DE69924215T2

DE69924215T2 - Elektromagnetisch betätigte Ventileinrichtung in einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69924215T2
Application number: DE69924215T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Toyota-shi Hattori; Takashi Toyota-shi Izuo; Tatsuo Toyota-shi Iida; Masahiko Toyota-shi Asano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2019-11-13
Also published as: JP2000161032A; DE69924215D1; JP3835024B2; US6170445B1; EP1008730A3; EP1008730B1; EP1008730A2

Description

HINTERGUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Betätigungssytem eines Verbrennungsmotors, und insbesondere ein elektromagnetisches Betätigungssystem eines Verbrennungsmotors, das ein Einlassventil oder ein Auslassventil durch Zusammenwirken einer durch einen Elektromagneten erzeugten elektromagnetischen Kraft und einer durch eine Feder erzeugten elastischen Kraft betätigt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlich, wie es in der US-A-4 829 947 offenbart ist, ist ein Magnetventil bekannt, das ein Motorventil aufweist, welches als Einlassventil oder als Auslassventil eines Verbrennungsmotors fungiert. Ein Anker ist mit dem Motorventil verbunden. Im Folgenden sind das Motorventil und der Anker als beweglicher Teil bezeichnet.
Ein oberer Elektromagnet und eine obere Feder sind oberhalb des Ankers angeordnet, und ein unterer Elektromagnet und eine untere Feder sind unterhalb des Ankers angeordnet. Der Anker wird durch die obere und die untere Feder an einer neutralen Position zwischen dem oberen und dem unteren Elektromagnet gehalten. Der obere und der untere Elektromagnet erzeugen jeweils durch Zufuhr eines Erregerstromes eine elektromagnetische Kraft, die den Anker anzieht.
Gemäß dem oben genannten herkömmlichen Magnetventil kann der bewegliche Teil in Richtung des oberen Elektromagneten bewegt werden, indem dem oberen Elektromagneten ein Erregerstrom zugeführt wird. Entsprechend kann der bewegliche Teil in Richtung des unteren Elektromagneten bewegt werden, indem dem unteren Elektromagneten ein Erregerstrom zugeführt wird. Somit ist es gemäß dem herkömmlichen Magnetventil möglich, das Einlassventil oder Auslassventil so zu betätigen, dass es geschlossen oder geöffnet ist, indem zu entsprechenden Zeitpunkten dem unteren und dem oberen Elektromagnet Erregerströme zugeführt werden.
Wenn sich in dem herkömmlichen Magnetventil der bewegliche Teil in einer vollständig geschlossenen Position oder in einer vollständig geöffneten Position befindet, kann der bewegliche Teil als Antwort auf eine Aufforderung durch Zusammenwirken der durch den oberen und den unteren Elektromagnet erzeugten elektromagnetischen Kraft und einer durch die obere Feder und die untere Feder erzeugten elastischen Kraft sofort betätigt werden. Wenn andererseits die Energieversorgung zu dem Magnetventil unterbrochen wird, wird der bewegliche Teil in einer neutralen Position zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position gehalten, da weder der obere Elektromagnet noch der untere Elektromagnet erregt wird. In diesem Zustand ist der Anker sowohl von dem oberen als auch von dem unteren Elektromagneten beabstandet, und auf den Anker ausgeübte elastische Kräfte der oberen und der unteren Feder sind im Gleichgewicht. Um somit die Betätigung des beweglichen Teils aus der neutralen Position einzuleiten, ist es notwendig, eine elektromagnetische Anziehungskraft auf den von den Elektromagneten beabstandeten Anker in einer Situation auszuüben, in der die elastischen Kräfte der Federn nicht verwendet werden kann. Daher wird die dem Elektromagneten zuzuführende elektrische Energie, wenn sich der bewegliche Teil in der neutralen Position befindet, groß, und es ist darüber hinaus schwierig, das Magnetventil sofort zu betreiben.
Aus diesem Grund werden in dem oben genannten herkömmlichen Magnetventil, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, Erregerströme mit einer Periode, die der Eigenschwingungsdauer des beweglichen Teils entspricht, abwechselnd dem oberen und unteren Elektromagneten zugeführt. Gemäß dieser Technik kann der bewegliche Teil durch ein Resonanzphänomen des beweglichen Teils aus der neutralen Position zu der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position bewegt werden. Im Folgenden ist der oben genannte Prozess, in dem, wenn der Motor gestartet wird, der bewegliche Teil durch Anregung einer Eigenschwingung des beweglichen Teils bewegt wird, als Ingangsetzung bzw. Anfangsbetätigung bezeichnet.
Jedoch wird, wenn die Anfangsbetätigung ausgeführt wird, durch eine Schwingung des beweglichen Teils ein lautes Betätigungsgeräusch erzeugt. Darüber hinaus wird der Energieverbrauch des Magnetventils hoch, da dem oberen und dem unteren Elektromagnet abwechseln Erregerströme zugeführt werden müssen.
Angesichts dieser Nachteile der Anfangsbetätigung offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 10-138110 ein Magnetventil, das den beweglichen Teil in der vollständig geschlossenen Position halten kann, ohne die Anfangsbetätigung auszuführen. Dieses Magnetventil umfasst eine Spule, die an einem dem Anker gegenüberliegenden Ende der oberen Feder angeordnet ist. Wenn die Spule nicht erregt wird, wird die obere Feder nach oben zurückgezogen. In diesem Zustand befindet sich der Anker in Kontakt mit dem oberen Elektromagnet. Wenn andererseits die Spule erregt wird, wird die obere Feder durch die Spule nach unten, in Richtung des Ankers, gedrückt. In diesem Zustand wird der Anker in der neutralen Position gehalten.
Daher ist es gemäß der oben genannten Struktur möglich, den beweglichen Teil in der vollständig geschlossenen Position zu halten, indem einfach die Spule aberregt wird.
Wenn jedoch der Motor in Betrieb ist, muss der bewegliche Teil durch den oberen und unteren Elektromagneten betätigt werden, wobei die neutrale Position ein Bewegungszentrum des beweglichen Teils ist. Wenn der Motor in Betrieb ist, ist es daher notwendig, die Spule zu erregen, um so einen Zustand aufrecht zu erhalten, in dem die Feder in Richtung des Ankers gedrückt wird, was zu einem erhöhten Energieverbrauch des Magnetventils führt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisches Betätigungssystem eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, das einen Anker in einer vollständig geschlossenen oder einer vollständig geöffneten Position halten kann, wenn der Motor gestartet wird, während die Notwendigkeit der Anfangsbetätigung vermieden und der Energieverbrauch des Systems wirksam reduziert wird.
