JPH11280432A - Control device for solenoid valve - Google Patents

Control device for solenoid valve

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Publication number
JPH11280432A
JPH11280432A JP10082088A JP8208898A JPH11280432A JP H11280432 A JPH11280432 A JP H11280432A JP 10082088 A JP10082088 A JP 10082088A JP 8208898 A JP8208898 A JP 8208898A JP H11280432 A JPH11280432 A JP H11280432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
intake
pressure
intake valve
cylinder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10082088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Matsumoto
功 松本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH11280432A publication Critical patent/JPH11280432A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent increase in the driving force required for opening an intake valve in a control device for a solenoid valve which controls the solenoid valve composed as the intake valve for an internal combustion engine. SOLUTION: An internal combustion engine is equipped with a solenoid driven valve. The valve element of the solenoid driven valve composes an intake valve. An ECU detects or estimates the intake pressure PM and cylinder internal pressure PC of the internal combustion engine. At a point of time when exhaust stroke is finished, the cylinder internal pressure PC is high in comparison with the intake pressure PM. The ECU retains the intake valve in a valve closing condition even passing a top dead center and closes the intake valve at a point of time when the cylinder internal pressure PC is lowered to the intake pressure PM or below.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁の制御装置
に係り、特に、内燃機関の吸気弁として構成された電磁
弁の制御に好適な電磁弁の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a solenoid valve, and more particularly to a control device for a solenoid valve suitable for controlling a solenoid valve configured as an intake valve of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば、特開昭59−213
913号に開示される如く、電磁駆動弁が知られてい
る。上記従来の電磁駆動弁は、内燃機関の吸気弁又は排
気弁として機能する弁体と、弁体に連結されたプランジ
ャとを備えている。弁体及びプランジャは弁体の軸方向
に変位することができる。以下、弁体及びプランジャを
可動部と称す。
2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As disclosed in Japanese Patent No. 913, an electromagnetically driven valve is known. The conventional electromagnetically driven valve includes a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine, and a plunger connected to the valve body. The valve body and the plunger can be displaced in the axial direction of the valve body. Hereinafter, the valve body and the plunger are referred to as a movable part.

【0003】プランジャの上方には第1電磁石及びアッ
パスプリングが配設されている。また、プランジャの下
方には第2電磁石及びロアスプリングが配設されてい
る。プランジャはアッパスプリング及びロアスプリング
により、第1電磁石と第2電磁石との中間の中立位置に
保持されている。第1電磁石及び第2電磁石は、それぞ
れ、励磁電流が供給されることによりプランジャを吸引
する電磁力を発生する。
A first electromagnet and an upper spring are disposed above the plunger. A second electromagnet and a lower spring are provided below the plunger. The plunger is held at a neutral position between the first electromagnet and the second electromagnet by the upper spring and the lower spring. Each of the first electromagnet and the second electromagnet generates an electromagnetic force for attracting the plunger when an exciting current is supplied.

【0004】上記従来の電磁駆動弁によれば、第1電磁
石に励磁電流を供給することで、可動部を第1電磁石側
に変位させることができる。また、第2電磁石に励磁電
流を供給することで、可動部を第2電磁石側に変位させ
ることができる。従って、上記従来の電磁駆動弁によれ
ば、第1電磁石及び第2電磁石に適当なタイミングで励
磁電流を供給することで、排気弁又は吸気弁を任意のタ
イミングで開閉させることができる。
According to the above-mentioned conventional electromagnetically driven valve, the movable portion can be displaced toward the first electromagnet by supplying an exciting current to the first electromagnet. Further, by supplying an exciting current to the second electromagnet, the movable portion can be displaced toward the second electromagnet. Therefore, according to the above-mentioned conventional electromagnetically driven valve, the exhaust valve or the intake valve can be opened and closed at an arbitrary timing by supplying an exciting current to the first electromagnet and the second electromagnet at an appropriate timing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
吸気弁は、排気行程の終了後、吸気管より燃焼室に空気
を吸入すべく開弁される。排気行程は燃焼行程で生じた
燃焼ガス及び未燃ガスを排出する行程である。このた
め、排気行程において、筒内圧は大気圧に比して高圧の
状態にあり、排気行程の終了時点でも大気圧近傍の値に
保たれている。一方、吸気管内の圧力(すなわち、吸気
圧)は、常時、スロットル開度に応じた大きさの負圧に
維持されている。従って、排気行程の終了時点又はその
直後において、筒内圧と吸気圧との間には、吸気弁の開
弁側への変位を妨げる向きの差圧が生じている。かかる
差圧が生じた状態で吸気弁を開弁させるものとすると、
上記差圧に対抗するための余分な駆動力を吸気弁に付与
することが必要となる。その結果、電磁石へ供給すべき
励磁電流が増加し、電磁駆動弁の消費電力が増大してし
まう。かかる不都合を回避するために、筒内圧及び吸気
圧を考慮して吸気弁を開弁するタイミングを決定するこ
とが望ましい。
By the way, the intake valve of the internal combustion engine is opened after the end of the exhaust stroke in order to draw air from the intake pipe into the combustion chamber. The exhaust stroke is a stroke for discharging combustion gas and unburned gas generated in the combustion stroke. Therefore, in the exhaust stroke, the in-cylinder pressure is higher than the atmospheric pressure, and is maintained at a value near the atmospheric pressure even at the end of the exhaust stroke. On the other hand, the pressure in the intake pipe (that is, the intake pressure) is always maintained at a negative pressure corresponding to the throttle opening. Therefore, at or immediately after the end of the exhaust stroke, a differential pressure is generated between the in-cylinder pressure and the intake pressure in a direction that prevents the intake valve from being displaced toward the valve opening side. Assuming that the intake valve is opened in a state where such a differential pressure is generated,
It is necessary to apply an extra driving force to the intake valve to counter the differential pressure. As a result, the exciting current to be supplied to the electromagnet increases, and the power consumption of the electromagnetically driven valve increases. In order to avoid such inconvenience, it is desirable to determine the timing for opening the intake valve in consideration of the in-cylinder pressure and the intake pressure.

【0006】しかしながら、上記従来の電磁駆動弁にお
いて、筒内圧と吸気圧との間の差圧に伴う上記の問題は
顧みられておらず、筒内圧及び吸気圧を考慮して吸気弁
の開弁タイミングを設定することについては何ら考慮さ
れていなかった。本発明は、上述の点に鑑みてなされた
ものであり、吸気弁を開弁するタイミングを筒内圧及び
吸気圧に基づいて設定することにより、吸気弁を開弁す
るのに必要な駆動力の増加を防止することが可能な電磁
弁の制御装置を提供することを目的とする。
However, in the above-mentioned conventional electromagnetically driven valve, the above-mentioned problem caused by the pressure difference between the in-cylinder pressure and the intake pressure is not taken into consideration. No consideration was given to setting the timing. The present invention has been made in view of the above points, and by setting the timing of opening the intake valve based on the in-cylinder pressure and the intake pressure, the driving force required to open the intake valve is reduced. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic valve control device capable of preventing an increase.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、内燃機関の吸気弁として機能する弁体
と、該弁体を開弁側へ駆動する電磁石とを備える電磁弁
を所定のタイミングで開閉させる電磁弁の制御装置であ
って、吸気圧と筒内圧との間の差圧を検出又は推定する
差圧検知手段と、前記差圧に基づいて前記弁体を開弁す
るタイミングを決定する開弁タイミング決定手段とを備
える電磁弁の制御装置により達成される。
The above object is achieved by the present invention.
A solenoid valve control device that opens and closes at a predetermined timing an electromagnetic valve including a valve body that functions as an intake valve of an internal combustion engine and an electromagnet that drives the valve body to the valve opening side, as described in Control of an electromagnetic valve comprising: a differential pressure detecting unit that detects or estimates a differential pressure between an atmospheric pressure and an in-cylinder pressure; and a valve opening timing determining unit that determines a timing at which the valve element is opened based on the differential pressure. Achieved by the device.

