(57)【要約】【課題】  電磁駆動弁の電流制御装置に関し、経時変化や環境の変化の影響を受けることなく効率的な初期駆動を実現できるようにする。【解決手段】  電磁駆動弁の初期駆動時、リフトセンサ等の出力に基づいて可動子の変位方向の変化を検出し、可動子の変位方向が開弁方向から閉弁方向へ変化したら、励磁電流の通電先を第１電磁石（ロア電磁石）から第２電磁石（アッパ電磁石）に切り替え、可動子の変位方向が閉弁方向から開弁方向へ変化したら、励磁電流の通電先を第２電磁石から第１電磁石に切り替える。このように切替周期を固定せずに可動子の変位方向の変化に応じて切り替えを行うことで、経時変化や環境の変化があっても常に最適なタイミングでの切り替えが可能になる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体に接続され前記弁体と一体に移動可能に設けられた可動子と、励磁電流の通電により発生する電磁力によって前記可動子を前記弁体の開弁方向に駆動する第１電磁石と、前記可動子を挟んで前記第１電磁石に対向して配置され、励磁電流の通電により発生する電磁力によって前記可動子を前記弁体の閉弁方向に駆動する第２電磁石と、前記可動子を前記第１電磁石と前記第２電磁石との中間位置に付勢する付勢手段とを備えた電磁駆動弁の電流制御装置であって、
前記第１電磁石と前記第２電磁石に交互に励磁電流を通電する電流制御手段と、
前記可動子の変位方向の変化を検出する方向変化検出手段とを備え、
前記電流制御手段は、前記方向変化検出手段により前記可動子の変位方向の開弁方向から閉弁方向への変化を検出されたら励磁電流の通電先を前記第１電磁石から前記第２電磁石に切り替え、前記可動子の変位方向の閉弁方向から開弁方向への変化を検出されたら励磁電流の通電先を前記第２電磁石から前記第１電磁石に切り替えるように構成されていることを特徴とする電磁駆動弁の電流制御装置。
【請求項２】
前記可動子の前記第１電磁石からの距離、及び前記可動子の前記第２電磁石からの距離を検出する距離検出手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記可動子の変位方向が開弁方向から閉弁方向に変化した後、前記距離検出手段により検出される前記可動子から前記第２電磁石までの距離が所定距離よりも短くなったら前記第２電磁石への励磁電流の通電を開始し、前記可動子の変位方向が閉弁方向から開弁方向に変化した後、前記距離検出手段により検出される前記可動子から前記第１電磁石までの距離が所定距離よりも短くなったら前記第１電磁石への励磁電流の通電を開始するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動弁の電流制御装置。
【請求項３】
前記可動子の有する力学的エネルギに関連するパラメータを検出するパラメータ検出手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記パラメータ検出手段の出力に基づき算出される前記可動子の力学的エネルギの単位時間当たり増加率が所定値を下回った場合には前記所定距離を増加させるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の電磁駆動弁の電流制御装置。
【請求項４】
前記可動子の変位速度を検出する変位速度検出手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記第２電磁石への通電を開始した後、前記変位速度検出手段により検出される前記可動子の変位速度が所定速度よりも減衰したら前記第２電磁石への励磁電流の通電を停止し、前記第１電磁石への通電を開始した後、前記可動子の変位速度が所定速度よりも減衰したら前記第１電磁石への励磁電流の通電を停止するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電磁駆動弁の電流制御装置。
【請求項５】
前記可動子の位置を検出する位置検出手段と、
前記可動子の変位速度を検出する変位速度検出手段とをさらに備え、
前記電流制御手段は、前記可動子の位置と目標速度との関係を規定した所定の目標軌道から前記位置検出手段により検出される前記可動子の位置に応じた目標速度を求め、前記変位速度検出手段により検出される前記可動子の変位速度と前記目標軌道から求められた目標速度との偏差に基づいて励磁電流を制御するように構成されており、前記目標軌道は前記可動子が閉弁方向に移動するときの軌道と前記可動子が開弁方向に移動するときの軌道とを別々に設定され、何れか一方の軌道は到達点を前記第１電磁石或いは前記第２電磁石への着座位置に設定され、他方の軌道は到達点を前記第１電磁石或いは前記第２電磁石への着座位置よりも前記第１電磁石と前記第２電磁石との中間位置側に設定されていることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動弁の電流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁駆動弁の制御技術に関し、特に、電磁弁の初期駆動時における励磁電流の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関のバルブの駆動方式として、電磁力によってバルブを駆動する電磁駆動方式が提案されている。この電磁駆動方式のバルブである電磁駆動弁では、弁体はアーマチャに連結されており、アーマチャを上下に挟むようにして一対の電磁石が配置されている。電磁石は励磁電流の通電により電磁力を発生し、アーマチャに吸引力を作用させる。したがって、両電磁石に交互に通電し、アーマチャに逆方向の吸引力を交互に作用させることで、アーマチャを両電磁石の間で往復運動させ、アーマチャの往復運動に連動して弁体を開弁位置と閉弁位置との間で往復運動させることができる。
【０００３】
このような電磁駆動弁では、内燃機関の始動の際、弁体は予め開弁位置或いは閉弁位置に保持されている必要がある。内燃機関の停止時には励磁電流の遮断によって電磁石からアーマチャへの吸引力が作用しないため、弁体はスプリングのバネ力によって開弁位置と閉弁位置との間の中立位置に保持されている。このため、内燃機関の始動に先立ち、中立位置から所定の作動開始位置（開弁位置或いは閉弁位置）へ弁体を移動させる動作が必要となる。この動作を電磁駆動弁の初期駆動という。
【０００４】
電磁駆動弁の初期駆動の方法としては、従来、例えば特許文献１に記載されるように、両電磁石に交互に適当な周期で励磁電流を通電することで、弁体やアーマチャからなる可動部に固有振動を励起させる方法が採られている。例えば特許文献１に記載の技術では、可動部の質量とスプリングのバネ定数から決まる固有振動周期の１／２の周期で、一方の電磁石から他方の電磁石へ励磁電流の通電を交互に切り替えるようにしている。弁体の振動振幅は固有振動によって徐々に増加していくので、弁体はやがて作動開始位置に到達することができる。
【特許文献１】特開２０００−１３０１２５号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１３２８号公報
【特許文献３】特開２０００−３０４１５４号公報
【特許文献４】特開２００１−１５９３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、電磁駆動弁のバネ−質量系の固有振動周期は常に一定とは限らず、経時変化や温度等の環境の変化によって変化する可能性がある。このように固有振動周期が変化した場合、上記従来技術のように励磁電流の切替周期が固定されている場合には、固有振動周期と切替周期とのずれによって所望の挙動とは異なる挙動を示す可能性がある。例えば、弁体が作動開始位置に到達するまでに必要以上の時間が掛かったり、アーマチャが必要以上の回数、電磁石に衝突したりすることが予想される。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、経時変化や環境の変化の影響を受けることなく効率的な初期駆動を実現できるようにした電磁駆動弁の電流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】
【０００７】
第１の発明は、上記目的を達成するため、弁体に接続され前記弁体と一体に移動可能に設けられた可動子と、励磁電流の通電により発生する電磁力によって前記可動子を前記弁体の開弁方向に駆動する第１電磁石と、前記可動子を挟んで前記第１電磁石に対向して配置され、励磁電流の通電により発生する電磁力によって前記可動子を前記弁体の閉弁方向に駆動する第２電磁石と、前記可動子を前記第１電磁石と前記第２電磁石との中間位置に付勢する付勢手段とを備えた電磁駆動弁の電流制御装置であって、
前記第１電磁石と前記第２電磁石に交互に励磁電流を通電する電流制御手段と、
前記可動子の変位方向の変化を検出する方向変化検出手段とを備え、
