(57)【要約】【課題】電磁ソレノイド装置が通電状態で保持される際の可動部材にかかる負荷を軽減する。【解決手段】内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置において、固定部材と、軸方向に変位可能な可動部材が配置されている。ソレノイドコイルは、通電による励磁により、可動部材を、可動部材と固定部材とを引き付ける第１方向に変位させる電磁力を生じさせるように設置されている。更に、可動部材に連結するピン部材が、開弁特性変更部に接続し、かつ、可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されている。ピン部材の周囲には、第１方向とは逆向きの第２方向にピン部材を押す付勢力を発すると共に、通電による励磁により第１方向にピン部材を変位させる電磁力を生じさせるコイルバネが配置されている。【選択図】図１
2010151002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置であって、
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第１方向に変位させる電磁力を生じさせるソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第１方向とは逆向きの第２方向に前記ピン部材を押す付勢力を発すると共に、通電による励磁により前記第１方向に前記ピン部材を変位させる電磁力を生じさせるコイルバネと、
を備えることを特徴とする電磁ソレノイド装置。
【請求項２】
前記ソレノイドコイルの故障を検出する故障検出手段と、
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合における前記コイルバネへの通電タイミングを設定する通電タイミング設定手段と、
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合に、前記通電タイミングに従って前記コイルバネに通電する通電制御手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電磁ソレノイド装置。
【請求項３】
前記通電タイミング設定手段は、前記ソレノイドコイルの非通電から通電への切り替え時による前記可動部材の変位の応答性と、前記コイルバネの非通電から通電への切り替え時による前記ピン部材の変位の応答性との差に応じて、前記通電タイミングを設定することを特徴とする請求項２に記載の電磁ソレノイド装置。
【請求項４】
前記コイルバネは、コイル外径が軸方向中央部において最大であり、軸方向両端部に向けて小さくなる樽形状を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁ソレノイド装置。
【請求項５】
前記コイルバネは、前記コイルバネを構成するコイル線が、前記軸方向に垂直な断面方向において２重以上となるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁ソレノイド装置。
【請求項６】
前記コイルバネは、前記コイルバネを構成するコイル線内に、銅線を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁ソレノイド装置。
【請求項７】
前記ピン部材の少なくとも一部は磁性体であって、
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁ソレノイド装置。
【請求項８】
内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置であって、
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第１方向に変位させる電磁力を発するソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第１方向とは逆向きの第２方向に前記ピン部材を押す付勢力を発するコイルバネと、
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする電磁ソレノイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁ソレノイド装置に関する。更に具体的には、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変動弁機構により内燃機関の吸・排気弁の位相、作用角、リフト量といった開閉特性を変化させたり、吸・排気弁を閉じた状態に固定することで気筒を停止させたりする技術が知られている。例えば、特許文献１には、このように吸・排気弁の開弁特性を変更、維持する可変動弁機構のアクチュエータとして、電磁ソレノイド装置を用いる技術が開示されている。この従来技術においては、電磁ソレノイド装置の可動部材（ニードル）を変位させることで吸・排気弁の開弁特性を切り替え、また可動部材をその位置に保持することで吸・排気弁の開弁特性を保持している。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２２６５１０号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このように電磁ソレノイド装置を用いて吸・排気弁の開弁特性を維持する機構においては、電磁ソレノイド装置に継続した通電が要求される場合が生じる。ここで、通電時、電磁ソレノイド装置の可動部材には、リターンスプリングによる付勢力とソレノイドコイルの励磁による吸引力との両方の力がかかるため負荷が大きくなる。このため、通電を継続した状態で保持される場合、可動部材に大きな負荷がかかった状態が続くこととなり、可動部材の変形や磨耗等により劣化を早める事態を生じ得る。
