JPH07332044A - 機関弁用電磁駆動装置における作動位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機関弁に連動、連結されたアーマチュアと、機
関弁を開閉作動方向の少なくとも一側に作動せしめる電
磁吸引力を前記アーマチュアに作用させることを可能と
して固定配置される電磁石とを備える機関弁用電磁駆動
装置において、電磁駆動装置に特有の強力な磁界や摺動
部の潤滑油等の障害にかかわらず、コンパクトな構成の
装置で信頼性を高くしかも耐久性を高くして機関弁の作
動位置を検出する。 【構成】機関弁Ｖの開閉方向に沿う少なくとも一側の移
動端でアーマチュア７または該アーマチュア７と一体に
作動する連動部材６から圧力を受ける位置に圧電素子１
８₁ が固定配置され、前記アーマチュア７または連動部
材６から圧力を受けることによる前記圧電素子１８₁ の
特性変化に基づいて機関弁Ｖの作動位置が検出器で検出
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機関弁に連動、連結さ
れたアーマチュアと、機関弁を開閉作動方向の少なくと
も一側に作動せしめる電磁吸引力を前記アーマチュアに
作用させることを可能として固定配置される電磁石とを
備える機関弁用電磁駆動装置において、機関弁の作動位
置を検出するための作動位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる電磁駆動装置は、たとえば
米国特許公報第３８８２８３４号公報および第５１３１
６２４号公報等により知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような機関弁の電
磁駆動装置においては、機関弁の開閉作動時にアーマチ
ュアを電磁石で確実に保持されないと、機関弁が自由振
動を生じたり、ピストン上死点で機関弁とピストンとの
衝突が生じたり、機関弁同士が衝突する可能性がある。
このような問題を解決するには、電磁石によるアーマチ
ュアの掴み損ねが生じたときには、機関弁を強制的に着
座位置に移動せしめる等のフェイルセーフ機構を設けれ
ばよく、そのようなフェイルセーフ機構も実現されてい
るが、機関弁がその開閉タイミングで規定の開閉位置に
在るかどうかを確実に検出する手段は実現されていな
い。

【０００４】ところで、物体の位置、移動速度、移動距
離、エアギャップおよびリフト量を検出する手段として
は、ホール素子、比例ソレノイドおよび磁気ピックアッ
プ等に代表される磁気センサ類、あるいは発光素子、フ
ォトトランジスタおよび光ファイバ等を用いたフォトセ
ンサ類が知られている。しかるに、機関弁の電磁駆動装
置では、電磁石が発生する強力な磁界や摺動部の潤滑油
等による障害により、上記センサ類をそのまま用いるこ
とは事実上困難である。

【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、機関弁用電磁駆動装置に特有の強力な磁界や
摺動部の潤滑油等の障害にかかわらず、信頼性を高くし
かも耐久性を高くして機関弁の作動位置を検出し得るよ
うにしたコンパクトな作動位置検出装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、機関弁に連動、連結された
アーマチュアと、機関弁を開閉作動方向の少なくとも一
側に作動せしめる電磁吸引力を前記アーマチュアに作用
させることを可能として固定配置される電磁石とを備え
る機関弁用電磁駆動装置において、機関弁の開閉方向に
沿う少なくとも一側の移動端でアーマチュアまたは該ア
ーマチュアと一体に作動する連動部材から圧力を受ける
位置に固定配置される圧電素子と、前記アーマチュアま
たは連動部材から圧力を受けることによる前記圧電素子
の特性変化に基づいて機関弁の作動位置を検出する検出
器とを含むことを特徴とする。

【０００７】また請求項６記載の発明は、機関弁に連
動、連結されたアーマチュアと、機関弁を開閉作動方向
の少なくとも一側に作動せしめる電磁吸引力を前記アー
マチュアに作用させることを可能として固定配置される
電磁石とを備える機関弁用電磁駆動装置において、所定
の周波数の発振信号を出力する発振器と、機関弁の開閉
方向に沿う少なくとも一側の移動端でアーマチュアまた
は該アーマチュアと一体に作動する連動部材に当接する
位置に固定配置されるとともに前記発振器からの信号入
力に応じて振動する発信側振動子と、該発信側振動子と
の当接に応じて伝搬路となるアーマチュアまたは連動部
材からの振動伝搬に応じた振動電圧を出力可能として前
記機関弁の開閉方向に沿う少なくとも一側の移動端でア
ーマチュアまたは連動部材に当接する位置に固定配置さ
れる受信側振動子と、受信側振動子の振動電圧出力特性
の変化に基づいて機関弁の作動位置を検出する検出器と
を含むことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。

