JP2001193508A - 電磁駆動弁を有する内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁駆動弁を有する内燃機関にあって、電磁
駆動弁へ通電する駆動電流を、内的・外的因子の影響を
受けることなく最適値に調整・保持する内燃機関を提供
する。 【解決手段】 吸排気弁として機能する電磁駆動機構３
０及び３１を搭載した内燃機関１は、機関運転を開始す
る際のクランキング時、一部の気筒のみで機関運転を行
っている時、燃料カットを行っている時、機関運転の停
止に先立ち燃料供給を停止する時、といった燃焼室２４
内で爆発燃焼の起こらないタイミングを適宜選択して電
磁駆動機構３０及び３１の調整制御を実行する。その一
方、通常の機関運転時には、機関負荷の変動（外力）に
応じ、外力補正制御に適用される補正値の調整及び学習
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気弁若しくは排
気弁として機能する電磁駆動弁を備えた内燃機関に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電磁力によって直接吸排気弁
を駆動する内燃機関が知られている。この種の内燃機関
では一般に、各弁体と連動して直線動作（リフト）する
軸体を、その動作方向の両側からバネによって付勢する
ことで弁体を中立位置に保持する。その一方、この軸体
と一体に周設された弁駆動体（アーマチャ）を電磁石
（電磁コイル）により両側から適宜吸引することで、各
弁を開閉駆動する。

【０００３】このような、いわゆる電磁駆動弁を搭載し
た内燃機関は、電磁コイルの吸引力を司る駆動電流を変
更するだけで弁体の挙動を自在に変化させられるため、
各弁の開閉タイミング及び動作角の変更にかかる制御の
自由度や、所望のリフト位置に弁を移動させる際の弁動
作の応答性等について優れた側面を多々有する。

【０００４】その反面、弁体の動作がカムの形状によっ
て一義的に決定づけられるような動弁機構と異なり、リ
フト位置に応じて弁動作を適宜に制御する必要がある。
例えば、かかる電磁駆動弁による開閉弁動作では、アー
マチャに対して電磁コイルの吸引力が駆動力として直接
直線的に伝わるため、電磁コイルの吸引力により比較的
速い速度を保ったまま弁体やアーマチャがそれぞれ弁座
や電磁コイルに着座すると、その衝撃で振動や騒音が発
生してしまう。さらに、このような衝撃を伴う開閉弁動
作が繰り返されると、電磁駆動弁自体の耐久性を低下さ
せるおそれも生じる。

【０００５】こうした問題に対し、例えば特開平１１−
１５９３１３号公報に記載された装置は、電磁駆動弁を
動作させるにあたって電磁コイルへの通電を行う際、通
電時間を含めてそのタイミング等を調整制御し、着座点
への到達前、弁体が滑らかに減速するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
弁動作の調整制御にとっては、駆動電流の通電量及びタ
イミング等に依存する電磁駆動弁自身の内的な因子に加
え、電磁コイルの吸引力やバネの付勢力に抗して外部か
ら作用する力（外力）、例えば燃焼室内において混合気
が燃焼することにより生じる燃焼圧等、外的な因子によ
る影響も無視できない。

【０００７】しかしながら、上記公報に記載された装置
では、外的な因子の有無に見合った弁動作の調整制御を
行っていないため、求められた制御量（通電タイミング
等）に対する信頼性が十分であるとはいえなかった。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、電磁駆動弁
を有する内燃機関にあって、電磁駆動弁へ通電する駆動
電流を、内的・外的因子の影響を受けることなく最適値
に調整・保持する内燃機関を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、一方の変位端と他方の変位端との間
を変位する弁体と、前記弁体を駆動する電磁石と、該電
磁石へ電流を供給する電流供給手段とを備える電磁駆動
弁を、吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方として有
する内燃機関において、当該機関が非燃焼状態にあると
きに、前記弁体の駆動状態を検出する駆動状態検出手段
と、前記検出された駆動状態に基づいて前記電磁石へ供
給される電流の電流波形を決定する電流波形決定手段と
を有することを要旨とする。

【００１０】また、前記駆動状態検出手段は、当該機関
がクランキング状態にあるときに前記弁体の駆動状態を
検出するのがよい。また、当該機関は複数の気筒を有し
てなり、前記駆動状態検出手段は、前記複数の気筒のう
ち少なくとも１気筒が非燃焼状態にあるときに、該非燃
焼状態にある気筒の電磁駆動弁について、その駆動状態
を検出するのがよい。

【００１１】また、前記駆動状態検出手段は、当該機関
が燃料カットを実行しているときに前記駆動状態を検出
するのがよい。また、前記駆動状態検出手段は、当該機
関が機関運転の停止にあたり、燃料供給を停止した後に
前記駆動状態を検出するのがよい。

【００１２】上記構成によれば、電磁石に供給される電
流波形の決定について、電磁駆動弁の物理的、機械的な
特性に決定づけられる最適な基本波形を、機関運転に伴
う燃焼によって生じる外力の影響を受けることなく決定
することができるようになる。

【００１３】また、第２の発明は、一方の変位端と他方
の変位端との間を変位する弁体と、前記弁体を駆動する
電磁石と、該電磁石へ電流を供給する電流供給手段とを
備える電磁駆動弁を、吸気弁及び排気弁のうち少なくと
も一方として有する内燃機関において、前記弁体の駆動
状態を検出する駆動状態検出手段と、前記検出された駆
動状態に基づいて前記電磁石へ供給される電流の電流波
形を決定する電流波形決定手段と、前記弁体の駆動状態
が検出されたときの前記弁体に作用する外力を検出する
外力検出手段と、前記決定された電流波形を、前記検出
された外力に対応する学習値として記憶する記憶手段
と、前記記憶された学習値に基づいて前記決定される電
流波形を補正する補正手段とを有することを要旨とす
る。

【００１４】上記構成によれば、電磁駆動弁の物理的、
機械的な特性の経時変化に対し、外乱要素の影響も含め
て正確に修正することができるようになる。以上の各構
成は、可能なかぎり組み合わせることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電磁駆動弁搭載の
内燃機関に適用した一実施の形態について図面を参照し
て説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施の形態としての電
磁駆動弁を搭載する内燃機関の概略構成を示す図であ
る。同図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２１を備え
るとともに、各気筒２１内に直接燃料を噴射する燃料噴
射弁３２を具備した４サイクルのガソリンエンジンであ
る。

【００１７】内燃機関１は、複数の気筒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１
ａとを備えている。

【００１８】シリンダブロック１ｂには、機関出力軸で
あ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と連結されている。

【００１９】ピストン２２の上方には、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２
４が形成されている。シリンダヘッド１ａには、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に駆動電流を通電するためのイ
グナイタ２５ａが接続されている。また、燃焼室２４内
におけるイグナイタ２５ａ近傍には、筒内圧センサ２４
ａが設けられている。筒内圧センサ２４ａは、燃焼室２
４内の圧力に応じた検出信号を出力する。

