JPH11159313A - 電磁式弁駆動装置 - Google Patents
電磁式弁駆動装置Info
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- JPH11159313A JPH11159313A JP9343915A JP34391597A JPH11159313A JP H11159313 A JPH11159313 A JP H11159313A JP 9343915 A JP9343915 A JP 9343915A JP 34391597 A JP34391597 A JP 34391597A JP H11159313 A JPH11159313 A JP H11159313A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- solenoid
- energization
- driving device
- closing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Springs (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁式弁駆動装置において、着座速度を低減
して着座時の振動および騒音の発生を防止し、弁の耐久
性を向上させる。 【解決手段】 バルブ２と一体作動するアーマチャ４の
下方に開弁用のソレノイド６１を、アーマチャ４の上方
に閉弁用のソレノイド６２を設ける。バルブ２はスプリ
ング５１，５２により上下から付勢する。両ソレノイド
６１，６２を通電制御する通電制御手段８が、閉弁時に
閉弁用のソレノイド６２の通電開始からバルブ２が着座
するまでの間にソレノイド６２の通電をオフするオフ期
間を設定することで、オフ期間にバルブ２が十分に減速
され、バルブ２が滑らかに着座するようにする。
して着座時の振動および騒音の発生を防止し、弁の耐久
性を向上させる。 【解決手段】 バルブ２と一体作動するアーマチャ４の
下方に開弁用のソレノイド６１を、アーマチャ４の上方
に閉弁用のソレノイド６２を設ける。バルブ２はスプリ
ング５１，５２により上下から付勢する。両ソレノイド
６１，６２を通電制御する通電制御手段８が、閉弁時に
閉弁用のソレノイド６２の通電開始からバルブ２が着座
するまでの間にソレノイド６２の通電をオフするオフ期
間を設定することで、オフ期間にバルブ２が十分に減速
され、バルブ２が滑らかに着座するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁式弁駆動装置に
関し、特に閉弁時における駆動騒音を低減するための構
造に関する。
関し、特に閉弁時における駆動騒音を低減するための構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁式弁駆動装置は内燃機関の吸気弁等
の弁の開閉を電磁駆動により行うもので、バルブと一体
に直線動するアーマチャを有し、閉弁方向にアーマチャ
を付勢する閉弁側のバネと、弁の開弁方向にアーマチャ
を付勢する開弁側のバネとにより、バルブを中立位置に
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のソレノイド
と、上記アーマチャを開弁方向に吸引する開弁用のソレ
ノイドとにより行われる。
の弁の開閉を電磁駆動により行うもので、バルブと一体
に直線動するアーマチャを有し、閉弁方向にアーマチャ
を付勢する閉弁側のバネと、弁の開弁方向にアーマチャ
を付勢する開弁側のバネとにより、バルブを中立位置に
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のソレノイド
と、上記アーマチャを開弁方向に吸引する開弁用のソレ
ノイドとにより行われる。
【０００３】図６は閉弁時のタイムチャートで、ソレノ
イドのオンオフのタイミング（Ａ）、リフト方向のバル
ブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示している。バルブ
を開弁状態から閉弁させるには、開弁用のソレノイドの
通電を停止し、ばね力によりバルブを閉弁方向に移動せ
しめる。次いで閉弁用ソレノイドに通電することによ
り、アーマチャが閉弁用のソレノイドに吸引されてバル
ブが着座する。
イドのオンオフのタイミング（Ａ）、リフト方向のバル
ブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示している。バルブ
を開弁状態から閉弁させるには、開弁用のソレノイドの
通電を停止し、ばね力によりバルブを閉弁方向に移動せ
しめる。次いで閉弁用ソレノイドに通電することによ
り、アーマチャが閉弁用のソレノイドに吸引されてバル
ブが着座する。
【０００４】かかる電磁式弁駆動装置においては、ソレ
ノイドの吸引力で比較的速い速度を保ったままバルブが
着座し、着座する時の衝撃で、着座時に振動および騒音
を生じるおそれがある。また、衝撃を伴う開閉作動を繰
り返すことにより、弁の耐久性が低下するおそれがあ
る。
ノイドの吸引力で比較的速い速度を保ったままバルブが
着座し、着座する時の衝撃で、着座時に振動および騒音
を生じるおそれがある。また、衝撃を伴う開閉作動を繰
り返すことにより、弁の耐久性が低下するおそれがあ
る。
【０００５】特開平８−１３５４１６号公報には、かか
る構成の装置において、閉弁時に閉弁用のソレノイドを
オンした後、バルブが着座する手前で開弁用のソレノイ
ドをオンする（図６中に破線で図示）ことでアーマチャ
に開弁方向の付勢力を作用せしめ着座時の衝撃緩和を図
ったものが開示されている。
る構成の装置において、閉弁時に閉弁用のソレノイドを
オンした後、バルブが着座する手前で開弁用のソレノイ
ドをオンする（図６中に破線で図示）ことでアーマチャ
に開弁方向の付勢力を作用せしめ着座時の衝撃緩和を図
ったものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしアーマチャがソ
レノイドから受ける吸引力は、アーマチャとソレノイド
間距離が大きいと小さい。上記特開平８−１３５４１６
号公報に記載の電磁式弁駆動装置では、バルブが着座す
る手前で開弁用のソレノイドからアーマチャが受ける吸
引力は、バルブを減速せしめるに十分なものではなく、
必ずしも着座時の衝撃緩和効果は十分ではない。
レノイドから受ける吸引力は、アーマチャとソレノイド
間距離が大きいと小さい。上記特開平８−１３５４１６
号公報に記載の電磁式弁駆動装置では、バルブが着座す
る手前で開弁用のソレノイドからアーマチャが受ける吸
引力は、バルブを減速せしめるに十分なものではなく、
必ずしも着座時の衝撃緩和効果は十分ではない。
【０００７】そこで本発明は、バルブ着座時の振動およ
び騒音を防止し、また弁の耐久性を向上して信頼性に優
れた電磁式弁駆動装置を提供することを目的とする。
び騒音を防止し、また弁の耐久性を向上して信頼性に優
れた電磁式弁駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、電磁式弁駆動装置は、バルブとアーマチャとがロッ
ドを介して一体化して閉弁方向または開弁方向に移動す
る。上記バルブには閉弁側のバネが閉弁方向に、開弁側
のバネが開弁方向に付勢する。閉弁用のソレノイドは、
上記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の閉弁を保持
し、開弁用ソレノイドは、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
て上記バルブの開弁を保持する。これら開弁用ソレノイ
ドおよび閉弁用ソレノイドを通電制御する通電制御手段
を備えている。該通電制御手段には、ソレノイドの通電
時期を決定する通電時期決定手段を具備せしめる。該通
電時期決定手段は、上記バルブの閉弁時に、上記閉弁用
のソレノイドの通電開始から上記バルブが着座するまで
の間に閉弁用のソレノイドの通電をオフするオフ期間を
設定する。
