JPH10205314A - ガス交換弁の電磁弁駆動部を制御する方法 - Google Patents

ガス交換弁の電磁弁駆動部を制御する方法

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JPH10205314A
JPH10205314A JP9336145A JP33614597A JPH10205314A JP H10205314 A JPH10205314 A JP H10205314A JP 9336145 A JP9336145 A JP 9336145A JP 33614597 A JP33614597 A JP 33614597A JP H10205314 A JPH10205314 A JP H10205314A
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armature
electromagnet
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Guenter Schmitz
ギュンター・シユミッツ
Pisinger Franz
フランツ・ピシンガー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン内燃機関のガス交換弁から発生する
騒音を低減する方法を提供する。 【解決手段】 ガス交換弁に連結する電機子が、戻しバ
ネの力に逆らって互いに間隔を保って配置され、通電で
制御され、磁極面でもって互いに対向する二つの電磁石
の磁力により往復運動し、更に捕捉された電磁石の磁極
面の近傍に到達する毎に電機子に力の作用を及ぼし、こ
の力の作用が捕捉されている電磁石に属する戻しバネの
力の作用を高め、一方の電機子に作用する電磁石の増加
した磁力と他方の電機子に作用する増加した戻し力の間
の力のバランス点が電機子に対して磁極面に当たる直前
にあり、その後に捕捉された電磁石に通電して電機子が
所定の速度で磁極面に達するように力の作用が設定され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ピストン内燃機
関のガス交換弁を電磁的に制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス交換弁を操作するためドイツ特許第
30 24 109号明細書によりこの弁に電磁アクチエータを
設けることが知られている。このアクチエータは実質上
間隔を保って配置されている二つの電磁石で構成され、
これ等の磁石の磁極面が互いに対向している。二つの磁
極面の間には、操作すべきガス交換弁に連結する電機
子、つまり可動鉄片が配置されていて、この電機子が電
磁石の交番電流に合わせて戻しバネの力に逆らって往復
運動する。操作すべきガス交換弁の各最終位置（閉位置
または開位置）で電機子は保持されている磁石の磁極面
に当接し、電流が流れている期間中その磁極面に接触し
ている。静止位置では、電機子は相互作用する二つの戻
しバネのバランス位置により与えられる二つの電磁石の
磁極面の間の中間位置にある。
【０００３】電機子を一方の最終位置から他方の最終位
置へ移動させると、保持されている電磁石への電流導入
が止まるので、電機子はガス交換弁と共に付属する戻し
バネの力により中間位置の方に移動する。次いで、引っ
掛かっている電磁石に電流導入が始まると、電機子は引
っ掛かっている電磁石の磁場の影響領域に達し、それか
ら電磁石に働く磁力が他方の戻しバネの力に逆らって他
方の最終位置に案内される。電機子が引っ掛かっている
磁石の磁極面に当たると、それに応じて騒音が発生し、
この騒音の強さは衝突速度に依存する。同時に、所謂電
機子の衝突ショックの恐れが生じ、これは例えばガス交
換弁が閉まる時に、ガス交換弁が弁座に当たった後に一
度短時間開くことになる。引っ掛かっている電磁石に適
当に電流を流せば、衝突速度を低減できるが、この衝突
速度は電機子が確実に捕捉される、つまり磁極面に当接
するように未だ大きくしておく必要がある。
【０００４】避け難い衝突騒音を最小にするため、この
ような弁の電磁操作に対して電機子の 0.1 m/sの程度の
衝突速度が要求される。この種の小さい衝突速度はこれ
に係わる推計上の全ての変動を伴う実際の動作条件の下
でも確実に設定できる。しかし、これは回路技術上大き