【００２０】シリンダヘッド１ａには、２つの吸気ポー
ト２６の開口端と２つの排気ポート２７の開口端とが燃
焼室２４に臨むよう形成されるとともに、その噴孔が燃
焼室２４に臨むよう燃料噴射弁３２が取り付けられてい
る。

【００２１】内燃機関１の各吸気ポート２６は、該内燃
機関１のシリンダヘッド１ａに取り付けられた吸気枝管
３３の各枝管と連通している。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。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。

【００２２】吸気管３５には、該吸気管３５内を流れる
新気の質量（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。吸気
管３５においてエアフローメータ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。

【００２３】スロットル弁３９には、ステップモータ等
からなり印加電力の大きさに応じてスロットル弁３９を
開閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０と、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、アクセルペダル４２に
機械的に接続され該アクセルペダル４２の操作量に対応
した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ４３
とが取り付けられている。

【００２４】また、内燃機関１の各排気ポート２７は、
シリンダヘッド１ａに取り付けられた排気枝管４５の各
枝管と連通している。排気枝管４５は、排気浄化触媒４
６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。

【００２５】排気枝管４５には、該排気枝管４５内を流
れる排気の空燃比、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。

【００２６】排気浄化触媒４６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（Ｈ
Ｃ）、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）を吸蔵し、流入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。

【００２７】また、クランクシャフト２３の端部に取り
付けられたタイミングロータ５１ａとタイミングロータ
５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂに取り付けられた電
磁ピックアップ５１ｂとからなるクランクポジションセ
ンサ５１は、クランクシャフト２３の回転位相に応じた
電気信号を出力することで、クランク角や機関回転数を
把握できるようにする。また、シリンダブロック１ｂに
取り付けられた水温センサ５２は、内燃機関１の内部に
形成された冷却水路１ｃを流れる冷却水の温度を検出す
る。

【００２８】一方、吸気ポート２６の各開口端は、シリ
ンダヘッド１ａに進退自在に支持された電磁駆動弁（吸
気弁）２８によって開閉されるようになっており、これ
ら吸気弁２８は、シリンダヘッド１ａに設けられた電磁
駆動機構３０（以下、吸気側電磁駆動機構３０と記す）
によって開閉駆動されるようになっている。

【００２９】排気ポート２７の各開口端は、シリンダヘ
ッド１ａに進退自在に支持された電磁駆動弁（排気弁）
２９により開閉されるようになっており、これら排気弁
２９は、シリンダヘッド１ａに設けられた電磁駆動機構
３１（以下、排気側電磁駆動機構３１と記す）によって
開閉駆動されるようになっている。

【００３０】ここで、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。な
お、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。

【００３１】図２は、吸気側電磁駆動機構の内部構造を
概略的に示す側断面図である。同図２に示すように、吸
気側電磁駆動機構３０は、燃焼室２４の頭部付近に設け
られた吸気弁２８と、この吸気弁２８の外周を取り囲む
第１コア３０１及び第２コア３０２と、これら第１コア
３０１及び第２コア３０２の外周をさらに取り囲む筺体
３００とを備えて構成されている。

【００３２】筺体３００は円柱形状を有する中空の非磁
性体である。吸気弁２８は、筺体３００の頂面３００ｂ
から底面３００ｃに亘って貫通する弁軸２８ｂと、底面
３００ｃから延出した弁軸２８ｂの端部に固定された弁
体２８ａと、頂面３００ｂから延出した弁軸２８ｂの端
部に固定されたリフト量検出板２８ｃとから構成されて
いる。

【００３３】筺体３００の頂面３００ｂ上には、リフト
量検出板２８ａも含めて頂面３００ｂ全体を覆うこれも
円筒形状のカバー３００ａが取り付けられており、その
カバー３００ａの天井から吸気側ギャップセンサ３０ａ
が垂下されている。吸気側ギャップセンサ３０ａはリフ
ト量検出板２８ｃと所定の間隙（ギャップ）Ｇ１をもっ
て対峙する検出素子を備えており、この検出素子及びリ
フト量検出板２８ｃ間の距離に応じた検出信号を出力す
る。

【００３４】第１コア３０１及び第２コア３０２は筺体
３００の内径とほぼ同一の外径を有する軟磁性体であ
り、所定の間隙Ｇ２を介して筺体３００内に直列に配置
されるとともに、弁軸２８ｂの外周をある程度の隙間を
もって取り囲むようにそれぞれの中心部には貫通孔（中
空部）が形成されている。また、第１コア３０１におい
て間隙Ｇ２に臨む部位には、第１の電磁コイル３０３が
埋設されており、第２コア３０２において同じくＧ２に
臨む部位には第２の電磁コイル３０４が埋設されてい
る。

【００３５】また、第１コア３０１及び第２コア３０２
間の間隙Ｇ２には、弁軸２８ｂに周設された弁駆動体
（アーマチャ）３０５が存在する。このアーマチャ３０
５は、筐体３００の内径と略同一の外径を有する円板状
の軟磁性体からなり、第１コア３０１の中空部に保持さ
れた第１スプリング３０６と、第２コア３０２の中空部
に保持された第２スプリング３０７とによって軸方向へ
進退自在に支持されている。第１スプリング３０６と第
２スプリング３０７の付勢力は、アーマチャ３０５が所
定の間隙において第１コア３０１と第２コア３０２との
中間の位置にあるときに釣り合うよう設定されるものと
する。

【００３６】また、弁軸２８ｂのうち、筺体３００の底
面３００ｃ側から延出した部分はシリンダヘッド１ａに
設けられた筒状のバルブガイド２０１によって進退自在
に支持されている。そして、その端部の弁体２８ａが燃
焼室２４における吸気ポート２６の開口端に設けられた
弁座２００に着座もしくは離座することによって吸気ポ
ート２６の開閉を行う。

【００３７】なお、弁軸２８ｂの軸方向の長さは、アー
マチャ３０５が所定の間隙Ｇ２において第１コア３０１
と第２コア３０２との中間位置に保持されているとき、
すなわちアーマチャ３０５が中立状態にあるときに、弁
体２８ａが全開側変位端と全閉側変位端との中間の位置
（以下、中開位置と称する）に保持されるよう設定され
ているものとする。

【００３８】このように構成された吸気側電磁駆動機構
３０では、第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイ
ル３０４へ駆動電流（指示電流）が通電されていない場
合は、アーマチャ３０５が中立状態となり、それに伴っ
て弁体２８ａが中開位置に保持される。

