JP3344916B2 - アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関の
吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングを可変に制御
するバルブタイミング制御装置等に好適に用いられるア
クチュエータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等の運転状態
に応じて吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミング
を可変に制御するようにしたバルブタイミング制御装置
は、例えば特開平６−２５１６号公報等によって知られ
ている。

【０００３】この種のバルブタイミング制御装置には、
油圧ポンプ等の液圧源から給排される液圧によって駆動
される油圧シリンダ等のアクチュエータと、該アクチュ
エータと前記液圧源との間に配設され、常時は弁体を一
定幅の不感帯をもって中立位置に保持し、前記液圧源か
らの液圧をアクチュエータに給排するときには前記弁体
を中立位置から摺動変位させるスプール弁等の制御弁機
構と、前記アクチュエータを作動させるため、該制御弁
機構の弁体を制御信号に応じて摺動変位させる弁制御手
段とからなるアクチュエータ制御装置が設けられてい
る。

【０００４】そして、該アクチュエータ制御装置は、制
御弁機構によりアクチュエータを作動させると共に、ア
クチュエータによってバルブタイミング制御装置を駆動
させ、エンジンの吸気バルブや排気バルブの開閉タイミ
ングを可変に制御している。

【０００５】ここで、アクチュエータ制御装置は、アク
チュエータを作動させるための目標値と現在のアクチュ
エータの作動状態に応じた検出値との偏差を用いること
によってフィードバック制御を行うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
よるアクチュエータ制御装置では、前記制御弁の弁体を
駆動させる比例ソレノイド等の電磁アクチュエータが長
時間の稼動等で加熱されたときに、電磁アクチュエータ
のコイル部に熱抵抗が生じるため、入力電流に対する弁
体の変位が徐々に小さくなることがある。

【０００７】このため、従来技術ではアクチュエータを
作動状態から停止状態にすべく、制御弁機構の弁体を中
立位置に復帰させるときに、弁体の戻り位置（中立位
置）にずれが生じると、次なる駆動時には制御信号に対
する弁体の摺動変位量が変化し、アクチュエータに給排
される液体の流量も変化する。これにより、アクチュエ
ータを目標とする位置まで正確に安定して駆動すること
が難しくなり、検出値と目標値との間には定常偏差が生
じることになり、アクチュエータを適切に制御できない
という問題がある。

【０００８】また、弁体等の製造誤差によっても弁体の
戻り位置に例えば不感帯の範囲でずれが生じることがあ
り、正確な制御が要求されるエンジン等のバルブタイミ
ング制御にアクチュエータ制御装置を使用した場合に
は、最適なバルブタイミングによってエンジンを駆動す
ることが難しくなるという問題がある。

【０００９】そこで、特開平６−２９９８１３号公報に
記載のアクチュエータ制御装置では、アクチュエータに
生じる定常偏差から戻り位置のずれを学習する構成が開
示されている。しかし、この場合にはアクチュエータに
生じる機械的なガタツキや誤差等によって検出値が変動
し、定常偏差の算出が難しくなることがあり、信頼性の
高い学習値を得ることができないという問題がある。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はアクチュエータを目標とする位
置まで速やかに移動させて停止でき、アクチュエータの
作動を安定させることができると共に、フィードバック
制御の信頼性や安定性を向上できるようにしたアクチュ
エータ制御装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、液圧源から給排される液圧によって駆
動制御され、前記液圧源から液圧が給排されることによ
りロッドを進退させるシリンダ装置からなるアクチュエ
ータと、該アクチュエータと前記液圧源との間に配設さ
れ、常時は弁体を一定幅の不感帯をもって中立位置に保
持し、前記液圧源からアクチュエータに液圧を給排する
ときには前記弁体を中立位置から摺動変位させる制御弁
機構と、前記アクチュエータを作動させるため、該制御
弁機構の弁体を制御信号に応じて摺動変位させる弁制御
手段とからなるアクチュエータ制御装置に適用される。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、内燃機関のバルブタイミングを可変に制御する
ため前記アクチュエータによって駆動され、前記内燃機
関のクランクシャフトとカムシャフトとの回転位相に位
相差を生じさせる回転位相可変手段を備え、前記弁制御
手段は、前記内燃機関のバルブタイミングが前記内燃機
関の運転状態に対応したタイミングとなるように、前記
アクチュエータを作動させるための目標値を設定する目
標値設定手段と、前記クランクシャフトとカムシャフト
との位相差から前記アクチュエータの作動状態を検出す
る作動検出手段と、前記目標値設定手段による目標値と
該作動検出手段による検出値との偏差を演算する偏差演
算手段と、該偏差演算手段からの偏差に対する比例演算
を行う比例演算手段と、前記偏差演算手段からの偏差に
対する積分演算を行う積分演算手段と、前記制御弁機構
の不感帯補償を行うため、前記偏差演算手段による偏差
に対して前記不感帯分を補償演算する補償演算手段と、
前記目標値設定手段による目標値に基づいて過渡状態の
判別を行い、前記目標値が変更されたときには予め決め
られた過渡時間の間を過渡状態と判定し、これ以外のと
きには非過渡状態にあると判定する過渡状態判定手段
と、該過渡状態判定手段により非過渡状態にあると判定
したときには、前記比例演算手段、積分演算手段および
補償演算手段によるそれぞれの演算値に基づいて前記制
御弁機構に出力すべき制御信号を設定し、過渡状態と判
定したときには前記過渡時間の間だけ前記比例演算手段
および補償演算手段によるそれぞれの演算値から制御信
号を設定する出力信号設定手段とから構成し、前記過渡
状態判定手段の過渡時間は、前記シリンダ装置のロッド
が最縮小位置と最大伸長位置との間をストロークすると
きの時間に基づいて設定したことにある。

【００１６】このように構成することにより、目標値設
定手段は内燃機関の運転状態に対応したバルブタイミン
グとなる目標値を出力でき、作動検出手段はクランクシ
ャフトとカムシャフトとの位相差からアクチュエータの
作動状態に応じた検出値を出力することができる。そし
て、目標値設定手段による目標値と作動検出手段による
検出値との偏差に応じてアクチュエータをフィードバッ
ク制御するため、比例演算手段ではアクチュエータに供
給する液体の流量を前記偏差に比例した値として演算
し、積分演算手段ではアクチュエータに供給する液体の
流量を前記偏差の積分値に対応した値として演算できる
と共に、補償演算手段では前記偏差が正の値と負の値と
に切換わるときに不感帯の幅に対応した変位量分だけ弁
体を摺動変位させるための演算値を算出することができ
る。

【００１７】また、過渡状態判定手段では目標値が変更
されたときの過渡状態を判別することにより、過渡状態
のときには出力信号設定手段によって前記比例演算手段
と補償演算手段との演算値に基づいた制御信号を設定で
き、アクチュエータを目標とする位置へと速やかに移動
させることができると共に、非過渡状態のときには出力
信号設定手段によって比例演算手段、積分演算手段およ
び補償演算手段によるそれぞれの演算値に基づいた制御
信号を設定でき、アクチュエータを目標とする位置で速
やか停止できる。

【００１８】

【００１９】また、過渡状態判定手段の過渡時間は、シ
リンダ装置のロッドが最縮小位置と最大伸長位置との間
をストロークするときの時間に基づいて設定したから、
アクチュエータが目標とする位置まで移動するときに要
する時間は、ロッドが最縮小位置と最大伸長位置との間
を最大ストロークするときの時間にほぼ等しくなるとい
うシリンダ装置の動作特性を利用して過渡状態を判別で
き、最大ストロークの時間からシリンダ装置のロッドが
目標とする位置付近に達するまでの過渡時間を導き出す
ことができる。

【００２０】また、請求項２の発明では、液圧源から給
排される液圧によって駆動制御されるアクチュエータ
と、該アクチュエータと前記液圧源との間に配設され、
常時は弁体を一定幅の不感帯をもって中立位置に保持
し、前記液圧源からアクチュエータに液圧を給排すると
きには前記弁体を中立位置から摺動変位させる制御弁機
構と、前記アクチュエータを作動させるため、該制御弁
機構の弁体を制御信号に応じて摺動変位させる弁制御手
段とからなるアクチュエータ制御装置において、内燃機
関のバルブタイミングを可変に制御するため前記アクチ
ュエータによって駆動され、前記内燃機関のクランクシ
ャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生じさせ
る回転位相可変手段を備え、前記弁制御手段は、前記内
燃機関のバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に
対応したタイミングとなるように、前記アクチュエータ
を作動させるための目標値を設定する目標値設定手段
と、前記クランクシャフトとカムシャフトとの位相差か
ら前記アクチュエータの作動状態を検出する作動検出手
段と、前記目標値設定手段による目標値と該作動検出手
段による検出値との偏差を演算する偏差演算手段と、該
偏差演算手段からの偏差に対する比例演算を行う比例演
算手段と、前記偏差演算手段からの偏差に対する積分演
算を行う積分演算手段と、前記制御弁機構の不感帯補償
を行うため、前記偏差演算手段による偏差に対して前記
不感帯分を補償演算する補償演算手段と、前記目標値設
定手段による目標値に基づいて過渡状態の判別を行い、
前記目標値が変更されたときには予め決められた過渡時
間の間を過渡状態と判定し、これ以外のときには非過渡
状態にあると判定する過渡状態判定手段と、該過渡状態
判定手段により非過渡状態にあると判定したときには、
前記比例演算手段、積分演算手段および補償演算手段に
よるそれぞれの演算値に基づいて前記制御弁機構に出力
すべき制御信号を設定し、過渡状態と判定したときには
前記過渡時間の間だけ前記比例演算手段および補償演算
手段によるそれぞれの演算値から制御信号を設定する出
力信号設定手段とから構成し、前記過渡状態判定手段の
過渡時間は、前記目標値設定手段による目標値の変化量
と前記偏差演算手段からの偏差とに基づいて可変に設定
することを特徴としている。

【００２１】上記構成によれば、アクチュエータが目標
値付近に達するまでの過渡時間を目標値の変化量と偏差
とに基づいて可変に設定することができ、液圧源から吐
出される液体の吐出量や液体の粘性が変化し、アクチュ
エータが目標とする位置まで移動するときに要する時間
が変化したときでも、これに応じて過渡時間を変化させ
ることができる。

