JP3633362B2

JP3633362B2 - Control device for electromagnetically driven valve

Info

Publication number: JP3633362B2
Application number: JP11416499A
Authority: JP
Inventors: 正司勝間田; 功松本; 正明田中; 啓二四重田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2019-04-21
Also published as: JP2000304154A

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、弁体を電磁力とバネ力とを用いて開閉駆動する電磁駆動弁の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特公平４−６７００５号に開示される如く、例えば内燃機関の吸気弁または排気弁として機能する弁体を開閉駆動する電磁駆動弁が知られている。この電磁駆動弁は、弁体と連動するアーマチャと、アーマチャを付勢する一対のバネと、アーマチャに弁体の開弁方向および閉弁方向の電磁力をそれぞれ付与する開弁用電磁石および閉弁用電磁石とを備えている。従って、上記従来の電磁駆動弁によれば、各電磁石を交互に通電することにより、弁体を全閉位置と全開位置との間で往復運動させることができる。以下、弁体、および、弁体と連動する部位を可動部と称す。
【０００３】
上記従来の電磁駆動弁において、中立位置に停止している弁体を全閉位置または全開位置まで変位させる手法として、開弁用電磁石および閉弁用電磁石の両者を交互に適当な周期で通電することとしている。このように電磁石への通電が行われると、可動部の質量とバネのバネ定数とから定まる固有振動が励起され、弁体は、その振動振幅が徐々に増加しながら全閉位置または全開位置に達するまで変位することができる。従って、上記従来の電磁駆動弁によれば、比較的少ない消費電力で、中立位置に停止している弁体を全閉位置または全開位置まで変位させることができる。以下、中立位置に停止している弁体を全閉位置または全開位置まで変位させる制御を初期駆動と称す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電磁駆動弁の始動時には、バネの劣化や、弁体へのデポジットの付着等による可動部の質量増加等により、バネ−質量系の固有振動特性が変化している場合がある。また、弁軸とバルブガイドとの間およびアーマチャ軸と軸受けとの間に供給される潤滑油の粘性抵抗等により可動部にフリクションが生じ、可動部に作用する外力が変化している場合もある。このような場合、それらの変化に応じて可動部の振動特性は変化する。かかる状況下で予め設定されている周期で電磁石への通電が行われると、実際の可動部の振動特性に応じた周期に従って通電が行われないことで、弁体の振動振幅が速やかに増幅されない事態が生ずる。この場合、電磁駆動弁の初期駆動が効率的に行われなくなり、電磁駆動弁の始動性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、初期駆動における通電の周期を可動部の振動特性に応じて補正することで、初期駆動において弁体を効率的に駆動することが可能な電磁駆動弁を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、弁体と連動するアーマチャと、通電されることにより前記アーマチャに電磁力を付与する電磁石とを備え、電磁力とバネ力とを協働させて前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御装置において、
前記電磁石に所定の通電周期で通電し、バネ−質量系の固有振動を励起することにより、前記弁体を変位端まで変位させる初期駆動手段と、
前記アーマチャの振動特性に応じたパラメータを検出する振動特性検出手段と、
前記振動特性検出手段により検出された前記パラメータに応じた振動周期に一致するように、前記所定の通電周期を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする電磁駆動弁の制御装置により達成される。
【０００７】
本発明において、弁体は、電磁石が所定周期で通電されることでバネ−質量系の固有振動が励起されることにより、所定の変位端まで駆動される。また、アーマチャの振動特性に応じたパラメータが検出される。電磁石への通電がアーマチャの実際の振動特性に応じた周期に従って行われていない場合は、上記の固有振動が効率よく励起されず、弁体の振動振幅を速やかに増加させることができない。本発明において、かかる場合に電磁石への通電の周期がアーマチャの実際の振動特性に応じた周期に補正される。従って、本発明によれば、初期駆動において弁体の振動振幅を速やかに増加させることができる。
【０００８】
上記の目的は、請求項２に記載する如く、弁体と連動するアーマチャと、通電されることにより前記アーマチャに開弁方向および閉弁方向の電磁力をそれぞれ付与する第１および第２の電磁石とを備え、電磁力とバネ力とを協働させて前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御装置において、
前記第１および第２の電磁石に交互に所定周期で通電し、バネ−質量系の固有振動を励起することにより、前記弁体を変位端まで変位させる初期駆動手段と、
前記弁体が開弁方向に変位する場合の前記アーマチャの振動特性に応じた第１のパラメータ、および、前記弁体が閉弁方向に変位する場合の前記アーマチャの振動特性に応じた第２のパラメータをそれぞれ検出する振動特性検出手段と、
前記振動特性検出手段により検出された前記第１のパラメータおよび前記第２のパラメータに応じた振動周期に一致するように、前記初期駆動手段による前記第１および第２の電磁石への通電周期をそれぞれ補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする電磁駆動弁の制御装置により達成される。
【０００９】
本発明において、弁体は、第１および第２の電磁石が所定周期で交互に通電されることでバネ−質量系の固有振動が励起されることにより、所定の変位端まで駆動される。弁体の開弁時と閉弁時とではアーマチャの振動特性が異なっている場合がある。本発明において、弁体が開弁方向に変位する場合のアーマチャの振動特性に応じた第１のパラメータ、および、弁体が閉弁方向に変位する場合のアーマチャの振動特性に応じた第２のパラメータが、それぞれ検出される。第１および第２電磁石への通電が、弁体の開弁時の振動特性に応じた時間、および、弁体の閉弁時の振動特性に応じた時間に従って行われていない場合は、第１および第２電磁石への１周期当たりの通電時間長がそれらの時間に応じて補正される。従って、本発明によれば、初期駆動において弁体の振動振幅を速やかに増加させることができる。
【００１０】
また、上記の目的は、請求項３に記載する如く、請求項１または２記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記振動特性に応じたパラメータは、前記アーマチャの振動周期であることとしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例の電磁駆動弁１０の全体構成図を示す。電磁駆動弁１０は、内燃機関の各吸気弁および排気弁に対応して設けられている。電磁駆動弁１０は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１２により制御される。図１に示す如く、電磁駆動弁１０は、吸気弁または排気弁として機能する弁体１４を備えている。弁体１４は、先端が内燃機関の燃焼室内に露出するようにシリンダヘッド１６に配設されている。シリンダヘッド１６には、ポート１８が形成されている。ポート１８の、燃焼室への開口部には、弁座２０が形成されている。ポート１８は、弁体１４が弁座２０に着座することにより遮断状態となり、また、弁体１４が弁座２０から離座することにより導通状態となる。
【００１２】
弁体１４には、上方に延在する弁軸２２が一体に設けられている。シリンダヘッド１６の内部には、バルブガイド２４が配設されている。バルブガイド２４は、弁軸２２を軸方向に摺動可能に保持している。弁軸２２がバルブガイド２４内を摺動する際、バルブガイド２４と弁軸２２との間には潤滑油が供給される。シリンダヘッド１２の、弁軸２２の略上半分を囲む部位には、円筒状に形成されたロアスプリング保持空間２６が形成されている。バルブガイド２４の上部は、ロアスプリング保持空間２６の内部に露出している。
【００１３】
弁軸２２の上端部には、ロアリテーナ２８が固定されている。ロアリテーナ２８とロアスプリング保持空間２６の底面との間には、両者を離間させる向きの付勢力を発生するロアスプリング３０が配設されている。ロアスプリング３０は、ロアリテーナ２８を介して弁軸２２および弁体１４を、図１において上方、すなわち、弁体１４が弁座２０に向かう方向に付勢している。以下、弁体１４が弁座２０に向かう方向を閉弁方向と、弁体１４が弁座２０から離間する方向を開弁方向と、それぞれ称す。
【００１４】
弁軸２２の上端面には、アーマチャ軸３２の下端面が当接している。アーマチャ軸３２は、弁軸２２と同軸に配設されている。アーマチャ軸３２の軸方向中央部の外周には、アーマチャ３４が接合されている。アーマチャ３４は、軟磁性材料で構成された環状の部材である。
アーマチャ３４の上方には、アッパコア３６およびアッパコイル３８が配設されている。また、アーマチャ３４の下方には、ロアコア４０およびロアコイル４２が配設されている。アッパコイル３８およびロアコイル４２は、それぞれ、アッパコア３６およびロアコア４０に形成された環状溝３６ａおよび４０ａに収納されている。アッパコイル３８およびロアコイル４２は、ＥＣＵ１２に電気的に接続されている。ＥＣＵ１２は、弁体１４が適正に開閉駆動されるようにアッパコイル３８およびロアコイル４２に指令電流を供給する。
【００１５】
シリンダヘッド１６には、円筒状のコア保持空間４４が形成されている。コア保持空間４４は、ロアスプリング保持空間２６の上部に連通すると共に、シリンダヘッド１６の上方に開口している。アッパコア３６およびロアコア４０は、所定の間隔を隔ててコア保持空間４４内に固定されている。
アッパコア３６およびロアコア４０は、それぞれ、その中央部を貫通する貫通穴３６ｂおよび４０ｂを備えている。貫通穴３６ｂ，４０ｂには、軸受け４６，４８が配設されている。アーマチャ軸３２は、貫通穴３６ｂ，４０ｂを貫通すると共に、軸受け４６，４８により軸方向に摺動可能に保持されている。アーマチャ軸３２が軸受け４６，４８内を摺動する際、アーマチャ軸３２と軸受け４６，４８との間には潤滑油が供給される。