【００３９】吸気側電磁駆動機構３０の第１の電磁コイ
ル３０３に駆動電流が通電されると、第１コア３０１と
第１の電磁コイル３０３とアーマチャ３０５との間に
は、アーマチャ３０５を第１コア３０１側へ変位させる
方向の電磁力が発生する。

【００４０】一方、吸気側電磁駆動機構３０の第２の電
磁コイル３０４に指示電流が通電されると、第２コア３
０２と第２の電磁コイル３０４とアーマチャ３０５との
間には、アーマチャ３０５を第２コア３０２側へ変位さ
せる方向の電磁力が発生する。

【００４１】従って、吸気側電磁駆動機構３０では、第
１の電磁コイル３０３と第２の電磁コイル３０４とに交
互に指示電流が通電されることにより、アーマチャ３０
５が進退し、以て弁体２８ａが開閉駆動されることにな
る。その際、第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コ
イル３０４に対する指示電流の通電タイミングと指示電
流の大きさを変更することにより、吸気弁２８の開閉タ
イミングと開弁量とを制御することが可能となる。

【００４２】以上の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、以下ＥＣＵ
と称する）２０が併設されている。

【００４３】ＥＣＵ２０には、筒内圧センサ２４ａ、吸
気側ギャップセンサ３０ａ、排気ギャップセンサ３１
ａ、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
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。

【００４４】ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、吸気
側電磁駆動機構３０、排気側電磁駆動機構３１、燃料噴
射弁３２等が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ
２０は、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、燃料噴射弁３２、吸気側電磁駆動機構
３０、排気側電磁駆動機構３１等を各種駆動回路を介し
て駆動制御する。

【００４５】ここで図３に示すように、ＥＣＵ２０は、
双方向性バス４００によって相互に接続されたＣＰＵ４
０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップＲＡ
Ｍ４０４と外部入力回路４０５と外部出力回路４０６と
を備える。

【００４６】外部入力回路４０５は、筒内圧センサ２４
ａ、吸気側ギャップセンサ３０ａ、排気側ギャップセン
サ３１ａ、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、バキュームセンサ１０６等各種センサの出力信
号をＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３へ送信する。

【００４７】外部出力回路４０６は、ＣＰＵ４０１から
出力される制御信号をイグナイタ２５ａ、燃料噴射弁３
２、吸気側電磁駆動機構３０、或いは排気側電磁駆動機
構３１の各種駆動回路３０ｂ，３１ｂ等へ送信する。

【００４８】ＲＡＭ４０３は、各センサの出力信号や、
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といったＣＰＵ４０１の演算
結果等を記憶する。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。

【００４９】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
る。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」、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」、内燃機関１の全気筒のう
ち、いくつかを適宜選択して燃焼を行わせるための「可
変気筒制御ルーチン」等、各種アプリケーションプログ
ラムや制御マップ等を格納している。

【００５０】さらにＲＯＭ４０２は、吸気弁２８を所望
の開弁量（リフト量）に制御するための「（吸気弁）開
弁量制御ルーチン」、排気弁２９を所望の開弁量（リフ
ト量）に制御するための「（排気弁）開弁量制御ルーチ
ン」、吸排気弁２８，２９を開弁或いは閉弁する際、各
電磁駆動機構３０，３１に内蔵された電磁コイル３０
３，３０４等へ通電される電流の波形を制御するための
「電流調整制御ルーチン」、さらには、この電流調整制
御ルーチンを適宜のタイミングで実行するための「機関
始動時電流調整制御ルーチン」、「可変気筒制御時電流
調整制御ルーチン」、「燃料カット時電流調整制御ルー
チン」、「機関停止時電流調整制御ルーチン」、「機関
運転時電流調整制御ルーチン」を格納している。上述し
た各電磁駆動機構３０，３１の開閉駆動は、これら制御
ルーチンに従ってＥＣＵ２０が出力する指令信号に基づ
いて行われる。

【００５１】ここで、ＥＣＵ２０が駆動回路３０ｂ，３
１ｂを介して行う各電磁駆動機構３０，３１の駆動制御
について、吸気側電磁駆動機構３０を例にとって説明す
る。図４（ａ）〜（ｃ）は、吸気側電磁駆動機構３０に
取り付けられた吸気弁２８が開弁状態から閉弁状態に移
行する際、そのリフト量（図４（ａ）)、第１の電磁コ
イル３０３への通電される指示電流の電流値（図４
（ｂ））、及び第２の電磁コイル３０４（図４（ｂ））
へ通電される指示電流の電流値がどのように変化するの
か、それぞれの変化態様を同一時間軸上に示すタイムチ
ャートである。

【００５２】先ず、図４（ａ）に示すように、アーマチ
ャ３０５が第２の電磁コイルに当接（着座）した状態
（最大リフト量）にある吸気弁２８が、所定のタイミン
グで遷移（変位）を開始する。そして或る程度まで加速
した後に所定の速度をもって上昇し、その後除々に減速
して閉弁状態（最小リフト量）になったところで停止す
る。ちなみに、吸気弁２８が閉弁位置に達する際には、
弁体２８ａが気筒２１内の弁座へ到達（着座）するのと
ほぼ同時に、アーマチャ３０５が第１の電磁コイル３０
３へ到達（着座）する。

【００５３】次に図４（ｂ）に示すように、吸気弁２８
を動作させるべく駆動回路３０ｂを介して第１の電磁コ
イル３０３に通電される指示電流は、比較的大きな電流
値Ｉ１を所定時間継続し、一旦電流値Ｉ２まで下がり、
次に比較的小さな電流値Ｉ３を所定時間継続して、その
後さらに小さな電流値Ｉ４を保持するといったものとな
る。

【００５４】一方、図４（ｃ）に示すように、第２の電
磁コイル３０４に通電される電流は、吸気弁２８の閉弁
動作が開始される直前まで所定の電流値Ｉ５を保持して
いる。この状態から同電流値Ｉ５を電流値Ｉ６まで降下
させる（若しくは逆方向へ電流を流す）ことで吸気弁２
８の閉弁動作が開始される。電流値Ｉ７は、その後さら
に所定の電流値Ｉ７（ほぼ「０」値であるのが好適であ
る）に切り替わる。

【００５５】すなわち、両電磁コイル３０３，３０４に
全く通電が行われていない状態でも、アーマチャ３０５
を中立状態に保持するバネの付勢力が働いている。この
ため、吸気弁２８を開弁状態に保持するには、所定値Ｉ
２の電流（保持電流）が第２の電磁コイルに通電されて
いる必要がある。この保持電流の通電が中断されること
で（時刻ｔ０）、バネの付勢力がアーマチャ３０５を中
立状態に復元させる力として作用し、閉弁動作が開始さ
れる。その後、時刻ｔ１において第１の電磁コイル３０
３に所定量Ｉ１の電流が通電されることで、閉弁動作が
加速される。その後、電流値は一旦所定値Ｉ３まで低減
され、続けて比較的小さな電流値Ｉ３をもって通電が継
続されることにより吸気弁２８の減速され、弁体２８ａ
及びアーマチャ３０５がなめらかに着座する（時刻ｔ
ｃ）。着座後は、アーマチャ３０５を中立状態に復元し
ようとするバネの付勢力にうち勝つだけの吸引力を第１
の電磁コイルに与える所定値Ｉ４の電流（保持電流）の
通電が次回の開弁動作の開始まで持続されることとな
る。

