(57)【要約】【課題】電磁駆動弁のディスクの中立位置を調整して、騒音の発生および燃費の悪化を抑制することができる電磁駆動弁の制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジンの運転状態がアイドル状態である場合に（ステップＳ１１でＹｅｓ）、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを算出する。さらに現時点が吸気弁の開弁期間にあり（ステップＳ１３でＹｅｓ）、開弁側衝突速度Ｖｏと、閉弁側衝突速度Ｖｃと、の差の絶対値（｜Ｖｏ−Ｖｃ｜）が閾値Ｖｔｈよりも大きい場合に（ステップＳ１４でＹｅｓ）、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも小さければ（ステップＳ１５でＮｏ）、トーションバーの捩り有効長Ｌを増大させ（ステップＳ１６）、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも大きければ（ステップＳ１５でＹｅｓ）、捩り有効長Ｌを減少させる（ステップＳ１７）。【選択図】図４
2010121462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開弁状態と閉弁状態との間で開閉状態を切り替えて、内燃機関の燃焼室と吸排気経路との連通状態を切り替えるとともに、閉弁方向に付勢力が作用させられるバルブと、
揺動軸を中心に揺動し、前記バルブの一端に当接して前記開閉状態を切り替える揺動ディスクと、
前記揺動ディスクに電磁力を作用させて、前記開弁状態に対応する開弁側揺動端と、前記閉弁状態に対応する閉弁側揺動端と、の間で前記揺動ディスクを揺動させる電磁石と、
一端が支持部材に固定され、他端が前記揺動ディスクに固定され、前記付勢力に対向して前記揺動ディスクを付勢するトーションバーと、を備えた電磁駆動弁の制御装置において、
前記開弁側揺動端に前記揺動ディスクが衝突する速度を表す開弁側衝突速度と、前記閉弁側揺動端に前記揺動ディスクが衝突する速度を表す閉弁側衝突速度と、を算出する衝突速度算出手段と、
前記衝突速度算出手段の算出結果に基づいて、前記電磁力が作用していない状態において、前記揺動ディスクが中間位置を保持するように前記トーションバーの捩り有効長を調整する有効長調整手段と、
を備えたことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁駆動弁に関し、特に、トーションバーを備えた電磁駆動弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両等に用いられるエンジンの燃焼室を形成するシリンダには、燃焼用の空気をシリンダ内部に取り入れる吸気ポートを開閉するための吸気弁と、混合気の燃焼により生じた排気ガスをシリンダ外部に排出する排気ポートを開閉するための排気弁と、が設けられている。
【０００３】
この種の吸気弁および排気弁は、電磁力によって駆動される電磁駆動弁によって構成されるものが知られている。上記電磁駆動弁は、対向に配置されコイルに通電することによって交互に電磁力を発生させる一対の電磁石と、この電磁力により各電磁石の間を揺動するディスクと、ディスクの揺動に伴って往復動させられ吸気ポートまたは排気ポートを開閉するバルブ本体と、バルブ本体を閉弁方向に付勢するロアスプリングと、を備えたものが知られている。さらに、上記電磁駆動弁には、ディスクの揺動の中心である揺動軸上に沿って、中央部が括れた円柱状の捩りばねとしてのトーションバーが配置されている。
【０００４】
上記電磁駆動弁においては、トーションバーは、ディスクを、バルブ本体が開弁する方向に付勢するようになっている。したがって、ディスクに電磁力が作用していない状態におけるディスクの位置（以下、「中立位置」という）は、トーションバーの付勢力と、ロアスプリングの付勢力と、によって、中間位置に調整される。バルブの開弁保持時または閉弁保持時には、コイルに保持電流を流して、ディスクの位置を開弁側揺動端または閉弁側揺動端に維持している。
【０００５】
このような電磁駆動弁として、トーションバーの一端に把持部を設け、電磁駆動弁の組み立て時に把持部を把持して、揺動軸方向に牽引しながらトーションバーを設置することにより、電磁駆動弁の製造時におけるトーションバーの座屈や塑性変形を防止する電磁駆動弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記特許文献１に記載の電磁駆動弁によれば、電磁駆動弁の製造時におけるトーションバーの座屈や塑性変形を防止しながら、牽引によりトーションバーの有効長を調整してばね定数を調整できるので、所望の付勢力を得ることができ、ディスクの中立位置のずれを防止することができる。これにより、中立位置がずれてしまうことによるディスクの揺動速度の変化を抑制することができるので、ディスクの揺動速度が増大することによる、ディスクと電磁石の衝突の際の、騒音の増大を抑制することができる。
【０００７】
さらに、上記特許文献１に記載の電磁駆動弁によれば、ディスクの中立位置のずれを防止することができるので、開弁保持時および閉弁保持時における保持電流を一定にすることができる。すなわち、ディスクの中立位置がずれてしまうと、開弁保持または閉弁保持のために必要な電磁力を発生させるための保持電流が増大してしまうが、上記特許文献１に記載の電磁駆動弁によれば、ディスクの中立位置のずれを防止することにより、保持電流の増大を抑制することができる。これにより、バッテリ等の負荷の増大を抑制して燃費の悪化を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００７−１２７０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の電磁駆動弁にあっては、電磁駆動弁の製造時にトーションバーのばね定数を設定することができるが、経年劣化によってトーションバーがへたり、トーションバーのばね定数が変化しても、ばね定数を調整することができない。したがって、経年劣化によりトーションバーのばね定数が変化して、ディスクの中立位置がずれてしまうことを防止することができず、騒音の発生を招くおそれがある。
【０００９】
また、コイルに流す電流を調整することによってディスクの衝突速度を調整する方法も考えられるが、この方法では、電流の調整によっては衝突速度を調整し切れないほどにトーションバーが経年劣化によってへたっている場合には、効果が十分に発揮されない。また、ディスクの中立位置を調整するものではないため、保持電流が増大し、バッテリ等の負荷が増大して、燃費の悪化を招くおそれがある。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、電磁駆動弁のディスクの中立位置を調整して、騒音の発生および燃費の悪化を抑制することができる電磁駆動弁の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、上記目的達成のため、（１）開弁状態と閉弁状態との間で開閉状態を切り替えて、内燃機関の燃焼室と吸排気経路との連通状態を切り替えるとともに、閉弁方向に付勢力が作用させられるバルブと、揺動軸を中心に揺動し、前記バルブの一端に当接して前記開閉状態を切り替える揺動ディスクと、前記揺動ディスクに電磁力を作用させて、前記開弁状態に対応する開弁側揺動端と、前記閉弁状態に対応する閉弁側揺動端と、の間で前記揺動ディスクを揺動させる電磁石と、一端が支持部材に固定され、他端が前記揺動ディスクに固定され、前記付勢力に対向して前記揺動ディスクを付勢するトーションバーと、を備えた電磁駆動弁の制御装置において、前記開弁側揺動端に前記揺動ディスクが衝突する速度を表す開弁側衝突速度と、前記閉弁側揺動端に前記揺動ディスクが衝突する速度を表す閉弁側衝突速度と、を算出する衝突速度算出手段と、前記衝突速度算出手段の算出結果に基づいて、前記電磁力が作用していない状態において、前記揺動ディスクが中間位置を保持するように前記トーションバーの捩り有効長を調整する有効長調整手段と、を備える。
【００１２】
この構成により、揺動ディスクの開弁側衝突速度および閉弁側衝突速度を算出し、電磁力が作用していない状態において揺動ディスクが中間位置を保持するようにトーションバーの捩り有効長を調整することができるので、電磁駆動弁のトーションバーのばね定数を調整することができる。したがって、電磁駆動弁の揺動ディスクの中立位置を調整して、騒音の発生および燃費の悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電磁駆動弁のディスクの中立位置を調整して、騒音の発生および燃費の悪化を抑制することができる電磁駆動弁の制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置を備えたエンジンの概略ブロック構成図である。
