(57)【要約】【課題】内燃機関の運転性能の低下を抑制しつつ弁体とピストンとの干渉を抑制できる電磁駆動弁の制御装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵ８０に、脱調判定部８３と、干渉判定部８４と、バルブ制御ロジックを開閉軟着座モードと、開弁優先モードと、閉弁優先モードとに変化させることのできる電磁駆動弁制御部８２とを設ける。これにより、開弁中の電磁駆動弁４０の弁体４５が脱調していると脱調判定部８３で判定された場合には、開弁優先モードで電磁駆動弁４０を制御して強制的に開弁することができるので、内燃機関１の運転性能の低下を抑制することができる。さらに、弁体４５とピストン１０とが干渉するかを干渉判定部８４で判定し、干渉すると判定された場合には、閉弁優先モードで電磁駆動弁４０を制御して弁体４５を強制的に閉弁する。これらの結果、内燃機関１の運転性能の低下を抑制しつつ弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。【選択図】        図１
2008014189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動が可能なピストンが内設された気筒を有する内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の弁体を有すると共に前記弁体が開閉可能に設けられた電磁駆動弁と、
前記電磁駆動弁の開弁中に前記弁体が通常動作とは異なる動作である脱調をしているかを判定する脱調判定手段と、
前記弁体と前記ピストンとが干渉するかを判定する干渉判定手段と、
前記電磁駆動弁の開弁及び閉弁の制御をすると共に、開閉中の前記電磁駆動弁の前記弁体が前記脱調判定手段で脱調していないと判定された場合には前記弁体の開弁終了時や閉弁終了時に弁体の移動速度を低減させる開閉軟着座モードになり、開弁中の前記電磁駆動弁の前記弁体が前記脱調判定手段で脱調していると判定された場合には前記弁体を強制的に開弁させる開弁優先モードになり、前記開弁優先モードで前記弁体を開弁させた際に前記弁体と前記ピストンとが干渉すると前記干渉判定手段で判定された場合、または、閉弁中の前記電磁駆動弁の前記弁体が前記脱調判定手段で脱調していると判定された場合には、前記弁体を強制的に閉弁させる閉弁優先モードになって前記電磁駆動弁を制御する電磁駆動弁制御手段と、
を備えることを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
【請求項２】
さらに、前記閉弁優先モードで前記弁体を閉弁できるかを判定する閉弁不能判定手段を備えており、
前記電磁駆動弁制御手段は、前記閉弁優先モードで前記弁体を閉弁することができないと前記閉弁不能判定手段で判定された場合には、前記電磁駆動弁の前記弁体を開弁方向と閉弁方向とに交互に作動させる、または前記電磁駆動弁の前記弁体の作動を停止させる自励振動モードとなって前記電磁駆動弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項３】
前記電磁駆動弁制御手段は、前記自励振動モードで前記弁体が開弁方向と閉弁方向とを往復して振動している場合には、前記電磁駆動弁に前記弁体が振動している方向の反対方向の駆動力を発生させることを特徴とする請求項２に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項４】
前記脱調判定手段は、前記弁体の移動速度を基に前記弁体が前記脱調をしているかを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項５】
前記電磁駆動弁には、前記弁体のリフト量を検出するリフト量検出手段が設けられており、
前記脱調判定手段は、前記リフト量検出手段で検出した前記リフト量の所定時間あたりの変化量から前記弁体の移動速度を算出することを特徴とする請求項４に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項６】
前記干渉判定手段は、前記弁体と前記ピストンとが干渉するかを、前記クランク軸の回転角度位置であるクランク角と前記内燃機関の回転数とに基づいて判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の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、電磁駆動弁の制御装置に関するものである。特に、この発明は、より確実に電磁駆動弁の弁体とピストンとの干渉を抑制できる電磁駆動弁の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関では、運転性能を向上させるために、吸気弁や排気弁の開閉に用いられるカムの回転位相をずらしたり、異なるカムプロファイルを有するカムを複数備えたりするなどして、内燃機関運転中の吸気弁や排気弁の開閉時期を変化させているものがある。さらに、この開閉時期を内燃機関の運転状態に応じて任意に、且つ、適切に設定して、より高性能化を図れるように、従来の内燃機関では、吸気弁や排気弁、即ち吸排気弁に電磁駆動弁を用いているものがある。この電磁駆動弁は、駆動電流を印加することにより作動するため、内燃機関の運転状態に応じて駆動電流を印加することにより開弁や閉弁することができるので、より確実に任意の開閉時期で開閉させることができ、より確実に内燃機関の運転状態に適した開閉時期にすることができる。
【０００３】
ここで、このような電磁駆動弁は、バルブステムなどを介して弁体と一体に形成されたアーマチャを有しており、さらに、駆動電流を流して励磁させることによりアーマチャを吸引可能に設けられると共に、アーマチャを挟んで対向する一対の電磁石が設けられている。この一対の電磁石のうち、一方の電磁石は、励磁させてアーマチャを吸引した際に弁体を開弁状態にする開弁用電磁石となっており、他方の電磁石は、励磁させてアーマチャを吸引した際に弁体を閉弁状態にする閉弁用電磁石となっている。このため、電磁駆動弁の通常作動時には、アーマチャは開弁用電磁石、または閉弁用電磁石のいずれか一方に吸引されて接触している。しかし、電磁駆動弁の弁体は、開閉時のバルブステムと当該バルブステムを保持する部分との滑り不良などにより、開閉の切り替え時に切り替え不良が生じる虞がある。つまり、アーマチャは、一対の電磁石のうち、一方の電磁石から他方の電磁石の方向に移動する際に、他方の電磁石まで到達せずに電磁石と電磁石との間の位置となる中立位置付近で停止し、いわゆる脱調した状態になる虞がある。
【０００４】
このように電磁駆動弁が脱調した場合、電磁駆動弁の弁体は、開弁状態と閉弁状態との間に位置する。このため、電磁駆動弁が脱調した場合は、内燃機関運転時の吸排気を行なうことができなくなる。従って、従来の電磁駆動弁の制御装置では、電磁駆動弁の脱調を検出し、脱調した際に迅速な回復を図っているものがある。例えば、特許文献１に記載の電磁駆動弁の脱調検出を伴う通電制御方法では、電磁駆動弁の開閉状態を切り替える際において切り替え開始から所定時間が経過してもアーマチャの移動距離が所定の閾値以下である場合には、当該移動距離が閾値以上である場合と比べて電磁駆動弁に対する通電を変更している。これにより、電磁駆動弁が脱調した場合、弁体の動き始めが多少遅れても、脱調中の弁体を作動させることにより、電磁駆動弁において脱調したステップを正規の作動から除外することなく、迅速に通常通り作動させることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３４７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年の内燃機関では、出力の向上を目的として圧縮比を高くするために、ピストンが上死点に位置した状態のピストンと、電磁駆動弁の弁体とを接近させているものがある。しかしながら、このような内燃機関の場合、電磁駆動弁が脱調した場合においてピストンが上死点付近に位置した際に、ピストンと弁体とが干渉し、弁体が損傷する虞があった。これに対し、このようなピストンと弁体との干渉を抑制するために、ピストンに弁体の逃げ、即ちバルブリセスを設けて、開弁状態の弁体とピストンとが干渉しないようにした場合には、圧縮比が低下するため、内燃機関の運転性能が低下する虞があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の運転性能の低下を抑制しつつ弁体とピストンとの干渉を抑制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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、往復運動が可能なピストンが内設された気筒を有する内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の弁体を有すると共に前記弁体が開閉可能に設けられた電磁駆動弁と、前記電磁駆動弁の開弁中に前記弁体が通常動作とは異なる動作である脱調をしているかを判定する脱調判定手段と、前記弁体と前記ピストンとが干渉するかを判定する干渉判定手段と、前記電磁駆動弁の開弁及び閉弁の制御をすると共に、開閉中の前記電磁駆動弁の前記弁体が前記脱調判定手段で脱調していないと判定された場合には前記弁体の開弁終了時や閉弁終了時に弁体の移動速度を低減させる開閉軟着座モードになり、開弁中の前記電磁駆動弁の前記弁体が前記脱調判定手段で脱調していると判定された場合には前記弁体を強制的に開弁させる開弁優先モードになり、前記開弁優先モードで前記弁体を開弁させた際に前記弁体と前記ピストンとが干渉すると前記干渉判定手段で判定された場合、または、閉弁中の前記電磁駆動弁の前記弁体が前記脱調判定手段で脱調していると判定された場合には、前記弁体を強制的に閉弁させる閉弁優先モードになって前記電磁駆動弁を制御する電磁駆動弁制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、電磁駆動弁の開閉中に弁体が脱調をしているかを判定する脱調判定手段が設けられており、開弁中の電磁駆動弁の弁体が脱調していると脱調判定手段で判定された場合には、電磁駆動弁制御手段は開弁優先モードになる。これにより、開弁中に脱調した電磁駆動弁の弁体を、電磁駆動弁制御手段によって強制的に開弁させることができるので、迅速に通常の開弁状態にすることができる。従って、内燃機関の運転性能の低下を抑制することができる。また、弁体とピストンとが干渉するかを判定する干渉判定手段が設けられており、開弁優先モードで弁体を開弁させた際に弁体とピストンとが干渉すると干渉判定手段で判定された場合、または、閉弁中の電磁駆動弁の弁体が脱調していると脱調判定手段で判定された場合には、電磁駆動弁制御手段は閉弁優先モードになる。これにより、電磁駆動弁の弁体を、電磁駆動弁制御手段によって強制的に閉弁させることができるので、弁体とピストンとの干渉を抑制することができる。これらの結果、内燃機関の運転性能の低下を抑制しつつ弁体とピストンとの干渉を抑制することができる。
【００１０】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、さらに、前記閉弁優先モードで前記弁体を閉弁できるかを判定する閉弁不能判定手段を備えており、前記電磁駆動弁制御手段は、前記閉弁優先モードで前記弁体を閉弁することができないと前記閉弁不能判定手段で判定された場合には、前記電磁駆動弁の前記弁体を開弁方向と閉弁方向とに交互に作動させる、または前記電磁駆動弁の前記弁体の作動を停止させる自励振動モードとなって前記電磁駆動弁を制御することを特徴とする。
