JP4258955B2 - 電磁駆動弁を有する内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力を利用して吸気弁およびまたは排気弁を開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を備えた内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車などに搭載される内燃機関では、吸排気弁の開閉駆動に起因した機械損失の防止、吸気のポンピング損失の防止、正味熱効率の向上等を目的として、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを任意に変更可能な電磁駆動式動弁機構の開発が進められている。
【０００３】
電磁駆動式動弁機構としては、例えば、磁性体からなり吸排気弁と連動して進退動作するアーマチャと、励磁電流が印加されたときにアーマチャを閉弁方向へ変位させる電磁力を発生する閉弁用電磁石と、励磁電流が印加されたときにアーマチャを開弁方向へ変位させる電磁力を発生する開弁用電磁石と、前記アーマチャを開弁側変位端と閉弁側変位端との中立位置に弾性支持する弾性部材とを備えたものが提案されている。
【０００４】
このような電磁駆動式動弁機構によれば、従来の動弁機構のように機関出力軸（クランクシャフト）の回転力を利用して吸排気弁を開閉駆動させる必要がないため、吸排気弁の駆動に起因した機械損失が防止される。
【０００５】
更に、上記した電磁駆動式動弁機構によれば、機関出力軸の回転動作と独立して吸排気弁を開閉駆動させることが可能となるため、吸排気弁の開閉時期や開度を制御する場合の自由度が高い等、種々の利点がある。
【０００６】
一方、上記したような電磁駆動式動弁機構では、内燃機関の始動時等に、中立位置に静止しているアーマチャを開弁側変位端もしくは閉弁側変位端へ変位させる、いわゆる初期駆動が必要となる。
【０００７】
アーマチャを初期駆動する方法としては、例えば、特公平４−６７００５号公報に記載されたような方法が知られている。この公報に記載された方法は、開弁用電磁石およびまたは閉弁用電磁石に対して、アーマチャ及び弾性部材からなるばね−質量系の固有振動周期に略同期して励磁電流を印加することにより、前記アーマチャの振動運動を励起し、その振動振幅を徐々に増大させる初期駆動方法である。
【０００８】
このような初期駆動方法によれば、開弁用電磁石又は閉弁用電磁石に過大な電磁力を発生させることなく、中立位置に保持されているアーマチャを開弁側変位端もしくは閉弁側変位端まで変位させることが可能となる。
【０００９】
また、上記したような初期駆動を終了させる方法としては、特開平１０−２８８０１４号公報に記載されているようにアーマチャの振動回数（言い換えれば、開弁用電磁石およびまたは閉弁用電磁石に励磁電力を印加した回数）が予め設定された回数以上となった時点で初期駆動を終了させる方法が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の初期駆動終了方法では、アーマチャの振動回数が所定回数未満であるときに、アーマチャの最大変位が開弁側変端およびまたは閉弁側変位端に到達したとしても、アーマチャの振動回数が所定回数以上となるまでは初期駆動が継続されることになる。
【００１１】
アーマチャの最大変位が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達した後に初期駆動が継続されると、初期駆動に係る消費電力が不要に増加するばかりか、アーマチャ及び吸排気弁の速度が過剰に増加するため、吸排気弁が過剰な速度で弁座に衝突し、吸排気弁が弁座から跳ね返るバウンスや騒音が発生する場合がある。
【００１２】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、電磁駆動式動弁機構を備えた内燃機関において、電磁駆動式動弁機構の初期駆動を適当な時期に終了することができる技術を提供することにより、初期駆動にかかる消費電力を低減するとともに、吸排気弁のバウンスや騒音の発生を防止することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、
内燃機関の吸気弁又は排気弁と連動して変位する磁性体と、
前記磁性体を開弁側変位端と閉弁側変位端との中立位置に弾性支持する弾性部材と、
励磁電力が印加されたときに前記磁性体を開弁側又は閉弁側へ変位させるための電磁力を発生する電磁石と、
前記磁性体が中立位置に保持されているときに、前記電磁石に対して所定の周期で励磁電力を印加することにより、前記弾性部材と前記電磁石を協動させて前記磁性体の振動運動を励起する初期駆動手段と、
前記初期駆動手段により前記磁性体の振動運動が励起されているときの該磁性体の運動状態に基づいて、前記初期駆動手段の作動終了時期を決定する初期駆動終了手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１４】
このように構成された電磁駆動弁を有する内燃機関では、内燃機関の始動時のように中立位置に保持されている磁性体を開弁側変位端又は閉弁側変位端まで変位させる場合に、初期駆動手段は、電磁石に対して所定の周期で励磁電力を印加する。
【００１５】
この場合、電磁石は、磁性体を開弁側又は閉弁側へ変位させる電磁力を所定の周期で発生することになる。これにより、磁性体は、電磁石が電磁力を発生している間は、弾性部材の付勢力に抗して開弁側と閉弁側の何れか一側へ変位し、電磁石が電磁力を発生していないときには、弾性部材の付勢力を受けて前記した一側と反対側へ変位する動作を繰り返す。この結果、磁性体が振動運動しつつ、該磁性体の振幅が徐々に増幅されることになる。
【００１６】
初期駆動手段により磁性体の振動運動が励起されているときに、初期駆動終了時期決定手段は、磁性体の運動状態に基づいて初期駆動手段の作動終了時期を決定する。初期駆動手段は、初期駆動終了時期決定手段によって決定された作動終了時期に従って磁性体の初期駆動を終了する。
【００１７】
ここで、初期駆動終了時期決定手段は、例えば、磁性体が開弁側変位端もしくは閉弁側変位端に到達するような運動状態にあるときに、初期駆動手段の作動終了時期を決定する。
【００１８】
この場合、磁性体が開弁側変位端もしくは閉弁側変位端に到達した後に、該磁性体の初期駆動が継続されることがなくなる。この結果、初期駆動に係る消費電力が不要に増加することがなくなるとともに、磁性体およびまたは吸排気弁の振動が過剰に励起されて前記磁性体およびまたは前記吸排気弁が過剰な速度で変位端に衝突することがない。
【００１９】
尚、磁性体が開弁側変位端もしくは閉弁側変位端に到達するか否かを判別する方法としては、磁性体の速度をパラメータとして判定する方法、磁性体の最大変位をパラメータとして判定する方法を例示することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１及び図２は、本実施の形態に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１及び図２に示す内燃機関１は、４つの気筒２１を備えた４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。