Das oben genannte Ziel der vorliegenden Erfindung kann duch ein elektromagnetisches Betätigungssystem eines Verbrennungsmotors erreicht werden, das umfasst:
ein Motorventil, das als Einlassventil oder als Auslassventil des Verbrennungsmotors fungiert;
einen Anker, der sich mit dem Motorventil bewegt;
einen Elektromagneten, der den Anker in eine Bewegungsrichtung des Motorventils zieht, indem ihm ein Strom zugeführt wird;
eine Feder, die den Anker von dem Elektromagneten weg drück;
einen Permanentmagneten, der eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker und dem Elektromagnet ausüben kann; und
einen Stoppzeit-Stromsteuergerät, das, wenn eine Aufforderung zum Stoppen des Verbrennungsmotors erzeugt wird, den dem Elektromagneten zugeführten Strom ausschaltet, nachdem der dem Elektromagneten zugeführte Strom solange gesteurt worden ist, bis der Anker durch die magnetischen Anziehungskräfte des Permanentmagneten zu dem Elektromagneten gezogen wird.
In dieser Erfindung schaltet das Steuergerät einen Strom zu dem Elektromagneten ab, nachdem der Anker durch den Permanentmagneten zu dem Elektromagnet gezogen worden ist. Da der Permanentmagnet eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker und dem Elektromagneten ausüben kann, kann der Zustand, in dem der Anker durch den Permanentmagneten zu dem Elektromagnet gezogen wird, aufrecht erhalten werden, während der Elektromagnet aberregt ist, d.h. während der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist. Eine Position des Ankers in dem Zustand, in dem der Anker zu den Elektromagneten gezogen ist, entspricht der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position. Somit kann der Anker in der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position gehalten werden, wenn der Verbrennungsmotor das nächste Mal gestartet wird, ohne die Anfangsbetätigung auszuführen. Daher ist es gemäß der Erfindung möglich, eine Erhöhung der Betriebsgeräusche und des Energieverbrauchs des Systems durch das Ausführen der Anfangsbetätigung zu verhindern. Ferner, da es nicht notwendig ist, den elektromagnetischen Spulen einen Strom zuzuführen, um den Anker zu halten, wird keine elektrische Energie verbraucht, während der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist. Ferner, da die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten zu einer Kraft beiträgt, die den Anker während des Betriebs des Verbrennungsmotors in Richtung des Elektromagneten zieht, kann ein dem Elektromagnet zuzuführender Strom verringert werden. Somit kann der Energieverbrauch des Systems weiter verringert werden.
Weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtliche.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das ein System einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Betriebsanweisungsstroms eines Verbrennungsmotors zeigt;
2B ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines einer oberen Spule zugeführten Anziehungsstroms zeigt;
2C ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines von einer ECU erzeugten Freigabesignals zeigt;
2D ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Änderung in einen AN/AUS-Zustand eines Energieversorgungsrelais zeigt; und
3 ist ein Flussdiagramm einer von der ECU in der vorliegenden Ausführungsform ausgeführten Routine.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist ein Diagramm, das ein System einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das System der vorliegenden Ausführungsform enthält ein Magnetventil 10, das sowohl für Einlassventile als auch für Auslassventilen eines Verbrennungsmotors (im Folgenden einfach als Motor bezeichnet) vorgesehen ist.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Magnetventil 10 ein Motorventil 12, welches als Einlassventil oder als Auslassventil fungiert. Das Motorventil 12 ist in einem unteren Kopf 16 so angeordnet, dass das Motorventil 12 in einen Brennraum 14 des Motors hineinragt. In dem unteren Kopf 16 ist ein Kanal 18 gebildet. Ein Öffnungsabschnitt des Kanals 18 in den Brennraum 14 hinein ist mit einem Ventilsitz 20 versehen, der dem Motorventil 12 zugehörig ist. Der Kanal 18 ist mit dem Brennraum 14 verbunden, wenn das Motorventil 12 von dem Ventilsitz 20 abhebt, und die Verbindung zwischen dem Kanal 18 und dem Brennraum 14 ist unterbrochen, wenn das Motorventil 12 auf dem Ventilsitz 20 aufsitzt. Ein oberer Kopf 22 ist auf einer oberen Seite des unteren Kopfes 16 angeordnet.
Das Motorventil 12 weist einen Ventilschaft 24 auf, der sich nach oben erstreckt. Der Ventilschaft 24 wird durch eine Ventilführung 26 so geführt, dass sich der Ventilschaft 24 in einer axialen Richtung bewegen kann. Die Ventilführung 26 ist in dem unteren Kopf 16 befestigt. Der untere Kopf 16 weist einen Federaufnahmeraum 28 auf, der zylindrisch gebildet ist und einen im Wesentlichen oberen Halbabschnitt des Ventilschafts 24 umgibt. Ein unterer Rückhalter 30 ist an einem oberen Endabschnitt des Ventilschafts 24 befestigt. Eine untere Feder 32 ist zwischen dem unteren Rückhalter 30 und einer Bodenfläche des Federaufnahmeraumes 28 angeordnet. Die un tere Feder 32 übt eine elastische Kraft auf den unteren Rückhalter 30 derart aus, dass das Motorventil 12 in eine Aufwärtsrichtung, das heißt in eine Ventilschließrichtung, gedrückt wird.
Ein Ankerschaft 34 ist koaxial mit dem Ventilschaft 24 angeordnet. Der Ankerschaft 34 ist aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt. Eine untere Stirnfläche des Ankerschafts 34 befindet sich in Kontakt mit einer oberen Stirnfläche des Ventilschafts 24. Ein oberer Rückhalter 36 ist an einem oberen Endabschnitt des Ankerschafts 34 befestigt. Ein unteres Ende einer oberen Feder 38 liegt in Anlage an eine obere Oberfläche des oberen Rückhalters 36. Eine zylindrische obere Kappe 40 ist um die obere Feder 38 angeordnet. Eine Einstellschraube 42 ist in einen oberen Abschnitt der oberen Kappe 40 geschraubt. Ein oberes Ende der oberen Feder 38 wird durch eine Federführung 44 gestützt, die zwischen der Einstellschraube 42 und der oberen Feder 38 angeordnet ist. Die obere Feder 38 drückt den Ankerschaft 34 über den oberen Rückhalter 38 in eine Abwärtsrichtung. Somit drückt die obere Feder 38 das Motorventil 12 in eine Abwärtsrichtung, das heißt in eine Ventilöffnungsrichtung.
