KR100343763B1

KR100343763B1 - 내연기관의 제어장치

Info

Publication number: KR100343763B1
Application number: KR1020000024693A
Authority: KR
Inventors: 하시모토아쓰코; 와다코지; 카와카미다케시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2002-07-20
Also published as: JP2001090562A; DE10018976B4; JP3290427B2; KR20010029701A; US6213070B1; DE10018976A1

Abstract

고속 회전시에 소정의 크랭크 각도 위치마다의 처리시간의 대폭전인 증대를 억제하고 응답성의 변동을 없애며 양호한 밸브타이밍 제어를 가능하게 한다.

흡,배기밸브의 밸브오버랩량을 변경 하도록 상기 각 밸브의 적어도 한쪽의 밸브타이밍을 변경하는 밸브타이밍 변경기구와, 실밸브타이밍 위치를 소정의 크랭크 각도 위치마다에 검출하는 실진각량 검출수단과, 기관의 운전상태에 따라 목표밸브타이밍을 설정하는 목표진각량 설정수단과, 실진각량은 목표진각량으로 변경 하도록 밸브타이밍 변경기구를 제어하는 제어수단과, 목표 진각량과 실진각량의 편차를 크랭크 각도 위치마다에 연산하는 진각량 편차 연산수단과, 진각량 편차의 금회차와 전회치의 편차를 소정시간 마다의 연산하는 미분치 연산수단과, 진각량 편차와 미분치에 따라서 제어수단으로 사용하는 제어량을 연산하는 제어량 연산수단을 구비한다.

Description

내연기관의 제어장치{CONTROL APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

이 발명은 밸브타이밍 변경기구를 구비하는 내연기관의 제어장치에 관한 것으로, 특히 밸브타이밍 변경기구에 의한 밸브타이밍의 변경을 제어하는 제어장치에 관한 것이다.

도 8은 일본국 특개평 6 - 299876 호 공보에 기재된 종래의 밸브타이밍 변경기구를 구비한 내연기관의 제어시스템의 개략구성을 표시하고 있다. 이 종래예는 일반적인 흡기밸브의 개폐타이밍을 변경하는 시스템의 일예이다.

이 종래의 내연기관에 대하여 설명하면 각 기통(100)(1기통만이 도시되어 있다)내에는 그 내부를 왕복 운동하는 피스톤(101)에 의해 연소실(100a)이 정해지고 연소실(100a) 상부의 실린더 헤드에는 점화플러그(102)가 설치되며, 그 선단을 연소실(100a)내에 향하게하고 있다.

각 기통(100)에는 연소실(100a)에 흡기를 인도하는 흡기관(103)과, 연소실 (100a)로 부터 연소가스를 배기하기 위한 배기관(104)이 접속되어 있다.

흡기관(103)은 연소실(100a)로 공기를 흡기 하도록 하고 배기관(104)는 연소실(100a)로 부터 연소가스를 배출 하는데 사용된다.

배기관(104)이 연소실(100a)로 개구하는 흡기포토에는 흡기밸브(117)가 설치되고, 또 배기관(104)이 연소실(100a)로 개구하는 배기포트에는 배기밸브(118)가 설치되어 있다. 흡기관(103)내에는 연소실(100a)로 공급되는 흡기량을 제어하기 위한 스로틀 밸브(108)가 설치되고 이 스로틀 밸브(108)의 개도는 그 근방에서 흡기관(103)에 부착된 스로틀개도 검출센서(112)에 의해 검출된다.

또, 흡기관(103)내에서 스로틀 밸브(108)의 하류측에는 흡기관(103)으로 연료를 공급하기 위한 연료 분사밸브(105)와, 흡기관(103)내의 압력을 검출하기 위한 압력센서(113)가 설치되어 있다.

또, 기통(100)에는 엔진의 냉각수의 온도를 검출하기 위한 수온센서(107)가 부착되어 있고, 배기관(104)에는 배기중의 산소농도를 검출하는 산소센서(106)가 설치되어 있다.

또, 흡기밸브(117) 및 배기밸브(118)의 위쪽에는 각 밸브를 개폐 구동 시키기 위한 흡기 캠샤프트(115) 및 배기 캠샤프트(119)가 배치되어 있고, 흡기 캠샤프트(115) 및 배기 캠샤프트(119)에는 흡기측 타이밍 풀리(120) 및 배기측 타이밍 풀리(119a)가 부착되어 있다.

