(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に２つの電磁石と、該各電磁石によって吸引保持される各位置に移動切換自由な可動子と、該可動子を前記各位置の間の中立位置に付勢するスプリングと、を備え電磁アクチュエータの制御装置において、
前記一方の電磁石に吸引保持された可動子を他方の電磁石に吸引保持される位置に移動切換するときに、該一方の電磁石の通電量を減少して前記スプリングの付勢力により可動子を移動させつつ、該移動速度を制限するように該一方の電磁石の通電量を制御する移動切換前期制御手段と、
前記スプリングの付勢力により移動する可動子が前記他方の電磁石に近づいたところから該他方の電磁石の通電を開始して可動子を吸引保持することにより移動切換を行う移動切換後期制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする電磁アクチュエータの制御装置。
【請求項２】
前記移動切換前期制御手段は、前記スプリングの付勢力による可動子の移動速度が適正であるときの可動子の位置に対する速度を目標速度とした目標軌道を設定し、該目標軌道に応じて電磁石を通電制御することを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータの制御装置。
【請求項３】
前記移動切換後期制御手段は、可動子の位置と目標速度との関係で定まる目標軌道を設定し、該目標軌道に応じて電磁石を通電制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁アクチュエータの制御装置。
【請求項４】
電磁アクチュエータは、可動子に連係して駆動される弁体を有した電磁駆動弁であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電磁アクチュエータの制御装置。
【請求項５】
前記弁体は、内燃機関の吸・排気弁であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の電磁アクチュエータの制御装置。
【請求項６】
前記可動子は、両側の電磁石の間に配設されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の電磁アクチュエータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁アクチュエータの制御装置に関し、特に、２つの電磁石を備え、可動子を各電磁石によって吸引される各位置に移動切換自由な電磁アクチュエータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンの吸排気弁の駆動方式において、従来のカムにより弁体を駆動するカム駆動方式に代えて、電磁力により弁体を駆動する電磁駆動弁（電磁アクチュエータ）が提案されている。この電磁駆動弁によれば、弁体駆動用のカム機構が不要となることに加えて、エンジンの動作状態に応じて吸排気弁の開閉時期を容易に最適化することができ、エンジンの出力向上及び燃費の向上を図ることができる。
【０００３】
この種の電磁駆動弁として、一対のスプリングにより弁体（吸・排気弁) を半開位置に付勢し、始動前に開弁用の電磁石と閉弁用の電磁石とを交互に通電して弁体に連係した可動子に電磁力を作用させ、スプリングの作用で共振現象を起こして振幅を増大させた後、閉弁又は開弁保持する初期化を行い、その後、閉弁（開弁）から開弁（閉弁）への切り換えは、閉（開）弁用の電磁石の通電を遮断してスプリングの付勢力で弁体を開（閉）方向へ移動させ、可動子が開（閉）弁用の電磁石に近づいたところから該開（閉）弁用の電磁石の通電を開始して可動子を吸引し、開（閉）弁に切り換えるようにしたものがある（特開平８−１７０５０９号公報参照) 。
【０００４】
このように可動子が電磁石に接近したところから電磁石の通電を開始する構成により、電磁石の要求電磁力が小さくて済み、装置を小型化できる。