前記電流制御手段は、前記方向変化検出手段により前記可動子の変位方向の開弁方向から閉弁方向への変化を検出されたら励磁電流の通電先を前記第１電磁石から前記第２電磁石に切り替え、前記可動子の変位方向の閉弁方向から開弁方向への変化を検出されたら励磁電流の通電先を前記第２電磁石から前記第１電磁石に切り替えるように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記可動子の前記第１電磁石からの距離、及び前記可動子の前記第２電磁石からの距離を検出する距離検出手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記可動子の変位方向が開弁方向から閉弁方向に変化した後、前記距離検出手段により検出される前記可動子から前記第２電磁石までの距離が所定距離よりも短くなったら前記第２電磁石への励磁電流の通電を開始し、前記可動子の変位方向が閉弁方向から開弁方向に変化した後、前記距離検出手段により検出される前記可動子から前記第１電磁石までの距離が所定距離よりも短くなったら前記第１電磁石への励磁電流の通電を開始するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、前記可動子の有する力学的エネルギに関連するパラメータを検出するパラメータ検出手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記パラメータ検出手段の出力に基づき算出される前記可動子の力学的エネルギの単位時間当たり増加率が所定値を下回った場合には前記所定距離を増加させるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、前記可動子の変位速度を検出する変位速度検出手段をさらに備え、
前記電流制御手段は、前記第２電磁石への通電を開始した後、前記変位速度検出手段により検出される前記可動子の変位速度が所定速度よりも減衰したら前記第２電磁石への励磁電流の通電を停止し、前記第１電磁石への通電を開始した後、前記可動子の変位速度が所定速度よりも減衰したら前記第１電磁石への励磁電流の通電を停止するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
第５の発明は、第１の発明において、前記可動子の位置を検出する位置検出手段と、
前記可動子の変位速度を検出する変位速度検出手段とをさらに備え、
前記電流制御手段は、前記可動子の位置と目標速度との関係を規定した所定の目標軌道から前記位置検出手段により検出される前記可動子の位置に応じた目標速度を求め、前記変位速度検出手段により検出される前記可動子の変位速度と前記目標軌道から求められた目標速度との偏差に基づいて励磁電流を制御するように構成されており、前記目標軌道は前記可動子が閉弁方向に移動するときの軌道と前記可動子が開弁方向に移動するときの軌道とを別々に設定され、何れか一方の軌道は到達点を前記第１電磁石或いは前記第２電磁石への着座位置に設定され、他方の軌道は到達点を前記第１電磁石或いは前記第２電磁石への着座位置よりも前記第１電磁石と前記第２電磁石との中間位置側に設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、励磁電流の通電先の切替周期は固定されておらず、可動子の変位方向の変化に応じて励磁電流の通電先が切り替えられるので、経時変化や環境の変化があっても常に最適なタイミングでの切り替えが可能であり、効率的な初期駆動を実現することができる。
【００１３】
また、第２の発明によれば、電磁石から可動子までの距離が遠く、電磁石から可動子に吸引力が作用しにくい領域では電磁石への通電は禁止され、電磁石から可動子に十分な吸引力が作用するようになってから通電が開始されるので、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えることができる。
【００１４】
また、第３の発明によれば、可動子の振動振幅が増加しない場合には、電磁石への通電開始時期が早められるので、エネルギの投入量を増大させて可動子の振動振幅を確実に増加させることができる。
【００１５】
また、第４の発明によれば、可動子の変位速度が減衰すると電磁石への通電は遮断され、可動子の変位方向の変化が促される。これにより、可動子の変位方向を速やかに変化させて励磁電流の通電先を反対側の電磁石へ速やかに切り替えることができ、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えることができるとともに、初期駆動の時間を短縮することが可能になる。
【００１６】
また、第５の発明によれば、可動子の変位速度と目標軌道から求められた目標速度との偏差に基づいて励磁電流が制御されるので、励磁電流が小さすぎて可動子の振動振幅の増幅速度が遅くなってしまうことは防止される。また、可動子の実軌道が目標軌道に近づくに従い励磁電流は適正に減少していくので、過大な励磁電流の投入によって可動子の振動振幅が過大になることはなく、最終的には目標軌道に沿って可動子を移動させることができ、可動子の電磁石への無駄な衝突を回避することもできる。しかも目標軌道は、可動子が弁体の作動開始位置（開弁位置或いは閉弁位置）に対応する電磁石へは到達するが、反対側の電磁石には到達しないように設定されているので、可動子が反対側の電磁石に衝突することは防止され、可動子の電磁石への衝突は作動開始位置に対応する電磁石への着座時一回だけに限定される。このように第５の発明によれば、可動子を電磁石に必要以上に衝突させることなく弁体を作動開始位置に速やかに初期駆動することができ、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えることができるとともに、初期駆動時の作動音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電流制御装置が適用された電磁駆動弁２の概略構成を示す図である。電磁駆動弁２は弁体１０を備えている。弁体１０は内燃機関の吸気通路或いは排気通路と燃焼室との間に形成された弁座４０とともに内燃機関の吸気バルブ或いは排気バルブを構成する。
【００１８】
弁体１０にはバルブステム１２が一体的に接合されている。バルブステム１２はベース部材４４に固定されたバルブガイド４２に摺動自在に支持されている。ベース部材４４は図示しないシリンダヘッドに固定されている。バルブステム１２の上端部にはバルブステム１２と一体に閉弁リテーナ１４が取り付けられ、閉弁リテーナ１４とベース部材４４との間にはロアスプリング１６が配置されている。ロアスプリング１６は圧縮バネであり、閉弁リテーナ１４を介してバルブステム１２をその軸方向上方に付勢している。
【００１９】
バルブステム１２の軸方向上方には、軸方向に並んで一対の電磁石３０，３２がベース部材４４に対する位置を固定されて配置されている。ここでは、上側の電磁石３０をアッパ電磁石と呼び、下側の電磁石３２をロア電磁石と呼ぶ。アッパ電磁石３０は第１の発明にかかる「第２電磁石」に相当し、ロア電磁石３２は第１の発明にかかる「第１電磁石」に相当する。両電磁石３０，３２のそれぞれの中心部には、軸受け３４，３６が固定されている。両電磁石３０，３２は、それぞれの軸受け３４，３６がバルブガイド４２と同一の軸上に位置するように、その配置位置を調整されている。
【００２０】
アッパ電磁石３０とロア電磁石３２との間には、磁性体で形成された円盤状のアーマチャ（可動子）２０が配置されている。アーマチャ２０には、その円盤面に垂直で且つその中心を通るアーマチャ軸２２が一体的に接合されている。アーマチャ軸２２は両電磁石３０，３２の中心部を貫通し、軸受け３４，３６によって摺動自在に支持されている。アーマチャ軸２２の下端部はバルブステム１２の上端部に当接している。アーマチャ軸２２の下端部とバルブステム１２の上端部とはキャップ１８によってその周面をカバーされており、アーマチャ軸２２とバルブステム１２の軸心のずれが防止されている。
【００２１】
アーマチャ軸２２の上端部にはアーマチャ軸２２と一体的に開弁リテーナ２４が取り付けられている。アーマチャ軸２２の軸方向上方には、ベース部材４４に対する位置を固定された別のベース部材４６が配置され、ベース部材４６と開弁リテーナ２４の間にはアッパスプリング２６が配置されている。アッパスプリング２６は圧縮バネであり、開弁リテーナ２４を介してアーマチャ軸２２をその軸方向下方に付勢している。
【００２２】
両電磁石３０，３２の励磁電流は、電磁駆動弁２の制御装置としてのＥＣＵ５０によって制御される。ＥＣＵ５０の出力側には、アッパ電磁石３０のコイル３０ａとロア電磁石３２のコイル３２ａが接続されている。ＥＣＵ５０からアッパ電磁石３０のコイル３０ａに励磁電流が通電されると、アッパ電磁石３０に電磁力が発生する。この電磁力はアーマチャ２０をアッパ電磁石３０に吸引する吸引力として作用し、アーマチャ２０はアッパ電磁石３０の側へ駆動される。電磁駆動弁２では、アーマチャ２０がアッパ電磁石３０に着座したとき弁体１０が弁座４０に着座するように、すなわち閉弁位置に位置するように、アーマチャ２０と弁体１０との位置関係が調整されている。
【００２３】
また、ＥＣＵ５０からロア電磁石３２のコイル３２ａに励磁電流が通電されると、ロア電磁石３２に電磁力が発生する。この電磁力はアーマチャ２０をロア電磁石３２に吸引する吸引力として作用し、アーマチャ２０はロア電磁石３２の側へ駆動される。アーマチャ２０がロア電磁石３２に着座したとき弁体１０は弁座４０から最も離隔することになる。このときの弁体１０の位置を開弁位置といい、閉弁位置から開弁位置までの距離が弁体１０の最大リフト量となる。アッパ電磁石３０からロア電磁石３２までの距離の設定によって最大リフト量を調整することができる。
【００２４】
アーマチャ２０には、何れかの電磁石３０，３２からの吸引力と両スプリング１６，２６のバネ力の合力が作用する。バネ力の大きさはアーマチャ２０の位置によって変化する。電磁駆動弁２では、コイル３０ａ，３２ａへの非通電時、アーマチャ２０がアッパ電磁石３０とロア電磁石３２との中間位置で静止するように、両スプリング１６，２６のバネ定数やバネ長さを調整されている。なお、アーマチャ２０は、弁体１０が閉弁位置と開弁位置の間の中立位置にあるとき、アッパ電磁石３０とロア電磁石３２の中間に位置するようになっている。アッパスプリング２６及びロアスプリング１６は、アーマチャ２０を両電磁石３０，３２の中間位置に付勢する、第１の発明にかかる「付勢手段」に相当している。
【００２５】
