CN100494661C - 控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制装置，在通过可动机构来对控制量进行控制的情况下，当将可动机构的可动部向该可动范围的界限驱动时，其既可以减小冲击力，又可以缩短驱动时间。当Liftin＜Liftin_VPL、Liftin_VPH＜Liftin时，控制装置(1)的ECU(2)计算切换函数设定参数POLE_lf，将其作为接近值-1的预定值POLE_lf2侧的值(步骤25)，利用该值，根据式(3)～(10)，计算出用于控制可变气门升程机构(50)的升程控制输入Uliftin(步骤26)。

Description

控制装置

发明领域

本发明涉及一种控制装置，其通过可在预定控制范围内变更控制量的可动机构，对控制量进行控制。

背景技术

迄今为止，作为控制内燃机的进气门升程(以下称为“气门升程”)的控制装置，在日本特开2003-254100号公报中所述的装置已为众所周知。该内燃机对每个气缸设置可变气门升程机构。该可变气门升程机构使气门升程在预定的最小值与预定的最大值之间连续变化，并具有连接曲轴的驱动轴和平行于该驱动轴的控制轴等。在该驱动轴上，设置有摇摆凸轮和连杆臂等，这些摇摆凸轮和连杆臂分别连接到控制轴的摇臂上。

此外，控制轴由轴承支撑并可以自由旋转，并在接近该轴承的部位，具有从圆周面向外方突出的销。在该轴承上形成有突起，当控制轴沿预定方向旋转时，销抵接该突起，从而阻止控制轴的旋转。此外，在控制轴上设置有驱动该控制轴旋转的旋转驱动机构，该旋转驱动机构具有电动机和齿轮机构等。当通过该旋转驱动机构驱动控制轴进行旋转时，便可变更上述摇摆凸轮与连杆臂以及摇臂之间的相对的角度位置关系，从而变更气门升程，特别地，当控制轴的销保持在抵接轴承突起的状态时，气门升程被保持在预定的最小值。

另一方面，控制装置具有各种传感器、以及连接在这些各种传感器和上述电动机上的控制器等。该控制器根据各种传感器的检测信号，判断内燃机的运转状态，根据该运转状态，通过可变气门升程机构控制气门升程，从而，控制吸入的空气量。此外，当判断内燃机处于怠速运转等低负荷运转状态时，控制轴旋转到该销抵接轴承突起的位置，从而，将各气缸的气门升程被控制在预定的最小值。

根据上述现有的控制装置，在气门升程的控制中，当判断内燃机处于低负荷运转状态时，因为驱动控制轴，使该销旋转到抵接轴承突起的位置，所以如果其旋转速度较大，则由于销抵接突起时的冲击力，销和突起就有可能会变形。作为规避这些危险的措施，可以考虑为了减小冲击力，而降低控制轴的旋转速度、或者为了抑制冲击力的影响，在销和突起上设置缓冲材料等。但是，在降低控制轴的旋转速度时，驱动到销抵接突起的位置所需要的时间，亦即到达气门升程最小值的控制时间就要延长，从而使吸入空气量到达恰当值的控制时间就会延长。其结果，使吸入空气量的控制性能降低，当处于怠速运转中等低负荷运转状态时，有可能使发动机转速处于不稳定状态。另一方面，当在销和突起上设置缓冲材料时，制造成本相应地就要上升，并且，由于必须确保缓冲材料的空间，因此降低了设计的自由度。

发明内容

本发明为解决上述课题而提出的，目的在于提供一种控制装置，其在通过可动机构对控制量进行控制的场合，在将该可动机构的可动部驱动到其可动范围的界限时，既可以降低其冲击力，又可以缩短其驱动时间。

为达到上述目的而提供的控制装置，

具有：

可动机构，其具有限制部、以及通过抵接在该限制部上而被限制可动范围的可动部，通过在该可动范围内驱动该可动部，而在预定(predetermined)控制范围内变更控制量；

位置检测装置，其用于检测上述可动部的位置；

控制量计算装置，其根据该检测出的可动部的位置，计算出上述控制量；

目标控制量设定装置，其用于设定作为上述控制量目标的目标控制量；以及

控制输入计算装置，通过预定的控制算法，计算出用于控制上述可动机构的控制输入，以使上述控制量跟踪上述目标控制量，

上述预定的(predetermined)控制算法包含干扰抑制参数，该干扰抑制参数用于抑制施加到上述可动机构的干扰的影响，

上述控制输入计算装置具有干扰抑制参数设定装置，其在上述控制量和上述目标控制量中的一方处于比上述预定控制范围的界限值附近的预定值更接近该界限值一侧时，或者在上述检测出的上述可动部的位置比上述可动范围的界限附近的预定位置更接近该界限一侧时，与其他时候相比，将上述干扰抑制参数设定成，该干扰抑制参数对上述干扰的影响的抑制程度变得更小。

根据该控制装置，为了使控制量跟踪目标控制量，通过预定的控制算法，计算出用于控制可动机构的控制输入，该预定的控制算法包含有干扰抑制参数，其用于抑制施加到可动机构的干扰的影响，并且，当控制量和目标控制量中的一方处于相对于界限值附近的预定值处于预定的控制范围的界限值一侧时，或者在所检测出的可动部的位置相对于界限附近的预定位置处于可动范围的界限一侧时，设定干扰抑制参数，使其对干扰影响的抑制程度变得比上述情况以外的情况时更小。如该控制装置那样，在通过预定的控制算法计算用于控制可动机构的控制输入，以使控制量跟踪目标控制量的情况下，当控制算法包含有干扰抑制参数，用以抑制施加到可动机构的干扰的影响时，若设定干扰抑制参数，使其对干扰影响的抑制程度变大时，则为了一边更有效地抑制干扰的影响，一边确保控制量向目标控制量的跟踪性，亦即控制量与目标控制量间的偏差值向值0的收敛性，该控制输入作为使可动部的驱动力变得更大那样的值被算出。与此相反，当干扰抑制参数被设定为对干扰影响的抑制程度减小时，为了使控制量与目标控制量间的偏差收敛到0值，该控制输入作为使可动部的驱动力变得更小那样值被算出。

基于以上理由，根据该控制装置，当可动部被驱动向可动范围的界限时，换句话说，当控制量被控制向预定控制范围的界限值时，在可动部超过可动范围的界限附近的预定位置后，当控制量与目标控制量产生偏差时，作用到可动部的驱动力的增大程度比超过预定位置前更小，在此状态下，将可动部驱动到界限侧。亦即，在可动部抵接限制部之前一刻，即使控制量与目标控制量间产生偏差，而使其收敛到值0，也不会在可动部上急剧作用很大的驱动力，因此可以降低可动部抵接限制部时的冲击力，从而，可以避免可动部和限位部的变形等，并且，可以延长可动机构的寿命。在此基础上，由于不必降低可动部的驱动速度就可以减小冲击力，因此可以避免驱动时间的延长。如上所述，既可以减小冲击力，又可以缩短驱动时间。加之，由于不必进行设置缓冲材料等的结构上的设计变更，因此在削减制造成本的同时，还可以使设计自由度提高。进一步，当控制量穿过界限值附近的预定值而被控制到界限值一侧时，或者目标控制量被设定在比预定值更接近界限值一侧时，与可动部超过可动范围的界限附近的预定位置时相同，由于可动部以更小的驱动力被驱动到可动范围的界限侧，因此可以得到上述那样的作用效果。

上述预定的控制算法优选包含预定的应答指定型控制算法，上述干扰抑制参数，就是在该预定的应答指定型控制算法中，指定上述控制量与上述目标控制量间的偏差的收敛速度和收敛方式的应答指定参数。

一般地，在应答指定型控制算法中，应答指定参数用于指定控制量与目标控制量间的偏差的收敛速度和收敛方式，通过变更该应答指定参数的值，可以变更对施加到可动机构的干扰影响的抑制程度。对此，根据该控制装置，通过包含预定的应答指定型控制算法的控制算法，计算出控制输入，并且，由于干扰抑制参数就是该预定的应答指定型控制算法中的应答指定参数，因此只要变更该应答指定参数的值，既不会损害控制系统的稳定性，又可以快速地变更干扰抑制能力。其结果可使控制性能得到提高。

上述预定的控制算法优选包含预定的二自由度控制算法。

根据该控制装置，由于控制输入通过包含预定的二自由度控制算法的控制算法进行计算，因此，作为二自由度控制算法，例如当利用目标值滤波二自由度控制算法时，通过目标值滤波算法，可以恰当地设定控制量对目标控制量的跟踪速度，并且，通过反馈控制算法，可以恰当地设定控制量对目标控制量的跟踪方式。从而，可以一边避免过调节(overshoot)的发生，一边可以使控制量高精度地跟踪目标控制量。其结果，当可动部被驱动向可动范围的界限时，可以更加可靠地减小可动部抵接限制部时的冲击力。

当要将上述可动部驱动到上述可动范围的界限时，上述目标控制量设定装置优选将上述目标控制量设定为上述预定的控制范围外的预定值。

一般地，在可动机构中，当将其可动部驱动到可动范围的界限时，若将目标控制量设定为预定范围的界限值，则由于可动机构个体间的动作特性的差异、以及长期缓慢老化等原因，有可能会使可动部不能到达可动范围的界限。对此，根据该控制装置，在必须将可动部驱动到可动范围的界限时，将目标控制量设定为预定的控制范围外的预定值，因此可以将可动部可靠地驱动到可动范围的界限，可以使其可靠地抵接限制部。从而，可以有意识地作出使可动部抵接限制部的状态，例如，在需要这样的状态对位置检测装置进行校准的情况下，可以正确地进行校准。

上述控制装置优选还具有：判断装置，其根据上述检测出的上述可动部的位置和上述计算出的控制量的至少一方，判断上述可动部是否处于上述可动范围的界限；校正值计算装置，根据当通过上述判断装置判断上述可动部处于上述可动范围的界限时计算出的上述控制量与上述界限值的比较结果，计算用于校正该计算出的控制量的校正值。

根据该控制装置，由于通过判断装置，根据检测出的可动部的位置和计算出的控制量的至少一方，判断可动部是否处于可动范围的界限，并通过校正值计算装置，在判断可动部处于可动范围的界限时，根据计算出的控制量与界限值的比较结果，计算用于校正所计算出的控制量的校正值，因此，在此之后，可以一边使用由这样计算出的校正值进行校正后的控制量，一边进行控制。亦即，可以一边反映出由于可动机构的长期缓慢老化等引起的、所算出的控制量与实际值之间的偏差，一边校正控制量，可以正确地进行位置检测装置的校准。其结果，可以使控制精度提高。

上述可动机构优选可变气门升程机构，其将作为内燃机的进气门和排气门的至少一方的升程的气门升程，作为上述控制量进行变更。

根据该控制装置，当通过可变气门升程机构控制气门升程时，可以得到如上所述的作用效果，从而，可以延长可变气门升程机构的寿命。

上述可动机构优选可变凸轮相位机构，其将作为内燃机的进气凸轮和排气凸轮的至少一方相对于曲轴的相位的凸轮相位，作为上述控制量进行变更。

根据该控制装置，当通过可变凸轮相位机构控制凸轮相位时，可以得到如上所述的作用效果，从而，可以延长可变凸轮相位机构的寿命。

上述可动机构优选可变压缩比机构，其将内燃机的压缩比作为上述控制量进行变更。

根据该控制装置，当通过可变压缩比机构控制压缩比时，可以得到如上所述的作用效果，从而，可以延长可变压缩比机构的寿命。

上述可动机构优选节气门机构，其将设置在内燃机的进气通路中的节气门开度，作为上述控制量进行变更。

根据该控制装置，当通过节气门机构控制节气门开度时，可以得到如上所述的作用效果，从而，可以延长节气门机构的寿命。

对本发明的上述以及其它目的、特征、和优点，根据同样符号表示图中同样部件的附加的附图，通过下述的详细说明，可以更加清楚地理解。

附图说明

图1是表示使用了本发明的第1实施方式的控制装置的内燃机的概略结构的模式图。

图2是表示控制装置的概略结构的方框图。

图3是表示内燃机的可变式进气门传动机构和排气门传动机构的概略结构的截面图。

图4是表示可变式进气门传动机构的可变气门升程机构的概略结构的截面图。

图5A是表示升程调节器的短臂抵接最大升程挡块的状态图。

图5B是表示抵接最小升程挡块的状态图。

图6A是表示可变气门升程机构的下连杆处于最大升程位置时的进气门的开启状态图。

图6B是表示处于最小升程位置时的进气门的开启状态图。

图7是分别表示可变气门升程机构的下连杆处于最大升程位置时的进气门的气门升程曲线(实线)，以及处于最小升程位置时的气门升程曲线(双点划线)的图。

图8是表示可变凸轮相位机构的概略结构的模式图。

图9是从沿图8的A-A线方向观察行星齿轮装置的模式图。

图10是从沿图8的B-B线方向观察电磁制动器的模式图。

图11是表示可变凸轮相位机构的动作特性的特性曲线图。

图12是分别表示通过可变凸轮相位机构，将凸轮相位设定在最大滞后角值时的进气门的气门升程曲线(实线)，以及将凸轮相位设定在最大提前角值时的进气门的气门升程曲线(双点划线)的图。

图13A是表示压缩比被设定在最低值时的可变压缩比机构的整体结构模式图。

图13B是表示压缩比被设定在最高值时的可变压缩比机构中的压缩比调节器附近的结构图。

图14是表示气门升程控制器的概略结构的方框图。

图15是表示用于切换函数设定参数POLE_lf的计算的图表的一个例子的图。

图16是表示干扰被输入到可变气门升程机构时的跟踪误差E_lf的变化的时间图。

图17是表示凸轮相位控制器的概略结构的方框图。

图18是表示用于切换函数设定参数POLE_ca的计算的图表的一个例子的图。

图19是表示压缩比控制器的概略结构的方框图。

图20是表示用于切换函数设定参数POLE_cr的计算的图表的一个例子的图。

图21是表示可变机构的控制处理的流程图。

图22是表示可变气门升程机构的初始化处理的流程图。

图23是表示初始化处理中，用于目标气门升程Liftin_cmd的计算的图表的一个例子的图。

图24是表示控制输入计算处理的流程图。

图25是表示发动机起动中，用于目标气门升程Liftin_cmd的计算的图表的一个例子的图。

图26是表示发动机起动中，用于目标凸轮相位Cain_cmd的计算的图表的一个例子的图。

图27是表示在催化剂预热控制中，用于目标气门升程Liftin_cmd的计算的映射图表的一个例子的图。

图28是表示在催化剂预热控制中，用于凸轮相位Cain_cmd的计算的映射图表的一个例子的图。

图29是通常运转中，表示用于目标气门升程Liftin_cmd的计算的映射图表的一个例子的图。

图30是通常运转中，表示用于目标凸轮相位Cain_cmd的计算的映射图表的一个例子的图。

图31是通常运转中，表示用于目标压缩比Cr_cmd的计算的映射图表的一个例子的图。

图32是表示实行可变气门升程机构的初始化处理时的控制结果例子的时间图。

图33是表示将气门升程Li ftin控制在最小值Liftin_L与最大值Liftin_H之间时的控制结果例子的时间图。

图34是表示本发明的第2实施方式的控制装置以及使用该控制装置的节气门机构的概略结构的模式图。

图35是表示节气门开度控制器的概略结构的方框图。

图36是表示用于切换函数设定参数POLE_th的计算的图表的一例的图。

具体实施方式

以下，一边参考附图，一边对本发明的第1实施方式的控制装置进行说明。如图2所示，该控制装置1具有ECU_2，该ECU_2如后所述，根据内燃机(以下称为“发动机”)3的运转状态，实行气门升程控制、凸轮相位控制、以及压缩比控制等控制处理。