なコストを必要とする。自動車のエンジンでは、磁石の
力が前記の最小衝突速度に必要な所要力に正確に合わせ
てある場合、車道の凸凹あるいは最後の近接期間の他の
励起によるだけで、電機子の突然の落下が生じるのに十
分である。しかし、残りの騒音は除去できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、上
に述べた問題点、つまりピストンエンジンのガス交換弁
から発生する騒音を低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、ガス交換弁に連結する電機子が、戻しバネの力
に逆らって互いに間隔を保って配置され、通電で制御さ
れ、磁極面でもって互いに対向する二つの電磁石の磁力
により往復運動し、更に捕捉された電磁石の磁極面の近
傍に到達する毎に電機子に力の作用を及ぼし、この力の
作用が捕捉されている電磁石に属する戻しバネの力の作
用を高め、一方の電機子に作用する電磁石の増加した磁
力と他方の電機子に作用した増加する戻し力の間の力の
バランス点が電機子に対して磁極面に当たる直前にあ
り、その後に捕捉された電磁石に通電して電機子が所定
の速度で磁極面に達するように力の作用が設定されてい
ることによって解決されている。
【０００７】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】この場合、構想に応じて、電機子
が全く小さな速度、つまり「ゼロ」に近い速度で磁極面
に当たり、衝突時に十分な保持力を与えるように捕捉さ
れた電磁石の通電を高めている。他の構想では、電機子
が捕捉された電磁石の磁極面に直接当たるのでなく、適
当に合わせて調整された磁場により捕捉され、少なくと
もガス交換弁が閉位置で磁力により保持されるように磁
場が決めてある点にある。
【０００９】この発明の有利な構成では、戻しバネの力
の作用を高める力の作用がバネ力によりもたらされてい
る。この処置は最も簡単な実現法である。何故なら、こ
れは機械システムにより遂行される、つまり例えば両方
の戻しバネを外して少なくとも弁の閉位置に、あるいは
バネの特性曲線の少なくとも最終領域で累進的に設計さ
れている戻しバネの力・距離の変化により、あるいは付
加的なバネ力を加えて、遂行されるからである。この場
合、付加的なバネ力のもたらす利点は、磁極面の近接領
域でそれぞれ電機子が戻しバネの復帰力を一定に上昇す
る増幅できるので、純粋に機械的な手段による逆向きの
磁力の作用と共にバランス点が実際上開位置に、特にガ
ス交換弁の閉位置に合わせることができので、弁が弁座
に穏やかな衝突するだけでなく、低下に対して確実に保
持できる点にある。
【００１０】この発明による方法の他の構成では、戻し
バネの力の作用を高める力の作用が電機子に働く磁力に
よりもたらされる。磁極面の近くの磁力の影響により、
バネ特性曲線の距離・力の変化（少なくとも最終領域で
直線的に進行するあるいは飛躍する）に合わせて、バラ
ンス点の位置を非常に正確に制御することができるよう
にされている。
【００１１】上記の方法の構成では、戻しバネの力の作
用を高める力の作用が電機子に働く磁力の力・距離変化
の設計して捕捉された磁石により与えられる。この処置
により電機子が各捕捉された電磁石の磁極面に「穏やか
に」当たり、そこに保持される。これは、当該電磁石の
通電を適当に制御して、および／または電磁石を適当に
設計して行われる。
【００１２】ガス交換弁を弁座に穏やかに当てるために
構想されているガス交換弁を操作するこの発明による他
の方法によれば、少なくともガス交換弁の閉位置に対す
る最終位置で、電機子が捕捉されている電磁石の磁極面
に接触することなく付属する戻しバネの力に逆らって保
持されるように、ガス交換弁の閉位置に対応する捕捉さ
れた電磁石の磁場が少なくとも調整され、その通電を制
御している点にある。この方法では、電機子が磁極面に
衝突するのでなく、適当に調整された磁場により「穏や
かに」捕捉される。この場合、電磁石の通電を適当に行
い、最終位置に達すると速度がほぼ「ゼロ」にできる。
これがうまくゆかないなら、電機子は衝突することなく
動く。何故なら、保持力および電機子の位置決めが主に
磁場と戻しバネの反力により行われる。通電を適当に行
えば、磁力変化に余剰力が存在し、この余剰力により外
