WO1999030068A1 - Dispositif de commande d'electrovanne - Google Patents

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WO1999030068A1
WO1999030068A1 PCT/JP1998/005528 JP9805528W WO9930068A1 WO 1999030068 A1 WO1999030068 A1 WO 1999030068A1 JP 9805528 W JP9805528 W JP 9805528W WO 9930068 A1 WO9930068 A1 WO 9930068A1
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switching means
series circuit
power supply
valve
electromagnet
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PCT/JP1998/005528
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French (fr)
Inventor
Akihiro Yanai
Yoshinori Kadowaki
Toshio Fuwa
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
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    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0253—Fully variable control of valve lift and timing using camless actuation systems such as hydraulic, pneumatic or electromagnetic actuators, e.g. solenoid valves
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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation

Definitions

  • the present invention relates to a drive device for an electromagnetic valve, and is particularly suitable for driving a plurality of valve bodies that operate in synchronization with each other, such as a plurality of intake valves and an exhaust valve provided in each cylinder of an internal combustion engine.
  • the present invention relates to a drive device for an electromagnetic valve.
  • an electromagnetic valve used as an intake or exhaust valve of an internal combustion engine has been known, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-2846426.
  • the electromagnetic valve includes an armature displaced integrally with the valve body, a pair of electromagnetic coils disposed above and below the armature, and a spring for urging the valve body toward a neutral position.
  • the valve body and the armature are held at the neutral position.
  • the valve element and the armature are attracted toward the upper electromagnetic coil, while the excitation current is supplied to the lower electromagnetic coil. If so, the valve body and armature are sucked toward the lower electromagnetic coil. Therefore, according to the above-described conventional electromagnetic valve, the valve element can be opened and closed by supplying an appropriate exciting current to each electromagnetic coil alternately. In this case, the displacement ends of the valve body on the valve closing side and the valve opening side are regulated by the armature being attracted to the electromagnetic coil.
  • the exciting current supplied to each of the electromagnetic coils is controlled by an H-shaped bridge circuit.
  • This H-type bridge circuit is composed of a total of four switching means provided between each terminal of the electromagnetic coil and the positive and negative sides of the power supply. According to such an H-bridge circuit, one pair of switching means located diagonally across the electromagnetic coil is turned on, and the other pair is turned off, so that the electromagnetic coil can be turned off.
  • a voltage in a predetermined direction can be applied.
  • a voltage in a direction opposite to the predetermined direction can be applied to the electromagnetic coil. Therefore, when the valve body approaches the displacement end, each switching means of the H-shaped bridge circuit is switched on and off, and a voltage in a direction opposite to the exciting current is applied to the electromagnetic coil.
  • the electromagnetic force generated by the electromagnetic coil can be quickly eliminated.
  • the conventional electromagnetic valve requires four switching means for each electromagnetic coil. That is, one electromagnetic valve has two electromagnetic coils, so eight switching means are required for one electromagnetic valve. Therefore, for example, when the above-mentioned conventional electromagnetic valve is applied to a four-cylinder four-valve engine, 128 switching means are required, and the cost of a driving device for driving the electromagnetic valve is reduced. Will rise. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to reduce the number of switching means required to control an exciting current to an electromagnetic coil for driving a valve element.
  • a first electromagnet for driving the valve body in a first predetermined direction and a second electromagnet for driving the valve body in a second predetermined direction are provided, and An electromagnetic valve driving device that opens and closes the valve body with a second electromagnet, Two of the above-mentioned valve elements are made into one valve element group, and a drive circuit is collectively provided for each of the valve element groups,
  • the drive circuit comprises three series circuits in which three switching means are connected in series between a first power supply terminal on the high voltage side and a second power supply terminal on the low voltage side,
  • the four electromagnets corresponding to each valve element group are achieved by an electromagnetic valve driving device that connects a series connection between the switching means between different series circuits.
  • each valve element is driven in the first and second predetermined directions by the first and second electromagnets, respectively.
  • Two of the valve elements constitute one valve element group, and a drive circuit is provided for each of the valve element groups.
  • the drive circuit is composed of three series circuits in which three switching means are connected in series. Therefore, the exciting currents for the four electromagnets corresponding to the two valve elements can be controlled using nine switching means.
  • the four electromagnets are each connected between different series circuits. Therefore, by combining the ON / OFF state of the switching means of each series circuit, it is possible to supply an exciting current in both directions to each electromagnet and to allow the current flowing through each electromagnet to flow into the first power supply terminal. Thus, the electromagnetic force acting on the valve element can be quickly eliminated.
  • the drive circuit has first to third switching means connected in series from the first power supply terminal side between the first power supply terminal and the second power supply terminal. It is composed of the first to third series circuits,
  • the four electromagnets are connected to a connection between the first and second switching means of the first series circuit and a connection to the first and second switching means of the second series circuit, respectively. Between the connection of the second and third switching means of the first series circuit and the connection of the second and third switching means of the second series circuit; Between the connection of the first and second switching means of the circuit and the connection of the first and second switching means of the third series circuit, and the second connection of the second series circuit. And a connection between the connection of the third switching means and the connection of the second and third switching means of the third series circuit.
  • the drive circuit includes first to third series circuits in which first to third switching means are connected in series between a first power supply terminal and a second power supply terminal.
  • Four electromagnets are connected between the series circuits.
  • the first series means is connected from the second series circuit side. A state is formed in which the exciting current is supplied in the direction toward the circuit side (hereinafter referred to as the first direction).
  • first electromagnet corresponding to one of the valve bodies of each valve body group is connected to the connection between the first and second switching means of the first series circuit and the first and second parts of the second series circuit.
  • a second electromagnet connected to the second switching means and a connection portion with the second switching means, and a second electromagnet corresponding to the one valve body is connected to a connection portion between the second and third switching means of the first series circuit; And a connection portion between the second series circuit and the second and third switching means,
  • the first electromagnet corresponding to the other valve element is connected to the second electromagnet of the second series circuit.
  • a second electromagnet connected between the connection part of the second and third switching means and the connection part of the second and third switching means of the third series circuit, and corresponding to the other valve body; May be connected between the connection of the first and second switching means of the second series circuit and the connection of the first and second switching means of the third series circuit.
  • the first electromagnet corresponding to one valve element (hereinafter, referred to as a first valve element) of each valve element group is connected to the first and second switching means of the first series circuit. And a connection part between the first and second switching means of the second series circuit.
  • the second electromagnet corresponding to the first valve body is connected to the connection between the second and third switching means of the first series circuit and the second and third switching means of the second series circuit. And the connection part.
  • the first electromagnet corresponding to the other valve element (hereinafter, referred to as the second valve element) of each valve element group is connected to the connection portion between the second and third switching means of the second series circuit.
  • the third series circuit is connected between the connection portions of the second and third switching means.
  • the second electromagnet corresponding to the second valve element is connected to the connection between the first and second switching means of the second series circuit and the first and second switching means of the third series circuit. It is connected between the connection part.
  • the first and second switching means of the first series circuit, the first and third switching means of the second series circuit, and the second and third switching means of the third series circuit are turned on.
  • an exciting current is supplied to the second electromagnet of the first valve body in a direction from the first series circuit side to the second series circuit side, and the second electromagnet of the second valve body is subjected to the second electromagnet.
  • a state is formed in which the exciting current is supplied in the direction from the second series circuit side to the third series circuit side.
  • the second and third switching means of the first series circuit, the first and third switching means of the second series circuit, and the first and second switching means of the third series circuit When the means is turned on, an exciting current in a direction from the second series circuit toward the first series circuit is supplied to the first electromagnet of the first valve, and the first electromagnet is supplied to the first electromagnet of the second valve.
  • a state is formed in which an exciting current is supplied to the electromagnet from the third series circuit side toward the second series circuit side.
  • the direction of the exciting current supplied to each electromagnet in these two states is referred to as a positive direction, and the opposite direction is referred to as a reverse direction.
  • a state in which a positive exciting current is supplied to the electromagnet is referred to as a power supply state.
  • the first switching means of the first series circuit, the second switching means of the second series circuit, and the third switching means of the third series circuit are turned on. Then, a state is formed in which the first electromagnet of the first valve body and the first electromagnet of the second valve body are in a regenerative / reverse current state.
  • the first and second switching means of the first series circuit and the third switching means of the second series circuit are turned on, the second electromagnet of the first valve body supplies power. A state is formed.
  • the first switching means of the second series circuit and the second and third switching means of the third series circuit are turned on, the second electromagnet of the second valve element is turned on. The state of supply supply is formed.
  • the first electromagnet of the second valve element supplies power. A state is formed. Also, when the second and third switching means of the first series circuit and the first switching means of the second series circuit are turned on, the first electromagnet of the first valve body is turned on. A state in which the power supply is turned off is formed. When the third switching means of the first series circuit and the first and second switching means of the second series circuit are turned on, the second electromagnet of the first valve element regenerates and reverses. A current state is formed. When the second and third switching means of the second series circuit and the first switching means of the third series circuit are turned on, the second electromagnet of the second valve body is regenerated. ⁇ A reverse current state is formed o
  • the second and third switching means of the first series circuit, the first switching means of the second series circuit, and the second and third switching means of the third series circuit are turned on.
  • a state is formed in which the first electromagnet of the first valve body and the second electromagnet of the second valve body are in the power supply state.
  • the first and second switching means of the first series circuit, the third switching means of the second series circuit, and the first and second switching means of the third series circuit are turned on.
  • the first switching element and / or the first switching element or both of the first switching element and the second switching element are provided by the nine switching means according to the combination of the ON / OFF states.
  • the electromagnet 2 can be in a power supply state or a regenerative / reverse current state. In the regenerative / reverse current state, the exciting current flowing through the electromagnet rapidly decreases, and the exciting current in the opposite direction is supplied, so that the electromagnetic force generated by the electromagnet is quickly eliminated. Perish. Therefore, by appropriately realizing the power supply state and the regenerative / reverse current state of each electromagnet in accordance with the operation of the valve, the electromagnetic force acting on the valve after driving the valve can be quickly obtained at the required timing. It can be extinguished.
  • a first electromagnet for driving the valve element in a first predetermined direction and a second electromagnet for driving the valve element in a second predetermined direction are provided, and the first and second electromagnets are provided.
  • Two of the valve elements are defined as one valve element group, and a drive circuit is collectively provided for each of the valve element groups,
  • the drive circuit includes a first and a second series circuit in which three switching means are connected in series between a first power supply terminal on a high voltage side and a second power supply terminal on a low voltage side; Two switching means, and between the second power supply terminal and the second power supply terminal, are arranged so as to allow a current to flow from the second power supply terminal side to the first power supply terminal side.
  • One diode and a third series circuit connected in series with the diode at the center,
  • the four electromagnets corresponding to each valve element group are connected to a connection between a switching means of the third series circuit and a diode, and a connection between the switching means of the first or second series circuit. This is also achieved by an electromagnetic valve drive connected between them.
  • the drive circuit includes first and second series circuits in which three switching means are connected in series, and a diode that allows current to flow from the low voltage side to the high voltage side between the two switching means. And a third series circuit connected in series. Therefore, the exciting current for the four electromagnets can be controlled by eight switching means and one diode. Each of the four electromagnets It is connected between the third series circuit and the first or second series circuit.
  • an exciting current in a predetermined direction can be supplied to each electromagnet, and the exciting current flowing through each electromagnet can be supplied to the first magnet.
  • the electromagnetic force acting on the valve can be quickly eliminated.
  • the drive circuit has first to third switching means connected in series from the first power supply terminal side between the first power supply terminal and the second power supply terminal.
  • First and second series circuits, and first switching means serially connected in series from the first power supply terminal side between the first power supply terminal and the second power supply terminal;
  • a diode provided to allow current flow from the power supply terminal side to the first power supply terminal side, and a third series circuit having second switching means.
  • the four electromagnets are respectively connected between a connection of the first and second switching means of the first series circuit and a connection of the first switching means and the diode of the third series circuit.
  • the second series circuit between a connection between the second and third switching means of the first series circuit and a connection between the diode and the second switching means of the third series circuit; Between the connection part of the first and second switching means and the connection part of the first switching means and the diode of the third series circuit; and the second and the second parts of the second series circuit.
  • a connection may be made between the connection of the third switching means and the connection of the diode of the third series circuit and the connection of the second switching means.
  • the drive circuit comprises: first and second series circuits each having first to third switching means connected in series between a first power supply terminal and a second power supply terminal; and a first switching circuit.
  • Means a diode that allows the flow of current from the second power terminal side to the first power terminal side.
  • a third series circuit in which the second switching means is connected in series from the first power supply terminal side to the second power supply terminal side. That is, eight switching means and one diode are provided for four electromagnets. The four electromagnets are connected between a first or second series circuit and a third series circuit.
  • the electromagnet connected between the connection between the first and second switching means of the first series circuit and the connection between the first switching means and the diode of the third series circuit.
  • the first series circuit is connected from the third series circuit side.
  • a state is formed in which the exciting current in the first direction toward the circuit is supplied.
  • the exciting current flowing in the first direction is reduced to the first direction.
  • a state in which the power flows into the power supply terminal 1 is formed.
  • a similar state is formed by a combination of the ON / OFF states of the switching means.
  • first electromagnet corresponding to one of the valve bodies of each valve body group is connected to the connection between the first and second switching means of the first series circuit and the first electromagnet of the third series circuit.
  • a second electromagnet connected between the switching means and the connection part of the diode, and a second electromagnet corresponding to the one valve body being connected to the connection part of the second and third switching means of the first series circuit and the second electromagnet; Connected between the second switching means of the series circuit of No. 3 and the junction of the diode;
  • the first electromagnet corresponding to the other valve body is connected to the connection between the second and third switching means of the second series circuit and the second switching means and the diode of the third series circuit.
  • a second electromagnet connected to the connection portion between the first and second switching means of the second series circuit and the third series circuit. Connection between the first switching means and the connection of the diode It may be.
  • the first electromagnet corresponding to one valve element (hereinafter, referred to as a first valve element) of each valve element group is connected to the first and second switching means of the first series circuit. And a first switching means of the third series circuit and a connection portion of the diode.
  • the second electromagnet corresponding to the first valve body is connected to the connection between the second and third switching means of the first series circuit, the second switching means of the third series circuit, and the diode. Connected to the connection part of the node.
  • the first electromagnet corresponding to the other valve element (hereinafter, referred to as a second valve element) of each valve element group is connected to a connection portion between the second and third switching means of the second series circuit.
  • the third series circuit is connected between the second switching means and the junction of the diode. Further, the second electromagnet corresponding to the second valve body is connected to the connection between the first and second switching means of the second series circuit and the first switching means and the diode of the third series circuit. Connected between the unit.
  • the first and second switching means of the first series circuit, the second and third switching means of the second series circuit, and the first and second switching means of the third series circuit are turned on. Then, an exciting current in a direction from the first series circuit side to the third series circuit side is supplied to the second electromagnet of the first valve body, and the third electromagnet of the second valve body is supplied with the third electromagnet. Thus, a state is formed in which the exciting current is supplied in the direction from the series circuit side to the second series circuit side.
  • the second and third switching means of the first series circuit, the first and second switching means of the second series circuit, and the first and second switching means of the third series circuit When the switching means is turned on, an exciting current is supplied to the first electromagnet of the first valve body from the third series circuit toward the first series circuit, and the first electromagnet is supplied to the first electromagnet of the second valve.
  • a state is formed in which the exciting current is supplied to the electromagnet in the direction from the second series circuit side to the third series circuit side.
  • the direction of the exciting current supplied to each electromagnet in these two states is referred to as the positive direction, and the opposite direction is used. Is referred to as a reverse direction.
  • a state in which a positive exciting current is supplied to the electromagnet is referred to as a power supply state.
  • the third switching means of the first series circuit and the first switching means of the second series circuit are turned on, the second electromagnet and the second switching element of the first valve body are turned on.
  • a state is established in which the positive exciting current flowing through the second electromagnet of the valve element flows into the first power supply terminal side.
  • the state in which the positive exciting current flowing through the electromagnet flows into the first power supply terminal side is referred to as the regenerative state of the electromagnet.
  • the first switching means of the first series circuit and the third switching means of the second series circuit are turned on, the first electromagnet and the second valve body of the first valve body are turned on. A state in which the first electromagnet is brought into a regenerative state is formed.
  • the second electromagnet of the first valve body is turned on. Is formed. Also, when the second and third switching means of the second series circuit and the first switching means of the third series circuit are turned on, the second valve body is turned on. The state where the electromagnet is in the power supply state is formed.
  • the first electromagnet of the second valve body is in a power supply state. Is formed.
  • the second and third switching means of the first series circuit and the first switching means of the third series circuit are turned on, the first electromagnet of the first valve body is turned on. The power supply state is formed.
  • the state where the second electromagnet of the first valve body is in the regenerative state. Is formed.
  • the first switching means of the second series circuit and the second switching means of the third series circuit are turned on, the second electromagnet of the second valve body is brought into a regenerative state. The formed state is formed.
  • the second and third switching means of the first series circuit, the second and third switching means of the second series circuit, and the first switching means of the third series circuit are turned on. Then, a state is formed in which the first electromagnet of the first valve body and the second electromagnet of the second valve body are in the power supply state.
  • the first and second switching means of the first series circuit, the first and second switching means of the second series circuit, and the second switching means of the third series circuit When is turned on, a state is established in which the first electromagnet of the second valve body and the second electromagnet of the first valve body are in the power supply state.
  • the eight switching means and one diode provide one or both of the first valve body and the second valve body in accordance with the combination of the ON / OFF state of each switching means.
  • the first or second electromagnet can be in a power supply state or a regenerative state. In the regenerative state, the exciting current flowing through the electromagnet decreases quickly, so that the electromagnetic force generated by the electromagnet disappears quickly. Therefore, by appropriately realizing the power supply state and the regenerative state of each magnetic stone according to the operation of the valve, the electromagnetic force acting on the valve immediately disappears at the required timing after the valve is driven. Can be done.
  • the switching means includes a switching element that performs on / off operation, and a current flowing from the second power supply terminal side to the first power supply terminal side in parallel with the switching element. And a diode provided in the device.
  • each switching means is a switch that operates on and off. It has a switching element and a diode provided in parallel with the switching element so as to allow a current to flow from the second power supply terminal side to the first power supply terminal side. Therefore, each switching means allows current to flow from the second power supply terminal side to the first power supply terminal side even when the switching means is in the off state. For this reason, when the supply of the exciting current to the electromagnet is interrupted, the on / off state of the switching means is set so that the closed circuit including the diode and the electromagnetic coil of the switching means is conducted. By setting, the flywheel current can flow through this electromagnet.
  • an excitation current having a predetermined current waveform may be supplied to each of the electromagnets by switching a combination of ON and OFF states of the switching means.
  • an excitation current having a predetermined current waveform is supplied to each electromagnet by switching the combination of the ON / OFF state of the switching means. Therefore, according to the present invention, it is possible to control the current waveform of the exciting current supplied to the electromagnet while reducing the number of switching means.
  • the predetermined current waveform may include a predetermined positive current waveform portion in a positive direction and a reverse current waveform portion in a direction opposite to the positive direction.
  • the valve body when a positive exciting current is supplied to the electromagnet, the valve body is driven by the electromagnet.
  • an exciting current in the opposite direction is supplied to the electromagnet after the valve body is driven, the electromagnetic force generated by the electromagnet is quickly extinguished. Accordingly, since the current waveform of the exciting current supplied to the electromagnet includes the positive current waveform portion and the reverse current waveform portion, the valve body is driven by the electromagnetic force generated by the electromagnet, and then the electromagnetic force is applied to the required tie. It can be extinguished promptly by mining.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an electromagnetic valve driving device according to an embodiment of the present invention. It is.
  • FIG. 2 is a diagram showing a current waveform of an exciting current supplied to the upper coil and the lower coil when two electromagnetic valves are driven to open and close together in the present embodiment, and an operation of the electromagnetic valve corresponding to this current waveform.
  • FIG. 3 is an internal configuration diagram of the ECU provided in the electromagnetic valve driving device of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation state of the drive circuit in which both the # 1 hot coil and the # 2 hot coil are in a power supply state.
  • FIG. 5 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which both the # 1 and # 2 upper coils are in a flywheel state.