ＥＣＵ５０の入力側には、リフトセンサ５２が接続されている。リフトセンサ５２はベース部材４６に固定されており、リフトセンサ５２からターゲットである開弁リテーナ２４までの距離に応じて信号を出力している。開弁リテーナ２４は弁体１０とともに軸方向に移動するので、リフトセンサ５２の出力信号から弁体１０のリフト量を検出することができる。また、開弁リテーナ２４とアーマチャ２０とは一体となって移動することから、リフトセンサ５２の出力信号からアーマチャ２０の両電磁石３０，３２に対する位置を検出することができ、リフトセンサ５２の出力信号の変化速度からアーマチャ２０の変位速度を検出することができる。ＥＣＵ５０は、リフトセンサ５２からの出力信号に基づいて、電磁石３０，３２の励磁電流を制御している。
【００２６】
以下では、電磁駆動弁２の初期駆動時における電磁石３０，３２の励磁電流の制御方法について図２及び図３を用いて説明する。図２は初期駆動時においてＥＣＵ５０により実行される電磁石３０，３２の電流制御のルーチンを示すフローチャートである。図２に示すルーチンは所定の計算周期で実行されている。図３は図２に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャ２０の変位（両電磁石３０，３２の中間位置から見たアーマチャ２０の位置）と時間との関係を、各コイル３０ａ，３２ａに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。図３においてLで示す位置はアーマチャ２０のロア電磁石３２への着座位置であり、弁体１０の開弁位置に対応している。-Lで示す位置はアーマチャ２０のアッパ電磁石３０への着座位置であり、弁体１０の閉弁位置に対応している。なお、本実施形態では、弁体１０をその作動開始位置として開弁位置に駆動する場合を例にして説明する。
【００２７】
図２に示すルーチンでは、先ず、電磁駆動弁２の初期駆動の要求の有無について判定される（ステップＳ１１）。電磁駆動弁２の初期駆動は内燃機関の始動のための準備動作であるので、内燃機関の始動要求が検出される場合、それを電磁駆動弁２の初期駆動要求として検出してもよい。例えば、内燃機関のイグニッションスイッチのオンが検出されたときに、電磁駆動弁２の初期駆動要求があったものと判定してもよい。
【００２８】
電磁駆動弁２の初期駆動要求が検出された場合、先ず、ロア電磁石３２のコイル（以下、ロアコイル）３２ａの電流指令値が所定の吸引電流指令値に設定される。電流指令値はコイル３０ａ，３２ａに流れる電流の目標値にあたる。これにより、ロアコイル３２ａには吸引電流が通電される（ステップＳ１２）。吸引電流は、アッパスプリング２６或いはロアスプリング１６のバネ力に抗してアーマチャ２０を駆動するのに必要な電流である。なお、実際には、逆起電力等の影響によって電流指令値と実際の電流値との間には変化遅れ等が生じる場合があるが、ここでは電流指令値に電流値が追従しているものと仮定して説明する。続くステップＳ１３では、カウンタの初期化が行われる。カウンタは、アッパ電磁石３０のコイル（以下、アッパコイル）３０ａからロアコイル３２ａへ通電先を切り替えた回数のカウント値である。
【００２９】
次のステップＳ２１では、アーマチャ２０の運動方向（変位方向）が検出される。アーマチャ２０の運動方向は、リフトセンサ５２の出力信号の前回値に対する今回値の増減から判定することができる。或いは、リフトセンサ５２の出力信号の変化速度を求め、その正負から判定することができる。このように、本実施形態では、ＥＣＵ５０はリフトセンサ５２の出力信号からアーマチャ２０の運動方向を検出している。
【００３０】
次のステップＳ２２では、アーマチャ２０の運動方向が弁体１０の開弁方向であるか否か判定される。アーマチャ２０の運動方向が開弁方向である場合には、そのままロアコイル３２ａへの吸引電流の通電が継続される（ステップＳ３１）。初期駆動の開始後しばらくの間は、アーマチャ２０はロア電磁石３２からの吸引力を受け、ロアスプリング１６のバネ力に抗してロア電磁石３２側に駆動される。このため、ステップＳ２２の判定結果はＹｅｓとなって、ステップＳ３１以降の処理が実行される。
【００３１】
ステップＳ３２では前回判定時における通電先がアッパコイル３０ａであったか否か判定される。初期駆動の開始時には最初にロアコイル３２ａに通電されるため、ステップＳ３２の判定結果はＮｏとなり、ステップＳ３３の処理を飛ばしてステップＳ５１の処理が実行される。なお、ステップＳ３３の処理は前述のカウンタの値に１を加算する処理である。通電先がアッパコイル３０ａからロアコイル３２ａに切り換わったとき、ステップＳ３２の判定結果がＹｅｓとなってステップＳ３３の処理が実行される。
【００３２】
ステップＳ５１ではカウンタの値が所定値以上になったか否か判定される。本ルーチンの実行によりアーマチャ２０の振動振幅は次第に増幅していき、アーマチャ２０はやがて最終到達点であるロア電磁石３２に着座する。前記所定値は、アーマチャ２０がロア電磁石３２に着座するまで、言い換えれば、弁体１０が中立位置から開弁位置まで移動するのに要すると想定されるアッパコイル３０ａからロアコイル３２ａへの通電先の切替回数を定めたものである。前記所定値はある程度余裕を持って設定されている。カウンタの値が所定値以上になるまでの間は、ステップＳ２１に戻りステップＳ２１からステップＳ５１までの一連の処理が繰り返される。
【００３３】
初期駆動の開始後しばらくの間は、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ５１の処理が繰り返される。この間、ロアコイル３２ａに吸引電流が通電され、ロア電磁石３２からの吸引力によってアーマチャ２０はロア電磁石３２に接近していく。アーマチャ２０がロア電磁石３２に近づくにつれ、アッパスプリング２６のバネ力は減少してロアスプリング１６のバネ力は増大していく。このため、スプリング１６，２６全体のバネ力はアーマチャ２０を閉弁方向に押し戻すように作用し、図３に示すように、アーマチャ２０の開弁方向への変位速度はしだいに減速していき、やがてアーマチャ２０は停止する。アーマチャ２０に作用するロア電磁石３２の吸引力とスプリング１６，２６のバネ力とはある地点において釣り合うが、慣性によってアーマチャ２０はその釣り合い点を超えてロア電磁石３２側に移動する。このため、アーマチャ２０の停止位置ではスプリング１６，２６の閉弁方向のバネ力がロア電磁石３２の吸引力を上回り、アーマチャ２０は閉弁方向に押し戻される。
【００３４】
アーマチャ２０が閉弁方向に押し戻されることで、ステップＳ２１で検出されるアーマチャ２０の運動方向は閉弁方向となる。これによりステップＳ２２の判定結果はＮｏとなり、ステップ３１の処理ではなくステップＳ４１の処理が実行され、図３に示すように吸引電流の通電先がロアコイル３２ａからアッパコイル３０ａに切り替えられる。ステップＳ４１の処理の後は、ステップＳ５１の処理が実行される。
【００３５】
通電先のアッパコイル３０ａへの切替後しばらくの間は、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ４１，Ｓ５１の処理が繰り返される。この間、アッパコイル３０ａに吸引電流が通電され、スプリング１６，２６の閉弁方向のバネ力とアッパ電磁石３０の吸引力によってアーマチャ２０は両電磁石３０，３２の中間位置に接近していく。やがてアーマチャ２０が中間位置を越え、アッパ電磁石３０の吸引力を受けてアッパ電磁石３０に近づいていくと、今度はロアスプリング１６のバネ力は減少してアッパスプリング２６のバネ力は増大していく。このため、スプリング１６，２６全体のバネ力はアーマチャ２０を開弁方向に押し戻すように作用し、図３に示すように、アーマチャ２０の閉弁方向への変位速度はしだいに減速していき、やがてアーマチャ２０は停止する。アーマチャ２０に作用するアッパ電磁石３０の吸引力とスプリング１６，２６のバネ力のバネ力とはある地点において釣り合うが、慣性によってアーマチャ２０はその釣り合い点を超えてアッパ電磁石３０側に移動する。このため、アーマチャ２０の停止位置ではスプリング１６，２６の開弁方向のバネ力がアッパ電磁石３０の吸引力を上回り、アーマチャ２０は開弁方向に押し戻される。
【００３６】
アーマチャ２０が開弁方向に押し戻されることで、ステップＳ２１で検出されるアーマチャ２０の運動方向は再び開弁方向となる。これによりステップＳ２２の判定結果はＹｅｓとなり、再びステップ３１の処理が実行され、図３に示すように吸引電流の通電先がアッパコイル３０ａからロアコイル３２ａに切り替えられる。ステップＳ３１の処理の後は、ステップＳ３２の処理が実行される。前回判定時における通電先はアッパコイル３０ａであったので、今回の判定結果はＹｅｓとなり、カウンタの値に１が加算される。ステップＳ３２の処理の後は、ステップＳ５１の処理が実行される。
【００３７】
以降、ステップＳ２１からステップＳ５１までの一連の処理が繰り返し実行され、図３に示すように、アーマチャ２０の運動方向が変化する度、吸引電流の通電先がロアコイル３２ａとアッパコイル３０ａとの間で交互に切り替えられていく。このようにして吸引電流の通電先が切り替えられることで、アーマチャ２０にはその運動方向の変化に応じて開弁方向の吸引力と閉弁方向の吸引力が交互に作用し、アーマチャ２０や弁体１０を含む可動部の固有振動が励起される。その結果、アーマチャ２０の振動振幅は次第に増幅していき、やがてアーマチャ２０は最終到達点であるロア電磁石３２に到達する。本実施形態では、アーマチャ２０がロア電磁石３２に到達するまでの振動回数を想定してステップＳ５２の判定にかかる所定値が設定されており、カウンタの値が所定値に達したらアーマチャ２０がロア電磁石３２に到達するものとみなされる。その場合、ステップＳ５２の判定結果はＹｅｓとなり、以降はステップＳ６１乃至ステップＳ６３の処理が実行される。なお、図３中ではカウンタの値をＮで示している。また、図３中では前記所定値はＮ＝３に設定されている。
