JPH11182217A - 電磁駆動バルブの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁駆動バルブの電磁コイルに通電し、初期
の立ち上げ電流から全閉あるいは全開位置での規定のホ
ールド電流に切り換える際、立ち上げ電流が必ず規定の
ホールド電流以上になるようにする。 【解決手段】 閉弁動作時、リフトセンサ出力がトリガ
レベルＶ１を越えると閉弁用電磁コイルがＯＮされてコ
イル電流が立ち上がり、リフトセンサ出力がトリガレベ
ルＶ２を越えたとき、一旦、閉弁用電磁コイルがＯＦＦ
され、リフトセンサ出力がトリガレベルＶ３を越えると
再びＯＮされ、同時にタイマ回路４４が計時を開始す
る。そして、リフトセンサ出力がトリガレベルＶ４に達
したとき、バルブ速度が遅く、既にタイマ回路４４の計
時が終了していればＰＷＭ信号によるホールド電流制御
に移行し、バルブ速度が速く、未だタイマ回路４４の計
時が終了していなければ、バルブ保持に必要な吸引力が
得られるようコイル電流の立ち上げを継続し、計時が終
了したとき初めてホールド電流制御に移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸排気
バルブを電磁コイルによって開閉動作させる電磁駆動バ
ルブの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンの吸排気バルブの開閉動
作をカムシャフト等によって機械的に行う従来の動弁シ
ステムに対し、吸排気バルブを電磁的に駆動し、吸排気
バルブの開閉タイミングを電子制御する動弁システムが
開発されている。

【０００３】この電磁駆動による動弁システムでは、電
磁コイルの通電電流を制御してバルブの作動を確実なも
のとする必要があり、例えば、特開平７−３３５４３７
号公報には、コイルの温度変化やエンジン回転数変化に
応じてコイル電流を変化させ、アーマチュアの吸引保持
を確実にする技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、電磁コイルで
は、その特性上、アーマチュアが電磁コイルから離れた
位置にあるときには、この位置の磁束密度が小さいため
必要な吸引力を得るには大きなコイル電流を流さなけれ
ばならないが、アーマチュアが最大リフト位置（電磁コ
イルに最も接近した位置）に達した後は、磁束密度が大
きいため小さいコイル電流で必要な吸引力を得ることが
できる。

【０００５】このため、従来、電磁コイルをＯＮして通
電電流を立ち上げた後、最大リフト位置に達したときに
比較的小さいホールド電流に切り換える技術を採用する
ことが多く、消費電力を低減するとともに電磁コイルの
発熱を抑制することができる。この場合、リフト位置
は、実際には、変位センサ等で検出することになるが、
厳密に最大リフト位置を特定することは困難であるた
め、最大リフト位置直前でホールド電流に切り換えるよ
うにしている。

【０００６】特に、電磁駆動による動弁システムのよう
に、強力な吸引力を得るために大電流を要するような場
合には、初期に電磁コイルの定格電圧よりも高い高電圧
を印加してコイル電流を急速に立ち上げ、その後、印加
電圧を定格電圧に落としてホールド電流に切り換える、
いわゆる過励磁方式による通電制御技術が採用されるこ
とが多い。

【０００７】しかしながら、電磁駆動バルブの電磁コイ
ルに通電してバルブを全閉あるいは全開位置方向に移動
させる場合、バルブ速度は常に一定とは限らず、条件に
よってサイクル内でばらつく場合がある。例えば、バル
ブが着座する際のバルブ速度が図１０に示すようにばら
ついた場合、ａのバルブリフト曲線で示すようにバルブ
速度が比較的遅い場合には、ホールド電流に切り換える
トリガレベルＶＲ４のリフト位置に達するタイミングが
遅いため、コイル電流を立ち上げる時間に余裕があり、
実際に着座したときのコイル電流を規定のホールド電流
以上に立ち上げることができるが、一方、ｂのバルブリ
フト曲線で示すようにバルブ速度が速い場合には、トリ
ガレベルＶＲ４のリフト位置に達するタイミングが早い
ため、コイル電流が充分に立ち上がらず、実際の着座時
に規定のホールド電流に達せず、全閉状態を保持できな
くなる虞がある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、電磁駆動バルブの電磁コイルに通電し、初期の立ち
上げ電流から全閉あるいは全開位置での規定のホールド
電流に切り換える際、立ち上げ電流が必ず規定のホール
ド電流以上になるようにし、全閉あるいは全開位置を確
実に保持することのできる電磁駆動バルブの制御装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
エンジンの吸気ポートあるいは排気ポートに介装された
電磁駆動バルブの電磁コイルを励磁してコイル電流を立
ち上げ、上記電磁駆動バルブのバルブリフト位置が全閉
あるいは全開位置近辺に達したとき、規定のホールド電
流に制御する電磁駆動バルブの制御装置において、上記
電磁駆動バルブのバルブリフト位置がコイル電流を立ち
上げるための制御期間が終了する前で設定位置に達した
とき、計時を開始するタイマ回路部と、上記電磁駆動バ
ルブのバルブリフト位置が上記ホールド電流に制御する
期間へ切り換えるための設定位置に達したとき、上記ホ
ールド電流への切り換えを指示する信号を出力する比較
回路部と、上記タイマ回路部からの計時終了信号と上記
比較回路部からの上記ホールド電流への切り換えを指示
する信号とが共に入力されたとき、上記電磁コイルのコ
イル電流を上記ホールド電流に切り換える制御回路部を
備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、エンジンの吸気ポ
ートあるいは排気ポートに介装された電磁駆動バルブの
電磁コイルを励磁してコイル電流を立ち上げ、バルブリ
フト位置が全閉あるいは全開位置近辺に達したとき、規
定のホールド電流に制御する電磁駆動バルブの制御装置
において、上記電磁コイルに流れる過渡電流を検出し、
この過渡電流の検出値が設定電流値に達したとき、検出
信号を出力する電流検出回路部と、上記電磁駆動バルブ
のバルブリフト位置が上記ホールド電流に制御する期間
へ切り換えるための設定位置に達したとき、上記ホール
ド電流への切り換えを指示する信号を出力する比較回路
部と、上記電流検出回路部からの検出信号と上記比較回
路部からの上記ホールド電流への切り換えを指示する信
号とが共に入力されたとき、上記電磁コイルのコイル電
流を上記ホールド電流に切り換える制御回路部を備えた
ことを特徴とする。

【００１１】すなわち、請求項１記載の発明では、電磁
駆動バルブの電磁コイルに通電して電流制御を行う際、
電磁コイルを励磁してコイル電流を立ち上げるための制
御期間が終了する前に設定バルブリフト位置に達すると
タイマ回路部が計時を開始し、バルブリフト位置が全閉
あるいは全開位置近辺でホールド電流に制御する期間へ
切り換えるための設定位置に達すると、比較回路からホ
ールド電流への切り換えを指示する信号が出力され、制
御回路部へ入力される。この場合、計時終了信号とホー
ルド電流への切り換えを指示する信号とが共に制御回路
部に入力され、既にタイマ回路部での計時が終了してい
るときには、直ちにコイル電流をホールド電流に切り換
え、計時が終了していないときには、コイル電流の立ち
上げを継続し、バルブリフト位置がホールド電流への切
り換え設定値に達し、且つ、計時が終了したとき、初め
てコイル電流をホールド電流に切り換える。

【００１２】請求項２記載の発明では、電磁駆動バルブ
の電磁コイルに通電して電流制御を行う際、バルブリフ
ト位置が全閉あるいは全開位置近辺でホールド電流に制
御する期間へ切り換えるための設定位置に達すると、比
較回路からホールド電流への切り換えを指示する信号が
出力され、制御回路部へ入力される。この場合、電磁コ
イルに流れる過渡電流の検出値が設定電流値に達してい
るときには、直ちにコイル電流をホールド電流に切り換
え、コイル過渡電流の検出値が設定電流値に達していな
いときには、コイル電流の立ち上げを継続し、バルブリ
フト位置がホールド電流への切り換え設定値に達し、且
つ、コイル過渡電流の検出値が設定電流値に達したと
き、初めてコイル電流をホールド電流に切り換える。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施の第１
形態に係わり、図１は電磁バルブ駆動制御装置の回路構
成図、図２はタイマ回路の構成図、図３は駆動回路の構
成図、図４は電磁駆動バルブの構成図、図５はバルブ制
御信号波形を示す説明図、図６はバルブ速度が異なる場
合のリフトセンサ出力とコイル電流との関係を示す説明
図である。