部励起による電機子の故意でない「落下」が防止される
ことも達成できる。外部衝突励起が存在する場合でも電
機子が最終位置に「忍び寄る」時に電機子の落下となら
ない。
【００１３】この発明の有利な構成では、無接触に保持
するためにある磁場が電機子の最終位置に関して電機子
の移動方向にほぼ垂直に調整されている。これは、例え
ば当該磁石がそれぞれ互いに対向する二つの磁極面を有
し、これ等の磁極面がほぼ対向するように向けてある。
保持された電磁石が外れると、電機子が両方の戻しバネ
で決まるバランス位置を越えて移動するほどの運動エネ
ルギを受け取り、電機子が磁場の力領域に達し、移動方
向に有効な戻しバネの力に逆らって更に移動するほど捕
捉された電磁石に接近する。電機子が両方の磁極面の間
にあると、電機子に最大の磁力が加わるので、電機子は
対向する向きにされている二つの磁極面で決まる最終位
置に保持される。磁場の力は、圧縮された戻しバネの力
に一致するように設計される必要がある。
【００１４】更に、この発明の有利な構成では、無接触
保持されている電磁石に通電する場合、その都度、電機
子が最終位置に到達する前に電流が低下するようにされ
ている。これにより、電機子の接近速度を低減し、「行
き過ぎ」を防止する可能性が生じる。この場合、通電
は、最終位置に到達する時、必要な保持力が電機子に確
実に作用し、外部励起により生じる望ましくない電機子
の動きを排除する程度に電流を再び高めるように行われ
る。
【００１５】この発明の他の有利な構成では、無接触に
保持された電磁石の最終位置で、更に少なくとも一つの
永久磁石の磁場が電機子に作用し、この磁場が電磁石の
磁場と同じ向きにされ、電機子に働く力が付属する戻し
バネの力より小さくなるようにその強度が設計されてい
る。このような永久磁石の磁場を配置することにより、
電機子を主に開位置に保持するために必要な電流を低減
できる。何故なら、一部の磁力を永久磁石の磁場で与え
ることができるからである。しかし、電機子を緩めるに
は、戻しバネの磁場の余剰力は十分で、電磁石への通電
を止めた後に永久磁石の磁場の力を打ち勝つ。
【００１６】
【実施例】以下、模式図に基づきこの発明をより詳しく
説明する。図１の原理図面に示す電磁アクチエータは、
実質上互いに間隔を保って配置された二つの電磁石１と
２で構成されている。この場合、電磁石１が閉鎖磁石と
して、また電磁石２が開放磁石として働く。両方の電磁
石１と２の間に電機子３が配置されている。この電機子
は電磁石１や電磁石２の領域に通じる案内棒４に接続し
ている。
【００１７】操作すべきガス交換弁６は閉鎖バネ７によ
り閉位置に保持される。弁シャフト８の自由端には電機
子３に接続する案内棒４の自由端が支持されている。案
内棒４の上端は開放バネ５の上に支持されている。この
場合、開放バネ５と閉鎖バネ７は、案内棒４を介して電
機子３に戻しバネとして働き、力の作用では互いに対向
するように調整されている。電磁石に電流を流さない
と、電機子３は両方の戻しバネ５と７により両方の電磁
石の間のパランス位置に保持される。図示していない調
整手段により開放バネ５のプロストレスを調節すること
により、両方の電磁石１と２に対するハランス位置の間
隔も調節できる。
【００１８】図示する実施例では、開放磁石として働く
電磁石２が通電されているので、ガス交換弁６は閉鎖バ
ネ７の力に逆らって電磁石２の磁場により磁極面Ｐ2 の
開位置に維持される。開放磁石として働く電磁石２の通
電を止め、同時にあるいは適当に遅らせて閉鎖磁石とし
て働く電磁石１に通電すると、電磁石２の磁極面Ｐ2 か
ら緩み、先ず閉鎖バネ７の力作用の下に中間位置に移動
し、電磁石１の加速度と磁力の作用の基で電磁石１の磁
極面Ｐ1 の方向に作用する。
【００１９】ガス交換弁６が閉位置を占め、弁頭が弁座
６.1に当たると、戻しバネ７は電機子３に対する力の作
用を失うので、電機子はその運動エネルギのため、そし
て戻しバネ５の力に対する磁場の作用の下で、磁極面に
最終的に当接するまで案内棒４と弁シャフト８の間の軸
方向の遊びに対応する僅かな程度ほど動く。これ等の力
の変化を図２に示す。つまり、最初に電磁石１の磁力Ｍ
1 と電磁石１の磁力Ｍ2 ，開放バネ５のバネ力Ｆ5 と閉
鎖バネ７のバネ力Ｆ7 である。バネの特性曲線Ｆ5 とＦ
7 は両方の戻しバネ５と７の結果である。部分１３はガ