【００３８】
ステップＳ６１では、ロアコイル３２ａへの吸引電流の通電が継続される。ロアコイル３２ａの通電時間はＥＣＵ５０内のタイマによって計測されており、次のステップＳ６２で通電時間が所定時間に達したと判定されるまで、ステップＳ６１，Ｓ６２の処理が繰り返し実行される。ステップＳ６１，Ｓ６２の処理はアーマチャ２０をロア電磁石３２に確実に着座させるための処理である。ステップＳ５１の判定の成立時、アーマチャ２０とロア電磁石３２との間に隙間が残っている場合でも、ロアコイル３２ａへの吸引電流の通電が継続されることでアーマチャ２０はロア電磁石３２に確実に着座する。
【００３９】
ロアコイル３２ａの通電時間が所定時間（図３中にはＴ0で示す）に達したら、ロアコイル３２ａへ通電される励磁電流が吸引電流から保持電流に切り替えられる。保持電流は、スプリング１６，２６の閉弁方向へのバネ力に抗してアーマチャ２０を現在位置に留めておくのに必要な電流であり、吸引電流よりも小さな値に設定されている。この保持電流が通電されている間、アーマチャ２０がロア電磁石３２に着座した状態が維持され、弁体１０はその開弁位置において保持される。
【００４０】
以上のルーチンが実行されることにより、アーマチャ２０は両電磁石３０，３２の中間位置からロア電磁石３２への着座位置まで振動を繰り返しながら駆動され、弁体１０は中立位置から作動開始位置である開弁位置まで駆動される。本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御によれば、吸引電流の通電先の切替周期は固定されておらず、アーマチャ２０の運動方向の変化に応じて吸引電流の通電先が切り替えられるので、経時変化や環境の変化があっても常に最適なタイミングで吸引電流の通電先を切り替えることができる。これにより、常に効率的な初期駆動を実現することができ、初期駆動時の消費電力を抑制しながら初期駆動の所要時間も短縮することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、ＥＣＵ５０によってステップＳ２１，Ｓ２２の処理が実行されることにより、第１の発明にかかる「方向変化検出手段」が実現される。また、ＥＣＵ５０によってステップＳ３１の処理、或いはステップＳ４１の処理が実行されることにより、第１の発明にかかる「電流制御手段」が実現される。
【００４２】
実施の形態２．
次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本発明の実施の形態２としての電流制御装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ５０に、図２のルーチンに代えて図４のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００４３】
実施の形態１では、例えばアーマチャ２０の運動方法が開弁方向から閉弁方向に変化したとき、通電先がロアコイル３２ａからアッパコイル３０ａに切り替えられると同時に所定の吸引電流がアッパコイル３０ａに通電される。このときアッパ電磁石３０に発生する電磁力は、吸引電流が一定値であれば、アーマチャ２０からアッパ電磁石３０までの距離の二乗におおよそ反比例する。したがって、アーマチャ２０がアッパ電磁石３０から遠い距離にある間は、アッパ電磁石３０からアーマチャ２０に作用する吸引力は小さく、アーマチャ２０は専らスプリング１６，２６の閉方向のバネ力によって駆動されていることになる。この間にアッパ電磁石３０に供給される電力は、アーマチャ２０の振動振幅の増幅には有効に用いられず、アッパコイル３０ａにおけるジュール熱として消費されてしまう。本実施形態では、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えるべく、初期駆動時には以下のような制御方法で電磁石３０，３２の励磁電流を制御している。
【００４４】
本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御は、実施の形態１にかかる初期駆動時の電流制御に新たな処理を追加したものである。図４は初期駆動時においてＥＣＵ５０により実行される電磁石３０，３２の電流制御のルーチンを示すフローチャートである。図４に示すルーチンは所定の計算周期で実行されている。図５は図４に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャ２０の変位と時間との関係を、各コイル３０ａ，３２ａに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。なお、図４中、図２に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号付している。以下では、実施の形態１で処理内容を説明したステップに関しては説明を省略し、本実施形態において新たに加えられたステップの処理内容について重点的に説明する。
【００４５】
図４に示すルーチンでは、毎回、リフトセンサ５２によってリフト量の計測が行われる（ステップＳ２３）。リフト量の計測後、アーマチャ２０の運動方向が開弁方向か否か判定される（ステップＳ２４）。アーマチャ２０の運動方向は、リフト量の前回値に対する今回値の増減やリフト量の変化速度の正負によって判定することができる。ステップＳ２４の処理は、図２のステップＳ２１及びＳ２２の処理を合わせたものに相当している。
【００４６】
ステップＳ２４の判定の結果、アーマチャ２０の運動方向が開弁方向である場合には、ステップＳ３１でのロアコイル３２ａへの吸引電流の通電に先立ち、ステップＳ３４，Ｓ３５，Ｓ３６の処理が実行される。ステップＳ３４では、一旦、ロアコイル３２ａの電流指令値が所定の吸引電流指令値に設定される。続くステップＳ３５では、リフト量に基づいてアーマチャ２０からロア電磁石３２までの距離が求められ、アーマチャ２０からロア電磁石３２までの距離が所定値以上か否か判定される。判定の結果、アーマチャ２０からロア電磁石３２までの距離が所定値以上の場合には、ロアコイル３２ａの電流指令値はゼロにリセットされる（ステップＳ３６）。
【００４７】
ステップＳ３１では、ステップＳ３４或いはステップＳ３６で設定された電流指令値に応じた電流が吸引電流としてロアコイル３２ａに通電される。これにより、アーマチャ２０からロア電磁石３２までの距離が所定値以上の場合には、電流指令値がゼロに設定されるためにロアコイル３２ａには吸引電流は通電されず、アーマチャ２０からロア電磁石３２までの距離が所定値よりも短くなってから、ロアコイル３２ａに所定の吸引電流が通電される。
【００４８】
また、ステップＳ２４の判定の結果、アーマチャ２０の運動方向が閉弁方向である場合には、ステップＳ４１でのアッパコイル３０ａへの吸引電流の通電に先立ち、ステップＳ４２，Ｓ４３，Ｓ４４の処理が実行される。ステップＳ４２では、一旦、アッパコイル３０ａの電流指令値が所定の吸引電流指令値に設定される。続くステップＳ４３では、リフト量に基づいてアーマチャ２０からアッパ電磁石３０までの距離が求められ、アーマチャ２０からアッパ電磁石３０までの距離が所定値以上か否か判定される。判定の結果、アーマチャ２０からアッパ電磁石３０までの距離が所定値以上の場合には、アッパコイル３０ａの電流指令値はゼロにリセットされる（ステップＳ４４）。
【００４９】
ステップＳ４１では、ステップＳ４２或いはステップＳ４４で設定された電流指令値に応じた電流が吸引電流としてアッパコイル３０ａに通電される。これにより、アーマチャ２０からアッパ電磁石３０までの距離が所定値以上の場合には、電流指令値がゼロに設定されるためにアッパコイル３０ａには吸引電流は通電されず、アーマチャ２０からアッパ電磁石３０までの距離が所定値よりも短くなってから、アッパコイル３０ａに所定の吸引電流が通電される。
【００５０】
ステップＳ３５及びＳ４３の判定にかかる所定値は、エネルギの投入量に対するアーマチャ２０の振動振幅の増幅効果を考慮すると、ロア電磁石３２からアッパ電磁石３０までのアーマチャ２０の移動行程の半分程度の距離に設定するのが好ましい。この場合、図５に示すように、アーマチャ２０が両電磁石３０，３２の中間位置よりも閉弁側に位置する領域では、ロアコイル３２ａへの通電が禁止され、アーマチャ２０が中間位置よりも開弁側に位置する領域では、アッパコイル３０ａへの通電が禁止される。
【００５１】
以上のように、本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御によれば、電磁石３０，３２からアーマチャ２０までの距離が遠く、電磁石３０，３２からアーマチャ２０に吸引力が作用しにくい領域では電磁石３０，３２への通電は禁止され、電磁石３０，３２からアーマチャ２０に十分な吸引力が作用するようになってから通電が開始される。これにより、実施の形態１にかかる電流制御によって得られる効果に加え、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えることができるという、新たな効果も得ることができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、ＥＣＵ５０によってステップＳ２３の処理が実行されることにより、第２の発明にかかる「距離検出手段」が実現される。また、ＥＣＵ５０によってステップＳ３４，Ｓ３５，Ｓ３６の処理、或いはステップＳ４２，Ｓ４３，Ｓ４４の処理が実行されることにより、第２の発明にかかる「電流制御手段」の機能が実現される。
【００５３】
実施の形態３．