は、電磁式弁駆動装置は、バルブとアーマチャとがロッ
ドを介して一体化して閉弁方向または開弁方向に移動す
る。上記バルブには閉弁側のバネが閉弁方向に、開弁側
のバネが開弁方向に付勢する。閉弁用のソレノイドは、
上記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の閉弁を保持
し、開弁用ソレノイドは、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
て上記バルブの開弁を保持する。これら開弁用ソレノイ
ドおよび閉弁用ソレノイドを通電制御する通電制御手段
を備えている。該通電制御手段には、ソレノイドの通電
時期を決定する通電時期決定手段を具備せしめる。該通
電時期決定手段は、上記バルブの閉弁時に、上記閉弁用
のソレノイドの通電開始から上記バルブが着座するまで
の間に閉弁用のソレノイドの通電をオフするオフ期間を
設定する。
【０００９】かかる構成とすることにより、オフ期間に
はアーマチャに閉弁側のソレノイドの吸引力が作用せ
ず、バネのばね力によりバルブが十分に減速されて滑ら
かに着座し、着座時のバルブの衝撃が効果的に緩和され
る。しかして着座する際の振動や騒音の発生が大幅に低
減するとともに、バルブの耐久性が向上する。
はアーマチャに閉弁側のソレノイドの吸引力が作用せ
ず、バネのばね力によりバルブが十分に減速されて滑ら
かに着座し、着座時のバルブの衝撃が効果的に緩和され
る。しかして着座する際の振動や騒音の発生が大幅に低
減するとともに、バルブの耐久性が向上する。
【００１０】請求項２記載の発明では、上記通電制御手
段には、上記バルブのリフト方向の位置を検出するバル
ブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手
段は、バルブ位置検出手段により検出されたバルブ位置
が予め設定した位置になると閉弁用のソレノイドへの通
電のオンオフを切替える構成とする。
段には、上記バルブのリフト方向の位置を検出するバル
ブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手
段は、バルブ位置検出手段により検出されたバルブ位置
が予め設定した位置になると閉弁用のソレノイドへの通
電のオンオフを切替える構成とする。
【００１１】閉弁用のソレノイドへの通電のオンオフの
切替えがバルブ位置検出手段により検出されたバルブ位
置に基づいて行われるので、バルブを滑らかに着座せし
める効果が一定して得られる。
切替えがバルブ位置検出手段により検出されたバルブ位
置に基づいて行われるので、バルブを滑らかに着座せし
める効果が一定して得られる。
【００１２】請求項３記載の発明では、通電制御手段に
は、上記バルブのリフト方向の速度を検出するバルブ速
度検出手段を具備せしめ、上記通電時期決定手段を、バ
ルブ速度検出手段により検出されたバルブの速度が略０
になると上記オフ期間を終了するように設定する。
は、上記バルブのリフト方向の速度を検出するバルブ速
度検出手段を具備せしめ、上記通電時期決定手段を、バ
ルブ速度検出手段により検出されたバルブの速度が略０
になると上記オフ期間を終了するように設定する。
【００１３】バルブ速度が略０になってから閉弁用のソ
レノイドがアーマチャを吸引するので着座時のバルブ速
度は低く抑えられる。
レノイドがアーマチャを吸引するので着座時のバルブ速
度は低く抑えられる。
【００１４】請求項４記載の発明では、上記通電制御手
段にはさらにバルブのリフト方向の位置を検出するバル
ブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手
段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置と着座
位置との偏差に応じて以後の閉弁時における上記オフ期
間の開始時期を遅延側へ補正するように設定する。
段にはさらにバルブのリフト方向の位置を検出するバル
ブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手
段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置と着座
位置との偏差に応じて以後の閉弁時における上記オフ期
間の開始時期を遅延側へ補正するように設定する。
【００１５】バルブ速度が略０となった時のバルブ位置
と着座位置との偏差に応じてオフ期間の開始時期が遅
れ、バルブ速度が略０となるバルブ位置が着座位置側へ
移動する。しかして着座位置におけるバルブ速度がより
減速される。
と着座位置との偏差に応じてオフ期間の開始時期が遅
れ、バルブ速度が略０となるバルブ位置が着座位置側へ
移動する。しかして着座位置におけるバルブ速度がより
減速される。
【００１６】請求項５記載の発明では、上記通電時期決
定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置が
予め設定したバルブ位置よりも着座位置側の時、当該閉
弁時におけるオフ期間により以後のオフ期間を固定する
ように設定する。
定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置が
予め設定したバルブ位置よりも着座位置側の時、当該閉
弁時におけるオフ期間により以後のオフ期間を固定する
ように設定する。
【００１７】バルブ速度が略０となった時のバルブ位置
が予め設定したバルブ位置よりも着座位置側になれば、
当該閉弁時におけるオフ期間はバルブが滑らかに着座可
能と判断する。かかる最適なオフ期間により以後のオフ
期間が固定されるから、以後、一定してきわめて滑らか
に着座する。
が予め設定したバルブ位置よりも着座位置側になれば、
当該閉弁時におけるオフ期間はバルブが滑らかに着座可
能と判断する。かかる最適なオフ期間により以後のオフ
期間が固定されるから、以後、一定してきわめて滑らか
に着座する。
【００１８】請求項６記載の発明では、上記バネを、上
記バルブの着座手前で、付勢力が増大する構成とする。
記バルブの着座手前で、付勢力が増大する構成とする。
【００１９】かかる構成とすることにより、上記バルブ
の着座手前でバルブの減速力が高められバルブ速度が略
０となる時間が長くなる。しかしてオフ期間の終了のタ
イミングがさ程厳密でなくともよいことになり、ソレノ
イドへの通電制御負担が軽減され、通電時期決定手段と
して簡単な構成のものが用いられ得る。
の着座手前でバルブの減速力が高められバルブ速度が略
０となる時間が長くなる。しかしてオフ期間の終了のタ
イミングがさ程厳密でなくともよいことになり、ソレノ
イドへの通電制御負担が軽減され、通電時期決定手段と
して簡単な構成のものが用いられ得る。
【００２０】バネの付勢力が上記バルブの着座手前で増
大する構成としては、請求項７記載の発明のように、上
記バネを、長短長さの異なる２つのバネで構成し、短い
バネを、一端を自由端とするとともに長さを上記バルブ
のストローク端手前で圧縮が開始する長さとすること
で、上記バルブの着座手前でばね定数が実質的に大きく
なるようにする。あるいは請求項８記載の発明のよう
に、上記バネを、直列に接続されたばね定数の異なる２
つのバネで構成することで、ばね定数の小さいバネが圧
縮しきった後、ばね定数の大きいスプリングが圧縮する
ようにする。
大する構成としては、請求項７記載の発明のように、上
記バネを、長短長さの異なる２つのバネで構成し、短い
バネを、一端を自由端とするとともに長さを上記バルブ
のストローク端手前で圧縮が開始する長さとすること
で、上記バルブの着座手前でばね定数が実質的に大きく
なるようにする。あるいは請求項８記載の発明のよう
に、上記バネを、直列に接続されたばね定数の異なる２
つのバネで構成することで、ばね定数の小さいバネが圧
縮しきった後、ばね定数の大きいスプリングが圧縮する
ようにする。
【００２１】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
の電磁式弁駆動装置の一実施の形態を示したものであ
