JP2000345818A - 電磁弁制御のためのアクチュエータの動作方法 - Google Patents
電磁弁制御のためのアクチュエータの動作方法Info
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Abstract
ータの振動開始の際に、開き磁石の励磁コイルに及び閉
じ磁石の励磁コイルにおいて、あまりに大きな電流値が
避けられ、制御のために必要な制御サイクルの数が小さ
く維持され、かつアクチュエータに所属の制御装置がさ
らに小さな電流を準備するように構成できる、内燃機関
における電磁弁制御のためのアクチュエータの動作方法
を提供する。 【解決手段】 本発明は、アクチュエータの励磁コイル
(ESOM,ESSM)が、冷たい内燃機関の始動の前
に、加熱電流を加えられ、それにより励磁コイル及びこ
れらを囲む構成部分が暖められる、内燃機関における電
磁弁制御のためのアクチュエータの動作方法に関する。
Description
が、2つの電磁石、開き磁石及び閉じ磁石を有し、これ
らの電磁石の間において、少なくとも1つの押し棒を有
する接極子板が振動し、かつこれらの電磁石が、それぞ
れヨークと励磁コイルからなり、その際、少なくとも1
つのヨークが、少なくとも1つの押し棒を案内する潤滑
剤を供給される案内スリーブを有し、かつその際、アク
チュエータが、内燃機関の始動の前に、電磁石の電流流
通により振動開始過程を通過する、内燃機関における電
磁弁制御のためのアクチュエータの動作方法に関する。
大体において開き磁石と閉じ磁石からなり、これらの磁
石は、例えばハウジング部分として構成された非強磁性
材料からなる構成部分によって互いに切離されている。
開き磁石と閉じ磁石は、電磁石であり、これらの電磁石
は、それぞれ励磁コイルとヨークからなる。開き磁石と
閉じ磁石との間に、強磁性材料からなる接極子板があ
り、この接極子板は、開き磁石の励磁コイル又は閉じ磁
石の励磁コイルの電流流通によって、それぞれの方向に
動かされる。開き磁石は、押し棒のための通過部を有
し、この押し棒は、接極子板に作用する力を少なくとも
1つのガス交換弁に伝達する。
て、閉じ磁石も通過部を有し、この通過部内に突き棒が
配置されており、この突き棒は、アクチュエータばね受
けを介して閉じ磁石の形成部内に配置されたアクチュエ
ータばねに、接極子板に作用する力を伝達する。
アクチュエータばねは、通常押し棒に配置されるアクチ
ュエータばね受けと開き磁石の外側との間に配置されて
いる。
スリーブ内に支持されており、これらの案内スリーブ
は、開き磁石のヨークにおける通過部内に、及び閉じ磁
石のヨークにおける通過部内に加工されている。案内ス
リーブは、通路を有し、これらの通路を介して、案内ス
リーブ内において振動する押し棒及び場合によっては突
き棒が、潤滑剤を供給される。
能ユニットを形成しており、その際、ガス交換弁は、カ
ム軸を有する通常のシリンダヘッドに相応して、弁ばね
及び弁ばね受けによってシリンダヘッドの弁座に引っ張
られる。
ユニットが、内燃機関に取付けられているとき、アクチ
ュエータばね及び弁ばねは、初応力をかけられ、その
際、少なくとも1つのガス交換弁、接極子板を有する押
し棒及び場合によっては突き棒は、互いに押される。
板は、正確に開き磁石と閉じ磁石との間の中央にある。
その際、ガス交換弁は、シリンダヘッドの弁座と弁が最
大に開いた位置との間の中央位置にある。
めに、振動開始過程が行なわれ、その際、両方の電磁石
の励磁コイルは、例えば交互に電流を加えられる。ばね
−質量−系の振動開始周波数として、なるべく機能ユニ
ットの振動質量によりかつ弁ばね及びアクチュエータば
ねの戻し力によって決まる共振周波数の近くにある周波
数が選択される。
いる。その際、閉じ磁石がガス交換弁を完全に弁座に引
っ張るまで、電磁石の励磁コイルは、交互にそれぞれ8
回、電流を加えられる。その際、30アンペアまでの電
流値が達成される。
な配置のために、アクチュエータの励磁コイルは、正確
に決められた電流経過を加えられる。この電流経過は、
例えば振動する構成部分の現在の位置を制御回路のセン
サ装置によって判定し、かつ振動する構成部分の目標位
置と実際位置との間に偏差が生じた際に、励磁コイルの
電流経過を相応して修正することによって、通常のよう
に制御される。
は、アクチュエータの温度に依存する摩擦抵抗である。
とくに低い外部温度の際の内燃機関の冷間始動の際に、
まだ冷たいかつ粘り強い潤滑剤の高められた抵抗によっ
て、アクチュエータの励磁コイルが振動開始のためにき
わめて大きな電流値を有する電流経過を加えられるとい
う問題がある。それによりアクチュエータに所属の電流
源は、きわめて大きな電流値を準備するように構成され
ていなければならない。加えて励磁コイルの交互の電流
流通の増加した数が必要になる。大きな制御偏差の結
果、制御回路内において判定された実際値が所定の目標
値に相当するまで、多くの数の制御サイクルが生じる。