【0008】本発明において、電磁弁の制御装置は内燃
機関の吸気弁を所定のタイミングで開閉させる。吸気弁
は、開弁する際、内燃機関の燃焼室へ進入する向きに変
位する。従って、燃焼室内の圧力、すなわち、筒内圧が
吸気圧に比して高圧の状態で吸気弁を開弁させるには、
その差圧に対抗するだけの余分な駆動力を吸気弁に付与
することが必要となる。これに対して、本発明では、開
弁タイミング決定手段は、筒内圧と吸気圧との間の差圧
に基づいて、吸気弁の開弁タイミングを決定する。この
ため、上記差圧が吸気弁の開弁側への変位を妨げること
のない状態で、吸気弁を開弁させることができる。従っ
て、本発明によれば、吸気弁を開弁させる際に、上記の
余分な駆動力を吸気弁に付与することが不要となる。
In the present invention, the control device for the electromagnetic valve opens and closes the intake valve of the internal combustion engine at a predetermined timing. When the intake valve opens, it is displaced in a direction to enter the combustion chamber of the internal combustion engine. Therefore, in order to open the intake valve in a state where the pressure in the combustion chamber, that is, the in-cylinder pressure is higher than the intake pressure,
It is necessary to apply extra driving force to the intake valve to oppose the pressure difference. On the other hand, in the present invention, the valve opening timing determining means determines the valve opening timing of the intake valve based on the pressure difference between the in-cylinder pressure and the intake pressure. Therefore, the intake valve can be opened in a state where the differential pressure does not hinder the displacement of the intake valve toward the valve opening side. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to apply the above-mentioned extra driving force to the intake valve when opening the intake valve.

【0009】また、上記の目的は、請求項2に記載する
如く、請求項1記載の電磁弁の制御装置において、前記
開弁タイミング決定手段は、前記筒内圧が前記吸気圧に
比して低圧である場合にのみ前記弁体の開弁を許可する
電磁弁の制御装置により達成される。本発明において、
開弁タイミング決定手段が、筒内圧が吸気圧に比して低
圧である場合にのみ弁体の開弁を許可することで、筒内
圧が吸気圧に比して高圧の状態で吸気弁が開弁されるこ
とが防止される。従って、本発明によれば、開弁時に吸
気弁に付与すべき駆動力の増加が確実に防止される。
According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for an electromagnetic valve according to the first aspect, the valve opening timing determining means determines that the in-cylinder pressure is lower than the intake pressure. This is achieved by a control device for an electromagnetic valve that permits opening of the valve only when: In the present invention,
The valve opening timing determining means permits the valve body to open only when the in-cylinder pressure is lower than the intake pressure, thereby opening the intake valve in a state where the in-cylinder pressure is higher than the intake pressure. It is prevented from being valved. Therefore, according to the present invention, an increase in the driving force to be applied to the intake valve when the valve is opened is reliably prevented.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例である
電磁弁の制御装置が適用された内燃機関の構成図を示
す。本実施例のシステムはECU10により制御され
る。内燃機関は、シリンダブロック12を備えている。
シリンダブロック12の内部には、シリンダ14および
ウォータジャケット16が形成されている。内燃機関
は、複数のシリンダを備えている。図1は、複数のシリ
ンダのうち一のシリンダ14を表す。
FIG. 1 is a block diagram of an internal combustion engine to which a solenoid valve control device according to an embodiment of the present invention is applied. The system according to the present embodiment is controlled by the ECU 10. The internal combustion engine includes a cylinder block 12.
Inside the cylinder block 12, a cylinder 14 and a water jacket 16 are formed. The internal combustion engine has a plurality of cylinders. FIG. 1 shows one cylinder 14 among a plurality of cylinders.

【0011】シリンダ14の内部にはピストン18が配
設されている。ピストン18は、シリンダ14の内部
を、図1における上下方向に摺動することができる。シ
リンダブロック12の上部には、シリンダヘッド20が
固定されている。シリンダヘッド20には、各気筒毎に
吸気ポート22および排気ポート24が形成されてい
る。
A piston 18 is provided inside the cylinder 14. The piston 18 can slide inside the cylinder 14 in the vertical direction in FIG. A cylinder head 20 is fixed to an upper portion of the cylinder block 12. In the cylinder head 20, an intake port 22 and an exhaust port 24 are formed for each cylinder.

【0012】シリンダヘッド20の底面、ピストン18
の上面、およびシリンダ14の側壁は、燃焼室26を画
成している。上述した吸気ポート22および排気ポート
24は、共に燃焼室26に開口している。吸気ポート2
2の燃焼室26側の開口端部、および、排気ポート24
の燃焼室26側の開口端部には、それぞれバルブシート
28,30が形成されている。
The bottom of the cylinder head 20, the piston 18
And a side wall of the cylinder 14 define a combustion chamber 26. The above-described intake port 22 and exhaust port 24 both open to the combustion chamber 26. Intake port 2
2 and the opening end on the combustion chamber 26 side and the exhaust port 24
Valve seats 28 and 30 are formed at the opening ends of the combustion chamber 26 side.

【0013】シリンダヘッド20には電磁駆動弁38及
び40が組み込まれている。電磁駆動弁38は弁体42
を備えている。弁体42は内燃機関の吸気弁として機能
する。すなわち、弁体42は、バルブシート28に着座
することにより吸気ポート22と燃焼室26との間を遮
断し、また、バルブシート28から離座することにより
吸気ポート22と燃焼室26との間を導通させる。以
下、弁体42を吸気弁42と称す。一方、電磁駆動弁4
0は弁体44を備えている。弁体44は内燃機関の排気
弁として機能する。すなわち、弁体44は、バルブシー
ト30に着座することにより排気ポート24と燃焼室2
6との間を遮断し、また、バルブシート30から離座す
ることにより排気ポート24と燃焼室26との間を導通
させる。以下、弁体44を排気弁44と称す。
The cylinder head 20 has electromagnetically driven valves 38 and 40 incorporated therein. The electromagnetically driven valve 38 has a valve body 42
It has. The valve body 42 functions as an intake valve of the internal combustion engine. That is, the valve body 42 blocks the space between the intake port 22 and the combustion chamber 26 by seating on the valve seat 28, and separates the valve body 42 from the intake port 22 and the combustion chamber 26 by separating from the valve seat 28. Is made conductive. Hereinafter, the valve body 42 is referred to as an intake valve 42. On the other hand, the electromagnetically driven valve 4
0 has a valve body 44. The valve body 44 functions as an exhaust valve of the internal combustion engine. That is, the valve body 44 is seated on the valve seat 30 so that the exhaust port 24 and the combustion chamber 2
6 and is separated from the valve seat 30 so that the exhaust port 24 and the combustion chamber 26 are electrically connected. Hereinafter, the valve body 44 is referred to as an exhaust valve 44.