【００１６】
アーマチャ軸３２の上端部には、アッパリテーナ５０が固定されている。アッパリテーナ５０の上面には、アッパスプリング５２の下端面が当接している。アッパスプリング５２の周囲には、円筒状のアッパキャップ５４が配設されている。アッパキャップ５４は、図示しないボルトによりシリンダヘッド１６の上面に固定されている。
【００１７】
アッパキャップ５４の上端部には、アジャスタボルト５６が螺着されている。アッパスプリング５２の上端面は、アジャスタボルト５６に当接している。アッパスプリング５２は、アッパリテーナ５０を介してアーマチャ軸３２を図１において下向きに付勢している。アジャスタボルト５６は、アーマチャ３２の中立位置がアッパコア３６とロアコア４０との中間点となるように調整されている。
【００１８】
アーマチャ軸３２の上端面には、軸部材６０がアーマチャ軸３２と同軸に連結されている。アジャスタボルト５６の中央には、貫通穴５６ａが設けられている。軸部材６０は、アッパスプリング５２内の中空部およびアジャスタボルト５６の貫通穴５６ａを貫通して上方に延在している。
アッパキャップ５４の上部には、ハウジング６２が固定されている。ハウジング６２には、距離センサ６４が配設されている。距離センサ６４は、半導体レーザが発したレーザ光を軸部材６０の先端面に照射し、その反射光を検出することにより軸部材６０までの距離を検出する。そして、その距離に応じた信号をＥＣＵ１２に向けて出力する。ＥＣＵ１２は、距離センサ６４の出力信号に基づいて、距離センサ６４と軸部材６０との間の距離を検出し、その距離に基づいてアーマチャ３４の位置Ｘを検出する。
【００１９】
ＥＣＵ１２には、車両のキースイッチ６８が接続されている。キースイッチ６８には、アクセサリスイッチ、イグニションスイッチ、および、スタータスイッチが内蔵されている。電磁駆動弁１０は、スタータスイッチがオン状態になった時点で後述の初期駆動を開始する。
次に、電磁駆動弁１０の動作について説明する。アッパコイル３８およびロアコイル４２に励磁電流が供給されていない場合は、図１に示す如く、アーマチャ３４がその中立位置、すなわち、アッパコア３６とロアコア４０との中央に維持される。
【００２０】
かかる状態でアッパコイル３８に励磁電流が供給されると、アッパコイル３８が発生する磁束によってアーマチャ３４には閉弁方向の電磁力が作用する。このため、アーマチャ３４は、アッパスプリング５２の付勢力に抗してアッパコア３６に当接するまで変位する。アーマチャ３４がアッパコア３６に当接した状態では、弁体１４は弁座２０に着座することにより全閉状態となる。以下、アーマチャ３４がアッパコア３６と当接する位置を、アーマチャ３４または弁体１４の全閉位置と称す。
【００２１】
弁体１４が閉弁された状態でアッパコイル３８への励磁電流の供給が停止されると、アーマチャ３４に作用していた閉弁方向への電磁力が消滅する。このため、上記の状態でアッパコイル３８への励磁電流の供給が停止されると、アーマチャ３４は、弁体１４と共に、アッパスプリング５２の発する付勢力により開弁方向に向けて単振動の動作を開始する。
【００２２】
アーマチャ３４が単振動の動作に従って変位する過程では、弁軸２２とバルブガイド２４との間、および、アーマチャ軸３２と軸受け４６，４８との間に摺動摩擦が生ずる。アーマチャ３４の開弁方向への変位量が所定値に達した時点でロアコイル４２に励磁電流が供給されると、アーマチャ３４をロアコア４０に向けて付勢する電磁力が発生する。アーマチャ３４にかかる電磁力が作用すると、上記の摺動摩擦により失われたエネルギを補って、アーマチャ３４は、ロアスプリング３０の発する付勢力に抗してロアコア４０に当接するまで変位する。アーマチャ３４がロアコア４０に当接した状態では、弁体１４は全開状態となる。以下、アーマチャ３４がロアコア４０に当接する位置を、アーマチャ３４または弁体１４の全開位置と称す。
【００２３】
弁体１４が開弁された状態でロアコイル４２への励磁電流の供給が停止されると、アーマチャ３４に作用していた開弁方向への電磁力が消滅する。この場合、アーマチャ３４および弁体１４は、ロアスプリング３０の発する付勢力により閉弁方向に向けて単振動の動作を開始する。これらの変位量が所定値に達した時点でアッパコイル３８に励磁電流の供給が開始されると、アッパコイル３８の発する電磁力により、摺動摩擦により失われたエネルギを補って、アーマチャ３４は、アッパコア３６に当接するまで変位する。アーマチャ３４がアッパコア３６に当接した状態では、弁体１４は、再び全閉状態となる。
【００２４】
このように、電磁駆動弁１０によれば、アッパコイル３８に励磁電流を供給することにより弁体１４を全閉位置まで変位させることができると共に、ロアコイル４２に励磁電流を供給することにより弁体１４を全開位置まで変位させることができる。従って、本実施例の電磁駆動弁１０によれば、アッパコイル３８とロアコイル４２とに交互に適当なタイミングで励磁電流を供給することにより弁体１４を全開位置と全閉位置との間で繰り返し往復運動させることができる。以下、電磁駆動弁１０において弁体１４、および、弁体１４と連動する部位を可動部と称す。
【００２５】
ところで、電磁駆動弁１０において、内燃機関の停止中、弁体１４は、アッパスプリング５２およびロアスプリング３０により、全開位置と全閉位置との中立位置に維持されている。このため、内燃機関の始動が要求された後に電磁駆動弁１０を定常の作動状態に移行させるためには、中立位置に維持されている弁体１４を、全開位置または全閉位置まで変位させる必要がある。
【００２６】
図２（Ａ）および（Ｂ）は、内燃機関の始動時に弁体１４を全閉位置まで変位させるべく、アッパコイル３８およびロアコイル４２にそれぞれ供給される指令電流のタイムチャートを示す。また、図２（Ｃ）は、各コイルに図２（Ａ）および（Ｂ）に示す指令電流が供給された場合の弁体１４のリフト波形を示す。
内燃機関の始動が要求された後、図２（Ａ）および（Ｂ）に示す如く、アッパコイル３８には、パルス幅τ０を有する指令値Ｉ_Ｕが所定周期Ｔ０で現われるように指令電流Ｉ_Ｕが供給される。また、ロアコイル４２には、アッパコイル３８に供給される電流に対して位相を１８０゜反転させて、パルス幅τ０を有する指令値Ｉ_Ｌが所定周期Ｔ０で現われるように指令電流Ｉ_Ｌが供給される。尚、所定周期Ｔ０は、アッパスプリング５２およびロアスプリング３０のバネ定数と可動部の質量とで定まるバネ−質量系の固有振動の周期に等しい値として予めＥＣＵ１２に記憶されている周期である。
【００２７】
このようにアッパコイル３８およびロアコイル４２に電流が供給されると、アーマチャ３４に閉弁方向への電磁力と開弁方向への電磁力とが交互に周期Ｔ０で作用することで、可動部に固有振動が励起される。その結果、図２（Ｃ）に示す如く、中立位置に維持されていた弁体１４は、その振動振幅が徐々に増幅しながら所定周期Ｔ０で単振動を行い、最終的には、弁体１４は全閉位置に到達する。以下、内燃機関の始動が要求された後、可動部の固有振動を利用して、弁体１４を中立位置から全閉位置まで変位させるための処理を初期駆動と称す。
【００２８】
ところで、電磁駆動弁１０の可動部については、次式（１）に示す運動方程式が成立する。
ｍ・（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋ・ｘ＋ｃ・（ｄｘ／ｄｔ）＋ｆ＝ｆｅｍ・・・（１）
但し、ｆｅｍはアーマチャ３４に作用する電磁力、ｍは可動部の質量、ｘはアーマチャ３４の中立位置からの変位量、ｋはアッパスプリング５２およびロアスプリング３０のバネ定数、ｃは弁軸２２とバルブガイド２４との間およびアーマチャ軸３２と軸受け４６，４８との間に供給される潤滑油による粘性係数、ｆはそれらの摺動部における摺動抵抗、および、内燃機関の筒内圧による抵抗を含む外力項である。
【００２９】
電磁駆動弁１０において、アッパスプリング５２およびロアスプリング３０の劣化や、弁体１４へのデポジットの付着等による可動部の質量増加等が生じると、バネ力ｋ・ｘが変化することになる。また、上記の摺動部における潤滑油の量が増減すると潤滑油による粘性抵抗等が変化することになる。このような場合、可動部の振動特性は変化することになる。
【００３０】
かかる状態で予めＥＣＵ１２に記憶されている所定周期でアッパコイル３８およびロアコイル４２に交互に励磁電流の供給が行われると、可動部の実際の振動特性に応じた周期に従って通電が行われず、弁体１４の振動振幅が速やかに増幅されない事態が生ずる。この場合、電磁駆動弁１０の初期駆動が効率的に行われなくなり、電磁駆動弁１０の始動性が低下してしまう。
【００３１】
そこで、本実施例の電磁駆動弁１０では、初期駆動時において可動部の実際の振動特性に応じた周期でアッパコイル３８およびロアコイル４２への励磁電流の供給が行われていない場合にその周期を適正な周期に補正することとしている。以下、図３乃至図５を参照して、本実施例の特徴部について説明する。
図３（Ａ）は、初期駆動が要求された場合にアッパコイル３８に供給される指令電流のタイムチャートを示す。図３（Ｂ）は、初期駆動が要求された場合にロアコイル４２に供給される指令電流のタイムチャートを示す。また、図３（Ｃ）は、各コイルに図３（Ａ）および（Ｂ）に示す指令電流が供給された場合の弁体１４のリフト波形を示す。尚、図３において、可動部の振動特性が初期状態から変化している場合を実線で、また、可動部の振動特性が初期状態に維持されている場合を破線で、それぞれ示している。
【００３２】
図３に示す如く、本実施例において、内燃機関の始動が要求される（時刻ｔ＝０）と、まずアッパコイル３８にパルス幅τ０の指令電流Ｉ_Ｕが供給される。アッパコイル３８に指令電流Ｉ_Ｕが供給されると、中立位置に維持されていた弁体１４は、可動部の振動特性に応じた周期に従って運動を開始する。可動部が弁体１４の中立位置から最初に振動振幅のピークに達するまでの経過時間ｔが、始動要求後に最初にアッパコイル３８に供給される指令電流Ｉ_Ｕのパルス幅τ０に一致する場合（図３において時刻ｔ＝ｔ０）は、図３に破線で示す如く、その後も、パルス幅τ０の指令電流がロアコイル４２およびアッパコイル３８に交互に供給される。尚、本実施例において、各コイルに供給する指令電流のパルス幅は同一の値に設定されている。従って、本実施例では、パルス幅の２倍が各コイルに供給する指令電流の周期に一致している。
【００３３】
一方、可動部の振動特性の変化に起因して、上記の経過時間ｔがパルス幅τ０に一致しない場合（図３において時刻ｔ＝ｔ１）は、図３に実線で示す如く、その後に、アッパコイル３８に供給される指令電流Ｉ_Ｕおよびロアコイル４２に供給される指令電流Ｉ_Ｌのパルス幅は共に、可動部における実際の振動特性に応じたパルス幅τ１に変更される。この場合、可動部における実際の振動特性に応じた周期と、アッパコイル３８およびロアコイル４２への通電の周期とが一致することで、弁体１４の振動振幅は速やかに増幅することとなる。このため、本実施例の電磁駆動弁１０によれば、初期駆動を効率的に行うことができ、その結果、始動性の向上を図ることができる。