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本発明の実施の形態３としての電流制御装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ５０に、図２のルーチンに代えて図６のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５４】
実施の形態２では、電磁石３０，３２からアーマチャ２０に吸引力が作用しにくい領域では電磁石３０，３２への通電が禁止されることで消費電力の低減が図られている。このように、通電禁止領域を設けられる場合でも、アーマチャ２０の運動方向の変化に応じて吸引電流の通電先が切り替えられることで、アーマチャ２０の固有振動が励起されてアーマチャ２０の振動振幅は増幅していく。ところが、冷間時のようにフリクション（例えば、アーマチャ軸２２と軸受け３４，３６の間のフリクション、或いはバルブステム１２とバルブステム４２の間のフリクション）が高くなっている状況下では、アーマチャ２０の振動振幅が十分に増幅していかない可能性がある。これは、電磁石３０，３２の電磁力による仕事がフリクションによる仕事によって相殺されてしまい、アーマチャ２０の振動振幅の増幅に寄与しなくなってしまうためである。本実施形態では、冷間時のようなフリクションの増大する環境下でもアーマチャ２０の振動振幅を確実に増加させるべく、初期駆動時には以下のような制御方法で電磁石３０，３２の励磁電流を制御している。
【００５５】
本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御は、実施の形態２にかかる初期駆動時の電流制御に新たな処理を追加したものである。図６は初期駆動時においてＥＣＵ５０により実行される電磁石３０，３２の電流制御のルーチンを示すフローチャートである。図６に示すルーチンは所定の計算周期で実行されている。図７は図６に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャ２０の変位と時間との関係を、各コイル３０ａ，３２ａに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。なお、図６中、図４に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号付している。以下では、実施の形態１或いは実施の形態２で処理内容を説明したステップに関しては説明を省略し、本実施形態において新たに加えられたステップの処理内容について重点的に説明する。
【００５６】
図６に示すルーチンでは、ステップＳ３３においてカウンタの値がインクリメントされた後、ステップＳ３７の処理が実行される。ステップＳ３７では、ステップＳ２３で計測されたリフト量xがステップＳ３３で更新されたカウンタの値Ｎに関連付けられてメモリに記憶される。ステップＳ３７はアーマチャ２０の運動方向が閉弁方向から開弁方向に切り替わったときにのみ実行される処理であるので、図７に示すように、ステップＳ３７で記憶されるリフト量XM(N)は、アーマチャ２０の振動振幅のＮ番目の極大値に相当する。
【００５７】
ステップＳ３７で記憶されたリフト量XM(N)は、ステップＳ５２の処理において用いられる。ステップＳ５２の処理は、ステップＳ３１或いはＳ４１による吸引電流の通電処理の後、ステップＳ５１の判定処理に先立ち実行される処理であり、アーマチャ２０の振動振幅の増幅が遅いか否か判定される。ステップＳ５２では、具体的には、今回取得されたリフト量XM(N)と前回計測されたリフト量XM(N-1)との差分が算出され、その差分から振動振幅の増幅速度が求められる。そして、増幅速度が所定速度よりも小さい場合にステップＳ５２の判定結果はＹｅｓとなる。或いは、カウンタ値Ｎ毎にリフト量XM(N)に対する判定値XMO（Ｎ）が予め設定されており、リフト量XM(N)が判定値XMO（Ｎ）よりも小さい場合にステップＳ５２の判定結果はＹｅｓとなる。ステップＳ５２の判定結果がＹｅｓの場合には、ステップＳ５１の処理の前にステップＳ５３の処理が実行される。
【００５８】
ステップＳ５３では、ステップＳ３５及びＳ４３の判定にかかる所定値X1が所定量だけ増大補正される。これにより、図７に示すように、アーマチャ２０の移動行程中、各コイル３０ａ，３２ａへの通電禁止領域はともに狭められる。例えばアーマチャ２０が開弁方向に移動する場合であれば、通常はアーマチャ２０が両電磁石３０，３２の中間位置を超えてからロア電磁石３２に吸引電流が通電されるが、アーマチャ２０の振動振幅の増幅が遅いと判定された以降は、アーマチャ２０が中間位置を超える前からロア電磁石３２に吸引電流が通電される。これにより、アーマチャ２０にはより早い時点でロア電磁石３２からの吸引力が作用するようになる。
【００５９】
以上のように、本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御によれば、アーマチャ２０の振動振幅が増加しない場合には、アーマチャ２０が電磁石３０，３２から遠く離れた位置にある場合でも電磁石３０，３２への通電が開始される。電磁石３０，３２への通電開始時期が通常時よりも早められることで、電磁石３０，３２の電磁力による仕事が増大し、その増大した仕事がアーマチャ２０の振動振幅の増幅に用いられる。これにより、実施の形態２にかかる電流制御によって得られる効果に加え、冷間時のようにフリクションの増大する状況下でもアーマチャ２０の振動振幅を確実に増加させることができるという、新たな効果も得ることができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、ＥＣＵ５０によってステップＳ３７の処理が実行されることにより、第３の発明にかかる「パラメータ検出手段」が実現される。また、ＥＣＵ５０によってステップＳ５２，Ｓ５３の処理が実行されることにより、第３の発明にかかる「電流制御手段」の機能が実現される。
【００６１】
実施の形態４．
次に、図８及び図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本発明の実施の形態４としての電流制御装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ５０に、図２のルーチンに代えて図８のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６２】
実施の形態１では、例えばアーマチャ２０の運動方法が閉弁方向から開弁方向に変化するまで、所定の吸引電流がアッパコイル３０ａに通電されている。アッパコイル３０ａへの吸引電流の通電によりアッパ電磁石３０には電磁力が発生し、アーマチャ２０はアッパ電磁石３０に吸引されるが、ある位置においてアッパ電磁石３０の吸引力にスプリング１６，２６のバネ力が釣り合うようになる。この釣り合い点の付近ではアーマチャ２０の変位速度は大きく減衰するため、アッパ電磁石３０に吸引電流を供給し続けてもアーマチャ２０の振動振幅の増幅効果は小さく、エネルギ的にも時間的にも無駄が生じてしまう。本実施形態では、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えるとともに、初期駆動の時間を短縮すべく、初期駆動時には以下のような制御方法で電磁石３０，３２の励磁電流を制御している。
【００６３】
本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御は、実施の形態１にかかる初期駆動時の電流制御に新たな処理を追加したものである。図８は初期駆動時においてＥＣＵ５０により実行される電磁石３０，３２の電流制御のルーチンを示すフローチャートである。図８に示すルーチンは所定の計算周期で実行されている。図９は図８に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャ２０の変位と時間との関係を、各コイル３０ａ，３２ａに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。なお、図８中、図２に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号付している。以下では、実施の形態１で処理内容を説明したステップに関しては説明を省略し、本実施形態において新たに加えられたステップの処理内容について重点的に説明する。
【００６４】
図８に示すルーチンでは、毎回、リフトセンサ５２によってリフト量の計測が行われる（ステップＳ２３）。リフト量の計測後、アーマチャ２０の運動方向が開弁方向か否か判定される（ステップＳ２４）。アーマチャ２０の運動方向は、リフト量の前回値に対する今回値の増減やリフト量の変化速度の正負によって判定することができる。ステップＳ２４の処理は、図２のステップＳ２１及びＳ２２の処理を合わせたものに相当している。
【００６５】
ステップＳ２４の判定の結果、アーマチャ２０の運動方向が開弁方向である場合には、ステップＳ３１でのロアコイル３２ａへの吸引電流の通電に先立ち、ステップＳ３４，Ｓ３８，Ｓ３９の処理が実行される。ステップＳ３４では、一旦、ロアコイル３２ａの電流指令値が所定の吸引電流指令値に設定される。続くステップＳ３８では、アーマチャ２０の開弁方向への変位速度（図９ではdL/dt）が求められ、アーマチャ２０の変位速度が所定値より減衰したか否か判定される。アーマチャ２０の変位速度は、リフト量の変化速度、或いは、リフト量の前回値と今回値との差分を計算することで求めることができる。ステップＳ３８の判定の結果、アーマチャ２０の変位速度が所定値より減衰した場合には、ロアコイル３２ａの電流指令値はゼロにリセットされる（ステップＳ３９）。