【0014】電磁駆動弁38及び40は、同一の構成を
有している。以下、図2を参照して、それらの代表例と
して、電磁駆動弁38の構成および動作について説明す
る。図2は、電磁駆動弁38の全体構成を表す断面図を
示す。図2に示す如く、吸気弁42は弁軸45に連結さ
れている。弁軸45はシリンダヘッド20の内部に固定
されたバルブガイド46により軸方向に変位可能に保持
されている。電磁駆動弁38は、また、弁軸45の上端
部に固定されたプランジャホルダ48を備えている。プ
ランジャホルダ48は、非磁性材料で構成されたロッド
状の部材である。プランジャホルダ48の下端部には、
ロアリテーナ50が固定されている。ロアリテーナ50
の下部にはロアスプリング52が配設されている。ロア
スプリング52の下端は、シリンダヘッド20に当接し
ている。ロアスプリング52は、ロアリテーナ50およ
びプランジャホルダ48を、図2における上方へ向けて
付勢している。
The electromagnetically driven valves 38 and 40 have the same configuration. Hereinafter, the configuration and operation of the electromagnetically driven valve 38 will be described as a representative example thereof with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the entire configuration of the electromagnetically driven valve 38. As shown in FIG. 2, the intake valve 42 is connected to a valve shaft 45. The valve shaft 45 is held so as to be displaceable in the axial direction by a valve guide 46 fixed inside the cylinder head 20. The electromagnetically driven valve 38 also has a plunger holder 48 fixed to the upper end of the valve shaft 45. The plunger holder 48 is a rod-shaped member made of a non-magnetic material. At the lower end of the plunger holder 48,
The lower retainer 50 is fixed. Lower retainer 50
A lower spring 52 is provided at the lower part of the lower part. The lower end of the lower spring 52 is in contact with the cylinder head 20. The lower spring 52 urges the lower retainer 50 and the plunger holder 48 upward in FIG.

【0015】プランジャホルダ48の上端部には、アッ
パリテーナ54が固定されている。アッパリテーナ54
の上部には、アッパスプリング56の下端部が当接して
いる。アッパスプリング56の周囲には、その外周を取
り巻くように円筒状のアッパキャップ57が配設されて
いる。アッパスプリング56の上端部は、アッパキャッ
プ57に螺着されるアジャストボルト58に当接してい
る。アッパスプリング56は、アッパリテーナ54およ
びプランジャホルダ48を、図2における下方へ向けて
付勢している。
An upper retainer 54 is fixed to the upper end of the plunger holder 48. Apparitainer 54
The lower end of the upper spring 56 is in contact with the upper part of the upper part. A cylindrical upper cap 57 is provided around the upper spring 56 so as to surround the outer periphery thereof. The upper end of the upper spring 56 is in contact with an adjustment bolt 58 screwed to the upper cap 57. The upper spring 56 urges the retainer 54 and the plunger holder 48 downward in FIG.

【0016】プランジャホルダ48の外周には、プラン
ジャ60が接合されている。プランジャ60は、軟磁性
材料で構成された環状の部材である。プランジャ60の
上方には、第1電磁コイル62及び第1コア64が配設
されている。また、プランジャ60の下方には、第2電
磁コイル66及び第2コア68が配設されている。第1
コア64および第2コア68は、共に磁性材料で構成さ
れた部材である。プランジャホルダ48は、第1コア6
4および第2コア68の中央部に、摺動可能に保持され
ている。
A plunger 60 is joined to the outer periphery of the plunger holder 48. The plunger 60 is an annular member made of a soft magnetic material. Above the plunger 60, a first electromagnetic coil 62 and a first core 64 are provided. Further, below the plunger 60, a second electromagnetic coil 66 and a second core 68 are provided. First
The core 64 and the second core 68 are both members made of a magnetic material. The plunger holder 48 holds the first core 6
It is slidably held at the center of the fourth and second cores 68.

【0017】第1コア64および第2コア68の外周に
は、外筒74が配設されている。第1コア64および第
2コア68は、両者間に所定の間隔が確保されるよう
に、外筒74により保持されている。また、上述したア
ッパキャップ57は、第1コア64の上端面に固定され
ている。上述したアジャスタボルト58は、プランジャ
60の中立位置が第1コア64と第2コア68の中央と
なるように調整されている。
An outer cylinder 74 is provided around the outer periphery of the first core 64 and the second core 68. The first core 64 and the second core 68 are held by the outer cylinder 74 so that a predetermined interval is secured between them. The above-described upper cap 57 is fixed to the upper end surface of the first core 64. The adjuster bolt 58 described above is adjusted so that the neutral position of the plunger 60 is at the center between the first core 64 and the second core 68.

【0018】第1電磁コイル62及び第2電磁コイル6
6は図示しない駆動回路に接続されている。駆動回路は
ECU10から付与される指令信号に応じて、第1電磁
コイル62及び第2電磁コイル66のそれぞれに所定の
励磁電流を供給する。電磁駆動弁38において、第1電
磁コイル62および第2電磁コイル66に励磁電流が供
給されていない場合は、プランジャ60がその中立位
置、すなわち、第1コア64と第2コア68の中央に維
持される。プランジャ60が中立位置に維持されている
状況下で第1電磁コイル62に励磁電流が供給される
と、プランジャ60を第1コア64側へ吸引する電磁力
が発生する。
First electromagnetic coil 62 and second electromagnetic coil 6
Reference numeral 6 is connected to a drive circuit (not shown). The drive circuit supplies a predetermined exciting current to each of the first electromagnetic coil 62 and the second electromagnetic coil 66 according to a command signal given from the ECU 10. In the electromagnetically driven valve 38, when the exciting current is not supplied to the first electromagnetic coil 62 and the second electromagnetic coil 66, the plunger 60 is maintained at the neutral position, that is, the center of the first core 64 and the second core 68. Is done. When an exciting current is supplied to the first electromagnetic coil 62 while the plunger 60 is maintained at the neutral position, an electromagnetic force is generated to attract the plunger 60 to the first core 64 side.

【0019】プランジャ60に対して上記の電磁力が作
用すると、吸気弁42は、プランジャ60と共に図2に
おける上方へ向けて変位する。吸気弁42は、上記の如
く変位することにより、バルブシート28に着座する。
以下、吸気弁42がバルブシート28に着座した状態を
閉弁状態と、また、その際の吸気弁42の位置を閉弁位
置と称す。
When the above-mentioned electromagnetic force acts on the plunger 60, the intake valve 42 is displaced upward together with the plunger 60 in FIG. The intake valve 42 is seated on the valve seat 28 by being displaced as described above.
Hereinafter, the state where the intake valve 42 is seated on the valve seat 28 is referred to as a closed state, and the position of the intake valve 42 at that time is referred to as a closed position.

【0020】吸気弁42が閉弁位置に維持されている状
態で、第1電磁コイル62に供給されていた励磁電流が
遮断されると、プランジャ60に作用していた電磁力が
消滅する。プランジャ60に作用していた電磁力が消滅
すると、アッパスプリング56に付勢されることによ
り、プランジャ60が図1における下方へ向けて変位す
る。プランジャ60の変位量が所定値に達した時点で、
第2電磁コイル66に適当な励磁電流が供給されると、
今度はプランジャ60を第2コア68側へ吸引する吸引
力、すなわち、吸気弁42を図2において下方へ変位さ
せる吸引力が発生する。
When the exciting current supplied to the first electromagnetic coil 62 is interrupted while the intake valve 42 is maintained at the closed position, the electromagnetic force acting on the plunger 60 disappears. When the electromagnetic force acting on the plunger 60 disappears, the plunger 60 is displaced downward in FIG. 1 by being urged by the upper spring 56. When the displacement of the plunger 60 reaches a predetermined value,
When an appropriate exciting current is supplied to the second electromagnetic coil 66,
This time, a suction force for sucking the plunger 60 toward the second core 68, that is, a suction force for displacing the intake valve 42 downward in FIG. 2 is generated.

【0021】プランジャ60に対して上記の吸引力が作
用すると、プランジャ60は、吸気弁42と共に、ロア
スプリング52の付勢力に抗して図2における下方へ向
けて変位する。吸気弁42の変位は、プランジャ60が
第2コア68と当接するまで継続する。以下、プランジ
ャ60が第2コア68に当接した状態を開弁状態と、ま
た、その際の吸気弁42の位置を開弁位置と称す。
When the above-mentioned suction force acts on the plunger 60, the plunger 60 is displaced downward in FIG. 2 together with the intake valve 42 against the urging force of the lower spring 52. The displacement of the intake valve 42 continues until the plunger 60 contacts the second core 68. Hereinafter, a state in which the plunger 60 is in contact with the second core 68 is referred to as a valve open state, and a position of the intake valve 42 at that time is referred to as a valve open position.