【００１１】
この発明では、閉弁優先モードで弁体を閉弁することができないと閉弁不能判定手段で判定された場合には、電磁駆動弁制御手段は自励振動モードになる。これにより、電磁駆動弁の弁体は、電磁駆動弁制御手段によって開弁方向と閉弁方向とに交互に作動させられることにより閉弁する、または弁体の作動が停止させられることにより中立位置に位置する。このうち、弁体が閉弁した場合には、ピストンが上死点に位置した場合でも弁体とピストンは干渉しなくなる。また、弁体が中立位置で停止した場合には、上死点に位置するピストンと中立位置の弁体とが干渉しないようにピストンにバルブリセスが設けられている場合に、弁体とピストンとの干渉を抑制できる。この結果、より確実に弁体とピストンとの干渉を抑制することができる。
【００１２】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記電磁駆動弁制御手段は、前記自励振動モードで前記弁体が開弁方向と閉弁方向とを往復して振動している場合には、前記電磁駆動弁に前記弁体が振動している方向の反対方向の駆動力を発生させることを特徴とする。
【００１３】
この発明では、弁体が開弁方向と閉弁方向とを往復して振動している場合に、電磁駆動弁の弁体が振動している方向の反対方向の駆動力を発生させているので、弁体の振動を抑制することができ、振動している弁体を迅速に中立位置で停止させることができる。これにより、上死点に位置するピストンと中立位置の弁体とが干渉しないようにピストンにバルブリセスが設けられている場合に、弁体がピストンに干渉することを抑制できる。この結果、より確実に弁体とピストンとの干渉を抑制することができる。
【００１４】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記脱調判定手段は、前記弁体の移動速度を基に前記弁体が前記脱調をしているかを判定することを特徴とする。
【００１５】
この発明では、弁体が脱調しているかを判定する際に、移動中の弁体の移動速度を基に判定しているので、より確実に脱調を判定することができ、弁体が脱調した場合に、より確実に開弁優先モード等で電磁駆動弁を制御することができる。この結果、より確実に弁体とピストンとの干渉を抑制することができる。
【００１６】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記電磁駆動弁には、前記弁体のリフト量を検出するリフト量検出手段が設けられており、前記脱調判定手段は、前記リフト量検出手段で検出した前記リフト量の所定時間あたりの変化量から前記弁体の移動速度を算出することを特徴とする。
【００１７】
この発明では、電磁駆動弁に設けられたリフト量検出手段によって弁体のリフト量を検出し、このリフト量の所定時間あたりの変化量から弁体の移動速度を算出している。これにより、より確実に弁体に移動速度を求めることができる。従って、より確実に移動速度に基づいて弁体が脱調しているかを判定することができ、開弁優先モードで電磁駆動弁を制御するなど、脱調時における対処をすることができる。この結果、より確実に弁体とピストンとの干渉を抑制することができる。
【００１８】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記干渉判定手段は、前記弁体と前記ピストンとが干渉するかを、前記クランク軸の回転角度位置であるクランク角と前記内燃機関の回転数とに基づいて判定することを特徴とする。
【００１９】
この発明では、弁体とピストンとが干渉しているかを判定する際に、クランク角と内燃機関の回転数とに基づいて判定しているので、これらの干渉を判定するための検出手段を新たに設ける必要がなく、容易に判定することができる。この結果、より容易に弁体とピストンとの干渉を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、内燃機関の運転性能の低下を抑制しつつ弁体とピストンとの干渉を抑制することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１は、複数の気筒５を有しており、各気筒５は、内部に燃焼室１５が形成されたシリンダヘッド６及びシリンダブロック７を有している。また、シリンダブロック７の内部には、気筒５内を往復運動可能に設けられたピストン１０が内設されており、当該内燃機関１の運転時におけるピストン１０の下死点方向には、クランク軸であるクランクシャフト１２が設けられている。このように配設されるピストン１０とクランクシャフト１２とは、コネクティングロッド１１によって接続されている。これにより、クランクシャフト１２はピストン１０の往復運動に伴い回転運動が可能に設けられている。
【００２３】
また、シリンダヘッド６は、シリンダブロック７の、当該シリンダブロック７におけるピストン１０が上死点に向かう方向側の端部に、ガスケット（図示省略）を介して固定されている。また、クランクシャフト１２の近傍には、クランクシャフト１２の回転角度位置であるクランク角を検出するクランク角検出センサ３１が設けられている。詳しくは、このクランク角は、クランクシャフト１２の回転軸を中心とした場合におけるコネクティングロッド１１が接続されている部分の回転角度位置となっている。
【００２４】
また、シリンダヘッド６には、点火プラグ２５と、電磁駆動弁４０とが設けられており、本実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３は、この電磁駆動弁４０を制御可能に設けられている。また、これらの点火プラグ２５及び電磁駆動弁４０は、複数形成される気筒５のそれぞれの気筒５に設けられている。このうち、電磁駆動弁４０には、当該電磁駆動弁４０に電流を供給することにより往復運動が可能な弁体４５が各電磁駆動弁４０に設けられている。また、燃焼室１５には吸気通路２１と排気通路２２とが接続されており、電磁駆動弁４０は、この吸気通路２１側と排気通路２２側とに設けられ、吸気通路２１側に設けられる電磁駆動弁４０は吸気側電磁駆動弁４１、排気通路２２側に設けられる電磁駆動弁４０は排気側電磁駆動弁４２となっている。
【００２５】
これらのように設けられる電磁駆動弁４０の弁体４５のうち、吸気側電磁駆動弁４１の弁体４５は、往復運動をすることにより吸気通路２１と燃焼室１５とを連通または遮断するように設けられた吸気弁である吸気バルブ４６として設けられている。また、電磁駆動弁４０の弁体４５のうち、排気側電磁駆動弁４２の弁体４５は、往復運動をすることにより排気通路２２と燃焼室１５とを連通または遮断するように設けられた排気弁である排気バルブ４７として設けられている。これらの吸気バルブ４６及び排気バルブ４７は、シリンダヘッド６に設けられた電磁駆動弁４０が有しているため、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７は、内燃機関１運転時におけるピストン１０の上死点方向に設けられている。
【００２６】
また、点火プラグ２５は、吸気側電磁駆動弁４１と排気側電磁駆動弁４２との間に設けられており、さらに、高電圧をかけた際に放電する点火部２６を有し、この点火部２６が燃焼室１５内に位置するように設けられている。また、吸気通路２１には、内燃機関１の運転時に使用される燃料を吸気通路２１内に噴射する燃料供給手段であるインジェクタ３０が設けられている。
【００２７】
また、電磁駆動弁４０には、当該電磁駆動弁４０に駆動電流である励磁電流を供給する駆動回路３３が接続されている。電磁駆動弁４０は、この駆動回路３３から供給される励磁電流により作動可能に設けられている。また、この電磁駆動弁４０には、弁体４５の開閉方向の移動量、即ち弁体４５のリフト量を検出するリフト量検出手段であるリフトセンサ６９が設けられている。これらの駆動回路３３やリフトセンサ６９、クランク角検出センサ３１は、当該内燃機関１を搭載する車両（図示省略）の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０に接続されている。
【００２８】
ＥＣＵ８０には、処理部８１、記憶部８８及び入出力部８９が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ８０に接続されているクランク角検出センサ３１やリフトセンサ６９、及び駆動回路３３は、入出力部８９に接続されており、入出力部８９は、これらのセンサ等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部８８には、本発明に係る電磁駆動弁４０の制御装置３を制御するコンピュータプログラム、即ち、本発明に係る電磁駆動弁４０の制御装置３の制御方法を実現するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部８８は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００２９】
また、処理部８１は、メモリ（図示省略）及びＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示省略）により構成されており、少なくとも、電磁駆動弁４０の弁体４５を作動させ、開弁と閉弁とを切り替える制御をする電磁駆動弁制御手段である電磁駆動弁制御部８２と、電磁駆動弁４０の開弁中に弁体４５が通常動作とは異なる動作、即ち脱調をしているかを判定する脱調判定手段である脱調判定部８３と、弁体４５とピストン１０とが干渉するかを判定する干渉判定手段である干渉判定部８４と、現在の電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを判断する制御ロジック判断手段である制御ロジック判断部８５と、を有している。
【００３０】
このうち、電磁駆動弁制御部８２は、電磁駆動弁４０の開弁及び閉弁の制御をすると共に、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックである開閉軟着座モードと、開弁優先モードと、閉弁優先モードとに切り替えて電磁駆動弁４０の制御が可能に設けられている。これらの各バルブ制御ロジックのうち、開閉軟着座モードは、弁体４５の開弁終了時や閉弁終了時に弁体４５の移動速度を低減させる制御のロジックであり、内燃機関１の通常運転時におけるバルブ制御ロジックである。また、開弁優先モードは、弁体４５を強制的に開弁させるバルブ制御ロジックであり、閉弁優先モードは、弁体４５を強制的に閉弁させるバルブ制御ロジックとなっている。
【００３１】
当該内燃機関１に設けられる電磁駆動弁４０の制御は、クランク角検出センサ３１など車両の各部に設けられたセンサ（図示省略）による検出結果に基づいて、処理部８１が前記コンピュータプログラムを当該処理部８１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて駆動回路３３に制御信号を送ることにより、電磁駆動弁４０を制御する。その際に処理部８１は、適宜記憶部８８へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように電磁駆動弁４０の制御装置３を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ８０とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００３２】
