JP2007085318A - Control device of electromagnetic-drive valve - Google Patents

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Hideyuki Nishida
秀之 西田
Mikio Yokota
幹雄 横田
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an electromagnetic-drive valve improving control accuracy of electromagnets by suitably setting a cut-off frequency of an observer. <P>SOLUTION: The electronic control device 50 controls driving on the solenoid-drive valve which functions as an exhaust valve and drives a valve element 19 for opening and closing with electromagnetic force of the respective electromagnets 61, 62. A displacement state of the valve element 19 is detected by a displacement sensor 52. The electronic control device 50 estimates the displacement state of the valve element 19 by the observer after the elapse of predetermined time from a time when the displacement state of the valve element 19 detected by the displacement sensor 52 and controls the electromagnetic force of the respective electromagnets 61, 62 based on the estimated displacement state. The electronic control device 50 calculates a noise level to be overlapped with a detection signal of the displacement sensor 52 and sets the cut-off frequency of the observer so that the more the noise level calculated is high the more the cut-off frequency is low. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁として機能する電磁駆動弁の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an electromagnetically driven valve that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine.

内燃機関の吸気弁または排気弁として機能する弁体を電磁石の電磁力にて開閉駆動する電磁駆動弁についてその駆動を制御する装置が、従来、種々提案されている。こうした制御装置では、弁体の変位状態(例えばリフト位置など)についてその実値が、適切に設定されたリフト曲線に沿って変化するように電磁石の電磁力を制御するようにしている。ここで、同弁体には、筒内圧、排気圧、あるいは吸気圧等といった種々の外力が作用するため、そうした制御を精度よく実施するべく、それら外力の影響を反映させながら電磁力はフィードバック制御される。   Various devices have been proposed for controlling the driving of an electromagnetically driven valve that opens and closes a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine by electromagnetic force of an electromagnet. In such a control device, the electromagnetic force of the electromagnet is controlled so that the actual value of the displacement state (for example, lift position, etc.) of the valve body changes along a properly set lift curve. Here, since various external forces such as in-cylinder pressure, exhaust pressure, or intake pressure act on the valve body, the electromagnetic force is feedback controlled while reflecting the influence of these external forces in order to carry out such control accurately. Is done.

ここで、制御対象の内部状態を代表する状態変数のフィードバックを通じて当該制御対象を制御する場合には、全ての状態変数を検出する必要がある。しかし、実際には、検出困難な状態変数が存在したり、全ての状態変数を検出するためには多くのセンサが必要になる等、種々の不都合が生じてしまうことがある。そこで、こうした不都合の発生を抑えるために、検出可能な状態変数から残りの状態変数を推定・再構成する状態観測器、いわゆるオブザーバを設定するようにすることが望ましく、例えば、特許文献1に記載の制御装置では、こうしたオブザーバを利用して弁体の開閉挙動に関する内部状態を推定するようにしている。より具体的には、上記外力や弁体の変位速度を推定するようにしている。
特開2002−266667号公報
Here, when the control target is controlled through feedback of a state variable representing the internal state of the control target, it is necessary to detect all the state variables. However, in practice, there may be various inconveniences such as the presence of state variables that are difficult to detect and the need for many sensors to detect all state variables. Therefore, in order to suppress the occurrence of such inconveniences, it is desirable to set a state observer that estimates and reconstructs the remaining state variables from the detectable state variables, for example, a so-called observer. In such a control device, an internal state relating to the opening / closing behavior of the valve body is estimated using such an observer. More specifically, the external force and the displacement speed of the valve body are estimated.
JP 2002-266667 A

ところで、オブザーバには、検出可能な状態変数に関する信号が入力されるのであるが、この入力信号にノイズが重畳すると、そのノイズの大きさに応じてオブザーバの推定精度は低下してしまう。そこで、同オブザーバの設計に際しては、そうしたノイズの影響を低減させるためのカットオフ周波数が設定される。このカットオフ周波数を設定することにより、その設定された周波数以上の信号についてそのレベルは減衰されるようになる。従って、比較的高い周波数となっている上記ノイズを低減することができるようになる。   By the way, a signal related to a detectable state variable is input to the observer. However, if noise is superimposed on this input signal, the observer's estimation accuracy decreases according to the magnitude of the noise. Therefore, when designing the observer, a cutoff frequency for reducing the influence of such noise is set. By setting the cut-off frequency, the level of the signal having the frequency higher than the set frequency is attenuated. Therefore, the noise having a relatively high frequency can be reduced.

ここで、カットオフ周波数を低い値に設定するほどノイズ低減効果は高くなるが、その一方でカットオフ周波数を低い値に設定するほど、オブザーバを通じた推定値の算出が実値の変化に対して遅れるようになる。すなわち、実値に対する推定値の応答性が低下するようになる。   Here, the lower the cutoff frequency, the higher the noise reduction effect.On the other hand, the lower the cutoff frequency, the more the estimated value is calculated through the observer. Be late. That is, the responsiveness of the estimated value with respect to the actual value is lowered.

このようにカットオフ周波数の設定に際して、ノイズ低減効果と応答性とはトレードオフの関係になっているため、同カットオフ周波数を適切に設定しなければ、電磁駆動弁の電磁石に対する制御精度が低下してしまい、例えば弁体の開閉時に発生する作動音などが顕著になるなどといった不具合等が発生するおそれがある。   In this way, when setting the cutoff frequency, the noise reduction effect and responsiveness are in a trade-off relationship. Therefore, unless the cutoff frequency is set appropriately, the control accuracy of the electromagnetically driven valve with respect to the electromagnet decreases. Therefore, for example, there is a risk that a malfunction such as an operating noise generated when the valve body is opened and closed becomes significant.

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、オブザーバのカットオフ周波数を適切に設定することにより、電磁石の制御精度を向上させることのできる電磁駆動弁の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a control device for an electromagnetically driven valve that can improve the control accuracy of an electromagnet by appropriately setting the cutoff frequency of an observer. There is to do.

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に記載の発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁として機能する弁体を電磁石の電磁力にて開閉駆動する電磁駆動弁についてその駆動を制御する装置であって、前記弁体の変位状態を検出するセンサと、同変位状態が検出されてから所定期間経過した後の前記弁体の変位状態を推定するオブザーバとを備え、前記推定される変位状態に基づいて前記電磁力を制御する電磁駆動弁の制御装置において、前記オブザーバのカットオフ周波数を可変とする可変手段を備えることをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 is an apparatus that controls the driving of an electromagnetically driven valve that opens and closes a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine by an electromagnetic force of an electromagnet. A sensor that detects a displacement state; and an observer that estimates a displacement state of the valve body after a predetermined period of time has elapsed since the displacement state was detected, and controls the electromagnetic force based on the estimated displacement state. The gist of the control device for the electromagnetically driven valve is to include a variable means for changing the cutoff frequency of the observer.

同構成では、弁体の変位状態をセンサにて検出するとともに、その変位状態が検出されてから所定期間経過した後の弁体の変位状態をオブザーバにて推定し、その推定される変位状態に基づいて電磁石の電磁力を制御するようにしている。すなわち、弁体の現在の変位状態に基づいて所定期間経過後の弁体の変位状態を推定し、その推定変位状態に基づいて電磁力を制御する、例えば推定変位状態と前記弁体の目標変位状態との乖離度に基づいて電磁力を制御することにより、弁体の変位状態(例えばリフト位置など)についてその実値が、適切に設定されたリフト曲線に沿って変化するようになる。   In this configuration, the displacement state of the valve body is detected by a sensor, and the displacement state of the valve body after a predetermined period of time has been detected by the observer after the displacement state is detected, and the estimated displacement state is obtained. Based on this, the electromagnetic force of the electromagnet is controlled. That is, the displacement state of the valve body after a predetermined period has been estimated based on the current displacement state of the valve body, and the electromagnetic force is controlled based on the estimated displacement state. For example, the estimated displacement state and the target displacement of the valve body By controlling the electromagnetic force based on the degree of deviation from the state, the actual value of the displacement state (for example, the lift position) of the valve body changes along a properly set lift curve.

ここで、オブザーバにおけるノイズ低減効果や実値に対する推定値の応答性について、それら優先度は種々の条件下において変化する。そこで、同構成では、オブザーバのカットオフ周波数を可変とするようにしており、これによりノイズ低減効果を優先させたり、推定値の応答性を優先させたりすることが可能となっている。従って、同構成によれば、ノイズ低減効果や推定値の応答性に関する優先度の変化に合わせてオブザーバのカットオフ周波数を適切に設定することができるようになり、これにより電磁石の制御精度を向上させることができるようになる。   Here, regarding the noise reduction effect in the observer and the responsiveness of the estimated value with respect to the actual value, the priorities change under various conditions. Therefore, in this configuration, the cutoff frequency of the observer is made variable so that the noise reduction effect can be prioritized and the responsiveness of the estimated value can be prioritized. Therefore, according to this configuration, it becomes possible to appropriately set the observer cutoff frequency in accordance with the change in the priority regarding the noise reduction effect and the responsiveness of the estimated value, thereby improving the control accuracy of the electromagnet. To be able to.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記可変手段は、前記センサの検出信号に重畳するノイズレベルを算出するノイズ算出手段を備え、その算出されるノイズレベルが大きいときほど前記カットオフ周波数が低くなるように当該カットオフ周波数を設定することをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the electromagnetically driven valve control device according to the first aspect, the variable means includes a noise calculating means for calculating a noise level to be superimposed on a detection signal of the sensor. The gist is to set the cut-off frequency so that the cut-off frequency becomes lower as the noise level increases.

同構成によれば、ノイズレベルが大きいときほどノイズ低減効果を高めることができるようになる。また、ノイズレベルが大きいときほどカットオフ周波数が低くなるように設定される、逆にいえばノイズレベルが小さいときほどカットオフ周波数が高くなるように当該カットオフ周波数は設定されるようになる。そのため、ノイズレベルが小さく、それほどノイズ低減効果を必要としない場合には、推定値の応答性を高めることができるようになる。なお、ノイズレベルの算出に際しては、前記弁体の変位状態が一定となっているときの前記センサの出力信号についてその最大値と最小値との差を求め、これをノイズレベルとするようにしたり、同弁体の変位状態が一定となっているときの前記センサの出力信号についてその標準偏差を求め、これをノイズレベルとするようにしたりすることができる。   According to this configuration, the noise reduction effect can be enhanced as the noise level increases. In addition, the cutoff frequency is set such that the cutoff frequency decreases as the noise level increases, and conversely, the cutoff frequency is set such that the cutoff frequency increases as the noise level decreases. Therefore, when the noise level is small and the noise reduction effect is not so necessary, the responsiveness of the estimated value can be improved. When calculating the noise level, the difference between the maximum value and the minimum value of the output signal of the sensor when the displacement state of the valve body is constant is obtained, and this is used as the noise level. The standard deviation of the output signal of the sensor when the displacement state of the valve body is constant can be obtained and used as a noise level.

また、このようにノイズレベルを算出する場合には、請求項3に記載の発明によるように、同ノイズレベルが予め設定された閾値を超える場合に、前記センサが異常である旨判定する判定手段を備える、といった構成を採用することもできる。   Further, in the case of calculating the noise level in this way, as in the invention according to claim 3, when the noise level exceeds a preset threshold value, determination means for determining that the sensor is abnormal. It is also possible to adopt a configuration including:

請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記可変手段は、前記弁体の作動領域に応じて前記カットオフ周波数を可変設定することをその要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the electromagnetically driven valve control device according to the first aspect, the variable means variably sets the cut-off frequency in accordance with an operating region of the valve body. To do.

電磁石の電磁力が制御されることにより、前記弁体は、その変位端(例えば開弁位置や閉弁位置)に保持されたり、一方の変位端から他方の変位端に向けて変位されたりするのであるが、そうした弁体の作動領域に応じてノイズ低減効果を優先させた方がよい領域や、推定値の応答性を優先させた方がよい領域が存在する。そこで、同構成では、弁体の作動領域に応じて前記カットオフ周波数を可変設定するようにしており、これにより、同弁体の作動領域に応じたカットオフ周波数を適切に設定することができるようになる。   When the electromagnetic force of the electromagnet is controlled, the valve body is held at a displacement end (for example, a valve opening position or a valve closing position) or is displaced from one displacement end toward the other displacement end. However, there are areas where it is better to prioritize the noise reduction effect depending on the operating area of the valve body, and areas where it is better to prioritize the responsiveness of the estimated value. Therefore, in the same configuration, the cut-off frequency is variably set according to the operating region of the valve body, whereby the cut-off frequency according to the operating region of the valve body can be set appropriately. It becomes like this.

こうした弁体の作動領域に応じたカットオフ周波数の可変設定に際しては、請求項5や請求項6に記載の発明を適用することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記弁体がその変位端に保持される作動領域、及び前記弁体が一方の変位端から他方の変位端に変位する過程において前記電磁石への給電が停止される作動領域の少なくとも一方において設定される前記カットオフ周波数は、他の作動領域に比して低くなるように設定されることをその要旨とする。
In variably setting the cut-off frequency according to the operation region of the valve body, the inventions according to claims 5 and 6 can be applied.
According to a fifth aspect of the present invention, in the control device for an electromagnetically driven valve according to the fourth aspect, the operating region in which the valve body is held at the displacement end, and the valve body is displaced from one displacement end to the other. The gist of the invention is that the cut-off frequency set in at least one of the operating regions in which power supply to the electromagnet is stopped in the process of displacement to the end is set to be lower than in other operating regions. To do.

弁体がその変位端に保持される作動領域では、同弁体の変位状態は変化することなく一定となっているため、こうした領域では推定値の応答性よりもノイズ低減効果を優先させた方がよい。また、弁体が一方の変位端から他方の変位端に変位する過程において電磁石への給電が停止される作動領域においては、同電磁石の制御が一時的に中断されるため、こうした領域においても、推定値の応答性よりノイズ低減効果を優先させた方がよい。そこで、同構成では、そうしたノイズ低減効果を優先させた方がよい作動領域でのカットオフ周波数を、他の作動領域と比較して低くするようにしている。従って、同構成によれば、弁体の作動領域がノイズ低減効果を優先させた方がよい領域にある場合に、ノイズ低減効果を確実に得ることができるようになる。   In the operating region where the valve body is held at its displacement end, the displacement state of the valve body remains constant without change. In such a region, the noise reduction effect is prioritized over the responsiveness of the estimated value. Is good. Also, in the operation region where the power supply to the electromagnet is stopped in the process in which the valve body is displaced from one displacement end to the other displacement end, the control of the electromagnet is temporarily interrupted. It is better to prioritize the noise reduction effect over the responsiveness of the estimated value. Therefore, in this configuration, the cut-off frequency in the operation region where it is better to give priority to such a noise reduction effect is set lower than that in other operation regions. Therefore, according to the configuration, when the operation region of the valve body is in a region where it is better to give priority to the noise reduction effect, the noise reduction effect can be surely obtained.

また、請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記弁体がその変位端に達する直前の作動領域において設定される前記カットオフ周波数は、他の作動領域に比して高くなるように設定されることをその要旨とする。   The invention according to claim 6 is the electromagnetically driven valve control device according to claim 4 or 5, wherein the cutoff frequency set in the operating region immediately before the valve body reaches its displacement end is: The gist of the present invention is that it is set so as to be higher than other operating regions.