【００２２】さらに、請求項３の発明では、液圧源から
給排される液圧によって駆動制御されるアクチュエータ
と、該アクチュエータと前記液圧源との間に配設され、
常時は弁体を一定幅の不感帯をもって中立位置に保持
し、前記液圧源からアクチュエータに液圧を給排すると
きには前記弁体を中立位置から摺動変位させる制御弁機
構と、前記アクチュエータを作動させるため、該制御弁
機構の弁体を制御信号に応じて摺動変位させる弁制御手
段とからなるアクチュエータ制御装置において、内燃機
関のバルブタイミングを可変に制御するため前記アクチ
ュエータによって駆動され、前記内燃機関のクランクシ
ャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生じさせ
る回転位相可変手段を備え、前記弁制御手段は、前記内
燃機関のバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に
対応したタイミングとなるように、前記アクチュエータ
を作動させるための目標値を設定する目標値設定手段
と、前記クランクシャフトとカムシャフトとの位相差か
ら前記アクチュエータの作動状態を検出する作動検出手
段と、前記目標値設定手段による目標値と該作動検出手
段による検出値との偏差を演算する偏差演算手段と、該
偏差演算手段からの偏差に対する比例演算を行う比例演
算手段と、前記偏差演算手段からの偏差に対する積分演
算を行う積分演算手段と、前記制御弁機構の不感帯補償
を行うため、前記偏差演算手段による偏差に対して前記
不感帯分を補償演算する補償演算手段と、前記目標値設
定手段による目標値に基づいて過渡状態の判別を行い、
前記目標値が変更されたときには予め決められた過渡時
間の間を過渡状態と判定し、これ以外のときには非過渡
状態にあると判定する過渡状態判定手段と、該過渡状態
判定手段により非過渡状態にあると判定したときには、
前記比例演算手段、積分演算手段および補償演算手段に
よるそれぞれの演算値に基づいて前記制御弁機構に出力
すべき制御信号を設定し、過渡状態と判定したときには
前記過渡時間の間だけ前記比例演算手段および補償演算
手段によるそれぞれの演算値から制御信号を設定する出
力信号設定手段とから構成し、前記過渡状態判定手段の
過渡時間は、少なくとも前記液圧源から供給される液体
の温度と該液圧源を駆動するエンジンの回転数とに基づ
いて可変に設定することを特徴としている。

【００２３】上記構成によれば、液体の温度変化によっ
て液体の粘性が変化する場合やエンジンの回転数の変化
によって液圧源から吐出される液体の吐出量が変化した
場合でも、これらの変化に応じてアクチュエータが目標
値付近に達するまでの過渡時間を可変に設定することが
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。

【００２５】ここで、図１ないし図７は本発明の第１の
実施例によるアクチュエータ制御装置としての油圧シリ
ンダの駆動制御装置を例に挙げて示している。

【００２６】図において、１はタンク２と共に液圧源と
しての油圧源を構成する油圧ポンプ、３は該油圧ポンプ
１に配管４Ａ，４Ｂを介して接続されたアクチュエータ
としての油圧シリンダで、該油圧シリンダ３は、シリン
ダ３Ａと、該シリンダ３Ａ内に摺動可能に設けられたピ
ストン３Ｂと、一端側が該ピストン３Ｂに固着され、他
端側がシリンダ３Ａ外に突出したロッド３Ｃとから構成
されている。そして、油圧シリンダ３は、ピストン３Ｂ
によって画成された２つの油室３Ｄ，３Ｅに管路４Ａ，
４Ｂを介して圧油が給排されることにより、ロッド３Ｃ
を矢示Ａ，Ｂ方向に伸縮させるものである。

【００２７】５は制御弁機構としての制御弁装置、６は
該制御弁装置５の本体部を構成するスプール弁で、該ス
プール弁６は略筒状の弁ケーシング７を有し、該弁ケー
シング７の内周側には後述のスプール１３が摺動可能に
挿嵌されるスプール摺動穴７Ａが形成されている。ま
た、弁ケーシング７にはスプール摺動穴７Ａの軸方向に
離間してポンプポート８、タンクポート９および一対の
流出入ポート１０，１１が設けられ、弁ケーシング７の
一端側端部には、ドレンポート１２が設けられている。

【００２８】ここで、ポンプポート８は油圧ポンプ１に
接続され、タンクポート９はタンク２に接続されてい
る。そして、流出入ポート１０は油圧シリンダ３の給排
口３Ｆに接続され、流出入ポート１１は油圧シリンダ３
の給排口３Ｇに接続されている。また、流出入ポート１
０，１１は、例えば図２に示すように長方形をなす矩形
ポートとして形成され、ドレンポート１２はタンク２に
接続されている。

【００２９】１３は弁ケーシング７のスプール摺動穴７
Ａ内に変位可能に設けられた弁体としてのスプールであ
り、該スプール１３には、２個のランド１３Ａ，１３Ｂ
が設けられ、ランド１３Ａは流出入ポート１０を開，閉
すると共に、ランド１３Ｂは流出入ポート１１を開，閉
するものである。そして、該スプール１３は後述する電
磁アクチュエータ１６によりコントロールユニット１７
から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比に比例して矢
示Ｃ，Ｄ方向に摺動変位される。また、スプール１３の
一端側と弁ケーシング７との間には、ドレンポート１２
に連通するばね室１４が形成され、該ばね室１４内に
は、スプール１３を矢示Ｄ方向に常時付勢するばね１５
が設けられている。

【００３０】ここで、スプール１３が中立位置にあると
きは、スプール１３のランド１３Ａは図２に示す如く流
出入ポート１０を完全に閉塞すると共に、ランド１３Ｂ
は流出入ポート１１を完全に閉塞する。そして、スプー
ル１３はランド１３Ａ，１３Ｂの幅寸法が、流出入ポー
ト１０，１１よりも一定寸法δだけ大きく形成され、ポ
ート閉塞時の安定性を確保するようになっている。この
ため、スプール１３のランド１３Ａ，１３Ｂと弁ケーシ
ング７の流出入ポート１０，１１との間には、スプール
１３を中立位置で僅かに摺動変位させても、流出入ポー
ト１０，１１が開口しない一定幅の不感帯（寸法δに対
応）が形成されている。

【００３１】１６はスプール１３を駆動変位させるスプ
ール駆動手段としての電磁アクチュエータを示し、該電
磁アクチュエータ１６は電磁比例ソレノイドまたはリニ
ア型のステッピングモータ等からなり、弁ケーシング７
の他端側に取付けられたケース１６Ａと、該ケース１６
Ａ内に設けられたコイル部１６Ｂと、該コイル部１６Ｂ
の内周側に変位可能に設けられた駆動ロッド１６Ｃとか
ら構成されている。

【００３２】そして、制御弁装置５は弁ケーシング７、
スプール１３および電磁アクチュエータ１６等からな
り、油圧シリンダ３に給排すべき圧油の流量と方向とを
可変に制御する。即ち、制御弁装置５は電磁アクチュエ
ータ１６によってスプール１３を弁ケーシング７のスプ
ール摺動穴７Ａ内で摺動変位させ、流出入ポート１０，
１１を連通、遮断させることにより、ポンプポート８を
介した油圧ポンプ１からの圧油を油圧シリンダ３に供給
すると共に、油圧シリンダ３内の圧油をタンクポート９
やドレンポート１２を介してタンク２側に排出させるも
のである。

【００３３】１７は電磁アクチュエータ１６の制御を行
う弁制御手段としてのコントロールユニットを示し、該
コントロールユニット１７は、例えばマイクロコンピュ
ータ等により構成され、該コントロールユニット１７に
はＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶部１７Ａが設けられて
いる。

【００３４】そして、該コントロールユニット１７内に
は、後述する偏差演算回路１８、比例演算回路１９、積
分演算回路２０、補償演算回路２１、中立位置設定回路
２２、過渡状態判定回路２３および出力信号設定回路２
４が設けられている。また、コントロールユニット１７
の記憶部１７Ａには、図４に示すようなスプール弁制御
処理用のプログラムが格納されると共に、比例演算の利
得となる定数Ｋp 、積分演算に用いる後述の定数Ｋ0 、
前記不感帯の補償演算に用いる定数Ｋb および過渡フラ
グＦ等が予め格納されている。また、該コントロールユ
ニット１７の入力側には、後述する目標値設定器２８と
位置検出センサ２９が接続され、出力側はスプール弁６
の電磁アクチュエータ１６に接続されている。

【００３５】ここで、定数Ｋb は前記不感帯の一定寸法
δに対応した数値であり、補償演算回路２１は、定数Ｋ
b に対応した信号を出力することによって不感帯補償を
行うことができる。また、各定数Ｋp ，Ｋ0 は実験によ
って得られる数値であり、例えば定数Ｋp は定数Ｋ0 の
１０００倍程度の値となっている。さらに、過渡フラグ
Ｆは後述の過渡状態判定回路２３により過渡状態と判定
したときに１（Ｆ＝１）に設定され、過渡状態判定回路
２３により非過渡状態と判定したときには零（Ｆ＝０）
に設定されるものである。

【００３６】１８は偏差演算手段としての偏差演算回路
で、該偏差演算回路１８は目標値設定器２８からの目標
値ｒと位置検出センサ２９からの検出値ｙとの偏差ｅを
演算する。１９は比例演算手段としての比例演算回路
で、該比例演算回路１９は偏差演算回路１８から出力さ
れる偏差ｅに比例する比例演算値ｕ1 を出力する。

【００３７】２０は積分演算手段としての積分演算回路
で、該積分演算回路２０は偏差ｅを積分し、偏差ｅの積
分値に対応した積分演算値ｕ2 を出力する。２１は補償
演算手段としての補償演算回路２１で、該補償演算回路
２１は偏差ｅに対して前記不感帯分の補償演算を行う補
償演算値ｕ3 を出力する。

【００３８】２２はスプール１３の中立位置を設定する
中立位置設定回路で、該中立位置設定回路２２はスプー
ル１３を中立位置に保持するために、例えば５０％のデ
ューティ比に対応した一定の中立位置設定値ｕ4 を常時
出力する。

【００３９】２３は目標値設定器２８による目標値ｒに
基づいて過渡状態を判別を行う過渡状態判定手段として
の過渡状態判定回路で、該過渡状態判定回路２３は目標
値ｒが変更されたときから予め決められた過渡時間Ｔ0
の間を過渡状態と判定し、これ以外のときには非過渡状
態にあると判定する。

【００４０】ここで、油圧シリンダ３のロッド３Ｃが最
縮小位置と最大伸長位置との間を最大ストローク量をも
って変位するときの時間は、ロッド３Ｃが目標とする位
置へと小さなストローク量をもって変位するときの時間
とほぼ等しくなることが知られている。このため、過渡
状態判定回路２３では、過渡時間Ｔ0 を前記最大ストロ
ークに要する時間に基づき一定時間（例えば２００〜４
００ｍｓ程度）として設定しているものである。