如图1和图3所示，发动机3是具有4组气缸3a和活塞3b(只图示1组)的直列4缸DOHC(双顶置凸轮轴)型的汽油发动机，其安装在未图示的车辆上。发动机3在每一个气缸3a上设置有：进气门4和排气门7，其分别开闭进气口和排气口；进气凸轮轴5和进气凸轮6，其用于驱动进气门4；可变式进气门传动机构40，其驱动进气门4进行开闭；排气凸轮轴8和排气凸轮9，其用于驱动排气门7；排气门传动机构30，其驱动排气门7进行开闭；可变压缩比机构80，其用于变更压缩比；燃料喷射阀10；火花塞11(参考图2)等。

进气门4的气门杆4a嵌合在气门导管4b中并可自由滑动，该气门导管4b固定在气缸盖3c上。进一步地，如图4所示，进气门4还具有：上下弹簧座4c、4d；以及设置在它们之间的气门弹簧4e。通过该气门弹簧4e，向关闭气门的方向赋予势能。

此外，进气凸轮轴5和排气凸轮轴8分别通过未图示的保持架，安装在气缸盖3c上并可自由旋转。在该进气凸轮轴5的一个端部上，同轴配置有进气链轮5a，并设置成可以自由旋转(参考图8)。该进气链轮5a通过正时带5b，连接到曲轴3d上，并通过后述的可变凸轮相位机构70，连接进气凸轮轴5(参考图8)。通过以上结构，曲轴3d每旋转2周，进气凸轮轴5便旋转1周。此外，在每个气缸3a上，将进气凸轮6设置在进气凸轮轴5上，并使它们可以一体旋转。

进一步，可变式进气门传动机构40伴随进气凸轮轴5的旋转，驱动各气缸3a的进气门4进行开闭，并且，可无级变更进气门4的升程和气门正时，关于其详细内容，以后叙述。并且，在本实施方式中，“进气门4的升程(以下称为‘气门升程’)”表示进气门4的最大行程。

另一方面，排气门7的气门杆7a嵌合在气门导管7b上并可自由滑动，该气门导管7b固定在气缸盖3c上。进一步，排气门7还具有：上下弹簧座7c、7d；以及设置在它们之间的气门弹簧7e。通过该气门弹簧7e，向关闭气门的方向赋予势能。

此外，排气凸轮轴8具有与其一体的排气链轮(未图示)，并通过该排气链轮和正时带5b，连接到曲轴3d上，从而，曲轴3d每旋转2周，排气凸轮轴8就旋转1周。进一步，在每个气缸3a上，将排气凸轮9设置在排气凸轮轴8上，并使它们可以一体旋转。

进一步，排气门传动机构30具有摇臂31，通过该摇臂31伴随排气凸轮9的旋转而进行的摇动，一边抵抗气门弹簧7e的弹力，一边驱动排气门7进行开闭。

另一方面，燃料喷射阀10设置在每个气缸3a上，为了将燃料直接喷射到燃烧室内，而以倾斜的状态安装在气缸盖3c上。亦即，发动机3构成为直喷发动机。此外，燃料喷射阀10电连接到ECU2(电子控制单元2)上，通过ECU2，控制开启时间和开启正时，从而，实行燃料喷射的控制。

此外，在每个气缸3a上也设置火花塞11，其安装在气缸盖3c上。火花塞11电连接到ECU2上，通过ECU2控制放电状态，通过对应点火时间的正时，使燃烧室内的混合气体燃烧，从而，实现点火时间的控制。

另一方面，在发动机3中，设置有曲轴角传感器20和水温传感器21。该曲轴角传感器20由磁性转子和MRE(磁阻元件)拾取器(pickup)构成，伴随曲轴3d的旋转，将所有作为脉冲信号的CRK(crank)信号(曲轴信号)和TDC信号(上止点信号)都输出到ECU2。并且，在本实施方式中，曲轴角传感器20相当于位置检测装置。

CRK信号在每转过预定的曲轴角(例如10°)就输出一个脉冲，ECU2根据该CRK信号，计算出发动机3的转数(以下称为“发动机转数”)NE。此外，TDC信号是表示各气缸3a的活塞3b位于比进气冲程的TDC位置提前若干预定曲轴角的位置的信号，每转过预定的曲轴角便输出一个脉冲。

此外，水温传感器21例如由热敏电阻等构成，将表示发动机水温TW的检测信号输出到ECU2。该发动机水温TW表示在发动机3的气缸体3h内循环的冷却水的温度。

进一步，在发动机3的进气管12中省略了节气门机构，并且，该进气通路12a形成为大口径，根据这样的设置，使流动阻力比通常的发动机更小。在该进气管12中，设置有空气流量传感器22。该空气流量传感器22由热敏式空气流量计构成，将表示流过进气通路12a内的空气流量Gin的检测信号输出到ECU2。

下面，对上述可变式进气门传动机构40进行说明。如图4所示，该可变式进气门传动机构40由进气凸轮轴5、进气凸轮6、可变气门升程机构50、以及可变凸轮相位机构70等构成。在本实施方式中，可变气门升程机构50和可变凸轮相位机构70相当于可动机构。

该可变气门升程机构50伴随进气凸轮轴5的旋转，驱动进气门4进行开闭，并且，在预定的最大值Liftin_H和预定的最小值Liftin_L之间，对气门升程Liftin进行无级变更，其具有：四连杆摇臂机构51，其设置在每个气缸3a上；升程调节器60(参考图5A、图5B)，并且驱动这些摇臂机构51；等等。

各摇臂机构51由摇臂52、以及上、下连杆53、54等构成。该上连杆53的一个端部通过上销55，转动自由地安装到摇臂52的上端部，另一端部转动自由地安装在摇臂轴56上。该摇臂轴56通过未图示的保持器，安装在气缸盖3c上。

此外，在摇臂52的上销55上，设置有自由旋转的滚子57。该滚子57与进气凸轮6的凸轮面抵接，当进气凸轮6旋转时，一边被该凸轮面引导，一边在进气凸轮6上转动。从而，摇臂52沿上下方向被驱动，并且，上连杆53以摇臂轴56为中心转动。

进一步，在摇臂52的进气门4一侧的端部，安装有调节螺栓52a。在伴随进气凸轮6的旋转，摇臂52沿上下方向移动时，该调节螺栓52a一边抵抗气门弹簧4e的弹力，一边沿上下方向驱动气门杆4a，使进气门4进行开闭。

此外，下连杆54的一个端部通过下销58，转动自由地安装在摇臂52的下端部，在下连杆54的另一个端部，转动自由地安装有连接轴59。下连杆54通过该连接轴59，连接到升程调节器60的后述的短臂65上。

另一方面，升程调节器60由ECU2驱动，如图5A、5B所示，其具有电动机61、螺母62、连杆63、长臂64以及短臂65等。该电动机61连接到ECU2上，被配置在发动机3的气缸盖罩3g的外侧。电动机61的转轴是形成有阳螺纹的螺纹轴61a，在该螺纹轴61a上，螺合着螺母62。该螺母62通过连杆63，连接到长臂64上。该连杆63的一个端部通过轴销63a，转动自由地安装在螺母62上，另一个端部通过轴销63b，转动自由地安装在长臂64的一个端部。

此外，长臂64的另一个端部通过转轴66安装在短臂65的一个端部。该转轴66的截面形成为圆形，贯通发动机3的气缸盖罩3g，并且，转动自由地被其支撑。伴随该转轴66的转动，长臂64以及短臂65与其一体转动。

进一步地，在短臂65的另一个端部上，转动自由地安装有前述连接轴59，从而，短臂65通过连接轴59，连接到下连杆54。此外，在短臂65的附近，设置有最小升程挡块67a和最大升程挡块67b，且使其相互保持一定间隔，通过这2个挡块67a、67b，短臂65的转动范围如后所述那样受到限制。并且，在本实施方式中，短臂65相当于可动部，最小升程挡块67a和最大升程挡块67b相当于限制部。

下面，对如上那样构成的可变气门升程机构50的动作进行说明。在该可变气门升程机构50中，当来自ECU2的后述的升程控制输入Uliftin输入到升程调节器60时，螺纹轴61a旋转，通过与之相伴的螺母62的移动，长臂64以及短臂65以转轴66为中心转动，并且，伴随该短臂65的转动，摇臂机构51的下连杆54以下轴销58为中心转动。亦即，通过升程调节器60，下连杆54被驱动。

如图5A所示，当短臂65沿图中的反时针方向转动时，短臂65会抵接最大升程挡块67b并被其卡止。从而，下连杆54也被卡止在图4中实线所示的最大升程位置。另一方面，如图5B所示，当短臂65沿图中的顺时针方向转动时，短臂65抵接最小升程挡块67a并被其卡止。从而，下连杆54也被卡止在图4中双点划线所示的最小升程位置。

如上所述，通过2个挡块67a、67b，短臂65的转动范围被限制在图5A所示的最大升程位置和图5B所示的最小升程位置之间，从而，下连杆54的转动范围也被限制在图4中实线所示的最大升程位置和图4中双点划线所示的最小升程位置之间。

当下连杆54处于最大升程位置时，通过摇臂轴56、上下销55、58以及连接轴59构成的四连杆机构形成为，上销55与下销58的中心间距离比摇臂轴56与连接轴59的中心间距离长，从而，如图6A所示，当进气凸轮6旋转时，调节螺栓52a的移动量比进气凸轮6与滚子57的接触点的移动量大。

另一方面，当下连杆54处于最小升程位置时，上述四连杆机构形成为，上销55与下销58的中心间距离比摇臂轴56与连接轴59的中心间距离短，从而，如图6B所示，当进气凸轮6旋转时，调节螺栓52a的移动量比进气凸轮6与滚子57的接触点的移动量小。

由于以上的原因，进气门4在下连杆54处于最大升程位置时，与处于最小升程位置时相比，要以较大的气门升程Liftin打开气门。具体地，在进气凸轮6旋转中，当下连杆54处于最大升程位置时，进气门4按照图7的实线所示的气门升程曲线打开气门，气门升程Liftin表示其最大值Liftin_H。另一方面，当下连杆54处于最小升程位置时，进气门4按照图7的双点划线所示的气门升程曲线打开气门，气门升程Liftin表示其最小值Liftin_L。

如上述那样，利用该可变气门升程机构50，通过升程调节器60，使下连杆54在最大升程位置与最小升程位置之间转动，由此，可以使气门升程Liftin在最大值Liftin_H和最小值Liftin_L之间进行无级变更。在本实施方式中，最大值Liftin_H和最小值Liftin_L相当于控制范围的界限值。

并且，在该可变气门升程机构50中，设置有未图示的锁定机构，通过该锁定机构，当升程控制输入Uliftin被设定为后述的故障时用值Uliftin_fs时，或者因断线等使来自ECU2的升程控制输入Uliftin不能输入到升程调节器60时，可变气门升程机构50就被锁定。亦即，禁止由可变气门升程机构50使气门升程Liftin变更，并且使气门升程Liftin保持在最小值Liftin_L。另外，当凸轮相位Cain保持在后述的最大滞后角值Cain_L，并且压缩比Cr保持在最低值Cr_L时，该最小值Liftin_L被设定为空气吸入量可以确保预定的故障时用值那样的值，该预定的故障时用值被设定为如下的空气吸入量的值：即，在停车中，可以充分地进行怠速运转或发动机启动，并且，在行驶中，能够维持低速行驶的状态。

此外，在发动机3中，设置有转角传感器23(参考图2)，该转角传感器23用于检测短臂65的转角θlift，并将表示该转角θlif的检测信号输出到ECU2。该短臂65的转角θlift表示短臂65究竟处于最大升程位置与最小升程位置之间的什么位置，ECU2根据该转角θlift计算出气门升程Liftin。在本实施方式中，转角传感器23相当于位置检测装置。

下面，对前述可变凸轮相位机构70进行说明。如以下所述，该可变凸轮相位机构70是通过电磁力使凸轮相位Cain进行无级变更的电磁式机构，如图8～图10所示，其具有行星齿轮装置71和电磁制动器72等。

该行星齿轮装置71用于在进气凸轮轴5与进气链轮5a之间传递旋转，其具有齿圈71a、3个行星小齿轮71b、中心齿轮71c、以及行星支架71d。该齿圈71a连接到电磁制动器72的后述的外壳73上，并与其同轴且一体旋转。此外，中心齿轮71c安装在进气凸轮轴5的端部，与其同轴并可一体旋转。

另一方面，行星支架71d形成为大致三角形，在其3个角部，分别突出设置轴71e。行星支架71d通过这些轴71e，连接到进气链轮5a，由此，形成与进气链轮5a同轴且一体旋转的结构。

此外，各行星小齿轮71b旋转自由地被支撑在行星支架71d的各轴71e上，配置在中心齿轮71c与齿圈71a之间，并始终与它们啮合。

进一步，上述电磁制动器72由ECU2驱动，其具有外壳73、芯部74、电磁铁75以及复位弹簧76。外壳73形成为中空，在其内部设置有可相对自由转动的芯部74。芯部74具有截面为圆形的基部74a、以及从基部74a呈放射状延伸的2个臂74b、74b。芯部74的基部74a安装在行星支架71d上，从而，其与行星支架71d同轴且一体旋转。

另一方面，在外壳73的内周面上，将一对最大滞后角挡块73a和最大提前角挡块73b作为一组，设置共计2组的挡块73a、73b，使它们相互保持一定间隔。芯部74的各臂74b被配置在一对挡块73a、73b之间，从而，芯部74构成为，臂74b在抵接最大滞后角挡块73a上而被卡止的最大滞后角位置(图10中用实线表示的位置)，和抵接在最大提前角挡块73b上而被卡止的最大提前角位置(图10中用双点划线表示的位置)之间，可相对于外壳73进行转动。在本实施方式中，臂74b相当于可动部，最大滞后角挡块73a和最大提前角挡块73b相当于限制部。