【0022】上述の如く、電磁駆動弁38によれば、第
1電磁コイル62に所定の励磁電流を供給することによ
り吸気弁42を閉弁位置に向けて変位させることができ
ると共に、第2電磁コイル66に所定の励磁電流を供給
することにより吸気弁42を開弁位置に向けて変位させ
ることができる。従って、電磁駆動弁38によれば、第
1電磁コイル62と第2電磁コイル66とに交互に励磁
電流を供給することにより、吸気弁42を、開弁位置と
閉弁位置との間で繰り返し往復運動させることができ
る。
As described above, according to the electromagnetically driven valve 38, by supplying a predetermined exciting current to the first electromagnetic coil 62, the intake valve 42 can be displaced toward the valve closing position, and the second electromagnetic By supplying a predetermined exciting current to the coil 66, the intake valve 42 can be displaced toward the valve opening position. Therefore, according to the electromagnetically driven valve 38, the excitation current is alternately supplied to the first electromagnetic coil 62 and the second electromagnetic coil 66, so that the intake valve 42 is repeatedly switched between the open position and the closed position. Can be reciprocated.

【0023】本実施例において、排気弁44を備える電
磁駆動弁40は、上述した電磁駆動弁38と同様に作動
する。従って、本実施例によれば、電磁駆動弁38,4
0がそれぞれ備える第1電磁コイル62および第2電磁
コイル66に対して、適当なタイミングで交互に励磁電
流を供給されるように、ECU10が駆動回路に指令信
号を付与することにより、吸気弁42および排気弁44
を任意のタイミングで開閉駆動することができる。
In this embodiment, the electromagnetically driven valve 40 including the exhaust valve 44 operates in the same manner as the above-described electromagnetically driven valve 38. Therefore, according to the present embodiment, the electromagnetically driven valves 38, 4
The ECU 10 applies a command signal to the drive circuit so that the exciting current is alternately supplied at appropriate timing to the first electromagnetic coil 62 and the second electromagnetic coil 66 included in the intake valve 42, respectively. And exhaust valve 44
Can be driven to open and close at any timing.

【0024】図1に示す如く、内燃機関は吸気マニホー
ルド80を備えている。吸気マニホールド80はサージ
タンク82と各吸気ポート22とを連通する複数の枝管
を備えている。各枝管には、燃料噴射弁83が配設され
ている。燃料噴射弁83はECU10から付与される指
令信号に応じて燃料を枝管内に噴射する。サージタンク
82の上流側には、吸気管84が連通している。吸気管
84には、スロットルバルブ86が配設されている。ス
ロットルバルブ86はアクセルペダルに連動して作動す
るように構成されている。スロットルバルブ86の近傍
には、スロットル開度センサ87が配設されている。ス
ロットル開度センサ87の出力信号はECU10に供給
されている。ECU10はスロットル開度センサ87の
出力信号に基づいて、スロットル開度を検出する。
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine has an intake manifold 80. The intake manifold 80 includes a plurality of branch pipes that communicate the surge tank 82 and each intake port 22. Each branch pipe is provided with a fuel injection valve 83. The fuel injection valve 83 injects fuel into the branch pipe according to a command signal given from the ECU 10. An intake pipe 84 communicates upstream of the surge tank 82. A throttle valve 86 is provided in the intake pipe 84. The throttle valve 86 is configured to operate in conjunction with the accelerator pedal. In the vicinity of the throttle valve 86, a throttle opening sensor 87 is provided. The output signal of the throttle opening sensor 87 is supplied to the ECU 10. The ECU 10 detects the throttle opening based on the output signal of the throttle opening sensor 87.

【0025】吸気管84内のスロットルバルブ86より
下流側には、吸気圧センサ88が配設されている。吸気
圧センサ88の出力信号はECU10に供給されてい
る。ECU10は吸気圧センサ88の出力信号に基づい
て、吸気系、すなわち、吸気管84のスロットルバルブ
86より下流側、サージタンク82、吸気マニホールド
80、及び吸気ポート22の内部の圧力(以下、吸気圧
PMと称す)を検出する。また、吸気管84の上流側端
部にはエアクリーナ90が連通している。従って、吸気
管84にはエアクリーナ90により濾過された外気が流
入する。
An intake pressure sensor 88 is disposed downstream of the throttle valve 86 in the intake pipe 84. The output signal of the intake pressure sensor 88 is supplied to the ECU 10. Based on the output signal of the intake pressure sensor 88, the ECU 10 controls the intake system, that is, the pressure inside the intake pipe 84 downstream of the throttle valve 86, the surge tank 82, the intake manifold 80, and the intake port 22 (hereinafter, intake pressure). PM). An air cleaner 90 communicates with the upstream end of the intake pipe 84. Therefore, the outside air filtered by the air cleaner 90 flows into the intake pipe 84.

【0026】内燃機関の排気ポート24には、排気通路
92が連通している。排気通路92には、触媒装置94
を介してマフラー96が連通している。内燃機関から排
出される排気ガスは、触媒装置94によって浄化され、
更にマフラー96により消音された後大気中に排出され
る。内燃機関は、また、クランク角センサ92を備えて
いる。クランク角センサ92の出力信号はECU10に
供給されている。ECU10は、クランク角センサ92
の出力信号に基づいて、クランク角CA及び内燃機関の
回転数Neを検出する。
An exhaust passage 92 communicates with the exhaust port 24 of the internal combustion engine. A catalyst device 94 is provided in the exhaust passage 92.
The muffler 96 is in communication with the other. The exhaust gas discharged from the internal combustion engine is purified by the catalyst device 94,
After being silenced by the muffler 96, the exhaust gas is discharged into the atmosphere. The internal combustion engine also includes a crank angle sensor 92. The output signal of the crank angle sensor 92 is supplied to the ECU 10. The ECU 10 includes a crank angle sensor 92
, The crank angle CA and the rotation speed Ne of the internal combustion engine are detected.

【0027】本実施例において、クランク角CAに応じ
たタイミングで、吸気弁42及び排気弁44が開閉され
ると共に燃料噴射弁84により燃料が噴射されることに
より、内燃機関の運転状態が維持される。内燃機関の排
気行程では、排気弁44が開弁された状態でピストン1
8が下死点側から上死点側へ変位することで、燃焼行程
で生じた既燃ガス及び未燃ガスが燃焼室26から排気ポ
ート24へ排出される。そして、排気行程に続く吸気行
程では、吸気弁42が開弁された状態でピストン18が
上死点側から下死点側へ変位することで、燃料噴射弁8
3により噴射された燃料と空気の混合気が吸気ポート2
2から燃焼室26へ吸入される。
In this embodiment, the operation state of the internal combustion engine is maintained by opening and closing the intake valve 42 and the exhaust valve 44 and injecting fuel by the fuel injection valve 84 at a timing corresponding to the crank angle CA. You. In the exhaust stroke of the internal combustion engine, the piston 1 is opened with the exhaust valve 44 opened.
8 is displaced from the bottom dead center side to the top dead center side, and the burned gas and the unburned gas generated in the combustion stroke are discharged from the combustion chamber 26 to the exhaust port 24. Then, in the intake stroke following the exhaust stroke, the piston 18 is displaced from the top dead center side to the bottom dead center side with the intake valve 42 opened, so that the fuel injection valve 8 is opened.
The mixture of fuel and air injected by the fuel injection port 3
2 into the combustion chamber 26.

