JP3877851B2 - 電磁式弁駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁式弁駆動装置に関し、特に閉弁時における駆動騒音を低減するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁式弁駆動装置は内燃機関の吸気弁等の弁の開閉を電磁駆動により行うもので、バルブと一体に直線動するアーマチャを有し、閉弁方向にアーマチャを付勢する閉弁側のバネと、弁の開弁方向にアーマチャを付勢する開弁側のバネとにより、バルブを中立位置に保持できるように構成されている。バルブの開閉は、上記アーマチャを閉弁方向に吸引する閉弁用のソレノイドと、上記アーマチャを開弁方向に吸引する開弁用のソレノイドとにより行われる。
【０００３】
図６は閉弁時のタイムチャートで、ソレノイドのオンオフのタイミング（Ａ）、リフト方向のバルブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示している。バルブを開弁状態から閉弁させるには、開弁用のソレノイドの通電を停止し、ばね力によりバルブを閉弁方向に移動せしめる。次いで閉弁用ソレノイドに通電することにより、アーマチャが閉弁用のソレノイドに吸引されてバルブが着座する。
【０００４】
かかる電磁式弁駆動装置においては、ソレノイドの吸引力で比較的速い速度を保ったままバルブが着座し、着座する時の衝撃で、着座時に振動および騒音を生じるおそれがある。また、衝撃を伴う開閉作動を繰り返すことにより、弁の耐久性が低下するおそれがある。
【０００５】
特開平８−１３５４１６号公報には、かかる構成の装置において、閉弁時に閉弁用のソレノイドをオンした後、バルブが着座する手前で開弁用のソレノイドをオンする（図６中に破線で図示）ことでアーマチャに開弁方向の付勢力を作用せしめ着座時の衝撃緩和を図ったものが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしアーマチャがソレノイドから受ける吸引力は、アーマチャとソレノイド間距離が大きいと小さい。上記特開平８−１３５４１６号公報に記載の電磁式弁駆動装置では、バルブが着座する手前で開弁用のソレノイドからアーマチャが受ける吸引力は、バルブを減速せしめるに十分なものではなく、必ずしも着座時の衝撃緩和効果は十分ではない。
【０００７】
そこで本発明は、バルブ着座時の振動および騒音を防止し、また弁の耐久性を向上して信頼性に優れた電磁式弁駆動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、電磁式弁駆動装置は、バルブとアーマチャとがロッドを介して一体化して閉弁方向または開弁方向に移動する。上記バルブには閉弁側のバネが閉弁方向に、開弁側のバネが開弁方向に付勢する。閉弁用のソレノイドは、上記アーマチャの一方の端面側に所定間隔をおいて設けられ上記アーマチャを吸引して上記バルブの閉弁を保持し、開弁用ソレノイドは、上記アーマチャの他方の端面側に所定間隔をおいて設けられ上記アーマチャを吸引して上記バルブの開弁を保持する。これら開弁用ソレノイドおよび閉弁用ソレノイドを通電制御する通電制御手段を備えている。該通電制御手段には、ソレノイドの通電時期を決定する通電時期決定手段を具備せしめる。該通電時期決定手段は、上記バルブの閉弁時に、上記閉弁用のソレノイドの通電開始から上記バルブが着座するまでの間に閉弁用のソレノイドの通電を一時的にオフするオフ期間を設定し、該オフ期間の終了時点をバルブ速度がゼロとなった時点として、上記オフ期間の終了後に閉弁用のソレノイドの通電を再びオンする設定とする。
【０００９】
かかる構成とすることにより、オフ期間にはアーマチャに閉弁側のソレノイドの吸引力が作用せず、バネのばね力によりバルブが十分に減速されて滑らかに着座し、着座時のバルブの衝撃が効果的に緩和される。しかして着座する際の振動や騒音の発生が大幅に低減するとともに、バルブの耐久性が向上する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手段は、バルブ位置検出手段により検出されたバルブ位置が予め設定した位置になると閉弁用のソレノイドへの通電のオンオフを切替える構成とする。
【００１１】
