JPH07224624A

JPH07224624A - 内燃機関の弁駆動装置及び弁体の初期位置設定方法

Info

Publication number: JPH07224624A
Application number: JP6016721A
Authority: JP
Inventors: Takashi Deo; 隆志出尾; Iwao Maeda; 岩夫前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1994-02-10
Publication date: 1995-08-22
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JP3141670B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は内燃機関の弁体を電磁力で駆動する
弁駆動装置に関し、コンパクトな体格を維持しつつ精度
良く弁体の変位量を検出することを目的とする。【構成】２つのコア２０，２２を所定距離離間して配
設する。コア２０，２２の溝に電磁コイル２４，２６を
組み込む。スプリング４２，４４により弁体１４と一体
のプランジャ４０をコア２０，２２の中間位置に支持す
る。電磁コイル２４，２６をボビン２８，３０に細径の
捲線を多数回捲回してなる変位検出コイル３２，３４
と、その外周に形成した駆動コイル３６，３８とで構成
する。駆動コイル３６，３８に、それぞれが発生する電
磁力を制御してプランジャ４０を駆動する駆動回路４８
を接続する。変位検出コイル３２，３４に自己インダク
タンス変化に基づいて弁体１４の変位量を検出する変位
量検出回路５０を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の弁駆動装置
及び弁体の初期位置設定方法に係り、特に内燃機関の弁
体を電磁力で駆動する弁駆動装置、及びかかる弁駆動装
置における弁体の初期位置設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁コイルに所定電流を通電
した際に発生する電磁力を利用して所望の変位を得る構
成のアクチュエータが広く知られている。例えば電磁コ
イルの周囲に一端が開口した磁気回路を構成するコアを
設け、その開口部に対向して磁性体製の可動子を対向さ
せ、かつ可動子をコアから離間する方向に作用するスプ
リングを配設してなる構成はその代表例として知られて
いる。

【０００３】かかる構成によれば、電磁コイルへの通電
が停止されている場合は可動子がスプリングに付勢され
てコアから離間した所定の位置に保持され、一方、電磁
コイルへの通電がされると、コアと可動子でより磁気抵
抗の小さな磁気閉回路を構成すべく可動子がコア側に引
き寄せられる。このため、電磁コイルへの通電状態を制
御すると、その結果可動子には所定の変位が生じ、アク
チュエータとしての機能が確保されることになる。

【０００４】ところで、電磁コイルに所定電圧ｅを印加
した場合に流通する電流Ｉは、電磁コイルの抵抗値を
Ｒ、自己インダクタンスをＬとすれば、以下のように表
すことができる（式中“ｊ”は虚数単位を、“ω”はｅ
の変動角速度を示す）。

【０００５】Ｉ＝ｅ／（Ｒ＋ｊωＬ）・・・（１）一方、電磁コイルの自己インダクタンスＬは、電磁コイ
ルの捲数をＮ、電磁コイルを取り巻く磁気回路の磁気抵
抗等により決まる特性値をＫとすると、以下の如く表す
ことができる。

【０００６】Ｌ＝Ｋ・Ｎ² ・・・（２）従って、上記の如き構成のアクチュエータにおいて可動
子が変位して、それに伴って電磁コイルを取り巻く磁気
回路の磁気抵抗が変化すると、それにより特性値Ｋが、
すなわち電磁コイルの自己インダクタンスＬが変化し、
ｅとＩとの関係が変化することになる。

【０００７】このため、ｅとＩとの関係に基づいて電磁
コイルの自己インダクタンスＬが検出できれば、その値
よりアクチュエータを構成する可動子の変位状態を検出
することができ、例えば特開昭６０−１２２２５３号公
報は、かかる原理に従って変位量を検出するアクチュエ
ータの構成を開示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のア
クチュエータは、可動子の変位に伴って電磁力を発生す
る電磁コイルの自己インダクタンスＬが変化することに
着目して可動子の変位量を検出するものである。この
際、上記の如く自己インダクタンスＬは、捲線Ｎの２乗
に比例し、捲数Ｎが比較的少ない場合には、Ｌの値が比
較的小さく、その変化量も比較的少量となる。

