に調整することができる。したがって、上記構成によれば、圧力センサを用いない場合であれ、電磁駆動弁としての適切な特性を維持することができるようになる。
【０００８】
なお、ここで温度検出手段は、気体の温度を直接検出する手段に限らず、内燃機関や車両の所定箇所の温度を検出する手段の検出結果に基づいて気体の温度を検出（推定）するものでもよい。この検出（推定）に際して、更に機関運転状態を加味してもよい。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の圧力及び前記圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御するものであることをその要旨とする。
【００１０】
圧力室内のガス圧は、圧力室に供給される気体の圧力や圧力室から排出される気体の圧力によって調圧することができる。
この点、上記構成によれば、圧力室へ供給される気体の圧力及び圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の流量及び前記圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御するものであることをその要旨とする。
【００１２】
圧力室内のガス圧は、圧力室に供給される気体の流量や圧力室から排出される気体の流量によって調圧することができる。
この点、上記構成によれば、圧力室へ供給される気体の流量及び圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室内の気体の温度を制御するものであることをその要旨とする。
圧力室内のガス圧は、同圧力室内の気体の温度によって変化する。
【００１４】
この点、上記構成によれば、圧力室内の気体の温度を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の圧力及び前記圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御する圧力制御手段と、前記圧力室へ供給される気体の流量及び前記圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御する流量制御手段と、前記圧力室内の気体の温度を制御する温度制御手段との少なくとも１つを備えて構成されることをその要旨とする。
【００１５】
圧力室内のガス圧は、圧力室に供給される気体の圧力や流量、圧力室から排出される気体の圧力や流量によって調圧することができる。また、圧力室内のガス圧は、同圧力室内の気体の温度によって変化する。
【００１６】
この点、上記構成によれば、圧力制御手段と、流量制御手段と、温度制御手段との少なくとも１つによって、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、前記制御手段は、前記気体ばねの近傍に空気配管を備え、前記圧力室内の気体の温度制御に際し、該空気配管に空気を流通させることで前記気体の温度を調温することをその要旨とする。
【００１８】
上記構成では、空気配管を備えてこれに適宜の空気を流通させることで、気体の温度を調温することができる。
なお、例えば内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気を空気配管に流通させることで、圧力室内の気体を冷却させることができる。一方、例えば排気ガス等の暖気を空気配管に流通させることで、圧力室内の気体の温度を上昇させることができる。そして、内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気と排気ガス等の暖気とのいずれかを空気配管に流通させるよう切り替え可能とするなら、気体の温度を所望の温度に適切に調整することができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、前記制御手段は、前記気体ばね近傍に冷却水配管を備え、前記圧力室内の気体の温度制御に際し、前記冷却水配管に冷却水を流通させることで前記気体の温度を調温することをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、冷却水配管を備えてこれに冷却水を流通させることで気体の温度を調温することができる。
なお、ここで「冷却水」とは、必ずしも気体を冷却するために用いられるものに限らず、同気体を暖めるために用いられるものでもよい。
【００２１】
また、この冷却水としては、気体を冷却するための冷却用と同気体を暖めるための暖機用との２つを備えるようにしてもよい。
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記温度検出手段により検出された温度に基づき前記電磁石への通電量を制御する通電量制御手段を更に備えることをその要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、検出された温度に基づき圧力室内の圧力を把握しつつ、電磁石への通電量を制御することで、電磁駆動弁を適切に駆動することができる。すなわち、上記把握された圧力に基づいて電磁石への通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。しかも、上記制御手段と併用することで、電磁駆動弁としての適切な特性を維持すべく行う制御の自由度を増加させることもできる。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記気体ばねは、前記弁体を開弁方向に付勢する開弁用気体ばねと同弁体を閉弁方向に付勢する閉弁用気体ばねとの一対の気体ばねからなり、前記温度検出手段は、前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度を各別に検出するものであり、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づいて、それら圧力室内のガス圧を各別に制御することをその要旨とする。
【００２４】
上記構成では、開弁用気体ばねと閉弁用気体ばねとを備えているために、これら両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なることがある。このように、両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なると、それぞれの弾性力が互いに異なることとなり、弁体を適切に駆動するうえで支障をきたす懸念がある。