閉弁用のソレノイドへの通電のオンオフの切替えがバルブ位置検出手段により検出されたバルブ位置に基づいて行われるので、バルブを滑らかに着座せしめる効果が一定して得られる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の速度を検出するバルブ速度検出手段を具備せしめ、上記通電時期決定手段を、バルブ速度検出手段により検出されたバルブの速度が略０になると上記オフ期間を終了するように設定する。
【００１３】
バルブ速度が略０になってから閉弁用のソレノイドがアーマチャを吸引するので着座時のバルブ速度は低く抑えられる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、上記通電制御手段にはさらにバルブのリフト方向の位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置と着座位置との偏差に応じて以後の閉弁時における上記オフ期間の開始時期を遅延側へ補正するように設定する。
【００１５】
バルブ速度が略０となった時のバルブ位置と着座位置との偏差に応じてオフ期間の開始時期が遅れ、バルブ速度が略０となるバルブ位置が着座位置側へ移動する。しかして着座位置におけるバルブ速度がより減速される。
【００１６】
請求項５記載の発明では、上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置が予め設定したバルブ位置よりも着座位置側の時、当該閉弁時におけるオフ期間により以後のオフ期間を固定するように設定する。
【００１７】
バルブ速度が略０となった時のバルブ位置が予め設定したバルブ位置よりも着座位置側になれば、当該閉弁時におけるオフ期間はバルブが滑らかに着座可能と判断する。かかる最適なオフ期間により以後のオフ期間が固定されるから、以後、一定してきわめて滑らかに着座する。
【００１８】
請求項６記載の発明では、上記バネを、上記バルブの着座手前で、付勢力が増大する構成とする。
【００１９】
かかる構成とすることにより、上記バルブの着座手前でバルブの減速力が高められバルブ速度が略０となる時間が長くなる。しかしてオフ期間の終了のタイミングがさ程厳密でなくともよいことになり、ソレノイドへの通電制御負担が軽減され、通電時期決定手段として簡単な構成のものが用いられ得る。
【００２０】
バネの付勢力が上記バルブの着座手前で増大する構成としては、請求項７記載の発明のように、上記バネを、長短長さの異なる２つのバネで構成し、短いバネを、一端を自由端とするとともに長さを上記バルブのストローク端手前で圧縮が開始する長さとすることで、上記バルブの着座手前でばね定数が実質的に大きくなるようにする。あるいは請求項８記載の発明のように、上記バネを、直列に接続されたばね定数の異なる２つのバネで構成することで、ばね定数の小さいバネが圧縮しきった後、ばね定数の大きいスプリングが圧縮するようにする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の電磁式弁駆動装置の一実施の形態を示したものであり、以下、これに基づいて説明する。公知のエンジンヘッド１には吸気口１１が設けられており、この吸気口１１を開閉する吸気弁としてのバルブ２が配設されている。バルブ２は、吸気口１１端に形成されるバルブシート１１ａと弁部を構成して吸気口１１を閉鎖する弁体２１とその上方に延びるステム２２からなり、ステム２２は、エンジンヘッド１に圧入固定された筒状ガイド部材１２内に上下方向に摺動自在に挿通保持されている。
【００２２】
ガイド部材１２上方のエンジンヘッド１内には、ステム２２の上端部外周に設けたスプリングストッパ３３との間に、閉弁側のバネたる第１のスプリング４１が配設されており、バルブ１を閉弁方向（図の上方）に付勢している。エンジンヘッド１の上面には、上端が閉鎖し下端が開口する筒状ハウジング７１が固定され、ステム２２の上端部は、ハウジング７１内に摺動自在に収容されるロッドたる第１のプッシュロッド３１の下端部に当接している。プッシュロッド３１の外周には、バルブ２を開弁作動しその状態を保持する開弁用のソレノイドたる第１のソレノイド６１が配設されている。
【００２３】
第１のプッシュロッド３１の上端部外周には、磁性体よりなる円盤状のアーマチャ４が固定してあり、アーマチャ４の下面は、所定間隔をおいて第１のソレノイド６１の上面と対向している。第１のプッシュロッド３１上方のハウジング７１内には、第２のプッシュロッド３２が摺動自在に収容され、第１のプッシュロッド３１の上端部は、この第２のプッシュロッド３２の下端部に当接している。プッシュロッド３２の外周には、バルブ２を閉弁作動しその状態を保持する閉弁用のソレノイドたる第２のソレノイド６２が配設されている。アーマチャ４の上面は、所定間隔をおいてソレノイド６２の下面と対向している。両プッシュロッド３１、３２は、バルブ２のステム２２と同軸上に配置されている。