【００３４】
図４は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４に示すルーチンは、その処理が終了する毎に繰り返しに起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。
ステップ１００では、前回の処理サイクルから今回の処理サイクルにかけて初期駆動の要求が行われたか否かが判別される。具体的には、キースイッチ６８に内蔵されるスタータスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったか否かが判別される。その結果、上記の条件が成立しないと判別された場合、すなわち、スタータスイッチがオフ状態のまま、或いは、オン状態のままであると判別された場合は、以後、何ら処理が進められることなく、今回のルーチンが終了される。一方、上記の条件が成立すると判別された場合は、次にステップ１０２の処理が実行される。
【００３５】
ステップ１０２では、所定パルス幅τ０の指令電流をアッパコイル３８およびロアコイル４２に交互に供給する処理が実行される。本ステップ１０２の処理が実行されると、中立位置に維持されていた弁体１４が、まず閉弁方向への変位を開始する。
ステップ１０４では、弁体１４の変位がピークに達したか否か、具体的には、アーマチャ３４の位置Ｘの変化勾配がゼロであるか、或いは、前回の処理時から今回の処理時にかけて変化勾配の符号が反転したか否かが判別される。本ステップ１０４の処理は、上記の条件が成立すると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、弁体１４の変位がピークに到達したと判別された場合は、次にステップ１０６の処理が実行される。
【００３６】
ステップ１０６では、上記ステップ１０２の処理が開始された後、本ステップ１０６の処理が開始されるまでに要した時間ｔ１が算出される。
ステップ１０８では、上記ステップ１０６で算出された変位時間ｔ１と、所定値ｔ０との差が遅れ時間ｔｘとして算出される。尚、所定値ｔ０は、コイルに指令電流が供給された後、弁体１４が可動部の振動特性に従って振動振幅のピークに達すると予想される時間であり、予めＥＣＵ１２に記憶されている。
【００３７】
ステップ１１０では、上記ステップ１０８で算出された遅れ時間ｔｘに基づいて、アッパコイル３８およびロアコイル４２に供給する指令電流のパルス幅補正量Δτｘが決定される。
図５は、遅れ時間ｔｘとパルス幅補正量Δτｘとの最適な関係を、予め実験的に求めることにより得られたマップを示す。上記ステップ１１０では、図５に示すマップを参照することによりパルス幅補正量Δτｘが決定される。
【００３８】
ステップ１１２では、パルス幅補正量Δτｘに所定パルス幅τ０を加算して得られた値を、アッパコイル３８およびロアコイル４２に供給する指令電流のパルス幅τ１にする処理が実行されると共に、そのパルス幅の２倍を指令電流の周期Ｔ１にする処理が実行される。
ステップ１１４では、上記ステップ１１２で演算されたパルス幅τ１および周期Ｔ１に従って、アッパコイル３８およびロアコイル４２に指令電流を供給する処理が実行される。本ステップ１１４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００３９】
上記の処理によれば、初期駆動が要求された後に最初に可動部が振動振幅のピークに達するのに要した経過時間ｔが所望の時間ｔ０でない場合に、アッパコイル３８およびロアコイル４２への指令電流を、その経過時間ｔに応じたパルス幅および周期に変更することができる。このため、本実施例によれば、初期駆動時に、可動部における実際の振動特性に応じた周期でアッパコイル３８およびロアコイル４２への通電を行うことができ、弁体１４の振動振幅を速やかに増幅させることができる。従って、本実施例の電磁駆動弁１０によれば、可動部の振動特性を有効に利用できるので初期駆動を効率的に行うことができ、始動性の向上を図ることができる。これにより、内燃機関の始動性の向上を図ることが可能となっている。
【００４０】
本実施例においては、初期駆動が要求された直後に弁体１４が中立位置から閉弁側に向けて変位する過程において可動部の振動特性を検出し、その振動特性に基づいて各コイルへの指令電流のパルス幅および周期を補正することとしている。このため、本実施例によれば、初期駆動の早い段階から弁体１４の振動振幅を速やかに増幅させることができる。従って、本実施例の電磁駆動弁１０によれば、更に効率的な初期駆動を実現することができる。
【００４１】
尚、上記の実施例においては、アッパコア３６およびアッパコイル３８、および、ロアコア４０およびロアコイル４２が請求項１記載の「電磁石」に、可動部が弁体１４の中立位置から閉弁側のピークに到達するのに要した時間ｔ１が請求項１記載の「パラメータ」に相当していると共に、ＥＣＵ１２が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより請求項１記載の「初期駆動手段」が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより請求項１記載の「振動特性検出手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより請求項１記載の「補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００４２】
次に、上記図１と共に図６および図７を参照して、本発明の第２実施例について説明する。本実施例のシステムは、上記図１に示す電磁駆動弁１０において、ＥＣＵ１２が図７に示すルーチンを実行することにより実現される。
弁体１４が閉弁側から開弁側へ変位する場合と、開弁側から閉弁側へ変位する場合とでは、可動部の振動特性が異なる場合がある。以下、弁体１４が閉弁側から開弁側へ変位する場合の可動部の振動特性を開弁側振動特性と、弁体１４が開弁側から閉弁側へ変位する場合の可動部の振動特性を閉弁側振動特性と、それぞれ称す。かかる状況下で弁体１４の振動振幅を速やかに増幅させるためには、開弁側振動特性に応じたパルス幅の指令電流をロアコイル４２に供給し、閉弁側振動特性に応じたパルス幅の指令電流をアッパコアイル３８に供給すると共に、それらの振動特性から定まる周期で各指令電流の供給を行うことが有効である。
【００４３】
そこで、本実施例においては、初期駆動が要求された後に、可動部が閉弁側のピークに達した後開弁側のピークまで変位するのに要した経過時間に基づいてロアコイル４２への指令電流のパルス幅を変更すると共に、可動部が開弁側のピークに達した後閉弁側のピークまで変位するのに要した経過時間に基づいてアッパコイル３８への指令電流のパルス幅を変更することとしている。
【００４４】
図６（Ａ）は、本実施例において、初期駆動が要求された場合にアッパコイル３８に供給される指令電流のタイムチャートを示す。図６（Ｂ）は、初期駆動が要求された場合にロアコイル４２に供給される指令電流のタイムチャートを示す。また、図６（Ｃ）は、各コイルに図６（Ａ）および（Ｂ）に示す指令電流が供給された場合の弁体１４のリフト波形を示す。
【００４５】
図６に示す如く、本実施例において、内燃機関の始動が要求される（時刻ｔ＝０）と、上記第１実施例と同様に、まずアッパコイル３８にパルス幅τ０の指令電流Ｉ_Ｕが供給される。アッパコイル３８に指令電流Ｉ_Ｕが供給されると、中立位置に維持されていた弁体１４は、可動部の閉弁側振動特性に応じた周期で運動を開始する。また、弁体１４が閉弁側のピークに達した後に開弁方向に向けて変位する場合は、弁体１４は、可動部の開弁側振動特性に応じた周期で運動を開始する。
【００４６】
本実施例においては、弁体１４が可動部の振動振幅の閉弁側のピークに達した後開弁側のピークまで変位するのに要する時間Ｔ２（図６においてＴ２＝ｔ３ −ｔ２）、および、開弁側のピークに達した後閉弁側のピークまで変位するのに要する時間Ｔ３（図６においてＴ３＝ｔ４ −ｔ３）が、それぞれ、ロアコイル４２およびアッパコイル３８への指令電流のパルス幅τ_{Ｌ，}τ_Ｕとして用いられると共に、それらの和（Ｔ２＋Ｔ３）がアッパコイル３８およびロアコイル４２への指令電流の周期Ｔ１として用いられる（Ｔ１＝Ｔ２＋Ｔ３）。そして、時間Ｔ２と時間Ｔ３とに基づいて、アッパコイル３８およびロアコイル４２に供給する指令電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｌのパルス幅が、それぞれ、可動部における実際の振動特性に応じたパルス幅τ_Ｕ（＝Ｔ３），τ_Ｌ（＝Ｔ２）に変更されると共に、それらの周期が周期Ｔ１（＝τ_Ｕ＋τ_Ｌ）に変更される。
【００４７】
この場合、弁体１４が可動部の閉弁側振動特性に従って開弁側のピークから閉弁側のピークまで変位するのに要する時間と、アッパコイル３８への通電のパルス幅とが一致し、弁体１４が可動部の開弁側振動特性に従って閉弁側のピークから開弁側のピークまで変位するのに要する時間と、ロアコイル４２への通電のパルス幅とが一致し、また、可動部がその振動振幅の一方のピークから再び一方のピークまで変位するのに要する周期とアッパコイル３８およびロアコイル４２への通電の周期とが一致することで、弁体１４の振動振幅は速やかに増幅することとなる。このため、本実施例の電磁駆動弁１０によれば、上記第１実施例の場合に比して更に効率的に初期駆動を行うことができ、その結果、始動性の向上を図ることができる。
【００４８】
図７は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図７に示すルーチンは、その処理が終了する毎に繰り返し起動されるルーチンである。尚、図７において、上記図４に示すステップと同一の処理を実行する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する。すなわち、図７に示すルーチンにおいては、上記ステップ１０４の処理が終了した後、ステップ１２０の処理が実行される。
【００４９】
ステップ１２０では、弁体１４が可動部の振動振幅の閉弁側のピークに達した後開弁側のピークまで変位するのに要する時間Ｔ２の計時が開始される（図６において時刻ｔ＝ｔ２）。