  • FIG. 6 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which both the # 1 and # 2 atpacoils are in a flywheel state.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation state of the drive circuit in which both the # 1 end coil and the # 2 upper coil are in a regenerative / reverse current state.
  • FIG. 8 shows the supply to the # 1 upper coil, # 1 lower coil, # 2 upper coil, and # 2 lower coil when the # 1 electromagnetic valve is opened and closed and the # 2 electromagnetic valve is kept closed in this embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a current waveform of an exciting current to be applied.
  • FIG. 9 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which the # 1 upper coil is in a power supply state and the # 2 upper coil is in a flywheel state.
  • FIG. 10 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which the # 1 up-coil is in a flywheel state and the # 2 end-up coil is in a power supply state.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an operation state of the drive circuit in which the # 1 upper coil is in the regenerative / reverse current state and the # 2 upper coil is in the flywheel state.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation state of the drive circuit in the down state.
  • FIG. 13 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which the # 1 lower coil is set to the power supply state and the # 2 upper coil is set to the flywheel state.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an operation state of the drive circuit in which the # 1 lower coil is in a flywheel state and the # 2 upper coil is in a power supply state.
  • FIG. 15 is a diagram showing the operating state of the drive circuit in which both the # 1 lower coil and the # 2 upper coil are in a flywheel state.
  • FIG. 16 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which the # 1 lower coil is in the regenerative / reverse current state and the # 2 atpa coil is in the flywheel state.
  • FIG. 17 is an internal configuration diagram of the ECU provided in the electromagnetic valve driving device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an operation state of the drive circuit in which both the # 1 upper coil and the # 2 upper coil are in the regenerative state.
  • FIG. 19 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which the # 1 hot coil is in the regenerative state and the # 2 hot coil is in the flywheel state.
  • FIG. 20 is a diagram showing an operation state of the drive circuit in which the # 1 lower coil is in the regenerative state and the # 2 upper coil is in the flywheel state.
  • FIG. 21 is a diagram showing a current waveform of an exciting current supplied to the upper coil and the lower coil when the two electromagnetic valves are both opened and closed in the present embodiment.
  • FIG. 22 shows that in this embodiment, when the # 1 solenoid valve is opened and closed and the # 2 solenoid valve is kept closed, the # 1 upper coil, # 1 lower coil, # 2 upper coil, and # 2 lower coil are supplied.
  • FIG. 3 is a diagram showing a current waveform of an exciting current to be applied.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of an electromagnetic valve driving device according to an embodiment of the present invention.
  • the electromagnetic valve driving device of the present embodiment includes an electronic control unit (hereinafter, referred to as ECU) 10 and an electromagnetic valve 12.
  • ECU 10 is connected to a crank position sensor (hereinafter referred to as CP sensor).
  • CP sensor crank position sensor
  • the CP sensor 14 is a sensor that outputs a reference signal and a crank angle signal.
  • the reference signal is output each time the crank angle of the internal combustion engine matches a predetermined reference angle.
  • the ECU 10 detects the crank angle of the internal combustion engine based on the output signal of the CP sensor 14 and controls the electromagnetic valve 12 using the detection result.
  • the electromagnetic valve 12 includes a valve element 16.
  • the electromagnetic valve 12 is applied to a 4-cylinder 4-valve internal combustion engine. That is, four solenoid valves 12 are provided for each cylinder of the internal combustion engine, of which the valve body 16 of two solenoid valves 12 constitutes an intake valve, and the valve of the other two solenoid valves 12 Body 16 constitutes the exhaust valve.
  • the valve element 16 is disposed on the cylinder head 18 so as to be exposed in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • An intake port (or exhaust port) 20 is provided in a cylinder head 18 of the internal combustion engine.
  • the intake port (or exhaust port) 20 is provided with a valve seat 22 for the valve element 16.
  • the intake port (or exhaust port) 20 becomes conductive when the valve body 16 is seated on the valve seat 22, and is shut off when the valve body 16 is seated on the valve seat 22. Becomes
  • a valve shaft 24 is fixed to the valve body 16.
  • the valve shaft 24 is held slidably in the axial direction by a valve guide 26.
  • the valve guide 26 is supported by the cylinder head 18.
  • a lower cap 28 of the solenoid valve 12 is fixed to the valve guide 26, and an armature shaft 30 made of a non-magnetic material is provided above the valve shaft 24.
  • a lower retainer 32 is fixed to the upper end of the valve shaft 24.
  • a lower spring 34 is disposed between the lower retainer 32 and the lower cap 28. The lower spring 34 urges the lower retainer 32, that is, the armature shaft 30 and the valve body 16 upward in FIG.
  • an attachment 36 is fixed.
  • an attachment 36 is fixed.
  • the spring spring 38 urges the retainer 36, that is, the armature shaft 30 and the valve body 16 downward in FIG.
  • a cylindrical aperture cap 40 is provided around the aperture spring 38.
  • An adjustment bolt 42 is provided at the upper end of the Atsukyap 40. The upper end of the aperture spring 38 is in contact with the adjuster bolt 42.
  • the armature 44 is joined to the machiya shaft 30.
  • the armature 44 is an annular member made of a magnetic material.
  • a first electromagnet 46 is provided above armature 44.
  • the first electromagnetic stone 46 includes an upper coil 48 and an upper core 50.
  • a second electromagnet 52 is disposed below the armature 44.
  • the second electromagnet 52 includes a lower coil 54 and a lower core 56.
  • the upper coil 48 and the lower coil 54 are connected to the ECU 10.
  • An excitation current is supplied from the ECU 10 to the upper coil 48 and the mouth coil 54.
  • the upper core 50 and the lower core 56 are members made of a magnetic material, and the armature shaft 30 is slidably held at a central portion thereof.
  • the first electromagnet 46 and the second electromagnet 52 are held by the outer cylinder 58 so that a predetermined space is maintained between them.
  • the neutral position of the armature 44 is adjusted to an intermediate point between the first electromagnet 46 and the second electromagnet by the azimuth bolt 42.
  • a magnetic flux can be generated by the upper coil 48 by supplying an exciting current to the upper coil 48.
  • the magnetic flux generated by the upper coil 48 flows through a path including the upper core 50 and the armature 44.
  • an electromagnetic force is generated between the armature 44 and the first electromagnet 46 so as to attract the armature 44 to the first electromagnet 46.
  • the electromagnetic valve 12 by supplying an appropriate excitation current to the upper coil 48, the armature 44, the armature shaft 30, the valve body 16, and the like are moved to the first electromagnet 46 side. Can be displaced.
  • the armature shaft 30 can be displaced toward the first electromagnet 46 until the armature 44 comes into contact with the upper core 50.
  • the valve element 16 closes the intake port (or exhaust port) 20 in a situation where the fermenter 44 contacts the upper core 50. Therefore, according to the electromagnetic valve 12, the valve body 16 can be fully closed by supplying an appropriate excitation current to the upper coil 48.
  • the upper spring 38 and the lower spring 34 bias the armature shaft 30 toward the neutral position.
  • the armature shaft 30 starts a simple vibration motion according to the spring force of the upper spring 38 and the lower spring 34.
  • a magnetic flux can be generated by the lower coil 54 by supplying an exciting current to the lower coil 54.
  • the magnetic flux generated by the aperture coil 54 flows through a path including the lower core 56 and the armature 44. At this time, an electromagnetic force is generated between the armature 44 and the second electromagnetic stone 52 so as to attract the armature 44 to the second electromagnet 52.
  • the electromagnetically driven valve 12 by supplying an appropriate exciting current to the mouth coil 54, the energy loss caused by sliding of the armature shaft 30 is compensated, and the armature 44 becomes the second. electromagnet The armature shaft 30 can be displaced until it comes into contact with 52. The valve element 16 is fully opened when the armature 44 contacts the second electromagnet 52. Therefore, according to the electromagnetic valve 12, the supply of the excitation current to the upper coil 48 is stopped, and then the supply of the excitation current to the lower coil 54 is started at a predetermined timing, whereby the valve body 16 Can be changed from the fully closed state to the fully open state.
  • valve body 16 When the supply of the exciting current to the lower coil 54 is stopped after the valve body 16 reaches the fully open state, the valve body 16 starts displacing toward the fully closed position in accordance with the operation of the simple vibration. Thereafter, the valve element 16 can be opened and closed by repeatedly supplying an exciting current to the fat coil 48 and the lower coil 54 at an appropriate timing.
  • the armature 44 and the first electromagnet 46 or the second electromagnet 52 at the time when the armature 44 abuts on the first electromagnet 46 or the second electromagnet 52. If the electromagnetic suction force between the two can be used as a hole, the impact force acting between them can be reduced, and the generation of impact noise can be suppressed, and the durability of the electromagnetic valve 12 can be improved. it can. Further, in this case, the armature 44 can be quickly separated from the first electromagnet 46 or the second electromagnet 52, so that excellent responsiveness of the electromagnetic valve 12 can be realized. From this point of view, it is desirable that the electromagnetic attraction between the Ryoichi Matya 44 and the first electromagnet 46 or the second electromagnet 52 be quickly eliminated at a desired timing.
  • FIG. 2 shows the current waveform (FIGS. 2 (a) and (b)) of the exciting current used in the electromagnetic valve 12 from the above viewpoint, and the displacement pattern of the valve element 16 obtained from the current waveform (FIG. Fig. 2 (c)) is shown.
  • the exciting current supplied to the upper coil 48 is a suction period during which the valve body 16 is displaced from the fully open position to the fully closed position (periods A and B shown in FIG. 2 (a)).
  • the transition period (see FIG. 2) is almost synchronized with the timing when the valve body 16 reaches the fully closed position.
  • the current is controlled to be equal to the holding current IH (the period C shown in FIG. 2 (a)).
  • the exciting current at the time a request to close the valve body 1 6 from the fully open position occurs, the maximum excitation current I MA X is controlled to demagnetizing current I R flowing in opposite directions (FIG. 2 (a )) Period D).
  • the exciting current supplied to the lower coil 54 is the suction period during which the valve element 16 is displaced from the fully closed position to the fully open position (FIG. 2 (b) Period A and B)
  • I MAX a predetermined value
  • transition period (see FIG. 2 (b) in the period B shown) through to decrease toward Ke to a predetermined holding current IH (Period C shown in Fig. 2 (b)).
  • this exciting current is required to close the valve body 1 6 from the fully open position is controlled in the demagnetizing current I R flowing in opposite directions at the Ji raw (period D shown in Figure 2 (b)).
  • the electromagnetic valve 12 is opened and closed in synchronization with the operation of the internal combustion engine. It can be done.
  • the current waveform of the excitation current supplied to the upper coil 48 and the lower coil 54 described above is such that the excitation current in the positive direction is supplied to the ECU 10 force S upper coil 48 and the mouth coil 54 as described later.
  • This state is realized by appropriately switching between a state in which the excitation current is supplied and a state in which the exciting current is supplied in the opposite direction.
  • the electromagnetic valve drive device of the present embodiment suppresses the number of switching means provided in the ECU 10 and reverses the direction of the excitation current supplied to the upper coil 48 and the lower coil 54, thereby achieving the above-described operation. It is characterized in that a desired current waveform as described above can be realized.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing the internal structure of the ECU 10.
  • ECU 10 includes CPU 60.
  • An output port 68 and an input port 70 are connected to CPU 10 via a bus line 62.
  • a CP sensor 14 is connected to the input port 70.
  • the ECU 10 also includes a buffer circuit 72 and a drive circuit 74.
  • the electromagnetic valve 12 constitutes an intake valve and an exhaust valve of a 4-cylinder 4-valve internal combustion engine. That is, each cylinder of the internal combustion engine is provided with two electromagnetic valves 12 that operate as intake valves and two electromagnetic valves 12 that operate as exhaust valves. ing.
  • a total of eight sets of buffer circuits 72 and drive circuits correspond to a pair of intake valves provided in the same cylinder and a pair of intake valves provided in the same cylinder, respectively. 74 are provided.
  • FIG. 3 corresponds to two solenoid valves 12 that constitute an intake valve, for example, provided in one cylinder. Only the buffer circuit 72 and the drive circuit 74 are shown.
  • the drive circuit 74 has a power supply terminal 76 and a ground terminal 78.
  • the power supply terminal 76 and the ground terminal 78 are connected to the power supply voltage line and the ground voltage line of the ECU 10, respectively. Therefore, the power supply terminal 76 is supplied with the power supply voltage V of ECU 10.
  • another power supply other than ECU10 may be newly provided.
  • the driving circuit 74 also includes nine field effect transistors (FET) that function as switching means, namely, # 1 FET 80, # 2 FET 82, # 3 FET 84, and # 4 FET 8 6, # 5 FET 88, # 6 FET 90, # 7 FET 92, # 8 FET 94, and # 9 FET 96.
  • FET field effect transistors
  • the drain terminals of # 1 FET 80, # 4 FET 86, and # 7 FET 92 are all connected to power supply terminal 76.
  • the lower coil 5 4 of one of the solenoid valves 1 2 (hereinafter referred to as the # 1 solenoid valve 12) constituting the intake valve is connected.
  • # 1 lower coil 54 Force Connected.
  • # 2 electromagnetic valve 1 2 2 there is an upper coil 4 of the other electromagnetic valve 1 2 (hereinafter referred to as # 2 electromagnetic valve 1 2 2 ) constituting the intake valve. 8 (hereinafter, referred to as # 2 lower coils 4 8 2) is connected.
  • the source terminals of # 1 FET 80, # 4 FET 86, and # 7 FET 92 are connected to the drain terminals of # 2 FET 82, # 5 FET 88, and # 8 FET 94, respectively. ing.
  • the # 1 solenoid valve is connected between the # 2 FET 82's tooth terminal and the # 5 FET 88's source terminal.
  • 1 2-, upper coil 48 (hereinafter referred to as # 1 coil 48) is connected.
  • # 5 F ET 8 8 RoRyoko I le 5 4 of the second solenoid valve 1 2 2 between the source terminal of the source terminal and the # 8 FET 9 4 (hereinafter, # 2 lower coils 5 4 - 2 ) are connected.
  • the source terminals of # 2 FET 8 2 # 5 FET 88 and # 8 FET 94 are connected to the drain terminals of # 3 FET 84, # 6 FET 90 and # 9 FET 96, respectively. It is connected.
  • the source terminals of # 3FET84, # 6FET90, and # 9FET96 are all connected to the ground terminal 78.
  • the gate terminals of # 1 FET 80 # 9 FET 96 are connected to the above-described buffer circuits 72, respectively.
  • the buffer circuit 72 supplies a high-level or single-level drive signal to each gate terminal of the # 1 FET 80 # 9 FET 96 according to a finger signal from the CPU 60.
  • the # 1 FET 80 # 9 FET 96 is turned on when a high-level signal is supplied from the buffer circuit 72 to each gate terminal. Also, the # 1 FET 80 # 9 FET 96 is turned off when a low-level signal is supplied from the buffer circuit 72 to each gate terminal.
  • Each of the # 1 FET 80 # 9 FET 96 includes internal diodes that allow current flow from the tooth terminal to the drain terminal. Therefore, the # 1 FET 80 # 9 FET 96 allows the flow of current in the direction from the source terminal side to the gate terminal side (that is, upward in FIG. 3) even in the off state.
  • the two intake valves of each cylinder are basically opened and closed together at the same timing.
  • one of the intake valves is kept closed and only the other intake valve is opened and closed from the viewpoint of improving fuel efficiency.
  • the exhaust valves are basically opened and closed at the same timing as each other. Depending on the operating state of the Seki, one exhaust valve may be kept closed and only the other exhaust valve may be opened and closed.
  • FIG. 2 (a) and (b) the excitation current # 1 solenoid valve of the waveform shown in 1 2 -, and # 2 electromagnetic valve 1 2 2 About operating state of the ECU 1 0 realized supplied Subeku be described.
  • Figures 4 to 7 show # 1 upper coil 4 8 and # 2 upper coil 4
  • FIG. 8 - 2 shows the three operating states of the ECU 1 0 realized to supply exciting current of the current pattern shown in FIG. 2 (a).
  • the turned-on FETs are marked with a triangle.
  • the state shown in Figure 4 is for the # 1 FET 80, # 2 FET 82, # 4 FET 86, # 6 FET 90, # 8 FET 94, and # 9 FET 9 This is realized by turning on 6 and turning off the other FETs.
  • the circuit from the power supply terminal 76 to the ground terminal 78 via the # 1 FET 80, # 2 FET 82, # 1 upper coil 48-, and # 6 FET 90 is conducted. You. For this reason, the # 1 upper coil 48-, has a direction from the # 2 FET 82 side to the # 6 FET 90 side (rightward in Fig. 4; hereinafter, this direction is referred to as the positive direction of the # 1 upper coil 48-, ) Is supplied.
  • a state in which a positive exciting current is supplied to the coil is referred to as a power supply state of the coil.
  • the power supply terminal 7 six et # 4 FET 8 6, # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2, # 8 FET 9 4, ⁇ Beauty, grounded via the # 9 FET 9 6 terminal ⁇
  • the circuit leading to 8 is conducted.
  • # 2 Atsupakoiru 4 8- to 2 # 4 right in the orientation (FIG. 4 directed from FET 8 6 side to # 8 FET 9 4 side; hereinafter, the positive direction of the direction # 2 Atsupakoiru 4 8 2 ) Is supplied. That is, # 2 Ryo Tsubakoiru 4 8 - Power supply form also 2 State.
  • the magnitude of the current flowing through the coil matches the above-mentioned maximum excitation current I MAX.
  • the # 1 lower coil 54 is short-circuited at both ends by the # 1 FET 80 and # 4 FET 86 that are turned on.
  • the exciting current flowing through the lower coil 54 is substantially zero.
  • # 2 lower coils 5 4 - 2 Similarly for the both ends, since that would be short-circuited by the # 6 FET 9 0 and # 9 FET 9 6 is turned on, the exciting current flowing substantially Is zero.
  • the maximum excitation current I MAX supplied to the # 1 upper coil 48 flows through the # 1 FET 80, # 2 FET 82, and # 6 FET 90. and, # 2 Atsupakoiru 4 8 - maximum exciting current I MAX which is subjected fed into two flows # 4 FET 8 6, # 8 FET 9 4, and # 9 F ET 9 6. That is, since no circulating the maximum exciting current I MAX identical FET supplied to # 1 Atsupakoiru 4 8 and # 2 Atsupakoiru 4 8 2, it is possible to suppress heat generation in each FET.
  • the state shown in FIG. 5 is realized by turning on the # 1 FET 80 and # 2 FET 82 of the drive circuit 74 and turning off the other FETs.
  • the # 1 F ET 8 0, # 2 F ET 8 2 the internal diode of the first Atsupakoiru 4 8- ,, # 5 F ET 8 8, second Atsupakoiru 4 8 - 2, and # 7
  • the closed circuit returning to # 1 FET 80 via the internal diode of FET 92 is conducted.
  • # 1 coil 4 8-! And # 2 g 4 8 - direction of the second positive-direction current is coincident with the direction of the closed circuit. Therefore, by switching the state shown in FIG. 5 from a power supply state shown in FIG.
  • # 2 Ryo Tsubakoiru 4 8 - 2 and via the internal Daio de of # 7 F ET 9 2 returns to # 4 F ET 8 6 closed circuit is conducting.
  • # 1 Atsupako I le 4 8 -, and # 2 Appakoiru 4 8 - direction of the second positive-direction current is coincident with the direction of these closed circuit. Therefore, even if the state smell shown in FIG. 6, similar to the state shown in FIG. 5, # 1 Atsupakoiru 4 8 and # 2 Atsupakoiru 4 8 2 are both a flywheel state.
  • the state shown in FIG. 7 is realized by turning on # 3FET84, # 5FET88, and # 7FET92, and turning off the other FETs. In this state, the power terminals 76 to # 7 F E T 92,
  • Atsupakoiru 4 8 and # 2 Atsupakoi g 4 8 - can be supplied to reverse demagnetizing current I R 2.
  • the state in which the current associated with the back electromotive force of the coil is recovered as regenerative energy on the power supply side, or the state in which the exciting current is supplied in the reverse direction is referred to as the regenerative / reverse current state of the coil.
  • # 1 Atsupakoiru 4 8 and # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 is a power supply state is in the state shown in FIG. 4, in the shown to state in FIG. 5 or FIG. 6 is a flywheel state, Figure 7 In the state shown, it is a regeneration-reverse current state.
