JPH03189310A - 電磁力バルブ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンに配設された吸排気バルブを電磁力
により開閉駆動する電磁力パルプ駆動制御装置に関する
。

（従来の技術） 従来の吸排気バルブの開閉駆動装置は、エンジン回転位
相と同期して回転するカムシャフトのカム面からロッカ
ーアームやブッシングロッド等のリンク機構を介してバ
ルブの軸端面を押すことにより、常時スプリングにより
閉方向にバイアスされている吸排気バルブを開閉駆動す
るのもである。よって、エンジン運転途中にて該吸排気
バルブの開閉タイミングを変更することができないので
所定のエンジン回転数で運転する際に高効率となるよう
に調整されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記に示したごとく、従来の吸排気バルブ開閉装置は該
吸排気バルブの開閉タイミングを変更することができな
いため、エンジン始動時においても吸排気バルブは予め
設定された所定の開閉タイミングで開閉駆動される。

よって、エンジン始動時すなわち、エンジンが自刃運転
しておらず外部からスタータモータによりクランキング
されている場合にも吸排気バルブは開閉する。

ところで、エンジンを自刃運転させるにはスタータモー
タによってエンジンの回転数を所定回転数まで上昇させ
なければならない。

ところが、上記クランキング時では、吸気行程において
シリンダ内に吸入された空気は、次に続く圧縮行程にて
圧縮されるが、該圧縮行程での圧ＷａＮＡはガソリンエ
ンジンの場合では１０前後、ディーゼルエンジンの場合
には２０以上となりスタータモータは大トルクを発生し
なければ、次に続く膨張行程に移行することができない
。

よって、バッテリの出力低下等の原因でスタータモータ
の発生トルクが減少すると上記膨張行程に移行すること
ができず、エンジン回転数を上記所定回転数まで上昇さ
せることができないとし）う問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、エンジン
始動時に要するスタータモータのトルりが小である電磁
力バルブ駆動制御装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、エンジンの吸排気バルブに連結し往復
自在な可動磁極と、該可動磁極と対向する固定磁極との
間に作用する電磁力により該吸排気バルブを開閉駆動す
る電磁力バルブ駆動制御装置において、エンジンの回転
位相及び回転速度を検知する回転検知手段と、該回転検
知手段からの検知信号を入力しスタータモータ作動時に
おける上記回転速度が所定速度以下の場合に上記可動磁
極の作動を禁止し吸排気バルブを閉鎖状態にて保持する
バルブ閉鎖保持手段とを有することを特徴とする電磁力
バルブ駆動制御装置を槻供できる。

（作用） 本発明の電磁力バルブ駆動制御装置では、エンジン始動
時のスタータモータ作動中にエンジン回転数が所定回転
数に到達するまでは吸排気バルブ共に作動させず、クラ
ンキングに要するトルクを低減し、該所定回転数に到達
した後に吸排気バルブを作動させ、エンジンを自刃運転
させる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

第１図は、本発明の駆動制御装置の構成を示すブロック
図、第２図は、ＩＩ　−ＩＩ断面図である。

１は、エンジンのシリンダ１１に配設された吸気バルブ
であり、軽量で高温強度に優れた窒化珪素等のセラミッ
クス材、あるいは耐熱非６ｎ性合金から形成されている
。該吸気バルブ１は往復自在に軸承されており、該吸気
バルブ１の閉鎖時にＣよ吸気バルブ１の傘部が吸気口を
閉鎖する。

該吸気バルブ１の軸端部には可動子２力（連結している
。該可動子２は、円筒形の磁気通路２１と、該磁気通路
２１の外周部に周設された複数個の２次コイル２２から
構成されてし）る。該２次コイル２２は磁気通路２１の
外周部に刻設された溝に、溶融したアルミニウムを流し
込んで形成される。尚、磁気通路２１は２次コイル２２
に作用する磁束密度を増加させるために磁性体力）ら形
成されており、例えば磁性金属のアモルファス薄板を放
射状に配列して円筒形状に形成したものである。ただし
、該磁気通路２１は後述する固定磁極３１〜３４からの
磁束の通路となるので、該磁束の通路が確保されるよう
に配列しなければならない。