図２は、図１に示す電磁駆動弁の詳細図である。電磁駆動弁４０が有する弁体４５は、略円柱形に形成された軸であるバルブステム５０に連結されており、バルブステム５０は、シリンダヘッド６の内部に固定されたバルブガイド５１により軸方向に変位可能に保持されている。このバルブステム５０には、当該バルブステム５０の両端部のうち、弁体４５側の端部の反対側に位置する端部付近にロアリテーナ５５が保持されている。さらに、このロアリテーナ５５が保持されている側のバルブステム５０の端部には、非磁性材料によって略円筒形の形状で形成された軸であるアーマチャシャフト５２が接続されている。
【００３３】
また、ロアリテーナ５５における弁体４５側には、螺旋状に形成されたバネ部材であるロアスプリング５６が配設されており、ロアリテーナ５５に当接している。このロアスプリング５６のロアリテーナ５５側に位置する端部の反対側の端部、即ち、弁体４５側の端部は、シリンダヘッド６に当接している。このロアスプリング５６は、ロアリテーナ５５に対して、アーマチャシャフト５２方向の付勢力を与えており、ロアリテーナ５５を介してバルブステム５０及びアーマチャシャフト５２もロアスプリング５６によって同方向の付勢力が与えられている。
【００３４】
また、アーマチャシャフト５２の両端部のうち、バルブステム５０側に位置する端部の反対側の端部には、アッパリテーナ６０が固定されている。さらに、アッパリテーナ６０における弁体４５側の反対側には、螺旋状に形成されたバネ部材であるアッパスプリング６１が配設されており、アッパリテーナ６０に当接している。
【００３５】
また、このアッパスプリング６１の周囲には、その外周を取り巻くように略円筒形の形状で形成されたアッパキャップ６５が配設されている。このように円筒形の形状で形成されるアッパキャップ６５の両端部のうち、前記弁体４５側に位置する端部の反対側の端部には、当該アッパキャップ６５に螺合したアジャストボルト６６が設けられており、アッパスプリング６１は、アッパリテーナ６０に当接している側の反対側の端部が、このアジャストボルト６６に当接している。このアッパスプリング６１は、アッパリテーナ６０に対して、ロアリテーナ５５方向の付勢力を与えており、アッパリテーナ６０を介してアーマチャシャフト５２及びバルブステム５０もアッパスプリング６１によって同方向の付勢力が与えられている。
【００３６】
また、アーマチャシャフト５２の外周には、アーマチャ５３が接合されている。このアーマチャ５３は、軟磁性材料で構成された環状の部材となっている。このアーマチャ５３におけるアッパリテーナ６０側には、アッパコイル６２及びアッパコア６３が配設されており、アーマチャ５３におけるロアリテーナ５５側には、ロアコイル５７及びロアコア５８が配設されている。これらのアッパコア６３及びロアコア５８は、共に磁性材料で構成された部材となっている。
【００３７】
また、アッパコア６３及びロアコア５８は、中央部に貫通孔が形成された略円筒形の形状で形成されており、アーマチャシャフト５２は、アッパコア６３及びロアコア５８に形成された貫通孔を通り、摺動可能に保持されている。また、アッパコイル６２及びロアコイル５７は、前記駆動回路３３（図１参照）に接続されている。この駆動回路３３は、ＥＣＵ８０から供給される制御信号に応じてアッパコイル６２及びロアコイル５７に駆動電流である励磁電流を供給する。
【００３８】
アッパコア６３及びロアコア５８の外周には、略円筒形の形状で形成された外筒６８が配設されている。アッパコア６３とロアコア５８とは、双方の間に所定の間隔が確保されるように、外筒６８により保持されている。また、アッパキャップ６５は、アッパコア６３におけるロアコア５８側の端部の反対側に位置する端部の端面に固定されている。また、アジャストボルト６６は、アッパキャップ６５に螺合しているので、螺合している部分をねじ込むことによりアッパキャップ６５に対する位置を調整することができ、アジャストボルト６６に当接しているアッパスプリング６１のアッパキャップ６５に対する相対的な位置を調整することができる。これにより、アッパスプリング６１に当接しているアッパリテーナ６０及びアッパリテーナ６０が固定されているアーマチャシャフト５２を介してアーマチャ５３の位置を調整することができ、この調整により、アーマチャ５３の中立位置は、アッパコア６３とロアコア５８との中央に調整される。即ち、アッパコイル６２及びロアコイル５７に励磁電流を供給していない状態のアーマチャ５３の位置が、アッパコア６３とロアコア５８との中央になるようにアジャストボルト６６により調整される。
【００３９】
前記リフトセンサ６９は、このアジャストボルト６６に設けられており、当該リフトセンサ６９と、アーマチャシャフト５２またはアッパリテーナ６０との距離を検出可能に設けられている。これにより、電磁駆動弁４０が作動した場合におけるアーマチャシャフト５２等の移動量を検出することができ、この検出を介して、アーマチャシャフト５２等と一体となって形成されている弁体４５の移動量を検出可能に設けられている。
【００４０】
この実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記内燃機関１の運転は、ピストン１０がシリンダブロック７内で往復運動を繰り返すことにより、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を１つのサイクルとしてこのサイクルを繰り返して運転し、クランクシャフト１２が回転する。また、このように内燃機関１を運転する際には、ＥＣＵ８０から制御信号を受けた駆動回路３３が電磁駆動弁４０に対して励磁電流を供給することにより、電磁駆動弁４０を作動させる。この作動は、詳しくは、内燃機関１の運転時には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する電磁駆動弁制御部８２から制御信号を駆動回路３３に対して送信し、制御信号を受けた駆動回路３３が電磁駆動弁４０のアッパコイル６２やロアコイル５７に対して励磁電流を供給することにより、電磁駆動弁４０を作動させる。
【００４１】
図３は、図１のＡ部詳細図である。電磁駆動弁４０のアッパコア６３やロアコア５８に励磁電流を与えない、または、アッパコア６３とロアコア５８とに同程度の励磁電流を与えた状態では、アーマチャシャフト５２やバルブステム５０は、アッパスプリング６１やロアスプリング５６の付勢力がつり合う位置に保持される。これにより、アーマチャ５３は、アッパコア６３とロアコア５８との中央に位置し、中立位置となる（図２参照）。
【００４２】
このように、アーマチャ５３等が中立位置となっている場合には、弁体４５は吸気通路２１や排気通路２２を閉じておらず、半分開いた状態となる。即ち、中立状態７０の弁体４５は、吸気通路２１または排気通路２２から離れ、ピストン１０の方向に若干突出している。
【００４３】
また、電磁駆動弁４０を開閉する際には、ＥＣＵ８０から駆動回路３３に制御信号を送り、制御信号を受けた駆動回路３３が電磁駆動弁４０に対して励磁電流を供給することにより、電磁駆動弁４０を作動させる。詳しくは、内燃機関１の運転時に、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２から制御信号を駆動回路３３に対して送信し、制御信号を受けた駆動回路３３が電磁駆動弁４０のアッパコイル６２やロアコイル５７に対して励磁電流を供給する。これにより、アッパコイル６２やロアコイル５７に電磁力が発生し、この電磁力に伴いアッパコア６３やロアコア５８にも電磁力が発生する。
【００４４】
このため、例えばアッパコア６３に電磁力が発生すると、アーマチャ５３はその電磁力によってアッパコア６３に吸引され、アーマチャ５３はアッパコア６３の方向に移動する。これにより、このアーマチャ５３の移動に伴って弁体４５も移動し、弁体４５は吸気通路２１または排気通路２２に近付く方向に移動する。従って、吸気通路２１側に設けられる弁体４５である吸気バルブ４６は吸気通路２１を閉弁し、排気通路２２側に設けられる弁体４５である排気バルブ４７は排気通路２２を閉弁する。即ち、閉弁状態７１の弁体４５は、吸気通路２１または排気通路２２と燃焼室１５内とを遮断する。
【００４５】
反対に、ロアコア５８に電磁力が発生すると、アーマチャ５３はその電磁力によってロアコア５８に吸引され、アーマチャ５３はロアコア５８の方向に移動する。これにより、このアーマチャ５３の移動に伴って弁体４５も移動する。アーマチャ５３がロアコア５８の方向へ移動し、弁体４５が同方向に移動すると、弁体４５は吸気通路２１または排気通路２２から離れる方向に移動する。従って、吸気通路２１側に設けられる弁体４５である吸気バルブ４６は吸気通路２１を開弁し、排気通路２２側に設けられる弁体４５である排気バルブ４７は排気通路２２を開弁する。即ち、開弁状態７２の弁体４５は、吸気通路２１または排気通路２２と燃焼室１５内とを連通させる。また、このように電磁駆動弁４０の弁体４５が開弁状態７２になった場合や中立状態７０になった場合においてピストン１０が上死点に位置した場合には、弁体４５とピストン１０とは干渉する位置関係になっている。
【００４６】
内燃機関１の運転時には、このようにロアコイル５７とアッパコイル６２とに必要に応じて交互に励磁電流を流すことにより、弁体４５を開弁状態７２と閉弁状態７１とを繰り替えして作動させる、即ち往復運動させることができ、吸気通路２１や排気通路２２と気筒５、或いは燃焼室１５との連通と遮断とを繰り返すことができる。
【００４７】
内燃機関１の運転時には、このように電磁駆動弁４０が作動することより弁体４５が往復運動して吸気通路２１や排気通路２２と燃焼室１５との連通と遮断とを繰り返すことにより、吸排気を行ない、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を繰り返す。各行程の概略は、吸気行程ではインジェクタ３０から燃料を噴射することにより吸気通路２１内で燃料と空気との混合気を生成し、吸気側電磁駆動弁４１が有する吸気バルブ４６の開弁時に混合気を気筒５内に吸気する。圧縮行程では、吸気バルブ４６も排気バルブ４７も閉弁し、この状態でピストン１０が上死点方向に移動することにより、気筒５内の混合気を圧縮する。
【００４８】
また、燃焼行程では、点火プラグ２５に高電圧の電流を印加し、点火プラグ２５の点火部２６にアーク放電を発生させることにより、圧縮した混合気が点火する。これにより、圧縮した混合気中の燃料が燃焼するので、燃焼時の圧力によりピストン１０が下死点方向に移動し、ピストン１０の移動に伴って、コネクティングロッド１１を介してピストン１０に接続されたクランクシャフト１２が回動する。また、排気行程では、吸気バルブ４６は閉弁し、排気バルブ４７は開弁した状態でピストン１０が上死点方向に移動することにより、燃料の燃焼後の排気ガスが気筒５内から排気通路２２の方向に流れ、排気される。
【００４９】