  • ECU 1 in the period between A shown in FIG. 2 (a), # 1 Appako I le 4 8 and # 2 Atsupakoiru 4 8 by realizing the state shown in FIG. 4 - 2 up exciting current I MAX
  • the # 1 upper coil 48 and the # 2 upper coil 4 can be supplied.
  • ECU 1 0 force 'by implementing appropriately switched to the state shown in FIG. 4 to FIG. 7, # 1 Atsupako I le 4 8 and # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2
  • the excitation current supplied to the motor can be controlled according to the waveforms shown in Figs. 2 (a) and (b).
  • # 1 the lower coils 5 4 forward direction # 4 F ET 8 direction from 6 side toward # 2 FET 8 2 side (in the figure left) and for the positive direction of the # 2 necked Ako I le 5 4-2 Is the direction from the # 8 FET 94 side to the # 6 FET 90 side (leftward in the figure).
  • # 1 lower coil 5 4—! And # 2 lower coil 5 4 - 2 may be a flywheel Ichiru Fukutai.
  • # 1 FET 8 0 # 5 FET 8 8 corresponds to the state shown in FIG. 7, and # 9 FET 9 6 turned on, regenerated # 1 lower coil 5 4 and # 2 lower coil 5 4 2 ⁇ Can be in reverse current state.
  • one of the intake valves in the same cylinder e.g. # 2 electromagnetic valve 1 2 - 2
  • the other intake valve for example, # 1 Electromagnetic valves 1 2 -
  • # 1 upper coil 48 and # 1 ⁇ coil 5 4- the # 1 electromagnetic valve 12 is opened and closed by supplying an exciting current having a current waveform similar to the waveforms shown in Figs. 2 (a) and (b).
  • # exciting current supplied to the 2 Atsupakoiru 4 8 2 is kept equal magnitude to the holding current the IH, # 2 lower coils 5 4 - is supplied to the 2 By setting the exciting current to zero,
  • # 2 solenoid valve 1 2 2 is kept closed. However, # 1 mediation Pakoiru 4 8 or # 1 lower coils 5 4 -, demagnetizing current I R is immediately before being supplied, the excitation current supplied to the # 2 Atsupakoiru 4 8 2 is temporarily increased. The reason will be described later.
  • the current waveform shown in FIG. 8 can be realized by appropriately switching the states shown in FIGS. 9 to 16 in addition to the states shown in FIG. 4, FIG. 5, or FIG.
  • the exciting current is supplied to the # 1 upper coil 48 (periods A, B, C, and D shown in FIG. 8A) will be described.
  • the current waveforms in periods A, B, and C.D shown in Fig. 8 (a) are realized by appropriately switching the states shown in Figs. 9 to 11 in addition to the states shown in Fig. 4, 5, or 6. Is done.
  • # 6 The circuit reaching the ground terminal 78 via the FET 90 is conducted. Therefore, the maximum excitation current I MAX in the positive direction is supplied to the # 1 upper coil 48 from the power supply terminal 76. That is, the # 1 upper coil 48 is set to the power supply state. Further, in the state shown in FIG. 9, # 4 FET 8 6, # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2, and a closed circuit via the internal da Io de returns to # 4 FET 8 6 of # 7 FET 9 2 become conductive You. For this reason, it is Rukoto was circulated flywheel current to # 2 Appakoiru 4 8 2. That is, # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 is a Furaiho I Ichiru state. The state shown in Figure 10 is achieved by turning on # 4 FET 86, # 6 FET 90, # 8 FET 94, and # 9 FET 96, and turning off the other FETs. . In this state, # 6 FET 90,
  • # 1 The upper coil 4 8 is in the flywheel state. Further, in the state shown in FIG. 1 0, # 4 FET 8 6 from the power supply terminal 7 6, # 2 mediation Pakoiru 4 8 - 2, # 8 FET 9 4, and # 9 FET 9 6 ground terminal 7 8 via Are conducted. Thus, # 2 Atsupakoi g 4 8 - 2 is a power supply state.
  • the down state shown in FIG. 11 is realized by turning on # 3FET84, # 4FET86, and # 5FET88.
  • the circuit from the power supply terminal 76 to the ground terminal # 8 via the # 4 FET 86, # 5 FET 88, # 1 upper coil 48-, and # 3 FET 84 is conducted. . Therefore, the # 1 upper coil is in a regenerative 'reverse current state'.
  • # 4 F E T 86 In the state shown in Fig. 11, # 4 F E T 86,
  • Atsupakoiru 4 8 - 2 is the flywheel state.
  • FIGS. 4, 5 in the state shown in FIG. 9, and FIG. 1 0, for # 1 Atsupakoiru 4 8 and # 2 Atsupakoiru 4 8 2 All combinations of the power supply state and the flywheel lying state are realized. Further, in the state shown in FIG. 1 1, # 2 Atsupakoiru 4 8 - # 1 Atsupakoiru 4 8 with flywheel flows into 2 - is the Gyakukata direction current is supplied. Therefore, the exciting current supplied to the # 1 upper coil 48 is slightly reduced toward the holding current I at a desired gradient, while
  • # 1 the lower coils 5 4 and # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 are both a power supply state.
  • the state shown in FIG. 13 is realized by turning on the # 2FET 82, # 3FET84, and # 4FET86 and turning off the other FETs. In this state, the circuit from the power supply terminal 76 to the grounding terminal 78 via the # 4 FET 86, # 1 lower coil 54-, # 2 FET 82 and # 3 FET 84 is connected. Conducted. Therefore, the # 1 lower coil 5 4-! Is in the power supply state. Further, in the state shown in FIG.
  • # 4 FET 8 6, # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2, and # 7 are rendered conductive closed circuit back to # 4 FET 8 6 via the internal Daiodo of FET 9 2 You.
  • # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 is the flywheel state.
  • the state shown in FIG. 14 is realized by turning on the # 4FET86, # 8FET94, and # 9FET96, and turning off the other FETs.
  • the closed circuit returning to the # 4 FET 86 via the # 4 FET 86, # 1 lower coil and # 1 FET 80 internal diode is conducted. Therefore, the # 1 lower coil 5 4—, is in a flywheel state.
  • the circuit reaching the ground terminal 78 via the FET 94 and # 9 FET 96 is conducted. Therefore # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 is a power supply state.
  • the state shown in FIG. 15 is realized by turning on only # 4 FET 86 and turning off the other FETs. In this state,
  • the # 1 FET 80, # 5 FET 88, # 6 FET 90, # 8 FET 94, and # 9 FET 96 are turned on, and the other F This is realized by turning off the ET.
  • the circuit from the power supply terminal 76 to the ground terminal 78 via the # 1 FET 80, # 1 lower coil 54, # 5 FET 88, and # 6 FET 90 is conducted. . Therefore, the # 1 lower coil 54 is in a regenerative 'reverse current state'. Further, in the state shown in FIG.
  • # 6 FET 9 0 # 5 FET 8 8, # 2 Atsupakoiru 4 8- 2, # 8 FET 9 4, and # 9 by way of the FET 9 6 # 6 FET 9
  • # 2 Atsupakoiru 4 8 2 are Furaihoiru state.
  • # 1 the lower coils 5 4 and # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 are both a power supply state
  • # 1 lower coils 5 4 Power whereas the supply state
  • # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 is the flywheel state.
  • FIG. 1 2, # 2 Atsupako I le 4 8 - Figure 2 exciting current supplied to be switched so as to maintain the holding current the IH 8 (b ), The current waveform in period A can be realized.
  • # 2 Atsupakoiru 4 8 2 is the # 1 lower coils 5 4 regenerative-reverse current state with are Furaiho Iru Fukutai.
  • # 1 the lower coil exciting current supplied to the 5 4 decreases toward the holding current IH at a desired slope, while the # 2 Atsupako I le 4 8 - holding two exciting current supplied to the holding current IH
  • the current waveform in the period B shown in Fig. 8 (b) can be realized by switching the above five states. Further, in the period between the C shown in FIG. 8 (b), both # 1 lower coils 5 4 and # 2 Atsupakoiru 4 8 2 to the exciting current to be supplied sheet is held by the holding current IH. Therefore, by switching between the state shown in FIG. 12 and the state shown in FIG. 15, the current waveform in the period C shown in FIG. 8A can be realized.
  • # 2 solenoid valve 1 2 -2 is kept closed and # 1 solenoid valve 1 2-! Is opened and closed has been described, but # 1 solenoid valve 1 2-, is closed.
  • # 2 electromagnetic valve 1 2 - 2 may be the opening and closing drive.
  • the FETs that are point-symmetric with respect to the FETs that were turned on in the states shown in FIGS. 9 to 16 correspond to the states shown in FIGS. 9 to 16 by turning them on. Can be realized.
  • # 1 FET 80, # 2 FET 82, # 4 FET 86, and # 6 FET 90 that were turned on in the state shown in Fig. 9, respectively.
  • # 9 F ET 96, # 8 FET 94, # 6 FET 90, and # 4 FET 86 the # 1 upper coil 4 8 is set to the flywheel state, and # 2 the Atsupakoiru 4 8 2 can be a power supply state.
  • # 2 Atsupa coil 4 8 - 2 was the flywheel state
  • the # 1 upper coil 48 is set to the flywheel state, and the # 2 lower coil 5 4 2 Can be in a regenerative / reverse current state.
  • # 2 electromagnetic valve i 2 - as in the case 2 for opening and closing the holding quality one # 1 solenoid valve 1 2 in a closed state, each corresponding to the state shown in FIGS. 9 1 6
  • the # 2 upper coil 4 8 is maintained while the excitation current supplied to the # 1 upper coil 48 is maintained at the holding current IH (that is, while the # 1 solenoid valve 12 is kept closed).
  • - 2 and # 2 lower coil 5 4 2 in FIG. 8 (a) it may be opening and closing the (b) and by supplying the exciting current of a waveform similar to # 2 electromagnetic valve 1 2-2.
  • # 1 Atsupakoiru 4 8, # 1 the lower coils 5 4, # 2 Atsupakoiru 4 8 2, and # 2 lower coil 5 4 - respectively 2 to be supplied to both normal and reverse directions of the current
  • the exciting current supplied to each coil can be controlled according to the current pattern shown in FIG. 3 or FIG.
  • the electromagnetic valve control device of the present embodiment the armature 44 and the first electromagnet 4 at the time when the armature 44 contacts the first electromagnet 46 or the second electromagnet 52.
  • the electromagnetic attraction force acting between the second electromagnet 6 and the second electromagnet 52 can be quickly eliminated.
  • the durability of the electromagnetic valve 12 can be improved, and the high response of the electromagnetic valve 12 can be realized.
  • This is realized by configuring one drive circuit 74 for a total of four electromagnetic coils included in two electromagnetic valves constituting an intake valve or an exhaust valve.
  • the exciting current supplied to these four electromagnetic coils can be controlled by nine switching means, that is, # 1 FET 80 to # 9 FET 96.
  • one electromagnetic coil is controlled by an H-type bridge circuit as in the above-described conventional technology, 16 switching means are required for four electromagnetic coils. Therefore, when the conventional configuration is applied to a four-cylinder four-valve internal combustion engine, a total of 128 switching means are required, whereas according to the present embodiment, 72 switching means are required. The switching means is sufficient.
  • the FETs 80 to 96 which are switching means, collectively for the electromagnetic valves 12 that are opened and closed in synchronization with each other. It is possible to realize the above-mentioned performance while greatly reducing the number of switching means as compared with the related art.
  • the electromagnetic valve drive device of the present embodiment is realized by using the ECU 110 in place of the ECU 10 in the control device for the electromagnetic valve of the first embodiment.
  • 2 is a circuit diagram showing an internal configuration of the ECU 110 of FIG.
  • the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the ECU 110 includes a drive circuit 174.
  • the drive circuit 174 is realized by using a diode 188 instead of the # 5 FET 88 in the drive circuit 74 of the above embodiment.
  • Diode 1 8 Reference numeral 8 is arranged so as to allow a current to flow from the ground terminal 78 to the power supply terminal 76.
  • FIG. 18 shows a state corresponding to FIG. 7 in this embodiment.
  • the state shown in Fig. 18 is realized by turning off all FETs.
  • FIG. 19 shows a state corresponding to FIG. 11 in this embodiment.
  • the state shown in Fig. 19 is realized by turning on # 4 FET 86 and turning off the other FETs.
  • # 4 FET 8 6 # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2
  • # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 is a hula Ihoiru state.
  • the ground terminal 78 is connected to the power supply terminal 76 via the # 3 FET 84, # 1 upper coil 48-, diode 188, and # 4 FET 86.
  • the circuit leading to it is conducted. Therefore, when the back electromotive force of the # 1 upper coil 48 is larger than the power supply voltage, the current flowing through the # 1 upper coil 48 is supplied to the power supply side as regenerative energy as in the state shown in Fig. 11. Can be recovered.
  • the diode 1 88 prevents the flow of current from the # 4 FET 86 side to the # 1 aper coil 48-, side. Even if it is turned on, the reverse current cannot be supplied to the # 1 upper coil 48-. That is, in the state shown in FIG. 19, the # 1 upper coil 48 is in the regenerating state regardless of whether the # 3 FET 84 is on or off.
  • FIG. 20 shows a state corresponding to FIG. 16 in the present embodiment.
  • the state shown in FIG. 20 is realized by turning on the # 8 FET 94 and the # 9 FET 96 and turning off the other FETs.
  • # 8 FET 94, # 9 FE T 9 6, # 6 FET 9 0 internal diodes, diode 1 8 8, ⁇ Beauty # 2 Atsupakoiru 4 8 - 2 via the return to # 8 FET 9 4 closed circuit is conducting.
  • # 2 Atsupakoiru 4 8 2 is a flywheel one Le state.
  • the # 1 lower coil is in the regenerative state regardless of whether the # 1 FET 80 and the # 6 FET 90 are on or off.
  • # 1 Atsupakoiru 4 8, # 1 Roakoiru 5 4 -, # 2 Atsupakoiru 4 8 2, and # 2 Roako I le 5 4 - opposite to the second one of the electromagnetic Koiru can not it to provide a direction of the demagnetizing current I R.
  • a voltage in the opposite direction is applied to these electromagnetic coils, and the current flowing through the electromagnetic coils can be recovered as regenerative energy to the power supply side. Therefore, by realizing the states shown in FIGS.
  • Figure 2 1 is # 1 solenoid valve 1 2 and # 2 electromagnetic valve 1 2 - in the case of synchronously driving the 2 to each other physician shows a current waveform of the exciting current supplied to Atsupakoiru 4 8 and lower coils 5 4.
  • the current waveforms in the periods A, B, and C shown in FIG. 21 (a) are the same as those in the first embodiment described above, in the states corresponding to FIG. 4, and FIG. 5 or FIG. 6, and in FIG. State It can be realized by switching appropriately.
  • the current waveform shown in Fig. 21 (b) shows the state in which the FET that is turned on in the state corresponding to Figs. This can be realized by appropriately switching the state shown in FIG. 18 (in the state shown in FIG. 18, all FETs are in the OFF state, and are commonly used for the upper coil 48 and the lower coil 54).
  • the exciting current supplied to the upper coil 48 becomes the predetermined value IH.
  • the exciting current never becomes negative in the period D after the held period C has passed.
  • the current flowing through the upper coil 48 is recovered as regenerative energy at the power supply side, and thereby the excitation current quickly converges to zero. It can be done.
  • the exciting current flowing through the lower coil 54 can be quickly converged to zero. it can.
  • Figure 2 2 shows that when # 2 solenoid valve 1 2 — 2 is kept closed and only # 1 solenoid valve 1 2 is opened and closed, # 1 end tupa coil 4 8-, # 1 lower coil 5 4, and # 2 Atsupakoiru 4 8 - shows a 2 to supply magnetizing current of the current waveform.
  • the current waveforms correspond to the states shown in FIGS. 4 and 5 or FIGS. 6, 9, 10, and FIGS. 12 to 15, respectively. This can be realized by appropriately switching each state shown in FIG. 19 corresponding to 11 and FIG. 20 corresponding to FIG. In the current waveform shown in FIG. 22 as well, by realizing the state shown in FIG. 19 or FIG.
  • the effect is inferior to the extent that the reverse current is not supplied to the electromagnetic coil, but the plunger 44 touches the first electromagnet 46 or the second electromagnet 52. Later, the electromagnetic attraction acting between the two can be quickly eliminated.
  • the driving circuit 174 of the present embodiment is realized by using a relatively inexpensive diode 188 instead of the # 5 FET 88 of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, it is possible to realize a control device for an electromagnetic valve having the above performance while further reducing the cost of the device.
  • the present invention is not limited to this. It can also be applied to an internal combustion engine with two intake valves and one exhaust valve. In this case, by applying the above configuration only to the intake valve, it is possible to reduce the number of switching means for driving the intake valve.
  • the same drive circuit 74 According to 174, the electromagnetic valve 12 corresponding to the exhaust valve or the intake valve in the same cylinder was driven. However, as described above, by the same driving circuit 7 4, 1 7 4, # 1 solenoid valve 1 2 and # 2 electromagnetic valve 1 2 - 2 of only one on-off driving, even Rukoto to closed valve maintaining the other It is possible.

