JP3907370B2

JP3907370B2 - 内燃機関の可変動弁装置の制御装置

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Publication number: JP3907370B2
Application number: JP2000076933A
Authority: JP
Inventors: 明典鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
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Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP2001263103A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸・排気弁のリフト量（制御軸の作動角）を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の可変動弁装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、機関低速低負荷時における燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する等のために、吸気・排気弁の開閉時期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置は従来から種々提供されており、その一例として特開昭５５−１３７３０５号公報等に記載されているものが知られている。
【０００３】
図１２に基づきその概略を説明すれば、シリンダヘッド１のアッパデッキの略中央近傍上方位置にカム軸２が設けられていると共に、該カム軸２の外周にカム２ａが一体に設けられている。また、カム軸２の側部には制御軸３が平行に配置されており、この制御軸３に偏心カム４を介してロッカアーム５が揺動自在に軸支されている。
【０００４】
一方、シリンダヘッド１に摺動自在に設けられた吸気弁６の上端部には、バルブリフター７を介して揺動カム８が配置されている。この揺動カム８は、バルブリフター７の上方にカム軸２と並行に配置された支軸９に揺動自在に軸支され、下端のカム面８ａがバルブリフター７の上面に当接している。また、前記ロッカアーム５は、一端部５ａがカム２ａの外周面に当接していると共に、他端部５ｂが揺動カム８の上端面８ｂに当接して、カム２ａのリフトを揺動カム８及びバルブリフター７を介して吸気弁６に伝達するようになっている。そして、この吸気弁６は、バルブスプリング６ａにより閉弁方向に付勢されている。
【０００５】
また、前記制御軸３は、図１３に示すように、ＤＣサーボモータ等の電磁アクチュエータにより、減速ギアを介して所定角度範囲で回転駆動されて、偏心カム４の回動位置を制御し、これによってロッカアーム５の揺動支点を変化させるようになっている。
【０００６】
そして、図１２において、偏心カム４が正逆の所定回動位置に制御されるとロッカアーム５の揺動支点が変化して、他端部５ｂの揺動カム８の上端面８ｂに対する当接位置が図中上下方向に変化し、これによって揺動カム８のカム面８ａのバルブリフター７上面に対する当接位置の変化に伴い、揺動カム８の揺動軌跡が変化することにより、吸気弁６の開閉時期とバルブリフト量を制御軸３の作動角の変化に伴って可変制御するようになっている。なお、図中の符号１０は、揺動カム８の上端面８ｂを常時ロッカアーム５の他端部５ｂに弾接付勢するスプリングを示す。
【０００７】
また、上記のように、吸気弁６の開閉時期及びバルブリフト量を、ロッカアーム５の揺動支点を変化させることによって可変に制御する構成の可変動弁装置においては、一般的に、図１３のシステム図に示すように、前記揺動支点を変化させるための制御軸３の作動角をポテンショメータ等の作動角センサによって検出し、この検出された実作動角信号に基づき、制御装置ＣＰＵでは、実作動角信号と目標作動角とを比較し、偏差が零になるように、ＰＷＭ（パルスワイズモジュレーション）出力設定手段を介してＤＣサーボモータに駆動電流（操作量）を出力することにより、制御軸３の作動角を目標のバルブ特性に対応する目標作動角位置に一致させるようなフィードバック制御が行われるようになっていた。
そして、フィードバック制御においては、図１４に示すように、前記目標作動角と実作動角との偏差のうち比例分操作量ｐを求める比例分操作量演算手段（比例項）と積分分操作量ｉを求める積分分操作量演算手段（積分項）と微分分操作量ｄを求める微分分操作量演算手段（微分項）と前記比例分操作量ｐと積分分操作量ｉと微分分操作量ｄとを加算することによりＤＣサーボモータの操作量を求める加算手段とからなるＰＩＤ制御手段による制御が行われるのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関の可変動弁装置においては、図１２に示すように、制御軸３に偏心カム４を介してロッカアーム５が揺動自在に軸支され、このロッカアーム５は、一端部５ａがカム２ａのリフトを揺動カム８およびバルブリフターを介して吸気弁６に伝達するようになっていることから、バルブスプリング６ａの反力等に起因する反力トルクが、バルブリフター７、揺動カム８およびロッカアーム５を介して制御軸３に外乱として伝達され、制御軸３を振動させ、これにより、作動角センサによって検出される実作動角信号に振動成分が乗ることになる。
【０００９】
従って、内燃機関の可変動弁装置における作動角の位置制御においては、定常領域制御中のコントローラ入力（実作動角信号）に振動成分があると、制御（保持）性能に関係なく微分分操作量によって制御入力（ＤＣサーボモータ操作量としての駆動信号）が増幅され、これにより、制御ハンチングを生じさせるという問題点がある。