り、以下、これに基づいて説明する。公知のエンジンヘ
ッド１には吸気口１１が設けられており、この吸気口１
１を開閉する吸気弁としてのバルブ２が配設されてい
る。バルブ２は、吸気口１１端に形成されるバルブシー
ト１１ａと弁部を構成して吸気口１１を閉鎖する弁体２
１とその上方に延びるステム２２からなり、ステム２２
は、エンジンヘッド１に圧入固定された筒状ガイド部材
１２内に上下方向に摺動自在に挿通保持されている。
の電磁式弁駆動装置の一実施の形態を示したものであ
り、以下、これに基づいて説明する。公知のエンジンヘ
ッド１には吸気口１１が設けられており、この吸気口１
１を開閉する吸気弁としてのバルブ２が配設されてい
る。バルブ２は、吸気口１１端に形成されるバルブシー
ト１１ａと弁部を構成して吸気口１１を閉鎖する弁体２
１とその上方に延びるステム２２からなり、ステム２２
は、エンジンヘッド１に圧入固定された筒状ガイド部材
１２内に上下方向に摺動自在に挿通保持されている。
【００２２】ガイド部材１２上方のエンジンヘッド１内
には、ステム２２の上端部外周に設けたスプリングスト
ッパ３３との間に、閉弁側のバネたる第１のスプリング
４１が配設されており、バルブ１を閉弁方向（図の上
方）に付勢している。エンジンヘッド１の上面には、上
端が閉鎖し下端が開口する筒状ハウジング７１が固定さ
れ、ステム２２の上端部は、ハウジング７１内に摺動自
在に収容されるロッドたる第１のプッシュロッド３１の
下端部に当接している。プッシュロッド３１の外周に
は、バルブ２を開弁作動しその状態を保持する開弁用の
ソレノイドたる第１のソレノイド６１が配設されてい
る。
には、ステム２２の上端部外周に設けたスプリングスト
ッパ３３との間に、閉弁側のバネたる第１のスプリング
４１が配設されており、バルブ１を閉弁方向（図の上
方）に付勢している。エンジンヘッド１の上面には、上
端が閉鎖し下端が開口する筒状ハウジング７１が固定さ
れ、ステム２２の上端部は、ハウジング７１内に摺動自
在に収容されるロッドたる第１のプッシュロッド３１の
下端部に当接している。プッシュロッド３１の外周に
は、バルブ２を開弁作動しその状態を保持する開弁用の
ソレノイドたる第１のソレノイド６１が配設されてい
る。
【００２３】第１のプッシュロッド３１の上端部外周に
は、磁性体よりなる円盤状のアーマチャ４が固定してあ
り、アーマチャ４の下面は、所定間隔をおいて第１のソ
レノイド６１の上面と対向している。第１のプッシュロ
ッド３１上方のハウジング７１内には、第２のプッシュ
ロッド３２が摺動自在に収容され、第１のプッシュロッ
ド３１の上端部は、この第２のプッシュロッド３２の下
端部に当接している。プッシュロッド３２の外周には、
バルブ２を閉弁作動しその状態を保持する閉弁用のソレ
ノイドたる第２のソレノイド６２が配設されている。ア
ーマチャ４の上面は、所定間隔をおいてソレノイド６２
の下面と対向している。両プッシュロッド３１、３２
は、バルブ２のステム２２と同軸上に配置されている。
は、磁性体よりなる円盤状のアーマチャ４が固定してあ
り、アーマチャ４の下面は、所定間隔をおいて第１のソ
レノイド６１の上面と対向している。第１のプッシュロ
ッド３１上方のハウジング７１内には、第２のプッシュ
ロッド３２が摺動自在に収容され、第１のプッシュロッ
ド３１の上端部は、この第２のプッシュロッド３２の下
端部に当接している。プッシュロッド３２の外周には、
バルブ２を閉弁作動しその状態を保持する閉弁用のソレ
ノイドたる第２のソレノイド６２が配設されている。ア
ーマチャ４の上面は、所定間隔をおいてソレノイド６２
の下面と対向している。両プッシュロッド３１、３２
は、バルブ２のステム２２と同軸上に配置されている。
【００２４】第２のプッシュロッド３２の外周には、ス
プリングストッパ３４が設けられ、スプリングストッパ
３４とハウジング７１の間には、バルブ１を開弁方向
（図の下方）に付勢する開弁側のバネたる第２のスプリ
ング５２が配設されている。ここで、両スプリング５
１，５２のばね力は等しく設定される。このため、第１
のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のいずれ
にも通電しない図示の状態において、アーマチャ４は、
両ソレノイド６１，６２の略中間位置で静止している。
第１のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のい
ずれかに通電すると、アーマチャ４が上方または下方に
吸引駆動され、これに伴ってバルブ２が閉弁または開弁
する。
プリングストッパ３４が設けられ、スプリングストッパ
３４とハウジング７１の間には、バルブ１を開弁方向
（図の下方）に付勢する開弁側のバネたる第２のスプリ
ング５２が配設されている。ここで、両スプリング５
１，５２のばね力は等しく設定される。このため、第１
のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のいずれ
にも通電しない図示の状態において、アーマチャ４は、
両ソレノイド６１，６２の略中間位置で静止している。
第１のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のい
ずれかに通電すると、アーマチャ４が上方または下方に
吸引駆動され、これに伴ってバルブ２が閉弁または開弁
する。
【００２５】アーマチャ４の外周には、ハウジング７１
内周面に沿って筒状のスペーサ７２が配設され、スペー
サ７２により、アーマチャ４と両ソレノイド６１、６２
との間隔が設定され、アーマチャ４のストローク長すな
わちバルブリフト量を調整している。
内周面に沿って筒状のスペーサ７２が配設され、スペー
サ７２により、アーマチャ４と両ソレノイド６１、６２
との間隔が設定され、アーマチャ４のストローク長すな
わちバルブリフト量を調整している。
【００２６】ハウジング７１の上方にはバルブ位置検出
手段８３が設けてある。バルブ位置検出手段８３はセン
サカバー８３１がハウジング７１の上部に被せてあり、
第２のプッシュロッド３２の、スプリングストッパ３４
よりも上方の延伸部３２１がハウジング７１を貫通して
センサカバー８３１内に侵入している。プッシュロッド
３２の延伸部３２１の先端には平板状のターゲット８３
２が、プッシュロッド３２に対して垂直面をなして固定
され、バルブ２と一体にリフト方向に変位するようにな
っている。センサカバー８３１の天井からバルブ位置検
出手段たるギャップセンサ８３３が垂下せしめてあり、
ターゲット８３２と対向している。
手段８３が設けてある。バルブ位置検出手段８３はセン
サカバー８３１がハウジング７１の上部に被せてあり、
第２のプッシュロッド３２の、スプリングストッパ３４
よりも上方の延伸部３２１がハウジング７１を貫通して
センサカバー８３１内に侵入している。プッシュロッド
３２の延伸部３２１の先端には平板状のターゲット８３
２が、プッシュロッド３２に対して垂直面をなして固定
され、バルブ２と一体にリフト方向に変位するようにな
っている。センサカバー８３１の天井からバルブ位置検
出手段たるギャップセンサ８３３が垂下せしめてあり、
ターゲット８３２と対向している。
【００２７】ギャップセンサ８３３はターゲット８３２
の上面までの距離を検出し、バルブ２のリフト方向の位
置が知られるようになっている。またギャップセンサ８
３３の検出信号を入力として、バルブ位置検出手段８３
とともにバルブ速度検出手段８４を構成する微分回路８
４１が設けてあり、入力する検出信号を微分してバルブ
２の速度が知られるようになっている。
の上面までの距離を検出し、バルブ２のリフト方向の位
置が知られるようになっている。またギャップセンサ８
３３の検出信号を入力として、バルブ位置検出手段８３
とともにバルブ速度検出手段８４を構成する微分回路８
４１が設けてあり、入力する検出信号を微分してバルブ
２の速度が知られるようになっている。
【００２８】両ソレノイド６１，６２を通電制御する通
電制御手段８について説明する。通電制御手段８はソレ
ノイド駆動手段８１と、これに通電指令を出力するソレ
ノイド駆動時期決定手段８２と、上記バルブ位置検出手