【０００９】図１ないし図４は本発明の第１実施例を示
すものであり、図１は電磁駆動装置の縦断面図、図２は
検出器の構成を示す回路図、図３はコイルへの通電状態
に応じた検出器出力のタイミングチャート、図４は機関
弁の開閉に応じた検出器出力のタイミングチャートであ
る。

【００１０】先ず図１において、シリンダヘッド１には
燃焼室２に臨んで開口する吸気弁口３が設けられ、該吸
気弁口３を開閉する機関弁Ｖとしての吸気弁は電磁駆動
装置４で開閉駆動される。

【００１１】電磁駆動装置４は、シリンダヘッド１上に
設けられる非磁性材料製のハウジング５と、機関弁Ｖの
ステム６に一体に設けられてハウジング５内に移動可能
に収納されるアーマチュア７と、該アーマチュア７を吸
引して機関弁Ｖを閉弁作動せしめる電磁力を発揮可能と
してアーマチュア７の上面に対向する位置でハウジング
５内に固定配置される閉弁用電磁石８と、前記アーマチ
ュア７を吸引して機関弁Ｖを開弁作動せしめる電磁力を
発揮可能としてアーマチュア７の下面に対向する位置で
ハウジング５内に固定配置される開弁用電磁石９と、機
関弁Ｖの閉弁方向に向けてアーマチュア７を付勢する閉
弁側戻しばね１０と、機関弁Ｖの開弁方向に向けてアー
マチュア７を付勢する開弁側戻しばね１１とを備える。

【００１２】ハウジング５は、両端を閉じた円筒状に形
成されるものであり、機関弁Ｖのステム６を摺動可能に
嵌合させてシリンダヘッド１に固設されるガイド筒１２
が、ハウジング５の下端から該ハウジング５内に突入さ
れる。而してハウジング５内で、ガイド筒１２から突出
したステム６の中間部に円盤状のアーマチュア７が一体
的に固設される。

【００１３】閉弁用電磁石８は、アーマチュア７の上面
に対向するようにしてハウジング５内の上部に固定的に
配設されるものであり、アーマチュア７側に開放した略
Ｕ字状の横断面形状を有するとともにステム６を同軸に
囲繞するリング状に形成される固定コア１３内にコイル
１４が収納されて成る。また開弁用電磁石９は、アーマ
チュア７の下面に対向するようにしてハウジング５内の
下部に固定的に配設されるものであり、アーマチュア７
側に開放した略Ｕ字状の横断面形状を有してステム６を
同軸に囲繞するリング状に形成された固定コア１５内に
コイル１６が収納されて成る。

【００１４】閉弁側戻しばね１０は、アーマチュア７に
上方に向けてのばね力を作用させるようにしてハウジン
グ５内に収納され、開弁側戻しばね１１は、アーマチュ
ア７に下方に向けてのばね力を作用させるようにしてハ
ウジング５内に収納される。而して両戻しばね１０，１
１は、前記両電磁石８，９が消磁状態に在るときに、ア
ーマチュア７を両電磁石８，９間の中央部における平衡
中立位置に保持するものであり、その状態で機関弁Ｖは
閉弁位置および開弁位置の中間位置に在る。

【００１５】閉弁用電磁石８を励磁して機関弁Ｖを閉弁
作動させたときに該機関弁Ｖが閉弁位置に在ることを検
出するために、ハウジング５内の上部には、機関弁Ｖが
閉弁位置に達したときにアーマチュア７と一体に作動す
る連動部材としてのステム６の上端に当接するダンパ１
７と、該ダンバ１７を介して前記ステム６からの圧力を
受ける圧電素子１８₁ とが固定配置される。一方、開弁
用電磁石９を励磁して機関弁Ｖを開弁作動させたときに
該機関弁Ｖが開弁位置に在ることを検出するために、開
弁用電磁石９のアーマチュア７への対向面には、機関弁
Ｖが開弁位置に達したときにアーマチュア７からの圧力
を受ける圧電素子１８₁ が固定配置される。