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Description

明細書 電磁バルブ用駆動装置
技術分野
本発明は、 電磁バルブ用駆動装置に係り、 特に、 例えば内燃機関 の各気筒に設けられた複数の吸気バルブや排気バルブ等、 互いに同 期して作動する複数の弁体を駆動するのに好適な電磁バルブ用駆動 装置に関する。 背景技術
従来より、 例えば特開平 8 - 2 8 4 6 2 6号に開示される如く、 内燃機関の吸又は排気弁として用いられる電磁バルブが公知である。 この電磁バルブは弁体と一体に変位するァーマチヤ、 ァ一マチヤの 上下に配設される一対の電磁コィル、 及び弁体を中立位置に向けて 付勢するスプリ ングを備えている。
何れの電磁コイルにも励磁電流が供給されていない場合は、 弁体 及びァーマチヤは中立位置に保持される。 また、 上側の電磁コイル に励磁電流が供給されている場合には、 弁体及びァ一マチヤは上側 の電磁コイルに向けて吸引され、 一方、 下側の電磁コイルに励磁電 流が供給されている場合には、 弁体及びァーマチヤは下側の電磁コ ィルに向けて吸引される。 従って、 上記従来の電磁バルブによれば、 各電磁コイルに交互に適当な励磁電流を供給することで、 弁体を開 閉動作させることができる。 この場合、 弁体の閉弁側及び開弁側の 変位端は、 ァーマチヤが電磁コイルに吸着することにより規制され る。 従って、 弁体の変位端近傍において、 電磁コイルが発する電磁 力を速やかに消滅させることができれば、 電磁バルブの高い作動応 答性を実現できると共に、 ァーマチヤと電磁コィルとの間の衝撃力 が緩和されることで、 衝撃音の抑制や耐久性の向上が可能となる。 かかる目的のため、 上記従来の電磁弁においては、 各電磁コイル に供給する励磁電流を H型プリ ッジ回路により制御することとして いる。 この H型ブリ ッジ回路は、 電磁コイルの各端子と、 電源の正 極側及び負極側との間にそれぞれ設けられた計 4つのスィ ツチング 手段より構成されている。 かかる Hブリ ッジ回路によれば、 電磁コ ィルを隔てて対角方向に位置するスィッチング手段の一方の対をォ ン状態とし、 他方の対をオフ伏態とすることで、 電磁コイルに所定 方向の電圧を印加することができる。 また、 上記オン · オフ状態を 反転させることで、 電磁コイルに上記所定方向とは逆方向の電圧を 印加することができる。 従って、 弁体が変位端に接近した時点で、 H型プリ ッジ回路の各スィツチング手段のオン · オフ状態を切り替 えて、 電磁コィルに励磁電流とは逆方向の電圧を印加することによ り、 電磁コイルが発する電磁力を速やかに消滅させることができる。 しかしながら、 上述の如く、 上記従来の電磁バルブは、 各電磁コ ィルに対して 4つのスイ ッチング手段を必要とする。 すなわち、 1 つの電磁バルブは 2つの電磁コィルを備えているため、 電磁バルブ 1つについて 8つのスイ ッチング手段が必要となる。 従って、 例え ば、 上記従来の電磁バルブが 4気筒 4バルブ型のェンジンに適用さ れた場合、 1 2 8個のスイッチング手段が必要となって、 電磁バル ブを駆動する駆動装置のコス卜が上昇してしまう。 発明の開示
本発明は、 弁体を駆動する電磁コィルへの励磁電流を制御するの に必要なスィ ツチング手段の数を削減することを目的とする。
上記の目的は、
複数の弁体の夫々に対して、 該弁体を第 1 の所定方向に駆動する 第 1 の電磁石と第 2の所定方向に駆動する第 2の電磁石とが設けら れ、 前記第 1及び前記第 2の電磁石により前記弁体を開閉駆動する 電磁バルブ用駆動装置において、 前記弁体の 2つを 1 つの弁体群とし、 該弁体群ごとに一括して駆 動回路を設け、
前記駆動回路は高圧側の第 1 の電源端子と低圧側の第 2の電源端 子との間に 3つのスィッチング手段が直列に接続されてなる 3つの 直列回路から構成され、
各弁体群に対応する前記 4つの電磁石は、 前記スィツチング手段 間の直列接続部を異なる直列回路間で接続する電磁バルブ用駆動装 置により達成される。
本発明において、 各弁体は、 第 1及び第 2の電磁石によりそれぞ れ第 1及び第 2の所定方向に駆動される。 弁体の 2つが 1つの弁体 群とされ、 この弁体群ごとに一括して駆動回路が設けられる。 駆動 回路は、 3つのスィ ツチング手段が直列接続されてなる 3つの直列 回路から構成される。 従って、 2つの弁体に対応する 4つの電磁石 に対する励磁電流を 9つのスィッチング手段を用いて制御すること ができる。 4つの電磁石は、 それぞれ、 異なる直列回路間に接続さ れる。 従って、 各直列回路のスィツチング手段のオン ' オフ状態の 組み合わせにより、 各電磁石に両方向の励磁電流を供給することが できると共に、 各電磁石に流通する電流を第 1 の電源端子へ流入さ せ得ることで、 弁体に作用する電磁力を速やかに消滅させることが できる。
この場合、 前記駆動回路は、 前記第 1 の電源端子と前記第 2の電 源端子との間に前記第 1 の電源端子側から順に直列接続された第 1 乃至第 3のスィ ツチング手段を有する第 1乃至第 3の直列回路から 構成され、
前記 4つの電磁石は、 それぞれ、 前記第 1 の直列回路の第 1 及び 第 2のスィ ツチング手段の接続部と前記第 2の直列回路の第 1 及び 第 2のスィ ツチング手段との接続部との間、 前記第 1 の直列回路の 第 2及び第 3のスィッチング手段の接続部と前記第 2の直列回路の 第 2及び第 3のスィッチング手段の接続部との間、 前記第 2の直列 回路の第 1 及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列 回路の第 1及び第 2のスイ ッチング手段の接続部との間、 及び、 前 記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前 記第 3の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部との 間に接続されることとしてもよい。
本発明において、 駆動回路は、 第 1乃至第 3のスイ ッチング手段 が第 1 の電源端子と第 2の電源端子との間に直列接続されてなる第 1乃至第 3の直列回路を備える。 4つの電磁石は、 直列回路間に接 続される。 例えば、 第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィッチング 手段の接続部と、 第 2の直列回路の第 1及び第 2のスイ ッチング手 段の接続部との間に接続された電磁石については、 第 2の直列回路 の第 1 のスィッチング手段、 及び第 1 の直列回路の第 2及び第 3の スィ ツチング手段がオン状態とされることで、 第 2の直列回路側か ら第 1 の直列回路側へ向かう方向 （以下、 第 1 の方向と称す） の励 磁電流が供給される状態が形成される。 また、 第 1 の直列回路の第 1 のスィッチング手段、 及び第 2の直列回路の第 2及び第 3のス ィ ツチング手段がオン状態とされることで、 第 1 の方向に流通する 励磁電流が第 1 の電源端子へ流入し、 又は、 第 1 の方向とは逆方向 の励磁電流が供給される状態が形成される。 他の電磁石についても、 スィ ツチング手段のオン · オフ状態の組み合わせにより同様の状態 が形成される。
更に、 各弁体群の一方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記第 2の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段との接続部との間 に接続し、 前記一方の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 1 の直 列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前記第 2の直 列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段との接続部との間に接続 し、
他方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 2及び第 3のスィ ツチング手段の接続部との間に接続し、 前記他方 の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 2の直列回路の第 1及び第 2のスィツチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段の接続部との間に接続することとしてもよい。 本発明において、 各弁体群の一方の弁体 （以下、 第 1弁体と称 す） に対応する第 1 の電磁石は、 第 1 の直列回路の第 1 及び第 2の スィ ッチング手段の接続部と、 第 2の直列回路の第 1 及び第 2のス イッチング手段との接続部との間に接続される。 また、 第 1弁体に 対応する第 2の電磁石は、 第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスイ ツ チング手段の接続部と第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィッチン グ手段との接続部との間に接続される。 一方、 各弁体群の他方の弁 体 （以下、 第 2弁体と称す） に対応する第 1 の電磁石は、 第 2の直 列回路の第 2及び第 3のスィツチング手段の接続部と第 3の直列回 路の第 2及び第 3のスィ ツチング手段の接続部との間に接続される。 また、 第 2弁体に対応する第 2の電磁石は、 第 2の直列回路の第 1 及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と第 3の直列回路の第 1及び 第 2のスィ ッチング手段の接続部との間に接続される。
第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段、 第 2の直列 回路の第 1及び第 3のスイ ッチング手段、 及び、 第 3の直列回路の 第 2及び第 3のスィツチング手段がオン状態とされると、 第 1弁体 の第 2の電磁石に第 1 の直列回路側から第 2の直列回路側に向かう 方向の励磁電流が供給され、 第 2弁体の第 2の電磁石に第 2の直列 回路側から第 3の直列回路側に向かう方向の励磁電流が供給される 状態が形成される。 また、 第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスイ ツ チング手段、 第 2の直列回路の第 1及び第 3のスィ ツチング手段、 及び第 3の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段がォン状態 とされると、 第 1 弁体の第 1 の電磁石に第 2の直列回路側から第 1 の直列回路側に向かう方向の励磁電流が供給され、 第 2弁体の第 1 の電磁石に第 3の直列回路側から第 2の直列回路側へ向かう方向の 励磁電流が供給される状態が形成される。 以下、 これら 2つの状態 で各電磁石に供給される励磁電流の方向を正方向と称し、 これとは 逆の方向を逆方向と称す。 また、 電磁石に正方向の励磁電流が供給 された状態を、 電源供給状態と称す。
一方、 第 1 の直列回路の第 3のスイ ッチング手段、 第 2の直列回 路の第 2のスィ ッチング手段、 及び第 3の直列回路の第 1 のスィッ チング手段がオン状態とされると、 第 1弁体の第 2の電磁石及び第 2弁体の第 2の電磁石に流通する正方向の励磁電流が第 1 の電源端 子側に流入し、 又は、 これら 2つの電磁石に逆方向の励磁電流が供 給される状態が形成される。 以下、 電磁石に流通する正方向の励磁 電流が第 1 の電源端子側に流入し、 又は、 この電磁石に逆方向の励 磁電流が供給される状態を、 その電磁石の回生 ·逆電流状態と称す。 また、 第 1 の直列回路の第 1のスイ ッチング手段、 第 2の直列回路 の第 2のスイ ッチング手段、 及び第 3の直列回路の第 3のスィ ッチ ング手段がォン状態とされると、 第 1弁体の第 1 の電磁石及び第 2 弁体の第 1 の電磁石が回生 ·逆電流状態とされた状態が形成される。 第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段、 及び第 2の 直列回路の第 3のスィ ッチング手段がォン状態とされると、 第 1弁 体の第 2の電磁石が電源供給状態とされた状態が形成される。 また、 第 2の直列回路の第 1 のスィ ッチング手段、 及び第 3の直列回路の 第 2及び第 3のスィ ツチング手段がオン状態とされると、 第 2弁体 の第 2の電磁石が電源供給伏態とされた状態が形成される。
第 2の直列回路の第 3のスイ ッチング手段、 及び、 第 3の直列回 路の第 1及び第 2のスイッチング手段がオン状態とされると、 第 2 弁体の第 1 の電磁石が電源供給状態とされた状態が形成される。 ま た、 第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスイ ッチング手段、 及び、 第 2の直列回路の第 1 のスィッチング手段がオン状態とされると、 第 1弁体の第 1 の電磁石が電源供給伏態とされた状態が形成される。 第 1 の直列回路の第 3のスィ ッチング手段、 及び第 2の直列回路 の第 1及び第 2のスィ ッチング手段がオン状態とされると、 第 1弁 体の第 2の電磁石が回生 ·逆電流状態とされた状態が形成される。 また、 第 2の直列回路の第 2及び第 3のスイ ッチング手段、 及び第 3の直列回路の第 1 のスイ ッチング手段がオン状態とされると、 第 2弁体の第 2の電磁石が回生 ·逆電流状態とされた状態が形成され る o
第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスィッチング手段、 第 2の直列 回路の第 1 のスイ ッチング手段、 及び、 第 3の直列回路の第 2及び 第 3のスイッチング手段がオン状態とされると、 第 1弁体の第 1 の 電磁石、 及び、 第 2弁体の第 2の電磁石が電源供給状態とされた状 態が形成される。 また、 第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィッチ ング手段、 第 2の直列回路の第 3のスイ ッチング手段、 及び、 第 3 の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段がオン状態とされる と、 第 2弁体の第 1 の電磁石、 及び、 第 1弁体の第 2の電磁石が電 源供給状態とされた状態が形成される。
第 1 の直列回路の第 1 のスイ ッチング手段、 及び、 第 2の直列回 路の第 2及び第 3のスィツチング手段がオン状態とされると、 第 1 弁体の第 1 の電磁石が回生 ·逆電流状態とされた状態が形成される。 また、 第 2の直列回路の第 1及び第 2のスイ ッチング手段、 及び、 第 3の直列回路の第 3のスィ ッチング手段がォン状態とされると、 第 2弁体の第 1 の電磁石が回生 ·逆電流状態とされた伏態が形成さ な o
このように、 本発明によれば 9個のスイ ッチング手段により、 そ れぞれのオン · オフ状態の組み合わせに応じて、 第 1弁体及び第 2 弁体の双方又は一方の第 1 又は第 2の電磁石を、 電源供給状態又は 回生 ·逆電流状態とすることができる。 回生 · 逆電流状態において は、 電磁石に流通する励磁電流が速やかに減少し、 更に、 逆方向の 励磁電流が供給されることで、 電磁石の発する電磁力は速やかに消 滅する。 従って、 各電磁石の電源供給状態及び回生 ·逆電流状態を 弁体の動作に応じて適宜実現することにより、 弁体の駆動後に、 弁 体に作用する電磁力を所要のタイ ミ ングで速やかに消滅させること ができる。
また、 上記の目的は、
複数の弁体の夫々に対して、 該弁体を第 1 の所定方向に駆動する 第 1 の電磁石と第 2の所定方向に駆動する第 2の電磁石とが設けら れ、 前記第 1及び第 2の電磁石により前記弁体を開閉駆動する電磁 バルブ用駆動装置において、
前記弁体の 2つを 1つの弁体群とし、 該弁体群ごとに一括して駆 動回路を設け、
前記駆動回路は、 高圧側の第 1 の電源端子と低圧側の第 2の電源 端子との間に 3つのスィツチング手段が直列接続されてなる第 1及 び第 2の直列回路と、 前記第 1 の電源端子と前記第 2の電源端子と の間に、 2つのスイッチング手段と、 前記第 2の電源端子側から前 記第 1 の電源端子側へ向かう電流の流通を許容するように配置され た 1つのダイォ一ドとが該ダイォー ドが中央となるように直列接続 されてなる第 3の直列回路とから構成され、
各弁体群に対応する前記 4つの電磁石を、 前記第 3の直列回路の スイ ッチング手段とダイオー ドとの接続部と、 前記第 1 又は第 2の 直列回路のスィッチング手段間の接続部との間に接続した電磁バル ブ用駆動装置によっても達成される。
本発明において、 各弁体群に属する 2つの弁体は、 計 4つの電磁 石により駆動される。 駆動回路は、 3つのスィ ッチング手段が直列 接続されてなる第 1及び第 2の直列回路と、 2つのスイ ッチング手 段の間に低圧側から高圧側へ向かう電流の流通を許容するダイォー ドが直列接続されてなる第 3の直列回路とを備える。 従って、 4つ の電磁石に対する励磁電流を 8つのスィ ッチング手段と 1つのダイ オー ドとにより制御することができる。 4つの電磁石は、 それぞれ、 第 3の直列回路と第 1 又は第 2の直列回路との間に接続される。
従って、 各直列回路のスィ ッチング手段のォン · オフ伏態の組み合 わせにより、 各電磁石に所定方向の励磁電流を供給することができ ると共に、 各電磁石に流通する励磁電流を第 1 の電源端子へ流入さ せることにより、 弁体に作用する電磁力を速やかに消滅させること ができる。
この場合、 前記駆動回路は、 前記第 1 の電源端子と前記第 2の電 源端子との間に前記第 1 の電源端子側から順に直列接続された第 1 乃至第 3のスィ ツチング手段を有する第 1及び第 2の直列回路と、 前記第 1 の電源端子と前記第 2の電源端子との間に前記第 1 の電源 端子側から順に直列接続された第 1 のスイ ッチング手段、 前記第 2 の電源端子側から前記第 1 の電源端子側への電流の流通を許容する ように設けられたダイォー ド、 及び第 2のスィ ツチング手段を有す る第 3の直列回路とから構成され、
前記 4つの電磁石を、 それぞれ、 前記第 1 の直列回路の第 1及び 第 2のスイツチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 1 のス ィツチング手段及びダイォー ドの接続部との間、 前記第 1 の直列回 路の第 2及び第 3のスィッチング手段の接続部と前記第 3の直列回 路のダイォー ド及び第 2のスィ ツチング手段の接続部との間、 前記 第 2の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記 第 3の直列回路の第 1 のスィ ツチング手段及びダイォ一 ドの接続部 との間、 及び、 前記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスイ ッチング 手段の接続部と前記第 3の直列回路のダイォー ド及び第 2のスィ ッ チング手段の接続部との間に接続することとしてもよい。
本発明において、 各弁体群に属する 2つの弁体は、 計 4つの電磁 石により駆動される。 駆動回路は、 第 1乃至第 3のスイ ッチング手 段が第 1 の電源端子と第 2の電源端子との間に直列接続されてなる 第 1及び第 2の直列回路と、 第 1 のスイ ッチング手段、 第 2の電源 端子側から第 1 の電源端子側への電流の流通を許容するダイォー ド. 及び、 第 2のスィ ッチング手段が第 1 の電源端子側から第 2の電源 端子側へ直列接続されてなる第 3の直列回路とを備える。 すなわち、 4つの電磁石に対して 8つのスィ ッチング手段と 1つのダイオー ド が設けられる。 4つの電磁石は、 第 1又は第 2の直列回路との第 3 の直列回路と間に接続される。 例えば、 第 1 の直列回路の第 1 及び 第 2のスィッチング手段の接続部と、 第 3の直列回路の第 1 のス ィ ツチング手段とダイォー ドとの接続部との間に接続された電磁石 については、 第 3の直列回路の第 1 のスイッチング手段、 及び第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスイ ッチング手段がオン状態とされる ことで、 第 3の直列回路側から第 1 の直列回路側へ向かう第 1 の方 向の励磁電流が供給される状態が形成される。 また、 第 1 の直列回 路の第 1 のスィ ッチング手段、 及び第 3の直列回路の第 2のスィ ッ チング手段がオン状態とされることで、 第 1 の方向に流通する励磁 電流が第 1 の電源端子へ流入する状態が形成される。 他の電磁石に ついても同様に、 スイ ッチング手段のオン · オフ状態の組み合わせ により、 同様の状態が形成される。
更に、 各弁体群の一方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 1 の直列回路の第 1 及び第 2のスィ ツチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 1 のスィ ッチング手段及びダイォー ドの接続部と の間に接続し、 前記一方の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスィッチング手段の接続部と前記第 3 の直列回路の第 2のスィ ツチング手段及びダイォー ドの接続部との 間に接続し、