【００２２】
内燃機関１は、４つの気筒２１及び冷却水路１ｃが形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１ａとを備えている。
【００２３】
前記シリンダブロック１ｂには、機関出力軸たるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、このクランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に装填されたピストン２２とコネクティングロッド１９を介して連結されている。
【００２４】
前記クランクシャフト２３の端部には周縁に複数の歯が形成されたタイミングロータ５１ａが取り付けられ、そのタイミングロータ５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂには電磁ピックアップ５１ｂが取り付けられている。これらタイミングロータ５１ａと電磁ピックアップ５１ｂは、クランクポジションセンサ５１を構成する。
【００２５】
前記シリンダブロック１ｂには、前記冷却水路１ｃ内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ５２が取り付けられている。
各気筒２１のピストン２２上方には、ピストン２２の頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれた燃焼室２４が形成されている。前記シリンダヘッド１ａには、各気筒２１の燃焼室２４に臨むよう点火栓２５が取り付けられ、この点火栓２５には、該点火栓２５に駆動電流を印加するためのイグナイタ２５ａが接続されている。
【００２６】
前記シリンダヘッド１ａにおいて各気筒２１の燃焼室２４に臨む部位には、吸気ポート２６の開口端が２つ形成されるとともに、排気ポート２７の開口端が２つ形成されている。そして、前記シリンダヘッド１ａには、前記吸気ポート２６の各開口端を開閉する吸気弁２８と、前記排気ポート２７の各開口端を開閉する排気弁２９とが進退自在に設けられている。
【００２７】
前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記吸気弁２８を進退駆動する電磁駆動機構３０（以下、吸気側電磁駆動機構３０と称する）が吸気弁２８と同数設けられている。各吸気側電磁駆動機構３０には、該吸気側電磁駆動３０に励磁電流を印加するための駆動回路３０ａ（以下、吸気側駆動回路３０ａと称する）が電気的に接続されている。
【００２８】
前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記排気弁２９を進退駆動する電磁駆動機構３１（以下、排気側電磁駆動機構３１と称する）が排気弁２９と同数設けられている。各排気側電磁駆動機構３１には、該排気側電磁駆動機構３１に励磁電流を印加するための駆動回路３１ａ（以下、排気側駆動回路３１ａと称する）が電気的に接続されている。
【００２９】
上記した吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１とは、本発明に係る電磁駆動式動弁機構を実現するものである。
内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、４つの枝管からなる吸気枝管３３が接続され、前記吸気枝管３３の各枝管は、各気筒２１の吸気ポート２６と連通している。
【００３０】
前記シリンダヘッド１ａにおいて前記吸気枝管３３との接続部位の近傍には、その噴孔が吸気ポート２６内に臨むよう燃料噴射弁３２が取り付けられている。
前記吸気枝管３３は、吸気の脈動を抑制するためのサージタンク３４に接続されている。前記サージタンク３４には、吸気管３５が接続され、吸気管３５は、吸気中の塵や埃等を取り除くためのエアクリーナボックス３６と接続されている。
【００３１】
前記吸気管３５には、該吸気管３５内を流れる空気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を出力するエアフローメータ４４が取り付けられている。前記吸気管３５において前記エアフローメータ４４より下流の部位には、該吸気管３５内を流れる吸気の流量を調整するスロットル弁３９が設けられている。
【００３２】
前記スロットル弁３９には、ステッパモータ等からなり印加電力の大きさに応じて前記スロットル弁３９を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０と、前記スロットル弁３９の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ４１とが取り付けられている。
【００３３】
前記スロットル弁３９には、該スロットル弁３９と独立に回動自在であり、且つアクセルペダル４２に連動して回動する図示しないアクセルレバーが取り付けられ、そのアクセルレバーには、該アクセルレバーの回動量に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ４３が取り付けられている。
【００３４】
一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、４本の枝管が内燃機関１の直下流において１本の集合管に合流するよう形成された排気枝管４５が接続され、前記排気枝管４５の各枝管が各気筒２１の排気ポート２７と連通している。
【００３５】
前記排気枝管４５は、排気浄化触媒４６を介して排気管４７に接続され、排気管４７は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。前記排気枝管４５には、該排気枝管４５内を流れる排気、言い換えれば、排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ４８が取り付けられている。
【００３６】
ここで、上記した排気浄化触媒４６としては、例えば、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所定の空燃比であるときに排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）を浄化する三元触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵するとともに該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃比もしくはリッチ空燃比であるときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出しつつ還元・浄化する吸蔵還元型ＮＯx触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が酸素過剰状態にあり且つ所定の還元剤が存在するときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を還元・浄化する選択還元型ＮＯx触媒、もしくは上記した各種の触媒を適宜組み合わせてなる触媒である。