【００２５】
この点、上記構成では、開弁用気体ばねの圧力室内の気体と閉弁用気体ばねの圧力室内の気体とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握することができる。そして、一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両気体ばねの圧力室内のガス圧をそれぞれ所望に調圧することができるようになる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づき前記電磁石への通電量を制御する通電量制御手段を更に備えることをその要旨とする。
【００２７】
上記構成によれば、検出される一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づき各圧力室内の圧力を把握しつつ、電磁石への通電量を制御することで、電磁駆動弁を適切に駆動することができる。すなわち、上記把握された圧力に基づいて電磁石への通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって一対の気体ばねの圧力室内の圧力バラツキを補償することができる。しかも、上記制御手段と併用することで、電磁駆動弁としての適切な特性を維持すべく行う制御の自由度を増加させることもできる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、電磁石と、気体ばねとを備え、前記電磁石の電磁力と前記気体ばねの付勢力とによって内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を駆動する電磁駆動弁を制御する装置であって、前記気体ばねを構成する圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出される温度に基づき前記圧力室内のガス圧を把握し、前記気体ばねの付勢力を適切な値とすべく前記把握されたガス圧に基づいて前記電磁石への通電量を制御する制御手段とを備えることをその要旨とする。
【００２９】
略密閉された空間等、所定の容積を有する空間内のガス圧は、同空間内の気体の温度に基づいて求めることができる。
この点、上記構成では、気体ばねの圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段を備えることで、圧力室内の圧力を把握することができる。このため、検出された温度に基づき圧力室内の圧力を把握しつつ、気体ばねの付勢力を適切な値とすべく把握されたガス圧に基づいて電磁石への通電量を制御することで、電磁駆動弁を適切に駆動することができる。すなわち、上記把握された圧力に基づいて電磁石への通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。
【００３０】
なお、ここで温度検出手段は、気体の温度を直接検出する手段に限らず、内燃機関や車両の所定箇所の温度を検出する手段の検出結果に基づいて気体の温度を検出（推定）するものでもよい。この検出（推定）に際して、更に機関運転状態を加味してもよい。
【００３１】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記気体ばねは、前記弁体を開弁方向に付勢する開弁用気体ばねと同弁体を閉弁方向に付勢する閉弁用気体ばねの一対の気体ばねとからなり、前記温度検出手段は、前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度を各別に検出するものであり、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づいて、前記電磁石への通電量を制御することをその要旨とする。
【００３２】
上記構成では、開弁用気体ばねと閉弁用気体ばねとを備えているために、これら両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なることがある。このように、両気体ばねの圧力室内の気体の温度が互いに異なると、それぞれの弾性力が互いに異なることなり、弁体を適切に駆動するうえで支障をきたす懸念がある。
【００３３】
この点、上記構成では、開弁用気体ばねの圧力室内の気体と閉弁用気体ばねの圧力室内の気体とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握することができる。そして、一対の気体ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、電磁石への通電制御を行うことで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって一対の気体ばねの圧力室内の圧力バラツキを補償することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
本実施形態にかかる電磁駆動弁は、アーマチャに電磁力を作用させることで、内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を開弁方向及び閉弁方向に付勢する一対の電磁石を備えている。また、上記弁体を開弁方向及び閉弁方向に付勢する一対の気体ばねとして圧力室内の圧縮空気を弾性体とする一対の空気ばねを備えている。そして、これら一対の電磁石によってアーマチャに作用する電磁力と一対の空気ばねの付勢力との協働によって、弁体を開閉駆動する。
【００３６】
図１に、この電磁駆動弁の構成を示す。同図１に示すように、弁体１には、内燃機関のシリンダヘッド１０において往復動可能に支持された弁軸２を備えている。
【００３７】
上記弁体１は、シリンダヘッド１０に形成された円柱状の凹部１１に収納された上記一対の空気ばねとしての閉弁用空気ばね２０及び開弁用空気ばね３０によって、開弁方向及び閉弁方向に付勢される。
【００３８】
ここで、閉弁用空気ばね２０については、上記凹部１１の内周面とその外周面とを対向させてシリンダ２１が配置されている。そして、このシリンダ２１には、上記弁軸２の上記弁体１と対向する端部に連結されたピストン２２が収容されている。詳しくは、このピストン２２は円環状の部材であり、上記弁軸２がこのピストン２２の中心を貫通するかたちで連結されている。そして、これらシリンダ２１及びピストン２２によって空間２３が区画形成されている。この空間２３は、シリンダ２１に形成された連通孔２４、２５を介してシリンダヘッド１０内に形成されている供給通路２６、排出通路２７とそれぞれつながっている。