ステップ１２２では、上記ステップ１０４と同様の手法により、弁体１４の変位がピークに達したか否かが判別される。その結果、否定判別がされた場合は、再び本ステップ１２２の処理が実行される。一方、本ステップ１２２において肯定判別がされた場合は、弁体１４の変位が開弁側のピークに到達したと判断できる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１２４の処理が実行される。
【００５０】
ステップ１２４では、時間Ｔ２の計時が終了されると共に、弁体１４が可動部の振動振幅の開弁側のピークに達した後閉弁側のピークまで変位するのに要する時間Ｔ３の計時が開始される（図６において時刻ｔ＝ｔ３）。
ステップ１２６では、上記ステップ１０４および１２２と同様の手法により、弁体１４の変位がピークに達したか否かが判別される。その結果、否定判別がされた場合は、再び本ステップ１２６の処理が実行される。一方、本ステップ１２６において肯定判別がされた場合は、弁体１４の変位が閉弁側のピークに到達したと判断できる。かかる判別がなされると、次にステップ１２８の処理が実行される。
【００５１】
ステップ１２８では、時間Ｔ３の計時が終了される（図６において時刻ｔ＝ｔ４）。
ステップ１３０では、時間Ｔ２をロアコイル４２に供給する指令電流Ｉ_Ｌのパルス幅τ_Ｌに、時間Ｔ３をアッパコイル３８に供給する指令電流Ｉ_Ｕのパルス幅τ_Ｕにする処理が実行されると共に、時間Ｔ２とＴ３との和（Ｔ２＋Ｔ３）を、アッパコイル３８およびロアコイル４２に供給する指令電流Ｉ_Ｕ，Ｉ_Ｌの周期Ｔ１にする処理が実行される。
【００５２】
ステップ１３２では、上記ステップ１３０で演算されたパルス幅τ_Ｕ，τ_Ｌおよび周期Ｔ１に従って、アッパコイル３８およびロアコイル４２に指令電流を供給する処理が実行される。本ステップ１１４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
上記の処理によれば、初期駆動が要求された後に、弁体１４が可動部の振動振幅の閉弁側のピークに達した後開弁側のピークまで変位するのに要した時間Ｔ２、および、開弁側のピークに達した後閉弁側のピークまで変位するのに要した時間Ｔ３に基づいて、アッパコイル３８およびロアコイル４２に供給する指令電流のパルス幅および周期を変更することができる。このため、本実施例によれば、初期駆動時に、可動部の開弁側振動特性および閉弁側振動特性に応じた周期でアッパコイル３８およびロアコイル４２への通電を行うことができ、弁体１４の振動振幅を更に速やかに増幅させることができる。従って、本実施例の電磁駆動弁１０によれば、可動部の開弁側振動特性および閉弁側振動特性に従って初期駆動を効率的に行うことができ、その結果、始動性の更なる向上を図ることができる。
【００５３】
尚、上記の第２実施例においては、アッパコア３６およびアッパコイル３８、および、ロアコア４０およびロアコイル４２が請求項２記載の「第１および第２の電磁石」に、可動部が閉弁側のピークに達した後開弁側のピークまで変位するのに要した時間Ｔ２が請求項２記載の「第１のパラメータ」に、可動部が開弁側のピークに達した後閉弁側のピークまで変位するのに要する時間Ｔ３が請求項２記載の「第２のパラメータ」に、それぞれ相当している。
【００５４】
また、上記の第２実施例においては、ＥＣＵ１２が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより請求項２記載の「初期駆動手段」が、上記の時間Ｔ２およびＴ３を検出することにより請求項２記載の「振動特性検出手段」が、上記ステップ１３０においてアッパコイル３８およびロアコイル４２に供給する指令電流のパルス幅を変更することにより請求項２記載の「補正手段」が、上記ステップ１３０においてアッパコイル３８およびロアコイル４２に供給する指令電流の周期を変更することにより請求項１記載の「補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００５５】
ところで、上記の第２実施例においては、アッパコイル３８およびロアコイル４２への指令電流のパルス幅を、それぞれ、可動部が振動振幅の開弁側のピークから閉弁側のピークまで変位するのに要した時間Ｔ２、および、可動部が振動振幅の閉弁側のピークから開弁側のピークまで変位するのに要した時間Ｔ３に変更することとしているが、それらの時間Ｔ２とＴ３との平均値（Ｔ２＋Ｔ３）／２を算出して、アッパコイル３８への指令電流およびロアコイル４２への指令電流のパルス幅を、その平均値に変更することとしてもよい。
【００５６】
また、上記の第１および２実施例においては、可動部の振動周期を可動部の振動特性を表す値として用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、可動部の振動振幅のピーク値の増加率を可動部の振動特性を表す値として用いることとしてもよい。
図８は、可動部の振動特性を表す値として用いられる振動振幅のピーク値Ｐの変化を説明するための図である。可動部の振動振幅のピーク値Ｐの増加率（図８において（Ｐ４ −Ｐ２）／Ｐ２および（Ｐ３ −Ｐ１）／Ｐ１）は、その振動特性に応じて変動する。すなわち、可動部の振動特性に応じた周期でアッパコイル３８およびロアコイル４２に指令電流が供給されている場合（図８に実線で示す）に比して、指令電流の供給が可動部の振動特性に応じた周期で行われていない場合（図８に破線で示す）には、上記したピーク値の増加率は小さな値となる。従って、可動部の振動振幅のピーク値の増加率を可動部の振動特性を表す値として用い、この値に応じて指令電流の周期を補正させることとすればよい。
【００５７】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１乃至３記載の発明によれば、初期駆動における通電の周期を可動部の振動特性に応じて補正することで、初期駆動時において弁体の振動振幅を速やかに増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である電磁駆動弁の全体構成図である。
【図２】図２（Ａ）は、本実施例の電磁駆動弁において初期駆動が要求された場合にアッパコイルに供給される指令電流のタイムチャートを示す図である。図２（Ｂ）は、本実施例の電磁駆動弁において初期駆動が要求された場合にロアコイルに供給される指令電流のタイムチャートを示す図である。図２（Ｃ）は、各コイルに図２（Ａ）および（Ｂ）に示す指令電流が供給された場合の弁体のリフト波形を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、初期駆動が要求された場合にアッパコイルに供給される指令電流のタイムチャートを、可動部の振動特性が初期状態から変化している場合と初期状態に維持されている場合とで比較した図である。図３（Ｂ）は、初期駆動が要求された場合にロアコイルに供給される指令電流のタイムチャートを、可動部の振動特性が初期状態から変化している場合と初期状態に維持されている場合とで比較した図である。図３（Ｃ）は、各コイルに図３（Ａ）および（Ｂ）に示す指令電流が供給された場合の弁体のリフト波形を、可動部の振動特性が初期状態から変化している場合と初期状態に維持されている場合とで比較した図である。
【図４】本実施例においてＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図５】本実施例において遅れ時間ｔｘとパルス幅補正量Δτｘとの最適な関係を予め実験的に求めることにより得られたマップを示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明の第２実施例において、初期駆動が要求された場合にアッパコイルに供給される指令電流のタイムチャートを示す図である。図６（Ｂ）は、初期駆動が要求された場合にロアコイルに供給される指令電流のタイムチャートを示す図である。図６（Ｃ）は、各コイルに図６（Ａ）および（Ｂ）に示す指令電流が供給された場合の弁体のリフト波形を示す図である。
【図７】本実施例においてＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図８】可動部の振動特性を表す値として用いられる振動振幅のピーク値の変化を説明するための図である。
【符号の説明】
１０電磁駆動弁
１２電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１４弁体
３０ロアスプリング
３４アーマチャ
３６アッパコア
３８アッパコイル
４０ロアコア
４２ロアコイル
５２アッパスプリング
６４距離センサ[0001]
BACKGROUND 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 opens and closes a valve body using an electromagnetic force and a spring force.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 4-67005, an electromagnetically driven valve that opens and closes a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine is known. This electromagnetically driven valve is composed of an armature interlocking with the valve body, a pair of springs for urging the armature, a valve opening electromagnet and a valve closing mechanism for applying an electromagnetic force in the valve opening direction and the valve closing direction to the armature, respectively. And an electromagnet. Therefore, according to the conventional electromagnetically driven valve, the valve body can be reciprocated between the fully closed position and the fully open position by energizing each electromagnet alternately. Hereinafter, the valve body and the part interlocked with the valve body are referred to as a movable portion.