흡기측 타이밍 풀리(120) 및 배기측 타이밍 풀리(119a)는 피스톤 로드(116a)를 통하여 각 기통(100)내의 피스톤(101)에 연결된 크랭크 샤프트(116)에 도시하지 않은 타이밍 밸트를 통하여 작동 연결되어 있으며 따라서, 흡기 캠샤프트(115) 및 배기 캠샤프트(119)는 크랭크 샤프트(116)의 회전에 동기하여 회전 구동된다.

흡기 캠샤프트(115)의 단면에는 기관의 윤활유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(VVT ACT)(114)가 연결되어 있고 유압 액추에이터(114)는 흡기밸브(117)의 밸브 개폐 타이밍을 변경한다.

즉, 유압 액추에이터(114)는 흡기측 타이밍 풀리(120)에 대한 흡기 캠샤프트(115)의 변위각도를 변화 시킴으로써 흡기밸브(117)의 밸브 개폐타이밍을 연속적으로 변경한다.

오일컨트롤 밸브(OCV)(121)는 유압 액추에이터(114)에 작동유를 공급하는 동시에 작동유의 유량을 조정하고 유압 액추에이터(114)를 구동하여 흡기밸브 (117)의 개폐 타이밍을 변경한다.

도 8은 흡기측의 밸브타이밍만을 변경하는 시스템에 대하여 표시하고 있으나 배기측의 밸브타이밍을 변경하는 시스템에 대하여도 마찬가지로 구성된다.

크랭크 샤프트(116)에는 외주에 요철(凹凸)을 설치한 회전판(116b)이 고착되고, 또 이 회전판(116b)에 근접하여 그 외주부에 대향 하도록 배치된 크랭크 각도 위치 검출센서(110)에 의해 회전판(116b) 외주의 요철을 검출하여 크랭크 샤프트 (116)의 회전위치(크랭크 각도위치) 및 기관의 회전수(이하, 엔진 회전수라 한다)를 검출한다.

크랭크 각도위치 검출센서(110)나 스로틀개도 검출센서(112), 압력센서 (113), 흡기 공기량 검출센서(도시않음), 수온센서(107)등 각종 센서의 출력신호는 엔진 제어장치(이하 ECU라 한다)(122)에 입력되고. ECU(122)는 그들의 정보로 부터 기관의 운전상태를 검출하여 검출된 기관 운전상태에 따라서 점화 플러그(102), 연료분사밸브(105), 오일컨트롤 밸브(121)등을 제어한다.

도 9는 상기 종래의 밸브타이밍 변경기구를 구비한 내연기관의 제어장치의 기본 구성을 표시하는 블록도이다.

도 9에서 이 종래의 내연기관의 제어장치는 후술하는 바와 같이 운전상태 검출수단(1)과 목표 진각량 설정수단(2)과 실진각량 검출수단(3)과 진각량 편차 연산수단(4)과 제어량 연산수단(5)과 제어수단(6)과 밸브타이밍 변경기구(7)를 구비하고 있으며 이들의 각 수단(1) ~ (6)은 ECU(122)의 제어내용을 기능적으로 표시한 것이고 마이컴등에 의해 소프트 웨어적으로 실행되는 것이다.

운전상태 검출수단(1)은 기관의 회전수(이하 엔진 회전수라 한다)를 검출하는 크랭크 각도 위치검출센서(110)나 스로틀 개도 검출센서(112), 압력센서(113), 흡입 공기량 검출센서(도시하지 않음), 수온센서(107)등 각종 센서의 출력신호의 정보로 부터 기관의 운전상태를 검출한다.

목표 진각량 설정수단(2)은 운전상태 검출수단(1)의 검출결과에 따라서 검출된 기관 운전상태에서 최적인 목표 밸브타이밍을 설정한다.

목표 밸브타이밍은 엔진 회전수 Ne와 충전효율 Ce 또는 엔지 회전수 Ne와 스로틀 개도에 따라 미리 맵핑되어 있다.

목표 진각량 설정수단(2)은 수온이 소정 온도이상(예컨데, 0℃이상)등 소정의 운전수단이 만족된때에 맵을 검색하고 보간 연산하여 최적인 목표 진각량 θb를 설정하고, 소정의 운전조건이 만족되지 않을때는 목표 진각량 θb를 베이스의 기준위치(예컨데, 흡기측은 최지각의 위치, 배기측은 최진각의 위치)에 고정한다.