【００３７】
次に、吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１の具体的な構成について述べる。尚、吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１とは同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構３０のみを例に挙げて説明する。
【００３８】
図３は、吸気側電磁駆動機構３０の構成を示す断面図である。図３において内燃機関１のシリンダヘッド１ａは、シリンダブロック１ｂの上面に固定されるロアヘッド１０と、このロアヘッド１０の上部に設けられたアッパヘッド１１とを備えている。
【００３９】
前記ロアヘッド１０には、各気筒２１毎に２つの吸気ポート２６が形成され、各吸気ポート２６の燃焼室２４側の開口端には、吸気弁２８の弁体２８ａが着座するための弁座１２が設けられている。
【００４０】
前記ロアヘッド１０には、各吸気ポート２６の内壁面から該ロアヘッド１０の上面にかけて断面円形の貫通孔が形成され、その貫通孔には筒状のバルブガイド１３が挿入されている。前記バルブガイド１３の内孔には、吸気弁２８の弁軸２８ｂが貫通し、前記弁軸２８ｂが軸方向へ進退自在となっている。
【００４１】
前記アッパヘッド１１において前記バルブガイド１３と軸心が同一となる部位には、第１コア３０１及び第２コア３０２が嵌入される断面円形のコア取付孔１４が設けられている。前記コア取付孔１４の下部１４ｂは、その上部１４ａに比して径大に形成されている。以下では、前記コア取付孔１４の下部１４ｂを径大部１４ｂと称し、前記コア取付孔１４の上部１４ａを径小部１４ａと称する。
【００４２】
前記径小部１４ａには、軟磁性体からなる環状の第１コア３０１と第２コア３０２とが所定の間隙３０３を介して軸方向に直列に嵌挿されている。これらの第１コア３０１の上端と第２コア３０２の下端には、それぞれフランジ３０１ａとフランジ３０２ａが形成されており、第１コア３０１は上方から、また第２コア３０２は下方からそれぞれコア取付孔１４に嵌挿され、フランジ３０１ａとフランジ３０２ａがコア取付孔１４の縁部に当接することにより第１コア３０１と第２コア３０２の位置決めがされて、前記間隙３０３が所定の距離に保持されるようになっている。
【００４３】
前記第１コア３０１の上方には、筒状のアッパキャップ３０５が設けられている。このアッパキャップ３０５は、その下端に形成されたフランジ部３０５ａにボルト３０４を貫通させてアッパヘッド１１上面に固定されている。この場合、フランジ部３０５ａを含むアッパキャップ３０５の下端が第１コア３０１の上面周縁部に当接した状態で固定されることになり、その結果、第１コア３０１がアッパヘッド１１に固定されることになる。
【００４４】
一方、前記第２コア３０２の下部には、コア取付孔１４の径大部１４ｂと略同径の外径を有する環状体からなるロアキャップ３０７が設けられている。このロアキャップ３０７にはボルト３０６が貫通し、そのボルト３０６により前記ロアキャップ３０７が前記径小部１４ａと径大部１４ｂの段部における下向きの段差面に固定されている。この場合、ロアキャップ３０７が第２コア３０２の下面周縁部に当接した状態で固定されることになり、その結果、第２コア３０２がアッパヘッド１１に固定されることになる。
【００４５】
前記第１コア３０１の前記間隙３０３側の面に形成された溝部には、第１の電磁コイル３０８が把持されており、前記第２コア３０２の間隙３０３側の面に形成された溝部には第２の電磁コイル３０９が把持されている。その際、第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とは、前記間隙３０３を介して向き合う位置に配置されるものとする。そして、第１及び第２の電磁コイル３０８、３０９は、前述した吸気側駆動回路３０ａと電気的に接続されている。
【００４６】
前記した第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８は、本発明に係る電磁石を実現するとともに、前記した第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９も、本発明に係る電磁石を実現する。
【００４７】
前記間隙３０３には、該間隙３０３の内径より径小な外径を有する環状の軟磁性体からなるアーマチャ３１１が配置されている。このアーマチャ３１１の中空部には、該アーマチャ３１１の軸心に沿って上下方向に延出した円柱状のアーマチャシャフト３１０が固定されている。これらアーマチャ３１１とアーマチャシャフト３１０は、本発明に係る磁性体を実現するものである。
【００４８】
前記アーマチャシャフト３１０は、その上端が前記第１コア３０１の中空部を通ってその上方のアッパキャップ３０５内まで至るとともに、その下端が第２コア３０２の中空部を通ってその下方の径大部１４ｂ内に至るよう形成され、前記第１コア３０１及び前記第２コア３０２によって軸方向へ進退自在に保持されている。
【００４９】
前記アッパキャップ３０５内に延出したアーマチャシャフト３１０の上端部には、円板状のアッパリテーナ３１２が接合されるとともに、前記アッパキャップ３０５の上部開口部にはアジャストボルト３１３が螺着され、これらアッパリテーナ３１２とアジャストボルト３１３との間には、アッパスプリング３１４が介在している。また、前記アジャストボルト３１３と前記アッパスプリング３１４との当接面には、前記アッパキャップ３０５の内径と略同径の外径を有するスプリングシート３１５が介装されている。
【００５０】
一方、前記径大部１４ｂ内に延出したアーマチャシャフト３１０の下端部には、吸気弁２８の弁軸２８ｂの上端部が当接している。前記弁軸２８ｂの上端部の外周には、円盤状のロアリテーナ２８ｃが接合されており、そのロアリテーナ２８ｃの下面とロアヘッド１０の上面との間には、ロアスプリング３１６が介在している。
【００５１】
このように構成された吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流が印加されていないときは、アッパスプリング３１４からアーマチャシャフト３１０に対して下方向（すなわち、吸気弁２８を開弁させる方向）への付勢力が作用するとともに、ロアスプリング３１６から吸気弁２８に対して上方向（すなわち、吸気弁２８を閉弁させる方向）への付勢力が作用し、その結果、アーマチャシャフト３１０及び吸気弁２８が互いに当接して所定の位置に弾性支持された状態、いわゆる中立状態に保持されることになる。これにより、アッパスプリング３１４とロアスプリング３１６は、本発明に係る弾性部材を実現することになる。
