JPH10266876A

JPH10266876A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JPH10266876A
Application number: JP8772597A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 博佐藤
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1997-03-22
Filing date: 1997-03-22
Publication date: 1998-10-06
Anticipated expiration: 2017-03-22
Also published as: JP3344921B2

Abstract

(57)【要約】【課題】積分演算による演算値が過大となるのを防止
し、アクチュエータの作動を適正化すると共に、バルブ
タイミング制御の応答性を高める。【解決手段】コントロールユニット２８は制御弁装置
１６等を介して偏心機構７を制御する。そして、コント
ロールユニット２８は、偏差演算回路２９、比例演算回
路３０、積分演算回路３１および補償演算回路３２等か
らなり、目標値設定回路３９が設定する目標値と作動量
演算回路４０から出力される検出値との偏差を減少させ
るようにフィードバック制御する。また、コントロール
ユニット２８内には検出時点判定回路３４が設けられ、
積分演算回路３１は検出時点判定回路３４の判定結果に
基づき検出値が更新される時点に同期して積分演算を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用エ
ンジンの吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングを可
変に制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関
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７−３３２１１８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は、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と、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構成されてい
る。

【０００４】そして、該バルブタイミング制御装置は、
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回転位相可変手段を駆動させ、
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】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
よるバルブタイミング制御装置では、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求めると共に、この偏差
に対する比例演算と不感帯用の補償演算とを行い、これ
らの演算値に基づいて制御弁の弁体を駆動することによ
り、アクチュエータのフィードバック制御を行うように
している。

【０００６】しかし、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は長時間の稼動等
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、アクチュエータによって駆動される回転
位相可変手段の検出値と目標値との間には定常偏差が生
じ、バルブタイミング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、本発明者は弁体の戻り位置のずれ
を補正するために、前記偏差に対する比例演算と不感帯
補償用の補償演算に加えて、前記偏差に対する積分演算
を行い、これらの演算値に基づいて制御弁の弁体を駆動
制御することを検討した。

【００１０】しかし、この場合には例えばエンジン回転
数が低回転域となったときに、積分演算による演算値が
過大となってアクチュエータにオーバーシュートが発生
することがあり、アクチュエータの作動等を適正化する
のが難しいという未解決の問題がある。

【００１１】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、本発明は積分演算による演算値が過大と
なるのを防止でき、アクチュエータの作動を適正化でき
ると共に、弁体の戻り位置にずれが生じた場合でもこの
位置ずれ分の補正を短時間で行い、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実質的な停止状態
にでき、フィードバック制御の信頼性や安定性を向上で
きるようにした内燃機関のバルブタイミング制御装置を
提供することを目的としている。

【００１２】

【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、内燃機関のバルブタイミングを可変に
制御するため、該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
手段と、該回転位相可変手段を作動させるため、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
手段とからなる内燃機関のバルブタイミング制御装置に
適用される。

【００１３】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記弁制御手段は、前記バルブタイミングを前
記内燃機関の運転状態に対応して変化させるように、前
記回転位相可変手段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回転位相可変手段の作動状態を
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、前記作動検出手段による検出値が更新されるとき
を検出時点と判定し、これ以外のときを非検出時点とし
て判定する検出時点判定手段と、該検出時点判定手段に
より検出時点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、非検出時点と判定したときには前記比例演算手段
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たことにあ
る。

【００１４】上記構成により、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バル
ブタイミングをフィードバック制御するため、比例演算
手段では偏差を減少させるための演算値を前記偏差に比
例して算出し、積分演算手段は戻り位置のずれを補償す
るための演算値を前記偏差を積分することによって算出
すると共に、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。

【００１５】そして、検出時点判定手段により検出時点
と判定したときのみ積分演算手段による演算値を出力
し、非検出時点では積分演算手段による演算値の出力を
中断でき、出力信号設定手段による制御信号が過大とな
るのを防止できる。

【００１６】また、請求項２の発明では、前記作動検出
手段は、クランクシャフトの回転位相が一定の回転位相
となったときに第１の基準信号を出力するクランク位置
検出器と、カムシャフトの回転位相が一定の回転位相と
なったときに第２の基準信号を出力するカム位置検出器
と、前記クランク位置検出器からの第１の基準信号と該
カム位置検出器からの第２の基準信号とに基づき前記回
転位相可変手段の作動量を演算する作動量演算回路とか
ら構成している。

【００１７】上記構成により、クランク位置検出器によ
ってクランクシャフトの回転位相を検出し、カム位置検
出器によってカムシャフトの回転位相を検出するから、
作動量演算回路ではこれらの検出結果によってクランク
シャフトとカムシャフトとの位相差を算出でき、この位
相差から前記回転位相可変手段の作動量を演算すること
ができる。

【００１８】

【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。

【００１９】ここで、図１ないし図１４は本発明の実施
例による内燃機関のバルブタイミング制御装置を自動車
用エンジンに適用した場合を例に挙げて示している。

【００２０】図において、１は内燃機関としてのエンジ
ン本体（図示せず）に回転可能に設けられた出力軸とし
てのクランクシャフトを示し、その一端側には小径プー
リ１Ａが一体に取付けられている。また、クランクシャ
フト１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４１が設けられている。