【００１６】前記圧電素子１８₁ は、アーマチュア７お
よびステム６から受ける圧力に応じた電圧を生じる特性
を有するものであり、図２で示すように、検出器２０₁
に接続される。

【００１７】検出器２０₁ は、圧電素子１８₁ の両端に
連なるラインＬ₁ ，Ｌ₂ 間に直列に接続される抵抗２１
およびコンデンサ２２と、前記両ラインＬ₁ ，Ｌ₂ 間に
直列に接続されるダイオード２３および抵抗２４と、前
記両ラインＬ₁ ，Ｌ₂ 間に直列に接続されるダイオード
２５および抵抗２６，２７と、抵抗２６，２７の接続点
およびラインＬ₁ 間に接続されるツェナーダイオード２
８と、前記抵抗２６，２７の接続点に非反転入力端子が
接続されるとともに反転入力端子には出力端子が接続さ
れる差動増幅器２９とを備え、差動増幅器２９の出力端
およびラインＬ ₁ 間に圧電素子１８₁ の出力電圧Ｖ_P に
応じた出力Ｖ_OUT が得られるものである。

【００１８】ここで、電磁石８，９のコイル１４，１６
の励磁に伴う圧電素子１８₁ および検出器２０₁ の出力
タイミングは、図３で示すようになる。すなわち時刻ｔ
₁ でコイル１４あるいは１６の全通電を開始すると、コ
イル１４あるいは１６には図３（ｂ）で示すように通電
電流が流れ、その通電電流が或る値以上となった時刻ｔ
₂ でアーマチュア７の移動が開始され、アーマチュア７
の移動開始に応じて通電電流が低下した時刻ｔ₃ でアー
マチュア７の移動が終了したとき、すなわち機関弁Ｖが
全閉位置あるいは全開位置に達したときに圧電素子１８
₁ から図３（ｃ）で示すように、アーマチュア７から圧
力を受けるのに応じて出力電圧Ｖ_P が出力される。すな
わち機関弁Ｖの全閉位置あるいは全開位置が検出器２０
₁ で検出されることになる。この検出器２０₁ による検
出に応じて、検出時刻ｔ₃ からわずかに経過した時刻ｔ
₄ においては、図３（ａ）で示すようにコイル１４ある
いは１６のチョッピング制御が開始され、それにより図
３（ｂ）で示すように通電電流が制限されることにな
る。さらに時刻ｔ₅ でコイル１４あるいは１６の通電を
終了すると、圧電素子１８₁ の出力が低下した時刻ｔ₆
でアーマチュア７が開弁方向あるいは閉弁方向に移動を
開始することになる。

【００１９】次にこの第１実施例の作用について説明す
ると、電磁駆動装置４において、機関弁Ｖの開閉方向に
沿う両側の移動端でステム６およびアーマチュア７から
圧力を受ける位置には、ステム６およびアーマチュア７
から受ける圧力に応じた電圧を生じる圧電素子１８₁ ，
１８₁ が固定配置され、それらの圧電素子１８₁ ，１８
₁ には、その出力電圧の変化に基づいて機関弁Ｖの作動
位置を検出する検出器２０₁ がそれぞれ接続されてい
る。したがって、電磁駆動装置４に特有の強力な磁界や
摺動部の潤滑油等の障害が在るにもかかわらず、信頼性
を高くしかも耐久性を高くして機関弁Ｖの作動位置を検
出することが可能となる。

【００２０】而して検出器２０₁ で機関弁Ｖの閉弁位置
および開弁位置を確実に検出することができることによ
り、図３で示したように、コイル１４あるいは１６の全
通電からチョッピング制御への切換を正確なタイミング
で実行することが可能であり、それによりコイル１４あ
るいは１６の発熱を最低限に抑えることができるととも
に、消費電力の低減を図ることもできる。それに対し、
機関弁Ｖの閉弁位置および開弁位置を検出し得ない場合
には、通電開始から予め設定した時間が経過したときに
全通電からチョッピング制御に切換えざるを得ず、その
場合には、図３（ｂ）の破線で示すように通電電流が増
大し、コイル１４あるいは１６の発熱が増大するととも
に消費電力も増大することになる。