【００１４】図４において、符号１は、エンジンの各気
筒の吸気ポート及び排気ポートに介装される電磁駆動バ
ルブであり、シリンダヘッド２のバルブステムガイド３
に摺動自在に挿通されるバルブ４（吸気バルブあるいは
排気バルブ）を開閉動作させるため、開弁用電磁コイル
５と閉弁用電磁コイル６とが対向して配置されるツイン
コイル方式の電磁駆動バルブである。

【００１５】上記電磁駆動バルブ１では、上記開弁用電
磁コイル５がヨーク７に収納されて上記シリンダヘッド
２側に配設され、各部材の個体間の寸法ばらつきを吸収
して上記バルブ４のリフト量を調整するためのリフトア
ジャスタ８を介して上記閉弁用電磁コイル６を収納する
ヨーク９と結合されている。さらに、上記閉弁用電磁コ
イル６を収納するヨーク９の上部には、後述するアーマ
チュア１７を軸方向に移動させるためのガイド部を形成
するとともに上記バルブ４のリフト量を検出するための
渦電流式リフトセンサ１０を装着するケース１１が接合
されている。

【００１６】上記開弁用電磁コイル５の内部には、上記
バルブ４のバルブヘッド４ａをバルブシート１２に押圧
する方向に付勢する閉弁用スプリング１３が収納されて
いる。この閉弁用スプリング１３は、上記バルブ４のバ
ルブステム４ｂ端部にコッタピン１４を介して固着され
るリテーナ１５と、上記シリンダヘッド２側の上記バル
ブステムガイド３周囲に形成された受け座部分との間に
介装されている。尚、上記バルブステム４ｂ先端には、
後述するクリアランス調整用のシム１６が装着されてい
る。

【００１７】また、上記電磁駆動バルブ１の上記リフト
アジャスタ８によって形成される空間内には、上記開弁
用電磁コイル５あるいは上記閉弁用電磁コイル６が励磁
されたとき、これらからの磁力を受けて上記バルブ４を
開閉動作させるための平板状のアーマチュア１７が配設
されている。

【００１８】上記アーマチュア１７の上記閉弁用電磁コ
イル６側の中心部には、アーマチュアステム１７ａが一
体的あるいは別体で立設されており、このアーマチュア
ステム１７ａが上記閉弁用電磁コイル６内部に突出する
上記ケース１１の円筒部分に設けられたアーマチュアス
テムガイド１８に摺動自在に挿通されている。また、上
記アーマチュア１７と上記ケース１１の円筒部分基部に
形成された受け部との間には、上記バルブヘッド４ａを
上記バルブシート１２から離間する方向に付勢する開弁
用スプリング１９が介装されている。

【００１９】尚、上記開弁用電磁コイル５及び閉弁用電
磁コイル６が共にＯＦＦの状態では、上記アーマチュア
１７は、上記バルブステム４ｂ先端のシム１６に当接し
て上記閉弁用スプリング１３の付勢力と上記開弁用スプ
リング１９の付勢力とが釣り合う位置に止まっている。

【００２０】さらに、上記アーマチュアステム１７ａの
先端側は、細径のニードル状に形成されて上記リフトセ
ンサ１０の被検出体であるリフトセンサ用ターゲット１
７ｃとなっており、このリフトセンサ用ターゲット１７
ｃの軸方向の動きが上記バルブ４のリフトとして上記リ
フトセンサ１０によって検出される。尚、上記リフトセ
ンサ１０は、リフト量に対してリニアな電圧を出力する
ものとする。

【００２１】上記構成による電磁駆動バルブ１は、図１
に示す電磁バルブ駆動制御装置３０によって駆動制御さ
れる。この電磁バルブ駆動制御装置３０では、マイクロ
コンピュータ（マイコン）３１により、エンジン回転
数、アクセル開度、クランク角パルス、エンジン冷却水
温等の各種データに基づいて各気筒の吸気バルブ及び排
気バルブの開閉タイミングを演算し、閉弁用電磁コイル
６、開弁用電磁コイル５を、それぞれ、閉弁用電磁コイ
ル駆動回路３６、開弁用電磁コイル駆動回路３７を介し
て交互にＯＮすることで、バルブ４を開閉動作させる。

【００２２】すなわち、バルブ４を閉弁状態から開弁さ
せるには、閉弁用電磁コイル６をＯＦＦとして所定のタ
イミングで開弁用電磁コイル５をＯＮする。これにより
開弁用電磁コイル５に吸引力が発生し、アーマチュアが
閉弁用スプリング１３の付勢力と開弁用スプリング１９
の付勢力との釣り合い位置から更に開弁用電磁コイル５
側に移動し、アーマチュア１７が開弁用電磁コイル５側
に吸着されて停止したとき、バルブ４が最大リフト位置
（バルブ全開位置）に達して開弁動作が完了する。

【００２３】一方、バルブ４を開弁状態から閉弁させる
には、開弁用電磁コイル５をＯＦＦとした後、所定のタ
イミングで閉弁用電磁コイル６をＯＮする。この閉弁動
作では、閉弁用スプリング１３の付勢力と開弁用スプリ
ング１９の付勢力との釣り合い位置への復帰力、及び、
閉弁用電磁コイル６の吸引力により、アーマチュア１７
が閉弁用電磁コイル６側に移動し、最終的にアーマチュ
ア１７が閉弁用電磁コイル６側に吸着されて停止したと
き、アーマチュア１７がバルブステム４ｂ先端のシム１
６から離間して所定のクリアランスが形成され、閉弁用
スプリング１３によってバルブヘッド４ａがバルブシー
ト１２に押圧されて着座する（バルブ全閉）。

【００２４】この電磁駆動バルブ１に対する制御信号
は、リフトセンサ１０で検出したリフト位置が予め設定
した位置になったときのタイミングに基づいて波形が変
化し（最終的な駆動信号波形については後述）、本形態
においては、図５に示すように、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４区
間で変化する。すなわち、電磁コイルをＯＮして非励磁
状態から励磁する初期のＡ区間では、コイル電流を立ち
上げ、アーマチュア１７を停止位置から吸引するのに十
分な吸引力を確保してアーマチュア１７を加速する。次
のＢ区間では、全閉時の衝撃（バルブ着座による衝撃）
あるいは全開時の衝撃（アーマチュア１７のヨーク７へ
の衝突による衝撃）を緩和するため一時的にＯＦＦして
アーマチュア１７を減速させる。

【００２５】そして、全閉直前あるいは全開直前のＣ区
間で、再びＯＮしてアーマチュア１７の速度を微調整す
るとともに、アーマチュア１７が全閉位置あるいは全開
位置に達するのに必要な吸引力を得るためのコイル電流
を立ち上げ、このＣ区間に続くＤ区間でパルス幅変調
（ＰＷＭ）信号によるチョッパ制御を行って全閉あるい
は全開位置でのコイル電流を規定のホールド電流に制御
し、消費電力を低減するとともに電磁コイルの発熱を抑
制する。

【００２６】この場合、Ａ区間における加速状態及びＢ
区間の減速状態如何によっては、アーマチュア１７の速
度がばらつく場合があり、従来のようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の各区間の切り換えタイミングの全てを予め設定したバ
ルブリフト位置に一対一に対応させて決定すると、Ａ区
間からＢ区間の減速を経てもアーマチュア１７の速度が
速い場合には、結果的にＣ区間が短くなり、コイル電流
が充分に上昇しないまま、次のＤ区間へ移行してしま
う。このため、Ｄ区間の初期で実際に全閉あるいは全開
位置になったとき、規定のホールド電流値に達せず、ア
ーマチュア１７のバウンス等が生じると全閉あるいは全
開状態から離脱する虞がある。