図４は、内燃機関の通常運転時における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。以下に、内燃機関１運転時における電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０との相対的な位置関係について説明する。なお、電磁駆動弁４０の弁体４５は、吸気バルブ４６と排気バルブ４７とがあるが、以下の説明では、排気側電磁駆動弁４２の弁体４５である排気バルブ４７とピストン１０との相対的な位置関係について説明する。図４は、横軸が時間軸となっており、図の左側から右側に向けて時間が進行している。また、図４の縦軸は、排気バルブ４７とピストン１０との相対的な位置関係を示している。排気側電磁駆動弁４２は、内燃機関１の運転時には上述したように作動し、通常運転時の排気行程での排気バルブ４７は、ピストン１０が下死点付近に位置した際に開弁する。このような内燃機関１の通常運転時には、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２は開閉軟着座モードで排気側電磁駆動弁４２を制御するため、排気バルブ４７は開弁終了時に移動速度が低減して緩やかに開弁する。排気行程において排気バルブ４７が開弁した際には、開弁状態（図３参照）を維持する。さらに、排気行程では、ピストン１０は下死点から上死点に向かう。このように移動するピストン１０に対して、排気バルブ４７は、ピストン１０が上死点に近付いた際に閉弁する。
【００５０】
即ち、排気バルブ４７の開き具合を示す線である排気バルブ開度線１０２は、排気行程においてピストン位置線１０３が下死点１０５付近に位置している際に開弁状態となってピストン位置線１０３の方向に近付き、下死点１０５から上死点１０４に向かうピストン位置線１０３が上死点１０４に近付いた所定の時点で排気バルブ開度線１０２はピストン位置線１０３から離れる。このため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００５１】
内燃機関１運転時の電磁駆動弁４０は、バルブステム５０とバルブガイド５１（図２参照）との滑り不良などにより、電磁駆動弁４０の作動時に作動不良が生じる場合があり、いわゆる脱調が発生する場合がある。このように脱調が発生した場合、アーマチャ５３は、アッパスプリング６１とロアスプリング５６との作用により、アッパコア６３とロアコア５８との間で振動する。つまり、アーマチャ５３には、アッパリテーナ６０やロアリテーナ５５などを介してアッパスプリング６１とロアスプリング５６との付勢力が作用している。このため、例えば、アッパコア６３に吸引されているアーマチャ５３がロアコア５８に吸引され、ロアコア５８方向に移動している最中に脱調が生じるとアーマチャ５３はロアコア５８には到達せず、アッパスプリング６１とロアスプリング５６との付勢力、即ち弾性力によってアッパコア６３とロアコア５８との間で振動する。このように、アーマチャ５３がアッパコア６３とロアコア５８との間で振動した場合は、この振動は弁体４５に伝達され、弁体４５は閉弁状態と開弁状態との間で振動する。つまり、電磁駆動弁４０に脱調が発生した場合には、弁体４５は閉弁状態と開弁状態との間で振動する。
【００５２】
図５は、開弁優先モードの排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。内燃機関１の運転中に脱調が発生した場合には、電磁駆動弁制御部８２は開弁優先モードで電磁駆動弁４０を制御する。このため、開弁途中で脱調が発生している排気側電磁駆動弁４２の排気バルブ４７は、開弁終了時に排気バルブ４７の移動速度が低減させられずに強制的に開弁させられ、開弁状態になる。このように脱調した状態から開弁状態になった場合には排気側電磁駆動弁４２の作動は回復し、その後は通常作動をしてピストン１０が上死点付近に近付いた際に排気バルブ４７は閉弁する。
【００５３】
即ち、排気行程における排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３が下死点１０５付近に位置している際にピストン位置線１０３の方向に近付くが、脱調が生じた場合の排気バルブ開度線１０２は、中立位置付近でピストン位置線１０３に近付く方向と離れる方向とを往復し、振動する、つまり、脱調が生じた場合の排気バルブ開度線１０２は、閉弁状態から開弁状態に向かう途中の中立位置付近で閉弁方向と開弁方向との間を往復する。その後、開弁状態となってピストン位置線１０３の方向に近付き、下死点１０５から上死点１０４に向かうピストン位置線１０３が上死点１０４に近付いた所定の時点で排気バルブ開度線１０２はピストン位置線１０３から離れる。このため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００５４】
図６は、開弁優先モードの排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図であり、時間的余裕が無い場合の状態を示す説明図である。内燃機関１の運転中に脱調が発生し、時間的余裕がある場合には、上記のように開弁優先モードによって排気側電磁駆動弁４２の作動は回復するが、時間的な余裕が無い場合には、排気バルブ４７とピストン１０とは干渉し、いわゆるバルブスタンプが発生する。つまり、排気バルブ４７の開弁の時期が遅い場合において脱調が発生した場合、排気バルブ４７を強制的に開弁することにより、排気バルブ４７は開弁状態になるが、排気バルブ４７が開弁状態になった時点でピストン１０は上死点に近付いている。このため、開弁状態の排気バルブ４７とピストン１０とは干渉し、バルブスタンプが発生する。
【００５５】
即ち、排気行程において開弁の時期が遅い場合でも、排気バルブ開度線１０２はピストン位置線１０３の方向に近付き、脱調が生じた場合には、排気バルブ開度線１０２は、中立位置付近で閉弁方向と開弁方向との間を往復する。その後、開弁状態となってピストン位置線１０３の方向に近付くが、開弁の時期が遅いことにより時間的な余裕が無い場合には、排気バルブ開度線１０２が開弁状態になった時点でピストン位置線１０３は上死点１０４に近付いており、排気バルブ開度線１０２に接近している。このため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差する。
【００５６】
図７は、閉弁優先モードの排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。内燃機関１の運転中に脱調が発生した場合に排気バルブ４７の作動を回復させて排気バルブ４７とピストン１０との干渉を抑制する時間的余裕が無い場合には、電磁駆動弁制御部８２は閉弁優先モードで電磁駆動弁４０を制御する。このため、開弁途中で脱調が発生している排気側電磁駆動弁４２の排気バルブ４７は強制的に閉弁させられ、閉弁状態になる。このように脱調した状態から閉弁状態になった場合には、その排気行程は不完全な排気行程となるが、排気バルブ４７とピストン１０との干渉は回避され、その後は通常作動をする。
【００５７】
即ち、排気行程において脱調が生じた場合には、開弁方向に向かう排気バルブ開度線１０２は中立位置付近に位置し、その後、排気バルブ開度線１０２はピストン位置線１０３から離れる。つまり、排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３が下死点１０５から上死点１０４に向かう途中で一旦近付き、脱調が生じた時点でピストン位置線１０３から離れる。このため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００５８】
内燃機関１の運転中には、このように電磁駆動弁４０の弁体４５は脱調する場合があるが、脱調した場合には、内燃機関１の通常運転時の制御と異なる制御で電磁駆動弁４０を制御して弁体４５とピストン１０との干渉を抑制する。具体的には、脱調判定部８３で弁体４５が脱調していると判定された場合には弁体４５を強制的に開弁させ、また、弁体４５を強制的に開弁させた際には弁体４５とピストン１０とが干渉すると干渉判定部８４で判定された場合には、弁体４５を強制的に閉弁させる。
【００５９】
図８は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置の開弁時における処理手順を示すフロー図である。次に、実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３の制御方法、即ち、当該電磁駆動弁４０の制御装置３の処理手順について説明する。以下の説明では、電磁駆動弁４０の処理手順のうち、排気行程における排気バルブ４７の開弁時の処理手順について説明する。また、この処理手順は、内燃機関１の運転中において電磁駆動弁４０を開弁する際に、所定時間ごとに実行される。
【００６０】
この処理手順では、電磁駆動弁４０を開弁する際には、まず、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであるかを判断する（ステップＳＴ１０１）。この判断は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する制御ロジック判断部８５で行なう。この判断により、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであると判断された場合には、この処理手順より抜け出る。
【００６１】
制御ロジック判断部８５の判断により、バルブ制御ロジックが閉弁優先モードではないと判断された場合には、次に、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開弁優先モードであるかを判断する（ステップＳＴ１０２）。この判断は、制御ロジック判断部８５で行ない、この判断により、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開弁優先モードであると判断された場合には、後述するステップＳＴ１０６に向かう。
【００６２】
制御ロジック判断部８５による判断で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開弁優先モードや閉弁優先モードではないと判断された場合には、電磁駆動弁４０は開閉軟着座モードで制御する（ステップＳＴ１０３）。この開閉軟着座モードは、内燃機関１の通常運転時のバルブ制御ロジックであり、詳しくは、電磁駆動弁４０の弁体４５の開弁終了時や閉弁終了時に弁体４５の移動速度を低減させるバルブ制御ロジックである。この開閉軟着座モードで電磁駆動弁４０を制御する場合、その制御は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する電磁駆動弁制御部８２で行なう。
【００６３】
内燃機関１の通常運転時において、この開閉軟着座モードで、例えば閉弁中の電磁駆動弁４０を開弁させる際には、まず、電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に対して電磁駆動弁４０を開弁させる制御信号を送信する。制御信号を受けた駆動回路３３は、電磁駆動弁４０に対して励磁電流を供給し、これにより電磁駆動弁４０の弁体４５は開弁方向に移動する。その際に、電磁駆動弁制御部８２には、リフトセンサ６９で検出した弁体４５のリフト量が伝達される。このようにして電磁駆動弁４０は開弁動作をするが、開弁動作中に検出した弁体４５のリフト量が完全に開弁する直前のリフト量になり、電磁駆動弁４０の弁体４５が完全に開弁する直前に、電磁駆動弁制御部８２は弁体４５の移動速度を低減させる制御信号を駆動回路３３に対して送信する。即ち、電磁駆動弁制御部８２は、電磁駆動弁４０の弁体４５の開弁終了時に、電磁駆動弁４０の弁体４５の移動速度を低減させる制御信号を駆動回路３３に対して送信する。制御信号を受けた駆動回路３３は、電磁駆動弁４０に対して供給している励磁電流を弱める。
【００６４】