また、本願出願人により、可動子の電磁石へ吸着時の速度を小さくするように可動子位置に応じて通電量を可変とする制御を行い、衝突音の低減、耐久性確保を図ることも提案している（特願平１０−３５９５９１号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電磁駆動弁では、例えば該電磁駆動弁を装着した内燃機関に失火が発生したような場合、弁体に加わる筒内圧が大きく減少した場合、弁体開弁時の要求駆動力が減少するため、閉弁用電磁石の通電遮断によってスプリングにより弁体及び弁体に連係する可動子が移動する速度が大きくなりすぎ、その結果開弁用電磁石の通電開始時の可動子の速度が目標速度に対して大きすぎるために制御不能となってしまうことがある。
【０００６】
このように制御不能になると、弁体は半開の中立位置に保持されてしまい、排気が吸気側に回り、さらには失火した気筒の排気が吸気を介して他の気筒の吸気にも回ってしまい、他の気筒の燃焼にも悪影響を及ぼす可能性がある。また、一旦弁体が中立位置に保持されると、前記共振現象を利用した初期化がされるまで、該失火気筒のトルクが発生しない。
【０００７】
また、前記失火以外に２つのスプリングの付勢力のバラツキや経時変化等により、弁体の中立位置にずれを生じた場合等でも、スプリングによる弁体の移動速度が大きすぎて同様の問題を生じることがある。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、電磁石の通電制御によって、可動子のスプリングによる移動速度が大きくなりすぎることを防止し、もって安定した切換制御が行われるようにした電磁アクチュエータの制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため請求項１に係る発明は、図１に示すように、
直線状に２つの電磁石と、該各電磁石によって吸引保持される各位置に移動切換自由な可動子と、該可動子を前記各位置の間の中立位置に付勢するスプリングと、を備え電磁アクチュエータの制御装置において、
前記一方の電磁石に吸引保持された可動子を他方の電磁石に吸引保持される位置に移動切換するときに、該一方の電磁石の通電量を減少して前記スプリングの付勢力により可動子を移動させつつ、該移動速度を制限するように該一方の電磁石の通電量を制御する移動切換前期制御手段と、
前記スプリングの付勢力により移動する可動子が前記他方の電磁石に近づいたところから該他方の電磁石の通電を開始して可動子を吸引保持することにより移動切換を行う移動切換後期制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項1に係る発明によると、
可動子を一方の電磁石により吸引保持される位置から他方の電磁石により吸引保持される位置への切り換えるときに、移動切換前期制御手段が、該一方の電磁石の通電量を減少し、スプリングの付勢力によって可動子を移動させながら、該移動速度を制限するように該一方の電磁石の通電量が制御される。
【００１１】
そして、可動子が他方の電磁石に近づいたところから移動切換後期制御手段が、該他方の電磁石の通電を開始して可動子を吸引保持するように制御する。
これにより、可動子の移動切換時の速度を過剰とならないように制限できるので、移動先の電磁石により可動子を適正に速度制御することができ、該電磁弁吸着時の衝突音軽減効果等を確保することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、
前記移動切換前期制御手段は、前記スプリングの付勢力による可動子の移動速度が適正であるときの可動子の位置に対する速度を目標速度とした目標軌道を設定し、該目標軌道に応じて電磁石を通電制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明によると、
前記スプリングの付勢力により可動子が移動する速度が過剰である場合は、該一方の電磁石の通電を制御して電磁吸引力により可動子が減速され移動速度が過剰とならないように制御される。
【００１４】