【００２７】このため、上記電磁バルブ駆動制御装置３
０では、後述するタイマの計時終了タイミングとバルブ
リフト位置との双方でＣ区間からＤ区間への移行タイミ
ングを決定するようにしており、アーマチュア１７の速
度が速い場合にもコイル電流を十分に上昇させてからＤ
区間に移行させ、全閉位置あるいは全開位置で充分なバ
ルブ保持力が得られるようにしている。以下、上記電磁
バルブ駆動制御装置３０の構成について説明する。

【００２８】上記電磁バルブ駆動制御装置３０は、マイ
クロコンピュータ３１、ＤＡ変換回路３２、閉弁用電磁
コイル制御回路３３、開弁用電磁コイル制御回路３４、
ホールド電流制御回路３５からなる。上記マイクロコン
ピュータ３１では、エンジン回転数、アクセル開度、ク
ランク角パルス、エンジン冷却水温等の各種データに基
づいて、各気筒の吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイ
ミングを演算し、上記ＤＡ変換回路３２に上記Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ区間を決定するためのトリガレベルデータ信号を
出力するとともに、上記ホールド電流制御回路３５へ、
バルブ全開あるいはバルブ全閉の保持期間（ホールド電
流のチョッパ制御を行うＤ区間）を定めるバルブホール
ド時間データ及びＰＷＭ信号を出力する。尚、図１にお
いては、１個の電磁駆動バルブ１を駆動する回路系統を
代表して示しており、実際には、マイクロコンピュータ
３１の後段に、同様の構成の回路がエンジンの吸排気バ
ルブの数に応じた系統数だけ用意される。

【００２９】上記ＤＡ変換回路３２は、ｃｈ１〜ｃｈ８
の８チャンネルのポートを有し、上記マイクロコンピュ
ータ３１からのトリガレベルデータ信号をＤＡ変換し、
ＤＡチャンネル信号によって指定されたチャンネルから
アナログ電圧を出力する。チャンネルｃｈ１〜ｃｈ４
は、上記閉弁用電磁コイル制御回路３３へのアナログ電
圧出力用に使用され、他のチャンネルｃｈ５〜ｃｈ８
は、上記開弁用電磁コイル制御回路３４へのアナログ電
圧出力用に使用される。

【００３０】詳細には、チャンネルｃｈ１，ｃｈ５が、
Ａ区間の立ち上がりのＯＮタイミングを決定するための
トリガレベルＶ１，Ｖ５、チャンネルｃｈ２，ｃｈ６が
Ａ区間の立ち下がりのＯＦＦタイミングを決定するため
のトリガレベルＶ２，Ｖ６、ｃｈ３，ｃｈ７がＢ区間の
終了時期すなわちＣ区間の立ち上がりのＯＮタイミング
を決定するためのトリガレベルＶ３，Ｖ７、ｃｈ４，ｃ
ｈ８が後述するタイマ回路４４，５４の出力とでＤ区間
の開始タイミングを決定するためのトリガレベルＶ４，
Ｖ８となる。

【００３１】上記閉弁用電磁コイル制御回路３３は、コ
ンパレータ４０，４１，４２，４３、タイマ回路４４、
ＯＲゲート４５、ＡＮＤゲート４６，４７，４８，４９
によって構成されており、コンパレータ４０の非反転入
力端子、コンパレータ４１の反転入力端子、コンパレー
タ４２の非反転入力端子、及び、コンパレータ４３の反
転入力端子に、それぞれ、リフトセンサ１０からの電圧
出力が入力され、コンパレータ４０の反転入力端子、コ
ンパレータ４１の非反転入力端子、コンパレータ４２の
反転入力端子、及び、コンパレータ４３の非反転入力端
子に、それぞれ、上記ＤＡ変換回路３２のチャンネルｃ
ｈ１〜ｃｈ４からのアナログ電圧（トリガレベル）Ｖ１
〜Ｖ４が入力される。

【００３２】トリガレベルＶ１，Ｖ２に対応する各コン
パレータ４０，４１は、それぞれの出力信号Ｓ１，Ｓ２
がＡＮＤゲート４６に入力され、このＡＮＤゲート４６
の出力信号Ｓ５と上記ホールド電流制御回路３５からの
出力信号Ｓ９とが一方の出力段であるＡＮＤゲート４８
に入力される。そして、このＡＮＤゲート４８からの出
力信号Ｓ１０が閉弁時における前述のＡ区間の駆動パル
ス信号として閉弁用電磁コイル駆動回路３６に入力され
る。

【００３３】また、トリガレベルＶ３，Ｖ４に対応する
各コンパレータ４２，４３は、コンパレータ４２の出力
信号Ｓ３がタイマ回路４４に入力されるとともにＡＮＤ
ゲート４７の一方の入力端子に入力され、このタイマ回
路４４の出力信号Ｓ３’とコンパレータ４３の出力信号
Ｓ４とがＯＲゲート４５に入力され、このＯＲゲート４
５の出力信号Ｓ４’が上記ＡＮＤゲート４７の他方の入
力端子に入力される。そして、ＡＮＤゲート４７の出力
信号Ｓ６と上記ホールド電流制御回路３５からの出力信
号Ｓ９とが他方の出力段であるＡＮＤゲート４９に入力
され、このＡＮＤゲート４９からの出力信号Ｓ１１が閉
弁時における前述のＣ区間の駆動パルス信号として閉弁
用電磁コイル駆動回路３６に入力される。

【００３４】同様に、上記開弁用電磁コイル制御回路３
４は、コンパレータ５０，５１，５２，５３、タイマ回
路５４、ＯＲゲート５５、ＡＮＤゲート５６，５７，５
８，５９、インバータ６０によって構成されており、コ
ンパレータ５０の反転入力端子、コンパレータ５１の非
反転入力端子、コンパレータ５２の反転入力端子、及
び、コンパレータ５３の非反転入力端子に、それぞれ、
リフトセンサ１０からの電圧出力が入力され、コンパレ
ータ５０の非反転入力端子、コンパレータ５１の反転入
力端子、コンパレータ５２の非反転入力端子、及び、コ
ンパレータ５３の反転入力端子に、それぞれ、上記ＤＡ
変換回路３２のチャンネルｃｈ５〜ｃｈ８からのアナロ
グ電圧（トリガレベル）Ｖ５〜Ｖ８が入力される。

【００３５】トリガレベルＶ５，Ｖ６に対応する各コン
パレータ５０，５１は、それぞれの出力信号Ｓ１６，Ｓ
１７がＡＮＤゲート５６に入力され、このＡＮＤゲート
５６の出力信号Ｓ１９と上記ホールド電流制御回路３５
からの出力信号Ｓ９を反転した信号Ｓ２１とが一方の出
力段であるＡＮＤゲート５８に入力される。そして、こ
のＡＮＤゲート５８からの出力信号Ｓ２２が開弁時にお
けるＡ区間の駆動パルス信号として開弁用電磁コイル駆
動回路３７に入力される。

【００３６】また、トリガレベルＶ７，Ｖ８に対応する
各コンパレータ５２，５３は、コンパレータ５２の出力
信号Ｓ１８がタイマ回路５４に入力されるとともにＡＮ
Ｄゲート５７の一方の入力端子に入力され、このタイマ
回路５４の出力信号Ｓ１８’とコンパレータ５３の出力
信号Ｓ７とがＯＲゲート５５に入力され、このＯＲゲー
ト５５の出力信号Ｓ７’が上記ＡＮＤゲート５７の他方
の入力端子に入力されるとともにインバータ６０へ入力
される。そして、ＡＮＤゲート５７の出力信号Ｓ２０と
上記ホールド電流制御回路３５からの出力信号Ｓ９を反
転した信号Ｓ２１とが他方の出力段であるＡＮＤゲート
５９に入力され、このＡＮＤゲート５９からの出力信号
Ｓ２３が開弁時におけるＣ区間の駆動パルス信号として
開弁用電磁コイル駆動回路３７に入力される。

【００３７】以上の閉弁用電磁コイル制御回路３３にお
けるタイマ回路４４、及び、開弁用電磁コイル制御回路
３４におけるタイマ回路５４は、同様の構成のものが使
用され、図２に示すように、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１
とからなる積分回路にコンパレータ７０を組み合わせた
構成となっている。

