JP2004324495A

JP2004324495A - Controller for electromagnetic drive valve

Info

Publication number: JP2004324495A
Application number: JP2003118955A
Authority: JP
Inventors: Keiji Yotsueda; 啓二四重田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce vibration and noises resulted from operation of an electromagnetic drive valve by applying a suppression current for suppressing a removal rate of an armature at appropriate timing in a controller for the electromagnetic drive valve. <P>SOLUTION: The electromagnetic drive vale 10 functioning as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine is provided. The electromagnetic drive valve 10 is provided with the armature 34 reciprocating between an upper core 40 and a lower core 36. A drive control circuit 44 detects time for the armature 34 to be removed from the upper core 40 or the lower core 36. When removal of the armature 34 is detected, the drive control circuit 44 applies the suppression current for suppressing the removal rate of the armature 34 to one of an upper coil 42 and a lower coil 38, which operates as an electromagnetic coil in a desorption side in this case. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁駆動弁の制御装置に係り、特に、内燃機関の吸気弁または排気弁として機能する弁体を電磁力で駆動する電磁駆動弁の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開２００１−３１７３８０号公報に開示されているように、電磁駆動弁を用いた吸気弁または排気弁の電磁駆動機構が知られている。従来の電磁駆動弁は、電磁コイルによる電磁力とスプリングによるバネ力とによって吸排気弁を駆動するものであり、アッパコイルとロアコイルのほぼ中間に、弁軸に固定されたアーマチャを備えている。アッパコイルおよびロアコイルには、駆動制御回路が接続されている。このような構成によれば、駆動制御回路がアッパコイルに電流を流通させることにより、弁体を全閉方向に引き寄せる電磁力を発生させ、また、駆動制御回路がロアコイルに電流を流通させることにより、弁体を全開方向に引き寄せる電磁力を発生させることができる。
【０００３】
上記の電磁駆動弁において、アッパコイルの保持電流が遮断されると、弁体はバネ力により全開方向へ移動する。通常は摺動損失等のロスがあるため、バネ力のみでは弁体が全開位置には達しない。この場合は、上記のロス分が補われるようにロアコアに電磁力を発生させることにより、弁体を全開位置まで移動させることが可能となる。しかし、内燃機関の運転状態によっては弁体前後の圧力差等の影響で弁体の開弁時に、損失分を超える外力が弁体に加わることがある。この場合、ロアコイルが無通電状態に維持されても、アッパコアを離れたアーマチャがロアコアに衝突する事態が生ずる。
【０００４】
上記従来の電磁駆動弁は、このような事態の発生を防ぐため、アーマチャとロアコアとの衝突が予測される状況下では、アーマチャがアッパコアからロアコアに向かって変位する際の動作を抑制するための抑制電流をアッパコイルに流通させることとしている。このような抑制電流により、アーマチャがロアコアへ向かう際の速度が適当に抑えられれば、開弁時の衝撃を和らげて内燃機関の振動や騒音を低減させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１７３８０号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９１８２１号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８８４７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電磁駆動弁において、アーマチャを全閉位置から全開位置に移動させる際には、まず、アッパコイルへの通電が停止される。アッパコイルを流れる電流は、その通電停止が指令された後も、逆起電力の影響で即座には消滅しない。アーマチャは、その後、アッパコイルを流れる電流が減少し、アーマチャとアッパコアとの間に作用する電磁力が、スプリングのバネ力より小さくなった時点で開弁方向へ変位し始める。この際、アッパコイルに抑制電流を流通させるタイミングが早過ぎれば電磁力がバネ力を下回らず、アーマチャがアッパコアから離れない事態が生ずる。これに対して、抑制電流の流通タイミングが遅過ぎれば、その流通開始時点においてアーマチャとアッパコアとの間に過大な距離が発生し、アーマチャの離脱速度を抑制するに足る電磁力を得ることができない。
【０００７】
このため、アーマチャの離脱速度を抑制するために、アッパコイルに抑制電流を指示する場合は、その抑制電流をいかなるタイミングで流通させ始めるかが極めて重要である。このような要求に反して、上記従来の電磁駆動弁では、抑制電流を流通させ始めるタイミングについての考慮が十分にされていなかった。この点、上記従来の機構は、アーマチャの離脱速度を適正に制御する手法において、未だ検討の余地を残すものであった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、アーマチャの離脱速度を抑制する抑制電流を適切なタイミングで流通させることにより、電磁駆動弁の動作に伴う振動や騒音を効果的に低減させることのできる電磁駆動弁の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、一対の電磁石の間を往復運動するアーマチャを有する電磁駆動弁の制御装置であって、
前記一方の電磁石から前記アーマチャが離脱する時点を検知する離脱開始検知手段と、
前記アーマチャの離脱が検知された時点で、前記一方の電磁石に対して前記アーマチャの離脱速度を抑制するための抑制電流を流通させる抑制電流指示手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明記載の電磁駆動弁の制御装置であって、
前記電磁石を流れる電流を計測する電流計測手段を備え、
前記離脱開始検知手段は、前記電磁石に対する電力供給が停止された後、前記電流が第一の所定値を下回り、更に第二の所定値を上回った時点で、前記アーマチャの離脱開始を検知することを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、第１の発明記載の電磁駆動弁の制御装置であって、
前記電磁石を流れる電流を所定時間毎に計測する電流計測手段を備え、
前記離脱開始検知手段は、前記電磁石に対する電力供給が停止された後、前記電流計測手段によって、前回の計測値より大きな電流が計測された時点で、前記アーマチャの離脱開始を検知することを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第１の発明記載の電磁駆動弁の制御装置であって、
前記電磁石を流れる電流を計測する電流計測手段と、
前記電磁石に対する電力供給が停止された後に、当該電磁石を流れた電流を積算する電流積算手段とを備え、
前記離脱開始検知手段は、前記電流の積算値が所定の基準値を上回った時点で、前記アーマチャの離脱開始を検知することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１で用いられる電磁駆動弁１０の断面図である。
図１に示す電磁駆動弁１０は、内燃機関の排気弁として機能する弁体１２を備えている。弁体１２は、内燃機関の排気ポート１４に配置されている。排気ポート１４には弁座１６が設けられており、弁体１２が弁座１６に着座することにより、あるいは弁座１６から離座することにより排気ポート１４が開閉される。
【００１５】
弁体１２は、弁軸１８の先端に固定されている。弁軸１８は、バルブガイド２０によって摺動可能に保持されている。バルブガイド２０の上方において、弁軸１８にはロアリテーナ２２が固定されている。ロアリテーナ２２の下方には、弁軸１８を上方に付勢する弾性力を発生するロアスプリング２４が配置されている。
【００１６】
弁軸１８の上端部には、アッパリテーナ２６が固定されている。アッパリテーナ２６の上方には、弁軸１８を下方に付勢する弾性力を発生するアッパスプリング２８が配置されている。アッパスプリング２８の上端位置は、アジャスタ３０により規制されている。弁軸１８の上下方向位置は、アジャスタ３０によって所望の位置に調整されている。アジャスタ３０には、弁軸１８の変位を検出するためのリフトセンサ３２が取り付けられている。
【００１７】
弁軸１８には、さらに、ロアリテーナ２２とアッパリテーナ２６の中間位置において、磁性材料で構成されたアーマチャ３４が固定されている。アーマチャ３４の下方には、ロアコア３６およびロアコイル３８が配置されている。また、アーマチャ３４の上方には、アッパコア４０およびアッパコイル４２が配置されている。
【００１８】
ロアコイル３８およびアッパコイル４２には、駆動制御回路４４が接続されている。また、駆動制御回路４４には、電源４６が接続されている。駆動制御回路４４は、電源４６から供給される電力を用いて、ロアコイル３８およびアッパコイル４２に対して、それぞれ所望の波形で励磁電流を供給することができる。
【００１９】
図１は、ロアコイル３８およびアッパコイル４２のいずれにも励磁電流が供給されていない状態を示す。電磁駆動弁１０の各部は、図１に示す通り、この状態において、アーマチャ３４がほぼロアコア３６とアッパコア４０との中央に位置し、かつ、弁体１２が全開位置と全閉位置のほぼ中央に位置するように調整されている。
【００２０】