機関の冷間始動の際、とくにアクチュエータの振動開始
の際に、開き磁石の励磁コイルに及び閉じ磁石の励磁コ
イルにおいて、あまりに大きな電流値が避けられ、制御
のために必要な制御サイクルの数が小さく維持され、か
つアクチュエータに所属の制御装置がさらに小さな電流
を準備するように構成できる、内燃機関における電磁弁
制御のためのアクチュエータの動作方法を提供すること
にある。
題は、特許請求の範囲第1項の特徴によって解決され、
その際、アクチュエータの振動開始の前に、案内スリー
ブを有する電磁石の励磁コイルが、加熱電流を加えら
れ、それにより励磁コイル及び案内スリーブ内にある潤
滑剤が加熱される。
れている。すなわち励磁コイル及び案内スリーブの潤滑
剤を加熱する加熱電流が制御されかつ/又は調整され、
その際、制御量及び/又は調整量として、アクチュエー
タの振動部分の温度、及び/又は電流流通期間及び/又
は電流大きさ及び/又は位置が利用される。
慮されている。すなわち潤滑剤としてオイルが利用さ
れ、かつ加熱電流の制御/調整のために、案内スリーブ
にあるオイルの温度が、センサによって測定される。
は、加熱のために加熱電流として直流電流を加えられ
る。その際、接極子の励磁コイルは、異なって、場合に
よっては個々に電流流通することができ、その際、電流
は、なるべく接極子板がその不動作位置から動かされな
いほど小さく維持される。
コイルに加熱電流として大きな直流電流を加えることが
でき、その際、接極子の両方の電磁石は、互いに逆に作
用し、それにより接極子板は、同様にその不動作位置か
ら動かされない。
チュエータの励磁コイルは、加熱のために加熱電流とし
て交流電流を加えられる。適当な周波数の(共振周波数
より十分に高い/低い)交流電流の際、接極子板は、大
きな加熱電流にもかかわらず、同様にその不動作位置か
ら動かされることはなく、それによりこの構成は、1つ
の接極子の1つだけの励磁コイルが加熱のために加熱電
流を加えられ、接極子板が不動作位置から動かされない
ようにするときに、とくに適している。
つ/又は振幅変調により制御され又は調整される。
チュエータの前記の動作方法により、押し棒と案内スリ
ーブを有する接極子の電磁石の案内スリーブとの間の潤
滑剤は、振動開始の前に加熱電流によって加熱され、そ
れによりアクチュエータの振動開始の際及び内燃機関の
始動の際に、アクチュエータの励磁コイルにおけるあま
りに大きな電流が避けられ、制御の必要な制御サイクル
の数は小さく維持され、かつアクチュエータに所属の制
御装置は、全体として一層小さな電流に対して構成する
ことができる。
のためのアクチュエータの本発明による動作方法を、2
つの図に関連して実施例により示し、かつ説明する。
チュエータが概略的に示されている。励磁コイルESO
M、ESSMを収容するそれぞれ1つの中空円筒形のコ
イル窓を有する開き磁石OMのヨーク及び閉じ磁石SM
のヨークは、2つのスペーサDSによって互いに切離さ
れており、これらのスペーサは、非強磁性材料から製造
されている。スペーサDSの間において、長方形の接極
子板APが振動する。接極子板APに押し棒Sが取付け
られており、この押し棒は、開き磁石OMのヨークにお
ける通過部を介してガス交換弁に、接極子板APに作用
する力を伝達する。押し棒Sの延長部において接極子板
AP上に突き棒SSが載っており、この突き棒は、閉じ
磁石SMのヨークにおける通過部を介してアクチュエー
タばねAFに、接極子板APに作用する力を伝達する。
そのために突き棒SSにアクチュエータばね受けAFT
が加工されており、このアクチュエータばね受け上にア
クチュエータAFばねが載っており、かつこのアクチュ
エータばね受けを介してアクチュエータばねAFは、突
き棒SSを接極子板APに向かって押している。アクチ
ュエータばねAFは、突き棒SSの通過部の回りに半径
対称に形成された閉じ磁石SMのヨークの形成部内にあ
る。閉じ磁石SMのヨークの形成部は、内側にねじを有
し、このねじ内にねじ蓋SDがねじ込まれている。ねじ
蓋SDによって、アクチュエータばねAFの初応力が変
更でき、それにより接極子板APの不動作位置が調節可
能である。
磁石SMのヨークの通過部内に、押し棒S及び突き棒S
Sのためにそれぞれ1つの案内スリーブFHOM、FH
SMが押込まれている。案内スリーブFHOM、FHS
M内にオイル通路が空けられており、これらのオイル通
路は、内燃機関のオイル循環路に結合されており、かつ
これらのオイル通路を介して押し棒S及び突き棒SS
は、潤滑のためにオイルを供給される。
じ磁石SMの励磁コイルESSMは、そのわずかに相違
した役割に相応して異なって形成されている。燃焼室圧
力に抗して開く開き磁石OMの励磁コイルESOMは、
0.75mm*2の太さの銅線の93の巻き回を有する
が、一方閉じ磁石SMの励磁コイルESSMは、0.6
9mm*2の太さの銅線の80の巻き回を有するように
構成されている。
タの所属の制御装置は、オイル温度の測定を開始し、こ
の測定は、内燃機関の1つのアクチュエータにおける案