【００３８】上記積分回路には、閉弁用電磁コイル制御
回路３３側ではコンパレータ４２の出力信号Ｓ３が入力
され、開弁用電磁コイル制御回路３４側ではコンパレー
タ５２の出力信号Ｓ１８が入力される。上記積分回路の
出力は、コンパレータ７０の非反転入力端子に入力さ
れ、反転入力端子に印加される設定時定数に相当する基
準電圧と比較される。そして、コンパレータ７０の比較
出力がタイマ出力信号Ｓ４’あるいはタイマ出力信号Ｓ
１８’として出力される。

【００３９】一方、上記ホールド電流制御回路３５は、
Ｄフリップフロップ６１、インバータ６２、２チャンネ
ル構成のワンショットパルス発生回路６３、ＡＮＤゲー
ト６４，６５によって構成されており、Ｄフリップフロ
ップ６１の出力Ｓ９、及び、その反転出力Ｓ２１によっ
て上記閉弁用電磁コイル制御回路３３側の最終出力段の
ＡＮＤゲート４８，４９からの出力と、上記開弁用電磁
コイル制御回路３４側の最終出力段のＡＮＤゲート５
８，５９からの出力とを交互に禁止・許可し、閉弁用電
磁コイル駆動回路３６と開弁用電磁コイル駆動回路３７
とのうち、上記ワンショットパルス発生回路６４のチャ
ンネル出力によって指定される側に上記マイクロコンピ
ュータ３１からのバルブホールド時間データによって指
定される時間だけＰＷＭ信号を出力する。

【００４０】上記Ｄフリップフロップ６１は、ＣＬＲ端
子がハイレベルのとき、ＣＫ端子に入力される信号の立
ち上がりエッジでＤ端子の信号がＱ端子に転送されて出
力され、ＣＬＲ端子がローレベルのとき、Ｑ端子からの
出力がローレベルになるものであり、Ｄ端子が定電圧Ｖ
CCにプルアップされ、ＣＫ端子に上記開弁用電磁コイル
制御回路３４のインバータ６０の出力信号Ｓ８が供給さ
れると共に、ＣＬＲ端子に上記閉弁用電磁コイル制御回
路３３のＯＲゲート４５の出力信号Ｓ４’が供給され
る。そして、Ｑ端子の出力信号Ｓ９が上記閉弁用電磁コ
イル制御回路３３のＡＮＤゲート４８，４９に入力さ
れ、インバータ６２によって反転された信号Ｓ２１が上
記開弁用電磁コイル制御回路３４のＡＮＤゲート５８，
５９に入力される。

【００４１】また、２チャンネル構成の上記ワンショッ
トパルス発生回路６４は、チャンネルトリガ信号の立ち
下がりエッジで、上記マイクロコンピュータ３１からの
バルブホールド時間データ信号Ｓ１２によって指定され
る時間だけ、該当するチャンネルからハイレベルの信号
を出力する。その際のｃｈ１トリガ信号は、閉弁時にＰ
ＷＭ信号を出力する閉弁トリガ信号となり、ｃｈ２トリ
ガ信号は、開弁時にＰＷＭ信号を出力する開弁トリガ信
号となる。閉弁トリガ信号としては、上記閉弁用電磁コ
イル制御回路３３のＯＲゲート４５の出力信号Ｓ４’が
用いられ、開弁トリガ信号としては、上記開弁用電磁コ
イル制御回路３４のＯＲゲート５５の出力信号Ｓ７’が
用いられる。

【００４２】そして、上記ワンショットパルス発生回路
６４のｃｈ１出力信号である閉弁出力信号Ｓ１３が上記
マイクロコンピュータ３１からのＰＷＭ信号Ｓ１４とと
もにＡＮＤゲート６４に入力され、このＡＮＤゲート６
４の出力信号Ｓ１５が上記閉弁用電磁コイル駆動回路３
６へ入力される。また、上記ワンショットパルス発生回
路６４からのｃｈ２出力信号である開弁出力信号Ｓ２４
は、上記マイクロコンピュータ３１からのＰＷＭ信号Ｓ
１４とともにＡＮＤゲート６５に入力され、このＡＮＤ
ゲート６５の出力信号Ｓ２５が上記開弁用電磁コイル駆
動回路３７へ入力される。

【００４３】次に、閉弁用電磁コイル駆動回路３６及び
閉弁用電磁コイル駆動回路３７について説明する。これ
らの閉弁用電磁コイル駆動回路３６、閉弁用電磁コイル
駆動回路３７は、Ａ，Ｃ区間で、それぞれ、閉弁用電磁
コイル制御回路３３、開弁用電磁コイル制御回路３４か
らの信号に基づいて高電圧での過励磁を行ってコイル電
流の立ち上げを迅速化して必要な吸引力を確保し、全閉
位置あるいは全開位置に達したＤ区間では、ホールド電
流制御回路３５から出力されるＰＷＭ信号に基づいて定
格電圧でのチョッパ制御を行い、規定のホールド電流を
維持するようになっている。

【００４４】閉弁用電磁コイル駆動回路３６及び閉弁用
電磁コイル駆動回路３７は同様の構成であり、図３に示
すように、電源（バッテリ）７１にチャージャ制御部７
２を介して高圧電源チャージャ７３が接続され、この高
圧電源チャージャ７３に、ダイオード７５を介してＡ区
間における過励磁（一次過励磁）用電源をチャージする
コンデンサ７６が接続されるとともに、ダイオード７９
を介してＡ区間の過励磁電圧より若干低い高電圧でのＣ
区間における過励磁（二次過励磁）用電源をチャージす
るコンデンサ８０が接続されている。

【００４５】上記チャージャ制御部７２は、マイクロコ
ンピュータ３１からのチャージ信号（閉弁チャージ信号
あるいは開弁チャージ信号）によって上記高圧電源チャ
ージャ７３を作動させ、上記高圧電源チャージャ７３の
出力側に接続された充電電圧検出部７４からの信号に基
づいて、上記電源７１の電圧を設定電圧（例えば、１２
０Ｖ）に昇圧させ、上記各コンデンサ７６，８０へ充電
する。

【００４６】一次過励磁用電源をチャージするコンデン
サ７６には、ＮＰＮ型パワートランジスタ７７のコレク
タが接続されており、このパワートランジスタ７７のエ
ミッタがダイオード７８を介して開弁用電磁コイル５あ
るいは閉弁用電磁コイル６に接続され、ベースに閉弁用
電磁コイル制御回路３３あるいは開弁用電磁コイル制御
回路３４からのＡ区間に対応する信号（ＡＮＤゲート４
８の出力信号Ｓ１０あるいはＡＮＤゲート５８の出力信
号Ｓ２２）が入力される。

【００４７】同様に、二次過励磁用電源をチャージする
コンデンサ８０には、ＮＰＮ型パワートランジスタ８１
のコレクタが接続されており、このパワートランジスタ
８１のエミッタがダイオード８２を介して開弁用電磁コ
イル５あるいは閉弁用電磁コイル６に接続され、ベース
に閉弁用電磁コイル制御回路３３あるいは開弁用電磁コ
イル制御回路３４からのＣ区間に対応する信号（ＡＮＤ
ゲート４９の出力信号Ｓ１１あるいはＡＮＤゲート５９
の出力信号Ｓ２３）が入力される。

【００４８】さらに、上記電源７１に、ホールド電流用
のＮＰＮ型パワートランジスタ８３のコレクタが接続さ
れており、このパワートランジスタ８３のエミッタがダ
イオード８４を介して開弁用電磁コイル５あるいは閉弁
用電磁コイル６に接続され、ベースにホールド電流制御
回路３５からのＤ区間に対応する信号（ＡＮＤゲート６
４の出力信号Ｓ１５あるいはＡＮＤゲート６５の出力信
号Ｓ２５）が入力される。

