(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、
前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、
前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、
前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、
前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子、前記弁体、前記第１ばね及び前記第２ばねの合計の質量に基づいて前記モデルパラメータ内の質量に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子及び前記第１ばねの質量に基づいて前記モデルパラメータ内の質量に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内で質量に関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項２】
ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、
前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、
前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、
前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、
前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内におけるばね定数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねと前記第２ばねとの合成ばねのばね定数に基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねのばね定数に基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内でばね定数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項４】
ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、
前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、
前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、
前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、
前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内におけるばね定数及びばねのオフセットに関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項５】
請求項４において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねと前記第２ばねとの合成ばねのばね定数及び該合成ばねのオフセットに基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数及びオフセットに関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねのばね定数及び該第１ばねのオフセットに基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数及びオフセットに関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内でばね定数及びオフセットに関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項６】
ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、
前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、
前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、
前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内における粘性係数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項７】
請求項６において、前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されていることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子の運動に起因する粘性係数と前記弁体の運動に起因する粘性係数との合計の粘性係数に基づいて前記モデルパラメータ内の粘性係数に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子の運動に起因する粘性係数に基づいて前記モデルパラメータ内の粘性係数に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内で粘性係数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項９】
ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、
前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、
前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、
前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、
前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内における質量、ばね定数、ばねのオフセット及び粘性係数から選択された２〜４個のいずれかの組み合わせからなる物理量に関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子に関する前記物理量と前記弁体に関する前記物理量との組み合わせにより得られた物理量に基づいて前記モデルパラメータ内の前記物理量に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子に関する前記物理量に基づいて前記モデルパラメータ内の前記物理量に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内で前記物理量に関するパラメータを切り替えることを特徴とする電磁駆動弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁駆動弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気弁や排気弁などを対象として電磁駆動弁を採用した場合の制御装置が提案されている（特開２００１−２０７８７５、特開２０００−２３４５３４、特開２００１−２２１０２２、特開２００１−２２１３６０）。これらの制御装置の内、例えば可動子による衝突騒音の低減を図るために内燃機関の特定の運転領域において可動子を着座させないようにしたり、可動子の速度を着座時に「０」に近づけたり、可動子の速度を切り替えたりするなどの目標作動特性になるように可動子の位置制御が行われている。
【０００３】
これらの開示技術においては、上述した目標作動特性を達成するために、電磁駆動弁をばね・質量振動系としてモデル化するものが提案されており、可動部の質量、ばね定数、粘性係数をモデルパラメータとした物理モデルに基づいて、目標作動特性を得るために電磁石に出力される電流値を調整している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した開示技術では可動部の質量、ばね定数及び粘性係数を固定したモデルパラメータにより電磁駆動弁制御を実行している。しかし電磁駆動弁は、ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えており、可動子の駆動に応じて可動子が弁体に係合することにより開閉動作を実行している。このため可動子が弁体に対して係合状態で作動している期間ばかりでなく、可動子が弁体に対して非係合状態で作動している期間が存在する。
【０００５】
前記開示技術では、この非係合状態での作動期間を考慮せず、全て係合状態で作動しているものと考えて、固定したモデルパラメータによるモデルに基づいて電磁駆動弁制御を実行している。このため非係合状態での作動期間では、ばね・質量振動系モデルが実際のばね・質量振動系とのずれが発生する。例えば、可動子が閉弁側に移動する場合に弁体が着座した後は、可動子は弁体から離れるので、実際の質量は可動子のみとなり、実際のばね定数も可動子を付勢しているばねのみのばね定数となる。更に、実際の粘性係数についても可動子のみの運動に起因した粘性係数となる。このようなばね・質量振動系モデルにおけるずれが生じることにより、電磁石による電磁力特性が目標作動特性に対応しなくなり電磁駆動弁制御の精度が悪化する問題が生じる。
【０００６】
本発明は、電磁駆動弁におけるばね・質量振動系の変化に対応して、モデルパラメータひいてはモデルを常に好適なものとすることにより、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を向上させることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の電磁駆動弁制御装置は、ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子、前記弁体、前記第１ばね及び前記第２ばねの合計の質量に基づいて前記モデルパラメータ内の質量に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子及び前記第１ばねの質量に基づいて前記モデルパラメータ内の質量に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内で質量に関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【０００８】