[0003]
In the conventional electromagnetically driven valve, as a method of displacing the valve body stopped at the neutral position to the fully closed position or the fully opened position, both the valve opening electromagnet and the valve closing electromagnet are alternately energized at an appropriate cycle. I am going to do that. When the electromagnet is energized in this way, the natural vibration determined from the mass of the movable part and the spring constant of the spring is excited, and the valve element gradually increases in the vibration amplitude and is in the fully closed position or the fully open position. Can be displaced until it reaches. Therefore, according to the conventional electromagnetically driven valve, the valve element stopped at the neutral position can be displaced to the fully closed position or the fully open position with relatively little power consumption. Hereinafter, the control for displacing the valve body stopped at the neutral position to the fully closed position or the fully opened position is referred to as initial drive.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When starting the electromagnetically driven valve, the natural vibration characteristic of the spring-mass system may be changed due to the deterioration of the spring or the increase in the mass of the movable part due to the deposit attached to the valve body. In addition, friction may occur in the movable part due to the viscous resistance of the lubricating oil supplied between the valve shaft and the valve guide and between the armature shaft and the bearing, and the external force acting on the movable part may change. . In such a case, the vibration characteristics of the movable part change according to those changes. Under such circumstances, if the electromagnet is energized at a preset cycle, the energization is not performed according to the cycle according to the actual vibration characteristics of the movable part, so that the vibration amplitude of the valve body is not rapidly amplified. Things happen. In this case, the initial drive of the electromagnetically driven valve is not efficiently performed, and the startability of the electromagnetically driven valve is degraded.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and by correcting the energization period in the initial drive according to the vibration characteristics of the movable part, the valve body can be driven efficiently in the initial drive. An object is to provide an electromagnetically driven valve.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an armature interlocked with the valve body and an electromagnet that applies an electromagnetic force to the armature when energized are provided, and the electromagnetic force and the spring force cooperate with each other. In a control device for an electromagnetically driven valve that opens and closes the valve body,
Predetermined on the electromagnet Energizing An initial drive means for displacing the valve body to a displacement end by energizing in a cycle and exciting the natural vibration of the spring-mass system;
Vibration characteristic detecting means for detecting a parameter corresponding to the vibration characteristic of the armature;
Above Detected by the vibration characteristic detecting means According to parameters To match the vibration period The predetermined Energizing Correction means for correcting the period;
This is achieved by a control device for an electromagnetically driven valve.
[0007]
In the present invention, the valve element is driven to a predetermined displacement end by exciting the natural vibration of the spring-mass system by energizing the electromagnet with a predetermined period. Further, a parameter corresponding to the vibration characteristic of the armature is detected. If the electromagnet is not energized according to the period according to the actual vibration characteristics of the armature, the natural vibration is not excited efficiently, and the vibration amplitude of the valve body cannot be increased quickly. In the present invention, in such a case, the energization cycle of the electromagnet is corrected to a cycle according to the actual vibration characteristics of the armature. Therefore, according to the present invention, it is possible to quickly increase the vibration amplitude of the valve body in the initial drive.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, there is provided an armature interlocking with a valve body, and first and second electromagnets that apply electromagnetic force in a valve opening direction and a valve closing direction to the armature when energized, respectively. In an electromagnetically driven valve control device that opens and closes the valve body by cooperating electromagnetic force and spring force,
Initial drive means for displacing the valve body to a displacement end by energizing the first and second electromagnets alternately in a predetermined cycle to excite the natural vibration of the spring-mass system;
A first parameter according to the vibration characteristic of the armature when the valve body is displaced in the valve opening direction, and a second parameter according to the vibration characteristic of the armature when the valve body is displaced in the valve closing direction Vibration characteristic detecting means for detecting each parameter;
Above Detected by the vibration characteristic detecting means According to the first parameter and the second parameter To match the vibration period , To the first and second electromagnets by the initial drive means Energization cycle Correction means for correcting each,
This is achieved by a control device for an electromagnetically driven valve.
[0009]
In the present invention, the valve element is driven to a predetermined displacement end by exciting the natural vibration of the spring-mass system by alternately energizing the first and second electromagnets in a predetermined cycle. The vibration characteristics of the armature may differ between when the valve element is opened and when it is closed. In the present invention, the first parameter according to the vibration characteristic of the armature when the valve body is displaced in the valve opening direction, and the second parameter according to the vibration characteristic of the armature when the valve body is displaced in the valve closing direction Each parameter is detected. When the first and second electromagnets are not energized according to the time according to the vibration characteristics when the valve body is opened and the time according to the vibration characteristics when the valve body is closed, And the energization time length per cycle to the second electromagnet is corrected according to those times. Therefore, according to the present invention, it is possible to quickly increase the vibration amplitude of the valve body in the initial drive.
[0010]
Further, the above object is as described in claim 3, in the control device for the electromagnetically driven valve according to claim 1 or 2,
The parameter corresponding to the vibration characteristic may be a vibration period of the armature.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electromagnetically driven valve 10 according to a first embodiment of the present invention. The electromagnetically driven valve 10 is provided corresponding to each intake valve and exhaust valve of the internal combustion engine. The electromagnetically driven valve 10 is controlled by an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 12. As shown in FIG. 1, the electromagnetically driven valve 10 includes a valve body 14 that functions as an intake valve or an exhaust valve. The valve body 14 is disposed in the cylinder head 16 so that the tip is exposed in the combustion chamber of the internal combustion engine. A port 18 is formed in the cylinder head 16. A valve seat 20 is formed at the opening of the port 18 to the combustion chamber. The port 18 is cut off when the valve body 14 is seated on the valve seat 20, and is turned on when the valve body 14 is separated from the valve seat 20.
[0012]
The valve body 14 is integrally provided with a valve shaft 22 extending upward. A valve guide 24 is disposed inside the cylinder head 16. The valve guide 24 holds the valve shaft 22 so as to be slidable in the axial direction. When the valve shaft 22 slides in the valve guide 24, lubricating oil is supplied between the valve guide 24 and the valve shaft 22. A lower spring holding space 26 formed in a cylindrical shape is formed in a portion of the cylinder head 12 surrounding substantially the upper half of the valve shaft 22. The upper part of the valve guide 24 is exposed inside the lower spring holding space 26.
[0013]
A lower retainer 28 is fixed to the upper end of the valve shaft 22. Between the lower retainer 28 and the bottom surface of the lower spring holding space 26, a lower spring 30 that generates a biasing force in a direction to separate them is disposed. The lower spring 30 urges the valve shaft 22 and the valve body 14 via the lower retainer 28 upward in FIG. 1, that is, in a direction in which the valve body 14 faces the valve seat 20. Hereinafter, the direction in which the valve body 14 faces the valve seat 20 is referred to as a valve closing direction, and the direction in which the valve body 14 is separated from the valve seat 20 is referred to as a valve opening direction.
[0014]
The lower end surface of the armature shaft 32 is in contact with the upper end surface of the valve shaft 22. The armature shaft 32 is disposed coaxially with the valve shaft 22. An armature 34 is joined to the outer periphery of the central portion of the armature shaft 32 in the axial direction. The armature 34 is an annular member made of a soft magnetic material.
An upper core 36 and an upper coil 38 are disposed above the armature 34. A lower core 40 and a lower coil 42 are disposed below the armature 34. The upper coil 38 and the lower coil 42 are accommodated in annular grooves 36a and 40a formed in the upper core 36 and the lower core 40, respectively. The upper coil 38 and the lower coil 42 are electrically connected to the ECU 12. The ECU 12 supplies a command current to the upper coil 38 and the lower coil 42 so that the valve element 14 is appropriately opened and closed.
[0015]
A cylindrical core holding space 44 is formed in the cylinder head 16. The core holding space 44 communicates with the upper portion of the lower spring holding space 26 and opens above the cylinder head 16. The upper core 36 and the lower core 40 are fixed in the core holding space 44 at a predetermined interval.
Each of the upper core 36 and the lower core 40 includes through holes 36b and 40b penetrating through the central portion thereof. Bearings 46 and 48 are disposed in the through holes 36b and 40b. The armature shaft 32 passes through the through holes 36b and 40b and is held by the bearings 46 and 48 so as to be slidable in the axial direction. When the armature shaft 32 slides in the bearings 46 and 48, lubricating oil is supplied between the armature shaft 32 and the bearings 46 and 48.
[0016]
An applicator 50 is fixed to the upper end of the armature shaft 32. The upper end of the upper spring 52 is in contact with the upper surface of the upper retainer 50. A cylindrical upper cap 54 is disposed around the upper spring 52. The upper cap 54 is fixed to the upper surface of the cylinder head 16 by a bolt (not shown).
[0017]
An adjuster bolt 56 is screwed to the upper end portion of the upper cap 54. The upper end surface of the upper spring 52 is in contact with the adjuster bolt 56. The upper spring 52 urges the armature shaft 32 downward in FIG. 1 through the upper retainer 50. The adjuster bolt 56 is adjusted so that the neutral position of the armature 32 is an intermediate point between the upper core 36 and the lower core 40.