段８３およびバルブ速度検出手段８４等で構成してあ
る。ソレノイド駆動時期決定手段８２はマイクロコンピ
ュータ等により構成されている。ソレノイド駆動時期決
定手段８２には、ギャップセンサ８３３の検出信号、微
分回路８４１の検出信号、図略のエンジンに設けられた
シリンダ内を往復動するピストンの位置を検出するセン
サ等、各種のセンサ（回転数、気筒判別等）の検出信号
が入力し、ソレノイド駆動時期決定手段８２がこれらの
検出信号に基づいて通電のタイミングを決定するように
なっている。
電制御手段８について説明する。通電制御手段８はソレ
ノイド駆動手段８１と、これに通電指令を出力するソレ
ノイド駆動時期決定手段８２と、上記バルブ位置検出手
段８３およびバルブ速度検出手段８４等で構成してあ
る。ソレノイド駆動時期決定手段８２はマイクロコンピ
ュータ等により構成されている。ソレノイド駆動時期決
定手段８２には、ギャップセンサ８３３の検出信号、微
分回路８４１の検出信号、図略のエンジンに設けられた
シリンダ内を往復動するピストンの位置を検出するセン
サ等、各種のセンサ（回転数、気筒判別等）の検出信号
が入力し、ソレノイド駆動時期決定手段８２がこれらの
検出信号に基づいて通電のタイミングを決定するように
なっている。
【００２９】次に、ソレノイド駆動時期決定手段８２に
おける通電のタイミングの決定とともに、本実施形態に
なる電磁式弁駆動装置の作動について説明する。図１に
示す非通電状態では、両スプリング５１，５２の力がほ
ぼ等しいため、アーマチャ４は、両ソレノイド６１，６
２の中間位置にある。ここから、エンジン始動前に、一
旦全ての気筒のバルブを閉とする起動制御をする必要が
ある。
おける通電のタイミングの決定とともに、本実施形態に
なる電磁式弁駆動装置の作動について説明する。図１に
示す非通電状態では、両スプリング５１，５２の力がほ
ぼ等しいため、アーマチャ４は、両ソレノイド６１，６
２の中間位置にある。ここから、エンジン始動前に、一
旦全ての気筒のバルブを閉とする起動制御をする必要が
ある。
【００３０】この起動制御は、このシステムの可動部の
質量とバネで決まるバネ−質量系の固有振動を利用し、
第１のソレノイド６１と第２のソレノイド６２とへ固有
振動に相当する共振周波数にて、交互に通電することに
よりなされる。しばらく起動制御を行うとバルブ２が振
動しはじめ、振幅が大きくなっていく。やがて両ソレノ
イド６１，６２間距離で規定される最大リフト位置まで
作動するようになる。ここで、第２のソレノイド６２に
アーマチャ４が吸引された状態で保持することで、バル
ブ２の閉状態が保持でき、起動制御が終了する。
質量とバネで決まるバネ−質量系の固有振動を利用し、
第１のソレノイド６１と第２のソレノイド６２とへ固有
振動に相当する共振周波数にて、交互に通電することに
よりなされる。しばらく起動制御を行うとバルブ２が振
動しはじめ、振幅が大きくなっていく。やがて両ソレノ
イド６１，６２間距離で規定される最大リフト位置まで
作動するようになる。ここで、第２のソレノイド６２に
アーマチャ４が吸引された状態で保持することで、バル
ブ２の閉状態が保持でき、起動制御が終了する。
【００３１】その後、エンジンを始動し、ソレノイド駆
動手段８１およびソレノイド駆動時期決定手段８２によ
りエンジンからの各センサ出力を基にエンジンの吸気弁
および排気弁を任意のタイミングで開閉制御する。な
お、本実施の形態では図１の構成をエンジンの吸気弁に
適用した例として説明したが、本構成を排気弁に適用す
ることもできる。
動手段８１およびソレノイド駆動時期決定手段８２によ
りエンジンからの各センサ出力を基にエンジンの吸気弁
および排気弁を任意のタイミングで開閉制御する。な
お、本実施の形態では図１の構成をエンジンの吸気弁に
適用した例として説明したが、本構成を排気弁に適用す
ることもできる。
【００３２】図２は閉弁時におけるソレノイド駆動時期
決定手段８２の制御を示すタイムチャートで、両ソレノ
イド６１，６２のオンオフのタイミング（Ａ）、リフト
方向のバルブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示してい
る。先ずエンジン始動直後に、閉弁時におけるバルブ２
の着座を滑らかにする最適な通電のタイミングが求めら
れ、かかる最適なタイミングがソレノイド駆動時期決定
手段８２のメモリに記憶される。それ以後は上記メモリ
に記憶されたタイミングで第２のソレノイド６２のオン
オフが切替えられる。最初に、最適なタイミングが決定
された後の通常時の作動について説明し、その後でエン
ジン始動直後に最適な通電タイミングを決定する作動に
ついて説明する。
決定手段８２の制御を示すタイムチャートで、両ソレノ
イド６１，６２のオンオフのタイミング（Ａ）、リフト
方向のバルブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示してい
る。先ずエンジン始動直後に、閉弁時におけるバルブ２
の着座を滑らかにする最適な通電のタイミングが求めら
れ、かかる最適なタイミングがソレノイド駆動時期決定
手段８２のメモリに記憶される。それ以後は上記メモリ
に記憶されたタイミングで第２のソレノイド６２のオン
オフが切替えられる。最初に、最適なタイミングが決定
された後の通常時の作動について説明し、その後でエン
ジン始動直後に最適な通電タイミングを決定する作動に
ついて説明する。
【００３３】エンジンからの各センサ出力等に基づいて
決定された閉弁時期になると、まず第１のソレノイド６
１への通電をオフする（時点ｔ0 ）。すると、圧縮され
ていた第１のスプリング５１が伸長し、バルブ２が上昇
を開始する。これに伴い、バルブ２のステム２２が第１
のプッシュロッド３１を上方に押し上げ、プッシュロッ
ド３１と一体のアーマチャ４が上方に移動する。
決定された閉弁時期になると、まず第１のソレノイド６
１への通電をオフする（時点ｔ0 ）。すると、圧縮され
ていた第１のスプリング５１が伸長し、バルブ２が上昇
を開始する。これに伴い、バルブ２のステム２２が第１
のプッシュロッド３１を上方に押し上げ、プッシュロッ
ド３１と一体のアーマチャ４が上方に移動する。
【００３４】次いでアーマチャ４が図１に示す中立位置
付近に到り、ギャップセンサ８３３により検出されるバ
ルブ位置がソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに
記憶された通電開始位置ｘ1 に達すると、第２のソレノ
イド６２に通電される（時点ｔ1 ）。
付近に到り、ギャップセンサ８３３により検出されるバ
ルブ位置がソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに
記憶された通電開始位置ｘ1 に達すると、第２のソレノ
イド６２に通電される（時点ｔ1 ）。
【００３５】このソレノイド６２への通電により発生す
るアーマチャ４への吸引力により、バルブ２に対する減
速力が弱められバルブ速度をある程度高く維持して速や
かに着座位置手前まで到達する。
るアーマチャ４への吸引力により、バルブ２に対する減
速力が弱められバルブ速度をある程度高く維持して速や
かに着座位置手前まで到達する。
【００３６】従来の電磁式弁駆動装置では、第２のソレ
ノイド６２は第１のソレノイド６１がオンした後、通電
状態が続く（図６参照）が、本発明の電磁式弁駆動装置
ではバルブ２が着座するまでに第２のソレノイド６２が
オフするオフ期間が設定してある。
ノイド６２は第１のソレノイド６１がオンした後、通電
状態が続く（図６参照）が、本発明の電磁式弁駆動装置
ではバルブ２が着座するまでに第２のソレノイド６２が
オフするオフ期間が設定してある。
【００３７】すなわちギャップセンサ８３３により検出
されたバルブ位置が上記メモリに記憶された、オフ期間
を開始する位置ｘ2 に達すると、第２のソレノイド６２
をオフして（時点ｔ2 ）バルブ２に対する減速力を高
め、バルブ２は急速に減速する。そしてギャップセンサ
８３３により検出されたバルブ位置が上記メモリに記憶
された、オフ期間を終了する位置ｘ3 に達すると、第２