【００１６】
まず、構成について説明する。
【００１７】
エンジン１０は、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上部に固定されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とにより形成された空間に往復動可能に収容されたピストン１３と、ピストン１３と図示しないクランクシャフトとを動力伝達可能に連結するコネクティングロッド１５と、を備えている。また、エンジン１０においては、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１３とによって、燃焼室１４が形成されている。
【００１８】
このエンジン１０は、燃焼室１４において燃料と空気との混合気を所望のタイミングで燃焼させることによりピストン１３を往復動させ、コネクティングロッド１５を介してピストン１３と動力伝達可能に連結された出力軸としての図示しないクランクシャフトを回転させることにより、動力を出力するようになっている。なお、このエンジン１０に用いられる燃料は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料や、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
【００１９】
シリンダブロック１１には、冷却水を内包し、内包した冷却水とシリンダブロック１１との温度差を利用してシリンダブロック１１を冷却するためのウォータジャケット１１ｗが設けられている。
【００２０】
シリンダヘッド１２には、エアクリーナ２３を通過して車外から流入した空気を燃焼室１４に導入するための吸気管２１と、燃焼室１４における混合気の燃焼によって発生した排気ガスを触媒コンバータ２４に通じさせて車外へ排出するための排気管２２と、が連結されている。
【００２１】
また、シリンダヘッド１２には、吸気管２１から燃焼室１４への燃焼用空気の導入を制御するための吸気弁３０と、燃焼室１４から排気管２２への排気ガスの排出を制御するための排気弁４０と、燃焼室１４内の混合気に点火するための点火プラグ１８と、燃料を燃焼室１４内へ噴射するためのインジェクタ１７と、が取り付けられている。なお、吸気弁３０および排気弁４０は、電磁力によって駆動する電磁駆動弁である。
【００２２】
インジェクタ１７は、図示しないソレノイドコイルおよびニードルバルブを有している。また、インジェクタ１７には、所定の圧力で燃料が供給されている。したがって、インジェクタ１７は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によってソレノイドコイルに所望のタイミングで通電されると、ニードルバルブを開いて、燃焼室１４に燃料を噴射するようになっている。
【００２３】
点火プラグ１８は、プラチナやイリジウム合金製の電極を有する公知の点火プラグである。点火プラグ１８は、ＥＣＵ１００によって所望のタイミングで上記電極に通電されて放電を発生させることにより、燃焼室１４内の混合気に点火するようになっている。
【００２４】
エアクリーナ２３は、例えば、内部に収容した紙または合成繊維の不織布のフィルターにより、吸入空気中の異物を除去するようになっている。チリやホコリといった空気中の異物には硬いものもあり、このような硬い異物が燃焼室１４に入り込むと、研磨剤として働いてしまい、シリンダブロック１１の内壁面やピストン１３を磨耗させる原因ともなり得る。したがって、エアクリーナ２３は、これらの異物を除去して、吸入空気を清浄化するようになっている。
【００２５】
触媒コンバータ２４は、一般に、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えている。この三元触媒は、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。
【００２６】
さらに、インジェクタ１７、点火プラグ１８、吸気弁３０および排気弁４０は、ＥＣＵ１００に接続されている。また、クランクセンサ９７および図示しない各種センサがＥＣＵ１００に接続され、検出した検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００２７】
クランクセンサ９７は、エンジン１０の出力軸としての図示しないクランクシャフトの回転数を検出し、クランクシャフトの回転数を表す検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。これにより、ＥＣＵ１００は、現時点におけるエンジン回転数を把握することができる。
【００２８】
ＥＣＵ１００は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ(Random Access Memory)および入出力インターフェース回路（いずれも図示しない）を有している。
【００２９】
次に、図２に基づいて、本実施の形態に係る電磁駆動弁としての吸気弁３０の構成を説明する。図２は、本実施の形態に係る電磁駆動弁としての吸気弁の構成を表す概要図である。
【００３０】
吸気弁３０は、駆動弁５１と、磁性体により構成され電磁力および付勢力によって揺動するディスク６１と、互いに対向して配置された一対の電磁石としてのアッパコア７１およびロアコア７５と、捩りばねとしてのトーションバー８１と、駆動弁５１を閉弁方向に付勢するロアスプリング５５と、を備えている。なお、吸気弁３０は、吸気ポート１６が形成されたシリンダヘッド１２に固定されている。
【００３１】
駆動弁５１は、弁軸としてのバルブステム５２と、バルブステム５２の燃焼室１４側端部に設けられた円形の傘部からなる吸気ポート１６を開閉するためのバルブヘッド５３と、バルブステム５２の他端部に設けられディスク６１と接触し得るように構成されたバルブステムエンド５４と、を有している。
【００３２】
なお、バルブステム５２は、中空構造として、中空部に液体ナトリウムを収容するものであってもよい。この場合には、液体ナトリウムの体積を、中空部の容積の半分程度とすることで、駆動弁５１の往復動により液体ナトリウムが中空部を移動することとなる。そのため、液体ナトリウムが、高温となるバルブヘッド５３の近傍に移動したときには、バルブヘッド５３およびバルブステム５２から熱を吸収し、比較的低温となるバルブステムエンド５４の近傍に移動したときには、吸収した熱をバルブステムエンド５４に伝達して放熱させることができる。
【００３３】
バルブステム５２には、例えば円環形状のバルブコッタ５６が固定されている。さらに、バルブコッタ５６の外周部に、例えば円環形状のバルブリテーナ５７が取り付けられている。バルブコッタ５６は、外周部に図示しない凸部を有しており、バルブリテーナ５７の内周部に設けられた図示しない凹部と係合するようになっている。
【００３４】
また、シリンダヘッド１２には、ロアスプリング５５が設けられている。ロアスプリング５５は、一端がシリンダヘッド１２に固定され、他端がバルブリテーナ５７に固定されている。また、ロアスプリング５５は、例えば公知のコイルばねにより構成されており、バルブリテーナ５７を、燃焼室１４とは反対の方向、すなわち閉弁方向に付勢している。
【００３５】
このような構成により、バルブリテーナ５７は、駆動弁５１の軸方向の往復動を一定範囲内に制限するようになっている。
【００３６】
また、シリンダヘッド１２には、バルブステム５２を軸方向に往復動可能なように案内する円筒形状のバルブガイド５８ａ、５８ｂが設けられている。バルブガイド５８ａ、５８ｂは、バルブステム５２の高速摺動に耐えられるよう、例えば、ステンレス等の金属材料によって形成されている。
【００３７】
さらに、吸気ポート１６から燃焼室１４に連通する位置には、円環形状のバルブシート５９が設けられている。したがって、吸気弁３０は、駆動弁５１を往復動させ、バルブヘッド５３の外周面をバルブシート５９の内周面に押し付けることにより吸気ポート１６を閉じ、バルブヘッド５３の外周面をバルブシート５９の内周面から離間することによって吸気ポート１６を開くようになっている。
【００３８】
ここで、シリンダヘッド１２の上面には、支持台６０が取り付けられている。支持台６０には、アッパコア７１、ロアコア７５、ディスク６１およびトーションバー８１が設けられている。
【００３９】
アッパコア７１は、電磁力を発生するためのアッパコイル７２と、巻回されたアッパコイル７２を固定するためのコア部７３と、を有し、電磁石として機能するものである。また、アッパコア７１は、駆動弁５１の閉弁状態に対応するディスク６１の揺動端を表す閉弁側揺動端７４を形成している。
【００４０】