【００５２】
尚、アッパスプリング３１４とロアスプリング３１６の付勢力は、前記アーマチャ３１１の中立位置が前記間隙３０３において前記第１コア３０１と前記第２コア３０２との中間の位置となるよう設定されており、構成部品の初期公差や経年変化等によってアーマチャ３１１の中立位置が前記した中間位置からずれた場合には、アーマチャ３１１の中立位置が前記した中間位置と一致するようアジャストボルト３１３によって調整することが可能になっている。
【００５３】
前記アーマチャシャフト３１０及び前記弁軸２８ｂの軸方向の長さは、前記アーマチャ３１１が前記間隙３０３の中間位置に位置するときに前記弁体２８ａが開弁側変位端と閉弁側変位端との中間の位置（以下、中開位置と称する）となり、且つ、前記アーマチャ３１１が第１コア３０１に当接したときに前記弁体２８ａが弁座１２に着座するように設定されている。
【００５４】
前記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８に対して励磁電流が印加されている時は、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第１コア３０１側へ変位させる方向の電磁力が発生するため、アーマチャ３１１がアッパスプリング３１４の付勢力に抗して第１コア３０１に当接した状態となる。
【００５５】
アーマチャ３１１が第１コア３０１に当接した状態にあると、吸気弁２８は、ロアスプリング３１６の付勢力を受けて退行し、該吸気弁２８の弁体２８ａが弁座１２に着座した状態、すなわち全閉状態となる。
【００５６】
また、前記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流が印加されている時は、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第２コア３０２側へ変位させる方向の電磁力が発生するため、アーマチャ３１１がロアスプリング３１６の付勢力に抗して第２コア３０２に当接した状態となる。
【００５７】
アーマチャ３１１が第２コア３０２に当接した状態にあると、アーマチャシャフト３１０がロアスプリング３１６の付勢力に抗して弁軸２８ｂを開弁方向へ押圧することになり、その押圧力によって吸気弁２８が全開状態に保持される。
【００５８】
次に、上記した吸気側電磁駆動機構３０では、全閉状態にある吸気弁２８を開弁させる場合は、先ず吸気側駆動回路３０ａが第１の電磁コイル３０８に対する励磁電流の印加を停止する。
【００５９】
このとき、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャシャフト３１０との間でアーマチャ３１１を第１コア３０１側へ変位させる方向の電磁力が消滅するため、アーマチャ３１１及び吸気弁２８がアッパスプリング３１４の付勢力を受けて開弁方向へ変位する。
【００６０】
続いて、吸気側駆動回路３０ａは、アーマチャ３１１がアッパスプリング３１４の付勢力を受けて第２コア３０２の近傍まで変位した時点で、第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流を印加することにより、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間にアーマチャ３１１を第２コア３０２側へ引き寄せる電磁力を発生させる。この電磁力によりアーマチャ３１１が第２コア３０２に当接する位置まで変位し、その結果、吸気弁２８が全開状態となる。
【００６１】
一方、上記した吸気側電磁駆動機構３０では、全開状態にある吸気弁２８を閉弁させる場合は、先ず吸気側駆動回路３０ａが第２の電磁コイル３０９に対する励磁電流の印加を停止する。
【００６２】
このとき、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャシャフト３１０との間でアーマチャ３１１を第２コア３０２側へ引き寄せる電磁力が消滅するため、アーマチャ３１１及び吸気弁２８がロアスプリング３１６の付勢力を受けて閉弁方向へ変位する。
【００６３】
続いて、吸気側駆動回路３０ａは、アーマチャ３１１がロアスプリング３１６の付勢力を受けて第１コア３０１の近傍まで変位した時点で、第１の電磁コイル３０８に対して励磁電流を印加することにより、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第１コア３０１側へ引き寄せる電磁力を発生させる。この電磁力によりアーマチャ３１１が第１コア３０１に当接する位置まで変位し、その結果、吸気弁２８の弁体２８ａが弁座１２に着座する。
【００６４】
従って、上記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａからの励磁電流が第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とに交互に印加されることにより、アーマチャ３１１が進退動作し、それに伴って弁軸２８ｂが進退駆動されると同時に弁体２８ａが開閉駆動されることになる。
【００６５】
その際、第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対する励磁電流の印加タイミングを変更することにより、吸気弁２８の開閉タイミングを任意に制御することが可能となる。
【００６６】
尚、前記吸気側電磁駆動機構３０には、吸気弁２８の変位を検出するバルブリフトセンサ３１７が取り付けられている。このバルブリフトセンサ３１７は、アッパリテーナ３１２の上面に取り付けられた円板状のターゲット３１７ａと、アジャストボルト３１３における前記アッパリテーナ３１２と対向する部位に取り付けられたギャップセンサ３１７ｂとから構成されている。
【００６７】
このように構成されたバルブリフトセンサ３１７では、前記ターゲット３１７ａが前記吸気側電磁駆動機構３０のアーマチャ３１１と一体的に変位し、前記ギャップセンサ３１７ｂが該ギャップセンサ３１７ｂと前記ターゲット３１７ａとの距離に対応した電気信号を出力することになる。
【００６８】
その際、アーマチャ３１１が中立状態にあるときのギャップセンサ３１７ｂの出力信号値を予め記憶しておき、その出力信号値と現時点におけるギャップセンサ３１７ｂの出力信号値との偏差を算出することにより、アーマチャ３１１及び吸気弁２８の変位を特定することが可能となる。
【００６９】
ここで図１及び図２に戻り、前述したように構成された内燃機関１には、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２０が併設されている。
【００７０】
前記ＥＣＵ２０には、スロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、クランクポジションセンサ５１、水温センサ５２、バルブリフトセンサ３１７等の各種センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００７１】