【０００５】
この発明は、上記課題を解決することを目的として、通電時において可動部材にかかる負荷を軽減するべく改良した電磁ソレノイド装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置であって、
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第１方向に変位させる電磁力を生じさせるソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第１方向とは逆向きの第２方向に前記ピン部材を押す付勢力を発すると共に、通電による励磁により前記第１方向に前記ピン部材を変位させる電磁力を生じさせるコイルバネと、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記ソレノイドコイルの故障を検出する故障検出手段と、
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合における前記コイルバネへの通電タイミングを設定する通電タイミング設定手段と、
前記ソレノイドコイルの故障が検出された場合に、前記通電タイミングに従って前記コイルバネに通電する通電制御手段と、
を、更に備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、
前記通電タイミング設定手段は、前記ソレノイドコイルの非通電から通電への切り替え時による前記可動部材の変位の応答性と、前記コイルバネの非通電から通電への切り替え時による前記ピン部材の変位の応答性との差に応じて、前記通電タイミングを設定することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記コイルバネは、コイル外径が軸方向中央部において最大であり、軸方向両端部に向けて小さくなる樽形状を有することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、前記コイルバネは、前記コイルバネを構成するコイル線が、前記軸方向に垂直な断面方向において２重以上となるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、前記コイルバネは、前記コイルバネを構成するコイル線内に、銅線を有することを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明において、
前記ピン部材の少なくとも一部は磁性体であって、
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、内燃機関の吸気弁又は排気弁の開弁特性を変更する開弁特性変更部を作動させるためのアクチュエータとして用いられる電磁ソレノイド装置であって、
固定部材と、
軸方向に変位可能に配置された可動部材と、
通電による励磁により、前記可動部材を、前記可動部材と前記固定部材とを引き付ける第１方向に変位させる電磁力を生じさせるソレノイドコイルと、
前記開弁特性変更部に接続し、かつ、前記可動部材に連結し、前記可動部材と連動して軸方向に変位するように配置されたピン部材と、
前記ピン部材の周囲に配置され、前記第１方向とは逆向きの第２方向に前記ピン部材を押す付勢力を発するコイルバネと、
前記ピン部材が変位する際に前記コイルバネに誘起される誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
検出された誘起電圧に応じて、前記可動部材の位置を検出する位置検出手段と、
を、更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、可動部材は、ソレノイドコイルの励磁により固定部材側に引き寄せられる。また、コイルバネへの通電により、ピン部材を可動部材の変位と同じ方向に変位させる電磁力を生じさせることができる。これにより、電磁ソレノイド装置の応答性や保持性を向上させることができる。
【００１５】
より具体的に例えば、通電状態で可動部材を保持する場合等において、同時にコイルバネに通電することで電磁力によりピン部材を保持しすることができ、可動部材にかかる負荷を低減することができる。また、ソレノイドコイルとコイルバネとの両者の電磁力により、可動部材及びピン部材を通電状態で保持することができるため、通電時のソレノイドコイルへの電力を小さくすることができる。従って、通電から非通電に切り替えた場合の残留磁場の影響を小さくすることができ、非通電への切り替え時の応答性をも向上させることができる。
【００１６】