電磁駆動弁１０は、ロアコイル３８に適当な励磁電流が供給されると、アーマチャ３４をロアコア３６側に引き寄せて弁体１２を全開状態とする。この状態でロアコイル３８への通電が停止されると、アーマチャ３４は、ロアスプリング２４およびアッパスプリング２８のバネ力により、アッパコア４０の近傍まで変位する。アーマチャ３４がアッパコア４０に近接するタイミングでアッパコイル４２に励磁電流を供給すると、アーマチャ３４をアッパコア４０側に引き寄せて、弁体１２を全閉位置まで変位させることができる。以後、励磁電流の遮断と供給をアッパコイル４２側とロアコイル３８側とで交互に行うことにより、少ない消費電力で、弁体１２の開閉動作を継続させることができる。
【００２１】
図２は、電磁駆動弁１０において、アーマチャ３４がアッパスプリング２８およびロアスプリング２４のバネ力のみに従って動作する際の速度と変位との関係を示す。この図において、アーマチャ速度は、アーマチャ３４が変位ゼロの位置（閉弁位置）から最大リフトの位置（開弁位置）に向かって移動する際に正となり、その逆の場合に負の値を示すように描かれている。
【００２２】
図２において、実線で示す曲線は、電磁駆動弁１０の可動系がバネ力以外に何ら外力を受けない場合に実現される関係を示す。この場合、アーマチャ速度は、アーマチャ３４が閉弁位置から開弁位置に向かって移動する際に、その中間点において最大値となり、アーマチャ３４が閉弁位置に到達すると共にゼロとなる。アーマチャ３４が、このような関係を満たして開弁位置と閉弁位置との間を往復運動するとすれば、ロアコイル３８およびアッパコイル４２にアーマチャ３４を保持するために必要な電流（保持電流）だけを供給すれば、電磁駆動弁１０を作動させることができる。また、この場合は、アーマチャ３４がロアコア３６やアッパコア４０に到達する際に大きな衝撃を生じないため、振動や騒音の発生も最小限に抑えることができる。このため、アーマチャ速度とアーマチャ変位との関係としては、図２中に実線で示す関係が理想的である。
【００２３】
現実の使用環境下では、電磁駆動弁１０の可動系には、弁軸１８とバルブガイド２０との間に生ずる摺動摩擦力や、弁体１２の前後差圧に起因する付勢力が作用する。ここで、これらの外力が電磁駆動弁１０の可動系に対してする仕事の合計をΔＥとする。図２中にΔＥ＜０なる不等号と共に破線で示した曲線は、電磁駆動弁１０の可動系に対して作用する外力が負の仕事をする場合の関係を示している。この曲線が示す通り、可動系に対して作用する外力が負の仕事をする場合は、閉弁位置を離れたアーマチャ３４の速度は、アーマチャ３４が開弁位置に到達する前にゼロとなる。
【００２４】
電磁駆動弁１０においては、アーマチャ３４が開弁位置に向かって動作している間にロアコイル３８に対して適当な励磁電流を供給することにより、アーマチャ３４の速度を高めることが可能である。つまり、電磁駆動弁１０においては、ロアコイル３８に適当な励磁電流を供給することにより、図２中にΔＥ＜０を付して示した関係を、同図中に実線で示した理想的な関係に修正することが可能である。そして、このような修正を行うことにより、振動や騒音を十分に抑制した理想的な状態で、電磁駆動弁１０の動作を継続させることができる。
【００２５】
図２中にΔＥ＞０なる不等号と共に破線で示した曲線は、電磁駆動弁１０の可動系に対して作用する外力が正の仕事をする場合の関係を示している。この曲線が示す通り、可動系に対して作用する外力が正の仕事をする場合は、閉弁位置を離れたアーマチャ３４は、その速度がゼロとなる前に開弁位置に到達する。このような事態は、例えば、無負荷あるいは軽負荷運転中など、弁体１２（排気弁）の開弁時に筒内圧が負圧となるような環境下で発生する。
【００２６】
アーマチャ３４が、その速度がゼロとなる前に開弁位置、つまり、ロアコア３６と接する位置に到達するとすれば、その到達の時点において大きな振動や騒音を発生する。このような振動や騒音は、内燃機関の静粛性確保等の観点より発生しないことが望ましい。したがって、電磁駆動弁１０に対して作用する外力が正の仕事をする場合は、アーマチャ３４が開弁位置に到達するまでにその速度を下げること、より好ましくは、図２中にΔＥ＞０を付して示した関係が、同図中に実線で示した理想的な関係と一致するように、アーマチャ３４の変位と速度の関係が修正されることが望ましい。
【００２７】
電磁駆動弁１０において、ロアコア３６およびロアコイル３８は、アーマチャ３４を引き寄せる方向の電磁力、つまり、アーマチャ３４の速度を高める方向の電磁力を発生することはできるが、その速度を下げる方向の力を発生することはできない。一方、電磁駆動弁１０においては、アーマチャ３４が開弁位置に向かって動作している間にアッパコイル４２に対して励磁電流を供給することで、アーマチャ３４の速度を下げる方向の電磁力を発生することができる。このため、弁体１２の開弁時に可動系に対して作用する外力が正の仕事をする場合には、アッパコイル４２に対して適当な励磁電流（抑制電流）を流通させて、アーマチャ３４の速度を低下させることが有効である。
【００２８】
以下、アーマチャ３４の速度を低下させるために、アッパコイル４２に対して抑制電流を流通させ始めるタイミングについて説明する。
図３は、電磁駆動弁１０の開弁時における、アッパコア４０とアーマチャ３４との距離を時間との関係で表した図を示す。
図３において「開放指示」と記された時点は、駆動制御回路４４が、アーマチャ３４を開放させるべく、アッパコイル４２への通電停止を指示した時点である。アッパコイル４２を流通している保持電流は、逆起電力の影響で即座には消滅せず、開放指示があった後に徐々に減少し始める。そして、アーマチャ３４は、アーマチャ３４とアッパコア４０との間に作用する電磁力がスプリング２４、２８のバネ力より小さくなった時点で、アッパコア４０から離脱し始める。
【００２９】
この際、電磁力がバネ力を下回らず、アーマチャ３４がアッパコア４０から離脱し始める前にアッパコイル４２に抑制電流が供給されれば、アーマチャ３４はアッパコア４０から離脱することができない。したがって、抑制電流を流通させる上では、アーマチャ３４がアッパコア４０から離脱し始めた後に、その電流を発生させることが重要である。
【００３０】
図４は、電磁駆動弁１０において、アッパコイル４２に一定電流値を流通させた場合に、アーマチャ３４とアッパコア４０との間に作用する電磁力と、それら両者の距離との関係を示す。
図４に示されるように、アーマチャ３４とアッパコア４０との間に生ずる電磁力は、両者の距離がゼロ、つまり、アーマチャ３４がアッパコア４０に保持されている場合に最も大きな値となる。そして、アーマチャ３４がアッパコア４０から離れるにつれ、電磁力は急激に減少する傾向がある。このように、アーマチャ３４とアッパコア４０との間に作用する電磁力は、アーマチャ３４がアッパコア４０から離脱する際に、アーマチャ３４の微小な変位によって大きく変動する。このため、抑制電流により実効のある電磁力を発生させるためには、アーマチャ３４とアッパコア４０との間に過大な距離が発生する以前に、その電流を発生させることが重要である。
【００３１】
以上説明したように、アーマチャ３４の離脱動作を抑制すべくアッパコイル４２に対して抑制電流を流通させる際には、そのタイミングが極めて重要である。より具体的には、アーマチャ３４がアッパコア４０から現実に離脱し始めた時点を検知して、その時点において離脱速度の流通を指示することが重要である。
【００３２】
抑制電流を流通させ始めるタイミング、すなわち、アーマチャ３４がアッパコアから離脱するタイミングは、十分な適合試験を行って予め設定しておくことも考えられる。しかしながら、アーマチャ３４の動作特性は、アーマチャ３４とアッパコア４０との接触面に形成される油膜の表面張力や、弁軸１８とバルブガイド２０との間に生ずる摺動摩擦力の影響を受ける。これらの表面張力や摺動摩擦力は、必ずしも一定ではないため、アーマチャ３４がアッパコア４０から離脱し始めるタイミングには、ばらつきが生ずる。このため、アーマチャ３４の離脱タイミングは、作動サイクルごとに正確に検知することが望ましい。
【００３３】
既述した通り、本実施の形態の電磁駆動弁１０はリフトセンサ３２を備えている。このため、アーマチャ３４の離脱動作は、リフトセンサ３２により検知することも考えられる。しかし、抑制電流により実効ある電磁力を発生させるためには、アーマチャ３４がわずかに変位した時点でその離脱を検知する必要がある。このようなアーマチャ３４の微小な変位をリフトセンサ３２で計測することは困難であり、また、そのような計測を可能とするためには、リフトセンサ３２に非常に高い分解能と精度を与えることが必要となる。そこで、本実施形態では、アッパコイル４２を流れる電流の変化に着目して、アーマチャ３４の離脱タイミング、すなわち、抑制電流の流通を指示すべきタイミングを検知することとした。
【００３４】
以下、図５および図６を参照して、アッパコイル４２を流れる電流の変化に基づいて、アーマチャ３４の離脱を検知する方法について説明する。
図５は、駆動制御回路４４がアッパコイル４２を駆動するために備えているブリッジ回路の概念図を示す。より具体的には、図５（Ａ）は、アッパコイル４２に励磁電流が供給されている状態を示し、図５（Ｂ）は、励磁電流の供給が止められた後、アッパコイル４２に環流電流が流れている状態を示す。駆動制御回路４４は、アッパコイル４２を駆動するために図５に示す回路を備えていると共に、ロアコイル３８を駆動するために図５に示す回路と同様のブリッジ回路を備えている。
【００３５】
図５に示すように、アッパコイル４２の駆動回路は、電源ライン４８を備えている。電源ライン４８には、スイッチ５０とダイオード５２のカソード端子が接続されている。スイッチ５０には、ダイオード５６のカソード端子が接続されている。ダイオード５６のアノード端子は、グランドライン５４に接続されている。グランドライン５４には、また、スイッチ５８を介してダイオード５２のアノード端子が接続されている。スイッチ５０とダイオード５６とを結ぶ部位と、ダイオード５２とスイッチ５８とを結ぶ部位との間には、それらを橋渡しするようにアッパコイル４２と電流検知器６０とが接続されている。駆動制御回路４４は、電流検知器６０の出力に基づいて、アッパコイル４２を流れる電流を検知することができる。
【００３６】
駆動制御回路４４は、アッパコイル４２に励磁電流を流通させる場合は、図５（Ａ）に示されるように、スイッチ５０および５８を共にＯＮ状態とする。この場合、アッパコイル４２の駆動回路には、電源ライン４８からアッパコイル４２を通ってグランドライン５４へ抜ける電流が流れる。駆動制御回路４４は、例えば、スイッチ５０をＯＮ状態としたまま、スイッチ５８をデューティ制御することによりアッパコイル４２を流れる電流を適正な量に制御することができ、アーマチャ３４をアッパコア４０側に保持すべき期間は、適当な保持電流が維持されるように上記のデューティ制御を行う。
【００３７】
駆動制御回路４４は、アーマチャ３４の開放指示が発生すると、アッパコイル４２を流れる保持電流を消滅させるべく、図５（Ｂ）に示されるように、スイッチ５０および５８を共にＯＦＦ状態とする。スイッチ５０および５８がＯＦＦとされた後、アッパコイル４２に蓄えられているエネルギが消費されるまで、アッパコイル４２には環流電流が流れる。
【００３８】