弁体がその変位端に達する直前の作動領域では、他の作動領域と比較して、電磁石の電磁力はより緻密に制御され、これにより弁体の開閉時に発生する作動音の低減が図られる。ここで、オブザーバを通じた推定値の応答性が低い場合には、弁体の変位状態の変化に対する推定値の算出遅れが大きくなるため、変位端に達する直前といったごく短い時間においては、推定値の算出がなされる前に弁体が変位端に達してしまい、作動音低減のために行われる電磁石の制御が間に合わなくなるおそれがある。従って、弁体がその変位端に達する直前の作動領域では、ノイズ低減効果よりも推定値の応答性向上を優先させた方がよい。そこで、同構成では、そうした推定値の応答性を優先させた方がよい作動領域でのカットオフ周波数を、他の作動領域と比較して高くするようにしている。従って、同構成によれば、弁体の作動領域が、オブザーバを通じた推定値の応答性を優先させた方がよい領域にある場合に、その推定値の応答性を確実に向上させることができるようになる。   In the operating region immediately before the valve body reaches its displacement end, the electromagnetic force of the electromagnet is controlled more precisely than in other operating regions, thereby reducing the operating noise generated when the valve body is opened and closed. . Here, when the responsiveness of the estimated value through the observer is low, the delay in calculating the estimated value with respect to the change in the displacement state of the valve element becomes large. Before the calculation is made, the valve body reaches the displacement end, and there is a possibility that the control of the electromagnet performed for reducing the operation noise may not be in time. Therefore, in the operation region immediately before the valve body reaches the displacement end, it is better to give priority to the improvement of the responsiveness of the estimated value than the noise reduction effect. Therefore, in this configuration, the cutoff frequency in the operating region where it is better to give priority to the responsiveness of such an estimated value is set higher than in other operating regions. Therefore, according to the configuration, when the operating region of the valve body is in a region where it is better to give priority to the responsiveness of the estimated value through the observer, the responsiveness of the estimated value can be reliably improved. It becomes like this.

請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記可変手段は、機関回転速度が低いときほど前記カットオフ周波数が高くなるように当該カットオフ周波数を設定することをその要旨とする。   A seventh aspect of the present invention is the electromagnetically driven valve control device according to the first aspect, wherein the variable means sets the cutoff frequency so that the cutoff frequency becomes higher as the engine speed is lower. The gist is to do.

機関回転速度が低くなるほど暗騒音が低下して弁体の作動音は聞こえやすくなるため、こうした弁体の作動音低減を図るには、上述したようにオブザーバを通じた推定値の応答性を向上させるようにした方がよい。そこで、同構成では、機関回転速度が低いときほどカットオフ周波数は高くなるように、すなわちノイズ低減効果よりも推定値の応答性を優先させるようにしている。従って、同構成によれば、オブザーバを通じた推定値の応答性を優先させた方がよい機関回転速度である場合に、その推定値の応答性を確実に向上させることができるようになり、ひいては弁体の作動音を好適に低減させることができるようになる。   The lower the engine speed, the lower the background noise and the easier it is to hear the operating sound of the valve body. To reduce the operating sound of such a valve body, improve the responsiveness of the estimated value through the observer as described above. It is better to do so. Therefore, in this configuration, the cutoff frequency becomes higher as the engine speed is lower, that is, priority is given to the responsiveness of the estimated value over the noise reduction effect. Therefore, according to the same configuration, when the engine speed is better to give priority to the responsiveness of the estimated value through the observer, the responsiveness of the estimated value can be reliably improved, and consequently The operating noise of the valve body can be suitably reduced.

他方、弁体が確実にその変位端に変位しているか否か、すなわち弁体が正常に作動しているか否かを判定する判定処理が行われることがある。この場合には、上記推定変位状態(弁体の現在の変位状態に基づいて推定される所定期間経過後の同弁体の変位状態)に基づいてその判定を行うことにより、弁体の作動異常を早期に検出することができる。ここで、高回転速度域において弁体の作動異常が生じると、機関運転状態やエミッションに大きな影響を与えるため、そうした回転速度域においては、異常判定精度を特に高めるようにすることが望ましい。この点、同構成によれば、機関回転速度が低いときほどカットオフ周波数は高くなるように、逆にいえば機関回転速度が高いときほどカットオフ周波数は低くなるように設定されるため、高回転速度領域になるほどノイズ低減効果が優先され、これによりオブザーバの推定精度、すなわち変位状態の実値に対する上記推定変位状態の推定精度は高められるようになる。従って、同構成によれば、ノイズ低減効果を優先させた方がよい機関回転速度では、ノイズ低減効果を確実に向上させることができるようになり、ひいては上述したような異常判定を行う場合、その判定精度を高めることができるようになる。   On the other hand, a determination process may be performed to determine whether or not the valve body is reliably displaced to its displacement end, that is, whether or not the valve body is operating normally. In this case, by performing the determination based on the estimated displacement state (the displacement state of the valve body after a predetermined period estimated based on the current displacement state of the valve body), abnormal operation of the valve body Can be detected early. Here, if the valve element malfunctions in the high rotational speed range, the engine operating state and emission are greatly affected. Therefore, it is desirable to particularly improve the abnormality determination accuracy in such rotational speed range. In this regard, according to the same configuration, the cutoff frequency is set to be higher as the engine speed is lower, and conversely, the cutoff frequency is set to be lower as the engine speed is higher. The noise reduction effect is prioritized as the rotation speed region is reached, whereby the estimation accuracy of the observer, that is, the estimation accuracy of the estimated displacement state with respect to the actual value of the displacement state is increased. Therefore, according to the same configuration, it is possible to reliably improve the noise reduction effect at the engine rotation speed where it is better to give priority to the noise reduction effect. As a result, when performing abnormality determination as described above, The determination accuracy can be increased.

請求項8に記載の発明は、請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記可変手段は、機関負荷が高いときほど前記カットオフ周波数が低くなるように当該カットオフ周波数を設定することをその要旨とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the electromagnetically driven valve control device according to the first aspect, the variable means sets the cutoff frequency so that the cutoff frequency becomes lower as the engine load is higher. This is the gist.

弁体には、筒内圧、排気圧、あるいは吸気圧等といった種々の外力が作用し、機関負荷が高くなるほど弁体の作動に対する同外力の影響は大きくなる。そのため、弁体の変位状態の制御、換言すれば電磁石の制御は、機関負荷が高くなるほどそうした外乱要因に起因して難しくなる。そこで、機関負荷が高いときほど、推定値の応答性よりもノイズ低減効果を優先させてオブザーバによる上記推定変位状態の推定精度を高め、弁体の変位状態をより正確に把握するようにすることが望ましい。この点、同構成では、機関負荷が高いときほどカットオフ周波数が低くなるように、換言すれば機関負荷が高いときほどノイズ低減効果を優先させるようにしている。従って、同構成によれば、ノイズ低減効果を優先させた方がよい機関負荷状態では、ノイズ低減効果を確実に向上させることができるようになり、弁体の変位状態を精度よく推定することができるようになる。そのため、弁体の作動に対して外乱要因の影響が大きくなる状態であっても、電磁石の制御性を向上させることができるようになる。   Various external forces such as in-cylinder pressure, exhaust pressure, or intake pressure act on the valve body, and the influence of the external force on the operation of the valve body increases as the engine load increases. Therefore, the control of the displacement state of the valve body, in other words, the control of the electromagnet becomes difficult due to such disturbance factors as the engine load increases. Therefore, the higher the engine load, the higher the estimation accuracy of the estimated displacement state by the observer by giving priority to the noise reduction effect over the responsiveness of the estimated value, so that the displacement state of the valve body can be grasped more accurately. Is desirable. In this regard, in this configuration, the cutoff frequency is lowered as the engine load is higher, in other words, the noise reduction effect is given priority as the engine load is higher. Therefore, according to this configuration, in an engine load state where it is better to prioritize the noise reduction effect, the noise reduction effect can be reliably improved, and the displacement state of the valve body can be accurately estimated. become able to. Therefore, the controllability of the electromagnet can be improved even in a state where the influence of the disturbance factor is large on the operation of the valve body.

請求項9に記載の発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁として機能する弁体を電磁石の電磁力にて開閉駆動する電磁駆動弁についてその駆動を制御する装置であって、前記弁体の変位状態を検出するセンサと、同変位状態が検出されてから所定期間経過した後の前記弁体の変位状態を推定するオブザーバとを備え、前記推定される変位状態に基づいて前記電磁力を制御する電磁駆動弁の制御装置において、前記弁体が排気弁である場合には、同弁体が吸気弁である場合と比較して、前記オブザーバのカットオフ周波数が低くなるように当該カットオフ周波数を設定することをその要旨とする。   The invention according to claim 9 is an apparatus for controlling the driving of an electromagnetically driven valve that opens and closes a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine by the electromagnetic force of an electromagnet. A sensor that detects a displacement state; and an observer that estimates a displacement state of the valve body after a predetermined period of time has elapsed since the displacement state was detected, and controls the electromagnetic force based on the estimated displacement state. In the electromagnetically driven valve control device, when the valve body is an exhaust valve, the cutoff frequency of the observer is lower than when the valve body is an intake valve. The gist is to set.

排気弁には筒内圧といった比較的大きな外力が作用する。そのため、排気弁の変位状態の制御、換言すれば排気弁側の電磁石の制御は、吸気弁側と比較して、そうした外乱要因に起因して難しくなる。この点、上述したように、そうした制御が同外乱要因によって難しくなる状態では、推定値の応答性よりもノイズ低減効果を優先させてオブザーバによる上記推定変位状態の推定精度を高め、弁体の変位状態をより正確に把握するようにすることが望ましい。そこで、同構成では、弁体が排気弁である場合には、同弁体が吸気弁である場合と比較してカットオフ周波数が低くなるようにしている。すなわち、吸気弁側の制御と比較して、排気弁側の制御ではノイズ低減効果を優先させるようにしている。従って、同構成によれば、ノイズ低減効果を優先させた方がよい弁体について、ノイズ低減効果を確実に向上させることができるようになり、その弁体の変位状態を精度よく推定することができるようになる。そのため、外乱要因の影響を受けやすい排気弁側の電磁石についてその制御性を向上させることができるようになる。   A relatively large external force such as in-cylinder pressure acts on the exhaust valve. Therefore, control of the displacement state of the exhaust valve, in other words, control of the electromagnet on the exhaust valve side becomes difficult due to such disturbance factors as compared with the intake valve side. In this regard, as described above, in a state where such control is difficult due to the disturbance factor, the noise reduction effect is prioritized over the responsiveness of the estimated value to improve the estimation accuracy of the estimated displacement state by the observer, and the displacement of the valve body It is desirable to grasp the state more accurately. Therefore, in this configuration, when the valve body is an exhaust valve, the cut-off frequency is made lower than when the valve body is an intake valve. That is, the noise reduction effect is prioritized in the control on the exhaust valve side as compared with the control on the intake valve side. Therefore, according to the same configuration, it is possible to reliably improve the noise reduction effect for the valve body that should prioritize the noise reduction effect, and accurately estimate the displacement state of the valve body. become able to. Therefore, the controllability of the electromagnet on the exhaust valve side that is easily affected by disturbance factors can be improved.

請求項10に記載の発明は、請求項4〜請求項9に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記センサの検出信号に重畳するノイズレベルを算出するノイズ算出手段を備え、その算出されるノイズレベルが予め設定された閾値を超える場合には、前記センサが異常である旨判定する判定手段を備えることをその要旨とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the electromagnetically driven valve control device according to the fourth to ninth aspects of the present invention, a noise calculating means for calculating a noise level to be superimposed on the detection signal of the sensor is provided and is calculated. If the noise level exceeds a preset threshold, the gist is to include determination means for determining that the sensor is abnormal.

同構成によれば、請求項4〜請求項9に記載の電磁駆動弁の制御装置において、前記センサの異常を検出することができるようになる。なお、同構成においても、ノイズレベルの算出に際しては、弁体の変位状態が一定となっているときの前記センサの出力信号についてその最大値と最小値との差を求め、これをノイズレベルとするようにしたり、同弁体の変位状態が一定となっているときの前記センサの出力信号についてその標準偏差を求め、これをノイズレベルとするようにしたりすることができる。   According to this configuration, in the electromagnetically driven valve control device according to any one of claims 4 to 9, an abnormality of the sensor can be detected. Even in the same configuration, when calculating the noise level, the difference between the maximum value and the minimum value of the output signal of the sensor when the displacement state of the valve body is constant is obtained, and this is referred to as the noise level. It is possible to obtain the standard deviation of the output signal of the sensor when the displacement state of the valve body is constant, and to make this a noise level.

(第1の実施形態)
以下、内燃機関の吸気弁及び排気弁をそれぞれ開閉駆動する制御装置に本発明を適用した第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a control device that opens and closes an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine will be described.

なお、本実施形態において、吸気弁及び排気弁はいずれも電磁石の電磁力に基づいて開閉駆動される電磁駆動弁として構成されている。これら吸気弁及び排気弁はその構成並びに駆動制御態様が同じであるため、以下では排気弁を例に説明する。   In the present embodiment, both the intake valve and the exhaust valve are configured as electromagnetically driven valves that are driven to open and close based on the electromagnetic force of the electromagnet. Since these intake valves and exhaust valves have the same configuration and drive control mode, the exhaust valves will be described below as an example.

図1に示されるように、排気弁10は、シリンダヘッド18において往復動可能に支持された弁軸20、この弁軸20と同軸上に配設されて同弁軸20とともに往復動するアーマチャ軸26、並びに弁軸20の一端に設けられた傘部16によって構成される弁体19と、この弁体19を往復駆動するための電磁駆動部21とを備えている。   As shown in FIG. 1, the exhaust valve 10 includes a valve shaft 20 that is supported by a cylinder head 18 so as to be reciprocally movable, and an armature shaft that is disposed coaxially with the valve shaft 20 and reciprocates together with the valve shaft 20. 26, and a valve body 19 constituted by an umbrella portion 16 provided at one end of the valve shaft 20, and an electromagnetic drive portion 21 for reciprocatingly driving the valve body 19.

シリンダヘッド18には、燃焼室12に通じる排気ポート14が形成されており、また同排気ポート14の開口周縁には弁座15が形成されている。弁軸20の往復動に伴って傘部16が弁座15に離着座することにより排気ポート14は開閉される。   An exhaust port 14 that communicates with the combustion chamber 12 is formed in the cylinder head 18, and a valve seat 15 is formed around the opening periphery of the exhaust port 14. As the valve shaft 20 reciprocates, the umbrella portion 16 is separated from and seated on the valve seat 15 so that the exhaust port 14 is opened and closed.

弁軸20において、傘部16が設けられた端部と反対側の端部には、ロアリテーナ22が固定されている。このロアリテーナ22とシリンダヘッド18との間には、ロアスプリング24が圧縮状態で配設されている。このロアスプリング24の弾性力によって弁体19は閉弁方向(図1の上方向)に付勢されている。   In the valve shaft 20, a lower retainer 22 is fixed to the end opposite to the end where the umbrella portion 16 is provided. A lower spring 24 is disposed in a compressed state between the lower retainer 22 and the cylinder head 18. The valve element 19 is biased in the valve closing direction (upward in FIG. 1) by the elastic force of the lower spring 24.

アーマチャ軸26の軸方向における略中央部には高透磁率材料からなる円板状のアーマチャ28が固定され、また同アーマチャ軸26の一端にはアッパリテーナ30が固定されている。アーマチャ軸26においてこのアッパリテーナ30が固定された端部と反対側の端部は、弁軸20のロアリテーナ22側の端部に当接する。   A disk-shaped armature 28 made of a high magnetic permeability material is fixed to a substantially central portion in the axial direction of the armature shaft 26, and an applicator 30 is fixed to one end of the armature shaft 26. The end of the armature shaft 26 opposite to the end to which the applicator 30 is fixed contacts the end of the valve shaft 20 on the lower retainer 22 side.

電磁駆動部21のケーシング(図示略)内には、アッパコア32がアッパリテーナ30とアーマチャ28との間に位置して固定されている。同じくこのケーシング内には、ロアコア34がアーマチャ28とロアリテーナ22との間に位置して固定されている。これらアッパコア32及びロアコア34はいずれも高透磁率材料によって環状に形成されており、それらの中央部にはアーマチャ軸26が往復動可能に挿通されている。   In the casing (not shown) of the electromagnetic drive unit 21, an upper core 32 is positioned and fixed between the upper retainer 30 and the armature 28. Similarly, in the casing, a lower core 34 is fixed between the armature 28 and the lower retainer 22. Each of the upper core 32 and the lower core 34 is formed in an annular shape from a high magnetic permeability material, and an armature shaft 26 is inserted in a central portion thereof so as to be able to reciprocate.

