JPH02181006A - バルブ駆動装置 - Google Patents
バルブ駆動装置Info
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- JPH02181006A JPH02181006A JP63333440A JP33344088A JPH02181006A JP H02181006 A JPH02181006 A JP H02181006A JP 63333440 A JP63333440 A JP 63333440A JP 33344088 A JP33344088 A JP 33344088A JP H02181006 A JPH02181006 A JP H02181006A
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- JP
- Japan
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- current
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- capacitor
- valve
- coil
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/064—Circuit arrangements for actuating electromagnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電磁石により発生する電磁力によりエンジン
の吸排気バルブを開閉駆動させるバルブ駆動装置に関す
る。
の吸排気バルブを開閉駆動させるバルブ駆動装置に関す
る。
（従来の技術）
従来の吸排気バルブの開閉駆動装置としては、１木のシ
ャフトに吸気用及び排気用のカムを配したカムシャフト
を、エンジンの上部もしくは側面に配設する。ベルト等
の回転伝達手段によりエンジンの回転軸であるクランク
シャフトと該カムシャフトとを連結しエンジン回転位相
と同期してカムシャフトを回転駆動する。該カムシャフ
トのカム面からロッカーアームやブッシングロッド等の
リンク機構を介してバルブの軸端面を押す。吸排気バル
ブはスプリングにより常に閉状態に保持されており、バ
ルブ軸端面な押されることにより開口する。
ャフトに吸気用及び排気用のカムを配したカムシャフト
を、エンジンの上部もしくは側面に配設する。ベルト等
の回転伝達手段によりエンジンの回転軸であるクランク
シャフトと該カムシャフトとを連結しエンジン回転位相
と同期してカムシャフトを回転駆動する。該カムシャフ
トのカム面からロッカーアームやブッシングロッド等の
リンク機構を介してバルブの軸端面を押す。吸排気バル
ブはスプリングにより常に閉状態に保持されており、バ
ルブ軸端面な押されることにより開口する。
あるいは吸気用のカムを配した吸気カムシャフトと排気
用のカムを配した排気カムシャフトをエンジン上部に配
設し、吸気カムシャフトのカム面で吸気バルブの軸端部
を、そして排気カムシャフトのカム面で排気バルブの軸
端部を直接押すことにより吸排気バルブを開口させる。
用のカムを配した排気カムシャフトをエンジン上部に配
設し、吸気カムシャフトのカム面で吸気バルブの軸端部
を、そして排気カムシャフトのカム面で排気バルブの軸
端部を直接押すことにより吸排気バルブを開口させる。
（発明が解決しようとする課題）
このような従来の吸排気バルブの開閉駆動装置は、カム
シャフト及びリンク機構をエンジンに付設せねばならず
、そのためエンジンが大型化する。また該カムシャフト
及びリンク機構はエンジンの出力軸により駆動されるた
め、該カムシャフト及びリンク機構を駆動する際の摩擦
抵抗によりエンジン出力の一部が消費され、エンジンの
実効出力が低下する。またエンジン運転中に吸排気バル
ブの開閉タイミングを変更できず、所定のエンジン回転
数に合わせてバルブ開閉タイミングを調整するため、該
所定の回転数と異なる回転数での運転時にはエンジンの
出力及び効率が低下する。
シャフト及びリンク機構をエンジンに付設せねばならず
、そのためエンジンが大型化する。また該カムシャフト
及びリンク機構はエンジンの出力軸により駆動されるた
め、該カムシャフト及びリンク機構を駆動する際の摩擦
抵抗によりエンジン出力の一部が消費され、エンジンの
実効出力が低下する。またエンジン運転中に吸排気バル
ブの開閉タイミングを変更できず、所定のエンジン回転
数に合わせてバルブ開閉タイミングを調整するため、該
所定の回転数と異なる回転数での運転時にはエンジンの
出力及び効率が低下する。
上記問題を解決するために、カムシャフトによらず電磁
石による電磁力により吸排気バルブの開閉駆動を行なう
装置が、特開昭５８−１８３８０５号公報、あるいは特
開昭６１−７６７１３号公報に記載されている。しかし