此外，复位弹簧76以压缩状态，被架设在一个最大提前角挡块73b和与其相对的臂74b之间，通过该复位弹簧76的弹力Fspr，臂74b被向最大滞后角挡块73a一侧赋予势能。

另一方面，电磁铁75被安装在与复位弹簧76相反一侧的最大提前角挡块73b上，在该最大提前角挡块73b的、与臂74b相面对一侧的端部设置成与该端部为同一平面的状态。该电磁铁75与ECU2电连接，当被来自ECU2的相位控制输入Ucain(电压信号)励磁时，通过该电磁力Fsol，吸引所面对的臂74b一边抵抗复位弹簧76的弹力Fspr，一边向最大提前角挡块73b侧转动。

对如上那样构成的可变凸轮相位机构70的动作进行说明。在该可变凸轮相位机构70中，当电磁制动器72的电磁铁75没有被励磁时，芯部74通过复位弹簧76的弹力Fspr，使其臂74b保持在与最大滞后角挡块73a相抵接的最大滞后角的位置，从而，凸轮相位Cain被保持在最大滞后角值Cain_L(参考图11)。

在该状态下，伴随发动机运转中的曲轴3d的旋转，当进气链轮5a沿图10的箭头Y1方向旋转时，通过行星支架71d与齿圈71a一体旋转，行星小齿轮71b不旋转，而中心齿轮71c与行星支架71d和齿圈71a一体旋转。亦即，进气链轮5a与进气凸轮轴5沿箭头Y1方向一体旋转。

此外，在芯部74保持在最大滞后角位置的状态下，电磁铁75被来自ECU2的相位控制输入Ucain励磁时，通过电磁铁75的电磁力Fsol，芯部74的臂74b一边抵抗复位弹簧76的弹力Fspr，一边被吸引到最大提前角挡块73b一侧，即，最大提前角位置一侧，并转动到电磁力Fsol与弹力Fspr相互平衡的位置为止。即，外壳73相对于芯部74沿着与箭头Y1相反的方向作相对转动。

由此，齿圈71a相对于行星支架71d，沿着图9的箭头Y2方向作相对转动，伴随于此，由于行星小齿轮71b沿着图9的箭头Y3方向转动，中心齿轮71c沿着图9的箭头Y4方向转动。其结果，进气凸轮轴5就会相对于进气链轮5a沿链轮的旋转方向(亦即图9的箭头Y2的反方向)进行相对转动，凸轮相位Cain被提前。

在该情况下，由于外壳73的转动通过齿圈71a、行星小齿轮71b和中心齿轮71c传递到进气凸轮轴5，因此，通过行星齿轮装置71的增速作用，进气凸轮轴5相对于进气链轮5a，转动过相当于外壳73的转动角度被增大后的角度。亦即，进气凸轮轴5的凸轮相位Cain提前角量设定为将外壳73的旋转角度增大后的值。原因是，由于电磁铁75的电磁力Fsol的可作用距离有限，为了对其进行补偿，以使凸轮相位Cain在更宽的范围变化。

如上所述，在可变凸轮相位机构70中，电磁力Fsol朝使凸轮相位Cain提前的方向作用，复位弹簧76的弹力Fspr朝使凸轮相位Cain滞后的方向作用，并且，当电磁力Fsol不变化时，凸轮相位Cain保持在电磁力Fsol与弹力Fspr相互平衡的值处。此外，通过2个挡块73a、73b，芯部74的转动范围被限制在图10中用实线表示的最大滞后角的位置和图10中用双点划线表示的最大提前角的位置之间的范围，由此，凸轮相位Cain的控制范围也被限制在最大滞后角值Cain_L与最大提前角值Cain_H之间的范围。在本实施方式中，最大滞后角值Cain_L与最大提前角值Cain_H相当于控制范围的界限值。

下面，说明如上构成的可变凸轮相位机构70的动作特性。如图11所示，在可变凸轮相位机构70中，在对电磁铁75的相位控制输入Ucain比预定值Ucainl小的范围内，凸轮相位Cain被保持在最大滞后角值Cain_L处，而在比预定值Ucain2大的范围内，其被保持在最大提前角值Cain_H处。此外，在Ucainl≤Ucain≤Ucain2的范围内，凸轮相位Cain在最大滞后角值Cain_L(例如凸轮角0°)与最大提前角值Cain_H(例如凸轮角55°)之间连续地变化，由此，进气门4的气门正时在图12中用实线表示的最大滞后角正时与图12中用双点划线表示的最大提前角正时之间进行无级变更。并且，虽然没有图示，但是该可变凸轮相位机构70具有相位控制输入Ucain朝着增大方向时的凸轮相位Cain的值，与相位控制输入Ucain朝着减小方向时的凸轮相位Cain的值相互间稍有差异的特性，即，所谓的迟滞(hysteresis)特性。

此外，在可变凸轮相位机构70中，当相位控制输入Ucain被设定为后述的故障时用值Uliftin_fs时，以及因断线等使相位控制输入Ucain不能输入到电磁铁75时，凸轮相位Cain就保持在最大滞后角值Cain_L处。该最大滞后角值Cain_L如前所述，当气门升程Liftin保持在最小值Liftin_L，且压缩比Cr保持在最低值Cr_L时，被设定为，作为空气吸入量可确保预定的故障时用值的值。

如上述那样，在本实施方式的可变式进气门传动机构40中，通过可变气门升程机构50，气门升程Liftin在上述的最大值Liftin_H和最小值Liftin_L之间进行无级变更，并且，通过可变凸轮相位机构70，凸轮相位Cain在最大滞后角值Cain_L与最大提前角值Cain_H之间进行无级变更。

另一方面，在进气凸轮轴5的与可变凸轮相位机构70的反对侧的端部，设置有凸轮角传感器24(参考图2)。该凸轮角传感器24例如可由磁性转子和MRE拾取器构成，伴随进气凸轮轴5的旋转，每转过一个预定的凸轮角就向ECU2输出一个作为冲信号的CAM信号。ECU2根据该CAM信号和上述CRK信号，计算出凸轮相位Cain。在本实施方式中，凸轮角传感器24相当于位置检测装置。

其次，参考图13A、13B，对上述可变压缩比机构80进行说明。该可变压缩比机构80通过变更活塞3b的上止点位置，亦即变更活塞3b的行程，可使压缩比Cr在预定的最高值Cr_H与预定的最低值Cr_L之间进行无级变更，其由连接在各气缸3a的活塞3b与曲轴3d之间的复合连杆机构81、以及连接该复合连杆机构81的压缩比调节器85等构成。在本实施方式中，可变压缩比机构80相当于可动机构。

复合连杆机构81由上连杆82、下连杆83、以及控制连杆84等构成。上连杆82相当于所谓的活塞杆(connecting rod)，其上端部通过活塞销3f转动自由地连接到活塞3b上，下端部通过销83a，转动自由地连接到下连杆83的一个端部。

下连杆83具有三角形状，与上连杆82连接的端部以外的2个端部分别通过曲轴销83b，连接到曲轴3d，通过控制销83c，转动自由地连接到控制连杆84的一个端部。通过以上的结构，活塞3b的往复运动通过复合连杆机构81传递到曲轴3d，变换为曲轴3d的旋转运动。

此外，压缩比调节器85是将与ECU2连接的电动机和减速机构(均未图示)组合起来而构成的，通过ECU2如后述那样被驱动。压缩比调节器85具有：壳体85a、臂85b、以及控制轴85c等，在该壳体85a内，内设有电动机和减速机构。臂85b的一个端被固定在减速机构的转轴85d的前端部，从而，臂85b伴随电动机的旋转，以转轴85d为中心进行转动。

在臂85b的另一端，转动自由地连接有控制轴85c。控制轴85c与曲轴3d相同，向图中的纵深方向延伸，该控制轴85c上连接着控制连杆84的另一端。

进一步，在臂85b的附近，保持一定间隔地设置有最低压缩比挡块86a和最高压缩比挡块86b，通过这2个挡块86a、86b，臂85b的转动范围被限制。即，当根据来自ECU2的后述的压缩比控制输入Ucr，电动机沿正反旋转方向被驱动时，臂85b在抵接最低压缩比挡块86a而被卡止的最低压缩比位置(图13A所示的位置)，和抵接最高压缩比挡块86b而被卡止的最高压缩比位置(图13B所示的位置)之间的范围内进行转动。在本实施方式中，臂85b相当于可动部，最低压缩比挡块86a和最高压缩比挡块86b相当于限制部。

通过以上结构，在该可变压缩比机构80中，在臂85b处于最低压缩比挡块86a一侧的状态下，当压缩比调节器85的转轴85d沿图中的反时针方向旋转时，伴随于此，臂85b沿图中的反时针方向转动。由此，伴随着整个控制连杆84的下推，下连杆83以曲轴销83b为中心沿图中的顺时针方向转动，并且，上连杆82以活塞销3f为中心沿图中的反时针方向转动。其结果，由于活塞销3f、上销83a和曲轴销83b比最低压缩比位置时更加接近直线状，当活塞3b到达上止点时，连接活塞销3f与曲轴销83b的直线距离变长(亦即活塞3b的行程变长)，燃烧室的容积变小，因此压缩比Cr变高。

另一方面，与上述相反，在臂85b处于最高压缩比挡块86b一侧的状态下，当压缩比调节器85的转轴85d沿图中的顺时针方向旋转时，伴随于此，臂85b沿图中的顺时针方向转动，因而整个控制连杆84被提升。由此，通过与上述完全相反的动作，下连杆83沿反时针方向转动，并且，上连杆82沿顺时针方向转动。其结果，当活塞3b到达上止点时，连接活塞销3f与曲轴销83b的直线距离变短(亦即活塞3b的行程变短)，燃烧室的容积变大，因此压缩比Cr变低。如上述那样，在可变压缩比机构80中，通过臂85b在最低压缩比挡块86a与最高压缩比挡块86b之间转动，压缩比Cr就会在上述最低值Cr_L与上述最高值Cr_H之间进行无级变更。在本实施方式中，最低值Cr_L和最高值Cr_H相当于控制范围的界限值。

并且，在该可变压缩比机构80中，设置有未图示的锁定机构，通过该锁定机构，当压缩比控制输入Ucr被设定为后述的故障时用值Ucr_fs时，以及因断线等使压缩比控制输入Ucr不能输入到压缩比调节器85时，可变压缩比机构80的动作就被锁定。亦即，禁止由可变压缩比机构80对压缩比Cr进行变更，使压缩比Cr保持在最低值Cr_L。如前所述，当气门升程Liftin保持在最小值Liftin_L、且凸轮相位Cain保持在最大滞后角值Cain_L的情况下，该最低值Cr_L设定为，作为空气吸入量能确保预定的故障时用值那样的值。

此外，在压缩比调节器85的壳体85a内，设置有控制角传感器25(参考图2)，该控制角传感器25将表示转轴85d、亦即臂85b的转角θcr的检测信号输出到ECU2。ECU2根据该控制角传感器25的检测信号，计算出压缩比Cr。在本实施方式中，控制角传感器25相当于位置检测装置。

进一步，如图2所示，在ECU2上，连接有油门踏板(accel)开度传感器26和点火开关(以下称为“IG·SW”)27。该油门踏板开度传感器26将表示车辆的未图示的油门踏板的踏入量(以下称为“油门踏板开度”)AP的检测信号输出到ECU2。此外，当IG·SW27通过点火钥匙(未图示)操作而实现ON/OFF(打开/关闭)，并且，将表示该ON/OFF状态的信号输出到ECU2。

ECU2由具有CPU、RAM、ROM以及I/O接口(均未图示)等的微型计算机构成，根据上述各种传感器20～26的检测信号，以及IG·SW27的输出信号等，判别发动机3的运转状态，并且，实施各种控制。具体地说，ECU2如后述那样，通过可变气门升程机构50和可变凸轮相位机构70，分别对气门升程Liftin和凸轮相位Cain进行控制，并且，通过可变压缩比机构80，对压缩比Cr进行控制。

并且，在本实施方式中，ECU2相当于控制量计算装置、目标控制量设定装置、控制输入计算装置、干扰抑制参数设定装置、判断装置和校正值计算装置。

下面，对本实施方式的控制装置1进行说明。该控制装置1具有：气门升程控制器100(参考图14)，用于实行气门升程控制；凸轮相位控制器110(参考图16)，用于实行凸轮相位控制；以及压缩比控制器120(参考图18)，用于实行压缩比控制，具体地说，这些都通过ECU2构成。

首先，对气门升程控制器100进行说明。该气门升程控制器100计算用于控制可变气门升程机构50的升程控制输入Uliftin，如图14所示，其具有切换函数设定参数计算部101、以及二自由度滑动模式控制器(以下称为二自由度SLD控制器)102。

在该切换函数设定参数计算部101中，根据气门升程Liftin，通过检索图15所示的图表，计算出切换函数设定参数POLE_lf。在该图15中，POLE_lf1被设定为接近于值0的负的预定值(例如值—0.2)，POLE_lf2被设定为接近于值—1的负的预定值(例如值—0.99)。

此外，在该图中，Liftin_LL、Liftin_ML、Liftin_VPL、Liftin_VPH、Liftin_MH、Liftin_HH是设定为能使下式(1)、(2)成立的气门升程Liftin的预定值。Liftin_LL、Liftin_HH分别是预定的最小保持(hold)值和预定的最大保持值，其用于将上述的升程调节器60的短臂65保持在抵接最小升程挡块67a和最大升程挡块67b的状态。此外，Liftin_VPL、Liftin_VPH是预定的(predetermined)阈值，下式(2)的DLiftin_vpole是正的预定值。

Liftin_LL<Liftin_L<Liftin_ML<Liftin_VPL<Liftin_VPH<Liftin<MH

              <Liftin_H<Liftin_HH                           …(1)

Liftin_H-Liftin_VPH＝Liftin_VPL-Liftin_L＝Dliftin_vpole

                                                            …(2)

在该图表中，切换函数设定参数POLE_lf在Liftin≤Liftin_ML，Liftin_MH≤Liftin的范围内，被设定为预定值POLE_lf2。在Liftin_VPL≤Liftin≤Liftin_VPH的范围内，被设定为预定值POLE_lf1。此外，在Liftin_ML<Liftin<Liftin_VPL的范围内，切换函数设定参数POLE_lf被设定为随着气门升程Liftin的增大而增大的值，在Liftin_VPH<Liftin<Liftin_MH的范围内，被设定为随着气门升程Liftin增大而减小的值。关于切换函数设定参数POLE_lf如上述那样进行设定的原因，将在后面论述。