前記ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０が各種センサの出力信号値をパラメータとしてイグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０を制御することが可能になっている。
【００７２】
ここで、ＥＣＵ２０は、図４に示すように、双方向性バス４００によって相互に接続されたＣＰＵ４０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップＲＡＭ４０４と入力ポート４０５と出力ポート４０６とを備えるとともに、前記入力ポート４０５に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４０７を備えている。
【００７３】
前記Ａ／Ｄ４０７には、スロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５２、バルブリフトセンサ３１７等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと電気配線を介して接続されている。このＡ／Ｄ４０７は、上記した各センサの出力信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に前記入力ポート４０５へ送信する。
【００７４】
前記入力ポート４０５は、前述したスロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５２、バルブリフトセンサ３１７等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと前記Ａ／Ｄ４０７を介して接続されるとともに、クランクポジションセンサ５１のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサと接続されている。
【００７５】
前記入力ポート４０５は、各種センサの出力信号を直接又はＡ／Ｄ４０７を介して入力し、それらの出力信号を双方向性バス４００を介してＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３へ送信する。
【００７６】
前記出力ポート４０６は、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０等と電気配線を介して接続されている。前記出力ポート４０６は、ＣＰＵ４０１から出力された制御信号を双方向性バス４００を介して入力し、その制御信号をイグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、又はスロットル用アクチュエータ４０へ送信する。
【００７７】
前記ＲＯＭ４０２は、燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、吸気弁２８の開閉タイミングを決定するための吸気弁開閉タイミング制御ルーチン、排気弁２９の開閉タイミングを決定するための排気弁開閉タイミング制御ルーチン、吸気側電磁駆動機構３０に印加すべき励磁電流量を決定するための吸気側励磁電流制御ルーチン、排気側電磁駆動機構３１に印加すべき励磁電流量を決定するための排気側励磁電流量制御ルーチン、各気筒２１の点火栓２５の点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、スロットル弁３９の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等のアプリケーションプログラムに加え、吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１を初期駆動するための初期駆動制御ルーチンを記憶している。
【００７８】
前記ＲＯＭ４０２は、前記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記した制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気弁２８の開閉タイミングとの関係を示す吸気弁開閉タイミング制御マップ、内燃機関１の運転状態と排気弁２９の開閉タイミングとの関係を示す排気弁開閉タイミング制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気側電磁駆動機構３０に印加すべき励磁電流量との関係を示す吸気側励磁電流量制御マップ、内燃機関１の運転状態と排気側電磁駆動機構３１に印加すべき励磁電流量との関係を示す排気側励磁電流量制御マップ、内燃機関１の運転状態と各点火栓２５の点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関１の運転状態とスロットル弁３９の開度との関係を示すスロットル開度制御マップ等である。
【００７９】
前記ＲＡＭ４０３は、各センサの出力信号やＣＰＵ４０１の演算結果等を記憶する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ５１の出力信号に基づいて算出される機関回転数等である。前記ＲＡＭ４０３に記憶される各種のデータは、クランクポジションセンサ５１が信号を出力する度に最新のデータに書き換えられる。
【００８０】
前記バックアップＲＡＭ４０４は、内燃機関１の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであり、各種制御に係る学習値や、異常を発生した箇所を特定する情報等を記憶する。
【００８１】
前記ＣＰＵ４０１は、前記ＲＯＭ４０２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、燃料噴射制御、点火制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御、スロットル制御等の周知の制御に加え、本発明の要旨となる吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１の初期駆動制御を実行する。
【００８２】
以下、吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１の初期駆動制御について述べる。尚、吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動制御と排気側電磁駆動機構３１の初期駆動制御とは同一の制御となるため、ここでは吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動制御のみを説明する。
【００８３】
吸気側電磁駆動機構３０では、内燃機関１の運転が停止されているときのように、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流が印加されていないときは、前述の図３の説明で述べたように、アーマチャ３１１及び吸気弁２８が中立位置に保持される。