【００６６】
ステップＳ３１では、ステップＳ３４或いはステップＳ３９で設定された電流指令値に応じた電流が吸引電流としてロアコイル３２ａに通電される。これにより、アーマチャ２０の運動方向が開弁方向に変化してからその変位速度が所定値よりも減衰するまでの間は、ロアコイル３２ａに所定の吸引電流が通電され、アーマチャ２０の開弁方向への変位速度が所定値よりも減衰した後は、電流指令値がゼロに設定されるためにロアコイル３２ａへの通電は遮断される。
【００６７】
また、ステップＳ２４の判定の結果、アーマチャ２０の運動方向が閉弁方向である場合には、ステップＳ４１でのアッパコイル３０ａへの吸引電流の通電に先立ち、ステップＳ４２，Ｓ４５，Ｓ４６の処理が実行される。ステップＳ４２では、一旦、アッパコイル３０ａの電流指令値が所定の吸引電流指令値に設定される。続くステップＳ４５では、リフト量に基づいてアーマチャ２０の閉弁方向への変位速度（図９ではd(-L)/dt）が求められ、アーマチャ２０の変位速度が所定値より減衰したか否か判定される。判定の結果、アーマチャ２０の変位速度が所定値より減衰した場合には、アッパコイル３０ａの電流指令値はゼロにリセットされる（ステップＳ４６）。
【００６８】
ステップＳ４１では、ステップＳ４２或いはステップＳ４６で設定された電流指令値に応じた電流が吸引電流としてアッパコイル３０ａに通電される。これにより、アーマチャ２０の運動方向が閉弁方向に変化してからその変位速度が所定値よりも減衰するまでの間は、アッパコイル３０ａに所定の吸引電流が通電され、アーマチャ２０の閉弁方向への変位速度が所定値よりも減衰した後は、電流指令値がゼロに設定されるためにアッパコイル３０ａへの通電は遮断される。
【００６９】
以上のように、本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御によれば、アーマチャ２０の変位速度が減衰すると電磁石３０，３２への通電は遮断されるので、電磁石３０，３２からアーマチャ２０に作用していた吸引力が消滅して、アーマチャ２０の変位方向の変化が促される。その結果、アーマチャ２０の変位方向を速やかに変化させ、励磁電流の通電先を反対側の電磁石３０，３２へ速やかに切り替えることが可能になる。本実施形態にかかる電流制御によれば、実施の形態１にかかる電流制御によって得られる効果に加え、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えることができるとともに、初期駆動の時間を短縮することができるという、新たな効果も得ることができる。
【００７０】
なお、上記実施の形態では、ＥＣＵ５０によってステップＳ２３の処理が実行されることにより、第４の発明にかかる「変位速度検出手段」が実現される。また、ＥＣＵ５０によってステップＳ３４，Ｓ３８，Ｓ３９の処理、或いはステップＳ４２，Ｓ４５，Ｓ４６の処理が実行されることにより、第４の発明にかかる「電流制御手段」の機能が実現される。
【００７１】
実施の形態５．
次に、図１０乃至図１５を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
本発明の実施の形態５としての電流制御装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ５０に、図２のルーチンに代えて図１０のルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００７２】
実施の形態１では、各コイル３０ａ，３２ａに通電される吸引電流は常に一定値に設定されている。この場合、吸引電流の設定値が低すぎると、駆動開始初期におけるアーマチャ２０の振動振幅の増幅速度が遅く、初期駆動の時間が長くなってしまう。逆に、吸引電流の設定値が高すぎると、アーマチャ２０の振動振幅が過大になってアーマチャ２０と電磁石３０，３２との無用な衝突を招き、初期駆動時の作動音を増大させてしまう。本実施形態では、作動音の発生を抑制しつつ速やかな初期駆動を実現すべく、初期駆動時には以下のような制御方法で電磁石３０，３２の励磁電流を制御している。
【００７３】
本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御では、各コイル３０ａ，３２ａに通電される吸引電流は一定値ではなく、アーマチャ２０の位置と目標速度との関係を規定した目標軌道に基づき決定される。図１５は本実施形態において吸引電流の決定に用いられる目標軌道を示す図である。図１５において横軸は両電磁石３０，３２の中間位置から見たアーマチャ２０の位置、縦軸はアーマチャ２０の目標速度を示している。本実施形態では、弁体１０をその作動開始位置として開弁位置に駆動する場合について説明するものとし、図１５には弁体１０を開弁位置に駆動するための目標軌道が表されている。
【００７４】
図１５に示すように、目標軌道は、アーマチャ２０が開弁方向に移動するときの軌道Ａと、アーマチャ２０が閉弁方向に移動するときの軌道Ｂとからなり、軌道Ａと軌道Ｂは異なった軌跡を描いている。具体的には、開弁方向に向かう軌道Ａは、到達点をロア電磁石３２への着座位置L（弁体１０の開弁位置に対応）に設定されているのに対し、閉弁方向に向かう軌道Ｂは、到達点をアッパ電磁石３０への着座位置-L（弁体１０の閉弁位置に対応）よりも内側の所定位置L1に設定されている。軌道Ｂの到達点L1は軌道Ａの出発点でもある。
【００７５】
ここで、上記の目標軌道の理論的背景について説明する。
図１１のグラフ（ａ）には、ロアコイル３２ａに最大電流Imaxを流したときに発生する電磁力fmaxと、アーマチャ２０に作用するバネ力fsとが、両電磁石３０，３２の中間位置から見たアーマチャ２０の位置を横軸として表されている。図１１のグラフ（ａ）に示すように、電磁力fmaxはその特徴により次の３つの領域Ｉ，II，IIIに分けることができる。
【００７６】
先ず、領域Ｉは、電磁力fmaxの大きさがバネ力fsの大きさを大きく上回っている領域である。比較のため、図１１のグラフ（ａ）中にはバネ力fsの正負を逆にした（−fs）を示している。このようなバネ力fsを大きく上回る電磁力fmaxは、アーマチャ２０のロア電磁石３２への着座速度を増大させる原因となる。
【００７７】
領域IIは、アーマチャ２０がロア電磁石３２から遠く離れている領域である。電磁力fmaxはアーマチャ２０からロア電磁石３２までの距離の二乗におおよそ反比例するので、ロア電磁石３２からの距離が遠い領域IIでは大きな電磁力fmaxは発生せず、エネルギ効率は悪化する。
【００７８】
領域IIIは、領域Ｉと領域IIの間の領域であるが、電磁力fmaxを発生させるためには最大電流を流す必要がある。ロアコイル３２ａに流す電流が大きいほどジュール熱によるエネルギ損失も大きくなり、エネルギ効率は悪化する。
【００７９】
以上の領域Ｉ，II，IIIについての考察から、効率良くアーマチャ２０をロア電磁石３２へ吸引するためには、ロア電磁石３２に発生させる電磁力は図１１のグラフ（ａ）中にfmaで示すような電磁力とすることが適当と考えられる。この電磁力fmaは、ロア電磁石３２からの距離が遠い領域ではカットされ、また、アーマチャ２０を駆動するのに必要な吸引力を得られる程度に低減されている。
【００８０】
図１１のグラフ（ｂ）には、上記の電磁力fmaを実現するための電流Iaと、電磁力fmaxを実現する最大電流Imaxとがアーマチャ２０の位置を横軸として表されている。グラフ（ｂ）の横軸はグラフ（ａ）の横軸に一致している。開弁位置（x＝L）での電流は保持電流となり、保持電流はロアコイル３２ａへの通電によって発生する電磁力がバネ力を上回るように設定されている。ＥＣＵ５０には、アーマチャ２０の位置xとその位置xにおける電流Ia(x)との関係が電流マップとして記憶されている。
【００８１】
図１１のグラフ（ｂ）に示すようにアーマチャ２０の位置xに応じてロアコイル３２ａに通電する電流Ia(x)の大きさを固定することで、ロア電磁石３２の電磁力fmaはアーマチャ２０の位置により決定される力となり、バネ力fsと同様に保存力として取り扱うことが可能になる。そこで、バネ力fsと電磁力fmaとの合力による可動部の位置エネルギEpaを求めると、図１２のグラフ（ａ）に示すようになる。なお、図１２のグラフ（ａ）では位置エネルギEpaが最小となる点を、Epa＝０、すなわち位置エネルギEpaの基準点としている。
【００８２】
図１２のグラフ（ａ）では、アーマチャ２０が位置Lにあるときの位置エネルギEpa(L)が位置エネルギEpaの極大値となる。位置エネルギEpaがこの極大値Epa(L)と等しくなる位置をL1とする。この位置L1は、閉弁位置に対応する位置-Lよりも内側（電磁石３０,３２の中間位置側）に位置している。アーマチャが位置L1にあるときの変位速度が０であったすると、L1からLまでの範囲では、下記の式(１)に示すように、位置エネルギEpaの減少分が運動エネルギEkとなる。Ek(x)は位置xにおける運動エネルギを示し、Epa(x)は位置xにおける位置エネルギを示している。
Ek(x)＝Epa(L1)−Epa(x)  ・・・（１）
【００８３】
上記の式（１）から、アーマチャ２０が開弁方向に向かう場合、アーマチャ２０が位置xにあるときの速度v(x)は下記の（２）式で表すことができる。下記の（２）式においてＭはアーマチャ２０や弁体１０を含む可動部の質量を示している。
v(x)＝［２/Ｍ×｛Epa(L1)−Epa(x)｝］0.5  ・・・（２）
【００８４】