在本实施方式中，气门升程控制器100相当于控制输入计算装置，切换函数设定参数计算部101相当于干扰抑制参数设定装置，切换函数设定参数POLE_lf相当于干扰抑制参数和应答指定参数。进一步，最小和最大保持值Liftin_LL、Liftin_HH相当于控制范围外的预定值，阈值Liftin_VPL、Liftin_VPH相当于界限值附近的预定值。

另一方面，在二自由度SLD控制器102中，升程控制输入Uliftin可根据气门升程Liftin和目标气门升程Liftin_cmd，通过以下式(3)～(10)中表示的目标值滤波(filter)二自由度滑动模式控制算法进行计算。亦即，升程控制输入Uliftin作为用于使气门升程Liftin跟踪和收敛到目标气门升程Liftin_cmd的值，被计算出。在以下的式(3)～(10)中，带有符号(k)的各离散数据表示以后述的预定控制周期ΔT所采样(或者计算出)的数据，符号k表示各离散数据的采样周期的顺序。例如，符号k表示在本次采样定时所采样的值，符号k—1表示在上次采样定时所采样的值。关于此点，在下面的离散数据中也相同。并且，在以下的说明中，各离散数据中的符号(k)适当加以省略。

Liftin_cmd_f(k)＝-POLE_f_lf·Liftin_cmd_f(k-1)

        +(1+POLE_f_lf)·Liftin_cmd(k)                 …(3)

Uliftin(k)＝Ueq_lf(k)+Urch_lf(k)+Uadp_lf(k)+Unl_lf(k) …(4)

$\mathrm{Ueq}\_\mathrm{lf}\left(k\right)=\frac{1}{b1\_\mathrm{lf}}\{(1-a1\_\mathrm{lf}-\mathrm{POLE}\_\mathrm{lf})\&CenterDot;\mathrm{Liftin}\left(k\right)$

$+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{lf}-a2\_\mathrm{lf})\&CenterDot;\mathrm{Liftin}(k-1)-b2\_\mathrm{lf}\&CenterDot;\mathrm{Uliftin}(k-1)$

$+\mathrm{Liftin}\_\mathrm{cmd}\_f\left(k\right)+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{lf}-1)\&CenterDot;\mathrm{Liftin}\_\mathrm{cmd}\_f(k-1)$

$-\mathrm{POLE}\_\mathrm{lf}\&CenterDot;\mathrm{Liftin}\_\mathrm{cmd}\_f(k-2)\}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

$\mathrm{Urch}\_\mathrm{lf}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Krch}\_\mathrm{lf}}{b1\_\mathrm{lf}}\&CenterDot;\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{lf}\left(k\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(6\right)$

$\mathrm{Uadp}\_\mathrm{lf}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Kadp}\_\mathrm{lf}}{b1\_\mathrm{lf}}\&CenterDot;\underset{i=0}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{lf}\left(i\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(7\right)$

$\mathrm{Unl}\_\mathrm{lf}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Knl}\_\mathrm{lf}}{b1\_\mathrm{lf}}\&CenterDot;\mathrm{sgn}(\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{lf}\left(k\right))\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(8\right)$

σ_lf(k)＝E_lf(k)+POLE_lf·E_lf(k-1)                   …(9)

E_lf(k)＝Liftin(k)-Liftin_cmd_f(k)                     …(10)

在该控制算法中，首先，根据式(3)中表示的目标值滤波算法(目標值filter algorithm)，亦即一次延迟滤波算法(一次遅れfilteralgorithm)，计算出目标气门升程的滤波值Liftin_cmd_f。在该式(3)中，POLE_f_lf是目标值滤波设定参数，被设定为使—1<POLE_f_lf<0的关系成立的值。

其次，通过式(4)～(10)表示的滑动模式控制算法，计算出升程控制输入Uliftin。亦即，如式(4)所示，升程控制输入Uliftin作为等价控制输入Ueq_lf、到达则输入Urch_lf、适应则输入Uadp_lf、以及非线性输入Unl_lf的总和被算出。

等价控制输入Ueq_lf根据式(5)进行计算。在该式(5)中，a1_lf、a2_lf、b1_lf、b2_lf表示后述的式(11)的设备模型的模型参数，被设定为预定值。

此外，到达则输入Urch_lf根据式(6)进行计算。在该式(6)中，Krch_lf表示预定的到达则增加(gain)，σ_lf是如式(9)那样定义的切换函数。该式(9)的E_lf是根据式(10)计算出的跟踪误差(偏差)。

进一步地，适应则输入Uadp_lf根据式(7)进行计算。在该式(7)中，Kadp_lf表示预定的适应则增加。此外，非线性输入Unl_lf根据式(8)进行计算。在该式(8)中，Knl_lf表示预定的非线性增加，并且，Sgn(σ_lf表示符号函数，其值为，当σ_lf≥0时，_lf)＝1，σ_lf<0时，Sgn(σ_lf)=-1(并且，当σ_lf=0时,也可以设定为Sgn(σ_lf=0)。

以上的式(3)～(10)可以如下推导出来。即，将设备定义为以升程控制输入Uliftin作为输入、以气门升程Liftin作为控制量的系统，并且，若作为离散时间系统模型进行模型化，则可得到下式(11)。根据该式(11)的模型，为了使气门升程Liftin跟踪收敛到目标气门升程Liftin_cmd，而应用目标值滤波二自由度滑动模式控制理论时，就可以导出上述式(3)～(10)。

Liftin(k+1)＝a1_lf·Liftin(k)+a2_lf·Liftin(k-1)

    +b1_lf·Uliftin(k)+b2_lf·Uliftin(k-1)                 …(11)

在以上的二自由度SLD控制器102的控制算法中，通过使切换函数设定参数POLE_lf在—1<POLE_lf<0的范围内进行变更，可以变更跟踪误差E_lf向值0的收敛速度和收敛方式，并且，可以变更干扰抑制能力。参考图16对该点进行具体说明。该图中表示出在阶跃状的干扰输入到可变气门升程机构50中的情况下，使切换函数设定参数POLE_lf的值变化到3个预定值POLE_refl～POLE_ref3时，跟踪误差E_lf的变化。此外，分别地，将预定值POLE_refl设定为接近于值0的负值(例如—0.2)，将POLE_ref2设定为值0与值—1中间的值(例如—0.5)，将POLE_ref3设定为接近于值—1的负值(例如—0.99)。

参考该图即可以看出，切换函数设定参数POLE_lf越接近值0，跟踪误差E_lf收敛到值0所要的时间变短，并且，跟踪误差E_lf的最大值变得更小，干扰抑制能力变高。换言之，切换函数设定参数POLE_lf越接近值—1，则跟踪误差E_lf收敛到值0所要的时间变长，并且，跟踪误差E_lf的最大值变得更大(亦即，气门升程Liftin相对于目标气门升程Liftin_cmd的背离程度变大)，干扰抑制能力变低。此外，在基于升程控制输入Uliftin的可变气门升程机构50的控制中，即使在变更切换函数设定参数POLE_lf的值的情况下，由于滑动模式控制算法的特性，可变气门升程机构50中的短臂65的转动速度不会降低，可保持在变更前的值。

利用以上的控制算法的特性，在可变气门升程机构50中，为了减小短臂65抵接最小升程挡块67a和最大升程挡块67b时的冲击力，在本实施方式中，切换函数设定参数POLE_lf如上述图15所示的图表那样进行设定。亦即，当气门升程Liftin被控制朝向减小一侧的情况下，在低于最小值Liftin_L附近的阈值Liftin_VPL时，被设定为，气门升程Liftin越小，切换函数设定参数POLE_lf越接近预定值POLE_lf2。亦即，切换函数设定参数POLE_lf被设定为，允许跟踪误差E_lf的增大化，使其干扰抑制能力变得更低。其结果，升程调节器60中的短臂65一边保持切换函数设定参数POLE_lf的设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_lf的增减，使短臂65的驱动力的增减灵敏度比设定变更前更低的状态下(亦即相对于跟踪误差E_lf的增大，使短臂65的驱动力的增大程度较小的状态)，被驱动到最小升程挡块67a一侧，从而，可以减小短臂65抵接最小升程挡块67a时的冲击力。

另一方面，当气门升程Liftin被控制朝向增大一侧的情况下，当超过最大值Liftin_H附近的阈值Liftin_VPH时，与上述同样，被设定为，气门升程Liftin越大，切换函数设定参数POLE_lf越接近预定值POLE_lf2的值。亦即，切换函数设定参数POLE_lf被设定为，容许跟踪误差E_lf的增大化，使干扰抑制能力变低那样的值。其结果，升程调节器60中的短臂65一边保持切换函数设定参数POLE_lf的设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_lf的增减，使短臂65的驱动力的增减灵敏度比设定变更前更低的状态下，被驱动到最大升程挡块67b一侧，从而，可以减小短臂65抵接最大升程挡块67b时的冲击力。

此外，在Liftin_VPL≤Liftin≤Liftin_VPH的范围内，切换函数设定参数POLE_lf就被设定到接近值0的预定值POLE_lf1，从而，可以将气门升程Liftin对目标气门升程Liftin_cmd的跟踪性、良好的收敛方式和干扰抑制能力均确保在高水平。

在本实施方式中，分别地，气门升程Liftin相当于控制量，目标气门升程Liftin_cmd相当于目标控制量，升程控制输入Uliftin相当于控制输入。

并且，在图15的图表中，也可以将阈值Liftin_VPL、Liftin_VPH设定为使(Liftin_VPL—Liftin_L)≠(Liftin_H—Liftin_VPH)那样的值。此外，也可以构成为，在切换函数设定参数POLE_lf的计算中，代替气门升程Liftin，根据目标气门升程Liftin_cmd，来检索图15的图表。

下面，对凸轮相位控制器110进行说明。该凸轮相位控制器110计算出用于控制可变凸轮相位机构70的相位控制输入Ucain，如图17所示，其具有：切换函数设定参数计算部111、以及二自由度SLD控制器112。

在该切换函数设定参数计算部111中，根据凸轮相位Cain，通过检索图18所示的图表，由此，计算出切换函数设定参数POLE_ca，在该图中，POLE_ca1被设定为接近值0的负的预定值(例如—0.2)，POLE_ca2被设定为接近值—1的负的预定值(例如—0.99)。

此外，Cain_LL、Cain_ML、Cain_VPL、Cain_VPH、Cain_MH、CainHH是设定为使下式(12)、(13)成立的凸轮相位Cain的预定值。Cain_LL、Cain_HH分别是预定的最大滞后角保持值和最大提前角保持值，其用于将上述电磁制动器72的臂74b保持在抵接最大滞后角挡块73a和最大提前角挡块73b的状态。此外，Cain_VPL、Cain_VPH是预定的阈值，下式的Dcain_vpole是正的预定值。

Cain_LL<Cain_L<Cain_ML<Cain_VPL<Cain_VPH<

Cain_MH<Cain_H<Cain_HH                              …(12)

Cain_H-Cain_VPH＝Cain_VPL-Cain_L＝Dcain_vpole

                                        …(13)

在该图表中，切换函数设定参数POLE_ca，在Cain≤Cain_ML，Cain_MH≤Cain的范围内，被设定为预定值POLE_ca2，在Cain_VPL≤Cain≤Cain_VPH的范围内，被设定为预定值POLE_cal。此外，在Cain_ML<Cain<Cain_VPL的范围内，切换函数设定参数POLE_ca被设定为随着凸轮相位Cain的增大而增大的值，在Cain_VPH<Cain<Cain_MH的范围内，被设定为随着凸轮相位Cain的增大而减小的值。

在图18的图表中，如上述那样设定切换函数设定参数POLE_ca的原因，与在上述图15的图表中的切换函数设定参数POLE_lf的设定原因相同，关于其详细情况将在后面论述。

在本实施方式中，凸轮相位控制器110相当于控制输入计算装置，切换函数设定参数计算部111相当于干扰抑制参数设定装置，切换函数设定参数POLE_ca相当于干扰抑制参数和应答指定参数。进一步，最大滞后角和最大提前角保持值Cain_LL、Cain_HH相当于控制范围外的预定值，阈值Cain_VPL、Cain_VPH相当于界限值附近的预定值。

另一方面，在二自由度SLD控制器112中，相位控制输入Ucain可根据凸轮相位Cain和目标凸轮相位Cain_cmd，通过以下的式(14)～(21)表示的目标值滤波二自由度滑动模式控制算法进行计算。亦即，相位控制输入Ucain作为用于使凸轮相位Cain跟踪·收敛到目标凸轮相位Cain_cmd的值被计算出。

Cain_cmd_f(k)＝-POLE_f_ca·Cain_cmd_f(k-1)

     +(1+POLE_f_ca)·Cain_cmd(k)                      …(14)

Ucain(k)＝Ueq_ca(k)+Urch_ca(k)+Uadp_ca(k)+Unl_ca(k)   …(15)

$\mathrm{Ueq}\_\mathrm{ca}\left(k\right)=\frac{1}{b1\_\mathrm{ca}}\{(1-a1\_\mathrm{ca}-\mathrm{POLE}\_\mathrm{ca})\&CenterDot;\mathrm{Cain}\left(k\right)$

$+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{ca}-a2\_\mathrm{ca})\&CenterDot;\mathrm{Cain}(k-1)-b2\_\mathrm{ca}\&CenterDot;\mathrm{Ucain}(k-1)$

$+\mathrm{Cain}\_\mathrm{cmd}\_f\left(k\right)+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{ca}-1)\&CenterDot;\mathrm{Cain}\_\mathrm{cmd}\_f(k-1)$

$-\mathrm{POLE}\_\mathrm{ca}\&CenterDot;\mathrm{Cain}\_\mathrm{cmd}\_f(k-2)\}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(16\right)$

$\mathrm{Urch}\_\mathrm{ca}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Krch}\_\mathrm{ca}}{b1\_\mathrm{ca}}\&CenterDot;\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{ca}\left(k\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(17\right)$

$\mathrm{Uadp}\_\mathrm{ca}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Kadp}\_\mathrm{ca}}{b1\_\mathrm{ca}}\&CenterDot;\underset{i=0}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{ca}\left(i\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(18\right)$

$\mathrm{Unl}\_\mathrm{ca}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Knl}\_\mathrm{ca}}{b1\_\mathrm{ca}}\&CenterDot;\mathrm{sgn}(\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{ca}\left(k\right))\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(19\right)$

σ_ca(k)＝E_ca(k)+POLE_ca·E_ca(k-1)                   …(20)

E_ca(k)＝Cain(k)-Cain_cmd_f(k)                        …(21)

在该控制算法中，首先，根据式(14)所示的目标值滤波算法，亦即一次延迟滤波算法，计算目标凸轮相位的滤波值Cain_cmd_f。在该式(14)中，POLE_f_ca是目标值滤波设定参数，将其设定为使关系—1<POLEf_ca<0成立的值。