上記ケーシングに設けられたアッパキャップ36とアッパリテーナ30との間には、アッパスプリング38が圧縮状態で配設されている。このアッパスプリング38の弾性力により弁体19は開弁方向(図1の下方向)に付勢されている。   An upper spring 38 is disposed in a compressed state between the upper cap 36 and the upper retainer 30 provided in the casing. The valve element 19 is biased in the valve opening direction (downward in FIG. 1) by the elastic force of the upper spring 38.

また、アッパキャップ36には排気弁10の変位状態を検出する変位量センサ52が取り付けられている。この変位量センサ52は、同センサ52とアッパリテーナ30との間の距離に応じて変化する電圧信号を出力する。従って、この電圧信号に基づいてアーマチャ軸26や弁軸20の変位量、換言すれば、弁体19の変位量X(すなわちリフト位置)を検出することができる。   A displacement amount sensor 52 for detecting the displacement state of the exhaust valve 10 is attached to the upper cap 36. The displacement sensor 52 outputs a voltage signal that changes in accordance with the distance between the sensor 52 and the applicator 30. Therefore, the displacement amount of the armature shaft 26 and the valve shaft 20, that is, the displacement amount X (that is, the lift position) of the valve body 19 can be detected based on the voltage signal.

アッパコア32においてアーマチャ28と対向する面には、アーマチャ軸26の軸心を中心とする環状の溝40が形成され、同溝40内には環状をなすアッパコイル42が配置されている。このアッパコイル42とアッパコア32とによって弁体19を閉弁方向に駆動するための電磁石(閉駆動用電磁石)61が構成されている。   An annular groove 40 centering on the axis of the armature shaft 26 is formed on a surface of the upper core 32 facing the armature 28, and an annular upper coil 42 is disposed in the groove 40. The upper coil 42 and the upper core 32 constitute an electromagnet (closed drive electromagnet) 61 for driving the valve body 19 in the valve closing direction.

一方、ロアコア34においてアーマチャ28と対向する面には、アーマチャ軸26の軸心を中心とする環状の溝44が形成され、同溝44内には環状をなすロアコイル46が配置されている。このロアコイル46とロアコア34とによって弁体19を開弁方向に駆動するための電磁石(開駆動用電磁石)62が構成されている。   On the other hand, an annular groove 44 centering on the axis of the armature shaft 26 is formed on the surface of the lower core 34 facing the armature 28, and an annular lower coil 46 is disposed in the groove 44. The lower coil 46 and the lower core 34 constitute an electromagnet (opening drive electromagnet) 62 for driving the valve element 19 in the valve opening direction.

これら各電磁石61,62のコイル42,46は、内燃機関の各種制御を統括して行う電子制御装置50によって通電制御される。この電子制御装置50は、CPU(中央演算処理装置)やメモリ、電磁石61,62の各コイル42,46に励磁電流を供給する駆動回路の他、各種センサの検出信号が取り込まれる入力回路、これら検出信号をA/D変換するA/D変換器(いずれも図示略)等を備えて構成されている。なお、入力回路に取り込まれる検出信号としては、前記変位量センサ52の検出信号、機関回転速度NE、スロットル弁の開度(スロットル開度TA)、及びアクセルペダルの操作量(アクセル操作量ACCP)等がある。   The coils 42 and 46 of the electromagnets 61 and 62 are energized and controlled by an electronic control unit 50 that performs various controls of the internal combustion engine. This electronic control unit 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, a drive circuit for supplying exciting current to the coils 42 and 46 of the electromagnets 61 and 62, an input circuit for receiving detection signals from various sensors, An A / D converter (all not shown) for A / D converting the detection signal is provided. The detection signals taken into the input circuit include the detection signal of the displacement sensor 52, the engine speed NE, the throttle valve opening (throttle opening TA), and the accelerator pedal operation amount (accelerator operation amount ACCP). Etc.

図1は、各電磁石61,62のいずれにも駆動電流が供給されず、これら電磁石61,62に電磁力が発生していないときの弁体19の状態を示している。この状態では、アーマチャ28は各電磁石61,62の電磁力によって吸引されることはなく、各スプリング24,38の付勢力が釣り合う、各コア32,34の間の中間位置で静止する。また、この状態では、傘部16は弁座15から離間しており、排気弁10は半開状態となっている。以下、この状態にあるときの弁体19の位置を中立位置という。   FIG. 1 shows the state of the valve body 19 when no drive current is supplied to each of the electromagnets 61 and 62 and no electromagnetic force is generated in these electromagnets 61 and 62. In this state, the armature 28 is not attracted by the electromagnetic force of the electromagnets 61 and 62, and stops at an intermediate position between the cores 32 and 34 where the urging forces of the springs 24 and 38 are balanced. Further, in this state, the umbrella portion 16 is separated from the valve seat 15 and the exhaust valve 10 is in a half-open state. Hereinafter, the position of the valve body 19 in this state is referred to as a neutral position.

次に、排気弁10が一方の変位端から他方の変位端に向けて変位するときの態様、すなわち各電磁石61,62に対する通電制御を通じて開閉駆動される排気弁10の動作態様について説明する。   Next, a mode when the exhaust valve 10 is displaced from one displacement end toward the other displacement end, that is, an operation mode of the exhaust valve 10 that is driven to open and close through energization control for the electromagnets 61 and 62 will be described.

この排気弁10の閉弁状態においては、同排気弁10を全閉状態に保持するための保持電流が閉駆動用電磁石61に対して供給される。この保持電流が供給されることにより、アーマチャ28が閉駆動用電磁石61の電磁力により吸引され、アッパスプリング38の弾性力に抗してアッパコア32に当接するとともに、傘部16が弁座15に着座した状態が保持されるようになる。   In the closed state of the exhaust valve 10, a holding current for holding the exhaust valve 10 in the fully closed state is supplied to the closing drive electromagnet 61. When this holding current is supplied, the armature 28 is attracted by the electromagnetic force of the closing drive electromagnet 61, abuts against the upper core 32 against the elastic force of the upper spring 38, and the umbrella portion 16 contacts the valve seat 15. The seated state is maintained.

次に、排気弁10の開駆動時期が到来すると、そのときから弁体19が中立位置よりも所定量だけ閉弁側の位置に達するまでの期間、閉駆動用電磁石61に対する通電制御が行われる。この期間では、アーマチャ28がアッパコア32から離間して弁体19が開弁方向に変位するとともに、その際の変位速度が筒内圧や排気圧に基づく外力によって過大にならないように、閉駆動用電磁石61に対する駆動電流の調節を通じて弁体19(アーマチャ28)を閉弁方向に吸引する電磁力が制御される。   Next, when the opening drive timing of the exhaust valve 10 comes, the energization control for the closing drive electromagnet 61 is performed for a period from that time until the valve body 19 reaches a position on the valve closing side by a predetermined amount from the neutral position. . During this period, the armature 28 is separated from the upper core 32 so that the valve element 19 is displaced in the valve opening direction, and the displacement driving magnet is not excessively increased by an external force based on the in-cylinder pressure or the exhaust pressure. The electromagnetic force that attracts the valve body 19 (armature 28) in the valve closing direction is controlled through adjustment of the drive current to 61.

そして、弁体19が全閉位置から所定量だけ変位すると、そのときから弁体19が中立位置よりも所定量だけ開弁側の位置に達するまでの期間、閉駆動用電磁石61及び開駆動用電磁石62に対する駆動電流の供給はいずれも停止される。   Then, when the valve body 19 is displaced by a predetermined amount from the fully closed position, the closing drive electromagnet 61 and the opening drive electromagnet 61 are used for a period from that time until the valve body 19 reaches the valve opening side position by a predetermined amount from the neutral position. Any supply of drive current to the electromagnet 62 is stopped.

その後、アッパスプリング38の弾性力等によって弁体19が更に変位し、中立位置よりも所定量だけ開弁側の位置に達すると、そのときから弁体19が全開位置に達するまでの期間、開駆動用電磁石62に対する通電制御が行われる。この期間では、弁体19が所定の変位速度をもって確実に全開位置に達するように、開駆動用電磁石62に対する駆動電流の調節を通じて弁体19を開弁方向に吸引する電磁力が制御される。なお、弁体19が全開位置に達するときに発生する作動音(例えばアマーチャ28がロアコア34に当接することにより発生する音など)を低減するために、弁体19が全開位置に達する直前では、同弁体19の変位速度が緩やかに低下するように開駆動用電磁石62の制御は緻密に行われる。(以下、この作動音低減のための制御を作動音低減制御という)。   Thereafter, when the valve body 19 is further displaced by the elastic force of the upper spring 38 and reaches a position on the valve opening side by a predetermined amount from the neutral position, the valve body 19 is opened for a period from that time until the valve body 19 reaches the fully open position. Energization control for the driving electromagnet 62 is performed. During this period, the electromagnetic force that attracts the valve body 19 in the valve opening direction is controlled through adjustment of the drive current to the electromagnet 62 for opening drive so that the valve body 19 reliably reaches the fully open position with a predetermined displacement speed. In order to reduce an operation sound generated when the valve body 19 reaches the fully open position (for example, a sound generated when the armature 28 contacts the lower core 34), immediately before the valve body 19 reaches the fully open position, The opening drive electromagnet 62 is precisely controlled so that the displacement speed of the valve body 19 gradually decreases. (Hereinafter, this control for reducing operating noise is referred to as operating noise reduction control).

そして、弁体19が全開位置に達すると、そのときから所定期間が経過するまで、排気弁10を全開状態に保持するための保持電流が開駆動用電磁石62に対して供給される。この保持電流が供給されることにより、アーマチャ28が開駆動用電磁石62の電磁力により吸引され、ロアスプリング24の弾性力に抗してロアコア34に当接するとともに、傘部16が弁座15から最も離間した状態に保持されるようになる。   When the valve body 19 reaches the fully open position, a holding current for holding the exhaust valve 10 in the fully open state is supplied to the open driving electromagnet 62 until a predetermined period elapses from that time. By supplying this holding current, the armature 28 is attracted by the electromagnetic force of the open driving electromagnet 62 and abuts against the lower core 34 against the elastic force of the lower spring 24, and the umbrella portion 16 is removed from the valve seat 15. It is held in the most separated state.

次に、弁体19が全開位置に達してから所定期間が経過し、排気弁10の閉駆動時期が到来すると、そのときから弁体19が中立位置よりも所定量だけ開弁側の位置に達するまでの期間、開駆動用電磁石62に対する通電制御が行われる。この期間では、アーマチャ28がロアコア34から離間して弁体19が閉弁方向に変位するとともに、その際の変位速度が筒内圧や排気圧に基づく外力によって過大にならないように、開駆動用電磁石62に対する駆動電流の調節を通じて弁体19を開弁方向に吸引する電磁力が制御される。   Next, when a predetermined period elapses after the valve element 19 reaches the fully open position and the closing drive timing of the exhaust valve 10 comes, the valve element 19 is moved to a position on the valve opening side by a predetermined amount from the neutral position. The energization control for the open drive electromagnet 62 is performed until the time is reached. During this period, the armature 28 is separated from the lower core 34 and the valve body 19 is displaced in the valve closing direction, and the opening driving electromagnet is prevented so that the displacement speed at that time is not excessive due to the external force based on the in-cylinder pressure or the exhaust pressure. The electromagnetic force that attracts the valve body 19 in the valve opening direction is controlled through the adjustment of the drive current to 62.

そして、弁体19が全開位置から所定量だけ変位すると、そのときから弁体19が中立位置よりも所定量だけ閉弁側の位置に達するまでの期間、閉駆動用電磁石61及び開駆動用電磁石62に対する駆動電流の供給はいずれも停止される。   Then, when the valve body 19 is displaced by a predetermined amount from the fully open position, the closed drive electromagnet 61 and the open drive electromagnet from that time until the valve body 19 reaches a position on the valve closing side by a predetermined amount from the neutral position. Any supply of drive current to 62 is stopped.

その後、ロアスプリング24の弾性力等によって弁体19が更に変位し、中立位置よりも所定量だけ閉弁側の位置に達すると、そのときから弁体19が全閉位置に達するまでの期間、閉駆動用電磁石61に対する通電制御が行われる。この期間では、弁体19が所定の変位速度をもって確実に全閉位置に達するように、閉駆動用電磁石61に対する駆動電流の調節を通じて弁体19を閉弁方向に吸引する電磁力が制御される。なお、弁体19が全閉位置に達するときに発生する作動音(例えば、アマーチャ28がアッパコア32に当接することにより発生する音や傘部16が弁座15に当接することにより発生する着座音など)を低減するために、弁体19が全閉位置に達する直前においても前記作動音低減制御が行われる。   Thereafter, when the valve body 19 is further displaced by the elastic force of the lower spring 24 and reaches the position on the valve closing side by a predetermined amount from the neutral position, the period from that time until the valve body 19 reaches the fully closed position, Energization control for the closing drive electromagnet 61 is performed. During this period, the electromagnetic force that attracts the valve body 19 in the valve closing direction is controlled through adjustment of the drive current to the closing drive electromagnet 61 so that the valve body 19 reliably reaches the fully closed position with a predetermined displacement speed. . It should be noted that an operation sound generated when the valve body 19 reaches the fully closed position (for example, a sound generated when the armature 28 contacts the upper core 32 or a seating sound generated when the umbrella portion 16 contacts the valve seat 15). For example, the operation noise reduction control is performed immediately before the valve body 19 reaches the fully closed position.

そして、弁体19が全閉位置に達すると、そのときから次の開駆動時期が到来するまでの期間、排気弁10を全閉状態に保持するための保持電流が閉駆動用電磁石61に対して再び供給されるようになる。   When the valve body 19 reaches the fully closed position, a holding current for holding the exhaust valve 10 in the fully closed state is supplied to the closing drive electromagnet 61 from that time until the next opening drive timing comes. Will be supplied again.

本実施形態における弁体19の変位量制御についてその概要は以下のようになっている。
すなわち、弁体19の変位量についてその実値が、機関運転に対して適切に設定されたリフト曲線に沿って変化するように各電磁石61、62の電磁力は制御される。ここで、弁体19には、筒内圧や排気圧等といった種々の外力が作用し、同弁体19が吸気弁である場合には吸気圧等といった種々の外力が作用する。そのため、弁体19の変位量制御をリフト曲線に沿って精度よく実施するべく、それら外力の影響を反映させながら電磁力はフィードバック制御される。
The outline of the displacement amount control of the valve body 19 in this embodiment is as follows.
That is, the electromagnetic force of each of the electromagnets 61 and 62 is controlled so that the actual value of the displacement amount of the valve body 19 changes along a lift curve appropriately set for engine operation. Here, various external forces such as in-cylinder pressure and exhaust pressure act on the valve body 19, and when the valve body 19 is an intake valve, various external forces such as intake pressure act. Therefore, the electromagnetic force is feedback-controlled while reflecting the influence of these external forces in order to accurately control the displacement amount of the valve body 19 along the lift curve.

ここで、制御対象の内部状態を代表する状態変数のフィードバックを通じて当該制御対象を制御する場合には、全ての状態変数を検出する必要がある。しかし、実際には、検出困難な状態変数が存在したり、全ての状態変数を検出するためには多くのセンサが必要になる等、種々の不都合が生じてしまうことがある。そこで、こうした不都合の発生を抑えるために、検出可能な状態変数から残りの状態変数を推定・再構成する状態観測器、いわゆるオブザーバを設定するようにしている。このオブザーバは、弁体19の開閉挙動をシミュレートするばね・質量振動系モデルに基づいてその内部状態を観測するオブザーバとして設定されている。   Here, when the control target is controlled through feedback of a state variable representing the internal state of the control target, it is necessary to detect all the state variables. However, in practice, there may be various inconveniences such as the presence of state variables that are difficult to detect and the need for many sensors to detect all state variables. Therefore, in order to suppress the occurrence of such inconvenience, a state observer that estimates and reconstructs the remaining state variables from the detectable state variables, that is, a so-called observer is set. This observer is set as an observer for observing the internal state based on a spring / mass vibration system model that simulates the opening / closing behavior of the valve body 19.