ス交換弁が閉じる時の「力の飛び」を示す。
【００２０】図１を参照して上に説明したように、磁石
２の通電を止めると、電機子３には先ず閉鎖バネ７の戻
し力Ｆ7 のみが実際に働く。閉鎖バネ７の力Ｆ7 と開放
バネの力Ｆ5 の間でバランスする点Ｐ11を電機子が通過
すると、未だ内部にある運動エネルギが電機子を駆動し
て上記のバランス点を越える。その間、捕捉されていた
電磁石が通電されるので、電機子は磁場が増加する領域
に達し、磁力Ｍ1 により戻しバネ５の復帰力Ｆ5 に逆ら
って前記電磁石の磁極面の方向に移動し、その場合、指
数関数的に増加する磁力Ｍ1 のために点１２まで、つま
り磁極面Ｐ1 に当たるまで加速される。
【００２１】図２に示すように、電機子に作用する力の
変化から、点１３で電機子が磁極面に当接する直前Ｐ1
に磁力Ｍ1 と未だ有効な戻しバネ５のバネ力Ｆ5 の間の
バランス位置が達成されることが分かる。図３により閉
位置に移動するために示しあるように、制御技術上の処
置によりまた構造上の処置によりそれぞれ捕捉される電
磁石１および／または２に、および電機子３の構成に
も、磁極面の近接領域、ここではＰ1 で磁力変化へ影響
を与える。この場合、曲線Ｍ1 の点線の続きは飽和のな
い磁力の変化を示す。これに反して閉位置の領域の実線
の曲線Ｍ1 は強い飽和を伴う磁力の変化を示す。曲線Ｍ
1 の破線の変化はバランス位置の領域での電流の低下時
の磁力の変化を示す。これにより、ガス交換弁の「通
常」の電磁アクチエータの場合でも、電流を目的通りに
制御して穏やか当たりが得られることが分かる。
【００２２】この移動過程でガス交換弁６が弁座６.1に
穏やかに載るため、図１の解決策では、予め緊張させた
補助バネ９が設けてある。このバネはバネ頭９.1により
ここでは図示していないハウジングの支持面１０に支持
されている。この配置は、ガス交換弁６が閉鎖運動をす
るとき、ガス交換弁６が弁座６.1に当たる直前に、閉鎖
バネ７のバネ頭７.1が補助バネ３のバネ頭９.1に当たる
ようにされている。
【００２３】電機子３がバランス位置を越えて移動する
場合、開放バネ５はその復帰力で電磁石１の磁力に対し
てバネ特性曲線に合ったバネ力により有効であるので、
電機子３には戻しバネ５の復帰力に加えて補助バネ９の
力の作用が働く。その結果、接近と共に増大する磁力に
逆らって一定の付加的な力の作用が存在する。しかし、
図４に示すように、点１２に達する直前にガス交換弁は
補助バネ９に作用するので、電機子３への復帰力Ｆ5 に
加えて補助バネ９の一定の力成分が反対向きに作用し、
弁６が弁座６.1に当たる直前に、つまり点１２に達する
直前い電機子が点１３を通過する。この点では、磁力Ｍ
1 とバネ力Ｆ5 とＦ9 から生じる合成バネ力Ｆ5 ＋Ｆ9
の間の力のバランスが再び支配している。一定の力の作
用により電機子３はその動きを阻止される。
【００２４】バランス点１３を出て最終閉鎖位置まで、
電機子３は捕捉された電磁石１の通電を目的通りに制御
して案内される。これは上に一般的に詳細に説明した通
りである。捕捉された磁石１に大きな電流が加わると、
曲線Ｍ１.1に相当する磁力曲線が生じる。この場合、電
流の印加は力のバランス点が弁の閉鎖位置の点に一致す
るように行われる。
【００２５】しかし、曲線Ｍ１.2に示すように、電磁石
１に小電流が印加されると、二つのバランス位置が生じ
る。つまり、点１３.1と点１３.2に生じる。点１５と点
１２の間、特に点１３と点１２の間の領域のバネ力の変
化と磁力の変化から、電磁石１への通電を制御して電機
子の動きを狙い通りに行えることが分かる。図１に示す
実施例では、弁を閉位置に移動させるために基本的に補
助バネ９が設けてある。その結果、図２から分かるよう
に、開位置に移動する場合に今まで通常の衝突条件が与
えられる。即ち、電機子３が開放磁石２に近づくと、戻
しバネ７の力Ｆ7 に比べて磁力Ｍ2 の剰余が大きいの
で、「弁開」位置に達すると、開放磁石が磁極面Ｐ2 に
強く当たる。これを防止するには、図１の実施例の場
合、適当な方法で開放バネ５にも図１に破線で示す補助
バネ９.2が付属している必要がある。開動作で電機子の
みが磁極面Ｐ2 に当たるので、補助バネ９.2は補助バネ
９とは異なるように設計されている。
【００２６】図１に基づき機械的な手段により戻しバネ
５の復帰力に対して付加的な力の作用を与えること、つ