【００３９】
上記閉弁用空気ばね２０は、これらピストン２２、シリンダ２１、連通孔２４、２５、供給通路２６、排出通路２７を備えて構成されている。また、ピストン２２及びシリンダ２１によって区画される空間２３と、連通孔２４、２５及び供給通路２６及び排出通路２７によって区画される空間とによって閉弁用空気ばね２０の圧力室が形成される。
【００４０】
更に、凹部１１には、閉弁用空気ばね２０に対向して開弁用空気ばね３０が収納されている。この開弁用空気ばね３０については、上記凹部１１の内周面とその外周面とが対向するようにシリンダ３１が配置されている。そして、このシリンダ３１には、上記電磁石の電磁力の作用するアーマチャの軸であるアーマチャ軸５０と連結されたピストン３２が収納されている。詳しくは、このピストン３２は円環状の部材であり、上記アーマチャ軸５０がこのピストン３２の中心を貫通するかたちで連結されている。そして、これらシリンダ３１及びピストン３２によって空間３３が区画形成されている。この空間３３は、シリンダ３１に形成された連通孔３４、３５を介してシリンダヘッド１０内に形成されている供給通路３６、排出通路３７とそれぞれつながっている。
【００４１】
上記開弁用空気ばね３０は、これらピストン３２、シリンダ３１、連通孔３４、３５、供給通路３６、排出通路３７を備えて構成されている。また、ピストン３２及びシリンダ３１によって区画される空間３３と、連通孔３４、３５及び供給通路３６及び排出通路３７によって区画される空間とによって開弁用空気ばね３０の圧力室が形成される。
【００４２】
更に、上記アーマチャ軸５０のうち、上記ピストン３２と対向する端部には、高透磁性材料からなる円環状の部材であるアーマチャ５１が連結されている。そして、このアーマチャ５１を挟んで、その両側には、上記一対の電磁石として開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３が備えられている。なお、これら開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３は、シリンダヘッド１０に取り付けられた電磁コアアッシー５４によって覆われている。
【００４３】
ここで、閉弁用電磁コア５３は、アーマチャ５１に対し上記ピストン３２と対向する側に配置されている。そして、この閉弁用電磁コア５３の電磁力がアーマチャ５１に作用することで、同アーマチャ５１が閉弁用電磁コア５３に引き付けられる。これにより、開弁用空気ばね３０によってアーマチャ軸５０を開弁方向へ付勢しようとする力を打ち消すことができる。
【００４４】
一方、開弁用電磁コア５２は、アーマチャ５１に対し上記ピストン３２の配置される側に配置されている。そして、この開弁用電磁コア５２の電磁力がアーマチャ５１に作用することで、同アーマチャ５１が開弁用電磁コア５２に引き付けられる。これにより、アーマチャ軸５０は、弁体１の開弁方向へ付勢力を付与される。
【００４５】
上記弁軸２がピストン２２から突き出した端部と、アーマチャ軸５０がピストン３２から突き出した端部とは互いに対向して配置されている。換言すれば、弁軸２とアーマチャ軸５０とは、同軸上に配置されている。これにより、弁軸２及びアーマチャ軸５０は、動力（付勢力）の伝達を行うタペットとして機能する。そして、これにより上記閉弁用空気ばね２０及び開弁用空気ばね３０の付勢力（弾性力）、並びに開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３の電磁力の協働により弁体１を開閉駆動する。
【００４６】
すなわち、弁体１の開弁時には、外部からの電流制御によって開弁用電磁コア５２に電磁力を生じさせる。これにより、アーマチャ５１が開弁用電磁コア５２に吸引される。このため、このアーマチャ５１に作用する電磁力と開弁用空気ばね３０の弾性力によってアーマチャ軸５０が閉弁用空気ばね２０のピストン２２方向に付勢される。そして、このアーマチャ軸５０に付与された付勢力は、弁軸２を介して弁体１に伝達される。これにより、弁体１が開弁方向に変位する。
【００４７】
一方、弁体１の閉弁時には、外部からの電流制御によって閉弁用電磁コア５３に電磁力を生じさせる。これにより、アーマチャ５１が閉弁用電磁コア５３に吸引される。このため、このアーマチャ５１に作用する電磁力と、弁軸２を介してアーマチャ軸５０を閉弁用電磁コア５３側に付勢する閉弁用空気ばね２０の弾性力とによって、アーマチャ軸５０が変位する。これに伴い、弁体１は、弁軸２を介した閉弁用空気ばね２０の付勢力によって閉弁用電磁コア５３方向に変位する。
【００４８】
次に、閉弁用空気ばね２０及び開弁用空気ばね３０の弾性力を適切な値とすべく行われるこれら一対の空気ばねの圧力室内に収容される圧縮空気の圧力制御態様について説明する。
【００４９】
本実施形態では、上記閉弁用空気ばね２０の圧力室内に収容される圧縮空気の圧力を制御すべく、上記供給通路２６へ供給される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４２と、上記排出通路２７から大気へ排出される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４３とを備えている。ここで、供給通路２６は、圧力コントローラ４２を介してリザーバタンク４０と連結されている。このリザーバタンク４０は、エアポンプ４１によって圧縮された空気を備蓄するタンクである。このリザーバタンク４０には、同リザーバタンク４０内の圧力と大気圧との差圧を一定とするためのレギュレータが備えられており、これにより、リザーバタンク４０内の圧力が略一定となっている。
【００５０】
一方、開弁用空気ばね３０の圧力室内に収容される圧縮空気の圧力を制御すべく、上記供給通路３６へ供給される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４４と、上記排出通路３７から大気へ排出される空気の圧力を制御する圧力コントローラ４５とを備えている。ここで、供給通路３６は、圧力コントローラ４４を介して上記リザーバタンク４０と連結されている。
【００５１】