そして、図2に示すように、時刻t(i)において変位量センサ52により変位量Xiが検出されると、その変位量Xiと運動方程式とに基づいて時刻t(i)における弁体19の変位速度Viが算出される。そして、その変位量Xiと変位速度Vi等に基づき、同変位量Xiが検出されてから所定期間Δtが経過した後の弁体19の変位量X(i+1)が上記オブザーバにより推定される。そして、時刻t(i+1)における目標変位量Xt(i+1)とオブザーバを通じて推定された変位量X(i+1)との乖離度ΔXに基づいて閉駆動用電磁石61や開駆動用電磁石62の制御電流がフィードバック制御される。このように本実施形態では、弁体19の現在の変位状態に基づいて所定期間経過後の弁体の変位状態を予測し、その予測された変位状態に基づいて電磁力を前もって制御するようにしており、これにより、弁体19の変位量についてその実値は、上記リフト曲線に沿って適切に変化する。なお、以下では、オブザーバにより推定される上記変位量X(i+1)を推定変位量Xsという。   Then, as shown in FIG. 2, when the displacement amount Xi is detected by the displacement amount sensor 52 at time t (i), the valve body 19 at time t (i) is based on the displacement amount Xi and the equation of motion. A displacement speed Vi is calculated. Based on the displacement amount Xi, the displacement speed Vi, and the like, the displacement amount X (i + 1) of the valve body 19 after a predetermined period Δt has elapsed since the displacement amount Xi was detected is estimated by the observer. Then, based on the degree of deviation ΔX between the target displacement amount Xt (i + 1) at time t (i + 1) and the displacement amount X (i + 1) estimated through the observer, the control currents of the closed drive electromagnet 61 and the open drive electromagnet 62 are changed. Feedback controlled. Thus, in this embodiment, the displacement state of the valve body after a predetermined period has been predicted based on the current displacement state of the valve body 19, and the electromagnetic force is controlled in advance based on the predicted displacement state. As a result, the actual value of the displacement amount of the valve body 19 appropriately changes along the lift curve. Hereinafter, the displacement amount X (i + 1) estimated by the observer is referred to as an estimated displacement amount Xs.

ところで、オブザーバには、検出可能な状態変数に関する信号が入力されるのであるが、この入力信号にノイズが重畳すると、そのノイズの大きさに応じてオブザーバの推定精度は低下してしまう。そこで、同オブザーバの設計に際しては、そうしたノイズの影響を低減させるためのカットオフ周波数が設定される。このカットオフ周波数を設定することにより、その設定された周波数以上の信号についてそのレベルは減衰されるようになり、比較的高い周波数となっている上記ノイズを低減することができる。   By the way, a signal related to a detectable state variable is input to the observer. However, if noise is superimposed on this input signal, the observer's estimation accuracy decreases according to the magnitude of the noise. Therefore, when designing the observer, a cutoff frequency for reducing the influence of such noise is set. By setting the cut-off frequency, the level of the signal having the set frequency or higher is attenuated, and the noise having a relatively high frequency can be reduced.

ここで、図3に示すように、カットオフ周波数を低い値に設定するほどノイズ低減効果は高くなるが、その一方でカットオフ周波数を低い値に設定するほど、オブザーバを通じた推定変位量Xsの算出が実値の変化に対して遅れるようになる。すなわち、実値に対する推定変位量Xsの応答性が低下するようになる。   Here, as shown in FIG. 3, the noise reduction effect becomes higher as the cut-off frequency is set to a lower value. On the other hand, as the cut-off frequency is set to a lower value, the estimated displacement amount Xs through the observer becomes smaller. The calculation is delayed with respect to the change of the actual value. That is, the responsiveness of the estimated displacement amount Xs with respect to the actual value is lowered.

このようにカットオフ周波数の設定に際して、ノイズ低減効果と応答性とがトレードオフの関係になっているため、同カットオフ周波数を適切に設定しなければ、各電磁石61,62に対する制御精度が低下してしまい、例えば弁体19の開閉時に発生する上記作動音などが顕著になるなどといった不具合等が発生するおそれがある。   As described above, when setting the cutoff frequency, the noise reduction effect and the responsiveness have a trade-off relationship. Therefore, unless the cutoff frequency is set appropriately, the control accuracy for the electromagnets 61 and 62 is lowered. Therefore, for example, there is a possibility that a malfunction such as the above-described operation sound generated when the valve body 19 is opened or closed becomes significant.

そこで、本実施形態では、以下のような態様でオブザーバのカットオフ周波数を可変設定し、これを適切に設定することにより、各電磁石61,62の制御精度を向上させるようにしている。   Therefore, in this embodiment, the control frequency of the electromagnets 61 and 62 is improved by variably setting the observer cutoff frequency in the following manner and setting it appropriately.

図4に、カットオフ周波数の設定処理についてその処理手順を示す。なお、本処理は電子制御装置50によって所定期間毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、弁体19が保持モード、または中立位置停止モードになっているか否かが判定される(S100)。この保持モードとは、排気弁10が全開位置、あるいは全閉位置となっている状態のことをいい、中立位置停止モードとは、排気弁10が駆動される前にあって中立位置となっている状態、あるいは駆動停止後において中立位置となっている状態のことをいう。すなわち、ここでは弁体19の変位量が変化せず、一定となっているか否かが判定される。なお、弁体19が上記各モードとなっているか否かは、各電磁石61、62の制御電流、あるいは変位量センサ52の検出信号等に基づいて判定することができる。
FIG. 4 shows a processing procedure for setting the cutoff frequency. This process is repeatedly executed by the electronic control device 50 at predetermined intervals.
When this process is started, it is first determined whether or not the valve body 19 is in the holding mode or the neutral position stop mode (S100). This holding mode means a state in which the exhaust valve 10 is in a fully open position or a fully closed position, and the neutral position stop mode is in a neutral position before the exhaust valve 10 is driven. Or a neutral position after the drive is stopped. That is, here, it is determined whether or not the displacement amount of the valve body 19 remains constant. Whether or not the valve body 19 is in each of the above modes can be determined based on the control current of the electromagnets 61 and 62, the detection signal of the displacement sensor 52, or the like.

そして、弁体19が保持モード、または中立位置停止モードになっていない場合には(S100:NO)、本処理は一旦終了される。
一方、弁体19が保持モード、または中立位置停止モードになっている場合には(S100:YES)、変位量センサ52の検出信号にかかるノイズレベル、すなわちその電圧ノイズVNが測定される(S110)。ここでは、弁体19の変位状態が一定となっているときの変位量センサ52の出力電圧についてその最大値と最小値との差が求められ、これが電圧ノイズVNとして測定される。なお、弁体19の変位状態が一定となっているときの変位量センサ52の出力電圧についてその標準偏差を求め、これを上記ノイズレベルとするようにしてもよい。
Then, when the valve body 19 is not in the holding mode or the neutral position stop mode (S100: NO), this process is temporarily ended.
On the other hand, when the valve body 19 is in the holding mode or the neutral position stop mode (S100: YES), the noise level applied to the detection signal of the displacement sensor 52, that is, the voltage noise VN is measured (S110). ). Here, the difference between the maximum value and the minimum value is obtained for the output voltage of the displacement sensor 52 when the displacement state of the valve body 19 is constant, and this is measured as the voltage noise VN. Note that the standard deviation of the output voltage of the displacement sensor 52 when the displacement state of the valve body 19 is constant may be obtained and used as the noise level.

次に、電圧ノイズVNに基づいてカットオフ周波数Fcが可変設定される(S120)。ここでは、図5に示すように、電圧ノイズVNが大きいときほど、すなわちノイズレベルが大きいときほどカットオフ周波数Fcが低くなるように当該カットオフ周波数Fcは可変設定され、本処理は一旦終了される。   Next, the cutoff frequency Fc is variably set based on the voltage noise VN (S120). Here, as shown in FIG. 5, the cutoff frequency Fc is variably set so that the higher the voltage noise VN is, that is, the higher the noise level is, the lower the cutoff frequency Fc is. The

図6に、上記カットオフ周波数設定処理による作用を示す。この図6に示されるように、カットオフ周波数が一定値である場合には、電圧ノイズVNの増大に伴って推定変位量Xsに反映されるノイズ量Nも増大するようになる。一方、上記カットオフ周波数設定処理が実行される本実施形態では、電圧ノイズVNの増大に伴ってカットオフ周波数Fcは低く設定される。そのため、同電圧ノイズVNの増大に伴ってノイズ低減効果は高められるようになり、これにより上記ノイズ量Nを各電磁石61,62の制御精度を確保するうえで許容される最大ノイズ量Nmax以下に抑えることができる。このようにノイズ量Nを一定値以下にすることができることにより、推定変位量Xsの推定精度は向上するようになり、これにより各電磁石61,62の電流制御精度も向上するようになる。従って、上記作動音低減制御を通じた上記作動音の低減も十分に行うことができるようになる。   FIG. 6 shows the effect of the cutoff frequency setting process. As shown in FIG. 6, when the cut-off frequency is a constant value, the amount of noise N reflected in the estimated displacement amount Xs increases as the voltage noise VN increases. On the other hand, in the present embodiment in which the cut-off frequency setting process is executed, the cut-off frequency Fc is set low as the voltage noise VN increases. Therefore, the noise reduction effect is enhanced with the increase of the same voltage noise VN, so that the noise amount N is less than or equal to the maximum noise amount Nmax allowed for ensuring the control accuracy of the electromagnets 61 and 62. Can be suppressed. Since the noise amount N can be set to a certain value or less in this way, the estimation accuracy of the estimated displacement amount Xs is improved, and thereby the current control accuracy of the electromagnets 61 and 62 is also improved. Therefore, the operation noise can be sufficiently reduced through the operation noise reduction control.

また、変位量センサ52の出力信号に基づいて電圧ノイズVNを測定し、この測定値に基づいてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしているため、変位量センサ52の個体差、すなわち個々の変位量センサ52についてその出力特性にばらつきがある場合であっても、カットオフ周波数Fcを適切に設定することができる。そのため、推定変位量Xsの推定精度が向上し、各電磁石61,62の電流制御精度も向上するようになる。   Further, the voltage noise VN is measured based on the output signal of the displacement sensor 52, and the cut-off frequency Fc is variably set based on this measurement value. Even when the output characteristics of the displacement sensor 52 vary, the cutoff frequency Fc can be set appropriately. Therefore, the estimation accuracy of the estimated displacement amount Xs is improved, and the current control accuracy of the electromagnets 61 and 62 is also improved.

また、電圧ノイズVNが大きいときほどカットオフ周波数Fcが低くなるように設定される、逆にいえば電圧ノイズVNが小さいときほど、すなわちノイズレベルが小さいときほどカットオフ周波数Fcが高くなるように当該カットオフ周波数Fcは可変設定される。そのため、ノイズレベルが小さく、それほどノイズ低減効果を必要としない場合には、推定変位量Xsの応答性が高くなり、これによっても各電磁石61,62の電流制御精度は向上するようになる。   The cutoff frequency Fc is set to be lower as the voltage noise VN is larger. Conversely, the cutoff frequency Fc is higher as the voltage noise VN is smaller, that is, as the noise level is smaller. The cutoff frequency Fc is variably set. Therefore, when the noise level is small and the noise reduction effect is not so necessary, the responsiveness of the estimated displacement amount Xs is increased, and this also improves the current control accuracy of the electromagnets 61 and 62.

以上説明した本実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(1)弁体19の変位状態を変位量センサ52にて検出するとともに、その変位状態が検出されてから所定期間経過した後の弁体19の変位状態をオブザーバにて推定し、その推定される変位状態に基づいて各電磁石61,62の電磁力を制御するようにしている。すなわち、弁体19の現在の変位状態に基づいて所定期間経過後の弁体の変位状態を推定し、その推定変位状態に基づいて電磁力を制御するようにしており、これにより弁体19の変位状態についてその実値を、適切に設定されたリフト曲線に沿って変化させることができるようになる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The displacement state of the valve body 19 is detected by the displacement amount sensor 52, and the displacement state of the valve body 19 after a predetermined period has elapsed after the displacement state is detected is estimated by an observer. The electromagnetic force of each electromagnet 61, 62 is controlled based on the displacement state. In other words, the displacement state of the valve body after a predetermined period has been estimated based on the current displacement state of the valve body 19, and the electromagnetic force is controlled based on the estimated displacement state. The actual value of the displacement state can be changed along a properly set lift curve.

ここで、オブザーバにおけるノイズ低減効果や実値に対する推定値(推定変位量Xs)の応答性について、それら優先度は種々の条件下において変化する。そこで、本実施形態では、オブザーバのカットオフ周波数Fcを可変とするようにしており、これによりノイズ低減効果を優先させたり、推定値の応答性を優先させたりすることが可能となっている。従って、ノイズ低減効果や推定値の応答性に関する優先度の変化に合わせてオブザーバのカットオフ周波数Fcを適切に設定することができるようになり、これにより各電磁石61,62の制御精度を向上させることができるようになる。   Here, regarding the noise reduction effect in the observer and the responsiveness of the estimated value (estimated displacement amount Xs) with respect to the actual value, those priorities change under various conditions. Therefore, in this embodiment, the cutoff frequency Fc of the observer is made variable so that the noise reduction effect can be prioritized and the estimated value response can be prioritized. Therefore, the observer's cutoff frequency Fc can be appropriately set in accordance with the change in the priority regarding the noise reduction effect and the responsiveness of the estimated value, thereby improving the control accuracy of the electromagnets 61 and 62. Will be able to.

(2)カットオフ周波数Fcの可変設定に際しては、変位量センサ52の検出信号に重畳するノイズレベルを算出し、その算出されるノイズレベルが大きいときほどカットオフ周波数Fcが低くなるように当該カットオフ周波数Fcを設定するようにしている。   (2) When variably setting the cut-off frequency Fc, a noise level to be superimposed on the detection signal of the displacement sensor 52 is calculated, and the cut-off frequency Fc becomes lower as the calculated noise level increases. The off frequency Fc is set.

従って、ノイズレベルが大きいときほどノイズ低減効果を高めることができるようになる。また、ノイズレベルが小さいときほどカットオフ周波数Fcが高くなるように設定されるため、ノイズレベルが小さく、それほどノイズ低減効果を必要としない場合には、推定変位量Xsの応答性を高めることができるようになる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、上記第1の実施形態との相異点を中心に説明する。
Therefore, the noise reduction effect can be enhanced as the noise level increases. In addition, since the cutoff frequency Fc is set to be higher as the noise level is smaller, the response of the estimated displacement amount Xs can be improved when the noise level is small and the noise reduction effect is not so necessary. become able to.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.

前記弁体19は、各電磁石61,62の電磁力が制御されることにより、その変位端(例えば全開位置や全閉位置)に保持されたり、一方の変位端から他方の変位端に向けて変位されたりするのであるが、そうした弁体19の作動領域に応じてノイズ低減効果を優先させた方がよい領域や、推定変位量Xsの応答性を優先させた方がよい領域が存在する。そこで、本実施形態では、弁体19の作動領域に応じてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしている。   The valve body 19 is held at its displacement end (for example, a fully open position or a fully closed position) by controlling the electromagnetic force of the electromagnets 61 and 62, or from one displacement end to the other displacement end. There are areas where it is better to prioritize the noise reduction effect according to the operating area of the valve body 19 and areas where it is better to prioritize the responsiveness of the estimated displacement amount Xs. Therefore, in the present embodiment, the cutoff frequency Fc is variably set according to the operating region of the valve body 19.

以下、本実施形態におけるカットオフ周波数の可変設定について、図7、図8及び図9を併せ参照して説明する。
図7に、本実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示す。なお、本処理は電子制御装置50によって所定期間毎に繰り返し実行される。
Hereinafter, the variable setting of the cutoff frequency in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 shows the procedure of the cutoff frequency setting process in this embodiment. This process is repeatedly executed by the electronic control device 50 at predetermined intervals.

