(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時における電磁駆動弁とピストンとの干渉を抑制できる電磁駆動弁を有する内燃機関を提供すること。【解決手段】内燃機関１を停止させる際に、回転中のクランクシャフト１２のクランク角が、弁スタンプ領域に位置する場合には、電磁駆動弁４０を通常作動させ、クランク角が弁スタンプ領域外に位置する場合には閉弁させてクランクシャフト１２に対して負荷を作用させる。これにより、クランクシャフト１２は、クランク角が弁スタンプ領域外に位置する場合には回転が減速し、クランク角が弁スタンプ領域に位置する場合には減速が低減するので、回転方向においてクランク角が弁スタンプ領域を超えた時点で停止する。これにより、次回内燃機関１を始動する際に、ピストン１０が上死点から離れた状態で始動することができる。この結果、内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０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
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【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と共に前記ピストンの往復運動に伴い回転運動が可能なクランク軸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が設けられた電磁駆動弁と、
前記電磁駆動弁の開弁及び閉弁の制御をする制御手段と、
前記内燃機関の停止時に、前記クランク軸の回転時における１回転のクランク角のうち、開弁している状態の前記電磁駆動弁の前記弁体に前記ピストンが干渉する領域である干渉領域に前記クランク角が位置して停止しないように回転中の前記クランク軸に負荷を作用させると共に前記負荷を変化させる負荷手段と、
を備えることを特徴とする電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項２】
前記負荷手段は、前記クランク角が前記クランク軸の回転方向において前記干渉領域を越えた所定の範囲内に停止するように前記クランク軸への前記負荷を変化させることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項３】
前記内燃機関は前記気筒を複数有しており、
前記負荷手段は、複数の前記気筒のうち、一部の前記気筒における前記クランク角を基準として当該クランク角が前記干渉領域に位置して停止しないように前記クランク軸への前記負荷を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項４】
前記負荷手段は、前記内燃機関の停止時に前記クランク軸の回転方向において前記クランク角が前記干渉領域外に位置している場合には前記クランク軸に作用させる負荷を大きくし、前記クランク角が前記干渉領域に位置している場合には前記クランク軸に作用させる負荷を小さく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を有する内燃機関。
【請求項５】
前記負荷手段は、前記制御手段に前記電磁駆動弁の開閉タイミングを制御させることにより前記クランク軸に作用させる負荷を変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項６】
前記負荷手段は、前記制御手段に前記電磁駆動弁を閉弁させることにより回転中の前記クランク軸に負荷を作用させることを特徴とする請求項５に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項７】
前記負荷手段は、前記クランク軸を所定の前記クランク角で停止させる回転位置規制手段を有しており、
前記回転位置規制手段は、前記クランク軸に負荷を作用させることにより前記クランク角が前記干渉領域外に位置した状態で前記クランク軸を停止させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項８】
前記回転位置規制手段は、前記クランク軸に接続された位置決め手段と、前記位置決め手段に対して付勢力を与える付勢手段と、からなり、
前記クランク軸を停止させる際には、前記付勢手段によって前記位置決め手段に付勢力を与えることにより前記クランク軸を所定の前記クランク角で停止させることを特徴とする請求項７に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項９】
前記負荷手段は、前記クランク軸の回転に伴って回転する回転手段と、前記回転手段に接触して回転中の前記回転手段を減速可能に設けられた減速手段と、を有しており、
前記負荷手段は、前記回転手段に前記減速手段を接触させることにより前記クランク軸に負荷を作用させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記内燃機関の停止時において前記クランク軸が停止した後に前記電磁駆動弁を停止させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電磁駆動弁を有する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁駆動弁を有する内燃機関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を有する内燃機関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】
電磁駆動弁は、このように駆動電流を印加することにより、任意のタイミングで開弁や閉弁を行なうことができるが、この電磁駆動弁は、カムによって作動する吸排気弁とは異なり、内燃機関に設けられるクランク軸に機械的に接続されていない。吸排気弁がカムによって作動する場合には、カムが設けられたカムシャフトがクランク軸に機械的に接続されてクランク軸の回転に連動して回転し、この回転によってカムが回転をすることにより作動する。このため、この場合の吸排気弁は、ピストンの動きに連動する。ここで、内燃機関は、運転性能を向上させるために圧縮比を高くする場合が多いが、圧縮比を高くした場合においてピストンが上死点に位置した場合、ピストンは吸排気弁に接近する。このように、ピストンが上死点に位置した場合でも、吸排気弁がカムによって作動する場合には、吸排気弁はカムシャフト等を介してピストンと機械的に接続されていているので、上死点に位置している場合のピストンと開弁状態の吸排気弁とが干渉しないように吸排気弁を設けることにより、ピストンと吸排気弁との干渉を抑制できる。
【０００４】
しかしながら、吸排気弁に電磁駆動弁が用いられている場合には、電磁駆動弁はピストンに機械的に接続されていないため、ピストンの位置に関係なく開閉することができる。このため、ピストンが上死点に位置した際に電磁駆動弁が開弁した場合には、これらが干渉する虞があり、特に、内燃機関を停止時する際には、電磁駆動弁はピストンの動きに合わせて作動しなくなり易いので、これらが干渉する虞が大きくなる。このため、従来の内燃機関では、電磁駆動弁とピストンとが干渉しないように電磁駆動弁を制御しているものがある。例えば、特許文献１に記載の磁力駆動式内燃機関の機関停止方法では、内燃機関の停止時に、機関停止の信号を受けてからピストンが停止するまでの間、弁の開閉をピストンの運動に同期させ、ピストンが停止した後に電磁駆動弁への印加を停止している。これにより、内燃機関の停止時に電磁駆動時はピストンの運動に同期して作動するので、ピストンが上死点に位置した場合でも、開弁時の電磁駆動弁の弁体とピストンとが干渉することを抑制することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ピストンの動きに合わせて電磁駆動弁が作動しなくなるのは、内燃機関の停止時のみでなく、内燃機関の始動時も電磁駆動弁はピストンの動きに合って作動しなくなり、内燃機関の始動時もピストンと電磁駆動弁とが干渉する虞がある。詳しくは、内燃機関の始動時において、停止状態の電磁駆動弁が正常作動するまでの間は、電磁駆動弁はピストンの動きに合わせて作動しないため、ピストンが上死点に位置した場合に電磁駆動弁が開弁する虞があり、この場合、電磁駆動弁とピストンとが干渉する虞があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の始動時における電磁駆動弁とピストンとの干渉を抑制できる電磁駆動弁を有する内燃機関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を有する内燃機関は、往復運動が可能なピストンが内設された気筒を有すると共に前記ピストンの往復運動に伴い回転運動が可能なクランク軸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が設けられた電磁駆動弁と、前記電磁駆動弁の開弁及び閉弁の制御をする制御手段と、前記内燃機関の停止時に、前記クランク軸の回転時における１回転のクランク角のうち、開弁している状態の前記電磁駆動弁の前記弁体に前記ピストンが干渉する領域である干渉領域に前記クランク角が位置して停止しないように回転中の前記クランク軸に負荷を作用させると共に前記負荷を変化させる負荷手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、クランク軸に負荷手段で負荷を作用させ、内燃機関の停止時に干渉領域にクランク角が位置しないようにクランク軸を停止させるので、クランク角が干渉領域外の位置になった状態でクランク軸を停止させることができる。つまり、内燃機関の停止時に、１回転のクランク角のうち、開弁している状態の電磁駆動弁の弁体にピストンが干渉する領域以外の領域にクランク角を位置させてクランク軸を停止させることができる。これにより、再び内燃機関を始動する際に、クランク角が干渉領域外に位置した状態でクランク軸を回転させることができるので、電磁駆動弁が開弁している状態でピストンが上死点付近に位置することを抑制できる。