실진각량 검출수단(3)은 크랭크 각도위치 검출센서(110)와 캠 각도 위치검출센서(11)의 출력 신호에 따라서 공지의 방법에 의해 실제의 밸브 개폐타이밍(위치)을 검출한다.

진각량 편차 연산수단(4)는 목표 진각량 설정수단(2)으로 설정한 목표 진각량 θb와, 실진각량 검출수단(3)으로 검출된 흡기밸브 또는 배기밸브의 개폐위치의 실진각량 θr와의 편차를 연산한다.

제어량 연산수단(5)은 목표 진각량 θb에 실진각량 θr이 수렴 하도록 진각량 편차 연산수단(4)으로 연산한 진각량 편차 θer에 따라 피드백제어에 의한 제어량을 연산한다.

제어수단(6)은 제어량 연산수단(5)으로 연산한 제어량에 따라 밸브타이밍 변경기구(7)를 제어하는 제어신호를 출력한다.

밸브타이밍 변경기구(7)는 크랭크 샤프트(116)에 대한 흡기캠샤프트(115)의위상을 연속적으로 변경 하도록 작용하는 것으로 캠샤프트 단면에 장착된 유압 액추에이터(114)와 유압 액추에이터(114)를 구동하는 오일컨트롤 밸브(121)를 구비한다.

오일컨트롤 밸브(121)는 유압 액추에이터(114)로의 유로를 전환하는 전환밸브로서의 스풀밸브(123)와 이 스풀밸브(123)의 위치를 제어하는 구동기구로서의 리니어 솔레노이드(124)를 갖는다.

리니어 솔레노이드(124)는 제어수단(6)의 출력제어신호에 의해 통전 전류제어되고, 스풀밸브(123)를 구동하여 유압 액추에이터(114)로의 유로를 전환하여 작동유의 유량을 조정하며, 이와같이 하여 유압 액추에이터(114)를 구동하여 흡기밸브(117) 및 배기밸브(118)의 개폐타이밍(이하, 밸브타이밍 이라 한다)을 변경한다.

도 10(a) 내지 (c)는 제어수단(6)에 의한 오일컨트롤 밸브(121)의 제어전류치 i가 다른 경우의 유압 액추에이터(114)의 작동상태를 표시하고 있다.

도 10(a)은 제어전류치 i가 기준치 ib(에컨데 0.5A) 보다도 작은 전류치 ia(예컨데,0.1A)의 경우를 표시하고 있다.

이때, 스풀밸브(123)는 좌측으로 이동하여 화살표로 표시하는 바와 같은 유로를 형성하고 유압 액추에이터(114)의 지각실(125)에 작동유가 공급되는 동시에 진각실(126)로 부터 작동유가 배출되며, 흡기 캠샤프트(115)의 위상이 지연되어 흡기밸브(117)의 개폐타이밍(이하 흡기밸브 타이밍이라 한다)은 지각제어 상태로 된다.

도 10(b)는 제어전류치 i가 기준치 ib(예컨데 0.5A)의 경우를 표시하고 있다. 이때 스풀밸브(123)는 유로전환 포트를 폐쇄하는 위치에 유지되어 있고 유압 액추에이터(114)의 지각실(125) 및 진각실(126)은 작동유의 공급 및 배출이 되지않는 상태로 되며 흡기 캠샤프트(115)의 위상은 현상을 유지하여 흡기밸브 타이밍도 현상 유지의 제어상태로 된다.

도 10(c)는 제어전류치 i가 기준치 ib(예컨데, 0.5A)보다도 큰 전류치 ic(예컨데,1.0A)의 경우를 표시하고 있다.

이때, 스풀밸브(123)는 우측으로 이동하여 화살표로 표시하는 바와 같은 유로를 형성하고 유압 액추에이터(114)의 진각실(126)에 작동유가 공급되는 동시에 지각실(125)로 부터 작동유가 배출되며 흡기 캠샤프트(115)의 위상이 진각하여 흡기 밸브타이밍은 진각 제어상태로 된다.

도 10(a) 내지 (c)에서 유로의 전환의 연통정도는 스풀밸브(123)의 위치에 의해 결정된다. 또 스풀밸브(123)의 위치와 리니어 솔레노이드(124)의 전류의 i와의 관계는 비례관계에 있다.