同様に、ロアコア７５は、電磁力を発生するためのロアコイル７６と、巻回されたロアコイル７６を固定するためのコア部７７と、を有し、電磁石として機能するものである。また、ロアコア７５は、駆動弁５１の開弁状態に対応するディスク６１の揺動端を表す開弁側揺動端７８を形成している。
【００４１】
なお、アッパコア７１およびロアコア７５は、互いに一定の角度をもって対向することにより、ディスク６１がトーションバー８１を揺動軸として揺動することができる空間を形成している。
【００４２】
アッパコイル７２およびロアコイル７６は、連続する単一のコイル線から構成されていてもよく、また、互いに別のコイル線から構成されていてもよい。アッパコイル７２およびロアコイル７６は、ＥＣＵ１００によって通電されることにより、いわゆる右ねじの法則に基づいて磁界を形成し、ディスク６１に電磁力を作用させるようになっている。
【００４３】
アッパコイル７２およびロアコイル７６が、連続する単一のコイル線から構成されている場合には、電流を流すことによって双方のコイルが同一方向の磁界を形成するように巻回すれば、双方のコイルが同時にディスク６１に電磁力を作用させることができるので、ディスク６１の揺動速度を増大させることができる。一方、アッパコイル７２およびロアコイル７６が、互いに別のコイル線から構成されている場合には、電流の通電および遮断を各コイルについて制御することができるため、ディスク６１に作用させる電磁力の制御の自由度を高めることができる。
【００４４】
また、コア部７３およびコア部７７は、例えば、積層された複数の電磁鋼板から構成されている。なお、コア部７３およびコア部７７は、電磁鋼板に限らず、種々の磁性材料によって構成されていてもよい。
【００４５】
ディスク６１は、アッパコア７１およびロアコア７５が発生する電磁力により揺動することができるように、板状の磁性材料から構成されている。また、ディスク６１は、揺動軸６２を中心として揺動するようになっている。
【００４６】
さらに、ディスク６１の一端には、内周面に複数のスプライン溝が形成された円筒状の円筒部６３が、揺動軸６２に沿って形成されている。円筒部６３の内部には、トーションバー８１が収容されている。
【００４７】
トーションバー８１は、中央部が括れた円柱状の捩りばねにより構成されており、円筒部６３の内部に、揺動軸６２の軸方向に収容されている。トーションバー８１の一端は、円筒部６３の内周面とスプライン嵌合することにより、相対回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能に支持されており、他端は、後述するトーションバー固定用プレート８５（図３参照）に設けられた支持孔８５ａの内周面とスプライン嵌合することにより、回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能に支持されている。
【００４８】
ここで、ディスク６１の中立位置について説明する。中立位置とは、アッパコイル７２およびロアコイル７６に電流が流れていない状態におけるディスク６１の位置をいう。すなわち、中立位置とは、ディスク６１に電磁力が作用していない状態において、閉弁方向に作用するロアスプリング５５の付勢力と、開弁方向に作用するトーションバー８１の付勢力と、のバランスによって定まるディスク６１の位置をいう。
【００４９】
まず、トーションバー８１は、吸気弁３０の製造時に、開弁方向にディスク６１を付勢するように取り付けられる。例えば、トーションバー８１は、ディスク６１がロアコア７５に当接した状態において捩り角度が略零となるように取り付けられる。これにより、ディスク６１がアッパコア７１の方向に揺動するに従ってトーションバー８１の捩り角度が大きくなり、ディスク６１がアッパコア７１に当接した状態でトーションバー８１の捩り角度が最大となる。したがって、ディスク６１がアッパコア７１に当接した状態において、ディスク６１に対するトーションバー８１による付勢力が最大となる。
【００５０】
一方、ロアスプリング５５は、閉弁方向、すなわち、駆動弁５１を介してディスク６１をアッパコア７１に向かって移動させる方向に、駆動弁５１を付勢するようになっている。例えば、ロアスプリング５５は、ディスク６１がアッパコア７１に当接した状態において伸び切って、駆動弁５１に対する閉弁方向の付勢力が略零となるように取り付けられている。また、ディスク６１がロアコア７５に当接した状態において縮み切って、駆動弁５１に対する閉弁方向の付勢力が最大となるように取り付けられている。
【００５１】
なお、吸気弁３０においては、トーションバー８１の付勢力と、ロアスプリング５５の付勢力と、が釣り合うようになっていればよい。すなわち、トーションバー８１は、ディスク６１がロアコア７５に当接した状態において予め定められた角度だけ捩れた状態で取り付けられてもよい。一方、ロアスプリング５５は、ディスク６１がアッパコア７１に当接した状態においても伸び切らずに閉弁方向の付勢力を一定量発生させるようにしてもよい。本実施の形態においては、トーションバー８１は、ディスク６１がロアコア７５に当接した状態において捩り角度が略零となるよう取り付けられ、ロアスプリング５５は、ディスク６１がアッパコア７５に当接した状態において伸び切るように取り付けられるものとして説明する。
【００５２】
このように、吸気弁３０においては、ディスク６１をロアコア７５の方向に移動させるトーションバー８１の付勢力と、駆動弁５１を介してディスク６１をアッパコア７１に向かって移動させる方向のロアスプリング５５の付勢力と、が対向するようになっている。
【００５３】
したがって、吸気弁３０においては、上記トーションバー８１の付勢力と上記ロアスプリング５５の付勢力とによって、ディスク６１の中立位置が定まるようになっている。
【００５４】
ここで、一般に、ディスク６１の中立位置は、アッパコア７１とロアコア７５との間の中間位置に設定されることが望ましい。なお、本実施の形態における中間位置とは、閉弁側揺動端７４の外端と開弁側揺動端７８の外端との鉛直方向の距離をリフトＲと定義し、閉弁側揺動端７４の外端または開弁側揺動端７８の外端からＲ／２だけ離間した位置をいう。
【００５５】
ディスク６１の中立位置が上記中間位置に設定されることが望ましいのは、以下の理由による。
【００５６】
まず第１に、ディスク６１の中立位置が、アッパコア７１側またはロアコア７５側のいずれかに偏った場合には、閉弁側衝突速度Ｖｃと開弁側衝突速度Ｖｏとの間に差が生じ、ディスク６１がアッパコア７１またはロアコア７５と衝突する際に発生する衝撃音が増大して騒音が発生するおそれがあるからである。
【００５７】
第２に、ディスク６１の中立位置が、アッパコア７１側またはロアコア７５側のいずれかに偏った場合には、駆動弁５１の閉弁保持時または開弁保持時に、ディスク６１をアッパコア７１またはロアコア７５に当接させておくのに必要な電磁力が増大するので、アッパコイル７２またはロアコイル７６に流す電流が増大してしまい、バッテリ等の付加が増大して燃費の悪化を招致するおそれがあるからである。
【００５８】
以上の理由により、ディスク６１の中立位置は、中間位置に設定されることが望ましい。したがって、吸気弁３０の製造時には、トーションバー８１の付勢力とロアスプリング５５の付勢力との釣り合いの位置を調整し、ディスク６１の中立位置が、中間位置となるように設定される。
【００５９】
次に、ディスク６１の揺動と駆動弁５１の開閉状態との関係について説明する。
【００６０】
まず、中間位置を基準として、駆動弁５１が開弁状態に移行するときには、ディスク６１がロアコイル７６の方向に移動する必要がある。この場合には、ロアコア７５は、ＥＣＵ１００によりロアコイル７６に通電されることによって、ディスク６１をロアコア７５の方向に移動させる電磁力を発生する。また、この場合、トーションバー８１は、ディスク６１をロアコア７５の方向に移動させる開弁方向の付勢力を、ディスク６１に作用させている。
【００６１】
したがって、ディスク６１は、ロアコア７５による電磁力と、トーションバー８１による付勢力と、によって、ロアコア７５に向かって移動していく。これにより、バルブステムエンド５４によってディスク６１と当接する駆動弁５１は、ディスク６１のロアコア７５への移動に伴い、開弁状態となるよう燃焼室１４側に移動させられる。
【００６２】
ディスク６１がさらに移動し、ディスク６１がロアコア７５に衝突して、ディスク６１がロアコア７５に当接した状態となると、駆動弁５１の開弁状態への移行が完了する。このとき、トーションバー８１の捩れ角度は略零であるので、トーションバー８１の付勢力は略零となる。したがって、ディスク６１は、ロアコア７５が発生する電磁力によって、ディスク６１がロアコア７５に当接した状態で維持される。これにより、駆動弁５１の開弁状態が維持される。
【００６３】