そこで、微分分操作量のゲインＤを落とすことにより、定常領域制御中における以上の問題点を解消することが可能となるが、作動角制御の過渡領域制御時における制御応答性を悪化させることになるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、作動角制御の過渡領域制御時における制御応答性を悪化させることなしに、作動角制御の定常領域制御時における制御信号の振動成分を低減させ、これにより、制御ハンチングを防止することができる内燃機関の可変動弁装置の制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置の制御装置では、機関と連動する駆動軸の回転に伴って揺動して機関弁を開閉作動させる揺動カムと、制御カムを備えていてその作動角制御により前記揺動カムの揺動領域を可変制御する制御軸と、該制御軸の実作動角を検出する作動角検出手段と、前記制御軸を目標作動角に回転駆動する電磁アクチュエータと、前記作動角検出手段で検出された制御軸の実作動角信号に基づいて前記制御軸を機関の運転状態等に応じた目標作動角位置に回転駆動させるべく前記電磁アクチュエータの制御量をフィードバック制御する制御軸作動角制御手段と、を備え、前記制御軸作動角制御手段には、前記目標作動角と実作動角との偏差により比例分操作量を求める比例分操作量演算手段と積分分操作量を求める積分分操作量演算手段と前記作動角検出手段で検出された実作動角値に対しローパスフィルタを通した実作動角値と通さない実作動角値との加重平均値を求める加重平均値設定手段を備えていて該加重平均値設定手段で設定された加重平均値と前記目標作動角値との偏差により微分分操作量を求めるように構成された微分分操作量演算手段と以上の各操作量を加算することにより前記電磁アクチュエータに入力するトータルの制御量を求める加算手段とからなるＰＩＤ制御手段が含まれ、前記加重平均値設定手段が、作動角制御の過渡領域ではローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなり作動角制御の定常領域ではローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるように加重平均用データ加工変数が設定されるように構成されている手段とした。
【００１２】
請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置の制御装置では、請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置の制御装置において、前記加重平均値設定手段が、目標作動角値と実作動角値との偏差が大きい時にはローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなり、偏差が小さい時にはローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるように加重平均用データ加工変数が設定されるように構成されている手段とした。
【００１３】
請求項３記載の内燃機関の可変動弁装置の制御装置では、請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置の制御装置において、前記加重平均値設定手段が、目標作動角値と実作動角値との微分分操作量が大きい時にはローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなり、微分分操作量が小さい時にはローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなるように加重平均用データ加工変数が設定されるように構成されている手段とした。
【００１４】
【作用】
本発明の内燃機関の可変動弁装置の制御装置では、前記ＰＩＤ制御手段における微分分操作量演算手段において、作動角検出手段で検出された実作動角値に対しローパスフィルタを通した実作動角値と通さない実作動角値との加重平均値が求められると共に、該加重平均値と目標作動角値との偏差により微分分操作量が求められる。そして、前記加重平均値を求める場合の加重平均用データ加工変数として、作動角制御の過渡領域ではローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなり、作動角制御の定常領域ではローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるような設定が行われる。
従って、作動角制御の過渡領域ではローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなるため、過渡領域における制御応答性を悪化させることがなく、また、作動角制御の定常領域ではローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるため、定常領域制御時における制御信号の振動成分を低減させ、これにより、制御ハンチングを防止することができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（発明の実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１における内燃機関（エンジン）の可変動弁装置を示すものであり、１気筒あたり２つ備えられる吸気弁の可変動弁機構ＶＥＬ（以下、ＶＥＬ機構という）として以下に説明する。但し、機関弁を吸気弁に限定するものではなく、また、吸気弁の数を限定するものでないことは明らかである。
【００１６】