上記圧力コントローラ４２、４４は、例えばリザーバタンク４０内圧に対し所定の差圧を有する圧力の気体を出力するプレッシャレギュレータと、この出力された気体の圧力が供給通路３６内圧よりも所定値以上高くなると開弁する逆止弁とを備えて構成することができる。こうした構成において、プレッシャレギュレータによって出力される気体の圧力とリザーバタンク４０内圧との差圧を可変設定するなら、圧力室に供給される圧縮空気の圧力を可変制御することができる。
【００５２】
更に、本実施形態では、上記一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を検出する空気温度センサ６０と、この検出された温度に基づいて上記圧力コントローラ４２、４３、４４、４５を制御する圧力制御部６１とを備えている。
【００５３】
ここで、空気温度センサ６０は、例えば閉弁用空気ばね２０の圧力室及び開弁用空気ばね３０の圧力室の近傍に設けたり、また例えば供給通路２６のシリンダ２１近傍や供給通路３６のシリンダ３１近傍に設けたりすればよい。
【００５４】
このように、空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室の圧縮空気や開弁用空気ばね３０の圧力室の圧縮空気の温度を検出することで、同圧力室内の圧力を把握することができる。そして、圧力室内の圧力を把握しつつ、圧力コントローラ４２、４３、４４、４５を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができ、ひいては、空気ばねの弾性力を適切な値に調整することができる。
【００５５】
なお、ここで「圧力室内のガス圧」とは、空気ばねの弾性力を決定する圧縮空気の圧力のことである。これは、ピストン２２、３２の変位量が所定量のときの圧縮空気の圧力として定義してもよく、また同ピストン２２、３２の変位に伴う圧縮空気の圧力変化態様として定義してもよい。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて、圧力コントローラ４２、４３、４４、４５を制御した。これにより、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００５８】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。これに対し本実施形態では、上記一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の流量を制御する。
【００５９】
詳しくは本実施形態では、図２に示すように、上記閉弁用空気ばね２０の圧力室内に収容される圧縮空気の流量を制御すべく、上記供給通路２６へ供給される空気の流量を制御する流量コントローラ４６と、上記排出通路２７から大気へ排出される空気の流量を制御する流量コントローラ４７とを備えている。ここで、供給通路２６は、流量コントローラ４６を介してリザーバタンク４０と連結されている。
【００６０】
また、上記開弁用空気ばね３０の圧力室内に収容される圧縮空気の流量を制御すべく、上記供給通路３６へ供給される空気の流量を制御する流量コントローラ４８と、上記排出通路３７から大気へ排出される空気の流量を制御する流量コントローラ４９とを備えている。ここで、供給通路３６は、流量コントローラ４８を介してリザーバタンク４０と連結されている。
【００６１】
更に、本実施形態では、上記空気温度センサ６０によって検出された温度に基づいて流量コントローラ４６〜４９を制御する流量制御部６２を備えている。
このように、空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室の圧縮空気や開弁用空気ばね３０の圧力室の圧縮空気の温度を検出することで、同圧力室内の圧力を把握することができる。そして、圧力室内の圧力を把握しつつ、流量コントローラ４６〜４９を制御することで、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができ、ひいては、空気ばねの弾性力を適切な値に調整することができる。
【００６２】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（２）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて、流量コントローラ４６〜４９を制御した。これにより、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６４】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。これに対し本実施形態では、上記一対の空気ばねの圧力室に収容される圧縮空気の温度を制御する。
【００６５】
図３に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の構成を示す。図３（ａ）に示すように、シリンダヘッド１０のうち上記空気ばね２０、３０の付近には空気配管７０が設けられている。この空気配管７０は、上記空気ばね２０、３０のシリンダ３１の周りを囲うようにして形成されている。なお、ここでは空気配管７０が開弁用空気ばね３０の周りを覆っていることのみが開示されているが、この空気配管７０は閉弁用空気ばね２０の周りをも同様に覆っている。
【００６６】
この空気配管７０には、圧力室内の圧縮空気を冷却させるべく、図３（ｂ）に示すように、内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気を流通させる。また、この空気配管７０には、圧力室内の圧縮空気の温度を上昇させるべく、空気配管に排気ガスを流入させる。ここで、排気ガスについては、排気通路１４及び触媒コンバータ１２を通過したものが暖機通路１３を介して空気配管７０に取り込まれる。そして、内燃機関の搭載される車両の移動に伴い当該車両に流入する空気と排気ガスとのいずれかを空気配管７０に流通させるよう切り替え可能とすべく、三方弁７１を備える。
【００６７】
更に、本実施形態では、この三方弁７１を、上記空気温度センサ６０によって検出された温度に基づいて制御する温度制御部６３を備えている。これにより、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を上昇させる際には、三方弁７１において暖機通路１３側を選択する。一方、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気を冷却する際には、図３（ｂ）に示すように車両の移動に伴いこれに流入する空気を空気配管７０に取り込むべく、三方弁７１を切り替える。