【００２１】ところで、機関弁Ｖの閉弁位置および開弁
位置を圧電素子１８₁ の出力電圧特性の変化に基づいて
検出器２０₁ でそれぞれ検出するようにしたときに、機
関弁Ｖの設定開閉タイミング、コイル１６の駆動信号、
コイル１６の通電電流、コイル１４の駆動信号、コイル
１４の通電電流、機関弁Ｖの作動位置、検出器２０₁で
得られる開弁位置検出信号、ならびに検出器２０₁ で得
られる閉弁位置検出信号は、図４で示すようになる。而
して機関弁Ｖの開弁位置および閉弁位置を正確に検出し
て、それをフィードバックすることにより機関弁Ｖの正
確な開弁および閉弁タイミングを制御することが可能と
なる。また機関弁Ｖの開閉作動時の開弁位置検出信号お
よび閉弁位置検出信号から次の作動時の機関弁Ｖの動作
速度を予測してコイル１４，１６への通電タイミングを
制御することが可能であり、これにより吸気弁Ｖの給
気、排気抵抗による作動速度変化をキャンセルすること
ができ、正確な弁作動タイミング制御が可能となる。但
し、実際には開弁位置検出信号および閉弁位置検出信号
の他に、スロットル開度、燃料噴射量および機関回転数
などを考慮して補正量が演算され、その補正量に基づい
て基準タイミングに対しての補正制御がなされるもので
ある。さらに機関弁Ｖの閉弁位置から開弁位置までの動
作速度、ならびに開弁位置から閉弁位置までの動作速度
を、開弁位置検出信号および閉弁位置検出信号の時間差
から演算することが可能であり、演算して得られた機関
弁Ｖの動作速度を用いてコイル１４，１６への通電タイ
ミングを補正することにより機関弁Ｖの開閉タイミング
を正確に基準値に保つことができ、これは特に機関の高
速回転時に有効である。

【００２２】図５は本発明の第２実施例を示すものであ
り、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号
を付す。

【００２３】閉弁用電磁石８を励磁して機関弁Ｖを閉弁
作動させたときに該機関弁Ｖが閉弁位置に在ることを検
出するために、ハウジング５内の上部には、機関弁Ｖが
閉弁位置に達したときにアーマチュア７と一体に作動す
るステム６の上端に当接するダンパ１７と、該ダンパ１
７を介して前記ステム６からの圧力を受ける圧電素子１
８₁ とが固定配置される。一方、開弁用電磁石９を励磁
して機関弁Ｖを開弁作動させたときに該機関弁Ｖが開弁
位置に在ることを検出するために、開弁用電磁石９の側
方には、機関弁Ｖが開弁位置に達したときにアーマチュ
ア７の側部に一体に突設された押圧部７ａに当接する緩
衝ばね１９と、該緩衝ばね１９を介して前記押圧部７ａ
からの圧力を受ける圧電素子１８₂ とが固定配置され
る。

【００２４】圧電素子１８₁ ，１８₂ は、ステム６およ
びアーマチュア７の押圧部７ａから受ける圧力に応じた
電圧を生じる特性を有するものであり、図２で示した検
出器２０₁ にそれぞれ接続される。

【００２５】この第２実施例によっても上記第１実施例
と同様の効果を奏することができる。

【００２６】本発明の第３実施例として、図６で示すよ
うに、機関弁Ｖが閉弁位置に在ることを検出するために
閉弁用電磁石８のアーマチュア７に対向する部分に圧電
素子１８₁ が固定配置され、機関弁Ｖが開弁位置に在る
ことを検出するために開弁用電磁石９の側方でアーマチ
ュア７の押圧部７ａに対向して緩衝ばね１９および圧電
素子１８₂ が固定配置されてもよい。さらに本発明の第
４実施例として、図７で示すように、機関弁Ｖが閉弁位
置に在ることを検出するために閉弁用電磁石８の側方で
アーマチュア７の押圧部７ａに対向して緩衝ばね１９お
よび圧電素子１８₂ が固定配置され、機関弁Ｖが開弁位
置に在ることを検出するために開弁用電磁石９の側方で
アーマチュア７の押圧部７ａに対向して緩衝ばね１９お
よび圧電素子１８₂ が固定配置されてもよい。

【００２７】図８ないし図１０は本発明の第５実施例を
示すものであり、図８は圧電素子の縦断面図、図９は検
出器の構成を示す回路図、図１０はコイルへの通電状態
に応じた圧電素子および検出器出力のタイミングチャー
トである。