図６は、上述した保持電流と環流電流の値を時間との関係で表した図である。より詳しくは、図６（Ａ）は、アーマチャ３４にバネ力による変位が生じないと仮定した場合の電流波形を示す。また、図６（Ｂ）は、アーマチャ３４にバネ力による変位が生ずる場合の電流波形、つまり、アッパコイル４２において現実に生ずる電流波形を示す。
【００３９】
開放指示が発せられた後、アーマチャ３４がアッパコア４０に保持されたまま動かないとすれば、アッパコイル４２を流れる環流電流は、図６（Ａ）に示すように単純な減衰傾向を示す。アーマチャ３４は、開放指示が発せられた後、現実には、環流電流により生じている電磁力がバネ力より小さくなった時点でロアコア３６に向かって動き始める。アーマチャ３４がロアコア３６に向かって動き始めると、アーマチャ３４とアッパコア４０との間の磁気抵抗が増加するため、アッパコイル４２を貫く磁束が減少する。その結果、アッパコイル４２には、磁束の減少を妨げる方向の起電力が生じ、そこを流れる電流が再び増加に転じる。
【００４０】
このため、アーマチャ３４を流れる環流電流は、現実には、図６（Ｂ）に示されるように、開放指示が発せられた後一旦減少し、その後一時的に増加傾向を示す。そして、この場合、アッパコイル４２を流れる電流の再上昇は、アーマチャ３４が現実にアッパコア４０から離脱し始めた時点で発生する。このため、駆動制御回路４４は、アッパコイル４２を流れる環流電流が、減少傾向から増加傾向に転じる時点を検知することで、アーマチャ３４の離脱開始時点を検知することができる。
【００４１】
図７は、実施の形態１において、図１に示す駆動制御回路４４が上記の原理でアーマチャ３４の離脱開始を検知し、適切なタイミングで抑制電流を発生させるために実行する制御ルーチンの主要部のフローチャートである。尚、図７に示す一連の処理は、アッパコイル４２に対して保持電流が供給され始めた後に実行されるべき処理である。
図７に示すルーチンでは、まず、アーマチャ３４の開放指示が発せられたか否かが判定される（ステップ１００）。
その結果、未だ開放指示が発せられていないと判断された場合は、繰り返し上記ステップ１００の処理が実行される。この間、アッパコイル４２には、保持電流が供給され続ける。一方、アーマチャ３４の開放指示が発せられたと判断された場合は、アッパコイル４２に対する指示電流がゼロとされる（ステップ１０２）。上記の如く指示電流がゼロとされると、以後、スイッチ５０および５８がＯＦＦ状態とされ、アッパコイル４２に環流電流が流れ始める。
【００４２】
上記ステップ１０２の処理が終わると、次に、アーマチャ３４の離脱速度を抑制する必要があるか否かが判定される（ステップ１０４）。
既に説明したように、アーマチャ３４の離脱速度を抑制する必要が生ずるのは、弁体１８の開弁時に可動系に対して作用する外力が正の仕事をする場合である。駆動制御回路４４は、電磁駆動弁１０の可動系に総和が正となる外力ΔＥが作用する運転状態を機関回転数と負荷情報との関係で定めたマップを記憶している。本ステップ１０４では、具体的には、そのマップを参照して離脱速度を抑制する必要があるか否かが判断される。
【００４３】
上記ステップ１０４において、アーマチャ３４の離脱速度を抑制する必要がないと判定された場合は、以後、本ルーチンの処理がジャンプされ、通常の手法で電磁駆動弁１０の開弁動作が実行される。
【００４４】
一方、上記ステップ１０４において、離脱速度の抑制が必要であると判定された場合は、まず、アッパコイル４２を流れる実電流（環流電流）Ｉが、所定値Ｉ_１を下回ったか否かが判定される（ステップ１０６）。
所定値Ｉ_１は、アーマチャ３４がアッパコア４０から離脱する直前に環流電流が下回る値として適合等により予め設定された電流値である。このステップ１０６の処理は、実電流Ｉが所定値Ｉ_１を下回ると判定されるまで、繰り返し実行される。
【００４５】
上記ステップ１０６の処理が繰り返された結果、実電流Ｉが所定値Ｉ_１を下回ったと判定されると、次に、実電流Ｉが、所定値Ｉ_２を上回ったか否かが判定される（ステップ１０８）。
アーマチャ３４の離脱に伴う実電流Ｉの増加を判定すべく適合等により予め設定された電流値であり、所定値Ｉ_２は、Ｉ_２≧Ｉ_１の関係を満たしている。このステップ１０８の処理は、実電流Ｉが所定値Ｉ_２を上回ると判定されるまで、繰り返し実行される。
【００４６】
上記ステップ１０８の処理により、実電流Ｉが所定値Ｉ_２を上回ったことが確認されると、その時点でアーマチャ３４の離脱が始まったと判断することができる。図７に示すルーチンでは、この場合、即座に、アッパコイル４２に速度抑制電流Ｉ_３を流通させるべきことが指示される（ステップ１１０）。
駆動制御回路４４には、内燃機関の運転状態と速度抑制電流Ｉ_３との関係を定めたマップが記憶されている。本ステップ１１０では、より具体的には、このマップを参照して決定されたＩ_３の流通が指示される。
【００４７】
以上説明した通り、図７に示すルーチンによれば、アーマチャ３４の離脱速度を抑制する必要のある運転状態では、アーマチャ３４がアッパコア４０から現実に離脱するタイミングを検知し、そのタイミングで速度抑制電流Ｉ_３の流通を指示することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、電磁駆動弁１０の開弁時の衝撃を和らげて内燃機関の振動や騒音を低減することができる。
【００４８】
ところで、上述した実施の形態１においては、所定値Ｉ_１およびＩ_２をＩ_２≧Ｉ_１の関係が成立するように設定した上で、アッパコイル４２を流れる実電流Ｉが、所定値Ｉ_１より小さな値となった後に、所定値Ｉ_２より大きな値となった場合に環流電流（実電流Ｉ）が増加、すなわち、アーマチャ３４の離脱を検知することとしているが、その検知手法はこれに限定されるものではない。例えば、上記ステップ１０６において、実電流ＩがＩ_１より大きい値からＩ_１以下の値に変化したか否かを判断し、また、上記ステップ１０８において、実電流ＩがＩ_２より小さい値からＩ_２以上の値に変化したか否かを判断することとすれば、所定値Ｉ_１およびＩ_２は、Ｉ_２≧Ｉ_１が成立するように設定する他、Ｉ_２＜Ｉ_１が成立するように設定しても良い。
【００４９】
尚、上述した実施の形態１においては、駆動制御回路４４が、上記ステップ１０６および１０８の処理を実行することにより前記第１の発明に記載の「離脱開始検知手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明に記載の「抑制電流指示手段」が実現されている。また、上述した実施の形態１においては、所定値Ｉ_１およびＩ_２が前記第２の発明に記載の「第一の所定値」および「第二の所定値」に、それぞれ相当している。
【００５０】
実施の形態２．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態の電磁駆動弁の制御装置は、実施の形態１の構成を用いて、駆動制御回路４４に図７に示すルーチンに代えて図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５１】
図８は、本実施形態において、駆動制御回路４４が実行する制御ルーチンの主要部のフローチャートである。尚、図８において、上記図７に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５２】
図８に示す制御ルーチンは、図７に示すルーチンのステップ１０６〜１０８の処理が、ステップ１１２〜１２０の処理に置き換えられている点を除き、図７に示すルーチンと同一である。すなわち、図８に示すルーチンは、アッパコイル４２を流れる環流電流の処理方法が異なる他は図７に示すルーチンと同様である。
【００５３】
図８に示すルーチンでは、開放指示が発せられ（ステップ１００）、指示電流がゼロとされた後（ステップ１０２）、ステップ１０４において、アーマチャ３４の離脱速度の抑制が必要であると判定されると、まず、アッパコイル４２を流れる実電流（環流電流）ＩＲ_１が計測される（ステップ１１２）。
【００５４】
次に、実電流ＩＲ_１が計測されてから所定時間ＤＴが経過したか否かが判定される（ステップ１１４）。
このステップ１１４の処理は、所定時間ＤＴが経過したと判定されるまで、繰り返し実行される。
【００５５】
上記ステップ１１４の処理が繰り返された結果、所定時間ＤＴが経過したと判定されると、次に、ステップ１１２で計測された実電流ＩＲ_１がオールド値ＩＲ_２として駆動制御回路４４に保存される（ステップ１１６）。
次に、アッパコイル４２を流れる実電流ＩＲ_１の最新値が計測される（ステップ１１８）。
【００５６】
次いで、最新の実電流ＩＲ_１（今回の計測値）が、オールド値ＩＲ_２（前回の計測値）より大きいか否かが判定される（ステップ１２０）。
その結果、ＩＲ_１＞ＩＲ_２が成立しないと判定された場合は、再び上記ステップ１１４以後の処理が繰り返される。そして、上記ステップ１２０の処理において、ＩＲ_１＞ＩＲ_２の成立が確認されると、その時点で、実電流Ｉ（環流電流）が減少傾向から増加傾向に転じたこと、つまり、アーマチャ３４の離脱が始まったことが判断できる。図８に示すルーチンでは、この判断に基づいてステップ１１０の処理、すなわちアッパコイル４２に速度抑制電流Ｉ_３を流通させるための処理が行われる。
【００５７】
以上説明した通り、図８に示すルーチンによれば、所定時間ＤＴ毎に最新の実電流ＩＲ_１と所定時間前の実電流ＩＲ_２とを比較することにより、実電流Ｉの減少から増加への反転を直接的に検出することができる。上述した実施の形態１では、所定値Ｉ_１およびＩ_２を適合等により予め設定しておくことが必要である。図８に示す処理によれば、そのような適合や設定の必要がなく、実電流の変化を直接見ることでアーマチャ３４の離脱開始のタイミングを容易かつ正確に検知することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態１のシステムに比して、更に確実に適切なタイミングで抑制電流を発生させることができる。
【００５８】
また、上述した実施の形態２においては、アッパコイル４２を流れる実電流Ｉを検出し、その実電流の増加（ＩＲ_１＞ＩＲ_２の成立）が認められた時点でアーマチャ３４の離脱を検知することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アッパコイル４２を流れる電流を取り巻く検出コイルを配置し、その検出コイルの出力に基づいてアーマチャ３４の離脱を検知することとしても良い。この場合、上記の検出コイルを流れる電流の向きは、アッパコイル４２を流れる実電流が減少する場合と増加する場合とで反転する。このため、上記の検出コイルの出力によれば、実電流Ｉの減少から増加への転換を正確に検出することができる。
【００５９】
尚、上述した実施の形態２においては、駆動制御回路４４が、上記ステップ１２０の処理を実行することにより前記第１の発明に記載の「離脱開始検知手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明に記載の「抑制電流指示手段」がそれぞれ実現されている。また、ここでは、電磁駆動弁４４が上記ステップ１１２および１１８の処理を実行することにより、前記第３の発明における「電流計測手段」が実現されている。
【００６０】