【００６８】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（３）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて三方弁７１を制御した。これにより、圧力室内の圧縮空気の温度を制御することができ、ひいては、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００６９】
（第４の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第４の実施形態について、上記第３の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７０】
上記第３の実施形態では、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を制御すべく、同圧縮空気の温度を上昇又は下降させるために空気を用いた。これに対し、本実施形態では、上記圧縮空気の温度を上昇又は下降させるために冷却水を用いる。
【００７１】
図４に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の構成を示す。図４に示すように、シリンダヘッド１０のうち上記空気ばね２０、３０の付近には冷却水配管７３が設けられている。この冷却水配管７３は、上記空気ばね２０、３０のシリンダ３１の周りを囲うようにして形成されている。なお、ここでは冷却水配管７３が開弁用空気ばね３０の周りを覆っていることのみが開示されているが、この冷却水配管７３は閉弁用空気ばね２０の周りをも同様に覆っている。
【００７２】
この冷却水配管７３には、ラジエータ７５を介して冷却された冷却水が冷却通路７６から供給され、また、シリンダブロックからの冷却水が暖機通路７８から供給されるようになっている。ここで、暖機通路７８内の冷却水は、シリンダブロック内を流通することで暖められている。したがって、暖機通路７８内の冷却水の温度は、冷却通路７６内の冷却水の温度よりも高くなる。
【００７３】
また、これら冷却通路７６及び暖機通路７８のいずれかを冷却水配管７３と連結させるべく、三方弁７９が備えられている。そして、ウォータポンプ７４の作動に伴い冷却通路７６及び暖機通路７８のいずれかの冷却水を冷却水配管７３に流入させる。
【００７４】
更に、本実施形態では、上記三方弁７９やウォータポンプ７４を、上記空気温度センサ６０によって検出された温度に基づいて制御する温度制御部７２を備えている。これにより、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気を冷却する際には、ウォータポンプ７４を作動させつつ三方弁７９において冷却通路７６を選択する。一方、一対の空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を上昇させる際には、ウォータポンプ７４を作動させつつ三方弁７９において暖機通路７８側を選択する。
【００７５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（４）空気温度センサ６０を用いて閉弁用空気ばね２０の圧力室や開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出し、これに基づいて三方弁７９やウォータポンプ７４を制御した。これにより、圧力室内の圧縮空気の温度を制御することができ、ひいては、圧力センサを用いることなく、圧力室内のガス圧を所望に調圧することができる。
【００７６】
（第５の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第５の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７７】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。本実施形態では、これに加えて、更に上記空気温度センサ６０によって把握された圧力に基づいて電磁コアへの通電量を制御する。すなわち、上記空気温度センサ６０によって把握された圧力に基づいて電磁コアへの通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。
【００７８】
図５に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の構成を示す。同図５に示すように、本実施形態においては、上記空気温度センサ６０によって検出される圧縮空気の温度に基づいて開弁用電磁コア５２や閉弁用電磁コア５３に対する通電制御を行う通電量制御部６４を備えている。この通電量制御部６４は、基本的には、図示しないセンサによる上記弁体１のリフト量の検出結果等に基づいて開弁用電磁コア５２や閉弁用電磁コア５３に対する通電制御を行う。そして、この際、空気温度センサ６０によって把握される圧力室内の圧力に基づいて、この基本的な通電量を補正する。なお、このように、基本通電量に対して空気温度センサ６０の検出値によって補正を行う制御とする代わりに、上記リフト量の検出結果等と空気温度センサ６０の検出値とから通電量を演算するようにしてもよい。
【００７９】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（５）空気温度センサ６０によって把握された圧力室内に基づいて電磁コアへの通電量を制御することで電磁力を調整することができ、ひいては、この電磁力の調整によって圧力室内の圧力変化を補償することができる。
【００８０】
（６）空気温度センサ６０によって把握された圧力室内の圧力に基づく圧力コントローラ４２、４３、４４、４５の制御と同圧力に基づく電磁コアへの通電制御とを併用した。これにより、電磁駆動弁としての適切な特性を維持すべく行われる制御の自由度を拡大することができる。
【００８１】
（第６の実施形態）
以下、本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置の第６の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８２】