開弁状態においては、ロアスプリング５５は押し縮められた状態であるため、駆動弁５１を閉弁方向に移動させるような付勢力を駆動弁５１に作用させている。しかし、ロアスプリング５５の付勢力よりもロアコア７５が発生する電磁力の方が大きいために、ディスク６１はロアコア７５に当接した状態で維持される。このとき、ロアコイル７６には、開弁保持のための保持電流が流れている。
【００６４】
なお、駆動弁５１の開弁状態においては、排気管２１から燃焼室１４に燃焼用の空気が吸気される吸気工程が成立している。
【００６５】
吸気工程が終了すると、駆動弁５１は閉弁状態に移行する。
【００６６】
駆動弁５１が閉弁状態に移行する際には、まず、ロアコイル７６への通電が停止されることによって、ディスク６１をロアコア７５に引き付けておく電磁力がなくなる。一方、アッパコイル７２への通電が開始されることによって、アッパコア７１は、ディスク６１をアッパコア７１の方向に移動させる電磁力を発生する。
【００６７】
したがって、ディスク６１は、アッパコア７１による電磁力と、ロアスプリング５５による付勢力と、によりアッパコア７１の方向へ移動することとなる。
【００６８】
ディスク６１がアッパコア７１に衝突し、ディスク６１がアッパコア７１に当接した状態となると、駆動弁５１の閉弁状態への移行が完了する。閉弁状態においては、バルブヘッド５３の外周面がバルブシート５９の内周面に押し当てられている。このとき、ディスク６１は、アッパコイル７２が発生する電磁力によって、アッパコア７１に当接した状態で維持される。これにより、駆動弁５１の閉弁状態が維持される。
【００６９】
閉弁状態においては、トーションバー８１の捩れ角度が最大であるので、トーションバー８１は、ディスク６１をロアコア７５の方向へ移動させる付勢力をディスク６１に作用させている。しかし、トーションバー８１の付勢力よりもアッパコア７１が発生する電磁力の方が大きいために、ディスク６１はアッパコア７１に当接した状態で維持される。このとき、アッパコイル７２には、閉弁保持のための保持電流が流れている。
【００７０】
なお、駆動弁５１の閉弁状態においては、燃焼室１４内の混合気がピストン１３（図１参照）によって圧縮させられる圧縮工程、燃焼室１４内で混合気が燃焼する燃焼行程、または排気弁４０から排気ガスが排気管２２へ排出される排気工程が成立している。
【００７１】
これらの工程が終了し、吸気工程に入ると、駆動弁５１が再び開弁状態へと移行する。
【００７２】
次に、図３に基づいて、トーションバー８１の詳細な構成について説明する。図３は、図２におけるＡ−Ａ'断面を表す概要図である。
【００７３】
トーションバー８１は、外周面に複数の凸部を有する第１被支持部としての第１端部８１ａと、外周面に複数の凸部を有する第２端部８１ｂと、第１端部８１ａおよび第２端部８１ｂよりも直径の小さい中央部８１ｃと、第１端部８１ａと中央部８１ｃとの間に配設され、第１端部８１ａ側から中央部８１ｃ側に進むにつれ連続的に直径が減少する第１移行部８１ｄと、第２端部８１ｂと中央部８１ｃとの間に配設され、第２端部８１ｂ側から中央部８１ｃ側に進むにつれ連続的に直径が減少する第２移行部８１ｅと、を有している。
【００７４】
なお、第２端部８１ｂのうち、トーションバー固定用プレート８５に支持される部分を、特に、第２被支持部８１ｆという。第２被支持部８１ｆは、揺動軸６２方向におけるトーションバー８１の移動に伴い、揺動軸６２方向の長さが変化するようになっている。
【００７５】
また、トーションバー８１においては、第１端部８１ａの揺動軸６２方向の内端から第２被支持部８１ｆの揺動軸６２方向内端までを捩り有効部８４という。さらに、捩り有効部８４の揺動軸６２方向の長さを、捩り有効長という。
【００７６】
第１被支持部としての第１端部８１ａは、第１端部８１ａの外周面に形成された複数の凸部と、円筒部６３の内周面に形成された複数のスプライン溝と、が係合することにより、円筒部６３の内周面に、相対回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能に支持されている。
【００７７】
第２被支持部８１ｆは、第２被支持部８１ｆの外周面に形成された複数の凸部と、トーションバー固定用プレート８５における支持孔８５ａを形成する内周面に設けられた複数のスプライン溝と、が係合することにより、支持孔８５ａの内周面に、回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能に支持されている。
【００７８】
このような構成により、トーションバー８１は、円筒部６３がディスク６１の揺動に伴い揺動軸６２を中心に回転することによって、捩り有効部８４が捩れるようになっている。さらに、トーションバー８１は、捩り有効部８４が捩れることにより、ディスク６１をロアコア７５の方向に移動させる付勢力Ｆｔを発生する。なお、トーションバー８１の捩れ角度は、ディスク６１がロアコア７５に当接した状態において略零となり、ディスク６１がアッパコア７１の方向へ移動するにしたがって増大し、ディスク６１がアッパコア７１に当接した状態で最大となる。
【００７９】
トーションバー８１の付勢力Ｆｔは、以下に示す公知の捩りの式（１）によって近似的に算出される。なお、式（１）において、πは円周率、ｄは捩り有効部８４の平均直径、Ｇはトーションバー８１の材料に固有の横弾性係数、θは捩り角度、Ｌは捩り有効長を示す。また、本実施の形態においては、トーションバー８１の捩り有効部８４の直径が一定でないため、ｄを捩り有効部８４の平均直径として、近似的に付勢力Ｆｔを算出する。
Ｆｔ≒πｄ４Ｇθ／３２Ｌ                        （１）
【００８０】
式（１）によれば、円周率π、横弾性係数Ｇは一定であるので、トーションバー８１の付勢力Ｆｔは、捩り有効部８４の平均直径ｄおよび捩り角度θに比例し、捩り有効長Ｌに反比例することが分かる。
【００８１】
次に、支持台６０は、互いに対向する第１支持台６０ａおよび第２支持台６０ｂを有している。
【００８２】
第１支持台６０ａは、例えばコイルばねにより構成されるスプリング８３を設けている。スプリング８３は、一端が第１支持台６０ａに固定され、他端が第１端部８１ａの第１支持台６０ａ側端面に固定されている。
【００８３】
スプリング８３は、以下に述べる目的のために設けられている。すなわち、一般に、トーションバー８１のような捩りばねは、捩りが発生すると、揺動軸６２方向に縮むような応力が発生することが知られている。トーションバー８１が揺動軸６２方向に縮むと、捩り有効長が小さくなり、所定のばね定数を得ることができないため、トーションバー８１が縮まないようにする必要がある。したがって、スプリング８３は、トーションバー８１が縮まないように、第１支持台６０ａの方向にトーションバー８１を牽引するようになっている。
【００８４】
第２支持台６０ｂは、第１支持台６０ａと対向して設けられている。第２支持台６０ｂには、プレート固定用ボルト８６の締結により、トーションバー固定用プレート８５が固定されている。トーションバー固定用プレート８５には、トーションバー８１の第２被支持部８１ｆを支持するための支持孔８５ａが形成されている。また、支持孔８５ａの内周面には複数のスプライン溝が形成されており、第２被支持部８１ｆの外周面に形成された複数の凸部と、上記複数のスプライン溝と、が係合するようになっている。したがって、トーションバー固定用プレート８５は、第２被支持部８１ｆを、回転不可能かつ揺動軸６２方向移動自在に支持している。
【００８５】
また、トーションバー固定用プレート８５には、オイル注入孔８８が形成されている。オイル注入孔８８は、一端が油路１５１に接続され、他端が支持孔８５ａに解放されている。これにより、オイル注入孔８８は、オイル供給装置１５０によって供給されたオイルを、支持孔８５ａに導入することができる。したがって、オイル供給装置１５０によりオイル注入孔８８を介して支持孔８５ａに導入されたオイルにより、第２被支持部８１ｆの外周面と支持孔８５ａの内周面との摩擦が低減されることとなる。
【００８６】
オイル供給装置１５０は、図示しないクランクシャフトに直接的または間接的に連結されたトロコイド式のオイルポンプや電動オイルポンプ等を備え、本実施の形態における吸気弁３０を含め、エンジン１０の図示しない各潤滑部にオイルを供給するものである。
【００８７】
ここで、吸気弁３０は、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを調整するためのアクチュエータ９０を備えている。アクチュエータ９０は、トーションバー８１の第２端部８１ｂの端面に固定されたロッド９１を、揺動軸６２方向に移動させることができるものである。また、アクチュエータ９０は、油圧式アクチュエータ、電動式アクチュエータ、空気圧式アクチュエータ等の各種アクチュエータによって構成される。
【００８８】