然后，根据式(15)～(21)表示的滑动模式控制算法，计算出相位控制输入Ucain。亦即，如式(15)所示，相位控制输Ucain作为等价控制输入Ueq_ca、到达则输入Urch_ca、适应则输入Uadp_ca、以及非线性输入Unl_ca的总和被算出。

该等价控制输入Ueq_ca根据式(16)进行计算。在该式(16)中，a1_ca、a2_ca、b1_ca、b2_ca表示后述式(22)的设备模型的模型参数，被设定为预定值。

此外，到达则输入Urch_ca根据式(17)进行计算。在该式(17)中，Krch_ca表示预定的到达则增加，σ_ca是如式(20)那样定义的切换函数。该式(20)的E_ca是根据式(21)计算出的跟踪误差(偏差)。

进一步，适应则输入Uadp_ca根据式(18)进行计算。在该式(18)中，Kadp_ca表示预定的适应则增加。此外，非线性输入Unl_ca根据式(19)进行计算。在该式(19)中，Knl_ca表示预定的非线性增加，并且，Sgn(σ_ca)表示符号函数，其值为，当σ_ca≥0时，Sgn(σ_ca)＝1，σ_ca<0时，Sgn(σ_ca)＝—1(并且，当σ_ca＝0时，也可以设定为Sgn(σ_ca)＝0)。

以上的式(14)～(21)可以通过与上述式(3)～(10)的推导方法相同的方法推导出来。亦即，将设备定义为以相位控制输入Ucain为输入，以凸轮相位Cain作为控制量的系统，并且，当作为离散时间系统模型进行模型化时，可得到下式(22)。根据该式(22)的模型，为了使凸轮相位Cain收敛到目标凸轮相位Cain_cmd，当应用目标值滤波二自由度滑动模式控制理论时，就可以导出前述式(14)～(21)。

Cain(k+1)＝a1_ca·Cain(k)+a2_ca·Cain(k-1)

           +b1_ca·Ucain(k)+b2_ca·Ucain(k-1)          …(22)

在以上的二自由度SLD控制器112的控制算法中，如上所述，通过使切换函数设定参数POLE_ca在—1<POLE_ca<0的范围内进行变更，就可以变更干扰抑制能力。从而，在上述图18的图表中，为了减小电磁制动器72的臂74b在抵接最大滞后角挡块73a和最大提前角挡块73b时的冲击力，切换函数设定参数POLE_ca如前述那样进行设定。亦即，在将凸轮相位Cain向最大滞后角值Cain_L一侧进行控制的情况下，当相对于最大滞后角值Cain_L附近的阈值Cain_VPL，为更加滞后一侧的值时，被设定为，凸轮相位Cain越是滞后一侧的值，切换函数设定参数POLE_ca的值越接近预定值POLE_ca2。亦即，切换函数设定参数POLE_ca被设定为允许跟踪误差E_ca增大，使干扰抑制能力变得更小的那样的值。从而，电磁制动器72的臂74b一边保持切换函数设定参数POLE_ca的设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_ca的增减，使臂74b的驱动力的增减灵敏度比设定变更前更低的状态下，被驱动到最大滞后角挡块73a一侧，其结果，可以减小臂74b抵接最大滞后角挡块73a时的冲击力。

另一方面，与上述相反，在将凸轮相位Cain向提前角侧进行控制的情况下，当相对于最大提前角值Cain_H附近的阈值Cain_VPH，为更加提前一侧的值时，切换函数设定参数POLE_ca被设定为更加接近预定值POLE_ca2的值。亦即，切换函数设定参数POLE_ca被设定为允许跟踪误差E_ca增大，使干扰抑制能力变得更小的值。从而，电磁制动器72的臂74b一边保持切换函数设定参数POLE_ca的设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_ca的增减，使臂74b的驱动力的增减灵敏度比设定变更前更低的状态下，被驱动到最大提前角挡块73b一侧，其结果，可以减小臂74b抵接最大提前角挡块73b时的冲击力。

此外，在Cain_VPL≤Cain≤Cain_VPH的范围内，通过将切换函数设定参数POLE_ca设定为接近值0的预定值POLE_cal，就可以将凸轮相位Cain对目标凸轮相位Cain_cmd的跟踪性、良好的收敛方式和干扰抑制能力均确保在高水平。

在本实施方式中，分别地，凸轮相位Cain相当于控制量，目标凸轮相位Cain_cmd相当于目标控制量，相位控制输入Ucain相当于控制输入。

并且，在图18的图表中，也可以将阈值Cain_VPL、Cain_VPH设定为使(Cain_VPL—Cain_L)≠(Cain_H—Cain_VPH)那样的值。此外，也可以构成为，在切换函数设定参数POLE_ca的计算中，代替相位控制输入Ucain，根据目标凸轮相位Cain_cmd，来检索图18的图表。

下面，对压缩比控制器120进行说明。该压缩比控制器120计算用于控制可变压缩比机构80的压缩比控制输入Ucr，如图19所示，其具有：切换函数设定参数计算部121、以及二自由度SLD控制器122。

在该切换函数设定参数计算部121中，根据压缩比Cr，通过检索图20中所示的图表，计算出切换函数设定参数POLE_cr。在该图中，POLE_cr1被设定为接近值0的负的预定值(例如—0.2)，POLE_cr2被设定为接近值—1的负的预定值(例如—0.99)。

此外，Cr_LL、Cr_ML、Cr_VPL、Cr_VPH、Cr_MH、Cr_HH是设定为使下式(23)、(24)成立的压缩比Cr的预定值。Cr_LL、Cr_HH分别是预定的最低保持值和最高保持值，其用于将上述压缩比调节器85的臂85b保持在抵接最低压缩比挡块86a和最高压缩比挡块86b的状态。此外，Cr_VPL、Cr_VPH是预定的阈值，下式(24)的Dcr_vpole是正的预定值。

Cr_LL<Cr_L<Cr_ML<Cr_VPL<Cr_VPH<Cr_MH

<Cr_H<Cr_HH                                    …(23)

Cr_H-Cr_VPH＝Cr_VPL-Cr_L＝Dcr_vpole

                                               …(24)

在该图表中，切换函数设定参数POLE_cr，在Cr≤Cr_ML，Cr_MH≤Cr的范围内，被设定为预定值POLE_cr2，在Cr_VPL≤Cr≤Cr_VPH的范围内，被设定为预定值POLE_cr1。此外，在Cr_ML<Cr<Cr_VPL的范围内，切换函数设定参数POLE_cr被设定为随着压缩比Cr的增高而增大的值，在Cr_VPH<Cr<Cr_MH的范围内，被设定为随着压缩比Cr的增高而减小的值。

在图20的图表中，如上述那样设定切换函数设定参数POLE_cr的原因，与在上述图15的图表中的切换函数设定参数POLE_lf的设定原因相同，关于其详细情况将在后面论述。

在本实施方式中，压缩比控制器120相当于控制输入计算装置，切换函数设定参数计算部121相当于干扰抑制参数设定装置，切换函数设定参数POLE_cr相当于外干抑制参数和应答指定参数。进一步，最低和最高保持值Cr_LL、Cr_HH相当于控制范围外的预定值，阈值Cr_VPL、Cr_VPH相当于界限值附近的预定值。

另一方面，在二自由度SLD控制器122中，压缩比控制输入Ucr可根据压缩比Cr和目标压缩比Cr_cmd，通过下式(25)～(32)表示的目标值滤滤波二自由度滑动模式控制算法进行计算。亦即，压缩比控制输入Ucr作为用于使压缩比Cr跟踪·收敛到目标压缩比Cr_cmd的值被计算出。

Cr_cmd_f(k)＝-POLE_f_cr·Cr_cmd_f(k-1)

      +(1+POLE_f_cr)·Cr_cmd(k)                         …(25)

Ucr(k)＝Ueq_cr(k)+Urch_cr(k)+Uadp_cr(k)+Unl_cr(k)       …(26)

$\mathrm{Ueq}\_\mathrm{cr}\left(k\right)=\frac{1}{b1\_\mathrm{cr}}\{(1-a1\_\mathrm{cr}-\mathrm{POLE}\_\mathrm{cr})\&CenterDot;\mathrm{Cr}\left(k\right)$

$+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{cr}-a2\_\mathrm{cr})\&CenterDot;\mathrm{Cr}(k-1)-b2\_\mathrm{cr}\&CenterDot;\mathrm{Ucr}(k-1)$

$+\mathrm{Cr}\_\mathrm{cmd}\_f\left(k\right)+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{cr}-1)\&CenterDot;\mathrm{Cr}\_\mathrm{cmd}\_f(k-1)$

$-\mathrm{POLE}\_\mathrm{cr}\&CenterDot;\mathrm{Cr}\_\mathrm{cmd}\_f(k-2)\}$

                                                         …(27)

$\mathrm{Urch}\_\mathrm{cr}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Krch}\_\mathrm{cr}}{b1\_\mathrm{cr}}\&CenterDot;\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{cr}\left(k\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(28\right)$

$\mathrm{Uadp}\_\mathrm{cr}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Kadp}\_\mathrm{cr}}{b1\_\mathrm{cr}}\&CenterDot;\underset{i=0}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{cr}\left(i\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(29\right)$

$\mathrm{Unl}\_\mathrm{cr}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Knl}\_\mathrm{cr}}{b1\_\mathrm{cr}}\&CenterDot;\mathrm{sgn}(\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{cr}\left(k\right))\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(30\right)$

σ_cr(k)＝E_cr(k)+POLE_cr·E_cr(k-1)                   …(31)

E_cr(k)＝Cr(k)-Cr_cmd_f(k)                            …(32)

在该控制算法中，首先，根据式(25)所示的目标值滤波算法，亦即一次延迟滤波算法，计算目标压缩比滤波值Cr_cmd_f。在该式(25)中，POLE_f_cr是目标值滤波设定参数，将其设定为使关系—1<POLE_f_cr<0成立的值。

其次，根据式(26)～(32)表示的滑动模式控制算法，计算出压缩比控制输入Ucr。亦即，如式(26)所示，压缩比控制输入Ucr作为等价控制输入Ueq_cr、到达则输入Urch_cr、适应则输入Uadp_cr、以及非线性输入Unl_cr的总和被算出。

该等价控制输入Ueq_cr根据式(27)进行计算。在该式(27)中，a1_cr、a2_cr、b1_cr、b2_cr表示后述式(33)的设备模型的模型参数，被设定为预定值。

此外，到达则输入Urch_cr根据式(28)进行计算。在该式(28)中，Krch_cr表示预定的到达则增加，σ_cr是如式(31)那样定义的切换函数。该式(31)的E_cr是根据式(32)计算出的跟踪误差(偏差)。

进一步，适应则输入Uadp_cr根据式(29)进行计算。在该式(29)中，Kadp_cr表示预定的适应则增加。此外，非线性输入Unl_cr根据式(30)进行计算。在该式(30)中，Knl_cr表示预定的非线性增加，并且，Sgn(σ_cr)表示符号函数，其值为，当σ_cr≥0时，Sgn(σ_cr)＝1，当σ_cr<0时，Sgn(σ_cr)＝—1(并且，当σ_cr＝0时，也可以设定为Sgn(σ_cr)＝0)。

以上的式(25)～(32)可以通过与上述式(3)～(10)的推导方法相同的方法推导出来。亦即，将设备定义作为以压缩比控制输入Ucr为输入，以压缩比Cr作为控制量的系统，并且，当作为离散时间系统模型进行模型化时，可得到下式(33)。根据该式(33)的模型，为了使压缩比Cr收敛到目标压缩比Cr_cmd，当应用目标值滤波二自由度滑动模式控制理论时，就可以导出上述式(25)～(32)。

Cr(k+1)＝a1_cr·Cr(k)+a2_cr·Cr(k-1)

         +b1_cr·Ucr(k)+b2_cr·Ucr(k-1)            …(33)

在以上的二自由度SLD控制器122的控制算法中，如上所述，通过使切换函数设定参数POLE_cr在—1<POLE_cr<0的范围内进行变更，就可以变更干扰抑制能力。从而，在本实施方式中，在可变压缩比机构80中，为了减小压缩比调节器85的臂85b在抵接最低压缩比挡块86a和最高压缩比挡块86b时的冲击力，切换函数设定参数POLE_cr如前述的图20的图表那样进行设定。亦即，在将压缩比Cr朝向最低值Cr_L一侧进行控制的情况下，当相对于最低值Cr_L附近的阈值Cr_VPL，为靠近最低值Cr_L一侧的值时，被设定为，压缩比Cr越是靠近最低值Cr_L侧的值，切换函数设定参数POLE_cr就越接近预定值POLE_cr2的值。亦即，切换函数设定参数POLE_cr被设定为允许跟踪误差E_cr增大、使干扰抑制能力变得更小的那样的值。从而，臂85b一边保持切换函数设定参数POLE_cr在设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_cr的增减，使臂85b的驱动力的增减灵敏度比设定变更前更低的状态下，被驱动到最低压缩比挡块86a一侧，其结果，可以减小臂85b接触最低压缩比挡块86a时的冲击力。

另一方面，与上述相反，在将压缩比Cr向最高值Cr_H一侧进行控制的情况下，当相对于最高值Cr_H附近的阈值Cr_VPH，为靠近最高值Cr_H一侧的值时，被设定为，压缩比Cr越是靠近最高值Cr_H一侧，切换函数设定参数POLE_cr就越接近预定值POLE_cr2的值。亦即，切换函数设定参数POLE_cr被设定为允许跟踪误差E_cr的增大化、使干扰抑制能力变得更小的那样的值。从而，压缩比调节器85的臂85b一边保持切换函数设定参数POLE_cr的设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_cr的增减，使臂85b的驱动力的增减灵敏度比设定变更前更低的状态下，被驱动到最高压缩比挡块86b一侧，其结果，可以减小臂85b抵接最高压缩比挡块86b时的冲击力。

此外，在Cr_VPL≤Cr≤Cr_VPH的范围内，通过将切换函数设定参数POLE_cr设定为接近值0的预定值POLE_cr1，就可以将压缩比Cr对目标压缩比Cr_cmd的跟踪性、良好的收敛方式和干扰抑制能力均确保在高水平。

在本实施方式中，分别地，压缩比Cr相当于控制量，目标压缩比Cr_cmd相当于目标控制量，压缩比控制输入Ucr相当于控制输入。

并且，在图20的图表中，也可以将阈值Cr_VPL、Cr_VPH设定为使(Cr_VPL—Cr_L)≠(Cr_H—Cr_VPH)的值。此外，也可以构成为，在切换函数设定参数POLE_cr的计算中，代替压缩比Cr，根据目标压缩比Cr_cmd，来检索图20的图表。