図１〜図３に示す可変動弁装置は、シリンダヘッド１１にバルブガイド（図示省略）を介して摺動自在に設けられた一対の吸気弁１２，１２と、シリンダヘッド１１上部のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカム軸１３と、該カム軸１３に、圧入等により固設された回転カムである２つの偏心カム１５，１５と、前記カム軸１３の上方位置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム１８，１８と、各吸気弁１２，１２の上端部にバルブリフター１９，１９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０，２０と、各吸気弁１２，１２を閉弁方向に付勢するバルブスプリング３３，３３とを備えている。
【００１７】
また、前記偏心カム１５，１５とロッカアーム１８，１８とはリンクアーム２５，２５によって連係される一方、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０とはリンク部材２６，２６によって連係されている。
前記カム軸１３は、機関前後方向（シリンダ列方向）に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた従動スプロケット（図示省略）や該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達される。
【００１８】
前記カム軸受１４は、シリンダヘッド１１の上端部に設けられてカム軸１３の上部を支持するメインブラケット１４ａと、該メインブラケット１４ａの上端部に設けられて制御軸１６を回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによって上方から共締め固定されている。
【００１９】
前記両偏心カム１５は、図４にも示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカム軸１３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけ偏心している。
【００２０】
また、この各偏心カム１５は、カム軸１３に対し前記両バルブリフター１９，１９に干渉しない両外側にカム軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共に、両方のカム本体１５ａ，１５ａの外周面１５ｄ，１５ｄが同一のカムプロフィールに形成されている。
【００２１】
前記各ロッカアーム１８は、図３に示すように、平面からみて略クランク状に折曲形成され、中央に有する基部１８ａが制御カム１７に回転自在に支持されている。また、各基部１８ａの各外端部に突設された一端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結するピン２１が圧入されるピン孔１８ｄが貫通形成されている一方、各筒状基部１８ａの各内端部に夫々突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されている。
【００２２】
前記各制御カム１７は、夫々円筒状を呈し、制御軸１６外周に固定されていると共に、図１に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心している。
【００２３】
前記揺動カム２０は、図１及び図６，図７に示すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２にカム軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫通形成されている。
【００２４】
また、揺動カム２０の下面には、基端部２２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に当接するようになっている。
【００２５】
すなわち、図５に示すバルブリフト特性からみると、図１に示すように基円面２４ａの所定角度範囲θ１がべースサークル区間になり、カム面２４ｂの前記べースサークル区間θ１から所定角度範囲θ２がいわゆるランプ区間となり、さらにカム面２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。
【００２６】
また、前記リンクアーム２５は、比較的大径な円環状の基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設された突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置には、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピン孔２５ｄが貫通形成されている。
なお、前記リンクアーム２５と偏心カム１５とによって揺動駆動手段が構成される。
【００２７】
さらに、前記リンク部材２６は、図１にも示すように所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ，２６ｂには前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８ｄ，２３ａに圧入した各ピン２８，２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６ｃ，２６ｄが貫通形成されている。なお、各ピン２１，２８，２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０，３１，３２が設けられている。
【００２８】
前記制御軸１６は、一端部に設けられた電磁アクチュエータを構成するＤＣサーボモータ１０１によって所定回転角度範囲内で回転駆動されるようになっており、図９に示すように、前記ＤＣサーボモータ１０１は、制御手段としての制御装置ＣＰＵからの制御信号によって制御されるようになっている。前記制御装置ＣＰＵは、クランク角センサ１０３，エアフローメータ１０４，水温センサ１０５，機関（エンジン）回転数センサ１０６等の各種のセンサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して、該検出された機関運転状態に応じて目標のバルブ特性を決定し、該目標のバルブ特性に対応する目標作動角位置に制御軸１６を駆動すべく、前記ＤＣサーボモータ１０１に駆動信号（駆動電流）を出力する。