【0028】排気行程の開始時点では、燃焼室26には
燃焼行程で生じた燃焼ガスが存在しているため、燃焼室
26内の圧力(以下、筒内圧PCと称す)は高圧となっ
ている。そして、排気行程が進行するにつれて筒内圧P
Cは次第に低下し、排気行程の終了時点、すなわち、ピ
ストン18が上死点に達した時点で、筒内圧PCは大気
圧にほぼ等しい値となる。一方、吸気ポート22には、
外気がスロットルバルブ86により絞られた状態で吸入
される。このため、吸気圧PMは、常時、スロットルバ
ルブ86の開度に応じた大きさの負圧に維持されてい
る。
At the start of the exhaust stroke, the pressure inside the combustion chamber 26 (hereinafter referred to as the in-cylinder pressure PC) is high because combustion gas generated in the combustion stroke exists in the combustion chamber 26. . Then, as the exhaust stroke proceeds, the in-cylinder pressure P
C gradually decreases, and at the end of the exhaust stroke, that is, when the piston 18 reaches the top dead center, the in-cylinder pressure PC becomes substantially equal to the atmospheric pressure. On the other hand, in the intake port 22,
Outside air is drawn in while being throttled by the throttle valve 86. For this reason, the intake pressure PM is always maintained at a negative pressure of a magnitude corresponding to the opening of the throttle valve 86.

【0029】すなわち、排気行程の終了時点では、筒内
圧PCは吸気圧PMに比して高圧となっている。かかる
状態で吸気弁42が開弁されるものとすると、吸気弁4
2は筒内圧PCと吸気圧PMとの間の差圧に抗して燃焼
室26の内部へ向けて変位することになる。この場合、
上記差圧に対抗するだけの余分な駆動力を吸気弁42に
付与することが必要となる。その結果、吸気弁42を開
弁側に駆動するために第2電磁コイル66に供給すべき
励磁電流が増加し、電磁駆動弁38の消費電力の増大を
招く。
That is, at the end of the exhaust stroke, the in-cylinder pressure PC is higher than the intake pressure PM. Assuming that the intake valve 42 is opened in this state, the intake valve 4
No. 2 is displaced toward the inside of the combustion chamber 26 against the pressure difference between the in-cylinder pressure PC and the intake pressure PM. in this case,
It is necessary to apply an extra driving force to the intake valve 42 to oppose the differential pressure. As a result, the exciting current to be supplied to the second electromagnetic coil 66 to drive the intake valve 42 to the valve opening side increases, and the power consumption of the electromagnetic drive valve 38 increases.

【0030】また、筒内圧PCが吸気圧PMに比して高
圧の状態で吸気弁42が開弁されると、燃焼室26内に
存在する既燃ガスが吸気ポート22側へ逆流する。かか
る逆流が生ずると、既燃ガスに含まれる成分が吸気ポー
ト22,吸気マニホールド80、サージタンク82、吸
気管84等の内部に付着し、これらを汚染してしまう。
When the intake valve 42 is opened while the in-cylinder pressure PC is higher than the intake pressure PM, the burned gas present in the combustion chamber 26 flows back to the intake port 22 side. When such backflow occurs, components contained in the burned gas adhere to the inside of the intake port 22, the intake manifold 80, the surge tank 82, the intake pipe 84, etc., and contaminate them.

【0031】これに対して、本実施例の内燃機関は、吸
気弁42を開弁させるタイミングを筒内圧PC及び吸気
圧PMに基づいて適切に決定することにより、吸気弁4
2に付与すべき駆動力の増加を防止し得ると共に、燃焼
室26から吸気系側への既燃ガスの逆流を防止し得る点
に特徴を有している。以下、本実施例のかかる特徴部に
ついて説明する。
On the other hand, in the internal combustion engine of this embodiment, the timing for opening the intake valve 42 is appropriately determined based on the in-cylinder pressure PC and the intake pressure PM, so that the intake valve 4 is opened.
It is characterized in that it is possible to prevent an increase in driving force to be applied to the fuel cell 2 and to prevent backflow of burned gas from the combustion chamber 26 to the intake system side. Hereinafter, such a characteristic portion of the present embodiment will be described.

【0032】図3は、ピストン18の変位に対する排気
弁44及び吸気弁42の開閉タイミングを、燃焼室26
内の圧力(すなわち筒内圧)及び吸気圧PMの変化と共
に例示している。図3において、(A)は排気弁44及
び吸気弁42の開閉状態を示し、また、(B)は筒内圧
PCを実線で、吸気圧PMを破線で、それぞれ示してい
る。なお、図3(A)、(B)において、ピストン18
の変位をクランク角CAで表している。
FIG. 3 shows the opening / closing timing of the exhaust valve 44 and the intake valve 42 with respect to the displacement of the piston 18 in the combustion chamber 26
It is illustrated along with changes in the internal pressure (that is, the in-cylinder pressure) and the intake pressure PM. 3A shows the open / closed state of the exhaust valve 44 and the intake valve 42, and FIG. 3B shows the in-cylinder pressure PC by a solid line and the intake pressure PM by a broken line. 3A and 3B, the piston 18
Is represented by the crank angle CA.

【0033】図3(A)に示す如く、排気行程では排気
弁44は開弁状態に保持され、ピストン18が上死点に
達するのに同期して閉弁される。図3(B)に実線で示
す如く、吸気行程の開始時点では、筒内圧PCは高圧の
状態にある。そして、ピストン18が上死点に向けて変
位するのにつれて、筒内圧PCは次第に低下し、排気行
程の終了時点、すなわち、ピストン18が上死点に達し
た時点では、筒内圧PCは大気圧にほぼ等しい値とな
る。一方、上記の如く、吸気圧PMはスロットルバルブ
86の開度に応じた大きさの負圧となり、図3(B)に
破線で示す如く、吸気圧PMは排気行程及び吸気行程を
通じてほぼ一定の負圧に保たれている。
As shown in FIG. 3A, during the exhaust stroke, the exhaust valve 44 is kept open, and is closed in synchronization with the piston 18 reaching the top dead center. As shown by the solid line in FIG. 3B, at the start of the intake stroke, the in-cylinder pressure PC is in a high pressure state. Then, as the piston 18 is displaced toward the top dead center, the in-cylinder pressure PC gradually decreases. At the end of the exhaust stroke, that is, when the piston 18 reaches the top dead center, the in-cylinder pressure PC becomes the atmospheric pressure. Is almost equal to On the other hand, as described above, the intake pressure PM becomes a negative pressure having a magnitude corresponding to the opening degree of the throttle valve 86, and as shown by a broken line in FIG. 3B, the intake pressure PM is substantially constant throughout the exhaust stroke and the intake stroke. It is kept at negative pressure.

【0034】このため、ピストン18が上死点に達した
時点では、筒内圧PCと吸気圧PMとの間には比較的大
きな差圧ΔPが生じている。従って、図3(A)に破線
で示す如く、ピストン18が上死点に達した時点、ある
いはその直後に吸気弁42を開弁するものとすると、か
かる差圧ΔPの影響で、吸気弁42に余分な駆動力を付
与することが必要となると共に、燃焼室26から吸気系
側への既燃ガスの逆流を招くことは上記した通りであ
る。
Therefore, when the piston 18 reaches the top dead center, a relatively large differential pressure ΔP is generated between the in-cylinder pressure PC and the intake pressure PM. Therefore, as shown by the broken line in FIG. 3A, if the intake valve 42 is opened immediately after or immediately after the piston 18 reaches the top dead center, the intake valve 42 is affected by the differential pressure ΔP. As described above, it is necessary to apply an extra driving force to the combustion chamber 26 and to cause a backflow of the burned gas from the combustion chamber 26 to the intake system side.