【００４１】２４は出力信号設定手段としての出力信号
設定回路を示し、該出力信号設定回路２４は積分利得調
整回路２５、加算演算回路２６およびＰＷＭ変換回路２
７から構成される。そして、積分利得調整回路２５は過
渡状態判定回路２３により非過渡状態と判定したときに
は積分演算の利得となる係数Ｋi をＫ0 （Ｋi ＝Ｋ0）
に設定し、過渡状態と判定したときには積分演算の利得
となる係数Ｋi を零（Ｋi ＝０）に設定する。

【００４２】これにより、加算演算回路２６は過渡状態
判定回路２３により非過渡状態と判定したときには比例
演算値ｕ1 、積分演算値ｕ2 、補償演算値ｕ3 および中
立位置設定値ｕ4 を加算した加算演算値ｕを出力し、過
渡状態と判定したときには比例演算値ｕ1 、補償演算値
ｕ3 および中立位置設定値ｕ4 を加算した加算演算値ｕ
を出力する。

【００４３】そして、ＰＷＭ変換回路２７は加算演算回
路２６から出力される加算演算値ｕに基づきパルス幅変
調信号（ＰＷＭ信号）のデューティ比を決定し、このデ
ューティ比に対応して変換された制御信号としてのＰＷ
Ｍ信号を制御弁装置５の電磁アクチュエータ１６に向け
て出力する。

【００４４】２８はコントロールユニット１７に対して
目標値ｒを出力する目標値設定手段としての目標値設定
器であり、該目標値設定器２８の具体例としては、油圧
シリンダ制御装置全体を制御するための指令装置を含む
制御装置、または手動式の目標値設定装置等である。こ
こで、目標値ｒは、油圧シリンダ３のロッド３Ｃを移動
させる目標位置に対応した数値であり、ロッド３Ｃを矢
示Ｂ方向に最縮小させるときに例えば零となり、ロッド
３Ｃを矢示Ａ方向に最大伸長させるときに最大値とな
る。

【００４５】２９は油圧シリンダ３の作動状態を検出す
る作動検出手段としての位置検出センサを示し、該位置
検出センサ２９はロッド３Ｃの現在位置を検出し、この
現在位置に対応した検出値ｙをコントロールユニット１
７に出力するものである。ここで、検出値ｙは、ロッド
３Ｃが目標値ｒに達したときに目標値ｒに対応した値と
なるものであり、ロッド３Ｃが矢示Ｂ方向に最縮小した
ときに例えば零となり、ロッド３Ｃが矢示Ａ方向に最大
伸長したときに最大値となる。

【００４６】本実施例による油圧シリンダ３の駆動制御
装置は上述の如き構成を有するもので、次に図４を参照
してコントロールユニット１７によるスプール弁制御処
理について説明する。

【００４７】まず、ステップ１では、目標値設定器２８
から出力される目標値ｒと位置検出センサ２９から出力
される検出値ｙを読込むと共に、中立位置設定回路２２
から出力される中立位置設定値ｕ4 を読込む。そして、
ステップ２では、偏差演算回路１８によって目標値ｒと
検出値ｙとの偏差ｅ（ｅ＝ｒ−ｙ）を算出する。

【００４８】次に、ステップ３では、記憶部１７Ａから
定数Ｋp を読出すと共に、比例演算回路１９によって定
数Ｋp と偏差ｅとの積である比例演算値ｕ1 （ｕ1 ＝Ｋ
p ×ｅ）を算出する。

【００４９】次に、ステップ４では、目標値ｒに基づい
て過渡状態の判別を行い、非過渡状態と判定したときに
は積分演算の利得となる係数Ｋi をＫ0 （Ｋi ＝Ｋ0 ）
に設定し、過渡状態と判定したときには係数Ｋi を零
（Ｋi ＝０）に設定する。

【００５０】また、ステップ５では、偏差ｅの時間積分
による値と係数Ｋi とを掛けることにより積分演算値ｕ
2 （ｕ2 ＝Ｋi ×∫ｅｄｔ）を算出する。

【００５１】次に、ステップ６では、偏差ｅが零（ｅ＝
０）であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したとき
には、油圧シリンダ３のロッド３Ｃは目標とする位置に
達しているから、ステップ１０に移って不感帯を補償す
る補償演算値ｕ3 を零（ｕ3＝０）に設定し、スプール
１３を中立位置に戻すように後述するステップ１１，１
２の処理を行う。

【００５２】また、ステップ６で「ＮＯ」と判定したと
きには、ステップ７に移って偏差ｅが正の値（ｅ＞０）
であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには
油圧シリンダ３のロッド３Ｃは目標とする位置よりも矢
示Ｂ方向に縮小し過ぎているから、ステップ８に移って
補償演算値ｕ3 をＫb （ｕ3 ＝Ｋb ）に設定する。そし
て、ステップ１１，１２の処理により、スプール１３は
一定寸法δを越えて矢示Ｃ方向に摺動変位し、油圧ポン
プ１からの圧油は油圧シリンダ３の油室３Ｄ内に供給さ
れる。

【００５３】一方、ステップ７で「ＮＯ」と判定したと
きには、偏差ｅは負の値（ｅ＜０）となって油圧シリン
ダ３のロッド３Ｃは目標とする位置よりも矢示Ａ方向に
伸長し過ぎているから、ステップ９に移って補償演算値
ｕ3 を−Ｋb （ｕ3 ＝−Ｋb）に設定する。そして、ス
テップ１１，１２の処理により、スプール１３は一定寸
法δを越えて矢示Ｄ方向に摺動変位し、油圧ポンプ１か
らの圧油は油圧シリンダ３の油室３Ｅ内に供給される。

【００５４】次に、ステップ１１では、比例演算値ｕ1
、積分演算値ｕ2 、補償演算値ｕ3および中立位置設定
値ｕ4 の加算演算を行い、ＰＷＭ信号のデューティ比に
対応した加算演算値ｕ（ｕ＝ｕ1 ＋ｕ2 ＋ｕ3 ＋ｕ4 ）
を算出する。

【００５５】そして、ステップ１２では加算演算値ｕを
これに対応したデューティ比のＰＷＭ信号に変換し、こ
のＰＷＭ信号を電磁アクチュエータ１６に出力して、ス
プール１３を摺動変位させる。これにより、油圧シリン
ダ３に供給される圧油が制御され、ロッド３Ｃは偏差ｅ
を減少させる方向に摺動変位する。

【００５６】次に、目標値ｒに基づいて過渡状態を判別
する過渡状態判定処理について図５を参照しつつ説明す
る。

【００５７】まず、ステップ２１ではステップ１におい
て読込んだ現在の目標値ｒと予め記憶部１７Ａに格納さ
れた前回の目標値としての初期値ｒ0 とが一致（ｒ＝ｒ
0 ）しているか否かを判定し、「ＮＯ」と判定したとき
には、目標値ｒが変更されているから、ステップ２２に
移って過渡状態であることを示す過渡フラグＦを１（Ｆ
＝１）に設定する。そして、ステップ２３では過渡時間
Ｔ0 が経過したか否かを判定するためのタイマＴを零
（Ｔ＝０）とし、ステップ２４では積分演算の利得とな
る係数Ｋi を零（Ｋi ＝０）とすると共に、ステップ２
５では初期値ｒ0を現在の目標値ｒに更新し、ステップ
３１でリターンする。

【００５８】一方、ステップ２１で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ステップ２６に移って過渡フラグＦが１
（Ｆ＝１）であるか否かを判定し、ステップ２６で「Ｎ
Ｏ」と判定したときには非過渡状態であるから、ステッ
プ３１に移ってリターンする。

【００５９】また、ステップ２６で「ＹＥＳ」と判定し
たときには過渡状態であるから、ステップ２７に移って
タイマＴが過渡時間Ｔ0 以下（Ｔ≦Ｔ0 ）か否かを判定
し、目標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔ0 が経過した
か否かを判別する。

【００６０】そして、ステップ２７で「ＹＥＳ」と判定
したときには、目標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔ0
には達していないから、ステップ２８に移って積分演算
の利得となる係数Ｋi を零（Ｋi ＝０）に固定すると共
に、ステップ３１に移ってリターンする。

【００６１】一方、ステップ２７で「ＮＯ」と判定した
ときには、目標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔ0 を経
過しているから、ステップ２９に移って過渡フラグＦを
零（Ｆ＝０）に設定すると共に、ステップ３０に移って
積分演算の利得となる係数Ｋi をＫ0 （Ｋi ＝Ｋ0 ）に
設定し、ステップ３１に移ってリターンする。

【００６２】ここで、比例演算回路１９、積分演算回路
２０、補償演算回路２１、過渡状態判定回路２３および
出力信号設定回路２４の動作について図６および図７を
参照しつつ詳述する。

【００６３】図６中に実線で示す特性線３０は、理想的
な場合におけるＰＷＭ信号のデューティ比と流出入ポー
ト１０，１１の開度との関係を示している。なお、図６
の特性線図では、スプール１３が中立位置から矢示Ｃ方
向に移動して流出入ポート１０，１１を開口させたとき
に、流出入ポート１０，１１の開度を正の値で表し、ス
プール１３が中立位置から矢示Ｄ方向に移動したときの
流出入ポート１０，１１の開度を負の値として表してい
る。

【００６４】そして、ＰＷＭ信号のデューティ比が５０
％のときには、スプール１３は流出入ポート１０，１１
を完全に閉塞する中立位置にあり、流出入ポート１０，
１１の開度は百分率として０％となる。また、ＰＷＭ信
号のデューティ比が５０％から（５０＋Δ1 ）％の間
は、スプール１３は中立位置から矢示Ｃ方向に一定寸法
δ内で移動するため、流出入ポート１０，１１の開度は
０％に保持される。さらに、ＰＷＭ信号のデューティ比
が５０％から（５０−Δ1 ）％の間は、スプール１３は
中立位置から矢示Ｄ方向に一定寸法δ内で移動するた
め、流出入ポート１０，１１の開度は０％に保持され
る。

【００６５】また、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００
％程度のときには、流出入ポート１０，１１の開度は１
００％となり、スプール１３が矢示Ｃ方向に最大移動す
ることにより、流出入ポート１０，１１は油圧シリンダ
３を最大伸長させるように最大開度となる。一方、ＰＷ
Ｍ信号のデューティ比が０％程度のときには、流出入ポ
ート１０，１１の開度は−１００％となり、スプール１
３は矢示Ｄ方向に最大移動することにより、流出入ポー
ト１０，１１は油圧シリンダ３を最縮小させるように最
大開度となる。