、上記２公報に記載されている装置には、特に大電流を
要する吸排気バルブを開方向へ始動する際、及び着座直
前の減速の際において、電磁力を必要な大きさに適宜に
制御するための電流制御に関しては、開示されていない
。そのため、バルブの円滑な始動及び減速に必要とされ
る十分な大きさの電磁力を発生させることはできかった
。
石による電磁力により吸排気バルブの開閉駆動を行なう
装置が、特開昭５８−１８３８０５号公報、あるいは特
開昭６１−７６７１３号公報に記載されている。しかし
、上記２公報に記載されている装置には、特に大電流を
要する吸排気バルブを開方向へ始動する際、及び着座直
前の減速の際において、電磁力を必要な大きさに適宜に
制御するための電流制御に関しては、開示されていない
。そのため、バルブの円滑な始動及び減速に必要とされ
る十分な大きさの電磁力を発生させることはできかった
。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、電磁力を
必要な大きさに適宜に制御するに充分な高駆動力が得ら
れるバルブ駆動装置を提供しようとするものである。
必要な大きさに適宜に制御するに充分な高駆動力が得ら
れるバルブ駆動装置を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明によれば、電磁石によりエンジンの吸排気バルブ
を開閉制御するバルブ制御手段と、前記バルブ開閉時の
付勢電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、この蓄積手段の充
電量をエンジン回転数に比例して増減する充電制御手段
とを具備するバルブ駆動装置を提供できる。
を開閉制御するバルブ制御手段と、前記バルブ開閉時の
付勢電荷を蓄積する電荷蓄積手段と、この蓄積手段の充
電量をエンジン回転数に比例して増減する充電制御手段
とを具備するバルブ駆動装置を提供できる。
（作用）
本発明のバルブ駆動装置では、コンデンサに旦電力を充
電し、大電流を要する始動及び減速の際に、該コンデン
サから電磁石に電流を供給するので、該電磁石により駆
動される吸排気バルブに対し高駆動力を作用させること
がで剖る。
電し、大電流を要する始動及び減速の際に、該コンデン
サから電磁石に電流を供給するので、該電磁石により駆
動される吸排気バルブに対し高駆動力を作用させること
がで剖る。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。
。
第１図は本発明による駆動装置を示すブロック図である
。
。
吸気バルブ４はバルブガイド５により軸方向に対し自在
に軸承されており、該吸気バルブ４の軸端部には環状の
永久磁石２が設けられている。該永久磁石２の極相は内
周側がＳ極であり外周側がＮ極に励磁されている。そし
て該永久磁石２とバルブガイド５の間にはカラー１９及
びスプリング３が配設されている。永久磁石２の傘部は
バルブシート７と密着しており吸気管路６の吸気口を閉
鎖している。また永久磁石２の上方向には永久磁石２側
に磁極が並設された電磁石１が対向配置されている。電
磁石１には磁力線発生のためのコイル１ａが設けられて
おり、該コイル１ａは切換スイッチ８に接続している。
に軸承されており、該吸気バルブ４の軸端部には環状の
永久磁石２が設けられている。該永久磁石２の極相は内
周側がＳ極であり外周側がＮ極に励磁されている。そし
て該永久磁石２とバルブガイド５の間にはカラー１９及
びスプリング３が配設されている。永久磁石２の傘部は
バルブシート７と密着しており吸気管路６の吸気口を閉
鎖している。また永久磁石２の上方向には永久磁石２側
に磁極が並設された電磁石１が対向配置されている。電
磁石１には磁力線発生のためのコイル１ａが設けられて
おり、該コイル１ａは切換スイッチ８に接続している。
該切換スイッチ８及び、ダイオード９、スイッチ１４、
通電量制御器１３はバッテリ１０に対し直列に接続され
ており、ダイオード９と切換スイッチ８の中間点と、通
電量制御器１３とバッテリ１０の中間点とは充電量制御
器１２とコンデンサ１１により連結されている。
通電量制御器１３はバッテリ１０に対し直列に接続され
ており、ダイオード９と切換スイッチ８の中間点と、通
電量制御器１３とバッテリ１０の中間点とは充電量制御
器１２とコンデンサ１１により連結されている。
上記切換スイッチ８、スイッチ１４、通電量制御器１３
、充電量制御器１２はコントロールユニット１５に接続
されており、該コントロールユニット１５にはタイミン
グセンサ１６、回転センサ１７、負荷センサ１８からの
信号を入力している。該コントロールユニット１５は上
記信号の出入を司る人出力インターフェイスの他に、プ
ログラム及びデータを予め記憶するＲＯＭ、該ＲＯＭに
記憶されたプログラムの下に演算を行なうＣＰＵ、人力
信号及び演算結果を一時記憶するＲＡＭ、コントロール