【0035】これに対して、本実施例では、図3(A)
に実線で示す如く、ピストン18が上死点を過ぎても吸
気弁42を閉弁状態に保持し、筒内圧PCが吸気圧PM
を下回った時点で吸気弁42を開弁させることとしてい
る。すなわち、ピストン18が上死点に達して排気弁4
4が閉弁された後、吸気弁42が閉弁状態に保持される
と、燃焼室26は吸気ポート22及び排気ポート24の
双方から遮断される。この状態で、ピストン18が今度
は上死点から下死点に向けて変位すると、燃焼室26内
の容積が増加することで、図3(B)に実線で示す如
く、筒内圧PCは負圧側へ低下する。
On the other hand, in the present embodiment, FIG.
As shown by the solid line, even when the piston 18 has passed the top dead center, the intake valve 42 is kept in the closed state, and the in-cylinder pressure PC becomes the intake pressure PM.
The intake valve 42 is opened at the time when the pressure falls below the threshold. That is, when the piston 18 reaches the top dead center and the exhaust valve 4
When the intake valve 42 is kept closed after the valve 4 is closed, the combustion chamber 26 is shut off from both the intake port 22 and the exhaust port 24. In this state, when the piston 18 is displaced from the top dead center to the bottom dead center, the volume in the combustion chamber 26 increases, and as shown by a solid line in FIG. It decreases to the compression side.

【0036】そこで、本実施例では、図3(A)に実線
で示す如く、筒内圧PCと吸気圧PMとの間の差圧ΔP
がほぼゼロとなった時点(クランク角CAが図3(B)
に示す位置θ0 に達した時点)で吸気弁42を開弁させ
る。かかるタイミングで吸気弁42を開弁させることに
より、筒内圧PCと吸気圧PMとの間の差圧によって吸
気弁42の変位が妨げられることのない状態で、吸気弁
42を開弁側へ駆動することができる。従って、本実施
例によれば、吸気弁42を開弁させるのに必要な駆動力
の増加を防止することができ、その結果、電磁駆動弁3
8の省電力化を図ることができる。また、筒内圧PCが
吸気圧PMより高圧の状態で吸気弁42が開弁されるこ
とがないので、燃焼室26から吸気系側への既燃ガスの
逆流を防止することができる。
Therefore, in this embodiment, as shown by the solid line in FIG. 3A, the differential pressure ΔP between the in-cylinder pressure PC and the intake pressure PM
Is substantially zero (the crank angle CA is as shown in FIG. 3 (B)
(When the position θ 0 shown in FIG. 2 is reached), the intake valve 42 is opened. By opening the intake valve 42 at such timing, the intake valve 42 is driven to the valve opening side in a state where the displacement of the intake valve 42 is not hindered by the differential pressure between the in-cylinder pressure PC and the intake pressure PM. can do. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent an increase in the driving force required to open the intake valve 42, and as a result, the electromagnetically driven valve 3
8 can save power. Further, since the intake valve 42 is not opened when the in-cylinder pressure PC is higher than the intake pressure PM, backflow of burned gas from the combustion chamber 26 to the intake system side can be prevented.

【0037】なお、吸気弁42が開弁された状態では燃
焼室26と吸気ポート22とは連通する。このため、吸
気弁42が開弁されると、以後、筒内圧PCは吸気圧P
Mにほぼ等しい値に保たれる。本実施例において、吸気
圧PMについては、吸気圧センサ88の出力信号に基づ
いて検出することができる。一方、内燃機関に筒内圧P
Cを検出するためのセンサは設けられていない。そこ
で、本実施例では、下記の手法により、筒内圧PCを推
定することとしている。以下、本実施例において、筒内
圧PCを推定する手法について説明する。
When the intake valve 42 is open, the combustion chamber 26 and the intake port 22 communicate with each other. Therefore, when the intake valve 42 is opened, the in-cylinder pressure PC thereafter becomes the intake pressure P
It is kept approximately equal to M. In this embodiment, the intake pressure PM can be detected based on the output signal of the intake pressure sensor 88. On the other hand, the internal pressure P
No sensor for detecting C is provided. Therefore, in this embodiment, the in-cylinder pressure PC is estimated by the following method. Hereinafter, a method of estimating the in-cylinder pressure PC in the present embodiment will be described.

【0038】上述の如く、ピストン18が上死点に達し
た後、吸気弁42が閉弁状態に保持されると、燃焼室2
6は、吸気ポート22及び排気ポート24の双方から遮
断された状態で、その容積を増加させることになる。こ
の場合、ピストン18が上死点に達した後、吸気弁42
が開弁されるまでの期間において、燃焼室26内の気体
には断熱膨張が生ずる。従って、クランク角CAが上死
点をθだけ越えた状態での筒内圧PC及び燃焼室26の
容積を、それぞれ、PC(θ)及びV(θ)とし、ピス
トン18が上死点にある状態での筒内圧PC及び燃焼室
26の容積を、それぞれ、PC0及びV0とすると、次
の断熱膨張の式が成立する。
As described above, when the intake valve 42 is kept closed after the piston 18 reaches the top dead center, the combustion chamber 2
6 increases its volume while being shut off from both the intake port 22 and the exhaust port 24. In this case, after the piston 18 reaches the top dead center, the intake valve 42
During the period until the valve is opened, the gas in the combustion chamber 26 undergoes adiabatic expansion. Therefore, the cylinder pressure PC and the volume of the combustion chamber 26 when the crank angle CA exceeds the top dead center by θ are PC (θ) and V (θ), respectively, and the piston 18 is at the top dead center. Assuming that the in-cylinder pressure PC and the volume of the combustion chamber 26 are PC0 and V0, respectively, the following adiabatic expansion equation is established.

【0039】 PC0 ・V0 K =PC(θ)・V(θ)K ・・・ (1) ここで、Kは燃焼室26内に存在するガスの比熱比であ
り、既燃ガスについては約1.29である。(1)式に
おいて、V0 は内燃機関の構成に応じた一定の値をと
る。また、θとV(θ)の間には内燃機関の構成に応じ
た一定の関係が存在するので、θが指定されればV
(θ)は一意的に定められる。更に、PC0 はほぼ大気
圧に等しいと見なすことができる。従って、PC(θ)
は、これら既知のV0 、PC0 、V(θ)を用いて次式
により求めることができる。
PC 0 · V 0 K = PC (θ) · V (θ) K (1) where K is the specific heat ratio of the gas present in the combustion chamber 26, and It is about 1.29. In the equation (1), V 0 takes a constant value according to the configuration of the internal combustion engine. Further, since there is a certain relationship between θ and V (θ) according to the configuration of the internal combustion engine, if θ is specified, V
(Θ) is uniquely determined. Further, PC 0 can be considered to be approximately equal to atmospheric pressure. Therefore, PC (θ)
Can be obtained by the following equation using these known V 0 , PC 0 , and V (θ).

【0040】 PC(θ)=PC0 ・(V0 /V(θ))K ・・・ (2) なお、ピストン18が上死点にある状態での筒内圧PC
0 (以下、背圧PC0と称す)は、上記の如く、近似的
には大気圧と見なすことができるが、より正確には、内
燃機関の回転数Ne、及び内燃機関の負荷(スロットル
開度)に応じて変化する。すなわち、背圧P0 と回転数
Ne及びスロットル開度との間には、Neが高いほど、
また、スロットル開度が大きいほど、PC0 が高圧とな
るような関係が存在する。従って、回転数Ne及びスロ
ットル開度に基づいて背圧PC0を決定することで、筒
内圧PC(θ)をより高精度に推定することが可能とな
る。
PC (θ) = PC 0 · (V 0 / V (θ)) K (2) The in-cylinder pressure PC when the piston 18 is at the top dead center
0 (hereinafter referred to as the back pressure PC 0 ) can be approximately regarded as the atmospheric pressure as described above, but more precisely, the rotation speed Ne of the internal combustion engine and the load (throttle opening Degree). That is, between the back pressure P 0 and the rotation speed Ne and the throttle opening, as Ne is higher,
Further, as the throttle opening is large, there is a relation as PC 0 becomes high. Therefore, by determining the back pressure PC 0 based on the rotation speed Ne and the throttle opening, the in-cylinder pressure PC (θ) can be estimated with higher accuracy.