本処理が開始されるとまず、弁体19の作動モードが読み込まれる(S200)。この作動モードは弁体19の作動領域に対応しており、その詳細については後述する。
次に、作動モードに応じたカットオフ周波数Fcが選択されて(S210)、本処理は一旦終了される。
When this process is started, first, the operation mode of the valve body 19 is read (S200). This operation mode corresponds to the operation region of the valve body 19, and details thereof will be described later.
Next, the cut-off frequency Fc corresponding to the operation mode is selected (S210), and this process is temporarily terminated.

図8に、ステップS210にて設定されるカットオフ周波数Fcについて、各作動モードとの対応関係を示す。なお、この対応関係は電子制御装置50のメモリに予め記憶されている。また、低周波数FcL<中周波数FcM<高周波数FcHの順に、その設定周波数は高くなっている。同図8に示す各作動モード、及び各作動モードにおいて設定されるカットオフ周波数Fcは以下のようになっている。   FIG. 8 shows a correspondence relationship between the cut-off frequency Fc set in step S210 and each operation mode. This correspondence relationship is stored in advance in the memory of the electronic control unit 50. Further, the set frequency increases in the order of low frequency FcL <medium frequency FcM <high frequency FcH. Each operation mode shown in FIG. 8 and the cut-off frequency Fc set in each operation mode are as follows.

A:保持モード
この保持モードとは、弁体19が全閉位置(図9に示す時刻t3〜t4)、あるいは全開位置(図9に示す時刻t8〜t9)になっている状態のことをいい、弁体19がその変位端に保持される作動領域となっている。
A: Holding mode This holding mode means a state in which the valve element 19 is in the fully closed position (time t3 to t4 shown in FIG. 9) or fully opened position (time t8 to t9 shown in FIG. 9). The valve element 19 is an operation region that is held at the displacement end.

このモードでは、弁体19がその変位端に保持されており、その変位量X及び閉駆動用電磁石61の制御電流は変化することなく一定となっている。従って、このモードでは、推定変位量Xsの応答性よりもノイズ低減効果を優先させて推定変位量Xsの推定精度を向上させるようにした方がよい。すなわち、実際の変位量Xが変化しない状態において、同変位量Xと推定変位量Xsとの乖離に基づいてオブザーバにおける各種係数の校正を行ったり、変位量センサ52の検出信号に対する校正を行ったりすることがあり、こうした校正を行う場合には推定変位量Xsの推定精度を向上させることにより、それら校正の精度も向上するからである。そこで、このモードにおけるカットオフ周波数Fcは、ノイズ低減効果を優先させるべく、より低い周波数である低周波数FcLに設定される。   In this mode, the valve body 19 is held at the displacement end, and the displacement amount X and the control current of the closing drive electromagnet 61 are constant without change. Therefore, in this mode, it is preferable to prioritize the noise reduction effect over the responsiveness of the estimated displacement amount Xs to improve the estimation accuracy of the estimated displacement amount Xs. That is, in a state where the actual displacement amount X does not change, various coefficients in the observer are calibrated based on the difference between the displacement amount X and the estimated displacement amount Xs, or the detection signal of the displacement amount sensor 52 is calibrated. This is because when such calibration is performed, the accuracy of the calibration is improved by improving the estimation accuracy of the estimated displacement amount Xs. Therefore, the cut-off frequency Fc in this mode is set to a low frequency FcL, which is a lower frequency, in order to prioritize the noise reduction effect.

B:保持切りモード
この保持切りモードとは、上記保持モードに対する次のモードであり、排気弁10の開駆動時期が到来してから、弁体19が中立位置よりも所定量だけ閉弁側の位置に達するまでの期間(図9に示す時刻t4〜t5)、上述したような閉駆動用電磁石61に対する通電制御が行われる状態のことをいう。(なお、同様に、排気弁10の閉駆動時期が到来してから、弁体19が中立位置よりも所定量だけ開弁側の位置に達するまでの期間、上述したような開駆動用電磁石62に対する通電制御が行われる状態のことも、この保持切りモードという。)
このモードでは、推定変位量Xsの応答性及びノイズ低減効果を両立させるべく、カットオフ周波数Fcは、低い周波数に設定された低周波数FcLと高い周波数に設定された高周波数FcHとの中間近傍の値に設定された中周波数FcMに設定される。
B: Hold-off mode This hold-off mode is the next mode to the above-mentioned hold mode, and after the opening drive timing of the exhaust valve 10 arrives, the valve element 19 is on the valve-closing side by a predetermined amount from the neutral position. It means a state in which the energization control is performed on the closing drive electromagnet 61 as described above during a period until reaching the position (time t4 to t5 shown in FIG. 9). (Similarly, the opening driving electromagnet 62 as described above is a period from when the closing driving timing of the exhaust valve 10 arrives until the valve body 19 reaches a position on the valve opening side by a predetermined amount from the neutral position. (The state in which the energization control is performed on is also referred to as the hold-off mode)
In this mode, in order to achieve both the response of the estimated displacement amount Xs and the noise reduction effect, the cutoff frequency Fc is in the vicinity of the middle between the low frequency FcL set at a low frequency and the high frequency FcH set at a high frequency. The medium frequency FcM set to the value is set.

C:無通電モード
この無通電モードとは、上記保持切りモードに対する次のモードであり、弁体19が全閉位置から上記所定量だけ変位し、そのときから弁体19がさらに所定量だけ開弁側の位置に達するまでの期間(図9に示す時刻t5〜t6)、閉駆動用電磁石61及び開駆動用電磁石62に対する給電が停止される状態のことをいう。(なお、同様に、弁体19が全開位置から上記所定量だけ変位し、そのときから弁体19がさらに所定量だけ閉弁側の位置に達するまでの期間、閉駆動用電磁石61及び開駆動用電磁石62に対する給電が停止される状態のことも、この無通電モードという。)
このモードでは、各電磁石61、62の制御が一時的に中断されるため、推定変位量Xsの応答性よりもノイズ低減効果を優先させて、変位量センサ52の検出信号に重畳するノイズに起因した推定変位量Xsの推定精度低下を抑えるようにした方がよい。そこで、このモードにおけるカットオフ周波数Fcは、より低い周波数である低周波数FcLに設定される。
C: Non-energized mode This non-energized mode is the next mode to the hold-off mode, in which the valve body 19 is displaced from the fully closed position by the predetermined amount, and then the valve body 19 is further opened by a predetermined amount. This is a state in which power supply to the closed drive electromagnet 61 and the open drive electromagnet 62 is stopped during a period until reaching the valve position (time t5 to t6 shown in FIG. 9). (Similarly, during the period from when the valve body 19 is displaced by the predetermined amount from the fully open position until the valve body 19 reaches the valve-closed position by the predetermined amount, the closed drive electromagnet 61 and the open drive are provided. (The state in which power supply to the electromagnet 62 is stopped is also referred to as this non-energized mode.)
In this mode, the control of the electromagnets 61 and 62 is temporarily interrupted. Therefore, the noise reduction effect is prioritized over the responsiveness of the estimated displacement amount Xs, and the noise is superimposed on the detection signal of the displacement amount sensor 52. It is better to suppress a decrease in estimation accuracy of the estimated displacement amount Xs. Therefore, the cut-off frequency Fc in this mode is set to a low frequency FcL that is a lower frequency.

D:吸引モード
この吸引モードとは、上記無通電モードに対する次のモードであり、弁体19が上記所定量だけ開弁側の位置に達した時点から全開位置に達する直前までの期間(図9に示す時刻t6〜t7)、開駆動用電磁石62に対する通電制御が行われる状態のことをいう。(なお、同様に、弁体19が上記所定量だけ閉弁側の位置に達した時点から全閉位置に達する直前までの期間、閉駆動用電磁石61に対する通電制御が行われる状態のことも、この吸引モードという。)
このモードでは、推定変位量Xsの応答性及びノイズ低減効果を両立させるべく、カットオフ周波数Fcは、上記中周波数FcMに設定される。
D: Suction Mode This suction mode is the next mode to the non-energized mode, and is a period from when the valve body 19 reaches the valve-opening position by the predetermined amount until just before reaching the fully-open position (FIG. 9). The time t6 to t7) shown in FIG. 4 indicates a state in which energization control is performed on the electromagnet 62 for opening drive. (Similarly, the state in which the energization control for the closing drive electromagnet 61 is performed during a period from when the valve body 19 reaches the valve closing position by the predetermined amount until just before reaching the fully closed position, This is called suction mode.)
In this mode, the cutoff frequency Fc is set to the medium frequency FcM in order to achieve both the response of the estimated displacement amount Xs and the noise reduction effect.

E:着座モード
この着座モードとは、上記吸引モードに対する次のモードであり、弁体19が全開位置に達する直前から同全開位置に達するまでの期間(図9に示す時刻t7〜t8)、開駆動用電磁石62に対する通電制御が行われる状態のことをいう。(なお、同様に、弁体19が全閉位置に達する直前から同全閉位置に達するまでの期間(図9に示す時刻t2〜t3など)、閉駆動用電磁石61に対する通電制御が行われる状態のことも、この着座モードいう。)
このモードでは、前述したように作動音低減制御が行われ、他のモードと比較して、電磁石の電磁力はより緻密に制御される。ここで、オブザーバでの推定変位量Xsの応答性が低い場合には、弁体19の変位量の変化に対して推定変位量Xsの算出遅れが大きくなり、弁体19がその変位端に達する直前といったごく短い時間においては、推定変位量Xsの算出がなされる前に弁体19が変位端に達してしまい、電磁石の制御が間に合わなくなるおそれがある。従って、弁体19がその変位端に達する直前の作動領域では、ノイズ低減効果よりも推定変位量Xsの応答性向上を優先させた方がよい。そこで、このモードでは、このモードにおけるカットオフ周波数Fcは、推定変位量Xsの応答性を優先させるべく、より高い周波数である高周波数FcHに設定される。
E: Seating mode This seating mode is the next mode to the suction mode described above, and it is opened during the period from the time when the valve body 19 reaches the fully open position until it reaches the fully open position (time t7 to t8 shown in FIG. 9). It means a state in which energization control for the driving electromagnet 62 is performed. (Similarly, during the period from the time when the valve body 19 reaches the fully closed position to the time when the valve body 19 reaches the fully closed position (time t2 to t3 shown in FIG. 9, etc.), the energization control for the closing drive electromagnet 61 is performed. (This is also called this sitting mode.)
In this mode, the operation noise reduction control is performed as described above, and the electromagnetic force of the electromagnet is more precisely controlled than in other modes. Here, when the responsiveness of the estimated displacement amount Xs at the observer is low, the calculation delay of the estimated displacement amount Xs becomes large with respect to the change in the displacement amount of the valve body 19, and the valve body 19 reaches its displacement end. In a very short time such as immediately before, the valve body 19 reaches the displacement end before the estimated displacement amount Xs is calculated, and there is a possibility that the control of the electromagnet may not be in time. Therefore, in the operation region immediately before the valve body 19 reaches the displacement end, it is better to give priority to the improvement in the response of the estimated displacement amount Xs than the noise reduction effect. Therefore, in this mode, the cutoff frequency Fc in this mode is set to a high frequency FcH, which is a higher frequency, in order to give priority to the responsiveness of the estimated displacement amount Xs.

F:初期モード
この初期モードとは、機関始動時などのように弁体19の作動が開始されることにより、同弁体19の変位状態が中立位置から変位端(例えば全閉位置)近傍にまで吸引される期間(図9に示す時刻t1〜t2)において、各電磁石61,62に対する通電制御が行われる状態のことをいう。このモードでは、各電磁石61,62に対する通電が交互に行われ、弁体19に自励振動を発生させるようにしている。こうした自励振動を利用することによって、より少ない電磁力で弁体19を中立位置から変位端近傍にまで吸引することが可能となる。換言すれば、弁体19を中立位置から変位端近傍にまで一気に吸引する場合と比較して、より小さい電磁石を用いることが可能となる。そして、このモードでは、推定変位量Xsの応答性及びノイズ低減効果を両立させるべく、カットオフ周波数Fcは、上記中周波数FcMに設定される。
F: Initial mode In this initial mode, when the operation of the valve body 19 is started, such as when the engine is started, the displacement state of the valve body 19 changes from the neutral position to the vicinity of the displacement end (for example, the fully closed position). This means a state in which energization control is performed on each of the electromagnets 61 and 62 during the period (time t1 to t2 shown in FIG. 9). In this mode, the electromagnets 61 and 62 are energized alternately to generate self-excited vibration in the valve body 19. By utilizing such self-excited vibration, the valve element 19 can be attracted from the neutral position to the vicinity of the displacement end with a smaller electromagnetic force. In other words, it is possible to use a smaller electromagnet as compared with the case where the valve body 19 is sucked at a stroke from the neutral position to the vicinity of the displacement end. In this mode, the cut-off frequency Fc is set to the medium frequency FcM in order to achieve both the response of the estimated displacement amount Xs and the noise reduction effect.

G:停止モード
この停止モードとは、機関停止時などのように弁体19の作動が停止されることにより、同弁体19の変位状態が中立位置に向けて収束する期間(図9に示す時刻t9〜t10)、閉駆動用電磁石61及び開駆動用電磁石62に対する給電が停止される状態のことをいう。そして、このモードでは、推定変位量Xsの応答性及びノイズ低減効果を両立させるべく、カットオフ周波数Fcは、上記中周波数FcMに設定される。
G: Stop mode This stop mode is a period during which the displacement state of the valve body 19 converges toward the neutral position when the operation of the valve body 19 is stopped, such as when the engine is stopped (shown in FIG. 9). It means a state in which power supply to the closed drive electromagnet 61 and the open drive electromagnet 62 is stopped at times t9 to t10). In this mode, the cut-off frequency Fc is set to the medium frequency FcM in order to achieve both the response of the estimated displacement amount Xs and the noise reduction effect.

ちなみに、弁体19が上記各モードとなっているか否かの判定は、各電磁石61、62の制御電流、あるいは変位量センサ52の検出信号等に基づいて判定することができる。
また、本実施形態では、保持モード及び無通電モードにおけるカットオフ周波数Fcを低周波数FcLに設定するようにしたが、いずれか一方のモードにおけるカットオフ周波数のみを低周波数FcLに設定するようにしてもよい。
Incidentally, whether or not the valve body 19 is in each of the above modes can be determined based on the control current of the electromagnets 61 and 62, the detection signal of the displacement sensor 52, or the like.
In this embodiment, the cut-off frequency Fc in the holding mode and the non-energized mode is set to the low frequency FcL, but only the cut-off frequency in either mode is set to the low frequency FcL. Also good.

以上説明した本実施形態によれば、第1の実施形態において記載した(1)の作用効果に加え、以下のような作用効果を得ることができる。
(3)弁体19は、その変位端に保持されたり、一方の変位端から他方の変位端に向けて変位されたりするのであるが、そうした弁体19の作動領域に応じてノイズ低減効果を優先させた方がよい領域や、推定値の応答性を優先させた方がよい領域が存在する。そこで、本実施形態では、弁体19の作動領域(作動モード)に応じてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしており、これにより、同弁体19の作動領域に応じたカットオフ周波数を適切に設定することができるようになる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the operational effect of (1) described in the first embodiment.
(3) The valve body 19 is held at its displacement end or is displaced from one displacement end toward the other displacement end. There are areas that should be prioritized and areas that should be prioritized to the responsiveness of estimated values. Therefore, in the present embodiment, the cut-off frequency Fc is variably set according to the operation region (operation mode) of the valve body 19, whereby the cut-off frequency according to the operation region of the valve body 19 is set. It becomes possible to set appropriately.