[0018]
A shaft member 60 is coaxially connected to the armature shaft 32 on the upper end surface of the armature shaft 32. A through hole 56 a is provided in the center of the adjuster bolt 56. The shaft member 60 extends upward through the hollow portion in the upper spring 52 and the through hole 56 a of the adjuster bolt 56.
A housing 62 is fixed to the upper portion of the upper cap 54. A distance sensor 64 is disposed in the housing 62. The distance sensor 64 detects the distance to the shaft member 60 by irradiating the tip surface of the shaft member 60 with laser light emitted from the semiconductor laser and detecting the reflected light. And the signal according to the distance is output toward ECU12. The ECU 12 detects the distance between the distance sensor 64 and the shaft member 60 based on the output signal of the distance sensor 64, and detects the position X of the armature 34 based on the distance.
[0019]
A vehicle key switch 68 is connected to the ECU 12. The key switch 68 includes an accessory switch, an ignition switch, and a starter switch. The electromagnetically driven valve 10 starts an initial drive described later when the starter switch is turned on.
Next, the operation of the electromagnetically driven valve 10 will be described. When no excitation current is supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42, the armature 34 is maintained in its neutral position, that is, in the center between the upper core 36 and the lower core 40, as shown in FIG.
[0020]
When an excitation current is supplied to the upper coil 38 in such a state, an electromagnetic force in the valve closing direction acts on the armature 34 by the magnetic flux generated by the upper coil 38. For this reason, the armature 34 is displaced until it abuts against the upper core 36 against the urging force of the upper spring 52. When the armature 34 is in contact with the upper core 36, the valve body 14 is fully closed by being seated on the valve seat 20. Hereinafter, the position where the armature 34 contacts the upper core 36 is referred to as the armature 34 or the fully closed position of the valve body 14.
[0021]
When the supply of the excitation current to the upper coil 38 is stopped while the valve body 14 is closed, the electromagnetic force acting on the armature 34 in the valve closing direction disappears. For this reason, when the supply of the excitation current to the upper coil 38 is stopped in the above state, the armature 34 starts a single vibration operation in the valve opening direction together with the valve body 14 by the urging force generated by the upper spring 52. To do.
[0022]
In the process in which the armature 34 is displaced according to the simple vibration operation, sliding friction is generated between the valve shaft 22 and the valve guide 24 and between the armature shaft 32 and the bearings 46 and 48. When an exciting current is supplied to the lower coil 42 when the amount of displacement of the armature 34 in the valve opening direction reaches a predetermined value, an electromagnetic force that urges the armature 34 toward the lower core 40 is generated. When the electromagnetic force applied to the armature 34 is applied, the armature 34 is displaced until it abuts against the lower core 40 against the urging force generated by the lower spring 30 by compensating for the energy lost by the sliding friction. When the armature 34 is in contact with the lower core 40, the valve body 14 is fully opened. Hereinafter, the position where the armature 34 abuts on the lower core 40 is referred to as the fully opened position of the armature 34 or the valve body 14.
[0023]
When the supply of the excitation current to the lower coil 42 is stopped in a state where the valve body 14 is opened, the electromagnetic force acting on the armature 34 in the valve opening direction disappears. In this case, the armature 34 and the valve body 14 start a single vibration operation toward the valve closing direction by the urging force generated by the lower spring 30. When supply of an exciting current to the upper coil 38 is started when these displacement amounts reach predetermined values, the armature 34 compensates for energy lost due to sliding friction by the electromagnetic force generated by the upper coil 38, and the armature 34 has an upper core 36. Displaces until it touches. When the armature 34 is in contact with the upper core 36, the valve element 14 is again fully closed.
[0024]
Thus, according to the electromagnetically driven valve 10, the valve element 14 can be displaced to the fully closed position by supplying an excitation current to the upper coil 38, and the valve element 14 can be supplied by supplying an excitation current to the lower coil 42. Can be displaced to the fully open position. Therefore, according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, the valve body 14 is repeatedly reciprocated between the fully open position and the fully closed position by supplying excitation current to the upper coil 38 and the lower coil 42 alternately at appropriate timing. Can exercise. Hereinafter, in the electromagnetically driven valve 10, the valve body 14 and the portion that is interlocked with the valve body 14 are referred to as a movable portion.
[0025]
By the way, in the electromagnetically driven valve 10, the valve body 14 is maintained at the neutral position between the fully open position and the fully closed position by the upper spring 52 and the lower spring 30 while the internal combustion engine is stopped. For this reason, in order to shift the electromagnetically driven valve 10 to a steady operating state after the start of the internal combustion engine is requested, it is necessary to displace the valve body 14 maintained at the neutral position to the fully open position or the fully closed position. There is.
[0026]
FIGS. 2A and 2B are time charts of command currents supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42, respectively, in order to displace the valve body 14 to the fully closed position when the internal combustion engine is started. FIG. 2C shows the lift waveform of the valve body 14 when the command current shown in FIGS. 2A and 2B is supplied to each coil.
After the start of the internal combustion engine is requested, the upper coil 38 has a command value I having a pulse width τ 0 as shown in FIGS. _U Command current I so that appears at a predetermined period T0. _U Is supplied. Further, the lower coil 42 has a command value I having a pulse width τ 0 by inverting the phase by 180 ° with respect to the current supplied to the upper coil 38. _L Command current I so that appears at a predetermined period T0. _L Is supplied. The predetermined cycle T0 is a cycle stored in advance in the ECU 12 as a value equal to the natural vibration cycle of the spring-mass system determined by the spring constants of the upper spring 52 and the lower spring 30 and the mass of the movable part.
[0027]
When current is supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42 in this way, the electromagnetic force in the valve closing direction and the electromagnetic force in the valve opening direction alternately act on the armature 34 at the period T0, so Vibration is excited. As a result, as shown in FIG. 2C, the valve body 14 maintained at the neutral position performs simple vibration at a predetermined cycle T0 while gradually amplifying the vibration amplitude, and finally the valve body 14 Reaches the fully closed position. Hereinafter, the process for displacing the valve body 14 from the neutral position to the fully closed position using the natural vibration of the movable part after the internal combustion engine is requested to start is referred to as initial drive.
[0028]
By the way, about the movable part of the electromagnetically driven valve 10, the equation of motion shown in the following equation (1) is established.
m · (dx / dt) + k · x + c · (dx / dt) + f = fem (1)
Where fem is the electromagnetic force acting on the armature 34, m is the mass of the movable part, x is the amount of displacement from the neutral position of the armature 34, k is the spring constant of the upper spring 52 and the lower spring 30, and c is the valve shaft 22 Viscosity coefficient due to the lubricating oil supplied between the valve guide 24 and between the armature shaft 32 and the bearings 46 and 48, f is the sliding resistance at those sliding portions and the resistance due to the in-cylinder pressure of the internal combustion engine. Including external force terms.
[0029]
In the electromagnetically driven valve 10, the spring force k · x changes when the upper spring 52 and the lower spring 30 are deteriorated or the mass of the movable part is increased due to deposits attached to the valve body 14. Further, when the amount of the lubricating oil in the sliding portion increases or decreases, the viscous resistance due to the lubricating oil changes. In such a case, the vibration characteristic of the movable part changes.
[0030]
In this state, when the excitation current is alternately supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42 in a predetermined cycle stored in the ECU 12 in advance, the energization is not performed according to the cycle according to the actual vibration characteristics of the movable portion, and the valve body 14 There arises a situation in which the vibration amplitude is not rapidly amplified. In this case, the initial drive of the electromagnetically driven valve 10 is not efficiently performed, and the startability of the electromagnetically driven valve 10 is degraded.
[0031]
Therefore, in the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, when the excitation current is not supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42 at a period according to the actual vibration characteristics of the movable part at the time of initial driving, the period is set appropriately. It is supposed to be corrected to a proper period. Hereafter, the characteristic part of a present Example is demonstrated with reference to FIG. 3 thru | or FIG.
FIG. 3A shows a time chart of the command current supplied to the upper coil 38 when the initial drive is requested. FIG. 3B shows a time chart of the command current supplied to the lower coil 42 when the initial drive is requested. FIG. 3C shows a lift waveform of the valve element 14 when the command current shown in FIGS. 3A and 3B is supplied to each coil. In FIG. 3, the solid line indicates the case where the vibration characteristic of the movable part is changed from the initial state, and the broken line indicates the case where the vibration characteristic of the movable part is maintained in the initial state.
[0032]
As shown in FIG. 3, in this embodiment, when the start of the internal combustion engine is requested (time t = 0), first, a command current I having a pulse width τ 0 is applied to the upper coil 38. _U Is supplied. Command current I to the upper coil 38 _U Is supplied, the valve body 14 maintained in the neutral position starts to move according to a cycle according to the vibration characteristics of the movable part. The elapsed time t until the movable part first reaches the peak of the vibration amplitude from the neutral position of the valve body 14 is the command current I supplied to the upper coil 38 first after the start request. _U 3 (time t = t0 in FIG. 3), the command current having the pulse width τ0 is alternately supplied to the lower coil 42 and the upper coil 38 as indicated by the broken line in FIG. In this embodiment, the pulse width of the command current supplied to each coil is set to the same value. Therefore, in this embodiment, twice the pulse width matches the cycle of the command current supplied to each coil.
[0033]
On the other hand, when the elapsed time t does not coincide with the pulse width τ0 due to the change in the vibration characteristics of the movable part (time t = t1 in FIG. 3), as shown by the solid line in FIG. The command current I supplied to 38 _U And the command current I supplied to the lower coil 42 _L Both of the pulse widths are changed to a pulse width τ1 according to the actual vibration characteristics in the movable part. In this case, the vibration amplitude of the valve body 14 is quickly amplified because the period according to the actual vibration characteristic in the movable part coincides with the period of energization to the upper coil 38 and the lower coil 42. For this reason, according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, the initial drive can be efficiently performed, and as a result, the startability can be improved.