実施の形態３．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施形態の電磁駆動弁の制御装置は、実施の形態１の構成を用いて、駆動制御回路４４に図７に示すルーチンに代えて図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６１】
図９は、本実施形態において、駆動制御回路４４が実行する制御ルーチンの主要部のフローチャートである。尚、図９において、上記図７に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６２】
図９に示すルーチンは、図７に示すルーチンのステップ１０６〜１０８が、ステップ１２２〜１３０の処理に置き換えられている点を除き、図７に示すルーチンと同一である。すなわち、図９に示すルーチンは、アッパコイル４２を流れる環流電流の処理方法が異なる他は図７に示すルーチンと同様である。
【００６３】
図９に示すルーチンでは、開放指示が発せられ（ステップ１００）、指示電流がゼロとされた後（ステップ１０２）、ステップ１０４において、アーマチャ３４の離脱速度の抑制が必要であると判定されると、まず、アッパコイル４２を流れる実電流（環流電流）ＩＲ_１が計測される（ステップ１２２）。
【００６４】
次に、実電流ＩＲ_１が計測されてから所定時間ＤＴが経過したか否かが判定される（ステップ１２４）。
このステップ１２４の処理は、所定時間ＤＴが経過したと判定されるまで、繰り返し実行される。
【００６５】
上記ステップ１２４の処理が繰り返された結果、所定時間ＤＴが経過したと判定されると、再び、この所定時間ＤＴ経過時点での実電流ＩＲ_１が計測される（ステップ１２６）。
そして、上記ステップ１２４で判定された所定時間ＤＴにおける実電流ＩＲ_１の積算値Ｉ_ＳＵＭが、駆動制御回路４４により算出される（ステップ１２８）。
【００６６】
次に、上記ステップ１２８において算出された積算値Ｉ_ＳＵＭが、所定の基準値ＩＳ_ＭＡＸより大きいか否かが判定される（ステップ１３０）。
既述したように、アーマチャ３４の離脱開始は、その離脱に伴って実電流Ｉが増加に転じた時点で判定することができる。開放指示が発せられた後、実電流Ｉが増加に転ずるまでに流通する積算電流は、ある程度決まった値となる。上記の基準値はそのような積算電流として予め適合等により定められた値である。このため、本ステップ１３０でＩ_ＳＵＭ＞ＩＳ_ＭＡＸが成立しないと判別された場合は、未だアーマチャ３４の離脱が起きる時期が到来していないと判断できる。一方、Ｉ_ＳＵＭ＞ＩＳ_ＭＡＸが成立すると判別された場合は、その離脱が生ずる時期が到来したと判断することができる。
【００６７】
上記ステップ１３０において、Ｉ_ＳＵＭ＞ＩＳ_ＭＡＸが成立しないと判定された場合は、再び上記ステップ１２４以後の処理が繰り返される。一方、Ｉ_ＳＵＭ＞ＩＳ_ＭＡＸの成立が確認されると、その時点で、アーマチャ３４の離脱開始が判断できる。図９に示すルーチンでは、この判断に基づいてステップ１１０の処理が実行される。
【００６８】
以上説明した通り、図９に示すルーチンによれば、実電流Ｉの積算値Ｉ_ＳＵＭと所定の基準値ＩＳ_ＭＡＸとを比較することにより、実電流Ｉの減少から増加への反転を推定することができる。上述した実施の形態２では、実電流の変化を直接見ることでアーマチャ３４の離脱を判断している。このような実電流の変化を用いた計測方法では、ノイズの影響を受け易くなる傾向がある。これに対して、図９に示すルーチンによれば、実電流Ｉの積算値Ｉ_ＳＵＭを用いているため、ノイズに対して強く、アーマチャ３４の離脱タイミングの安定した検知が可能となる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態２のシステムに比して、特にノイズの多い環境での使用時において、更に確実に適切なタイミングで抑制電流を発生させることができる。
【００６９】
ところで、上述した実施の形態３においては、実電流Ｉの時間積分により算出した積算値Ｉ_ＳＵＭを用いることとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アッパコイル４２を流れる実電流（環流電流）Ｉを積分する積分回路を配置し、その積分回路の出力電圧に基づいてアーマチャ３４の離脱を検知することとしても良い。この場合、上記積分回路の出力電圧は、アッパコイル４２を流れる実電流Ｉの時間積分に比例する。このため、上記積分回路の出力によれば、実電流Ｉの積算値を正確に検出することができる。
【００７０】
また、上述した実施の形態１〜３では、電磁駆動弁１０が排気弁を駆動する場合に限定されているが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、本発明は、吸気弁を駆動する電磁駆動弁１０の制御に適用しても良い。
また、上述した実施の形態１〜３では、弁体１２の開弁時に抑制電流を流通させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、抑制電流は、必要に応じて弁体１２の閉弁時に流通させても良い。
【００７１】
尚、上述した実施の形態３においては、駆動制御回路４４が、上記ステップ１３０の処理を実行することにより前記第１の発明に記載の「離脱開始検知手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明に記載の「抑制電流指示手段」がそれぞれ実現されている。また、ここでは、電磁駆動弁４４が上記ステップ１２８の処理を実行することにより前記第４の発明に記載の「電流積算手段」が、上記ステップ１２２および１２６の処理を実行することにより前記第４の発明に記載の「電流計測手段」がそれぞれ実現されている。
【００７２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、アーマチャが一方の電磁石から離脱するタイミングを検知し、そのタイミングでアーマチャの離脱速度を抑制するための抑制電流を指示することができる。このため、本発明によれば、電磁駆動弁の動作に伴う振動や騒音を有効に低減させることができる。
【００７３】
第２の発明によれば、電磁石を流れる電流が、減少から増加に転じたことを判断することができる。このため、本発明によれば、アーマチャの離脱開始のタイミングを正確に検知することができる。
【００７４】
第３の発明によれば、電磁石を流れる電流が、減少から増加に転じたことを直接的に検出することができる。このため、本発明によれば、アーマチャの離脱開始のタイミングを容易かつ正確に検知することができる。
【００７５】
第４の発明によれば、電磁石を流れる電流の積算値を所定の基準値と比較することにより、実電流が減少から増加に転じたことを推定することができる。したがって、本発明によれば、ノイズに対して強く、アーマチャの離脱開始のタイミングの安定した検知を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１〜３で用いられる電磁駆動弁の断面図である。
【図２】図１に示す電磁駆動弁において、アーマチャがバネ力のみに従って動作する際の速度と変位との関係を示す。
【図３】図１に示す電磁駆動弁の開弁時における、アッパコアとアーマチャとの距離を時間との関係で表した図を示す。
【図４】図１に示す電磁駆動弁において、アーマチャとアッパコアとの間に作用する電磁力と、それら両者の距離との関係を示す。
【図５】図１に示す駆動制御回路がアッパコイルまたはロアコイルを駆動するために備えているブリッジ回路の概念図を示す。
【図６】図１に示す電磁駆動弁において、アッパコイルまたはロアコイルを流通する保持電流と環流電流の値を時間との関係で表した図である。
【図７】本発明の実施の形態１において実行される制御ルーチンの主要部のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２において実行される制御ルーチンの主要部のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３において実行される制御ルーチンの主要部のフローチャートである。
【符号の説明】
１０電磁駆動弁
１２弁体
１４排気ポート
２４ロアスプリング
２８アッパスプリング
３６ロアコア
３８ロアコイル
４０アッパコア
４２アッパコイル
４４駆動制御回路
４６電源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an electromagnetically driven valve, and more particularly, to a control device for an electromagnetically driven valve that drives a valve body functioning as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine with an electromagnetic force.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-317380, an electromagnetic drive mechanism of an intake valve or an exhaust valve using an electromagnetic drive valve is known. A conventional electromagnetically driven valve drives an intake / exhaust valve by an electromagnetic force of an electromagnetic coil and a spring force of a spring, and has an armature fixed to a valve shaft almost in the middle between the upper coil and the lower coil. A drive control circuit is connected to the upper coil and the lower coil. According to such a configuration, the drive control circuit causes an electric current to flow through the upper coil, thereby generating an electromagnetic force that draws the valve element in the fully closed direction, and the drive control circuit causes the current to flow through the lower coil, It is possible to generate an electromagnetic force that draws the valve element in the fully open direction.