また、可動子の移動速度が適正な場合には、電磁石への通電が瞬時に遮断され実質的に通電が行われず、電力消費を節減できるとともに、移動速度を制限するための通電が行われる場合も電力消費を必要最小限とすることができ、かつ、スプリングの付勢力によって最大限に可動子を吸着側の電磁石に接近させることができるので、該吸着側の電磁石の電力消費も必要最小限で済む。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、
前記移動切換後期制御手段は、可動子の位置と目標速度との関係で定まる目標軌道を設定し、該目標軌道に応じて電磁石を通電制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明によると、
例えば、可動子が移動切換後の位置から離れた初期の位置では、目標速度を大きくして速やかに切換後の位置に接近させ、切換後の位置に近づくに従って目標速度を小さく設定して切換後の位置における速度を十分小さく設定するような目標軌道を設定することにより、応答性を確保しつつ吸着時の衝突音を低減でき可動子や電磁石の耐久性を確保できる。また、目標速度を時間の関数ではなく、可動子の位置の関数として生成することにより、正確なタイミングで制御を開始することができる。
【００１７】
また、請求項4に係る発明は、
電磁アクチュエータは、可動子に連係して駆動される弁体を有した電磁駆動弁であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る発明によると、
電磁アクチュエータは、移動位置を切り換えるものであれば、何にでも適用可能であり、一例として電磁駆動弁にも適用できる。
【００１９】
また、請求項5に係る発明は、
前記弁体は、内燃機関の吸・排気弁であることを特徴とする。
請求項５に係る発明によると、
特に、内燃機関の吸・排気弁を弁体とする電磁駆動弁として適用した場合には、既述したように該電磁駆動弁が装着された気筒の失火発生等により正常な移動切換が行えないと、半開状態に維持されて他の気筒の燃焼にも影響を及ぼす可能性があるので、本発明を適用して正常な移動切換（開閉切換）を行える効果が大きい。
【００２０】
また、請求項6に係る発明は、
前記可動子が、両側の電磁石の間に配設されることを特徴とする。
請求項６に係る発明によると、
可動子が２つの電磁石に共通に１個備えればよく、コンパクトに設計できる。ただし、本発明は、例えば、２つの電磁石の各外側に吸着面があって、ロッドの両端に連結された各可動子が対応する電磁石の吸着面に吸引保持されるような構成のものを含む。
【００２１】
【発明の実施形態】
次に図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図２は、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置を車両用エンジンに適用した全体構成を示す図である。
【００２２】
同図に示すように、エンジンのシリンダ５１の上部に固定されたシリンダヘッド５２には、吸気弁または排気弁となる弁体５４（図２では単一の弁のみを示す）が設けられている。弁体５４の上方に伸延する弁軸５４ａの上部には、スプリングリテーナ５５が固定され、該スプリングリテーナ５５とシリンダヘッド５２との間には弁体５４を閉弁側に付勢するコイルスプリング５６が設けられている。
【００２３】
またシリンダヘッド５２の上部には電磁駆動弁のケースとなるハウジング６０が立設されている。該ハウジング６０の内部には、閉弁側電磁石１１と、開弁側電磁石１２とが所定の間隔をあけて上下に対向する位置に固定されている。これら閉弁側電磁石１１と開弁側電磁石１２との間には、軟磁性体の可動子（アーマチュア）５７が可動子軸部材５７ａにより上下に滑動可能に支持されている。
【００２４】
閉弁側電磁石１１より上方の位置には、可動子軸部材５７ａにスプリングリテーナ５８が固定され、ハウジング６０の頂壁内面とスプリングリテーナ５８との間には、可動子５７を開弁側に付勢するコイルスプリング５９が設けられている。
【００２５】
またハウジング６０の頂壁には、前記弁体５４と可動子５７とで構成される可動部の位置を検出し位置信号を出力するレーザー変位計等で構成される可動子位置センサ２が設けられ、該位置信号は、電磁駆動弁の制御装置１に出力される。