【００２４】
第２のプッシュロッド３２の外周には、スプリングストッパ３４が設けられ、スプリングストッパ３４とハウジング７１の間には、バルブ１を開弁方向（図の下方）に付勢する開弁側のバネたる第２のスプリング５２が配設されている。ここで、両スプリング５１，５２のばね力は等しく設定される。このため、第１のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のいずれにも通電しない図示の状態において、アーマチャ４は、両ソレノイド６１，６２の略中間位置で静止している。第１のソレノイド６１または第２のソレノイド６２のいずれかに通電すると、アーマチャ４が上方または下方に吸引駆動され、これに伴ってバルブ２が閉弁または開弁する。
【００２５】
アーマチャ４の外周には、ハウジング７１内周面に沿って筒状のスペーサ７２が配設され、スペーサ７２により、アーマチャ４と両ソレノイド６１、６２との間隔が設定され、アーマチャ４のストローク長すなわちバルブリフト量を調整している。
【００２６】
ハウジング７１の上方にはバルブ位置検出手段８３が設けてある。バルブ位置検出手段８３はセンサカバー８３１がハウジング７１の上部に被せてあり、第２のプッシュロッド３２の、スプリングストッパ３４よりも上方の延伸部３２１がハウジング７１を貫通してセンサカバー８３１内に侵入している。プッシュロッド３２の延伸部３２１の先端には平板状のターゲット８３２が、プッシュロッド３２に対して垂直面をなして固定され、バルブ２と一体にリフト方向に変位するようになっている。センサカバー８３１の天井からバルブ位置検出手段たるギャップセンサ８３３が垂下せしめてあり、ターゲット８３２と対向している。
【００２７】
ギャップセンサ８３３はターゲット８３２の上面までの距離を検出し、バルブ２のリフト方向の位置が知られるようになっている。またギャップセンサ８３３の検出信号を入力として、バルブ位置検出手段８３とともにバルブ速度検出手段８４を構成する微分回路８４１が設けてあり、入力する検出信号を微分してバルブ２の速度が知られるようになっている。
【００２８】
両ソレノイド６１，６２を通電制御する通電制御手段８について説明する。通電制御手段８はソレノイド駆動手段８１と、これに通電指令を出力するソレノイド駆動時期決定手段８２と、上記バルブ位置検出手段８３およびバルブ速度検出手段８４等で構成してある。ソレノイド駆動時期決定手段８２はマイクロコンピュータ等により構成されている。ソレノイド駆動時期決定手段８２には、ギャップセンサ８３３の検出信号、微分回路８４１の検出信号、図略のエンジンに設けられたシリンダ内を往復動するピストンの位置を検出するセンサ等、各種のセンサ（回転数、気筒判別等）の検出信号が入力し、ソレノイド駆動時期決定手段８２がこれらの検出信号に基づいて通電のタイミングを決定するようになっている。
【００２９】
次に、ソレノイド駆動時期決定手段８２における通電のタイミングの決定とともに、本実施形態になる電磁式弁駆動装置の作動について説明する。図１に示す非通電状態では、両スプリング５１，５２の力がほぼ等しいため、アーマチャ４は、両ソレノイド６１，６２の中間位置にある。ここから、エンジン始動前に、一旦全ての気筒のバルブを閉とする起動制御をする必要がある。
【００３０】
この起動制御は、このシステムの可動部の質量とバネで決まるバネ−質量系の固有振動を利用し、第１のソレノイド６１と第２のソレノイド６２とへ固有振動に相当する共振周波数にて、交互に通電することによりなされる。しばらく起動制御を行うとバルブ２が振動しはじめ、振幅が大きくなっていく。やがて両ソレノイド６１，６２間距離で規定される最大リフト位置まで作動するようになる。ここで、第２のソレノイド６２にアーマチャ４が吸引された状態で保持することで、バルブ２の閉状態が保持でき、起動制御が終了する。
【００３１】
その後、エンジンを始動し、ソレノイド駆動手段８１およびソレノイド駆動時期決定手段８２によりエンジンからの各センサ出力を基にエンジンの吸気弁および排気弁を任意のタイミングで開閉制御する。なお、本実施の形態では図１の構成をエンジンの吸気弁に適用した例として説明したが、本構成を排気弁に適用することもできる。