[0003]
In the above-mentioned electromagnetically driven valve, when the holding current of the upper coil is interrupted, the valve body moves in the fully open direction by the spring force. Normally, since there is a loss such as a sliding loss, the valve body does not reach the fully open position only by the spring force. In this case, it is possible to move the valve element to the fully open position by generating an electromagnetic force in the lower core so as to compensate for the loss. However, depending on the operation state of the internal combustion engine, an external force exceeding the loss may be applied to the valve body when the valve body is opened due to the pressure difference between the front and rear of the valve body. In this case, even if the lower coil is kept in a non-energized state, the armature that has left the upper core may collide with the lower core.
[0004]
In order to prevent such a situation from occurring, the above-described conventional electromagnetically driven valve is designed to suppress an operation when the armature is displaced from the upper core toward the lower core under a situation where a collision between the armature and the lower core is predicted. The suppression current is passed through the upper coil. If the speed at which the armature moves toward the lower core is appropriately suppressed by such a suppression current, the shock at the time of opening the valve can be reduced, and the vibration and noise of the internal combustion engine can be reduced.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-317380 A
[Patent Document 2]
JP-A-2000-291821
[Patent Document 3]
JP-A-2002-188470
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electromagnetically driven valve, when the armature is moved from the fully closed position to the fully opened position, first, the energization to the upper coil is stopped. The current flowing through the upper coil does not disappear immediately due to the back electromotive force even after the stoppage of the current is commanded. Thereafter, the armature starts to be displaced in the valve opening direction when the current flowing through the upper coil decreases and the electromagnetic force acting between the armature and the upper core becomes smaller than the spring force of the spring. At this time, if the timing at which the suppression current flows through the upper coil is too early, the electromagnetic force will not fall below the spring force, and the armature will not leave the upper core. On the other hand, if the flow timing of the suppression current is too late, an excessive distance occurs between the armature and the upper core at the time of the start of the flow, and it is not possible to obtain an electromagnetic force sufficient to suppress the detachment speed of the armature. .
[0007]
For this reason, when a suppression current is instructed to the upper coil in order to suppress the detachment speed of the armature, it is extremely important at what timing the suppression current starts to flow. Contrary to such a demand, in the above-described conventional electromagnetically driven valve, the timing of starting the flow of the suppression current has not been sufficiently considered. In this regard, the above-described conventional mechanism still leaves room for study in a method of appropriately controlling the detachment speed of the armature.
[0008]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and suppresses the vibration and noise accompanying the operation of the electromagnetically driven valve by flowing a suppression current that suppresses the detachment speed of the armature at an appropriate timing. An object of the present invention is to provide a control device for an electromagnetically driven valve that can be effectively reduced.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A first invention is a control device for an electromagnetically driven valve having an armature that reciprocates between a pair of electromagnets in order to achieve the above object,
Detachment start detecting means for detecting the time when the armature is detached from the one electromagnet,
At the time when the detachment of the armature is detected, a suppression current instructing means for flowing a suppression current for suppressing the detachment speed of the armature to the one electromagnet,
It is characterized by having.
[0010]
Further, a second invention is a control device for an electromagnetically driven valve according to the first invention,
A current measuring means for measuring a current flowing through the electromagnet,
The detachment start detecting means, after the power supply to the electromagnet is stopped, detects the detachment start of the armature when the current falls below a first predetermined value and further exceeds a second predetermined value. It is characterized by.
[0011]
A third invention is a control device for an electromagnetically driven valve according to the first invention,
A current measuring unit that measures a current flowing through the electromagnet at predetermined time intervals,
The detachment start detecting means, after the power supply to the electromagnet is stopped, detects the detachment start of the armature at the time when a current larger than a previous measurement value is measured by the current measuring means. I do.
[0012]
A fourth invention is a control device for an electromagnetically driven valve according to the first invention,
Current measuring means for measuring a current flowing through the electromagnet,
After the power supply to the electromagnet is stopped, a current integrating means for integrating the current flowing through the electromagnet,
The detachment start detecting means detects a start of detachment of the armature when the integrated value of the current exceeds a predetermined reference value.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements common to the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0014]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a sectional view of an electromagnetically driven valve 10 used in Embodiment 1 of the present invention.
The electromagnetically driven valve 10 shown in FIG. 1 includes a valve body 12 that functions as an exhaust valve of an internal combustion engine. The valve body 12 is arranged at an exhaust port 14 of the internal combustion engine. The exhaust port 14 is provided with a valve seat 16. The exhaust port 14 is opened and closed when the valve body 12 is seated on the valve seat 16 or when the valve body 12 is separated from the valve seat 16.
[0015]
The valve element 12 is fixed to a tip of a valve shaft 18. The valve shaft 18 is slidably held by a valve guide 20. A lower retainer 22 is fixed to the valve shaft 18 above the valve guide 20. Below the lower retainer 22, a lower spring 24 that generates an elastic force for urging the valve shaft 18 upward is disposed.
[0016]
An upper retainer 26 is fixed to the upper end of the valve shaft 18. An upper spring 28 that generates an elastic force for urging the valve shaft 18 downward is disposed above the upper retainer 26. The upper end position of the upper spring 28 is regulated by the adjuster 30. The vertical position of the valve shaft 18 is adjusted to a desired position by the adjuster 30. A lift sensor 32 for detecting displacement of the valve shaft 18 is attached to the adjuster 30.
[0017]
An armature 34 made of a magnetic material is fixed to the valve shaft 18 at an intermediate position between the lower retainer 22 and the upper retainer 26. Below the armature 34, a lower core 36 and a lower coil 38 are arranged. Above the armature 34, an upper core 40 and an upper coil 42 are arranged.
[0018]
A drive control circuit 44 is connected to the lower coil 38 and the upper coil 42. Further, a power supply 46 is connected to the drive control circuit 44. The drive control circuit 44 can use the power supplied from the power supply 46 to supply the lower coil 38 and the upper coil 42 with an exciting current with desired waveforms.
[0019]
FIG. 1 shows a state in which the exciting current is not supplied to either the lower coil 38 or the upper coil 42. As shown in FIG. 1, in this state, each part of the electromagnetically driven valve 10 has the armature 34 located substantially at the center between the lower core 36 and the upper core 40, and the valve body 12 located substantially at the center between the fully open position and the fully closed position. It has been adjusted to be located.
[0020]
When an appropriate exciting current is supplied to the lower coil 38, the electromagnetically driven valve 10 draws the armature 34 toward the lower core 36, and brings the valve body 12 into a fully open state. When the power supply to the lower coil 38 is stopped in this state, the armature 34 is displaced to the vicinity of the upper core 40 by the spring force of the lower spring 24 and the upper spring 28. When the exciting current is supplied to the upper coil 42 at the timing when the armature 34 approaches the upper core 40, the armature 34 is drawn toward the upper core 40 and the valve body 12 can be displaced to the fully closed position. Thereafter, the shutoff and supply of the exciting current are alternately performed on the upper coil 42 side and the lower coil 38 side, so that the opening and closing operation of the valve body 12 can be continued with low power consumption.
[0021]
FIG. 2 shows the relationship between the speed and displacement when the armature 34 operates only according to the spring force of the upper spring 28 and the lower spring 24 in the electromagnetically driven valve 10. In this figure, the armature speed becomes positive when the armature 34 moves from the position of zero displacement (valve closed position) to the position of maximum lift (valve open position) and vice versa. It is drawn as follows.