[0034]
FIG. 4 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the ECU 12 in this embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 4 is a routine that is repeatedly started every time the process is completed. When the routine shown in FIG. 4 is started, first, the process of step 100 is executed.
In step 100, it is determined whether an initial drive request has been made from the previous processing cycle to the current processing cycle. Specifically, it is determined whether or not the starter switch built in the key switch 68 is switched from the off state to the on state. As a result, when it is determined that the above condition is not satisfied, that is, when it is determined that the starter switch remains in the off state or remains in the on state, no further processing is performed. This routine is terminated. On the other hand, when it is determined that the above condition is satisfied, the process of step 102 is executed next.
[0035]
In step 102, a process of alternately supplying a command current having a predetermined pulse width τ0 to the upper coil 38 and the lower coil 42 is executed. When the processing of step 102 is executed, the valve body 14 that has been maintained at the neutral position first starts to be displaced in the valve closing direction.
In step 104, whether or not the displacement of the valve element 14 has reached a peak, specifically, whether the change gradient of the position X of the armature 34 is zero, or changes from the previous processing to the current processing. It is determined whether the sign of the gradient has been reversed. The process of step 104 is repeatedly executed until it is determined that the above condition is satisfied. As a result, when it is determined that the displacement of the valve body 14 has reached the peak, the process of step 106 is executed next.
[0036]
In step 106, the time t1 required until the process of step 106 is started after the process of step 102 is started is calculated.
In step 108, the difference between the displacement time t1 calculated in step 106 and the predetermined value t0 is calculated as the delay time tx. The predetermined value t0 is a time when the valve body 14 is expected to reach the peak of the vibration amplitude according to the vibration characteristic of the movable part after the command current is supplied to the coil, and is stored in the ECU 12 in advance.
[0037]
In step 110, the pulse width correction amount Δτx of the command current supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42 is determined based on the delay time tx calculated in step 108.
FIG. 5 shows a map obtained by experimentally determining in advance the optimum relationship between the delay time tx and the pulse width correction amount Δτx. In step 110, the pulse width correction amount Δτx is determined by referring to the map shown in FIG.
[0038]
In step 112, a process is performed in which the value obtained by adding the predetermined pulse width τ0 to the pulse width correction amount Δτx is changed to the pulse width τ1 of the command current supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42, and the pulse width Is executed to make the command current cycle T1 twice.
In step 114, processing for supplying a command current to the upper coil 38 and the lower coil 42 is executed in accordance with the pulse width τ1 and the period T1 calculated in step 112. When the processing of step 114 is finished, the current routine is finished.
[0039]
According to the above processing, when the elapsed time t required for the movable part to first reach the peak of the vibration amplitude after the initial drive is requested is not the desired time t0, the command current to the upper coil 38 and the lower coil 42 is Can be changed to a pulse width and period corresponding to the elapsed time t. For this reason, according to the present embodiment, during the initial driving, the upper coil 38 and the lower coil 42 can be energized with a period according to the actual vibration characteristics of the movable part, and the vibration amplitude of the valve body 14 is rapidly amplified. Can be made. Therefore, according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, the vibration characteristics of the movable part can be effectively used, so that the initial drive can be performed efficiently and the startability can be improved. Thereby, it is possible to improve the startability of the internal combustion engine.
[0040]
In this embodiment, immediately after the initial drive is requested, the vibration characteristic of the movable part is detected in the process in which the valve body 14 is displaced from the neutral position toward the valve closing side, and each coil is applied based on the vibration characteristic. The pulse width and cycle of the command current are corrected. For this reason, according to the present embodiment, the vibration amplitude of the valve element 14 can be rapidly amplified from the early stage of the initial drive. Therefore, according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, a more efficient initial drive can be realized.
[0041]
In the above embodiment, the upper core 36 and the upper coil 38, and the lower core 40 and the lower coil 42 reach the “electromagnet” according to claim 1, and the movable part reaches the peak on the valve closing side from the neutral position of the valve body 14. The time t1 required for the operation corresponds to the “parameter” described in claim 1, and the ECU 12 executes the processing of step 102, whereby the “initial driving means” described in claim 1 is By executing the process 106, the “vibration characteristic detecting means” according to claim 1 is realized, and by executing the process at step 112, the “correcting means” according to claim 1 is realized.
[0042]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 together with FIG. The system of the present embodiment is realized by the ECU 12 executing the routine shown in FIG. 7 in the electromagnetically driven valve 10 shown in FIG.
The vibration characteristics of the movable part may differ between when the valve body 14 is displaced from the valve closing side to the valve opening side and when the valve body 14 is displaced from the valve opening side to the valve closing side. Hereinafter, the vibration characteristic of the movable part when the valve body 14 is displaced from the valve closing side to the valve opening side is the valve opening side vibration characteristic, and the movable part when the valve element 14 is displaced from the valve opening side to the valve closing side. The vibration characteristics are referred to as valve-closing vibration characteristics. In order to quickly amplify the vibration amplitude of the valve body 14 under such circumstances, a command current having a pulse width corresponding to the valve-opening side vibration characteristic is supplied to the lower coil 42, and a pulse width corresponding to the valve-closing side vibration characteristic is supplied. It is effective to supply the command current to the upper core pile 38 and to supply each command current at a period determined from the vibration characteristics.
[0043]
Therefore, in the present embodiment, after the initial drive is requested, the command to the lower coil 42 is based on the elapsed time required for the movable part to reach the valve opening side peak after reaching the valve closing side peak. While changing the pulse width of the current, the pulse width of the command current to the upper coil 38 is changed based on the elapsed time required for the movable portion to reach the peak on the valve closing side after reaching the peak on the valve opening side. I am going to do that.
[0044]
FIG. 6A shows a time chart of the command current supplied to the upper coil 38 when the initial drive is requested in this embodiment. FIG. 6B shows a time chart of the command current supplied to the lower coil 42 when the initial drive is requested. FIG. 6C shows a lift waveform of the valve element 14 when the command current shown in FIGS. 6A and 6B is supplied to each coil.
[0045]
As shown in FIG. 6, in this embodiment, when the start of the internal combustion engine is requested (time t = 0), the command current I having the pulse width τ0 is first applied to the upper coil 38 as in the first embodiment. _U Is supplied. Command current I to the upper coil 38 _U Is supplied, the valve body 14 maintained in the neutral position starts to move at a cycle according to the valve-closing vibration characteristic of the movable part. Further, when the valve body 14 is displaced in the valve opening direction after reaching the peak on the valve closing side, the valve body 14 starts to move at a cycle according to the valve opening side vibration characteristics of the movable portion.
[0046]
In this embodiment, the time T2 (T2 = t3−t2 in FIG. 6) required for the valve body 14 to move to the peak on the valve opening side after reaching the peak on the valve closing side of the vibration amplitude of the movable part, and The time T3 (T3 = t4−t3 in FIG. 6) required for the displacement from reaching the peak on the valve opening side to the peak on the valve closing side is the pulse width τ of the command current to the lower coil 42 and the upper coil 38, respectively. _L, τ _U And the sum (T2 + T3) thereof is used as the cycle T1 of the command current to the upper coil 38 and the lower coil 42 (T1 = T2 + T3). Then, based on the time T2 and the time T3, the command current I to be supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42. _U , I _L Of the pulse width τ depending on the actual vibration characteristics of the movable part. _U (= T3), τ _L (= T2) and their period is changed to period T1 (= τ) _U + Τ _L ).
[0047]
In this case, the time required for the valve body 14 to displace from the valve opening side peak to the valve closing side peak according to the valve closing side vibration characteristics of the movable part coincides with the pulse width of the energization to the upper coil 38. The time required for the body 14 to displace from the valve closing side peak to the valve opening side peak according to the valve opening side vibration characteristic of the movable part coincides with the pulse width of energization to the lower coil 42, and the movable part Since the period required for displacement from one peak of the vibration amplitude to the other peak coincides with the period of energization to the upper coil 38 and the lower coil 42, the vibration amplitude of the valve body 14 is quickly amplified. Become. For this reason, according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, the initial drive can be performed more efficiently than in the case of the first embodiment, and as a result, the startability can be improved. .
[0048]
FIG. 7 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the ECU 12 in this embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 7 is a routine that is repeatedly started every time the process is completed. In FIG. 7, steps that execute the same processing as the steps shown in FIG. 4 are given the same reference numerals and description thereof is omitted. That is, in the routine shown in FIG. 7, after the process of step 104 is completed, the process of step 120 is executed.
[0049]
In step 120, the time T2 required for the valve body 14 to move to the peak on the valve opening side after reaching the peak on the valve closing side of the vibration amplitude of the movable part is started (time t = t2 in FIG. 6). ).
In step 122, it is determined whether or not the displacement of the valve body 14 has reached a peak by the same method as in step 104. As a result, when a negative determination is made, the process of step 122 is executed again. On the other hand, if an affirmative determination is made in step 122, it can be determined that the displacement of the valve element 14 has reached the peak on the valve opening side. If such a determination is made, the process of step 124 is executed next.
[0050]
In step 124, the time T2 is counted, and the time T3 required for the valve body 14 to move to the valve-closing peak after reaching the valve-opening peak of the vibration amplitude of the movable part is started. (Time t = t3 in FIG. 6).
In step 126, it is determined whether or not the displacement of the valve body 14 has reached the peak by the same method as in steps 104 and 122 described above. As a result, if a negative determination is made, the process of step 126 is executed again. On the other hand, if an affirmative determination is made in step 126, it can be determined that the displacement of the valve element 14 has reached the peak on the valve closing side. If such a determination is made, the process of step 128 is then executed.