【００２６】
さらに制御装置１は、エンジン制御ＥＣＵ８から開弁指令／閉弁指令が伝達され、制御装置１は閉弁側電磁石電流制御部９及び開弁側電磁石電流制御部１０に対して目標電流を出力するようになっている。
【００２７】
閉弁側電磁石電流制御部９及び開弁側電磁石電流制御部１０は、それぞれ入力された目標電流に応じたＰＷＭ制御により電源部１３から各電磁石１１，１２へ電流を供給することにより電磁力を制御できるようになっている。
【００２８】
図３は、前記制御装置１の構成を示すブロック図である。
同図において、目標速度生成部３は、前記エンジン制御ＥＣＵ８からの開弁指令／閉弁指令に応じて、前記可動子位置センサ２が出力する位置信号に基づいて可動子の目標速度を生成する。ここで、可動子５７の位置に応じた目標速度（目標軌道）を、可動子の移動領域に応じて設定する。
【００２９】
即ち、図５に示すように、開弁指令時は、可動子５７が閉弁側電磁石１１に吸着した位置から開弁側電磁石１２に近づいた所定の位置までのＡ領域に対しては、該閉弁側電磁石１１の通電を遮断したときにコイルスプリング５６，５９の付勢力によって正常に運動したときの、可動子５７の位置に対する移動速度を目標速度とする目標軌道を設定し、可動子５７が前記所定の位置から開弁側電磁石１２に吸着する位置までのＢ領域に対しては、可動子５７の移動速度が徐々に減速されて開弁側電磁石１２に吸着するときの速度が０近傍となるような目標軌道を設定する。図４は上記のように設定した目標軌道へフィードバック制御を行ったときの、時間に対する可動子の速度変化の様子を示す。
【００３０】
閉弁指令時も同様にして可動子５７が開弁側電磁石１２に吸着した位置から閉弁側電磁石１１に近づいた所定の位置までのＡ領域に対しては、該開弁側電磁石１２の通電を遮断したときにコイルスプリング５６，５９の付勢力によって正常に運動したときの、可動子５７の位置に対する移動速度を目標速度とする目標軌道を設定し、可動子５７が前記所定の位置から閉弁側電磁石１１に吸着する位置までのＢ領域に対しては、可動子５７の移動速度が徐々に減速されて閉弁側電磁石１２に吸着するときの速度が０近傍となるような目標軌道を設定する。
【００３１】
具体的には、図５に示すように、コイルスプリングに粘性摩擦が無ければ可動子の軌道は、曲線ｏｂのようになるが、実際には粘性摩擦があるので可動子の速度は減衰し、可動子が前記所定値に達するまでのＡ領域では、曲線ｏａのようになり、これに合わせて目標軌道が設定される。所定値を過ぎてからのＢ領域では、例えば、可動子５７が移動量に対して一定の減速度で減速されるような直線ａｂで示されるような目標軌道とする。
【００３２】
図３に戻って、可動子速度検出部４は、前記可動子位置センサ２が出力する位置信号に基づいて可動子の実際の速度（以下実速度という）を検出する。
前記目標電流生成部５は、前記目標速度生成部３により生成された可動子の目標速度と、前記可動子速度検出部４により検出された可動子の実速度とに基づいて前記閉弁側電磁石１１及び開弁側電磁石１２に通電すべき目標電流を生成し、各目標電流を、対応する閉弁側電磁石電流制御部９及び開弁側電磁石電流制御部１０に供給する。実際には、後述するように、Ａ領域では目標軌道に対して可動子の速度が大きいときのみ可動子５７が離脱した側の電磁石に通電が行われ、可動子が移動先の電磁石に所定距離に近づいた時点から該電磁石に吸着されるように該電磁石への通電制御が行われる。
【００３３】
図６は、前記各電磁石の通電制御のブロック図を示す。図において、可動子５７の閉弁側電磁石１１とのギャップｚ１をｚとし、開弁側電磁石１２とのギャップｚ２を（可動子のストローク量−ｚ）とする。これにより、可動子５７が、前記閉弁側電磁石１１とのギャップｚ１が増大し、開弁側電磁石１２とのギャップｚ２が減少する方向に移動するときの速度ｄｚ／ｄｔが正の速度で表される。
【００３４】