도 11은 소정의 운전조건에서의 리니어 솔레노이드(124)의 전류치 i에 대한 실밸브 타이밍의 변화속도 VTa를 표시하는 특성도이다.

이 도면에서 변화속도 VTa가 정(+)의 영역은 진각 방향으로 이동하는 것을 표시하고, 부(-)의 영역은 지각 방향으로 이동하는 것을 표시하고 있다.

도 11에서 전류치 ia,ib,ic 는 도 10(a),(b) 및 (c)의 스풀밸브(123)의 각 위치에 대응한 리니어 솔레노이드(124)의 전류치 i를 표시하고 있다. 실밸브 타이밍 변화속도 VTa가 0으로 되는 전류치 i는 지각실(125)이나 진각실(126), 유압배관 (도시하지 않음), 스풀밸브(123)의 각부로 부터 누설되는 작동유량과 오일펌프(도시하지 않음)로 부터 압송되는 작동유량이 균형을 이루는 한점의 전류치 ib밖에 존재하지 않는다.

단, 오일컨트롤 밸브(121)의 제어 전류치의 기준치 ib는 스풀밸브(123)의 치수의 변동이나 엔진 회전수나 기관 온도등 기관의 운전상태에 따라서도 다르기 때문에 소정의 조건하에서 (예컨데, 실진각량 θr목표진각량 θb ±1°CA일때) 보존 전류치 ih로 하여 학습 갱신할 필요가 있다.

그래서, 실밸브 타이밍이 변화하지 않는 (현상을 유지하는)전류치 ib를 보존전류치 ih로하여 이후를 설명한다.

즉, 밸브타이밍을 진각 시키고 싶은 경우에는 제어전류치 i를 보존전류치 ih보다 크게 설정하고 역으로 지각 시키고 싶은 경우에는 제어 전류치 i를 보존 전류치 ih보다 작게 설정하면 된다.

다음에 도 12를 참조하면서 실진각 검출수단(3)에서의 실밸브타이밍의 검출동작에 대하여 설명한다.

도 12(a)는 크랭크 각도 위치검출센서(110)로 부터의 출력신호인 크랭크 각도 위치검출신호 SGT(이하 SGT라 한다)를 표시하는 타이밍 차트, 도 12(b) 및 (c)는 캠 각도 위치검출센서(111)로 부터의 출력신호인 캠 각도 위치 검출신호SGC(이하 SGC라 한다)를 표시하는 타이밍 차트이다.

일반적으로 SGT는 엔진의 회전수 Ne의 검출에 사용되는 동시에 크랭크 샤프트(116)가 소정의 기준 크랭크각도 위치에있는 것을 검출하기 위하여 사용된다.

실진각량 θr를 검출하기 위하여 우선, 후술하는 바와 같이 SGT와 SGC의 위상관계로 부터 실밸브 타이밍 검출치 θa를 연산한다.

도 12(b)의 SGC*는 밸브타이밍이 최지각 위치일때의 SGC를 표시하고 있으며 도 12(C)의 SGCa는 밸브타이밍을 진각 시켰을때의 SGC를 표시하고 있다.

엔진 제어장치(ECU)(122)는 SGT의 기준 타이밍인 소정 크랭크 각도위치(예컨데, BTDC75°CA)마다에 도 12(a)의 SGT에서의 도시의 110°CA에 상당하는 시간 T 110을 계속하는 동시에 SGC로 부터 SGT까지의 위상차 시간 Ta를 계측하고 아래의 (1)식에 의해 실밸브타이밍 검출치 θa를 구한다.

θa(j) = Ta(j)/T110(j) ×110 [°CA].............(1)

또, 아이들 운전상태등 안전된 소정의 운전조건하에서 목표 진각량이 최지각위치일때 (θb = 0일때)의 실밸브 타이밍 검출치 θa를 최지각 학습치 θ*로 하여 기억한다.

최지각 학습치 θ*는 실밸브 타이밍의 실진각량 θr 연산의 기준치로 되는 것으로 유압 액추에이터(114)나 크랭크 각도위치 검출센서(110), 캠 각도위치 검출센서(111)의 부품변동이나 부착변동 등에 의한 시스템 마다의 검출차를 시스템으로서 흡수하기 위하여 설정되어 있고 고 정밀도의 제어를 하기 위하여 소정시간(예컨데, 25ms) 마다에 또는 SGT의 소정 크랭크 각도위치(예컨데, BTDC 75°CA)마다등 짧은 시간 주기로 빈번하게 갱신되어 있다.