【0041】上記の手法により、ピストン18が上死点
を過ぎた後の各位置での筒内圧PC(θ)を推定するこ
とができる。そして、推定された筒内圧PC(θ)が、
吸気圧センサ88により検出された吸気圧PMを下回っ
た時点で、吸気弁42を開弁させることにより、上記の
如く、筒内圧PCと吸気圧PMとの差圧ΔPに起因して
吸気弁42に付与すべき駆動力が増加するのを防止する
ことができると共に、既燃ガスが燃焼室26から吸気系
側へ逆流するのを防止することができる。
By the above method, the cylinder pressure PC (θ) at each position after the piston 18 has passed the top dead center can be estimated. Then, the estimated in-cylinder pressure PC (θ) is
The intake valve 42 is opened when the intake pressure PM detected by the intake pressure sensor 88 falls below the predetermined value. As described above, the intake valve 42 is caused by the pressure difference ΔP between the in-cylinder pressure PC and the intake pressure PM. Can be prevented from increasing, and the burned gas can be prevented from flowing back from the combustion chamber 26 to the intake system side.

【0042】なお、筒内圧PCが吸気圧PMよりも高圧
の状態では、吸気弁42を開弁したとしても、燃焼室2
6に空気を吸入させることはできない。従って、本実施
例の如く、筒内圧PCが吸気圧PMを下回るまで吸気弁
42の開弁タイミングを遅延させることとしても、内燃
機関の動作に何ら影響を与えることはない。本実施例の
システムが有する上記の機能は、ECU10が所定のル
ーチンを実行することにより実現される。以下、ECU
10が実行するルーチンの内容について説明する。図4
は、本実施例において吸気弁42の開閉を制御すべくE
CU10が実行するルーチンの一例のフローチャートで
ある。図4に示すルーチンは所定の時間間隔で実行され
る定時割り込みルーチンである。
When the in-cylinder pressure PC is higher than the intake pressure PM, even if the intake valve 42 is opened, the combustion chamber 2
6 cannot inhale air. Therefore, even if the opening timing of the intake valve 42 is delayed until the in-cylinder pressure PC falls below the intake pressure PM as in the present embodiment, the operation of the internal combustion engine is not affected at all. The above functions of the system according to the present embodiment are realized by the ECU 10 executing a predetermined routine. Hereinafter, ECU
The contents of the routine executed by 10 will be described. FIG.
Is used to control the opening and closing of the intake valve 42 in this embodiment.
5 is a flowchart of an example of a routine executed by the CU 10. The routine shown in FIG. 4 is a regular interruption routine executed at predetermined time intervals.

【0043】図4に示すルーチンが起動されると、先
ず、ステップ100の処理が実行される。ステップ10
0では、現在、吸気弁42が開弁されているか否かが判
別される。その結果、吸気弁42が開弁されていると判
別されたならば、ステップ102において、吸気弁42
を閉弁するタイミングであるか否かが判別される。その
結果、吸気弁42を閉弁するタイミングであれば、ステ
ップ104において吸気弁42を閉弁させるための処
理、具体的には、電磁駆動弁38の第1電磁コイル62
に励磁電流を供給するための処理が実行された後、今回
のルーチンは終了される。一方、ステップ102におい
て吸気弁42を閉弁するタイミングでないならば、以後
何ら処理が実行されることなく今回のルーチンは終了さ
れる。
When the routine shown in FIG. 4 is started, first, the process of step 100 is executed. Step 10
At 0, it is determined whether or not the intake valve 42 is currently open. As a result, if it is determined that the intake valve 42 is open, in step 102, the intake valve 42
It is determined whether or not it is time to close the valve. As a result, if it is the timing to close the intake valve 42, a process for closing the intake valve 42 in step 104, specifically, the first electromagnetic coil 62 of the electromagnetic drive valve 38.
After the processing for supplying the exciting current to the CPU is performed, the current routine ends. On the other hand, if it is not the timing to close the intake valve 42 in step 102, the current routine ends without performing any processing thereafter.

【0044】上記ステップ100において、吸気弁42
は開弁されていないと判別された場合は、次に、ステッ
プ106の処理が実行される。ステップ106では、ク
ランク角センサ92の出力信号に基づいて、クランク角
CAが検出される。ステップ106の処理が終了される
と、次にステップ108の処理が実行される。ステップ
108では、クランク角CAが吸気行程に対応するか否
かが判別される。その結果、クランク角CAが吸気行程
に対応しないと判別された場合は、吸気弁42を開弁す
べきでないと判断されて、以後、何ら処理が実行される
ことなく今回のルーチンは終了される。一方、ステップ
108において、クランク角CAが吸気行程に対応する
と判別された場合は、続くステップ110以降におい
て、吸気弁42の開弁タイミングを決定するための処理
が実行される。
In step 100, the intake valve 42
If it is determined that is not opened, the process of step 106 is executed next. In step 106, the crank angle CA is detected based on the output signal of the crank angle sensor 92. When the process of step 106 is completed, the process of step 108 is executed next. In step 108, it is determined whether or not the crank angle CA corresponds to the intake stroke. As a result, when it is determined that the crank angle CA does not correspond to the intake stroke, it is determined that the intake valve 42 should not be opened, and thereafter, this routine ends without performing any processing. . On the other hand, if it is determined in step 108 that the crank angle CA corresponds to the intake stroke, a process for determining the valve opening timing of the intake valve 42 is executed in subsequent step 110 and subsequent steps.

【0045】ステップ110では、吸気圧センサ88の
出力信号に基づいて、吸気圧PMが検出される。ステッ
プ110の処理が終了されると、次にステップ112の
処理が実行される。ステップ112では、上記(2)式
に基づいて、筒内圧PC(θ)の推定演算が行われる。
なお、ECU10はその内部に、クランク角CAの上死
点からの経過量θと燃焼室26の容積V(θ)との関係
を示すテーブルを記憶している。そして、ECU10
は、PC(θ)の推定演算にあたって、このテーブルを
参照することによりV(θ)を決定する。ステップ11
2の処理が終了されると、次にステップ114におい
て、筒内圧PC(θ)と吸気圧PMとの間の差圧ΔP=
PC(θ)−PMが演算された後、次にステップ116
の処理が実行される。
In step 110, the intake pressure PM is detected based on the output signal of the intake pressure sensor 88. When the process of step 110 is completed, the process of step 112 is performed next. In step 112, an estimation calculation of the in-cylinder pressure PC (θ) is performed based on the above equation (2).
The ECU 10 stores therein a table indicating the relationship between the amount of elapsed θ from the top dead center of the crank angle CA and the volume V (θ) of the combustion chamber 26. And the ECU 10
Determines V (θ) by referring to this table when estimating PC (θ). Step 11
2 is completed, next, at step 114, the differential pressure ΔP between the in-cylinder pressure PC (θ) and the intake pressure PM =
After PC (θ) -PM is calculated, next at step 116
Is performed.

【0046】ステップ116では、差圧ΔPが負である
か否かが判別される。その結果、ΔP<0が成立するな
らば、吸気弁42を開弁すべきタイミングであると判断
されて、次にステップ118の処理が実行される。ステ
ップ118では、吸気弁42を開弁するための処理、具
体的には、電磁駆動弁38の第2電磁コイル66に励磁
電流を供給するための処理が実行される。ステップ11
8の処理が終了されると、今回のルーチンは終了され
る。一方、ステップ116において、ΔP<0が成立し
ない場合は、吸気弁42が開弁されることなく、今回の
ルーチンは終了される。
At step 116, it is determined whether or not the pressure difference ΔP is negative. As a result, if ΔP <0 holds, it is determined that it is time to open the intake valve 42, and the process of step 118 is executed next. In step 118, a process for opening the intake valve 42, specifically, a process for supplying an exciting current to the second electromagnetic coil 66 of the electromagnetically driven valve 38 is executed. Step 11
When the process of No. 8 is completed, the current routine is completed. On the other hand, if ΔP <0 is not established in step 116, the current routine is terminated without opening the intake valve 42.