これにより、ロアコア５８（図２参照）がアーマチャ５３（図２参照）を吸引する力が弱まるので、弁体４５の移動速度は低減する。これにより、弁体４５の開弁終了時には、移動速度が低減した状態で終了し、アーマチャ５３がロアコア５８に接触する際に、アーマチャ５３は小さい衝撃でロアコア５８に接触する。内燃機関１の通常運転時に電磁駆動弁４０を開閉させる場合は、開閉軟着座モードで制御する。
【００６５】
図９は、脱調を判定する際の基準となる区間を示す説明図である。次に、開弁中の弁体４５が脱調しているかを判定する（ステップＳＴ１０４）。この判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する脱調判定部８３で行なわれ、脱調判定部８３は、移動中の弁体４５の移動速度を基に判定する。具体的には、弁体４５の閉弁と開弁との間の移動区間を３つの区間に分け、この３つの区間を閉弁側から開弁側にかけて判定区間ａ、判定区間ｂ、判定区間ｃとし、移動中の弁体４５の移動速度が、これらの各判定区間における規定速度を下回った場合に、弁体４５は脱調していると判定する。また、この弁体４５の移動速度は、リフトセンサ６９で検出するリフト量の所定時間あたりの変化量から算出し、この移動速度を判定区間ごとに算出して脱調しているかを判定する。
【００６６】
ここで、内燃機関１の通常運転で作動中の電磁駆動弁４０の弁体４５は、開閉時における移動開始時と移動終了時よりも、移動の中間時付近の方が弁体４５の移動速度が速くなっている。これにより、弁体４５の移動区間を３つの区間に分けた場合には、判定区間ａと判定区間ｃにおける弁体４５の移動速度よりも、判定区間ｂにおける弁体４５の移動速度の方が早くなっている。このため、脱調を判定する際の規定速度を判定区間ごとに変え、この規定速度は、判定区間ａ、判定区間ｃよりも判定区間ｂの方が早くなっている。
【００６７】
また、電磁駆動弁４０が開閉する場合には、このように弁体４５が移動速度を変化させながら開閉するが、脱調した場合には、弁体４５の移動速度が低減する。このため、脱調判定部８３は、弁体４５の移動速度が判定区間に応じた規定速度以下になった場合、弁体４５が脱調していると判定する。この判定により、弁体４５は脱調していないと判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開閉軟着座モードのまま、この処理手順より抜け出る。
【００６８】
脱調判定部８３での判定により、開弁中の弁体４５が脱調していると判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、開弁優先モードにする（ステップＳＴ１０５）。この開弁優先モードは、弁体４５が脱調していると判定された場合に、開閉軟着座モードから最初に切り替えられるバルブ制御ロジックであり、その制御は、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２で行なう。
【００６９】
開弁中に脱調した弁体４５を、この開弁優先モードで制御する場合には、まず、電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に対して電磁駆動弁４０を強制的に開弁させる制御信号を送信する。制御信号を受けた駆動回路３３は、電磁駆動弁４０に対して、開閉軟着座モード時よりも多くの励磁電流を供給し、これにより電磁駆動弁４０の弁体４５は、より強力な力で開弁方向に移動する。即ち、アーマチャ５３（図２参照）に対するロアコア５８（図２参照）の吸引力が強くなるので、弁体４５は強制的に開弁させられる。このように、弁体４５が脱調していると判定された場合には、電磁駆動弁４０は開弁優先モードで制御する。
【００７０】
次に、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合に、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０とが干渉するか、即ち、バルブスタンプが発生するかを判定する（ステップＳＴ１０６）。この判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する干渉判定部８４で行なわれ、クランク角検出センサ３１が検出した現在のクランク角と内燃機関１の回転数とに基づいて判定する。具体的には、開弁優先モードで電磁駆動弁４０の弁体４５を開弁して再び閉弁したと想定する場合における閉弁時のクランク角である予想遷移完了時のクランク角が、バルブスタンプの発生区間（例えば、上死点前後３度）に入っていれば、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合には弁体４５とピストン１０とは干渉する、と判定する。つまり、Ｘ＝予想遷移完了時のクランク角＝現在のクランク角＋リカバー時間×３６０／（６０／内燃機関の回転数ＮＥ）で算出したＸが、バルブスタンプの発生区間に入っていれば、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合には、バルブスタンプは発生する、と干渉判定部８４は判定する。
【００７１】
なお、ここでいうリカバー時間とは、弁体４５が脱調した状態から通常の作動に復帰するまでに必要な時間をいう。また、バルブスタンプの発生区間は、クランク角として予めＥＣＵ８０の記憶部８８に記憶されており、また、内燃機関１の回転数ＮＥは、内燃機関１運転中の他の制御で用いるために検出する回転数ＮＥを用いる。このようにして判定する干渉判定部８４が、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合にバルブスタンプは発生しない、と判定した場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開弁優先モードのまま、この処理手順より抜け出る。
【００７２】
干渉判定部８４により、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合にはバルブスタンプが発生すると判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、閉弁優先モードにする（ステップＳＴ１０７）。この閉弁優先モードは、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合にはバルブスタンプが発生すると判定された場合に、開弁優先モードから切り替えられるバルブ制御ロジックであり、その制御は、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２で行なう。
【００７３】
バルブスタンプが発生すると判定された場合において、この閉弁優先モードで制御する場合には、電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に対して電磁駆動弁４０を強制的に閉弁させる制御信号を送信する。制御信号を受けた駆動回路３３は、電磁駆動弁４０に対して、開閉軟着座モード時よりも多くの励磁電流を供給し、これにより電磁駆動弁４０の弁体４５は、より強力な力で閉弁方向に移動する。即ち、アーマチャ５３（図２参照）に対するアッパコア６３（図２参照）の吸引力が強くなるので、弁体４５は強制的に閉弁させられる。このように、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合にはバルブスタンプが発生すると判定された場合には、電磁駆動弁４０は閉弁優先モードで制御する。
【００７４】
図１０は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置の閉弁時における処理手順を示すフロー図である。次に、電磁駆動弁４０の処理手順のうち、排気行程における排気バルブ４７の閉弁時の処理手順について説明する。この処理手順も開弁時の処理手順と同様に、内燃機関１の運転中において電磁駆動弁４０を閉弁する際に、所定時間ごとに実行される。この処理手順では、電磁駆動弁４０を閉弁する際には、まず、ＥＣＵ８０の制御ロジック判断部８５で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであるかを判断する（ステップＳＴ２０１）。この判断により、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであると判断された場合には、この処理手順より抜け出る。
【００７５】
制御ロジック判断部８５による判断で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードではないと判断された場合には、電磁駆動弁４０は電磁駆動弁制御部８２によって開閉軟着座モードで制御する（ステップＳＴ２０２）。次に、ＥＣＵ８０の脱調判定部８３で、閉弁中の弁体４５が脱調しているかを判定する（ステップＳＴ２０３）。この判定により、弁体４５は脱調していないと判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開閉軟着座モードのまま、この処理手順より抜け出る。
【００７６】
脱調判定部８３により、閉弁中の弁体４５が脱調しているかを判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、閉弁優先モードにする（ステップＳＴ２０４）。この閉弁優先モードは、閉弁中の弁体４５が脱調していると判定された場合に、開閉軟着座モードから切り替えられるバルブ制御ロジックであり、その制御は、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２で行なう。即ち、電磁駆動弁４０に対して、開閉軟着座モード時よりも多くの励磁電流を供給して、より強力な力で弁体４５を閉弁させるバルブ制御ロジックであり、弁体４５は強制的に閉弁させられる。このように、閉弁中の弁体４５が脱調していると判定された場合には、電磁駆動弁４０は閉弁優先モードで制御する。
【００７７】
これら処理手順は、内燃機関１の運転中において電磁駆動弁４０を作動させる時期の直前から実行が開始され、内燃機関１運転中の所定の制御周期ごとに実行される。即ち、電磁駆動弁４０が各バルブ制御ロジックで制御されている状態においても、上記処理手順は実行される。また、上記処理手順によって電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードになった場合は、この閉弁優先モードになった行程においては上述した処理手順には戻らず、閉弁優先モードのまま電磁駆動弁４０を制御する。
【００７８】
以上の電磁駆動弁４０の制御装置３は、電磁駆動弁４０の開閉中に弁体４５が脱調をしているかを判定する脱調判定部８３が設けられており、開弁中の電磁駆動弁４０の弁体４５が脱調していると脱調判定部８３で判定された場合には、電磁駆動弁制御部８２は開弁優先モードになる。これにより、開弁中に脱調した電磁駆動弁４０の弁体４５を、電磁駆動弁制御部８２によって強制的に開弁させることができるので、迅速に通常の開弁状態にすることができる。従って、内燃機関１の運転性能の低下を抑制することができる。また、弁体４５とピストン１０とが干渉するかを判定する干渉判定部８４が設けられており、開弁優先モードで弁体４５を開弁させた際に弁体４５とピストン１０とが干渉すると干渉判定部８４で判定された場合、または、閉弁中の電磁駆動弁４０の弁体４５が脱調していると脱調判定部８３で判定された場合には、電磁駆動弁制御部８２は閉弁優先モードになる。これにより、電磁駆動弁４０の弁体４５を、電磁駆動弁制御部８２によって強制的に閉弁させることができるので、弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。これらの結果、内燃機関１の運転性能の低下を抑制しつつ弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００７９】