ユニット１５内の信号の流れを制御するコントロールメ
モリ等から構成されている。
、充電量制御器１２はコントロールユニット１５に接続
されており、該コントロールユニット１５にはタイミン
グセンサ１６、回転センサ１７、負荷センサ１８からの
信号を入力している。該コントロールユニット１５は上
記信号の出入を司る人出力インターフェイスの他に、プ
ログラム及びデータを予め記憶するＲＯＭ、該ＲＯＭに
記憶されたプログラムの下に演算を行なうＣＰＵ、人力
信号及び演算結果を一時記憶するＲＡＭ、コントロール
ユニット１５内の信号の流れを制御するコントロールメ
モリ等から構成されている。
次に、本発明による装置の作用について説明する。
第２図は、コイル１ａへの通電方向と吸気バルブ４の間
タイミングからの経過時間との関係を示す図である。図
において、横軸は経過時間を示し、縦軸は通電方向を示
し、上側は吸気バルブ４に対し開方向の電磁力が発生す
る通電方向であり、下側は閉方向の電磁力が発生する。
タイミングからの経過時間との関係を示す図である。図
において、横軸は経過時間を示し、縦軸は通電方向を示
し、上側は吸気バルブ４に対し開方向の電磁力が発生す
る通電方向であり、下側は閉方向の電磁力が発生する。
吸気バルブ４の間タイミング以前にはスイッチ１４がオ
ンされ、かつ切換スイッチ８により内部磁極１ｂｋ：Ｎ
極及び外部磁極１ｃにＳ極が発生するようコイル１ａに
通電されている。尚該通電量は通電量制御器１３により
制御されており、よって電磁石１て発生する電磁力は所
定の強度となっている。また該通電と平行してバッテリ
１０の電力がコンデンサ１１に充電されている。該充電
量は充電量制御器１２により制御され、所定の充電量に
到達するとコンデンサ１１への充電は停止される。
ンされ、かつ切換スイッチ８により内部磁極１ｂｋ：Ｎ
極及び外部磁極１ｃにＳ極が発生するようコイル１ａに
通電されている。尚該通電量は通電量制御器１３により
制御されており、よって電磁石１て発生する電磁力は所
定の強度となっている。また該通電と平行してバッテリ
１０の電力がコンデンサ１１に充電されている。該充電
量は充電量制御器１２により制御され、所定の充電量に
到達するとコンデンサ１１への充電は停止される。
タイミングセンサ１６により吸気バルブ４の開タイミン
グが検知されると切換スイッチ８を切換えコイル１ａへ
の通電方向を反転させると同時に通電量制御器１３の電
流規制を解除し無抵抗状態にする。該状態に変更した後
スイッチ１４をオフにする。するとコンデンサ１１に充
電されていた電荷がコイル１ａへと流れる。充電量制御
器１２は充電方向には電流規制を行なうが、放電方向に
は電流規制を行なわない。コンデンサ１１は内部抵抗を
有さないため、放電は瞬時に行なわれる。
グが検知されると切換スイッチ８を切換えコイル１ａへ
の通電方向を反転させると同時に通電量制御器１３の電
流規制を解除し無抵抗状態にする。該状態に変更した後
スイッチ１４をオフにする。するとコンデンサ１１に充
電されていた電荷がコイル１ａへと流れる。充電量制御
器１２は充電方向には電流規制を行なうが、放電方向に
は電流規制を行なわない。コンデンサ１１は内部抵抗を
有さないため、放電は瞬時に行なわれる。
よって大電流がコイル１ａに流れるため、電磁石１は永
久磁石２に対して強力な排斥力を作用させる。
久磁石２に対して強力な排斥力を作用させる。
吸気バルブ４開のタイミングである工から第１の設定時
間が経過するＩＩにおいて、切換スイッチ８を切換へス
イッチ１４をオンにする。該操作により永久磁石２を閉
方向へ吸引し、吸気バルブ４の開方向移動速度を減速し
、停止せしめた後、吸気バルブ４を閉方向へ移動させる
。該通電量は通電量制御器１３により制御されるが、上
記閉保持中における制御値と同じくする必要はない。
間が経過するＩＩにおいて、切換スイッチ８を切換へス
イッチ１４をオンにする。該操作により永久磁石２を閉
方向へ吸引し、吸気バルブ４の開方向移動速度を減速し
、停止せしめた後、吸気バルブ４を閉方向へ移動させる
。該通電量は通電量制御器１３により制御されるが、上
記閉保持中における制御値と同じくする必要はない。
ＩＩから第２の設定時間が経過するＩＩＩの時点に、再
び切換スイッチ８及びスイッチ１４の操作によりコイル
１ａにコンデンサ１１からの電流を流し永久磁石２に排
斥力を作用させる。該操作により吸気バルブ４の閉方向
速度は減速される。
び切換スイッチ８及びスイッチ１４の操作によりコイル
１ａにコンデンサ１１からの電流を流し永久磁石２に排
斥力を作用させる。該操作により吸気バルブ４の閉方向
速度は減速される。
ＩＩＩから第３の設定時間が経過するＩＶの時点で、上
記吸気バルブ４の閉保持状態に電流を変更し、次に開タ
イミングが到来するまで該閉状態を保持する。
記吸気バルブ４の閉保持状態に電流を変更し、次に開タ
イミングが到来するまで該閉状態を保持する。