【００３２】
図２は閉弁時におけるソレノイド駆動時期決定手段８２の制御を示すタイムチャートで、両ソレノイド６１，６２のオンオフのタイミング（Ａ）、リフト方向のバルブ位置（Ｂ）、バルブ速度（Ｃ）を示している。先ずエンジン始動直後に、閉弁時におけるバルブ２の着座を滑らかにする最適な通電のタイミングが求められ、かかる最適なタイミングがソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに記憶される。それ以後は上記メモリに記憶されたタイミングで第２のソレノイド６２のオンオフが切替えられる。最初に、最適なタイミングが決定された後の通常時の作動について説明し、その後でエンジン始動直後に最適な通電タイミングを決定する作動について説明する。
【００３３】
エンジンからの各センサ出力等に基づいて決定された閉弁時期になると、まず第１のソレノイド６１への通電をオフする（時点ｔ₀ ）。すると、圧縮されていた第１のスプリング５１が伸長し、バルブ２が上昇を開始する。これに伴い、バルブ２のステム２２が第１のプッシュロッド３１を上方に押し上げ、プッシュロッド３１と一体のアーマチャ４が上方に移動する。
【００３４】
次いでアーマチャ４が図１に示す中立位置付近に到り、ギャップセンサ８３３により検出されるバルブ位置がソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに記憶された通電開始位置ｘ₁ に達すると、第２のソレノイド６２に通電される（時点ｔ₁ ）。
【００３５】
このソレノイド６２への通電により発生するアーマチャ４への吸引力により、バルブ２に対する減速力が弱められバルブ速度をある程度高く維持して速やかに着座位置手前まで到達する。
【００３６】
従来の電磁式弁駆動装置では、第２のソレノイド６２は第１のソレノイド６１がオンした後、通電状態が続く（図６参照）が、本発明の電磁式弁駆動装置ではバルブ２が着座するまでに第２のソレノイド６２がオフするオフ期間が設定してある。
【００３７】
すなわちギャップセンサ８３３により検出されたバルブ位置が上記メモリに記憶された、オフ期間を開始する位置ｘ₂ に達すると、第２のソレノイド６２をオフして（時点ｔ₂ ）バルブ２に対する減速力を高め、バルブ２は急速に減速する。そしてギャップセンサ８３３により検出されたバルブ位置が上記メモリに記憶された、オフ期間を終了する位置ｘ₃ に達すると、第２のソレノイド６２を再びオンする（時点ｔ₃ ）。このオフ期間にバルブ２は急速に減速するから、バルブ２は十分に減速された状態で滑らかに着座する。バルブ２は着座後は第２のソレノイド６２の吸引力で着座状態が保持される。かくして、上記構成によれば、バルブ２がバルブシート１１ａに着座する際の衝撃を大幅に緩和し、振動や騒音の発生を防止して弁の耐久性を向上させることが可能となる。
【００３８】
次にエンジン始動直後の作動について説明する。第２のソレノイド６２の通電のタイミングはソレノイド駆動時期決定手段８２がエンジン始動後にギャップセンサ８３３により検出されるバルブ位置およびギャップセンサ８３３および微分回路８４１により検出されるバルブ速度等に基づいて決定する。
【００３９】
先ず第２のソレノイド６２の通電開始時期ｔ₁ を決定する。エンジン始動直後の閉弁では、第１のソレノイド６１がオフすると同時に第２のソレノイド６２をオンし、オフ期間が設定されない従来の通電制御を行う。そしてギャップセンサ８３３によりバルブ２の着座を検出して第１のソレノイド６１がオフしてからバルブ２が着座するまでの時間を計測する。
【００４０】
次の閉弁では、第１のソレノイド６１がオフした後、予め設定した微小時間経過後に第２のソレノイド６２をオンし上記のごとく第１のソレノイド６１がオフしてからバルブが着座するまでの時間を計測する。このように順次、第２のソレノイド６２がオンするタイミングをずらして通電時間を短くしていき、計測時間を比較する。この計測時間は第２のソレノイド６２がオンするタイミングが遅い程長くなる。しかしソレノイド６２の、バルブ２を着座方向に付勢する吸引力はソレノイド６１，６２とアーマチャ４間が離れていると殆ど作用しないから、最初の計測時間は余り変わらない。やがて上記吸引力が十分に作用する位置までアーマチャ４が移動してからソレノイド６２がオンするようになると、計測時間は急に長くなる。
【００４１】