【０００９】このため、上記従来の装置は、電磁コイル
に要求される電磁力等との関係で捲数Ｎが少なくて足り
る場合には、可動子の変位量を精度良く検出することが
できないという問題を有するものであった。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、電磁力を発生する電磁コイルと同軸に、細径の
捲線を用いて小スペース内に多数の捲回数を確保した変
位検出コイルを設け、当該変位検出コイルの自己インダ
クタンス変化に基づいてアクチュエータの変位量を検出
することにより上記の課題を解決した内燃機関の弁駆動
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、内燃機関
の弁体を電磁力で駆動する内燃機関の弁駆動装置であっ
て、前記弁体を駆動する電磁力を発生する駆動コイル
と、該駆動コイルの捲線より細径の捲線を、該駆動コイ
ルの捲数より多数回、該駆動コイルと同軸に捲回してな
る変位検出コイルと、前記弁体の変位に伴って変化する
前記変位検出コイルの自己インダクタンスに基づいて、
前記弁体の変位量を検出する変位量検出手段とを有する
内燃機関の弁駆動装置により達成される。

【００１２】また、上記構成の内燃機関の弁駆動装置に
おいて、前記変位検出コイルの両端子間に配設され、該
検出コイルに生じた起電力に応じた電荷を充電するコン
デンサと、前記駆動コイルへの通電を制御するスイッチ
回路とを備える内燃機関の弁駆動装置は、簡単な構成で
高電圧を作りだすのに有効である。

【００１３】更に、前記弁体を駆動すべく前記弁体の移
動方向に所定距離離間して配設された第１及び第２の駆
動コイルと、これら第１及び第２の駆動コイルの捲線よ
り細径の捲線を、第１及び第２の駆動コイルの捲数より
多数回、それぞれ第１及び第２の駆動コイルと同軸に捲
回してなる第１及び第２の変位検出コイルと、前記弁体
の変位に伴って変化する前記第１及び第２の変位検出コ
イルの自己インダクタンスに基づいて、前記弁体の変位
量を検出する変位量検出手段と、前記第１及び第２の駆
動コイルが電磁力を発生していない状況において、前記
弁体をこれら第１及び第２の駆動コイルの中間に支持す
る弾性部材と、前記第１及び第２の駆動コイルの何れか
一方に所定電流を通電して前記弁体に変位を与え、この
通電を中止した後、前記弁体が前記第１及び第２の駆動
コイルの中間位置近傍まで変位した後に、他方の駆動コ
イルに所定電流を通電して前記弁体に他端へ向かう変位
を与える駆動手段とを備える内燃機関の弁駆動装置は、
消費電力の低減に有効である。

【００１４】ところで、上記構成の内燃機関の弁駆動装
置において前記弁体の初期位置を設定する方法であっ
て、前記変位検出コイルの自己インダクタンスが所定値
となるように、前記駆動コイル無通電時における前記弁
体と前記駆動コイルとの相対位置を調整する弁体の初期
位置設定方法は、前記弁体の初期位置を簡便に調整する
のに有効である。

【００１５】

【作用】本発明に係る内燃機関の弁駆動装置において、
前記変位検出コイルは、前記駆動コイルに比べて細径の
捲線で構成されるため、小スペース内に多数の捲数を確
保して形成される。従って、前記駆動コイルの電磁力変
化に起因して前記弁体が変位し、それにより前記変位検
出コイルを取り巻く磁気回路の磁気抵抗が変化すると、
前記変位検出コイルの自己インダクタンスは、大きくそ
の値を変化させる。

【００１６】前記変位量検出手段は、このようにして弁
体の変位に伴って大きくその値を変化させる前記変位検
出コイルの自己インダクタンスに基づいて、精度良く前
記弁体の変位量を検出する。

【００１７】また、前記変位検出コイルと前記駆動コイ
ルとは、互いに同軸に、かつ、重なって駆動コイルが設
けられるため、前記駆動コイルが発生する磁束が変化す
ると、前記変位検出コイルの両端子間には、誘導起電力
が発生する。

【００１８】この際、前記変位検出コイルは、前記駆動
コイルに比べて多数の捲数を有しているため、前記スイ
ッチ回路により前記駆動コイルに流通する電流が制御さ
れ、前記駆動コイルの発生する磁束が急変すると、前記
変位検出コイルの両端子間には高圧の誘導起電力が発生
し、前記コンデンサは高圧に充電される。