【００２１】２はクランクシャフト１の回転駆動力を後
述のカムシャフト４側に伝達するドライブシャフトで、
該ドライブシャフト２はエンジン本体側に中心Ｏ2 −Ｏ
2 周囲で回転可能に設けられ、該ドライブシャフト２の
大径プーリ２Ａは、例えばタイミングベルト３を介して
クランクシャフト１の小径プーリ１Ａに連結され、クラ
ンクシャフト１が２回転する間にドライブシャフト２が
１回転する構成となっている。

【００２２】４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４は後述の偏心ディスク９等を介し
てドライブシャフト２に連結され、ドライブシャフト２
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４はドラ
イブシャフト２と共にクランクシャフト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４Ａ，４Ａ，
…によって前記各吸気バルブをそれぞれ開，閉させる。

【００２３】５はドライブシャフト２を偏心ディスク９
に連結する連結アームで、該連結アーム５はドライブシ
ャフト２の他端側に設けられ、ドライブシャフト２と一
体的に回転する。また、連結アーム５には径方向に延び
る係合溝５Ａが形成され、該係合溝５Ａには偏心ディス
ク９の係合ピン９Ａが係合されている。

【００２４】６はカムシャフト４の一端側に設けられた
他の連結アームで、該連結アーム６には径方向に延びる
係合溝６Ａが形成され、該係合溝６Ａには偏心ディスク
９の係合ピン９Ｂが係合されている。

【００２５】７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７は後述のディスクホルダ８、偏心ディ
スク９およびコントロールシャフト１０等から構成され
ている。

【００２６】そして、偏心機構７は偏心ディスク９の中
心Ｏ2 −Ｏ2 をカムシャフト４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
４の回転位相βを図７に示す如く、クランクシャフト１
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を生じさせるも
のである。

【００２７】８は偏心ディスク９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８は図２に示す
如く、一端側がエンジン本体側に固定ピン８Ａを介して
揺動可能に取付けられた環状部８Ｂと、該環状部８Ｂの
他端側に一体形成された一対の係合爪８Ｃ，８Ｃとから
構成されている。

【００２８】９はドライブシャフト２をカムシャフト４
に連結する偏心ディスクを示し、該偏心ディスク９は一
側面に突出形成された係合ピン９Ａと、他側面に突出形
成された係合ピン９Ｂとを有し、該係合ピン９Ａ，９Ｂ
は図２に示す如く偏心ディスク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。

【００２９】また、偏心ディスク９はディスクホルダ８
の環状部８Ｂ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９Ａ，９Ｂが連結アーム
５，６の係合溝５Ａ，６Ａ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２とカムシャフト４
とは、連結アーム５，６および偏心ディスク９を介して
互いに連結され、この状態で偏心ディスク９は連結アー
ム５，６の間でカムシャフト４（ドライブシャフト２）
の径方向に相対変位可能となっている。

【００３０】１０は偏心ディスク９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１０
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１０の一端側には
円形のカム１０Ａが偏心して設けられている。そして、
カム１０Ａはディスクホルダ８の各係合爪８Ｃ間に摺動
可能に配設され、コントロールシャフト１０は連結アー
ム１１を介して油圧シリンダ１２に連結されている。

【００３１】１１はコントロールシャフト１０を油圧シ
リンダ１２のロッド１２Ｃに連結する連結アームで、該
連結アーム１１はコントロールシャフト１０の他端側に
設けられ、コントロールシャフト１０と一体的に回転す
る。また、連結アーム１１には径方向に延びる係合溝１
１Ａが形成され、該係合溝１１Ａにはロッド１２Ｃの係
合ピン１２Ｆが係合されている。

【００３２】１２はコントロールシャフト１０を回動さ
せるリニア型のアクチュエータとしての油圧シリンダを
示し、該油圧シリンダ１２は、図４に示すようにシリン
ダ１２Ａと、該シリンダ１２Ａ内に摺動可能に設けられ
たピストン１２Ｂと、一端側が該ピストン１２Ｂに固着
され、他端側がシリンダ１２Ａ外に突出したロッド１２
Ｃとから構成されている。そして、油圧シリンダ１２
は、管路１３Ａ，１３Ｂを介してタンク１４と共に液圧
源となる油圧ポンプ１５に接続され、ピストン１２Ｂに
よって画成された２つの油室１２Ｄ，１２Ｅに管路１３
Ａ，１３Ｂを介して圧油が給排されることにより、ロッ
ド１２Ｃを矢示Ａ，Ｂ方向に伸縮させるものである。

【００３３】また、ロッド１２Ｃには係合ピン１２Ｆが
突出して設けられ、該係合ピン１２Ｆは連結アーム１１
の係合溝１１Ａ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１０は、油圧シリンダ１
２のロッド１２Ｃが矢示Ａ，Ｂ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１０
はカム１０Ａを介してディスクホルダ８を偏心ディスク
９と共に固定ピン８Ａを中心にして矢示Ｃ，Ｄ方向に揺
動させる。