【００２８】先ず図８において、この圧電素子１８
₃ は、圧力を受けることにより振動特性を変化させるも
のであり、上記第１ないし第４実施例における圧電素子
１８₁ あるいは１８₂ に代えて電磁駆動装置４（図１、
図５〜図７参照）内に固定配置される。

【００２９】図９において、圧電素子１８₃ は、チタン
酸ジルコル酸鉛（ＰＺＴ）から成るとともに両面にメッ
キ電極５７，５８が形成される振動子３１と、該振動子
３１を両側から挟むベースフレーム３２およびインサー
ト電極３３と、メッキ電極５７，５８およびインサート
電極３３にそれぞれ接続されて振動子３１の両面全体な
らびにベースフレーム３２およびインサート電極３３の
両面の一部を覆う一対のフィルム電極３４，３５と、両
フィルム電極３４，３５を覆うとともにインサート電極
３３の両面に超音波溶着される一対のフィルムシート３
６，３７と、振動子３１よりも大きな面積を有してそれ
らのフィルムシート３６，３７に積層貼着される一対の
ダンパシート３８，３９とで構成される。

【００３０】図９において、一端が接地された圧電素子
１８₃ は、発振器４０からの信号入力に応じて振動する
とともにアーマチュア７あるいはステム６からの圧力を
受けて振動減衰特性を変化させ、その振動減衰特性の変
化が検出器２０₂ で検出されるものである。

【００３１】而して該検出器２０₂ は、発振器４０と、
発振器４０からの発振信号を増幅して圧電素子１８₃ の
他端に接続される増幅器４１と、増幅器４１の出力信号
を受けて発振器４０に同期信号を与える同期信号発生回
路４２と、圧電素子１８₃ の他端および接地間に直列に
接続される抵抗４３およびツェナーダイオード４４と、
ツェナーダイオード４４に並列に接続される抵抗４５
と、ツェナーダイオード４４および抵抗４５の抵抗４３
への接続点に非反転入力端子が接続される差動増幅器４
６と、相互の接続点が差動増幅器４６の反転入力端子に
接続される一対の分圧抵抗４７，４８と、差動増幅器４
６の出力端および接地間に直列に接続されるダイオード
４９およびコンデンサ５０と、コンデンサ５０に並列に
接続される抵抗５１と、差動増幅器４６およびダイオー
ド４９間に接続される抵抗５２と、コンデンサ５０およ
び抵抗５１のダイオード４９への接続点が非反転入力端
子に接続される差動増幅器５３と、相互の接続点が差動
増幅器５３の反転入力端子に接続される一対の分圧抵抗
５４，５５と、相互の接続点が差動増幅器５３の出力端
に接続される一対の抵抗５６，５７と、差動増幅器５３
の出力を受けて励振周期変更のための信号を同期信号発
生回路４２に入力する励振周期変更信号発生回路５８と
を備える。

【００３２】このような検出器２０₂ によれば、図１０
（ａ）で示すコイル駆動信号に応じてコイル通電電流が
図１０（ｂ）で示すように変化し、それに応じて図１０
（ｃ）で示すように圧電素子１８₃ の振動減衰特性が変
化する。而して圧電素子１８ ₃ がアーマチュア７あるい
はステム６からの圧力を受けて振動減衰特性を変化させ
たときには、励振周期変更信号発生回路５８からの信号
入力を受けて同期信号発生回路４２は解像度を高めるた
めに励振周期を短くするための信号を発振器４０に与え
るものである。また圧電素子１８₃ の出力は、図１０
（ｄ）で示すようにレベルシフトされ、さらに図１０
（ｅ）で示すように周波数弁別されることにより、図１
０（ｆ）で示すような検波出力が得られることになる。

【００３３】この第５実施例によっても、上記各実施例
と同様に、信頼性を高くしかも耐久性を高くして機関弁
Ｖの作動位置を検出することが可能となる。

【００３４】図１１ないし図１３は本発明の第６実施例
を示すものであり、図１１は圧電素子の縦断面図、図１
２は検出器の構成を示す回路図、図１３はコイルへの通
電状態に応じた圧電素子および検出器出力のタイミング
チャートである。

【００３５】先ず図１１において、この圧電素子１８₄
は、圧力を受けることにより振動特性を変化させるもの
であり、上記第１ないし第５実施例における圧電素子１
８₁，１８₂ ，１８₃ に代えて電磁駆動装置４（図１、
図５〜図７参照）内に固定配置される。