以下，参考图21，对由ECU2实行的可变机构控制处理进行说明。并且，在以下的说明中，将可变气门升程机构50、可变凸轮相位机构70、以及可变压缩比机构80集中起来，称为“3个可变机构”。本处理对用于控制3个可变机构的3个控制输入Uliftin、Ucain、Ucr进行计算，以预定的控制周期ΔT(例如5毫秒)加以实行。

在该处理中，首先，在步骤1(图中简化为“S1”。以下相同)，根据转角传感器23的检测信号，计算出气门升程的检测值Liftin_ad。

然后，进入步骤2，判别升程故障标志F_LIFTIN是否为“1”。该升程故障标志F_LIFTIN在IG·SW27从OFF状态变为ON状态时被设定为“0”，当后述的条件成立时被设定为“1”。

当步骤2的判别结果为否(NO)时，例如在IG·SW27刚变为ON之后时，进入步骤3，判别初始化结束标志F_ini_done是否为“1”。该初始化结束标志F_ini_done在IG·SW27从OFF状态变为ON状态时，被设定为“0”，如后所述，当计算出升程校正值Comp_Liftin时被设定为“1”。

当步骤3的判别结果为否(NO)时，例如在IG·SW27刚变为ON之后时，进入步骤4，将在步骤1算出的检测值Liftin_ad设定为气门升程Liftin。

接着，进入步骤5，实行可变气门升程机构50的初始化处理。该处理进行转角传感器23的校准，并且，还进行可变气门升程机构50的故障判断，具体地，如图22所示那样加以实行。首先，在步骤10，根据初始化计时器(タイマ)的计时值Tm_ini，通过检索如图23所示的图表，算出目标气门升程Liftin_cmd。该初始化计时器用于对初始化的实行时间，亦即对IG·SW27从OFF状态变为ON状态以后的时间进行计时，其由增计数器(up counter)式的计时器构成。

在该图23中，分别地，Tml表示预定值，Liftin_inist表示预定的初始值，Liftin_iniok表示预定的阈值，这些值被设定为使Liftin_L<Liftin_iniok<Liftin_inist的关系成立的值。该阈值Liftin_iniok如后所述，是用于判别短臂65是否因冰冻等原因不能转动到最小升程挡块67a一侧的值，因此，被设定为比升程的最小值Liftin_L略大一些的值。

在该图表中，在Tm_ini<Tml的范围内，目标气门升程Liftin_cmd就设定为随着计时值Tm_ini增大而减小的值，在Tml≤Tm_ini的范围内，被设定为上述最小保持值Liftin_LL。这是为了在IG·SW27从OFF状态变为ON状态以后，使短臂65随时间的经过而向最小升程挡块67a一侧转动，最终使其可靠地抵接在最小升程挡块67a上。

在后续步骤10的步骤11中，通过根据气门升程Liftin，检索上述的图15的图表，计算出切换函数设定参数POLE_lf。

接着，在步骤12中，根据上述式(3)～(10)的算法，计算出升程控制输入Uliftin。然后，进入步骤13，将气门升程的本次的值Liftin与上次的值LiftinZ(＝Liftin(k-1))的偏差设定为升程变化量Dliftin。

接着，在步骤14中，判别Dliftin<Dliftin_stp、以及Liftin_iniok是否都能成立。，这2个条件是具体用于判别短臂65是否被保持在抵接最小升程挡块67a的状态，Dliftin_stp是用于判别气门升程Liftin不发生变化的预定的阈值。

当该步骤14的判别结果为否(NO)时，亦即气门升程Liftin没有达到阈值Liftin_iniok，或者气门升程Liftin正在变化时，进入步骤17，判别初始化计时器的计时值Tm_ini是否大于预定的故障判断值TM_INI_NG。当该判别结果为否(NO)时，就此结束本处理。

另一方面，当步骤14的判别结果为是(YES)时，亦即在气门升程Liftin小于阈值Liftin_iniok并且不发生变化，短臂65处于抵接最小升程挡块67a的状态时，进入步骤15，将升程校正值Comp_Liftin设定为从气门升程检测值减去最小值后所得的值(Lift_ad-Liftin_L)。如后所述，该升程校正值Comp_Liftin用于校正气门升程检测值Liftin_ad。即，用于校准转角传感器23。

然后，进入步骤16，为了表示初始化处理已经结束，在使初始化结束标志F_ini_done设定为“1”之后，结束本处理。

另一方面，当步骤17的判别结果为是(YES)时，由于无论经过多长时间，气门升程Liftin都没有达到阈值Liftin_iniok，或者其变化程度较大，则作为可变气门升程机构50处于故障状态，进入步骤18，为了表示它们，在使升程故障标志F_LIFTIN设定为“1”后，结束本处理。

返回图22，如上那样实行步骤5的初始化处理之后，结束本处理。

另一方面，当步骤3的判别结果为是(YES)时，亦即，在上述步骤5的初始化处理中，已经计算出升程校正值Comp_Liftin时，进入步骤6，将气门升程Liftin设定为从气门升程检测值中减去升程校正值后的值(Liftin_ad—Comp_Liftin)。亦即，通过用升程校正值Comp_Liftin校正检测值Liftin_ad，计算出气门升程Liftin，这样地进行转角传感器23的校准。如上所述那样，在步骤6计算出气门升程Liftin后，进入步骤7。另一方面，当步骤2的判别结果为是(YES)时，也进入步骤7。

在接在步骤2或步骤6之后的步骤7中，实行故障判断处理。在该故障判断处理中，如下所述，判断3个可变机构的至少一个是否发生故障，并且，当判断至少有1个发生故障时，为表示该状况，将可变机构故障标志F_VDNG设定为“1”，否则，将可变机构故障标志F_VDNG设定为“0”。

更具体地说，可变气门升程机构50的故障判断根据上述升程故障标志F_LIFTIN的值来进行。此外，可变凸轮相位机构70的故障判断以如下方式实行。亦即，当凸轮相位Cain与目标凸轮相位Cain_cmd之间的偏差的绝对值超过预定的状态已持续预定以上的时间时，或者相位控制输入Ucain的绝对值超过预定阈值的状态已持续预定以上的时间时，就判断可变凸轮相位机构70产生故障，否则，判断可变凸轮相位机构70为正常。

进一步，可变压缩比机构80的故障判断可如下这样实行。亦即，当压缩比Cr与目标压缩比Cr_cmd之间的偏差的绝对值超过预定阈值的状态已继续预定以上的时间时，或者压缩比控制输入Ucr的绝对值超过预定阈值的状态已继续预定以上的时间时，就判断可变压缩比机构80产生故障，否则，判断可变压缩比机构80为正常。

在接着步骤7的步骤8中，在实行了如下所述的控制输入计算处理后，结束本处理。

下面，参考图24，对上述控制输入计算处理进行说明。在该处理中，首先，在步骤20，判别可变机构故障标志F_VDNG是否为“1”。如该判别结果为否(NO)，3个可变机构都为正常时，进入步骤21，判别发动机起动标志F_ENGSTART是否为“1”。

该发动机起动标志F_ENGSTART通过在未图示的判断处理中，根据发动机转数NE和IG·SW27的输出信号，判断是否处于发动机起动控制中，亦即曲轴转动(cranking)中而进行设定。具体地，在处于发动机起动控制中时，设定为“1”，否则设定为“0”。

当步骤21的判别结果为是(YES)，处于发动机起动控制中时，进入步骤22，根据发动机水温TW，检索如图25所示的图表，由此，计算出目标气门升程Liftin_cmd。

在该图表中，目标气门升程Liftin_cmd被设定为，在发动机水温TW高于预定值TWREF1的范围内，随着发动机水温TW降低而增大的值，并且，在TW≤TWREF1的范围内，被其设定为预定值Liftinref。这是因为当发动机水温TW较低时，由于可变气门升程机构50的摩擦增大，因此要对其进行补偿。

并且，在步骤22中的目标气门升程Liftin_cmd的计算过程中，当图表检索值成为最小值Liftin_L时，目标气门升程Liftin_cmd被设定为比最小值Liftin_L小的最小保持值Liftin_LL，并且，当图表检索值成为最大值Liftin_H时，目标气门升程Liftin_cmd被设定为比最大值Liftin_H大的最大保持值Liftin_HH。这与上述相同，为了使短臂65可靠地抵接最小升程挡块67a和最大升程挡块67b，即使在后述的步骤33、36的映射(マツプ)图表检索中，也根据同样的理由，采用与上述同样的方法，计算出目标气门升程Liftin_cmd。

接着，在步骤23，根据发动机水温TW，检索如图26所示的图表，由此，计算出目标凸轮相位Cain_cmd。

在该图表中，目标凸轮相位Cain_cmd被设定为，，当发动机水温TW在高于预定值TWREF2的范围内，随着发动机水温TW越低就越滞后的值，并且，在TW≤TWREF2的范围内，被设定为预定值Cainref。这是因为当发动机水温TW较低时，由于将凸轮相位Cain控制在比发动机水温TW较高时更加滞后一侧，减小气门重叠(valve overlap)，所以使进气流速上升，实现燃烧的稳定。

并且，在步骤23中的目标凸轮相位Cain_cmd的计算过程中，当图表检索值为最大滞后角值Cain_L时，目标凸轮相位Cain_cmd被设定为比最大滞后角值Cain_L更加滞后的最大滞后角保持值Cain_LL，并且，当图表检索值为最大提前角值Cain_H时，目标凸轮相位Cain_cmd被设定为比最大提前角值Cain_H更加提前的最大提前角保持值Cain_HH。这是为了使电磁制动器72的臂74b可靠地抵接最大滞后角挡块73a和最大提前角挡块73b，即使在后述的步骤34、37的映射检索中，也根据同样的理由，采用与上述同样的方法，计算出目标凸轮相位Cain_cmd。

然后，在步骤24，将目标压缩比Cr_cmd设定为预定的起动时用值Cr_cmd_crk。该起动时用值Cr_cmd_crk被设定为使曲轴转动中的发动机转速NE上升、并且可抑制未燃HC(碳氢化合物)发生那样的低压缩比一侧的值。

接着，进入步骤25，如前所述，根据气门升程Liftin，通过检索图15所示的图表，计算出切换函数设定参数POLE_lf。然后，在步骤26，通过上述式(3)～(10)的目标值滤波二自由度滑动模式控制算法，计算出升程控制输入Uliftin。

接着，进入步骤27，如前所述，根据凸轮相位Cain，通过检索图18所示的图表，计算出切换函数设定参数POLE_ca。然后，在步骤28，通过上述式(14)～(21)的目标值滤波二自由度滑动模式控制算法，计算出相位控制输入Ucain。

接着，进入步骤29，如前所述，根据压缩比Cr，通过检索图20所示的图表，计算出切换函数设定参数POLE_cr。然后，在步骤30，通过上述式(25)～(32)的目标值滤波二自由度滑动模式控制算法，计算出压缩比控制输入Ucr。在上面的步骤30，在计算出压缩比控制输入Ucr之后，结束本处理。

另一方面，当步骤21的判别结果为否(NO)，未处于发动机起动控制中时，进入步骤31，判别油门踏板开度AP是否小于预定值APREF。若该判别结果为是(YES)，油门踏板未被踏下时，进入步骤32，判别催化剂预热定时器的计时值Tcat是否小于预定值Tcatlmt。该催化剂预热计时器用于对催化剂预热控制处理的实行时间进行计时，由增计数器式计时器构成。

若该判别结果为是(YES)，Tcat<Tcatlmt时，作为应当实行催化剂预热控制处理，进入步骤33，根据催化剂预热计时器的计时值Tcat以及发动机水温TW，通过检索如图27所示的映射图表，计算出目标气门升程Liftin_cmd。该图中，TW1～TW3表示使TW1<TW2<TW3的关系成立的发动机水温TW的预定值，关于此点，即使在以下的说明中也同样。

在该映射图表中，目标气门升程Liftin_cmd就设定为随着发动机水温TW降低而增大的值。这是因为，由于发动机水温TW越低，催化剂活性化所需要的时间就越长，从而通过加大排气容积，以缩短催化剂活性化所需要的时间。在此基础上，在该映射图表中，在催化剂预热计时器的计时值Tcat较小的区域，被设定为，目标气门升程Liftin_cmd随着计时值Tcat增大而增大的值，在计时值Tcat较大的区域，被设定为随着计时值Tcat增大而减小的值。这是因为，在催化剂预热控制的实行随着时间的经过，发动机3通过进行预热，而使摩擦降低的情况下，如果不减少吸入空气量，则为了将发动机转速(回転数)NE维持在目标值，点火时间就变为点火过延迟控制状态，燃烧状态变得很不稳定，因此要避免这种状态的发生。

接着，在步骤34，根据催化剂预热计时器的计时值Tcat以及发动机水温TW，检索如图28所示的映射图表，由此，计算出目标凸轮相位Cain_cmd。

在该映射图表中，目标凸轮相位Cain_cmd被设定为发动机水温TW越低，越提前的值。这是因为，如上所述，由于发动机水温TW越低，催化剂活性化所需要的时间就越长，从而，通过使泵气损失减小，使吸入空气量增大，以缩短催化剂活性化所需要的时间。在此基础上，在该映射图表中，在催化剂预热计时器的计时值Tcat较小的区域，目标凸轮相位Cain_cmd被设定为计时值Tcat越大，越滞后的值；在计时值Tcat较大的区域，其被设定为，计时值Tcat越大，就越提前的值。这是根据与在图27的说明中所述的同样的理由。

接着，在步骤35，将目标压缩比Cr_cmd设定为预定的预热控制用值Cr_cmd_ast。为了缩短催化剂活性化所需要的时间，该预热控制用值Cr_cmd_ast被设定为能使热效率降低、且可以提高排气温度那样的低压缩比一侧的值。

在步骤35之后，如前所述，在实行步骤25至步骤30之后，结束本处理。

另一方面，当步骤31或步骤32的判别结果为否(NO)时，亦即，当油门踏板被踏下时，或者在Tcat≥Tcatlmt时，进入步骤36，根据发动机转数NE以及油门踏板开度AP，通过检索如图29所示的映射图表，计算出目标气门升程Liftin_cmd。该图中，AP1～AP3表示使AP1<AP2<AP3的关系成立的油门踏板开度AP的预定值，关于此点，在以下的说明中也是同样的。

在该映射图表中，目标气门升程Liftin_cmd被设定为，随着发动机转数NE增高或者随着油门踏板开度AP增大，而增大的值。这是因为，发动机转数NE越高，或者油门踏板开度AP越大，要求发动机3的输出就越大，从而就要求更大的吸入空气量。

接着，在步骤37，根据发动机转数NE以及油门踏板开度AP，检索如图30所示的映射图表，计算出目标凸轮相位Cain_cmd。在该映射图表中，当油门踏板开度AP较小且处于中等转速区域时，目标凸轮相位Cain_cmd被设定为比其它情况更加提前的值。这是由于在这样的运转状态下，必须使内部EGR(排气再循环)量增大、使泵气损失减小。