【００４９】以上により、電磁バルブ駆動制御装置３０
では、マイクロコンピュータ３１からＤＡ変換回路３２
を介して閉弁用電磁コイル制御回路３３の各コンパレー
タ４０，４１，４２，４３に与えられるトリガレベルＶ
１、Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、バルブ全開からバルブ全閉ま
でのリフト位置、すなわち、リフトセンサ１０の出力が
最小レベルから最大レベルまでの間に対応して、Ｖ１＜
Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４の関係で設定されており、バルブ４の
閉弁方向への移動によるリフトセンサ出力の変化によっ
て各コンパレータ４０，４１，４２，４３の出力が順次
反転し、コンパレータ４０，４１のＡＮＤ出力がホール
ド電流制御回路３５からの信号（Ｄフリップフロップ６
１のＱ端子出力）Ｓ９ととともに一方の出力段のＡＮＤ
ゲート４８に入力され、また、コンパレータ４２及びＯ
Ｒゲート４５のＡＮＤ出力がホールド電流制御回路３５
からの上記信号Ｓ９とともに他方の出力段のＡＮＤゲー
ト４９に入力される。

【００５０】同様に、マイクロコンピュータ３１からＤ
Ａ変換回路３２を介して開弁用電磁コイル制御回路３４
側の各コンパレータ５０，５１，５２，５３に与えられ
るトリガレベルＶ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８は、バルブ全閉
からバルブ全開までのリフト位置、すなわち、リフトセ
ンサ１０の出力が最大レベルから最小レベルまでの間に
対応して、Ｖ５＞Ｖ６＞Ｖ７＞Ｖ８の関係で設定されて
おり、バルブ４の開弁方向への移動によるリフトセンサ
出力の変化によって各コンパレータ５０，５１，５２，
５３の出力が順次反転し、コンパレータ５０，５１のＡ
ＮＤ出力がホールド電流制御回路３５からの信号（Ｄフ
リップフロップ６１のＱ端子からの出力信号Ｓ９をイン
バータ６２で反転した信号）Ｓ２１ととともに一方の出
力段のＡＮＤゲート５８に入力され、また、コンパレー
タ５２及びＯＲゲート５５のＡＮＤ出力がホールド電流
制御回路３５からの上記信号Ｓ２１ととともに他方の出
力段のＡＮＤゲート５９に入力される。

【００５１】ここで、Ｄフリップフロップ６１のＱ端子
からの出力信号Ｓ９は、ＣＬＲ端子への入力信号である
閉弁用電磁コイル制御回路３３側のＯＲゲート４５の出
力信号Ｓ４’、及び、ＣＫ端子に入力される開弁用電磁
コイル制御回路３４側のＯＲゲート５５の出力信号Ｓ
７’をインバータ６０で反転した信号Ｓ８に応じて変化
する。すなわち、ＯＲゲート４５の出力信号Ｓ４’がハ
イレベルのとき（ＣＬＲ端子がハイレベルのとき）、イ
ンバータ６０の出力信号Ｓ８の立ち上がりエッジでＱ端
子からの出力信号Ｓ９がハイレベルとなり、ＯＲゲート
４５の出力信号Ｓ４’がローレベルになると、Ｑ端子か
らの出力信号Ｓ９もローレベルになる。

【００５２】閉弁用電磁コイル制御回路３３側のＯＲゲ
ート４５の一方の入力信号であるコンパレータ４３の出
力信号Ｓ４は、反転入力端子に入力されるリフトセンサ
出力が非反転入力端子に印加されるトリガレベルＶ４よ
り大きくなるバルブ全閉位置近辺でのみローレベルとな
り、ＯＲゲート４５の他方の入力信号であるタイマ回路
４４の出力信号Ｓ３’は、コンパレータ４２の出力信号
Ｓ３を設定時間だけ遅延して反転した信号、すなわち、
リフトセンサ出力が閉弁時にトリガレベルＶ３を越えて
から設定時間後にローレベルとなり、開弁時にトリガレ
ベルＶ３より小さくなってから設定時間後にハイレベル
となる信号である。

【００５３】また、開弁用電磁コイル制御回路３４側の
ＯＲゲート５５の一方の入力信号であるコンパレータ５
３の出力信号Ｓ７は、非反転入力端子に入力されるリフ
トセンサ出力が反転入力端子のトリガレベルＶ８より小
さくなるバルブ全開位置近辺でのみローレベルとなり、
ＯＲゲート５５の他方の入力信号であるタイマ回路５４
の出力信号Ｓ１８’は、コンパレータ５２の出力信号Ｓ
１８を設定時間だけ遅延して反転した信号、すなわち、
リフトセンサ出力が開弁時にトリガレベルＶ７より小さ
くなってから設定時間後にローレベルとなり、閉弁時に
トリガレベルＶ７より大きくなってから設定時間後にハ
イレベルとなる信号である。

【００５４】これにより、ＯＲゲート４５の出力信号Ｓ
４’は、コンパレータ４３の出力信号Ｓ４とタイマ回路
４４の出力信号Ｓ３’とが共にローレベルである期間、
すなわち、リフトセンサ出力がトリガレベルＶ３を越え
てから設定時間が経過し、且つ、トリガレベルＶ４を越
えたバルブ全閉位置付近でローレベルとなり、ＯＲゲー
ト５５の出力信号Ｓ７’は、コンパレータ５３の出力信
号Ｓ７とタイマ回路５４の出力信号Ｓ４’とが共にロー
レベルである期間、すなわち、リフトセンサ出力がトリ
ガレベルＶ７より小さくなってから設定時間が経過し、
且つ、トリガレベルＶ８より小さくなった後のバルブ全
開位置付近でのみローレベルとなる。

【００５５】従って、Ｄフリップフロップ６１のＱ端子
から出力される信号Ｓ９は、バルブ全閉直前でＯＲゲー
ト４５の出力信号Ｓ４’がローレベルになったとき、ク
リアされてローレベルとなり、バルブ全閉位置を経て開
弁動作に移行した後、バルブ全開直前でＯＲゲート５５
の出力信号Ｓ７’がローレベルになってインバータ６０
で反転され、ハイレベルとなったとき、ハイレベルとな
る。

【００５６】このため、Ｄフリップフロップ６１のＱ端
子からの出力信号Ｓ９がハイレベルの状態にあるバルブ
全閉直前までの閉弁動作時には、閉弁用電磁コイル制御
回路３３側のＡＮＤゲート４８，４９への入力信号を出
力許可状態とし、開弁用電磁コイル制御回路３４側のＡ
ＮＤゲート５８，５９への入力信号を出力禁止状態とす
る。一方、Ｄフリップフロップ６１のＱ端子からの出力
信号Ｓ９がローレベルの状態にあるバルブ全開直前まで
の開弁動作時には、閉弁用電磁コイル制御回路３３側の
ＡＮＤゲート４８，４９への入力信号を出力禁止状態と
し、開弁用電磁コイル制御回路３４側のＡＮＤゲート５
８，５９への入力信号を出力許可状態とする。

【００５７】以下の説明では、閉弁用電磁コイル制御回
路３３と開弁用電磁コイル制御回路３４とは同様の動作
であるため、主として閉弁用電磁コイル制御回路３３の
動作について説明する。

【００５８】電磁駆動バルブ１がバルブ全開位置にあ
り、マイクロコンピュータ３１からのバルブホールド時
間データによって指定される時間が経過してＰＷＭ信号
によるホールド電流制御期間が終了すると、開弁用電磁
コイル５がＯＦＦされて閉弁用スプリング１３の復元力
によりバルブ全開位置から閉弁動作に移行する。このと
き、閉弁用電磁コイル制御回路３３では、リフトセンサ
出力がトリガレベルＶ１より小さい初期状態で、コンパ
レータ４０の出力信号Ｓ１がローレベル、コンパレータ
４１の出力信号Ｓ２がハイレベル、コンパレータ４２の
出力信号Ｓ３がローレベル、コンパレータ４３の出力信
号Ｓ４がハイレベルとなっている。

【００５９】従って、コンパレータ４０の出力信号Ｓ１
とコンパレータ４１の出力信号Ｓ２とが入力されるＡＮ
Ｄゲート４６の出力信号Ｓ５はローレベルであり、ま
た、コンパレータ４２の出力信号Ｓ３とＯＲゲート４５
の出力信号Ｓ４’とが入力されるＡＮＤゲート４７の出
力信号Ｓ６もローレベルである。