【００５６】開弁動作に関しては、第１の電磁コイル３
０３への通電が上記閉弁動作における第２の電磁コイル
３０４への通電と同様の態様で実行される一方、第２の
電磁コイル３０４への通電が上記閉弁動作における第１
の電磁コイル３０３への通電と同様の態様で実行され
る。

【００５７】また、排気側電磁機構３１への通電態様と
排気弁２９の動作態様との関係も、上述した吸気側電磁
機構３０に関するものと同様である。このため、ここで
の重複する説明は割愛する。

【００５８】次に、上記吸気弁２８の開閉弁動作に関
し、ＥＣＵ２０により実行される両電磁コイル３０３，
３０４への通電量の制御の手順について、その概要をフ
ローチャートを参照して説明する。

【００５９】図５には、第１の電磁コイル３０３及び第
２の電磁コイル３０４へ供給される指示電流について、
その電流量（電流値）、通電タイミング、及び通電時間
を含めた電流の波形を決定するための「開弁量制御ルー
チン」を示す。

【００６０】同ルーチンは、ＥＣＵ２０を通じて内燃機
関１の始動と同時にその実行が開始されるとともに、所
定時間毎に周期的に実行される。同ルーチンに処理が移
行すると、ＥＣＵ２０は先ずステップＳ１０１におい
て、吸気弁２８に対する開弁要求、若しくは閉弁要求が
生じているか否かを判断する。そして何れかの要求が生
じるまでこの判断を繰り返し、開弁要求若しくは閉弁要
求が生じた時点で続くステップＳ１０２に移行する。

【００６１】ステップＳ１０２においては、目標となる
開弁タイミング若しくは閉弁タイミングや弁体２８ａの
変位速度を含めた吸気弁２８の動作態様と、例えば燃焼
室２４内の圧力等、吸気弁２８の動作に影響を及ぼす外
乱要素とを、筒内圧センサ２４ａ等、各種センサの出力
信号に基づいて把握する。

【００６２】続くステップＳ１０３においては、吸気弁
２８が目標となる動作態様をもって開弁動作若しくは閉
弁動作を実行するよう、先のステップＳ１０２で把握し
た外乱要素に基づき図示しないマップを参照して指示電
流の電流波形を構成する各種要素を演算する。

【００６３】なお、ここで指示電流の電流波形を構成す
る各種要素とは、先の図４において説明した電流値Ｉ
０，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６及びＩ７の値
の大きさや、当該各電流値間の切り替えタイミング等を
意味する。

【００６４】最後に、ＥＣＵ２０は続くステップＳ１０
４において、上記ステップＳ３で求められた波形の指示
電流を第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイル３
０４に供給する。

【００６５】以上説明した制御手順に基づいて決定され
る指示電流の通電量に対応して、機関運転中は吸気弁２
８（排気弁２９も同様）の弁体２８ａが所定の変位区間
を継続的に往復動作することとなる（図４を併せ参
照）。

【００６６】ところで、上記のような各電磁コイル３０
３，３０４に通電される指示電流の電流波形を制御する
ことにより、その制御の結果は、吸気弁２８の開閉タイ
ミングの他、当該吸気弁２８の平均的な変位速度、変位
途中での加減速の程度、着座速度といった駆動状態（制
御対象）に反映されることとなる。

【００６７】例えば吸気弁２８がその開閉動作におい
て、所望のタイミングで変位動作を開始した後速やかに
加速し、着座点（図４における時刻ｔｃに相当）直前で
滑らかに減速することにより、内燃機関１の運転状態を
最適に保持するばかりでなく、弁体２８ａやアーマチャ
３０５が各々の変位端に存在する変位規制部材（例え
ば、弁座２００や電磁コイル３０３，３０４）によって
受ける着座時の衝撃を緩和することができるようにな
る。

【００６８】こうした吸気弁２８の最適な駆動状態に対
応する指示電流の電流波形は、一つには吸気側電磁駆動
機構３０の物理的、機械的な特性に依存する。そして、
継続的な機関運転時によってそのような物理的、機械的
特性が微妙に変化することによっても変動することが知
られている。

【００６９】そこで、ＥＣＵ２０は、先の「開弁量制御
ルーチン」のステップＳ１０３（図５）にて適用される
指示電流の電流波形について、吸気側電磁駆動機構３０
の物理的、機械的な特性に決定づけられる最適な基本波
形を記憶し、且つ適宜更新するための調整制御を行う。

【００７０】以下、吸気弁２８の駆動状態を最適化すべ
く第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイル３０４
に通電される指示電流の電流波形を調整する制御の具体
的な手順について、フローチャートを参照して説明す
る。

【００７１】図６には、吸気弁２８の開閉弁動作に関
し、同弁２８の開閉弁動作開始直後、吸気側電磁駆動機
構３０に内蔵された第１の電磁コイル３０３（図２参
照）に通電される指示電流の電流値Ｉ１〜Ｉ６、及びそ
れらの切り替えタイミング（図４（ｂ），（ｃ）参照）
を調整制御するための「電流調整制御ルーチン」（Ｒ２
００）を示す。

【００７２】同ルーチンは、内燃機関１の始動後、ＥＣ
Ｕ２０によって適宜のタイミングで実行される。同ルー
チンに処理が移行すると、ＥＣＵ２０は先ず、ステップ
Ｓ２０１において、所定の電流波形を形成する指示電流
を第１の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイル３０４
に通電することによって吸気側電磁駆動機構３０を駆動
し、吸気弁２８の開弁動作、若しくは閉弁動作を一回行
う。

【００７３】続くステップＳ２０２においては、今回行
われた吸気弁２８の開弁動作、若しくは閉弁動作につい
て、当該吸気弁２８の平均的な変位速度、変位途中での
加減速の程度や着座速度といった駆動状態を把握する。

【００７４】これら駆動状態の把握にあたっては、吸気
弁２８が変位する全過程において、微小時間間隔で吸気
側ギャップセンサ３０の出力信号を検出する。そしてさ
らに、各信号を図示しない微分回路等によって処理する
ことにより、着座速度を含む各位置での吸気弁２８の変
位速度、平均速度、さらには変位動作の終点である着座
時期（着座点）等の駆動状態を把握することとなる。