然后，在步骤38，根据发动机转数NE以及油门踏板开度AP，通过检索如图31所示的射映图表，计算出目标压缩比Cr_cmd。在该映射图表中，目标压缩比Cr_cmd设定为，随着发动机转数NE增高，或者随着油门踏板开度AP增大而减大，而减小的值。这是由于越在高负载区域，亦即越容易发生爆燃时，越要通过降低压缩比，以避免点火时间成为点火过延迟控制状态，避免燃烧效率的降低。

并且，在步骤38中的目标压缩比Cr_cmd的计算过程中，当射映图表检索值成为最低值Cr_L时，目标压缩比Cr_cmd被设定为比最低值Cr_L低的最低保持值Cr_LL，并且，当映射图表检索值成为最高值Cr_H时，目标压缩比Cr_cmd被设定为比最高值Cr_H高的最高保持值Cr_HH。这是为了使臂85b可靠地抵接最低压缩比挡块86a和最高压缩比挡块86b。

如前所述，接着步骤38，在实行步骤25～30之后，结束本处理。

另一方面，当步骤20的判别结果为是(YES)，3个可变机构的至少一个发生故障时，进入步骤39，分别将升程控制输入Uliftin设定为预定的故障时用值Uliftin_fs，将相位控制输入Ucain设定为预定的故障时用值Ucain_fs，将压缩比控制输入Ucr设定为预定的故障时用值Ucr_fs，然后结束本处理。从而，如前所述，分别将气门升程Liftin保持在最小值Liftin_L，将凸轮相位Cain保持在最大滞后角值Cain_L，将压缩比Cr保持在最低值Cr_L，从而，在停车中能够可靠地实行怠速运转或发动机起动，并且，在行驶中可以维持低速行驶状态。

下面，对具有如上结构的本实施方式的控制装置1的控制结果进行说明。图32表示进行上述可变气门升程机构50的初始化处理时的控制结果的例子。如该图所示，IG·SW27从OFF状态变为ON状态以后(时间t0以后)，随时间的经过，目标气门升程Liftin_cmd向最小保持值Liftin_LL一侧变化，当最终变为最小保持值Liftin_LL时，气门升程Liftin亦即检测值Liftin_ad穿过阈值Liftin_iniok，在低于阈值Liftin_VPL的时刻(时间t1)以后，切换函数设定参数POLE_lf从预定值POLE_lf1向预定值POLE_lf2一侧变化，最终被设定为预定值POLE_lf2。

这样，由于通过将切换函数设定参数POLE_lf的值设定为接近于值—1的预定值POLE_lf2侧的值，而成为使干扰抑制能力降低，允许跟踪误差E_lf增大的状态，因此，在使短臂65向最小升程挡块67a侧的转动速度保持预定值POLE_lf1时的值的状态下，可以降低升程控制输入Uliftin对短臂65的驱动力，从而可减小短臂65抵接最小升程挡块67a的冲击力。加之，通过将目标气门升程Liftin_cmd设定为最小保持值Liftin_LL，使短臂65保持在可靠地抵接最小升程挡块67a的状态，从而，正确地计算出校正值Comp_Liftin。其结果，计算出不会受到可变气门升程机构50的长期缓慢老化等的影响的、作为表示实际气门升程值的气门升程Liftin。亦即，正确地进行转角传感器23的校准。

此外，图33是表示通过可变气门升程机构50，将气门升程Liftin控制在最小值Liftin_L与最大值Liftin_H之间的控制结果的例子。如该图所示，当目标气门升程Liftin_cmd的图表检索值、或者映射图表检索值变为最大值Liftin_H时(时间t10)，目标气门升程Liftin_cmd被设定为最大保持值Liftin_HH。进一步，在气门升程Liftin穿过预定的阈值Liftin_VPH的时刻(时间t11)，切换函数设定参数POLE_lf被设定为从预定值POLE_lf1向接近值—1的预定值POLE_lf2进行变化。从而，在使短臂65向最大升程挡块67b侧的旋转速度保持着切换函数设定参数POLE_lf的变化前的值的状态下，可降低升程控制输入Uliftin对短臂65的驱动力，从而可减小短臂65抵接最大升程挡块67b的冲击力。

此外，如果目标气门升程Liftin_cmd的图表检索值或映射图表检索值低于最大值Liftin_H(时间t12)，则目标气门升程Liftin_cmd被设定为该检索值。进一步，在气门升程Liftin穿过预定的阈值Liftin_VPH的时刻(时间t13)，切换函数设定参数POLE_lf被设定为从预定值POLE_lf2向接近于值0的POLE_lf1值一侧进行变化。从而，使短臂65的向最小升程挡块67a一侧的驱动力增大。此后，如果目标气门升程Liftin_cmd的图表或映射图表检索值变为最小值Liftin_L(时间t14)，则目标气门升程Liftin_cmd被设定为最小保持值Liftin_LL。进一步，在气门升程Liftin穿过预定的阈值Liftin_VPL的时刻(时间t15)，切换函数设定参数POLE_lf被设定为从预定值POLE_lf1向接近于值—1的预定值POLE_lf2一侧进行变化。从而，可减小短臂65抵接最小升程挡块67a的冲击力。

如上述那样，根据本实施方式的控制装置1，根据式(3)～(10)的目标值滤波二自由度滑动模式控制算法计算出用于控制可变气门升程机构50的升程控制输入Uliftin，以使气门升程Liftin跟踪·收敛到目标气门升程Liftin_cmd。由于该控制算法包含滑动模式控制算法，因此，只要使切换函数设定参数POLE_lf在—1<POLE_lf<0的范围内进行变更，就不会损害控制系统的稳定性，可以快速地变更干扰抑制能力。更具体地，以将切换函数设定参数POLE_lf设定为越接近值—1的值，就越使干扰抑制能力变小，来计算升程控制输入Uliftin。在此情况下，如前所述，当切换函数设定参数POLE_lf处于Liftin<Liftin_VPL、Liftin_VPH<Liftin的范围内时，与处于该范围以外的范围的时候相比，被设定为更接近值—1侧的值，特别地，在Liftin≤Liftin_ML，Liftin_MH≤Liftin的范围内，被设定为接近于值—1的预定值POLE_lf2。

从而，当升程调节器60的短臂65被驱动到最小升程挡块67a一侧或者最大升程挡块67b一侧时，且当气门升程Liftin达到阈值Liftin_VPL或阈值Liftin_VPH时，亦即短臂65到达最小升程挡块67a或最大升程挡块67b附近的位置时，在相对于跟踪误差E_lf的增减使短臂65的驱动力的增减灵敏度比设定变更前低的状态下，升程调节器60的短臂65被驱动到最小升程挡块67a或最大升程挡块67b一侧。其结果，可以减小抵接最小升程挡块67a或最大升程挡块67b时的冲击力，从而，可以避免短臂65、以及最小升程挡块67a和最大升程挡块67b的变形等，并且，可以延长可变气门升程机构50的寿命。在此基础上，根据控制算法的特性，由于不使短臂65的转动速度降低、而可以减小冲击力，因此可以避免使驱动时间变长。如上述那样，即可使减小冲击力，又可以缩短驱动时间。在此基础上，由于没有必要在短臂65、最小升程挡块67a和最大升程挡块67b上设置缓冲材料等，进行结构的设计变更，因此可以削减制造成本，并且，可以使设计自由度得到提高。

此外，如上所述，由于升程控制输入Uliftin根据目标值滤波二自由度滑动模式控制算法进行计算，因此根据目标值滤波算法，可以正确地设定气门升程Liftin跟踪目标气门升程Liftin_cmd的速度，并且，根据滑动模式控制算法，可以正确地设定气门升程Liftin对目标气门升程的滤波值Liftin_cmd_f的跟踪行为，亦即气门升程Liftin对目标气门升程Liftin_cmd的跟踪行为。从而，可以使气门升程Liftin一边避免过调节(overshoot)的发生，一边高精度地跟踪目标气门升程Liftin_cmd。其结果，当短臂65被驱动到最小升程挡块67a一侧或者最大升程挡块67b一侧时，可以更加可靠地减小短臂65抵接最小升程挡块67a侧或最大升程挡块67b时的冲击力。

此外，一般地，在可变气门升程机构50等可动机构中，当将短臂65驱动到最小升程挡块67a或最大升程挡块67b时，如果将目标气门升程Liftin_cmd设定到最小值Liftin_L或最大值Liftin_H，则由于可变气门升程机构50的个体间的动作特性的差异，以及长期缓慢老化等原因，存在短臂65不能到达最小升程挡块67a或最大升程挡块67b的可能性。对此，若根据该控制装置1，当目标气门升程Liftin_cmd的图表检索值或映射图表检索值成为最大值Liftin_H时，由于将目标气门升程Liftin_cmd设定为比最大值Liftin_H大的预定的最大保持值Liftin_HH，因此，能够可靠地驱动短臂65使其抵接到最大升程挡块67b。与此相同，当目标气门升程Liftin_cmd的图表检索值或映射图表检索值成为最小值Liftin_L时，由于将目标气门升程Liftin_cmd设定为比最小值Liftin_L小的预定的最小保持值Liftin_LL，因此，能够可靠地驱动短臂65使其抵接到最小升程挡块67a。

从而，在前述初始化处理中，有意识地作出使短臂65抵接最小升程挡块67a的状态，可以正确地计算出升程校正值Comp_Liftin，并且，可以一边利用由该升程校正值Comp_Liftin校正后的气门升程Liftin，一边实行气门升程控制。亦即，一边反映由于可变气门升程机构50的长期缓慢老化等引起的检测值Liftin_ad与实际值Liftin之间的偏差，一边对气门升程Liftin进行校正，可以正确地进行转角传感器23的校准，从而，可以使控制精度提高。

此外，相位控制输入Ucain也用与上述升程控制输入Uliftin同样的控制算法[式(14)～(21)]进行计算，并且，切换函数设定参数POLE_ca也与切换函数设定参数POLE_lf同样地进行设定，因此，可以得到前述的作用效果。亦即，在将电磁制动器72的臂74b驱动到2个挡块73a、73b侧时，可以使抵接挡块73a、73b时冲击力的减小和驱动时间的缩短两者兼顾。

进一步，压缩比控制输入Ucr也用与上述升程控制输入Uliftin同样的控制算法[式(25)～(32)]进行计算，并且，切换函数设定参数POLE_cr也与切换函数设定参数POLE_lf同样地进行设定，因此，可以得到前述的作用效果。亦即，可以使压缩比调节器85的臂85b抵接2个挡块86a、86b时冲击力的减小和驱动时间的缩短两者兼顾。

并且，第1实施方式是将本发明的控制装置1应用到使可动部抵接2个限制部的可动机构的例子，但本发明的控制装置1并不限于此，也可以适用于使可动部抵接1个或3个或3个以上限制部的可动机构。例如，作为可动机构，也可以利用只具有最大升程挡块67b的可变气门升程机构50。进一步，在可变气门升程机构50中，也可以构成为，在短臂65的旋转范围内的最大升程挡块67b与最小升程挡块67a之间的位置，设置可以伸缩的挡块，根据需要，使短臂65抵接该挡块。

此外，第1实施方式是构成为通过检索图15的图表，在将短臂65驱动到最小升程挡块67a附近或最大升程挡块67b附近时，将切换函数设定参数POLE_lf的值从预定值POLE_lf1变更到预定值POLE_lf2的例子，但切换函数设定参数POLE_lf的值的变更方法并不仅限于此，只要是在将短臂65驱动到最小升程挡块67a附近或最大升程挡块67b附近时，将切换函数设定参数POLE_lf的值从预定值POLE_lf1变更到预定值POLE_lf2的方法即可。例如，也可以构成为，将图15的图表中的横轴置换为由转角传感器23所检测的短臂65的转角θlift的预定值，利用该图表，根据转角θlift的检测值，通过检索该图表，计算出切换函数设定参数POLE_lf的值，并且，当转角θlift是表示短臂65被驱动到最小升程挡块67a附近或最大升程挡块67b附近的值时，使切换函数设定参数POLE_lf从预定值POLE_lf1变更到预定值POLE_lf2。

进一步，作为计算出用于控制可动机构的控制输入以使控制量跟踪目标控制量的预定的控制算法，第1实施方式是利用目标值滤波二自由度滑动模式控制算法的例子。但预定的控制算法并不限于此，只要能计算出控制输入，使控制量跟踪目标控制即可。例如，也可以采用PID控制算法等一般的反馈控制算法。

此外，作为应答指定型控制算法，第1实施方式是利用滑动模式控制算法的例子，但应答指定型控制算法并不限于此，也可以是逆推(BackStepping)控制算法等能指定控制量对目标控制量的应答速度的控制算法。

进一步，作为二自由度控制算法，第1实施方式是利用目标值滤波二自由度滑动模式控制算法的例子，当然，二自由度控制算法并不限于此，例如，作为二自由度控制算法，也可以采用将1次延迟滤波算法等的目标值滤波算法与PID控制算法等的反馈控制算法组合的控制算法。

此外，第1实施方式是将3个控制输入Uliftin、Ucain、Ucr分别输入到3个可变机构的例子，但也可以构成为将通过其它电路或控制器等对各控制输入进行处理后的值输入到各可变机构。例如，也可以通过基于Δ∑调整算法的控制算法，对相位控制输入Ucain进行调整，将该调整后的值输入可变凸轮相位机构70。

进一步，第1实施方式是当IG·SW27从OFF状态变为ON状态时实行可变气门升程机构50的初始化处理的例子，当然，初始化处理的实行正时并不仅限于此。例如，也可以在发送机3停止后、切断燃油(fuel cut)运转中、怠速运转中，实行初始化处理。还可以通过与图22的可变气门升程机构50的初始化处理相同的方法，实行可变凸轮相位机构70、以及可变压缩比机构80的初始化处理。

下面，参考图34～36，对本发明的第2实施方式的控制装置1A进行说明。本实施方式的控制装置1A用于对设置在内燃机进气管12内的节气门机构90进行控制。并且，在以下的说明中，关于与第1实施方式相同的结构，均赋予同样的符号，并省略其说明。

如图34所示，节气门机构90是电子控制式节气门机构，其具有：节气门91，其设置在进气管12的途中；TH(节气门)调节器92，用于驱动节气门91进行开闭；全开挡块93，用于限制节气门91的转动；等等。在本实施方式中，节气门机构90相当于可动机构，节气门91相当于可动部，进气管12和全开挡块93相当于限制部。

节气门91的结构具有：转轴91a，其旋转自由地安装在进气管12上；阀芯91b，其与转轴91a一体旋转；等等。该节气门91被设置成可在阀芯91b抵接进气管12内壁的全闭位置(图34中用实线表示的位置)、以及阀芯91b抵接全开挡块93的全开位置(图34中用点划线表示的位置)之间自由转动。当节气门91处于全闭位置时，通过节气门91，使进气通路12a保持在全闭状态，并且，当处于全开位置时，流过进气通路12a内的空气流量Gin就表示其最大值。在节气门91的转轴91a上，固定有截面为扇形的齿轮91c。