第２又は第３の発明によれば、ソレノイドコイルが故障した場合には、コイルバネへの通電/非通電を制御することでピン部材を変位させて、ピン部材に連結する可動部材を同時に変位させることができる。また、このとき故障時のコイルバネへの通電タイミングに応じて通電が制御される。従って、例えばコイルバネへの通電によるピン部材及び可動部材の変位の応答性と、ソレノイドコイルへの通電による可動部材の変位の応答性とが異なるものであっても、その応答性の差を補正して、コイルバネにより電磁ソレノイド装置をある程度正確に制御することができる。
【００１７】
第４から第６のいずれかの発明によれば、コイルバネのコイル線の巻き数を多したり、通電性を向上させることで、コイルバネにより生じる電磁力を大きくすることができる。
【００１８】
第７又は第８の発明によれば、ピン部材の少なくとも一部は磁性体により構成される。これにより、ピン部材の変位時にコイルバネに誘起される誘起電圧が発生するが、発生する誘起電圧は、ピン部材の変位の向きによって異なるものとなる。従って、コイルバネに誘起させる誘起電圧を検出することで、その変位の方向を検出することができる。従って、ピン部材と連動する可動部材の位置を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の電磁ソレノイド装置の構成を説明するための図である。図１に示す電磁ソレノイド装置２は、内燃機関の吸気弁の停止/復帰の切り替え及びその状態を保持する可変動弁機構の開弁特性変更部（図示せず）に連結し、これを作動させ、あるいはその状態を保持するアクチュエータとして用いられている。
【００２１】
図１に示す電磁ソレノイド装置２は、固定鉄心として機能する固定部材１０と、出力軸としての可動部材１２とを有している。固定部材１０と可動部材１２とは互いに対向する軸方向に垂直な対向面１０ａ、１２ａを有している。また、固定部材１０には軸方向に貫通するガイド穴が形成されている。可動部分は、一部において固定部材１０のガイド穴にスライド可能に挿入されている。これにより、可動部材１２は、軸方向（図１のA-A´線方向）に移動可能となっている。可動部材１２周囲には、ソレノイドコイル１４が設置されている。ソレノイドコイル１４には図示しない回路により外部から電力が供給される。
【００２２】
可動部材１２は固定部材１０に挿入された部分の軸方向の端部において、ロックピン１６（ピン部材）に連結している。ロックピン１６の周囲にはハウジング１８が設置されている。ロックピン１６はハウジング１８の中心部付近を軸方向に貫通するガイド穴にスライド可能に挿入されている。
【００２３】
ハウジング１８に囲まれた空間１８ａ内には、リターンスプリング２０（コイルバネ）が配置されている。リターンスプリング２０は、ロックピン１６周囲に配置されると共に、一端においてハウジング１８の空間１８ａの壁面に接し、他方において、ロックピン１６の軸方向に垂直に突出する面１６ａに接している。リターンスプリング２０は、ロックピン１６の面１６ａを軸方向に沿って固定部材１０の方向（第２方向）に付勢するように配置されている。また、リターンスプリング２０には図示しない回路により外部から電力が供給される。
【００２４】
ロックピン１６は、可動部材１２に連結する側とは軸方向反対側の端部において、スライドピン２２に係合している。スライドピン２２は、ロックピン１６の変位に伴って移動し、これにより上記開弁特性変更部を作動させる。
【００２５】
実施の形態１のシステムは制御装置（図示せず）を有している。制御装置は、内燃機関や電磁ソレノイド装置２に設置された各種センサに接続して、内燃機関の運転状態や電磁ソレノイド装置２に関する情報の入力を受けると共に、例えば、ソレノイドコイル１４や、リターンスプリング２０への電流供給のＯＮ/ＯＦＦ（通電/非通電）等を制御する信号を発する。
【００２６】
このように構成された電磁ソレノイド装置２において、ロックピン１６はリターンスプリング２０によって第２方向に付勢され、これにより、可動部材１２も第２方向に押されている。従って、ソレノイドコイル１４が通電していない状態においては、可動部材１２は、可動部材１２と固定部材１０との対向面１０ａ、１２ａが離れた状態となる位置にある。
【００２７】
一方、ソレノイドコイル１４が通電している励磁下においては、可動部材１２に、対向面間１０ａ、１２ａを引き付ける方向、即ち、第１方向に引き寄せる吸引力が働く。また、リターンスプリング２０としてコイルバネであり、リターンスプリング２０には外部から電力が供給可能な構成となっている。このシステムにおいては、ソレノイドコイル１４に通電した状態を保持する際、リターンスプリング２０にも電力を供給する。これにより、リターンスプリング２０の励磁によってロックピン１６の面１６ａとハウジング面１８ｂ間に吸引力が働き、リターンスプリング２０を押し返す第１方向に吸引される。
【００２８】
これにより、通電時には、ソレノイドコイル１４により発生する電磁力と、リターンスプリング２０により発生する電磁力によって、可動部材１２及びロックピン１６が共に、第１方向に引き付けられる。この電磁力は、リターンスプリング２０より大きくなるように予め設定されている。従って、通電磁には、可動部材１２は、対向面１０ａ、１２ａが接する状態となる位置にあり、ロックピン１６もリターンスプリング２０を押し返して空間１８ａ内の面１８ｂとロックピン１６の面１６ａとが接した状態で保持される。
【００２９】