【0047】上記のルーチンによれば、差圧ΔP(=P
C(θ)−PM)が負である場合にのみ吸気弁42が開
弁される。従って、本実施例のシステムによれば、上述
の如く、吸気弁42を開弁するのに要する駆動力が増大
するのを防止できると共に、既燃ガスが燃焼室26から
吸気系へ逆流するのを防止することができる。なお、上
記実施例においては、ECU10が図4に示すルーチン
のステップ110〜114の処理を実行することにより
請求項に記載した差圧検知手段が、ECU10がステッ
プ116の処理を実行するいことにより請求項に記載し
た開弁タイミング決定手段が、それぞれ実現されてい
る。
According to the above routine, the differential pressure ΔP (= P
The intake valve 42 is opened only when C (θ) -PM) is negative. Therefore, according to the system of the present embodiment, as described above, it is possible to prevent the driving force required to open the intake valve 42 from increasing, and to prevent the burned gas from flowing backward from the combustion chamber 26 to the intake system. Can be prevented. In the above embodiment, when the ECU 10 executes the processing of steps 110 to 114 of the routine shown in FIG. 4, the differential pressure detecting means described in the claims makes it possible for the ECU 10 to execute the processing of step 116. The valve opening timing determining means described in the claims is realized respectively.

【0048】なお、上記実施例においては、内燃機関が
吸気圧センサ88を備えるものとし、その出力信号に基
づいて吸気圧PMを検出することとした。しかしなが
ら、本発明はこれに限定されるものではなく、吸気圧セ
ンサに代えて、吸気管に吸入される空気流量Qaを検出
するエアフローメータを備える型式の内燃機関に適用す
ることもできる。この場合は、空気流量Qa、吸気圧P
M、及び内燃機関の回転数Neの間には一定の関係が成
立するため、空気流量Qa及び回転数Neに基づいて吸
気圧PMを推定することとすればよい。あるいは、空気
流量Qaはスロットル開度に応じて変化するため、スロ
ットル開度及び回転数Neに基づいて吸気圧PMを推定
することとしてもよい。
In the above embodiment, the internal combustion engine is provided with the intake pressure sensor 88, and the intake pressure PM is detected based on the output signal. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an internal combustion engine of a type including an air flow meter for detecting the flow rate Qa of air taken into the intake pipe, instead of the intake pressure sensor. In this case, the air flow rate Qa, the intake pressure P
Since a certain relationship is established between M and the rotation speed Ne of the internal combustion engine, the intake pressure PM may be estimated based on the air flow rate Qa and the rotation speed Ne. Alternatively, since the air flow rate Qa changes according to the throttle opening, the intake pressure PM may be estimated based on the throttle opening and the rotation speed Ne.

【0049】また、上記実施例においては、筒内圧PC
を(2)式を用いて推定することとしたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、内燃機関の各気筒に圧力
センサを設け、その出力信号により筒内圧PCを直接検
出することとしてもよい。あるいは、1つの気筒にのみ
圧力センサを設けてその気筒の筒内圧を検出し、他の気
筒の筒内圧PCについては、その検出値と気筒間のクラ
ンク角関係とを用いて推定することとしてもよい。
In the above embodiment, the cylinder pressure PC
Is estimated using the equation (2). However, the present invention is not limited to this, and a pressure sensor is provided for each cylinder of the internal combustion engine, and the in-cylinder pressure PC is directly detected based on an output signal thereof. It may be. Alternatively, a pressure sensor may be provided for only one cylinder to detect the in-cylinder pressure of that cylinder, and the in-cylinder pressure PC of another cylinder may be estimated using the detected value and the crank angle relationship between the cylinders. Good.

【0050】更に、上記実施例においては、差圧ΔPが
負となった場合に吸気弁42を開弁させるものとした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、差圧ΔP
が、吸気弁42を開弁側に駆動するのに要する駆動力の
増加、及び、既燃ガスの燃焼室26から吸気系への逆流
が支障を生じさせない程度に減少したと判断される時点
で、吸気弁42を開弁させることとしてもよい。
Further, in the above embodiment, the intake valve 42 is opened when the differential pressure ΔP becomes negative. However, the present invention is not limited to this, and the differential pressure ΔP
However, at the time when it is determined that the driving force required to drive the intake valve 42 to the valve opening side and that the backflow of the burned gas from the combustion chamber 26 to the intake system has decreased to a level that does not cause a problem. Alternatively, the intake valve 42 may be opened.

【0051】[0051]

【発明の効果】上述の如く、請求項1及び2記載の発明
によれば、筒内圧と吸気圧との差圧が吸気弁の開弁側へ
の変位を妨げることのない状態で吸気弁を開弁させるこ
とができる。従って、本発明によれば、吸気弁を開弁す
るのに必要な駆動力の増加を防止することができる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the intake valve is operated in a state where the differential pressure between the in-cylinder pressure and the intake pressure does not hinder the displacement of the intake valve toward the valve opening side. The valve can be opened. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent an increase in driving force required for opening the intake valve.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である電磁弁の制御装置が適
用された内燃機関の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine to which a control device for an electromagnetic valve according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】内燃機関が備える電磁駆動弁の全体構成図であ
る。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an electromagnetically driven valve provided in the internal combustion engine.

【図3】(A)はクランク角CAと排気弁及び吸気弁の
開閉状態との関係を示す図である。(B)はクランク角
CAと筒内圧PC及び吸気圧PMとの関係を示す図であ
る。
FIG. 3A is a diagram showing a relationship between a crank angle CA and an open / closed state of an exhaust valve and an intake valve. (B) is a diagram showing the relationship between the crank angle CA and the in-cylinder pressure PC and the intake pressure PM.

【図4】本実施例において、ECUが吸気弁を開閉させ
るべく実行するルーチンの一例のフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart of an example of a routine executed by an ECU to open and close an intake valve in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ECU 38 電磁駆動弁 42 吸気弁 88 吸気圧センサ 10 ECU 38 Electromagnetically driven valve 42 Intake valve 88 Intake pressure sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の吸気弁として機能する弁体
と、該弁体を開弁側へ駆動する電磁石とを備える電磁弁
を所定のタイミングで開閉させる電磁弁の制御装置であ
って、 吸気圧と筒内圧との間の差圧を検出又は推定する差圧検
知手段と、 前記差圧に基づいて前記弁体を開弁するタイミングを決
定する開弁タイミング決定手段とを備えることを特徴と
する電磁弁の制御装置。
1. An electromagnetic valve control device for opening and closing at a predetermined timing an electromagnetic valve including a valve body functioning as an intake valve of an internal combustion engine and an electromagnet for driving the valve body to a valve opening side. A differential pressure detecting unit that detects or estimates a differential pressure between an atmospheric pressure and an in-cylinder pressure; anda valve opening timing determining unit that determines a timing at which the valve element is opened based on the differential pressure. Control device for the solenoid valve.
【請求項2】 請求項1記載の電磁弁の制御装置におい
て、 前記開弁タイミング決定手段は、前記筒内圧が前記吸気
圧に比して低圧である場合にのみ前記弁体の開弁を許可
することを特徴とする電磁弁の制御装置。
2. The electromagnetic valve control device according to claim 1, wherein the valve opening timing determining means permits the valve body to open only when the in-cylinder pressure is lower than the intake pressure. A control device for a solenoid valve.
JP10082088A 1998-03-27 1998-03-27 Control device for solenoid valve Withdrawn JPH11280432A (en)

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