内スリーブFHOMにおいて温度センサによって行なわ
れる。測定された温度が20°Cより上にある場合、電
磁石の励磁コイルESOM、ESSMに加熱電流を加え
ることによって電磁弁制御のためのアクチュエータを予
備加熱することは省略され、それにより内燃機関の始動
は、遅れることなくアクチュエータの振動開始によって
始められる。アクチュエータの振動開始に続いて、内燃
機関の暖気運転が行なわれる。
ると、振動開始の前に、アクチュエータの予備加熱が行
なわれる。そのために励磁コイルESOM、ESSM
は、案内スリーブにおいて温度センサが20°Cのオイ
ル温度を検出するまで、加熱電流を加えられる。
ような、案内スリーブFHOMのオイルの予備加熱のた
め及び振動質量の振動開始のための励磁コイルESO
M、ESSMの電流経過が、時間に関して記入されてい
る。
M、ESSMは、同時に20アンペアの加熱電流として
の直流電流を加えられ、励磁コイルESOM、ESSM
は135°Cの危険な温度を越えてはいけないので、こ
の直流電流は、12ミリ秒の後に15アンペアに減少さ
れる。加えて励磁コイルESOM、ESSM内において
降下する熱がそれぞれヨーク及び案内スリーブを介して
オイルにまで到達するまで、わずかな期間を必要とす
る。全体として30ミリ秒の後に、案内スリーブFHO
Mにおける温度センサは、20°Cのオイル温度を検出
し、その後、直接アクチュエータの振動開始が行なわれ
る。その際、励磁コイルESOM、ESSMは、交互に
2.5ミリ秒の期間にわたって、20アンペアだけの振
動開始電流を加えられる。閉じ磁石がガス交換弁をシリ
ンダヘッドの弁座に引っ張るまで、励磁コイルESO
M、ESSMのそれぞれ2つだけの印加が必要であり、
それにより予備加熱に消費される期間の一部が再び節約
される。
から内燃機関の暖気運転への移行は自動的に行なわれ、
その際、それぞれのアクチュエータは、電磁弁制御のた
めに、内燃機関のガス交換弁の動作サイクルのために必
要な電流経過によって制御される。
イルESOM、ESSMの保護は、保護回路によって行
なうことができ、この保護回路は、励磁コイルESO
M、ESSMの温度を監視し、かつこの保護回路は、加
熱電流の大きさ又は加熱電流の期間を制御する。
チュエータの動作方法によって、励磁コイルESOM、
ESSMの電流経過における大きな電流値が避けられ、
それによりアクチュエータに給電する電源部は小さな寸
法にすることができ、暖気運転の始動の際の制御は、わ
ずかな誤差偏差によって動作し、かつ内燃機関の冷間始
動は、そのまま摩擦なしに経過する。
る。
チュエータの振動開始の際の電流経過を示す略図であ
る。
ュエータの振動開始の際の電流経過を示す略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 アクチュエータが、2つの電磁石、開き
磁石(OM)及び閉じ磁石(SM)を有し、これらの電
磁石の間において、少なくとも1つの押し棒(S)を有
する接極子板(AP)が振動し、かつこれらの電磁石
が、それぞれヨークと励磁コイル(ESOM,ESS
M)からなり、その際、少なくとも1つのヨークが、少
なくとも1つの押し棒(S)を案内する潤滑剤を供給さ
れる案内スリーブ(FHOM,FHSM)を有し、かつ
その際、アクチュエータが、内燃機関の始動の前に、電
磁石の電流流通により振動開始過程を通過する、内燃機
関における電磁弁制御のためのアクチュエータの動作方
法において、アクチュエータの振動開始の前に、案内ス
リーブ(FHOM,FHSM)を有する電磁石の励磁コ
イル(ESOM,ESSM)が、加熱電流を加えられ、
それにより励磁コイル(ESOM,ESSM)及び潤滑
剤が加熱されることを特徴とする、電磁弁制御のための
アクチュエータの動作方法。 - 【請求項2】 加熱電流が制御されかつ/又は調整さ
れ、その際、制御量及び/又は調整量として、アクチュ
エータの振動部分の温度、及び/又は電流流通期間及び
/又は電流大きさ及び/又は位置が利用されることを特
徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 潤滑剤としてオイルが利用され、かつ加
熱電流の制御/調整のために、案内スリーブにあるオイ
ルの温度が、センサによって測定されることを特徴とす
る、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 加熱電流として直流電流が利用されるこ
とを特徴とする、請求項1ないし3の1つに記載の方
法。 - 【請求項5】 加熱電流として交流電流が利用されるこ
とを特徴とする、請求項1ないし3の1つに記載の方
法。 - 【請求項6】 加熱電流の電力が、振幅変調によりかつ
/又はパルス幅変調により制御され又は調整されること
を特徴とする、前記請求項の1つに記載の方法。
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