このように、ソレノイドコイル１４及びリターンスプリング２０への通電、非通電が切り替えられることにより、可動部材１２及びロックピン１６が移動し、これに伴いスライドピン２２が移動する。具体的に、ロックピン１６が第１方向に吸引された通電時においては、スライドピン２２も第１方向に押されて、カム溝（図示せず）に挿入された状態となる。その結果、内燃機関の所定の吸気弁が停止した状態となる。一方、非通電時、ロックピン１６がリターンスプリング２０により第２方向に押されている状態では、スライドピン２２はカム溝から外されて元の位置に戻り、その結果、吸気弁が復帰する。即ち、このシステムでは、ソレノイドコイル１４が通電された状態では、所定の吸気弁が停止した状態となり、ソレノイドコイル１４が非通電の状態となると、その吸気弁は復帰した状態となる。
【００３０】
ここで、例えば、所定の吸気弁を停止した状態で維持するためには、電磁ソレノイド装置２を通電状態で維持する必要がある。しかし、この実施の形態においては、ソレノイドコイル１４と共にリターンスプリング２０にも通電することで、可動鉄心１２及びロックピン１６のそれぞれを吸引している。従って、ソレノイドコイル１４への通電制御による可動部材１２の変位のみによってロックピン１６をも変位、維持する従来の場合に比べて、可動部材１２にかかる負荷を低減することができる。
【００３１】
また、吸気弁復帰の応答性、即ち、通電から非通電に切り替えたときの可動部材１２の応答性にはDuty比が大きく起因する。通電時のDuty比が高い場合、残留磁化の影響が大きいため応答性が遅くなる。この点、この実施の形態１によれば、通電時（つまり吸気弁停止保持時）には、ソレノイドコイル１４とリターンスプリング２０との両者の電磁力によって保持するため、保持時におけるソレノイドコイル１４のDuty比を小さく抑えることができる。従って、弁復帰時の応答性を向上させることができる。
【００３２】
なお、この実施の形態１においては電磁ソレノイド装置２のロックピン１６を、スライドピン２２に係合させることで、電磁ソレノイド装置２を可変動弁機構の開弁特性変更部のアクチュエータとして用いる場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、他の内燃機関の開閉特性を変更する機構におけるアクチュエータ等として広く用いることができる。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態２における電磁ソレノイド装置２及びその周辺機器については、図１の電磁ソレノイド装置と同じ構成を有している。また、実施の形態２においても、吸気弁を停止状態とする際に、ソレノイドコイル１４に通電すると共に、リターンスプリング２０に通電する制御を行ない、可動部材１２及びロックピン１６の両方を吸引して可動部材１２にかかる負担を低減する。実施の形態２のシステムは、ソレノイドコイル１４が故障したことを検知した場合、リターンスプリング２０による励磁のみによって電磁ソレノイド装置２を機能させる点において、実施の形態１のシステムと異なっている。
【００３４】
ここで、実施の形態２のシステムにおいては、ソレノイドコイル１４を用いる場合における吸気弁の制御の応答性と、リターンスプリング２０のみによる吸気弁の制御の応答性は異なっている。図２は、このシステムにおけるリターンスプリング２０、あるいはソレノイドコイル１４への電力供給を、非通電から通電に切り替えるタイミングを説明するためのグラフである。図２において横軸は時間を表している。
【００３５】
図２において、応答時間T1は、ソレノイドコイル１４とリターンスプリング２０とを同時に非通電から通電に切り替えた後、可動部材１２及びロックピン１６が吸引されてスライドピン２２が移動して吸気弁が停止するまでの時間を示している。一方、応答時間T2は、ソレノイドコイル１４は非通電の状態とし、リターンスプリング２０を非通電から通電に切り替えた場合に、スライドピン２２が移動して吸気弁が停止するまでの時間を示している。即ち、応答時間T2は、リターンスプリング２０のみによって、この電磁ソレノイド装置２を作動させた場合の応答時間である。
【００３６】
図２に示されるように、ソレノイドコイル１４を用いた場合の応答時間T1に対し、リターンスプリング２０のみによる応答時間T2は長いものとなる。従って、ソレノイドコイル１４の故障により、リターンスプリング２０のみにより電磁ソレノイド装置２を作動させる場合、ソレノイドコイル１４を用いる場合の通電のタイミングよりも、応答時間差（T2−T1）だけ早いタイミング（故障時ONタイミング）でリターンスプリング２０への通電をＯＮとするように切り替える。これにより、電磁ソレノイド装置２が正常である場合と同じタイミングで吸気弁を停止させる制御が可能となる。
【００３７】
尚、実際の応答性は、ソレノイドコイル１４やリターンスプリング２０、あるいは可動部材１２やロックピン１６の構成、スライドピン２２や吸気弁の構成等様々な要因によって異なるものとなる。従って、そのシステムを用いる電磁ソレノイド装置ごとに実験等により求めて予めその応答性の差を補正する故障時ONタイミングを制御装置に記憶させておく。
【００３８】
図３はこの発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図３に示すルーチンは、一定時間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。
【００３９】