この結果、内燃機関の始動時における電磁駆動弁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を有する内燃機関は、前記負荷手段は、前記クランク角が前記クランク軸の回転方向において前記干渉領域を越えた所定の範囲内に停止するように前記クランク軸への前記負荷を変化させることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記内燃機関は前記気筒を複数有しており、前記負荷手段は、複数の前記気筒のうち、一部の前記気筒における前記クランク角を基準として当該クランク角が前記干渉領域に位置して停止しないように前記クランク軸への前記負荷を変化させることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記負荷手段は、前記内燃機関の停止時に前記クランク軸の回転方向において前記クランク角が前記干渉領域外に位置している場合には前記クランク軸に作用させる負荷を大きくし、前記クランク角が前記干渉領域に位置している場合には前記クランク軸に作用させる負荷を小さくすることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記負荷手段は、前記制御手段に前記電磁駆動弁の開閉タイミングを制御させることにより前記クランク軸に作用させる負荷を変化させることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記負荷手段は、前記制御手段に前記電磁駆動弁を閉弁させることにより回転中の前記クランク軸に負荷を作用させることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記負荷手段は、前記クランク軸を所定の前記クランク角で停止させる回転位置規制手段を有しており、前記回転位置規制手段は、前記クランク軸に負荷を作用させることにより前記クランク角が前記干渉領域外に位置した状態で前記クランク軸を停止させることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記回転位置規制手段は、前記クランク軸に接続された位置決め手段と、前記位置決め手段に対して付勢力を与える付勢手段と、からなり、前記クランク軸を停止させる際には、前記付勢手段によって前記位置決め手段に付勢力を与えることにより前記クランク軸を所定の前記クランク角で停止させることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記負荷手段は、前記クランク軸の回転に伴って回転する回転手段と、前記回転手段に接触して回転中の前記回転手段を減速可能に設けられた減速手段と、を有しており、前記負荷手段は、前記回転手段に前記減速手段を接触させることにより前記クランク軸に負荷を作用させることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、前記制御手段は、前記内燃機関の停止時において前記クランク軸が停止した後に前記電磁駆動弁を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、内燃機関の始動時における電磁駆動弁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】
【００２０】
以下に、本発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関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】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１は、４つの気筒３を有しており（図２参照）、各気筒３は、内部に燃焼室１５が形成されたシリンダヘッド８及びシリンダブロック９を有している。また、シリンダブロック９の内部には、気筒３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。
【００２２】
また、シリンダブロック９には、運転時の内燃機関１を循環して内燃機関１を冷却する冷却水が通る冷却水路１８が形成されている。また、シリンダヘッド８は、シリンダブロック９の、当該シリンダブロック９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、即ち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。
【００２３】
また、シリンダヘッド８には、点火プラグ２５と、電磁駆動弁４０とが設けられており、これらの点火プラグ２５及び電磁駆動弁４０は、４つの気筒３におけるそれぞれの気筒３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、前記電磁駆動弁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。
【００２４】
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８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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。これらのクランク角検出センサ３１や駆動回路３３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。さらに、ＥＣＵ８０には、車両の室内に設けられ、内燃機関１の運転のＯＮとＯＦＦとを切り替えるイグニッションスイッチ９０が接続されている。
【００２７】
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を有する内燃機関１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を有する内燃機関１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。
【００２８】
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制御手段である電磁駆動弁制御部８２と、イグニッションスイッチ９０の状態を判断するイグニッション判断部８３と、クランク角を取得するクランク角取得部８４と、クランク角の位置を判断するクランク角位置判断部８５と、ピストン１０の作動状態を取得するピストン作動状態取得部８６と、ピストン１０の作動状態を判断するピストン作動状態判断部８７と、を有している。
【００２９】
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を有する内燃機関１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。
【００３０】
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。４つの気筒３内には、それぞれピストン１０が設けられているが、各ピストン１０は上述したようにコネクティングロッド１１によって１つのクランクシャフト１２に接続されている。また、このクランクシャフト１２の軸方向における両端部はシリンダブロック９から突出しており、この両端部のうちの一端には、略円板状の形状で形成されたフライホイール１３が接続されている。
【００３１】
また、上記のようにピストン１０が１つのクランクシャフト１２に接続されているため、当該内燃機関１が有する４つの気筒３は、クランクシャフト１２の軸方向に沿って並んで配設されている。また、このように並んで配設されている４つの気筒３内に設けられるピストン１０は、４つの気筒３を端から第１気筒４、第２気筒５、第３気筒６、第４気筒７とした場合に、第１気筒４内に設けられるピストン１０と第４気筒７内に設けられるピストン１０とは、気筒３内でのピストン１０の往復運動の方向における位置が、同じ位置となって設けられている。同様に、第２気筒５内に設けられるピストン１０と第３気筒６内に設けられるピストン１０とは、気筒３内でのピストン１０の往復運動の方向における位置が、同じ位置となって設けられている。つまり、内燃機関１の運転時には、第１気筒４内に設けられるピストン１０と第４気筒７内に設けられるピストン１０とは、気筒３内における位置が同じ位置となって往復運動をし、第２気筒５内に設けられるピストン１０と第３気筒６内に設けられるピストン１０とは、気筒３内における位置が同じ位置となって往復運動をするように設けられている。
【００３２】
さらに、第１気筒４内、及び第４気筒７内に設けられるピストン１０と、第２気筒５内、及び第３気筒６内に設けられるピストン１０とは、クランク角が１８０°ずれるように設けられている。つまり、例えば第１気筒４内、及び第４気筒７内に設けられるピストン１０が上死点に位置している場合には、第２気筒５内、及び第３気筒６内に設けられるピストン１０は下死点に位置するように設けられている。このため、各気筒３のクランク角は、第１気筒４と第４気筒７のクランク角は同じクランク角になっており、第２気筒５と第３気筒６のクランク角は同じクランク角になっており、さらに、第１気筒４、及び第４気筒７のクランク角と、第２気筒５、及び第３気筒６のクランク角とは、１８０°ずれている。
【００３３】
図３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８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。
【００３４】
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８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。
【００３５】
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における前記弁体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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