上記の式（２）を横軸x、縦軸vとしてグラフで表現したものが図１２のグラフ（ｂ）である。位置L1に速度０で位置しているアーマチャ２０に対し、ロア電磁石３２から電磁力fmaを作用させ続けることで、アーマチャ２０はグラフ（ｂ）の軌跡を通って開弁位置に対応する位置Lに到達することになる。本実施形態では、図１２のグラフ（ｂ）に示す軌跡が前述の軌道Ａとして設定されている。軌道Ａとアーマチャ２０の現在位置ｘとによって定まる速度は、アーマチャ２０が開弁方向に移動する場合の現在位置ｘにおける目標速度Vaとなる。
【００８５】
また、図１３のグラフ（ａ）には、アッパコイル３０ａに最大電流Imaxを流したときに発生する電磁力fmaxと、効率の良いアーマチャ２０の駆動を実現するための電磁力fmbとが、両電磁石３０，３２の中間位置から見たアーマチャ２０の位置を横軸として表されている。電磁力fmbは、前述の電磁力fmaと同様、アッパ電磁石３０からの距離が遠い領域ではカットされ、また、アーマチャ２０を駆動するのに必要な吸引力を得られる程度に低減されている。
【００８６】
図１３のグラフ（ｂ）には、電磁力fmbを実現するための電流Ibと、電磁力fmaxを実現する最大電流Imaxとがアーマチャ２０の位置を横軸として表されている。グラフ（ｂ）の横軸はグラフ（ａ）の横軸に一致している。ＥＣＵ５０には、アーマチャ２０の位置xとその位置xにおける電流Ib(x)との関係が電流マップとして記憶されている。
【００８７】
図１３のグラフ（ｂ）に示すようにアーマチャ２０の位置xに応じてアッパコイル３０ａに通電する電流Ib(x)の大きさを固定する。このときのバネ力fsと電磁力fmbとの合力による可動部の位置エネルギEpbは、図１４のグラフ（ａ）によって表される。なお、図１４のグラフ（ａ）では位置エネルギEpbが最小となる点を、Epb＝０、すなわち位置エネルギEpbの基準点としている。
【００８８】
図１４のグラフ（ａ）において、位置エネルギEpbが軌道Ａの出発点である位置L1での位置エネルギEpb(L1)と等しくなるアーマチャ２０の位置をL2とする。アーマチャ２０が位置L2にあるときの変位速度が０であったすると、L2からL1までの範囲では、下記の式(３)に示すように、位置エネルギEpbの減少分が運動エネルギEkとなる。Epb(x)は位置xにおける位置エネルギを示している。
Ek(x)＝Epb(L2)−Epb(x)  ・・・（３）
【００８９】
上記の式（３）から、アーマチャ２０が閉弁方向に向かう場合、アーマチャ２０が位置xにあるときの速度v(x)は下記の（４）式で表すことができる。
v(x)＝［２/Ｍ×｛Epb(L2)−Epb(x)｝］0.5  ・・・（４）
【００９０】
上記の式（４）を横軸x、縦軸vとしてグラフで表現したものが図１４のグラフ（ｂ）である。位置L2に速度０で位置しているアーマチャ２０に対し、アッパ電磁石３０から電磁力fmbを作用させ続けることで、アーマチャ２０はグラフ（ｂ）の軌跡を通って軌道Ａの出発点である位置L1に到達することになる。本実施形態では、図１４のグラフ（ｂ）に示す軌跡が前述の軌道Ｂとして設定されている。軌道Ｂとアーマチャ２０の現在位置ｘとによって定まる速度は、アーマチャ２０が閉弁方向に移動する場合の現在位置ｘにおける目標速度Vbとなる。
【００９１】
本実施形態では、上記のようにして設定された軌道Ａ，Ｂからなる目標軌道に従い、初期駆動時における電磁石３０，３２の励磁電流の制御が実行される。図１０は初期駆動時においてＥＣＵ５０により実行される電磁石３０，３２の電流制御のルーチンを示すフローチャートである。図１０に示すルーチンは所定の計算周期で実行されている。図１０中、図２に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号付している。
【００９２】
図１０に示すルーチンでは、先ず、電磁駆動弁２の初期駆動の要求の有無について判定される（ステップＳ１１）。電磁駆動弁２の初期駆動要求が検出された場合、最初にロアコイル３２ａに吸引電流が通電される（ステップＳ１２）。吸引電流は最大電流Imaxに設定されている。ロアコイル３２ａへの通電によりロア電磁石３２には電磁力が発生し、アーマチャ２０はロア電磁石３２に吸引されて開弁方向に移動し始める。
【００９３】
次のステップＳ２３では、リフトセンサ５２によってリフト量の計測が行われる。計測されたリフト量から、両電磁石３０，３２の中間位置から見たアーマチャ２０の位置xが求められる。さらに次のステップＳ２５では、アーマチャ２０の変位速度vも算出される。アーマチャ２０の変位速度はリフト量の単位時間当たりの変化率を計算することで求めることができる。アーマチャ２０の位置x及び速度vの算出後、アーマチャ２０の運動方向が開弁方向か否か判定される（ステップＳ２４）。アーマチャ２０の運動方向は、リフト量の前回値に対する今回値の増減やリフト量の変化速度の正負によって判定することができる。
【００９４】
ステップＳ２４の判定の結果、アーマチャ２０の運動方向が開弁方向である場合には、ステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４及びＳ３１の一連の処理が実行される。先ず、ステップＳ７１では、目標軌道の軌道Ａからアーマチャ２０の現在位置xに応じた目標速度Va(x)が求められる。続くステップＳ７２では、電流マップ（図１１のグラフ（ｂ））からアーマチャ２０の現在位置xに応じた電流Ia(x)が求められる。ステップＳ７２で求められた電流Ia(x)は吸引電流のＦＦ（フィードフォワード）電流成分Iffとして設定される。ステップ７３では、アーマチャ２０の目標速度Va(x)と実際速度vとの差が算出され、その差にゲインGaを乗じた値が吸引電流のＦＢ（フィードバック）電流成分Ifbとして設定される。
【００９５】
ステップＳ７２，Ｓ７３で算出されたＦＦ電流成分IffとＦＢ電流成分Ifbは、ステップＳ７４で合算される。ステップＳ７４では、ＦＦ電流成分IffとＦＢ電流成分Ifbの合計値を下限値０、上限値Imaxで制限した値がロアコイル３２ａへの電流指令値Ｉとして設定される。ステップＳ３１では、ステップＳ７４で設定された電流指令値Ｉに応じた電流が吸引電流としてロアコイル３２ａに通電される。
【００９６】
ステップＳ３１の処理後は、ステップＳ９１の処理が実行される。ステップＳ９１では初期駆動が終了したか否か判定される。初期駆動終了は、例えばリフトセンサ５２により計測されるリフト量と、開弁時におけるリフト量（開弁時リフト量）とを比較することで判定することができる。初期駆動が終了するまでは、ステップＳ２３に戻りステップＳ２３からステップＳ９１までの一連の処理が繰り返される。
【００９７】
初期駆動の開始後しばらくは、アーマチャ２０はロア電磁石３２からの吸引力によってロア電磁石３２に接近していき、この間はステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４及びＳ３１の一連の処理が繰り返される。アーマチャ２０がロア電磁石３２に近づくにつれスプリング１６，２６の閉弁方向のバネ力が増大し、アーマチャ２０の変位速度は次第に減速して終にはゼロになる。停止後、アーマチャ２０はスプリング１６，２６のバネ力によって閉弁方向に押し戻される。
【００９８】
アーマチャ２０が閉弁方向に押し戻されることで、ステップＳ２４の判定結果はＮｏとなり、今度はステップＳ８１，Ｓ８２，Ｓ８３，Ｓ８４及びＳ４１の一連の処理が実行される。先ず、ステップＳ８１では、目標軌道の軌道Ｂからアーマチャ２０の現在位置xに応じた目標速度Vb(x)が求められる。続くステップＳ８２では、電流マップ（図１３のグラフ（ｂ））からアーマチャ２０の現在位置xに応じた電流Ib(x)が求められる。ステップＳ８２で求められた電流Ib(x)は吸引電流のＦＦ電流成分Iffとして設定される。ステップ８３では、アーマチャ２０の目標速度Vb(x)と実際速度vとの差が算出され、その差にゲインGbを乗じた値が吸引電流のＦＢ電流成分Ifbとして設定される。
【００９９】
ステップＳ８２，Ｓ８３で算出されたＦＦ電流成分IffとＦＢ電流成分Ifbは、ステップＳ８４で合算される。ステップＳ８４では、ＦＦ電流成分IffとＦＢ電流成分Ifbの合計値を下限値０、上限値Imaxで制限した値がアッパコイル３０ａへの電流指令値Ｉとして設定される。ステップＳ４１では、ステップＳ８４で設定された電流指令値Ｉに応じた電流が吸引電流としてアッパコイル３０ａに通電される。
【０１００】
ステップＳ４１の処理後は、ステップＳ９１の処理が実行される。通電先のアッパコイル３０ａへの切替後しばらくは、アーマチャ２０はアッパ電磁石３０からの吸引力によってアッパ電磁石３０に接近していき、この間はステップＳ８１，Ｓ８２，Ｓ８３，Ｓ８４及びＳ４１の一連の処理が繰り返される。アーマチャ２０のアッパ電磁石３０への接近に伴いスプリング１６，２６の開弁方向のバネ力が増大し、アーマチャ２０の変位速度は次第に減速して終にはゼロになる。停止後、アーマチャ２０はスプリング１６，２６のバネ力によって開弁方向に押し戻される。
【０１０１】
アーマチャ２０が開弁方向に押し戻されることで、ステップＳ２４の判定結果はＹｅｓとなり、再びステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４及びＳ３１の一連の処理が実行される。このようにアーマチャ２０の運動方向が変化する度、吸引電流の通電先がロアコイル３２ａとアッパコイル３０ａとの間で交互に切り替えられていくことで、アーマチャ２０にはその運動方向の変化に応じて開弁方向の吸引力と閉弁方向の吸引力が交互に作用し、アーマチャ２０や弁体１０を含む可動部の固有振動が励起される。特に、アーマチャ２０の振動振幅が小さい駆動開始初期には、目標軌道と実際の軌道との差が大きいため、ステップＳ７３或いはステップＳ８３で求まるＦＢ電流成分Ifbが大きくなり、コイル３０ａ，３２ａには最大電流Imaxが供給される。コイル３０ａ，３２ａに最大電流Imaxが供給されることで、電磁石３０，３２からアーマチャ２０に強い吸引力が作用することになり、振動振幅の増幅速度が高められる。