また、吸気弁３０は、第１端部８１ａの外端面に固定され揺動軸６２方向に移動可能に延在するセンサロッド９２と、センサロッド９２と一体回転するよう固定された偏心板９３と、偏心板９３の角度を検出する回転角センサ９４と、を有している。
【００８９】
センサロッド９２は、トーションバー８１の第１端部８１ａと一体的に回転する。すなわち、ディスク６１の揺動に伴い円筒部６３が回転すると、円筒部６３に相対回転不可能かつ揺動軸６２方向移動自在に固定されたトーションバー８１の第１端部８１ａが回転することとなる。したがって、第１端部８１ａの外端面に固定されたセンサロッド９２は、第１端部８１ａとともに回転することとなる。なお、センサロッド９２は、例えば第１支持台６０ａに設けられたニードルベアリング９５によって回転可能に支持されている。
【００９０】
回転角センサ９４は、公知のギャップセンサにより構成されている。回転角センサ９４は、磁界を発生させて、磁界の変化により偏心板９３の回転角度を検出し、偏心板９３の回転角度を表す検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。
【００９１】
すなわち、偏心板９３の回転に伴い、回転角センサ９４のセンシング面と偏心板９３の外周面との距離が変化して、磁界が変化する。回転角センサ９４は、その磁界変化を偏心板９３の回転角度と対応させて検出し、偏心板９４の回転角度を表す検出信号をＥＣＵ１００に出力する。これにより、ＥＣＵ１００は、単位時間当たりの偏心板９３の回転速度を算出することができるので、ディスク６１の揺動速度を算出することができる。
【００９２】
このような構成により、本実施の形態における電磁駆動弁の制御装置は、ディスク６１の回転角度や揺動速度を予め定められた時間ごとに算出して、ディスク６１の揺動の途中であっても、その都度アッパコイル７２およびロアコイル７６に流す電流を調整し、ディスク６１の最適な揺動速度を維持することによって、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを調整することができるようになっている。
【００９３】
したがって、本実施の形態における電磁駆動弁の制御装置は、ディスク６１の揺動の途中において、アッパコイル７２およびロアコイル７６に流す電流を調整できるので、ディスク６１の揺動速度を減速して、滑らかにアッパコア７１またはロアコア７５に衝突させることができる。
【００９４】
以下、本実施の形態に係る電磁駆動弁の制御装置の特徴的な構成について説明する。
【００９５】
駆動弁５１は、開弁状態と閉弁状態との間で開閉状態を切り替えて、燃焼室１４と吸気管２１との連通状態を切り替えるとともに、閉弁方向に付勢力が作用させられるようになっている。具体的には、駆動弁５１は、弁軸としてのバルブステム５２を有し、開弁方向の付勢力に対向して、ロアスプリング５５により閉弁方向の付勢力が作用させられるようになっている。さらに、駆動弁５１は、バルブステム５２の延在方向に往復動して開閉状態を切り替えることにより、燃焼室１４と吸気管２１および排気管２２との連通状態を切り替えるようになっている。すなわち、駆動弁５１は、本発明におけるバルブを構成している。
【００９６】
ディスク６１は、揺動軸６２を中心に揺動し、駆動弁５１の一端に当接して駆動弁５１の開閉状態を切り替えるようになっている。具体的には、ディスク６１は、板状の磁性材料からなり、バルブステム５２により形成される弁軸と軸間距離を隔てて直交する揺動軸６２を有し、揺動方向に交互に作用する電磁力と、駆動弁５１を介してロアスプリング５５により作用させられる閉弁方向の付勢力と、トーションバー８１により作用させられる開弁方向の付勢力と、により、開弁側揺動端７８と閉弁側揺動端７４との間で揺動軸６２を中心として揺動するようになっている。すなわち、ディスク６１は、本発明における揺動ディスクを構成している。
【００９７】
アッパコア７１およびロアコア７５は、ディスク６１に電磁力を作用させて、駆動弁５１の開弁状態に対応する開弁側揺動端７８と、駆動弁５１の閉弁状態に対応する閉弁側揺動端７４と、の間でディスク６１を揺動させるようになっている。具体的には、アッパコア７１は、巻回した状態でコア部７３に固定されたアッパコイル７２に通電されることにより発生する電磁力によって、ディスク６１をアッパコア７１の方向へ引き寄せるようになっている。
【００９８】
一方、ロアコア７５は、ロアコイル７６に通電されることにより発生する電磁力によって、ディスク６１をロアコア７５の方向へ引き寄せるようになっている。また、アッパコイル７２およびロアコイル７６は、いわゆる右ねじの法則に基づいて磁界を形成し、ディスク６１に電磁力を作用させるようになっている。さらに、アッパコア７１は閉弁側揺動端７４を形成し、ロアコア７８は開弁側揺動端を形成している。すなわち、アッパコア７１およびロアコア７５は、本発明における電磁石を構成している。
【００９９】
トーションバー８１は、一端がトーションバー固定用プレート８５に固定され、他端がディスク６１に固定され、駆動弁５１の付勢力に対向してディスク６１を付勢するようになっている。具体的には、トーションバー８１は、ディスク６１の一端に形成された円筒部６３の内周面に相対回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能に支持された第１被支持部としての第１端部８１ａを一端側に有し、トーションバー固定用プレート８５に形成された支持孔８５ａの内周面に回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能に支持された第２被支持部８１ｆを他端側に有するようになっている。
【０１００】
また、トーションバー８１は、揺動に伴い捩れる捩り有効部８４を有し、捩り有効部８４の捩り角度と、捩り有効部８４の揺動軸６２方向の長さを表す捩り有効長Ｌと、に応じて開弁方向の付勢力をディスク６１に作用させるようになっている。さらに、トーションバー８１の第２被支持部８１ｆは、揺動軸６２方向のトーションバー８１の移動に伴い変化するようになっている。さらに、捩り有効部８４は、第１端部８１ａの揺動軸６２方向の内端から第２被支持部８１ｆの揺動軸６２方向の内端までを表す。すなわち、トーションバー８１は、本発明におけるトーションバーを構成している。
【０１０１】
ＥＣＵ１００は、開弁側揺動端７８にディスク６１が衝突する速度を表す開弁側衝突速度Ｖｏと、閉弁側揺動端７４にディスク６１が衝突する速度を表す閉弁側衝突速度Ｖｃと、を算出するようになっている。具体的には、ＥＣＵ１００は、ディスク６１の揺動に伴い回転する第１端部８１ａの外端面に固定されたセンサロッド９２に設けられた偏心板９３の、単位時間当たりの回転角度を算出することによって、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを算出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における衝突速度算出手段を構成している。
【０１０２】
また、ＥＣＵ１００は、算出した開弁側揺動速度Ｖｏおよび閉弁側揺動速度Ｖｃに基づいて、電磁力が作用していない状態において、ディスク６１が中間位置を保持するようにトーションバー８１の捩り有効長Ｌを調整するようになっている。具体的には、ＥＣＵ１００は、開弁側衝突速度Ｖｏが閉弁側衝突速度Ｖｃよりも小さいと判定した場合には、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃが、アッパコイル７２およびロアコイル７６に流す電流の制御によって調整可能な範囲に入るように、アクチュエータ９０を制御して捩り有効長Ｌを増大させる。
【０１０３】
一方、ＥＣＵ１００は、開弁側衝突速度Ｖｏが閉弁側衝突速度Ｖｃよりも大きいと判定した場合には、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃが、アッパコイル７２およびロアコイル７６に流す電流の制御によって調整可能な範囲に入るように、アクチュエータ９０を制御して捩り有効長Ｌを減少させるようになっている。
【０１０４】
なお、ＥＣＵ１００は、開弁側衝突速度Ｖｏと閉弁側衝突速度Ｖｃとが互いに等しくなるように捩り有効長Ｌを調整するようにしてもよい。さらに、ＥＣＵ１００は、アクチュエータ９０を制御することによって捩り有効長Ｌを変化させるようになっている。より具体的には、ＥＣＵ１００は、アクチュエータ９０によりトーションバー８１を揺動軸６２方向に移動させて第２被支持部８１ｆの揺動軸６２方向の長さを変化させることによって、捩り有効長Ｌを変化させるようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における有効長調整手段を構成している。