【００７５】ステップＳ２０３においては、上記ステッ
プＳ２０３で把握された吸気弁２８の各種駆動状態と、
予め設定された目標値とのずれ量を算出する。そしてＥ
ＣＵ２０はステップＳ２０４において、このずれ量が予
め設定された所定の許容範囲内にあるか否かを判断する
とともに、その判断が肯定であればステップＳ２０６に
移行して、今回適用した指示電流の電流波形を最新値と
して更新するとともに、これを学習値として記憶して履
歴を残す。

【００７６】一方、同ステップＳ２０５での判断が否定
であれば、ステップＳ２０５に移行して、上記「ずれ」
を修正するため指示電流の電流波形の補正処理を行う。
補正処理は、当該電流波形を形成する各種要素、すなわ
ち開弁要求若しくは閉弁要求が生じてから第１の電磁コ
イル３０３や第２の電磁コイル３０４への通電量を指示
電流値Ｉ１やＩ５に切り替える指示電流の通電開始タイ
ミング、各指示電流値Ｉ１〜Ｉ６の大きさや、通電時間
等のうち何れか、若しくは複数の組み合わせを適宜変更
することによって行う。

【００７７】上記ステップＳ２０５における補正処理を
終えた後、ＥＣＵ２０はその処理をステップＳ２０１に
戻し、補正後の電流波形からなる指示電流をもって第１
の電磁コイル３０３及び第２の電磁コイル３０４へ通電
を行うことにより、吸気側電磁駆動機構３０を再度駆動
する。

【００７８】こうしたステップＳ２０１〜Ｓ２０５にお
ける一連の処理は、ステップＳ２０４において、ずれ量
が許容範囲内になったと判断されるまで繰り返される。
さて、ステップＳ２０６において指示電流の電流波形の
最新値を更新・学習した後、ＥＣＵ２０は続くステップ
Ｓ２０７において、吸気側電磁駆動機構３０の物理的、
機械的な特性に関する経時変化を確認し、そのような特
性に異常が発生している場合にはこれを判定する。具体
的には、上記ステップＳ２０６で学習した学習値の所定
回数分の履歴を比較し、学習値が比較的大きな変化率で
単調に増加若しくは減少している場合や、予め設定して
おいた上限値を最新値が上回ったり、下限値を下回った
りした場合には、当該機構３０自体に異常が発生してい
る可能性があると判定し、警告灯を点灯する等して運転
者に知らせたり、内燃機関１の運転状態を退避走行モー
ドに切り替える等する。

【００７９】ステップＳ２０７での処理を経た後、ＥＣ
Ｕ２０は本ルーチンを一旦終了する。以上説明した制御
の手順により、本実施の形態にかかる内燃機関１は、当
該機関に搭載された吸気側電磁駆動機構３０（排気側電
磁駆動機構３１も同様）の駆動にかかる指示電流の電流
波形を適宜調整制御する。

【００８０】ところで、上記「電流調整制御ルーチン」
が、主に電磁駆動機構の物理的、機械的な特性の経時的
な変化を修正するために行われる調整制御であることは
上述した通りである。このため、このような調整制御は
できるだけ頻繁に実行する方が電磁駆動機構の好適な動
作を維持する上では望ましい。その一方、例えば吸気側
電磁駆動機構３０の場合、吸気弁２８の変位動作に関
し、変動の大きな外乱要素は極力排除するのが当該調整
制御について十分な信頼性を確保する上で望ましい。

【００８１】例えば、内燃機関１による通常の機関運転
中にこのような調整制御を行うと、燃焼室２４内で起こ
る混合気の爆発燃焼によって吸気弁２８が外圧（燃焼
圧）の影響を受けるばかりでなく、この燃焼圧がサイク
ル毎に変動することに起因して、当該調整制御に十分な
精度を確保するのが困難となる場合もある。

【００８２】そこで、本実施の形態にかかる内燃機関１
は、機関運転を開始する際のクランキング時、一部の気
筒のみで機関運転を行っている時、燃料カットを行って
いる時、機関運転の停止に先立ち燃料供給を停止する
時、といった燃焼室２４内で爆発燃焼の起こらないタイ
ミングを適宜選択して当該調整制御を実行する。

【００８３】以下、吸気側電磁駆動機構３０について
「電流調整制御ルーチン」Ｒ２００（図６）の処理内容
を上記各タイミングで実行する場合の具体的な制御手順
をフローチャートを参照して説明する。

【００８４】先ず、図７には、内燃機関１の始動に先立
つクランキング時に指示電流の調整制御を実行する「機
関始動時電流調整制御ルーチン」を示す。同ルーチン
は、運転者がイグニション・スイッチの電源をオン
（「ＯＮ」）にすると同時にＥＣＵ２０を通じてその実
行が開始されるとともに、所定時間毎に周期的に実行さ
れる。

【００８５】同ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ２
０は先ずステップＳ３０１において、内燃機関１の自立
運転に先立ちクランクシャフト２３を強制的に回転させ
るスタータ（図示略）が駆動中であるか否かを判断す
る。そして、その判断が肯定であればステップＳ３０２
に移行し、その判断が否定であれば本ルーチンを一旦抜
ける。

【００８６】ステップＳ３０２においては、内燃機関１
の何れかの気筒において最初の爆発燃焼（初爆）が起こ
ったか否かを判断する。気筒（燃焼室）内での爆発燃焼
の発生の有無は、例えば筒内圧センサ２４ａによる検出
信号の変動から容易に判断することができる。同ステッ
プＳ３０２での判断が否定であれば、「電流調整制御ル
ーチン」Ｒ２００と同等の制御手順に従い指示電流の電
流波形を調整制御する。そしてＥＣＵ２０は、本ルーチ
ンでの処理を一旦終了する。一方、ステップＳ３０２で
の判断が肯定であれば、直接本ルーチンを抜ける。

【００８７】このような、機関始動に先立つクランキン
グ時に「電流調整制御ルーチン」の処理内容を実行する
ことで、機関運転に伴う爆発燃焼（燃焼圧）の影響を吸
気弁２８が受けることもなく、当該調整制御に十分な信
頼性を確保することができるようになる。

【００８８】次に、図８には、内燃機関１が可変気筒制
御を行っている時に指示電流の調整制御を実行する「可
変気筒制御時電流調整制御ルーチン」を示す。ここで、
可変気筒制御とは、内燃機関１の運転中、要求される当
該機関の発生トルクに応じ、実際に駆動させる気筒数を
変化させる制御をいう。言い換えれば、この可変気筒制
御中、駆動されない気筒（以下、休止気筒と記す）につ
いては、その燃焼室２４内への燃料供給や点火を行わ
ず、爆発燃焼も起こらない。