Ein Ankerhalteabschnitt 34a ist auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Ankerschafts 34, an einer im Wesentlichen mittleren Position in einer axialen Richtung des Ankerschafts 34, ausgebildet. Der Ankerhalteabschnitt 34a ragt in einer radialen Richtung des Ankerschafts 34 nach außen hervor. Ein Anker 46 ist um den Ankerhalteabschnitt 34a befestigt. Der Anker 46 ist ein ringförmiges Element, das aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist.
Ein oberer Kern 48 ist oberhalb des Ankers 46 angeordnet, und ein unterer Kern 50 ist unterhalb des Ankers 46 angeordnet. Sowohl der obere Kern 48 als auch der un ter Kern 50 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element, das aus einem magnetischen Material hergestellt ist. Der obere Kern 48 und der untere Kern 50 weisen jeweils ein Durchgangsloch 48a bzw. 50a auf, welches durch die jeweiligen mittleren Abschnitte geführt ist. Eine obere Hülse 52 ist in einem oberen Endabschnitt des Durchgangslochs 48a angeordnet, und eine untere Hülse 54 ist in einem unteren Endabschnitt des Durchgangslochs 50a angeordnet. Der Ankerschaft 34 erstreckt sich durch die Durchgangslöcher 48a, 50a und wird durch die obere Hülse 52 und die untere Hülse 54 so geführt, dass sich der Ankerschaft 34 in axialer Richtung bewegen kann.
Der obere Kern 48 weist einen Flansch 48b auf, der an einem oberen Endabschnitt von ihm ausgebildet ist. Entsprechend weist der untere Kern 50 einen Flansch 50b auf, der an einem unteren Endabschnitt von ihm ausgebildet ist. Der obere Kern 48 und der untere Kern 50 sind in einen zylindrischen Abschnitt 22a eingepasst, der in dem oberen Kopf 22 ausgebildet ist, so dass die Flansche 48bb und 50b an einer oberen Fläche bzw. einer unteren Fläche des oberen Kopfes 22 anliegen.
Ringförmige Aussparungen 48c und 50c sind in Flächen des oberen Kerns 48 bzw. des unteren Kerns 50 zugeordnet, die dem Anker 46 gegenüberliegen. Eine obere Spule 56 und eine untere Spule 58 sind in den ringförmigen Aussparungen 48c bzw. 50c aufgenommen.
Die obere Spule 56 und die untere Spule 58 sind elektrisch mit einer Betätigungsschaltung 60 verbunden. Der Betätigungsschaltung 60 werden von einer elektronischen Steuereinheit (im Folgenden als ECU bezeichnet) 62 ein Freigabesignal, um einen Betrieb des Magnetventils 10 zu erlauben oder zu verbieten, und ein Steuersignal, um das Magnetventil 10 zu steuern, zugeführt. Die Betätigungs schaltung 60 liefert Anweisungsströme an die obere Spule 56 und die untere Spule 58 in Übereinstimmung mit dem von der ECU 62 gelieferten Steuersignal, wenn sich das Freigabesignal in einem AN-Zustand befindet. Die Energieversorgung zu der Betätigungsschaltung 60 kann mittels eines Energieversorgungsrelais 64, welches durch die ECU 62 gesteuert wird, an- und ausgeschaltet werden.
Der obere Kern 48 weist einen ringförmigen Schlitz 48d auf, der sich von einer oberen Fläche des oberen Kerns 48 zu einer oberen Fläche der ringförmigen Aussparung 48c erstreckt. Ähnlich umfasst der untere Kern 50 einen ringförmigen Schlitz 50d auf, der sich von einer unteren Fläche des untern Kerns 50 to einer Bodenfläche der ringförmigen Aussparung 50c erstreckt. Ein oberer Magnet 66 und ein unterer Magnet 68 sind in den ringförmigen Schlitzen 48d bzw. 50d aufgenommen. Sowohl der obere Magnet 66 als auch der untere Magnet 68 ist ein Dauermagnet, der eine ringförmige Gestalt aufweist und radial magnetisiert ist (so dass zum Beispiel eine radial innere Seite ein S-Pol und eine radial äußere Seite ein N-Pol ist).
Die obere Kappe 40 weist einen Flansch 40a auf, der an einem unteren Endabschnitt von ihr angeordnet ist. Die obere Kappe 40 ist so angeordnet, dass der Flanschabschnitt 40a den Flansch 40b des oberen Kern 48 von oben übergreift. Eine untere Kappe 70 ist auf einer unteren Fläche des oberen Kopfes 22 so angeordnet, dass die untere Kappe 70 den Flansch 50b des unteren Kerns 50 von unten übergreift.
Der Flansch 40a der oberen Kappe 40 und die untere Kappe 70 sind an dem unteren Kopf 22 durch Befestigungsschrauben 72 befestigt, so dass der obere Kern 48 und der untere Kern 50 innerhalb des oberen Kopfes 22 befestigt sind, wobei ein vorbestimmter Abstand zwischen ihnen ausgebildet ist. Eine neutrale Position des Ankers 46 wird durch die oben genannte Einstellschraube 42 so eingestellt, dass sie sich an einer mittleren Position zwischen dem oberen Kern 48 und dem unteren Kern 50 befindet.
Nachfolgend ist ein Betrieb des Magnetventils 10 beschrieben.
Wenn sich der Anker 46 in Kontakt mit dem oberen Kern 48 befindet, geht ein durch den oberen Magneten 66 erzeugter magnetischer Fluss durch den oberen Kern 48 und den Anker 46. In diesem Fall wird eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker 46 und dem oberen Kern 48 ausgeübt. Der obere Magnet 66 ist so aufgebaut, dass die oben genannte magnetische Anziehungskraft groß genug ist, um den Anker 46 gegen eine elastische Kraft der oberen Feder 38 in Kontakt mit dem oberen Kern 48 zu halten. Somit kann ein Zustand, in dem sich der Anker 46 in Kontakt mit dem oberen Kern 48 befindet (das heißt, ein in 1 gezeigter Zustand) aufrecht erhalten werden, ohne die obere Spule 56 zu erregen. In diesem Zustand sitzt das Motorventil 12 auf dem Ventilsitz 20. Im Folgenden ist eine Position des Ankers 46 oder des Motorventils 12 in dem Zustand, in dem sich der Anker 46 in Kontakt mit dem oberen Kern 48 befindet, als eine vollständig geschlossene Position des Ankers 46 oder des Motorventils 12 bezeichnet.