のソレノイド６２を再びオンする（時点ｔ3 ）。このオ
フ期間にバルブ２は急速に減速するから、バルブ２は十
分に減速された状態で滑らかに着座する。バルブ２は着
座後は第２のソレノイド６２の吸引力で着座状態が保持
される。かくして、上記構成によれば、バルブ２がバル
ブシート１１ａに着座する際の衝撃を大幅に緩和し、振
動や騒音の発生を防止して弁の耐久性を向上させること
が可能となる。
されたバルブ位置が上記メモリに記憶された、オフ期間
を開始する位置ｘ2 に達すると、第２のソレノイド６２
をオフして（時点ｔ2 ）バルブ２に対する減速力を高
め、バルブ２は急速に減速する。そしてギャップセンサ
８３３により検出されたバルブ位置が上記メモリに記憶
された、オフ期間を終了する位置ｘ3 に達すると、第２
のソレノイド６２を再びオンする（時点ｔ3 ）。このオ
フ期間にバルブ２は急速に減速するから、バルブ２は十
分に減速された状態で滑らかに着座する。バルブ２は着
座後は第２のソレノイド６２の吸引力で着座状態が保持
される。かくして、上記構成によれば、バルブ２がバル
ブシート１１ａに着座する際の衝撃を大幅に緩和し、振
動や騒音の発生を防止して弁の耐久性を向上させること
が可能となる。
【００３８】次にエンジン始動直後の作動について説明
する。第２のソレノイド６２の通電のタイミングはソレ
ノイド駆動時期決定手段８２がエンジン始動後にギャッ
プセンサ８３３により検出されるバルブ位置およびギャ
ップセンサ８３３および微分回路８４１により検出され
るバルブ速度等に基づいて決定する。
する。第２のソレノイド６２の通電のタイミングはソレ
ノイド駆動時期決定手段８２がエンジン始動後にギャッ
プセンサ８３３により検出されるバルブ位置およびギャ
ップセンサ８３３および微分回路８４１により検出され
るバルブ速度等に基づいて決定する。
【００３９】先ず第２のソレノイド６２の通電開始時期
ｔ1 を決定する。エンジン始動直後の閉弁では、第１の
ソレノイド６１がオフすると同時に第２のソレノイド６
２をオンし、オフ期間が設定されない従来の通電制御を
行う。そしてギャップセンサ８３３によりバルブ２の着
座を検出して第１のソレノイド６１がオフしてからバル
ブ２が着座するまでの時間を計測する。
ｔ1 を決定する。エンジン始動直後の閉弁では、第１の
ソレノイド６１がオフすると同時に第２のソレノイド６
２をオンし、オフ期間が設定されない従来の通電制御を
行う。そしてギャップセンサ８３３によりバルブ２の着
座を検出して第１のソレノイド６１がオフしてからバル
ブ２が着座するまでの時間を計測する。
【００４０】次の閉弁では、第１のソレノイド６１がオ
フした後、予め設定した微小時間経過後に第２のソレノ
イド６２をオンし上記のごとく第１のソレノイド６１が
オフしてからバルブが着座するまでの時間を計測する。
このように順次、第２のソレノイド６２がオンするタイ
ミングをずらして通電時間を短くしていき、計測時間を
比較する。この計測時間は第２のソレノイド６２がオン
するタイミングが遅い程長くなる。しかしソレノイド６
２の、バルブ２を着座方向に付勢する吸引力はソレノイ
ド６１，６２とアーマチャ４間が離れていると殆ど作用
しないから、最初の計測時間は余り変わらない。やがて
上記吸引力が十分に作用する位置までアーマチャ４が移
動してからソレノイド６２がオンするようになると、計
測時間は急に長くなる。
フした後、予め設定した微小時間経過後に第２のソレノ
イド６２をオンし上記のごとく第１のソレノイド６１が
オフしてからバルブが着座するまでの時間を計測する。
このように順次、第２のソレノイド６２がオンするタイ
ミングをずらして通電時間を短くしていき、計測時間を
比較する。この計測時間は第２のソレノイド６２がオン
するタイミングが遅い程長くなる。しかしソレノイド６
２の、バルブ２を着座方向に付勢する吸引力はソレノイ
ド６１，６２とアーマチャ４間が離れていると殆ど作用
しないから、最初の計測時間は余り変わらない。やがて
上記吸引力が十分に作用する位置までアーマチャ４が移
動してからソレノイド６２がオンするようになると、計
測時間は急に長くなる。
【００４１】計測時間が余り変わらないうちはソレノイ
ド６２は通電された電力が有効に用いられておらずソレ
ノイド６２がオンするタイミングが早い程、無駄な電力
消費をしていることになる。一方、計測時間が長くなる
ことは、閉弁作動の遅れであり好ましくない。そこで第
２のソレノイド６２がオンするタイミングに対して計測
時間が大きく上昇し始めるタイミングを第２のソレノイ
ド６２の通電時期の最適値とする。そしてこの時点にお
けるバルブ位置を第２のソレノイド６２の通電を開始す
る位置ｘ1 として上記メモリに記憶しておく。かくして
第２のソレノイド６２への通電を開始する時点ｔ1 が、
電力消費の無駄がなくしかも十分に早い閉弁作動の可能
なタイミングに設定される。以後は、バルブ２が位置ｘ
1 にくると第２のソレノイド６２に通電が開始される。
ド６２は通電された電力が有効に用いられておらずソレ
ノイド６２がオンするタイミングが早い程、無駄な電力
消費をしていることになる。一方、計測時間が長くなる
ことは、閉弁作動の遅れであり好ましくない。そこで第
２のソレノイド６２がオンするタイミングに対して計測
時間が大きく上昇し始めるタイミングを第２のソレノイ
ド６２の通電時期の最適値とする。そしてこの時点にお
けるバルブ位置を第２のソレノイド６２の通電を開始す
る位置ｘ1 として上記メモリに記憶しておく。かくして
第２のソレノイド６２への通電を開始する時点ｔ1 が、
電力消費の無駄がなくしかも十分に早い閉弁作動の可能
なタイミングに設定される。以後は、バルブ２が位置ｘ
1 にくると第２のソレノイド６２に通電が開始される。
【００４２】次にオフ期間の開始時点ｔ2 、終了時点ｔ
3 を決定する。第２のソレノイド６２への通電を開始す
る時点ｔ1 が決定された後は、閉弁時において、第１の
ソレノイド６１がオフ後、バルブ２が上記メモリに記憶
した位置にくると第２のソレノイド６２が通電され、オ
フ期間も設定される。このオフ期間の開始時点ｔ2 と終
了時点ｔ3 は以下のようにして決定される。まず時点ｔ
2 は、初期値として時点ｔ1 から予め設定した微小時間
遅れた時点に設定される。この場合は通電時間が短いか
ら比較的早いタイミングでバルブ速度が低下し、０とな
る。ソレノイド駆動時期決定手段８２は、バルブ速度が
予め設定した微速度を下回ると、すなわち略０となる
と、その時点をオフ期間の終了時点ｔ3 とする。バルブ
２は第２のソレノイド６２の吸引力により吸引され加速
して着座する。
3 を決定する。第２のソレノイド６２への通電を開始す
る時点ｔ1 が決定された後は、閉弁時において、第１の
ソレノイド６１がオフ後、バルブ２が上記メモリに記憶
した位置にくると第２のソレノイド６２が通電され、オ
フ期間も設定される。このオフ期間の開始時点ｔ2 と終
了時点ｔ3 は以下のようにして決定される。まず時点ｔ
2 は、初期値として時点ｔ1 から予め設定した微小時間
遅れた時点に設定される。この場合は通電時間が短いか
ら比較的早いタイミングでバルブ速度が低下し、０とな
る。ソレノイド駆動時期決定手段８２は、バルブ速度が
予め設定した微速度を下回ると、すなわち略０となる
と、その時点をオフ期間の終了時点ｔ3 とする。バルブ
２は第２のソレノイド６２の吸引力により吸引され加速
して着座する。
【００４３】その後の閉弁では、順次、オフ期間の開始
時点ｔ2 を遅らせていく。オフ期間の終了時点ｔ3 は上
記と同様にバルブ速度が略０となった時点とする。
時点ｔ2 を遅らせていく。オフ期間の終了時点ｔ3 は上
記と同様にバルブ速度が略０となった時点とする。
【００４４】オフ期間の開始時点ｔ2 が早いときには、
開始時点ｔ2 までの第２のソレノイド６２への通電時間
が短いため、バルブ速度が速い速度に維持されない。こ
の結果、バルブ２がシート部１１ａから比較的離れてい
る時点で速度が略０となる。そして開始時点ｔ2 が遅れ
て、バルブ２を着座方向に付勢する第２のソレノイド６
２への通電時間（ｔ2 −ｔ1 ）が長くなっていくと、バ