【００１９】更に、前記弁体の移動方向に所定距離離間
して、前記第１及び第２の駆動コイル、第１及び第２の
変位検出コイルを設け、前記弁体を前記スプリングで保
持した場合、何らの電磁力も存在しない状況下では前記
弁体は前記第１及び第２の駆動コイルの中間に保持され
る。

【００２０】従って、前記駆動手段が、前記第１及び第
２の駆動コイルの何れか一方に電流を流通させて前記弁
体に変位を与えた状態から、この通電を停止すると、前
記弁体は何ら電磁力を与えることなく中間位置に向かっ
て変位する。このため、前記駆動手段が、前記弁体が中
間位置に到達した後に他方の駆動コイルに通電を開始し
さえすれば、確実に前記弁体は他端に向けて変位する。

【００２１】従って、プランジャが中間位置を通過する
までは、駆動コイルに通電する必要がなく、かつ、プラ
ンジャは弾性部材により付勢されているため、プランジ
ャ移動のためのエネルギを少なくできる。

【００２２】ところで、上記構成の内燃機関の弁駆動装
置を組み付ける際には、前記弁体の初期位置を精度良く
設定する必要がある。この際、前記変位検出コイルの自
己インダクタンスは前記弁体の位置の関数である。従っ
て、前記弁体が初期位置にある場合に前記変位検出コイ
ルが示す自己インダクタンスとして設定された前記所定
値が実現される場合、前記弁体は精度良く初期位置に設
定されていることになる。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である内燃機関の
弁駆動装置の全体構成図を示す。電磁アクチュエータ１
０は、バルブステム１２に一体に形成される弁体１４を
図中上下方向に駆動するアクチュエータであり、弁体１
４を内燃機関の吸・排気バルブとして機能させるべく考
案されたものである。

【００２４】すなわち、図１に示す弁体１４は、内燃機
関の吸・排気ポートに設けられたバルブシート１６に対
して閉弁位置、中立位置、開弁位置の３つの位置に保持
可能であり、電磁アクチュエータ１０により任意のタイ
ミングで吸・排気ポートを開閉弁する。この場合、内燃
機関４に一般に要求されるカム機構が不要となり機械的
構成が簡単化すると共に、カム機構による摺動損失が解
消されることになる。また、吸・排気バルブの開閉弁タ
イミングを内燃機関の運転状況に応じた理想的なタイミ
ングに設定することも可能である。

【００２５】このため、電磁アクチュエータ１０を用い
た内燃機関の弁駆動装置によれば、従来のカム駆動式弁
駆動装置に比べて著しく内燃機関の出力特性を改善する
ことが可能である。

【００２６】以下、その構成について詳細に説明する。

【００２７】電磁アクチュエータ１０は、磁性体からな
る２つのコア２０，２２を弁体１４の変位方向に所定距
離離間させて備えている。コア２０，２２は、それぞれ
電磁コイル２４，２６を格納するドーナツ状の溝を備
え、互いにその開口部を対向させた状態で、互いにヨー
ク４１による保持されている。

【００２８】電磁コイル２４，２６は、それぞれボビン
２８，３０の外周に細径の捲線を捲数Ｎ₁だけ捲回して
なる変位検出コイル３２，３４と、更にその外周に太径
の捲線を捲数Ｎ₂だけ捲回してなる駆動コイル３６，３
８とから構成される。

【００２９】コア２０，２２の間には、バルブステム１
２を保持するプランジャ４０が配設されている。このプ
ランジャ４０は、磁性体で構成され、コア２０，２２の
中央に挿入されるスプリング４２，４４に付勢されてそ
の位置が規制されると共に、前記駆動コイル３６，３８
への通電による外力を印加することでコア２０，２２と
密着した状態を変位端として変位することができる。

【００３０】ここで、本実施例においては、スプリング
４４の下端がコア２２によって規制され、一方スプリン
グ４２の上端はコア２０に組み込まれたアジャストネジ
４６の下端により規制される構成である。従って、アジ
ャストネジ４６の締め付け具合により初期状態における
スプリング４２，４４の全長が共に変化し、これにより
プランジャ４０のコア２０，２２に対する相対初期位置
も変化する。

【００３１】つまり、電磁アクチュエータ１０において
は、プランジャ４０の初期位置をアジャストネジ４６の
締め付け具合で調整することが可能である。尚、本実施
例においては、２つのコア２０，２２の中間位置をプラ
ンジャ４０のコア２０，２２に対する相対初期位置とし
ている。