この実施例１に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１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は、イグニッションスイッチ９０がＯＮの状態の場合に運転が可能になっているため、内燃機関１を運転する際には、イグニッションスイッチ９０をＯＮにする。このようにして運転が可能になる内燃機関１の運転中は、ピストン１０がシリンダブロック９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４は、図１のＢ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、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３参照）。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。
【００４２】
図５は、図３に示す電磁駆動弁の閉弁状態を示す説明図である。また、電磁駆動弁４０を閉弁させる際には、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に制御信号を送り、駆動回路３３からアッパコイル６２に対して励磁電流を供給する。アッパコイル６２に駆動電流が供給されると、アッパコイル６２に電磁力が発生し、アッパコイル６２の電磁力に伴いアッパコア６３にも電磁力が発生する。このようにアッパコア６３に電磁力が発生すると、この電磁力はアーマチャ５３をアッパコア６３の方向に吸引する吸引力となってアーマチャ５３に作用する。アッパコア６３からアーマチャ５３に作用するこの吸引力は、アッパスプリング６１からアッパリテーナ６０に作用する付勢力に対向する力となるが、アッパコア６３の吸引力はアッパスプリング６１の付勢力よりも大きくなっている。このため、アーマチャ５３はアッパコア６３の吸引力が作用する方向に移動し、アッパコア６３の方向に移動してアッパコア６３に当接して停止する。
【００４３】
また、このように、アーマチャ５３が移動すると、アーマチャ５３と一体に形成されたアーマチャシャフト５２やバルブステム５０も一体となって移動し、弁体４５も移動する。アーマチャ５３がアッパコア６３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に近付く方向に移動する。これにより、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（図４参照）。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。
【００４４】
図６は、図３に示す電磁駆動弁の開弁状態を示す説明図である。また、電磁駆動弁４０を開弁させる際には、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に制御信号を送り、駆動回路３３からロアコイル５７に対して励磁電流を供給する。ロアコイル５７に駆動電流が供給されると、ロアコイル５７に電磁力が発生し、ロアコイル５７の電磁力に伴いロアコア５８にも電磁力が発生する。このようにロアコア５８に電磁力が発生すると、この電磁力はアーマチャ５３をロアコア５８の方向に吸引する吸引力となってアーマチャ５３に作用する。ロアコア５８からアーマチャ５３に作用するこの吸引力は、ロアスプリング５６からロアリテーナ５５に作用する付勢力に対向する力となるが、ロアコア５８の吸引力はロアスプリング５６の付勢力よりも大きくなっている。このため、アーマチャ５３はロアコア５８の吸引力が作用する方向に移動し、ロアコア５８の方向に移動してロアコア５８に当接して停止する。
【００４５】
また、このように、アーマチャ５３が移動すると、アーマチャ５３と一体に形成されたアーマチャシャフト５２やバルブステム５０も一体となって移動し、弁体４５も移動する。アーマチャ５３がロアコア５８の方向移動し、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。これにより、吸気通路２１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（図４参照）。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。
【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と燃焼室１５との連通と遮断とを繰り返すことができる。
【００４７】
電磁駆動弁４０は、このように駆動回路３３からの制御信号により開閉するため、ピストン１０の作動には連動しておらず、電磁駆動弁４０とピストン１０とは、それぞれ独立して作動可能になっている。ここで、内燃機関１は、運転性能の向上を目的として圧縮比を向上させるために、ピストン１０が上死点に位置する場合には、シリンダヘッド８の方向に近付くように設けられている。このため、電磁駆動弁４０が開弁した状態でピストン１０が上死点付近に位置した場合には、ピストン１０と電磁駆動弁４０の弁体４５とは、干渉する位置関係となっている。
【００４８】
図７は、図１に示す内燃機関の弁スタンプ領域の説明図である。このように、開弁している状態の電磁駆動弁４０の弁体４５にピストン１０が干渉するのは、クランク角における所定の領域であるが、クランクシャフト１２の回転時における１回転のクランク角のうち、開弁している状態の電磁駆動弁４０の弁体４５にピストン１０が干渉する領域は、干渉領域である弁スタンプ領域９３となっている。この弁スタンプ領域９３は、クランク角においてピストン１０の上死点を中心とした所定の領域となっている。詳しくは、クランクシャフト１２の回転方向において上死点の手前で開弁時の電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０とが干渉する虞のある干渉開始点９４から、クランクシャフト１２の回転方向において上死点よりも後ろ側に位置し、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０とが干渉する虞のある領域の後ろ側の端部である干渉終了点９５までの領域となっている。これに対し、ピストン１０がどの位置にある場合でも、開弁時の電磁駆動弁４０の弁体４５に干渉しない領域は、開弁許容領域９６となっている。
【００４９】
内燃機関１の運転時には、上述したように電磁駆動弁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内に燃料を供給し、吸気通路２１内を流れる空気と燃料との混合気を生成する。さらに、排気側電磁駆動弁４２が有する排気バルブ４７は閉弁し、吸気側電磁駆動弁４１が有する吸気バルブ４６は開弁した状態で気筒３内のピストン１０が弁体４５方向からクランクシャフト１２方向、即ち上死点方向から下死点方向に移動することにより、吸気通路２１から燃焼室１５内に混合気が吸入される。
【００５０】
また、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がクランクシャフト１２方向から弁体４５方向に移動することにより、吸気行程で燃焼室１５内に取り入れた混合気を圧縮する。
【００５１】
また、燃焼行程では、吸気バルブ４６と排気バルブ４７とを閉弁した状態で点火プラグ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は弁体４５方向からクランクシャフト１２の方向に移動する。さらに、コネクティングロッド１１によってピストン１０に接続されているクランクシャフト１２は、ピストン１０のこの移動に伴って回動する。
【００５２】
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がクランクシャフト１２方向から弁体４５方向に移動することにより、燃料の燃焼後の排気ガスが燃焼室１５から排気通路２２の方向に流れ、排気される。
【００５３】
内燃機関１の運転時には、４つの気筒３のそれぞれでこれらの行程が行なわれるが、４つの気筒３では、それぞれ異なる行程が行なわれる。即ち、第１気筒４に内設されるピストン１０と第４気筒７に内設されるピストン１０、及び第２気筒５に内設されるピストン１０と第３気筒６に内設されるピストン１０とは、それぞれ気筒３内における位置が同じ位置となって往復運動をするように設けられているが、内燃機関１の運転時には、第１気筒４と第４気筒７、及び第２気筒５と第３気筒６とは、それぞれ行程が異なった状態で運転される。
【００５４】
内燃機関１は、運転時にはこのように各部が作動するが、運転時の内燃機関１を停止させる場合には、イグニッションスイッチ９０をＯＦＦにする。イグニッションスイッチ９０をＯＦＦにした後は、所定の気筒３のクランク角を検出し、検出したクランク角が弁スタンプ領域９３であるかを判断する。この判断により、クランク角が弁スタンプ領域９３ではないと判断された場合には、駆動回路３３を介して電磁駆動弁制御部８２によって電磁駆動弁４０を制御し、電磁駆動弁４０を閉弁する。これにより、吸気行程ではポンピングロスが大きくなり、排気行程では圧縮仕事をさせることになるので、クランクシャフト１２の回転方向における負荷は大きくなる。これに対し、クランク角が弁スタンプ領域９３である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によって制御され、内燃機関１の運転時における通常作動をする。これらにより、クランクシャフト１２は、クランク角が弁スタンプ領域９３ではない場合、即ち開弁許容領域９６であると判断された場合には、回転方向に作用させる負荷が大きくなるのでクランクシャフト１２は減速し、クランク角が弁スタンプ領域９３であると判断された場合には、回転方向に作用させる負荷は小さなるので、負荷が小さい状態で弁スタンプ領域９３を通過する。
【００５５】