また、脱調判定部８３で弁体４５が脱調しているかを判定する際に、弁体４５の閉弁と開弁との間の移動区間を３つの区間に分け、移動中の弁体４５の移動速度が、各判定区間における規定速度を下回った場合に、弁体４５は脱調していると判定している。即ち、脱調判定部８３は、移動中の弁体４５の移動速度を基に弁体４５が脱調しているかを判定しているので、より確実に脱調を判定することができる。これにより、弁体４５が脱調した場合に、より確実に電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを開弁優先モードにするなど、弁体４５の脱調時の対処をすることができる。この結果、より確実に弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００８０】
また、弁体４５の脱調を判定するため弁体４５の移動速度を求める際に、電磁駆動弁４０に設けられたリフトセンサ６９によって弁体４５のリフト量を検出し、このリフト量の所定時間あたりの変化量から弁体４５の移動速度を算出している。これにより、より確実に弁体４５に移動速度を求めることができる。従って、より確実に弁体４５の移動速度に基づいて弁体４５が脱調しているかを判定することができ、バルブ制御ロジックを開弁優先モードにして電磁駆動弁４０を制御するなど、脱調時における対処をすることができる。この結果、より確実に弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００８１】
また、干渉判定部８４で弁体４５とピストン１０とが干渉しているかを判定する際に、クランク角検出センサ３１で検出したクランク角と内燃機関１の回転数とに基づいて判定している。これにより、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０との干渉を判定するために新たな検出手段を設ける必要がなく、容易に干渉の判定することができる。従って、弁体４５とピストン１０とが干渉した際に、より確実にバルブ制御ロジックを閉弁優先モードにして干渉を回避することができる。この結果、より容易に弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００８２】
また、ピストン１０に弁体４５の逃げであるバルブリセス（図示省略）を設けることなく、または、バルブリセスの深さを深くすることなく、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができるので、圧縮比を高くすることができる。この結果、内燃機関１の運転性能を確保しつつ弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【実施例２】
【００８３】
本実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置は、実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置と略同様の構成であるが、閉弁優先モードで電磁駆動弁を閉弁する際において閉弁不能と判定された場合に、自励振動モードで電磁駆動弁を制御する点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図１１は、本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３と同様に内燃機関１に設けられており、ＥＣＵ１２０を有している。このＥＣＵ１２０には、実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３と同様に処理部８１が設けられており、処理部８１は、少なくとも電磁駆動弁制御部８２と、脱調判定部８３と、干渉判定部８４と、制御ロジック判断部８５とを有している。さらに、この処理部８１は、閉弁優先モードで弁体４５を閉弁できるかを判定する閉弁不能判定手段である閉弁不能判定部１２１と、弁体４５が振動しているかを判定する振動判定手段である振動判定部１２２と、を有している。
【００８４】
また、この実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０が設けられる内燃機関１は、ピストン１０に弁体４５の逃げであるバルブリセス（図示省略）が形成されており、ピストン１０が上死点に位置し、電磁駆動弁４０の弁体４５が中立状態７０（図３参照）の場合には、弁体４５とピストン１０とが干渉しない程度の深さでに形成されている。つまり、電磁駆動弁４０の弁体４５が閉弁状態７１（図３参照）〜中立状態７０の間に位置している場合には、バルブスタンプは発生しないように形成されている。
【００８５】
この実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記内燃機関１の運転時には、電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、ＥＣＵ１２０の脱調判定部８３で電磁駆動弁４０の弁体４５の脱調を判定し、開弁中に脱調していると判定された場合には開弁優先モードで電磁駆動弁４０を制御し、閉弁中に脱調していると判定された場合、または、開弁優先モードで開弁した際にバルブスタンプが発生すると干渉判定部８４で判定された場合には、閉弁優先モードで電磁駆動弁４０を制御し、弁体４５を強制的に閉弁する。
【００８６】
図１２は、実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置が自励振動モードで電磁駆動弁を制御する場合における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。以下に、内燃機関１運転時における電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０との相対的な位置関係について説明する。なお、電磁駆動弁４０の弁体４５は、吸気バルブ４６と排気バルブ４７とがあるが、以下の説明では、排気側電磁駆動弁４２の弁体４５である排気バルブ４７とピストン１０との相対的な位置関係について説明する。
【００８７】
閉弁優先モードで排気側電磁駆動弁４２の排気バルブ４７を強制的に閉弁させた場合において、ＥＣＵ１２０の閉弁不能判定部１２１で閉弁は不能である、つまり閉弁できないと判定された場合には、自励振動モードで電磁駆動弁４０を制御する。この自励振動モードでは、排気バルブ４７を強制的に閉弁できない際には、１つの手段として排気バルブ４７を中立状態７０にする。具体的には、排気バルブ４７はアッパコア６３やロアコア５８のみでなく、アッパスプリング６１やロアスプリング５６によっても開閉方向の力が与えられているが、閉弁不能になった場合には、このアッパスプリング６１とロアスプリング５６との作用により、排気バルブは開閉方向に振動する場合がある。このように、開閉方向に振動している排気バルブ４７を中立状態７０にする場合には、排気側電磁駆動弁４２に対して、排気バルブ４７の移動方向と反対方向の駆動力が発生する励磁電流を供給する。これにより、排気バルブ４７の開閉方向における振動の振幅は徐々に小さくなるので、アーマチャ５３（図２参照）は、次第にアッパコア６３（図２参照）とロアコア５８（図２参照）との中央付近に位置するようになり、排気バルブ４７は、中立状態７０になる（図３参照）。
【００８８】
即ち、排気行程における排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３が下死点１０５から上死点１０４に向かう際に一旦ピストン位置線１０３に近付いて開弁状態になり、その後ピストン位置線１０３から離れて閉弁するが、閉弁不能の状態とは、開弁した排気バルブ４７が閉弁方向に移動する際に、閉弁しきらず、閉弁方向の移動が途中で停止する状態である。この場合、排気バルブ４７など排気側電磁駆動弁４２における作動部分は、アッパスプリング６１とロアスプリング５６とが交互に伸縮することにより開閉方向に振動する。
【００８９】
これにより、排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３に近付いたり離れたりすることを繰り返すが、振動による開閉方向と反対方向の駆動力が発生する励磁電流を排気側電磁駆動弁４２に供給することにより、徐々に振幅が小さくなり、開弁位置と閉弁位置との中央付近で停止する。電磁駆動弁４０の弁体４５が中立状態７０の場合は、ピストン１０が上死点１０４に位置した場合でも弁体４５とピストン１０とは干渉しないように設けられているので、排気バルブ開度線１０２が開弁位置と閉弁位置との中央付近で停止した場合には、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００９０】
内燃機関１の運転中には、このように電磁駆動弁４０の弁体４５は脱調する場合があるが、脱調した場合には、内燃機関１の通常運転時の制御と異なる制御で電磁駆動弁４０を制御して弁体４５とピストン１０との干渉を抑制する。具体的には、脱調判定部８３で弁体４５が脱調していると判定された場合には、開弁時には弁体４５を強制的に開弁させ、閉弁時には弁体４５を強制的に閉弁させる。また、開弁時において弁体４５を強制的に開弁させた際に、弁体４５とピストン１０とが干渉すると干渉判定部８４で判定された場合には、弁体４５を強制的に閉弁させる。また、弁体４５を強制的に閉弁させる際に、閉弁不能判定部１２１で閉弁が不能であると判定された場合には、弁体４５を自励振動させて中立状態７０にする。
【００９１】
図１３は、本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置の開弁時における処理手順を示すフロー図である。次に、実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０の制御方法、即ち、当該電磁駆動弁４０の制御装置１１０の処理手順について説明する。以下の説明では、電磁駆動弁４０の処理手順のうち、排気行程における排気バルブ４７開弁時の処理手順について説明する。また、この処理手順は、内燃機関１の運転中において電磁駆動弁４０を開弁する際に、所定時間ごとに実行される。
【００９２】
この処理手順では、電磁駆動弁４０を開弁する際には、まず、ＥＣＵ１２０の制御ロジック判断部８５で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが自励振動モードであるかを判断する（ステップＳＴ３０１）。この判断により、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが自励振動モードであると判断された場合には、この処理手順より抜け出る。
【００９３】