このようにモデルパラメータ切替手段が、可動子と弁体との係合時と非係合時とで電磁力調整手段におけるモデルパラメータを切り替えているので、電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系の変化に対応して適切なモデルを利用できるようになる。このため電磁力調整手段による可動子の駆動を高精度なものにでき、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を向上させることができる。
【０００９】
尚、前記「位置情報」とは座標位置そのものを表すばかりでなく位置変化、例えば速度や加速度などの位置に関する情報を含む概念である。他の請求項においても同じである。
【００１０】
又、前記モデルは、直接的にモデルを表す関係式ばかりでなく、この関係式から導かれる各種の関係式、例えばモデルから導かれる電磁力要求値算出式や状態観測器なども含まれる。他の請求項においても同じである。
【００１２】
そして、可動子が第１ばねにより弁体が第２ばねによりそれぞれ上述したごとくに付勢されていることにより、可動子と弁体との係合有無によりばねに関するモデルパラメータが異なることになる。したがってモデルパラメータ切替手段が係合有無によりモデルパラメータを切り替えることにより、電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系の変化に対応して適切なモデルを利用できるようになる。このため、電磁力調整手段による可動子の駆動を高精度なものにでき、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を向上させることができる。
【００１４】
ここで、可動子と弁体との係合有無により、可動子の運動に伴う移動質量が異なる。したがってモデルパラメータ切替手段は係合有無により質量に関するモデルパラメータを切り替える。
【００１６】
具体的には、可動子と弁体との係合時には可動子の運動に伴って弁体も移動し、非係合時には可動子が運動しても弁体は連動しない。したがって係合の有無による質量上の差は、可動子と弁体との合計の質量と、可動子のみの質量との間の差が含まれている。
【００１８】
尚、係合の有無により作用するばねの数も異なる場合には、係合の有無による質量上の差は、第１ばねと第２ばねとの合計の質量と、第１ばねのみの質量との間の差も含むことにより、より適切な質量差を得ることができる。
【００１９】
このためモデルパラメータ切替手段は、係合時は可動子、弁体、第１ばね及び第２ばねの合計の質量に基づいてモデルパラメータを設定し、非係合時は可動子及び第１ばねの質量に基づいてモデルパラメータを設定する。このことにより電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになりモデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を更に向上させることができる。
【００２０】
請求項２記載の電磁駆動弁制御装置では、ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内におけるばね定数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【００２１】
係合時には可動子を付勢する第１ばねと弁体を付勢する第２ばねとが可動子の運動に関わり、非係合時には可動子を付勢する第１ばねのみが可動子の運動に関わる。したがってモデルパラメータ切替手段は係合有無によりばね定数に関するモデルパラメータを切り替えることにより、電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項３記載の電磁駆動弁制御装置では、請求項２において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねと前記第２ばねとの合成ばねのばね定数に基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねのばね定数に基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内でばね定数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【００２３】
モデルパラメータ切替手段は、係合時には第１ばねと第２ばねとの合成のばね定数に基づき、非係合時には第１ばねのみのばね定数に基づいて、ばね定数に関するモデルパラメータを切り替える。このことにより電磁力調整手段は、実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項４記載の電磁駆動弁制御装置では、ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内におけるばね定数及びばねのオフセットに関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【００２５】
可動子と弁体との係合時には可動子を付勢する第１ばねと弁体を付勢する第２ばねとが可動子の運動に関わり、非係合時には可動子を付勢する第１ばねのみが可動子の運動に関わる。この場合、単にばね定数が切り替わるのみでなく、オフセットが切り替わる場合がある。
【００２６】
したがってモデルパラメータ切替手段は、係合有無によりばね定数とばねのオフセットとに関するモデルパラメータを切り替えることにより、電磁力調整手段は、実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を一層向上させることができる。
【００２７】
請求項５記載の電磁駆動弁制御装置では、請求項４において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねと前記第２ばねとの合成ばねのばね定数及び該合成ばねのオフセットに基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数及びオフセットに関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記第１ばねのばね定数及び該第１ばねのオフセットに基づいて前記モデルパラメータ内のばね定数及びオフセットに関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内でばね定数及びオフセットに関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【００２８】
モデルパラメータ切替手段は、係合時には第１ばねと第２ばねとの合成のばね定数とそのオフセットとに基づき、非係合時には第１ばねのみのばね定数とそのオフセットとに基づいて、ばね定数及びオフセットに関するモデルパラメータを切り替える。このことにより電磁力調整手段は、実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を一層向上させることができる。
【００２９】
請求項６記載の電磁駆動弁制御装置では、ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内における粘性係数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
請求項７記載の電磁駆動弁制御装置では、請求項６において、前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されていることを特徴とする。
【００３０】
可動子と弁体との係合有無により可動子の運動時における粘性係数が異なる。
係合時に可動子と弁体とが共に運動する場合には、可動子のみが移動する場合に比較して、移動速度に応じて発生する抵抗力が変化する。すなわち粘性係数が変わる。したがって、請求項６及び７に記載の電磁駆動弁制御装置では、モデルパラメータ切替手段は係合有無により粘性係数に関するモデルパラメータを切り替えることにより、電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を向上させることができる。
【００３１】
請求項８記載の電磁駆動弁制御装置では、請求項６又は７において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子の運動に起因する粘性係数と前記弁体の運動に起因する粘性係数との合計の粘性係数に基づいて前記モデルパラメータ内の粘性係数に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子の運動に起因する粘性係数に基づいて前記モデルパラメータ内の粘性係数に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内で粘性係数に関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【００３２】
モデルパラメータ切替手段は係合時には可動子と弁体との両者の運動に起因する粘性係数に基づき、非係合時には可動子の運動に起因する粘性係数に基づいてモデルパラメータを切り替える。このことにより電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を向上させることができる。
【００３３】
請求項９記載の電磁駆動弁制御装置では、ばね力と電磁力との協働により駆動される可動子と該可動子と係合可能な弁体とを備えて前記可動子の駆動に応じて前記可動子が前記弁体に係合することにより前記弁体が開閉動作を実行する電磁駆動弁に対する電磁駆動弁制御装置であって、前記電磁駆動弁は、前記可動子が第１ばねにより前記弁体を開側に移動する方向に付勢され、前記弁体が第２ばねにより閉側に付勢されており、前記可動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、ばね・質量振動系として得られている前記電磁駆動弁のモデルと前記位置情報検出手段にて検出された位置情報とに基づいて前記可動子が目標作動状態となるように前記可動子を駆動するための電磁力を調整する電磁力調整手段と、前記位置情報検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間か、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間かを判別し、判別された期間に対応して前記電磁力調整手段における前記モデルのモデルパラメータを切り替えるモデルパラメータ切替手段とを備え、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間に対応して、前記モデルパラメータ内における質量、ばね定数、ばねのオフセット及び粘性係数から選択された２〜４個のいずれかの組み合わせからなる物理量に関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【００３４】