可動子５７の目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒ（＝ｄｚ／ｄｔ） との偏差（Ｖｔ−Ｖｒ）に、閉弁側電磁石１１に対しては負のゲイン−Ｋ、開弁側電磁石１２に対しては正のゲインＫを乗じて形成したフィードバック補正電流を、実電流ｉに加算した目標電流が得られるような制御電圧ｅ１，ｅ２をそれぞれ閉弁側電磁石１１及び開弁側電磁石１２に出力する。該制御電圧ｅ１，ｅ２と可動子５７の動きにより閉弁側電磁石１１及び開弁側電磁石１２に生じる各逆起電力の影響により、閉弁側電磁石１１及び開弁側電磁石１２に通電される実電流ｉ１，ｉ２が決定する。そして、可動子５７の閉弁側電磁石１１及び開弁側電磁石１２とのギャップｚ１，ｚ２と、実電流ｉ１，ｉ２とにより決定される閉弁側電磁石１１及び開弁側電磁石１２の電磁吸引力ｆ１，ｆ２が可動子５７に作用し、該電磁吸引力ｆ１，ｆ２とコイルスプリング５６，５９の付勢力とによって、可動子５７及びこれに連係する弁体５４が駆動されるようになっている。
【００３５】
次に、電磁駆動弁および電磁駆動弁の制御装置の一連の動作を説明する。
可動子５７はコイルスプリング５６，５９に懸吊されており、閉弁側電磁石１１および開弁側電磁石１２が通電していないとき、閉弁側電磁石１１と開弁側電磁石１２の概略中央に位置するように、それぞれのコイルスプリング５６，５９の寸法及びバネ定数が設定されている。
【００３６】
ここで、コイルスプリング５６，５９と、弁５４双び可動子５７を含む可動部とで構成されるバネ・マス系の固有振動数ｆｏは、合成バネ定数をＫ、合計慣性質量をｍとすると、ｆｏ＝２π√（Ｋ／ｍ）であることが知られている。
【００３７】
さてエンジン始動前の初期動作において、上記固有振動数ｆｏに対応する周期で閉弁側電磁石１１と開弁側電磁石１２に交互に通電する。そして、可動部を共振させることにより徐々に可動部の振幅を増大させ、初期動作の最終段階で、例えば閉弁側電磁石１１に可動子が吸着され、この吸着状態が保持される。
【００３８】
次に、エンジンの始動時または通常の稼働時には、例えば弁を開く時は、まず可動子５７を吸引している閉弁側電磁石１１に対して前記Ａ領域の目標軌道に対応した目標速度が出力される。該目標軌道は、既述のように閉弁側電磁石１１の通電を遮断したときにコイルスプリング５６，５９の付勢力によって正常に運動したときの可動子５７の移動速度を目標速度とするように設定してあるので、正常時は閉弁側電磁石１１の通電量は急減して遮断される。
【００３９】
この結果、可動部はコイルスプリングの５６，５９のバネ力（付勢力）により下方に移動を開始する。摩擦力などによるエネルギー損失のため、バネ力だけで弁全開位置まで可動子５７を移動させることはできない。そこで、可動子５７が開弁側電磁石１２に十分近づき、電磁力が有効となる位置で開弁側電磁石１２が通電され、可動子５７の運動を助勢する。
【００４０】
即ち、可動子５７が移動して前記Ａ領域からＢ領域への切換点に達したときに、開弁側電磁石１２に対して該Ｂ領域の目標軌道に対応した目標速度が出力される。
【００４１】
正常時は、該切換点における可動子５７の目標速度と実速度が略一致しており、この状態からコイルスプリングの５６，５９の上向きに切り換わったバネ力により大きく減速されようとするのを、目標速度と実速度との偏差（Ｖｔ−Ｖｒ)に応じた通電量が開弁側電磁石１２に供給されて電磁吸引力を発生させることにより、該目標軌道に沿ったフィードバック速度制御が行なわれる。
【００４２】
例えば、前記図５の直線ａｂで示される目標軌道とした場合、可動子５７は移動量に対して一定の減速度で減速されるので、通電初期には大きな速度で開弁側電磁石１２に近づくが、開弁側電磁石１２への吸着時には０近傍の速度に減速することができるので、応答性を確保しつつ衝突音を低減でき可動部や電磁石の耐久性も確保できる。なお、前記先願に開示したように、可動子５７が電磁石に吸着される手前でバネ力と電磁吸引力とが釣り合って停止するように目標軌道を設定することも可能であり、衝突を無くせるか、又は誤差や遅れで衝突したとしても十分小さい衝突速度とすることができる。
【００４３】