他方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 2のスィ ツチング手段及びダイォー ドの接続部との間に接続し、 前 記他方の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 2の直列回路の第 1 及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 1 のスィッチング手段及びダイォ一 ドの接続部との間に接続すること としてもよい。
本発明において、 各弁体群の一方の弁体 （以下、 第 1弁体と称 す） に対応する第 1 の電磁石は、 第 1 の直列回路の第 1及び第 2の スィ ツチング手段の接続部と、 第 3の直列回路の第 1 スィ ツチング 手段及びダイオー ドの接続部との間に接続される。 また、 第 1弁体 に対応する第 2の電磁石は、 第 1 の直列回路の第 2及び第 3のス イ ツチング手段の接続部と第 3の直列回路の第 2のスィ ッチング手 段及びダイオー ドの接続部との間に接続される。 また、 各弁体群の 他方の弁体 （以下、 第 2弁体と称す） に対応する第 1 の電磁石は、 第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と第 3 の直列回路の第 2のスィッチング手段及びダイォー ドの接続部との 間に接続される。 更に、 第 2弁体に対応する第 2の電磁石は、 第 2 の直列回路の第 1及び第 2のスィッチング手段の接続部と第 3の直 列回路の第 1 のスィツチング手段及びダイォー ドの接続部との間に 接続される。
第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィッチング手段、 第 2の直列 回路の第 2及び第 3のスィッチング手段、 及び第 3の直列回路の第 1及び第 2のスィ ツチング手段がオン状態とされると、 第 1弁体の 第 2の電磁石に第 1 の直列回路側から第 3の直列回路側に向かう方 向の励磁電流が供給され、 第 2弁体の第 2の電磁石に第 3の直列回 路側から第 2の直列回路側に向かう方向の励磁電流が供給される状 態が形成される。 また、 第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチ ング手段、 第 2の直列回路の第 1及び第 2のスイ ッチング手段、 及 び第 3の直列回路の第 1及び第 2のスィツチング手段がオン状態と されると、 第 1弁体の第 1 の電磁石に第 3の直列回路側から第 1 の 直列回路側に向かう方向の励磁電流が供給され、 第 2弁体の第 1 の 電磁石に第 2の直列回路側から第 3の直列回路側へ向かう方向の励 磁電流が供給される状態が形成される。 以下、 これら 2つの状態で 各電磁石に供給される励磁電流の方向を正方向と称し、 これとは逆 の方向を逆方向と称す。 また、 電磁石に正方向の励磁電流が供給さ れた状態を、 電源供給状態と称す。
一方、 第 1 の直列回路の第 3のスイ ッチング手段、 及び第 2の直 列回路の第 1 のスィ ッチング手段がォン状態とされると、 第 1弁体 の第 2の電磁石及び第 2弁体の第 2の電磁石に流通する正方向の励 磁電流が第 1 の電源端子側に流入する状態が形成される。 以下、 電 磁石に流通する正方向の励磁電流が第 1 の電源端子側に流入する伏 態を、 その電磁石の回生状態と称す。 また、 第 1 の直列回路の第 1 のスィッチング手段、 及び第 2の直列回路の第 3のスイ ッチング手 段がオン状態とされると、 第 1弁体の第 1 の電磁石及び第 2弁体の 第 1 の電磁石が回生状態とされた状態が形成される。
第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段、 及び第 3の 直列回路の第 2のスィッチング手段がオン状態とされると、 第 1弁 体の第 2電磁石が電源供給状態とされた状態が形成される。 また、 第 2の直列回路の第 2及び第 3のスイ ッチング手段、 及び第 3の直 列回路の第 1 のスイ ツチング手段がォン伏態とされると、 第 2弁体 の第 2の電磁石が電源供給状態とされた状態が形成される。
第 2の直列回路の第 1及び第 2のスイ ッチング手段、 及び、 第 3 の直列回路の第 2のスィ ッチング手段がオン状態とされると、 第 2 弁体の第 1電磁石が電源供給状態とされた状態が形成される。 また、 第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスイ ッチング手段、 及び、 第 3の 直列回路の第 1 のスィ ッチング手段がオン状態とされると、 第 1弁 体の第 1 の電磁石が電源供給状態とされた状態が形成される。
第 1 の直列回路の第 3のスィ ッチング手段、 及び第 2の直列回路 の第 1 のスイ ッチング手段がオン状態とされると、 第 1弁体の第 2 の電磁石が回生状態とされた状態が形成される。 また、 第 2の直列 回路の第 1 のスィ ッチング手段、 及び第 3の直列回路の第 2のス イ ツチング手段がオン状態とされると、 第 2弁体の第 2の電磁石が 回生状態とされた状態が形成される。 第 1 の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段、 第 2の直列 回路の第 2及び第 3のスイ ッチング手段、 及び、 第 3の直列回路の 第 1 のスィ ッチング手段がォン状態とされると、 第 1弁体の第 1 の 電磁石、 及び、 第 2弁体の第 2の電磁石が電源供給状態とされた状 態が形成される。 また、 第 1 の直列回路の第 1及び第 2のスィ ッチ ング手段、 第 2の直列回路の第 1及び第 2のスイ ッチング手段、 及 び、 第 3の直列回路の第 2のスィツチング手段がオン状態とされる と、 第 2弁体の第 1 の電磁石、 及び、 第 1弁体の第 2の電磁石が電 源供給状態とされた状態が形成される。
第 1 の直列回路の第 1のスイ ッチング手段、 及び第 3の直列回路 の第 2のスィ ツチング手段がオン状態とされると、 第 1 弁体の第 1 の電磁石が回生状態とされた状態が形成される。 また、 第 2の直列 回路の第 3のスイ ッチング手段、 及び、 第 3の直列回路の第 1 のス ィツチング手段がオン状態とされると、 第 2弁体の第 1 の電磁石が 回生 ·逆電流状態とされた状態が形成される。
このように、 本発明によれば 8つのスィッチング手段と 1つのダ ィォー ドにより、 各スィツチング手段のオン · オフ状態の組み合わ せに応じて、 第 1弁体及び第 2弁体の双方又は一方の第 1 又は第 2 の電磁石を、 電源供給状態又は回生状態とすることができる。 回生 状態においては、 電磁石に流通する励磁電流が速やかに減少するこ とで、 電磁石の発する電磁力は速やかに消滅する。 従って、 各電磁 石の電源供給状態及び回生状態を弁体の動作に応じて適宜実現する ことで、 弁体の駆動後に、 弁体に作用する電磁力を所要のタイ ミ ン グで速やかに消滅させることができる。
前記スイッチング手段が、 それぞれ、 オン · オフ動作するスイ ツ チング要素と、 該スイ ッチング要素と並列に、 前記第 2の電源端子 側から前記第 1 の電源端子側に向かう電流の流通を許容するように 設けられたダイオー ドとを含むこととしてもよい。
本発明において、 各スイ ッチング手段は、 オン ' オフ動作するス イ ッチング要素と、 スイ ッチング要素と並列に、 第 2の電源端子側 から第 1 の電源端子側に向かう電流の流通を許容するように設けら れたダイオー ドとを有する。 従って、 各スイ ッチング手段は、 オフ 伏態とされていても、 第 2の電源端子側から第 1 の電源端子側への 電流の流通を許容する。 このため、 電磁石への励磁電流の供給が遮 断された場合に、 スィ ツチング手段が有するダイォ一 ド及び電磁コ ィルを含む閉回路が導通されるように、 スィ ッチング手段のオン · オフ状態を設定するこ とで、 この電磁石にフライホイール電流を流 通させることができる。
また、 前記スイ ッチング手段のオン ' オフ状態の組み合わせを切 り替えることにより、 前記電磁石のそれぞれに所定の電流波形の励 磁電流を供給することとしてもよい。
本発明において、 スィ ツチング手段のオン · オフ状態の組み合わ せを切り替えることにより、 各電磁石に所定の電流波形の励磁電流 が供給される。 従って、 本発明によれば、 スイ ッチング手段の数を 削減しつつ、 電磁石に供給する励磁電流の電流波形を制御すること ができる。
この場合、 前記所定の電流波形が、 所定の正方向の正電流波形部 と、 該正方向とは逆方向の逆電流波形部とを含むこととしてもよレ、。 本発明において、 電磁石に正方向の励磁電流が供給されると、 弁 体が電磁石により駆動される。 一方、 弁体が駆動された後、 電磁石 に逆方向の励磁電流が供給されると、 電磁石が発する電磁力は速や かに消滅する。 従って、 電磁石に供給される励磁電流の電流波形が 正電流波形部と、 逆電流波形部とを含むこ とで、 電磁石が発する電 磁力により弁体を駆動した後、 その電磁力を所要のタイ ミ ングで速 やかに消滅させることができる。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の一実施例である電磁バルブ用駆動装置の構成図 である。
図 2は、 本実施例において 2つの電磁バルブを共に開閉駆動する 場合にアツパコイル及びロアコィルに供給される励磁電流の電流波 形、 及び、 この電流波形に対応する電磁バルブの動作を示す図であ る。
図 3は、 本実施例の電磁バルブ用駆動装置が備える E C Uの内部 構成図である。
図 4は、 # 1 ァツバコイル及び # 2了ツバコイルが共に電源供給 状態とされた駆動回路の動作状態を示す図である。
図 5は、 # 1 アツパコイル及び # 2アツパコイルが共にフライホ ィール状態とされた駆動回路の動作状態を示す図である。
図 6は、 # 1 アツパコィル及び # 2アツパコィルが共にフライホ ィール状態とされた駆動回路の動作状態を示す図である。
図 7は、 # 1 了ッパコィル及び # 2ァッパコイルが共に回生 · 逆 電流状態とされた駆動回路の動作状態を示す図である。
図 8は、 本実施例において # 1 電磁バルブを開閉駆動し、 # 2電 磁バルブを閉弁状態に保持する場合の # 1 アツパコイル、 # 1 ロア コイル、 # 2アツパコイル、 及び # 2ロアコイルに供給される励磁 電流の電流波形を示す図である。
図 9は、 # 1 アツパコイルが電源供給状態とされ、 # 2アツパコ ィルがフラィホイール状態とされた駆動回路の動作状態を示す図で ある。
図 1 0は、 # 1 アツパコィルがフラィホイール状態とされ、 # 2 了ッパコィルが電源供給状態とされた駆動回路の動作状態を示す図 である。
図 1 1 は、 # 1 アツパコイルが回生 ' 逆電流状態とされ、 # 2 ァッパコィルがフラィホイール状態とされた駆動回路の動作状態を 示す図である。
図 1 2は、 # 1 ロアコィル及び # 2アツパコィルが共に電源供給 伏態とされた駆動回路の動作状態を示す図である。
図 1 3は、 # 1 ロアコイルが電源供給状態とされ、 # 2アツパコ ィルがフライホイール状態とされた駆動回路の動作状態を示す図で める。
図 1 4は、 # 1 ロアコィルがフラィホイール伏態とされ、 # 2 ァッパコィルが電源供給伏態とされた駆動回路の動作状態を示す図 である。
図 1 5は、 # 1 ロアコィル及び # 2アツパコィルが共にフライホ ィール状態とされた駆動回路の動作伏態を示す図である。
図 1 6は、 # 1 ロアコイルが回生 ·逆電流状態とされ、 # 2アツ パコィルがフライホイール状態とされた駆動回路の動作状態を示す 図である。
図 1 7は、 本発明の第 2実施例の電磁バルブ用駆動装置が備える E C Uの内部構成図である。
図 1 8は、 # 1 アツパコイル及び # 2アツパコイルが共に回生状 態とされた駆動回路の動作状態を示す図である。
図 1 9は、 # 1 ァツバコイルが回生状態とされ、 # 2アツパコィ ルがフライホイール状態とされた駆動回路の動作状態を示す図であ る
図 2 0は、 # 1 ロアコイルが回生状態とされ、 # 2アツパコイル がフライホイール状態とされた駆動回路の動作伏態を示す図である。 図 2 1 は、 本実施例において、 2つの電磁バルブを共に開閉駆動 する場合にアツパコイル及びロアコィルに供給される励磁電流の電 流波形を示す図である。
図 2 2は、 本実施例において、 # 1 電磁バルブを開閉駆動し、 # 2電磁バルブを閉弁状態に保持する場合に # 1 アツパコイル、 # 1 ロアコイル、 # 2アツパコイル、 及び # 2 ロアコイルに供給さ れる励磁電流の電流波形を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1 は、 本発明の一実施例である電磁バルブ用駆動装置のシステ ム構成図を示す。 本実施例の電磁バルブ用駆動装置は、 電子制御ュ ニッ ト （以下、 E C Uと称す） 1 0、 及び、 電磁バルブ 1 2を備え ている。 E C U 1 0 には、 クランクポジショ ンセンサ （以下、 C P センサと称す） が接続されている。
C Pセンサ 1 4は、 基準信号とクラ ンク角信号とを出力するセン サである。 基準信号は、 内燃機関のクランク角が所定の基準角に一 致する毎に出力される。 E C U 1 0は、 C Pセンサ 1 4の出力信号 に基づいて内燃機関のクラ ンク角を検出し、 その検出結果を用いて 電磁バルブ 1 2を制御する。
電磁バルブ 1 2は、 弁体 1 6を備えている。 本実施例において、 電磁バルブ 1 2は、 4気筒 4バルブ型の内燃機関に適用されている。 すなわち、 内燃機関の各気筒に 4個の電磁バルブ 1 2が設けられ、 そのうち 2個の電磁バルブ 1 2の弁体 1 6は吸気バルブを構成し、 他の 2個の電磁バルブ 1 2の弁体 1 6は排気バルブを構成している。 弁体 1 6は、 内燃機関の燃焼室内に露出するようにシリ ンダへッ ド 1 8に配設されている。 内燃機関のシリ ンダへッ ド 1 8には、 吸 気ポー ト （又は排気ポー ト） 2 0が設けられている。 吸気ポー ト (又は排気ポー ト） 2 0には、 弁体 1 6に対する弁座 2 2が形成さ れている。 吸気ポー ト （又は排気ポー ト） 2 0は、 弁体 1 6が弁座 2 2に着座することにより導通状態となり、 また、 弁体 1 6が弁座 2 2に着座することにより遮断伏態となる。
弁体 1 6には、 弁軸 2 4が固定されている。 弁軸 2 4は、 バルブ ガイ ド 2 6により軸方向に摺動可能に保持されている。 バルブガイ ド 2 6は、 シリ ンダへッ ド 1 8に支持されている。 また、 バルブガ イ ド 2 6には、 電磁バルブ 1 2のロアキャ ップ 2 8が固定されてい 弁軸 2 4の上部には、 非磁性部材で構成されたァーマチヤ軸 3 0 が配設されている。 また、 弁軸 2 4の上端部には、 ロアリテ一ナ 3 2が固定されている。 ロアリテーナ 3 2 とロアキャップ 2 8 との間 には、 ロアスプリ ング 3 4が配設されている。 ロアスプリ ング 3 4 は、 ロアリテーナ 3 2を、 すなわち、 ァーマチヤ軸 3 0及び弁体 1 6を、 図 1 における上方へ付勢している。
ァーマチヤ軸 3 0の上端部には、 アツパリテ一ナ 3 6が固定され ている。 アツパリテ一ナ 3 6の上部には、 了ッパスプリ ング 3 8力 配設されている。 ァッパスプリ ング 3 8は、 ァッパリテーナ 3 6を、 すなわち、 ァーマチヤ軸 3 0及び弁体 1 6を、 図 1 における下方に 付勢している。
ァッパスプリ ング 3 8の周囲には、 円筒状のァッパキヤップ 4 0 が配設されている。 アツパキヤップ 4 0の上端部には、 アジャス ト ボルト 4 2が配設されている。 ァッパスプリ ング 3 8の上端は、 ァ ジャス夕ボルト 4 2に当接している。
了一マチヤ軸 3 0には、 ァーマチヤ 4 4が接合されている。 ァー マチヤ 4 4は、 磁性材料で構成された環状の部材である。 ァーマ チヤ 4 4の上方には、 第 1電磁石 4 6が配設されている。 第 1 電磁 石 4 6は、 アツパコイル 4 8及びァッパコア 5 0を備えている。 ま た、 ァーマチヤ 4 4の下方には、 第 2電磁石 5 2が配設されている。 第 2電磁石 5 2は、 ロアコイル 5 4及びロアコア 5 6を備えている。 了 ッパコイル 4 8及びロアコイル 5 4は、 E C U 1 0に接続され ている。 アツパコイル 4 8及び口アコィル 5 4には、 E C U 1 0力、 ら励磁電流が供給される。 アツパコア 5 0及びロアコア 5 6は磁性 材料で構成された部材であり、 それらの中央部においてァーマチヤ 軸 3 0を摺動可能に保持している。 第 1 電磁石 4 6及び第 2電磁石 5 2は、 それらの間に所定の間隔が保持されるように外筒 5 8に よって保持されている。 ァーマチヤ 4 4の中立位置は、 アジヤス夕 ボル ト 4 2により、 第 1電磁石 4 6 と第 2電磁石との間の中間点に 調整されている。 次に、 電磁バルブ 1 2の動作について説明する。
電磁バルブ 1 2においては、 アツパコイル 4 8に励磁電流を供給 することで、 アツパコイル 4 8により磁束を発生させることができ る。 アツパコイル 4 8が発生する磁束は、 アツパコア 5 0及びァー マチヤ 4 4を含む経路を通って流通する。 この際、 ァ一マチヤ 4 4 と第 1 電磁石 4 6 との間には、 ァ一マチヤ 4 4を第 1 電磁石 4 6へ 吸引する向きの電磁力が発生する。
このため、 電磁バルブ 1 2によれば、 アツパコイル 4 8に適当な 励磁電流を供給するこ とで、 ァーマチヤ 4 4、 ァーマチヤ軸 3 0、 及び、 弁体 1 6等を第 1電磁石 4 6側へ変位させることができる。 ァ一マチヤ軸 3 0は、 ァ一マチヤ 4 4がアツパコア 5 0 と当接する まで第 1電磁石 4 6側へ変位することができる。 弁体 1 6は、 ァー マチヤ 4 4がアツパコア 5 0 と当接する状況下では吸気ポー ト （又 は排気ポー ト） 2 0を閉塞する。 従って、 電磁バルブ 1 2によれば、 アツパコイル 4 8に適当な励磁電流を供給することで、 弁体 1 6を 全閉状態とすることができる。
弁体 1 6が全閉状態に維持されている場合、 アツパスプリ ング 3 8及びロアスプリ ング 3 4は、 ァーマチヤ軸 3 0を中立位置に向け て付勢する。 このような状況下でアツパコイル 4 8への励磁電流の 供給が停止されると、 ァーマチヤ軸 3 0は、 アツパスプリ ング 3 8 及びロアスプリ ング 3 4のばね力に従って単振動の運動を開始する。 電磁バルブ 1 2によれば、 ロアコイル 5 4に励磁電流を供給する ことで、 ロアコイル 5 4により磁束を発生させることができる。 口 ァコイル 5 4が発生する磁束は、 ロアコア 5 6及びァ一マチヤ 4 4 を含む経路を通って流通する。 この際、 ァ—マチヤ 4 4 と第 2電磁 石 5 2 との間に、 ァーマチヤ 4 4を第 2電磁石 5 2へ吸引する向き の電磁力が発生する。 このため、 電磁駆動弁 1 2によれば、 口アコ ィ儿 5 4に適当な励磁電流を供給することで、 ァーマチヤ軸 3 0の 摺動に伴うエネルギー損失を補って、 ァーマチヤ 4 4が第 2電磁石 5 2に当接するまでァーマチヤ軸 3 0を変位させることができる。 弁体 1 6は、 ァーマチヤ 4 4が第 2電磁石 5 2 と当接する際に全 開状態となる。 従って、 電磁バルブ 1 2によれば、 アツパコイル 4 8への励磁電流の供給を停止した後、 所定のタイ ミ ングでロアコィ ル 5 4への励磁電流の供給を開始することで、 弁体 1 6を全閉状態 から全開状態に変化させることができる。
弁体 1 6が全開状態に達した後、 ロアコイル 5 4への励磁電流の 供給が停止されると、 弁体 1 6は、 単振動の動作に従って全閉位置 に向けて変位を開始する。 以後、 適当なタイ ミ ングでァツバコイル 4 8及びロアコイル 5 4に繰り返し励磁電流を供給することで弁体 1 6を開閉動作させることができる。
ところで、 弁体 1 6を開閉動作させる場合、 ァーマチヤ 4 4が第 1電磁石 4 6又は第 2電磁石 5 2に当接する時点での、 ァーマチヤ 4 4 と第 1電磁石 4 6又は第 2電磁石 5 2 との間の電磁吸引カをゼ 口とすることができれば、 両者間に作用する衝撃力を緩和して、 衝 撃音の発生を抑制できると共に、 電磁バルブ 1 2の耐久性を向上さ せることができる。 また、 この場合、 ァ一マチヤ 4 4を第 1 電磁石 4 6又は第 2電磁石 5 2から速やかに離脱させることができるので、 電磁バルブ 1 2の優れた応答性を実現することが可能となる。 かか る観点から、 了一マチヤ 4 4 と第 1電磁石 4 6又は第 2電磁石 5 2 との間の電磁吸引力を所望のタイ ミ ングで速やかに消滅させること が望ましい。
しかしながら、 例えばアツパコイル 4 8への励磁電流の供給を停 止しても、 アツパコイル 4 8に生ずる逆起電力により、 ある程度の 期間は了ツバコイル 4 8には供給されていた励磁電流と同じ向きの 電流が流通し続ける。 また、 アツパコイル 4 8に流通する電流が減 少してゼロに達しても、 ァーマチヤ 4 4及びアツパコア 5 0に生ず る渦電流によって、 ある程度の期間はァーマチヤ 4 4 と第 1 電磁石 4 6 との間に電磁吸引力が作用する。 従って、 ァ一マチヤ 4 4 と第 1電磁石 4 6 との間の電磁吸引力を速やかに消滅させるには、 ァッ パコイル 4 8の逆起電力に伴う電流を速やかに消滅させ、 更には、 ァーマチヤ 4 4及びアツパコイル 4 8に生ずる渦電流をも速やかに 消滅させることが必要である。