このようにモデルパラメータ切替手段は、係合有無により、モデルパラメータの内で質量、ばね定数、ばねのオフセット及び粘性係数から選択された２〜４個のいずれかの組み合わせからなる物理量に関するパラメータを切り替える。このことにより、電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を更に向上させることができる。
【００３５】
請求項１０記載の電磁駆動弁制御装置では、請求項９において、前記モデルパラメータ切替手段は、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子に関する前記物理量と前記弁体に関する前記物理量との組み合わせにより得られた物理量に基づいて前記モデルパラメータ内の前記物理量に関するパラメータを設定し、前記判別された期間が、前記可動子が前記弁体に対して非係合状態で作動している期間である場合は、前記可動子に関する前記物理量に基づいて前記モデルパラメータ内の前記物理量に関するパラメータを設定することで、前記モデルパラメータの内で前記物理量に関するパラメータを切り替えることを特徴とする。
【００３６】
モデルパラメータ切替手段は、係合時には可動子と弁体との両方の組み合わせによる前記物理量に関するモデルパラメータとし、非係合時には可動子についての前記物理量に関するモデルパラメータとする。このことにより電磁力調整手段は実際のばね・質量振動系に対応して適切なモデルを利用できるようになり、モデルを用いた電磁駆動弁の制御精度を更に向上させることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された電磁駆動弁２の概略構成図である。ここで電磁駆動弁２は、車両に搭載された内燃機関の吸気弁及び排気弁として用いられているものである。尚、吸気弁も排気弁も共に基本的な構成は同じであるので、図１の電磁駆動弁２を吸気弁であるとして説明する。
【００３８】
電磁駆動弁２はバルブ部４、電磁駆動部６及び変位センサ部７（位置情報検出手段に相当）を備えて構成されている。バルブ部４はポペット型の弁体８を有し、弁軸８ａによりシリンダヘッド１０に往復動可能に支持されている。シリンダヘッド１０には燃焼室１２に通じる吸気ポート１４が形成されており、吸気ポート１４の燃焼室１２側の開口部には、弁体８が離着座する弁座１６が形成されている。
【００３９】
弁軸８ａの一端側にはロアリテーナ１８が設けられている。ロアリテーナ１８とシリンダヘッド１０との間にはロアスプリング２０（第２ばねに相当）が圧縮状態で配設されている。このロアスプリング２０により弁体８全体は閉弁方向（図１の上方向）に付勢されている。
【００４０】
電磁駆動部６はアーマチャ２２（可動子に相当）、ロアコア２４及びアッパコア２６を備えている。これらアーマチャ２２、ロアコア２４及びアッパコア２６は高透磁率材料からなる。円盤状のアーマチャ２２の中心部にはアーマチャシャフト２２ａが設けられてロアコア２４及びアッパコア２６の中心孔を摺動可能に貫通している。そしてアッパコア２６を貫通したアーマチャシャフト２２ａにはアッパリテーナ２８が固定されており、このアッパリテーナ２８と電磁駆動部６のケーシング６ａとの間にはアッパスプリング３０（第１ばねに相当）が圧縮状態で配置されている。このアッパスプリング３０によりアーマチャシャフト２２ａは弁体８方向（図１の下方向）に付勢されている。
【００４１】
したがってアーマチャシャフト２２ａの下端部２２ｂと弁軸８ａの上端部８ｂとは、アッパスプリング３０とロアスプリング２０との付勢力により当接することで、アーマチャ２２と弁体８とは図示したごとく係合でき、この係合状態でアーマチャ２２と弁体８とは一体となって移動できる。そしてロアコア２４及びアッパコア２６が励磁されていない場合には、ロアスプリング２０とアッパスプリング３０とのばね力の平衡する位置にてアーマチャシャフト２２ａと弁軸８ａとは停止する。尚、ロアスプリング２０とアッパスプリング３０とは同一のばねを用いている。このばね力の平衡位置ではアーマチャ２２はロアコア２４とアッパコア２６との中央に位置するように設定されている。図１はこの平衡状態を示している。この平衡位置をアーマチャ２２の変位量Ｘ＝０（ｍｍ）とし、ロアコア２４側をマイナス、アッパコア２６側をプラスとする。
【００４２】
変位センサ部７は電磁駆動部６のケーシング６ａに取り付けられ、ケーシング６ａを貫通して挿入されているアーマチャシャフト２２ａの挿入量を検出することでアーマチャ２２の変位量Ｘを検出し、この変位量Ｘを表す変位信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）３２に出力している。このアーマチャ２２の変位量Ｘは、開側（図１の下側）から全閉状態（弁体８が弁座１６に当接した状態）までは、アーマチャ２２と弁体８との一体物の移動位置を表している。しかし後述するごとく全閉状態からアーマチャ２２が更に閉側（図１の上側）に移動すると、弁体８は弁座１６に着座したままで位置は変化しなくなる。このような領域では、変位量Ｘは弁体８から分離したアーマチャ２２のみの移動位置を示すことになる。
【００４３】
ロアコア２４内部にはロアコイル２４ａが、アッパコア２６内部にはアッパコイル２６ａが配置されており、それぞれＥＣＵ３２から出力される励磁電流により、ロアコア２４及びアッパコア２６にアーマチャ２２を吸引あるいは保持する電磁力を生じさせることができる。ロアコイル２４ａに励磁電流Ｉｌｏｗが供給されてロアコア２４が離れているアーマチャ２２を吸引すると、アーマチャ２２はアッパスプリング３０のばね力とロアコア２４による電磁力とを、弁体８側に付与する。このことにより弁体８は、ロアスプリング２０のばね力に抗して弁座１６から離れる方向に移動し吸気弁としての開度を大きくする。そしてアーマチャ２２がロアコア２４に当接した状態にて吸気弁は最大の開度となる。このように弁体８を弁座１６から離している時は、図１及び図２（Ａ）に示すごとく、アーマチャシャフト２２ａの下端部２２ｂは弁軸８ａの上端部８ｂに当接したままであり、アーマチャ２２と弁体８とは一体に移動する状態となっている。尚、図２（Ａ）は全開状態を示している。
【００４４】
アッパコイル２６ａに励磁電流Ｉｕｐが供給されてアッパコア２６がアーマチャ２２を吸引した場合には、アーマチャ２２はアッパスプリング３０のばね力に抗してアッパコア２６側に移動する。このことにより弁体８はロアスプリング２０のばね力により弁体８を弁座１６に近づける方向に移動させて、吸気弁としての開度を小さくする。図２（Ｂ）に示すごとく、アーマチャ２２がアッパコア２６に当接した状態では既に弁体８は弁座１６に当接しており吸気弁は全閉となっている。尚、アーマチャ２２がアッパコア２６に当接する前の段階で、弁体８が弁座１６に着座するために、アーマチャシャフト２２ａの下端部２２ｂは弁軸８ａの上端部８ｂから離れる。したがって閉弁時の最終段階（図示、タペットクリアランスである距離ｘｇ分の移動）においては、ロアスプリング２０の付勢力はアーマチャ２２側には作用せず、アーマチャ２２のみが電磁力によりアッパスプリング３０のばね力に抗して図示上方へ移動する。
【００４５】
ＥＣＵ３２はマイクロコンピュータを中心として構成された電子回路である。ＥＣＵ３２は、図１に示したごとく変位センサ部７や内燃機関等に配置された各種センサを含むセンサ類３４からの信号や、内燃機関制御用ＥＣＵを含む他のＥＣＵ３６とのデータ通信により各種情報を得ている。そしてこれらの情報に基づいて各コイル２４ａ，２６ａへの励磁電流Ｉｌｏｗ，Ｉｕｐを調整して電磁駆動弁２の駆動制御を実行している。
【００４６】
内燃機関の運転に伴う電磁駆動弁２の駆動制御は、ＥＣＵ３２により図３のタイミングチャートに例示するごとく行われる。尚、図示していないが内燃機関の始動時においては、図１に示した状態から、ＥＣＵ３２はロアコイル２４ａとアッパコイル２６ａとに繰り返し励磁電流を流すことにより、アーマチャ２２と弁体８とを励振し、振幅を次第に大きくすることにより、電磁駆動弁２を開弁状態あるいは閉弁状態に誘導している。
【００４７】
図３の時刻ｔ０以前においては、既に図２（Ａ）に示したごとくアーマチャ２２はロアコア２４に当接して保持状態にあるものとする。閉弁要求が他のＥＣＵ３６からなされた場合には、直ちに、ロアコイル２４ａに保持電流として供給されている励磁電流Ｉｌｏｗが停止される（時刻ｔ０）。このことによりロアスプリング２０とアッパスプリング３０との合成ばねのばね力によりアーマチャ２２と弁体８とは一体となって閉弁側（図示上方）への移動を開始する。そしてアーマチャ２２がロアコア２４とアッパコア２６との中央位置（変位量Ｘ＝０）よりもアッパコア２６側に設定してある閉弁時通過基準位置Ｘｕｐに到達すると（時刻ｔ１）からアッパコイル２６ａの励磁電流Ｉｕｐとして吸引電流の供給が開始されて、アーマチャ２２をアッパコア２６側へ吸引する。そしてアーマチャ２２の変位量Ｘが最大変位量Ｘｍａｘとなると（時刻ｔ３）、アーマチャ２２がアッパコア２６に当接するので、アッパコイル２６ａに対する励磁電流Ｉｕｐは保持電流に変化し、アーマチャ２２はアッパコア２６に保持される（時刻ｔ３〜ｔ４）。尚、アーマチャ２２の変位量Ｘが最大変位量Ｘｍａｘとなる途中（時刻ｔ２）にて弁体８は弁座１６に着座して全閉となり弁体８は停止する。このことによりアーマチャ２２は弁体８とは分離し非係合状態で最大変位量Ｘｍａｘまで移動する。
【００４８】
次に開弁要求が他のＥＣＵ３６からなされた場合には、直ちにアッパコイル２６ａに保持電流として供給されている励磁電流Ｉｕｐが停止される（時刻ｔ４）。このことにより最初は（時刻ｔ４〜ｔ５）アーマチャ２２は弁体８とは非係合状態にあるので、アッパスプリング３０のみのばね力によりアーマチャ２２は開弁側（図示下方）への移動を開始する。更にアーマチャシャフト２２ａの下端部２２ｂが弁軸８ａの上端部８ｂに当接した後は（時刻ｔ５〜）、アーマチャ２２は弁体８と係合状態となるので、ロアスプリング２０とアッパスプリング３０との合成ばねのばね力によりアーマチャ２２と弁体８とは一体となって開弁側（図示下方）へ移動する。そしてアーマチャ２２がロアコア２４とアッパコア２６との中央位置（変位量Ｘ＝０）よりもロアコア２４側に設定してある開弁時通過基準位置Ｘｌｏｗに到達すると（時刻ｔ６）、ロアコイル２４ａに対する励磁電流Ｉｌｏｗとして吸引電流の供給が開始されて、アーマチャ２２をロアコア２４へ吸引する。そしてアーマチャ２２の変位量Ｘが最小変位量Ｘｍｉｎとなると（時刻ｔ７）、アーマチャ２２がロアコア２４に当接するので、ロアコイル２４ａに対する励磁電流Ｉｌｏｗは保持電流に変化し、アーマチャ２２をロアコア２４に保持する（時刻ｔ７〜）。
【００４９】