【０１０５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る電磁駆動弁の制御装置の動作について、図面を参照して説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る電磁駆動弁の制御処理を表すフローチャートである。
【０１０６】
次に、動作について説明する。
【０１０７】
なお、図４に示すフローチャートは、ＥＣＵ１００のＣＰＵによって、ＲＡＭを作業領域として実行される電磁駆動弁の制御処理のプログラムの実行内容を表す。この電磁駆動弁の制御処理のプログラムはＥＣＵ１００のＥＥＰＲＯＭに記憶されている。また、この電磁駆動弁の制御処理は、ＥＣＵ１００のＣＰＵによって予め定められた間隔（例えば、走行距離１，０００ｋｍごと）で実行される。
【０１０８】
図４に示すように、まず、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン１０の運転状態がアイドル状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、クランクセンサ９７によって入力された検出信号が表すエンジン回転数が、予め定められた値（例えば、１，０００ｒｐｍ）以下である場合には、アイドル状態であると判定する。
【０１０９】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン１０の運転状態がアイドル状態ではないと判定した場合には（ステップＳ１１でＮｏ）、本処理を終了する。
【０１１０】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン１０の運転状態がアイドル状態であると判定した場合には（ステップＳ１１でＹｅｓ）、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを算出する（ステップＳ１２）。
【０１１１】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを算出した後（ステップＳ１２）、現時点が吸気弁３０の開弁期間にあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、ロアコイル７６に開弁保持電流を流す制御を行っている場合には、現時点が開弁期間であると判定する。
【０１１２】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、現時点が吸気弁３０の開弁期間にはないと判定した場合には（ステップＳ１３でＮｏ）、本処理を終了する。
【０１１３】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、現時点が吸気弁３０（図１参照）の開弁期間にあると判定した場合には（ステップＳ１３でＹｅｓ）、開弁側衝突速度Ｖｏと、閉弁側衝突速度Ｖｃと、の差の絶対値（以下、「｜Ｖｏ−Ｖｃ｜」という）が予め定められた閾値Ｖｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【０１１４】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、｜Ｖｏ−Ｖｃ｜が予め定められた閾値Ｖｔｈ以下であると判定した場合には（ステップＳ１４でＮｏ）、本処理を終了する。
【０１１５】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、｜Ｖｏ−Ｖｃ｜が予め定められた閾値Ｖｔｈよりも大きいと判定した場合には（ステップＳ１４でＹｅｓ）、本処理を継続し、閉弁側衝突速度Ｖｃと開弁側衝突速度Ｖｏとの大小を判定する（ステップＳ１５）。
【０１１６】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも小さいと判定した場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを増大させる（ステップＳ１６）。
【０１１７】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも大きいと判定した場合には（ステップＳ１５でＹｅｓ）、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを減少させる（ステップＳ１７）。
【０１１８】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを増大させる処理（ステップＳ１６）、または減少させる処理（ステップＳ１７）を行った後、本電磁駆動弁の制御処理を終了する。なお、捩り有効長Ｌの調整量については、後述する。
【０１１９】
次に、作用について説明する。
【０１２０】
図５は、トーションバーの捩り有効長の変化を表す概要図である。図５（ａ）はトーションバーの捩り有効長を増大させた状態を表す概要図であり、図５（ｂ）はトーションバーの捩り有効長を減少させた状態を表す概要図である。
【０１２１】
ＥＣＵ１００がアクチュエータ９０を制御して、トーションバー８１を第１支持台６０ａの方向に押し込んだ場合には、図５（ａ）に示すように、トーションバー８１の捩り有効長Ｌが増大する。
【０１２２】
すなわち、図５（ａ）に示すように、ＥＣＵ１００がアクチュエータ９０を制御してトーションバー８１を揺動軸６２に沿って第１支持台６０ａの方向に押し込むと、第２被支持部８１ｆの揺動軸６２方向の長さが減少する。既述のように、中央部８１ｃと、第１移行部８１ｄと、第２移行部８１ｅと、第２端部８１ｂのうち第２被支持部８１ｆを除外した部分と、を合わせて、捩り有効部８４という。
【０１２３】
ここで、トーションバー８１を図５（ａ）のように押し込んだ場合には、中央部８１ｃ、第１移行部８１ｄおよび第２移行部８１ｅの揺動軸６２方向の長さは変化しないが、第２被支持部８１ｆの揺動軸６２方向の長さが減少することによって、第２端部８１ｂのうち第２被支持部８１ｆを除外した部分の揺動軸６２方向の長さが増大するため、結果的に捩り有効部８４の揺動軸６２方向の長さ、すなわち捩り有効長Ｌが増大することとなる。
【０１２４】
ここで、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも小さい場合に、ＥＣＵ１００がトーションバー８１の捩り有効長を増大させる（図４におけるステップＳ１６）理由について説明する。
【０１２５】
閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも小さい場合というのは、例えばトーションバー８１がへたることによりトーションバー８１がディスク６１に作用させる開弁側の付勢力Ｆｔが、ロアスプリング５５がディスク６１に作用させる閉弁側の付勢力よりも大きくなっている場合である。この場合には、ディスク６１の中立位置は、中間位置からずれている。したがって、電流制御による衝突速度の調整が可能な範囲まで、トーションバー８１の付勢力Ｆｔを減少させることが有効である。あるいは、トーションバー８１の付勢力Ｆｔを減少させていき、トーションバー８１の付勢力Ｆｔと、ロアスプリング５５の付勢力と、を互いに等しくすることによって、開弁側衝突速度Ｖｏと閉弁側衝突速度Ｖｃとを互いに等しくすることが有効である。
【０１２６】
そこで、式（１）を参照すると、捩り有効長Ｌを増大させることによって、トーションバー８１の付勢力Ｆｔが減少することが分かる。したがって、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも小さい場合に、トーションバー８１の捩り有効長を増大させることとしている。これにより、トーションバー８１の付勢力Ｆｔが減少し、ディスク６１の中立位置が調整されることとなる。
【０１２７】
ＥＣＵ１００は、捩り有効長Ｌの調整に際して、閉弁側衝突速度Ｖｃと開弁側衝突速度Ｖｏとの差と、捩り有効長Ｌの必要な増大長さと、の対応関係を予め用意しておき、この対応関係に基づいて必要な長さだけ捩り有効長Ｌを増大させる。なお、吸気弁３０の開弁期間は、非常に短いため、捩り有効長Ｌを増大させる長さを分割し、複数回の開弁期間に分けて捩り有効長Ｌを増大させることとしてもよい。
【０１２８】
一方、ＥＣＵ１００がアクチュエータ９０を制御して、トーションバー８１をアクチュエータ９０の方向に引き込んだ場合には、図５（ｂ）に示すように、トーションバー８１の捩り有効長Ｌが減少する。
【０１２９】
すなわち、図５（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１００がアクチュエータ９０を制御してトーションバー８１を揺動軸６２に沿ってアクチュエータ９０の方向に引き込むと、第２被支持部８１ｆの揺動軸６２方向の長さが増大する。したがって、第２被支持部８１ｆの揺動軸６２方向の長さが増大することによって、第２端部８１ｂのうち第２被支持部８１ｆを除外した部分の揺動軸６２方向の長さが減少するため、捩り有効部８４の揺動軸６２方向の長さ、すなわち捩り有効長Ｌが減少することとなる。