【００３４】１６は制御弁機構としての制御弁装置、１
７は該制御弁装置１６の本体部を構成するスプール弁
で、該スプール弁１７は略筒状の弁ケーシング１８を有
し、該弁ケーシング１８の内周側には後述のスプール２
４が摺動可能に挿嵌されるスプール摺動穴１８Ａが形成
されている。また、弁ケーシング１８にはスプール摺動
穴１８Ａの軸方向に離間してポンプポート１９、タンク
ポート２０および一対の流出入ポート２１，２２が設け
られ、弁ケーシング１８の一端側端部には、ドレンポー
ト２３が設けられている。

【００３５】ここで、ポンプポート１９は油圧ポンプ１
５に接続され、タンクポート２０はタンク１４に接続さ
れている。そして、流出入ポート２１は油圧シリンダ１
２の給排口１２Ｇに接続され、流出入ポート２２は油圧
シリンダ１２の給排口１２Ｈに接続されている。また、
流出入ポート２１，２２は、例えば図５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２
３はタンク１４に接続されている。

【００３６】２４は弁ケーシング１８のスプール摺動穴
１８Ａ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２４には、２個のランド２４Ａ，２
４Ｂが設けられ、ランド２４Ａは流出入ポート２１を
開，閉すると共に、ランド２４Ｂは流出入ポート２２を
開，閉するものである。そして、該スプール２４は後述
する電磁アクチュエータ２７によりコントロールユニッ
ト２８から出力されるＰＷＭ信号のデューティ比に比例
して矢示Ｅ，Ｆ方向に摺動変位される。また、スプール
２４の一端側と弁ケーシング１８との間には、ドレンポ
ート２３に連通するばね室２５が形成され、該ばね室２
５内には、スプール２４を矢示Ｆ方向に常時付勢するば
ね２６が設けられている。

【００３７】ここで、スプール２４が中立位置にあると
きは、スプール２４のランド２４Ａは図５に示す如く流
出入ポート２１を完全に閉塞すると共に、ランド２４Ｂ
は流出入ポート２２を完全に閉塞する。そして、スプー
ル２４はランド２４Ａ，２４Ｂの幅寸法が、流出入ポー
ト２１，２２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２４のランド２４Ａ，２４Ｂと弁ケーシ
ング１８の流出入ポート２１，２２との間には、スプー
ル２４を中立位置で僅かに摺動変位させても、流出入ポ
ート２１，２２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。

【００３８】２７はスプール２４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２７は電磁比例ソレノイドからなり、
弁ケーシング１８の他端側に取付けられたケース２７Ａ
と、該ケース２７Ａ内に設けられたコイル部２７Ｂと、
該コイル部２７Ｂの内周側に変位可能に設けられた駆動
ロッド２７Ｃとから構成されている。

【００３９】そして、制御弁装置１６は弁ケーシング１
８、スプール２４および電磁アクチュエータ２７等から
なり、油圧シリンダ１２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１６は電磁アク
チュエータ２７によってスプール２４を弁ケーシング１
８のスプール摺動穴１８Ａ内で摺動変位させ、流出入ポ
ート２１，２２を連通、遮断させることにより、ポンプ
ポート１９を介した油圧ポンプ１５からの圧油を油圧シ
リンダ１２に供給すると共に、油圧シリンダ１２内の圧
油をタンクポート２０やドレンポート２３を介してタン
ク１４側に排出させるものである。

【００４０】２８は後述のクランク角センサ４１とカム
位置センサ４２と共に弁制御手段を構成するコントロー
ルユニットを示し、該コントロールユニット２８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２８にはＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶部
２８Ａが設けられると共に、電磁アクチュエータ２７の
駆動制御を行うものである。

【００４１】そして、該コントロールユニット２８内に
は、図６に示すように後述する偏差演算回路２９、比例
演算回路３０、積分演算回路３１、補償演算回路３２、
中立位置設定回路３３、検出時点判定回路３４、出力信
号設定回路３５、目標値設定回路３９および作動量演算
回路４０が設けられている。また、コントロールユニッ
ト２８の記憶部２８Ａには、図９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 および検
出フラグ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２８の入力側には、後述するクランク角セ
ンサ４１およびカム位置センサ４２等が接続され、出力
側はスプール弁１７の電磁アクチュエータ２７等に接続
されている。

【００４２】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３２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、検出フラグ
Ｆは後述の検出時点判定回路３４により検出時点と判定
したときに１（Ｆ＝１）に設定され、検出時点判定回路
３４により非検出時点と判定したときには零（Ｆ＝０）
に設定されるものである。

【００４３】２９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２９は目標値設定回路３９からの目
標値ｒと作動量演算回路４０からの検出値ｙとの偏差ｅ
を演算する。３０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３０は偏差演算回路２９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。