なお、上記第１、第２、第３の各設定時間は、ＲＯＭ内
に、予め各設定時間とエンジン回転数及びエンジン負荷
との関係テーブルを記憶しておき、回転センサ１７によ
り検知されるエンジンの回転数と負荷センサ１８により
検知されるエンジン負荷とから演算することにより求め
られる。
に、予め各設定時間とエンジン回転数及びエンジン負荷
との関係テーブルを記憶しておき、回転センサ１７によ
り検知されるエンジンの回転数と負荷センサ１８により
検知されるエンジン負荷とから演算することにより求め
られる。
尚、ＲＯＭ内に予めエンジン回転数とｉ＜）レブ開タイ
ミングの関係マツプを記憶しておき、エンジンの回転数
の変化に伴ないバルブ開タイミングを変更することによ
りエンジン回転数の全領域におしλてエンジンの出力及
び効率を向上させること力（できる。またエンジンの回
転数の高低に伴なし）各気筒ごとの吸排気バルブを駆動
あるレ−は停止することにより、運転する気筒数を増減
する気筒制御も可能である。
ミングの関係マツプを記憶しておき、エンジンの回転数
の変化に伴ないバルブ開タイミングを変更することによ
りエンジン回転数の全領域におしλてエンジンの出力及
び効率を向上させること力（できる。またエンジンの回
転数の高低に伴なし）各気筒ごとの吸排気バルブを駆動
あるレ−は停止することにより、運転する気筒数を増減
する気筒制御も可能である。
以上、本発明の一実施例を主に吸気ノ（ルブについて説
明したが、排気バルブについても同様に本発明による駆
動装置が通用できること６才明白である。また本発明の
精神から逸れなり）かぎって、種々の異なる実施例は容
易に構成できるから、本発明は前記特許請求の範囲にお
いて記載した限定以外、特定の実施例に制約されるもの
ではない。
明したが、排気バルブについても同様に本発明による駆
動装置が通用できること６才明白である。また本発明の
精神から逸れなり）かぎって、種々の異なる実施例は容
易に構成できるから、本発明は前記特許請求の範囲にお
いて記載した限定以外、特定の実施例に制約されるもの
ではない。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、コンデンサに一
旦電力を充電し、大電流を要する始動及び減速の際に、
該コンデンサから電磁石に電流を供給するので、該電磁
石により駆動される吸排気バルブに対し高駆動力を作用
させうるバルブ駆動装置を提供できる。
旦電力を充電し、大電流を要する始動及び減速の際に、
該コンデンサから電磁石に電流を供給するので、該電磁
石により駆動される吸排気バルブに対し高駆動力を作用
させうるバルブ駆動装置を提供できる。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、コイル１ａへの通電方向と吸気バルブ４の間タイミ
ングからの経過時間との関係を示す図である。 １・・・電磁石、２・・・永久磁石、３・・・スプリン
グ、４・・・吸気バルブ、５・・・バルブガイド、６・
・・吸気管路、７・・・バルブシート、８・・・切換ス
イッチ、９・・・ダイオード、１０・・・バッテリ、１
１・・・コンデンサ、１２・・・充電量制御器、１３・
・・通電量制御器、１４・・・スイッチ、１５・・・コ
ントロールユニット、６・・・タイミングセンサ、１７
・・・回転センサ、８・・・負荷センサ、１９・・・カ
ラー特許出願人 いすＸ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實
は、コイル１ａへの通電方向と吸気バルブ４の間タイミ
ングからの経過時間との関係を示す図である。 １・・・電磁石、２・・・永久磁石、３・・・スプリン
グ、４・・・吸気バルブ、５・・・バルブガイド、６・
・・吸気管路、７・・・バルブシート、８・・・切換ス
イッチ、９・・・ダイオード、１０・・・バッテリ、１
１・・・コンデンサ、１２・・・充電量制御器、１３・
・・通電量制御器、１４・・・スイッチ、１５・・・コ
ントロールユニット、６・・・タイミングセンサ、１７
・・・回転センサ、８・・・負荷センサ、１９・・・カ
ラー特許出願人 いすＸ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 辻 實
Claims (1)
- 電磁石によりエンジンの吸排気バルブを開閉制御するバ
ルブ制御手段と、前記バルブ開閉時の付勢電荷を蓄積す
る電荷蓄積手段と、この蓄積手段の充電量をエンジン回
転数に比例して増減する充電制御手段とを具備するバル
ブ駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63333440A JPH0621530B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | バルブ駆動装置 |