上記第１の実施形態では、一対の空気ばねの弾性力を適切な値とすべく、これら一対の空気ばねの圧力室に供給される圧縮空気や同圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御した。これに対し本実施形態では、開弁用空気ばね３０の圧力室内の圧縮空気と閉弁用空気ばね２０の圧力室内の圧縮空気とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握する。そして、一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねのガス圧をそれぞれ所望に調圧する。
【００８３】
すなわち、開弁用空気ばね３０と閉弁用空気ばね２０とを備えているために、これら両空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度が互いに異なることがある。特に、閉弁用空気ばね２０の方が内燃機関の燃焼室に近接して配置されているために、その圧力室内の圧縮空気の温度が上昇しやすいものとなっている。このように、両空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度が互いに異なると、それぞれの弾性力が互いに異なることとなり、弁体を適切に駆動するうえで支障をきたす懸念がある。本実施形態は、こうした実情に鑑みて両空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を各別に検出し、これら空気ばねの弾性力を各別に調整する。
【００８４】
図６に、本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の全体構成を示す。
同図６に示されるように、本実施形態では、閉弁用空気ばね２０の圧力室の温度を検出する空気温度センサ８０と、開弁用空気ばね３０の圧力室の温度を検出する空気温度センサ８１とを備えている。これら空気温度センサ８０、８１の配置箇所については、上記空間２３、３３内の圧縮空気の温度を把握しやすい箇所に配置することが望ましい。
【００８５】
そして、これら空気温度センサ８０、８１による温度検出値は、圧力制御部８２に取り込まれる。この圧力制御部８２は、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて上記圧力コントローラ４２、４３を制御する閉弁用圧力制御部８２ｂと、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて上記圧力コントローラ４４、４５を制御する開弁用圧力制御部８２ａとを備えている。
【００８６】
これにより、閉弁用空気ばね２０の圧力室の温度と開弁用空気ばね３０の圧力室の温度とを各別に検出しつつ、閉弁用空気ばね２０の圧力室内の圧力と開弁用空気ばね３０の圧力室内の圧力とを適切に把握することができる。そして、これら各別に把握された各圧力室内の圧力に基づいて閉弁用空気ばね２０の圧力室に供給する圧縮空気の圧力及び同圧力室から排出される圧縮空気の圧力と、開弁用空気ばね３０の圧力室に供給する圧縮空気の圧力及び同圧力室から排出される圧縮空気の圧力とを各別に制御する。これにより、これら一対の空気ばねの弾性力をそれぞれ適切な値に調整することができる。
【００８７】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）の効果に加えて、以下の効果が得られるようになる。
（７）開弁用空気ばね３０の圧力室内の圧縮空気と閉弁用空気ばね２０の圧力室内の圧縮空気とのそれぞれの温度を各別に検出することで、これら一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握した。そして、一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねの圧力室に供給する圧縮空気の圧力を各別に制御した。これにより、両空気ばねのガス圧をそれぞれ所望に調圧することができ、ひいては、一対の空気ばねの弾性力をそれぞれ適切な値に調整することができる。
【００８８】
なお、上記第６の実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。・一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねに供給される圧縮空気の流量を各別に制御するようにしてもよい。この場合、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて、先の図２に示した流量コントローラ４６、４７と、流量コントローラ４８、４９とを各別に制御すべく、閉弁用流量制御部と開弁用流量制御部とを備えればよい。
【００８９】
・一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、両空気ばねに収容される圧縮空気の温度を各別に制御するようにしてもよい。この場合、先の図３に示した空気配管を、開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの周りを覆うようにして各別に設けるとともに、排気通路を介してこれらに排気を流通させるか車両の移動に伴い車両に流入する空気を流通させるかを切り替える三方弁を各別に備えるようにする。そして、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて、これら一対の空気ばね毎に備えられた各別の三方弁を各別に制御するようにする。また、先の図４に示した冷却水配管を、開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの周りを覆うようにして各別に設けるとともに、これらに流通させる冷却水を切り替える三方弁を各別に備えるようにしてもよい。この際、空気温度センサ８０、８１による温度検出値に基づいて、これら一対の空気ばね毎に備えられた各別の三方弁を各別に制御するようにする。
【００９０】
・一対の空気ばねの圧力室内の圧力を各別に把握しつつ、開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３への通電制御及び圧力コントローラ４２、４３、４４、４５の制御を行うようにしてもよい。
【００９１】
（その他の実施形態）