(4)弁体19がその変位端に保持される作動領域、及び弁体19が一方の変位端から他方の変位端に変位する過程において電磁石への給電が停止される作動領域の少なくとも一方において設定されるカットオフ周波数Fcが、他の作動領域に比して低くなるように設定している。すなわち、ノイズ低減効果を優先させた方がよい、そうした作動領域でのカットオフ周波数を、他の作動領域と比較して低くするようにしている。従って、弁体19の作動領域がノイズ低減効果を優先させた方がよい領域にある場合に、ノイズ低減効果を確実に得ることができるようになる。   (4) In at least one of the operation region in which the valve body 19 is held at the displacement end and the operation region in which power supply to the electromagnet is stopped in the process in which the valve body 19 is displaced from one displacement end to the other displacement end The set cut-off frequency Fc is set to be lower than that in other operation regions. That is, it is better to give priority to the noise reduction effect, and the cut-off frequency in such an operation region is set lower than that in other operation regions. Therefore, when the operation region of the valve body 19 is in a region where it is better to give priority to the noise reduction effect, the noise reduction effect can be reliably obtained.

(5)また、弁体19がその変位端に達する直前の作動領域において設定されるカットオフ周波数Fcが、他の作動領域に比して高くなるように設定している。すなわち、オブザーバの推定値(推定変位量Xs)の応答性を優先させた方がよい作動領域でのカットオフ周波数Fcを、他の作動領域と比較して高くするようにしている。従って、弁体19の作動領域が、オブザーバを通じた推定値の応答性を優先させた方がよい領域にある場合に、その推定値の応答性を確実に向上させることができるようになる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について、上記第1の実施形態との相異点を中心に説明する。
(5) Further, the cutoff frequency Fc set in the operating region immediately before the valve body 19 reaches the displacement end is set to be higher than that in the other operating regions. That is, the cut-off frequency Fc in the operation region where it is better to give priority to the responsiveness of the estimated value (estimated displacement amount Xs) of the observer is set higher than that in the other operation regions. Therefore, when the operating region of the valve body 19 is in a region where it is better to give priority to the responsiveness of the estimated value through the observer, the responsiveness of the estimated value can be reliably improved.
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.

第1の実施形態では、ノイズレベルに基づいてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしたが、本実施形態では、機関回転速度に基づいてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしている。   In the first embodiment, the cutoff frequency Fc is variably set based on the noise level, but in this embodiment, the cutoff frequency Fc is variably set based on the engine speed.

図10に、本実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示す。また、図11には、そのカットオフ周波数設定処理にて設定されるカットオフ周波数Fcの設定態様を示す。なお、本処理は電子制御装置50によって所定期間毎に繰り返し実行される。   FIG. 10 shows the procedure of the cutoff frequency setting process in the present embodiment. FIG. 11 shows how the cut-off frequency Fc is set in the cut-off frequency setting process. This process is repeatedly executed by the electronic control device 50 at predetermined intervals.

本処理が開始されるとまず、機関回転速度NEが読み込まれ(S300)、現在の機関回転速度NEが低回転か否かが判定される(S310)。このステップS310では、機関回転速度NEが低回転判定値NEa(例えば2000r/min)よりも低い場合に、低回転である旨判定される。   When this process is started, first, the engine speed NE is read (S300), and it is determined whether or not the current engine speed NE is a low speed (S310). In step S310, when the engine speed NE is lower than a low rotation determination value NEa (for example, 2000 r / min), it is determined that the rotation is low.

そして、現在の機関回転速度NEが低回転である場合には(S310:YES)、図11に示すごとく、カットオフ周波数Fcが第3周波数Fc3に設定され(S320)、本処理は一旦終了される。   If the current engine speed NE is low (S310: YES), the cutoff frequency Fc is set to the third frequency Fc3 as shown in FIG. 11 (S320), and this process is temporarily terminated. The

この第3周波数Fc3には、予め設定された基準周波数である第2周波数Fc2よりも高い周波数(例えば、Fc3=Fc2×1.2)が設定されており、この第3周波数Fc3が設定されることにより、オブザーバにおけるノイズ低減効果よりも推定変位量Xsの応答性の方が優先される。なお、第2周波数Fc2には、機関回転速度に応じたカットオフ周波数Fcの可変設定に際して、最適な値が設定されている。   The third frequency Fc3 is set to a frequency (for example, Fc3 = Fc2 × 1.2) higher than the second frequency Fc2, which is a preset reference frequency, and the third frequency Fc3 is set. Thus, the responsiveness of the estimated displacement amount Xs is prioritized over the noise reduction effect in the observer. The second frequency Fc2 is set to an optimum value when the cut-off frequency Fc is variably set according to the engine speed.

一方、現在の機関回転速度NEが低回転でない場合には(S310:NO)、現在の機関回転速度NEが高回転か否かが判定される(S330)。このステップS330では、機関回転速度NEが高回転判定値NEb(例えば4000r/min)よりも高い場合に、高回転である旨判定される。   On the other hand, if the current engine speed NE is not low (S310: NO), it is determined whether or not the current engine speed NE is high (S330). In step S330, when the engine speed NE is higher than a high rotation determination value NEb (for example, 4000 r / min), it is determined that the engine is rotating at high speed.

そして、現在の機関回転速度NEが高回転である場合には(S330:YES)、図11に示すごとく、カットオフ周波数Fcが第1周波数Fc1に設定され(S340)、本処理は一旦終了される。   When the current engine speed NE is high (S330: YES), as shown in FIG. 11, the cut-off frequency Fc is set to the first frequency Fc1 (S340), and this process is temporarily terminated. The

この第1周波数Fc1には、上記第2周波数Fc2よりも低い周波数(例えば、Fc1=Fc2×0.8)が設定されており、この第1周波数Fc1が設定されることにより、オブザーバにおける推定変位量Xsの応答性よりもノイズ低減効果の方が優先される。   The first frequency Fc1 is set to a frequency lower than the second frequency Fc2 (for example, Fc1 = Fc2 × 0.8). By setting the first frequency Fc1, the estimated displacement in the observer is set. The noise reduction effect is prioritized over the response of the quantity Xs.

一方、現在の機関回転速度NEが高回転でない場合には(S330:NO)、図11に示すごとく、カットオフ周波数Fcが第2周波数Fc2に設定され(S350)、本処理は一旦終了される。   On the other hand, when the current engine speed NE is not high (S330: NO), as shown in FIG. 11, the cutoff frequency Fc is set to the second frequency Fc2 (S350), and this process is temporarily terminated. .

以上説明した本実施形態によれば、第1の実施形態において記載した(1)の作用効果に加え、以下のような作用効果を得ることができる。
(6)機関回転速度NEが低くなるほど暗騒音が低下して弁体19の上記作動音は聞こえやすくなる。そのため、こうした弁体19の作動音低減を図るには、前記着座モードにて説明したように、オブザーバを通じた推定変位量Xsの応答性向上を図るようにした方がよい。そこで、本実施形態では、機関回転速度NEが低いときほどカットオフ周波数Fcは高くなるように、すなわちノイズ低減効果よりも推定変位量Xsの応答性を優先させるようにしている。従って、オブザーバにおける推定変位量Xsの応答性を優先させた方がよい機関回転速度NEである場合に、その推定変位量Xsの応答性を確実に向上させることができるようになり、ひいては弁体19の作動音を好適に低減させることができるようになる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the operational effect of (1) described in the first embodiment.
(6) The lower the engine rotational speed NE, the lower the background noise and the more easily the operating sound of the valve body 19 can be heard. Therefore, in order to reduce the operating noise of the valve body 19, it is better to improve the responsiveness of the estimated displacement amount Xs through the observer as described in the seating mode. Therefore, in this embodiment, the lower the engine speed NE, the higher the cutoff frequency Fc, that is, priority is given to the responsiveness of the estimated displacement amount Xs over the noise reduction effect. Therefore, when the engine rotational speed NE is better to give priority to the response of the estimated displacement amount Xs in the observer, the response property of the estimated displacement amount Xs can be improved with certainty. The 19 operating sounds can be suitably reduced.

他方、弁体19が確実にその変位端に変位しているか否か、すなわち弁体19が正常に作動しているか否かを判定する判定処理を行う場合には、上記推定変位量Xs(弁体19の現在の変位状態に基づいて推定される所定期間経過後の同弁体19の変位状態)に基づいてその判定を行うことにより、弁体19の作動異常を早期に検出することができる。ここで、高回転速度域において弁体19の作動異常が生じると、機関運転状態やエミッションに大きな影響を与えるため、そうした回転速度域においては、異常判定精度を特に高めるようにすることが望ましい。この点、本実施形態によれば、機関回転速度NEが低いときほどカットオフ周波数Fcは高くなるように、逆にいえば機関回転速度NEが高いときほどカットオフ周波数Fcは低くなるように設定される。そのため、高回転速度領域になるほどノイズ低減効果が優先され、これによりオブザーバの推定精度、すなわち変位量Xの実値に対する推定変位量Xsの推定精度は高められるようになる。従って、ノイズ低減効果を優先させた方がよい機関回転速度では、ノイズ低減効果を確実に向上させることができるようになり、ひいては上述したような異常判定を行う場合、その判定精度を高めることができるようになる。   On the other hand, when the determination process for determining whether or not the valve body 19 is reliably displaced to the displacement end, that is, whether or not the valve body 19 is operating normally, the estimated displacement amount Xs (valve By performing the determination based on the displacement state of the valve body 19 after a predetermined period of time estimated based on the current displacement state of the body 19, it is possible to detect an abnormal operation of the valve body 19 at an early stage. . Here, if an abnormal operation of the valve body 19 occurs in a high rotational speed range, it greatly affects the engine operating state and emission. Therefore, it is desirable to particularly improve the abnormality determination accuracy in such a rotational speed range. In this respect, according to the present embodiment, the cutoff frequency Fc is set to be higher as the engine speed NE is lower, and conversely, the cutoff frequency Fc is set to be lower as the engine speed NE is higher. Is done. For this reason, the noise reduction effect is given priority in the higher rotation speed region, and thus the observer estimation accuracy, that is, the estimation accuracy of the estimated displacement amount Xs with respect to the actual value of the displacement amount X is increased. Therefore, at an engine rotation speed where it is better to give priority to the noise reduction effect, the noise reduction effect can be improved with certainty. As a result, when performing abnormality determination as described above, the determination accuracy can be improved. become able to.

なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、図11に示したように、機関回転速度NEに基づいてカットオフ周波数Fcを段階的に変化させるようにした。この他、図12に示すごとく、機関回転速度NEが低いときほどカットオフ周波数Fcは高くなるように、同機関回転速度NEに基づきカットオフ周波数Fcを連続的に変化させるようにしてもよい。この場合には、同図12に示すような機関回転速度NEとカットオフ周波数Fcとの対応関係をマップにて設定したり、関数式で設定したりして、それらマップや関数式を電子制御装置50のメモリに記憶させておく。そして、機関回転速度NE及び同マップ、あるいは同関数式に基づいてカットオフ周波数Fcを設定することにより、上記実施形態による作用効果をさらに高めることができるようになる。ちなみに、関数式を設定する場合には、機関回転速度に応じたカットオフ周波数が適切に設定されるように、一次式、高次式、指数関数、あるいは対数関数などを用いることができる。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について、上記第1の実施形態との相異点を中心に説明する。
In addition, this embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, as shown in FIG. 11, the cutoff frequency Fc is changed stepwise based on the engine rotational speed NE. In addition, as shown in FIG. 12, the cutoff frequency Fc may be continuously changed based on the engine rotational speed NE so that the cutoff frequency Fc becomes higher as the engine rotational speed NE is lower. In this case, the correspondence between the engine speed NE and the cut-off frequency Fc as shown in FIG. 12 is set with a map or a function expression, and the map or function expression is electronically controlled. It is stored in the memory of the device 50. Then, by setting the cut-off frequency Fc based on the engine speed NE and the same map or the same function expression, the operational effects of the above embodiment can be further enhanced. Incidentally, when setting a function formula, a linear formula, a high-order formula, an exponential function, a logarithmic function, or the like can be used so that the cutoff frequency corresponding to the engine speed is set appropriately.
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.

第1の実施形態では、ノイズレベルに基づいてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしたが、本実施形態では、機関負荷に基づいてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしている。   In the first embodiment, the cutoff frequency Fc is variably set based on the noise level, but in this embodiment, the cutoff frequency Fc is variably set based on the engine load.

図13に、本実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示す。また、図14には、そのカットオフ周波数設定処理にて設定されるカットオフ周波数Fcの設定態様を示す。なお、本処理は電子制御装置50によって所定期間毎に繰り返し実行される。   FIG. 13 shows the procedure of the cutoff frequency setting process in this embodiment. FIG. 14 shows how the cut-off frequency Fc is set in the cut-off frequency setting process. This process is repeatedly executed by the electronic control device 50 at predetermined intervals.

本処理が開始されるとまず、負荷率KLが読み込まれる(S400)。この負荷率KLは、操作可能なアクセル操作量の最大値に対する現在のアクセル操作量ACCPの割合、スロットル弁の最大開度に対する現在のスロットル開度TAの割合、あるいは全負荷時の燃料噴射量に対する現在の燃料噴射量の割合等に基づいて算出される。   When this process is started, the load factor KL is first read (S400). This load factor KL is the ratio of the current accelerator operation amount ACCP to the maximum value of the operable accelerator operation amount, the ratio of the current throttle opening TA to the maximum opening of the throttle valve, or the fuel injection amount at full load It is calculated based on the ratio of the current fuel injection amount.

そして、現在の負荷率KLが高負荷領域か否かが判定される(S410)。このステップS410では、負荷率KLが高負荷判定値KLb(例えば60%)よりも高い場合に、高負荷領域である旨判定される。   Then, it is determined whether or not the current load factor KL is in a high load region (S410). In step S410, when the load factor KL is higher than a high load determination value KLb (for example, 60%), it is determined that the load region is a high load region.

そして、現在の負荷率KLが高負荷領域である場合には(S410:YES)、図14に示すごとく、カットオフ周波数Fcが第1周波数Fc1に設定され(S420)、本処理は一旦終了される。   If the current load factor KL is in the high load region (S410: YES), as shown in FIG. 14, the cutoff frequency Fc is set to the first frequency Fc1 (S420), and this process is temporarily terminated. The

この第1周波数Fc1には、予め設定された基準周波数である第2周波数Fc2よりも低い周波数(例えば、Fc1=Fc2×0.8)が設定されており、この第1周波数Fc1が設定されることにより、オブザーバにおける推定変位量Xsの応答性よりもノイズ低減効果の方が優先される。なお、第2周波数Fc2には、機関負荷に応じたカットオフ周波数Fcの可変設定に際して、最適な値が設定されている。   The first frequency Fc1 is set to a frequency (for example, Fc1 = Fc2 × 0.8) lower than the second frequency Fc2, which is a preset reference frequency, and the first frequency Fc1 is set. Thus, the noise reduction effect is prioritized over the responsiveness of the estimated displacement amount Xs in the observer. The second frequency Fc2 is set to an optimum value when the cut-off frequency Fc is variably set according to the engine load.

一方、現在の負荷率KLが高負荷領域でない場合には(S410:NO)、現在の負荷率KLが低負荷領域であるか否かが判定される(S430)。このステップS430では、負荷率KLが低負荷判定値KLa(例えば30%)よりも低い場合に、低負荷領域である旨判定される。   On the other hand, when the current load factor KL is not in the high load region (S410: NO), it is determined whether or not the current load factor KL is in the low load region (S430). In this step S430, when the load factor KL is lower than the low load determination value KLa (for example, 30%), it is determined that it is a low load region.

そして、現在の負荷率KLが低負荷領域である場合には(S430:YES)、図14に示すごとく、カットオフ周波数Fcが第3周波数Fc3に設定され(S440)、本処理は一旦終了される。   When the current load factor KL is in the low load region (S430: YES), as shown in FIG. 14, the cutoff frequency Fc is set to the third frequency Fc3 (S440), and this process is temporarily terminated. The

この第3周波数Fc3には、上記第2周波数Fc2よりも高い周波数(例えば、Fc3=Fc2×1.2)が設定されており、この第3周波数Fc3が設定されることにより、オブザーバにおけるノイズ低減効果よりも推定変位量Xsの応答性の方が優先される。   The third frequency Fc3 is set to a frequency higher than the second frequency Fc2 (for example, Fc3 = Fc2 × 1.2). By setting the third frequency Fc3, noise reduction in the observer is performed. The responsiveness of the estimated displacement amount Xs is prioritized over the effect.