Wenn der oberen Spule 56 in einem Zustand, in dem der Anker 46 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, ein Anweisungsstrom zugeführt wird, der einen magnetischen Fluss erzeugt, dessen Richtung zu einer Richtung des durch oberen Magneten 66 erzeugten Flusses senkrecht ist, wird die magnetische Anziehungskraft, die zwischen dem Anker 46 und dem oberen Kern 48 ausgeübt wird, kleiner als die elastische Kraft der oberen Feder 38. Folglich beginnt der Anker 46, sich in eine Abwärtsrichtung in 1 zu bewegen, indem er von der oberen Feder 38 gedrückt wird. Wenn der Anker 46 eine vorbestimmte Position erreicht hat, wird der unteren Spule 58 ein Anweisungsstrom zugeführt, der einen magnetischen Fluss in der gleichen Richtung wie ein magnetischer Fluss erzeugt, der von dem unteren Magneten 68 erzeugt wird. In diesem Fall wird eine Anziehungskraft, die den Anker 46 in Richtung des unteren Kerns 50 zieht, das heißt eine Anziehungskraft, die das Motorventil 12 in eine Abwärtsrichtung in 1 bewegt, erzeugt.
Wenn die oben genannte Anziehungskraft auf den Anker 46 ausgeübt wird, bewegt sich der Anker 46 entgegen der elastischen Kraft der unteren Feder 32 mit dem Motorventil 12 nach unten. Da in diesem Fall der durch die untere Spule 58 erzeugte magnetische Fluss und der durch den unteren Magneten 68 erzeugte magnetische Fluss wie oben erwähnt die gleiche Richtung haben, ist die Anziehungskraft, die den Anker 46 in Richtung des unteren Kerns 50 zieht, um einen Betrag erhöht, der einem Betrag des durch den unteren Magneten 68 erzeugten magnetischen Flusses entspricht. Das Motorventil 12 bewegt sich weiter, bis der Anker 46 in Kontakt mit dem unteren Kern 50 gelangt. Im Folgenden ist eine Position des Ankers 46 oder des Motorventils 12 in einem Zustand, in dem sich der Anker 46 in Kontakt mit dem unteren Kern 50 befindet, als eine vollständig geöffnete Position des Ankers 46 oder des Motorventils 12 bezeichnet.
Wenn der Anker 46 die vollständig geöffnete Position erreicht hat, wird die untere Spule 58 aberregt. In diesem Fall verschwindet die durch die untere Spule 58 erzeugte Anziehungskraft, und nur die durch den unteren Ma gneten 68 erzeugte magnetische Anziehungskraft wird zwischen dem Anker 46 und dem unteren Kern 50 ausgeübt. Der untere Magnet 68 ist so aufgebaut, dass diese magnetische Anziehungskraft groß genug ist, um den Anker 46 entgegen der elastischen Kraft der unteren Feder 32 in Kontakt mit dem unteren Kern 50 zu halten. Somit werden der Ventilschaft 12 und der Anker 46 in der vollständig geöffneten Position gehalten, nachdem die untere Spule 58 aberregt worden ist.
Wenn der unteren Spule 58 in einem Zustand, in dem der Anker 46 in der vollständig geöffneten Position gehalten wird, ein Anweisungsstrom zugeführt wird, der einen magnetischen Fluss in einer Richtung erzeugt, die der Richtung des magnetischen Flusses entgegengestetzt ist, der durch den unteren Magneten erzeugt wird, wird die zwischen dem Anker 46 und dem unteren Kern 50 ausgeübte Anziehungskraft kleiner als die elastische Kraft der unteren Feder 32. Folglich beginnt der Anker 46, sich in einer Aufwärtsrichtung in 1 zu bewegen, indem er durch die untere Feder 32 gedrückt wird. Wenn der Anker 46 eine vorbestimmte Position erreicht hat, wird die obere Spule 56 mit einem Anweisungsstrom versorgt, der einen magnetischen Fluss in der gleichen Richtung erzeugt wie der durch den oberen Magneten 66 erzeugte magnetische Fluss. In diesem Fall wird eine Anziehungskraft erzeugt, die den Anker 46 in Richtung des oberen Kerns 48 zieht, das heißt eine Anziehungskraft, die das Motorventil 12 in eine Aufwärtsrichtung in 1 betätigt.
Wenn die oben genannte Anziehungskraft auf den Anker 46 ausgeübt wird, bewegt sich der Anker 46 mit dem Motorventil 12 gegen die elastische Kraft der oberen Feder 38 nach oben. Da in diesem Fall der durch die obere Spule 56 erzeugte magnetische Fluss und der durch den oberen Magneten 66 erzeugte magnetische Fluss wie oben erwähnt die gleiche Richtung haben, ist die Anziehungskraft, die den Anker 46 in Richtung des oberen Kerns 48 zieht, um einen Betrag erhöht, der einem Betrag des durch den oberen Magneten erzeugten magnetischen Flusses entspricht. Das Motorventil 12 bewegt sich solange weiter, bis der Anker 46 in Kontakt mit dem oberen Kern 48 gelangt, das heißt, bis der Anker die vollständig geschlossene Position erreicht. Wie oben erwähnt können das Motorventil 12 und der Anker 46 in der vollständig geschlossenen Position gehalten werden, nachdem die obere Spule 56 aberregt ist.
Im Folgenden ist der Anweisungsstrom, der der oberen Spule 56 oder der unteren Spule 58 zum Lösen des Ankers 46 aus der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position (das heißt, der Anweisungsstrom, der den magnetischen Fluss in einer Richtung erzeugt, die der Richtung des durch den oberen Magneten 66 oder des unteren Magneten 68 erzeugten magnetischen Flusses entgegengesetzt ist) zugeführt wird, als Lösestrom bezeichnet. Ferner ist der Strom, der der oberen Spule 56 oder der unteren Spule 58 zur Anziehung des Ankers 46 in Richtung der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position (das heißt, der Anweisungsstrom, der den magnetischen Fluss in der gleichen Richtung erzeugt wie die des durch den oberen Magneten 66 oder den unteren Magneten 68 erzeugten magnetischen Flusses) zugeführt wird, als Anziehungsstrom bezeichnet.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, das Motorventil 12 zwischen der vollständig geöffneten Position und der vollständig geschlossenen Position zu betätigten, indem der oberen Spule 56 und der unteren Spule 58 der Anziehungsstrom und der Lösestrom zugeführt wird. Somit kann das Motorventil 12 so betätigt werden, dass es in Synchronisation mit einem Kurbelwinkel des Verbrennungsmo tors durch die ECU 62 geschlossen und geöffnet wird, die ein Steuersignal auf der Grundlage des Kurbelwinkels zu der Betätigungsschaltung 60 sendet. In dieser Beschreibung ist eine Steuerung zur Betätigung des Motorventils 12 in Synchronisation mit dem Kurbelwinkel als eine reguläre Steuerung bezeichnet.