다음에 밸브타이밍을 가변제어 하기 위한 제어내용에 대하여 설명한다.

종래로 부터 예컨데 일본국 특개평 6-159021호에 참조되는 바와 같이 밸브타이밍을 제어하는 내용에 대하여는 잘 알려져 있다.

ECU(122)는 소정시간(예컨데 25ms)마다에 목표 진각량 θb와 실진각량 θr와의 편차 θer에 따라서 피드백제어를 함으로써 실진각량 θr을 목표진각량 θb에 수렴 시키도록 제어를 한다.

도 13은 상기 종래예의 제어동작을 표시하는 플로차트이며 이 루틴은 소정시간(예컨데 25ms)마다에 처리된다.

우선, 스텝 200에서 최지각 학습치 θ*를 기준으로 한 실밸브타이밍의 진각량인 실진각량 θr을 아래의 (2)식으로 구한다.

θr(n) = θa(j) - θ* [°CA] .............(2)

다음에 스텝 201에서 현재의 운전상태에서의 최적인 목표진각량 θb를 엔진 회전수 Ne와 충전효율 Ce와의 맵으로 부터 설정한다.

θb(n) = (Ne,Ce) [°CA]....................(3)

또, 스텝 202에서 목표진각량 θb와 실진각량 θr와의 편차 θer을 다음식 (4)으로 연산한다.

θer(n) = θb(n) - θr(n) [°CA].............(4)

스텝 203에서 비례 미분제어(PD제어)의 경우에는 제어량 ic1(n)를 다음식 (5)에 의해 또 비례적분 미분제어(PID제어)의 경우에는 제어량 ic2(n)를 다음식(6)에 의해 각각 연산한다.

ic1(n) = ip(n) ＋ id(n)

= Kp ×θer(n)

＋ Kd ×(θer(n) - θer(n-1)) [A]......(5)

여기서, ip는 비례치, id는 미분치, Kp는 비례게인, Kd는 미분게인이다.

io2(n) = ip(n) ＋ id(n) ＋ ii(n)

= Kp ×θer(n) ＋ Kd ×(θer(n) - θer(n-1))

＋Ki(n) [A].......................(6)

여기서, ip는 비례치, id는 미분치,Ki는 적분치이다.

또,Ki(n) =Ki(n-1) ＋ Ki ×θer(n)이고, Kp는 비례게인, Kd는 미분게인, Ki는 적분게인이다.

다음에 스텝 204에서 다음식(7)(PD제어의 경우) 또는(8)(PID제어의 경우)에 의해 제어전류치 i를 연산한다.

i(n) = ic1(n) ＋ ih

= Kp ×θer(n) ＋ Kd ×(θer(n) - θer(n-1))

＋ 0.5 [A]..................................(7)

여기서 ip는 비례치, id는 미분치, Kp는 비례게인, Kd는 미분게인이다.

i(n) = io2(n) ＋ ih

= Kp ×θer(n) ＋ Kd ×(θer(n) - θer(n-1))

＋Ki(n) + 0.5 [A].......................(8)

여기서,ip는 비례치, id는 미분치,Ki는 적분치이다.

또,Ki(n) =Ki(n-1) ＋ Ki ×θer(n)이며 Kp는 비례게인,Kd는 미분게인, Ki는 적분게인 이다.

그리고 스텝205에서 연산으로 구한 제어전류치 i에 따른 제어신호를 제어수단(6)에 출력한다.

즉, 오일컨트롤 밸브(121)의 보존 전류치 ih(예컨데 0.5A)을 기준으로 목표 진각량 θb와 실진각량 θr의 편차 θer에 따른 제어량에 의해 실진각량 θr을 목표진각량 θb에 수렴 시킨다.

종래의 제어장치는 전운전 영역에서 소정시간(예컨데, 25ms)마다에 상술과 같은 연산에 의한 제어를 하고 있기 때문에 고속회전 영역에서는 처리 타이밍에 의해서는 진각량 편차 θer의 검출이 둔하게 되며 적절한 제어량(비례치, 미분치등)이 연산되지 않고 목표 진각량에 대한 실진각량의 수렴시간이 변화되어 응답성이 악화하며 엔진의 출력 저하나 엔진실속(Stalling), 이상 진동발생등의 운전성능의 악화나 배기가스 악화등의 바람직하지 않은 상태가 발생된다는 문제점이 있었다.