かかる観点から、 アツパコイル 4 8への励磁電流の供給を停止し た後、 アツパコイル 4 8に、 所定期間だけ励磁電流を逆向きに流通 させることが有効である。 同様に、 ァーマチヤ 4 4 と第 2電磁コィ ル 5 2との間の電磁吸引力を速やかに消滅させるには、 ロアコイル 5 への励磁電流の供給を停止した後に、 ロアコイル 5 4に、 所定 期間だけ励磁電流を逆向きに流通させることが有効である。 すなわ ち、 コイルに逆向きの電流を供給することで、 渦電流を相殺するこ とができ、 これにより、 電磁吸引力を速やかに消滅させることがで きるのである。
図 2は、 上記の観点より電磁バルブ 1 2において用いられる励磁 電流の電流波形 （図 2 ( a) 、 （b) ) 、 及び、 その電流波形によ り得られる弁体 1 6の変位パターン （図 2 ( c ) ) を示す。
図 2 ( a) に示す如くアツパコイル 4 8に供給される励磁電流は、 弁体 1 6が全開位置から全閉位置へ向けて変位する吸引期間 （図 2 (a) に示す期間 A及び B) において、 所定期間 （図 2 ( a ) に示 す期間 A) だけ最大励磁電流 I MAX に制御された後、 弁体 1 6が全 閉位置に到達する時期にほぼ同期して、 遷移期間 （図 2 ( a) に示 す期間 B) を経て上記保持電流 I H と一致するように制御される (図 2 (a) に示す期間 C) 。 そして、 この励磁電流は、 弁体 1 6 を全開位置から閉弁させる要求が生じた時点で、 最大励磁電流 I MA X とは逆方向に向かう消磁電流 I R に制御される （図 2 ( a) に示 す期間 D) 。
これと同様に、 図 2 (b) に示す如く、 ロアコイル 5 4に供給さ れる励磁電流は、 弁体 1 6か全閉位置から全開位置に向けて変位す る吸引期間 （図 2 ( b ) に示す期間 A及び B) において、 所定期間 (図 2 (b) に示す期間 A) だけ所定値 I MAX に維持された後、 遷 移期間 （図 2 (b) に示す期間 B) を経て所定の保持電流 I H へ向 けて減少するように制御される （図 2 (b) に示す期間 C) 。 そし て、 この励磁電流は、 弁体 1 6を全開位置から閉弁させる要求が生 じた時点で逆方向に向かう消磁電流 I R に制御される （図 2 (b) に示す期間 D) 。
そして、 C Pセンサ 1 4の出力信号に基づいて、 アツパコイル 4 8及びロアコイル 5 4に励磁電流を供給するタイ ミ ングを設定する ことで、 内燃機関の運転に同期して電磁バルブ 1 2を開閉動作させ ることができる。
上述したァッパコイル 4 8及びロアコイル 5 4に供給される励磁 電流の電流波形は、 後述する如く、 E CU 1 0力 S アツパコイル 4 8及び口アコィル 5 4に対して、 正方向の励磁電流が供給される状 態と、 これとは逆方向の励磁電流が供給される伏態とを適宜切り替 えることにより実現される。
本実施例の電磁バルブ用駆動装置は、 E CU 1 0が備えるスイ ツ チング手段の個数を抑制しつつ、 アツパコイル 4 8及びロアコイル 5 4に供給する励磁電流の向きを逆転させることことで、 上述の如 き所望の電流波形を実現し得る点に特徴を有している。
以下、 図 3を参照して E C U 1 0の内部構造について説明する。 図 3は、 E CU 1 0の内部構造を表す回路図を示す。 図 3に示す如 く、 E C U 1 0は、 C PU 6 0を備えている。 C P U 1 0には、 バ スライン 6 2を介して出力ポー ト 6 8、 及び入力ポー 卜 7 0が接続 されている。 入力ポー ト 7 0には C Pセンサ 1 4が接続されている。
E CU 1 0は、 また、 バッファ回路 7 2及び駆動回路 7 4を備え ている。 上述の如く、 電磁バルブ 1 2は、 4気筒 4バルブ型内燃機 関の吸気バルブ及び排気バルブを構成している。 すなわち、 内燃機 関の各気筒には、 吸気バルブとして動作する 2つの電磁バルブ 1 2 と、 排気バルブとして動作する 2つの電磁バルブ 1 2 とが設けられ ている。 本実施例においては、 同一の気筒に設けられた吸気バルブ の対、 及び、 同一の気筒に設けられた吸気バルブの対にそれぞれ対 応して、 全部で 8組のバッファ回路 7 2及び駆動回路 7 4が設けら れている。 ただし、 各バッファ回路 7 2及び駆動回路 7 4の構成及 び動作は同一であるため、 図 3には、 1 つの気筒に設けられた例え ば吸気バルブを構成する 2つの電磁バルブ 1 2に対応するバッファ 回路 7 2及び駆動回路 7 4のみを示している。
駆動回路 7 4は、 電源端子 7 6及び接地端子 7 8を備えている。 電源端子 7 6及び接地端子 7 8には、 それぞれ、 E C U 1 0の電源 電圧ライン及び接地電圧ラインが接続されている。 従って、 電源端 子 7 6には E C U 1 0の電源電圧 Vが供給される。 なお、 E C U 1 0以外の別の電源を新たに設けてもよい。 駆動回路 7 4は、 また、 スィ ツチング手段として機能する 9個の電界効果トランジスタ （F ET) 、 すなわち、 # 1 F E T 8 0、 # 2 F E T 8 2、 # 3 F E T 8 4、 # 4 F ET 8 6 , # 5 F E T 8 8、 # 6 F E T 9 0、 # 7 F E T 9 2、 # 8 F ET 9 4、 及び、 # 9 F E T 9 6を備えている。
# 1 F E T 8 0、 # 4 F E T 8 6、 及び # 7 F E T 9 2のドレイ ン端子は何れも電源端子 7 6に接続されている。 # 1 F E T 8 0の ソース端子と # 4 F E T 8 6のソース端子との間には、 吸気バルブ を構成する一方の電磁バルブ 1 2 (以下、 # 1電磁バルブ 1 2 と 称す） のロアコイル 5 4 (以下、 # 1 ロアコイル 5 4 ,と称す） 力 接続されている。 また、 # 4 F E T 8 6のソース端子と # 7 F E T 9 2 との間には、 吸気バルブを構成する他方の電磁バルブ 1 2 (以 下、 # 2電磁バルブ 1 2 2と称す） のアツパコイル 4 8 (以下、 # 2 ロアコイル 4 8 2と称す） が接続されている。
# 1 F E T 8 0、 # 4 F E T 8 6、 及び # 7 F E T 9 2のソース 端子は、 それぞれ、 # 2 F E T 8 2、 # 5 F E T 8 8、 及び # 8 F E T 9 4のドレイ ン端子に接続されている。 # 2 F E T 8 2のツー ス端子と # 5 F E T 8 8のソース端子との間には、 # 1 電磁バルブ 1 2 - ,のアツパコイル 4 8 (以下、 # 1 コイル 4 8 と称 す） が接続されている。 また、 # 5 F ET 8 8のソース端子と # 8 F E T 9 4のソース端子との間には第 2電磁バルブ 1 2— 2のロ了コ ィル 5 4 (以下、 # 2ロアコイル 5 4 - 2と称す） が接続されている。
# 2 F E T 8 2 # 5 F E T 8 8、 及び # 8 F ET 9 4のソース 端子は、 それぞれ、 # 3 F ET 8 4 # 6 F ET 9 0、 及び # 9 F ET 9 6の ドレイ ン端子に接続されている。 また、 # 3 F E T 8 4 # 6 F ET 9 0、 及び # 9 F ET 9 6のソース端子は、 何れも接地 端子 7 8に接続されている。
# 1 F E T 8 0 # 9 F E T 9 6のゲー ト端子は、 それぞれ上述 したバッファ回路 7 2に接続されている。 バッ フ ァ回路 7 2は C P U 6 0からの指合信号に応じて # 1 F ET 8 0 # 9 F ET 9 6の 各ゲー ト端子にハイ レベル又は口一レベルの駆動信号を供給する。 # 1 F E T 8 0 # 9 F E T 9 6は、 ッファ回路 7 2からハイレ ベルの信号が各ゲー ト端子に供給されることによりォン状態となる。 また、 # 1 F E T 8 0 # 9 F E T 9 6は、 'ッ フ ァ回路 7 2から ローレベルの信号が各ゲ一 ト端子に供給されることによりオフ状態 となる。
# 1 F ET 8 0 # 9 F ET 9 6は、 それぞれ、 その内部にツー ス端子から ドレイン端子へ向かう電流の流れを許容する内部ダイ オー ドを含んでいる。 従って、 # 1 F E T 8 0 # 9 F E T 9 6は、 オフ状態においても、 ソース端子側からゲー ト端子側へ向かう向き (即ち、 図 3における上向き） の電流の流通を許容する。
本実施例の電磁バルブ用駆動装置において、 各気筒の 2個の吸気 バルブは、 基本的には、 互いに同一のタイ ミ ングで共に開閉される。 ただし、 内燃機関が低負荷 ·低回転で運転されている場合等には、 燃費向上等の観点から一方の吸気バルブは閉弁状態に保持され、 他 方の吸気バルブのみが開閉される。 同様に、 排気バルブについても、 基本的には、 互いに同一のタイ ミ ングで共に開閉されるが、 內燃機 関の運転状態によっては、 一方の排気バルブが閉弁状態に維持され、 他方の排気バルブのみが開閉される場合がある。
以下、 先ず、 同一気筒内の吸気バルブを構成する # 1 電磁バルブ
1 2 及び # 2電磁バルブ 1 2 -2が同期して開閉される場合に、 図 2 ( a ) 及び （ b ) に示す波形の励磁電流を # 1 電磁バルブ 1 2 -, 及び # 2電磁バルブ 1 2 2に供給すベく実現される E C U 1 0の動 作状態について説明する。
図 4〜図 7は、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4
8 -2に図 2 ( a ) で示す電流パターンの励磁電流を供給すべく実現 される E C U 1 0の 3つの動作状態を示す。 なお、 図 4〜図 7及び 以下に示す同様の図面において、 オン状態とされた F E Tに〇印を 付している。
図 4に示す状態は、 駆動回路 7 4の # 1 F E T 8 0、 # 2 F E T 8 2、 # 4 F ET 8 6、 # 6 F ET 9 0、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F ET 9 6をオン状態とし、 他の F E Tをオフ状態とすること により実現される。 この状態では、 電源端子 7 6から # 1 F E T 8 0、 # 2 F E T 8 2、 # 1 アツパコイル 4 8 -,、 及び、 # 6 F E T 9 0を経由して接地端子 7 8に至る回路が導通される。 このため、 # 1 アツパコイル 4 8 - ,には、 # 2 F E T 8 2側から # 6 F E T 9 0側へ向かう向き （図 4における右向き ； 以下、 この向きを # 1 アツパコイル 4 8 -,の正方向とする） の励磁電流が供給される。 以 下、 コイルに正方向の励磁電流が供給される状態を、 そのコイルの 電源供給状態と称す。 また、 図 4に示す状態では、 電源端子 7 6か ら # 4 F E T 8 6、 # 2アツパコイル 4 8 -2、 # 8 F E T 9 4、 及 び、 # 9 F E T 9 6を経由して接地端子 Ί 8に至る回路が導通され る。 このため、 # 2アツパコイル 4 8—2には # 4 F E T 8 6側から # 8 F E T 9 4側へ向かう向き （図 4における右向き ； 以下、 この 向きを # 2アツパコイル 4 8— 2の正方向とする） の励磁電流が供給 される。 すなわち、 # 2了ツバコイル 4 8 -2についても電源供給状 態となる。 なお、 電源供給状態においてコイルに流通する電流の大 きさは上記した最大励磁電流 I MA X に一致している。
なお、 図 4に示す状態において、 # 1 ロアコイル 5 4 はその両 端を、 オン伏態とされた # 1 F ET 8 0及び # 4 F ET 8 6により 短絡されることになるため、 # 1 ロアコイル 5 4 に流通する励磁 電流は実質的にゼロである。 また、 # 2ロアコイル 5 4 -2について も同様に、 その両端を、 オン状態とされた # 6 F E T 9 0及び # 9 F E T 9 6により短絡されることになるため、 流通する励磁電流は 実質的にゼロである。
また、 上述の如く、 図 4に示す状態では、 # 1アツパコイル 4 8 に供給される最大励磁電流 I MAX は # 1 F E T 8 0、 # 2 F ET 8 2、 及び # 6 F ET 9 0を流通し、 # 2アツパコイル 4 8 -2に供 給される最大励磁電流 I MAX は # 4 F E T 8 6、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F ET 9 6を流通する。 すなわち、 # 1アツパコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8 2に供給される最大励磁電流 I MAX 同一の F E Tを流通することがないため、 各 F E Tにおける発熱を 抑制することができる。
図 5に示す状態は、 駆動回路 7 4の # 1 F E T 8 0、 及び、 # 2 F E T 8 2をオン状態とし、 他の F E Tをオフ状態とすることによ り実現される。 この状態では、 # 1 F ET 8 0から、 # 2 F ET 8 2、 第 1アツパコイル 4 8— ,、 # 5 F ET 8 8の内部ダイオー ド、 第 2アツパコイル 4 8 -2、 及び、 # 7 F E T 9 2の内部ダイオー ド を経由して # 1 F E T 8 0へ戻る閉回路が導通される。 上記した # 1 コイル 4 8 -！及び # 2 ル 4 8 - 2の正方向電流 の向きは、 この閉回路の向きに一致している。 従って、 図 4に示す 電源供給状態から図 5に示す状態に切り替えることで、 電源端子 7 6から駆動回路 7 4に電流を供給することなく、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8 2に、 その逆起電力に伴う正方向 の電流、 すなわち、 フライホイール電流を流通させることができる。 以下、 コイルにフライホイール電流が流通する状態を、 そのコイル のフライホイ一ル状態と称す。 フライホイ一ル状態においてコイル に流通する電流の大きさは、 回路抵抗によって次第に減少する。 図 6に示す状態は、 # 4 F E T 8 6 , 及び# 6 £丁 9 0をォン 状態とし、 他の F E Tをオフ状態とすることにより実現される。 こ の状態では、 # 6 F E T 9 0、 # 3 F E T 8 4の内部ダイオー ド 8 4、 及び # 1 アツパコイル 4 8 を経由して # 6 F E T 9 0に戻る 閉回路が導通される。 また、 図 6に示す状態では、 # 4 F E T 8 6 ,
# 2了ツバコイル 4 8 -2、 及び # 7 F ET 9 2の内部ダイォー ドを 経由して # 4 F ET 8 6に戻る閉回路が導通される。 # 1 アツパコ ィル 4 8 -, , 及び # 2ァッパコィル 4 8 -2の正方向電流の向きはこ れら閉回路の向きに一致している。 従って、 図 6に示す状態におい ても、 図 5に示す状態と同様に、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2 アツパコイル 4 8—2は共にフライホイール状態となる。
図 7に示す状態は、 # 3 F ET 8 4、 # 5 F E T 8 8、 及び # 7 F E T 9 2をオン状態とし、 他の F ETをオフ伏態とすることによ り実現される。 この状態では、 電源端子 7 6から # 7 F E T 9 2、
# 2アツパコイル 4 8—2、 # 5 F E T 8 8、 # 1 アツパコイル 4 8 、 及び # 3 F E T 8 4を経由して接地端子 Ί 8に至る回路が導通 される。 この場合、 # 1アツパコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8—2に生じている逆起電力の和が電源端子 7 6に供給される電源 電圧 Vよりも大きい状態では、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2 アツパコイル 4 8 -2を流通する正方向の電流が電源側に回生エネル ギ一として回収されることで、 その電流はゼロに向けて速やかに減 少する。 一方、 上記逆起電力の和が電源電圧 Vよりも小さい状態で は、 # 2了ッパコイル 4 8— 2及び # 1 アツパコイル 4 8 には、 そ れぞれ、 # 7 F E T 9 2側から # 5 F E T 8 8側へ向かう向き （図 7における左向き） 、 及び、 # 5 F E T 8 8側から # 3 F E T 8 4 側へ向かう向き （図 7における左向き） の励磁電流が供給される。 # 1 アツパコイル 4 8 ,及び # 2アツパコイル 4 8 -2に供給される これらの励磁電流は、 正方向電流に対して逆向きである。 すなわち、 図 7に示す状態では、 # 1 アツパコイル 4 8 ,及び # 2アツパコィ ル 4 8 -2に逆方向の消磁電流 I R を供給することができる。 以下、 コィルの逆起電力に伴う電流が回生エネルギーとして電源側に回収 され、 又は、 逆方向の励磁電流が供給される状態を、 そのコイルの 回生 · 逆電流状態と称す。
上述の如く、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8 -2は、 図 4に示す状態では電源供給状態とされ、 図 5又は図 6に示 す状態ではフライホイール状態とされ、 図 7に示す状態では回生 - 逆電流状態とされる。 従って、 E C U 1 0は、 図 2 ( a ) に示す期 間 Aにおいて、 図 4に示す状態を実現することにより # 1 ァッパコ ィル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8 -2に最大励磁電流 I MAX を供 給することができ、 また、 図 2 ( a ) に示す期間 Bにおいて、 図 4 〜図 7に示す伏態を適宜切り替えて実現することにより、 # 1 アツ パコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8 -2に供給する励磁電流を I MA X から I H に向けて減少させることができる。 また、 図 2 ( a ) に示す期間 Cにおいて、 図 4に示す状態と図 5又は図 6に示 す状態を適宜切り替えて実現することにより、 # 1 アツパコイル 4 8— ,及び # 2アツパコィル 4 8 -2に供給する励磁電流を保持電流 I „ に保持することができ、 更に、 図 2 ( a ) に示す期間 Dにおいて、 図 7に示す状態を実現することにより、 # 1 アツパコイル 4 8—,及 び # 2ァツバコイル 4 8 -2に対して消磁電流 I R を供給することが できる。
このように、 本実施例においては、 E C U 1 0力、'、 上記図 4〜図 7に示す状態を適宜切り替えて実現することにより、 # 1 アツパコ ィル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8 -2に供給する励磁電流を図 2 ( a ) 、 (b) に示す波形に従って制御することができる。
以上、 アツパコイル 4 8に供給する励磁電流を制御する場合につ いて説明したが、 図 4〜図 7 に示す状態でオン状態とされた F E T に対して図中左右方向に対称位置にある F E Tをオン伏態とするこ とで、 ロアコイル 5 4について図 4〜図 7にそれぞれ対応する状態 を形成することができる。
すなわち、 図 4に示す状態に対応して # 2 F E T 8 2 # 3 F E
T 8 4 # 4 F E T 8 6 # 6 F E T 9 0 # 7 F E T 9 2、 及び # 8 F ET 9 4をオン状態とすることで、 # 1 ロアコイル 5 4 及 び # 2ロアコイル 5 4 -2を電源供給伏態とすることができる。 なお、 # 1 ロアコイル 5 4 についての正方向は # 4 F ET 8 6側から # 2 F E T 8 2側へ向かう向き （図中左向き） となり、 # 2口アコ ィル 5 4—2についての正方向は # 8 F E T 9 4側から # 6 F ET 9 0側へ向かう向き （図中左向き） となる。
また、 図 5に対応して # 7 F E T 9 2及び # 8 F E T 9 4をオン 状態とすることにより、 又は、 図 6に示す状態と同じく # 4 F ET 8 6及び # 6 F E Tをオン状態とすることにより、 # 1 ロアコイル 5 4—！及び # 2ロアコイル 5 4 -2をフライホイ一ル伏態とすること ができる。 更に、 図 7に示す状態に対応して # 1 F E T 8 0 # 5 F E T 8 8、 及び # 9 F E T 9 6をオン状態とすることにより、 # 1 ロアコイル 5 4 及び # 2ロアコイル 5 4 2を回生 ·逆電流状 態とすることができる。
次に、 同一気筒内の一方の吸気バルブ （例えば # 2電磁バルブ 1 2 -2) を閉弁状態に保持し、 他方の吸気バルブ （例えば # 1電磁バ ルブ 1 2 -！) のみを開閉駆動する場合の E C U 1 0の動作について 説明する。
図 8は、 # 2電磁バルブ 1 2 -2を閉弁状態に保持し、 # 1 電磁バ ルブ 1 2 を開閉駆動すべく、 # 1 アツパコイル 4 8 # 1 ロア コイル 5 4 - , # 2アツパコイル 4 8 2、 及び # 2ロアコイル 5 4 -2にそれぞれ供給される励磁電流の電流波形を示す。 図 8 ( a ) (b ) に示す如く、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 1 αァコイル 5 4 -,に、 図 2 ( a ) 、 (b) に示す波形と同様の電流波形の励磁電 流が供給されることで、 # 1 電磁バルブ 1 2 が開閉駆動される。 一方、 図 8 ( c ) 、 （ d ) に示す如く、 # 2アツパコイル 4 8—2に 供給される励磁電流が保持電流 I H に等しい大きさに維持され、 # 2ロアコイル 5 4 -2に供給される励磁電流がゼロとされることで、