【００６６】しかし、実際のスプール弁６ではスプール
１３の製造誤差やばね１５の経時変化等によって、ＰＷ
Ｍ信号のデューティ比を５０％としたときにもスプール
１３が一定の戻り位置（中立位置）に復帰しないことが
ある。また、電磁アクチュエータ１６内のコイル部１６
Ｂは長時間の作動で発熱すると共に、エンジンからの熱
伝導等によって熱抵抗が生じることがあり、この場合で
もスプール弁６の戻り位置に復帰しないことがあり、図
６中に点線で示す特性線３１のように戻り位置のずれΔ
2 が生じることがある。

【００６７】このため、本実施例では偏差ｅに対する積
分演算を行う積分演算回路２０を設け、戻り位置のずれ
Δ2 を補償する演算値を出力している。これによって、
ロッド３Ｃは目標とする位置である本来の停止位置で確
実に停止させることができ、本来の停止位置から位置ず
れした状態で停止するのを防止している。

【００６８】次に、図７はロッド３Ｃの位置、比例演算
値ｕ1 、積分演算値ｕ2 、補償演算値ｕ3 と時間との関
係を示している。ここで、目標値ｒは図７中に一点鎖線
で示す特性線３２のように一定値に変更されたものとす
る。

【００６９】このとき、積分演算の利得となる係数Ｋi
を常時Ｋ0 （Ｋi ＝Ｋ0 ）に設定した場合を比較例とし
て示す。この場合、検出値ｙは図７中に点線で示す特性
線３３のように時間に対して変化する。これは、以下に
述べる作用によるものである。

【００７０】まず、目標値ｒが初期値ｒ0 からステップ
状に変化した直後には、比例演算値ｕ1 は特性線３４の
ように偏差ｅ（ｅ＝ｒ−ｙ）に対応して大きな値とな
る。また、積分演算値ｕ2 は特性線３５に示すように、
偏差ｅに対応して短時間で大きな値となる。そして、補
償演算値ｕ3 は特性線３６のように偏差ｅが正の値（ｅ
＞０）であるため、不感帯の一定寸法δに対応した定数
Ｋb となる。

【００７１】これにより、スプール１３は、補償演算値
ｕ3 に応じて矢示Ｃ方向に一定寸法δだけ摺動変位する
と共に、偏差ｅに対応した比例演算値ｕ1 に応じて矢示
Ｃ方向に摺動変位する。そして、ロッド３Ｃは矢示Ａ方
向に伸長し、油圧シリンダ３の油室３Ｄ内には油圧ポン
プ１からの圧油が供給される。

【００７２】そして、目標値ｒが変更されてから一定時
間τ以上経過すると積分演算値ｕ2の影響によって、ロ
ッド３Ｃが目標とする位置よりも矢示Ａ方向に過大に伸
長し、検出値ｙが目標値ｒよりも大きくなってオーバー
シュートが発生する。このとき、比例演算値ｕ1 は偏差
ｅ（ｅ＝ｒ−ｙ）に対応して負の値（ｅ＜０）となり、
補償演算値ｕ3 は偏差ｅが負の値であるため、不感帯の
一定寸法δに対応した定数（−Ｋb ）となると共に、積
分演算値ｕ2 は徐々に減少する。

【００７３】これにより、スプール１３は、補償演算値
ｕ3 に応じて矢示Ｄ方向に一定寸法δだけ摺動変位する
と共に、偏差ｅに対応した比例演算値ｕ1 に応じて矢示
Ｄ方向に摺動変位する。そして、ロッド３Ｃは矢示Ｂ方
向に縮小し、油圧シリンダ３の油室３Ｅ内には油圧ポン
プ１からの圧油が供給される。

【００７４】このような動作を繰返している間に、積分
演算値ｕ2 は定常偏差を減少させるように一定値ｕ20に
収束する。即ち、積分演算回路２０は図６中の戻り位置
のずれΔ2 に応じた定数（一定値ｕ20）を出力すること
になる。このようにして、偏差ｅがほぼ零（ｅ＝０）と
なり、ロッド３Ｃは目標値ｒに収束する。

【００７５】前記比較例では、過渡状態においても積分
演算を行うために積分演算値ｕ2 が一定値ｕ20よりも増
大し、オーバーシュートが発生する。このため、ロッド
３Ｃの目標値ｒへの収束が遅れる傾向にある。

【００７６】これに対し、本実施例では過渡状態判定回
路２３によって目標値ｒが変更されてから予め設定され
た過渡時間Ｔ0 を過渡状態と判定するから、この間は積
分演算の利得となる係数Ｋi を零（Ｋi ＝０）に設定す
る。これにより積分演算値ｕ2 は特性線３７に示すよう
に過渡時間Ｔ0 だけ零（ｕ2 ＝０）となる。

【００７７】そして、過渡時間Ｔ0 の間は、比例演算値
ｕ1 は特性線３８のように偏差ｅに対応して大きな値と
なり、補償演算値ｕ3 は特性線３９のように偏差ｅが正
の値（ｅ＞０）であるため、不感帯の一定寸法δに対応
した定数Ｋb となる。これにより、スプール１３が矢示
Ｃ方向に摺動変位すると共に、ロッド３Ｃは矢示Ａ方向
に伸長し、検出値ｙは特性線４０に示す如く目標値ｒに
徐々に近付く。

【００７８】そして、目標値ｒが変更されてから予め設
定された過渡時間Ｔ0 を経過したときには、積分利得調
整回路２５により積分演算の利得となる係数Ｋi を定数
Ｋ0（Ｋi ＝Ｋ0 ）に設定する。このとき、検出値ｙは
目標値ｒに近い値となって偏差ｅが小さい値となるか
ら、比例演算値ｕ1 と積分演算値ｕ2 とは共に小さな値
となる。このため、検出値ｙにはオーバーシュートが発
生せず、ロッド３Ｃは目標値ｒのストローク位置を越え
て矢示Ａ方向に行き過ぎることはなく、目標値ｒのスト
ローク位置で速やかに停止させることができ、ロッド３
Ｃを目標値ｒに相当するストローク位置に向けてより高
い応答性をもって収束させることができる。また、油圧
シリンダ３の作動を安定させることができると共に、フ
ィードバック制御の信頼性や安定性を向上させることが
できる。

【００７９】かくして、本実施例によれば、スプール弁
６を制御するコントロールユニット１７内に比例演算回
路１９、積分演算回路２０、補償演算回路２１および過
渡状態判定回路２３を設けたから、積分演算回路２０に
よってスプール弁６に生じる戻り位置のずれΔ2 を補償
でき、比例演算回路１９によって偏差ｅに対応してスプ
ール１３を摺動変位させ、補償演算回路２１によってス
プール弁６の不感帯補償を行うことができると共に、過
渡状態判定回路２３によって過渡状態か非過渡状態かを
判定することができる。

【００８０】また、コントロールユニット１７内には過
渡状態判定回路２３の判別結果に基づいたＰＷＭ信号を
電磁アクチュエータ１６に出力する出力信号設定回路２
４を設けたから、過渡状態のときには比例演算値ｕ1 と
積分演算値ｕ2 とに基づいたＰＷＭ信号を電磁アクチュ
エータ１６に出力し、油圧シリンダ３のロッド３Ｃを目
標とする位置へと速やかに移動させることができると共
に、非過渡状態のときには比例演算値ｕ1 、積分演算値
ｕ2 および補償演算値ｕ3 に基づいたＰＷＭ信号を電磁
アクチュエータ１６に出力し、ロッド３Ｃを目標とする
位置で速やかに停止できる。

【００８１】そして、過渡状態判定回路２３と出力信号
設定回路２４とによってオーバーシュートの発生を良好
に防止でき、油圧シリンダ３のロッド３Ｃを目標値ｒに
相当するストローク位置に向けて高い応答性をもって収
束させることができると共に、油圧シリンダ３の作動を
安定させることができ、フィードバック制御の信頼性や
安定性を向上できる。

【００８２】さらに、過渡状態判定回路２３の過渡時間
Ｔ0 を油圧シリンダ３のロッド３Ｃが最縮小位置から最
大伸長位置との間をストロークするときの時間に基づい
て一定の時間に設定したから、油圧シリンダ３のロッド
３Ｃが目標とする位置まで進退するときに要する時間
は、ロッド３Ｃが最縮小位置と最大伸長位置との間を最
大ストロークするときの時間にほぼ等しくなるという油
圧シリンダ３の動作特性を利用して過渡状態を判別でき
る。

【００８３】そして、油圧シリンダ３のロッド３Ｃが目
標値ｒ付近に達するまでの間を確実に過渡状態であると
判定し、偏差ｅが確実に小さい値となったときに非過渡
状態であると判定でき、積分演算値ｕ2 が定常偏差に対
応した一定値ｕ20よりも大きな値になるのを防止し、オ
ーバーシュートの発生を良好に防止できる。

【００８４】次に、図８ないし図１０は本発明の第２の
実施例を示し、本実施例の特徴は、目標値の変化量と偏
差とに基づいて過渡状態判定回路の過渡時間を可変に設
定することにある。なお、本実施例では前記第１の実施
例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

【００８５】図中、４１はコントロールユニット１７内
に設けられた過渡状態判定手段としての過渡状態判定回
路で、該過渡状態判定回路４１は目標値設定器２８によ
る目標値ｒに基づいて過渡状態の判別を行う。また、該
過渡状態判定回路４１はその入力側に目標値設定器２８
と偏差演算回路１８とが接続され、目標値ｒと偏差ｅと
が入力される。そして、過渡状態判定回路４１は目標値
ｒが変更されたときには目標値ｒの変化量Δｒと偏差ｅ
の絶対値とを比較し、偏差ｅの絶対値が変化量Δｒの例
えば１０％より大きな値となる間を過渡時間Ｔ1 として
設定している。

【００８６】次に、過渡状態判定回路４１による目標値
ｒに基づいた過渡状態判定処理について図９を参照しつ
つ説明する。

【００８７】まず、ステップ４１では現在の目標値ｒと
予め記憶部１７Ａに格納された前回の目標値としての初
期値ｒ0 とが一致（ｒ＝ｒ0 ）しているか否かを判定
し、「ＮＯ」と判定したときには、目標値ｒが変更され
ているから、ステップ４２に移って過渡状態であること
を示す過渡フラグＦを１（Ｆ＝１）に設定する。そし
て、ステップ４３では積分演算の利得となる係数Ｋi を
零（Ｋi ＝０）とし、ステップ４４では目標値ｒと初期
値ｒ0 との差の絶対値（ |ｒ0 −ｒ| ）を演算し、変化
量Δｒ（Δｒ＝ |ｒ0 −ｒ| ）とする。そしてステップ
４５では初期値ｒ0を現在の目標値ｒに更新し、ステッ
プ５１でリターンする。