또, 특히 고속회전에서는 소정의 크랭크 각도 위치마다에 많은 연산처리를 실시하면 처리시간의 증대에 의해 엔진 제어시스템 자체의 성립을 곤란하게 하기 때문에 가능한 한 고속회전시의 처리를 경감할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 하게 된것으로 고속회전에서의 소정의 크랭크 각도 위치마다의 처리시간의 대폭적인 증대를 억제하는 동시에 응답성의 변동을 없게하여 운전조건에 관계없이 양호한 밸브타이밍 제어가 가능한 내연기관의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 이 발명의 실시의 형태 1의 내연기관의 제어장치의 기본 구성을 표시하는 블록도,

도 2는 이 발명의 실시의 형태 1의 내연기관의 제어장치의 제어내용을 설명하기위한 플로차트,

도 3은 이 발명의 실시의 형태 2의 내연기관의 제어장치의 기본 구성을 표시하는 블록도,

도 4는 이 발명의 실시의 형태 2의 내연기관의 제어장치의 제어내용을 설명하기 위한 플로차트,

도 5는 이 발명의 실시의 형태 3의 내연기관의 제어장치의 기본 구성을 표시하는 블록도,

도 6은 이 발명의 실시의 형태 3의 내연기관의 제어장치의 제어내용을 설명하기 위한 플로차트,

도 7은 종래 및 이 발명의 실시의 형태 1,2 및 3에 의한 내연기관의 제어장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트,

도 8은 종래의 내연기관의 제어시스템의 개략 구성도,

도 9는 종래의 내연기관의 제어장치의 기본 구성을 표시하는 블록도,

도 10은 밸브타이밍 가변기구의 동작을 설명하기 위한 오일컨트롤 밸브 유압 액추에이터의 단면도,

도 11은 실밸브타이밍 변화속도와 리니어 솔레노이드 전류의 관계를 표시하는 특성도,

도 12는 크랭크 각도위치 검출센서로의 부터 출력신호인 크랭크 각도위치 검출신호 SGT 및 캠각도 위치검출센서로 부터의 출력신호인 캠각도 위치검출신호 SGC를 표시하는 타이밍차트,

도 13은 종래의 내연기관의 제어장치의 제어내용을 설명하기 위한 플로차트이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 운전상태 검출수단 2 : 목표 진각량 설정수단

3A : 실진각량 검출수단 4A : 진각량 편차 연산수단

5A : 제어량 연산수단 6 : 제어수단

7 : 밸브타이밍 변경기구 8 : 미분치 연산수단

8A : 미분치 연산수단 9 : 진각량 편차 기억수단

10 : 제2의 미분치 연산수단

본 발명에 관한 내연기관의제어장치는 내연기관의 운전상태를 검출하기 위한 운전상태 검출수단과, 기관의 크랭크 각도위치를 검출하는 크랭크각도 위치검출수단과 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브 오버랩량을 변경 하도록 상기 각 밸브의 적어도 한쪽에서의 밸브타이밍을 변경하기 위한 밸브타이밍 변경기구와, 실제의 밸브타이밍 위치를 소정의 크랭크 각도위치 마다에 검출하는 실진각량 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 따라 목표의 밸브타이밍을 설정하는 목표진각량 설정수단과 상기 실진각량 검출수단으로 검출한 실진각량을 상기 목표 진각량 설정수단으로 설정한 목표 진각량으로 변경 하도록 상기 밸브타이밍 변경기구를 제어하는제어수단을 구비한 내연기관의 제어장치에 있어서,

상기, 목표진각량과 상기 실진각량의 편차를 소정의 크랭크 각위치마다에 연산하는 진각량 편차 연산수단과 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차의 금회치와 전화치의 편차를 소정시간 마다에 연산하는 미분치 연산수단과, 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차와, 상기 미분치 연산수단으로 연산된 미분치에 따라서 상기 제어수단으로 사용하는 제어량을 연산하는 제어량 연산수단을 구비한 것이다.