その他、上記各実施形態及び上記第６の実施形態の変形例は、以下のように変更して実施することもできる。
【００９２】
・上記第５及び第６の実施形態の変形例について、空気温度センサ６０の検出値に基づいて、開弁用電磁コア５２及び閉弁用電磁コア５３への通電制御及び圧力コントローラ４２、４３、４４、４５の制御を併用する代わりに、通電量制御部（通電量制御手段）による通電制御のみを行ってもよい。
【００９３】
・上記第１及び第６の実施形態について、圧力室へ供給される圧縮空気の圧力を制御する圧力コントローラと、圧力室から排出される圧縮空気の圧力を制御する圧力コントローラとは、各別の部材でなくてもよい。また、これらコントローラの一方のみを備えていてもよい。こうした圧力制御手段としては、圧力室へ供給される圧縮空気の圧力及び圧力室から排出される圧縮空気の圧力の少なくとも一方を制御するものであればよい。
【００９４】
・上記第２及び第６の実施形態の変形例について、圧力室へ供給される圧縮空気の流量を制御する流量コントローラと、圧力室から排出される圧縮空気の流量を制御する流量コントローラとは、各別の部材でなくてもよい。また、これらコントローラの一方のみを備えていてもよい。こうした流量制御手段としては、圧力室へ供給される圧縮空気の流量及び圧力室から排出される圧縮空気の流量の少なくとも一方を制御するものであればよい。
【００９５】
・上記第３及び第６の実施形態の変形例について、空気配管に供給される暖気としては、排気ガスに限らず、内燃機関の発熱により暖められた空気を取り込む等、適宜の暖気を用いればよい。また、車両の移動に伴って車両に流入する空気を空気配管に取り込む代わりに、車載エアコンディショナの冷気を取り込むなどしてもよい。
【００９６】
・上記第４及び第６の実施形態の変形例について、冷却水配管に供給する冷却水の取得態様については、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば、２系統からの切替を行う構造を有しなくとも、空気ばねの近傍に設けられた冷却水配管にラジエータを介した冷却水を流通させることで、圧力室内の圧縮空気の温度の上昇を抑制することはできる。
【００９７】
・上記圧力室内の圧縮空気の温度を制御する温度制御手段としては、空気配管や冷却水配管を備えて構成されるものに限らず、例えば空気ばね近傍に潤滑油を循環させることで圧力室内の圧縮空気の温度を制御するものでもよい。
【００９８】
・例えば圧力室に供給される圧縮空気の圧力と、圧力室から排出される圧縮空気の流量とを制御する等、圧力制御手段及び流量制御手段及び温度制御手段を組み合わせて圧力室内の温度に基づき同圧力室内のガス圧を制御する制御手段を構成してもよい。更に、この制御手段としては、圧力制御手段や、流量制御手段、温度制御手段を備えて構成されるものに限らず、圧縮空気の物理量を制御することでガス圧を制御するものであればよい。
【００９９】
・また、上記制御手段と通電量制御手段とを併用してもよい。
・圧力室内の圧縮空気の温度を検出する温度検出手段としては、上記空気温度センサ６０、８０、８１のように、空気ばねの圧力室の温度を検出する目的で設けられたものに限らない。例えば、水温センサや吸気温度センサ等、内燃機関の所定箇所の温度を検出するセンサや、車室の温度を検出するセンサ等に基づいて圧力室内の圧縮空気の温度を検出するものであればよい。また、開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を各別に検出する温度検出手段としては、各別の部材から構成されるものに限らない。例えば、上記内燃機関の所定箇所の温度を検出するセンサや、車室の温度を検出するセンサの検出値や、内燃機関の運転状態に基づいて開弁用空気ばね及び閉弁用空気ばねの圧力室内の圧縮空気の温度を各別に検出（推定）するものでもよい。この場合、上記センサの検出値や内燃機関の運転状態をパラメータとして、これらのパラメータと一対の空気ばねの圧力室内の温度とを関係づけるマップを備えて温度検出手段を構成してもよい。
【０１００】
・必ずしも開弁用空気ばねと閉弁用空気ばねとを備える代わりに、いずれか一方の空気ばねを用いるのみでもよい。例えば、開弁用空気ばねを備える場合には閉弁用の適宜の（空気ばね以外の）弾性部材を備える構成であってもよく、また、閉弁用空気ばねを備える場合には開弁用の適宜の（空気ばね以外の）弾性部材を備える構成であってもよい。
【０１０１】
・必ずしも開弁用電磁コアと閉弁用電磁コアとを備える構成でなくてもよい。例えば、開弁用電磁コアと閉弁用空気ばねとを備えて開弁動作及び閉弁動作を行うものであってもよく、閉弁用電磁コアと開弁用空気ばねを備えて閉弁動作及び開弁動作を行うものであってもよい。また、開弁用電磁コア及び閉弁用電磁コアの一方を備え、且つ開弁用空気ばねと閉弁用空気ばねを備えるものにおいても、これら一対の空気ばねの圧力室内の温度の各別の検出結果に基づいて電磁石（開弁用電磁コア及び閉弁用電磁コア）への通電制御を行うことも有効である。
【０１０２】
・空気ばねの設けられた電磁駆動弁に限らず、任意の気体（ガス）による弾性力によって弁体を付勢する気体ばねの設けられた電磁駆動弁においても本発明の適用は有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第１の実施形態の構成を示す図。
【図２】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第２の実施形態の構成を示す図。
【図３】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第３の実施形態の構成を示す図。
【図４】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第４の実施形態の構成を示す図。
【図５】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第５の実施形態の構成を示す図。
【図６】本実施形態にかかる電磁駆動弁の制御装置の第６の実施形態の構成を示す図。
【符号の説明】