まり補助バネの配置を説明したが、図５に基づき磁気的
な手段により付加的な力の作用を行う配置を説明する。
図５を参照して説明する実施例の電磁アクチエータの基
本構造は、実質上図１のアクチエータの構造に一致して
いるので、同等な部材には同じ参照符号を付ける。
【００２７】この形状の二つの電磁石１と２は、二つの
横ポールピース１６と１７を設け、このポールピースの
磁極面Ｐが案内棒４の長手軸に反対に向いているため、
通電した時に発生する磁場が案内棒４の軸で定まる運動
方向に垂直に向くように形成されている。一方の開放バ
ネの復帰力と他方の磁場の強さは、図示する電機子３の
閉位置で図示する幾分沈んだ位置を両方の磁極面Ｐに対
して占めるように設計される。図示する磁力線から分か
るように、図示する位置決めで閉鎖方向に作用する残留
磁力が残っている。しかし、この場合、力のバランスは
案内棒４の下端４.1が弁シャフトの自由端から持ち上が
らないように選択される。
【００２８】電磁石１のコイル１.1への通電を止めれ
ば、電機子３は圧縮された開放バネ５の力の影響の下で
電磁石２の方向に移動する。例えば電機子３が中心点を
通過する時点に電磁石２のコイル２.1に通電すれば、電
機子３が電磁石２の磁場内に達し、電磁石２のところで
二つの磁極面Ｐの間の開位置に引き込まれ、この位置で
閉鎖バネ７の力の作用に逆らって保持されるので、ガス
交換弁６は開位置に保持される。
【００２９】保持力を助長するため、二つの電磁石１，
２の両方のポールピース１６，１７のところのそれぞれ
自由端の領域に、少なくとも一つの永久磁石１８を配置
する。この永久磁石の磁場は通電している電磁石１，２
の磁場と同じ方向を向いている。永久磁石１８の磁力に
より、その時の保持位置で電磁石１，２の磁場を助長す
るので、電機子３の保持に僅かな電流しか必要としな
い。
【００３０】この配置から分かるように、電機子３は各
最終位置を越えて移動し、最終位置に速度「ゼロ」で到
達しなくても、ぶち当たることはない。磁場を調整して
得られる所望の最終位置の近傍の力の変化が平坦になる
ので、通電の調整により制御可能な穏やかな接近が可能
になる。図示する実施例では、電機子３は丸型電機子と
して、また付属する磁極面がそれに応じて円筒面として
形成されている。電機子３の外周と磁極面Ｐの間の空隙
は 0.1 mm までの大きさである。この空隙は必要な保持
電流を支持しうる大きさに保持できることを確実にす
る。電機子３を丸型電機子として形成することにより、
戻しバネ５と７で生じる捩じれ運動が電機子の性能や自
由運動特性に影響を与えないことが保証される。磁極面
Ｐの上に段差１９を設けることにより一部の磁場が中心
位置の方向に調整されるので、「捕捉された」磁力が到
来する電機子３に早めに作用する。
【００３１】図５で示すアクチエータは電機子３を閉位
置に保持する電磁石が通常のように形成されている、つ
まりその磁極面が電機子の面に向くように移動するの
で、従来のように、電機子が電磁石の磁極面に保持され
る。こうして、電機子が衝突した時に騒音の伝播を我慢
しなければならいが、必要な保持電流をそれに合わせて
低減する。
【００３２】図６には、図５の実施例に対して電機子３
に作用するストロークに対する力の変化が示してある。
両方の電磁石１と２から出る力は、それぞれ電磁石１の
作用面Ｉと電磁石２の作用面 II から計算できる。従っ
て、図６に示す電機子３の方向の磁力Ｍ1 の変化が生じ
る。これに対応して、電磁石２に対して逆方向の磁力Ｍ
2 の変化が生じる。バランス位置により対向する向きの
戻しバネ５と７の二つの力から出発して、両側にそれぞ
れほぼ直線状のバネ特性曲線Ｋ5,Ｋ7 が生じる。これ等
の特性曲線はバランス位置を形成する中間位置０に対す
る電機子３の位置に応じてこの位置に作用する。
【００３３】開閉磁石１の側面には、バネ特性曲線に対
して磁石の閉位置で力の飛びがある。この力の飛びは、
電機子３に弁６が当たった後、開放バネ５が未だ電機子
３に作用しているが、閉鎖バネ７は弁を弁座に保持させ
ているためによる。一方の磁力の変化と他方のバネ力の
変化から、それぞれバランス位置が曲線Ｍ 1 の頂点Ｚお
よびバネ特性曲線Ｋと磁力曲線Ｍ2 の間の交点Ａの閉位
置に対して与えられていることが分かる。これ等の二つ
のバランス位置の間の間隔は、弁のストロークを与え
る。図５に示す電機子の中間面 IIIと磁極面の中間面 I