Wie oben erwähnt, kann der Anker 46 gemäß dem Magnetventil 10 durch die mittels des oberen Magneten 66 oder des unteren Magneten 68 erzeugte magnetische Anziehungskraft in der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position gehalten werden, ohne die Notwendigkeit, die obere Spule 56 oder die untere Spule 58 zu erregen. Da ferner die durch den oberen Magneten 66 oder den unteren Magneten 68 erzeugte magnetische Anziehungskraft ausgeübt wird, wenn der Anker 46 in Richtung der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position betätigt wird, ist es möglich, die Anziehungsströme, die der oberen Spule 56 und der unteren Spule 58 zugeführt werden müssen, zu verringern. Folglich ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglicht, den Energieverbrauch des Magnetventils 10 zu reduzieren.
Wenn ein Zündschalter des Motors nicht eingeschaltet wird, kann weder die obere Spule 56 noch die untere Spule 58 erregt werden. Wenn der Anker 46 in einer solchen Situation in der neutralen Position zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position gehalten wird, das heißt, wenn weder der obere Magnet 66 noch der untere Magnet 68 vorgesehen ist, ist es notwendig, den Anker 46 zu der vollständig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position zu betätigen, wenn der Motor gestartet wird. Wie oben erwähnt, kann die Anfangsbetätigung dazu verwendet werden, den Anker 46 aus der neutralen Position zu der vollstän dig geschlossenen Position oder der vollständig geöffneten Position zu betätigen. Gemäß der Anfangsbetätigung werden der oberen Spule 56 und der unteren Spule 58 im Wechsel Ströme mit einer Periode zugeführt, die der Eigenschwingungsperiode des aus beweglichen Teilen, die den Anker 46, den Ankerschaft 34 und dem Ventilkörper 12 und der oberen und unteren Feder 38, 32 umfassen, gebildeten Feder-Masse-Systems entsprechen, so dass eine Eigenschwingung der beweglichen Teile angeregt wird.
Es ist jedoch zusätzlich zu einem Steuerprogramm zur Realisierung der regulären Steuerung ein spezielles Steuerprogramm erforderlich, um die Anfangsbetätigung auszuführen. Ferner ist es während der Ausführung der Anfangsbetätigung erforderlich, der oberen Spule 56 und der unteren Spule 58 relativ große Ströme zuzuführen, was einen erhöhten Energieverbrauch des Systems zur Folge hat. Darüber hinaus wird während der Ausführung der Anfangsbetätigung ein relativ lautes Betriebsgeräusch durch eine Schwingung der beweglichen Teile erzeugt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, einen Zustand zu erreichen, in dem der Anker 46 und das Motorventil 12 in der vollständig geöffneten Position gehalten werden, wenn der Motor gestartet wird, ohne die Anfangsbetätigung auszuführen.
2A bis 2D sind Ablaufdiagramme von verschiedenen Steuersignalen, wenn eine Aufforderung, den Motor zu stoppen generiert wird. 2A zeigt ein Betriebsanweisungssignal des Motors, 2B zeigt einen der oberen Spule 56 des Magnetventils 10 zugeführten Anziehungsstrom, 2C zeigt ein der Betätigungsschaltung 60 zugeführtes Freigabesignal, und 2D zeigt ein AN/AUS-Signal, das dem Energieversorungsrelais 64 zugeführt wird. In 2A ist das Betriebsanweisungssignal durch eine durchgezogenen Linie und eine gepunktete Linie für zwei Fälle dargestellt, in denen die Aufforderung zum Stoppen des Motors zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt wird.
In einem durch die durchgezogenen Linie in 2A gezeigten Fall wird das Betriebsanweisungssignal zu einem Zeitpunkt t0, wenn die Aufforderung zum Stoppen des Motores erzeugt wird, in einen AUS-Zustand geschaltet. Da sich zu diesem Zeitpunkt das Motorventil 12 nicht in der vollständig geschlossenen Position befindet, wird das Freigabesignal 2C in einem AN-Zustand gehalten. Während einer Zeitspanne von t1 bis t2 wird der oberen Spule 56 ein Anziehungsstrom zugeführt, wie es in 2B gezeigt ist, so dass das Motorventil 12 in Richtung der vollständig geschlossenen Position betätigt wird. Wenn das Motorventil 12 zu einem Zeitpunkt t3 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, wird das Freigabesignal in einen AUS-Zustand geschaltet, wie es in 2C gezeigt ist, so dass es verboten ist, dass die obere Spule 56 und die untere Spule 58 erregt werden. Wenn die Freigabesignale, die den jeweiligen Magnetventilen 10, die in dem Motor vorhanden sind, entsprechen, zu einem Zeitpunkt t4 in einen AUS-Zustand gesetzt werden, wird das Energieversorgungsrelais 64 in einen AUS-Zustand geschaltet, wie es in 2D gezeigt ist.
Wenn die Aufforderung zum Stoppen des Motors zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem sich das Motorventil 12 in der vollständig geschlossenen Position befindet (das heißt zu einem Zeitpunkt, zu dem der oberen Spule 56 kein Anziehungsstrom mehr zugeführt wird), wie es durch die gepunktete Linie in 2A gezeigt ist, wird das Freigabesignal sofort in einen AUS-Zustand gesetzt.
Wie oben erwähnt, wird in der vorliegenden Ausführungsform das Motorventil 12 in Übereinstimmung mit der regulären Steuerung betätigt, bis das Motorventil 12 die vollständig geschlossene Position erreicht, nachdem die Aufforderung zum Stoppen des Motors erzeugt wurde, und es wird verboten, dass der oberen Spule 56 und der unteren Spule 58 Ströme zugeführt werden, nachdem das Motorventil 12 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird. Der Zustand, in dem das Motorventil 12 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, kann durch die von dem oberen Magneten 66 erzeugte magnetische Anziehungskraft aufrecht erhalten werden, ohne der oberen Spule 56 einen Strom zuzuführen. Daher werden das Motorventil 12 und der Anker 46 in der vollständig geschlossenen Position gehalten, wenn der Motor das nächste Mal gestartet wird. Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die reguläre Steuerung des Motorventils 12 sofort zu starten, wenn der Motor gestartet wird, ohne die Anfangsbetätigung auszuführen, indem lediglich der Lösestrom der oberen Spule 56 zu einem Ventilöffnungszeitpunkt des Motorventils 12 zugeführt wird.