このようにＥＣＵ３２がアーマチャ２２に対して電磁力を作用させることにより、ＥＣＵ３２は内燃機関の回転に同期させて吸気弁の開閉及び開度を所望の状態に制御できる。排気弁についても同様である。
【００５０】
次にＥＣＵ３２が実行する前述した閉弁時のアッパコイル２６ａに対する励磁電流供給処理を電磁駆動弁閉弁時制御処理として図４に、開弁時のロアコイル２４ａに対する励磁電流供給処理を電磁駆動弁開弁時制御処理として図５に示す。本処理は内燃機関の始動時以後に実行される処理であり、極めて短い一定時間周期で繰り返し実行される。本処理は吸気弁についての説明であるが、排気弁側についても排気弁としての電磁駆動弁制御処理が同様に行われる。
【００５１】
閉弁要求によりロアコイル２４ａへの励磁電流が停止されることで開始される電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４）について説明する。本処理が開始されると、まず変位センサ部７の検出に基づいて別途実行されている計算処理により常に算出されているアーマチャ２２の現在の変位量Ｘ(i)が読み込まれる（Ｓ１００）。ここで添え字(i)は今回の制御周期での値を示している。
【００５２】
次にこの変位量Ｘ(i)が図３に示した最大変位量Ｘｍａｘに未到達か否かが判定される（Ｓ１０２）。ロアコイル２４ａの励磁電流Ｉｌｏｗの供給が停止されて（図３の時刻ｔ０）から未だアーマチャ２２がアッパコア２６に到達しておらず、Ｘ(i)＜Ｘｍａｘであれば（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、次に変位量Ｘ(i)が閉弁時通過基準位置Ｘｕｐ以上か否かが判定される（Ｓ１０４）。Ｘ(i)＜Ｘｕｐであれば（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、アッパコイル２６ａに対して電流供給を停止状態にしておくため、アッパ吸引電流値Ｉｕｐｐには「０」を設定する（Ｓ１０６）。次にこのアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐに基づいてアッパコイル２６ａに対する励磁電流Ｉｕｐが供給される（Ｓ１２６）。尚、ここでは上述したごとくＩｕｐｐ＝「０」であるので、励磁電流Ｉｕｐの供給はなされない（図３、時刻ｔ０〜ｔ１）。
【００５３】
Ｘ(i)＜Ｘｕｐ（Ｓ１０４で「ＮＯ」）である限り、ステップＳ１００〜Ｓ１０６が繰り返され、アーマチャ２２は弁体８とは係合状態で、ロアスプリング２０及びアッパスプリング３０の合成ばねのばね力のみによりアッパコア２６に向かって移動する。そして変位量Ｘ(i)の増加により、Ｘ(i)≧Ｘｕｐとなれば（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、次に次式１によりアーマチャ２２の実駆動速度Ｖａ(i)が算出される（Ｓ１０８）。
【００５４】
【数１】
Ｖａ(i)  ←  ｛  Ｘ(i)  −  Ｘ(i-1)  ｝／Δｔ    …  ［式１］
ここで添え字(i-1)は前回の制御周期での値、後述する(i+1)は次回の制御周期での値を示している。すなわちＸ(i-1)は前回の制御周期で検出された変位量Ｘを表している。尚、Δｔは本処理の制御周期を表している。
【００５５】
次に次式２により次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)が推定される（Ｓ１１０）。
【００５６】
【数２】
Ｘ(i+1)  ←  Ｘ(i)  ＋  Ｖａ(i)・Δｔ      …  ［式２］
次に変位量Ｘに対してアーマチャ２２の目標駆動速度Ｖｔを設定しているマップＶにより、次回の制御周期の変位量Ｘ(i+1)に対応する目標駆動速度Ｖｔを設定する（Ｓ１１２）。
【００５７】
ここでマップＶを図６に示す。このマップＶはＥＣＵ３２内のＲＯＭに記憶されているものであり、実線で示すごとくアーマチャ２２の変位量Ｘに対する目標駆動速度Ｖｔがリング状に設定されている。この内、状態Ａは、既に弁体８が弁座１６に着座して電磁駆動弁２が全閉となっておりアーマチャ２２がアッパコア２６に保持されている状態である。状態Ｃはアーマチャ２２がロアコア２４に保持され、弁体８が弁座１６から最も離れた状態となって、電磁駆動弁２が全開となっている状態である。全閉状態（状態Ａ）から全開状態（状態Ｃ）に移行する場合には、状態Ａから状態Ｂを経て状態Ｃに至る。状態Ａと状態Ｃとの間は、アーマチャ２２の目標駆動速度Ｖｔはマイナス（図１，２の下方への移動）であり、アーマチャ２２がロアコア２４とアッパコア２６との中央位置（状態Ｂ）にある時に最低（絶対値で最大）の目標駆動速度Ｖｔとなる。又、全開状態（状態Ｃ）から全閉状態（状態Ａ）に移行する場合には、状態Ｃから状態Ｄを経て状態Ａに至る。状態Ｃと状態Ａとの間は、アーマチャ２２の目標駆動速度Ｖｔはプラスであり、アーマチャ２２がロアコア２４とアッパコア２６との中央位置（状態Ｄ）にある時に最高の目標駆動速度Ｖｔとなる。
【００５８】
例えば、図６において変位量Ｘ(i)でのアーマチャ２２の実駆動速度Ｖａが状態Ｇにおける速度で表されるとすると、前記式２で求められた次回の制御周期での変位量Ｘ(i+1)における目標駆動速度Ｖｔ(i+1)は状態Ｈでの速度で表される。
【００５９】
尚、上述したマップＶは、図６に示した構成に限らず、電磁駆動弁２の種類や要求される性能により適宜設定される。例えば、ここではロアスプリング２０及びアッパスプリング３０に蓄積される弾性エネルギーをアーマチャ２２の運動エネルギーに効率的に変換することにより電磁駆動弁２を駆動する際のエネルギー損失を最も少なくするとの観点から図６のごとく構成している。
【００６０】
次に加速度要求値ａが次式３のごとく算出される（Ｓ１１４）。
【００６１】
【数３】
ａ  ←  ｛  Ｖｔ(i+1)  −  Ｖａ(i)  ｝／Δｔ    …  ［式３］
次に次式４に示すごとく電磁駆動弁２に作用する外力Ｆが推定される（Ｓ１１６）。
【００６２】
【数４】
Ｆ  ←  ｆａ  −  ｆｂ        …  ［式４］
ここでｆａは筒内圧力（燃焼室１２内の圧力）と吸気ポート１４側の吸気圧との差圧に応じて主に弁体８に対して作用する力であり、例えば、前記差圧に正比例した値が設定される。電磁駆動弁２が排気弁である場合には、前記差圧は筒内圧と排気圧との差となる。
【００６３】
又、ｆｂは電磁駆動弁２の摺動部における摩擦抵抗であり、予め実験等により設定される一定値である。尚、この摩擦抵抗の大きさは摺動部位の潤滑状態、特に潤滑油の温度に応じて変化するため、ｆｂを内燃機関の温度に応じて温度が低いほど大きくするようにしても良い。
【００６４】
次にアーマチャ２２の変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂ未満か否かが判定される（Ｓ１１８）。この境界値Ｘｕｐｂは、アーマチャシャフト２２ａの下端部２２ｂと弁軸８ａの上端部８ｂとが当接するか否かの境界、すなわちアーマチャ２２と弁体８とが係合状態で移動するか非係合状態で移動するかの境界の変位量を表している。ここで図６に示した状態Ｇの位置であるとすると、Ｘ(i)＜Ｘｕｐｂであるので（Ｓ１１８で「ＹＥＳ」）、次に後述する電磁力要求値Ｆｅｍの算出式（式５）におけるパラメータとして閉弁時第１モデルパラメータを設定する（Ｓ１２０）。
【００６５】
電磁力要求値Ｆｅｍの算出式（式５）におけるモデルパラメータは、質量パラメータｍ、粘性係数パラメータｃ、ばね定数ｋ及びオフセット量ｘｏｆｓである。閉弁時第１モデルパラメータとして設定する場合には、質量パラメータｍにはアーマチャ２２、弁体８、ロアスプリング２０及びアッパスプリング３０との合計の質量ｍｐが設定される。尚、ロアスプリング２０及びアッパスプリング３０については正味の質量でなく可動部としての質量であり、実際の質量より小さい。又、粘性係数パラメータｃにはアーマチャ２２と弁体８とが共に移動する場合の粘性係数ｃｐが、ばね定数ｋにはロアスプリング２０とアッパスプリング３０との合成ばねのばね定数ｋｐが設定される。オフセット量ｘｏｆｓは閉弁時第１モデルパラメータにおいては「０」である。
【００６６】
これらのパラメータの値はそれぞれ予め実験にて求められ、ＥＣＵ３２のＲＯＭ中に記憶されている。
そして、次式５に示すごとく電磁力要求値Ｆｅｍが算出される（Ｓ１２２）。
【００６７】
【数５】
0004055443.tif 000002
ここで、「ｍ・ａ」は質量ｍの物体を加速度要求値ａにて移動させるに必要な力、「ｃ・Ｖａ(i)」は実駆動速度Ｖａ(i)で物体を移動させる場合に抵抗力として生じる力、「ｋ・Ｘ(i)」は変位量Ｘ(i)でのばね力である。「ｋ・ｘｏｆｓ」はオフセットにより発生するばね力（オフセット荷重）であるが、ここでは「０」である。これらの力に前記外力Ｆを加味して、電磁力要求値Ｆｅｍが算出されている。
【００６８】
次にこの電磁力要求値Ｆｅｍを出力するために、アッパコイル２６ａに供給すべきアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐが算出される（Ｓ１２４）。尚、アッパ吸引電流値Ｉｕｐｐの算出は、電磁力要求値Ｆｅｍと変位量Ｘ(i)との吸引電流マップにより算出される。この吸引電流マップは予め実験にて求められてＥＣＵ３２のＲＯＭ中に記憶されている。この吸引電流マップでは、アッパ吸引電流値Ｉｕｐｐは、アーマチャ２２とアッパコア２６とのギャップが大きければ大きく設定され電磁力要求値Ｆｅｍが大きくなれば大きく設定される傾向にある。
【００６９】
このように求められたアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐに基づいてアッパコイル２６ａに対する励磁電流Ｉｕｐが供給される（Ｓ１２６）。以後の制御周期にては、変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂに至らない限り（Ｓ１１８で「ＹＥＳ」）、閉弁時第１モデルパラメータを用いて電磁力要求値Ｆｅｍが算出されて（Ｓ１２０，Ｓ１２２）、対応するアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐの励磁電流Ｉｕｐ出力（Ｓ１２４，Ｓ１２６）が継続する（時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００７０】