ルブ速度が略０の時点におけるバルブ位置は着座位置に
近づいていく。すなわち開始時点ｔ2 が遅れるにつれ、
バルブ速度が略０である終了時点ｔ3 におけるバルブ位
置と着座位置との偏差が小さくなり、着座時におけるバ
ルブ速度が小さくなる。
開始時点ｔ2 までの第２のソレノイド６２への通電時間
が短いため、バルブ速度が速い速度に維持されない。こ
の結果、バルブ２がシート部１１ａから比較的離れてい
る時点で速度が略０となる。そして開始時点ｔ2 が遅れ
て、バルブ２を着座方向に付勢する第２のソレノイド６
２への通電時間（ｔ2 −ｔ1 ）が長くなっていくと、バ
ルブ速度が略０の時点におけるバルブ位置は着座位置に
近づいていく。すなわち開始時点ｔ2 が遅れるにつれ、
バルブ速度が略０である終了時点ｔ3 におけるバルブ位
置と着座位置との偏差が小さくなり、着座時におけるバ
ルブ速度が小さくなる。
【００４５】ソレノイド駆動時期決定手段８２は、閉弁
ごとに終了時点ｔ3 のバルブ位置と着座位置との偏差を
求める。そしてこの偏差を予め設定したしきい値と比較
し、しきい値よりも大きければ次の閉弁時における開始
時点ｔ2 を遅延側に設定する。一方、偏差が予め設定し
たしきい値よりも小さければ着座時のバルブ速度が十分
に減速され滑らかに着座可能と判断し、このときの時点
ｔ2 ，ｔ3 におけるバルブ位置ｘ2 ，ｘ3 を記憶してオ
フ期間を固定する。
ごとに終了時点ｔ3 のバルブ位置と着座位置との偏差を
求める。そしてこの偏差を予め設定したしきい値と比較
し、しきい値よりも大きければ次の閉弁時における開始
時点ｔ2 を遅延側に設定する。一方、偏差が予め設定し
たしきい値よりも小さければ着座時のバルブ速度が十分
に減速され滑らかに着座可能と判断し、このときの時点
ｔ2 ，ｔ3 におけるバルブ位置ｘ2 ，ｘ3 を記憶してオ
フ期間を固定する。
【００４６】すなわち、以後は、検出されるバルブ位置
が記憶されたバルブ位置ｘ2 になると第２のソレノイド
６２がオフされ、バルブ位置ｘ3 になると再びオンす
る。なお、上記しきい値は小さい程、よりバルブが滑ら
かに着座することが可能となるが、実験等により騒音等
の程度を判断して設定するのがよい。発明者らの実験に
よるとエンジンの吸排気弁においては５μｍ以下とする
のがよい。
が記憶されたバルブ位置ｘ2 になると第２のソレノイド
６２がオフされ、バルブ位置ｘ3 になると再びオンす
る。なお、上記しきい値は小さい程、よりバルブが滑ら
かに着座することが可能となるが、実験等により騒音等
の程度を判断して設定するのがよい。発明者らの実験に
よるとエンジンの吸排気弁においては５μｍ以下とする
のがよい。
【００４７】このようにエンジン等が経年変化してもこ
れに追随して第２のソレノイド６２への最適な通電タイ
ミングが設定される。またスプリング等の製造ばらつき
があっても各エンジンに最適な通電タイミングが設定さ
れる。
れに追随して第２のソレノイド６２への最適な通電タイ
ミングが設定される。またスプリング等の製造ばらつき
があっても各エンジンに最適な通電タイミングが設定さ
れる。
【００４８】なお要求される騒音の程度によっては、ま
た他の遮音対策と併用することにより、最適なオフ期間
を、エンジンが始動される度に更新するのではなく、更
新頻度は適宜減らすことができる。また第２のソレノイ
ドの通電タイミングを始めから固定とし、ソレノイド駆
動時期決定手段８２のメモリに記憶された位置（ｘ1，
ｘ2 ，ｘ3 ）に基づいて通電制御をしてもよい。この場
合は、予め実験により（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）を求めてお
く。
た他の遮音対策と併用することにより、最適なオフ期間
を、エンジンが始動される度に更新するのではなく、更
新頻度は適宜減らすことができる。また第２のソレノイ
ドの通電タイミングを始めから固定とし、ソレノイド駆
動時期決定手段８２のメモリに記憶された位置（ｘ1，
ｘ2 ，ｘ3 ）に基づいて通電制御をしてもよい。この場
合は、予め実験により（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）を求めてお
く。
【００４９】また第２のソレノイド６２の通電開始時期
ｔ1 、オフ期間の開始時点ｔ2 、終了時点ｔ3 は、バル
ブ位置（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）により固定しているが、第
１のソレノイド６１のオフからの時間で規定しても勿論
よい。
ｔ1 、オフ期間の開始時点ｔ2 、終了時点ｔ3 は、バル
ブ位置（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）により固定しているが、第
１のソレノイド６１のオフからの時間で規定しても勿論
よい。
【００５０】またオフ期間については固定するのではな
く、閉弁の度にバルブ速度を検出してバルブ速度が略０
の時にオフ期間を終了し、その時点のバルブ位置と着座
位置との偏差に応じて常にオフ期間の開始時点を補正す
る構成としてもよい。
く、閉弁の度にバルブ速度を検出してバルブ速度が略０
の時にオフ期間を終了し、その時点のバルブ位置と着座
位置との偏差に応じて常にオフ期間の開始時点を補正す
る構成としてもよい。
【００５１】また、ここまで閉弁側の制御方法として説
明してきたが、開弁側に適用しても同様の効果が期待で
きる。
明してきたが、開弁側に適用しても同様の効果が期待で
きる。
【００５２】（第２実施形態）図３に本発明の別の実施
形態を示す。基本的な構成は第１実施形態の構成と同じ
もので、図中、図１と同じ番号を付した部分については
実質的に同じ作動をするので第１実施形態との相違点を
中心に説明する。通電制御手段８Ａは、微分回路を省略
してバルブ位置のみが知られる構成とし、ソレノイド駆
動時期決定手段８２Ａは、メモリに第２のソレノイド６
２の通電開始時期およびオフ期間を規定するバルブ位置
（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）が記憶され、第２のソレノイド６
２の通電タイミングを固定としている。
形態を示す。基本的な構成は第１実施形態の構成と同じ
もので、図中、図１と同じ番号を付した部分については
実質的に同じ作動をするので第１実施形態との相違点を
中心に説明する。通電制御手段８Ａは、微分回路を省略
してバルブ位置のみが知られる構成とし、ソレノイド駆
動時期決定手段８２Ａは、メモリに第２のソレノイド６
２の通電開始時期およびオフ期間を規定するバルブ位置
（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）が記憶され、第２のソレノイド６
２の通電タイミングを固定としている。
【００５３】またスプリングは閉弁側のスプリング５１
１，５１２、開弁側のスプリング５２１，５２２とも
に、太い径のスプリング５１１（５２１）と細い径のス
プリング５１２（５２２）とで二重に構成されている。
太い径のスプリング５１１，５２１は図１のスプリング
５１，５２と同様に、アーマチャ４をソレノイド６１，
６２の中間位置に保持する。
１，５１２、開弁側のスプリング５２１，５２２とも
に、太い径のスプリング５１１（５２１）と細い径のス
プリング５１２（５２２）とで二重に構成されている。
太い径のスプリング５１１，５２１は図１のスプリング
５１，５２と同様に、アーマチャ４をソレノイド６１，
６２の中間位置に保持する。
【００５４】細い径のスプリング５１２（５２２）は下
端が太い径のスプリング５１１（５２１）とともに固定
してあり、上端が自由としてある。細い径のスプリング
５１２，５２２の自由長は、バルブ２のストローク端手
前にある時に、スプリング５１２，５２２の上端が固定
端となる長さとしてある。すなわちスプリング５１２
は、バルブ２が完全にリフトする手前でスプリングスト
ッパ３３に当接し、スプリング５２２は、バルブ２が着
座する手前でハウジング７１の天井面に当接する。しか
して開弁時であればスプリング５１２が、バルブ２が完