【００８４】
このため、内燃機関１の始動時などには、アーマチャ３１１及び吸気弁２８を中立位置から開弁側変位端もしくは閉弁側変位端へ変位させる必要がある。
中立位置に保持されているアーマチャ３１１を開弁側変位端（第２コア３０２と当接する位置）もしくは閉弁側変位端（第１コア３０１と当接する位置）まで変位させる方法としては、第１の電磁コイル３０８又は第２の電磁コイル３０９に連続的に励磁電流を印加する方法を例示することができる。
【００８５】
ところで、第１の電磁コイル３０８及び第１コア３０１からなる電磁石（又は第２の電磁コイル３０９及び第２コア３０２からなる電磁石）からアーマチャ３１１に作用する電磁力の大きさは、前記電磁石と前記アーマチャ３１１との距離が短くなるほど大きくなる。このため、中立位置にあるアーマチャ３１１を閉弁側変位端もしくは開弁側変位端まで変位させるには、第１の電磁コイル３０８又は第２の電磁コイル３０９に対して過大な励磁電流を連続的に印加する必要があり、吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動にかかる消費電力が過剰に大きくなるという問題がある。
【００８６】
これに対し、第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９に対して比較的少量の励磁電流を交互に印加することにより、アーマチャ３１１、吸気弁２８、アッパスプリング３１４、及びロアスプリング３１６からなるバネ−質量系の固有振動を励起し、その固有振動の振幅を徐々に増大させ、以てアーマチャ３１１及び吸気弁２８を開弁側変位端もしくは閉弁側変位端まで変位させる方法が提案されている。
【００８７】
このような方法によれば、吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動にかかる消費電力を過剰に増大させることなく、アーマチャ３１１及び吸気弁２８を開弁側変位端又は閉弁側変位端まで変位させることが可能となる。
【００８８】
その際、アーマチャ３１１及び吸気弁２８が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達する時期を正確に見極め、初期駆動制御の実行終了時期を正確に決定することも重要である。
【００８９】
これは、アーマチャ３１１及び吸気弁２８が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達していないにも関わらず初期駆動制御の実行が終了されると、その後に吸気弁２８を正確に開閉動作させることが困難になるとともに、アーマチャ３１１及び吸気弁２８が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達したにも関わらず初期駆動制御の実行が継続されると、初期駆動制御にかかる消費電力が不要に増加する上に、アーマチャ３１１及び吸気弁２８が過剰な速度で変位端に衝突し、アーマチャ３１１及び吸気弁２８が変位端から跳ね返るバウンスや騒音が発生することになるからである。
【００９０】
そこで、本実施の形態に係る初期駆動制御では、アーマチャ３１１及び吸気弁２８からなる可動体が固有振動している際の該可動体の運動状態に基づいて、可動体が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達する時期を予測し、予測された時期に従って初期駆動制御の実行を終了させるようにした。
【００９１】
前記可動体が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達する時期を予測する方法としては、１周期毎にアーマチャ３１１の開弁側又は閉弁側の最大変位を検出し、前回の最大変位と今回の最大変位との偏差から次回の最大変位を予測し、予測された最大変位が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達するか否かを判別する方法を例示することができる。
【００９２】
例えば、アーマチャ３１１の閉弁側の最大変位に基づいて初期駆動制御の実行終了時期を予測する場合は、ＣＰＵ４０１は、図５に示すように、バルブリフトセンサ３１７を利用してアーマチャ３１１の変位をセンシングすることにより、アーマチャ３１１の閉弁側の最大変位：Ｘを１周期毎に算出し、算出された最大変位：ＸをＲＡＭ４０３に記憶させる。
【００９３】
ここで、ｎ周期目の最大変位をＸnと表し、（ｎ−１）周期目の最大変位をＸn-1と表した場合には、ＣＰＵ４０１は、ｎ周期目の最大変位：Ｘnを算出した時点で、（ｎ−１）周期目の最大変位：Ｘn-1をＲＡＭ４０３から読み出し、それら２つの最大変位：Ｘn、Ｘn-1に基づいて、１周期当たりに最大変位が増加する割合（増加率）を算出する。続いて、ＣＰＵ４０１は、ｎ周期目の最大変位：Ｘnと前記増加率とをパラメータとして（ｎ＋１）周期目の最大変位：Ｘn+1を予測する。
【００９４】
尚、図５に示される例のように、アーマチャ３１１の閉弁側最大変位が直線的に増加するような場合には、ＣＰＵ４０１は、ｎ周期目の最大変位：Ｘnから（ｎ−１）周期目の最大変位：Ｘn-1を減算して、１周期当たりに最大変位が増加する量（増加量）：（Ｘn−Ｘn-1）を算出し、その増加量：（Ｘn−Ｘn-1）をｎ周期目の最大変位：Ｘnに加算して（ｎ＋１）周期目の最大変位：Ｘn+1（＝２Ｘn−Ｘn-1）を算出するようにしてもよい。
【００９５】
上記したように（ｎ＋１）周期目の最大変位：Ｘn+1が予測されると、ＣＰＵ４０１は、前記最大変位：Ｘn+1が閉弁側変位端：Ｘmax以上であるか否かを判別する。
【００９６】
前記最大変位：Ｘn+1が閉弁側変位端：Ｘmax以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０１は、次の周期（（ｎ＋１）周期目）においてアーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達するとみなし、（ｎ＋１）周期目で吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動を終了する。
【００９７】
ＣＰＵ４０１は、吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動を終了するにあたり、アーマチャ３１１を閉弁側変位端に保持するに足る少量の励磁電流（以下、保持電流と称する）のみを第１の電磁コイル３０８に印加すべく吸気側駆動回路３０ａを制御する。これにより、アーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達する間際に、第１コア３０１及び第１の電磁コイル３０８からアーマチャ３１１に対して過大な電磁力が作用することがなくなる。
【００９８】
この結果、アーマチャ３１１が過剰に高い速度で第１コア３０１に衝突することがなくなり、アーマチャ３１１が第１コア３０１から跳ね返るバウンスが発生し難くなるとともに、アーマチャ３１１が第１コア３０１に衝突することによる騒音の発生も抑制することが可能となる。