【００８８】一方、ステップ４１で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ステップ４６に移って過渡フラグＦが１
（Ｆ＝１）であるか否かを判定し、ステップ４６で「Ｎ
Ｏ」と判定したときには、非過渡状態であるからステッ
プ５１に移ってリターンする。

【００８９】また、ステップ４６で「ＹＥＳ」と判定し
たときには過渡状態であるから、ステップ４７に移って
偏差ｅの絶対値（ |ｅ| ）が変化量Δｒの１０％以下か
否かを判定する。

【００９０】そして、ステップ４７で「ＮＯ」と判定し
たときには、ロッド３Ｃは目標値ｒ付近まで変位してお
らず、目標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔ1 が経過し
ていないから、ステップ４８に移って積分演算の利得と
なる係数Ｋi を零（Ｋi ＝０）に設定すると共に、ステ
ップ５１に移ってリターンする。

【００９１】一方、ステップ４７で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ロッド３Ｃは目標値ｒ付近まで変位し、目
標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔ1 を経過しているか
ら、ステップ４９に移って過渡フラグＦを零（Ｆ＝０）
に設定すると共に、ステップ５０に移って積分演算の利
得となる係数Ｋi をＫ0 （Ｋi ＝Ｋ0 ）に設定し、ステ
ップ５１に移ってリターンする。

【００９２】ここで、比例演算回路１９、積分演算回路
２０、補償演算回路２１、過渡状態判定回路２３および
出力信号設定回路２４の動作について図１０を参照しつ
つ詳述する。

【００９３】まず、目標値ｒが特性線４２に示すように
初期値ｒ0 からステップ状に変化した直後には、偏差ｅ
（ｅ＝ｒ−ｙ）はほぼ変化量Δｒに等しい値となるた
め、過渡状態判定回路４１は過渡状態であると判定し、
積分演算の利得となる係数Ｋiを零（Ｋi ＝０）に設定
する。これにより積分演算値ｕ2 は特性線４３に示すよ
うに零（ｕ2 ＝０）となる。

【００９４】このとき、比例演算値ｕ1 は特性線４４の
ように偏差ｅに対応して大きな値となり、補償演算値ｕ
3 は特性線４５のように偏差ｅが正の値（ｅ＞０）であ
るため、不感帯の一定寸法δに対応した定数Ｋb とな
る。これにより、スプール１３が矢示Ｃ方向に摺動変位
すると共に、ロッド３Ｃは矢示Ａ方向に伸長し、検出値
ｙは特性線４６に示す如く目標値ｒに徐々に近付く。

【００９５】そして、ロッド３Ｃの摺動変位によって検
出値ｙが目標値ｒに近付き、偏差ｅの絶対値（ |ｅ| ）
が変化量Δｒの１０％以下となると、過渡状態判定回路
４１は過渡時間Ｔ1 が経過したものとして、非過渡状態
にあると判定する。これにより、積分利得調整回路２５
は積分演算の利得となる係数Ｋi をＫ0 （Ｋi ＝Ｋ0）
に設定する。このとき、検出値ｙは目標値ｒに近い値と
なり、偏差ｅは小さい値となっているから、比例演算値
ｕ1 と積分演算値ｕ2 とは共に小さな値となる。このた
め、検出値ｙにはオーバーシュートが発生せず、ロッド
３Ｃのストローク位置は目標値ｒを越えて矢示Ａ方向に
行き過ぎることはなく、目標値ｒに相当するストローク
位置へとロッド３Ｃを早期に近付けることができ、ロッ
ド３Ｃを目標値ｒのストローク位置で速やかに収束（停
止）させることができる。

【００９６】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、目標値ｒの変化量Δ
ｒと偏差ｅとに基づき過渡時間Ｔ1 を可変に設定する構
成としたから、油圧シリンダ３のロッド３Ｃが目標値ｒ
付近に達するまでの時間を過渡状態であると判定するこ
とができる。そして、油圧シリンダ３に給排される圧油
の吐出量や粘性等によってロッド３Ｃが目標値ｒまで移
動するときに要する時間が変化したときでも、これに応
じて過渡時間Ｔ1 を変化させることができ、ロッド３Ｃ
をより速やかに目標となるストローク位置まで移動して
停止させることができる。

【００９７】次に、図１１ないし図１４は本発明の第３
の実施例を示し、本実施例の特徴は、油圧ポンプを駆動
するエンジンの回転数と油圧シリンダに給排される圧油
の温度とに基づいて過渡状態判定回路の過渡時間を可変
に設定することにある。なお、本実施例では前記第１の
実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明
を省略するものとする。

【００９８】図中、５１は油圧ポンプ１を駆動するエン
ジン（図示せず）の回転数Ｎを検出する回転数検出器
で、該回転数検出器５１はエンジンの回転数Ｎに対応し
た信号を後述の過渡状態判定回路５３に向けて出力す
る。

【００９９】５２は油圧ポンプ１から油圧シリンダ３に
供給される圧油の油温ｔを検出する油温検出器を示し、
該油温検出器５２は油温ｔに対応した信号を後述の過渡
状態判定回路５３に向けて出力する。

【０１００】５３はコントロールユニット１７に設けら
れた過渡状態判定手段としての過渡状態判定回路で、該
過渡状態判定回路５３は入力側に目標値設定器２８、回
転数検出器５１および油温検出器５２が接続され、目標
値設定器２８による目標値ｒに基づいて過渡状態の判別
を行う。

【０１０１】また、コントロールユニット１７の記憶部
１７Ａには図１３に示す過渡時間マップ５４が予め記憶
され、過渡状態判定回路５３は過渡時間マップ５４から
回転数Ｎと油温ｔとに基づいて過渡時間Ｔijを設定す
る。

【０１０２】ここで、図１３に示す過渡時間マップ５４
は、縦軸側の回転数Ｎ1 ，Ｎ2 ，…，Ｎ5 がそれぞれ１
０００，２０００，…，５０００ｒｐｍ程度のエンジン
の回転数Ｎに該当し、横軸側の油温ｔ1 ，ｔ2 ，…，ｔ
5 はそれぞれ、例えば−３０，０，…，１２０℃程度の
油温ｔに該当する。そして、過渡時間Ｔijはこれらの回
転数Ｎ1 ，Ｎ2 ，…，Ｎ5 および油温ｔ1 ，ｔ2 ，…，
ｔ5 によって割り当てられた過渡時間Ｔ11，Ｔ12，…，
Ｔ54，Ｔ55からなり、これらのうち、いずれか一の過渡
時間Ｔijがエンジンの回転数Ｎや油温ｔに応じて選択さ
れる。

【０１０３】また、油圧ポンプ１はエンジンにより回転
駆動され、エンジンの回転数Ｎが増大するのに応じて圧
油の吐出量が増大する。そして、油圧ポンプ１から吐出
される圧油の吐出量が増大するのに応じてロッド３Ｃの
応答速度は速くなり、吐出量が減少するのに応じて遅く
なるから、前記過渡時間Ｔijは圧油の吐出量に対応する
エンジンの回転数Ｎが高いときに短い時間に設定され、
回転数Ｎが低いときにはより長い時間に設定される。

【０１０４】さらに、ロッド３Ｃの応答速度は、油圧ポ
ンプ１から供給される圧油の粘性が低いときに速く、高
くなるに応じて遅くなり、この粘性は油温ｔに応じて変
化するから、前記過渡時間Ｔijは油温ｔが、例えば−３
０℃から４０℃まで上昇するに応じてより短い時間に設
定される。なお、油温ｔが４０℃よりも高い温度（例え
ば８０℃，１２０℃等の温度）になったときにはロッド
３Ｃの応答速度が僅かに低下することがあるので、油温
ｔが４０℃を越えるときには過渡時間Ｔijを少し長い時
間に設定する。

【０１０５】次に、過渡状態判定回路５３による目標値
ｒに基づいた過渡状態判定処理について図１２を参照し
つつ説明する。

【０１０６】まず、ステップ６１では回転数検出器５１
から回転数Ｎを読込むと共に、油温検出器５２から油温
ｔを読込む。そして、ステップ６２では記憶部１７Ａ内
に格納された過渡時間マップ５４から回転数Ｎと油温ｔ
とに対応した過渡時間Ｔijを選択し、ステップ６３に移
る。

【０１０７】次に、ステップ６３では現在の目標値ｒと
予め記憶部１７Ａに格納された前回の目標値としての初
期値ｒ0 とが一致（ｒ＝ｒ0 ）しているか否かを判定
し、「ＮＯ」と判定したときには、目標値ｒが変更され
ているから、ステップ６４に移って過渡状態であること
を示す過渡フラグＦを１（Ｆ＝１）に設定する。そし
て、ステップ６５では過渡時間Ｔ0 が経過したか否かを
判定するためのタイマＴを零（Ｔ＝０）とし、ステップ
６６では積分演算の利得となる係数Ｋi を零（Ｋi＝
０）とすると共に、ステップ６７では初期値ｒ0 を現在
の目標値ｒに更新し、ステップ７３でリターンする。

【０１０８】一方、ステップ６３で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、ステップ６８に移って過渡フラグＦが１
（Ｆ＝１）であるか否かを判定し、ステップ６８で「Ｎ
Ｏ」と判定したときには、非過渡状態であるからステッ
プ７３に移ってリターンする。

【０１０９】また、ステップ６８で「ＹＥＳ」と判定し
たときには過渡状態であるから、ステップ６９に移って
タイマＴが過渡時間Ｔij以下（Ｔ≦Ｔij）か否かを判定
し、目標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔijが経過した
か否かを判別する。

【０１１０】そして、ステップ６９で「ＹＥＳ」と判定
したときには、目標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔij
を経過していないから、ステップ７０に移って積分演算
の利得となる係数Ｋi を零（Ｋi ＝０）に固定すると共
に、ステップ７３に移ってリターンする。

【０１１１】一方、ステップ６９で「ＮＯ」と判定した
ときには、目標値ｒが変更されてから過渡時間Ｔijを経
過しているから、ステップ７１に移って過渡フラグＦを
零（Ｆ＝０）に設定し、ステップ７２に移って積分演算
の利得となる係数Ｋi をＫ0（Ｋi ＝Ｋ0 ）に設定する
と共に、ステップ７３に移ってリターンする。