そして変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂ以上となると（Ｓ１１８で「ＮＯ」）、前記電磁力要求値Ｆｅｍの算出式（式５）におけるモデルパラメータとして、閉弁時第２モデルパラメータを設定する（Ｓ１２８）。閉弁時第２モデルパラメータとしては、質量パラメータｍにはアーマチャ２２及びアッパスプリング３０との合計の質量ｍｓが設定される。ここでもアッパスプリング３０については正味の質量でなく可動部としての質量であり実際の質量より小さい。又、粘性係数パラメータｃにはアーマチャ２２が移動する場合の粘性係数ｃｓが、ばね定数ｋにはアッパスプリング３０のみのばね定数ｋｓが設定される。尚、Ｘ(i)＞Ｘｕｐｂではアーマチャシャフト２２ａが弁軸８ａから離れて、ロアスプリング２０のばね力を受けなくなる。このため、閉弁時第２モデルパラメータでは、オフセット量ｘｏｆｓには、図１に示したアーマチャ２２の中立状態におけるアッパスプリング３０の圧縮変位量が設定される。これらの値はそれぞれ予め実験にて求められ、ＥＣＵ３２のＲＯＭ中に記憶されている。
【００７１】
そして、これらのパラメータを用いて前記式５に示すごとく電磁力要求値Ｆｅｍが算出される（Ｓ１２２）。この時にはｘｏｆｓ＞０であるので「ｋ・ｘｏｆｓ」は「０」にはならない。
【００７２】
そして、この電磁力要求値Ｆｅｍを出力するために、アッパコイル２６ａに供給すべきアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐが算出され（Ｓ１２４）、アッパ吸引電流値Ｉｕｐｐに基づいてアッパコイル２６ａに対する励磁電流Ｉｕｐが供給される（Ｓ１２６）。以後の制御周期にては、変位量Ｘ(i)が最大変位量Ｘｍａｘに至らない限り（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、閉弁時第２モデルパラメータを用いて電磁力要求値Ｆｅｍが算出されて（Ｓ１２８，Ｓ１２２）、対応するアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐの励磁電流Ｉｕｐ出力（Ｓ１２４，Ｓ１２６）が継続する（時刻ｔ２〜ｔ３）。
【００７３】
変位量Ｘ(i)が最大変位量Ｘｍａｘに至れば（Ｓ１０２で「ＮＯ」）、アッパ保持電流値Ｉｕｐｓが算出される（Ｓ１３０）。このアッパ保持電流値Ｉｕｐｓは、この時（時刻ｔ３〜ｔ４）でのばね力（ここではアッパスプリング３０のみのばね力「ｋｓ・Ｘ(i)＋ｋｓ・ｘｏｆｓ」）に対抗して安定してアーマチャ２２をアッパコア２６に保持するだけの電磁力を発生する電流値である。そしてこのアッパ保持電流値Ｉｕｐｓが励磁電流Ｉｕｐとして出力される（Ｓ１２６）。
【００７４】
次に開弁要求によりアッパコイル２６ａへの励磁電流Ｉｕｐ供給が停止される（時刻ｔ４）ことで開始される電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）について説明する。本処理が開始されると、まず変位センサ部７の検出に基づいて前述したごとく別途算出されているアーマチャ２２の現在の変位量Ｘ(i)が読み込まれる（Ｓ２００）。
【００７５】
次にこの変位量Ｘ(i)が図３に示した最小変位量Ｘｍｉｎに未到達か否かが判定される（Ｓ２０２）。アッパコイル２６ａの励磁電流Ｉｕｐの供給が停止されて（時刻ｔ４）から未だアーマチャ２２がロアコア２４に到達しておらず、Ｘ(i)＞Ｘｍｉｎであれば（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）、次に変位量Ｘ(i)が開弁時通過基準位置Ｘｌｏｗ以下か否かが判定される（Ｓ２０４）。Ｘ(i)＞Ｘｌｏｗであれば（Ｓ２０４で「ＮＯ」）、ロアコイル２４ａに対して電流供給を停止状態にしておくため、ロア吸引電流値Ｉｌｏｗｐには「０」を設定する（Ｓ２０６）。次にこのロア吸引電流値Ｉｌｏｗｐに基づいてロアコイル２４ａに対する励磁電流Ｉｌｏｗが供給される（Ｓ２２４）。ここではＩｌｏｗｐ＝「０」であるので、励磁電流Ｉｌｏｗの供給はなされない（時刻ｔ４〜ｔ６）。尚、開弁時においても電磁駆動弁２のばね・質量振動系としてのモデルはアーマチャシャフト２２ａが弁軸８ａに当接することにより切り替わる（時刻ｔ５）。しかし、このタイミング（時刻ｔ５）では未だ励磁電流による吸引制御をしていない期間であるので、電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）にてはモデルパラメータの切り替わり処理はない。
【００７６】
Ｘ(i)＞Ｘｌｏｗ（Ｓ２０４で「ＮＯ」）である限り、ステップＳ２００〜Ｓ２０６が繰り返され、アーマチャ２２は変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂに至るまではアッパスプリング３０のばね力のみによりロアコア２４に向かって移動する。この時は、弁体８は移動しておらず開弁は開始していない。そして変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂを越えると、アーマチャ２２は弁体８と一体となってロアスプリング２０及びアッパスプリング３０の合成ばねのばね力によりロアコア２４に向かって移動し開弁を開始する。
【００７７】
そして変位量Ｘ(i)の減少により、Ｘ(i)≦Ｘｌｏｗとなれば（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、次に前記式１によりアーマチャ２２の実駆動速度Ｖａ(i)が算出される（Ｓ２０８）。式１の内容についてはステップＳ１０８にて述べたごとくである。
【００７８】
次に前記式２により次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)が推定される（Ｓ２１０）。次に前述したマップＶ（図６）により、次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)に対応する目標駆動速度Ｖｔを設定し（Ｓ２１２）、加速度要求値ａが前記式３のごとく算出される（Ｓ２１４）。そして前記式４に示したごとく電磁駆動弁２に作用する外力Ｆが推定される（Ｓ２１６）。
【００７９】
次に前記電磁力要求値Ｆｅｍの算出式（式５）における開弁時モデルパラメータを設定する（Ｓ２１８）。開弁時モデルパラメータとしては、既にアーマチャ２２と弁体８とは一体に移動する状態であるので、前述したステップＳ１２０にて述べたごとく質量パラメータｍには質量ｍｐが、粘性係数パラメータｃには粘性係数ｃｐが、ばね定数ｋにはばね定数ｋｐが、オフセット量ｘｏｆｓには「０」が設定される。すなわち閉弁時第１モデルパラメータと同じパラメータが設定される。
【００８０】
次に前記式５に示したごとく電磁力要求値Ｆｅｍが算出される（Ｓ２２０）。そしてこの電磁力要求値Ｆｅｍを出力するために、ロアコイル２４ａに供給すべきロア吸引電流値Ｉｌｏｗｐが算出される（Ｓ２２２）。尚、ロア吸引電流値Ｉｌｏｗｐについても前記ステップＳ１２４にて述べたごとくアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐと同様に電磁力要求値Ｆｅｍと変位量Ｘ(i)との吸引電流マップにより算出される。
【００８１】
このように求められたロア吸引電流値Ｉｌｏｗｐに基づいてロアコイル２４ａに対する励磁電流Ｉｌｏｗが供給される（Ｓ２２４）。以後の制御周期ではＸ(i)がＸｍｉｎに至らない限り（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」、Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、開弁時モデルパラメータを用いて電磁力要求値Ｆｅｍが算出され（Ｓ２１８，Ｓ２２０）、対応するロア吸引電流値Ｉｌｏｗｐの励磁電流Ｉｌｏｗ出力（Ｓ２２２，Ｓ２２４）が継続する（時刻ｔ６〜ｔ７）。
【００８２】
そして変位量Ｘ(i)が最小変位量Ｘｍｉｎに至れば（Ｓ２０２で「ＮＯ」）、ロア保持電流値Ｉｌｏｗｓが算出される（Ｓ２２６）。このロア保持電流値Ｉｌｏｗｓは、この時（時刻ｔ７〜）のばね力（ここではロアスプリング２０とアッパスプリング３０との合成ばねのばね力「ｋｐ・Ｘ(i)」）に対抗して安定してアーマチャ２２をロアコア２４に保持するだけの電磁力を発生する電流値である。そしてこのロア吸引電流値Ｉｌｏｗｐが励磁電流Ｉｌｏｗとして出力される（Ｓ２２４）。
【００８３】
上述した実施の形態１において変位センサ部７が位置情報検出手段に、電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４）のステップＳ１１８，Ｓ１２０，Ｓ１２８及び電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）のステップＳ２１８がモデルパラメータ切替手段としての処理に相当する。また、ステップＳ１１８，Ｓ１２０，Ｓ１２８，Ｓ２１８を除く電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４）及び電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）が電磁力調整手段としての処理に相当する。
【００８４】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．可動子であるアーマチャ２２が弁体８に対して係合状態で作動している期間（時刻ｔ１〜ｔ２）と非係合状態でアーマチャ２２のみ作動している期間（時刻ｔ２〜ｔ３）とをアーマチャ２２の位置情報にて判断して（Ｓ１１８）、モデルパラメータを切り替えている（Ｓ１２０，Ｓ１２８）。このことにより実際のばね・質量振動系の変化に対応してモデルパラメータを常に好適に設定することができ、モデルを用いた電磁駆動弁２の制御精度を向上させることができる。
【００８５】
（ロ）．パラメータの切り替えは、質量、粘性係数、ばね定数及びオフセットのすべてについて行っている。このため、実際のばね・質量振動系の変化に対応してモデルパラメータを十分正確に設定することができ、モデルを用いた電磁駆動弁２の制御精度を十分に向上させることができる。
【００８６】
［実施の形態２］
本実施の形態では、前記図４に示した電磁駆動弁閉弁時制御処理のステップＳ１１２の代わりに図７に示す処理が行われる。又、前記図６に示したマップＶの代わりに図８に示すマップＶ２が用いられる。これ以外の点は前記実施の形態１と同じである。
【００８７】
マップＶ２（図８）では、閉弁駆動期間の内、状態Ｄ→Ａにおける変位量Ｘ(i)の増加期間に、アーマチャ２２と弁体８とが分離する境界値Ｘｕｐｂにて一旦目標駆動速度Ｖｔが「０」（ｍｍ／ｓｅｃ）となっている（状態Ｐ１）。そして、同じ境界値Ｘｕｐｂにおいてもう一つの目標駆動速度Ｖｔ（＞０）が設定され（状態Ｐ２）、この状態Ｐ２から変位量Ｘ(i)の増加と共に目標駆動速度Ｖｔは再度低下して、状態Ａで目標駆動速度Ｖｔが「０」（ｍｍ／ｓｅｃ）となっている。尚、これ以外の閉弁駆動期間（状態Ｃ→Ｄ）及び開弁駆動期間（状態Ａ→Ｂ→Ｃ）については前記マップＶ（図６）と同じである。
【００８８】