このようにクランクシャフト１２の回転方向の負荷を変化させながらクランクシャフト１２を減速させることにより、クランクシャフト１２は、検出した気筒３のクランク角が弁スタンプ領域９３を通過した付近で停止する。また、電磁駆動弁４０は、このようにクランクシャフト１２の回転が停止してピストン１０が停止した後、停止させる。つまり、内燃機関１を停止させる場合には、検出するクランク角が弁スタンプ領域９３に位置してクランクシャフト１２が停止しないように、回転中のクランクシャフト１２に負荷を作用させると共に負荷を変化させて停止させる。また、内燃機関１の停止時には、クランクシャフト１２に対して負荷を作用させたり負荷を変化させたりするが、この負荷は電磁駆動弁４０の開閉タイミングを制御することにより変化させているため、電磁駆動弁４０、駆動回路３３、及び電磁駆動弁制御部８２は負荷手段としても設けられている。
【００５６】
図８は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の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を有する内燃機関１の制御方法、即ち、当該電磁駆動弁４０を有する内燃機関１の処理手順について説明する。当該内燃機関１の運転時において当該処理手順を行なう場合には、まず、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦになっているかを判断する（ステップＳＴ１０１）。この判断は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するイグニッション判断部８３で行ない、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦになっていない場合、即ちイグニッションスイッチ９０がＯＮの場合には、この処理手順から抜け出る。
【００５７】
イグニッション判断部８３での判断により、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦであると判断された場合には、回転中のクランクシャフト１２のクランク角を検出する（ステップＳＴ１０２）。このクランク角は、クランク角検出センサ３１で検出した検出結果がＥＣＵ８０の処理部８１が有するクランク角取得部８４に伝達され、このクランク角取得部８４で取得される。ここで、当該内燃機関１には４つの気筒３が設けられているが、このクランク角取得部８４では、第１気筒４のクランク角を取得する。
【００５８】
次に、このクランク角取得部８４で検出したクランク角が弁スタンプ領域９３外であるかを判断する（ステップＳＴ１０３）。この判断は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するクランク角位置判断部８５によって行なわれる。詳しくは、クランク角取得部８４で取得したクランク角は、このクランク角位置判断部８５に伝達され、クランク角位置判断部８５では伝達されたクランク角が弁スタンプ領域９３外、つまり、開弁許容領域９６内であるかを判断する。この判断により、クランク角が弁スタンプ領域９３外であると判断された場合には、電磁駆動弁４０を閉弁する（ステップＳＴ１０４）。即ち、クランク角位置判断部８５でクランク角が弁スタンプ領域９３外であると判断された場合には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する電磁駆動弁４０は、電磁駆動弁４０に対して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は閉弁する。なお、クランク角位置判断部８５でクランク角が弁スタンプ領域９３外であると判断された場合において電磁駆動弁４０を閉弁する際には、第１気筒４、第２気筒５、第３気筒６及び第４気筒７の全ての気筒３に設けられる電磁駆動弁４０を閉弁する。これにより、回転中のクランクシャフト１２の回転方向に対する負荷は上昇するため、クランクシャフト１２は減速する。
【００５９】
これに対し、クランク角位置判断部８５での判断により、クランク角が弁スタンプ領域９３外ではない、即ち、クランク角が弁スタンプ領域９３内であると判断された場合には、電磁駆動弁４０は通常作動をする（ステップＳＴ１０５）。つまり、クランク角が弁スタンプ領域９３内であると判断された場合には、電磁駆動弁制御部８２は、電磁駆動弁４０を各気筒３の行程に応じた作動をさせる制御信号を駆動回路３３に送信する。この制御信号を受けた駆動回路３３は、制御信号に沿った励磁電流を電磁駆動弁４０に供給することにより、電磁駆動弁４０は、それぞれの電磁駆動弁４０が設けられる気筒３の行程に応じた作動、即ち通常作動をする。これにより、回転中のクランクシャフト１２の回転方向に対する負荷は、通常運転時の負荷となり、全ての気筒３に設けられる電磁駆動弁４０を閉弁した場合の負荷よりも小さくなる。このため、検出したクランク角が弁スタンプ領域９３内に位置する場合には、クランクシャフト１２は回転し易くなる。
【００６０】
これらのように、第１気筒４のクランク角が弁スタンプ領域９３外であると判断された場合には、電磁駆動弁４０を閉弁するためクランクシャフト１２の回転方向における負荷は上昇し、このクランク角が弁スタンプ領域９３内であると判断された場合には、回転方向における負荷は通常の負荷となって回転し易くなっている。このため、クランクシャフト１２が停止する際には、第１気筒４のクランク角がクランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３を超えた所定の範囲内で停止するように設けられている。具体的には、クランクシャフト１２の回転方向において第１気筒４のクランク角が弁スタンプ領域９３を超えて、さらに回転方向において上死点から９０°以内の範囲内に停止するように設けられている。
【００６１】
次に、ピストン１０の作動状態を取得する（ステップＳＴ１０６）。このピストン１０の作動状態は、所定時間におけるクランク角をクランク角検出センサ３１で検出し、検出した結果をＥＣＵ８０の処理部８１が有するピストン作動状態取得部８６で取得する。このように、所定時間におけるクランク角をピストン作動状態取得部８６で取得することにより、クランクシャフト１２の回転状態を取得することができる。さらに、このクランクシャフト１２の回転状態を取得することにより、コネクティングロッド１１によってクランクシャフト１２に接続されたピストン１０の作動状態を取得することができる。なお、ピストン１０の作動状態を取得する際には、所定に時間におけるクランク角によって検出をするのではなく、ある時間のクランク角を取得し、直前にクランク角取得部８４などで取得したクランク角と比較してクランクシャフト１２の回転状態を取得することによってピストン１０の作動状態を取得してもよい。
【００６２】
次に、ピストン１０が停止しているかを判断する（ステップＳＴ１０７）。この判断は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するピストン作動状態判断部８７によって行なわれる。このピストン作動状態判断部８７は、ピストン作動状態取得部８６で取得したピストン１０の作動状態より、ピストン１０が停止していると判断された場合には、電磁駆動弁４０を停止させる（ステップＳＴ１０８）。つまり、ピストン作動状態判断部８７によってピストン１０が停止していると判断された場合には、電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３への制御信号の送信を停止する。これにより、駆動回路３３から電磁駆動弁４０に対して励磁電流が供給されなくなるので、電磁駆動弁４０は中立状態７０となって停止する。これに対し、ピストン作動状態判断部８７によってピストン１０が停止していないと判断された場合には、ステップＳＴ１０２に戻って上記の各ステップを繰り返す。
【００６３】
また、このようにピストン１０が停止した際には、第１気筒４のクランク角が弁スタンプ領域９３を超えて回転方向において上死点から９０°以内の範囲内に停止する。ここで、各気筒３内のクランク角は、第１気筒４と第４気筒７のクランク角は同じクランク角になっている。このため、ピストン１０が停止した際には、第１気筒４のクランク角と同様に、第４気筒７のクランク角も回転方向において上死点から９０°以内の範囲内に位置した状態になる。即ち、第１・第４気筒停止位置９７は、クランクシャフト１２の回転方向においてクランク角が弁スタンプ領域９３を超えて上死点から９０°以内の範囲内の位置になる。
【００６４】
また、第２気筒５と第３気筒６のクランク角は同じクランク角になっており、さらに、第１気筒４、及び第４気筒７のクランク角と、第２気筒５、及び第３気筒６のクランク角とは、１８０°ずれている。このため、ピストン１０が停止した際には、第２気筒５、及び第３気筒６のクランク角は、第１気筒４や第４気筒７のクランク角から１８０°ずれた状態になる。従って、第２気筒５、及び第３気筒６のクランク角は、クランクシャフト１２の回転方向において下死点から９０°以内の範囲内に位置した状態になり、即ち、第２・第３気筒停止位置９８は、クランクシャフト１２の回転方向においてクランク角が下死点から９０°以内の範囲内の位置になる。
【００６５】
以上の電磁駆動弁４０を有する内燃機関１は、運転の停止時に電磁駆動弁４０を閉弁することによりクランクシャフト１２に負荷を作用させ、弁スタンプ領域９３にクランク角が位置しないようにクランクシャフト１２を停止させるので、クランク角が弁スタンプ領域９３外の位置になった状態でクランクシャフト１２を停止させることができる。つまり、内燃機関１の停止時に、１回転のクランク角のうち、開弁している状態の電磁駆動弁４０の弁体４５にピストン１０が干渉しない領域である開弁許容領域９６にクランク角を位置させてクランクシャフト１２を停止させることができる。これにより、再び内燃機関１を始動する際に、クランク角が開弁許容領域９６に位置した状態でクランクシャフト１２を回転させることができるので、電磁駆動弁４０が開弁している状態で、ピストン１０が上死点付近に位置して弁スタンプ領域９３内に位置する状態になることを抑制できる。この結果、内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００６６】