【０１１２】ここで、比例演算回路１９、積分演算回路
２０、補償演算回路２１、過渡状態判定回路５３および
出力信号設定回路２４の動作について図１４を参照しつ
つ詳述する。

【０１１３】例えば、エンジンが回転数Ｎ1 で駆動し、
圧油の温度が油温ｔ1 であるときには、油圧シリンダ３
の反応速度は遅くなる。このとき、目標値ｒが特性線５
５に示すように初期値ｒ0 からステップ状に変化したす
ると、検出値ｙは特性線５６に示すように目標値ｒに向
って変化する。

【０１１４】ここで、過渡状態判定回路２３は目標値ｒ
が変更されてから過渡時間Ｔ11の間を過渡状態と判定す
るから、この間は積分演算の利得となる係数Ｋi を零
（Ｋi＝０）に設定する。これにより積分演算値ｕ2 は
特性線５７に示すように過渡時間Ｔ11だけ零（ｕ2 ＝
０）となる。

【０１１５】このとき、比例演算値ｕ1 は特性線５８の
ように偏差ｅに対応して大きな値となり、補償演算値ｕ
3 は特性線５９のように偏差ｅが正の値（ｅ＞０）であ
るため、不感帯の一定寸法δに対応した定数Ｋb とな
る。これにより、スプール１３が矢示Ｃ方向に摺動変位
すると共に、ロッド３Ｃは矢示Ａ方向に伸長し、検出値
ｙは目標値ｒに徐々に近付く。

【０１１６】そして、目標値ｒが変更されてから過渡時
間Ｔ11を経過したときには、積分利得調整回路２５によ
り積分演算の利得となる係数Ｋi を定数Ｋ0 （Ｋi ＝Ｋ
0 ）に設定する。このとき、検出値ｙは目標値ｒに近い
値となり偏差ｅが小さい値となるから、比例演算値ｕ1
と積分演算値ｕ2 とは共に小さな値となる。このため、
検出値ｙにはオーバーシュートが発生せず、ロッド３Ｃ
は目標値ｒのストローク位置を越えて矢示Ａ方向に行き
過ぎることはなく、目標値ｒのストローク位置で速やか
に停止させることができ、ロッド３Ｃを目標値ｒに相当
するストローク位置に向けて高い応答性をもって収束さ
せることができる。

【０１１７】一方、圧油の油温ｔ1 の状態で、エンジン
が回転数Ｎ1 に比べて高速の回転数Ｎ2 で駆動したとき
には、油圧シリンダ３の反応速度は回転数Ｎ1 のときに
比べて速くなる。このとき、目標値ｒが特性線５５に示
すように初期値ｒ0 からステップ状に変化したすると、
検出値ｙは特性線６０に示すように目標値ｒに向って変
化する。

【０１１８】ここで、過渡状態判定回路２３は目標値ｒ
が変更されてから過渡時間Ｔ12の間を過渡状態と判定す
るから、この間は積分演算の利得となる係数Ｋi を零
（Ｋi＝０）に設定する。これにより積分演算値ｕ2 は
特性線６１に示すように過渡時間Ｔ12だけ零（ｕ2 ＝
０）となる。

【０１１９】このとき、比例演算値ｕ1 は特性線６２の
ように偏差ｅに対応して大きな値となり、補償演算値ｕ
3 は特性線６３のように偏差ｅが正の値（ｅ＞０）であ
るため、不感帯の一定寸法δに対応した定数Ｋb とな
る。これにより、スプール１３が矢示Ｃ方向に摺動変位
すると共に、ロッド３Ｃは矢示Ａ方向に伸長し、検出値
ｙは目標値ｒに徐々に近付く。

【０１２０】そして、目標値ｒが変更されてから過渡時
間Ｔ11よりも短い過渡時間Ｔ12を経過したときには、積
分利得調整回路２５は積分演算の利得となる係数Ｋi を
Ｋ0（Ｋi ＝Ｋ0 ）に設定する。このとき、検出値ｙは
目標値ｒに近い値となり偏差ｅが小さい値となるから、
比例演算値ｕ1 と積分演算値ｕ2 とは共に小さな値とな
る。このため、検出値ｙにはオーバーシュートが発生せ
ず、ロッド３Ｃを目標値ｒに収束させることができ、油
圧シリンダ３の応答速度に応じてロッド３Ｃを目標値ｒ
に相当するストローク位置に向けて高い応答性をもって
収束させることができる。

【０１２１】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第２の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、エンジンの回転数Ｎ
と圧油の油温ｔとに基づき過渡時間Ｔijを可変に設定す
る構成としたから、エンジンの回転数Ｎの変化によって
油圧ポンプ１から吐出される圧油の吐出量が変化する場
合や、圧油の油温ｔの変化によって圧油の粘性が変化す
る場合に、これらの変化によってロッド３Ｃが目標とす
る位置に移動するまでに要する時間が変化したときで
も、これに応じて過渡時間Ｔijを可変に設定でき、ロッ
ド３Ｃをより速やかに目標となるストローク位置まで移
動して停止させることができる。

【０１２２】次に、図１５ないし図１９は本発明の第４
の実施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。しかし、本実施例の特徴は、アクチュエータ
制御装置を内燃機関としての自動車用エンジンのバルブ
タイミング制御装置に適用したことにある。

【０１２３】図中、７１は内燃機関のエンジン本体（図
示せず）に設けられた出力軸としてのクランクシャフト
を示し、該クランクシャフト７１には小径プーリ７１Ａ
が設けられると共に、該小径プーリ７１Ａにはタイミン
グベルト７２が巻回されている。そして、タイミングベ
ルト７２はドライブシャフト７３の大径プーリ７３Ａに
も巻回され、クランクシャフト７１が２回転する間にド
ライブシャフト７３が１回転する構成となっている。ま
た、クランクシャフト７１には、その回転位相αを検出
するために後述のクランク角センサ８３が設けられてい
る。

【０１２４】７４はエンジンの各気筒に設けられた吸気
バルブ（図示せず）を開，閉させるためのカムシャフト
で、該カムシャフト７４は後述の偏心ディスク７９等を
介してドライブシャフト７３に連結され、ドライブシャ
フト７３と共に前記エンジン本体側に中心Ｏ1 −Ｏ1 周
囲で回転可能に設けられている。そして、カムシャフト
７４はドライブシャフト７３と共にクランクシャフト７
１により回転駆動され、その回転位相βが各気筒の吸気
行程に応じて定まる所定の回転位相となったときに、カ
ム７４Ａ，７４Ａ，…によって前記各吸気バルブをそれ
ぞれ開，閉させる。

【０１２５】７５はドライブシャフト７３を偏心ディス
ク７９に連結する連結アームで、該連結アーム７５はド
ライブシャフト７３の他端側に設けられ、ドライブシャ
フト７３と一体的に回転する。また、連結アーム７５に
は径方向に延びる係合溝７５Ａが形成され、該係合溝７
５Ａには偏心ディスク７９の係合ピン７９Ａが係合され
ている。

【０１２６】７６はカムシャフト７４の一端側に設けら
れた他の連結アームで該連結アーム７６には径方向に延
びる係合溝７６Ａが形成され、該係合溝７６Ａには偏心
ディスク７９の係合ピン７９Ｂが係合されている。

【０１２７】７７は前記各吸気バルブの開，閉タイミン
グを変化させる回転位相可変手段としての偏心機構を示
し、該偏心機構７７は後述のディスクホルダ７８、偏心
ディスク７９およびコントロールシャフト８０と、前記
第１の実施例で述べたような油圧シリンダ３等のリニア
型のアクチュエータ８２とから構成されている。

【０１２８】そして、偏心機構７７は偏心ディスク７９
の中心Ｏ2 −Ｏ2 をカムシャフト７４の中心Ｏ1 −Ｏ1
に対して偏心量εだけ偏心させることにより、該カムシ
ャフト７４の回転位相βを図１８に示す如く、クランク
シャフト７１の回転位相αに対して相対変化させ、これ
らの回転位相α，βの間に後述の数１による位相差Φを
生じさせる。

【０１２９】７８は偏心ディスク７９が回転可能に収容
されるディスクホルダで、該ディスクホルダ７８は図１
６に示す如く、一端側がエンジン本体側に固定ピン７８
Ａを介して揺動可能に取付けられた環状部７８Ｂと、該
環状部７８Ｂの他端側に一体形成された一対の係合爪７
８Ｃ，７８Ｃとから構成されている。

【０１３０】７９はドライブディスク７２をカムシャフ
ト７４に連結する偏心ディスクを示し、該偏心ディスク
７９は一側面に突出形成された係合ピン７９Ａと、他側
面に突出形成された係合ピン７９Ｂとを有し、該係合ピ
ン７９Ａ，７９Ｂは図１７に示すように偏心ディスク７
９の中心Ｏ2 −Ｏ2 を挟んで互いに径方向で対向する位
置に配設されている。

【０１３１】また、偏心ディスク７９はディスクホルダ
７８の環状部７８Ｂ内に中心Ｏ2 −Ｏ2 の周囲で回転可
能となるように収容され、係合ピン７９Ａ，７９Ｂが連
結アーム７５，７６の係合溝７５Ａ，７６Ａ内に摺動可
能に係合されている。これにより、ドライブシャフト７
３とカムシャフト７４とは、連結アーム７５，７６およ
び偏心ディスク７９を介して互いに連結され、この状態
で偏心ディスク７９は連結アーム７５，７６の間でカム
シャフト７４（ドライブシャフト７３）の径方向に相対
変位可能となっている。

【０１３２】８０は偏心ディスク７９を偏心させるため
のコントロールシャフトで、該コントロールシャフト８
０はエンジン本体側に軸線Ｏ3 −Ｏ3 を中心として回転
可能に設けられ、コントロールシャフト８０の一端側に
は円形のカム８０Ａが偏心して設けられている。そし
て、カム８０Ａはディスクホルダ７８の各係合爪７８Ｃ
間に摺動可能に配設され、コントロールシャフト８０は
連結アーム８１を介してアクチュエータ８２に連結され
ている。

【０１３３】８１はコントロールシャフト８０をアクチ
ュエータ８２のロッド８２Ａに連結する連結アームで、
該連結アーム８１はコントロールシャフト８０の他端側
に設けられ、コントロールシャフト８０と一体的に回転
する。また、連結アーム８１には径方向に延びる係合溝
８１Ａが形成され、該係合溝８１Ａにはロッド８２Ａの
係合ピン８２Ｂが係合されている。