【００３６】圧電素子１８₄ は、チタン酸ジルコル酸鉛
（ＰＺＴ）から成るとともに両面にメッキ電極５７，５
８が形成される振動子３１と、該振動子３１を両側から
挟む第１および第２インサート電極３３₁ ，３３₂ と、
メッキ電極５７，５８およびインサート電極３３にそれ
ぞれ接続されて振動子３１の両面全体ならびにベースフ
レーム３２およびインサート電極３３の両面の一部を覆
う一対のフィルム電極３４，３５と、両フィルム電極３
４，３５を覆うとともにインサート電極３３の両面に超
音波溶着される一対のフィルムシート３６，３７と、振
動子３１よりも大きな面積を有してそれらのフィルムシ
ート３６，３７に積層貼着される一対のダンパシート３
８，３９とで構成される。

【００３７】図１２において、圧電素子１８₄ の第１イ
ンサート電極３３₁ には、発振器４０からの発振信号が
増幅器４１で増幅されて入力され、発振器４０には、増
幅器４１の出力信号を受けて同期信号を発生する同期信
号発生回路４２から同期信号が入力される。発振器４０
からの信号入力に応じて圧電素子１８₄ の振動子３１は
加振され、その励振電圧が第２インサート電極３３₂ か
ら出力されるが、アーマチュア７またはステム６からの
圧力を受けることによって振動子３１の見掛け上の質量
が大きくなるのに伴って発振振幅が小さくなるものであ
り、その発振振幅の変化に伴う第２インサート電極３３
₂ からの出力変化が検出器２０₃ で検出される。

【００３８】検出器２０₃ は、第２インサート電極３３
₂ に接続されるバッファ回路６２と、バッファ回路６２
の出力を弁別する差動増幅器６３と、差動増幅器６３の
出力を検波する検波回路６４と、検波回路６４の出力を
反転するインバータ６５とで構成される。

【００３９】このような作動位置検出装置によれば、図
１３（ａ）で示すコイル駆動信号に応じてコイル通電電
流が図１３（ｂ）で示すように変化する。一方、発振器
４０からは図１３（ｃ）で示すような振動電圧が圧電素
子１８₄ に入力されており、機関弁Ｖが閉弁位置あるい
は開弁位置に達してアーマチュア７またはステム６が圧
電素子１８₄ に当接したときには、圧電素子１８₄ の出
力電圧が図１３（ｄ）で示すように、機関弁Ｖが閉弁位
置あるいは開弁位置に達するのに応じて発振振幅を小さ
くするように変化する。この圧電素子１８₄ の出力電圧
が検出器２０₃の差動増幅器６３において図１３（ｅ）
で示すようにレベルシフトされ、さらに図１３（ｆ）で
示すような出力が検波回路６４で得られ、検出器２０₄
の出力Ｖ _OUT すなわちインバータ６５の出力は図１３
（ｇ）で示すようになる。

【００４０】この第６実施例によっても、上記各実施例
と同様の効果を奏することができる。

【００４１】図１４および図１５は本発明の第７実施例
を示すものであり、図１４は作動位置検出装置の構成
図、図１５はコイルの通電状態に応じた検出器出力のタ
イミングチャートである。

【００４２】先ず図１４において、この作動位置検出装
置は、所定の周波数の発振信号を出力する発振器４０
と、機関弁Ｖ（図１、図５ないし図７参照）の開閉方向
に沿う少なくとも一側の移動端でアーマチュア７または
該アーマチュアと一体に作動する連動部材に当接する位
置に固定配置されるとともに前記発振器４０からの信号
入力に応じて振動する発信側振動子６０と、該発信側振
動子６０との当接に応じて伝搬路となるアーマチュア７
または連動部材からの振動伝搬に応じた振動電圧を出力
可能として機関弁Ｖの開閉方向に沿う少なくとも一側の
移動端でアーマチュア７または連動部材に当接する位置
に固定配置される受信側振動子６１と、受信側振動子６
１の振動電圧出力特性の変化に基づいて機関弁Ｖの作動
位置を検出する検出器２０₄ とを備える。