電磁駆動弁閉弁時制御処理においては、ステップＳ１１０（図４）にて前記式２により次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)が推定された後に、アーマチャ２２の現在の変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂ未満か否かが判定される（図７、Ｓ１１１ａ）。Ｘ(i)＜Ｘｕｐｂである場合には（Ｓ１１１ａで「ＹＥＳ」）、アーマチャ２２が弁体８を移動している状態であるので、マップＶ２（図８）の内でアーマチャ・弁体一体時（状態Ｃ−Ｐ１）の部分で推定される変位量Ｘ(i+1)に基づいて目標駆動速度Ｖｔが決定される。
【００８９】
ただし変位量Ｘ(i)がアーマチャ・弁体一体時（状態Ｃ−Ｐ１）であっても、推定された変位量Ｘ(i+1)がアーマチャ２２が弁体８とは非係合状態となって単独で移動している領域（状態Ｐ２−Ａ）に入る場合がある。このような場合には、目標駆動速度Ｖｔは状態Ｐ１での目標駆動速度（ここでは「０」）が設定される。
【００９０】
尚、このようにする以外に、制御周期は十分に短いので、推定された変位量Ｘ(i+1)がアーマチャ２２が単独で移動している領域（状態Ｐ２−Ａ）に入っていれば、状態Ｐ２−Ａでのマップをそのまま適用しても良い。このようにしても変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂに到達するまでにはアーマチャ２２と弁体８との一体物の速度を十分に「０」に近づけることができる。
【００９１】
ステップＳ１１１ｂにて目標駆動速度Ｖｔが設定されると、この目標駆動速度Ｖｔと実駆動速度Ｖａ(i)とに基づいて前記式３のごとく加速度要求値ａが算出される（図４、Ｓ１１４）。そして以後、前記実施の形態１にて説明したごとくの処理（図４、Ｓ１１６〜１２６）が実行される。
【００９２】
このためＸ(i)＜Ｘｕｐｂである限りは（Ｓ１１１ａで「ＹＥＳ」）、境界値Ｘｕｐｂにてアーマチャ２２と弁体８との一体物が停止するようにアッパコイル２６ａの励磁電流Ｉｕｐが調整される。
【００９３】
そしてＸ(i)≧Ｘｕｐｂとなると（Ｓ１１１ａで「ＮＯ」）、図８における状態Ｐ２−Ａ部分のマップにより目標駆動速度Ｖｔ（＞０）が設定される（Ｓ１１１ｃ）。そしてこの目標駆動速度Ｖｔと実駆動速度Ｖａ(i)とに基づいて前記式３のごとく加速度要求値ａが算出され（図４、Ｓ１１４）、前記実施の形態１にて説明したごとくの処理（図４、Ｓ１１６，Ｓ１１８，Ｓ１２８，Ｓ１２２〜１２６）が実行される。
【００９４】
このため変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂに到達すると、アーマチャ２２は実駆動速度Ｖａ(i)を上昇させてアッパコア２６に向かって移動する。そしてアーマチャ２２がアッパコア２６に当接する位置（状態Ａ）で実駆動速度Ｖａ(i)が「０」となるようにアッパコイル２６ａの励磁電流Ｉｕｐが調整される。
【００９５】
上述した処理が行われることにより、アーマチャ２２は図９のタイミングチャートに示すごとくロアコア２４とアッパコア２６との間を移動する。すなわち、ロアコイル２４ａの保持電流の供給が停止される（ｔ１０）と、アーマチャ２２と弁体８との一体物は、ロアスプリング２０とアッパスプリング３０との合成ばねのばね力によりアッパコア２６側に向かって移動し始め、変位量Ｘは上昇する。そして変位量Ｘが閉弁時通過基準位置Ｘｕｐを越えると（ｔ１１）、前述した閉弁時第１モデルパラメータに基づいて算出されたアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐ（Ｓ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１２４）によりアッパコイル２６ａに励磁電流Ｉｕｐが供給される。このアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐは、マップＶ２（図８）における閉弁時通過基準位置Ｘｕｐから状態Ｐ１の間に示す目標駆動速度Ｖｔが達成されるように調整される。このため変位量Ｘが境界値Ｘｕｐｂとなる位置で実駆動速度Ｖａは「０」となるように制御され、この境界値Ｘｕｐｂの位置で一旦アーマチャ２２と弁体８との一体物は停止あるいはほぼ停止する（ｔ１２）。この位置では、丁度、弁体８は弁座１６に当接することから、弁体８と弁座１６との衝突が緩和され、衝突騒音が防止される。
【００９６】
そして変位量Ｘが境界値Ｘｕｐｂと一致あるいは境界値Ｘｕｐｂをわずかに越えると（時刻ｔ１２〜）、目標駆動速度Ｖｔは状態Ｐ２−Ａのマップが採用されるので、再度、目標駆動速度Ｖｔはプラスの値となって、アーマチャ２２はアッパコア２６に向けて移動速度を上げる。この時はアーマチャ２２は弁体８から離れて単独で移動するので、前述した閉弁時第２モデルパラメータに基づいて算出されたアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐ（Ｓ１２８，Ｓ１２２，Ｓ１２４）によりアッパコイル２６ａに励磁電流Ｉｕｐが供給される。このアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐは、マップＶ２（図８）の状態Ｐ２から状態Ａに示す目標駆動速度Ｖｔが達成されるように調整されるので、変位量Ｘが最大変位量Ｘｍａｘとなる位置で、目標駆動速度Ｖｔは「０」（状態Ａ）となりアーマチャ２２は停止する（ｔ１３）。この停止位置で、丁度、アーマチャ２２はアッパコア２６に当接することから、アーマチャ２２とアッパコア２６との衝突が緩和され、衝突騒音が防止される。
【００９７】
以後、アッパコイル２６ａに供給される保持電流によりアーマチャ２２がアッパコア２６に当接した状態が維持される（ｔ１３〜ｔ１４）。そして開弁のためにアッパコイル２６ａへの保持電流の供給が停止されると（ｔ１４）、前記電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）と同じ処理により、アーマチャ２２はロアコア２４側に移動を開始する。そして、途中で弁体８に当接することによりアーマチャ２２と弁体８とは係合状態となり（ｔ１５）、一体としてロアコア２４側に移動する。その後（ｔ１６〜）、ロアコイル２４ａに吸引電流が流されることにより、アーマチャ２２はロアコア２４側に吸引されるととも、変位量Ｘが最小変位量Ｘｍｉｎに到達した時（ｔ１７）にはアーマチャ２２と弁体８との一体物の速度は「０」となり停止する。この最小変位量Ｘｍｉｎの位置でアーマチャ２２は丁度ロアコア２４に当接するので、アーマチャ２２とロアコア２４との衝突が緩和され、衝突騒音が防止される。
【００９８】
尚、開弁駆動時においてアーマチャ２２が弁体８に当接して係合状態となる時点で目標駆動速度Ｖｔを「０」としていない。これは開弁駆動時においてはアーマチャ２２が移動し始めて短時間後に弁体８に当接するため、アーマチャ２２の速度が比較的低く、アーマチャ２２と弁体８との衝突音が小さくなる傾向にあるためである。
【００９９】
上述した実施の形態２において変位センサ部７が位置情報検出手段に、電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４，図７）のステップＳ１１８，Ｓ１２０，Ｓ１２８及び電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）のステップＳ２１８がモデルパラメータ切替手段としての処理に相当する。また、ステップＳ１１８，Ｓ１２０，Ｓ１２８，Ｓ２１８を除く電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４，図７）及び電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）が電磁力調整手段としての処理に相当する。
【０１００】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）及び（ロ）の効果を生じる。
（ロ）．閉弁駆動時においては、弁体８と係合状態にあるアーマチャ２２の速度を「０」に制御して弁体８を弁座１６に当接させる処理と、アーマチャ２２のみの移動時にアーマチャ２２の速度を「０」に制御してアッパコア２６に当接させる処理との両方を実行する。この両者の処理について、モデルパラメータを切り替えることにより、共に精密な電磁駆動弁２の駆動制御を実行することができ、衝突音の低減効果を顕著なものとすることができる。
【０１０１】
［実施の形態３］
本実施の形態では、前記図５の電磁駆動弁開弁時制御処理においてステップＳ２０４にて「ＮＯ」と判定された場合に、ステップＳ２０６の実行の前に図１０に示す処理が実行される。又、目標駆動速度Ｖｔのマップとしては、図１１に示すごとくのマップＶ３が用いられる。これ以外は前記実施の形態２と同じである。尚、本実施の形態の制御の一例を示すタイミングチャートを図１２に示す。
【０１０２】
電磁駆動弁開弁時制御処理（図５，１０）について説明する。本処理は開弁要求発生によりアッパコイル２６ａへの電流供給が一旦停止された時（図１２、時刻ｔ２４）以後に実行される。この時、アーマチャ２２は、アッパスプリング３０のばね力によりアッパコア２６から離れてロアコア２４側へ移動しようとする。開弁時の初期においては変位量Ｘ(i)は最小変位量Ｘｍｉｎより大きく（図５、Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）、更に開弁時通過基準位置Ｘｌｏｗよりも大きいので（図５、Ｓ２０４で「ＮＯ」）、図１０に示した処理に移行する。
【０１０３】
図１０の処理では現在の変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂを越えているか否かが判定される（Ｓ２０５ａ）。開弁駆動時の初期においてはＸ(i)＞Ｘｕｐｂである（Ｓ２０５ａで「ＹＥＳ」）。したがって開弁駆動時であるがアッパコイル２６ａへの励磁電流Ｉｕｐの供給によりアーマチャ２２の実駆動速度Ｖａを、図１１に状態Ａ〜Ｐ１の間のラインＬｍで示すごとくの目標駆動速度Ｖｔとなるように制御する処理を実行する（Ｓ２０５ｂ〜Ｓ２０５ｊ）。これら一連の処理（Ｓ２０５ｂ〜Ｓ２０５ｊ）は、前記電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４）にて第２モデルパラメータを用いた際の処理のステップＳ１０８〜Ｓ１１６，Ｓ１２８，Ｓ１２２〜Ｓ１２６と同じ処理が行われる。このことによりアーマチャ２２は図１１にラインＬｍにて示したごとく一旦、アッパスプリング３０のばね力によりロアコア２４側へ移動し始めるが（ｔ２４〜）、アッパコア２６による電磁力が作用することにより境界値Ｘｕｐｂの位置にて停止する（ｔ２５）。すなわちアーマチャ２２が弁体８に当接する際にはアーマチャ２２の速度は「０」とされる。このため当接時の衝撃を生じずにアーマチャ２２と弁体８とは係合できる。尚、一連の処理（Ｓ２０５ｂ〜Ｓ２０５ｊ）の後は、前述したステップＳ２０６，Ｓ２２４の処理が行われ、ロアコイル２４ａへの電流供給はなされない。