制御ロジック判断部８５の判断により、自励振動モードではないと判断された場合には、次に制御ロジック判断部８５で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであるかを判断する（ステップＳＴ３０２）。この判断により、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであると判断された場合には、後述するステップＳＴ３０９に向かう。
【００９４】
次に、制御ロジック判断部８５の判断により、閉弁優先モードではないと判断された場合には、さらに制御ロジック判断部８５で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開弁優先モードであるかを判断する（ステップＳＴ３０３）。この判断により、電磁駆動弁のバルブ制御ロジックが開弁優先モードであると判断された場合には、後述するステップＳＴ３０７に向かう。
【００９５】
制御ロジック判断部８５による判断で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが自励振動モードや閉弁優先モード、さらに開弁優先モードではないと判断された場合には、電磁駆動弁４０は電磁駆動弁制御部８２によって開閉軟着座モードで制御する（ステップＳＴ３０４）。次に、ＥＣＵ１２０の脱調判定部８３で、閉弁中の弁体４５が脱調しているかを判定する（ステップＳＴ３０５）。この判定により、弁体４５は脱調していないと判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開閉軟着座モードのまま、この処理手順より抜け出る。
【００９６】
脱調判定部８３での判定により、開弁中の弁体４５が脱調していると判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、開弁優先モードにする（ステップＳＴ３０６）。即ち、電磁駆動弁４０は、電磁駆動弁制御部８２によって開弁優先モードで制御する。
【００９７】
次に、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合に、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０とが干渉するか、即ち、バルブスタンプが発生するかを、干渉判定部８４で判定する（ステップＳＴ３０７）。この判定により、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合にバルブスタンプは発生しない、と干渉判定部８４が判定した場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開弁優先モードのまま、この処理手順より抜け出る。
【００９８】
干渉判定部８４により、電磁駆動弁４０を開弁優先モードで制御した場合にはバルブスタンプが発生すると判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、閉弁優先モードにする（ステップＳＴ３０８）。即ち、電磁駆動弁４０は、電磁駆動弁制御部８２によって閉弁優先モードで制御する。
【００９９】
次に、電磁駆動弁４０を閉弁優先モードで制御した場合に、電磁駆動弁４０の閉弁は不能であるかを判定する（ステップＳＴ３０９）。この判定は、ＥＣＵ１２０の処理部８１が有する閉弁不能判定部１２１によって行なわれ、閉弁不能判定部１２１は、移動中の弁体４５の移動速度を基に判定する。
【０１００】
つまり、電磁駆動弁４０の閉弁は不能であるかの判定は、開閉軟着座モードで開弁した弁体４５が脱調しているが判定（ステップＳＴ３０５、実施例１：ステップＳＴ１０４）と同様に、弁体４５の閉弁と開弁との間の移動区間を３つの区間に分け、この３つの区間を閉弁側から開弁側にかけて判定区間ａ、判定区間ｂ、判定区間ｃとし（図９参照）、移動中の弁体４５の速度が、これらの各判定区間における規定速度を下回った場合に、閉弁不能であると判定する。この判定により、閉弁優先モードにおいて閉弁は可能であると判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードのまま、この処理手順より抜け出る。なお、この判定における弁体４５の移動速度も、弁体４５の脱調を判定する際と同様にリフトセンサ６９で検出するリフト量の時間あたりの変化量から算出し、この移動速度を判定区間ごとに算出して閉弁は不能であるかを判定する。
【０１０１】
閉弁不能判定部１２１での判定により、閉弁優先モードでの閉弁が不能であると判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、自励振動モードにする（ステップＳＴ３１０）。この自励振動モードは、電磁駆動弁４０を閉弁優先モードで制御した場合に、閉弁不能であると判定された場合に、閉弁優先モードから切り替えられるバルブ制御ロジックであり、その制御は、ＥＣＵ１２０の電磁駆動弁制御部８２で行なう。
【０１０２】
図１４は、自励振動モードのサブルーチンを示すフロー図である。電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを自励振動モードにして制御する場合には、自励振動モードの処理手順で制御する。この自励振動モードの処理手順では、まず、弁体４５を自励振動させた場合、バルブスタンプが発生するかを判定する（ステップＳＴ５０１）。
【０１０３】
自励振動モードでは、まず、このように弁体４５を自励振動、即ち、電磁駆動弁４０に対して開弁方向と閉弁方向の励磁電流を交互に供給して開閉方向に振動させた場合に、バルブスタンプが発生するかを、ＥＣＵ１２０の干渉判定部８４で判定する。その判定方法は、開弁優先モードで電磁駆動弁４０を制御した場合におけるバルブスタンプの判定（ステップＳＴ３０７、実施例１：ステップＳＴ１０６）と同様に、クランク角検出センサ３１が検出した現在のクランク角と内燃機関１の回転数ＮＥとから判定する。具体的には、閉弁途中で閉弁不能になった弁体４５を自励振動させて閉弁したと想定する場合における閉弁時のクランク角である予想遷移完了時のクランク角が、バルブスタンプの発生区間に入っていれば、電磁駆動弁４０を自励振動させた場合に弁体４５とピストン１０とは干渉する、つまりバルブスタンプが発生する、と干渉判定部８４は判定する。
【０１０４】
干渉判定部８４により、電磁駆動弁４０を自励振動させた際にはバルブスタンプが発生すると判定された場合には、次に、現在、弁体４５が振動しているかを判定する（ステップＳＴ５０２）。この判定は、ＥＣＵ１２０の処理部８１が有する振動判定部１２２によって行なう。詳しくは、リフトセンサ６９で検出するリフト量を振動判定部１２２で取得して、取得したリフト量の変化の状態より電磁駆動弁４０の弁体４５が現在振動しているかを振動判定部１２２で判定する。この判定により、電磁駆動弁４０の弁体４５は現在振動していないと判定された場合には、電磁駆動弁４０に供給する電流をゼロにする（ステップＳＴ５０３）。つまり、電磁駆動弁４０の弁体４５は現在振動していないと判定された場合には、ＥＣＵ１２０の電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に制御信号を送信し、駆動回路３３から電磁駆動弁４０に供給する励磁電流を停止する。これにより、電磁駆動弁４０の弁体４５は、中立状態７０（図３参照）で停止する。中立状態７０で停止した後は、この自励振動モードの処理手順を抜け出る。
【０１０５】
また、振動判定部１２２の判定により、電磁駆動弁４０の弁体４５は現在振動していると判定された場合には、電磁駆動弁４０に対して開閉交互に通電して中立状態７０にする（ステップＳＴ５０４）。即ち、ＥＣＵ１２０の電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に制御信号を送信し、駆動回路３３から電磁駆動弁４０に対して開弁方向の励磁電流と閉弁方向の励磁電流とを交互に供給する。
【０１０６】
詳しくは、電磁駆動弁４０の振動状態を電磁駆動弁制御部８２で取得し、弁体４５が開弁方向と閉弁方向とを往復して振動している場合には、電磁駆動弁４０に弁体４５が振動している方向の反対方向の駆動力を発生させる励磁電流である逆位相の励磁電流を供給する。つまり、振動している弁体４５が開弁方向に移動中の場合には、電磁駆動弁４０のアッパコイル６２に対して励磁電流を供給し、電磁駆動弁４０に対して閉弁方向の駆動力を発生させる。また、振動している弁体４５が閉弁方向に移動中の場合には、電磁駆動弁４０のロアコイル５７に対して励磁電流を供給し、電磁駆動弁４０に対して開弁方向の駆動力を発生させる。これにより、開閉方向に振動中の弁体４５は徐々に移動速度が低下し、中立状態７０で停止する。中立状態７０で停止した後は、この自励振動モードの処理手順を抜け出る。
【０１０７】
また、ステップＳＴ５０１の干渉判定部８４での判定により、弁体４５を自励振動させた場合にバルブスタンプは発生しないと判定された場合には、電磁駆動弁４０に対して開閉方向の交互に通電して閉弁する（ステップＳＴ５０５）。つまり、電磁駆動弁４０の弁体４５がスタンプは発生しないと干渉判定部８４で判定した場合には、ＥＣＵ１２０の電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に制御信号を送信し、駆動回路３３から電磁駆動弁４０に対して開弁方向の励磁電流と閉弁方向の励磁電流とを交互に供給する。
【０１０８】
詳しくは、弁体４５が閉弁不能の状態になって弁体４５が中立位置付近に位置している場合に、電磁駆動弁４０から駆動回路３３に対して制御信号を送信し、駆動回路３３から電磁駆動弁４０のアッパコイル６２とロアコイル５７とに対して交互に励磁電流を供給する。これにより、アーマチャ５３、及びアーマチャ５３と一体に形成されている弁体４５等が開閉方向に動きだし、振動し始める。また、アッパコイル６２とロアコイル５７とに対して交互に励磁電流を供給する際に、ロアコイル５７に供給する励磁電流よりも、アッパコイル６２に供給する励磁電流を強くする、または長時間供給する。これにより、アーマチャ５３はアッパコア６３に吸引され易くなり、振動しているアーマチャ５３はアッパコア６３に接触し、アーマチャ５３と一体に形成されている弁体４５は閉弁する。電磁駆動弁４０が閉弁した後は、この自励振動モードの処理手順を抜け出る。
【０１０９】
上述した自励振動モードの処理手順に入り、各処理ステップを経て自励振動モードの処理手順を抜け出た後は、元の開弁時の処理手順に戻り、さらにこの開弁時の処理手順から抜け出る。
【０１１０】
このように、閉弁不能であると判定された際に自励振動モードで制御する場合には、まず、電磁駆動弁４０に自励振動をさせた場合にバルブスタンプが発生するかを判定し、バルブスタンプが発生すると判定された場合には、電磁駆動弁４０に供給する励磁電流をゼロにする、または、電磁駆動弁４０に逆位相の励磁電流を供給して、弁体４５を中立状態７０にする。また、バルブスタンプが発生するかを判定した際に、バルブスタンプは発生しないと判定された場合には、電磁駆動弁４０に対して開閉方向の交互に通電して電磁駆動弁４０を閉弁状態にする。
【０１１１】
また、この処理手順は、内燃機関１の運転中において電磁駆動弁４０を開弁する際に、所定時間ごとに実行される。このため、電磁駆動弁４０に供給する励磁電流をゼロにして弁体を中立状態７０にした後、再び弁体４５が振動しているかを判定して、弁体４５に振動が発生していると振動判定部１２２で判定した場合には、電磁駆動弁４０に逆位相の励磁電流を供給して弁体４５を中立状態７０にする。また、閉弁不能判定部１２１で電磁駆動弁４０が閉弁不能と判定された場合には、弁体４５を中立状態７０にした後、再びバルブスタンプが発生するかを判定し、バルブスタンプが発生しないと判定された場合には、電磁駆動弁４０に対して開閉方向の交互に通電して自励振動を発生させ、弁体４５を閉弁する。