図３のルーチンにおいて、まず、ソレノイドコイル１４の故障があるか否かが判別される（Ｓ２）。ソレノイドコイル１４の故障は、ソレノイドコイル１４の電圧、電流等のモニタリングにより検出される。次に、ソレノイドコイル１４の故障が検出された場合、ソレノイドコイル１４への通電はＯＦＦとされる（Ｓ４）。次に、リターンスプリング２０への通電のタイミングが故障時ONタイミングに変更される（Ｓ６）。その後、設定された故障時ONタイミングでリターンスプリング２０への通電が行なわれるように制御が実行される。
【００４０】
以上説明したように、この実施の形態２によれば、ソレノイドコイル１４が故障した場合にもリターンスプリング２０への通電により電磁ソレノイド装置２を作動させることができる。また、リターンスプリング２０への通電タイミングを通常よりも早い故障時ONタイミングとすることで応答性を改善することができる。
【００４１】
ここで、吸気弁停止時には、同時に燃料カットの制御が実行される場合がある。従って、吸気弁の停止に制御遅れが生じた場合、燃料噴射が停止されているにもかかわらず、吸気弁復活時と同様に吸気されることとなるため、空燃比が大幅にずれるといった事態を生じ得る。この点、実施の形態２のシステムによれば、電磁ソレノイド装置２の応答性を、ソレノイドコイル１４が正常である場合の応答性と同じように制御することで、吸気弁の制御についても、正常時と同様の応答性で制御することができる。従って、より安定した空燃比制御を実現することができる。
【００４２】
なお、この実施の形態２においては、故障時ONタイミングが通常よりも早いタイミングに設定される場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、単に、ソレノイドコイル１４の通電を停止してリターンスプリング２０による作動に切り替えるのみであってもよい。このように単にリターンスプリング２０による通電/非通電に切り替えるものであっても、燃料カットされているにもかかわらず弁停止されない状態が継続するといった事態を防ぐことができる。また、故障時ONタイミングは、応答時間の差（T2-T1）を完全に埋め合わせる早いタイミングに限るものではなく、適宜設定することができる。
【００４３】
なお、図３のルーチンにおいて、ステップ２が実行されることで、この発明の「故障検出手段」が実現し、ステップＳ６が実行されることで「通電タイミング設定手段」が実現し、その後、故障時ONタイミングでリターンスプリング２０への通電が制御されることで「通電制御手段」が実現する。
【００４４】
実施の形態３．
実施の形態３は、リターンスプリングの形状が異なる点を除いて、実施の形態１のシステムと同様の構成を有している。図４は、この発明の実施の形態３におけるリターンスプリング１２０の形状について説明するための断面模式図である。なお、図４は、非通電の状態、即ち、リターンスプリング１２０がロックピン１６によって押し返されていない状態を表している。
【００４５】
リターンスプリング１２０は、図４に示すように、軸方向に沿った断面形状が樽形状となるように構成されている。つまり、リターンスプリング１２０のコイル外径、即ち軸方向に垂直なコイルの断面の径は、コイルの軸方向中央部において最大となり、軸方向両端部に向うに従って、断面の径が小さくなるように形成されている。
【００４６】
このようにリターンスプリング１２０を樽形状とすることで、リターンスプリング１２０のコイル線の巻き数を大きくとることができる。従って、リターンスプリング２０の励磁により生じる電磁力を大きくすることができ、吸気弁停止時により大きな力でロックピン１６を吸引することができると共に、その停止状態を安定して維持することができる。また、これにより、例えば、実施の形態２のように故障時にリターンスプリング１２０による励磁のみで電磁ソレノイド装置２を作動させる場合などの応答遅れを小さく抑えることができる。
【００４７】
なお、実施の形態３においてはリターンスプリング１２０が樽形状に構成されている場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく他の形状であってもよい。図５及び図６は、リターンスプリングの他の形状例を説明するための断面模式図である。
【００４８】
図５の例では、リターンスプリング２２０は、そのコイル線が、軸方向に垂直な断面において２重以上になるように巻き回されたものとなっている。このようにしても、リターンスプリング２２０のコイル線の巻き数を多くすることができるため、通電時におけるリターンスプリング２２０による吸引力を大きくすることができる。
【００４９】
また、図６の例では、リターンスプリング３２０のコイル線を、内部に銅線３２２を有する構成とする。これにより通電性を高くすることができる。従って、同じ巻き数であっても、比較的大きな吸引力を確保することができる。
【００５０】
また、リターンスプリングの形状は、図４〜図６の例に限られるものではなく、他の形状によっても、同一の空間１８ｂ内で巻き数を多くしたり、あるいは通電性を高くしたりすることができ、吸引力を比較的大きくする上で有効である。なお、実施の形態３に説明するリターンスプリングは、この明細書における他の実施の形態のリターンスプリング２０に替えて用いることができるものである。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態４の電磁ソレノイド装置２は、ロックピン１６が磁性体で形成されている点を除き、図１の電磁ソレノイド装置と同様の構成を有している。実施の形態４の電磁ソレノイド装置２は、実施の形態１のシステムと同様に、吸気弁停止時に、リターンスプリング２０にも電流を流すことでロックピン１６を吸引する制御を行なう。更に、実施の形態４のシステムでは、ロックピン１６に生じる誘起電圧を検出することにより、ロックピン１６が弁停止の位置にあるか、弁復帰時の位置にあるかを検出する。