【００４３】発振器４０からの発振信号は増幅器４１で
増幅されて発信側振動子６０に与えられ、発振器４０に
は、増幅器４１の出力信号を受けて同期信号を発生する
同期信号発生回路４２から同期信号が入力される。また
検出器２０₄ は、受信側振動子６１に接続されるバッフ
ァ回路６２と、バッファ回路６２の出力を弁別する差動
増幅器６３と、差動増幅器６３の出力を検波する検波回
路６４とで構成される。

【００４４】このような作動位置検出装置によれば、図
１５（ａ）で示すコイル駆動信号に応じてコイル通電電
流が図１５（ｂ）で示すように変化する。一方、発振器
４０からの発振信号を受けて発振側振動子６０は図１５
（ｃ）で示すような振動電圧を出力しており、機関弁Ｖ
が閉弁位置あるいは開弁位置に達してアーマチュア７ま
たは連動部材が発振側振動子６０および受信側振動子６
１に当接したときには、アーマチュア７または連動部材
が伝搬路となって発振側振動子６０から受信側振動子６
１に振動が伝搬され、受信側振動子６１は、図１５
（ｄ）で示すように、機関弁Ｖが閉弁位置あるいは開弁
位置に達するのに応じて振動電圧を出力する。この受信
側振動子６１の出力電圧が検出器２０₄ の差動増幅器６
３で図１５（ｅ）で示すように周波数弁別され、さらに
図１５（ｆ）で示すような検波出力が得られることにな
る。

【００４５】この第６実施例によっても、強力な磁界や
摺動部の潤滑油等の障害が在っても、信頼性を高くしか
も耐久性を高くして機関弁Ｖの作動位置を検出すること
が可能となる。

【００４６】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００４７】たとえば吸気弁に関連して本発明を適用す
ることも可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明は、機
関弁の開閉方向に沿う少なくとも一側の移動端でアーマ
チュアまたは該アーマチュアと一体に作動する連動部材
から圧力を受ける位置に固定配置される圧電素子と、前
記アーマチュアまたは連動部材から圧力を受けることに
よる前記圧電素子の特性変化に基づいて機関弁の作動位
置を検出する検出器とを含むので、電磁駆動装置に特有
の強力な磁界や摺動部の潤滑油等の障害が在っても、信
頼性を高くしかも耐久性を高くして機関弁の作動位置を
検出することができる。

【００４９】また請求項６記載の発明は、所定の周波数
の発振信号を出力する発振器と、機関弁の開閉方向に沿
う少なくとも一側の移動端でアーマチュアまたは該アー
マチュアと一体に作動する連動部材に当接する位置に固
定配置されるとともに前記発振器からの信号入力に応じ
て振動する発信側振動子と、該発信側振動子との当接に
応じて伝搬路となるアーマチュアまたは連動部材からの
振動伝搬に応じた振動電圧を出力可能として前記機関弁
の開閉方向に沿う少なくとも一側の移動端でアーマチュ
アまたは連動部材に当接する位置に固定配置される受信
側振動子と、受信側振動子の振動電圧出力特性の変化に
基づいて機関弁の作動位置を検出する検出器とを含むの
で、電磁駆動装置に特有の強力な磁界や摺動部の潤滑油
等の障害が在っても、信頼性を高くしかも耐久性を高く
して機関弁の作動位置を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の電磁駆動装置の縦断面図である。