또, 상기 제어량 연산수단은 소정의 크랭크 각도 위치마다에 제어량을 연산하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 내연기관의 제어장치은 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차를 소정시간 마다에 기억하고 또한, 개신하는 진각량 편차 기억수단을 더 구비하며 상기 미분치 연산수단은 상기 진각량 편차 기억수단으로 기억된 진각량 편차 기억치의 금회치와 전회치의 편차를 소정시간 마다에 연산하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 내연기관의 제어장치는 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차의 금회치와 전회치의 편차를 소정의 크랭크 각도 위치마다에 연산하는 제2의 미분치 연산수단을 구비하고, 상기 제어량 연산수단은 소정의 회전수 이하에서는 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차와, 상기 제2의 미분치 연산수단으로 연산된 제2의 미분치에 따라서 소정 크랭크각도 위치마다에 상기 제어수단의 제어량을 연산하는 것을 특징으로 하는 것이다.

[발명의 실시의 형태]

이하, 이 발명의 실시의 형태에 대하여 첨부도면에 의해 설명한다.

이하에 기술하는 각 실시의 형태에서 내연기관의 제어시스템의 구성은 도 8의 종래의 시스템과 같은 것에 대하여는 동일부호를 붙이고 있으며 상세한 설명은 생략한다.

또, 각 실시의 형태는 흡기측의 밸브타이밍만을 변경하는 시스템에 대하여 설명하고 있으나 배기측의 시스템에 대하여도 같다.

실시의 형태 1.

도 1은 이 발명의 실시의 형태 1의 내연기관의 제어장치의 기본구성을 표시하는 블록도이다.

도 1에 표시하는 바와 같이 이 발명의 실시의 형태 1의 내연기관의 제어장치는 도 8내지 도 10에 표시한 종래장치와 같이 운전상태 검출수단(1), 목표 진각량 설정수단(2), 실진각량 검출수단(3A), 진각량 편차 연산수단(4A), 제어량 연산수단 (5A), 제어수단(6), 밸브타이밍 변경기구(7)을 구비하고 있다.

도 1에서의 실진각량 검출수단(3A) 및 진각량 편차 연산수단(4A)은 도 9에서의 종래장치의 실진각량 검출수단(3) 및 진각량 편차 연산수단(4)과 연산처리 타이밍이 다를 뿐이고. 기본적으로 처리내용은 같다.

또, 제어량 연산수단(5A)은 도 8에서의 종래장치의 제어량 연산수단(5)에 대하여 연산처리 타이밍이 다른 이외에 미분치의 연산처리를 포함하고 있지 않다.

미분치 연산수단(8)은 진각량 편차 연산수단(4A)으로 소정의 크랭크 각도위치마다에 연산된 진각량 편차 θer'의 금회치와 전회치의 편차를 소정시간(예컨데, 25ms)마다에 연산하는 것이다.

제어량 연산수단(5A)은 진각량 편차연산수단(4A)으로 연산된 진각량 편차 θer'와, 미분치 연산수단(8)으로 연산된 미분치 id'에 따라서 소정의 크랭크 각도 위치마다에 제어량 ic'를 연산하는 것이다.

도 7은 목표진각량 설정수단(2), 실진각량 검출수단(3A), 진각량 편차 연산수단(4A), 미분치 연산수단(8),(8A)의 연산결과를 표시하는 타이밍 차트이며 (a)는목표 진각량 설정수단(2)에 의해 설정되는 목표 진각량 θb(1점쇄선), 실진각량 검출수단(3A)에 의해 검출되는 실진각량 θr'(실선)과의 관계를 표시하고 (b)는 진각량 편차 연산수단(4A)에 의해 연산되는 목표 진각량 θb와, 실진각량 θr'과의 편차 θer(실선은 본 발명, 1점쇄선은 종래예)를 표시하며 (c)는 미분치 연산수단 (8),(8A)에 의해 연산되는 미분치 id'(1점 쇄선),id"(실선)를 표시한다.

이들의 타이밍 차트로 (j-1),(j),(j+1)은 연속하는 소정의 크랭크 각도를 표시하고, (n-1),(n),(n+1)은 연속하는 소정시간(예컨데 25ms)마다의 시간 간격을 표시하고 있다.

다음에 도2의 플로차트를 참조하면서 이 발명의 실시의 형태 1의 내연기관의제어장치의 동작에 대하여 설명한다.