また、内燃機関１の停止時に、検出したクランク角がクランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３を越えた所定の範囲内、具体的には回転方向において弁スタンプ領域９３を越えて、さらに上死点から９０°の範囲内に停止するようにクランクシャフト１２への負荷を変化させている。このため、この負荷によって、より確実にクランク角がこの範囲内に位置するようにクランクシャフト１２を停止させることができる。これにより、再び内燃機関１を始動する際に、より確実にピストン１０が上死点から離れた状態で始動させることができる。この結果、内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００６７】
また、電磁駆動弁４０は、複数の気筒３のうち、一部の気筒３である第１気筒４におけるクランク角を基準として当該クランク角が弁スタンプ領域９３に位置して停止しないように弁体４５が開閉し、クランクシャフト１２への負荷を変化させる。つまり、複数設けられる気筒３のクランク角同士の相対関係は、常に一定であるので、複数の気筒３のうち、第１気筒４におけるクランク角のみを検出し、この第１気筒４のクランク角を基準としてクランクシャフト１２への負荷を変化させることにより、クランクシャフト１２の負荷を変化させる場合の制御が容易になる。この結果、容易に内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００６８】
また、内燃機関１の停止時に、クランクシャフト１２の回転方向において検出したクランク角が弁スタンプ領域９３外に位置している場合には、電磁駆動弁４０を閉弁させてクランクシャフト１２に作用させる負荷を大きくし、クランク角が弁スタンプ領域９３に位置している場合には、電磁駆動弁４０を開弁させてクランクシャフト１２に作用させる負荷を小さくさせている。これにより、検出したクランク角が弁スタンプ領域９３外に位置している場合、即ち、クランク角が開弁許容領域９６に位置している場合には、回転中のクランクシャフト１２は減速の度合いが大きくなり、クランク角が弁スタンプ領域９３に位置している場合には、クランクシャフト１２の減速の度合いは小さくなり、クランク角は弁スタンプ領域９３を通過し易くなる。従って、回転中のクランクシャフト１２は、クランク角が開弁許容領域９６に位置している場合に減速し、弁スタンプ領域９３に位置している場合には負荷が小さい状態で通過するので、クランクシャフト１２の回転が停止する際には、弁スタンプ領域９３を通過した後に停止させることができる。この結果、より確実に内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００６９】
また、内燃機関１の停止時には、第１気筒４のクランク角がクランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３を越えて、さらに上死点から９０°の範囲内に停止するようにクランクシャフト１２への負荷を変化させており、且つ、第１気筒４と第４気筒７のクランク角は同じクランク角になっている、さらに、第２気筒５と第３気筒６のクランク角は同じクランク角になっており、第１気筒４、及び第４気筒７のクランク角と、第２気筒５、及び第３気筒６のクランク角とは、１８０°ずれている。このため、第１気筒４と第４気筒７のクランク角がクランクシャフト１２の回転方向において上死点から９０°の範囲内に停止した場合には、第２気筒５と第３気筒６のクランク角はクランクシャフト１２の回転方向において下死点から９０°の範囲内に停止する。従って、全ての気筒３のクランク角は、クランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３、或いは干渉開始点９４まで余裕があるため、内燃機関１の停止後、再び始動する際に、電磁駆動弁４０が弁開の状態でクランク角が弁スタンプ領域９３に位置することを抑制できる。この結果、より確実に内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００７０】
また、当該内燃機関１では、負荷手段として電磁駆動弁４０、駆動回路３３、及び電磁駆動弁制御部８２を用いており、クランクシャフト１２に作用させる負荷を変化させる場合には、電磁駆動弁制御部８２によって電磁駆動弁４０の開閉タイミングを制御させることにより変化させている。これにより、負荷手段として新たな構造を設けなくても、容易にクランクシャフト１２の回転方向の負荷を変化させることができ、また、負荷手段として独立した構造を設けないので、部品点数の低減を図ることができる。この結果、容易に内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができると共に、製造コストの低減を図ることができる。
【００７１】
また、内燃機関１の停止時において回転中のクランクシャフト１２に負荷を作用させる場合には、電磁駆動弁制御部８２に電磁駆動弁４０を閉弁させることにより負荷を作用させている。これにより、回転中のクランクシャフト１２に対して負荷を作用させる際に、より確実に負荷を作用させることができ、回転方向における負荷を大きくすることができる。この結果、より確実に、クランク角が弁スタンプ領域９３を通過後に停止するように、クランクシャフト１２を停止させることができる。
【００７２】
また、電磁駆動弁制御部８２は、内燃機関１の停止時においてクランクシャフト１２が停止した後に電磁駆動弁４０を停止させている。これにより、内燃機関１の停止時にクランク角が弁スタンプ領域９３を通過する場合においても、電磁駆動弁４０の開閉を制御してクランクシャフト１２が停止した後に電磁駆動弁４０を停止させることにより、より確実に電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン１０との干渉を抑制できる。この結果、内燃機関１停止時における電磁駆動弁４０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】
【００７３】
本実施例２に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、実施例１に係る電磁駆動弁を有する内燃機関と略同様の構成であるが、負荷手段として位置決めフランジ及び油圧アクチュエータが設けられている点に特徴がある。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９は、本発明の実施例２に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１００は、負荷手段としてクランクシャフト１２を所定のクランク角で停止させる回転位置規制手段を有しており、この回転位置規制手段は、クランクシャフト１２に接続された位置決め手段である位置決めフランジ１１０と、位置決めフランジ１１０に対して付勢力を与える付勢手段である油圧アクチュエータ１２０とにより構成されている。このうち、位置決めフランジ１１０は、クランクシャフト１２に接続されたフライホイール１３付近に設けられており、フライホイール１３とシリンダブロック９との間に位置で、板状の形状でクランクシャフト１２に接続されている。また、油圧アクチュエータ１２０は、位置決めフランジ１１０の近傍に設けられている。
【００７４】
図１０は、図９のＣ−Ｃ断面図である。このようにクランクシャフト１２のフライホイール１３付近には位置決めフランジ１１０と油圧アクチュエータ１２０とが設けられているが、このうち位置決めフランジ１１０は、板状に形成され、さらに、クランクシャフト１２の径方向における外方に凸となった山部１１１と、径方向における内方に凸となった谷部１１２とが形成されている。この山部１１１と谷部１１２とは、共に２箇所ずつ形成されている。このうち山部１１１は、クランクシャフト１２の回転中心に中心を有する円弧により形成されており、この円弧が、クランクシャフト１２の径方向における外方に凸となっている。また、このように形成される２箇所の山部１１１は、クランクシャフト１２を挟んで互いに反対方向になる位置、つまり、クランクシャフト１２の周方向において１８０°ずれた位置に設けられている。同様に、２箇所の谷部１１２も、クランクシャフト１２を挟んで互いに反対方向になる位置、つまり、クランクシャフト１２の周方向において１８０°ずれた位置に設けられている。このため、２箇所ずつ形成された山部１１１と谷部１１２とは、クランクシャフト１２の周方向において交互に配設されている。このように形成される位置決めフランジ１１０は、クランクシャフト１２が回転する場合には、クランクシャフト１２の回転に伴ってクランクシャフト１２と一体となって回転する。
【００７５】
また、油圧アクチュエータ１２０は、油圧ピストン１２３とスプリング１２５を内設するケース部１２１を有しており、さらに、油圧ピストン１２３に接続され、ケース部１２１から突出したプランジャ１２２を有している。このうち、油圧ピストン１２３は、ケース部１２１内を２つの空間に区画している。詳しくは、２つの空間は油圧ピストン１２３を挟んで互いに反対側に位置しており、油圧ピストン１２３は、２つの空間の方向、即ち、２つの空間の容積を変化させる方向に移動可能に設けられている。プランジャ１２２は、このように設けられる油圧ピストン１２３に接続され、２つの空間のうち、一方の空間を通ってケース部１２１の外側に突出している。このプランジャ１２２は、棒状の形状で形成されており、棒状の両端のうち、一端が油圧ピストン１２３に接続され、他端は半球状に形成されてケース部１２１の外側に突出している。また、このプランジャ１２２は、油圧ピストン１２３がケース部１２１内で移動した際、油圧ピストン１２３の移動に伴って移動し、ケース部１２１からの突出量が変化する。
【００７６】