[0022]
In FIG. 2, a curve shown by a solid line shows a relationship realized when the movable system of the electromagnetically driven valve 10 receives no external force other than the spring force. In this case, when the armature 34 moves from the valve-closing position to the valve-opening position, the armature speed becomes a maximum value at an intermediate point thereof, and becomes zero when the armature 34 reaches the valve-closing position. If the armature 34 satisfies such a relationship and reciprocates between the valve opening position and the valve closing position, only the current (holding current) required to hold the armature 34 in the lower coil 38 and the upper coil 42 is provided. If supplied, the electromagnetically driven valve 10 can be operated. Further, in this case, since a large impact does not occur when the armature 34 reaches the lower core 36 and the upper core 40, the generation of vibration and noise can be minimized. Therefore, the ideal relationship between the armature speed and the armature displacement is indicated by a solid line in FIG.
[0023]
In an actual use environment, a sliding frictional force generated between the valve shaft 18 and the valve guide 20 and an urging force due to a differential pressure across the valve body 12 act on the movable system of the electromagnetically driven valve 10. Here, the total work performed by these external forces on the movable system of the electromagnetically driven valve 10 is defined as ΔE. A curve shown by a broken line together with an inequality of ΔE <0 in FIG. 2 indicates a relationship when an external force acting on the movable system of the electromagnetically driven valve 10 performs a negative work. As shown by this curve, when the external force acting on the movable system has a negative work, the speed of the armature 34 having left the valve closing position becomes zero before the armature 34 reaches the valve opening position.
[0024]
In the electromagnetically driven valve 10, the speed of the armature 34 can be increased by supplying an appropriate exciting current to the lower coil 38 while the armature 34 is operating toward the valve opening position. That is, in the electromagnetically driven valve 10, by supplying an appropriate exciting current to the lower coil 38, the relationship indicated by ΔE <0 in FIG. 2 is replaced by the ideal relationship indicated by the solid line in FIG. It is possible to correct it. By performing such a correction, the operation of the electromagnetically driven valve 10 can be continued in an ideal state in which vibration and noise are sufficiently suppressed.
[0025]
In FIG. 2, a curve shown by a broken line together with an inequality of ΔE> 0 indicates a relationship when the external force acting on the movable system of the electromagnetically driven valve 10 performs a positive work. As shown by this curve, when the external force acting on the movable system has a positive work, the armature 34 having left the valve closed position reaches the valve open position before its speed becomes zero. Such a situation occurs, for example, in an environment where the in-cylinder pressure becomes negative when the valve body 12 (exhaust valve) is opened, such as during no-load or light-load operation.
[0026]
If the armature 34 reaches the valve opening position before the speed becomes zero, that is, the position in contact with the lower core 36, large vibration and noise are generated at the time of the arrival. It is desirable that such vibrations and noises are not generated from the viewpoint of ensuring quietness of the internal combustion engine. Therefore, when the external force acting on the electromagnetically driven valve 10 performs a positive work, the speed is reduced before the armature 34 reaches the valve opening position. More preferably, ΔE> 0 in FIG. It is desirable that the relationship between the displacement and the speed of the armature 34 be corrected so that the attached relationship matches the ideal relationship indicated by the solid line in FIG.
[0027]
In the electromagnetically driven valve 10, the lower core 36 and the lower coil 38 can generate an electromagnetic force in a direction to draw the armature 34, that is, an electromagnetic force in a direction to increase the speed of the armature 34, but generate a force in a direction to decrease the speed. Can not happen. On the other hand, in the electromagnetically driven valve 10, by supplying an exciting current to the upper coil 42 while the armature 34 is operating toward the valve opening position, an electromagnetic force is generated in a direction to decrease the speed of the armature 34. be able to. Therefore, when the external force acting on the movable system performs a positive work when the valve body 12 is opened, an appropriate exciting current (suppressing current) flows through the upper coil 42, and the speed of the armature 34 is increased. Is effective.
[0028]
Hereinafter, the timing at which the suppression current starts to flow to the upper coil 42 in order to reduce the speed of the armature 34 will be described.
FIG. 3 is a diagram showing the distance between the upper core 40 and the armature 34 in relation to time when the electromagnetically driven valve 10 is opened.
In FIG. 3, the time point indicated as “open instruction” is the time point at which the drive control circuit 44 instructs the power supply to the upper coil 42 to stop in order to open the armature 34. The holding current flowing through the upper coil 42 does not disappear immediately due to the effect of the back electromotive force, but starts to gradually decrease after the opening instruction is given. Then, the armature 34 starts to separate from the upper core 40 when the electromagnetic force acting between the armature 34 and the upper core 40 becomes smaller than the spring force of the springs 24 and 28.
[0029]
At this time, if the electromagnetic force does not fall below the spring force and the suppression current is supplied to the upper coil 42 before the armature 34 starts to separate from the upper core 40, the armature 34 cannot be separated from the upper core 40. Therefore, in order to allow the suppression current to flow, it is important to generate the current after the armature 34 starts to separate from the upper core 40.
[0030]
FIG. 4 shows the relationship between the electromagnetic force acting between the armature 34 and the upper core 40 and the distance between them when a constant current value is passed through the upper coil 42 in the electromagnetically driven valve 10.
As shown in FIG. 4, the electromagnetic force generated between the armature 34 and the upper core 40 has the largest value when the distance between them is zero, that is, when the armature 34 is held by the upper core 40. As the armature 34 moves away from the upper core 40, the electromagnetic force tends to decrease sharply. As described above, the electromagnetic force acting between the armature 34 and the upper core 40 greatly fluctuates due to the minute displacement of the armature 34 when the armature 34 separates from the upper core 40. Therefore, in order to generate an effective electromagnetic force by the suppression current, it is important to generate the current before an excessive distance occurs between the armature 34 and the upper core 40.
[0031]
As described above, when a suppression current is passed to the upper coil 42 to suppress the detachment operation of the armature 34, the timing is extremely important. More specifically, it is important to detect a point in time when the armature 34 actually starts to detach from the upper core 40, and instruct the circulation of the detachment speed at that point.
[0032]
The timing at which the suppression current starts to flow, that is, the timing at which the armature 34 separates from the upper core may be set in advance by performing a sufficient conformity test. However, the operating characteristics of the armature 34 are affected by the surface tension of the oil film formed on the contact surface between the armature 34 and the upper core 40, and the sliding friction generated between the valve shaft 18 and the valve guide 20. Since the surface tension and the sliding friction force are not always constant, the timing at which the armature 34 starts to separate from the upper core 40 varies. For this reason, it is desirable that the separation timing of the armature 34 be accurately detected for each operation cycle.
[0033]
As described above, the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment includes the lift sensor 32. Therefore, the detachment operation of the armature 34 may be detected by the lift sensor 32. However, in order to generate an effective electromagnetic force by the suppression current, it is necessary to detect the separation when the armature 34 is slightly displaced. It is difficult to measure such a minute displacement of the armature 34 with the lift sensor 32, and in order to enable such a measurement, it is necessary to give the lift sensor 32 a very high resolution and accuracy. Required. Therefore, in the present embodiment, the separation timing of the armature 34, that is, the timing at which the flow of the suppression current should be instructed, is detected by focusing on the change in the current flowing through the upper coil 42.
[0034]
Hereinafter, a method of detecting detachment of the armature 34 based on a change in the current flowing through the upper coil 42 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a bridge circuit provided for the drive control circuit 44 to drive the upper coil 42. More specifically, FIG. 5A shows a state in which the exciting current is supplied to the upper coil 42, and FIG. 5B shows a state in which the circulating current is supplied to the upper coil 42 after the supply of the exciting current is stopped. Indicates a flowing state. The drive control circuit 44 has a circuit shown in FIG. 5 for driving the upper coil 42, and has a bridge circuit similar to the circuit shown in FIG. 5 for driving the lower coil 38.
[0035]
As shown in FIG. 5, the drive circuit of the upper coil 42 includes a power supply line 48. The switch 50 and the cathode terminal of the diode 52 are connected to the power supply line 48. The switch 50 is connected to a cathode terminal of a diode 56. The anode terminal of the diode 56 is connected to the ground line 54. The anode terminal of the diode 52 is connected to the ground line 54 via a switch 58. An upper coil 42 and a current detector 60 are connected between a portion connecting the switch 50 and the diode 56 and a portion connecting the diode 52 and the switch 58 so as to bridge them. The drive control circuit 44 can detect the current flowing through the upper coil 42 based on the output of the current detector 60.
[0036]
When the excitation current flows through the upper coil 42, the drive control circuit 44 turns on both the switches 50 and 58 as shown in FIG. 5A. In this case, a current flowing from the power supply line 48 to the ground line 54 through the upper coil 42 flows through the drive circuit of the upper coil 42. The drive control circuit 44 can control the current flowing through the upper coil 42 to an appropriate amount by, for example, controlling the duty of the switch 58 while keeping the switch 50 in the ON state, and hold the armature 34 on the upper core 40 side. During the power period, the above-described duty control is performed so that an appropriate holding current is maintained.
[0037]
When an instruction to open the armature 34 is issued, the drive control circuit 44 turns off both the switches 50 and 58 as shown in FIG. 5B in order to eliminate the holding current flowing through the upper coil 42. After the switches 50 and 58 are turned off, a circulating current flows through the upper coil 42 until the energy stored in the upper coil 42 is consumed.
[0038]
FIG. 6 is a diagram showing the values of the holding current and the circulating current described above in relation to time. More specifically, FIG. 6A shows a current waveform when it is assumed that the armature 34 is not displaced by a spring force. FIG. 6B shows a current waveform when the armature 34 is displaced by a spring force, that is, a current waveform actually generated in the upper coil 42.