計測時間が余り変わらないうちはソレノイド６２は通電された電力が有効に用いられておらずソレノイド６２がオンするタイミングが早い程、無駄な電力消費をしていることになる。一方、計測時間が長くなることは、閉弁作動の遅れであり好ましくない。そこで第２のソレノイド６２がオンするタイミングに対して計測時間が大きく上昇し始めるタイミングを第２のソレノイド６２の通電時期の最適値とする。そしてこの時点におけるバルブ位置を第２のソレノイド６２の通電を開始する位置ｘ₁ として上記メモリに記憶しておく。かくして第２のソレノイド６２への通電を開始する時点ｔ₁ が、電力消費の無駄がなくしかも十分に早い閉弁作動の可能なタイミングに設定される。以後は、バルブ２が位置ｘ₁ にくると第２のソレノイド６２に通電が開始される。
【００４２】
次にオフ期間の開始時点ｔ₂ 、終了時点ｔ₃ を決定する。第２のソレノイド６２への通電を開始する時点ｔ₁ が決定された後は、閉弁時において、第１のソレノイド６１がオフ後、バルブ２が上記メモリに記憶した位置にくると第２のソレノイド６２が通電され、オフ期間も設定される。このオフ期間の開始時点ｔ₂ と終了時点ｔ₃ は以下のようにして決定される。まず時点ｔ₂ は、初期値として時点ｔ₁ から予め設定した微小時間遅れた時点に設定される。この場合は通電時間が短いから比較的早いタイミングでバルブ速度が低下し、０となる。ソレノイド駆動時期決定手段８２は、バルブ速度が予め設定した微速度を下回ると、すなわち略０となると、その時点をオフ期間の終了時点ｔ₃ とする。バルブ２は第２のソレノイド６２の吸引力により吸引され加速して着座する。
【００４３】
その後の閉弁では、順次、オフ期間の開始時点ｔ₂ を遅らせていく。オフ期間の終了時点ｔ₃ は上記と同様にバルブ速度が略０となった時点とする。
【００４４】
オフ期間の開始時点ｔ₂ が早いときには、開始時点ｔ₂ までの第２のソレノイド６２への通電時間が短いため、バルブ速度が速い速度に維持されない。この結果、バルブ２がシート部１１ａから比較的離れている時点で速度が略０となる。そして開始時点ｔ₂ が遅れて、バルブ２を着座方向に付勢する第２のソレノイド６２への通電時間（ｔ₂ −ｔ₁ ）が長くなっていくと、バルブ速度が略０の時点におけるバルブ位置は着座位置に近づいていく。すなわち開始時点ｔ₂ が遅れるにつれ、バルブ速度が略０である終了時点ｔ₃ におけるバルブ位置と着座位置との偏差が小さくなり、着座時におけるバルブ速度が小さくなる。
【００４５】
ソレノイド駆動時期決定手段８２は、閉弁ごとに終了時点ｔ₃ のバルブ位置と着座位置との偏差を求める。そしてこの偏差を予め設定したしきい値と比較し、しきい値よりも大きければ次の閉弁時における開始時点ｔ₂ を遅延側に設定する。一方、偏差が予め設定したしきい値よりも小さければ着座時のバルブ速度が十分に減速され滑らかに着座可能と判断し、このときの時点ｔ₂ ，ｔ₃ におけるバルブ位置ｘ₂ ，ｘ₃ を記憶してオフ期間を固定する。
【００４６】
すなわち、以後は、検出されるバルブ位置が記憶されたバルブ位置ｘ₂ になると第２のソレノイド６２がオフされ、バルブ位置ｘ₃ になると再びオンする。なお、上記しきい値は小さい程、よりバルブが滑らかに着座することが可能となるが、実験等により騒音等の程度を判断して設定するのがよい。発明者らの実験によるとエンジンの吸排気弁においては５μｍ以下とするのがよい。
【００４７】
このようにエンジン等が経年変化してもこれに追随して第２のソレノイド６２への最適な通電タイミングが設定される。またスプリング等の製造ばらつきがあっても各エンジンに最適な通電タイミングが設定される。
【００４８】
なお要求される騒音の程度によっては、また他の遮音対策と併用することにより、最適なオフ期間を、エンジンが始動される度に更新するのではなく、更新頻度は適宜減らすことができる。また第２のソレノイドの通電タイミングを始めから固定とし、ソレノイド駆動時期決定手段８２のメモリに記憶された位置（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ）に基づいて通電制御をしてもよい。この場合は、予め実験により（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ）を求めておく。
【００４９】
また第２のソレノイド６２の通電開始時期ｔ₁ 、オフ期間の開始時点ｔ₂ 、終了時点ｔ₃ は、バルブ位置（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ）により固定しているが、第１のソレノイド６１のオフからの時間で規定しても勿論よい。