【００３２】駆動コイル３６，３８には、これらに対し
て適当なタイミングで適当な電流を流通させる駆動回路
４８が接続されている。この駆動回路４８は、前記した
駆動手段に相当し、駆動回路４８が以下の如く駆動コイ
ル３６，３８に流通させる電流を制御することにより前
記した請求項３記載の内燃機関の弁駆動装置が実現され
る。

【００３３】プランジャ４０は、駆動コイル３６，３８
の何れもが何ら電磁力を発生していない場合は、上記の
如くコア２０，２２の中間に保持される。この場合、図
１に示すように弁体１４も中立位置となり、弁体１４は
半開状態となる。

【００３４】一方、何れかの駆動コイル、例えば駆動コ
イル３８に所定の電流が流通し、その電流に起因して駆
動コイル３８の内外を還流する磁束が生じると、それに
より生じる電磁力によりプランジャ４０が駆動コイル３
８に引き寄せられる。駆動コイル３８の内外を還流する
磁束は、コア２２、プランジャ４０、コア２２とプラン
ジャ４０との間に形成されるエアギャップからなる磁気
回路内を還流し、エアギャップを狭めてより磁気抵抗の
小さな状態を形成しようとするからである。

【００３５】従って、プランジャ４０に対する電磁力が
スプリング４２，４４の合成付勢力に勝る場合、プラン
ジャ４０はその合成付勢力に抗ってコア２２側へ変位
し、遂にはコア２２と密着する。以後、所望の時間だけ
駆動コイル３８への通電を継続すれば、その間はプラン
ジャ４０がコア２２に密着した状態、すなわち弁体１４
が開弁した状態が保持されることになる。

【００３６】次に、駆動コイル３８への通電を停止する
と、プランジャ４０をコア２２に密着保持していた力が
消滅し、プランジャ４０には再びスプリング４２，４４
の合成付勢力のみが加わる状態となる。この場合、他方
の駆動コイル３６が何ら電磁力を発することなくプラン
ジャ４０は図１中上方に位置するコア２０側へ向けて変
位を開始する。

【００３７】そして、変位過程で何らの摺動損失も発生
しないとすれば、プランジャ４０は以後初期位置を中心
とする単振動をするはずであり、コア２０とプランジャ
４０とがほぼ密着状態となるまで変位することになる。
従って、かかる状況においては、電磁コイル２４が、プ
ランジャ４０の変位過程における摺動損失等を補填し得
る電磁力を発生するだけでプランジャ４０をコア２０に
密着するまで変位させることができる。

【００３８】本実施例の駆動回路４８は、上記の原理に
従い、弁体１４を駆動開始時を除き、一方の駆動コイル
３８（又は３６）に対する所定電流の流通を停止した
後、例えば、前記変位量検出回路からプランジャ４０の
初期位置通過を検出した信号を受けて、プランジャ４０
が初期位置を通過したと推定される時期の後に他方の駆
動コイル３６（又は３８）への通電を開始する構成とし
ている。また、プランジャ４０の初期位置通過の検出方
法は、時間によって求めることも可能である。

【００３９】この場合、弁体１４の開閉弁に必要なエネ
ルギは、プランジャ４０をコア２０、又は２２に密着保
持しておくために必要なエネルギと、電磁アクチュエー
タ１０の作動に伴う摺動損失により消費されるエネルギ
のみとなり、極めて少ない消費電力で駆動可能である。

【００４０】変位検出コイル３２，３４には、前記した
変位量検出手段に相当する変位量検出回路５０が接続さ
れている。この変位量検出回路５０は、弁体１４の変位
に伴う変位検出コイル３２，３４の自己インダクタンス
Ｌ₃₂，Ｌ₃₄変化に基づいてその変位量を検出し、それに
より前記した請求項１記載の内燃機関の弁駆動装置を実
現する回路である。

【００４１】図２は、変位量検出回路５０の変位検出コ
イル３２に対応する部分の回路図を示す。同図に示す回
路は変位量検出回路５０の一例であり、変位検出コイル
３２の自己インダクタンスＬ₃₂の変化に応じて発振周波
数Ｆを変化させるコルビッツ型発振器である。

【００４２】尚、本実施例においては、この発振周波数
ＦをＦ−Ｖ変換器５２により電圧に変換し、その電圧値
Ｖを変位検出コイル３２の自己インダクタンスＬ₃₂の代
用特性値として用いている。