【００４４】３１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３１は偏差ｅを時間積分し、偏差ｅ
の積分値に対応した積分演算値ｕ2 を出力する。３２は
補償演算手段としての補償演算回路３２で、該補償演算
回路３２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。３３はスプール２４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３３はスプール２４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。

【００４５】３４はクランク角センサ４１とカム位置セ
ンサ４２とに接続された検出時点判定手段としての検出
時点判定回路で、該検出時点判定回路３４は図１０に示
す如く、クランク角センサ４１から出力される基準信号
Ｓ1 とカム位置センサ４２から出力される基準信号Ｓ2
とに基づき後述の作動量演算回路４０による検出値ｙが
更新されるときを検出時点と判定することにより検出フ
ラグＦを１（Ｆ＝１）に設定し、これ以外のときには非
検出時点と判定することにより検出フラグＦを零（Ｆ＝
０）に設定するものである。

【００４６】３５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３５は積分利得調
整回路３６、加算演算回路３７およびＰＷＭ変換回路３
８から構成される。そして、積分利得調整回路３６は検
出時点判定回路３４により検出時点と判定したときに積
分演算の利得となる係数Ｋi を定数Ｋ0 （Ｋi ＝Ｋ0）
に設定し、非検出時点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。

【００４７】これにより、加算演算回路３７は検出時点
判定回路３４により検出時点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、非検
出時点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。

【００４８】そして、ＰＷＭ変換回路３８は加算演算回
路３７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１６の電磁アクチュエータ２７に向
けて出力する。

【００４９】３９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
標値設定回路で、該目標値設定回路３９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１０の目標
回動角を目標値ｒとして出力するものである。

【００５０】４０はクランク位置検出器としてのクラン
ク角センサ４１とカム位置検出器としてのカム位置セン
サ４２と共に作動検出手段を構成する作動量演算回路
で、該作動量演算回路４０はクランク角センサ４１から
の第１の基準信号Ｓ1 とカム位置センサ４２からの第２
の基準信号Ｓ2 とに基づきコントロールシャフト１０の
実回動角θ（図３参照）を検出値ｙとして算出する。

【００５１】ここで、クランク角センサ４１は、図７に
示すようにクランクシャフト１に隣接して設けられ、ク
ランクシャフト１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８に示す如く第１の基準信号
Ｓ1 を出力する。

【００５２】また、カム位置センサ４２はカムシャフト
４側に設けられ、カムシャフト４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８に示すよう
に第２の基準信号Ｓ2 を出力するものであり、クランク
角センサ４１とカム位置センサ４２とはカムシャフト４
が１回転する間に１回だけ各基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 を出力
するように構成されている。

【００５３】そして、偏心機構７によりクランクシャフ
ト１とカムシャフト４との間に位相差Φが生じると、カ
ム位置センサ４２の第２の基準信号Ｓ2 が図８中にＳ2
′として示す如く、クランク角センサ４１の第１の基
準信号Ｓ1 から例えば時間ΔＴ分だけ遅れて出力され
る。これにより、作動量演算回路４０は各基準信号Ｓ1
，Ｓ2 ′の間の時間ΔＴとエンジンの回転数Ｎに基づ
いて位相差Φを

【００５４】

【数１】Φ＝ｋ×ΔＴ×Ｎとして演算する（但し、ｋは定数）。また、作動量演算
回路４０は位相差Φに基づいて検出値ｙとしてのコント
ロールシャフト１０の実回動角θ（図３参照）を算出す
る。

【００５５】これにより、コントロールユニット２８
は、目標値設定回路３９から出力される目標値ｒに検出
値ｙが一致するように油圧シリンダ１２を作動させ、コ
ントロールシャフト１０をフィードバック制御する。

【００５６】本実施例による内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置は上述の如き構成を有するもので、次に、そ
の作動について説明する。

【００５７】まず、エンジンによりクランクシャフト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３を介してドライブシャフト２に伝達され、連結アー
ム５と偏心ディスク９はディスクホルダ８内で図３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９
の係合ピン９Ｂと連結アーム６とを介してカムシャフト
４に伝達されると共に、カムシャフト４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。

【００５８】そして、吸気バルブの開閉タイミングを変
えるときには、コントロールユニット２８内の目標値設
定回路３９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１０の目標回動角を目標値ｒとして出
力する。これにより、コントロールユニット２８は、目
標値ｒにコントロールシャフト１０の実回動角θが一致
するように、図２に示す如く油圧シリンダ１２のロッド
１２Ｃを矢示Ａ，Ｂ方向に進退させる。このとき、ロッ
ド１２Ｃに連結アーム１１等を介して係合するコントロ
ールシャフト１０は矢示Ｃ，Ｄ方向に回動し、図３に示
す如く偏心ディスク９が連結アーム５，６間でカムシャ
フト４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４の中心Ｏ1 −Ｏ1 から偏心量εだ
け偏心する。

【００５９】この結果、カムシャフト４の回転位相βと
クランクシャフト１の回転位相αとの間には位相差Φが
生じ、カムシャフト４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。