また、２つの空間のうち、プランジャ１２２が通っている側の空間の反対側に位置する空間は油圧室１２４として設けられている。また、スプリング１２５は、ケース部１２１内において油圧ピストン１２３にプランジャ１２２が接続している側の空間に設けられ、油圧ピストン１２３とケース部１２１の内側に接触し、油圧ピストン１２３に対して、油圧室１２４の方向に付勢力を与えている。また、油圧アクチュエータ１２０には、油圧配管１３０が接続されており、この油圧配管１３０は、内側が油圧室１２４に連通している。さらに、油圧配管１３０には、電気信号により作動する第１バルブ１３１と第２バルブ１３２とが設けられており、油圧配管１３０は、第１バルブ１３１と第２バルブ１３２との間で油圧アクチュエータ１２０に接続されている。また、第１バルブ１３１と第２バルブ１３２とは、第２バルブ１３２よりも第１バルブ１３１の方が油圧配管１３０内を流れる作動油の流れ方向における上流側に設けられている。
【００７７】
また、位置決めフランジ１１０、及び油圧アクチュエータ１２０は、上記のように形成されているが、油圧アクチュエータ１２０のプランジャ１２２がケース部１２１から大きく突出した場合には、プランジャ１２２は位置決めフランジ１１０の外周部分に接触可能に設けられている。さらに、位置決めフランジ１１０は、プランジャ１２２が谷部１１２に接触した場合に、内燃機関１の第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、クランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３（図７参照）を通過した位置となる向きで設けられている。詳しくは、位置決めフランジ１１０は、プランジャ１２２が谷部１１２に接触した場合に、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、クランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３を超えて上死点から９０°以内の範囲内に位置させることができる向きで設けられている。
【００７８】
また、この実施例２に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１００は、実施例１に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１と同様にＥＣＵ１４０が設けられている。このＥＣＵ１４０には、実施例１に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１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、イグニッション判断部８３と、ピストン作動状態取得部８６と、ピストン作動状態判断部８７とを有している。さらに、この処理部８１は、油圧アクチュエータ１２０を制御するアクチュエータ制御部１４１を有している。このアクチュエータ制御部１４１は、具体的には、電気信号によって油圧配管１３０の第１バルブ１３１と第２バルブ１３２の開閉を制御することにより、間接的に油圧アクチュエータ１２０を制御する。
【００７９】
この実施例２に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１００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。この内燃機関１００は、運転時には各部は実施例１に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１と同様に作動する。また、内燃機関１００の通常運転中は、油圧配管１３０の第１バルブ１３１は閉じられ、第２バルブ１３２は開かれている。また、油圧ピストン１２３はスプリング１２５によって油圧室１２４の方向に付勢力が与えられている。このため、油圧室１２４内の作動油は第２バルブ１３２の方向に流れ、油圧配管１３０の下流方向に流れる。これにより、油圧ピストン１２３は油圧室１２４寄りの方向に位置し、プランジャ１２２はケース部１２１からの突出量が少なくなる。これにより、プランジャ１２２は位置決めフランジ１１０から離れる（図１０）。内燃機関１００の運転時には、このようにプランジャ１２２はケース部１２１から離れるため、油圧アクチュエータ１２０からクランクシャフト１２に対しては回転方向の負荷は作用しない。
【００８０】
図１１は、図１０に示す油圧アクチュエータのプランジャが突出した状態を示す説明図である。内燃機関１００の運転時には、油圧アクチュエータ１２０のプランジャ１２２は位置決めフランジ１１０から離間しているが、内燃機関１００の停止時は、プランジャ１２２は位置決めフランジ１１０に接触する。詳しくは、内燃機関１００のイグニッションスイッチ９０をＯＦＦにすると、油圧配管１３０の第１バルブ１３１が開き、第２バルブ１３２が閉じる。この第１バルブ１３１は、油圧アクチュエータ１２０よりも上流側に設けられ、第２バルブ１３２は、油圧アクチュエータ１２０よりも下流側に設けられているため、第１バルブ１３１を開き、第２バルブ１３２を閉じることにより、作動油は油圧室１２４に入り込む。これにより、油圧室１２４内は圧力が高くなる。また、油圧ピストン１２３を挟んで油圧室１２４の反対側にはスプリング１２５が位置し、スプリング１２５は油圧ピストン１２３に対して油圧室１２４の方向への付勢力を与えているが、この付勢力よりも油圧室１２４内の圧力の方が高くなった場合には、油圧ピストン１２３はスプリング１２５が位置している方向に移動する。
【００８１】
このように油圧ピストン１２３がスプリング１２５の方向に移動した場合、油圧ピストン１２３におけるスプリング１２５側には、ケース部１２１から突出して形成されるプランジャ１２２が接続されているため、油圧ピストン１２３の移動に伴ってプランジャ１２２も移動し、ケース部１２１からの突出量は大きくなる。さらに、油圧アクチュエータ１２０は位置決めフランジ１１０の近傍に設けられており、位置決めフランジ１１０はプランジャ１２２の移動方向に設けられているので、プランジャ１２２の突出量が大きくなった場合には、プランジャ１２２は位置決めフランジ１１０に接触する。また、このようにプランジャ１２２が位置決めフランジ１１０に接触している場合、プランジャ１２２は油圧室１２４の圧力により、位置決めフランジ１１０に対して付勢力を与えている。油圧アクチュエータ１２０が有するプランジャ１２２の突出量が大きくなった場合、位置決めフランジ１１０は、このようにプランジャ１２２よって付勢力が与えられた状態でクランクシャフト１２と一体となって回転する。
【００８２】
図１２は、図１１に示す油圧アクチュエータのプランジャが位置決めフランジの谷部に接触した状態を示す説明図である。位置決めフランジ１１０は、クランクシャフト１２と一体となって回転しており、また、位置決めフランジ１１０は、山部１１１と谷部１１２とがクランクシャフト１２の回転方向において交互に形成されている。このため、油圧アクチュエータ１２０のプランジャ１２２が位置決めフランジ１１０に接触した状態では、プランジャ１２２には、位置決めフランジ１１０が回転することにより山部１１１と谷部１１２とが交互にプランジャ１２２に接触する。さらに、プランジャ１２２は、油圧室１２４の圧力により、位置決めフランジ１１０に対して付勢力を与えているので、位置決めフランジ１１０が回転することにより、位置決めフランジ１１０においてプランジャ１２２に接触する部分が変化した場合、つまり、プランジャ１２２に接触する部分が山部１１１と谷部１１２とで変化した場合には、位置決めフランジ１１０の形状に合わせてプランジャ１２２の突出量は変化する。
【００８３】
具体的には、位置決めフランジ１１０が回転することによりプランジャ１２２が設けられている位置に山部１１１が位置した場合には、プランジャ１２２の突出量は比較的小さくなる（図１１参照）。これに対し、位置決めフランジ１１０が回転することによりプランジャ１２２が設けられている位置に谷部１１２が位置した場合には、油圧室１２４の圧力によって油圧ピストン１２３はプランジャ１２２が設けられている方向に移動し、プランジャ１２２の突出量は比較的大きくなる（図１２）。
【００８４】
さらに、この状態で位置決めフランジ１１０が回転した場合には、プランジャ１２２が接触する部分は山部１１１に近付くので、プランジャ１２２と山部１１１との接触部分は、クランクシャフト１２の径方向における外方に移動する。これにより、プランジャ１２２は、クランクシャフト１２の径方向における外方に移動する。即ち、プランジャ１２２は、位置決めフランジ１１０によって油圧室１２４の方向に押し返される。プランジャ１２２が接触する部分が谷部１１２から山部１１１に変化する場合には、プランジャ１２２はこのように位置決めフランジ１１０によって押し返されるが、プランジャ１２２は位置決めフランジ１１０に対して付勢力を与えて接触しているので、位置決めフランジ１１０がプランジャ１２２を押し返す力は、クランクシャフト１２の回転方向における抵抗となる。換言すると、油圧アクチュエータ１２０は、位置決めフランジ１１０に付勢力を与えることにより、回転中のクランクシャフト１２に対して大きな負荷を作用させる。これにより、回転中のクランクシャフト１２は減速する。
【００８５】
ここで、位置決めフランジ１１０は、プランジャ１２２が谷部１１２に接触した場合に、内燃機関１００の第１気筒４及び第４気筒７のクランク角、または第２気筒５及び第３気筒６のクランク角が、クランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３を通過した位置となる向きで設けられている。このため、クランクシャフト１２の回転中は、プランジャ１２２が位置決めフランジ１１０の谷部１１２に接触することにより、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、弁スタンプ領域９３を通過した付近で大きな負荷が作用し、この負荷により減速する。
【００８６】
また、プランジャ１２２が山部１１１に接触した場合には、山部１１１はクランクシャフト１２の回転中心を中心とする円弧により形成されているため、位置決めフランジ１１０はプランジャ１２２に接触しながら滑らかに回転する。これにより、プランジャ１２２が山部１１１に接触した場合におけるクランクシャフト１２の回転方向の負荷は小さくなる。つまり、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、弁スタンプ領域９３を含め、弁スタンプ領域９３を通過した付近以外に位置する場合には負荷が小さくなり、減速の度合いは低減する。
【００８７】