【０１３４】８２はコントロールシャフト８０を回動さ
せるリニア型のアクチュエータを示し、該アクチュエー
タ８２は、例えば前記第１，第２または第３の実施例で
述べた油圧シリンダ３等によって構成されている。そし
て、アクチュエータ８２にはスプール弁６等を介して圧
油が給排され、これによってロッド８２Ａを矢示Ｅ方向
に進退させる。

【０１３５】また、ロッド８２Ａには係合ピン８２Ｂが
突出して設けられ、該係合ピン８２Ｂは連結アーム８１
の係合溝８１Ａ内に摺動可能に係合されている。そし
て、前記コントロールシャフト８０は、アクチュエータ
８２のロッド８２Ａが矢示Ｅ方向に摺動変位することに
よって回動されると共に、コントロールシャフト８０は
カム８０Ａを介してディスクホルダ７８を偏心ディスク
７９と共に固定ピン７８Ａを中心にして矢示Ｆ方向に揺
動させる。

【０１３６】８３はカム位置センサ８４と共に作動検出
手段を構成するクランク角センサを示し、該クランク角
センサ８３はクランクシャフト７１の回転位相αが所定
の回転位相となったときにこれを検出し、図１９に示す
ように基準信号Ｓ1 を出力する。

【０１３７】８４はカムシャフト７４側に設けられたカ
ム位置センサで、該カム位置センサ８４はカムシャフト
７４の回転位相βが所定の回転位相となったときにこれ
を検出し、図１９に示すように基準信号Ｓ2 を出力す
る。

【０１３８】ここで、クランク角センサ８３とカム位置
センサ８４とはカムシャフト７４が１回転する間に１回
だけ基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 を出力するように構成されてい
る。そして、偏心機構７７によりクランクシャフト７１
とカムシャフト７４との間に位相差Φが生じると、カム
位置センサ８４に基準信号Ｓ1 が図１９中にＳ2 ′とし
て示す如く、クランク角センサ８３の基準信号Ｓ1 に同
期した位置から位相差Φ分だけ相対変位することによ
り、基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 ′の間の時間ΔＴとエンジン回
転数Ｎに基づいて位相差Φを

【０１３９】

【数１】Φ＝ｋ×ΔＴ×Ｎ として、検出する（但し、ｋは定数）。

【０１４０】一方、クランク角センサ８３とカム位置セ
ンサ８４とは、前記第１の実施例で述べたコントロール
ユニット１７と同様のコントロールユニット（図示せ
ず）に接続されている。そして、コントロールユニット
では基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 ′間の時間ΔＴを計時すること
により数１の式に基づいて位相差Φを検出し、この検出
値に基づいてコントロールシャフト８０の回動角θ（図
１７参照）を算出する。

【０１４１】また、コントロールユニットにはエンジン
の回転数Ｎ等により最適なバルブタイミングを算出する
目標値設定手段としての目標値設定器（図示せず）が接
続され、該目標値設定器は最適なバルブタイミングに対
応したコントロールシャフト８０の回動角を目標値とし
てコントロールユニットに出力する。これにより、コン
トロールユニットは、目標値設定器から出力される目標
値に、コントロールシャフト８０の回動角θとが一致す
るようにアクチュエータ８２を作動させ、コントロール
シャフト８０の回動角θをフィードバック制御する。

【０１４２】本実施例によるアクチュエータ制御装置は
上述の如き構成を有するもので、次に、該アクチュエー
タ制御装置を適用した自動車用エンジンのバルブタイミ
ング制御装置の作動について説明する。

【０１４３】まず、エンジンによりクランクシャフト７
１が回転駆動されると、この回転駆動力はタイミングベ
ルト７２を介してドライブシャフト７３に伝達され、連
結アーム７５と偏心ディスク７９はディスクホルダ７８
内で図１７中の矢示Ｇ方向に回転し、この回転駆動力は
偏心ディスク７９の係合ピン７９Ｂと連結アーム７６と
を介してカムシャフト７４に伝達されると共に、カムシ
ャフト７４はその回転位相βが所定の回転位相となった
ときに前記各吸気バルブを開，閉させる。

【０１４４】そして、吸気バルブの開閉タイミングを変
えるときには、目標値設定器（図示せず）から最適なバ
ルブタイミングに対応したコントロールシャフト８０の
回動角を目標値としてコントロールユニットに出力す
る。これにより、コントロールユニットは、目標値設定
器から出力される目標値にコントロールシャフト８０の
回動角θが一致するように、図１６に示す如くアクチュ
エータ８２の矢示Ｅ方向にロッド８２Ａを進退させる。
このとき、ロッド８２Ａに連結アーム８１等を介して係
合するコントロールシャフト８０は矢示Ｆ方向に回動
し、図１７に示す如く偏心ディスク７９が連結アーム７
５，７６間でカムシャフト７４の径方向に相対変位する
と共に、その中心Ｏ2 −Ｏ2 がカムシャフト７４の中心
Ｏ1 −Ｏ1 から偏心量εだけ偏心する。

【０１４５】この結果、カムシャフト７４の回転位相β
とクランクシャフト７１の回転位相αとの間には位相差
Φが生じ、カムシャフト７４により開閉される吸気バル
ブの開閉タイミングが位相差Φに応じて変化するから、
この位相差Φを所望の値に変えることによって、吸気バ
ルブの開閉タイミングを適切に制御できる。

【０１４６】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、アクチュエータ８２
によってバルブタイミングを可変に制御する構成とした
から、周囲温度の変化等によってアクチュエータ８２の
戻り位置または中立位置にずれが生じた場合でもバルブ
タイミングを安定して制御することができる。また、ア
クチュエータ８２をより速やかに目標となる位置まで移
動させて停止することができ、クランクシャフト７１と
カムシャフト７４との間に生じる位相差Φを高い応答性
をもって制御でき、エンジンの運転状態に対応した最適
な状態でエンジンを駆動することができると共に、適切
な吸気や排気が行われ、エンジンの運転性能が向上でき
る。

【０１４７】なお、前記各実施例では、スプール１３を
比例ソレノイド等の電磁アクチュエータ１６によって摺
動変位させるものとしたが、本発明はこれに限らす、比
例ソレノイドに代わってリニア型のステッピングモータ
を用いてもよい。

【０１４８】また、前記第３実施例では、エンジンの回
転数Ｎと油温ｔとに対応する過渡時間Ｔijを選択するも
のとしたが、例えば線形補間等の手法を用いることによ
ってエンジンの回転数Ｎと油温ｔとから過渡時間を算出
する構成としてもよい。

【０１４９】さらに、前記第３の実施例では、エンジン
の回転数Ｎと油温ｔとに基づき過渡時間Ｔijを設定する
ものとしたが、本発明はこれに限らずエンジンの回転数
Ｎの代わりにアクチュエータに給排される液圧の圧力を
用いても良く、油温の代わりにエンジンを冷却する冷却
水の水温を用いてもよい。

【０１５０】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、制御弁機構を制御する弁制御手段に比例演算手
段、積分演算手段、補償演算手段および過渡状態判定手
段を設けたから、比例演算手段によって偏差に比例して
アクチュエータに供給する液体の流量を演算し、積分演
算手段によって制御弁機構に生じる戻り位置のずれを補
償でき、補償演算手段によって偏差が正の値と負の値と
に切換わるときに不感帯の幅に対応して弁体を摺動変位
させる演算値を算出できる。

【０１５１】また、過渡状態判定手段で過渡状態と判定
したときには比例演算手段と補償演算手段との演算値に
基づいた制御信号を設定することにより、オーバーシュ
ートの発生を良好に防止でき、アクチュエータを目標と
する位置まで速やかに移動できると共に、非過渡状態の
ときには比例演算手段、積分演算手段および補償演算手
段の演算値に基づいて制御信号を設定することにより、
アクチュエータを目標とする位置で速やか停止できる。

【０１５２】従って、アクチュエータを目標とする位置
に向けて高い応答性をもって移動させて停止することが
でき、アクチュエータの作動を安定させることができ、
フィードバック制御の信頼性や安定性を向上できると共
に、制御弁機構等に経時変化や製造公差が生じた場合で
も、アクチュエータを目標値に確実に収束させることが
できる。

【０１５３】また、請求項１の発明によれば、アクチュ
エータによってバルブタイミングを可変に制御する構成
としたから、周囲の温度変化等によってアクチュエータ
の中立位置にずれが生じた場合でもバルブタイミングを
正確に制御することができると共に、クランクシャフト
とカムシャフトとの位相差を高い応答性をもって制御す
ることができる。そして、エンジンの運転状態に対応し
た最適な状態でエンジンを駆動することができ、適切な
吸気や排気が行われ、エンジンの運転性能が向上でき
る。

【０１５４】さらに、請求項１の発明によれば、過渡状
態判定手段の過渡時間をシリンダ装置のロッドが最縮小
位置から最大伸長位置との間をストロークするときの時
間に基づいて設定する構成としたから、シリンダ装置の
ロッドが目標とする位置付近に達するまでの間を過渡状
態と判定し、偏差が小さい値となったときにはこれを非
過渡状態として判別でき、積分演算手段による演算値が
戻り位置のずれに対応した値よりも大きな値になるのを
防止し、オーバーシュートの発生を良好に防止できる。

【０１５５】また、請求項２の発明によれば、過渡状態
判定回路の過渡時間を目標値設定手段による目標値の変
化量と偏差演算手段からの偏差とに基づき可変に設定し
たから、アクチュエータが目標とする位置付近に達する
までの時間を過渡時間に設定でき、アクチュエータに給
排される液体の吐出量や粘性等によってアクチュエータ
が目標とする位置まで移動するときに要する時間が変化
しても、これに対応した過渡時間を設定でき、アクチュ
エータをより速やかに目標となるストローク位置まで安
定して移動させつつ、停止させることができる。

【０１５６】また、請求項３の発明によれば、液圧源か
ら供給される液体の温度と液圧源を駆動するエンジンの
回転数とに基づき過渡時間を可変に設定する構成とした
から、エンジンの回転数変化で液圧源から吐出される液
体の吐出量が変化したり、液体の温度変化で液体の粘性
が変化することにより、アクチュエータが目標とする位
置へと移動するのに要する時間が変化したときでも、こ
れに応じて過渡時間を可変に設定でき、アクチュエータ
をより速やかに目標となるストローク位置まで移動して
停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるアクチュエータ制
御装置の油圧シリンダおよび制御弁装置等を示す縦断面
図である。