全にリフトする手前で圧縮を開始し、閉弁時であればス
プリング５２２が着座する手前で圧縮を開始するように
なっている。
端が太い径のスプリング５１１（５２１）とともに固定
してあり、上端が自由としてある。細い径のスプリング
５１２，５２２の自由長は、バルブ２のストローク端手
前にある時に、スプリング５１２，５２２の上端が固定
端となる長さとしてある。すなわちスプリング５１２
は、バルブ２が完全にリフトする手前でスプリングスト
ッパ３３に当接し、スプリング５２２は、バルブ２が着
座する手前でハウジング７１の天井面に当接する。しか
して開弁時であればスプリング５１２が、バルブ２が完
全にリフトする手前で圧縮を開始し、閉弁時であればス
プリング５２２が着座する手前で圧縮を開始するように
なっている。
【００５５】かかる構成とすることにより、バルブ２が
着座する手前で両スプリング５２１，５２２は、そのば
ね定数の和で規定される大きな減速力を発生する。
着座する手前で両スプリング５２１，５２２は、そのば
ね定数の和で規定される大きな減速力を発生する。
【００５６】図４は本実施形態におけるオフ期間の終了
時点ｔ3 と着座時におけるバルブ速度の関係を示すもの
で、比較例として図１のようにスプリングが単一の構成
のもののデータ（白丸）を併せて示している。本実施形
態（黒丸）は、小さな着座時速度を与える許容される終
了時点ｔ3 の幅が、比較例よりも広くなることが確認さ
れた。これはバルブ２に着座手前で大きな減速力が作用
するためと認められる。
時点ｔ3 と着座時におけるバルブ速度の関係を示すもの
で、比較例として図１のようにスプリングが単一の構成
のもののデータ（白丸）を併せて示している。本実施形
態（黒丸）は、小さな着座時速度を与える許容される終
了時点ｔ3 の幅が、比較例よりも広くなることが確認さ
れた。これはバルブ２に着座手前で大きな減速力が作用
するためと認められる。
【００５７】このように本実施形態では小さな着座時速
度を与える許容される終了時点ｔ3に幅があるので、バ
ルブ位置はさ程精度よく検出する必要はない。したがっ
てオフ期間を固定としても、エンジンの経時変化やエン
ジン間の個体差の影響を回避することができ、着座にお
ける滑らかさの厳しい要求に十分に応えることができ
る。またバルブ位置はさ程精度よく検出する必要がない
のでギャップセンサ８３３に安価なものが用いられ得
る。
度を与える許容される終了時点ｔ3に幅があるので、バ
ルブ位置はさ程精度よく検出する必要はない。したがっ
てオフ期間を固定としても、エンジンの経時変化やエン
ジン間の個体差の影響を回避することができ、着座にお
ける滑らかさの厳しい要求に十分に応えることができ
る。またバルブ位置はさ程精度よく検出する必要がない
のでギャップセンサ８３３に安価なものが用いられ得
る。
【００５８】バルブ２の着座位置手前でばね定数を上げ
るには、第２実施形態の構成において、スプリングを図
５のように構成してもよい。図５に示す構成ではスプリ
ングはばね定数の異なるスプリング５１３（５２３）と
５１４（５２４）とが直列に接続してあり、ばね定数の
小さなスプリング５１３（５２３）が圧縮し終えるとば
ね定数の大きなスプリング５１４（５２４）が圧縮を開
始し、ばね定数が上がるようになっている。かかる構成
でも小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ3
に幅を持たせることができる。
るには、第２実施形態の構成において、スプリングを図
５のように構成してもよい。図５に示す構成ではスプリ
ングはばね定数の異なるスプリング５１３（５２３）と
５１４（５２４）とが直列に接続してあり、ばね定数の
小さなスプリング５１３（５２３）が圧縮し終えるとば
ね定数の大きなスプリング５１４（５２４）が圧縮を開
始し、ばね定数が上がるようになっている。かかる構成
でも小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ3
に幅を持たせることができる。
【００５９】スプリングは、複数のスプリングで構成す
るのではなく、バネ材の径等が途中で変化してばね定数
が非線形な単一のスプリングで構成してもよい。
るのではなく、バネ材の径等が途中で変化してばね定数
が非線形な単一のスプリングで構成してもよい。
【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。
装置の全体断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す電磁式弁駆動
装置の作動を説明するタイムチャートである。
装置の作動を説明するタイムチャートである。
【図３】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。
装置の全体断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す電磁式弁駆動
装置の作動を説明するグラフである。
装置の作動を説明するグラフである。
【図５】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。
装置の全体断面図である。
【図６】従来の一の電磁式弁駆動装置の作動を説明する
タイムチャートである。
タイムチャートである。
１ エンジンヘッド １１ 吸気口 １１ａ バルブシート ２ バルブ ３１ プッシュロッド（ロッド） ４ アーマチャ ５１，５１１，５１２，５１３，５１４ スプリング
（閉弁側のバネ） ５２，５２１，５２２，５２３，５２４ スプリング
（開弁側のバネ） ６１ 第１のソレノイド（開弁用のソレノイド） ６２ 第２のソレノイド（閉弁用のソレノイド） ８，８Ａ 通電制御手段 ８１ ソレノイド駆動手段 ８２，８２Ａ ソレノイド駆動時期決定手段（駆動時期
決定手段） ８３ バルブ位置検出手段 ８４ バルブ速度検出手段
（閉弁側のバネ） ５２，５２１，５２２，５２３，５２４ スプリング
（開弁側のバネ） ６１ 第１のソレノイド（開弁用のソレノイド） ６２ 第２のソレノイド（閉弁用のソレノイド） ８，８Ａ 通電制御手段 ８１ ソレノイド駆動手段 ８２，８２Ａ ソレノイド駆動時期決定手段（駆動時期
決定手段） ８３ バルブ位置検出手段 ８４ バルブ速度検出手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｋ 37/00 Ｆ１６Ｋ 37/00 Ｍ (72)発明者 四重田 啓二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 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、上記バルブを閉弁方向に付勢する閉弁側
のバネおよび開弁方向に付勢する開弁側のバネと、上記
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の閉弁を保持する
閉弁用のソレノイドと、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
上記バルブの開弁を保持する開弁用のソレノイドと、開
弁用のソレノイドおよび閉弁用のソレノイドを通電制御
する通電制御手段とを備える電磁式弁駆動装置におい
て、上記通電制御手段には、ソレノイドの通電時期を決
定する通電時期決定手段を具備せしめ、該通電時期決定
手段は、上記バルブの閉弁時に、上記閉弁用のソレノイ
ドの通電開始から上記バルブが着座するまでの間に閉弁
用のソレノイドの通電をオフするオフ期間を設定したこ
とを特徴とする電磁式弁駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電磁式弁駆動装置におい
て、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の
位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ
上記通電時期決定手段を、バルブ位置検出手段により検