【０１３０】
ここで、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも大きい場合に、ＥＣＵ１００がトーションバー８１の捩り有効長を減少させる（図４におけるステップＳ１７）理由について説明する。
【０１３１】
閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも大きい場合というのは、例えばロアスプリング５５がへたることにより、トーションバー８１がディスク６１に作用させる開弁側の付勢力Ｆｔが、ロアスプリング５５がディスク６１に作用させる閉弁側の付勢力よりも小さくなっている場合である。この場合には、ディスク６１の中立位置は、中間位置からずれている。したがって、電流制御による衝突速度の調整が可能な範囲まで、トーションバー８１の付勢力Ｆｔを増大させることが有効である。あるいは、トーションバー８１の付勢力Ｆｔを増大させていき、トーションバー８１の付勢力Ｆｔと、ロアスプリング５５の付勢力と、を互いに等しくすることによって、開弁側衝突速度Ｖｏと閉弁側衝突速度Ｖｃとを互いに等しくすることが有効である。
【０１３２】
そこで、式（１）を参照すると、捩り有効長Ｌを減少させることによって、トーションバー８１の付勢力Ｆｔが増大することが分かる。したがって、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、閉弁側衝突速度Ｖｃが開弁側衝突速度Ｖｏよりも大きい場合に、トーションバー８１の捩り有効長を減少させることとしている。これにより、トーションバー８１の付勢力Ｆｔが増大し、ディスク６１の中立位置が調整されることとなる。
【０１３３】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、捩り有効長Ｌの調整に際しては、閉弁側衝突速度Ｖｃと開弁側衝突速度Ｖｏとの差と、捩り有効長Ｌの必要な減少長さと、の対応関係を予め用意しておき、この対応関係に基づいて必要な長さだけ捩り有効長Ｌを減少させる。なお、吸気弁３０の開弁期間は、非常に短いため、捩り有効長Ｌを減少させる長さを分割し、複数回の開弁期間に分けて捩り有効長Ｌを減少させることとしてもよい。
【０１３４】
ここで、ＥＣＵ１００のＣＰＵが、｜Ｖｏ−Ｖｃ｜が予め定められた閾値Ｖｔｈよりも大きい場合（図４におけるステップＳ１４でＹｅｓ）に本処理を継続するのは以下の理由による。すなわち、本処理は、電流制御のみでは開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを調整し切れないほど、｜Ｖｏ−Ｖｃ｜が増大したような場合に有効な処理である。したがって、｜Ｖｏ−Ｖｃ｜が予め定められた閾値Ｖｔｈよりも小さい場合には（ステップＳ１４でＮｏ）、アッパコイル７２およびロアコイル７６に流す電流の制御のみで開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを調整することができるからである。
【０１３５】
なお、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃの算出は、本発明に限って行われるものではなく、電磁駆動弁の制御において、広く一般的に行われるものである。一般的に、予め定められた時間間隔で開弁側衝突速度衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを算出し、算出した開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃに基づいて、アッパコイル７２およびロアコイル７６に流す電流を制御している。本発明は、このような従来の電流制御のみでは調整し切れないほど、開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃが変化した場合に、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを変化させることによって、トーションバー８１の付勢力Ｆｔを調整し、電流制御が可能な領域に入るように開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを調整することができる点で有効なものである。
【０１３６】
また、本実施の形態において、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、開弁側衝突速度Ｖｏと、閉弁側衝突速度Ｖｃと、の差に基づいて、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを調整すると説明したが、ディスク６１の揺動の際の加速度を検出して、検出した加速度に基づいて捩り有効長Ｌを調整するようにしてもよい。
【０１３７】
以上のように、本実施の形態に係る電磁弁の制御装置は、トーションバー８１の第１端部８１ａを、ディスク６１の円筒部６３の内周面で相対回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能に支持し、第２被支持部８１ｆをトーションバー固定用プレート８５の支持孔８５ａの内周面で回転不可能かつ揺動軸６２方向移動可能の支持するようにした。さらに、アクチュエータ９０を用いてトーションバー８１を揺動軸６２方向に移動できるようにした。これにより、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを調整してトーションバー８１の付勢力を調整することができる。したがって、ディスク６１の中立位置を調整することができるので、開弁側衝突速度Ｖｏまたは閉弁側衝突速度Ｖｃの増大による騒音の発生を抑制することができる。さらに、ディスク６１の中立位置を調整することができるので、開弁保持または閉弁保持に必要な保持電流の増大に伴ってバッテリ等の負荷が増大してしまうことによる燃費の悪化を抑制することができる。
【０１３８】
また、本実施の形態に係る電磁駆動弁の制御装置は、エンジン１０の運転状態がアイドル状態である場合に電磁駆動弁の制御処理を実行することとした。アイドル状態における開弁期間は、高回転時における開弁期間よりも長いため、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを余裕を持って確実に調整することができる。また、捩り有効長Ｌを調整する時間に余裕があるため、アクチュエータ９０の駆動速度を低減することができる。これにより、アクチュエータ９０に供給する電圧、油圧等を低減することができ、燃費の悪化を抑制することができる。
【０１３９】
また、本実施の形態に係る電磁駆動弁の制御装置は、吸気弁３０の開弁期間に、トーションバー８１の捩り有効長を増大または減少させることができるので、トーションバー８１の捩り角度が略零である場合に、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを増大または減少させることができる。これにより、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを増大または減少させる際にトーションバー８１に発生するせん断応力を抑制することができる。
【０１４０】
さらに、本実施の形態に係る電磁駆動弁の制御装置は、開弁側衝突速度Ｖｏと閉弁側衝突速度Ｖｃとの差の絶対値を表す｜Ｖｏ−Ｖｃ｜が、予め定められた閾値Ｖｔｈよりも大きい場合に、本電磁駆動弁の制御処理を実行することとしたので、｜Ｖｏ−Ｖｃ｜が閾値Ｖｔｈよりも小さい場合には、通常の電流制御によって開弁側衝突速度Ｖｏおよび閉弁側衝突速度Ｖｃを調整することができるので、｜Ｖｏ−Ｖｃ｜に基づいて制御の切り分けを行うことができる。これにより、必要に応じて電流制御と、トーションバー８１の捩り有効長Ｌの調整による制御と、を使い分けることができる。したがって、効率的な制御を行うことができるので、効率良く電力を使用することができ、バッテリ等の負荷の増大を抑制して燃費の悪化を抑制することができる。
【０１４１】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、第１の実施の形態に係るエンジン１０と同一の構成要素については、図１から図３に示した第１の実施の形態に係るエンジン１０と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
【０１４２】
次に、動作について説明する。