また、エンジン停止時において吸気バルブ１が降下する
ことを防止するために、可動子２はスプリング１２によ
って閉方向にバイアスされている。

可動子２の側面には該可動子２を挟んで一対の駆動部３
が配設されている。該駆動部３は、２次コイル２２と対
向して配設された固定磁極３１〜３４と、該固定磁極３
１〜３４の各々に捲設された励磁コイルとから構成され
ている。そして、後述するコントローラ５から交番電力
の供給を受け、可動子２の２次コイル２２に対し進行磁
界を作用させるものである。

可動子２の上部には、吸気バルブ１の着座状態時に微小
間隔を介して対向する磁性板４が配設されており、可動
子２の側面には上記駆動部３の他に、吸気バルブ１の並
設方向に該吸気バルブ１を挟む一対の磁極を有する下部
電磁石４２が配設されている。該下部電磁石４２の磁極
は、吸気バルブ１が閉鎖時における可動子２の上端面よ
り所定量だけ下方に設定され、該一対の磁極を励磁する
下部コイル４３とから構成されている。

そして該磁性板４は非磁性体からなるガイドバー４１を
介して下部電磁石４２の両磁極と往復自在に連結してお
り、下部電磁石４２に吸引され可動子２の上端面に当接
し、該可動子２を下方向へと駆動させるものである。尚
、該磁性板４はスプリング４４により常時上方向にバイ
アスされている。

下部電磁石４２のコア部分には一対の光ファイバ４５が
埋設されている。該光ファイバ４５の一端は上記吸気バ
ルブ１の軸部側面に対向しており、他端は作動位置セン
サ４６に接続されている。該作動位置センサ４６内部に
は発光ダイオードとフォトトランジスタが配設さ９れて
おり、発光ダイオードからの光が一旦光ファイバ４５の
片方を介して吸気バルブ１の軸部側面に照射され、該軸
部側面からの反射光を光ファイバ４５の他方を介してフ
ォトトランジスタで検知するものである。該軸部側面に
は光線反射率が本来の軸部側面と異なる縞模様が周設さ
れているので、吸気バルブ１の移動量に比例する回数上
記反射光の光量が変化し、吸気バルブ１の移動量を検出
することができる。また、吸気バルブ１の着座時に検知
される縞を他の縞模様と光線反射率を異ならしめること
により吸気バルブ１の着座状態を検知することができる
。

上記励磁コイル及び下部コイル４３はコントローラ５に
接続され、電力の供給を受ける。

該コントローラ５には、上記作動位置センサ４６の他に
、エンジンの回転数を検出する回転センサ５１、クラン
ク角を検出する位置センサ５２、及びアクセルペダル（
図示せず）の踏込量を検出する負荷センサ５３からの検
出信号が入力されている。

上記コントローラ５は、上記検出信号の入力及び電力の
供給を司る入出力インターフェイス、予めプログラムや
各種関係マツプを記憶するＲＯＭ、該ＲＯＭに記憶され
たプログラムに沿フて演算を実行するＣＰＵ、演算結果
やデータを一時記憶するＲＡＭ、コントローラ５内部の
信号の流れを制御するコントロールメモリ等から構成さ
れている。

次に、該コントローラ５による制御内容について説明す
る。

第３図は、制御内容を示すフロー図である。

ステップ１にて、スタータモータが作動しているか否か
の判断を行ない、作動中であればステップ２へ進み回転
センサ５１によりエンジン回転数Ｎを検知する。

そして、次のステップ３にて該エンジン回転数Ｎと所定
回転数Ｎｓとを比較し、エンジン回転数Ｎが所定回転数
Ｎｓより低速であればステップ１に戻り、高速であれば
ステップ４へ進む。すなわち、エンジン回転数Ｎが所定
回転数Ｎｓに到達するまでは吸排気バルブは開閉駆動さ
れず閉鎖された状態を維持する。よってクランキングに
要するスタータモータの発生トルクは小でよい。