【００６０】その結果、閉弁用電磁コイル制御回路３３
の最終出力段であるＡＮＤゲート４８，４９から閉弁用
電磁コイル駆動回路３６へ出力される信号Ｓ１０，Ｓ１
１は、共にローレベルの状態となる。また、閉弁用電磁
コイル駆動回路３６へ入力されるホールド電流制御回路
３５のＡＮＤゲート６４からの信号Ｓ１５は、ワンショ
ットパルス発生回路６４のｃｈ１出力信号である閉弁出
力信号Ｓ１３とマイクロコンピュータ３１からのＰＷＭ
信号とのＡＮＤ出力であり、後述するように、ワンショ
ットパルス発生回路６４のｃｈ１出力は、全閉直前でリ
フトセンサ出力がコンパレータ４３のトリガレベルＶ４
を越えており、且つ、リフトセンサ出力がコンパレータ
４２のトリガレベルＶ３を越えてからタイマ回路４４で
設定時間が経過しているとき、マイクロコンピュータ３
１からのバルブホールド時間データによって指定される
時間だけハイレベルとなるため、全閉直前まではローレ
ベルである。

【００６１】すなわち、リフトセンサ出力がトリガレベ
ルＶ１より小さい閉弁動作の初期状態では、閉弁用電磁
コイル６はＯＮされず、開弁用電磁コイル５と閉弁用電
磁コイル６とが共にＯＦＦの状態で、バルブ４が全開位
置から閉弁用スプリング１３の付勢力と開弁用スプリン
グ１９の付勢力との釣り合い位置方向（この場合、閉弁
方向）に移動する。

【００６２】そして、バルブ４の閉弁方向への移動によ
り、リフト位置がトリガレベルＶ１に対応する位置を越
え、リフトセンサ出力がコンパレータ４０の反転入力端
子に印加されるトリガレベルＶ１より大きくなると、コ
ンパレータ４０の出力信号Ｓ１がローレベルからハイレ
ベルに反転する。このとき、リフト位置がトリガレベル
Ｖ２に対応する位置に達していないため、コンパレータ
４１では、反転入力端子に入力されるリフトセンサ出力
が非反転入力端子のトリガレベルＶ２より小さく、その
出力信号Ｓ２がハイレベルのままである。

【００６３】従って、コンパレータ４０，４１からの信
号が入力されるＡＮＤゲート４６の出力信号Ｓ５がハイ
レベルとなって、ホールド電流制御回路３５のＤフリッ
プフロップ６１からの信号（Ｑ端子出力）Ｓ９と共にＡ
ＮＤゲート４８に入力される。前述したように、Ｄフリ
ップフロップ６１のＱ端子からの出力信号Ｓ９は、バル
ブ全閉直前でクリアされるまでハイレベルに保持される
ため、ＡＮＤゲート４８からハイレベルの出力信号Ｓ１
０が閉弁用電磁コイル駆動回路３６に出力される。

【００６４】このとき、ＡＮＤゲート４９の出力信号Ｓ
１１はローレベルのままであり、また、ホールド電流制
御回路３５のＡＮＤゲート６４からの信号Ｓ１５もロー
レベルレベルの状態であるため、閉弁用電磁コイル駆動
回路３６への信号は、ＡＮＤゲート４８からの信号Ｓ１
０のみがハイレベルとなり、このハイレベルの信号Ｓ１
０が閉弁用電磁コイル駆動回路３６の一次過励磁用のパ
ワートランジスタ７７のベースに印加され、パワートラ
ンジスタ７７がＯＮする。

【００６５】その結果、予めマイクロコンピュータ３１
からの閉弁チャージ信号によって閉弁用電磁コイル駆動
回路３６のコンデンサ７６に充電されている一次過励磁
の高電圧が閉弁用電磁コイル６に印加される（Ａ区
間）。この一次過励磁により、閉弁用電磁コイル６のコ
イル電流（一次電流）が急速に立ち上がり、アーマチュ
ア１７が閉弁用電磁コイル６の吸引力によって閉弁方向
に加速され、移動する。

【００６６】そして、このアーマチュア１７の閉弁方向
への移動によってリフト位置がトリガレベルＶ２に対応
する位置を越え、リフトセンサ出力がコンパレータ４１
の非反転入力端子に印加されるトリガレベルＶ２を越え
ると、コンパレータ４１の出力信号Ｓ２がハイレベルか
らローレベルに反転し、ＡＮＤゲート４６の出力信号Ｓ
５がローレベルとなる。

【００６７】これにより、閉弁用電磁コイル制御回路３
３の出力段の一方のＡＮＤゲート４９の出力信号Ｓ１１
がローレベルのまま、他方の出力段のＡＮＤゲート４８
の出力信号Ｓ１０がローレベルとなり、また、ホールド
電流制御回路３５のＡＮＤゲート６４からの信号Ｓ１５
もローレベルの状態であるため、閉弁用電磁コイル駆動
回路３６へ入力される信号Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１５は全
てローレベルとなり、閉弁用電磁コイル６がＯＦＦされ
てアーマチュア１７が減速される（Ｂ区間）。

【００６８】そして、アーマチュア１７が減速されて全
閉方向に移動し、リフト位置がトリガレベルＶ３に対応
する位置を越えてリフトセンサ出力がトリガレベルＶ３
を越えると、コンパレータ４２の出力信号Ｓ３がローレ
ベルからハイレベルに反転する。このハイレベルの信号
Ｓ３は、ＡＮＤゲート４７に入力されると同時にタイマ
回路４４に入力され、タイマ回路４４で抵抗Ｒ１を介し
てコンデンサＣ１が充電されてアナログタイマとしての
計時が開始される。

【００６９】タイマ回路４４の出力信号すなわちコンパ
レータ７０の出力信号Ｓ３’は、コンパレータ７０の反
転入力端子に印加されるコンデンサＣ１の端子電圧が非
反転入力端子に印加される基準電圧を越えて計時が終了
するまではハイレベルに保たれるため、リフトセンサ出
力がトリガレベルＶ３を越えてタイマ回路４４が作動を
開始した時点では、ＯＲゲート４５の出力信号Ｓ４’は
ハイレベルであり、コンパレータ４２の出力信号Ｓ３と
ＯＲゲート４５の出力信号Ｓ４’とが共にハイレベルと
なってＡＮＤゲート４７の出力信号Ｓ６がハイレベルと
なる。

【００７０】従って、閉弁用電磁コイル駆動回路３６へ
の入力信号Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１５のうち、ＡＮＤゲー
ト４７の次段のＡＮＤゲート４９からの信号Ｓ１１のみ
がハイレベルとなり、このハイレベルの信号Ｓ１１によ
って閉弁用電磁コイル駆動回路３６の二次過励磁用のパ
ワートランジスタ８１がＯＮし、コンデンサ８０に充電
されている二次過励磁の高電圧が閉弁用電磁コイル６に
印加されて、閉弁用電磁コイル６が再度ＯＮされる（Ｃ
区間）。この二次過励磁により、Ｂ区間で一旦下降した
閉弁用電磁コイル６のコイル電流が再び上昇し（二次電
流）、アーマチュア１７が着座位置に向かって移動す
る。

【００７１】そして、バルブ４のリフト位置が着座位置
近傍に達し、リフト位置がトリガレベルＶ４に対応する
位置を越えてリフトセンサ出力がコンパレータ４３のト
リガレベルＶ４より大きくなると、コンパレータ４３の
出力信号Ｓ４がハイレベルからローレベルに反転する。
このとき、タイマ回路４４においてコンデンサＣ１の充
電電圧が設定時定数に相当する基準電圧に達しておら
ず、計時が終了していないときには、タイマ出力Ｓ３’
はハイレベルのままでＯＲゲート４５の出力信号Ｓ４’
はハイレベルのまま変化せず、Ｃ区間での電磁コイル６
への通電が継続される。

【００７２】一方、リフトセンサ出力がコンパレータ４
３のトリガレベルＶ４を越えた後、タイマ回路４４のコ
ンデンサＣ１の充電電圧が基準電圧を越えて計時が終了
したとき、あるいは、リフトセンサ出力がコンパレータ
４３のトリガレベルＶ４を越える前に、既にタイマ回路
４４においてコンデンサＣ１の充電電圧が基準電圧を越
えており、タイマ出力Ｓ３’がローレベルになっている
ときには、コンパレータ４３の出力信号Ｓ４とタイマ回
路４４の出力信号Ｓ３’とが共にローレベルになり、Ｏ
Ｒゲート４５の出力信号Ｓ４’がローレベルとなる。