【００４３】すなわち、図２に示す変位量検出回路５０
中、Ｒ₁＝０，Ｒ₂＝Ｒ₃＝無限大、として抵抗器５
４，５６，５８の寄与を無視し、１／Ｃ＝１／Ｃ₁＋１
／Ｃ₃としてコンデンサ６０，６２の合成静電容量Ｃを
定義すると、同図に示すコルビッツ型発振器の等価回路
を図３の如く表すことができる。

【００４４】この場合、トランジスタ６４の特性を次式
（３）に示すＹパラメータを用いて表すと、発振周波数
Ｆはその行列式ΔＹ（＝Ｙ_i・Ｙ_o−Ｙ_r・Ｙ_f）、コ
ンデンサ６４の静電容量Ｃ₂、変位検出コイル３２の自
己インダクタンスＬ₃₂等を用いて次式（４）の如く表す
ことができる。但し、次式（４）中、１／Ｃ₀＝１／Ｃ
＋１／Ｃ₂とする。

【００４５】

【数１】

【００４６】上記各式において、Ｙパラメータの値はト
ランジスタ６４の特性により一義的に決定する値であ
り、またＣ₀，Ｃ，Ｃ₂もコンデンサ６０，６２，６６
の静電容量として固定値であることから、発振周波数Ｆ
はＬ₃₂の関数として把握することができる。

【００４７】一方、電磁コイルの自己インダクタンス
は、コイルを取り巻く磁気回路の特性等により決まる特
性値Ｋと、コイルの捲数Ｎとの関数であることは前記し
た通りである（上記（２）式参照）。変位検出コイル３
２の捲数Ｎは一定であることから、自己インダクタンス
Ｌ₃₂は、変位検出コイル３２を取り巻く磁気回路の特性
等に応じた値となる。

【００４８】本実施例においては、弁体１４の変位に伴
って変位検出コイル３２の周囲に形成される磁気回路の
磁気抵抗が変化し、他に特性値Ｋを変化させる因子がな
いことから、図４に示すように弁体１４の変位量と自己
インダクタンスＬ₃₂とがほぼ比例関係を示し、結局発振
周波数Ｆを弁体１４の変位量の代用特性値として把握す
ることができる。

【００４９】従って、例えばＦ−Ｖ変換器５２の出力電
圧Ｖが継続的に所定電圧以下となる場合を異常として定
義しておけば、その状況が検出された場合には、何らか
の異常により電磁アクチュエータ１０が正常に機能して
いないと認識することができ、的確に電流カット等の処
置を採ることができる。

【００５０】この際、変位検出コイル３２は、駆動コイ
ル３６より細径の捲線を多数回捲回して構成されている
ため、磁気回路の磁気抵抗変化により自己インダクタン
スＬ ₃₂が大幅に変化する。このため、駆動コイル３６の
自己インダクタンスＬ₃₆の変化に着目する構成に比べて
高い精度で弁体１４の変位量を検出することができる。
また、変位検出コイル３２が駆動コイル３６と同軸にコ
ンパクトに形成されるため、他に変位検出用のセンサを
加設する構成に比べて小型化を図ることができるという
効果をも有している。

【００５１】尚、本実施例においては、駆動コイル３６
の内側に変位検出コイル３２を形成しているが、これに
限るものではなく、同軸であれば駆動コイル３６の外側
に変位検出コイル３２を形成してもよい。また、変位量
検出回路５０は、コルビッツ型発振器に限るものではな
く、実質的に自己インダクタンスＬ₃₂を検出し得るもの
であれば良い。

【００５２】更に、上記説明においては便宜上変位量検
出コイル３２の自己インダクタンスＬ₃₂変化に基づいて
弁体１４の変位量を検出する構成についてのみ説明して
いるが、本実施例の弁駆動装置においては、変位量検出
コイル３４も同様の機能を果たしている。

【００５３】ところで、図１に示す如き内燃機関の弁駆
動装置を組み付けるにあたっては、プランジャ４０の初
期位置を精度良くコア２０，２２の中間位置に合わせる
必要がある。この場合、従来は例えば弁体１４の先端位
置を測定しながらアジャストネジ４６を調整する等の手
法が採られていたが、本実施例に如く弁体１４の変位量
を変位検出コイル３２，３４の自己インダクタンス
Ｌ₃₂，Ｌ₃₄の変化として検出できる場合には、その機能
を利用することでより容易に初期位置設定を行うことが
可能である。