此外，TH调节器92具有：电动机92a，其连接到ECU2；齿轮92b，其固定在电动机92a的转轴的一端；等等。该齿轮92b设置成始终与上述齿轮91c相啮合。TH调节器92由来自ECU2的开度控制输入Uth进行驱动，使节气门91在全闭位置与全开位置之间转动。从而，使流过进气通路12a内的空气流量Gin发生变化。

此外，在节气门91的转轴91a上，安装有分别对节气门91朝向开阀方向和闭阀方向赋予势能的2个弹簧(均未图示)，通过这2个弹簧的弹力，当开度控制输入Uth没有输入到TH调节器92，或开度控制输入Uth设定为后述的故障时用值Uth_fs时，节气门91被保持在预定的初始开度。该初始开度被设定为接近全闭位置且能确保发动机3起动时所需要的吸入空气量的值(例如6°)。

进一步，在TH调节器92上，设置有例如由电位计等构成的节气门开度传感器28。该节气门开度传感器28将表示节气门91的转轴91a的转动角度θth的检测信号输出到ECU2。该转轴91a的转动角度θth表示节气门91处于全闭位置与全开位置之间的什么位置，ECU2根据该转动角度θth，计算出节气门开度TH。在本实施方式中，节气门开度传感器28相当于位置检测装置。

在以上的节气门机构90中，通过TH调节器92，在全闭位置与全开位置之间驱动节气门91，从而，节气门开度TH在预定的全闭值TH_L与预定的全开值TH_H之间变化。在本实施方式中，全闭值TH_L与全开值TH_H相当于控制范围的界限值。

下面，对实施方式的控制装置1A进行说明。该控制装置1A如图35所示，具有节气门开度控制器130，该节气门开度控制器130计算用于控制节气门机构的开度控制输入Uth。如该图所示，节气门开度控制器130具有切换函数设定参数计算部131、以及二自由度SLD控制器132，具体地，这些均通过ECU2构成。

根据节气门开度TH，通过检索图36所示的图表，在该切换函数设定参数计算部131中计算出切换函数设定参数POLE_th。在该图中，POLE_th1被设定为接近值0的负的预定值(例如—0.2)，POLE_th2被设定为接近值—1的负的预定值(例如—0.99)。

此外，TH_LL、TH_ML、TH_VPL、TH_VPH、TH_MH、TH_HH是被设定为能使下式(34)、(35)成立的节气门开度TH的预定值。TH_LL、TH_HH分别是预定的全闭保持值(控制范围以外的预定值)和预定的全开保持值(控制范围以外的预定值)，其用于将节气门91保持在全闭位置与全开位置(亦即，抵接进气管12内壁和全开挡块93的状态)。此外，TH_VPL、TH_VPH是预定的阈值(界限值附近的预定值)，下式(35)的Dth_vpole是正的预定值。

TH_LL<TH_L<TH_ML<TH_VPL<TH_VPH<TH_MH

   <TH_H<TH_HH                                    …(34)

TH_H-TH_VPH＝TH_VPL-TH_L＝Dth_vpole

                                                  …(35)

在该图表中，切换函数设定参数POLE_th在TH≤TH_ML，TH_MH≤TH的范围内，被设定为预定值POLE_th2。并且，在TH_VPL≤TH≤TH_VPH的范围内，被设定为预定值POLE_th1。此外，在TH_ML<TH<TH_VPL的范围内，切换函数设定参数POLE_th被设定为随着节气门开度TH增大而增大的值，在TH_VPH<TH<TH_MH的范围内，被设定为，随着节气门开度TH增大而减小的值。

在图36的图表中，关于切换函数设定参数POLE_th如上述那样进行设定的理由，与前述图15的图表中的切换函数设定参数POLE_lf的设定理由相同，关于其详细情况，将在后面论述。

在本实施方式中，节气门开度控制器130相当于控制输入计算装置，切换函数设定参数计算部131相当于干扰抑制参数设定装置，切换函数设定参数POLE_th相当于干扰抑制参数和应答指定参数，全闭和全开保持值TH_LL、TH_HH相当于控制范围外的预定值，阈值TH_VPL、TH_VPH相当于界限值附近的预定值。

另一方面，在二自由度SLD控制器132中，根据节气门开度TH利目标节气门开度TH_cmd，通过以下的式(36)～(43)表示的目标值滤波二自由度滑动模式控制算法，计算出开度控制输入Uth。亦即，开度控制输入Uth作为用于使节气门开度TH跟踪·收敛到目标节气门开度TH_cmd的值被算出。

TH_cmd_f(k)＝-POLE_f_th·TH_cmd_f(k-1)

             +(1+POLE_f_th)·TH_cmd(k)                …(36)

Uth(k)＝Ueq_th(k)+Urch_th(k)+Uadp_th(k)+Unl_th(k)     …(37)

$\mathrm{Ueq}\_\mathrm{th}\left(k\right)=\frac{1}{b1\_\mathrm{th}}\{(1-a1\_\mathrm{th}-\mathrm{POLE}\_\mathrm{th})\&CenterDot;\mathrm{TH}\left(k\right)$

$+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{th}-a2\_\mathrm{th})\&CenterDot;\mathrm{TH}(k-1)-b2\_\mathrm{th}\&CenterDot;\mathrm{Uth}(k-1)$

$+\mathrm{TH}\_\mathrm{cmd}\_f\left(k\right)+(\mathrm{POLE}\_\mathrm{th}-1)\&CenterDot;\mathrm{TH}\_\mathrm{cmd}\_f(k-1)$

$-\mathrm{POLE}\_\mathrm{th}\&CenterDot;\mathrm{TH}\_\mathrm{cmd}\_f(k-2)\}$

                                                      …(38)

$\mathrm{Urch}\_\mathrm{th}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Krch}\_\mathrm{th}}{b1\_\mathrm{th}}\&CenterDot;\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{th}\left(k\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(39\right)$

$\mathrm{Uadp}\_\mathrm{th}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Kadp}\_\mathrm{th}}{b1\_\mathrm{th}}\&CenterDot;\underset{i=0}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{th}\left(i\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(40\right)$

$\mathrm{Unl}\_\mathrm{th}\left(k\right)=-\frac{\mathrm{Knl}\_\mathrm{th}}{b1\_\mathrm{th}}\&CenterDot;\mathrm{sgn}(\mathrm{\&sigma;}\_\mathrm{th}\left(k\right))\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(41\right)$

σ_th(k)＝E_th(k)+POLE_th·E_th(k-1)                  …(42)

E_th(k)＝TH(k)-TH_cmd_f(k)                    …(43)

在该控制算法中，首先，根据式(36)中表示的目标值滤波算法，亦即根据一次延迟滤波算法，计算出目标节气门开度滤波值TH_cmd_f。在该式(36)中，POLE_f_th是目标值滤波设定参数，被设定为使—1<POLE_f_th<0的关系成立的值。

然后，通过式(37)～(43)表示的滑动模式控制算法，计算出开度控制输入Uth。亦即，如式(37)所示，开度控制输入Uth作为等价控制输入Ueq_th、到达则输入Urch_th、适应则输入Uadp_th、以及非线性输入Unl_th的总和被算出。

该等价控制输入Ueq_th根据式(38)进行计算。在该式(38)中，a1_th、a2_th、b1_th、b2_th表示后述式(44)的设备模型的模型参数，被设定为预定值。

此外，到达则输入Urch_th根据式(39)进行计算。在该式(39)中，Krch_th表示预定的到达则增加，σ_th是如式(42)那样定义的切换函数。该式(42)的E_th是根据式(43)计算出的跟踪误差(偏差)。

进一步地，适应则输入Uadp_th根据式(40)进行计算。在该式(40)中，Kadp_th表示预定的适应则增加。此外，非线性输入Unl_th根据式(41)进行计算。在该式(41)中，Knl_th表示预定的非线性增加，并且，Sgn(σ_th)表示符号函数，其值为，当σ_th≥0时，Sgn(σ_th)＝1，σ_th<0时，Sgn(σ_th)＝—1(并且，当σ_th＝0时，也可以设定为Sgn(σ_th)＝0)。

以上的式(36)～(43)可以通过与上述同样的方法推导出来。亦即，将设备定义为以开度控制输入Uth作为输入，以节气门开度TH作为控制量的系统，并且，当作为离散时间系统模型进行模型化时，可得到下式(44)。根据该式(44)的模型，为了使节气门开度TH收敛到目标节气门开度TH_cmd，应用目标值滤波二自由度滑动模式控制理论时，就可以导出上述式(36)～(43)。

TH(k+1)＝al_th·TH(k)+a2_th·TH(k-1)

    +b1_th·Uth(k)+b2_th·Uth(k-1)                        …(44)

在以上的二自由度SLD控制器132的控制算法中，如上所述，通过使切换函数设定参数POLE_th在—1<POLE_th<0的范围内变更，可以变更干扰抑制能力。从而，在上述图36的图表中，为了减小节气门91抵接进气管12的内壁和全开挡块93时的冲击力，切换函数设定参数POLE_ca如前所述那样进行设定。亦即，在节气门开度TH被向全闭值TH_L一侧进行控制的情况下，当相对于全闭值TH_L附近的阈值TH_VPL，其为靠近全闭值TH_L一侧的值时，切换函数设定参数POLE_th被设定为，节气门开度TH越接近全闭值TH_L一侧的值，其越接近预定值POLE_th2。亦即，切换函数设定参数POLE_th被设定为允许跟踪误差E_th增大，干扰抑制能力变低那样的值。从而，节气门91一边保持切换函数设定参数POLE_th的设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_th的增减使节气门91的驱动力的增减灵敏度比设定变更前低的状态下，被驱动到进气管12的内壁一侧，其结果，可以减小节气门91抵接进气管12的内壁时的冲击力。

另一方面，在节气门开度TH被向全开值TH_H一侧进行控制的情况下，当相对于全开值TH_H附近的阈值TH_VPH，其为靠近全开值TH_H一侧的值时，也与上述相同，切换函数设定参数POLE_th被设定为，节气门开度TH越接近全开值TH_H的值，其越接近预定值POLE_th2的值。亦即，切换函数设定参数POLE_th被设定为允许跟踪误差E_th增大、干扰抑制能力变低那样的值。从而，节气门91一边保持切换函数设定参数POLE_th的设定变更前的转动速度，一边在相对于跟踪误差E_th的增减使节气门91的驱动力的增减灵敏度比设定变更前低的状态下，被驱动到全开挡块93一侧，其结果，可以减小节气门91抵接全开挡块93时的冲击力。

此外，在TH_VPL≤TH≤TH_VPH的范围内，切换函数设定参数POLE_th就被设定到接近值0的预定值POLE_th1，从而，可以将节气门开度TH对目标节气门开度TH_cmd的跟踪性、良好的收敛方式和干扰抑制能力均确保在高水平。

在本实施方式中，分别地，节气门开度TH相当于控制量，目标节气门开度TH_cmd相当于目标控制量，开度控制输入Uth相当于控制输入。

并且，在图36的图表中，也可以将阈值TH_VPL、TH_VPH设定为使TH_VPL—TH_L≠TH_H—TH_VPH的值。此外，也可以构成为，在切换函数设定参数POLE_th的计算中，代替节气门开度TH，根据目标节气门开度TH_cmd，来检索图36的图表。

此外，关于节气门机构90的控制处理，虽然其具体内容没有图示，但是可以与上述图21～25的控制处理同样地实行。特别地，节气门机构90的初始化处理，可通过与图22的可变气门升程机构50的初始化处理同样的方法来进行。

根据如上那样的第2实施方式的控制装置1A，可以得到与第1实施方式的控制装置1同样的作用效果。亦即，当将节气门91驱动到全闭位置侧或全开位置侧时，可以使抵接进气管12的内壁和全开挡块93时冲击力的减小和驱动时间的缩短两者兼顾。

以上是本发明的最佳实施方式的说明，在不偏离本发明的精神和范围的前提下，可以进行的种种变更，能够为本领域技术人员所理解。

Claims (9)

1.一种控制装置，

具有：

可动机构，其具有限制部、以及通过抵接在该限制部上而被限制可动范围的可动部，并通过在该可动范围内驱动该可动部，在预定控制范围内改变控制量；

位置检测装置，其用于检测所述可动部的位置；

控制量计算装置，其根据该检测出的可动部的位置，计算所述控制量；

目标控制量设定装置，其用于设定作为所述控制量目标的目标控制量；以及

控制输入计算装置，通过预定的控制算法，计算用于控制所述可动机构的控制输入，以使所述控制量追踪所述目标控制量，

所述预定的控制算法包含干扰抑制参数，该干扰控制参数用于抑制施加到所述可动机构的干扰的影响，

所述控制输入计算装置具有干扰抑制参数设定装置，该干扰抑制参数设定装置，在所述控制量和所述目标控制量中的一方相对于界限值附近的预定值处于所述预定控制范围的界限值一侧时或者所述可动部的检测出的位置相对于该界限附近的预定位置位于所述可动范围的界限一侧时，与其他时候相比，将所述干扰抑制参数设定成，使该干扰抑制参数对所述干扰的影响的抑制程度变得更小。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述预定的控制算法包含预定的应答指定型控制算法，

所述干扰抑制参数，就是在该预定的应答指定型控制算法中，指定所述控制量与所述目标控制量间的偏差的收敛速度和收敛行为的应答指定参数。

3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述预定的控制算法包含预定的二自由度控制算法。

4.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

当要将所述可动部驱动到所述可动范围的界限时，所述目标控制量设定装置将所述目标控制量设定成所述预定的控制范围外的预定值。

5.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

还具有：

判断装置，其根据所述检测出的所述可动部的位置和所述计算出的控制量中的至少一方，判断所述可动部是否处于所述可动范围的界限；

校正值计算装置，根据当通过所述判断装置判断所述可动部处于所述可动范围的界限时计算出的所述控制量与所述界限值的比较结果，计算用于校正该计算出的控制量的校正值。

6.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述可动机构是可变气门升程机构，其将作为内燃机的进气门和排气门中的至少一方的升程的气门升程，作为所述控制量进行变更。

7.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述可动机构是可变凸轮相位机构，其将作为内燃机的进气凸轮和排气凸轮的至少一方相对于曲轴的相位的凸轮相位，作为所述控制量进行变更。

8.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述可动机构是可变压缩比机构，其将内燃机的压缩比，作为所述控制量进行变更。

9.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述可动机构是节气门机构，其将设置在内燃机的进气通路中的节气门的开度，作为所述控制量进行变更。

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