【００６０】次に、図９を参照してコントロールユニッ
ト２８によるバルブタイミング制御処理について説明す
る。

【００６１】まず、ステップ１では、中立位置設定回路
３３から出力される中立位置設定値ｕ4 を読込み、ステ
ップ２では、エンジンの回転数Ｎ等に基づき目標値設定
回路３９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１０の目標回動角を目標値ｒとして算出す
る。

【００６２】次に、ステップ３では、検出時点判定回路
３４によりクランク角センサ４１からの第１の基準信号
Ｓ1 とカム位置センサ４２からの第２の基準信号Ｓ2 と
に基づき検出時点を判定する。そして、作動量演算回路
４０では前記第１の基準信号Ｓ1 と第２の基準信号Ｓ2
とに基づき実際のコントロールシャフト１０の実回動角
θを検出値ｙとして算出する。そして、ステップ４で
は、偏差演算回路２９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。

【００６３】次に、ステップ５では図１１に示す積分利
得調整処理を行い、検出時点判定回路３４により検出時
点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、非検出時点と判定したと
きには係数Ｋi を零（Ｋi ＝０）に設定する。

【００６４】また、ステップ６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 ＝ｕ2 ＋Ｋi ×ｅ）を算出する。

【００６５】次に、ステップ７では、記憶部２８Ａから
定数Ｋp を読出すと共に、比例演算回路３０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。

【００６６】次に、ステップ８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１２のロッド１２Ｃは目標とする位
置に達しているから、ステップ１２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、後述
のステップ１３，１４ではスプール２４を中立位置に戻
すような処理を行う。

【００６７】また、ステップ８で「ＮＯ」と判定したと
きには、ステップ９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
コントロールシャフト１０が矢示Ｄ方向に過大に回動
し、油圧シリンダ１２のロッド１２Ｃ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１
０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１３，１４の処理により、スプ
ール２４は矢示Ｅ方向に摺動変位し、油圧ポンプ１５か
らの圧油は油圧シリンダ１２の油室１２Ｄ内に供給され
る。

【００６８】一方、ステップ９で「ＮＯ」と判定したと
きには、偏差ｅは負の値（ｅ＜０）となってコントロー
ルシャフト１０が矢示Ｃ方向に過大に回動し、油圧シリ
ンダ１２のロッド１２Ｃ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１１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１３，１４の処理により、スプール２４
は矢示Ｆ方向に摺動変位し、油圧ポンプ１５からの圧油
は油圧シリンダ１２の油室１２Ｅ内に供給される。

【００６９】次に、ステップ１３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。

【００７０】そして、ステップ１４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２７に出力して、ス
プール２４を摺動変位させる。これにより、油圧シリン
ダ１２に供給される圧油が制御され、コントロールシャ
フト１０は偏差ｅを減少させる方向に回動すると共に、
最適なバルブタイミングでエンジンを駆動することがで
きる。

【００７１】次に、検出時点判定回路３４および作動量
演算回路４０による検出値ｙの算出処理および検出時点
判定処理について図１０を参照して説明する。

【００７２】まず、ステップ２１では、クランク角セン
サ４１からの第１の基準信号Ｓ1 が検出されたか否かを
判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ２２
に移って第１の基準信号Ｓ1 と第２の基準信号Ｓ2 との
間の時間を計測するためのタイマＴを零（Ｔ＝０）と
し、ステップ２３に移る。

【００７３】一方、ステップ２１で「ＮＯ」と判定した
ときには、ステップ２３に移ってカム位置センサ４２か
らの第２の基準信号Ｓ2 が検出されたか否かを判定し、
ステップ２３で「ＮＯ」と判定したときには非検出時点
であるから、ステップ２７に移って検出フラグＦを零
（Ｆ＝０）に設定すると共に、ステップ２８でリターン
する。

【００７４】また、ステップ２３で「ＹＥＳ」と判定し
たときには、検出値ｙが更新される検出時点であるか
ら、ステップ２４に移って検出フラグＦを１（Ｆ＝１）
に設定すると共に、ステップ２５で第１の基準信号Ｓ1
と第２の基準信号Ｓ2 との間の時間ΔＴをタイマＴの値
に設定する。そして、ステップ２６では、時間ΔＴとエ
ンジンの回転数Ｎとに基づき作動量演算回路４０は数１
の式からクランクシャフト１とカムシャフト４との位相
差Φを算出する共に、位相差Φに対応したコントロール
シャフト１０の実回動角θを算定し、検出値ｙを更新す
る。

【００７５】次に、検出時点判定回路３４の判定結果に
基づいて積分演算の利得となる係数Ｋi を調整する積分
演算利得調整処理について図１１を参照しつつ説明す
る。

【００７６】まず、ステップ３１では、検出フラグＦが
１（Ｆ＝１）であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定
したときには検出時点であるから、ステップ３２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３３で検出フラグＦを零
（Ｆ＝０）に設定し、ステップ３５に移ってリターンす
る。