【００７３】これにより、再びＡＮＤゲート４７の出力
信号Ｓ６がローレベルとなり、同時に、上記ＯＲゲート
４５からのローレベル出力信号Ｓ４’がホールド電流制
御回路３５へ入力され、以下に説明するＰＷＭ信号によ
る閉弁用電磁コイル６のホールド電流制御が開始される
（Ｄ区間）。

【００７４】この場合、図６中にａのバルブリフト曲線
で示すように、Ｃ区間でのバルブ速度が比較的遅い場合
には、トリガレベルＶ４のリフト位置に達したとき、コ
イル電流は必要な吸引力を得るだけの電流値まで立ち上
がっているが、図中ｂのバルブリフト曲線で示すよう
に、バルブ速度が速い場合には、従来のようにトリガレ
ベルＶ４のリフト位置で直ちにＣ区間からＤ区間のホー
ルド電流制御に移行すると、コイル電流の立ち上がり時
間が短くなるため、過励磁を行っているにも拘わらずコ
イル電流が破線で示すように規定のホールド電流よりも
小さいうちにＤ区間に移行してしまい、全閉位置直前で
の吸引力不足あるいは全閉位置に達したときのアーマチ
ュア１７のバウンス等により全閉位置を保持できなくな
る虞がある。

【００７５】従って、本発明では、トリガレベルＶ３の
リフト位置を通過してから設定時間が経過したときのタ
イミングと、トリガレベルＶ４のリフト位置に達したと
きのタイミングとのうち、遅い方のタイミングでＣ区間
からＤ区間へ移行するようになっており、バルブ速度が
速く、コイル電流の立ち上がりが十分でない早期のタイ
ミングでトリガレベルＶ４のリフト位置に達してしまっ
た場合においても、タイマ回路４４によってコイル電流
を立ち上げる時間を延長して全閉位置近辺でのバルブ保
持に必要な吸引力を確保するようにしており、次のＤ区
間でホールド電流によって全閉位置を確実に保持でき
る。

【００７６】Ｄ区間における閉弁用電磁コイル６のホー
ルド電流制御は、上記ＯＲゲート４５からのローレベル
の出力信号Ｓ４’がホールド電流制御回路３５のＤフリ
ップフロップ６１のＣＬＲ端子に入力されるとととも
に、ハイレベルからローレベルへの立ち下がりエッジに
よる閉弁トリガ信号としてワンショットパルス発生回路
６４のｃｈ１へ入力されることで、開始される。

【００７７】すなわち、Ｄフリップフロップ６１では、
ローレベルの信号Ｓ４’のＣＬＲ端子への入力により、
Ｑ端子の出力信号Ｓ９がローレベルになり、このローレ
ベルの信号Ｓ９が閉弁用電磁コイル制御回路３３の最終
出力段のＡＮＤゲート４８，４９に入力されてＡＮＤゲ
ート４８，４９の論理出力を無効にするとともに、イン
バータ６２によって反転されたハイレベルの信号Ｓ２１
が開弁用電磁コイル制御回路３４の最終出力段のＡＮＤ
ゲート５８，５９へ入力されてＡＮＤゲート５８，５９
の論理出力を有効とし、次の開弁動作に備える。

【００７８】一方、ワンショットパルス発生回路６４で
は、閉弁トリガ信号の立ち下がりでマイクロコンピュー
タ３１からのバルブホールド時間データに相当するパル
ス幅のワンショットパルスがｃｈ１から出力され、閉弁
出力信号としてＡＮＤゲート６４に入力される。これに
より、マイクロコンピュータ３１からのＰＷＭ信号がＡ
ＮＤゲート６４を介して閉弁用電磁コイル駆動回路３６
に出力される。

【００７９】これにより、閉弁用電磁コイル駆動回路３
６では、ホールド電流用のパワートランジスタ８３のみ
がＯＮし、電源７１からの電圧が閉弁用電磁コイル６に
印加されてコイル電流がＰＷＭ信号の周波数及びデュー
ティ比によって定まる一定のホールド電流（平均電流）
に制御される。

【００８０】尚、このとき、開弁用電磁コイル制御回路
３４においては、リフトセンサ出力がトリガレベルＶ５
より大きい状態では、コンパレータ５０，５２の出力信
号Ｓ１６、Ｓ１８が共にローレベル、コンパレータ５
１，５３の出力信号Ｓ１７，Ｓ７が共にハイレベルであ
り、ＡＮＤゲート５６，５７による論理出力は、閉弁用
電磁コイル制御回路３３における閉弁初期状態と同様、
ローレベルであり、最終出力段のＡＮＤゲート５８，５
９からの出力信号Ｓ２２，Ｓ２３は、それぞれローレベ
ルとなる。

【００８１】また、ワンショットパルス発生回路６４の
ｃｈ２トリガ信号（開弁トリガ信号）であるＯＲゲート
５５の出力信号Ｓ７’もハイレベルのまま変化しないた
め、ワンショットパルス発生回路６４からのｃｈ２出力
信号（開弁出力信号）Ｓ２４がローレベルでＡＮＤゲー
ト６５からの出力信号Ｓ２５もローレベルとなる。従っ
て、開弁用電磁コイル駆動回路３７への入力信号Ｓ２
２，Ｓ２３，Ｓ２５は全てローレベルであり、開弁用電
磁コイル５はＯＦＦ状態に保たれる。

【００８２】そして、マイクロコンピュータ３１からの
バルブホールド時間データによって指定される時間が経
過すると、ワンショットパルス発生回路６４におけるｃ
ｈ１の閉弁出力信号Ｓ１３がローレベルとなり、ＡＮＤ
ゲート６４の出力信号Ｓ１５がローレベルとなって閉弁
用電磁コイル駆動回路３６のホールド電流用のパワート
ランジスタ８３がＯＦＦし、閉弁用電磁コイル６の全閉
位置でのコイル電流制御が終了して開弁動作に移行す
る。

【００８３】この開弁動作は、開弁用電磁コイル５と閉
弁用電磁コイル６とが共にＯＦＦの状態で、バルブ４が
全閉位置から閉弁用スプリング１３の付勢力と開弁用ス
プリング１９の付勢力との釣り合い位置方向（この場
合、開弁方向）に移動することで開始され、リフトセン
サ出力と開弁用電磁コイル制御回路３４における各コン
パレータ５０，５１，５２，５３のトリガレベルＶ５，
Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８（Ｖ５＞Ｖ６＞Ｖ７＞Ｖ８）との大小
関係に応じ、閉弁用電磁コイル制御回路３３と同様の関
係でＡＮＤゲート５６，５７による論理出力が変化し、
閉弁動作時と同様の駆動パルス波形となる。

【００８４】この開弁動作においても、閉弁時と同様、
アーマチュア１７の速度が速い場合にタイマ回路５４に
よってＣ区間が延長され、必要な吸引力が得られるよう
コイル電流を十分に立ち上げてからＤ区間のホールド電
流制御に移行し、全開位置を確実に保持することができ
る。

【００８５】尚、上記タイマ回路４４，５４は、マイク
ロコンピュータ３１の内部クロックによるデジタルタイ
マによって置き換えても良く、実働時にもマイクロコン
ピュータ３１側でタイマ設定時間を条件に応じて変更す
ることでタイミング精度を向上することができる。

【００８６】図７〜図９は本発明の実施の第２形態に係
わり、図７は電磁バルブ駆動制御装置の回路構成図、図
８は電流検出回路の構成図、図９はバルブ速度が異なる
場合のリフトセンサ出力とコイル電流との関係を示す説
明図である。

【００８７】前述の第１形態では、トリガレベルＶ３の
リフト位置からの経過時間が設定時間に達する前にトリ
ガレベルＶ４のリフト位置に達した場合、Ｃ区間を延長
するようにしているが、本形態は、実際にコイル電流を
検出し、このコイル電流検出値が設定値に達する前にト
リガレベルＶ４のリフト位置に達した場合にＣ区間を延
長するものである。