【０１０２】
やがて、アーマチャ２０の振動振幅が増大し、アーマチャ２０の実軌道が目標軌道に近づくと、目標速度Va或いはVbと実速度vとの偏差が小さくなってＦＢ電流成分Ifbは減少する。これにより、コイル３０ａ，３２ａに供給される励磁電流は所望の電磁力fma或いはfmbを実現するための電流Ia或いはIbに近づいていき、最終的にはアーマチャ２０は目標軌道に沿って移動し始める。アーマチャ２０が目標軌道に沿って移動することで、アーマチャ２０は最終到達点であるロア電磁石３２に一回だけ最後に衝突し、そのときの衝突速度は目標として設定されたほぼゼロの状態が実現される。また、目標軌道に沿って移動することで、アーマチャ２０がアッパ電磁石３０に衝突することもない。
【０１０３】
アーマチャ２０がロア電磁石３２に到達した後は、電流マップ（図１１のグラフ（ｂ））に従いロアコイル３２ａへ通電する励磁電流は保持電流に切り替えられ、アーマチャ２０はロア電磁石３２に着座した状態で保持される。これにより、リフトセンサ５２の計測値は所定の開弁時リフト量を示し、ステップＳ９１では電磁駆動弁２の初期駆動が終了したと判定される。
【０１０４】
以上のように、本実施形態にかかる初期駆動時の電流制御によれば、アーマチャ２０の変位速度vと目標軌道から求められた目標速度Va或いはVbとの偏差に基づいてコイル３０ａ，３２ａに供給される励磁電流が制御されるので、励磁電流が小さすぎてアーマチャ２０の振動振幅の増幅速度が遅くなってしまうことは防止される。また、アーマチャ２０の実軌道が目標軌道に近づくに従い励磁電流は適正に減少していくので、過大な励磁電流の投入によってアーマチャ２０振動振幅が過大になることはなく、最終的には目標軌道に沿ってアーマチャ２０を移動させることができる。目標軌道は、アーマチャ２０が最終到達点であるロア電磁石３２へは到達するが、アッパ電磁石３０には到達しないように設定されているので、アーマチャ２０がアッパ電磁石３０に衝突することはなく、アーマチャ２０の電磁石３０，３２への衝突は最終到達点であるロア電磁石３２への着座時一回だけに限定される。つまり、本実施形態にかかる電流制御によれば、実施の形態１にかかる電流制御によって得られる効果に加え、アーマチャ２０を電磁石３０，３２に必要以上に衝突させることなく弁体１０を作動開始位置に速やかに初期駆動することができ、効率良くエネルギを投入して消費電力を抑えることができるとともに、初期駆動時の作動音を低減することができるという、新たな効果も得ることができる。
【０１０５】
なお、上記実施の形態では、ＥＣＵ５０によってステップＳ２３の処理が実行されることにより、第５の発明にかかる「位置検出手段」が実現され、ＥＣＵ５０によってステップＳ２５の処理が実行されることにより、第５の発明にかかる「変位速度検出手段」が実現される。また、ＥＣＵ５０によってステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４及びＳ３１の処理、或いはステップＳ８１，Ｓ８２，Ｓ８３，Ｓ８４及びＳ４１の処理が実行されることにより、第５の発明にかかる「電流制御手段」の機能が実現される。
【０１０６】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【０１０７】
実施の形態１ではリフトセンサ５２の出力信号からアーマチャ２０の運動方向を検出しているが、リフトセンサ５２以外の手段を用いてもアーマチャ２０の運動方向を検出することは可能である。例えば、速度センサを備えてアーマチャ２０の速度を直接計測し、その正負を判定してもよい。また、通電していない側のコイルに発生する誘導起電力を計測し、アーマチャが当該コイルに近づいているか或いは当該コイルから離れているかを判定してもよい。アーマチャ２０の運動方向を検出するための専用のサーチコイルを追加設置し、サーチコイルに発生する誘導起電力に基づいてアーマチャ２０の運動方向を検出してもよい。
【０１０８】
実施の形態１乃至５では最初にロアコイル３２ａから通電を開始しているが、アッパコイル３０ａから通電を開始するようにしてもよい。また、弁体１０をその作動開始位置として開弁位置に駆動する場合を例にして説明したが、閉弁位置を作動開始位置として閉弁位置に駆動するようにしてもよい。
【０１０９】
実施の形態４にかかる電流制御の方法は、実施の形態２にかかる電流制御の方法と組み合わせることもできる。この組み合わせによれば、例えばアーマチャ２０が閉弁方向に移動する場合、アーマチャ２０からアッパ電磁石３０までの距離が所定距離よりも短くなったらアッパコイル３０ａへの吸引電流の通電が開始され、その後、アッパコイル３０ａの変位速度が所定速度よりも減衰したらアッパコイル３０ａへの通電が遮断されることになる。同様に、実施の形態３にかかる電流制御の方法に実施の形態４にかかる電流制御の方法を組み合わせることもできる。
【０１１０】
実施の形態３では振動振幅の極大値を振動周期毎に求めているが、これは振動振幅の増幅速度を求める方法の一例であり、アーマチャ２０の有する力学的エネルギに関連する何等かのパラメータを検出し、力学的エネルギの単位時間当たり増加率を求めることができれば、他の方法によっても振動振幅の増幅速度を求めることができる。例えば、アーマチャ２０の変位速度の極大値を振動周期毎に求め、その周期毎の変化から振動振幅の増幅速度を求めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電流制御装置が適用された電磁駆動弁の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行される初期駆動時の電流制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャの変位と時間との関係を、各コイルに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において実行される初期駆動時の電流制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図４に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャの変位と時間との関係を、各コイルに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３において実行される初期駆動時の電流制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図６に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャの変位と時間との関係を、各コイルに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４において実行される初期駆動時の電流制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図８に示すルーチンの実行により実現されるアーマチャの変位と時間との関係を、各コイルに通電される励磁電流の変化と対応させて示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態５において実行される初期駆動時の電流制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）はロアコイルに最大電流Imaxを流したときに発生する電磁力fmaxと、アーマチャに作用するバネ力fsと、効率の良いアーマチャの駆動を実現するための電磁力fmaとをアーマチャの位置を横軸として表したグラフであり、（ｂ）は電磁力fmaを実現するための電流Iaと、電磁力fmaxを実現する最大電流Imaxとをアーマチャの位置を横軸として表したグラフである。
【図１２】（ａ）はバネ力fsと電磁力fmaとの合力による可動部の位置エネルギEpaをアーマチャの位置を横軸として表したグラフであり、（ｂ）はアーマチャの位置と目標速度Vaとの関係を軌道Ａで表したグラフである。
【図１３】（ａ）はロアコイルに最大電流Imaxを流したときに発生する電磁力fmaxと、効率の良いアーマチャの駆動を実現するための電磁力fmbとをアーマチャの位置を横軸として表したグラフであり、（ｂ）は電磁力fmbを実現するための電流Ibと、電磁力fmaxを実現する最大電流Imaxとをアーマチャの位置を横軸として表したグラフである。
【図１４】（ａ）はバネ力fsと電磁力fmbとの合力による可動部の位置エネルギEpbをアーマチャの位置を横軸として表したグラフであり、（ｂ）はアーマチャの位置と目標速度Vbとの関係を軌道Ｂで表したグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態５において吸引電流の決定に用いられる目標軌道を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
２  電磁駆動弁
１０  弁体
１２  バルブステム
１６  閉弁リテーナ
１６  ロアスプリング
２０  アーマチャ
２２  アーマチャ軸
２４  開弁リテーナ
２６  アッパスプリング
３０  アッパ電磁石
３０ａ  アッパコイル
３２  ロア電磁石
３２ａ  ロアコイル
４０  弁座
５０  ＥＣＵ
５２  リフトセンサ
【図１】
2005354837.tif 000003
【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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