一方、現在の負荷率KLが低負荷領域でない場合には(S430:NO)、図14に示すごとく、カットオフ周波数Fcが第2周波数Fc2に設定され(S450)、本処理は一旦終了される。   On the other hand, when the current load factor KL is not in the low load region (S430: NO), as shown in FIG. 14, the cutoff frequency Fc is set to the second frequency Fc2 (S450), and this process is temporarily terminated. .

以上説明した本実施形態によれば、第1の実施形態において記載した(1)の作用効果に加え、以下のような作用効果を得ることができる。
(7)弁体19には、筒内圧、排気圧等といった種々の外力が作用し、機関負荷が高くなるほど弁体19の作動に対する同外力の影響は大きくなる。そのため、弁体19の変位状態の制御、換言すれば各電磁石61,62の制御は、機関負荷が高くなるほどそうした外乱要因に起因して難しくなる。従って、機関負荷が高いときほど、推定変位量Xsの応答性よりもノイズ低減効果を優先させてオブザーバによる同推定変位量Xsの推定精度を高め、弁体19の変位状態をより正確に把握するようにすることが望ましい。そこで上記実施形態では、機関負荷(負荷率KL)が高いときほどカットオフ周波数Fcが低くなるように、換言すれば機関負荷が高いときほどノイズ低減効果を優先させるようにしている。従って、ノイズ低減効果を優先させた方がよい機関負荷状態では、ノイズ低減効果を確実に向上させることができるようになり、弁体19の変位状態を精度よく推定することができるようになる。そのため、弁体19の作動に対して外乱要因の影響が大きくなる状態であっても、各電磁石61,62の制御性を向上させることができるようになる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the operational effect of (1) described in the first embodiment.
(7) Various external forces such as in-cylinder pressure and exhaust pressure act on the valve body 19, and the influence of the external force on the operation of the valve body 19 increases as the engine load increases. Therefore, the control of the displacement state of the valve body 19, in other words, the control of the electromagnets 61 and 62 becomes more difficult due to such disturbance factors as the engine load increases. Therefore, as the engine load is higher, the noise reduction effect is prioritized over the responsiveness of the estimated displacement amount Xs to increase the estimation accuracy of the estimated displacement amount Xs by the observer, and the displacement state of the valve element 19 is more accurately grasped. It is desirable to do so. Therefore, in the above embodiment, the higher the engine load (load factor KL), the lower the cut-off frequency Fc, in other words, the higher the engine load, the higher the noise reduction effect. Therefore, in the engine load state where it is better to give priority to the noise reduction effect, the noise reduction effect can be improved reliably, and the displacement state of the valve body 19 can be estimated with high accuracy. Therefore, the controllability of the electromagnets 61 and 62 can be improved even in a state where the influence of disturbance factors on the operation of the valve body 19 becomes large.

なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、図14に示したように、負荷率KLに基づいてカットオフ周波数Fcを段階的に変化させるようにした。この他、図15に示すごとく、負荷率KLが高いときほどカットオフ周波数Fcは低くなるように、同負荷率KLに基づきカットオフ周波数Fcを連続的に変化させるようにしてもよい。この場合には、同図15に示すような負荷率KLとカットオフ周波数Fcとの対応関係をマップにて設定したり、関数式で設定したりして、それらマップや関数式を電子制御装置50のメモリに記憶させておく。そして、負荷率KL及び同マップ、あるいは同関数式に基づいてカットオフ周波数Fcを設定することにより、上記実施形態による作用効果をさらに高めることができるようになる。ちなみに、関数式を設定する場合には、機関負荷に応じたカットオフ周波数が適切に設定されるように、一次式、高次式、指数関数、あるいは対数関数などを用いることができる。
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について、上記第1の実施形態との相異点を中心に説明する。
In addition, this embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, as shown in FIG. 14, the cut-off frequency Fc is changed stepwise based on the load factor KL. In addition, as shown in FIG. 15, the cutoff frequency Fc may be continuously changed based on the load factor KL so that the higher the load factor KL, the lower the cutoff frequency Fc. In this case, the correspondence relationship between the load factor KL and the cut-off frequency Fc as shown in FIG. 15 is set with a map or a function equation, and the map or the function equation is set to the electronic control unit. It is stored in 50 memories. Then, by setting the cut-off frequency Fc based on the load factor KL and the map or the function equation, the operational effects of the above embodiment can be further enhanced. Incidentally, when setting a function expression, a linear expression, a high-order expression, an exponential function, a logarithmic function, or the like can be used so that a cutoff frequency corresponding to the engine load is appropriately set.
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.

第1の実施形態では、ノイズレベルに基づいてカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしたが、本実施形態では、排気弁10の制御及び吸気弁の制御とでカットオフ周波数Fcを可変設定するようにしている。   In the first embodiment, the cutoff frequency Fc is variably set based on the noise level. However, in this embodiment, the cutoff frequency Fc is variably set by controlling the exhaust valve 10 and the intake valve. I am doing so.

図16に、本実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示す。また、図17には、そのカットオフ周波数設定処理にて設定されるカットオフ周波数Fcの設定態様を示す。なお、本処理は電子制御装置50によって所定期間毎に繰り返し実行される。   FIG. 16 shows the procedure of the cut-off frequency setting process in the present embodiment. FIG. 17 shows how the cutoff frequency Fc is set in the cutoff frequency setting process. This process is repeatedly executed by the electronic control device 50 at predetermined intervals.

本処理が開始されると、まず、吸気弁制御が行われているか否か、すなわち現在の電磁駆動弁の制御対象が吸気弁であるか否かが判定される(S500)。
そして、吸気弁制御が行われている場合には(S500:YES)、図17に示すごとく、カットオフ周波数Fcが吸気弁用周波数Fcinに設定され(S510)、本処理は一旦終了される。この吸気弁用周波数Fcinは、排気弁用周波数Fcexよりも高い周波数が設定されており、同吸気弁用周波数Fcinが設定されることにより、オブザーバにおけるノイズ低減効果よりも推定変位量Xsの応答性の方が優先される。
When this process is started, it is first determined whether or not the intake valve control is being performed, that is, whether or not the current control target of the electromagnetically driven valve is the intake valve (S500).
If the intake valve control is being performed (S500: YES), as shown in FIG. 17, the cutoff frequency Fc is set to the intake valve frequency Fcin (S510), and this process is temporarily terminated. The intake valve frequency Fcin is set to be higher than the exhaust valve frequency Fex, and by setting the intake valve frequency Fcin, the response of the estimated displacement amount Xs is more than the noise reduction effect in the observer. Is preferred.

一方、吸気弁制御が行われていない場合、換言すれば排気弁制御が行われている場合には(S500:NO)、図17に示すごとく、カットオフ周波数Fcが排気弁用周波数Fcexに設定され(S520)、本処理は一旦終了される。上述したように、この排気弁用周波数Fcexは、吸気弁用周波数Fcinよりも低い周波数が設定されており、同排気弁用周波数Fcexが設定されることにより、オブザーバにおける推定変位量Xsの応答性よりもノイズ低減効果の方が優先される。   On the other hand, when the intake valve control is not performed, in other words, when the exhaust valve control is performed (S500: NO), the cutoff frequency Fc is set to the exhaust valve frequency Fex as shown in FIG. (S520), and this process is temporarily terminated. As described above, the exhaust valve frequency Fcex is set to a frequency lower than the intake valve frequency Fcin. By setting the exhaust valve frequency Fcex, the response of the estimated displacement amount Xs in the observer is set. The noise reduction effect is given priority over.

以上説明した本実施形態によれば、第1の実施形態において記載した(1)の作用効果に加え、以下のような作用効果を得ることができる。
(8)排気弁10には筒内圧といった比較的大きな外力が作用するため、排気弁10の変位状態の制御、換言すれば排気弁10側の電磁石の制御は、吸気弁側と比較して、そうした外乱要因に起因して難しくなる。従って、前記第4の実施形態にて説明したように、そうした制御が外乱要因によって難しくなる状態では、推定変位量Xsの応答性よりもノイズ低減効果を優先させてオブザーバによる同推定変位量Xsの推定精度を高め、弁体19の変位状態をより正確に把握するようにすることが望ましい。そこで、本実施形態では、制御対象の弁体19が排気弁10である場合には、制御対象の弁体19が吸気弁である場合と比較してカットオフ周波数Fcが低くなるようにしている。すなわち、吸気弁側の制御と比較して、排気弁10側の制御ではノイズ低減効果を優先させるようにしている。従って、ノイズ低減効果を優先させた方がよい排気弁10の制御について、ノイズ低減効果を確実に向上させることができるようになり、その弁体19の変位状態を精度よく推定することができるようになる。そのため、外乱要因の影響を受けやすい排気弁10側の各電磁石61,62についてその制御性を向上させることができるようになる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the operational effect of (1) described in the first embodiment.
(8) Since a relatively large external force such as in-cylinder pressure acts on the exhaust valve 10, the control of the displacement state of the exhaust valve 10, in other words, the control of the electromagnet on the exhaust valve 10 side, is compared with the intake valve side. It becomes difficult due to such disturbance factors. Therefore, as described in the fourth embodiment, in a state where such control is difficult due to a disturbance factor, the noise reduction effect is prioritized over the response of the estimated displacement amount Xs, and the estimated displacement amount Xs by the observer is reduced. It is desirable to increase the estimation accuracy and grasp the displacement state of the valve body 19 more accurately. Therefore, in the present embodiment, when the valve body 19 to be controlled is the exhaust valve 10, the cutoff frequency Fc is made lower than when the valve body 19 to be controlled is an intake valve. . That is, the noise reduction effect is prioritized in the control on the exhaust valve 10 side as compared with the control on the intake valve side. Therefore, it is possible to reliably improve the noise reduction effect with respect to the control of the exhaust valve 10 in which priority should be given to the noise reduction effect, so that the displacement state of the valve body 19 can be accurately estimated. become. Therefore, it becomes possible to improve the controllability of the electromagnets 61 and 62 on the exhaust valve 10 side that are easily affected by disturbance factors.

なお、本実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・排気弁10の制御と吸気弁の制御とを個別の制御装置で制御する場合には、排気弁10側の制御装置に設定されたオブザーバのカットオフ周波数Fcを、吸気弁側の制御装置に設定されたオブザーバのカットオフ周波数Fcよりも予め低く設定するようにすればよい。
In addition, this embodiment can also be changed and implemented as follows.
When the control of the exhaust valve 10 and the control of the intake valve are controlled by separate control devices, the observer cutoff frequency Fc set in the control device on the exhaust valve 10 side is supplied to the control device on the intake valve side. It may be set in advance lower than the set cutoff frequency Fc of the observer.

また、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記各実施形態では、変位量センサ52の電圧ノイズVNを算出するようにした。こうした電圧ノイズVNは、変位量センサ52のエージングの進行、あるいはその検出部の経年変化等による出力特性の変化によって、図18に示すごとく、徐々に増大する場合がある。このような電圧ノイズVNの増大が過度に進行すると、各電磁石61、62の制御が困難になり、作動音低減制御による作動音低減効果が低くなる等の弊害が生じてしまうおそれがある。また、電圧ノイズVNの増大が過度に進行すると、各電磁石61、62が脱調し、そのフィードバック制御が困難になるといった弊害等が生じてしまうおそれもある。そこで、電圧ノイズVNといったノイズレベルが予め設定された閾値を超える場合には、変位量センサ52が異常である旨判定する判定処理を実行するようにしてもよい。なお、この場合の閾値としては、作動音を抑えることができなくなるほどノイズレベルが大きくなっていることを判定することのできる値、あるいは閉駆動用電磁石61や開駆動用電磁石62が脱調してしまうほどノイズレベルが大きくなっていることを判定することのできる値等を設定することができる。
Moreover, each said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In each of the above embodiments, the voltage noise VN of the displacement sensor 52 is calculated. Such voltage noise VN may gradually increase as shown in FIG. 18 due to the change in output characteristics due to the progress of aging of the displacement sensor 52 or the secular change of the detection unit. When the voltage noise VN increases excessively, it is difficult to control the electromagnets 61 and 62, and there is a possibility that a negative effect such as a reduction in the operation noise reduction effect by the operation noise reduction control may occur. Further, if the increase in the voltage noise VN proceeds excessively, the electromagnets 61 and 62 may step out, which may cause problems such as difficulty in feedback control. Therefore, when the noise level such as the voltage noise VN exceeds a preset threshold value, a determination process for determining that the displacement sensor 52 is abnormal may be executed. The threshold value in this case is a value that can be used to determine that the noise level has become so large that the operating noise cannot be suppressed, or the closed drive electromagnet 61 and the open drive electromagnet 62 are stepped out. It is possible to set a value or the like that can be used to determine that the noise level has increased as much as possible.

このようにして変位量センサ52の異常検出がなされた場合には、ダイアグノーシスにその異常を記憶させたり、異常検出ランプを点灯させたりして、同変位量センサ52の交換を促すことにより、弁体19の作動音低減や各電磁石61、62の制御性を良好に保つことができる。   When the abnormality of the displacement amount sensor 52 is detected in this way, the abnormality is stored in the diagnosis or the abnormality detection lamp is turned on to prompt replacement of the displacement amount sensor 52. The operating noise of the valve body 19 and the controllability of the electromagnets 61 and 62 can be kept good.

・第1〜第5の実施形態は適宜組み合わせて実施することができる。例えば、以下の(1)〜(26)のように組み合わせて実施することができる。
(1)第1及び第2の実施形態を組み合わせて、弁体の作動領域に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらにノイズレベルに応じて可変設定する。
The first to fifth embodiments can be implemented in combination as appropriate. For example, the following combinations (1) to (26) can be implemented.
(1) Combining the first and second embodiments, the cut-off frequency Fc set based on the valve operating region is further variably set according to the noise level.

(2)第1及び第3の実施形態を組み合わせて、機関回転速度に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらにノイズレベルに応じて可変設定する。
(3)第1及び第4の実施形態を組み合わせて、機関負荷に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらにノイズレベルに応じて可変設定する。
(2) By combining the first and third embodiments, the cut-off frequency Fc set based on the engine speed is further variably set according to the noise level.
(3) The cut-off frequency Fc set based on the engine load is further variably set according to the noise level by combining the first and fourth embodiments.

(4)第1及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらにノイズレベルに応じて可変設定する。
(5)第2及び第3の実施形態を組み合わせて、弁体の作動領域に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度に応じて可変設定する。
(4) By combining the first and fifth embodiments, the cut-off frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further variably set according to the noise level.
(5) By combining the second and third embodiments, the cut-off frequency Fc set based on the operating region of the valve body is further variably set according to the engine speed.

(6)第2及び第4の実施形態を組み合わせて、弁体の作動領域に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関負荷に応じて可変設定する。
(7)第2及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域に応じて可変設定する。
(6) By combining the second and fourth embodiments, the cut-off frequency Fc set based on the valve operating region is further variably set according to the engine load.
(7) By combining the second and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further variably set according to the operating region of the valve body.

(8)第3及び第4の実施形態を組み合わせて、機関回転速度に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関負荷に応じて可変設定する。
(9)第3及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度に応じて可変設定する。
(8) By combining the third and fourth embodiments, the cut-off frequency Fc set based on the engine speed is further variably set according to the engine load.
(9) By combining the third and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further variably set according to the engine speed.

(10)第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関負荷に応じて可変設定する。
(11)第1及び第2及び第3の実施形態を組み合わせて、弁体の作動領域に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度及びノイズレベルに応じて可変設定する。
(10) By combining the fourth and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further variably set according to the engine load.
(11) By combining the first, second, and third embodiments, the cut-off frequency Fc set based on the operating region of the valve body is further variably set according to the engine speed and the noise level.

(12)第1及び第2及び第4の実施形態を組み合わせて、弁体の作動領域に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関負荷及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (12) By combining the first, second, and fourth embodiments, the cutoff frequency Fc set based on the operating region of the valve body is further variably set according to the engine load and the noise level.