3 zeigt ein Flussdiagramm einer Steuerroutine, die von der ECU 62 ausgeführt wird, um die oben genannte Funktion zu erreichen. Die in 3 gezeigte Routine wird für jedes Magnetventil 10 zu einem Zeitpunkt ausgeführt, zu dem das Betriebsanweisungssignal des Motors von einem AN-Zustand in einen AUS-Zustand geschaltet wird. Wenn die in 3 gezeigte Routine gestartet wird, wird zuerst der Prozess von Schritt 100 ausgeführt.
In Schritt 100 wird bestimmt, ob das Motorventil 12 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird oder nicht. Eine solche Bestimmung kann auf der Grundlage eines Zustandes des der oberen Spule 56 zugeführten Anweisungsstroms ausgeführt werden. Wenn zum Beispiel die Zufuhr des Anziehungsstroms zu der oberen Spule 56 beendet worden ist, der oberen Spule 56 jedoch noch nicht der Lösestrom zugeführt wurde, kann bestimmt werden, dass das Motorventil 12 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird. Es ist außerdem möglich, einen Sensor zum Erfassen einer Position des Ventilkörpers 12 oder des Ankerschafts 34 vorzusehen, und die Bestimmung in Schritt 10 auf der Grundlage der erfassten Position des Motorventils 12 oder des Ankerschafts 34 auszuführen. Wenn in Schritt 100 bestimmt wird, dass das Motorventil 12 nicht in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, dann wird der Prozess von Schritt 102 ausgeführt.
In Schritt 102 wird bestimmt, ob gemäß der regulären Steuerung ein Zeitpunkt gegeben ist, das Motorventil 12 zu schließen oder nicht. wenn der Zeitpunkt nicht gegeben ist, das Motorventil 12 zu schließen, werden in Schritt 103 der oberen Spule 56 und der unteren Spule 58 zugeführte Anweisungsströme in Übereinstimmung mit der regulären Steuerung gesteuert, und anschließend wird der Prozess von Schritt 102 erneut ausgeführt. Wenn andererseits in Schritt 102 ein Zeitpunkt gegeben ist, das Motorventil 12 zu schließen, dann wird der Prozess von Schritt 104 ausgeführt.
In Schritt 104 wird das Motorventil 102 geschlossen. Insbesondere wird in Schritt 104 der unteren Spule 58 ein Lösestrom zugeführt, und anschließend wird der oberen Spule 56 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt der Anziehungsstrom zugeführt.
In Schritt 106 wird das Motorventil 12 in der vollständig geschlossenen Position gehalten. Insbesondere wird in Schritt 106 der Anweisungsstrom zu der oberen Spule 56 auf Null gesetzt. Wenn der Prozess von Schritt 106 beendet ist, dann wird der Prozess von Schritt 108 ausgeführt.
Wenn in dem oben genannten Schritt 100 bestimmt wird, dass das Motorventil 12 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, dann wird der Prozess 108 sofort ausgeführt.
In Schritt 108 wird das Freigabesignal in einen AUS-Zustand gesetzt.
In Schritt 110 wird bestimmt, ob die Freigabesignale für alle Magnetventile 10, die in dem Motor vorhanden sind, in einen AUS-Zustand gesetzt sind. wenn es in Schritt 110 bestätigt wird, wird das Energieversorgungsrelais 64 ausgeschaltet und die vorliegende Routine ist beendet. Wenn es hingegen in Schritt 110 nicht bestätigt wird, wird der Prozess von Schritt 112 übersprungen und die vorliegende Routine ist beendet.
Wenn das System der vorliegenden Ausführungsform so konstruiert ist, dass eine Energieversorgung zu einer Mehrzahl von Betätigungsschaltungen 60 durch ein gemeinsames Energieversorgungsrelais 64 gesteuert wird, kann dieses Energieversorgungsrelais 64 ausgeschaltet werden, wenn Freigabesignale für all die Magnetventile 10, die dem Energieversorgungsrelais 64 zugeordnet sind, in den oben genannten Schritten 110 und 112 in einen AUS-Zustand gesetzt werden.
Wie oben erwähnt, ist es möglich, den Anker 46 in der vollständig geschlossenen Position zu halten, ohne die Anfangsbetätigung auszuführen, wenn der Motor gestartet wird. Somit können gemäß der vorliegenden Ausführungsform spezielle Steuerungsmittel wie etwa ein Steuerprogramm zur Ausführung der Anfangsbetätigung vermieden werden. Da die Anfangsbetätigung nicht ausgeführt werden muss, ist es darüber hinaus möglich, den Energieverbrauch zu senken und Betriebsgeräusche des Magnetventils 10, wenn der Motor gestartet wird, zu verringern. Ferner kann die reguläre Steuerung sofort gestartet werden, wenn der Motor gestartet wird. Da der Anker 46 durch die magnetische Anziehungskraft des oberen Magneten 66 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, ist es ferner möglich, zu verhindern, dass das Magnetventil 10 elektrische Energie verbraucht, während der Motor nicht in Betrieb ist.
In der oben genannten Ausführungsform wird der Anker 46 in der vollständig geschlossenen Position gehalten, wenn der Motor gestoppt wird. Jedoch kann der Anker 46 in der vollständig geöffneten Position gehalten werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass alle Anker 46, die in dem Motor vorhanden sind, in der vollständig geöffneten Position gehalten werden. Es ist auch möglich, dass die Anker 46, die den Einlassventilen entsprechen, in der vollständig geschlossenen Position (oder der vollständig geöffneten Position) gehalten werden und die Anker 46, die den Auslassventilen entsprechen, in der vollständig geöffneten Position (oder der vollständig geschlossenen Position) gehalten werden.
Darüber hinaus sind in der oben genannten Ausführungsform sowohl der obere Kern 48 als auch der untere Kern 50 mit Dauermagneten (nämlich dem oberen Magnet 66 und dem unteren Magnet 68) ausgestattet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, einen Permanentmagnet nur entweder bei dem oberen Kern 48 oder dem unteren Kern 50 anzuordnen, in Übereinstimmung mit einer Position, in der der Anker 46 gehalten wird, wenn der Motor gestoppt wird. Das heißt, wenn der Anker 46 in der vollständig geschlossenen Position gehalten wird, ist wenigstens der obere Kern 48 mit einem Permanentmagnet versehen, und wenn der Anker 46 in der vollständig geöffneten Position gehalten wird, ist wenigstens der untere Kern 50 mit einem Dauermagneten versehen.