【００５４】すなわち、プランジャ４０が初期位置とし
て適切な位置に設定された際に得られるＬ₃₂，Ｌ₃₄を予
め基準値として設定しておき、その基準値が実現される
ようにアジャストネジ４６を調整すれば、他に何ら測定
器具を用いることなく適切な初期位置設定を行うことが
できる。

【００５５】尚、本実施例の内燃機関の弁駆動装置にお
いて、上記の如くプランジャ４０の初期位置、すなわち
弁体１４の初期位置を設定することにより、前記した請
求項４記載の発明が実現されることになる。

【００５６】図５は、上記構成の内燃機関の弁駆動装置
に加設することにより前記した請求項２記載の発明を実
現する高電圧充放電回路の回路図を示す。この回路は、
駆動コイル３６（３８）と変位検出コイル３２（３４）
とをそれぞれ１次側コイル、２次側コイルにみたてて変
圧器を構成して高電圧を発生せしめる回路である。

【００５７】すなわち、駆動コイル３６（３８）には、
高速で電流の流通・遮断を繰り返すスイッチ回路７０が
接続されている。また、変位検出コイル３２（３４）に
は、４つのダイオードからなる全波整流回路７２を介し
てコンデンサ７４が接続されている。

【００５８】コンデンサ７４の両端子は、コンデンサ７
４の放電系を構成するトランジスタ７６と負荷７８とが
直列に接続されている。トランジスタ７６は放電制御回
路８０により制御され、放電制御回路８０からの放電信
号を受けてオンとなる。

【００５９】上記構成においてスイッチ回路７０がオン
・オフを繰り返すと、それに従って駆動コイル３６（３
８）を貫く磁束錯交数が増減し、そのため変位検出コイ
ル３２（３４）には、交互に向きを反転させて高圧の誘
導起電力が生じる。この誘導起電力は、全波整流回路７
２により整流されて直流電圧としてコンデンサ７４の両
端子に印加される。

【００６０】この際、トランジスタ７６がオフであれ
ば、コンデンサ７４は印加される高圧の誘導起電力によ
り充電され、その両端子間には駆動コイル３６（３８）
に印加される電圧に比べて高圧の電圧が発生する。そし
て、放電制御回路８０によりトランジスタ７６をオンと
すれば、充電した高電圧を負荷７８の両端に印加するこ
とができる。

【００６１】このように、本実施例の高電圧充放電回路
を用いれば、高価なＤＣ−ＤＣコンバータを用いること
なく負荷７８に対して高電圧を印加することができ、一
時的に高い電圧を供給することが有効な場合には極めて
有益である。

【００６２】ところで、電磁アクチュエータ１０におけ
る駆動コイル３６，３８も、駆動に際して一時的に高電
圧を供給することが有効な負荷の一つである。プランジ
ャ４０とコア２０，２２とが離間している間はプランジ
ャ４０を変位させるために大きな電磁力が必要であり、
一方プランジャ４０がコア２０，２２と密着した後は僅
かな電磁力で密着状態を維持できるからである。

【００６３】このため、上記図５に示す高電圧充放電回
路を用いて、プランジャ４０が一方のコア２０（又は２
２）に密着している際に、その密着状態を維持し得る程
度に駆動コイル３６（又は３８）のスイッチ回路７０を
オン・オフし、その結果コンデンサ７４に充電された高
電圧をプランジャ４０を他方のコア２２（又は２０）に
向けて変位させる際に他方の駆動コイル３８（又は３
６）に供給することとすれば、電磁アクチュエータ１０
を適切に駆動することができる。

【００６４】このように、本実施例の内燃機関の弁駆動
装置によれば、弁体１４の変位量を精度良く検出するこ
とができることに加え、作動に伴う摺動損失を填補する
のみで足りる消費電力をＤＣ−ＤＣコンバータを用いる
ことなく発生させることができ、コンパクトな体格を維
持したまま消費電力の低減、及びコストの低減を図り得
るという優れた効果を享受できる。

【００６５】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、弁体の変位に応じて大きく自己インダクタンスを変
化させる変位検出コイルを設けることにより、コンパク
トに弁体の変位量を精度良く検出する機能を実現するこ
とができる。