【０１１２】
図１５は、本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置の閉弁時における処理手順を示すフロー図である。次に、電磁駆動弁４０の処理手順のうち、排気行程における排気バルブ４７の閉弁時の処理手順について説明する。この処理手順も開弁時の処理手順と同様に、内燃機関１の運転中において電磁駆動弁４０を閉弁する際に、所定時間ごとに実行される。この処理手順では、電磁駆動弁４０を閉弁する際には、まず、ＥＣＵ１２０の制御ロジック判断部８５で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが自励振動モードであるかを判断する（ステップＳＴ４０１）。この判断により、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが自励振動モードであると判断された場合には、この処理手順より抜け出る。
【０１１３】
制御ロジック判断部８５の判断により、自励振動モードではないと判断された場合には、次に制御ロジック判断部８５で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであるかを判断する（ステップＳＴ４０２）。この判断により、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードであると判断された場合には、後述するステップＳＴ４０６に向かう。
【０１１４】
制御ロジック判断部８５による判断で、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが自励振動モードや閉弁優先モードではないと判断された場合には、電磁駆動弁４０は電磁駆動弁制御部８２によって開閉軟着座モードで制御する（ステップＳＴ４０３）。次に、ＥＣＵ１２０の脱調判定部８３で、閉弁中の弁体４５が脱調しているかを判定する（ステップＳＴ４０４）。この判定により、弁体４５は脱調していないと判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが開閉軟着座モードのまま、この処理手順より抜け出る。
【０１１５】
脱調判定部８３により、閉弁中の弁体４５が脱調しているかを判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、電磁駆動弁制御部８２によって閉弁優先モードにする（ステップＳＴ４０５）。次に、電磁駆動弁４０を閉弁優先モードで制御した場合に、電磁駆動弁４０の閉弁は不能であるかを、ＥＣＵ１２０の閉弁不能判定部１２１で判定する（ステップＳＴ４０６）。この判定により、閉弁優先モードにおいて閉弁は可能であると判定された場合には、電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックが閉弁優先モードのまま、この処理手順より抜け出る。
【０１１６】
閉弁不能判定部１２１での判定により、閉弁優先モードでの閉弁が不能であると判定された場合には、ＥＣＵ１２０の電磁駆動弁制御部８２によって電磁駆動弁４０のバルブ制御ロジックを、自励振動モードにする（ステップＳＴ４０７）。この自励振動モードは、開弁時の処理手順における自励振動モードと同一のバルブ制御ロジックになっている。つまり、この閉弁時の処理手順における自励振動モードでは、上述した自励振動モードの処理手順（ステップＳＴ５０１〜ステップＳＴ５０５）を実行する。
【０１１７】
上述した自励振動モードの処理手順に入り、各処理ステップを経て自励振動モードの処理手順を抜け出た後は、元の閉弁時の処理手順に戻り、さらにこの閉弁時の処理手順から抜け出る。また、この処理手順は、内燃機関１の運転中において電磁駆動弁４０を閉弁する際に、所定時間ごとに実行される。このため、電磁駆動弁４０が閉弁不能と判定された場合には、弁体４５を中立状態７０にした後、再びバルブスタンプが発生するかを判定し、バルブスタンプが発生しないと判定された場合には、電磁駆動弁４０に対して開閉方向の交互に通電して自励振動を発生させ、弁体４５を閉弁する。
【０１１８】
以上の電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、閉弁優先モードで弁体４５を閉弁することができないと閉弁不能判定部１２１で判定された場合には、電磁駆動弁制御部８２は自励振動モードになる。これにより、電磁駆動弁４０の弁体４５は、電磁駆動弁制御部８２によって開弁方向と閉弁方向とに交互に作動させられることにより閉弁する、または弁体４５の作動が停止させられることにより中立状態７０になる。このうち、弁体４５が閉弁した場合には、ピストン１０が上死点に位置した場合でも弁体４５とピストン１０は干渉しなくなる。また、弁体４５が中立状態７０で停止した場合には、上死点に位置するピストン１０と中立状態７０の弁体４５とが干渉しないようにバルブリセスが設けられているので、弁体４５とピストン１０との干渉を抑制できる。この結果、より確実に弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【０１１９】
また、弁体４５が開弁方向と閉弁方向とを往復して振動している場合に、電磁駆動弁４０に対して弁体４５が振動している方向の反対方向の励磁電流を供給し、電磁駆動弁４０の弁体４５が振動している方向の反対方向の駆動力を発生させているので、弁体４５の振動を抑制することができる。これにより、振動している弁体４５を迅速に中立状態７０で停止させることができる。従って、上死点に位置するピストン１０と中立状態７０の弁体４５とが干渉しないようにピストン１０にバルブリセスを設けることにより、弁体４５がピストン１０に干渉することを抑制できる。この結果、より確実に弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【０１２０】
なお、上述した電磁駆動弁４０の制御装置３、１１０における処理手順は、排気行程における排気バルブ４７の開弁時、閉弁時の処理手順について説明しているが、上述した手順は、吸気行程における吸気バルブ４６の開弁時、閉弁時において適用してもよい。吸気バルブ４６も開閉時に脱調する虞があり、脱調から復帰しない場合には吸気バルブ４６とピストン１０とが干渉する虞がある。また、上述した処理手順で開弁、及び閉弁を行なうことにより、脱調した場合に、迅速に通常の状態に復帰することができる。従って、上述した手順を吸気バルブ４６の開弁時、閉弁時において適用した場合でも、内燃機関１の運転性能の低下を抑制しつつ弁体４５とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【０１２１】
また、実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、中立状態７０の弁体４５とピストン１０とが干渉しない程度の深さで形成されたバルブリセスが設けられているが、バルブリセスは、深さが浅くてもよい。バルブリセスが浅い場合でも、上述した処理手順で電磁駆動弁４０を制御することにより、バルブスタンプが発生した場合でも、電磁駆動弁４０やピストン１０に発生する衝撃を軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
以上のように、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、電磁駆動弁を有する内燃機関に有用であり、特に、弁体とピストンとの干渉を抑制すると共に、誤作動を生じた場合において、より確実に復帰させる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図２】図１に示す電磁駆動弁の詳細図である。
【図３】図１のＡ部詳細図である。
【図４】内燃機関の通常運転時における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図５】開弁優先モードの排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図６】開弁優先モードの排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図であり、時間的余裕が無い場合の状態を示す説明図である。
【図７】閉弁優先モードの排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図８】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置の開弁時における処理手順を示すフロー図である。
【図９】脱調を判定する際の基準となる区間を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置の閉弁時における処理手順を示すフロー図である。
【図１１】本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図１２】実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置が自励振動モードで電磁駆動弁を制御する場合における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置の開弁時における処理手順を示すフロー図である。
【図１４】自励振動モードのサブルーチンを示すフロー図である。
【図１５】本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置の閉弁時における処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  内燃機関
３、１１０  制御装置
５  気筒
６  シリンダヘッド
７  シリンダブロック
１０  ピストン
１１  コネクティングロッド
１２  クランクシャフト
１５  燃焼室
２１  吸気通路
２２  排気通路
２５  点火プラグ
２６  点火部
３０  インジェクタ
３１  クランク角検出センサ
３３  駆動回路
４０  電磁駆動弁
４１  吸気側電磁駆動弁
４２  排気側電磁駆動弁
４５  弁体
４６  吸気バルブ
４７  排気バルブ
５０  バルブステム
５１  バルブガイド
５２  アーマチャシャフト
５３  アーマチャ
５５  ロアリテーナ
５６  ロアスプリング
５７  ロアコイル
５８  ロアコア
６０  アッパリテーナ
６１  アッパスプリング
６２  アッパコイル
６３  アッパコア
６５  アッパキャップ
６６  アジャストボルト
６８  外筒
６９  リフトセンサ
７０  中立状態
７１  閉弁状態
７２  開弁状態
８０、１２０  ＥＣＵ
８１  処理部
８２  電磁駆動弁制御部
８３  脱調判定部
８４  干渉判定部
８５  制御ロジック判断部
８８  記憶部
８９  入出力部
１０２  排気バルブ開度線
１０３  ピストン位置線
１０４  上死点
１０５  下死点
１２１  閉弁不能判定部
１２２  振動判定部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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