【００７７】一方、ステップ３１で「ＮＯ」と判定した
ときには非検出時点であるから、ステップ３４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３５に移ってリターンする。

【００７８】ここで、比例演算回路３０、積分演算回路
３１、補償演算回路３２、検出時点判定回路３４および
出力信号設定回路３５の動作について図１２および図１
３を参照しつつ詳述する。

【００７９】図１２中に実線で示す特性線４３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２１，２２の開度との関係を示している。なお、図
１２の特性線図では、スプール２４が中立位置から矢示
Ｅ方向に移動して流出入ポート２１，２２を開口させた
ときに、流出入ポート２１，２２の開度を正の値で表
し、スプール２４が中立位置から矢示Ｆ方向に移動した
ときの流出入ポート２１，２２の開度を負の値として表
している。

【００８０】そして、ＰＷＭ信号のデューティ比が５０
％のときには、スプール２４は流出入ポート２１，２２
を完全に閉塞する中立位置にあり、流出入ポート２１，
２２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２４は中立位置から矢示Ｅ方向に一定寸法
δ内で移動するため、流出入ポート２１，２２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２４は
中立位置から矢示Ｆ方向に一定寸法δ内で移動するた
め、流出入ポート２１，２２の開度は０％に保持され
る。

【００８１】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２１，２２の開度は１
００％となり、スプール２４が矢示Ｅ方向に最大移動す
ることにより、流出入ポート２１，２２は油圧シリンダ
１２を最大伸長させるように最大開度となる。一方、Ｐ
ＷＭ信号のデューティ比が０％程度のときには、流出入
ポート２１，２２の開度は−１００％となり、スプール
２４は矢示Ｆ方向に最大移動することにより、流出入ポ
ート２１，２２は油圧シリンダ１２を最縮小させるよう
に最大開度となる。

【００８２】しかし、実際のスプール弁１７ではスプー
ル２４の製造誤差やばね２６の経時変化等によって、Ｐ
ＷＭ信号のデューティ比を５０％としたときにもスプー
ル２４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２７内のコイル部２
７Ｂ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１７の戻り位置に復帰しないことがあ
り、図１２中に点線で示す特性線４４のように戻り位置
のずれΔ2 が生じることがある。

【００８３】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３１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１２Ｃは目標とする位置である本来の停止位置付
近で微小摺動を繰返す実質的な停止状態にすることがで
き、本来の停止位置から位置ずれした状態で実質的な停
止状態となるのを防止している。

【００８４】次に、積分演算回路３１および検出時点判
定回路３４の作用について図１３を参照しつつ詳述す
る。ここで、図１３は検出値ｙ、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。また、目標値ｒは図１３中に一点鎖線で示す特性線
４５のように一定値に変更されたものとし、コントロー
ルユニット２８は１０ｍｓ程度の時間間隔でＰＷＭ信号
を出力するものとする。

【００８５】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
て点線で示す。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４６
のように偏差ｅ（ｅ＝ｒ−ｙ）に対応して大きな値とな
る。そして、補償演算値ｕ3 は特性線４７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。また、積分演算値ｕ2 は特
性線４８に示すように、偏差ｅに対応して増加する。

【００８６】これにより、スプール２４は、例えば補償
演算値ｕ3 に応じて矢示Ｅ方向に一定寸法δだけ摺動変
位すると共に、比例演算値ｕ1 と積分演算値ｕ2 とに応
じて矢示Ｅ方向に摺動変位する。そして、ロッド１２Ｃ
は矢示Ａ方向に伸長し、油圧シリンダ１２の油室１２Ｄ
内には油圧ポンプ１からの圧油が供給されると共に、コ
ントロールシャフト１０が矢示Ｃ方向に回動し、クラン
クシャフト１とカムシャフト４との位相差Φが変化す
る。

【００８７】ここで、検出値ｙはクランク角センサ４１
からの第１の基準信号Ｓ1 とカム位置センサ４２からの
第２の基準信号Ｓ2 とに基づき算出されるため、検出値
ｙは特性線４９に示すように階段状に時間変化する。そ
して、各基準信号Ｓ1 ，Ｓ2が出力されるまでの一定時
間τ1 はエンジンの回転数Ｎに依存し、例えば回転数Ｎ
が１０００ｒｐｍでは６０ｍｓ程度になる。これに対
し、コントロールユニット２８は電磁アクチュエータ２
７を駆動するためのＰＷＭ信号を１０ｍｓ毎に出力する
から、検出値ｙが算出されてから次なる検出値に更新さ
れるまでの間に例えば６回の演算を行うことになる。こ
のとき、検出値ｙが算出された直後に行う１回の演算は
検出値ｙに基づき行うのに対し、他の５回の演算は前回
の検出値ｙに基づき行うことになる。