【００９９】
一方、第１コア３０１及び第１の電磁コイル３０８からなる電磁石によって発生された電磁力は、該電磁石とアーマチャ３１１との距離が短くなるほどアーマチャ３１１に対して強く作用する。このため、吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動においては、アーマチャ３１１の最大変位が増加する程、電磁石からアーマチャ３１１に作用する電磁力が強くなる。従って、本実施の形態では、ＣＰＵ４０１は、吸気側電磁駆動機構３０の初期駆動制御において、図６に示すように、アーマチャ３１１の閉弁側最大変位が増加するのに伴い、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８に対して印加される励磁電流量を徐々に減少させ、最終的に保持電流に収束するようにしてもよい。
【０１００】
この場合、必要最小限の励磁電流により、アーマチャ３１１の最大変位を増加させることが可能になるとともに、アーマチャ３１１の最大変位を１周期毎に略一定の割合で増加させることが可能となる。
【０１０１】
次に、本実施の形態に係る初期駆動制御について具体的に述べる。
本実施の形態に係る初期駆動制御では、ＣＰＵ４０１は、図７に示すような初期駆動制御ルーチンを実行することになる。この初期駆動制御ルーチンは、予めＲＯＭ４０２に記憶されているルーチンであり、吸気側電磁駆動機構３０又は排気側電磁駆動機構３１を初期駆動する必要が生じたときにＣＰＵ４０１によって実行されるルーチンである。
【０１０２】
初期駆動制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０１は、先ずＳ７０１において、ＲＡＭ４０３の所定領域に予め設定されている初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃを“１”に書き換える。
【０１０３】
前記初期駆動カウンタ記憶領域は、吸気側電磁駆動機構３０又は排気側電磁駆動機構３１の初期駆動において、第１の電磁コイル３０８に励磁電流を印加した回数、言い換えれば、アーマチャ３１１が振動した回数（周期数）を記憶する領域である。
【０１０４】
Ｓ７０２では、ＣＰＵ４０１は、アーマチャ３１１、吸気弁２８、アッパスプリング３１４、及びロアスプリング３１６からなるバネ−質量系の固有振動周期に従って第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とに交互に１回ずつ励磁電流を印加すべく吸気側駆動回路３０ａ又は排気側駆動回路３１ａを制御する。
【０１０５】
Ｓ７０３では、ＣＰＵ４０１は、バルブリフトセンサ３１７の出力信号を入力し、アーマチャ３１１の閉弁側最大変位を算出する。ＣＰＵ４０１は、前記閉弁側最大変位をＲＡＭ４０３の所定領域に記憶させる。
【０１０６】
Ｓ７０４では、ＣＰＵ４０１は、前記初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃが“２”より小さいか否かを判別する。
前記Ｓ７０４において前記初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃが“２”より小さいと判定した場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ７０５へ進み、前記初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃを１つインクリメントする。
【０１０７】
Ｓ７０５の処理を実行し終えたＣＰＵ４０１は、前述したＳ７０２以降の処理を繰り返し実行する。その際、ＣＰＵ４０１は、Ｓ７０４において前記初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃが“２”以上であると判定することになる。
【０１０８】
前記Ｓ７０４において前記初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃが“２”以上であると判定した場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ７０６へ進み、ＲＡＭ４０３から最新の閉弁側最大変位とその１周期前の閉弁側最大変位とを読み出す。
【０１０９】
Ｓ７０７では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７０６で読み出された、最新の閉弁側最大変位とその１周期前の閉弁側最大変位とに基づいて、１周期当たりの閉弁側最大変位の増加率を算出し、その増加率と最新の閉弁側最大変位とをパラメータとして次の周期における閉弁側最大変位を予測する。
【０１１０】
Ｓ７０８では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７０７で予測された次周期の閉弁側最大変位が閉弁側変位端以上であるか否かを判別する。
前記Ｓ７０８において次周期の閉弁側最大変位が閉弁側変位端未満であると判定した場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ７０５へ進み、前記初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃを１つインクリメントする。
【０１１１】
続いて、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７０２以降の処理を再度実行する。その際、ＣＰＵ４０１は、Ｓ７０４において前記初期駆動カウンタ記憶領域の値：Ｃが“２”以上であると判定して、Ｓ７０６へ進むことになる。
【０１１２】
Ｓ７０６では、ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０３から最新の閉弁側最大変位とその１周期前の閉弁側最大変位とを読み出す。
Ｓ７０７では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７０６で読み出された、最新の閉弁側最大変位とその１周期前の閉弁側最大変位とに基づいて、１周期当たりの閉弁側最大変位の増加率を算出し、その増加率と最新の閉弁側最大変位とをパラメータとして次の周期における閉弁側最大変位を再度予測する。
【０１１３】
Ｓ７０８では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７０７で予測された次周期の閉弁側最大変位が閉弁側変位端以上であるか否か、言い換えれば、次の周期においてアーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達するか否かを判別する。
【０１１４】
前記Ｓ７０８において次周期の閉弁側最大変位が閉弁側変位端以上であると判定すると、ＣＰＵ４０１は、次の周期においてアーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達するとみなし、Ｓ７０９へ進む。