【図２】弁ケーシングのポートとランドとの関係を示す
図１中の矢示II−II方向からみた拡大断面図である。

【図３】図１中に示すコントロールユニット等の制御ブ
ロック図である。

【図４】コントロールユニットによるスプール弁制御処
理を示す流れ図である。

【図５】図４中の過渡状態判定処理を示す流れ図であ
る。

【図６】コントロールユニットから出力されるＰＷＭ信
号のデューティ比と流出入ポートの開度との関係を示す
特性線図である。

【図７】油圧シリンダをストロークさせるときの検出
値、比例演算値、積分演算値および補償演算値の変化特
性を示す特性線図である。

【図８】本発明の第２の実施例によるアクチュエータ制
御装置に用いるコントロールユニット等の制御ブロック
図である。

【図９】図８中のコントロールユニットによる過渡状態
判定処理を示す流れ図である。

【図１０】油圧シリンダをストロークさせるときの検出
値、比例演算値、積分演算値および補償演算値の変化特
性を示す特性線図である。

【図１１】本発明の第３の実施例によるアクチュエータ
制御装置に用いるコントロールユニット等の制御ブロッ
ク図である。

【図１２】図１１中のコントロールユニットによる過渡
状態判定処理を示す流れ図である。

【図１３】図１１中のコントロールユニットの記憶部に
格納した過渡時間マップを示す説明図である。

【図１４】油圧シリンダをストロークさせるときの検出
値、比例演算値、積分演算値および補償演算値の変化特
性を示す特性線図である。

【図１５】本発明の第４の実施例によるエンジンのバル
ブタイミング制御装置に設けるクランクシャフトおよび
カムシャフト等を示す一部破断の正面図である。

【図１６】図１５中のクランクシャフトおよびディスク
ホルダ等をアクチュエータと共に示す斜視図である。

【図１７】偏心ディスクをコントロールシャフト等と共
に示す図１５中の矢示XVII−XVII方向からみた断面図で
ある。

【図１８】クランクシャフト、カムシャフト、クランク
角センサおよびカム位置センサ等を示す図１５中の矢示
XVIII−XVIII 方向からみた断面図である。

【図１９】クランク角センサおよびカム位置センサから
出力される基準信号を示す特性線図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ タンク ３ 油圧シリンダ（アクチュエータ） ３Ｃ ロッド ５ 制御弁装置（制御弁機構） １３ スプール（弁体） １６ 電磁アクチュエータ（スプール駆動手段） １７ コントロールユニット（弁制御手段） １８ 偏差演算回路（偏差演算手段） １９ 比例演算回路（比例演算手段） ２０ 積分演算回路（積分演算手段） ２１ 補償演算回路（補償演算手段） ２３，４１，５３ 過渡状態判定回路（過渡状態判定手
段） ２４ 出力信号設定回路（出力信号設定手段） ２５ 積分利得調整回路 ２８ 目標値設定器（目標値設定手段） ２９ 位置検出センサ（作動検出手段） ７１ クランクシャフト ７４ カムシャフト ７７ 偏心機構（回転位相可変手段） ８２ アクチュエータ ８３ クランク角センサ ８４ カム位置センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 11/36 Ｇ０５Ｂ 11/36 Ｍ 11/42 11/42 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 13/00 F02D 41/00 F02D 45/00 G05B 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液圧源から給排される液圧によって駆動
   制御され、前記液圧源から液圧が給排されることにより
   ロッドを進退させるシリンダ装置からなるアクチュエー
   タと、 該アクチュエータと前記液圧源との間に配設され、常時
   は弁体を一定幅の不感帯をもって中立位置に保持し、前
   記液圧源からアクチュエータに液圧を給排するときには
   前記弁体を中立位置から摺動変位させる制御弁機構と、 前記アクチュエータを作動させるため、該制御弁機構の
   弁体を制御信号に応じて摺動変位させる弁制御手段とか
   らなるアクチュエータ制御装置において、内燃機関のバルブタイミングを可変に制御するため前記
   アクチュエータによって駆動され、前記内燃機関のクラ
   ンクシャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生
   じさせる回転位相可変手段を備え、 前記弁制御手段は、前記内燃機関のバルブタイミングが
   前記内燃機関の運転状態に対応したタイミングとなるよ
   うに、前記アクチュエータを作動させるための目標値を
   設定する目標値設定手段と、前記クランクシャフトとカムシャフトとの位相差から 前
   記アクチュエータの作動状態を検出する作動検出手段
   と、 前記目標値設定手段による目標値と該作動検出手段によ
   る検出値との偏差を演算する偏差演算手段と、 該偏差演算手段からの偏差に対する比例演算を行う比例
   演算手段と、 前記偏差演算手段からの偏差に対する積分演算を行う積
   分演算手段と、 前記制御弁機構の不感帯補償を行うため、前記偏差演算
   手段による偏差に対して前記不感帯分を補償演算する補
   償演算手段と、 前記目標値設定手段による目標値に基づいて過渡状態の
   判別を行い、前記目標値が変更されたときには予め決め
   られた過渡時間の間を過渡状態と判定し、これ以外のと
   きには非過渡状態にあると判定する過渡状態判定手段
   と、 該過渡状態判定手段により非過渡状態にあると判定した
   ときには、前記比例演算手段、積分演算手段および補償
   演算手段によるそれぞれの演算値に基づいて前記制御弁
   機構に出力すべき制御信号を設定し、過渡状態と判定し
   たときには前記過渡時間の間だけ前記比例演算手段およ
   び補償演算手段によるそれぞれの演算値から制御信号を
   設定する出力信号設定手段とから構成し、 前記過渡状態判定手段の過渡時間は、前記シリンダ装置
   のロッドが最縮小位置と最大伸長位置との間をストロー
   クするときの時間に基づいて設定し たことを特徴とする
   アクチュエータ制御装置。
2. 【請求項２】 液圧源から給排される液圧によって駆動
   制御されるアクチュエータと、 該アクチュエータと前記液圧源との間に配設され、常時
   は弁体を一定幅の不感帯をもって中立位置に保持し、前
   記液圧源からアクチュエータに液圧を給排するときには
   前記弁体を中立位置から摺動変位させる制御弁機構と、 前記アクチュエータを作動させるため、該制御弁機構の
   弁体を制御信号に応じて摺動変位させる弁制御手段とか
   らなるアクチュエータ制御装置において、 内燃機関のバルブタイミングを可変に制御するため前記
   アクチュエータによって駆動され、前記内燃機関のクラ
   ンクシャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生
   じさせる回転位相可変手段を備え、 前記弁制御手段は、前記内燃機関のバルブタイミングが
   前記内燃機関の運転状態に対応したタイミングとなるよ
   うに、前記アクチュエータを作動させるための目標値を
   設定する目標値設定手段と、 前記クランクシャフトとカムシャフトとの位相差から前
   記アクチュエータの作動状態を検出する作動検出手段
   と、 前記目標値設定手段による目標値と該作動検出手段によ
   る検出値との偏差を演算する偏差演算手段と、 該偏差演算手段からの偏差に対する比例演算を行う比例
   演算手段と、 前記偏差演算手段からの偏差に対する積分演算を行う積
   分演算手段と、 前記制御弁機構の不感帯補償を行うため、前記偏差演算
   手段による偏差に対して前記不感帯分を補償演算する補
   償演算手段と、 前記目標値設定手段による目標値に基づいて過渡状態の
   判別を行い、前記目標値が変更されたときには予め決め
   られた過渡時間の間を過渡状態と判定し、これ以外のと
   きには非過渡状態にあると判定する過渡状態判定手段
   と、 該過渡状態判定手段により非過渡状態にあると判定した
   ときには、前記比例演算手段、積分演算手段および補償
   演算手段によるそれぞれの演算値に基づいて前記制御弁
   機構に出力すべき制御信号を設定し、過渡状態と判定し
   たときには前記過渡時間の間だけ前記比例演算手段およ
   び補償演算手段によるそれぞれの演算値から制御信号を
   設定する出力信号設定手段とから構成し、 前記過渡状態判定手段の過渡時間は、前記目標値設定手
   段による目標値の変化量と前記偏差演算手段からの偏差
   とに基づいて可変に設定し たことを特徴とするアクチュ
   エータ制御装置。
3. 【請求項３】 液圧源から給排される液圧によって駆動
   制御されるアクチュエータと、 該アクチュエータと前記液圧源との間に配設され、常時
   は弁体を一定幅の不感帯をもって中立位置に保持し、前
   記液圧源からアクチュエータに液圧を給排するときには
   前記弁体を中立位置から摺動変位させる制御弁機構と、 前記アクチュエータを作動させるため、該制御弁機構の
   弁体を制御信号に応じて摺動変位させる弁制御手段とか
   らなるアクチュエータ制御装置において、 内燃機関のバルブタイミングを可変に制御するため前記
   アクチュエータによって駆動され、前記内燃機関のクラ
   ンクシャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生
   じさせる回転位相可変手段を備え、 前記弁制御手段は、前記内燃機関のバルブタイミングが
   前記内燃機関の運転状態に対応したタイミングとなるよ
   うに、前記アクチュエータを作動させるための目標値を
   設定する目標値設定手段と、 前記クランクシャフトとカムシャフトとの位相差から前
   記アクチュエータの作動状態を検出する作動検出手段
   と、 前記目標値設定手段による目標値と該作動検出手段によ
   る検出値との偏差を演算する偏差演算手段と、 該偏差演算手段からの偏差に対する比例演算を行う比例
   演算手段と、 前記偏差演算手段からの偏差に対する積分演算を行う積
   分演算手段と、 前記制御弁機構の不感帯補償を行うため、前記偏差演算
   手段による偏差に対して前記不感帯分を補償演算する補
   償演算手段と、 前記目標値設定手段による目標値に基づいて過渡状態の
   判別を行い、前記目標値が変更されたときには予め決め
   られた過渡時間の間を過渡状態と判定し、これ以外のと
   きには非過渡状態にあると判定する過渡状態判定手段
   と、 該過渡状態判定手段により非過渡状態にあると判定した
   ときには、前記比例演算手段、積分演算手段および補償
   演算手段によるそれぞれの演算値に基づいて前記制御弁
   機構に出力すべき制御信号を設定し、過渡状態と判定し
   たときには前記過渡時間の間だけ前記比例演算手段およ
   び補償演算手段によるそれぞれの演算値から制御信号を
   設定する出力信号設定手段とから構成し、 前記過渡状態判定手段の過渡時間は、少なくとも前記液
   圧源から供給される液体の温度と該液圧源を駆動するエ
   ンジンの回転数とに基づいて可変に設定したことを特徴
   とする アクチュエータ制御装置。