【００８９】本ルーチンでは、こうした休止気筒を適宜
判別し、その気筒に設けられた電磁駆動機構についての
み「電流調整制御ルーチン」の処理内容を実行する。な
お、同ルーチンは、内燃機関１の始動後ＥＣＵ２０を通
じてその実行が開始されるとともに、所定時間毎に周期
的に実行される。

【００９０】同ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ２
０は先ずステップＳ４０１において、現在、可変気筒制
御を実行しているか否かを判断する。そして、その判断
が肯定であればステップＳ４０２に移行し、その判断が
否定であれば本ルーチンを一旦抜ける。

【００９１】ステップＳ４０２では、内燃機関１の全気
筒のうち、どの気筒が休止気筒にあたるかを判定し、休
止気筒であると判定された気筒の吸気側電磁駆動機構３
０についてのみ、「電流調整制御ルーチン」Ｒ２００と
同等の制御手順に従い指示電流の電流波形を調整制御す
る。そしてＥＣＵ２０は、本ルーチンでの処理を一旦終
了する。

【００９２】このように、休止気筒制御の実行時、休止
気筒についてのみ「電流調整制御ルーチン」の処理内容
を実行することで、機関運転に伴う爆発燃焼（燃焼圧）
の影響を吸気弁２８が受けることなく当該調整制御に十
分な信頼性を確保することができるようになる。

【００９３】次に、図９には、内燃機関１が燃料カット
を行っている時に指示電流の調整制御を実行する「燃料
カット時電流調整制御ルーチン」を示す。ここで燃料カ
ットとは、機関運転中燃料供給を一時的に停止する周知
の制御態様であり、減速時等の燃料供給を必要としない
場合や、いわゆるエンジンブレーキの作用を生じさせて
当該機関による発生トルクを抑制する場合等に、図示し
ない別途ルーチンに従いＥＣＵ２０によって実行され
る。燃料カットの実行中は燃焼室２４内への燃料供給が
行われないため爆発燃焼も起こらない。

【００９４】本ルーチンは、内燃機関１の始動後ＥＣＵ
２０を通じてその実行が開始されるとともに、所定時間
毎に周期的に実行される。同ルーチンに処理が移行する
と、ＥＣＵ２０は先ずステップＳ５０１において、現
在、燃料カットを実行しているか否かを判断する。そし
て、その判断が肯定であれば、吸気側電磁駆動機構３０
について「電流調整制御ルーチン」Ｒ２００と同等の制
御手順に従い指示電流の電流波形を調整制御する。そし
てＥＣＵ２０は、本ルーチンでの処理を一旦終了する。

【００９５】一方、ステップＳ５０１での判断が否定で
あれば、ＥＣＵ２０は直接本ルーチンを抜ける。このよ
うに、燃料カット時に「電流調整制御ルーチン」の処理
内容を実行することで、機関運転に伴う爆発燃焼（燃焼
圧）の影響を吸気弁２８が受けることもなく、当該調整
制御に十分な信頼性を確保することができるようにな
る。

【００９６】次に、図１０には、内燃機関１が機関運転
を停止する際に指示電流の調整制御を実行する「機関停
止時電流調整制御ルーチン」を示す。本ルーチンは、運
転者がイグニション・スイッチの電源を入れると同時に
ＥＣＵ２０を通じてその実行が開始されるとともに、所
定時間毎に周期的に実行される。

【００９７】同ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ２
０は先ずステップＳ６０１において、イグニション・ス
イッチの電源が切られている否かを判断する。そして、
その判断が肯定であればステップＳ６０２に移行し、そ
の判断が否定であれば本ルーチンを一旦抜ける。

【００９８】ステップＳ６０２では、内燃機関１への燃
料供給が停止されたか否かを判断する。そして、その判
断が肯定であれば、ＥＣＵ２０は吸気側電磁駆動機構３
０について「電流調整制御ルーチン」Ｒ２００と同等の
制御手順に従い指示電流の電流波形を調整制御して、本
ルーチンでの処理を一旦終了する。一方、ステップＳ６
０２での判断が否定であれば、ＥＣＵ２０は直接本ルー
チンを抜ける。

【００９９】ちなみに、本ルーチンによる吸気側電磁駆
動機構３０についての調整制御が終了した後、或いは内
燃機関１の機関回転数が所定値を下回った場合、ＥＣＵ
２０は別途のルーチンに従って吸気側電磁駆動機構３０
の駆動を停止する。この電磁駆動機構の駆動停止によ
り、内燃機関１の機関運転は完全に停止することとな
る。

【０１００】このように、内燃機関１の機関運転が停止
する際、運転者がイグニション・スイッチをオフ（「Ｏ
ＦＦ」）にした後、燃料供給が停止してから当該機関の
機械的な動作が停止するまでの間に「電流調整制御ルー
チン」の処理内容を実行することで、機関運転に伴う爆
発燃焼（燃焼圧）の影響を吸気弁２８が受けることもな
く、当該調整制御に十分な信頼性を確保することができ
るようになる。

【０１０１】以上、吸気側電磁駆動機構３０について、
「電流調整制御ルーチン」Ｒ２００（図６）の処理内容
を各タイミングで実行する制御手順を説明したが、排気
側電磁駆動機構３１についても、これと同様のタイミン
グ、同様の制御手順に従って指示電流の電流波形を調整
制御するものとする。

【０１０２】次に、本実施の形態にかかる内燃機関１
が、通常の機関運転時（上記のように爆発燃焼を伴わず
に機械的な機関動作のみを行う場合を除く）に電流調整
制御ルーチン」Ｒ２００（図６）の処理内容を実行する
制御について説明する。

【０１０３】内燃機関１の機関運転中、例えば吸気側電
磁駆動機構３０を駆動するにあたり、その指示電流の電
流波形は、燃焼室２４内の圧力等、吸気弁２８の動作に
影響を及ぼすパラメータ（外乱）を把握した上で、こう
した外乱要素に基づきマップを参照して求められること
は、先の「開弁量制御ルーチン」（図５参照）において
説明した通りである。

【０１０４】この場合、指示電流の電流波形を決定づけ
る各種パラメータ（例えば指示電流Ｉ１）は、適宜定量
化された外乱要素から一義的に算出されるようマップ上
に予め設定されている。ここでいう定量化された外乱要
素とは、例えば、吸気弁２８の位置（リフト量）や筒内
圧センサ２４ａの検出信号等に基づいて演算される吸気
弁２８の受ける外力等である。すなわち、電磁駆動機構
の物理的、機械的な特性のみならず、機関運転中、吸気
弁２８の受ける外力等（機関負荷の変動等に支配される
外乱要素）を加味して指示電流の基本波形を決定するこ
とにより、時々の運転状態に見合った的確な駆動電流
（指示電流）が電磁駆動機構に通電されるようになる。