【００８８】すなわち、図７に示すように、本形態の電
磁バルブ駆動制御装置３０Ａでは、第１形態に対し、閉
弁用電磁コイル制御回路３３側では、タイマ回路４４を
廃止して電流検出回路９０を設け、この出力信号ＳＣ１
をタイマ回路４４の出力信号Ｓ３’に代えてＯＲゲート
４５に入力するようにしており、同様に、開弁用電磁コ
イル制御回路３４側では、タイマ回路５４を廃止して電
流検出回路９３を設け、この出力信号ＳＣ２をタイマ回
路５４の出力信号Ｓ１８’に代えてＯＲゲート５５に入
力するようにしている。

【００８９】上記電流検出回路９０，９３は、閉弁用電
磁コイル制御回路３３側と開弁用電磁コイル制御回路３
４側とで同様の構成であり、図８に示すように、コンパ
レータ９１の反転入力端子に開弁用電磁コイル５あるい
は閉弁用電磁コイル６のコイル電流を検出する電流セン
サ９２からの信号を入力し、バルブ保持に必要な吸引力
を開弁用電磁コイル５あるいは閉弁用電磁コイル６で発
生させるための設定電流値に相当する基準電圧を非反転
入力端子に印加するよう構成されている。すなわち、電
流検出回路９０，９３では、コイル電流を検出する電流
センサ９２の出力電圧が基準電圧を越えたとき、出力信
号ＳＣ１，ＳＣ２がハイレベルからローレベルに反転す
る。その他の構成は、前述した第１形態の電磁バルブ駆
動制御装置３０と同様である。

【００９０】本形態では、第１形態で説明したように、
閉弁動作初期にリフトセンサ出力がトリガレベルＶ１を
越えると、コンパレータ４０の出力信号Ｓ１がローレベ
ルからハイレベルに反転して閉弁用電磁コイル６が初め
てＯＮされ（Ａ区間）、次いで、リフトセンサ出力がト
リガレベルＶ２を越えると、コンパレータ４１の出力信
号Ｓ２がハイレベルからローレベルに反転し、閉弁用電
磁コイル６がＯＦＦされる（Ｂ区間）。

【００９１】さらに、リフトセンサ出力がトリガレベル
Ｖ３を越えると、コンパレータ４２の出力信号Ｓ３がロ
ーレベルからハイレベルに反転し、ＯＦＦされた閉弁用
電磁コイル６が再びＯＮされる（Ｃ区間）。そして、バ
ルブ４のリフト位置が着座位置近傍に達し、リフトセン
サ出力がコンパレータ４３のトリガレベルＶ４より大き
くなると、コンパレータ４３の出力信号Ｓ４がハイレベ
ルからローレベルに反転する。

【００９２】このとき、閉弁用電磁コイル６のコイル電
流がバルブ保持に必要な吸引力を得られる電流値に達し
ていないときには、電流検出回路９０の出力ＳＣ１がハ
イレベルのままで、この電流検出回路９０の出力信号Ｓ
Ｃ１とコンパレータ４３の出力信号Ｓ４とが入力される
ＯＲゲート４５の出力信号Ｓ４’がハイレベルのまま変
化せず、Ｃ区間での電磁コイル６への通電が継続され
る。

【００９３】そして、リフトセンサ出力がコンパレータ
４３のトリガレベルＶ４を越えた後、閉弁用電磁コイル
６のコイル電流が設定電流値を越えたとき、あるいは、
リフトセンサ出力がコンパレータ４３のトリガレベルＶ
４を越える前に、既に閉弁用電磁コイル６のコイル電流
が設定電流値を越えているときには、コンパレータ４３
の出力信号Ｓ４と電流検出回路８０の出力信号ＳＣ１と
が共にローレベルになり、ＯＲゲート４５の出力信号Ｓ
４’がローレベルとなって、ＰＷＭ信号による閉弁用電
磁コイル６のホールド電流制御が開始される（Ｄ区
間）。

【００９４】開弁時の動作も同様であり、第１形態と同
様、アーマチュア１７の速度が速い場合にも、バルブ保
持に必要な吸引力が得られるようコイル電流を十分に立
ち上げてからホールド電流制御に移行するため、全閉あ
るいは全開位置を確実に保持することができるが、本形
態では、図９に示すように、立ち上げ時のコイル電流値
を検出しているため、必要なレベルまで確実にコイル電
流を立ち上げることができ、より制御信頼性を向上する
ことができる。

【００９５】尚、以上の実施の各形態では、過励磁によ
るコイル電流の立ち上げを実施し、コイル電流の立ち上
げ途中でアーマチュアの速度を減速するために一旦通電
をＯＦＦするようにしているが、本発明は、これに限定
されるものではなく、過励磁を行わないコイル通電制
御、及び、アーマチュアの減速を行わない制御に対して
も有効である。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
磁駆動バルブの電磁コイルに通電し、初期の立ち上げ電
流から全閉あるいは全開位置での規定のホールド電流に
切り換える際、バルブ速度の影響によるコイル電流の立
ち上げ時間減少を防止し、立ち上げ電流を規定のホール
ド電流以上としてからホールド電流に切り換えるため、
必要な吸引力を確保して全閉あるいは全開位置を確実に
保持することができる等優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、電磁バルブ
駆動制御装置の回路構成図

【図２】同上、タイマ回路の構成図

【図３】同上、駆動回路の構成図

【図４】同上、電磁駆動バルブの構成図

【図５】同上、バルブ制御信号波形を示す説明図

【図６】同上、バルブ速度が異なる場合のリフトセンサ
出力とコイル電流との関係を示す説明図

【図７】本発明の実施の第２形態に係わり、電磁バルブ
駆動制御装置の回路構成図

【図８】同上、電流検出回路の構成図

【図９】同上、バルブ速度が異なる場合のリフトセンサ
出力とコイル電流との関係を示す説明図

【図１０】従来例に係わり、バルブ速度が異なる場合の
リフトセンサ出力とコイル電流との関係を示す説明図

【符号の説明】

１ …電磁駆動バルブ ４ …バルブ ５ …開弁用電磁コイル ６ …閉弁用電磁コイル １０…リフトセンサ ３０，３０Ａ…電磁バルブ駆動制御回路 ３１…マイクロコンピュータ ４４，５４…タイマ回路 ９０，９３…電流検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気ポートあるいは排気ポー
   トに介装された電磁駆動バルブの電磁コイルを励磁して
   コイル電流を立ち上げ、上記電磁駆動バルブのバルブリ
   フト位置が全閉あるいは全開位置近辺に達したとき、規
   定のホールド電流に制御する電磁駆動バルブの制御装置
   において、 上記電磁駆動バルブのバルブリフト位置がコイル電流を
   立ち上げるための制御期間が終了する前で設定位置に達
   したとき、計時を開始するタイマ回路部と、 上記電磁駆動バルブのバルブリフト位置が上記ホールド
   電流に制御する期間へ切り換えるための設定位置に達し
   たとき、上記ホールド電流への切り換えを指示する信号
   を出力する比較回路部と、 上記タイマ回路部からの計時終了信号と上記比較回路部
   からの上記ホールド電流への切り換えを指示する信号と
   が共に入力されたとき、上記電磁コイルのコイル電流を
   上記ホールド電流に切り換える制御回路部を備えたこと
   を特徴とする電磁駆動バルブの制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンの吸気ポートあるいは排気ポー
   トに介装された電磁駆動バルブの電磁コイルを励磁して
   コイル電流を立ち上げ、バルブリフト位置が全閉あるい
   は全開位置近辺に達したとき、規定のホールド電流に制
   御する電磁駆動バルブの制御装置において、 上記電磁コイルに流れる過渡電流を検出し、この過渡電
   流の検出値が設定電流値に達したとき、検出信号を出力
   する電流検出回路部と、 上記電磁駆動バルブのバルブリフト位置が上記ホールド
   電流に制御する期間へ切り換えるための設定位置に達し
   たとき、上記ホールド電流への切り換えを指示する信号
   を出力する比較回路部と、 上記電流検出回路部からの検出信号と上記比較回路部か
   らの上記ホールド電流への切り換えを指示する信号とが
   共に入力されたとき、上記電磁コイルのコイル電流を上
   記ホールド電流に切り換える制御回路部を備えたことを
   特徴とする電磁駆動バルブの制御装置。