[0039]
Assuming that the armature 34 is not moved while being held by the upper core 40 after the release instruction is issued, the circulating current flowing through the upper coil 42 has a simple attenuation tendency as shown in FIG. The armature 34 actually starts to move toward the lower core 36 when the electromagnetic force generated by the circulating current becomes smaller than the spring force after the release instruction is issued. When the armature 34 starts to move toward the lower core 36, the magnetic resistance between the armature 34 and the upper core 40 increases, so that the magnetic flux passing through the upper coil 42 decreases. As a result, an electromotive force is generated in the upper coil 42 in a direction that hinders the reduction of the magnetic flux, and the current flowing therethrough starts to increase again.
[0040]
For this reason, the circulating current flowing through the armature 34 actually decreases temporarily after the release instruction is issued, and then temporarily increases, as shown in FIG. 6B. In this case, the current flowing through the upper coil 42 re-increases when the armature 34 actually starts to separate from the upper core 40. For this reason, the drive control circuit 44 can detect the time point at which the armature 34 starts to separate by detecting the time point at which the circulating current flowing through the upper coil 42 changes from a decreasing tendency to an increasing tendency.
[0041]
FIG. 7 shows a main part of a control routine executed by the drive control circuit 44 shown in FIG. 1 according to the first embodiment to detect the start of detachment of the armature 34 and generate a suppression current at an appropriate timing in the first embodiment. It is a flowchart of FIG. Note that a series of processes shown in FIG. 7 is a process to be executed after the holding current is started to be supplied to the upper coil 42.
In the routine shown in FIG. 7, first, it is determined whether or not an instruction to open the armature 34 has been issued (step 100).
As a result, when it is determined that the opening instruction has not been issued yet, the processing of step 100 is repeatedly performed. During this time, the holding current is continuously supplied to the upper coil 42. On the other hand, when it is determined that an instruction to open the armature 34 has been issued, the instruction current to the upper coil 42 is set to zero (step 102). When the command current is set to zero as described above, the switches 50 and 58 are thereafter turned off, and a circulating current starts flowing through the upper coil 42.
[0042]
When the processing in step 102 is completed, it is next determined whether or not the separation speed of the armature 34 needs to be suppressed (step 104).
As described above, it is necessary to suppress the detachment speed of the armature 34 when the external force acting on the movable system at the time of opening the valve element 18 performs a positive work. The drive control circuit 44 stores a map in which the operating state in which the external force ΔE whose total sum is positive acts on the movable system of the electromagnetically driven valve 10 based on the relationship between the engine speed and the load information. In this step 104, specifically, it is determined with reference to the map whether it is necessary to suppress the leaving speed.
[0043]
If it is determined in step 104 that the release speed of the armature 34 does not need to be suppressed, the process of this routine is thereafter jumped, and the valve-opening operation of the electromagnetically driven valve 10 is performed in a normal manner.
[0044]
On the other hand, if it is determined in step 104 that the separation speed needs to be suppressed, first, the actual current (reflux current) I flowing through the upper coil 42 is set to the predetermined value I ₁ Is determined (step 106).
Predetermined value I ₁ Is a current value set in advance by adaptation or the like as a value at which the circulating current is lower immediately before the armature 34 separates from the upper core 40. In the process of step 106, the actual current I is set to the predetermined value I ₁ Is repeatedly executed until it is determined that the value is less than.
[0045]
As a result of repeating the processing of step 106, the actual current I becomes the predetermined value I ₁ Is determined to be smaller than the predetermined value I, ₂ Is determined (step 108).
It is a current value set in advance by adaptation or the like to determine an increase in the actual current I due to the detachment of the armature 34, and the predetermined value I ₂ Is I ₂ ≧ I ₁ Meet the relationship. In the process of step 108, the actual current I is set to the predetermined value I ₂ Is repeatedly executed until it is determined that the value exceeds.
[0046]
As a result of the processing in step 108, the actual current I becomes the predetermined value I ₂ , It can be determined at that time that the detachment of the armature 34 has started. In this case, in the routine shown in FIG. 7, the speed suppression current I is immediately supplied to the upper coil 42 in this case. ₃ Is to be distributed (step 110).
The drive control circuit 44 includes the operating state of the internal combustion engine and the speed suppression current I. ₃ Is stored. In the present step 110, more specifically, the I ₃ Is instructed.
[0047]
As described above, according to the routine shown in FIG. 7, in the operation state in which the release speed of the armature 34 needs to be suppressed, the timing at which the armature 34 actually leaves the upper core 40 is detected, and the speed suppression current is detected at that timing. I ₃ Can be ordered. For this reason, according to the system of the present embodiment, it is possible to reduce the shock at the time of opening the electromagnetically driven valve 10 and reduce the vibration and noise of the internal combustion engine.
[0048]
By the way, in Embodiment 1 described above, the predetermined value I ₁ And I ₂ To I ₂ ≧ I ₁ Is established so that the actual current I flowing through the upper coil 42 becomes a predetermined value I ₁ After a smaller value, the predetermined value I ₂ When the value becomes larger, the return current (actual current I) increases, that is, the separation of the armature 34 is detected. However, the detection method is not limited to this. For example, in the above step 106, the actual current I becomes I ₁ Greater value to I ₁ It is determined whether or not the actual current I has changed to the following value. ₂ From smaller values to I ₂ If it is determined whether the value has changed to the above value, the predetermined value I ₁ And I ₂ Is I ₂ ≧ I ₁ Is set so that ₂ <I ₁ May be established.
[0049]
In the first embodiment described above, the drive control circuit 44 executes the processing of steps 106 and 108, whereby the “separation start detecting means” according to the first aspect of the present invention performs the processing of step 110. The "suppression current instructing means" according to the first aspect of the present invention is realized by executing. In the first embodiment, the predetermined value I ₁ And I ₂ Correspond to the “first predetermined value” and the “second predetermined value” described in the second invention, respectively.
[0050]
Embodiment 2 FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control device for the electromagnetically driven valve according to the present embodiment can be realized by using the configuration of the first embodiment and causing the drive control circuit 44 to execute the routine shown in FIG. 8 instead of the routine shown in FIG. .
[0051]
FIG. 8 is a flowchart of a main part of a control routine executed by the drive control circuit 44 in the present embodiment. In FIG. 8, steps that are the same as the steps shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted or simplified.
[0052]
The control routine shown in FIG. 8 is the same as the routine shown in FIG. 7 except that the processing of steps 106 to 108 of the routine shown in FIG. 7 is replaced with the processing of steps 112 to 120. That is, the routine shown in FIG. 8 is the same as the routine shown in FIG. 7 except that the method of processing the circulating current flowing through the upper coil 42 is different.
[0053]
In the routine shown in FIG. 8, after the release instruction is issued (step 100) and the instruction current is reduced to zero (step 102), if it is determined in step 104 that the removal speed of the armature 34 needs to be suppressed. First, the actual current (reflux current) IR flowing through the upper coil 42 ₁ Is measured (step 112).
[0054]
Next, the actual current IR ₁ It is determined whether or not a predetermined time DT has elapsed from the measurement of (Step 114).
The process of step 114 is repeatedly executed until it is determined that the predetermined time DT has elapsed.
[0055]
If it is determined that the predetermined time DT has elapsed as a result of repeating the processing of step 114, then the actual current IR measured in step 112 is determined. ₁ Is the old value IR ₂ Is stored in the drive control circuit 44 (step 116).
Next, the actual current IR flowing through the upper coil 42 ₁ Is measured (step 118).
[0056]
Next, the latest real current IR ₁ (This measurement value) is the old value IR ₂ It is determined whether the value is larger than (previous measurement value) (step 120).
As a result, IR ₁ > IR ₂ Is determined not to be established, the processing after step 114 is repeated again. Then, in the processing of step 120, the IR ₁ > IR ₂ Is established, it can be determined at that time that the actual current I (reflux current) has turned from a decreasing tendency to an increasing tendency, that is, the separation of the armature 34 has started. In the routine shown in FIG. 8, based on this determination, the process of step 110, that is, the speed suppression current I ₃ Is performed to distribute the.
[0057]
As described above, according to the routine shown in FIG. 8, the latest actual current IR ₁ And the actual current IR before a predetermined time ₂ Can be directly detected as an inversion of the actual current I from a decrease to an increase. In the first embodiment described above, the predetermined value I ₁ And I ₂ Must be set in advance by adaptation or the like. According to the processing shown in FIG. 8, there is no need for such adaptation or setting, and it is possible to easily and accurately detect the timing at which the armature 34 starts to separate by directly observing the change in the actual current. For this reason, according to the system of the present embodiment, the suppression current can be more reliably generated at an appropriate timing as compared with the system of the first embodiment.
[0058]
In the second embodiment, the actual current I flowing through the upper coil 42 is detected, and the actual current I is increased (IR ₁ > IR ₂ Is established), the detachment of the armature 34 is detected, but the present invention is not limited to this. For example, a detection coil surrounding the current flowing through the upper coil 42 may be provided, and the detachment of the armature 34 may be detected based on the output of the detection coil. In this case, the direction of the current flowing through the detection coil is reversed depending on whether the actual current flowing through the upper coil 42 decreases or increases. For this reason, according to the output of the detection coil, it is possible to accurately detect the change from the decrease of the actual current I to the increase.