【０１０５】ところで、上記外乱要素の程度（領域）が
変動すると、電磁駆動機構の物理的、機械的な特性の経
時変化が指示電流と電磁駆動機構の駆動状態との間の関
係に及す影響も異なったものとなる。

【０１０６】そこで、本実施の形態の内燃機関１は、電
磁駆動機構について所望の駆動状態に対応するよう、マ
ップ上に設定された指示電流の基本波形を、機関運転
中、外乱要素の程度（領域）に対応する最適値として適
宜更新することとしている。

【０１０７】以下、吸気側電磁駆動機構３０について
「電流調整制御ルーチン」Ｒ２００（図６）の処理内容
を内燃機関１の機関運転時に実行する場合の具体的な制
御手順をフローチャートを参照して説明する。

【０１０８】図１１には、内燃機関１の機関運転時に指
示電流の調整制御を実行する「機関運転時電流調整制御
ルーチン」を示す。同ルーチンは、内燃機関１の始動と
同時にＥＣＵ２０を通じてその実行が開始されるととも
に、所定時間毎に周期的に実行される。

【０１０９】同ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ２
０は先ずステップＳ７０１において、内燃機関１が現在
機関運転中であるか否か、すなわち、全気筒が爆発燃焼
行程を含む通常の機関運転サイクルを継続して行ってい
るか否かを判断する。そして、その判断が肯定であれば
ステップＳ７０２に移行し、その判断が否定であれば本
ルーチンを一旦抜ける。

【０１１０】ステップＳ７０２においては、吸気弁２８
の受ける外力の大きさ（程度）を、例えば吸気弁２８の
位置（リフト量）や筒内圧センサ２４ａの検出信号等に
基づいて演算する。

【０１１１】そして続くステップＳ７０３においては、
外力の程度に対応するようにマップ上に予め記憶されて
いる指示電流の電流波形の各構成要素（指示電流値、若
しくは指示電流値の基本量に加味される補正要素等）を
適用して吸気側電磁駆動機構３０を駆動する。

【０１１２】続いてＥＣＵ２０は、吸気側電磁駆動機構
３０について「電流調整制御ルーチン」Ｒ２００と同等
の制御手順に従い指示電流の電流波形を調整制御すると
ともに、そこで求めた指示電流の電流波形を、今回求め
られた外力に対応する最新値として学習する。言い換え
れば、外力の程度に応じて予め設定されているマップ上
の指示電流値（若しくは指示電流値の基本量に加味され
る補正要素）等を更新する。

【０１１３】例えば図１２には、マップ上に設定された
指示電流値Ｉ１と、吸気弁２８の外力の程度との関係を
示すグラフの一例を示す。同図１２に示すように、マッ
プ上では、外力が大きくなる程最適な指示電流値Ｉ１も
大きくなる傾向がある。ちなみに本ルーチンにおいて指
示電流値Ｉ１が更新されると、当該マップ上で両者間を
関係を示す曲線Ｓの傾きや位置等が変化することとな
る。また指示電流値Ｉ１に限らず、指示電流の電流波形
を決定づける他のパラメータに関しても、各々外力の程
度に応じた最適値を記憶する制御マップを容易してお
き、その更新を行うこととする。

【０１１４】上記ステップＳ７０３を経た後、ＥＣＵ２
０は本ルーチンでの処理を一旦終了する。このようにＥ
ＣＵ２０は、内燃機関１の機関運転中にも「電流調整制
御ルーチン」の処理内容を実行し、得られた指示電流の
基本波形の構成要素（各指示電流Ｉ１〜Ｉ６の値や通電
タイミング等）をこのとき吸気弁２８の受ける外力（外
乱要素）の程度に応じた学習値（マップ上の最新値）と
して学習する。こうした制御態様で制御マップ上の値を
逐次更新していくことにより、指示電流の基本波形を、
電磁駆動機構の物理的、機械的な特性の経時変化に応
じ、外乱要素の影響も含めて適正に修正することができ
るようになる。

【０１１５】なお、上記のルーチンでは、吸気側電磁駆
動機構３０について、「電流調整制御ルーチン」Ｒ２０
０（図６）の処理内容を実行する制御手順を説明した
が、排気側電磁駆動機構３１についても、これと同様の
タイミング、同様の制御手順に従って指示電流の電流波
形を調整制御するものとする。

【０１１６】なお、本実施の形態では、吸気側電磁駆動
機構３０、排気側電磁駆動機構３１それぞれの筺体の頂
面に取り付けた吸気側ギャップセンサ３０ａ、排気側ギ
ャップセンサ３１ａにより、所定変位区間内における吸
気弁２８や排気弁２９の動作態様、すなわち各機構の駆
動状態を検出することとした。これに対し、例えば周知
の加速度センサを各機構３０，３１に、直接若しくはそ
れぞれの近傍に取り付けることにより、振動エネルギー
を検出することで、弁体やアーマチャがその変位端にお
いて電磁コイルや弁座に衝突する際の衝撃の大きさか
ら、各弁２８，２９の着座速度等、動作態様に関する情
報を得ることもできる。

【０１１７】また、本実施の形態で採用することとした
各電磁駆動機構３０，３１は、アーマチャの変位する両
変位端にそれぞれ電磁コイルを備えるとともに、これと
は別途に、２本のスプリングがアーマチャを中立位置に
保持すべく互いに対向する方向に向かってアーマチャを
付勢する構成を有している。これに対し、アーマチャの
変位方向に沿って、一方の側からのみスプリングが当該
アーマチャを付勢するとともに他方の側にはアーマチャ
の変位動作を規制する規制部材を設け、さらに、スプリ
ングの付勢力と対向する方向のみに向かってアーマチャ
に吸引力が作用するように電磁石を配設するよう各電磁
駆動機構を構成してもよい。

【０１１８】また、本実施の形態で採用することとした
内燃機関１は、複数の気筒２１を備えるとともに、各気
筒２１内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３２を具備し
た４サイクルのガソリンエンジンであるが、これに限ら
ず、単気筒エンジン、吸気経路に燃料を噴射供給するエ
ンジン、ディーゼルエンジン等、他の内燃機関に本発明
を適用することもできる。

【０１１９】とくに、本実施の形態にかかる電磁駆動機
構３０，３１のように、高い精度をもって吸気弁や排気
弁の動作を制御することができる電磁駆動機構を搭載し
た内燃機関１では、スロットル弁３９を設けずに、吸気
弁や排気弁の開閉弁操作のみをもって当該内燃機関１を
運転させるシステム構成（いわゆるスロットルレス・シ
ステム）を適用することとしてもよい。

【０１２０】

【発明の効果】第１の発明によれば、電磁石に供給され
る電流波形の決定について、電磁駆動弁の物理的、機械
的な特性に決定づけられる最適な基本波形を、機関運転
に伴う燃焼によって生じる外力の影響を受けることなく
決定することができるようになる。