Ferner, dadurch, dass der Anker 46 in der vollständig geöffneten Position gehalten wird, wenn der Motor verschifft wird, ist es möglich, den Betrieb des Magnetventils 10 glatt zu starten, wenn der Motor zum ersten Mal nach der Verschiffung betrieben wird.
Darüber hinaus wird in der oben genannten Ausführungsform das Motorventil 12 zu einem Zeitpunkt in Übereinstimmung mit der regulären Steuerung, nachdem die Aufforderung zum Stoppen des Motors erzeugt worden ist, geschlossen. Es ist jedoch auch möglich, das Motorventil 12 zwangsweise zu schließen, unabhängig von der Ventilschließzeit der regulären Steuerung, nachdem die Aufforderung zum Stoppen des Motors erzeugt worden ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern Veränderungen und Modifikationen können gemacht werden, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Stoppverfahren zum Stoppen eines Verbrennungsmotors unter Verwendung eines elektromagnetischen Betätigungssystems, wobei das elektromagnetische Betätigungssystem ein Stoppzeit-Stromsteuergerät (60, 62), das eine elektronische Steuerungseinheit (62) und eine Betätigungsschaltung (60) umfasst, und wenigstens ein Magnetventil (10) enthält, wobei jedes des wenigstens einen Magnetventils (10) umfasst: – ein Motorventil (12), das als Einlassventil oder als Auslassventil des Verbrennungsmotors fungiert; – einen Anker (46), der sich mit dem Motorventil (12) bewegt; – einen Elektromagneten (48, 56; 50, 58), der den Anker (46) in eine Bewegungsrichtung des Motorventils (12) zieht, wenn ihm ein Strom zugeführt wird; – eine Feder (32, 36), die den Anker (46) von dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) wegdrückt; – einen Permanentmagneten (66, 58), der eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker (46) und dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) ausüben kann; und wobei das Stoppverfahren, in dieser Reihenfolge, die Schritte umfasst: – Erzeugen einer Aufforderung, den Verbrennungsmotor zu stoppen; – Steuern des dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Stromes durch das Stoppzeit-Steuergerät (60, 62); – Bestimmen durch das Stoppzeit-Steuergerät, ob der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird; – Abschalten des dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Stromes durch das Stoppzeit-Steuergerät, wenn bestimmt wird, dass der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird; – Unterbrechen der Energiezufuhr zu der Betätigungsschaltung (60), wenn der dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) von jedem des wenigstens einen Magnetventils (10) zugeführte Strom abgeschaltet worden ist.
Stoppverfahren nach Anspruch 1, wobei das Stoppzeit-Steuergerät (60, 62) den dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Strom in Übereinstimmung mit einer regulären Steuerung des Motorventils (12) steuert, bis der Anker (46) durch den Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen ist.
Stoppverfahren nach Anspruch 1, wobei das Stoppzeit-Steuergerät (60, 62) den dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Strom sofort abschaltet, wenn der Anker (46) dann, wenn die Aufforderung, den Verbrennungsmotor zu stoppen, erzeugt wird, zu dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen ist.
Stoppverfahren nach Anspruch 1, wobei das elektromagnetische Betätigungssystem ferner ein Energieversorgungs-Steuergerät (62, 64) umfasst, das, nachdem die Aufforderung, den Verbrennungsmotor zu stoppen, erzeugt wurde, die Energieversorgung zu dem elektroma gnetischen Betätigungssystem abschaltet, nachdem der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagnet (48, 56; 50, 58) gezogen wird.
Stoppverfahren nach Anspruch 1, wobei der Permanentmagnet (66, 69) einen magnetischen Fluss in der gleichen Richtung erzeugt, wie ein durch den Elektromagneten (48, 56; 50, 58) erzeugter magnetischer Fluss, um den Anker (46) anzuziehen.
Stoppverfahren nach Anspruch 1, wobei der Permanentmagnet (66, 68) durch einen Kern (48, 50) des Elektromagneten gestützt wird.
Stoppverfahren nach Anspruch 1, wobei: – der Elektromagnet (48, 56; 50, 58) ein Paar von Elektromagneten enthält, die den Anker (46) in eine Ventilöffnungsrichtung bzw. eine Ventilschließrichtung ziehen; – die Feder (32, 36) den Anker (46) in Richtung einer neutralen Position zwischen dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) drückt; und – der Elektromagnet (66, 68) eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker (46) und wenigstens einem der Elektromagnete (48, 56; 50, 58) ausüben kann; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Erzeugen einer Aufforderung, um den Verbrennungsmotor zu stoppen; – Steuern des dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Stroms durch das Stoppzeit-Steuergerät (60, 62); – Bestimmen durch das Stoppzeit-Steuergerät, ob der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu einem Elektromagnet des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird; – Abschalten der dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Ströme durch das Stoppzeit-Steuergeräts (60, 62), falls bestimmt wird, dass der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu einem Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird; und – Unterbrechen der Energieversorgung zu der Betätigungsschaltung (60), wenn die dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) von jedem des wenigstens einen Magnetventils (10) zugeführten Ströme abgeschaltet worden sind.
Stoppverfahren nach Anspruch 7, wobei das Stoppzeit-Stromsteuergerät (60, 62) die den Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Ströme in Übereinstimmung mit einer regulären Steuerung des Motorventils (12) steuert, bis der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66) zu dem einen Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56) gezogen wird.
Stoppverfahren nach Anspruch 7, wobei das Stoppzeit-Stromsteuergerät (60, 62), wenn die Aufforderung, den Verbrennungsmotor zu stoppen, erzeugt wird, den dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Strom sofort unterbricht, falls der Anker (46) zu dem einen Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56) gezogen wird.
Stoppverfahren nach Anspruch 7, wobei das elektromagnetische Betätigungssystem ferner ein Energieversorgungs-Steuergerät umfasst, das, nachdem die Aufforderung, den Verbrennungsmotor zu stoppen, erzeugt wurde, eine Energieversorgung zu dem elektromagnetisch betätigten System unterbricht, nachdem der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66) zu dem einen Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56) gezogen wird.
Stoppverfahren nach Anspruch 7, wobei der Permanentmagnet (66, 68) einen magnetischen Fluss in der gleichen Richtung wie ein magnetischer Fluss erzeugt, der durch den entsprechenden Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) erzeugt wird, um den Anker (46) anzuziehen.