# 2電磁バルブ 1 2 2は閉弁状態に保持される。 ただし、 # 1 アツ パコイル 4 8 又は # 1 ロアコイル 5 4 -,に消磁電流 I R が供給さ れる直前に、 # 2アツパコイル 4 8—2に供給される励磁電流は一時 的に増加される。 この理由については後述する。
図 8に示す電流波形は、 上記図 4、 及び図 5又は図 6に示す状態 に加えて、 図 9〜図 1 6に示す状態を適宜切り替えることにより実 現することができる。 先ず、 # 1 アツパコイル 4 8 に励磁電流を 供給する場合 （図 8 ( a ) に示す期間 A、 B、 C、 D) について説 明する。 図 8 ( a) に示す期間 A、 B、 C. Dの電流波形は、 図 4、 図 5又は図 6に示す状態に加えて、 図 9〜図 1 1 に示す状態を適宜 切り替えることにより実現される。
図 9に示す状態は、 # 1 F E T 8 0、 # 2 F E T 8 2、 # 4 F E T 8 6、 及び # 6 F Ε Τ 9 0をオン伏態とし、 他の F Ε Τをオフ状 態とすることにより実現される。 この状態では、 電源端子 7 6から # 1 F E T 8 0、 # 2 F E T 8 2、 # 1 アツパコイル 4 8 -,、 及び
# 6 F E T 9 0を経由して接地端子 7 8へ至る回路が導通される。 このため、 # 1 アツパコイル 4 8 には電源端子 7 6から正方向の 最大励磁電流 I MAX が供給される。 すなわち、 # 1 アツパコイル 4 8 は電源供給状態とされる。 また、 図 9に示す状態では、 # 4 F E T 8 6、 # 2アツパコイル 4 8 -2、 及び # 7 F E T 9 2の内部ダ ィオー ドを経由して # 4 F E T 8 6に戻る閉回路が導通される。 こ のため、 # 2ァッパコイル 4 8 2にフライホイール電流を流通させ ることができる。 すなわち、 # 2アツパコイル 4 8 -2はフライホ ィ一ル状態とされる。 図 1 0に示す状態は、 # 4 F E T 8 6、 # 6 F E T 9 0、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F E T 9 6をオン状態とし、 他の F E Tをオフ 状態とすることにより実現される。 この状態では、 # 6 F E T 9 0、
# 3 F E T 8 4の内部ダイオー ド、 及び # 1 アツパコイル 4 8 を 経由して # 3 F E T 9 0へ戻る閉回路が導通される。 このため、
# 1 アツパコイル 4 8 はフライホイール状態とされる。 また、 図 1 0に示す状態では、 電源端子 7 6から # 4 F E T 8 6、 # 2アツ パコイル 4 8 -2、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F E T 9 6を経由して 接地端子 7 8に至る回路が導通される。 このため、 # 2アツパコィ ル 4 8 -2は電源供給状態とされる。
図 1 1 に示す伏態は、 # 3 F E T 8 4、 # 4 F E T 8 6、 及び # 5 F ET 8 8をオン状態とすることにより実現される。 この状態 では、 電源端子 7 6から # 4 F E T 8 6、 # 5 F E T 8 8、 # 1 アツパコイル 4 8 -,、 及び # 3 F E T 8 4を経由して接地端子 Ί 8 に至る回路が導通される。 このため、 # 1 アツパコイルは回生 ' 逆 電流状態とされる。 また、 図 1 1 に示す状態では、 # 4 F E T 8 6、
# 2アツパコイル 4 8 -2、 及び # 7 F E T 9 2の内部ダイォー ドを 経由して # 4 F E T 8 6に戻る閉回路が導通される。 このため、
# 2アツパコイル 4 8 -2はフライホイール状態とされる。
上述の如く、 図 4に示す状態では、 # 1 アツパコイル 4 8 及び
# 2アツパコイル 4 8—2の双方が電源供給状態とされる。 一方、 図 9に示す状態では、 # 1 アツパコイル 4 8—,が電源供給状態とされ るのに対して、 # 2アツパコイル 4 8 2はフライホイール状態とさ れる。 従って、 図 4に示す状態と、 図 9に示す状態とを、 # 2アツ パコイル 4 8 -2に供給される電流が保持電流 I に一致するように 切り替えることで図 8 ( a ) に示す期間 Aの波形を実現することが できる。
また、 図 4、 図 5 (又は図 6 ) 、 図 9、 及び図 1 0に示す状態で は、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8— 2について の、 電源供給状態及びフラィホイール伏態の全ての組み合わせが実 現される。 更に、 図 1 1 に示す状態では、 # 2アツパコイル 4 8 -2 にフライホイールが流通すると共に # 1 アツパコイル 4 8 - に逆方 向電流が供給される。 従って、 # 1 アツパコイル 4 8 に供給され る励磁電流は所望の勾配で保持電流 I に向けて'减少し、 一方、
# 2アツパコイル 4 8 2に供給される励磁電流は保持電流 I に保 持されるように、 上記 5つの伏態を切り替えることで、 図 8 ( a ) に示す期間 Bの電流波形を実現することができる。
また、 図 8 ( a) に示す期間 Cでは、 # 1 アツパコイル 4 8— ,及 び # 2アツパコイル 4 8—2に供給される励磁電流は保持電流 I に 保持される。 従って、 図 4に示す状態と図 5に示す状態とを切り替 えることにより図 8 ( a) に示す期間 Cの電流波形を実現すること ができる。
更に、 図 8 ( a ) に示す期間 Dでは、 # 1 ァッパコイル 4 8―,に 逆方向電流 I R が供給される。 従って、 図 1 1 に示す状態を形成す ることにより、 図 8 ( a ) に示す期間 Dの電流波形を実現すること ができる。 ただし、 図 1 1 に示す状態では、 # 2アツパコイル 4 8 -2はフライホイール状態とされるため、 その励磁電流の大きさは時 間の経過と共に減少する。 そこで、 本実施例においては、 図 8 ( a ) に示す期間 Dでの、 かかる励磁電流の減少を見込んで、 期間 Dに移行する直前 （すなわち、 期間 Cの終期） に # 2アツパコイル 4 8 -2に供給する励磁電流の大きさを所定量増加させることとして いる。 なお、 図 8 ( a ) に示す期間 Cでの # 2アツパコイル 4 8—2 に供給する励磁電流の増加は、 上記した 5つの状態の切替えにおい て、 例えば図 1 0に示す状態 （# 2アツパコイル 4 8 2が電源供給 状態とされる状態） の時間比率を、 図 5又は図 6に示す状態 （ # 2 アツパコイル 4 8 -2がフライホイール状態とされる伏態） の時間比 率に対して増大させることにより実現することができる。
次に、 # 1 ロアコイル 5 4 に励磁電流を供給する場合 （図 8 ( b ) に示す期間 A、 B、 C、 D) について説明する。 図 8 ( b ) に示す期間 A、 B、 C、 Dの電流波形は、 図 1 2〜図 1 6に示す状 態を適宜切り替えることにより実現される。
図 1 2に示す状態は、 # 2 F ET 8 2、 # 3 F ET 8 4、 # 4 F ET 8 6、 # 8 F ET 9 4、 及び # 9 F E T 9 6をオン状態とし、 他の F ETをオフ状態とすることにより実現される。 この状態では、 電源端子 7 6から # 4 F ET 8 6、 # 1 ロアコイル 5 4 -,、 # 2 F ET 8 2、 及び # 3 F ET 8 4を経由して接地端子 7 8に至る回路 が導通されると共に、 電源端子 7 6から # 4 F ET 8 6、 # 2アツ パコイル 4 8 -2、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F E T 9 6を経由して 接地端子 7 8に至る回路が導通される。 このため、 # 1 ロアコイル 5 4 及び # 2アツパコイル 4 8 -2は共に電源供給状態とされる。 図 1 3に示す状態は、 # 2 F ET 8 2、 # 3 F E T 8 4、 及び # 4 F ET 8 6をオン状態とし、 他の F ETをオフ伏態とすること により実現される。 この状態では、 電源端子 7 6から # 4 F ET 8 6、 # 1 ロアコイル 5 4 -,、 # 2 F ET 8 2、 及び # 3 F ET 8 4 を経由して接地端子 7 8に至る回路が導通される。 このため、 # 1 ロアコイル 5 4 -!は電源供給状態とされる。 また、 図 1 3に示す状 態では、 # 4 F E T 8 6、 # 2アツパコイル 4 8 -2、 及び # 7 F E T 9 2の内部ダイォードを経由して # 4 F E T 8 6に戻る閉回路が 導通される。 このため、 # 2アツパコイル 4 8 -2はフライホイール 状態とされる。
図 1 4に示す状態は、 # 4 F ET 8 6、 # 8 F ET 9 4、 及び # 9 F ET 9 6をオン状態とし、 他の F ETをオフ状態とすること により実現される。 この状態では、 # 4 F E T 8 6、 # 1 ロアコィ ル 及び # 1 F ET 8 0の内部ダイオー ドを経由して # 4 F E T 8 6に戻る閉回路が導通される。 このため、 # 1 ロアコイル 5 4—,はフライホイール状態とされる。 また、 図 1 4に示す状態では、 電源端子 7 6から # 4 F E T 8 6 , # 2アツパコイル 4 8 -2、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F E T 9 6を経由して接地端子 7 8に至る回 路が導通される。 このため # 2アツパコイル 4 8 -2は電源供給状態 とされる。
図 1 5に示す状態は、 # 4 F E T 8 6のみをオン伏態とし、 他の F E Tをオフ状態とすることにより実現される。 この状態では、
# 4 F E T 8 6、 # 1 ロアコイル 5 4 、 及び # 1 F E T 8 0の内 部ダイオー ドを経由して # 4 F E T 8 6に戻る閉回路が導通される と共に、 # 4 F E T 8 6、 # 2アツパコイル 4 8 2、 及び # 7 F E T 9 2の内部ダイォー ドを経由して # 4 F ET 8 6に戻る閉回路が 導通される。 このため、 # 1 ロアコイル 5 4 及び # 2アツパコィ ル 4 8 -2は共にフライホイール状態とされる。
図 1 6に示す状態は、 # 1 F ET 8 0、 # 5 F ET 8 8、 # 6 F ET 9 0、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F ET 9 6をオン状態とし、 他の F ETをオフ状態とすることにより実現される。 この状態では、 電源端子 7 6から # 1 F E T 8 0、 # 1 ロアコイル 5 4 、 # 5 F ET 8 8、 及び # 6 F ET 9 0を経由して接地端子 7 8に至る回路 が導通される。 このため、 # 1 ロアコイル 5 4 は回生 '逆電流状 態とされる。 また、 図 1 6に示す状態では、 # 6 F E T 9 0、 # 5 F E T 8 8、 # 2アツパコイル 4 8—2、 # 8 F E T 9 4、 及び # 9 F E T 9 6を経由して # 6 F E T 9 0に戻る閉回路が導通される。 このため、 # 2アツパコイル 4 8 2はフラィホイール状態とされる。 上述の如く、 図 1 2に示す状態では、 # 1 ロアコイル 5 4 及び # 2アツパコイル 4 8 -2は共に電源供給状態とされ、 一方、 図 1 3 に示す状態では、 # 1 ロアコイル 5 4 は電源供給状態とされるの に対して、 # 2アツパコイル 4 8 -2はフライホイール状態とされる。 従って、 図 1 2に示す状態と図 1 3に示す状態とを、 # 2アツパコ ィル 4 8 -2に供給される励磁電流が保持電流 I H に維持されるよう に切り替えることで図 8 ( b ) に示す期間 Aの電流波形を実現する ことができる。 また、 図 1 2、 図 1 3、 図 1 4、 及び図 1 5に示す状態によれば、 # 1 ロアコイル 5 4 及び # 2アツパコイル 4 8 -2ついての、 電源 供給状態及びフライホイール伏態の全ての組み合わせが実現さる。 更に、 図 1 6に示す状態では、 # 2アツパコイル 4 8 2がフラィホ ィール伏態とされると共に # 1 ロアコイル 5 4 が回生 ·逆電流状 態とされる。 従って、 # 1 ロアコイル 5 4 に供給される励磁電流 が所望の勾配で保持電流 I H に向けて減少し、 一方、 # 2アツパコ ィル 4 8 -2に供給される励磁電流が保持電流 I H に保持されるよう に、 上記 5つの伏態を切り替えることで、 図 8 (b) に示す期間 B の電流波形を実現することができる。 また、 図 8 (b) に示す期 間 Cでは、 # 1 ロアコイル 5 4 及び # 2アツパコイル 4 8 2に供 給される励磁電流は何れも保持電流 I H に保持される。 従って、 図 1 2に示す状態と図 1 5に示す状態とを切り替えることにより図 8 ( a ) に示す期間 Cの電流波形を実現することができる。
更に、 図 8 (b ) に示す期間 Dでは、 # 1 ロアコイル 5 4 に逆 方向電流 I R が供給される。 従って、 図 1 6に示す状態を実現する ことにより、 図 8 (b) に示す期間 Dの電流波形を得ることができ る。 ただし、 図 1 6に示す状態では、 # 2アツパコイル 4 8 -2がフ ラィホイール状態とされるため、 # 2アツパコイル 4 8 2を流通す る励磁電流の大きさは時間の経過と共に減少する。 そこで、 本実施 例においては、 かかる励磁電流の減少を見込んで、 期間 Dに移行す る直前 （すなわち、 期間 Cの終期） に # 2アツパコイル 4 8 2に供 給する励磁電流の大きさを所定量増加させることとしている。 なお、 図 8 (b ) に示す期間 Cでの # 2アツパコイル 4 8 2に供給する励 磁電流の増加は、 上記した図 1 2〜図 1 6に示す状態の切替えにお いて、 例えば図 1 4に示す状態 （# 2アツパコィル 4 8 2が電源供 袷状態とされる伏態） の時間比率を、 図 1 5に示す状態 （# 2アツ パコイル 4 8—2がフライホイール状態とされる状態） の時間比率に 対して増大させることにより実現することができる。 以上、 # 2電磁バルブ 1 2 - 2を閉弁状態に保持し、 # 1電磁バル ブ 1 2 -!を開閉駆動する場合について説明したが、 # 1 電磁バルブ 1 2 -,を閉弁状態に保持し、 # 2電磁バルブ 1 2 -2を開閉駆動する こともできる。 すなわち、 図 9〜図 1 6に示す各状態においてオン 状態とした F E Tの位置に対して点対称位置にある F E Tをオン状 態とすることにより、 図 9〜図 1 6に示す状態にそれぞれ対応する 状態を実現することができる。
例えば、 図 9に示す状態でォン状態とした # 1 F E T 8 0、 # 2 F ET 8 2、 # 4 F E T 8 6、 及び # 6 F E T 9 0に対して、 それ ぞれ、 点対称位置にある # 9 F ET 9 6、 # 8 F E T 9 4、 # 6 F E T 9 0、 及び # 4 F E T 8 6をオン状態とすることにより、 # 1 アツパコイル 4 8— ,をフライホイ一ル状態とし、 # 2アツパコイル 4 8—2を電源供給状態とすることができる。 同様に、
図 1 0に示す状態に対応して、 # 6 F E T 9 0、 # 4 F E T 8 6 , # 2 F ET 8 2、 及び # 1 F ETをオン状態とすることにより、
# 1 アツパコイル 4 8 を電源供給状態とすると共に、 # 2アツパ コイル 4 8 -2をフライホイール状態とし ；
図 1 1 に示す伏態に対応して、 # 7 F E T 9 2、 # 6 F E T 9 0、 及び # 5 F E T 8 8をオン状態とすることにより、 # 1 アツパコィ ル 4 8 をフライホイール状態とすると共に、 # 2アツパコイル 4 8 -2を回生 ·逆電流状態とし ；
図 1 2に示す状態に対応して、 # 8 F E T 9 4、 # 7 F E T 9 2、 # 6 F ET 9 0、 # 2 F E T 8 2、 及び # 1 F E T 8 0をオン状態 とすることにより、 # 1 アツパコイル 4 8— ,及び # 2 ロアコイル 5 4—2を共に電源供給状態とし ；
図 1 3に示す状態に対応して、 # 8 F E T 9 4、 # 7 F E T 9 2、 及び # 6 F E T 9 0をオン状態とすることにより、 # 1 アツパコィ ル 4 8 をフライホイール状態とすると共に、 # 2ロアコイル 5 4 -2を電源供給状態とし ； 図 1 4に示す伏態に対応して、 # 6 F E T 9 0、 # 2 F E T 8 2、 及び # 1 F E T 8 0をオン状態とすることにより、 # 1 アツパコィ ル 4 8 を電源供給状態とすると共に、 # 2ロアコイル 5 4 -2をフ ラィホイール状態とし ；
図 1 5に示す状態に対応して、 # 6 F E T 9 0のみをオン状態と することにより、 # 1 アツパコイル 4 8— ,及び # 2ロアコイル 5 4
-2を共にフライホイール状態とし ；
図 1 6に示す状態に対応して、 # 9 F E T 9 6、 # 5 F ET 8 8、
# 4 F E T 8 6、 # 2 F ET 8 2、 及び # 1 F ET 8 0をオン状態 とすることにより、 # 1 アツパコイル 4 8—,をフライホイ一ル状態 とすると共に、 # 2ロアコイル 5 4 2を回生 ·逆電流状態とするこ とができる。
そして、 上記した、 # 2電磁バルブ i 2 -2を閉弁状態に保持しつ つ # 1 電磁バルブ 1 2 を開閉駆動する場合と同様に、 図 9〜図 1 6の状態に対応する上記各状態を適宜切り替えることにより、 # 1 アツパコイル 4 8 に供給する励磁電流を保持電流 I H に保持しつ つ （すなわち、 # 1電磁バルブ 1 2 を閉弁状態に保持しつつ） 、 # 2アツパコイル 4 8 -2及び # 2ロアコイル 5 4 2に図 8 ( a ) 、 (b ) と同様の波形の励磁電流を供給して # 2電磁バルブ 1 2— 2を 開閉駆動することができる。
上述の如く、 本実施例によれば、 # 1 アツパコイル 4 8 、 # 1 ロアコイル 5 4 、 # 2アツパコイル 4 8 2、 及び # 2ロアコイル 5 4 -2にそれぞれ正逆両方向の電流を供給することができ、 これに より、 図 3あるいは図 8に示す電流パターンに従って各コィルへ供 給する励磁電流を制御することができる。 このため、 本実施例の電 磁バルブ用制御装置によれば、 ァー マチヤ 4 4が第 1 電磁石 4 6又 は第 2電磁石 5 2に当接する時点でァー マチヤ 4 4 と第 1 電磁石 4 6又は第 2電磁石 5 2 との間に作用する電磁吸引力を速やかに消滅 させることができる。 従って、 電磁バルブ 1 2の開閉動作に伴う衝 突音を抑制すると共に、 電磁バルブ 1 2の耐久性を向上させること ができ、 更に、 電磁バルブ 1 2の高い応答性を実現することができ 本実施例においては、 上記性能は、 同一気筒の吸気バルブ又は排 気バルブを構成する 2つの電磁バルブが備える計 4個の電磁コィル に対して 1 つの駆動回路 7 4を構成することにより実現されている。 すなわち、 これら 4個の電磁コィルに供給する励磁電流を 9個のス イ ツチング手段、 すなわち、 # 1 F E T 8 0〜# 9 F E T 9 6で制 御することが可能となっている。 これに対して、 上記従来技術の如 く、 1 つの電磁コイルを H型ブリ ッジ回路で制御する場合には、 4 個の電磁コイルに対して 1 6個のスィ ッチング手段が必要となる。 従って、 従来の構成を 4気筒 4バルブ型の内燃機関に適用した場合 には、 全体で 1 2 8個のスイッチング手段が必要となるのに対して、 本実施例によれば 7 2個のスィ ッチング手段で足りることとなる。
このように、 本実施例によれば、 互いに同期して開閉駆動される 電磁バルブ 1 2に対して、 スィ ッチング手段である F E T 8 0〜 9 6を一括して設けることで、 必要とされるスィッチング手段の個数 を従来に比して大幅に削減しつつ、 上述の如き性能を実現すること が可能となっている。
次に、 本発明の第 2実施例について説明する。 本実施例の電磁バ ルブ用駆動装置は、 上記第 1実施例の電磁バルブ用制御装置におい て、 E C U 1 0に代えて E C U 1 1 0を用いることにより実現され 図 1 7は、 本実施例の E C U 1 1 0の内部構成を示す回路図であ る。 なお、 図 1 7において、 図 3 と同様の構成部分については同一 の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。 図 1 7に示す如く、 E C U 1 1 0は、 駆動回路 1 7 4を備えている。 駆動回路 1 7 4 は、 上記実施例の駆動回路 7 4において、 # 5 F E T 8 8に代えてダイ オー ド 1 8 8を用いることにより実現されている。 ダイオー ド 1 8 8は、 接地端子 7 8側から電源端子 7 6に向かう向きの電流の流通 を許容するように配置されている。