| US07/457,142 US4972810A (en) | 1988-12-29 | 1989-12-26 | Electromagnetic force valve driving apparatus |
| DE68913703T DE68913703T2 (de) | 1988-12-29 | 1989-12-28 | Elektromagnetisch gesteuerte Ventilantriebsvorrichtung. |
| EP89313639A EP0376715B1 (en) | 1988-12-29 | 1989-12-28 | Electromagnetic-force valve-driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63333440A JPH0621530B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | バルブ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02181006A true JPH02181006A (ja) | 1990-07-13 |
| JPH0621530B2 JPH0621530B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=18266130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63333440A Expired - Lifetime JPH0621530B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | バルブ駆動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4972810A (ja) |
| EP (1) | EP0376715B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0621530B2 (ja) |
| DE (1) | DE68913703T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5775276A (en) * | 1995-02-15 | 1998-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Valve driving apparatus using an electromagnetic coil to move a valve body with reduced noise |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02112606A (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-25 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | 電磁力駆動バルブ制御装置 |
| US5588403A (en) * | 1992-11-04 | 1996-12-31 | Williams; Douglas J. | Rack and pinion valve operating system |
| JPH07293215A (ja) * | 1994-04-25 | 1995-11-07 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の弁駆動装置 |
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| JP3550989B2 (ja) * | 1997-12-08 | 2004-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電磁バルブ用駆動装置 |
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| IT1303595B1 (it) * | 1998-12-09 | 2000-11-14 | Magneti Marelli Spa | Circuito regolatore di tensione per il pilotaggio elettromagneticodelle valvole di un motore a combustione interna. |
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| DE68913703D1 (de) | 1994-04-14 |
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