Stoffverfahren nach Anspruch 7, wobei der Permanentmagnet (66, 68) durch einen Kern des wenigstens einen der Elektromagnete (48, 56; 50, 58) gestützt wird.
Elektromagnetisches Betätigungssystem zum Stoppen eines Verbrennungsmotors unter Verwendung eines elektromagnetischen Betätigungssytems, wobei das elektromagnetische Betätigungssystem ein Stoppzeit-Stromsteuergerät (60, 62), das eine elektronische Steuereinheit (62) und eine Betätigungsschaltung (60) umfasst, und wenigstens ein Magnetventil (10) enthält, wobei jedes des wenigstens einen Magnetventils (10) umfasst: – ein Motorventil (12), das als Einlassventil oder als Auslassventil des Verbrennungsmotors fungiert; – einen Anker (46), der sich mit dem Motorventil (12) bewegt; – einen Elektromagneten (48, 56; 50, 58), der den Anker (46) in einer Bewegungsrichtung des Motorventils (12) zieht, indem er mit einem Strom versorgt wird; – eine Feder (32, 36), die den Anker (46) von dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) wegdrückt; – einen Permanentmagneten (66, 68), der eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker (46) und dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) ausüben kann; und wobei das System ferner umfasst: – ein Aufforderungserzeugungsmittel, das eine Aufforderung zum Stoppen des Verbrennungsmotors erzeugt; dadurch gekennzeichnet, dass: – ein Stromsteuerungsmittel den dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) durch das Stoppzeit-Steuerungsmittel (60, 62) zugeführten Strom steuert, nachdem die Aufforderung erzeugt worden ist; – ein Ankeranziehungszustand-Bestimmungsmittel durch das Stoppzeit-Steuerungsgerät bestimmt, ob der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagnet (48, 56; 50, 58) gezogen wird; – ein Stromabschaltmittel den dem Elektromagnet (48, 56; 50, 58) durch das Stoppzeit-Steuerungsgerät (60, 62) zugeführten Strom abschaltet, falls bestimmt wird, dass der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagnet (48, 56; 50, 58) gezogen wird; und – ein Energieunterbrechungsmittel die Energieversorgung zu der Betätigungsschaltung (60) unterbricht, wenn der dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführte Strom jedes des wenigstens einen Magnetventils (10) abgeschaltet worden ist.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 13, wobei das Stoppzeit-Steuergerät (60, 62) den dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Strom in Übereinstimmung mit einer regulären Steuerung des Motorventils (12) steuert, bis der Anker (46) durch den Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird.
Elektromagnetisches Betätigungssytem nach Anspruch 13, wobei das Stoppzeit-Stromsteuergerät (60, 62) den dem Elektromagneten zugeführten Strom sofort unterbricht, falls der Anker (46) zu dem Elektromagneten Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 13, wobei gezogen wird, wenn die Aufforderung, den Verbrennungsmotor zu stoppen, erzeugt wird.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 13, wobei das elektromagnetische Betätigungssystem ferner ein Energieversorgungs-Steuergerät (62, 64) umfasst, das, nachdem die Aufforderung, den Verbrennungsmotor zu stoppen, erzeugt wurde, die dem elektromagnetischen Betätigungssystem zugeführte Energie unterbricht, nachdem der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu dem Elektromagnet (48, 56; 50, 58) gezogen wird.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 13, wobei der Permanentmagnet (66, 69) einen magnetischen Fluss in der gleichen Richtung erzeugt wie ein magnetischer Fluss erzeugt, der von dem Elektromagne ten (48, 56; 50, 58) erzeugt wird, um den Anker (46) anzuziehen.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 13, wobei der Permanentmagnet (66, 68) durch einen Kern (48, 50) des Elektromagneten gestützt wird.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 13, wobei: – der Elektromagnet (48, 56; 50, 58) ein Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) enthält, die den Anker (46) in eine Ventilöffnungsrichtung bzw. in eine Ventilschließrichtung ziehen; – die Feder (32, 36) den Anker (46) in Richtung einer neutralen Position zwischen dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) drückt; – der Permanentmagnet (66, 68) eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Anker (46) und wenigstens einem der Elektromagnete (48, 56; 50, 58) ausüben kann; und wobei: – das Motorstoppmittel eine Aufforderung zum Stoppen des Verbrennungsmotors erzeugt; – das Stromsteuerungsmittel durch das Stoppzeit-Steuergerät (60, 62) den dem Paar von Elektromagnete (48, 56; 50, 58) zugeführten Strom steuert; – das Ankeranziehzustand-Bestimmungsmittel durch das Stoppzeit-Steuergerät bestimmt, ob der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu einem Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird; – das Stromabschaltmittel durch das Stoppzeit-Steuergerät (60, 62) den dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Strom abschaltet, falls bestimmt wird, dass der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66, 68) zu einem Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird; und – das Energieunterbrechungsmittel, das die Energiezufuhr zu der Betätigungsschaltung (60) unterbricht, wenn die dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) von jedem des wenigstens einen Magnetventils (10) zugeführten Ströme abgeschaltet worden sind.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 19, wobei das Stoppzeit-Stromsteuergerät (60, 62) die den Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Ströme in Übereinstimmung mit einer regulären Steuerung des Motorventils (12) steuert, bis der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66) zu dem einen des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 19, wobei das Stoppzeit-Stromsteuergerät (60, 62), wenn die Aufforderung zum Stoppen des Verbrennungsmotors erzeugt wird, den dem Paar von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) zugeführten Strom sofort unterbricht, wenn der Anker (46) zu dem einen des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) gezogen wird.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 19, wobei das elektromagnetische Betätigungssystem ferner ein Energieversorgungs-Steuergerät umfasst, das, nachdem die Aufforderung zum Stoppen des Ver brennungsmotors erzeugt wurde, die Energieversorgung zu dem elektromagnetischen Betätigungssystem unterbricht, nachdem der Anker (46) durch die magnetische Anziehungskraft des Permanentmagneten (66) zu dem einen des Paars von Elektromagneten (48, 56) gezogen wird.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 19, wobei der Permanentmagnet (66, 68) einen magnetischen Fluss in der gleichen Richtung wie der magnetische Fluss erzeugt, der von dem entsprechenden Elektromagneten des Paars von Elektromagneten (48, 56; 50, 58) erzeugt wird, um den Anker (46) anzuziehen.
Elektromagnetisches Betätigungssystem nach Anspruch 19, wobei der Permanentmagnet (66, 68) durch einen Kern des wenigstens einen Elektromagneten der Elektromagnete 48, 56; 50, 58) gestützt wird.