【００８８】このとき、比例演算値ｕ1 と補償演算値ｕ
3 とは一定時間τ1 の間では各特性線４６，４７に示す
如く時間変化しない。一方、積分演算回路３１は特性線
５０に示す偏差ｅ（ｅ＝ｒ−ｙ）を時間積分するため、
積分演算値ｕ2 は図１４中の特性線５１に示す如く増加
すると共に、過大な値になり易いことが確認されてい
る。

【００８９】このため、積分演算値ｕ2 は図１３中の特
性線４８に示すように短時間で大きな値となり、目標値
ｒが変更されてから一定時間τ2 が経過すると、積分演
算値ｕ2 によってスプール２４は矢示Ｅ方向に変位し過
ぎることとなり、油圧シリンダ１２にオーバーシュート
が発生する。

【００９０】そして、検出値ｙが目標値ｒを越えると、
比例演算値ｕ1 は偏差ｅに対応して負の値となり、補償
演算値ｕ3 は定数−Ｋb となると共に、積分演算値ｕ2
は徐々に減少する。このようにして、積分演算値ｕ2 は
戻り位置のずれΔ2 に対応した定数（一定値ｕ20）を出
力することになると共に、偏差ｅがほぼ零（ｅ＝０）と
なってコントロールシャフト１０は目標回動角となって
実質的な停止状態となる。

【００９１】このように、検出値ｙが更新されない間も
積分演算を行った場合には、エンジンの回転数Ｎが低回
転域となったときに、積分演算値ｕ2 が戻り位置のずれ
Δ2を補償するための一定値ｕ20よりも過大となり、油
圧シリンダ１２にオーバーシュートが発生すると共に、
コントロールシャフト１０が目標値ｒに収束するまでに
要する時間が増加する傾向がある。

【００９２】これに対し、本実施例では検出時点判定回
路３４によって検出時点と判定したときのみ積分演算を
行い、非検出時点には積分演算の利得となる係数Ｋi を
零（Ｋi ＝０）に設定する構成としている。この場合、
積分演算値ｕ2 は図１４中の特性線５２に示すように偏
差ｅの時間変化に応じて変化する。

【００９３】これにより、積分演算値ｕ2 は図１３中の
特性線５３に示すように徐々に増加し、戻り位置のずれ
を補償するための一定値ｕ20よりも過大に大きくなるの
を防止できる。また、比例演算値ｕ1 は特性線５４のよ
うに偏差ｅに対応した値となり、補償演算値ｕ3 は特性
線５５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２４が矢示Ｅ方向に摺動変位し、ロッド
１２Ｃは矢示Ａ方向に伸長すると共に、コントロールシ
ャフト１０は矢示Ｃ方向に回転し、検出値ｙは特性線５
６に示す如く目標値ｒに速やかに収束する。また、オー
バーシュートの発生を防止できるから、コントロールシ
ャフト１０は目標回動角を越えて矢示Ｃ方向に行き過ぎ
ることはなく速やかに実質的な停止状態にでき、コント
ロールシャフト１０を目標回動角に向けてより高い応答
性をもって作動させることができる。

【００９４】かくして、本実施例によれば、スプール弁
１７を制御するコントロールユニット２８内に比例演算
回路３０、積分演算回路３１、補償演算回路３２および
検出時点判定回路３４を設けたから、比例演算回路３０
によって偏差ｅに対応してスプール２４を摺動変位させ
て偏差ｅを減少でき、積分演算回路３１によってスプー
ル弁１７に生じる戻り位置のずれΔ2 を補償でき、補償
演算回路３２によってスプール弁１７の不感帯補償を行
うことができると共に、検出時点判定回路３４の判定結
果に基づき積分演算を行うことができる。

【００９５】また、検出時点判定回路３４が検出時期と
判定したときのみ積分演算を行うことによって、積分演
算値ｕ2 が過大になるのを防止できると共に、油圧シリ
ンダ１２にオーバーシュートが発生するのを防ぎ、油圧
シリンダ１２の作動を適正化できる。さらに、油圧シリ
ンダ１２によってコントロールシャフト１０を目標値ｒ
に向けて速やかに回動させつつ、コントロールシャフト
１０が目標回動角に達したときに実質的な停止状態にす
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。

【００９６】そして、偏心機構７によってクランクシャ
フト１とカムシャフト４との間に生じる位相差Φを制御
し、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。

【００９７】さらに、作動検出手段を作動量演算回路４
０、クランク角センサ４１およびカム位置センサ４２と
から構成したから、エンジンの点火時点等を検出するた
めに設けられるクランク角センサ４１とカム位置センサ
４２とからの各基準信号Ｓ1，Ｓ2 とに基づきコントロ
ールシャフト１０の実回動角θを演算でき、コントロー
ルシャフト１０の実回動角θを検出するためのポテンシ
ョンメータ等を別途設ける必要がなく、製造コストを低
減することができる。また、クランク角センサ４１とカ
ム位置センサ４２とを検出時点判定回路３４に接続する
構成としたから、検出時点判定回路３４は第１，第２の
基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 に基づき検出値ｙが更新される検出
時点を確実に判定することができる。