【００２９】
以下、上記可変動弁装置の作用を説明すれば、まず、機関の低速低負荷時には、制御装置ＣＰＵからの制御信号によってＤＣサーボモータ１０１が一方に回転駆動される。この２２、制御カム１７は、軸心Ｐ１が図６Ａ，Ｂに示すように制御軸１６の軸心Ｐ２から左上方の回動位置に保持され、厚肉部１７ａがカム軸１３から上方向に離間移動する。このため、ロッカアーム１８は、全体がカム軸１３に対して上方向へ移動し、これにより、各揺動カム２０は、リンク部材２６を介して端部２３が強制的に若干引き上げられて全体が左方向へ回動する。
【００３０】
従って、図６Ａ，Ｂに示すように偏心カム１５が回転してリンクアーム２５を介してロッカアーム１８の一端部１８ｂを押し上げると、そのリフト量がリンク部材２６を介して揺動カム２０及びバルブリフター１９に伝達されるが、そのリフト量Ｌ１は図６Ｂに示すように比較的小さくなる。
【００３１】
よって、かかる低速低負荷域では、図８の破線で示すようにバルブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁１２の開時期が遅くなり（作動角が小さくなり）、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【００３２】
一方、機関の高速高負荷時に移行した揚合は、制御装置ＣＰＵからの制御信号によってＤＣサーボモータ１０１が反対方向に回転駆動される。従って、図７Ａ，Ｂに示すように制御軸１６が、制御カム１７を図６に示す位置から時計方向に回転させ、軸心Ｐ１（厚肉部１７ａ）を下方向へ移動させる。このため、ロッカアーム１８は、今度は全体がカム軸１３方向（下方向）に移動して、他端部１８ｃが揺動カム２０の上端部２３をリンク部材２６を介して下方へ押圧して該揺動カム２０全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。
【００３３】
従って、揺動カム２０のバルブリフター１９上面に対する下面の当接位置が図７Ａ，Ｂに示すように左方向位置に移動する。このため、図７に示すように偏心カム１５が回転してロッカアーム１８の一端部１８ｂをリンクアーム２５を介して押し上げると、バルブリフター１９に対するそのリフト量Ｌ２は図７Ｂに示すように大きくなる。
【００３４】
よって、かかる高速高負荷域では、カムリフト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図８に実線で示すようにバルブリフト量（作動角）も大きくなると共に、各吸気弁１２の開時期が早く、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
【００３５】
ところで、上記可変動弁装置においては、目標のバルブ特性に対応する目標作動角位置に制御軸１６を駆動し、実際のバルブ特性を前記目標のバルブ特性に制御するが、前記制御軸１６の駆動精度や、前記制御軸１６の角度位置とバルブ特性との関係にばらつきがあると、目標のバルブ特性に精度よく実際のバルブ特性を制御することができなくなる。
【００３６】
そこで、図９のブロック図に示すように、前記揺動支点を変化させるための制御軸１６の作動角（回転位置）をポテンショメータ等の作動角センサ１０２によって検出し、この検出された作動角信号に基づき、制御装置ＣＰＵにおいて、検出結果としての実作動角と目標作動角とを比較し、制御軸１６の作動角（回転位置）を目標のバルブ特性に対応する目標作動角（回転位置）となるようにＤＣサーボモータ１０１に対する駆動制御信号をＰＩＤ制御に基づいてフィードバック制御するようになっている。
【００３７】
ところが、内燃機関の可変動弁装置においては、従来例においても述べたように、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０とはリンク部材２６，２６によって連係されていることから、図１に示すように、各バルブスプリング３３，３３の反力や燃焼圧等に起因する反力トルクが、バルブリフター１９、揺動カム２０，２０、リンク部材２６，２６およびロッカアーム１８，１８を介し、ＤＣサーボモータ１０１の制御軸１６に伝達され、制御軸１６を振動させ、これにより、作動角センサによって検出される実作動角信号に振動成分が乗ることになる。
【００３８】
従って、内燃機関の可変動弁装置における作動角の位置制御においては、定常領域制御中の実作動角信号入力に振動成分があると、制御（保持）性能に関係なくＰＩＤ制御における微分項によって制御入力（ＤＣサーボモータ制御量としての駆動信号）が増幅されるため、従来例（図１４）で示したように一般的なＰＩＤ制御では、制御ハンチングを生じさせるという問題点がある。
【００３９】
そこで、この発明の実施の形態１の内燃機関の可変動弁装置の制御装置では、図１０の制御ブロック図に示すように、ＰＩＤ制御における比例項（比例分操作量演算手段）および微分項（積分分操作量演算手段）は、従来通り作動角センサ１０２で検出された実作動角を実作動角と比較することにより比例分操作量ｐおよび積分分操作量ｉを求めるが、微分項（微分分操作量演算手段）は、作動角センサ１０２で検出された実作動角値に対しローパスフィルタを通した実作動角値と通さない実作動角値との加重平均値が求められると共に、該加重平均値と目標作動角値との偏差により微分分操作量ｄを求めるように構成されている。
【００４０】
そして、前記加重平均値を求める場合の加重平均用データ加工変数の設定が、目標作動角値と実作動角値との微分前の制御偏差が大きい時にはローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなり偏差が小さい時にはローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるように構成されている。