[0051]
In step 128, the time T3 is counted (time t = t4 in FIG. 6).
In step 130, the command current I for supplying the time T2 to the lower coil 42 is shown. _L Pulse width τ _L And a command current I for supplying the time T3 to the upper coil 38. _U Pulse width τ _U And a command current I for supplying the sum (T2 + T3) of the times T2 and T3 to the upper coil 38 and the lower coil 42. _U , I _L The process of making the cycle T1 is executed.
[0052]
In step 132, the pulse width τ calculated in step 130 above. _U , Τ _L Then, in accordance with the cycle T1, processing for supplying a command current to the upper coil 38 and the lower coil 42 is executed. When the processing of step 114 is finished, the current routine is finished.
According to the above processing, after the initial drive is requested, the time T2 required for the valve body 14 to displace to the valve opening side peak after reaching the valve closing side peak of the vibration amplitude of the movable part, and The pulse width and cycle of the command current supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42 can be changed on the basis of the time T3 required to move to the valve closing side peak after reaching the valve opening side peak. Therefore, according to the present embodiment, during the initial drive, the upper coil 38 and the lower coil 42 can be energized at a cycle according to the valve opening side vibration characteristic and the valve closing side vibration characteristic of the movable part, and the valve body 14 Can be amplified more rapidly. Therefore, according to the electromagnetically driven valve 10 of the present embodiment, the initial drive can be efficiently performed according to the valve-opening side vibration characteristic and the valve-closing side vibration characteristic of the movable part, and as a result, the startability can be further improved. Can be planned.
[0053]
In the second embodiment, the upper core 36 and the upper coil 38, and the lower core 40 and the lower coil 42 are in the “first and second electromagnets” according to claim 2, and the movable part is at the peak on the valve closing side. The time T2 required for the displacement to reach the peak on the valve opening side after reaching the "first parameter" according to claim 2 is changed to the peak on the valve closing side after the movable part reaches the peak on the valve opening side. The time T3 required to do this corresponds to the “second parameter” recited in claim 2.
[0054]
In the second embodiment, the ECU 12 executes the process of step 102, so that the “initial driving means” according to claim 2 detects the times T2 and T3. The "vibration characteristic detecting means" described above changes the pulse width of the command current supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42 in the step 130, so that the "correction means" described in the step 2 The “correction means” according to claim 1 is realized by changing the cycle of the command current supplied to the lower coil 42.
[0055]
By the way, in the second embodiment described above, the pulse widths of the command currents to the upper coil 38 and the lower coil 42 are required for the movable part to displace from the peak on the valve opening side to the peak on the valve closing side, respectively. The time T2 and the time T3 required for the movable portion to move from the peak on the valve closing side to the peak on the valve opening side of the vibration amplitude are changed to an average value of the times T2 and T3. (T2 + T3) / 2 may be calculated and the pulse widths of the command current to the upper coil 38 and the command current to the lower coil 42 may be changed to their average values.
[0056]
In the first and second embodiments, the vibration period of the movable part is used as a value representing the vibration characteristic of the movable part. However, the present invention is not limited to this, and the vibration amplitude of the movable part. The increase rate of the peak value may be used as a value representing the vibration characteristics of the movable part.
FIG. 8 is a diagram for explaining a change in the peak value P of the vibration amplitude used as a value representing the vibration characteristics of the movable part. The rate of increase of the peak value P of the vibration amplitude of the movable part ((P4−P2) / P2 and (P3−P1) / P1 in FIG. 8) varies depending on the vibration characteristics. That is, compared to the case where the command current is supplied to the upper coil 38 and the lower coil 42 at a cycle corresponding to the vibration characteristic of the movable part (shown by the solid line in FIG. 8), the supply of the command current is the same as the vibration characteristic of the movable part. When the cycle is not performed in accordance with the period (shown by a broken line in FIG. 8), the increase rate of the peak value described above is a small value. Therefore, the rate of increase in the peak value of the vibration amplitude of the movable part may be used as a value representing the vibration characteristic of the movable part, and the period of the command current may be corrected according to this value.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, the vibration amplitude of the valve body is quickly increased during the initial drive by correcting the energization period in the initial drive according to the vibration characteristics of the movable part. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electromagnetically driven valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram illustrating a time chart of a command current supplied to an upper coil when initial drive is requested in the electromagnetically driven valve of the present embodiment. FIG. 2B is a diagram showing a time chart of the command current supplied to the lower coil when initial driving is requested in the electromagnetically driven valve of the present embodiment. FIG. 2C is a diagram showing a lift waveform of the valve body when the command current shown in FIGS. 2A and 2B is supplied to each coil.
FIG. 3A is a time chart of the command current supplied to the upper coil when initial driving is requested, and maintains the initial state when the vibration characteristic of the movable part is changed from the initial state. It is the figure compared with the case where it is carried out. FIG. 3B shows a time chart of the command current supplied to the lower coil when the initial drive is requested, when the vibration characteristics of the movable part are changed from the initial state and when the initial state is maintained. It is the figure compared with. FIG. 3C shows the lift waveform of the valve body when the command current shown in FIGS. 3A and 3B is supplied to each coil, and the vibration characteristic of the movable part changes from the initial state. It is the figure compared with the case where it maintains with the initial state.
FIG. 4 is a flowchart of an example of a control routine executed by the ECU in the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a map obtained by experimentally obtaining in advance an optimum relationship between the delay time tx and the pulse width correction amount Δτx in the present embodiment.
FIG. 6A is a diagram showing a time chart of a command current supplied to an upper coil when an initial drive is requested in the second embodiment of the present invention. FIG. 6B is a time chart of the command current supplied to the lower coil when the initial drive is requested. FIG. 6C is a diagram showing a lift waveform of the valve body when the command current shown in FIGS. 6A and 6B is supplied to each coil.
FIG. 7 is a flowchart of an example of a control routine executed by the ECU in the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram for explaining a change in a peak value of vibration amplitude used as a value representing vibration characteristics of a movable part.
[Explanation of symbols]
10 Electromagnetically driven valve
12 Electronic control unit (ECU)
14 Disc
30 Lower spring
34 Armature
36 Upper Core
38 Upper coil
40 lower core
42 Lower coil
52 Upper Spring
64 distance sensor

Claims

弁体と連動するアーマチャと、通電されることにより前記アーマチャに電磁力を付与する電磁石とを備え、電磁力とバネ力とを協働させて前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御装置において、
前記電磁石に所定の通電周期で通電し、バネ−質量系の固有振動を励起することにより、前記弁体を変位端まで変位させる初期駆動手段と、
前記アーマチャの振動特性に応じたパラメータを検出する振動特性検出手段と、
前記振動特性検出手段により検出された前記パラメータに応じた振動周期に一致するように、前記所定の通電周期を補正する補正手段と、
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, comprising: an armature interlocked with a valve body; and an electromagnet that applies an electromagnetic force to the armature when energized, and that opens and closes the valve body by cooperating an electromagnetic force and a spring force In
Initial drive means for displacing the valve body to a displacement end by energizing the electromagnet at a predetermined energization period and exciting the natural vibration of a spring-mass system;
Vibration characteristic detecting means for detecting a parameter corresponding to the vibration characteristic of the armature;
Correction means for correcting the predetermined energization period so as to coincide with the vibration period according to the parameter detected by the vibration characteristic detection means ;
A control device for an electromagnetically driven valve, comprising:

弁体と連動するアーマチャと、通電されることにより前記アーマチャに開弁方向および閉弁方向の電磁力をそれぞれ付与する第１および第２の電磁石とを備え、電磁力とバネ力とを協働させて前記弁体を開閉駆動する電磁駆動弁の制御装置において、
前記第１および第２の電磁石に交互に所定周期で通電し、バネ−質量系の固有振動を励起することにより、前記弁体を変位端まで変位させる初期駆動手段と、
前記弁体が開弁方向に変位する場合の前記アーマチャの振動特性に応じた第１のパラメータ、および、前記弁体が閉弁方向に変位する場合の前記アーマチャの振動特性に応じた第２のパラメータをそれぞれ検出する振動特性検出手段と、
前記振動特性検出手段により検出された前記第１のパラメータおよび前記第２のパラメータに応じた振動周期に一致するように、前記初期駆動手段による前記第１および第２の電磁石への通電周期をそれぞれ補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。An armature interlocking with the valve body and first and second electromagnets that apply electromagnetic force in the valve opening direction and the valve closing direction to the armature when energized, respectively, and cooperate with electromagnetic force and spring force In the control device for an electromagnetically driven valve that opens and closes the valve body,
Initial drive means for displacing the valve body to a displacement end by energizing the first and second electromagnets alternately in a predetermined cycle to excite the natural vibration of the spring-mass system;
A first parameter according to the vibration characteristic of the armature when the valve body is displaced in the valve opening direction, and a second parameter according to the vibration characteristic of the armature when the valve body is displaced in the valve closing direction Vibration characteristic detecting means for detecting each parameter;
The energization periods of the first and second electromagnets by the initial driving means are respectively set so as to coincide with the vibration periods according to the first parameter and the second parameter detected by the vibration characteristic detection means. Correction means for correcting;
A control device for an electromagnetically driven valve, comprising:

請求項１または２記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記振動特性に応じたパラメータは、前記アーマチャの振動周期であることを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。In the control apparatus of the electromagnetically driven valve according to claim 1 or 2,
The control device for an electromagnetically driven valve, wherein the parameter corresponding to the vibration characteristic is a vibration period of the armature.