出されたバルブ位置が予め設定した位置になると閉弁用
のソレノイドへの通電のオンオフを切り替える構成とし
た電磁式弁駆動装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の電磁式弁駆動装置におい
て、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の
速度を検出するバルブ速度検出手段を具備せしめ、かつ
上記通電時期決定手段を、バルブ速度検出手段により検
出されたバルブの速度が略０になると上記オフ期間を終
了するように設定した電磁式弁駆動装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の電磁式弁駆動装置におい
て、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の
位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ
上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となった時
のバルブ位置と着座位置との偏差に応じて以後の閉弁時
における上記オフ期間の開始時期を遅延側へ補正するよ
うに設定した電磁式弁駆動装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の電磁式弁駆動装置におい
て、上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となっ
た時のバルブ位置が予め設定したバルブ位置よりも着座
位置側の時、当該閉弁時におけるオフ期間により以後の
オフ期間を固定するように設定した電磁式弁駆動装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか記載の電磁式
弁駆動装置において、上記バネを、上記バルブの着座手
前で、付勢力が増大する構成とした電磁式弁駆動装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の電磁式弁駆動装置におい
て、上記バネを、長短長さの異なる２つのバネで構成
し、短いバネを、一端を自由端とするとともに長さを上
記バルブのストローク端手前で圧縮が開始する長さとし
た電磁式弁駆動装置。 - 【請求項８】 請求項６記載の電磁式弁駆動装置におい
て、上記バネを、直列に接続されたばね定数の異なる２
つのバネで構成した電磁式弁駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34391597A JP3877851B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 電磁式弁駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34391597A JP3877851B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 電磁式弁駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159313A true JPH11159313A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3877851B2 JP3877851B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=18365233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34391597A Expired - Fee Related JP3877851B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 電磁式弁駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3877851B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6412456B2 (en) | 2000-06-02 | 2002-07-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control system of electromagnetically operated valve |
| US6497205B2 (en) | 2000-06-02 | 2002-12-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Valve control system for electromagnetic valve |
| GB2380561A (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Visteon Global Tech Inc | Electromechanical engine valve actuator system with reduced armature impact |
| JP2009097571A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Murata Mach Ltd | バネ装置およびリンク機構 |
| JP2011220359A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Ckd Corp | 流体制御弁 |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP34391597A patent/JP3877851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6412456B2 (en) | 2000-06-02 | 2002-07-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control system of electromagnetically operated valve |
| US6497205B2 (en) | 2000-06-02 | 2002-12-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Valve control system for electromagnetic valve |
| GB2380561A (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Visteon Global Tech Inc | Electromechanical engine valve actuator system with reduced armature impact |
| GB2380561B (en) * | 2001-09-27 | 2003-12-03 | Visteon Global Tech Inc | Electromechanical engine valve actuator sytem with reduced armature impact |
| JP2009097571A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Murata Mach Ltd | バネ装置およびリンク機構 |
| JP2011220359A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-04 | Ckd Corp | 流体制御弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3877851B2 (ja) | 2007-02-07 |
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