【００４１】
即ち、目標作動角信号と比較される実作動角信号の偏差を、加重平均用データ加工変数にて加工し、その加工された値ｔにリミッタ（０≦ｔ≦１）をかけ、ローパスフィルタを通した実作動角信号量にかかる係数とローパスフィルタを通さない実作動角信号量にかかる係数との和が常に１となるように、微分前の偏差の大きさに応じて加重平均設定されるように構成されている。
【００４２】
この制御装置では、以上にように構成されるため、作動角制御の過渡領域においては、目標作動角値と実作動角値との微分前の制御偏差が大きいため、ローパスフィルタを通さない方の実作動角信号量にかける係数が大きく（例えば、０．９と）なり、ローパスフィルタを通した方の実作動角信号量にかける係数が小さく（例えば、０．１と）なり、従って、作動角制御の過渡領域においては制御応答性を高めることができる。
【００４３】
また、作動角制御の定常領域においては、目標作動角値と実作動角値との微分前の制御偏差が小さいため、以上とは逆に、ローパスフィルタを通した方の実作動角信号量にかける係数が大きく（例えば、０．９と）なり、ローパスフィルタを通さない方の実作動角信号量にかける係数が小さく（例えば、０．１と）なるため、作動角制御の定常領域においては、制御信号の振動成分を低減させ、これにより、制御ハンチングを防止することができるようになる。
【００４４】
以上詳細に説明してきたように、この発明の実施の形態１の内燃機関の可変動弁装置の制御装置によれば、作動角制御の過渡領域制御時における制御応答性を悪化させることなしに、作動角制御の定常領域制御時における制御信号の振動成分を低減させ、これにより、制御ハンチングを防止することができるようになるという効果が得られる。
【００４５】
（発明の実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の内燃機関の可変動弁装置の制御装置について説明する。なお、この発明の実施の形態２の説明にあたっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分はその図示および説明を省略し、もしくは、同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４６】
この発明の実施の形態２の内燃機関の可変動弁装置の制御装置は、図１１の制御ブロック図に示すように、ＰＩＤ制御における比例項および微分項は、従来通り作動角センサ１０２で検出された実作動角を実作動角と比較することにより比例分操作量ｐおよび積分分操作量ｉを求めるが、微分項は、作動角センサ１０２で検出された実作動角値に対しローパスフィルタを通した実作動角値と通さない実作動角値との加重平均値が求められると共に、該加重平均値と目標作動角値との微分分操作量ｄを求めるように構成されている点は前記発明の実施の形態１と同様であるが、前記加重平均値を求める場合の加重平均用データ加工変数の設定方法が相違したものである。
【００４７】
即ち、前記加重平均値を求める場合の加重平均用データ加工変数の設定において、前記発明の実施の形態１では、目標作動角値と実作動角値との制御偏差のうち、微分処理前の制御偏差を用いるようにしたのに対し、この発明の実施の形態２では、制御偏差を微分処理した値を用いるようにした点で相違したものである。
従って、この発明の実施の形態２では、加重平均値を求める場合の加重平均用データ加工変数の設定が、微分処理後の制御偏差が大きい時には、ローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなり偏差が小さい時にはローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなるように構成されている。
【００４８】
この制御装置では、以上にように構成されるため、作動角制御の過渡領域においては、目標作動角値と実作動角値との微分処理後の制御偏差が小さくなるため、ローパスフィルタを通さない方の実作動角信号量にかける係数が大きく（例えば、０．９と）なり、ローパスフィルタを通した方の実作動角信号量にかける係数が小さく（例えば、０．１と）なるため、作動角制御の過渡領域においては制御応答性を高めることができる。
【００４９】
また、作動角制御の定常領域においては、目標作動角値と実作動角値との微分処理後の制御偏差が大きくなるため、以上とは逆に、ローパスフィルタを通した方の実作動角信号量にかける係数が大きく（例えば、０．９と）なり、ローパスフィルタを通さない方の実作動角信号量にかける係数が小さく（例えば、０．１と）なるため、作動角制御の定常領域においては、制御信号の振動成分を低減させ、これにより、制御ハンチングを防止することができるようになる。
【００５０】
従って、この発明の実施の形態２の内燃機関の可変動弁装置の制御装置によれば、前記発明の実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、具体的な構成はこれら発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５２】
例えば、発明の実施の形態では、機関弁として吸気弁を例にとったが、排気弁についても適用することができる。