一方、内燃機関の該電磁駆動弁が装着される気筒に失火を発生して筒内圧力が減少したり、可動子５７の中立位置が開弁側に移動するようにコイルスプリング５９およびコイルスプリング５６の付勢力のバランスが崩れるなどして、開弁に要求される駆動力が減少する。この結果、前記Ａ領域の目標軌道に対応した目標速度の出力に対して、閉弁側電磁石１１への通電量を急減すると、可動子５７の実速度Ｖｒが目標速度Ｖｔを超え、偏差（Ｖｔ−Ｖｒ）が負の値となり、前記図６において閉弁側電磁石１１に対し、該負の偏差（Ｖｔ−Ｖｒ）に負のゲインＫを乗じた正のフィードバック補正電流が実電流に加算され、通電量が増大補正されることになる。つまり、閉弁側電磁石１１への通電量は初期に急減されるが、実速度Ｖｒが目標速度Ｖｔを超えると、その分増大補正されながら通電が継続され、閉弁側電磁石１１にコイルスプリング５９およびコイルスプリング５６の付勢力による下向きの力に抗した上向きの電磁吸引力が発生するので、該電磁吸引力により可動子５７が減速され、適度な移動速度に制限される。なお、閉弁側電磁石１１の通電は、少なくとも後述するように可動子５７がＢ領域に入って目標速度に対して実速度の方が小さくなったときに停止されるが、Ｂ領域への切換時あるいはその前に強制的に終了させるようにしてもよい（後述する閉弁時における開弁側電磁石１２の通電制御も同様）。
【００４４】
この結果、前記Ａ領域からＢ領域への切換点で開弁側電磁石１２への通電制御が開始されるときの可動子５７の移動速度が過剰となることが抑制され、該開弁側電磁石１２への通電制御を正常に行なうことができる。
【００４５】
弁を閉じるときも同様の制御が行われる。即ち、可動子５７を吸引している開弁側電磁石１２に対して前記Ａ領域の目標軌道に対応した目標速度を出力すると、該目標軌道は、開弁側電磁石１２の通電を遮断したときにコイルスプリング５６，５９の付勢力によって正常に運動したときの可動子５７の移動速度を目標速度とするように設定してあるので、正常時は開弁側電磁石１２の通電量は急減して遮断される。
【００４６】
これにより、可動部はコイルスプリングの５６，５９のバネ力により上方に移動し、可動子５７が移動して前記Ａ領域からＢ領域への切換点に達したときに、開弁側電磁石１２に対して該Ｂ領域の目標軌道に対応した目標速度が出力され、コイルスプリングの５６，５９の下向きに切り換わったバネ力により大きく減速されようとするのを、目標速度と実速度との偏差（Ｖｔ−Ｖｒ)に応じた通電量が開弁側電磁石１２に供給されて電磁吸引力を発生させることにより、該目標軌道に沿ったフィードバック速度制御が行なわれ、開弁時と同様、応答性を確保しつつ衝突音を低減でき可動部や電磁石の耐久性も確保できる。
【００４７】
一方、気筒失火時の筒内圧力の減少は、閉弁に要求される駆動力にあまり影響を与えないが、可動子５７の中立位置が閉弁側に移動するようにコイルスプリング５９およびコイルスプリング５６の付勢力のバランスが崩れると、閉弁要求駆動力は減少する。
【００４８】
これにより、Ａ領域の目標軌道に対応した目標速度の出力に対して、開弁側電磁石１２への通電量を急減すると可動子５７の実速度Ｖｒが目標速度Ｖｔを超える。ここで、可動子５７の速度は、開弁時の移動方向を正の値として設定しており、閉弁時は負の値として設定される。したがって、実速度Ｖｒが目標速度Ｖｔを超えるときは、偏差（Ｖｔ−Ｖｒ）が正の値となり、前記図６において開弁側電磁石１２に対し、該正の偏差（Ｖｔ−Ｖｒ）に正のゲインＫを乗じた正のフィードバック補正電流が実電流に加算され、通電量が増大補正されることになる。つまり、閉弁時と同様、開弁側電磁石１２への通電量は初期に急減されるが、実速度Ｖｒが目標速度Ｖｔを超えると、その分増大補正されながら通電が継続され、開弁側電磁石１２にコイルスプリング５９およびコイルスプリング５６の付勢力による上向きの力に抗した下向きの電磁吸引力が発生するので、該電磁吸引力により可動子５７が減速され、適度な移動速度に制限される。
【００４９】
この結果、前記Ａ領域からＢ領域への切換点で閉弁側電磁石１１への通電制御が開始されるときの可動子５７の移動速度が過剰となることが抑制され、該閉弁側電磁石１１への通電制御を正常に行なうことができる。
【００５０】