これらのように、内燃機関１００の運転を停止する場合には、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、弁スタンプ領域９３を通過した付近以外に位置する場合には負荷が小さくなり、弁スタンプ領域９３を通過した付近に位置する場合には大きな負荷が作用する。これにより、内燃機関１の運転の停止時においてクランクシャフト１２が停止する場合には、クランクシャフト１２は、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、弁スタンプ領域９３を通過した付近で停止する。つまり、位置決めフランジ１１０及び油圧アクチュエータ１２０は、クランクシャフト１２に負荷を作用させることにより、各気筒３のクランク角が弁スタンプ領域９３外、即ち開弁許容領域９６に位置した状態でクランクシャフト１２を停止させる。
【００８８】
図１３は、本発明の実施例２に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の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を有する内燃機関１００の制御方法、即ち、当該電磁駆動弁４０を有する内燃機関１００の処理手順について説明する。当該内燃機関１００の運転時において当該処理手順を行なう場合には、まず、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦになっているかを判断する（ステップＳＴ２０１）。この判断は、ＥＣＵ１４０の処理部８１が有するイグニッション判断部８３で行ない、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦになっていない場合、即ちイグニッションスイッチ９０がＯＮの場合には、この処理手順から抜け出る。
【００８９】
イグニッション判断部８３での判断により、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦであると判断された場合には、油圧アクチュエータ１２０を作動させる（ステップＳＴ２０２）。この油圧アクチュエータ１２０の作動は、ＥＣＵ１４０の処理部８１が有するアクチュエータ制御部１４１で行なう。このアクチュエータ制御部１４１は、電気信号により油圧配管１３０の第１バルブ１３１と第２バルブ１３２の開閉が可能になっており、イグニッションスイッチ９０がＯＦＦであると判断された場合には、油圧アクチュエータ１２０のプランジャ１２２の突出量が増加するように第１バルブ１３１と第２バルブ１３２の開閉を制御する。具体的には、油圧配管１３０において油圧アクチュエータ１２０よりも作動油の流れ方向の上流側に位置する第１バルブ１３１を開き、油圧アクチュエータ１２０よりも下流側に位置する第２バルブ１３２を閉じる。これにより、油圧配管１３０から油圧アクチュエータ１２０の油圧室１２４内に流れる作動油の量が増加し、油圧室１２４内の圧力は増加するので、油圧ピストン１２３がスプリング１２５を押し縮めてプランジャ１２２の方向に移動することにより、プランジャ１２２の突出量は大きくなる。
【００９０】
このように、プランジャ１２２の突出量が増加すると、プランジャ１２２は位置決めフランジ１１０に接触する。プランジャ１２２が位置決めフランジ１１０に接触すると、プランジャ１２２は位置決めフランジ１１０の山部１１１と谷部１１２とに交互に接触する。ここで、プランジャ１２２が接触する部分が位置決めフランジ１１０の谷部１１２から山部１１１に移動する場合には、位置決めフランジ１１０はプランジャ１２２を押し縮めながら回転し、この押し縮める力は、位置決めフランジ１１０、即ちクランクシャフト１２の回転方向の抵抗になる。換言すると、油圧アクチュエータ１２０はクランクシャフト１２に対して回転方向の負荷を作用させる。また、プランジャ１２２が接触する部分が、位置決めフランジ１１０の谷部１１２から山部１１１に移動する場合以外の場合には、プランジャ１２２の突出量は変化しない、または、突出量は大きくなる方向に変化するので、位置決めフランジ１１０、即ちクランクシャフト１２の回転方向の抵抗は、比較的小さくなる。換言すると、油圧アクチュエータ１２０からクランクシャフト１２に対する回転方向の負荷は、比較的小さくなる。これらにより、回転中のクランクシャフト１２は減速する。
【００９１】
このように、油圧アクチュエータ１２０を作動させた後は、次に、ピストン１０の作動状態を取得する（ステップＳＴ２０３）。このピストン１０の作動状態は、所定時間におけるクランク角をクランク角検出センサ３１で検出し、検出した結果をＥＣＵ１４０の処理部８１が有するピストン作動状態取得部８６で取得する。このように、所定時間におけるクランク角をピストン作動状態取得部８６で取得することにより、クランクシャフト１２の回転状態を取得することができる。さらに、このクランクシャフト１２の回転状態を取得することにより、コネクティングロッド１１によってクランクシャフト１２に接続されたピストン１０の作動状態を取得することができる。
【００９２】
次に、ピストン１０が停止しているかを判断する（ステップＳＴ２０４）。この判断は、ＥＣＵ１４０の処理部８１が有するピストン作動状態判断部８７によって行なわれる。このピストン作動状態判断部８７は、ピストン作動状態判断部８７で取得したピストン１０の作動状態より、ピストン１０が停止していると判断された場合には、電磁駆動弁４０を停止させる（ステップＳＴ２０５）。つまり、ピストン作動状態判断部８７によってピストン１０が停止していると判断された場合には、電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３への制御信号の送信を停止する。これにより、駆動回路３３から電磁駆動弁４０に対して励磁電流が供給されなくなるので、電磁駆動弁４０は中立状態７０となって停止する。これに対し、ピストン作動状態判断部８７によってピストン１０が停止していないと判断された場合には、ステップＳＴ２０３に戻って上記の各ステップを繰り返す。
【００９３】
また、このようにピストン１０が停止した際には、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、クランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３を超えて上死点から９０°以内の範囲内に停止する。また、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角のうち、上死点から９０°以内の範囲内に停止した方のクランク角の、他方のクランク角は、クランクシャフト１２の回転方向において下死点から９０°以内の範囲内に停止する。例えば、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角が、クランクシャフト１２の回転方向において上死点から９０°以内の範囲内に停止した場合には、第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角は、クランクシャフト１２の回転方向において下死点から９０°以内の範囲内に停止する。
【００９４】
以上の電磁駆動弁４０を有する内燃機関１００は、負荷手段として、位置決めフランジ１１０と油圧アクチュエータ１２０とからなる回転位置規制手段を設けている。このため、内燃機関１００の停止時においてクランクシャフト１２を停止させる場合に、より確実に所定のクランク角で停止させることができる。つまり、クランクシャフト１２を停止させる場合に、より確実にクランク角が弁スタンプ領域９３外に位置した状態でクランクシャフト１２を停止させることができる。これにより、再び内燃機関１００を始動する際に、より確実に電磁駆動弁４０が開弁している状態で、ピストン１０が上死点付近に位置して弁スタンプ領域９３内に位置する状態になることを、より確実に抑制できる。この結果、内燃機関１００の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を、より確実に抑制することができる。
【００９５】
また、回転位置規制手段として、位置決めフランジ１１０と油圧アクチュエータ１２０とを設けている。このうち、油圧アクチュエータ１２０は、プランジャ１２２の突出量を変化させることができるように設けられており、突出量を変化させることにより、位置決めフランジ１１０に対して付勢力を与えることができる。また、位置決めフランジ１１０は、当該位置決めフランジ１１０に対して付勢力を与えているプランジャ１２２が谷部１１２に接触した場合に、第１気筒４のクランク角と第４気筒７のクランク角、または第２気筒５のクランク角と第３気筒６のクランク角が、クランクシャフト１２の回転方向において弁スタンプ領域９３を超えて上死点から９０°以内の範囲内に位置させることができる向きで設けられている。このため、内燃機関１００の停止時においてクランクシャフト１２を停止させる場合に、より確実に所定のクランク角で停止させることができる。つまり、クランクシャフト１２を停止させる場合に、より確実にクランク角を弁スタンプ領域９３外、即ち開弁許容領域９６に位置させて停止させることができる。この結果、内燃機関１００の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を、より確実に抑制することができる。
【００９６】
なお、上述した実施例１及び実施例２では、内燃機関１、１００は４つの気筒３を有しているが、気筒３の数は４つ以外でもよい。気筒３の数が４つ以外の場合でも、内燃機関１、１００の停止時にクランクシャフト１２の回転方向においてクランク角が弁スタンプ領域９３を超えた位置でクランクシャフト１２が停止し、さらに、全ての気筒３のクランク角が開弁許容領域９６に位置するようにクランクシャフト１２を停止させることにより、内燃機関１、１００の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００９７】