【図２】検出器の構成を示す回路図である。

【図３】コイルへの通電状態に応じた検出器出力のタイ
ミングチャートである。

【図４】機関弁の開閉に応じた検出器出力のタイミング
チャートである。

【図５】第２実施例の電磁駆動装置の縦断面図である。

【図６】第３実施例の電磁駆動装置の縦断面図である。

【図７】第４実施例の電磁駆動装置の縦断面図である。

【図８】第５実施例の圧電素子の縦断面図である。

【図９】検出器の構成を示す回路図である。

【図１０】コイルへの通電状態に応じた圧電素子および
検出器出力のタイミングチャートである。

【図１１】第６実施例の圧電素子の縦断面図である。

【図１２】検出器の構成を示す回路図である。

【図１３】コイルへの通電状態に応じた圧電素子および
検出器出力のタイミングチャートである。

【図１４】第７実施例の作動位置検出装置の構成図であ
る。

【図１５】コイルの通電状態に応じた検出器出力のタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

６・・・連動部材としてのステム ７・・・アーマチュア ８，９・・・電磁石 １８₁ ，１８₂ ，１８₃ ，１８₄ ・・・圧電素子 ２０₁ ，２０₂ ，２０₃ ，２０₄ ・・・検出器 ４０・・・発振器 ６０・・・発振側振動子 ６１・・・受信側振動子 Ｖ・・・機関弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関弁（Ｖ）に連動、連結されたアーマ
   チュア（７）と、機関弁（Ｖ）を開閉作動方向の少なく
   とも一側に作動せしめる電磁吸引力を前記アーマチュア
   （７）に作用させることを可能として固定配置される電
   磁石（８，９）とを備える機関弁用電磁駆動装置におい
   て、機関弁（Ｖ）の開閉方向に沿う少なくとも一側の移
   動端でアーマチュア（７）または該アーマチュア（７）
   と一体に作動する連動部材（６）から圧力を受ける位置
   に固定配置される圧電素子（１８₁ ，１８₂ ，１８₃ ，
   １８₄ ）と、前記アーマチュア（７）または連動部材
   （６）から圧力を受けることによる前記圧電素子（１８
   ₁ ，１８₂ ，１８₃ ，１８ ₄ ）の特性変化に基づいて機
   関弁（Ｖ）の作動位置を検出する検出器（２０₁ ，２０
   ₂ ，２０₃ ）とを含むことを特徴とする機関弁用電磁駆
   動装置における作動位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記圧電素子（１８₁ ，１８₂ ）は、ア
   ーマチュア（７）または連動部材（６）から受ける圧力
   に応じた電圧を生じる特性を有することを特徴とする請
   求項１記載の機関弁用電磁駆動装置における作動位置検
   出装置。
3. 【請求項３】 前記圧電素子（１８₃ ，１８₄ ）は、発
   振器（４０）からの信号入力に応じて振動するとともに
   アーマチュア（７）または連動部材（６）からの受圧に
   応じて振動特性を変化させる特性を有することを特徴と
   する請求項１記載の機関弁用電磁駆動装置における作動
   位置検出装置。
4. 【請求項４】 検出器（２０₂ ）は、アーマチュア
   （７）または連動部材（６）からの受圧に応じて振動減
   衰特性を変化させる前記圧電素子（１８₃ ）の出力に基
   づいて機関弁（Ｖ）の作動位置を検出することを特徴と
   する請求項３記載の機関弁用電磁駆動装置における作動
   位置検出装置。
5. 【請求項５】 前記圧電素子（１８₄ ）は、発振器（４
   ０）に接続される第１電極（３３₁ ）と、第２電極（３
   ３₂ ）とを備え、発振器（４０）からの信号入力に応じ
   た発振振幅がアーマチュア（７）または連動部材（６）
   からの受圧に応じて小さくなる前記圧電素子（１８₄ ）
   の特性変化出力に基づいて機関弁（Ｖ）の作動位置を検
   出する検出器（２０₃ ）が、第２電極（３３₂ ）に接続
   されることを特徴とする請求項３記載の機関弁用電磁駆
   動装置における作動位置検出装置。
6. 【請求項６】 機関弁（Ｖ）に連動、連結されたアーマ
   チュア（７）と、機関弁（Ｖ）を開閉作動方向の少なく
   とも一側に作動せしめる電磁吸引力を前記アーマチュア
   （７）に作用させることを可能として固定配置される電
   磁石（８，９）とを備える機関弁用電磁駆動装置におい
   て、所定の周波数の発振信号を出力する発振器（５７）
   と、機関弁（Ｖ）の開閉方向に沿う少なくとも一側の移
   動端でアーマチュア（７）または該アーマチュア（７）
   と一体に作動する連動部材に当接する位置に固定配置さ
   れるとともに前記発振器（５７）からの信号入力に応じ
   て振動する発信側振動子（６０）と、該発信側振動子
   （６０）との当接に応じて伝搬路となるアーマチュア
   （７）または連動部材からの振動伝搬に応じた振動電圧
   を出力可能として前記機関弁（Ｖ）の開閉方向に沿う少
   なくとも一側の移動端でアーマチュア（７）または連動
   部材に当接する位置に固定配置される受信側振動子（６
   １）と、受信側振動子（６１）の振動電圧出力特性の変
   化に基づいて機関弁（Ｖ）の作動位置を検出する検出器
   （２０₄ ）とを含むことを特徴とする機関弁用電磁駆動
   装置における作動位置検出装置。