【０１４３】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る電磁駆動弁の制御処理を表すフローチャートである。この電磁駆動弁の制御処理のプログラムはＥＣＵ１００のＥＥＰＲＯＭに記憶されている。なお、この電磁駆動弁の制御処理は、一部の気筒の運転を停止して残りの気筒の運転を行う気筒停止運転期間に、ＥＣＵ１００のＣＰＵによって予め定められた時間間隔（例えば、１００ｍｓごと）で実行される。
【０１４４】
図６に示すように、まず、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、現時点が吸気弁３０の閉弁期間にあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、現時点が吸気弁３０の閉弁期間にはないと判定した場合には（ステップＳ２１でＮｏ）、本電磁駆動弁の制御処理を終了する。
【０１４５】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、現時点が吸気弁３０の閉弁期間にあると判定した場合には（ステップＳ２１でＹｅｓ）、本処理を継続し、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを、予め定められた捩り有効長Ｌｓまで増大させる（ステップＳ２２）。
【０１４６】
次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを予め定められた捩り有効長Ｌｓまで増大させる処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ２３）。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを捩り有効長Ｌｓまで増大させる処理（ステップＳ２２）が完了していないと判定する限りは（ステップＳ２３でＮｏ）、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを捩り有効長Ｌｓまで増大させる処理（ステップＳ２２）を継続する。
【０１４７】
一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを捩り有効長Ｌｓまで増大させる処理が完了したと判定した場合には（ステップＳ２３でＹｅｓ）、捩り有効長Ｌｓに対応する保持電流まで電流を低下させ（ステップＳ２４）、本処理を終了する。
【０１４８】
ここで、吸気弁３０の閉弁期間において（ステップＳ２１でＹｅｓ）、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを増大させる（ステップＳ２２）のは、以下の理由による。
【０１４９】
すなわち、吸気弁３０の閉弁期間においては、駆動弁５１（図２参照）は閉弁状態となっている。駆動弁５１が閉弁状態である場合には、ディスク６１は、アッパコア７１の電磁力によってアッパコア７１に当接した状態となっている。したがって、トーションバー８１の捩り角度が最大となるため、トーションバー８１がディスク６１に作用させる開弁方向の付勢力が最大となる。したがって、アッパコア７１は、最大となったトーションバー８１の付勢力に抗して電磁力を発生させなければならない。
【０１５０】
ここで、このような吸気弁３０の閉弁状態において、トーションバー８１がディスク６１に作用させる開弁方向の付勢力を低下させることができれば、ディスク６１をアッパコア７１に当接させた状態を維持するために必要な電磁力を減少させることができる。これにより、アッパコイル７２に流す保持電流を低下させることができるので、消費電量を低減させることとなり、バッテリ等の負荷を低減させ、燃費の悪化を抑制することができる。
【０１５１】
以上の理由から、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、トーションバー８１がディスク６１に作用させる開弁方向の付勢力を低下させるために、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを捩り有効長Ｌｓまで増大させることとしている。
【０１５２】
ＥＣＵ１００のＣＰＵは、トーションバー８１の捩り有効長Ｌを捩り有効長Ｌｓまで増大させる際には、アクチュエータ９０（図３参照）を制御して、トーションバー８１を第１支持台６０ａの方向へ押し込む。
【０１５３】
なお、式（１）によれば、捩り有効長Ｌを増大させるほどトーションバー８１の付勢力を低下させることができるため、予め定められた捩り有効長Ｌｓは、第２被支持部８１ｆを支持に必要な長さだけ残した、捩り有効長Ｌの最大値であることが望ましい。
【０１５４】
また、本実施の形態における吸気弁３０の閉弁期間は、圧縮工程や燃焼行程における吸気弁３０の閉弁期間であってもよいが、一部の気筒の運転を停止して残りの気筒の運転を行う気筒停止運転期間であることが望ましい。これは、気筒停止運転期間にあっては、停止した気筒に備えられた吸気弁３０の駆動弁５１は閉弁状態に維持されており、通常運転時の圧縮工程等における極めて短時間の閉弁期間よりも駆動弁５１の閉弁状態が長く継続するため、上述した燃費の悪化を抑制するという効果をより多く得られるからである。
【０１５５】
以上のように、本実施の形態に係る電磁駆動弁の制御装置は、吸気弁３０の閉弁期間に、トーションバー８１の捩り有効長を増大させるようにしたので、閉弁期間においてトーションバー８０がディスク６１に作用させる開弁方向の付勢力を低下させることができる。これにより、ディスク６１をアッパコア７１に当接した状態で保持するためにアッパコイル７２に流す保持電流を低減させることができる。したがって、閉弁期間における消費電力を低減し、バッテリ等の負荷を低減することができるので、燃費の悪化を抑制することができる。
【０１５６】
上記第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、１つのＥＣＵが制御を行うものとして説明したが、Ｔ−ＥＣＵ（Transmission‐ECU）、ＳＢＷ−ＥＣＵ（Shift By Wire-ECU）、ＥＮＧ−ＥＣＵ（Engine-ECU）等の複数のＥＣＵが制御を行うようにしてもよい。この場合には、上記複数のＥＣＵが互いに信号を送受信し、連携して制御を行う。
【０１５７】
また、上記第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、吸気弁３０を電磁駆動弁として説明したが、本発明は排気弁４０にも適用可能であることはいうまでもない。
【０１５８】
以上に説明したように、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、電磁駆動弁のディスクの中立位置を調整して、騒音の発生および燃費の悪化を抑制することができるという効果を有し、トーションバーを備えた電磁駆動弁の制御装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明に係る電磁駆動弁の制御装置を備えたエンジンの概略ブロック構成図である。
【図２】本実施の形態に係る電磁駆動弁としての吸気弁の構成を表す概要図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ'断面を表す概要図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る電磁駆動弁の制御処理を表すフローチャートである。
【図５】トーションバーの捩り有効長の変化を表す概要図である。（ａ）はトーションバーの捩り有効長を増大させた状態を表す概要図であり、（ｂ）はトーションバーの捩り有効長を減少させた状態を表す概要図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電磁駆動弁の制御処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６０】
１０  エンジン
１１  シリンダブロック
１２  シリンダヘッド
１３  ピストン
１４  燃焼室
１５  コネクティングロッド
３０  吸気弁
４０  排気弁
５１  駆動弁（バルブ）
５５  ロアスプリング
６０  支持台
６１  ディスク（揺動ディスク）
６２  揺動軸
７１  アッパコア（電磁石）
７２  アッパコイル
７５  ロアコア（電磁石）
７６  ロアコイル
８１  トーションバー（トーションバー）
８１ａ  第１端部
８１ｆ  第２被支持部
８５  トーションバー固定用プレート
９０  アクチュエータ
９１  ロッド
９４  回転角センサ
９７  クランクセンサ
１００  ＥＣＵ（衝突速度算出手段、有効長調整手段）
１５０  オイル供給装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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