【０１２１】第２の発明によれば、電磁駆動弁の物理
的、機械的な特性の経時変化に対し、外乱要素の影響も
含めて正確に修正することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電磁駆動弁を有する内燃機関の
一実施の形態を示す概略構成図。

【図２】同実施の形態に採用される吸気側電磁駆動機構
の内部構造を示す側断面図。

【図３】同実施の形態に採用されるＥＣＵの電気的構成
を示すブロック図。

【図４】吸気弁が開弁状態から閉弁状態に移行する際の
リフト量、及び第１の電磁コイルに通電される指示電流
等の変化態様を示すタイムチャート。

【図５】同実施の形態にかかる開弁量制御手順を示すフ
ローチャート。

【図６】同実施の形態にかかる電流調整制御手順を示す
フローチャート。

【図７】同実施の形態にかかる機関始動時電流調整制御
手順を示すフローチャート。

【図８】同実施の形態にかかる可変気筒制御時電流調整
制御手順を示すフローチャート。

【図９】同実施の形態にかかる燃料カット時電流調整制
御手順を示すフローチャート。

【図１０】同実施の形態にかかる機関停止時電流調整制
御手順を示すフローチャート。

【図１１】同実施の形態にかかる機関運転時電流調整制
御手順を示すフローチャート。

【図１２】同実施の形態で採用される制御マップ上にお
いて指示電流値と吸気弁の受ける外力との関係を示すグ
ラフ。

【符号の説明】

１ 内燃機関 １ａ シリンダヘッド １ｂ シリンダブロック １ｃ 冷却水路 ２０ ＥＣＵ ２１ 気筒 ２３ クランクシャフト ２４ 燃焼室 ２４ａ 筒内圧センサ ２５ 点火栓 ２５ａ イグナイタ ２６ 吸気ポート ２７ 排気ポート ２８ 吸気弁 ２８ａ 弁体 ２８ｂ 弁軸 ２９ 排気弁 ３０ 吸気側電磁駆動機構 ３０ａ 吸気側ギャップセンサ ３０ｂ 駆動回路 ３１ 排気側電磁駆動機構 ３１ａ 排気側ギャップセンサ ３１ｂ 駆動回路 ３２ 燃料噴射弁 ３３ 吸気枝管 ３４ サージタンク ３５ 吸気管 ３６ エアクリーナボックス ３９ スロットル弁 ４０ スロットル用アクチュエータ ４１ スロットルポジションセンサ ４２ アクセルペダル ４３ アクセルポジションセンサ ４４ エアフローメータ ４５ 排気枝管 ４６ 排気浄化触媒 ４７ 排気管 ４８ 空燃比センサ ５１ａ タイミングローラ ５１ｂ 電磁ピックアップ ５２ 水温センサ １０５ バキュームポンプ ２００ 弁座 ２０１ バルブガイド ３００ 筐体 ３０１ 第１コア ３０２ 第２コア ３０３ 第１の電磁コイル ３０４ 第２の電磁コイル ３０５ アーマチャ ３０６ 第１スプリング ３０７ 第２スプリング ４００ 双方向性バス ４０１ ＣＰＵ ４０２ ＲＯＭ ４０３ ＲＡＭ ４０４ バックアップＲＡＭ ４０５ 外部入力回路 ４０６ 外部出力回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/20 ３２０ Ｆ０２Ｄ 41/20 ３２０ 41/36 41/36 Ｂ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｚ 45/00 ３４０ 45/00 ３４０Ｚ ３４０Ｆ ３４０Ｈ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３１０ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３１０Ａ ３２０ ３２０Ａ ３８５ ３８５Ａ Ｆターム(参考） 3G084 AA03 BA13 BA23 CA01 CA06 CA07 DA04 EC08 FA07 FA10 FA20 FA21 FA33 FA35 FA36 3G092 AA06 AA11 AA14 BA01 BA03 BA04 BA09 BB01 BB10 CB05 DA07 DE03S DG09 FA06 GA01 GA10 GA13 HA01X HA06X HA13X HB01X HC01X HC09X HE03X HE05X HE08X 3G301 HA04 HA07 HA19 JA11 KA01 KA16 KA26 KA28 LA01 LA07 LB04 LC01 MA01 MA06 MA11 MA24 PA01A PA11A PB03A PB06A PC01A PE03A PE05A PE09A PE10A 3H106 DA07 DA25 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 EE22 FB07 GC29 KK17

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の変位端と他方の変位端との間を変
   位する弁体と、前記弁体を駆動する電磁石と、該電磁石
   へ電流を供給する電流供給手段とを備える電磁駆動弁
   を、吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方として有す
   る内燃機関において、 当該機関が非燃焼状態にあるときに、前記弁体の駆動状
   態を検出する駆動状態検出手段と、 前記検出された駆動状態に基づいて前記電磁石へ供給さ
   れる電流の電流波形を決定する電流波形決定手段とを有
   することを特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁駆動弁を有する内燃
   機関において、 前記駆動状態検出手段は、当該機関がクランキング状態
   にあるときに前記弁体の駆動状態を検出することを特徴
   とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電磁駆動弁を有す
   る内燃機関において、 当該機関は複数の気筒を有してなり、 前記駆動状態検出手段は、前記複数の気筒のうち少なく
   とも１気筒が非燃焼状態にあるときに、該非燃焼状態に
   ある気筒の電磁駆動弁について、その駆動状態を検出す
   ることを特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の電磁駆動
   弁を有する内燃機関において、 前記駆動状態検出手段は、当該機関が燃料カットを実行
   しているときに前記駆動状態を検出することを特徴とす
   る電磁駆動弁を有する内燃機関。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載の電磁駆動
   弁を有する内燃機関において、 前記駆動状態検出手段は、当該機関が機関運転の停止に
   あたり、燃料供給を停止した後に前記駆動状態を検出す
   ることを特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
6. 【請求項６】 一方の変位端と他方の変位端との間を変
   位する弁体と、前記弁体を駆動する電磁石と、該電磁石
   へ電流を供給する電流供給手段とを備える電磁駆動弁
   を、吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方として有す
   る内燃機関において、 前記弁体の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、 前記検出された駆動状態に基づいて前記電磁石へ供給さ
   れる電流の電流波形を決定する電流波形決定手段と、 前記弁体の駆動状態が検出されたときの前記弁体に作用
   する外力を検出する外力検出手段と、 前記決定された電流波形を、前記検出された外力に対応
   する学習値として記憶する記憶手段と、 前記記憶された学習値に基づいて前記決定される電流波
   形を補正する補正手段とを有することを特徴とする電磁
   駆動弁を有する内燃機関。