の間の間隔は閉位置のバンラス位置での電機子の位置を
与える。これに応じて、開位置に対して磁極面の中間面
II と電機子の中間面 IIIの間隔が与えられる。
【００３４】図６にから分かることは、頂点Ｚと交点Ａ
のところでそれぞれバネ力に対する磁力の「力の過剰」
が存在するので、電機子を閉位置や開位置にすること、
従ってガス交換弁の意図しない閉鎖や開放が外部の衝突
力の影響により実際上不可能である点にある。更に、電
磁石への通電を適当に制御して、曲線Ｍ1 とＭ2 の変化
に影響を与えることができる。
【００３５】図７のブロック回路図には、ピストンエン
ジンに対する電磁アクチエータの制御が示してある。し
かし、この回路は簡単化のため多数のアクチエータのな
かの一つのを制御するためにのみ示してある。ピストン
エンジンは通常アクセルペダル２１を介して制御され、
このペダル位置の信号は電子エンジン制御部２２に与え
られる。このエンジン制御部２２により通常、例えばエ
ンジン回転数、冷却水温度等のようなその時の運転デー
タに応じてエンジンの個々の機能を制御する。つまり、
ガス交換弁も制御する。このため、適当な制御信号２３
を電流制御部２４に与え、この装置によりガス交換弁６
を操作するため電磁アクチエータの電磁石１と２がそれ
に応じて制御される。
【００３６】ここに説明する例では、閉鎖磁石として働
く電磁石１に少なくとも距離センサ２５が付属してい
る。この距離センサは電機子３が磁極面Ｐ1 に接近した
ことを検知するので、それに応じた距離信号により、電
機子３を復帰力と磁力の間の力のバランス点から磁極面
Ｐ1 に穏やかに当接させるため、上に説明した電流制御
を行える。
【００３７】図８.1と図８.2には、磁石の形状が断面図
にして示してあり、これ等の磁場により電機子の力のバ
ランス位置を予め指定できる。図５の実施例では、電機
子が各磁極面に当接しないが、この構造形状は磁極面へ
の接近の最終期間で磁力が力作用の影響を増加させるの
で、通電を狙い通りに行い電機子を磁極面に穏やかであ
るが確実に当てることが達成されるように設計されてい
る。
【００３８】図８.3と図８.4は、磁極面へ大きく接近す
ると緩和作用があるので、これにより安定なバランス位
置が磁極面の近くに予備バネなしに得られる力の変化と
なる磁石形状を示す。図８に示す磁石の構造では、所望
の作用は磁極面を突き出させる「角」２.1を形成して得
られる。
【００３９】
【発明の効果】以上、詳しく説明したように、この発明
によるガス交換弁の電磁弁駆動部を制御する方法を用い
れば、ピストンエンジンのガス交換弁から発生する騒音
を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この方法を実施する電磁アクチエータの実施
例の断面図、
【図２】 図１の実施例に対してストロークに依存する
磁力とバネ力の変化を示すグラフ、
【図３】 磁力に影響のある時のストロークに依存する
磁力とバネ力の変化を示すグラフ、
【図４】 補助バネのある配置で異なった電流量での磁
力とバネ力の変化を示すグラフ、
【図５】 無接触に捕捉される電機子を持つ電磁アクチ
エータの実施例の断面図、
【図６】 図５のアクチエータの構成に対してストロー
クに依存する磁力とバネ力の変化を示すグラフ、
【図７】 この方法を実施するブロック回路図、
【図８】 異なった磁石構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２ 電磁石 ３ 電機子 ４ 案内棒 ５ 開放バネ（戻しバネ） ６ ガス交換弁 ６.1 弁座 ７ 閉鎖バネ ７.1，９.1 バネ頭 ８ 弁シャフト ９，９.2 補助バネ １０ 支持面 １１，１２，１３ 点 １６，１７ ポールピース １８ 永久磁石 １９ 段差 ２１ アクセルペダル ２２ エンジン制御部 ２３ 制御信号 ２４ 電流制御部 ２５ 距離センサ ２６ 距離信号 Ｐ1,Ｐ2 磁極面 Ｆ5,Ｆ7,Ｆ9 バネ５，７，９の力 Ｍ1,Ｍ2 磁力 Ａ 交点 Ｚ 頂点 Ｉ, II 磁極面の中心面 III 電機子の中心面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター・シユミッツ ドイツ連邦共和国、52074 アーヒエン、 ヴエネターストラーセ、23 (72)発明者 フランツ・ピシンガー ドイツ連邦共和国、52072 アーヒエン、 イム・エルクフエルト、４