１…弁体、２…弁軸、１０…シリンダヘッド、１１…凹部、１２…触媒コンバータ、１３…暖機通路、２０…閉弁用空気ばね、２１…シリンダ、２２…ピストン、２３…空間、２４、２５…連通孔、２６…供給通路、２７…排出通路、３０…開弁用空気ばね、３１…シリンダ、３２…ピストン、３３…空間、３４、３５…連通孔、３６…供給通路、３７…排出通路、４０…リザーバタンク、４１…エアポンプ、４２〜４５…圧力コントローラ、４６〜４９…流量コントローラ、５０…アーマチャ軸、５１…アーマチャ、５２…開弁用電磁コア、５３…閉弁用電磁コア、５４…電磁コアアッシー、６０…空気温度センサ、６１…圧力制御部、６２…流量制御部、６３…温度制御部、６４…通電量制御部、７０…空気配管、７１…三方弁、７２…温度制御部、７３…冷却水配管、７４…ウォータポンプ、７５…ラジエータ、７６…冷却通路、７８…暖機通路、７９…三方弁、８０、８１…空気温度センサ、８２…圧力制御部、８２ａ…開弁用圧力制御部、８２ｂ…閉弁用圧力制御部。
Claims (12)
- 電磁石と、気体ばねとを備え、前記電磁石の電磁力と前記気体ばねの付勢力とによって内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を駆動する電磁駆動弁を制御する装置であって、
前記気体ばねを構成する圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出される温度に基づき前記圧力室内のガス圧を把握し、前記気体ばねの付勢力を適切な値とすべく前記把握されたガス圧に基づいて前記圧力室内のガス圧を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。 - 前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の圧力及び前記圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御するものである
請求項１記載の電磁駆動弁の制御装置。 - 前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の流量及び前記圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御するものである
請求項１記載の電磁駆動弁の制御装置。 - 前記制御手段は、前記圧力室内の気体の温度を制御するものである
請求項１記載の電磁駆動弁の制御装置。 - 前記制御手段は、前記圧力室へ供給される気体の圧力及び前記圧力室から排出される気体の圧力の少なくとも一方を制御する圧力制御手段と、前記圧力室へ供給される気体の流量及び前記圧力室から排出される気体の流量の少なくとも一方を制御する流量制御手段と、前記圧力室内の気体の温度を制御する温度制御手段との少なくとも１つを備えて構成される
請求項１記載の電磁駆動弁の制御装置。 - 請求項４又は５記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記制御手段は、前記気体ばねの近傍に空気配管を備え、前記圧力室内の気体の温度制御に際し、該空気配管に空気を流通させることで前記気体の温度を調温する
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。 - 請求項４又は５記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記制御手段は、前記気体ばね近傍に冷却水配管を備え、前記圧力室内の気体の温度制御に際し、前記冷却水配管に冷却水を流通させることで前記気体の温度を調温する
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。 - 請求項１〜７のいずれかに記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記温度検出手段により検出された温度に基づき前記電磁石への通電量を制御する通電量制御手段を更に備える
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。 - 請求項１〜７のいずれかに記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記気体ばねは、前記弁体を開弁方向に付勢する開弁用気体ばねと同弁体を閉弁方向に付勢する閉弁用気体ばねとの一対の気体ばねからなり、
前記温度検出手段は、前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度を各別に検出するものであり、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づいて、それら圧力室内のガス圧を各別に制御する
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。 - 請求項９記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づき前記電磁石への通電量を制御する通電量制御手段を更に備える
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。 - 電磁石と、気体ばねとを備え、前記電磁石の電磁力と前記気体ばねの付勢力とによって内燃機関の吸気弁又は排気弁として機能する弁体を駆動する電磁駆動弁を制御する装置であって、
前記気体ばねを構成する圧力室内の気体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出される温度に基づき前記圧力室内のガス圧を把握し、前記気体ばねの付勢力を適切な値とすべく前記把握されたガス圧に基づいて前記電磁石への通電量を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。 - 請求項１１記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記気体ばねは、前記弁体を開弁方向に付勢する開弁用気体ばねと同弁体を閉弁方向に付勢する閉弁用気体ばねの一対の気体ばねとからなり、
前記温度検出手段は、前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度を各別に検出するものであり、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記一対の気体ばねの各圧力室内の気体の温度に基づいて、前記電磁石への通電量を制御する
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
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