また、上述した実施例１では、内燃機関１の運転の停止時に、複数設けられる気筒のうちクランク角の回転方向において、より弁スタンプ領域９３に近い位置で停止するクランク角である第２気筒５及び第３気筒６のクランク角は、クランクシャフト１２の回転方向において下死点から９０°の範囲内に停止しているが、停止位置はこれ以外の範囲でもよい。つまり、内燃機関１の運転の停止時に、クランク角の回転方向において、より弁スタンプ領域９３に近い位置で停止するクランク角は、内燃機関１の始動時に、当該クランク角が弁スタンプ領域９３内に入り込むまでの間に、電磁駆動弁４０が通常作動できる位置であればよい。これにより、停止した内燃機関１を再び始動する際に、停止している電磁駆動弁４０が通常作動するまでは、いずれの気筒３のクランク角も弁スタンプ領域９３に入り込まないので、電磁駆動弁４０が開弁状態の時にクランク角が弁スタンプ領域９３に入り込むことを抑制できる。この結果、内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を、より確実に抑制することができる。
【００９８】
また、実施例１に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１では、第１気筒４のクランク角を検出し、この第１気筒４のクランク角を基準として当該クランク角が弁スタンプ領域９３に位置して停止しないようにクランクシャフト１２への負荷を変化させているが、基準となるクランク角、即ち、検出するクランク角は、第１気筒４のクランク角以外でもよい。複数設けられる気筒３のクランク角同士の相対関係は、常に一定であるので、このうちの一部の気筒３におけるクランク角を検出し、このクランク角を基準として当該クランク角が弁スタンプ領域９３に位置して停止しないようにクランクシャフト１２への負荷を変化させることにより、クランクシャフト１２の負荷を変化させる場合の制御が容易になる。この結果、容易に内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができる。
【００９９】
また、実施例１に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１では、内燃機関１の停止時において回転中のクランクシャフト１２に負荷を作用させる際に、電磁駆動弁４０を閉弁させているが、電磁駆動弁４０の開閉を制御することによりクランクシャフト１２に負荷を作用させる場合には、電磁駆動弁４０を閉弁する以外の手段により負荷を作用させてもよい。例えば、クランクシャフト１２に負荷を作用させる場合には、内燃機関１の排気行程で排気側電磁駆動弁４２の開弁をする時期を遅らせてもよい。これにより、排気行程で圧縮仕事をさせることができるので、ピストン１０及びコネクティングロッド１１を介してクランクシャフト１２に負荷を作用させることができる。また、内燃機関１の吸気行程で吸気側電磁駆動弁４１の開弁期間を短くしてもよい。これにより、気筒３内に吸入する混合気の量が減少するため、燃焼行程での燃焼時の圧力が低下し、吸気側電磁駆動弁４１が通常作動をしている場合と比較して、相対的にクランクシャフト１２の回転方向に対する負荷が大きくなる。これらのように、電磁駆動弁４０の開閉の制御を行なうことにより、負荷手段として新たな構造を設けなくても、容易にクランクシャフト１２の回転方向の負荷を変化させることができ、また、負荷手段として独立した構造を設けないので、部品点数の低減を図ることができる。この結果、容易に内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができると共に、製造コストの低減を図ることができる。
【０１００】
図１４は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の変形例を示す説明図である。また、回転しているクランクシャフト１２に負荷を作用させて回転を減速させる際に、実施例１では電磁駆動弁４０の開閉を制御し、実施例２では位置決めフランジ１１０と油圧アクチュエータ１２０とを用いているが、回転中のクランクシャフト１２を減速させる場合には、これ以外の手段を用いてもよい。例えば、負荷手段として、クランクシャフト１２の回転に伴って回転する回転手段であるフライホイール１３と、フライホイール１３に接触して回転中のフライホイール１３を減速可能に設けられた減速手段であるブレーキパッド１５０とを用いてもよい。この場合、負荷手段は、回転中のフライホイール１３にブレーキパッド１５０を接触させることにより、クランクシャフト１２に負荷を作用させ、この負荷によってフライホイール１３を減速させる。また、この負荷は、フライホイール１３を介してクランクシャフト１２に作用するので、これにより、クランクシャフト１２は、この負荷によって減速する。従って、内燃機関１に通常設けられているフライホイール１３を用いてクランクシャフト１２を減速するので、クランクシャフト１２を減速させるための新たな構造を設ける必要がなく、容易にクランクシャフト１２を減速させることができる構造にできる。また、負荷手段にフライホイール１３を用いているので、部品点数の低減を図ることができる。これらの結果、容易に内燃機関１の始動時における電磁駆動弁４０とピストン１０との干渉を抑制することができると共に、製造コストの低減を図ることができる。
【０１０１】
また、実施例１に係る電磁駆動弁４０を有する内燃機関１では、電磁駆動弁４０を閉弁することにより回転中のクランクシャフト１２に負荷を作用させ、実施例２係る電磁駆動弁を有する内燃機関１００では、位置決めフランジ１１０と油圧アクチュエータ１２０とを用いて回転中のクランクシャフト１２に負荷を作用させているが、１つの内燃機関１で双方を用いてもよい。具体的には、内燃機関１を停止する際に、まず電磁駆動弁４０を閉弁することにより、所定の回転数までクランクシャフト１２を減速させる。その後、回転数が下がったら、油圧アクチュエータ１２０を作動させてプランジャ１２２の突出量を大きくし、位置決めフランジ１１０に付勢力を与えてさらに減速させ、クランクシャフト１２の停止時には、プランジャ１２２が位置決めフランジ１１０の谷部１１２に位置した状態で停止する。
【０１０２】
これにより、クランクシャフト１２の回転数が下がってからプランジャ１２２を位置決めフランジ１１０に接触させるので、位置決めフランジ１１０が高速で回転している状態でプランジャ１２２を接触させる場合のように、プランジャ１２２の突出量が高速で変化することを抑制できる。これにより、プランジャ１２２の突出量が高速で変化することに起因する油圧アクチュエータ１２０の故障を低減できる。また、位置決めフランジ１１０が高速で回転している状態でプランジャ１２２を接触させる必要が無くなるので、位置決めフランジ１１０及びプランジャ１２２の双方の摩耗の低減を図ることできる。これらの結果、位置決めフランジ１１０や油圧アクチュエータ１２０、即ち、負荷手段の耐久性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上のように、本発明に係る電磁駆動弁を有する内燃機関は、圧縮比を高くして性能の向上を図っている内燃機関に有用であり、特に、内燃機関始動時における不具合を低具する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示す電磁駆動弁の詳細図である。
【図４】図１のＢ部詳細図である。
【図５】図３に示す電磁駆動弁の閉弁状態を示す説明図である。
【図６】図３に示す電磁駆動弁の開弁状態を示す説明図である。
【図７】図１に示す内燃機関の弁スタンプ領域の説明図である。
【図８】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の処理手順を示すフロー図である。
【図９】本発明の実施例２に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の概略図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】図１０に示す油圧アクチュエータのプランジャが突出した状態を示す説明図である。
【図１２】図１１に示す油圧アクチュエータのプランジャが位置決めフランジの谷部に接触した状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例２に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の処理手順を示すフロー図である。
【図１４】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁を有する内燃機関の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１、１００  内燃機関
３  気筒
４  第１気筒
５  第２気筒
６  第３気筒
７  第４気筒
８  シリンダヘッド
９  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
１３  フライホイール
１５  燃焼室
１８  冷却水路
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
７０  中立状態
７１  閉弁状態
７２  開弁状態
８０、１４０  ＥＣＵ
８１  処理部
８２  電磁駆動弁制御部
８３  イグニッション判断部
８４  クランク角取得部
８５  クランク角位置判断部
８６  ピストン作動状態取得部
８７  ピストン作動状態判断部
８８  記憶部
８９  入出力部
９０  イグニッションスイッチ
９３  弁スタンプ領域
９４  干渉開始点
９５  干渉終了点
９６  開弁許容領域
９７  第１・第４気筒停止位置
９８  第２・第３気筒停止位置
１１０  位置決めフランジ
１１１  山部
１１２  谷部
１２０  油圧アクチュエータ
１２１  ケース部
１２２  プランジャ
１２３  油圧ピストン
１２４  油圧室
１２５  スプリング
１３０  油圧配管
１３１  第１バルブ
１３２  第２バルブ
１４１  アクチュエータ制御部
１５０  ブレーキパッド
【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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