次に、ステップ４にて上記ステップ２で検知されたエン
ジン回転数Ｎに基づき吸排気バルブのリフト量を演算す
る。

そして、位置センサ５２にて検出されるクランク角が上
死点（ＴＤＣ）に到達すると、下部コイル４３へ通電し
吸気バルブ１の前記開動作を開始する。そして、該上死
′点（ＴＤＣ）に続く下死点（ＢＤＣ）及び上死点（Ｔ
ＤＣ）を各々−回づつ検知した後、再び下死点（ＢＤＣ
）に到達すると、図示しない排気バルブの開動作を開始
する（ステップ７）。

上記ステップ１乃至ステップ７のフローを繰返している
と、エンジンは自刃回転を開始する。すると、スタータ
モータは停止されるので、フローはステップ１からステ
ップ８へと流れを変更する。

ステップ８にて再びエンジン回転数Ｎを検出し、ステッ
プ９にて上記所定回転数Ｎｓより高回転である所定回転
数Ｎｉとステップ８で検出されたエンジン回転数Ｎとを
比較し、エンジン回転数Ｎが該所定回転数Ｎｉに達して
いなければ自刃運転失敗であるからステップ１８へ進み
、制御フローを停止し、再度制御フローが開始されるま
で待機する。

エンジン回転数Ｎが該所定回転数Ｎｉ以上であればステ
ップ２にて負荷センサ５３からの検出されたエンジン負
荷に基づき、次のステップ１１にて、初期駆動力すなわ
ち下部コイル４３への通電量、固定磁極３１〜３４の各
々に捲設された励磁コイルへ供給する交番電力の周波数
、吸排気バルブのリフト量、及び吸排気バルブ開閉タイ
ミングに相当するクランク角を演算する。

次にステップ１２にて、膨張行程終了時の下死点（ＢＤ
Ｃ）を検出し、該下死点（ＢＤＣ）を基準として吸気バ
ルブ１の間タイミングまでのクランク角を監視し、吸気
バルブ１の開タイミングに到達すると、ステップ１３に
て吸気バルブ１の開動作を開始する。

そして、該吸気バルブ１の間タイミング直後の上死点（
ＴＤＣ）にて、作動位置センサ４６からの信号により吸
気バルブ１の作動状態を確認し、該上死点（ＴＤＣ）の
次に到来する上死点（ＴＤＣ）を基準として、ステップ
１６にて排気バルブの開動作を開始する。そして、排気
バルブの間タイミング直後の上死点（ＴＤＣ）にて排気
バルブの作動状態を確認する。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、上記
第１図及び第２図に示した吸気バルブの駆動装置は排気
バルブにも適応できることは明白であり、また本発明の
精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実施例は容易
に構成できるから、本発明は前記特許請求の範囲におい
て記載した限定以外、特定の実施例に制約されるもので
はない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、エンジン始動時
のスタータモータ作動中にエンジン回転数が所定回転数
に到達するまでは吸排気バルブ共に作動させず、クラン
キングに要するトルクを低減し、該所定回転数に到達し
た後に吸排気バルブを作動させ、エンジンを自刃運転さ
せる電磁力バルブ駆動制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の駆動制御装置の構成を示すブロック
図、第２図は、ＩＩ　−ＩＩ断面図、第３図は、制御内
容を示すフロー図である。 １・・・吸気バルブ、２・・・可動子、３・・・駆動部
、４・・・磁性板、５・・・コントローラ、２２・・・
２次コイル、３１〜３４・・・固定磁極、４２・・・下
部電磁石、４６・・・作動位置センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの吸排気バルブに連結し往復自在な可動磁極と
   、該可動磁極と対向する固定磁極との間に作用する電磁
   力により該吸排気バルブを開閉駆動する電磁力バルブ駆
   動制御装置において、エンジンの回転位相及び回転速度
   を検知する回転検知手段と、該回転検知手段からの検知
   信号を入力しスタータモータ作動時における上記回転速
   度が所定速度以下の場合に上記可動磁極の作動を禁止し
   吸排気バルブを閉鎖状態にて保持するバルブ閉鎖保持手
   段とを有することを特徴とする電磁力バルブ駆動制御装
   置。