そして、上記本発明に係る開弁切換時及び閉弁切換時において移動速度を制限する制御を、本実施形態のように従来切換開始と同時に通電を遮断されていた電磁石に目標軌道に対応した目標速度を出力して行うようにすれば、本来の電磁吸引力で電磁石に吸着するときの目標軌道に応じた制御プログラムをそのまま利用して、目標軌道を入れ換えるだけで実行することができる。
【００５１】
また、例えば、前記切換点での移動速度を検出して該移動速度が大きすぎるときには、移動速度を制限する制御を実行するようなフィードバック制御とすることも可能ではあるが、この場合は移動速度の検出結果に応じた移動速度制限制御を次回の開弁又は閉弁時に行うことになるため、コイルスプリングの付勢力のバランスの崩れなど経時的に進行する不良や小さな変動には対処できるが、突発的な失火発生等に対しては、リアルタイムで対処することができない。そして、一度失火して、制御に失敗して弁が半開状態になると、次回の制御も不可能になる。これに対し、前記目標軌道を与える移動速度制限制御とすれば、突発的な失火発生等に対してもリアルタイムで移動速度を制限することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、可動子５７の移動速度制限制御用の目標軌道を正常時にコイルスプリング５６，５９の付勢力によって運動したときに合わせて設定したため、正常時には移動速度制限制御が行われず該制御のための電力消費を節減できるとともに、移動速度制限制御が行われる場合も電力消費を必要最小限とすることができ、かつ、コイルスプリング５６，５９の付勢力によって十分に可動子を吸着側の電磁石に接近させることができるので、該吸着側の電磁石の電力消費も必要最小限で済む。
【００５３】
ただし、前記Ａ領域の目標軌道を、前記正常時の軌道に対して、より大きく移動速度を制限するような軌道に設定し、吸着側の電磁石によるＢ領域の目標軌道と組み合わせて任意の特性を得ることもできる。例えば、Ａ領域の目標軌道を、より移動速度を制限するような軌道に設定し、Ｂ領域の吸着側の電磁石の通電開始時期を早めてＢ領域の制御区間を大きくし、木目細かな速度制御を行うようにすることができる。
【００５４】
図７は、上記電磁駆動弁の制御のフローチャートを示す。
可動子５７の位置ｚを検出する（ステップ１）とともに、該位置ｚと位置ｚに対応した通電電流ｉとに基づいて移動速度ｄｚ／ｄｔを検出し（ステップ２）、位置ｚが所定値（Ａ領域とＢ領域との切換点）に達するまではＡ領域の目標軌道に応じた目標速度を設定し（ステップ３，４） 、該所定値を超えたときはＢ領域の目標軌道に応じた目標速度を生成し（ステップ３，５）、それぞれの目標速度に制御するための対応する電磁石への目標電流を算出し（ステップ６）、該目標電流に応じた通電制御が対応する電磁石に対してなされる（ステップ７）。
【００５５】
なお、上記のように、可動子５７の位置ｚと位置ｚに対応した通電電流ｉとに基づいて移動速度ｄｚ／ｄｔを検出することが可能であり、速度センサが不要でコストを低減できるが、速度センサを設けて速度検出を行う構成としてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態の全体構成を示す概念図。
【図３】同上実施形態の制御装置の構成を示すブロック図。
【図４】同上実施形態における時間と可動子速度の関係を示す図。
【図５】同上実施形態における可動子位置と可動子速度の関係を示す図。
【図６】同上実施形態における制御ブロック図。
【図７】同上実施形態における同上実施形態における電磁駆動弁の制御のフローチャート。
【符号の説明】
１  制御装置
２  可動部位置センサ
３  目標速度生成部
４  可動子位置検出部
５  目標電流生成部
９  閉弁側電磁石制御部
10  開弁側電磁石制御部
11  閉弁側電磁石
12  開弁側電磁石
56  コイルスプリング
59  コイルスプリング
【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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