(13)第1及び第2及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (13) Combining the first, second, and fifth embodiments, the cut-off frequency Fc set according to the exhaust valve control and the intake valve control is further variably set according to the operating region of the valve body and the noise level. To do.

(14)第1及び第3及び第4の実施形態を組み合わせて、機関回転速度及び機関負荷に基づいてカットオフ周波数Fcを設定するとともに、その設定されたカットオフ周波数をさらにノイズレベルに応じて可変設定する。   (14) The first, third, and fourth embodiments are combined to set the cutoff frequency Fc based on the engine rotation speed and the engine load, and the set cutoff frequency is further set according to the noise level. Variable setting.

(15)第1及び第3及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (15) By combining the first, third, and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control and the intake valve control is further variably set according to the engine speed and the noise level.

(16)第1及び第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関負荷及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (16) The cut-off frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further variably set according to the engine load and the noise level by combining the first, fourth and fifth embodiments.

(17)第2及び第3及び第4の実施形態を組み合わせて、弁体の作動領域に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度及び機関負荷に応じて可変設定する。   (17) Combining the second, third, and fourth embodiments, the cut-off frequency Fc set based on the operating region of the valve body is further variably set according to the engine speed and the engine load.

(18)第2及び第3及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域及び機関回転速度に応じて可変設定する。   (18) Combining the second, third, and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control and the intake valve control is further variable according to the operating region of the valve body and the engine speed. Set.

(19)第2及び第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域及び機関負荷に応じて可変設定する。   (19) Combining the second, fourth and fifth embodiments, the cut-off frequency Fc set according to the exhaust valve control and the intake valve control is further variably set according to the operating region of the valve body and the engine load. To do.

(20)第3及び第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度及び機関負荷に応じて可変設定する。   (20) Combining the third, fourth, and fifth embodiments, the cut-off frequency Fc set according to the exhaust valve control and the intake valve control is further variably set according to the engine speed and the engine load.

(21)第1及び第2及び第3及び第4の実施形態を組み合わせて、弁体の作動領域に基づいて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度及び機関負荷及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (21) Combining the first, second, third, and fourth embodiments, the cutoff frequency Fc set based on the operating region of the valve body is further set according to the engine speed, the engine load, and the noise level. Variable setting.

(22)第1及び第2及び第3及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域及び機関回転速度及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (22) Combining the first, second, third, and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further set to the operating region of the valve body, the engine rotational speed, and Variable setting according to the noise level.

(23)第1及び第2及び第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域及び機関負荷及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (23) By combining the first, second, fourth, and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further set, and the valve operating region, engine load, and noise Variable setting according to the level.

(24)第1及び第3及び第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに機関回転速度及び機関負荷及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (24) By combining the first, third, fourth, and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further set to the engine speed, the engine load, and the noise level. Set the variable accordingly.

(25)第2及び第3及び第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域及び機関回転速度及び機関負荷に応じて可変設定する。   (25) Combining the second, third, fourth, and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control and the intake valve control is further set to the operating region of the valve body, the engine speed, and Variable setting according to engine load.

(26)第1及び第2及び第3及び第4及び第5の実施形態を組み合わせて、排気弁制御や吸気弁制御に応じて設定されるカットオフ周波数Fcをさらに弁体の作動領域及び機関回転速度及び機関負荷及びノイズレベルに応じて可変設定する。   (26) By combining the first, second, third, fourth, and fifth embodiments, the cutoff frequency Fc set according to the exhaust valve control or the intake valve control is further set to the operating region of the valve body and the engine Variable setting is made according to the rotational speed, engine load and noise level.

このように第1〜第5の実施形態を適宜組み合わせて実施することにより、その組み合わせに応じた作用効果が得られる。その結果、オブザーバのカットオフ周波数をさらに適切に設定することができるようになり、電磁石の制御精度をさらに向上させることができるようになる。   As described above, when the first to fifth embodiments are appropriately combined and implemented, the effects according to the combination can be obtained. As a result, the cutoff frequency of the observer can be set more appropriately, and the control accuracy of the electromagnet can be further improved.

・上記各実施形態では、弁体19をその変位端(全開位置や全閉位置)に保持する期間において各電磁石61,62に保持電流を供給し、この保持電流の供給により発生する電磁力によって弁体19を全閉位置或いは全開位置に保持するようにした。この他、例えばそれら各電磁石61,62のコア32,34に永久磁石をそれぞれ設けるようにし、これら永久磁石の磁力によって弁体19を全閉位置或いは全開位置に保持するようにしてもよい。尚、このようにした場合には、永久磁石の磁束と反対向きの磁束を各電磁石61,62に発生させ、この永久磁石の磁束を打ち消すようにすることで、弁体を一方の変位端から他方の変位端へ変位させることができる。   In each of the above embodiments, a holding current is supplied to each of the electromagnets 61 and 62 during a period in which the valve body 19 is held at its displacement end (fully opened position or fully closed position), and electromagnetic force generated by the supply of this holding current is used. The valve body 19 is held in the fully closed position or the fully open position. In addition, for example, permanent magnets may be provided in the cores 32 and 34 of the electromagnets 61 and 62, respectively, and the valve body 19 may be held in the fully closed position or the fully open position by the magnetic force of these permanent magnets. In this case, a magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux of the permanent magnet is generated in each electromagnet 61 and 62, and the magnetic flux of the permanent magnet is canceled out, so that the valve body is moved from one displacement end. It can be displaced to the other displacement end.

・上記各実施形態では、内燃機関の吸気弁及び排気弁がそれぞれ電磁駆動弁として構成されていた。この他、第1〜第4の実施形態やそれらの変形例、あるいはそれら各実施形態の組み合わせにかかる電磁駆動弁の制御装置は、吸気弁のみ、あるいは排気弁のみが電磁駆動弁として構成されている場合にも同様に適用することができる。また、第1〜第4の実施形態やそれらの変形例、あるいはそれら各実施形態の組み合わせにかかる電磁駆動弁の制御装置は、吸気弁及び排気弁をそれぞれ電磁駆動弁として構成する場合にあって、吸気弁側の電磁駆動弁の制御装置にのみ、あるいは排気弁側の電磁駆動弁の制御装置にのみ適用するようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine are each configured as an electromagnetically driven valve. In addition, the control device for the electromagnetically driven valve according to the first to fourth embodiments, the modified examples thereof, or the combination of these embodiments is configured such that only the intake valve or only the exhaust valve is configured as an electromagnetically driven valve. It can be applied in the same way. Moreover, the control device for the electromagnetically driven valve according to the first to fourth embodiments, the modified examples thereof, or the combination of these embodiments is provided when the intake valve and the exhaust valve are respectively configured as electromagnetically driven valves. The present invention may be applied only to the control device for the electromagnetically driven valve on the intake valve side or to the control device for the electromagnetically driven valve on the exhaust valve side.

本発明にかかる電磁駆動弁の制御装置を具体化した第1の実施形態について、これが適用される排気弁の構成を示す概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which shows the structure of the exhaust valve to which this is applied about 1st Embodiment which actualized the control apparatus of the electromagnetically driven valve concerning this invention. 同実施形態における電磁駆動弁の制御態様を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the control aspect of the electromagnetically driven valve in the embodiment. オブザーバにおける推定値の応答性及びノイズ低減効果に対するカットオフ周波数の影響を示す概念図。The conceptual diagram which shows the influence of the cutoff frequency with respect to the responsiveness of the estimated value in an observer, and the noise reduction effect. 同実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the cutoff frequency setting process in the embodiment. 同実施形態におけるカットオフ周波数の設定傾向を示すグラフ。The graph which shows the setting tendency of the cutoff frequency in the embodiment. 同実施形態にて実行されるカットオフ周波数設定処理の効果を示すグラフ。The graph which shows the effect of the cutoff frequency setting process performed in the embodiment. 第2の実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the cut-off frequency setting process in 2nd Embodiment. 同実施形態において、弁体の作動モードに対応するカットオフ周波数を示す対応図。In the same embodiment, the corresponding figure which shows the cutoff frequency corresponding to the operation mode of a valve body. 弁体の作動モードに対応して設定されるカットオフ周波数及び弁体の変位量についてそれらの時間的な推移を示すタイミングチャート。The timing chart which shows those temporal transition about the cut-off frequency and the displacement amount of a valve body which are set corresponding to the operation mode of a valve body. 第3の実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the cut-off frequency setting process in 3rd Embodiment. 同実施形態におけるカットオフ周波数の設定傾向を示すグラフ。The graph which shows the setting tendency of the cutoff frequency in the embodiment. 同実施形態の変形例におけるカットオフ周波数の設定傾向を示すグラフ。The graph which shows the setting tendency of the cut-off frequency in the modification of the embodiment. 第4の実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the cutoff frequency setting process in 4th Embodiment. 同実施形態におけるカットオフ周波数の設定傾向を示すグラフ。The graph which shows the setting tendency of the cutoff frequency in the embodiment. 同実施形態の変形例におけるカットオフ周波数の設定傾向を示すグラフ。The graph which shows the setting tendency of the cut-off frequency in the modification of the embodiment. 第5の実施形態におけるカットオフ周波数設定処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the cutoff frequency setting process in 5th Embodiment. 同実施形態におけるカットオフ周波数の設定態様を示すグラフ。The graph which shows the setting aspect of the cutoff frequency in the same embodiment. 各実施形態に対する変形例において、電圧ノイズの時間的な推移を示すタイムチャート。The time chart which shows time transition of voltage noise in the modification with respect to each embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…排気弁、12…燃焼室、14…排気ポート、15…弁座、16…傘部、18…シリンダヘッド、19…弁体、20…弁軸、21…電磁駆動部、22…ロアリテーナ、24…ロアスプリング、26…アーマチャ軸、28…アーマチャ、30…アッパリテーナ、32…アッパコア、34…ロアコア、36…アッパキャップ、38…アッパスプリング、40…溝、42…アッパコイル、44…溝、46…ロアコイル、50…電子制御装置、52…変位量センサ、61…閉駆動用電磁石、62…開駆動用電磁石。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exhaust valve, 12 ... Combustion chamber, 14 ... Exhaust port, 15 ... Valve seat, 16 ... Umbrella part, 18 ... Cylinder head, 19 ... Valve body, 20 ... Valve shaft, 21 ... Electromagnetic drive part, 22 ... Lower retainer, 24 ... Lower spring, 26 ... Armature shaft, 28 ... Armature, 30 ... Upper partition, 32 ... Upper core, 34 ... Lower core, 36 ... Upper cap, 38 ... Upper spring, 40 ... Groove, 42 ... Upper coil, 44 ... Groove, 46 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Lower coil, 50 ... Electronic control unit, 52 ... Displacement amount sensor, 61 ... Electromagnet for closed drive, 62 ... Electromagnet for open drive.

Claims (10)

内燃機関の吸気弁または排気弁として機能する弁体を電磁石の電磁力にて開閉駆動する電磁駆動弁についてその駆動を制御する装置であって、前記弁体の変位状態を検出するセンサと、同変位状態が検出されてから所定期間経過した後の前記弁体の変位状態を推定するオブザーバとを備え、前記推定される変位状態に基づいて前記電磁力を制御する電磁駆動弁の制御装置において、
前記オブザーバのカットオフ周波数を可変とする可変手段を備える
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
An apparatus for controlling the driving of an electromagnetically driven valve that opens and closes a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine by an electromagnetic force of an electromagnet, and a sensor that detects a displacement state of the valve body, An observer for estimating a displacement state of the valve body after a predetermined period of time has elapsed since the detection of the displacement state, and for controlling the electromagnetic force based on the estimated displacement state,
A control device for an electromagnetically driven valve, comprising variable means for varying a cutoff frequency of the observer.
前記可変手段は、前記センサの検出信号に重畳するノイズレベルを算出するノイズ算出手段を備え、その算出されるノイズレベルが大きいときほど前記カットオフ周波数が低くなるように当該カットオフ周波数を設定する
請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置。
The variable means includes noise calculation means for calculating a noise level to be superimposed on the detection signal of the sensor, and sets the cutoff frequency so that the cutoff frequency becomes lower as the calculated noise level becomes larger. The control device of the electromagnetically driven valve according to claim 1.
請求項2に記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記算出されるノイズレベルが予め設定された閾値を超える場合には、前記センサが異常である旨判定する判定手段を備える
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
In the control device of the electromagnetically driven valve according to claim 2,
A control device for an electromagnetically driven valve, comprising: a determination unit that determines that the sensor is abnormal when the calculated noise level exceeds a preset threshold value.
前記可変手段は、前記弁体の作動領域に応じて前記カットオフ周波数を可変設定する
請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置。
The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein the variable means variably sets the cut-off frequency according to an operation region of the valve body.
請求項4に記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記弁体がその変位端に保持される作動領域、及び前記弁体が一方の変位端から他方の変位端に変位する過程において前記電磁石への給電が停止される作動領域の少なくとも一方において設定される前記カットオフ周波数は、他の作動領域に比して低くなるように設定される
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
In the control device of the electromagnetically driven valve according to claim 4,
It is set in at least one of an operation region in which the valve body is held at the displacement end and an operation region in which power supply to the electromagnet is stopped in the process in which the valve body is displaced from one displacement end to the other displacement end. The electromagnetically driven valve control device is characterized in that the cut-off frequency is set to be lower than in other operation regions.
請求項4または5に記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記弁体がその変位端に達する直前の作動領域において設定される前記カットオフ周波数は、他の作動領域に比して高くなるように設定される
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
In the control device of the electromagnetically driven valve according to claim 4 or 5,
The control device for an electromagnetically driven valve, wherein the cut-off frequency set in an operation region immediately before the valve body reaches its displacement end is set to be higher than in other operation regions.
前記可変手段は、機関回転速度が低いときほど前記カットオフ周波数が高くなるように当該カットオフ周波数を設定する
請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置。
The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein the variable means sets the cutoff frequency so that the cutoff frequency becomes higher as the engine speed is lower.
前記可変手段は、機関負荷が高いときほど前記カットオフ周波数が低くなるように当該カットオフ周波数を設定する
請求項1に記載の電磁駆動弁の制御装置。
The control device for an electromagnetically driven valve according to claim 1, wherein the variable means sets the cutoff frequency so that the cutoff frequency becomes lower as the engine load is higher.
内燃機関の吸気弁または排気弁として機能する弁体を電磁石の電磁力にて開閉駆動する電磁駆動弁についてその駆動を制御する装置であって、前記弁体の変位状態を検出するセンサと、同変位状態が検出されてから所定期間経過した後の前記弁体の変位状態を推定するオブザーバとを備え、前記推定される変位状態に基づいて前記電磁力を制御する電磁駆動弁の制御装置において、
前記弁体が排気弁である場合には、同弁体が吸気弁である場合と比較して、前記オブザーバのカットオフ周波数が低くなるように当該カットオフ周波数を設定する
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
An apparatus for controlling the driving of an electromagnetically driven valve that opens and closes a valve body that functions as an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine by an electromagnetic force of an electromagnet, and a sensor that detects a displacement state of the valve body, An observer for estimating a displacement state of the valve body after a predetermined period of time has elapsed since the detection of the displacement state, and for controlling the electromagnetic force based on the estimated displacement state,
When the valve body is an exhaust valve, the cut-off frequency is set so that the cut-off frequency of the observer is lower than that when the valve body is an intake valve. Drive valve control device.
請求項4〜請求項9に記載の電磁駆動弁の制御装置において、
前記センサの検出信号に重畳するノイズレベルを算出するノイズ算出手段を備え、その算出されるノイズレベルが予め設定された閾値を超える場合には、前記センサが異常である旨判定する判定手段を備える
ことを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
In the control apparatus of the electromagnetically driven valve according to any one of claims 4 to 9,
A noise calculating means for calculating a noise level to be superimposed on the detection signal of the sensor; and a determining means for determining that the sensor is abnormal when the calculated noise level exceeds a preset threshold value. A control device for an electromagnetically driven valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011110630A (en) * 2009-11-24 2011-06-09 Yaskawa Electric Corp Robot control device

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