【０１０４】
そしてアーマチャ２２が弁体８に当接して変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂに到達すれば（Ｓ２０５ａで「ＮＯ」）、以後、アッパコイル２６ａに対する励磁電流Ｉｕｐの出力が停止される（Ｓ２０５ｋ、時刻ｔ２５）。そしてロアコイル２４ａの電流供給停止状態は維持される（Ｓ２０６，Ｓ２２４）。これ以後、アーマチャ２２は弁体８と一体となった状態で、アッパスプリング３０とアッパスプリング３０との合成ばねのばね力によりロアコア２４に向かって移動を開始する。
【０１０５】
以後、変位量Ｘ(i)が開弁時通過基準位置Ｘｌｏｗよりも大きい限り（Ｓ２０４で「ＮＯ」、Ｓ２０５ａで「ＮＯ」）、アーマチャ２２と弁体８との一体物が両スプリング２０，３０の合成ばね力によりロアコア２４に向かって移動する状態が継続する（ｔ２５〜ｔ２６）。そしてＸ(i)がＸｌｏｗに到達すると（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、前記実施の形態１にて説明したごとく、ロアコイル２４ａに励磁電流Ｉｌｏｗが供給されてロアコア２４によるアーマチャ２２の吸引制御（Ｓ２０８〜Ｓ２２２、ｔ２６〜ｔ２７）とアーマチャ２２の保持制御（Ｓ２２６、ｔ２７〜）とが実行される。
【０１０６】
尚、閉弁時の処理については（ｔ２０〜ｔ２４）、前記実施の形態２の電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４，７）にて述べたごとくである。
上述した実施の形態３において変位センサ部７が位置情報検出手段に、電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４，図７）のステップＳ１１８，Ｓ１２０，Ｓ１２８及び電磁駆動弁開弁時制御処理（図５，図１０）のステップＳ２１８，Ｓ２０５ｇ（Ｓ１２８と同じ処理）がモデルパラメータ切替手段としての処理に相当する。また、ステップＳ１１８，Ｓ１２０，Ｓ１２８，Ｓ２１８，Ｓ２０５ｇを除く電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４，図７）及び電磁駆動弁開弁時制御処理（図５，図１０）が電磁力調整手段としての処理に相当する。
【０１０７】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態２の（イ）及び（ロ）の効果を生じる。
（ロ）．開弁駆動時においては、アーマチャ２２の実駆動速度Ｖａを一旦「０」に制御してアーマチャ２２を弁体８に当接させる処理（Ｓ２０５ｂ〜Ｓ２０５ｊ）と、アーマチャ２２と弁体８との一体化物の移動時にこの一体化物の速度を制御してロアコア２４に当接させる処理との両方を実行する。この両者の処理について、アーマチャ２２の位置に応じてそれぞれ適切なモデルパラメータに切り替えることにより、共に精密な電磁駆動弁２の駆動制御を実行することができ、衝突音の低減効果を顕著なものとすることができる。
【０１０８】
［実施の形態４］
本実施の形態では、アーマチャ２２と弁体８との係合状態と非係合状態との間での状態変化に対応して、それぞれ異なるモデルパラメータを用いて予め設計しておいた２つのばね・質量振動系モデルのいずれかをまず選択する。そしてこれによりアーマチャ２２と弁体８との係合状態と非係合状態との間でばね・質量振動系モデルに用いるモデルパラメータひいてはモデルを切り替えるものである。
【０１０９】
更に、本実施の形態においては、前記選択対象となっている２つのばね・質量振動系モデルに基づいて、それぞれ予め形成しておいた内部状態を観測するオブザーバを用いる。このオブザーバは、電磁駆動弁２の実駆動速度Ｖａを推定すると共に、筒内圧と吸気圧との差圧（排気弁の場合は筒内圧と排気圧との差）に応じて電磁駆動弁２に作用する力及び電磁駆動弁２の摺動部における摩擦抵抗の合力を推定するものである。
【０１１０】
予め行われるオブザーバ（状態観測器）の設計について述べる。まず、図２（Ａ）に示したごとくアーマチャ２２と弁体８とが係合状態である場合は、電磁駆動弁２をばね・質量振動系としてモデル化して次式６に示すごとくの運動方程式を得る。
【０１１１】
【数６】
0004055443.tif 000003
ここで質量ｍｐ、粘性係数ｃｐ及びばね定数ｋｐはアーマチャ２２と弁体８とが係合状態で移動する場合の値であり、前記実施の形態１で述べたごとくである。又、ｘはアーマチャ２２の変位量、ｗは電磁駆動弁２に作用する外力である。この外力ｗは、筒内圧と吸気圧との差圧（排気弁の場合は筒内圧と排気圧との差）に応じて電磁駆動弁２に作用する力ｆａと電磁駆動弁２の摺動部における摩擦抵抗ｆｂとの合力である。ｕはモデルに対する制御入力、すなわちロアコイル２４ａ、アッパコイル２６ａにより発生する電磁力である。
【０１１２】
ここで状態変数Ｘを次式７のごとく定義する。
【０１１３】
【数７】
0004055443.tif 000004
前記式６及び式７から電磁駆動弁２におけるばね・質量振動系のモデルについて次式８に示す状態方程式が得られる。
【０１１４】
【数８】
0004055443.tif 000005
一方、電磁駆動弁２のばね・質量振動系のモデルについて次式９に示すごとく出力方程式が表される。
【０１１５】
【数９】
0004055443.tif 000006
次に状態変数Ｘの推定値Ｚを求めるためのオブザーバ（以下、「第１オブザーバ」と称する）は次式１０のごとく表される。
【０１１６】
【数１０】
0004055443.tif 000007
尚、Ｌはオブザーバゲインである。
【０１１７】
そして状態変数Ｘとその推定値Ｚとの間の推定誤差（Ｘ−Ｚ）をｅとすると、前記式８〜１０から次式１１が導かれる。
【０１１８】
【数１１】
0004055443.tif 000008
この式１１によって求められる推定誤差ｅが「０」に収束するように前記オブザーバゲインＬを適宜設計することにより、前記式１０にて表された第１オブザーバにより推定値Ｚを算出することができる。すなわち、アーマチャ２２と弁体８とが係合状態で移動する期間での電磁駆動弁２の実駆動速度Ｖａや外力ｗを推定することができ、更にこの推定された外力ｗから各コイル２４ａ，２６ａにより生じる電磁力を減算すると、前記差圧による力ｆａと前記摩擦抵抗ｆｂとの合力Ｆを推定することができる。
【０１１９】
又、図２（Ｂ）に示したごとくアーマチャ２２と弁体８とが非係合状態であって、アーマチャ２２が単独で移動する場合は、電磁駆動弁２をばね・質量振動系としてモデル化すると次式１２に示すごとくの運動方程式を得る。
【０１２０】
【数１２】
0004055443.tif 000009
ここで質量ｍｓ、粘性係数ｃｓ、ばね定数ｋｓ及びオフセット量ｘｏｆｓはアーマチャ２２が弁体８とは非係合状態で移動する場合の値であり、前記実施の形態１で述べたごとくである。尚、オフセット量ｘｏｆｓは一定であることからオフセット荷重ｋｓ・ｘｏｆｓも一定である。このため前記式１２の両辺からオフセット荷重ｋｓ・ｘｏｆｓを減算すると、左辺は前記式６と同じ形式となる。又、右辺において「−ｋｓ・ｘｏｆｓ」を外力ｗに含めてｗｏｆｓと表すことにより、前記式１２は次式１３のごとくとなる。
【０１２１】
【数１３】
0004055443.tif 000010
この式１３を用いて、前記式６〜１１にて述べたごとくの処理を行うことにより、アーマチャ２２が単独で移動する場合のオブザーバ（以下、「第２オブザーバ」と称する）を設計できる。そしてこの第２オブザーバを用いることにより、アーマチャ２２が単独で移動する期間での電磁駆動弁２の実駆動速度Ｖａや外力ｗｏｆｓを推定することができる。更にこの推定された外力ｗｏｆｓからオフセット分「−ｋｓ・ｘｏｆｓ」と各コイル２４ａ，２６ａにより生じる電磁力とを減算すると、前記差圧による力ｆａと前記摩擦抵抗ｆｂとの合力Ｆを推定することができる。
【０１２２】
したがって本実施の形態では、前記実施の形態１の電磁駆動弁閉弁時制御処理（図４）の代わりに、前述したごとく第１モデル（式６）、第２モデル（式１２）及び対応する２つのオブザーバを用いて、図１３に示すごとくの電磁駆動弁閉弁時制御処理が実行される。更に電磁駆動弁開弁時制御処理（図５）の代わりに第１モデルと第１オブザーバとを用いて、図１４に示すごとくの電磁駆動弁開弁時制御処理が実行される。
【０１２３】
電磁駆動弁閉弁時制御処理（図１３）のステップＳ３００〜Ｓ３０６，Ｓ３２６〜Ｓ３３０については前記図４におけるステップＳ１００〜Ｓ１０６，Ｓ１２４，Ｓ１２６，Ｓ１３０と同じ処理である。以下、図４の処理と異なる点を中心に説明する。
【０１２４】
変位量Ｘ(i)の増加によりＸ(i)≧Ｘｕｐとなれば（Ｓ３０４で「ＹＥＳ」）、次にアーマチャ２２の変位量Ｘ(i)が境界値Ｘｕｐｂ未満か否かが判定される（Ｓ３０８）。この境界値Ｘｕｐｂは前記実施の形態１にて述べたごとくアーマチャ２２と弁体８とが係合状態で移動するか非係合状態で移動するかの境界の変位量を表している。
【０１２５】
ここでＸ(i)＜Ｘｕｐｂとすると（Ｓ３０８で「ＹＥＳ」）、前述したごとく設計した２つのモデルとオブザーバとの内で、第１モデルと第１オブザーバとを選択する（Ｓ３１０）。又、Ｘ(i)≧Ｘｕｐｂとなった場合には（Ｓ３０８で「ＮＯ」）、第２モデルと第２オブザーバとを選択する（Ｓ３１２）。すなわちＸ(i)＜Ｘｕｐｂである場合は、アーマチャ２２は弁体８と共に移動している状態でのモデルパラメータにて設定されている第１モデルと第１オブザーバとを選択する。一方、Ｘ(i)≧Ｘｕｐｂである場合は、アーマチャ２２が単独で移動している状態でのモデルパラメータにて設定されている第２モデルと第２オブザーバとを選択する。
【０１２６】
そして、選択されたオブザーバにより、前述したごとくにアーマチャ２２の実駆動速度Ｖａが推定される（Ｓ３１４）。次に前記式２により次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)が推定される（Ｓ３１６）。次に前記マップＶ（図６）により、次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)に対応する目標駆動速度Ｖｔが設定される（Ｓ３１８）。次に加速度要求値ａが次前記式３のごとく算出される（Ｓ３２０）。次に選択されたオブザーバにより前述したごとく外力Ｆが推定される（Ｓ３２２）。
【０１２７】
そして、選択されたモデルから得られている式に基づいて電磁力要求値Ｆｅｍが算出される（Ｓ３２４）。ここで第１モデルが選択されている場合には第１モデルに対応する次式１４により電磁力要求値Ｆｅｍが算出される。
【０１２８】
【数１４】
0004055443.tif 000011