本実施例においても、 基本的には、 上記第 1実施例の図 4〜図 7 , 及び図 9〜図 1 6に示す各状態でオン状態とされた F E Tと同一の F E Tをオン状態とすることにより、 これら各状態と同様の状態を 実現することができる。 このうち、 図 4 , 図 5、 図 6、 図 9、 図 1 0、 図 1 2、 図 1 3、 図 1 4、 及び図 1 5に示す状態では # 5 F E T 8 8はオフ状態とされており、 その内部ダイォー ドと同様の機能 を本実施例のダイォ一 ド 1 8 8が果たすことで、 これら各状態と同 一の状態が実現される。 一方、 図 7、 図 1 1、 図 1 6に示す状態で は、 # 5 F E T 8 8はオン状態とされているのに対して、 本実施例 では、 # 5 F E T 8 8に代えてダイオー ド 1 8 8が設けられている ため、 図 7、 図 1 1、 及び図 1 6に示す状態と同一の状態を実現す ることはできない。 以下、 図 1 8〜図 2 0を参照して、 上記第 1実 施例の図 7， 図 1 1 , 及び図 1 6に対応する状態について説明する。 図 1 8は、 本実施例において上記図 7に対応する状態を示す。 図 1 8に示す状態は、 全ての F E Tをオフ状態とすることにより実現 される。 この状態では、 接地端子 7 8から # 3 F E T 8 4の内部ダ ィオー ド、 # 1 アツパコイル 4 8 - ,、 ダイオー ド 1 8 8、 # 2アツ パコイル 4 8 -2、 及び # 7 F E T 9 2の内部ダイォー ドを経由して 電源端子 7 6に至る回路が導通される。 従って、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2アツパコイル 4 8 -2の逆起電力の和が電源電圧 Vよ りも大きな場合は、 図 7に示す状態と同様に、 これらコイルに流通 する電流を回生エネルギーとして電源側に回収することができる。 しかしながら、 図 7に示す状態と異なり、 ダイオー ド 1 8 8により # 2 コイル 4 8 2側から # 1 0コイル 4 8 -,側へ向かう 電流の流通が阻止されているので、 # 3 F E T 8 4及び # 7 F E T 9 2をオン状態にしたとしても、 # 1 アツパコイル 4 8 及び # 2 アツパコイル 4 8—2に逆方向の消磁電流 I R を供給することはでき ない。 このため、 図 1 8に示す状態では、 # 3 F E T 8 4及び # 7 F E T 9 2をオフ状態としている。 ただし、 # 3 F E T 8 4及び # 7 F E T 9 2をオン状態としても動作に変わりはない。 なお、 以 下、 コィルに流通する電流を回生エネルギーとして回収できるが、 逆方向の電流を供給することができない状態を、 そのコイルの回生 状態と称す。
図 1 9は、 本実施例において上記図 1 1 に対応する状態を示す。 図 1 9に示す状態は、 # 4 F E T 8 6をオン状態とし、 他の F E T をオフ状態とすることにより実現される。 この状態では、 図 1 1 に 示す状態と同様に、 # 4 F E T 8 6、 # 2アツパコイル 4 8 -2、 及 び # 7 F E T 9 2の内部ダイォー ドを経由して # 4 F E T 8 6に戻 る閉回路が導通される。 このため、 # 2アツパコイル 4 8 -2はフラ ィホイール状態とされる。 また、 図 1 9に示す状態では、 接地端子 7 8から # 3 F E T 8 4、 # 1 アツパコイル 4 8 - ,、 ダイオー ド 1 8 8、 及び # 4 F E T 8 6を経由して電源端子 7 6へ至る回路が導 通される。 このため、 # 1 アツパコイル 4 8 の逆起電力が電源電 圧よりも大きな場合は、 図 1 1 に示す状態と同様に、 # 1 ァッパコ ィル 4 8 に流通する電流を電源側に回生エネルギーとして回収す ることができる。 しかしながら、 図 1 1 に示す状態と異なり、 ダイ オー ド 1 8 8により # 4 F E T 8 6側から # 1 アツパコイル 4 8 - , 側へ向かう電流の流通が阻止されているので、 # 3 F E T 8 4をォ ン状態にしたとしても、 # 1 アツパコイル 4 8—,に逆方向電流を供 給することはできない。 すなわち、 図 1 9に示す状態では、 # 3 F ET 8 4のオン · オフにかかわらず、 # 1 アツパコイル 4 8 は回 生状態とされる。
図 2 0は、 本実施例において上記図 1 6に対応する状態を示す。 図 2 0に示す状態は、 # 8 F E T 9 4及び # 9 F E T 9 6をオン状 態とし、 他の F E Tをオフ状態とすることにより実現される。 この 伏態では、 図 1 6に示す状態と同様に、 # 8 F E T 9 4、 # 9 F E T 9 6、 # 6 F E T 9 0の内部ダイオー ド、 ダイオー ド 1 8 8、 及 び # 2アツパコイル 4 8 - 2を経由して # 8 F E T 9 4に戻る閉回路 が導通される。 このため、 # 2アツパコイル 4 8—2はフライホイ一 ル状態とされる。 また、 図 2 0に示す状態では、 接地端子 7 8から # 6 F E T 9 0の内部ダイォー ド、 ダイオー ド 1 8 8、 # 1 口アコ ィル 5 4 -,, 及び # 1 F E T 8 0の内部ダイォ一 ドを経由して電源 端子 7 6へ至る回路が導通される。 このため、 # 1 ロアコイル 5 4 の逆起電力が電源電圧 Vよりも大きな場合は、 図 1 6に示す状態 と同様に、 # 1 ロアコイル 5 4 に流通する電流を電源側に回生ェ ネルギ一として回収することができる。 しかしながら、 図 1 6に示 す状態と異なり、 ダイオー ド 1 8 8により # 1 ロアコイル 5 4 - ,側 から # 6 F E T 9 0側へ向かう電流の流通が阻止されているので、 # 1 F E T 8 0及び # 6 F E T 9 0をオン伏態にしたとしても、 # 1 ロア 5 4 に逆方向電流を供給することはできない。 すなわち、 図 2 0に示す状態では、 # 1 F E T 8 0及び # 6 F E T 9 0のオン ■ オフにかかわらず、 # 1 ロアコイルは回生状態とされている。 上述の如く、 本実施例においては、 # 1 アツパコイル 4 8 、 # 1 ロァコィル 5 4 - !、 # 2アツパコイル 4 8—2、 及び # 2ロアコ ィル 5 4 -2の何れの電磁コィルにも逆方向の消磁電流 I R を供給す ることができない。 しかしながら、 上記図 1 8〜図 2 0に示す状態 において、 これらの電磁コイルに逆方向の電圧を印加し、 電磁コィ ルに流通する電流を回生エネルギーとして電源側に回収することが できる。 従って、 図 1 8〜図 2 0に示す状態を実現することにより、 各電磁コイルに流通する電流を速やかに減少させることができる。 図 2 1 は、 # 1 電磁バルブ 1 2 及び # 2電磁バルブ 1 2 -2を互 いに同期して駆動する場合に、 アツパコイル 4 8及びロアコイル 5 4に供給する励磁電流の電流波形を示す。 図 2 1 ( a ) に示す期間 A、 B、 Cにおける電流波形は、 上記第 1実施例の場合と同様に、 図 4、 及び図 5又は図 6に対応する状態、 及び図 1 8に示す状態を 適宜切り替えることにより実現することができる。 また、 図 2 1 ( b ) に示す電流波形は、 図 4、 及び図 5又は図 6に対応する状態 でオン状態とされた F E Tと上下対称位置にある F E Tをオン状態 とした状態、 及び、 図 1 8に示す状態 （図 1 8に示す状態では全て の F E Tがオフ状態であるため、 アツパコイル 4 8及びロアコイル 5 4について共通に用いられる） を適宜切り替えることにより実現 することができる。
ただし、 上記の如く、 本実施例においては、 各電磁コイルに逆方 向電流を供給できないため、 図 2 1 ( a ) に示す如く、 アツパコィ ル 4 8に供給される励磁電流が所定値 I H に保持された期間 Cの経 過後の期間 Dにおいて励磁電流が負となることはない。 しかしなが ら、 この期間 Dにおいて、 上記図 1 8に示す状態を実現することで、 アツパコイル 4 8を流通する電流を回生エネルギーとして電源側に 回収し、 これにより励磁電流を速やかにゼロに収束させることがで きる。 なお、 図 2 1 ( b ) に示すロアコイル 5 4に対する期間 Dに おいても、 図 1 8に示す状態を実現することで、 ロアコイル 5 4に 流通する励磁電流を速やかにゼロに収束させることができる。
図 2 2は、 # 2電磁バルブ 1 2 —2を閉弁状態に保持し、 # 1 電磁 バルブ 1 2 のみを開閉させる場合に、 # 1 了 ツパコィル 4 8 - ,、 # 1 ロアコイル 5 4 、 及び # 2アツパコイル 4 8 —2に供給する励 磁電流の電流波形を示す。 かかる電流波形は、 上記第 1実施例の場 合と同様に、 上記図 4 , 図 5又は図 6， 図 9、 図 1 0、 図 1 2〜図 1 5にそれぞれ対応する状態、 及び、 図 1 1 に対応する図 1 9、 図 1 6に対応する図 2 0に示す各状態を適宜切り替えることにより実 現することができる。 図 2 2に示す電流波形においても、 期間 Cが 経過した後の期間 Dにおいて、 図 1 9あるいは図 2 0に示す状態を 実現することにより、 # 1 アツパコイル 4 8 一 ,及び # 1 ロアコイル 5 4―,に流通する電流を速やかにゼロに収束させることができる。 この場合、 図 1 9及び図 2 0に示す状態では、 # 2アツパコイル 4 8 - 2はフライホイール状態とされるため、 期間 Dにおいて # 2アツ パコイル 4 8 - 2を流通する励磁電流は減少する。 そこで、 かかる減 少を見込んで、 期間 Dに移行する直前に、 # 2アツパコイル 4 8 - 2 に供給する励磁電流を保持電流 I H より所定量増加させている。
なお、 図 2 2に示す電流波形を実現するのに用いた上記各状態に おいてオン状態とされた F E Tと点対称位置にある F E Tをオン状 態とした状態を切り替えることにより、 # 2電磁バルブ 1 2— 2を閉 弁状態に保持し、 # 1電磁バルブ 1 2 - ,のみを開閉駆動することが できる。
上述の如く、 本実施例によれば、 電磁コイルへの励磁電流の供給 終了後に、 図 1 8乃至図 2 0に示す伏態を実現することで、 電磁コ ィルに流通する電流を速やかにゼロに収束させることができる。
従って、 上記第 1実施例と比較して、 電磁コイルに逆方向電流が供 給されない分だけその効果は劣るものの、 プランジャ 4 4が第 1電 磁石 4 6又は第 2電磁石 5 2に当接した後、 両者間に作用する電磁 吸引力を速やかに消滅させることができる。
本実施例の駆動回路 1 7 4は、 上記第 1実施例の # 5 F E T 8 8 に代えて、 比較的廉価なダイォー ド 1 8 8を用いることにより実現 されている。 従って、 本実施例においては、 装置の更なる低コスト 化を図りつつ、 上記性能を有する電磁バルブ用制御装置を実現する ことが可能となっている。
なお、 上記第 1及び第 2実施例においては、 内燃機関の各気筒に 吸気バルブ及び排気バルブがそれぞれ 2個ずつ設けられた場合につ いて説明したが、 本発明はこれに限らず、 各気筒に 2個の吸気バル ブと 1個の排気バルブが設けられた内燃機関に適用することもでき る。 この場合は、 吸気バルブについてのみ上記の構成を適用するこ とで、 吸気バルブを駆動するスィ ッチング手段の個数を低減するこ とが可能となる。
また、 上記第 1及び第 2実施例においては、 同一の駆動回路 7 4、 1 7 4により、 同一気筒内の排気バルブ又は吸気バルブに対応する 電磁バルブ 1 2を駆動するものとした。 しかしながら、 上述の如く、 同一の駆動回路 7 4、 1 7 4により、 # 1 電磁バルブ 1 2 及び # 2電磁バルブ 1 2 - 2の一方のみを開閉駆動し、 他方を閉弁保持す ることも可能である。 従って、 開弁期間が互いに重複することのな い 2つのバルブ、 例えば、 4気筒型内燃機関においては、 1番気筒 の 1つの吸気バルブ （又は排気バルブ） と 4番気筒の 1 つの吸気バ ルブ （又は排気バルブ） 、 あるいは、 2番気筒の 1つの吸気バルブ (又は排気バル ブ） と 3番気筒の 1 つの吸気バルブ （又は排気バ ルブ） を同一の駆動回路 7 4、 1 7 4で駆動することとしてもよい。 なお、 上記第 1及び第 2実施例においては、 # 1 F E T 8 0〜 # 9 F E T 9 6が請求の範囲に記載したスィッチング手段に、 電源 端子 7 6が請求の範囲に記載した第 1 の電源端子に、 接地端子 7 8 が請求の範囲に記載した第 2の電源端子に、 それぞれ相当している。 本発明は具体的に開示された実施例に限定されず、 本発明の範囲 を逸脱することなく様々な変形例及び改良例がなされるであろう。

Claims

請求の範囲
1 . 複数の弁体の夫々に対して、 該弁体を第 1 の所定方向に駆動 する第 1 の電磁石と第 2の所定方向に駆動する第 2の電磁石とが設 けられ、 前記第 1 及び第 2の電磁石により前記弁体を開閉駆動する 電磁バルブ用駆動装置において、
前記弁体の 2つを 1 つの弁体群とし、 該弁体群ごとに一括して駆 動回路を設け、
前記駆動回路は高圧側の第 1 の電源端子と低圧側の第 2の電源端 子との間に 3つのスィッチング手段が直列に接続されてなる 3つの 直列回路から構成され、
各弁体群に対応する前記 4つの電磁石は、 前記スィ ツチング手段 間の直列接続部を異なる直列回路間で接続することを特徴とする電 磁バルブ用駆動装置。
2 . 請求項 1記載の電磁バルブ用駆動装置において、
前記駆動回路は、 前記第 1 の電源端子と前記第 2の電源端子との 間に前記第 1 の電源端子側から順に直列接続された第 1 乃至第 3の スィ ツチング手段を有する第 1 乃至第 3の直列回路から構成され、 前記 4つの電磁石を、 それぞれ、 前記第 1 の直列回路の第 1及び 第 2のスィ ツチング手段の接続部と前記第 2の直列回路の第 1及び 第 2のスィ ツチング手段との接続部との間、 前記第 1 の直列回路の 第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前記第 2の直列回路の 第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部との間、 前記第 2の直列 回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列 回路の第 1及び第 2のスイ ッチング手段の接続部との間、 及び、 前 記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィッチング手段の接続部と前 記第 3の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部との 間に接続したことを特徴とする電磁バルブ用駆動装置。
3 . 請求項 2記載の電磁バルブ用 動装置において、
各弁体群の一方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 1 の直 列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記第 2の直 列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段との接続部との間に接続 し、 前記一方の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 1 の直列回路 の第 2及び第 3のスイ ツチング手段の接続部と前記第 2の直列回路 の第 2及び第 3のスィッチング手段との接続部との間に接続し、 他方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 2及び第 3のスィツチング手段の接続部との間に接続し、 前記他方 の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 2の直列回路の第 1及び第 2のスィツチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 1及び第 2のスィッチング手段の接続部との間に接続したことを特徴とする 電磁バルブ用駆動装置。
4 . 請求項 1記載の電磁バルブ用駆動装置において、
前記スイ ッチング手段は、 それぞれ、 オン ' オフ動作するスイ ツ チング要素と、 該スイ ッチング要素と並列に、 前記第 2の電源端子 側から前記第 1 の電源端子側に向かう電流の流通を許容するように 設けられたダイォ一 ドとを含むことを特徴とする電磁バルブ用駆動
5 . 請求項 1記載の電磁バルブ用駆動装置において、
前記スィ ツチング手段のオン · オフ状態の組み合わせを切り替え ることにより、 前記電磁石のそれぞれに所定の電流波形の励磁電流 を供給することを特徴とする電磁バルブ用駆動装置。
6 . 請求項 5記載の電磁バルブ用駆動装置において、 前記所定の電流波形は、 所定の正方向の正電流波形部と、 該正方 向とは逆方向の逆電流波形部とを含むことを特徴とする電磁バルブ 用駆動装置。
7 . 複数の弁体の夫々に対して、 該弁体を第 1 の所定方向に駆動 する第 1 の電磁石と第 2の所定方向に駆動する第 2の電磁石とが設 けられ、 前記第 1及び第 2の電磁石により前記弁体を開閉駆動する 電磁バルブ用駆動装置において、
前記弁体の 2つを 1つの弁体群とし、 該弁体群ごとに一括して駆 動回路を設け、
前記駆動回路は、 高圧側の第 1 の電源端子と低圧側の第 2の電源 端子との間に 3つのスィッチング手段が直列接続されてなる第 1 及 び第 2の直列回路と、 前記第 1 の電源端子と前記第 2の電源端子と の間に、 2つのスイ ッチング手段と、 前記第 2の電源端子側から前 記第 1 の電源端子側へ向かう電流の流通を許容するように配置され た 1つのダイォー ドとが該ダイォー ドが中央となるように直列接続 されてなる第 3の直列回路とから構成され、
各弁体群に対応する前記 4つの電磁石を、 前記第 3の直列回路の スィ ツチング手段とダイォー ドとの接続部と、 前記第 1 又は第 2の 直列回路のスィツチング手段間の接続部との間に接続したことを特 徴とする電磁バルブ用駆動装置。
8 . 請求項 7記載の電磁バルブ用駆動装置において、
前記第 1及び第 2の直列回路は、 それぞれ、 前記第 1 の電源端子 と前記第 2の電源端子との間に前記第 1 の電源端子側から順に直列 接続された第 1乃至第 3のスィ ッチング手段を有し、 前記第 3の直 列回路は、 前記第 1 の電源端子と前記第 2の電源端子との間に前記 第 1 の電源端子側から順に直列接続された第 1 のスィツチング手段、 前記第 2の電源端子側から前記第 1 の電源端子側への電流の流通を 許容するように設けられたダイオー ド、 及び第 2のスイ ッチング手 段を有し、
前記 4つの電磁石を、 それぞれ、 前記第. 1 の直列回路の第 1及び 第 2のスィッチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 1 のス イッチング手段及びダイオー ドの接続部との間、 前記第 1 の直列回 路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列回 路のダイォ一 ド及び第 2のスィツチング手段の接続部との間、 前記 第 2の直列回路の第 1及び第 2のスィツチング手段の接铳部と前記 第 3の直列回路の第 1 のスィ ッチング手段及びダイォー ドの接続部 との間、 及び、 前記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスイッチング 手段の接続部と前記第 3の直列回路のダイォー ド及び第 2のスィッ チング手段の接続部との間に接続したことを特徴とする電磁バルブ 用駆動装置。
9 . 請求項 8記載の電磁バルブ用駆動装置において、
各弁体群の一方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 1 の直 列回路の第 1及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直 列回路の第 1 のスィ ッチング手段及びダイォー ドの接続部との間に 接続し、 前記一方の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 1 の直列 回路の第 2及び第 3のスィッチング手段の接続部と前記第 3の直列 回路の第 2のスィ ツチング手段及びダイォー ドの接続部との間に接 feeし、
他方の弁体に対応する第 1 の電磁石を、 前記第 2の直列回路の第 2及び第 3のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 2のスイッチング手段及びダイオー ドの接続部との間に接続し、 前 記他方の弁体に対応する第 2の電磁石を前記第 2の直列回路の第 1 及び第 2のスィ ッチング手段の接続部と前記第 3の直列回路の第 1 のスィツチング手段及びダイォー ドの接続部との間に接続したこと を特徴とする電磁バルブ用駆動装置。
1 0 . 請求項 7記載の電磁バルブ用駆動装置において、 前記スイ ッチング手段は、 それぞれ、 オン ' オフ動作するスイツ チング要素と、 該スイ ッチング要素と並列に、 前記第 2の電源端子 側から前記第 1 の電源端子側に向かう電流の流通を許容するように 設けられたダイォー ドとを含むことを特徴とする電磁バルブ用駆動 装置。
1 1 . 請求項 7記載の電磁バルブ用駆動装置において、
前記スィ ツチング手段のオン · オフ状態の組み合わせを切り替え ることにより、 前記電磁石のそれぞれに所定の電流波形の励磁電流 を供給することを特徴とする電磁バルブ用駆動装置。
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