【０１１５】
Ｓ７０９では、ＣＰＵ４０１は、次の周期において第１の電磁コイル３０８へ保持電流のみが印加されるように吸気側駆動回路３０ａ又は排気側駆動回路３１ａを制御して、吸気側電磁駆動機構３０又は排気側電磁駆動機構３１の初期駆動制御を終了する。
【０１１６】
この場合、吸気側電磁駆動機構３０又は排気側電磁駆動機構３１の初期駆動において、アーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達する際、言い換えれば、アーマチャ３１１が第１コア３０１に到達するとともに吸排気弁２８、２９が弁座１２に着座する際には、第１コア３０１及び第１の電磁コイル３０８からなる電磁石は、アーマチャ３１１を閉弁側変位端に保持するに足る比較的小さな電磁力のみを発生することになる。
【０１１７】
この結果、電磁石からアーマチャ３１１に対して過大な電磁力が作用することがなくなるため、アーマチャ３１１が第１コア３０１に到達する間際のアーマチャ３１１の速度、及び吸排気弁２８、２９が弁座１２に着座する間際の吸排気弁２８、２９の速度が過剰に高くならず、アーマチャ３１が静穏に第１コア３０１に到達するとともに吸排気弁２８、２９が静穏に弁座１２に着座することになる。
【０１１８】
このようにＣＰＵ４０１が初期駆動制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る初期駆動制御手段、及び初期駆動終了時期決定手段が実現されることになる。
【０１１９】
従って、本実施の形態に係る電磁駆動弁を有する内燃機関によれば、吸気側電磁駆動機構３０又は排気側電磁駆動機構３１の初期駆動は、アーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達した時点で終了されるため、アーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達する前に初期駆動が終了されることがなくなるとともに、アーマチャ３１１が閉弁側変位端に到達した後も初期駆動が継続されることがなくなり、吸気側電磁駆動機構３０又は排気側電磁駆動機構３１の動作不良や初期駆動にかかる消費電力が不要に大きくなることがない。
【０１２０】
また、上記した初期駆動制御ルーチンによれば、吸気側電磁駆動機構３０又は排気側電磁駆動機構３１の初期駆動を終了する際に、アーマチャ３１１が第１コア３０１に到達する速度及び吸排気弁２８、２９が弁座１２に着座する速度を適当な速度とすることが可能になる。
【０１２１】
尚、本実施の形態では、初期駆動制御の実行終了時期を決定する方法として、アーマチャ３１１の最大変位に基づいて初期駆動制御の実行終了時期を決定する例について述べたが、アーマチャ３１１の速度に基づいて初期駆動制御の実行終了時期を決定するようにしてもよい。
【０１２２】
その場合、ＣＰＵ４０１は、例えば、アーマチャ３１１が中立位置を通過する際の速度を１周期毎に検出し、前回の速度と今回の速度との偏差から次回の速度を予測し、予測された速度が所定の速度以上であれば次回の最大変位が開弁側変位端又は閉弁側変位端に到達すると判定するようにしてもよい。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関では、吸気弁又は排気弁と連動して変位する磁性体が中立位置に保持されているときに、電磁石に対して所定の周期で励磁電力を印加することにより、磁性体の振動運動を励起し、以て磁性体を閉弁側変位端もしくは開弁側変位端まで変位させる電磁駆動弁の初期駆動において、磁性体の運動状態に基づいて電磁駆動弁の初期駆動終了時期が決定される。
【０１２４】
この場合、磁性体の運動状態が該磁性体が閉弁側変位端又は開弁側変位端に到達し得る運動状態にあるときに、電磁駆動弁の初期駆動を終了させることが可能となる。
【０１２５】
この結果、磁性体が開弁側変位端もしくは閉弁側変位端に到達した後まで電磁駆動弁の初期駆動が継続されることがなくなるため、初期駆動に係る消費電力が不要に増加することがない。
【０１２６】
更に、磁性体が開弁側変位端もしくは閉弁側変位端に到達した後まで電磁駆動弁の初期駆動が継続されることがなくなると、磁性体およびまたは吸排気弁の振動運動が過剰に促進されることもなくなるため、磁性体およびまたは吸排気弁が過剰な速度で変位端に衝突するようなこともない。
【０１２７】
従って、本発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関によれば、電磁駆動弁の初期駆動を適当な時期に終了することができるため、初期駆動にかかる消費電力を低減することが可能になるとともに、磁性体およびまたは吸排気弁が変位端に衝突することによるバウンスの発生や騒音の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る内燃機関の概略構成を示す平面図
【図２】 本発明に係る内燃機関の概略構成を示す断面図
【図３】 吸気側電磁駆動機構の内部構成を示す図
【図４】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図
【図５】 吸気側電磁駆動機構の初期駆動終了時期を予測する方法を説明する図
【図６】 初期駆動制御において第１の電磁コイルに印加すべき励磁電流量の一例を示す図
【図７】 初期駆動制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
２０・・・ＥＣＵ
２５・・・点火栓
２６・・・吸気ポート
２７・・・排気ポート
２８・・・吸気弁
２９・・・排気弁
３０・・・吸気側電磁駆動機構
３０ａ・・吸気側駆動回路
３１・・・排気側電磁駆動機構
３１ａ・・排気側駆動回路
３２・・・燃料噴射弁
４６・・・排気浄化触媒
４７・・・排気管
４８・・・空燃比センサ
５１・・・クランクポジションセンサ

Claims (1)

1. 内燃機関の吸気弁又は排気弁と連動して変位する磁性体と、
   前記磁性体を開弁側変位端と閉弁側変位端との中立位置に弾性支持する弾性部材と、
   励磁電力が印加されたときに前記磁性体を開弁側又は閉弁側へ変位させるための電磁力を発生する電磁石と、
   前記磁性体が中立位置に保持されているときに、前記電磁石に対して所定の周期で励磁電力を印加することにより、前記弾性部材と前記電磁石とを協動させて前記磁性体の振動運動を励起する初期駆動手段と、
   前記初期駆動手段により前記磁性体の振動運動が励起されているときの該磁性体の運動状態に基づいて、前記初期駆動手段の作動終了時期を決定する初期駆動終了時期決定手段と、
   を備え、
   前記初期駆動終了時期決定手段は、前記磁性体の速度に基づいて前記初期駆動手段の作動終了時期を決定することを特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。

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