[0059]
In the second embodiment described above, the drive control circuit 44 executes the process of step 120, so that the “separation start detecting unit” according to the first invention executes the process of step 110. By doing so, the “suppression current instructing means” according to the first aspect is realized. Here, the "current measuring means" in the third aspect of the present invention is realized by the electromagnetically driven valve 44 executing the processing of steps 112 and 118.
[0060]
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The control device for an electromagnetically driven valve according to the present embodiment can be realized by using the configuration of the first embodiment and causing the drive control circuit 44 to execute the routine shown in FIG. 9 instead of the routine shown in FIG. .
[0061]
FIG. 9 is a flowchart of a main part of a control routine executed by the drive control circuit 44 in the present embodiment. In FIG. 9, steps that are the same as the steps shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted or simplified.
[0062]
The routine shown in FIG. 9 is the same as the routine shown in FIG. 7 except that steps 106 to 108 of the routine shown in FIG. That is, the routine shown in FIG. 9 is the same as the routine shown in FIG. 7 except that the method of processing the circulating current flowing through the upper coil 42 is different.
[0063]
In the routine shown in FIG. 9, an opening instruction is issued (step 100), and after the instruction current is set to zero (step 102), if it is determined in step 104 that the removal speed of the armature 34 needs to be suppressed. First, the actual current (reflux current) IR flowing through the upper coil 42 ₁ Is measured (step 122).
[0064]
Next, the actual current IR ₁ It is determined whether or not a predetermined time DT has elapsed since the measurement of (Step 124).
The process of step 124 is repeatedly executed until it is determined that the predetermined time DT has elapsed.
[0065]
If it is determined that the predetermined time DT has elapsed as a result of repeating the processing of step 124, the actual current IR at the time when the predetermined time DT has elapsed is again determined ₁ Is measured (step 126).
Then, the actual current IR during the predetermined time DT determined in step 124 is ₁ Integrated value I of _SUM Is calculated by the drive control circuit 44 (step 128).
[0066]
Next, the integrated value I calculated in the above step 128 _SUM Is a predetermined reference value IS _MAX It is determined whether or not it is greater than (Step 130).
As described above, the start of the separation of the armature 34 can be determined at the time when the actual current I starts to increase with the separation. After the opening instruction is issued, the integrated current flowing until the actual current I starts to increase has a certain value. The above-described reference value is a value that is determined in advance by adaptation or the like as such an integrated current. Therefore, in this step 130, I _SUM > IS _MAX Is determined not to hold, it can be determined that it is not yet time to detach the armature 34. On the other hand, I _SUM > IS _MAX Is determined to be established, it can be determined that the time for the departure has come.
[0067]
In step 130 above, I _SUM > IS _MAX Is determined not to be established, the processing after step 124 is repeated again. On the other hand, I _SUM > IS _MAX Is established, it is possible to determine at this point in time that the armature 34 has been detached. In the routine shown in FIG. 9, the process of step 110 is executed based on this determination.
[0068]
As described above, according to the routine shown in FIG. _SUM And predetermined reference value IS _MAX By comparing with the above, it is possible to estimate the inversion of the actual current I from a decrease to an increase. In the above-described second embodiment, the detachment of the armature 34 is determined by directly looking at the change in the actual current. Such a measurement method using a change in the actual current tends to be easily affected by noise. On the other hand, according to the routine shown in FIG. _SUM Is used, it is strong against noise, and stable detection of the detachment timing of the armature 34 is possible. Therefore, according to the system of the present embodiment, compared to the system of the second embodiment, it is possible to more reliably generate the suppression current at an appropriate timing when used in a noisy environment.
[0069]
In the third embodiment, the integrated value I calculated by the time integration of the actual current I is used. _SUM However, the present invention is not limited to this. For example, an integration circuit for integrating the actual current (recirculation current) I flowing through the upper coil 42 may be provided, and the separation of the armature 34 may be detected based on the output voltage of the integration circuit. In this case, the output voltage of the integration circuit is proportional to the time integral of the actual current I flowing through the upper coil 42. Therefore, according to the output of the integration circuit, the integrated value of the actual current I can be accurately detected.
[0070]
Further, in the above-described first to third embodiments, the case where the electromagnetically driven valve 10 drives the exhaust valve is limited, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention may be applied to control of the electromagnetically driven valve 10 that drives the intake valve.
Further, in the above-described first to third embodiments, the suppression current is caused to flow when the valve body 12 is opened. However, the present invention is not limited to this. It may be distributed when the body 12 is closed.
[0071]
In the third embodiment described above, the drive control circuit 44 executes the processing of step 130, so that the “separation start detecting means” according to the first invention executes the processing of step 110. By doing so, the “suppression current instructing means” according to the first aspect is realized. Here, the “current integrating means” according to the fourth aspect of the present invention executes the processing of the above step 122 and 126 by the electromagnetically driven valve 44 executing the processing of the above step 128. The "current measuring means" according to the present invention is realized.
[0072]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
According to the first aspect, it is possible to detect a timing at which the armature separates from one of the electromagnets, and to instruct a suppression current for suppressing the separation speed of the armature at that timing. Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively reduce the vibration and noise caused by the operation of the electromagnetically driven valve.
[0073]
According to the second aspect, it is possible to determine that the current flowing through the electromagnet has changed from decreasing to increasing. For this reason, according to the present invention, it is possible to accurately detect the timing at which the armature is released.
[0074]
According to the third aspect, it is possible to directly detect that the current flowing through the electromagnet has changed from decreasing to increasing. For this reason, according to the present invention, it is possible to easily and accurately detect the timing at which the armature is released.
[0075]
According to the fourth aspect, by comparing the integrated value of the current flowing through the electromagnet with the predetermined reference value, it can be estimated that the actual current has changed from decreasing to increasing. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize stable detection of the armature separation start timing, which is resistant to noise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an electromagnetically driven valve used in Embodiments 1 to 3 of the present invention.
FIG. 2 shows a relationship between speed and displacement when the armature operates only according to a spring force in the electromagnetically driven valve shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a distance between the upper core and the armature in relation to time when the electromagnetically driven valve shown in FIG. 1 is opened.
FIG. 4 shows a relationship between an electromagnetic force acting between the armature and the upper core and a distance between the two in the electromagnetically driven valve shown in FIG.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a bridge circuit provided for the drive control circuit shown in FIG. 1 to drive the upper coil or the lower coil.
FIG. 6 is a diagram showing values of a holding current flowing through an upper coil or a lower coil and a circulating current in the electromagnetically driven valve shown in FIG. 1 in relation to time.
FIG. 7 is a flowchart of a main part of a control routine executed in the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of a main part of a control routine executed in a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart of a main part of a control routine executed in a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Electromagnetic drive valve
12 valve body
14 Exhaust port
24 Lower spring
28 Upper spring
36 Lower core
38 Lower coil
40 upper core
42 upper coil
44 Drive control circuit
46 power supply

Claims

一対の電磁石の間を往復運動するアーマチャを有する電磁駆動弁の制御装置であって、
前記一方の電磁石から前記アーマチャが離脱する時点を検知する離脱開始検知手段と、
前記アーマチャの離脱が検知された時点で、前記一方の電磁石に対して前記アーマチャの離脱速度を抑制するための抑制電流を流通させる抑制電流指示手段と、
を備えることを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。A control device for an electromagnetically driven valve having an armature that reciprocates between a pair of electromagnets,
Detachment start detecting means for detecting the time when the armature is detached from the one electromagnet,
At the time when the detachment of the armature is detected, a suppression current instructing means for flowing a suppression current for suppressing the detachment speed of the armature to the one electromagnet,
A control device for an electromagnetically driven valve, comprising:

前記電磁石を流れる電流を計測する電流計測手段を備え、
前記離脱開始検知手段は、前記電磁石に対する電力供給が停止された後、前記電流が第一の所定値を下回り、更に第二の所定値を上回った時点で、前記アーマチャの離脱開始を検知することを特徴とする請求項１記載の電磁駆動弁の制御装置。A current measuring means for measuring a current flowing through the electromagnet,
The detachment start detecting means, after the power supply to the electromagnet is stopped, detects the detachment start of the armature when the current falls below a first predetermined value and further exceeds a second predetermined value. The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein:

前記電磁石を流れる電流を所定時間毎に計測する電流計測手段を備え、
前記離脱開始検知手段は、前記電磁石に対する電力供給が停止された後、前記電流計測手段によって、前回の計測値より大きな電流が計測された時点で、前記アーマチャの離脱開始を検知することを特徴とする請求項１記載の電磁駆動弁の制御装置。A current measuring unit that measures a current flowing through the electromagnet at predetermined time intervals,
The detachment start detecting means, after the power supply to the electromagnet is stopped, detects the detachment start of the armature at the time when a current larger than a previous measurement value is measured by the current measuring means. The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1.

前記電磁石を流れる電流を計測する電流計測手段と、
前記電磁石に対する電力供給が停止された後に、当該電磁石を流れた電流を積算する電流積算手段とを備え、
前記離脱開始検知手段は、前記電流の積算値が所定の基準値を上回った時点で、前記アーマチャの離脱開始を検知することを特徴とする請求項１記載の電磁駆動弁の制御装置。Current measuring means for measuring a current flowing through the electromagnet,
After the power supply to the electromagnet is stopped, a current integrating means for integrating the current flowing through the electromagnet,
2. The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein the separation start detecting means detects the separation start of the armature when the integrated value of the current exceeds a predetermined reference value.