【００９８】なお、前記実施例では、スプール２４を比
例ソレノイド等の電磁アクチュエータ２７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ず、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。

【００９９】また、前記実施例では、検出時点判定回路
３４はクランク角センサ４１からの第１の基準信号Ｓ1
とカム位置センサ４２からの第２の基準信号Ｓ2 とに基
づき検出時点を判定するものとしたが、本発明はこれに
限らず、クランク角センサ４１からの第１の基準信号Ｓ
1 とカム位置センサ４２からの第２の基準信号Ｓ2 との
うちいずれか一方の基準信号によって検出時点を判定す
る構成としてもよい。

【０１００】さらに、前記実施例ではクランク角センサ
４１とカム位置センサ４２とからエンジンの１回転当り
に１回の各基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 を出力させるものとして
述べたが、本発明はこれに限らず、例えばエンジンの１
回転当りに２回以上の各基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 をクランク
角センサ４１とカム位置センサ４２とからそれぞれ出力
させる構成としてもよい。

【０１０１】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、弁制御手段に偏差に対する積分演算を行う積分演
算手段を設けたから、制御弁機構に生じる弁体の戻り位
置のずれを確実に補償することができる。また、検出時
点判定手段により検出時点と判定したときにのみ積分演
算手段の演算値を出力し、非検出時点では積分演算手段
による演算値の出力を中断でき、出力信号設定手段によ
る制御信号が過大となってオーバーシュート等が発生す
るのを良好に防止できると共に、制御弁機構に生じる戻
り位置のずれを短時間で補正でき、アクチュエータを目
標とする位置で速やかに実質的な停止状態にすることが
できる。

【０１０２】また、アクチュエータの作動を適正化でき
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、アクチュエータによって回転位相可変手段を作動
させてクランクシャフトとカムシャフトとの間に生じる
位相差を制御し、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。

【０１０３】また、請求項２の発明によれば、作動検出
手段をクランク位置検出器、カム位置検出器および作動
量演算回路から構成したから、エンジンの点火時点等を
検出するために設けられるクランク位置検出器からの第
１の基準信号とカム位置検出器からの第２の基準信号と
に基づき回転位相可変手段の作動量を演算でき、回転位
相可変手段の作動量を検出するためのポテンションメー
タ等を別途設ける必要がなく、製造コストを低減するこ
とができる。また、第１，第２の検出信号に基づき検出
値が更新される検出時点を確実に判定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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２】図１中のクランクシャフトおよびディスクホル
ダ等を油圧シリンダと共に示す斜視図である。

【図３】偏心ディスクをコントロールシャフト等と共に
示す図１中の矢示 III−III 方向からみた断面図であ
る。

【図４】油圧シリンダおよび制御弁装置等を示す断面図
である。

【図５】弁ケーシングのポートとランドとの関係を示す
図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた拡大断面図である。

【図６】図４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７】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説明図である。

【図８】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。

【図９】コントロールユニットによるバルブタイミング
制御処理を示す流れ図である。

【図１０】図９中の検出値算出処理を示す流れ図であ
る。

【図１１】図９中の積分利得調整処理を示す流れ図であ
る。

【図１２】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１３】コントロールシャフトを回動させるときの検
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１４】偏差と積分演算値との関係を示す特性線図で
ある。

【符号の説明】

１クランクシャフト４カムシャフト７偏心機構（回転位相可変手段）１２油圧シリンダ（アクチュエータ）１４タンク１５油圧ポンプ１６制御弁装置（制御弁機構）２４スプール（弁体）２７電磁アクチュエータ２８コントロールユニット（弁制御手段）２９偏差演算回路（偏差演算手段）３０比例演算回路（比例演算手段）３１積分演算回路（積分演算手段）３２補償演算回路（補償演算手段）３４検出時点判定回路（検出時点判定手段）３５出力信号設定回路（出力信号設定手段）３９目標値設定回路（目標値設定手段）４０作動量演算回路４１クランク角センサ（クランク位置検出器）４２カム位置センサ（カム位置検出器）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のバルブタイミングを可変に制
御するため、該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
段と、該回転位相可変手段を作動させるため、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
らなる内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記弁制御手段は、前記バルブタイミングを前記内燃機
関の運転状態に対応して変化させるように、前記回転位
相可変手段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
記回転位相可変手段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、前記作動検出手段による検出値が更新されるときを検出
時点と判定し、これ以外のときを非検出時点として判定
する検出時点判定手段と、該検出時点判定手段により検出時点と判定したときに
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、非検出時点と判定したと
きには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
とから構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置。
【請求項２】前記作動検出手段は、クランクシャフト
の回転位相が一定の回転位相となったときに第１の基準
信号を出力するクランク位置検出器と、カムシャフトの
回転位相が一定の回転位相となったときに第２の基準信
号を出力するカム位置検出器と、前記クランク位置検出
器からの第１の基準信号と該カム位置検出器からの第２
の基準信号とに基づき前記回転位相可変手段の作動量を
演算する作動量演算回路とから構成してなる請求項１に
記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。