【００５２】
図７は、この発明の実施の形態４において吸気弁を停止する場合のロックピン１６の動きを表し、図８は、吸気弁停止時にリターンスプリング２０に発生する誘起電圧を表している。一方、図９は、吸気弁を復帰する場合のロックピン１６の動きを表し、図１０は、弁復帰の際に発生する誘起電圧を表している。
【００５３】
図８及び図１０に示されるように、弁復帰の状態（非通電）から、弁停止状態（通電）に切り替えられる場合と、その逆の弁停止から弁復帰への切り替えの場合とでは、リターンスプリング２０に誘起される電圧が逆向きとなる。なお、図８及び図１０に示す図は、リターンスプリング２０に外部から電圧が印加されていない状態で、リターンスプリング２０に誘起される電圧を示している。しかしながら、リターンスプリング２０に通電する場合であっても、通電とは別に誘起電圧は発生し、弁復帰時と弁停止時とでは、誘起電圧は異なるものとなる。
【００５４】
このシステムはリターンスプリング２０の電圧に応じた出力を発する電圧計（図示せず）を有している。制御装置は、この電圧計の出力に基づいてリターンスプリング２０に発生する誘起電圧を検出することができ、また、それに応じて、現在、吸気弁停止の状態か、吸気弁復帰の状態かを検出することができる。
【００５５】
これにより実施の形態４のシステムによれば、現在の吸気弁の状態を的確に把握することができる。例えば、ソレノイドコイル１４が故障している場合、ソレノイドコイル１４への通電/非通電の制御指令をフィードバックすることによっては可動部材１２の位置を正確に把握することができない状態となっている。このような場合であっても、実施の形態４においては、ロックピン１６の実際の移動によって可動部材１２の位置を検出し、吸気弁の状態を正確に把握することができる。
【００５６】
なお、実施の形態４においては、吸気弁が復帰か停止かを判断する場合について説明したが、この発明はこれに限るものではなく、可動部材１２やロックピン１６の位置の把握が必要な場合に有効である。
【００５７】
また、この実施の形態４においては、実施の形態１〜３と同様に、弁停止時にリターンスプリング２０にも通電してロックピン１６を吸引する場合について説明した。しかし、この発明においては、リターンスプリング２０に通電制御する場合に限るものではない。例えば、リターンスプリング２０に通電する手段を有さず、単に、ロックピン１６移動時にリターンスプリング２０に発生する誘起電圧を検出するものであってもよい。このようにしても、ロックピン１６や可動部材１２の位置の検出またそれによる吸気弁の状態の検出には有効である。
【００５８】
なお、この実施の形態４において、電圧計の出力に基づき誘起電圧が検出されることで「誘起電圧検出手段」が実現し、その誘起電圧に応じて可動部材の位置が検出されることで「位置検出手段」が実現する。
【００５９】
また、その他の部分においても、この実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の実施の形態１における電磁ソレノイド装置の構成を説明するための図である。
【図２】この発明の実施の形態２における電磁ソレノイド装置の応答性について説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態３における電磁ソレノイド装置のリターンスプリングについて説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態３における他のリターンスプリングの例について説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態３における他のリターンスプリングの例について説明するための図である。
【図７】この発明の実施の形態４における弁停止時の動作について説明するための図である。
【図８】この発明の実施の形態４における弁停止時に発生する誘起電圧について説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態４における弁復帰時の動作について説明するための図である。
【図１０】この発明の実施の形態４における弁復帰時に発生する誘起電圧について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
２  電磁ソレノイド装置
１０  固定部材
１２  可動部材
１４  ソレノイドコイル
１６  ロックピン
１８  ハウジング
２０  リターンスプリング
２２  スライドピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010151002.tif 000006
【図５】
2010151002.tif 000007
【図６】
2010151002.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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