【００６６】また、請求項２記載の発明によれば、駆動
コイルと変位検出コイルとで実質的に変圧器が実現で
き、駆動コイルに与える電圧に比べて高圧の電圧をコン
デンサに印加することができる。このため、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ等高価な装置を用いることなく有用性の高い
高電圧を得ることができる。

【００６７】更に、請求項３記載の発明によれば、第１
及び第２の駆動コイルの中間位置を中心として弁体を往
復運動させるにあたり、弁体が一方の変位端から他方の
変位端に向けて変位する過程中、中間位置まではスプリ
ングの復元力のみで確実に変位させることができる。こ
のため、第１及び第２の駆動コイルに電流を流通させる
時間が短くて足り、消費電力の低減を図ることができ
る。

【００６８】また、請求項４記載の発明によれば、変位
検出コイルの自己インダクタンスに基づいて弁体の初期
位置を精度良く設定することができる。この場合、変位
検出コイルは捲線の捲数が多く、その自己インダクタン
スが弁体の変位に伴って比較的大幅に変動することか
ら、他に何ら調整用器具を用いることなく、高精度に初
期位置を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である内燃機関の弁駆動装置
の全体構成図である。

【図２】本実施例の内燃機関の弁駆動装置の変位量検出
回路の回路図である。

【図３】本実施例の変位量検出回路の発振周波数の近似
演算に用いる回路図である。

【図４】弁体の変位量と変位検出コイルの自己インダク
タンスとの関係を表す図である。

【図５】駆動コイルと変位検出コイルとで変圧器を構成
して高電圧を発生する高電圧充放電回路の回路図であ
る。

【符号の説明】

１０電磁アクチュエータ１４弁体２０，２２コア３２，３４変位検出コイル３６，３８駆動コイル４０プランジャ４２，４４スプリング４６アジャストネジ５０変位量検出回路７０スイッチ回路７２全波整流回路７４コンデンサ７６トランジスタ７８負荷８０放電制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の弁体を電磁力で駆動する内燃
機関の弁駆動装置であって、前記弁体を駆動する電磁力を発生する駆動コイルと、該駆動コイルの捲線より細径の捲線を、該駆動コイルの
捲数より多数回、該駆動コイルと同軸に捲回してなる変
位検出コイルと、前記弁体の変位に伴って変化する前記変位検出コイルの
自己インダクタンスに基づいて、前記弁体の変位量を検
出する変位量検出手段とを有することを特徴とする内燃
機関の弁駆動装置。
【請求項２】請求項１記載の内燃機関の弁駆動装置に
おいて、前記変位検出コイルの両端子間に配設され、該検出コイ
ルに生じた起電力に応じた電荷を充電するコンデンサ
と、前記駆動コイルへの通電を制御するスイッチ回路とを備
えることを特徴とする内燃機関の弁駆動装置。
【請求項３】内燃機関の弁体を電磁力で駆動する内燃
機関の弁駆動装置であって、前記弁体を駆動する電磁力を発生すべく、該弁体の移動
方向に所定距離離間して配設された第１及び第２の駆動
コイルと、これら第１及び第２の駆動コイルの捲線より細径の捲線
を、第１及び第２の駆動コイルの捲数より多数回、それ
ぞれ第１及び第２の駆動コイルと同軸に捲回してなる第
１及び第２の変位検出コイルと、前記弁体の変位に伴って変化する前記第１及び第２の変
位検出コイルの自己インダクタンスに基づいて、前記弁
体の変位量を検出する変位量検出手段と、前記第１及び第２の駆動コイルが電磁力を発生していな
い状況において、前記弁体をこれら第１及び第２の駆動
コイルの中間に支持する弾性部材と、前記第１及び第２の駆動コイルの何れか一方に所定電流
を通電して前記弁体に変位を与え、この通電を中止した
後前記弁体が前記第１及び第２の駆動コイルの中間位置
近傍まで変位した後に、他方の駆動コイルに所定電流を
通電して前記弁体に他端へ向かう変位を与える駆動手段
とを備えることを特徴とする内燃機関の弁駆動装置。
【請求項４】請求項１記載の内燃機関の弁駆動装置に
おいて前記弁体の初期位置を設定する方法であって、前記変位検出コイルの自己インダクタンスが所定値とな
るように、前記駆動コイル無通電時における前記弁体と
前記駆動コイルとの相対位置を調整することを特徴とす
る弁体の初期位置設定方法。