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストン内燃機関のガス交換弁を操作す
    る方法において、ガス交換弁に連結する電機子が、戻し
    バネの力に逆らって互いに間隔を保って配置され、通電
    で制御され、磁極面でもって互いに対向する二つの電磁
    石の磁力により往復運動し、更に捕捉された電磁石の磁
    極面の近傍に到達する毎に電機子に力の作用を及ぼし、
    この力の作用が捕捉されている電磁石に属する戻しバネ
    の力の作用を高め、一方の電機子に作用する電磁石の増
    加した磁力と他方の電機子に作用する増加した戻し力の
    間の力のバランス点が電機子に対して磁極面に当たる直
    前にあり、その後に捕捉された電磁石に通電して電機子
    が所定の速度で磁極面に達するように力の作用が設定さ
    れていることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 戻しバネの力の作用を高める力の作用は
    バネ力で付与されることを特徴とする請求項１に記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 戻しバネの力の作用を高める力の作用は
    その特性曲線で少なくとも最終領域で順次調整される戻
    しバネの力・距離変化により付与されることを特徴とす
    る請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 戻しバネの力の作用を高める力の作用は
    補助バネの力で付与されることを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 戻しバネの力の作用を高める力の作用は
    電機子に働く磁力により付与されることを特徴とする請
    求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 戻しバネの力の作用を高める力の作用は
    捕捉された電磁石により電機子に働く磁力の力・距離の
    変化を設計して付与されることを特徴とする請求項１〜
    ５の何れか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 ガス交換弁に連結する電機子が戻しバネ
    の復帰力に逆らって、互いに間隔を保って配置され、通
    電制御できる二つの電磁石の磁場によりガス交換弁の閉
    位置に属する最終位置と開位置に属する最終位置の間で
    往復移動する、特に請求項１〜６の何れか１項によるピ
    ストン内燃機関のガス交換弁を操作する方法において、
    少なくともガス交換弁の閉鎖位置に対する最終位置で、
    電機子が捕捉されている電磁石の磁極面に接触すること
    なく付属する戻しバネの力に逆らって保持されるよう
    に、少なくともガス交換弁の閉位置に属する捕捉されて
    いる電磁石の磁場が調整され、またこの電磁石の通電が
    制御されていることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 無接触保持のための磁場は電機子の最終
    位置に関して電機子の移動方向にほぼ垂直に向いている
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 無接触保持されている電磁石へ通電する
    場合、電機子の最終位置に達する直前に電流を増大させ
    ることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 無接触保持された電磁石の最終位置で
    は、電磁石の磁場と同じ方向の少なくとも一つの永久磁
    石の磁場が電機子に付加的に作用し、付加的な磁場の強
    度は、電機子に働く力が付属する戻しバネの力より小さ
    いことを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の
    方法。
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