また、本発明が適用される可変動弁機構としては、この発明の実施の形態で例示した構造のものに限定されるものではなく、従来例に示した構造のものや、その他の可変動弁機構にも全て本発明を適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳細に説明してきたように、本発明の内燃機関の可変動弁装置の制御装置では、上述のように、ＰＩＤ制御手段における微分分操作量演算手段が、作動角検出手段で検出された実作動角値に対しローパスフィルタを通した実作動角値と通さない実作動角値との加重平均値を求める加重平均値設定手段を備えていて該加重平均値設定手段で設定された加重平均値と前記目標作動角値との偏差により微分分操作量を求めるように構成され、前記加重平均値設定手段が、作動角制御の過渡領域ではローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなり作動角制御の定常領域ではローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるように加重平均用データ加工変数が設定されるように構成されている手段としたことで、作動角制御の過渡領域ではローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなるため、過渡領域における制御応答性を悪化させることがなく、また、作動角制御の定常領域ではローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるため、定常領域制御時における制御信号の振動成分を低減させ、これにより、制御ハンチングを防止することができるようになるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における内燃機関の可変動弁装置を示す断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）。
【図２】上記可変動弁装置の側面図。
【図３】上記可変動弁装置の平面図。
【図４】上記可変動弁装置に使用される偏心カムを示す斜視図。
【図５】上記可変動弁装置における揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図６】上記可変動弁装置の低速低負荷時の作用を示す断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）。
【図７】上記可変動弁装置の高速高負荷時の作用を示す断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）。
【図８】上記可変動弁装置のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図９】上記可変動弁装置の作動角制御システムを示すブロック図。
【図１０】上記可変動弁装置における作動角制御ブロック図である。
【図１１】発明の実施の形態２の可変動弁装置における作動角制御ブロック図である。
【図１２】従来例の可変動弁装置を示す断面図である。
【図１３】従来例の可変動弁装置における制御システムブロック図である。
【図１４】従来例の可変動弁装置における作動角制御ブロック図である。
【符号の説明】
１２吸気弁（機関弁）
１３カム軸
１５偏心カム
１６制御軸
１７制御カム
１８ロッカアーム
２０揺動カム
２５リンクアーム
３３バルブスプリング
ＣＰＵ制御装置（ＰＩＤ制御手段）
１０１ＤＣサーボモータ（電磁アクチュェータ）
１０２作動角センサ（作動角検出手段）

Claims

機関と連動する駆動軸の回転に伴って揺動して機関弁を開閉作動させる揺動カムと、
制御カムを備えていてその作動角制御により前記揺動カムの揺動領域を可変制御する制御軸と、
該制御軸の実作動角を検出する作動角検出手段と、
前記制御軸を目標作動角に回転駆動する電磁アクチュエータと、
前記作動角検出手段で検出された制御軸の実作動角信号に基づいて前記制御軸を機関の運転状態等に応じた目標作動角位置に回転駆動させるべく前記電磁アクチュエータの制御量をフィードバック制御する制御軸作動角制御手段と、
を備え、
前記制御軸作動角制御手段には、前記目標作動角と実作動角との偏差により比例分操作量を求める比例分操作量演算手段と積分分操作量を求める積分分操作量演算手段と前記作動角検出手段で検出された実作動角値に対しローパスフィルタを通した実作動角値と通さない実作動角値との加重平均値を求める加重平均値設定手段を備えていて該加重平均値設定手段で設定された加重平均値と前記目標作動角値との偏差により微分分操作量を求めるように構成された微分分操作量演算手段と以上の各操作量を加算することにより前記電磁アクチュエータに入力するトータルの制御量を求める加算手段とからなるＰＩＤ制御手段が含まれ、
前記加重平均値設定手段が、作動角制御の過渡領域ではローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなり作動角制御の定常領域ではローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるように加重平均用データ加工変数が設定されるように構成されていることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置の制御装置。
前記加重平均値設定手段が、目標作動角値と実作動角値との偏差が大きい時にはローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなり、偏差が小さい時にはローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなるように加重平均用データ加工変数が設定されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置の制御装置。
前記加重平均値設定手段が、目標作動角値と実作動角値との微分分操作量が大きい時にはローパスフィルタを通した実作動角値が大きくなり、微分分操作量が小さい時にはローパスフィルタを通さない実作動角値が大きくなるように加重平均用データ加工変数が設定されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置の制御装置。