【００５０】
またオフ期間については固定するのではなく、閉弁の度にバルブ速度を検出してバルブ速度が略０の時にオフ期間を終了し、その時点のバルブ位置と着座位置との偏差に応じて常にオフ期間の開始時点を補正する構成としてもよい。
【００５１】
また、ここまで閉弁側の制御方法として説明してきたが、開弁側に適用しても同様の効果が期待できる。
【００５２】
（第２実施形態）
図３に本発明の別の実施形態を示す。基本的な構成は第１実施形態の構成と同じもので、図中、図１と同じ番号を付した部分については実質的に同じ作動をするので第１実施形態との相違点を中心に説明する。通電制御手段８Ａは、微分回路を省略してバルブ位置のみが知られる構成とし、ソレノイド駆動時期決定手段８２Ａは、メモリに第２のソレノイド６２の通電開始時期およびオフ期間を規定するバルブ位置（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ）が記憶され、第２のソレノイド６２の通電タイミングを固定としている。
【００５３】
またスプリングは閉弁側のスプリング５１１，５１２、開弁側のスプリング５２１，５２２ともに、太い径のスプリング５１１（５２１）と細い径のスプリング５１２（５２２）とで二重に構成されている。太い径のスプリング５１１，５２１は図１のスプリング５１，５２と同様に、アーマチャ４をソレノイド６１，６２の中間位置に保持する。
【００５４】
細い径のスプリング５１２（５２２）は下端が太い径のスプリング５１１（５２１）とともに固定してあり、上端が自由としてある。細い径のスプリング５１２，５２２の自由長は、バルブ２のストローク端手前にある時に、スプリング５１２，５２２の上端が固定端となる長さとしてある。すなわちスプリング５１２は、バルブ２が完全にリフトする手前でスプリングストッパ３３に当接し、スプリング５２２は、バルブ２が着座する手前でハウジング７１の天井面に当接する。しかして開弁時であればスプリング５１２が、バルブ２が完全にリフトする手前で圧縮を開始し、閉弁時であればスプリング５２２が着座する手前で圧縮を開始するようになっている。
【００５５】
かかる構成とすることにより、バルブ２が着座する手前で両スプリング５２１，５２２は、そのばね定数の和で規定される大きな減速力を発生する。
【００５６】
図４は本実施形態におけるオフ期間の終了時点ｔ₃ と着座時におけるバルブ速度の関係を示すもので、比較例として図１のようにスプリングが単一の構成のもののデータ（白丸）を併せて示している。本実施形態（黒丸）は、小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ₃ の幅が、比較例よりも広くなることが確認された。これはバルブ２に着座手前で大きな減速力が作用するためと認められる。
【００５７】
このように本実施形態では小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ₃ に幅があるので、バルブ位置はさ程精度よく検出する必要はない。したがってオフ期間を固定としても、エンジンの経時変化やエンジン間の個体差の影響を回避することができ、着座における滑らかさの厳しい要求に十分に応えることができる。またバルブ位置はさ程精度よく検出する必要がないのでギャップセンサ８３３に安価なものが用いられ得る。
【００５８】
バルブ２の着座位置手前でばね定数を上げるには、第２実施形態の構成において、スプリングを図５のように構成してもよい。図５に示す構成ではスプリングはばね定数の異なるスプリング５１３（５２３）と５１４（５２４）とが直列に接続してあり、ばね定数の小さなスプリング５１３（５２３）が圧縮し終えるとばね定数の大きなスプリング５１４（５２４）が圧縮を開始し、ばね定数が上がるようになっている。かかる構成でも小さな着座時速度を与える許容される終了時点ｔ₃ に幅を持たせることができる。
【００５９】
スプリングは、複数のスプリングで構成するのではなく、バネ材の径等が途中で変化してばね定数が非線形な単一のスプリングで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の全体断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の作動を説明するタイムチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の全体断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の作動を説明するグラフである。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す電磁式弁駆動装置の全体断面図である。