又、第２モデルが選択されている場合には第２モデルに対応する次式１５により電磁力要求値Ｆｅｍが算出される。
【０１２９】
【数１５】
0004055443.tif 000012
次にこの電磁力要求値Ｆｅｍを出力するために、アッパコイル２６ａに供給すべきアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐが算出される（Ｓ３２６）。このアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐの算出については前記実施の形態１にて説明したごとく電磁力要求値Ｆｅｍと変位量Ｘ(i)との吸引電流マップにより算出される。
【０１３０】
このように求められたアッパ吸引電流値Ｉｕｐｐに基づいてアッパコイル２６ａに対する励磁電流Ｉｕｐが供給される（Ｓ３２８）。
尚、変位量Ｘ(i)が最大変位量Ｘｍａｘに至れば（Ｓ３０２で「ＮＯ」）、アッパ保持電流値Ｉｕｐｓが算出され（Ｓ３３０）、このアッパ保持電流値Ｉｕｐｓが励磁電流Ｉｕｐとして出力される（Ｓ３２８）。アッパ保持電流値Ｉｕｐｓについては前記実施の形態１にて述べたごとくである。
【０１３１】
次に開弁要求によりアッパコイル２６ａへの励磁電流Ｉｕｐ供給が停止された後に実行される電磁駆動弁開弁時制御処理（図１４）について説明する。この内、ステップＳ４００〜Ｓ４０６，Ｓ４２２〜Ｓ４２６は前記図５におけるステップＳ２００〜Ｓ２０６，Ｓ２２２〜Ｓ２２６と同じ処理である。以下、図５の処理と異なる点を中心に説明する。
【０１３２】
変位量Ｘ(i)が開弁時通過基準位置Ｘｌｏｗ以下となった場合に（Ｓ４０４で「ＹＥＳ」）、第１モデルと第１オブザーバとが選択される（Ｓ４０８）。したがって次に行われるアーマチャ２２の実駆動速度Ｖａの推定は、選択された第１オブザーバにより行われる（Ｓ４１０）。
【０１３３】
次に前記式２により次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)が推定される（Ｓ４１２）。次に前記マップＶ（図６）により、次回の制御周期における変位量Ｘ(i+1)に対応する目標駆動速度Ｖｔが設定される（Ｓ４１４）。次に加速度要求値ａが次前記式３のごとく算出される（Ｓ４１６）。次に選択された第１オブザーバにより前述したごとく外力Ｆが推定される（Ｓ４１８）。
【０１３４】
そして第１モデルに対応する前記式１４により電磁力要求値Ｆｅｍが算出される（Ｓ４２０）。以下、ステップＳ４２２，Ｓ４２４の処理が行われる。
上述した実施の形態４において変位センサ部７が位置情報検出手段に、ステップＳ３０８〜Ｓ３１２，Ｓ４０８がモデルパラメータ切替手段としての処理に、ステップＳ３０８〜Ｓ３１２，Ｓ４０８を除く図１３，１４の処理が電磁力調整手段としての処理に相当する。
【０１３５】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．アーマチャ２２が弁体８に対して係合状態で一体で作動している期間と非係合状態でアーマチャ２２のみ作動している期間とをアーマチャ２２の位置情報にて判断して、適切なモデル（具体的には、電磁力要求値Ｆｅｍの算出式）とオブザーバとを選択している（Ｓ３１０，Ｓ３１２，Ｓ４０８）。このことにより、実際のばね・質量振動系の変化に対応するモデルパラメータに基づくモデルを常に好適に利用することができ、モデルを用いた電磁駆動弁２の制御精度を向上させることができる。
【０１３６】
（ロ）．モデルの選択は、質量、粘性係数、ばね定数及びオフセットのすべてについて各ばね・質量振動系の状態に対応させて設定されているモデル群から選択したものである。このため、実際のばね・質量振動系の変化に対応するモデルを十分正確に設定することができ、電磁駆動弁２の制御精度を十分に向上させることができる。
【０１３７】
（ハ）．尚、オブザーバにより外力Ｆを推定しているため、電磁駆動弁２に作用する吸気圧（排気弁の場合は排気圧）と筒内圧との差圧を測定する必要が無く、センサ類３４の構成を簡略化することができる。
【０１３８】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態において、閉弁時においては、弁体８が弁座１６に当接した後はアーマチャ２２をアッパコア２６に当接させていたが、アーマチャ２２が弁体８から離れた後は、アッパコア２６に当接させないようにしても良い。すなわちアッパコイル２６ａの電磁力を調整することでアッパコア２６に対してギャップを設けた状態、いわゆる宙づりで停止させても良い。このことによりアーマチャ２２とアッパコア２６との衝突を完全に避けることができる。そしてこのような宙づり制御においても適切なモデルパラメータの切り替えやモデル選択がなされるので高精度に駆動制御が可能となり、閉弁時の衝突音を的確に防止できる。
【０１３９】
又、全開弁時においてもアーマチャ２２をロアコア２４に当接させないようにしても良い。すなわちロアコイル２４ａの電磁力を調整することでロアコア２４に対してわずかにギャップを設けて宙づりで停止させても良い。このことによりアーマチャ２２とロアコア２４との衝突を完全に避けることができる。そしてこのような宙づり制御においても上述したごとく適切なモデルパラメータの切り替えやモデル選択がなされるので高精度に駆動制御が可能となり、開弁時の衝突音を的確に防止できる。
【０１４０】
（ｂ）．前記実施の形態１〜３では、モデルパラメータは質量、粘性係数、ばね定数及びばねのオフセットのすべてについて、アーマチャ２２と弁体８との係合・非係合に応じて切り替えたが、モデルパラメータの内のいずれか１つでも良く、モデルパラメータの内の２又は３つに限って切り替えても良い。
【０１４１】
例えば、アッパスプリング３０におけるオフセット量が小さい場合、あるいはオフセット量が他のパラメータに対して制御に与える影響が小さい場合には、オフセット量の切り替えはせずに、質量、粘性係数及びばね定数のみの切り替えでも良い。又、弁体８の質量がアーマチャ２２に対してかなり小さい場合、あるいはアーマチャ２２の質量も含めて質量全体が小さくて他のパラメータに対して制御に与える影響が小さい場合には、質量は切り替えずに粘性係数、ばね定数及びばねのオフセットのみの切り替えでも良い。又、弁体８の運動による粘性係数がアーマチャ２２の運動に対してかなり小さい場合、あるいはアーマチャ２２の運動による粘性係数も含めて粘性係数全体が小さくて他のパラメータに対して制御に与える影響が小さい場合には、粘性係数は切り替えずに質量、ばね定数及びばねのオフセットのみの切り替えでも良い。又、ロアスプリング２０におけるばね定数がアッパスプリング３０に比較して小さい場合は、あるいはアッパスプリング３０のばね定数も含めてばね定数自体が小さくて他のパラメータに対して制御に与える影響が小さい場合は、ばね定数は切り替えずに質量、粘性係数及びばねのオフセットのみの切り替えでも良い。又、質量、粘性係数、ばね定数及びばねのオフセットの内の２つのモデルパラメータが特に制御に対する影響が大きければ、この２つのモデルパラメータを切り替えの対象とし、他の２つのモデルパラメータは切り替えないこととしても良い。又、質量、粘性係数、ばね定数及びばねのオフセットの内の１つのモデルパラメータが特に制御に対する影響が大きければ、この１つのモデルパラメータを切り替えの対象とし、他の３つのモデルパラメータは切り替えないこととしても良い。
【０１４２】
更に、質量において、ロアスプリング２０やアッパスプリング３０の質量が、他の可動部であるアーマチャ２２や弁体８、特にアーマチャ２２の質量に比較して小さいものであれば、質量にはアーマチャ２２及び弁体８の質量のみを反映させても良い。
【０１４３】
このことは前記実施の形態４のモデルを反映したオブザーバや電磁力要求値Ｆｅｍの算出式を設定する場合も同じである。すなわち、設定に用いられるモデルパラメータは質量、粘性係数、ばね定数及びばねのオフセットのすべてについて、アーマチャ２２と弁体８との係合・非係合に応じて選択してオブザーバや電磁力要求値Ｆｅｍの算出式の設定に用いても良い。又は、設定に用いられるモデルパラメータは、モデルパラメータの内のいずれか１つのみ選択の対象にしても良く、モデルパラメータの内の２又は３つに限って選択の対象にしても良い。
【０１４４】
（ｃ）．実施の形態１〜３は前記式５に表されているモデルにおけるモデルパラメータの切り替えを実行したが、これ以外にステップＳ１２０，Ｓ１２８，Ｓ２１８，Ｓ２０５ｇにおいてはモデルの選択をする処理にしても良い。すなわちステップＳ１２０，Ｓ２１８においては前記式１４を選択し、ステップＳ１２８，Ｓ２０５ｇにおいては前記式１５を選択して用いるようにしても良い。
【０１４５】
（ｄ）．各実施の形態の電磁駆動弁２は内燃機関の吸気弁と排気弁とに用いられている例を挙げたが、本発明はこれ以外の開閉弁においても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の電磁駆動弁の概略構成図。
【図２】上記電磁駆動弁の開閉駆動状態の説明図。
【図３】実施の形態１における電磁駆動弁駆動の一例を示すタイミングチャート。
【図４】実施の形態１の電磁駆動弁閉弁時制御処理のフローチャート。
【図５】同じく電磁駆動弁開弁時制御処理のフローチャート。
【図６】実施の形態１にて目標駆動速度Ｖｔを設定するためのマップＶの構成説明図。
【図７】実施の形態２の電磁駆動弁閉弁時制御処理の一部を表すフローチャート。
【図８】実施の形態２にて目標駆動速度Ｖｔを設定するためのマップＶ２の構成説明図。
【図９】実施の形態２における電磁駆動弁駆動の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】実施の形態３の電磁駆動弁開弁時制御処理の一部を表すフローチャート。
【図１１】実施の形態３にて目標駆動速度Ｖｔを設定するためのマップＶ３の構成説明図。
【図１２】実施の形態３における電磁駆動弁駆動の一例を示すタイミングチャート。
【図１３】実施の形態４の電磁駆動弁閉弁時制御処理のフローチャート。
【図１４】実施の形態４の電磁駆動弁開弁時制御処理のフローチャート。
【符号の説明】
２…電磁駆動弁、４…バルブ部、６…電磁駆動部、６ａ…ケーシング、７…変位センサ部、８…弁体、８ａ…弁軸、８ｂ…上端部、１０…シリンダヘッド、１２…燃焼室、１４…吸気ポート、１６…弁座、１８…ロアリテーナ、２０…ロアスプリング、２２…アーマチャ、２２ａ…アーマチャシャフト、２２ｂ…下端部、２４…ロアコア、２４ａ…ロアコイル、２６…アッパコア、２６ａ…アッパコイル、２８…アッパリテーナ、３０…アッパスプリング、３２…ＥＣＵ、３４…センサ類、３６…他のＥＣＵ。
【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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