【図６】従来の一の電磁式弁駆動装置の作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１ エンジンヘッド
１１ 吸気口
１１ａ バルブシート
２ バルブ
３１ プッシュロッド（ロッド）
４ アーマチャ
５１，５１１，５１２，５１３，５１４ スプリング（閉弁側のバネ）
５２，５２１，５２２，５２３，５２４ スプリング（開弁側のバネ）
６１ 第１のソレノイド（開弁用のソレノイド）
６２ 第２のソレノイド（閉弁用のソレノイド）
８，８Ａ 通電制御手段
８１ ソレノイド駆動手段
８２，８２Ａ ソレノイド駆動時期決定手段（駆動時期決定手段）
８３ バルブ位置検出手段
８４ バルブ速度検出手段

Claims (8)

1. バルブと一体に閉弁方向または開弁方向に移動するロッドと、該ロッド周りに一体に設けられるアーマチャと、上記バルブを閉弁方向に付勢する閉弁側のバネおよび開弁方向に付勢する開弁側のバネと、上記アーマチャの一方の端面側に所定間隔をおいて設けられ上記アーマチャを吸引して上記バルブの閉弁を保持する閉弁用のソレノイドと、上記アーマチャの他方の端面側に所定間隔をおいて設けられ上記アーマチャを吸引して上記バルブの開弁を保持する開弁用のソレノイドと、開弁用のソレノイドおよび閉弁用のソレノイドを通電制御する通電制御手段とを備える電磁式弁駆動装置において、上記通電制御手段には、ソレノイドの通電時期を決定する通電時期決定手段を具備せしめ、該通電時期決定手段は、上記バルブの閉弁時に、上記閉弁用のソレノイドの通電開始から上記バルブが着座するまでの間に閉弁用のソレノイドの通電を一時的にオフするオフ期間を設定し、該オフ期間の終了時点をバルブ速度がゼロとなった時点として、上記オフ期間の終了後に閉弁用のソレノイドの通電を再びオンする設定としたことを特徴とする電磁式弁駆動装置。
2. 請求項１記載の電磁式弁駆動装置において、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手段を、バルブ位置検出手段により検出されたバルブ位置が予め設定した位置になると閉弁用のソレノイドへの通電のオンオフを切り替える構成とした電磁式弁駆動装置。
3. 請求項１記載の電磁式弁駆動装置において、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の速度を検出するバルブ速度検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手段を、バルブ速度検出手段により検出されたバルブの速度が略０になると上記オフ期間を終了するように設定した電磁式弁駆動装置。
4. 請求項３記載の電磁式弁駆動装置において、上記通電制御手段には、上記バルブのリフト方向の位置を検出するバルブ位置検出手段を具備せしめ、かつ上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置と着座位置との偏差に応じて以後の閉弁時における上記オフ期間の開始時期を遅延側へ補正するように設定した電磁式弁駆動装置。
5. 請求項４記載の電磁式弁駆動装置において、上記通電時期決定手段を、バルブ速度が略０となった時のバルブ位置が予め設定したバルブ位置よりも着座位置側の時、当該閉弁時におけるオフ期間により以後のオフ期間を固定するように設定した電磁式弁駆動装置。
6. 請求項１ないし５いずれか記載の電磁式弁駆動装置において、上記バネを、上記バルブの着座手前で、付勢力が増大する構成とした電磁式弁駆動装置。
7. 請求項６記載の電磁式弁駆動装置において、上記バネを、長短長さの異なる２つのバネで構成し、短いバネを、一端を自由端とするとともに長さを上記バルブのストローク端手前で圧縮が開始する長さとした電磁式弁駆動装置。
8. 請求項６記載の電磁式弁駆動装置において、上記バネを、直列に接続されたばね定数の異なる２つのバネで構成した電磁式弁駆動装置。

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