도 2에서 (a)는 소정의 크랭크 각도위치(예컨데, BTDC75°CA)마다의 처리, (b)는 소정시간(예컨데, 25ms)마다의 처리를 표시한다.

우선, 도2(a)의 스텝 300에서 실진각량 검출수단(3A)은 도 7(a)에 표시하는바와 같이 최지각 학습치 θ*를 기준으로 한 실밸브 타이밍의 진각량인 실진각량 θr'을 실밸브타이밍 검출치 θa와 최지각 학습치 θ*로부터 아래식(9)에 의해 구한다.

θr'(j) = θa(j) - θ* [°CA].............(9)

다음에 스텝 301에서 도 7(b)에 표시하는 바와 같이 진각량 편차 연산수단 (4A)은 목표진각량 θb(n)과 (후술하는 도 2(b)의 스텝 400에서 연산된다) 실진각량 θr'(j)와의 편차 θer'(j)를 다음식(10)에 의해 연산한다.

θer'(j) = θb(n) - θr'(j) [°CA].............(10)

스텝 302에서 제어량 연산수단(5A)은 PD제어의 경우에는 제어량 ic'(j)를 다음식(11)에 의해 연산한다.

ic1'(j) = ip'(j) ＋ id'(n)

= Kp ×θer'(j) ＋ id'(n) [A]...........(11)

여기서, ip'(j)는 소정의 크랭크각도에서의 금회의 비례치 id'(n)는 소정시간 마다에 구해지는 금회의 미분치 Kp는 비례게인이다.

또, 미분치 id'(n)는 후술하는 도 2(b)의 스텝 401에서 미분치 연산수단(8)에 의해 구해진다.

또, PID제어의 경우에 대하여도 마찬가지로 제어량 연산수단(5A)은 다음식 (12)에 의해 PID 제어항을 연산한다.

ic2'(j) = ip'(j) ＋ id'(n) ＋ ii'(n)

= Kp ×θer'(j) ＋ id(n)

＋ ii'(n) [A]...........(12)

여기서 ii'(n)은 적분항이고 ii'(n) =Ki(n) =Ki(n-1) ＋ Ki ×θer'(j)이며 Kp는 비례게인, Ki는 적분게인이다.

다음에 스텝 303에서 제어량 연산수단(5A)은 진각량 편차 연산수단(4A)의 출력 θer'및 미분치 연산수단(8)의 출력 id에 따라서 PD제어의 경우에는 다음식(13)에 의해 또 PID제어의 경우에는 다음식(14)에 따라서 제어 전류치 i'(J)를 연산한다.

i'(j) = ic1'(j) ＋ ih

= Kp × θer'(j)

＋ Kd ×(θer'(n) - θer'(n - 1))

＋ 0.5 [A]................................(13)

i'(j) = ic2'(j) ＋ ih

= Kp × θer'(j)

＋ Kd ×(θer'(n) - θer'(n - 1))

＋Ki(n - 1) ＋ Ki ×θer'(j)

＋ 0.5 [A]................................(14)

여기서 Kp는 비례게인 ,Kd는 미분게인, ih는 보존 전류치이고, 이 경우에는 0.5[A]에 설정되어 있다.

그리고, 스텝 304에서 제어량 연산수단(5A)에 의해 구한 제어전류치 i'에 따른 제어신호를 제어수단(6)에 출력한다.

즉, 보존 전류치 ih(예컨데, 0.5A)를 기준으로 목표 진각량 θb와 실진각량 θr'의 편차 θer'에 따른 제어량에 의해 실진각량 θr'를 목표진각량 θb에 수렴 시킨다.

또, 도 2(b)의 플로차트에 표시하는 소정시간(예컨데 25ms마다의 처리에서는 스텝 400에서 목표진각량 설정수단(2)은 운전상태 검출수단(1)에 의해 검출된 현재의 운전상태(엔진 회전수 Ne와 충전효율 Ce)에 따라 현재의 운전상태에서의 최적인 목표 진각량 θb를 엔진 회전수 Ne와 충전효율 Ce의 맵 (map)으로 부터 설정한다.

θb(n) = (Ne,Ce) [℃A] ........................(15)

다음에 스텝 401에서 도 7(c)에 1점쇄선으로 표시하는 바와 같이 미분치 연산수단(8)에 의해 소정시간(예컨데 25ms)마다에 진각량 편차의 금회치 θer'(j)와 전회치 θer'(j - 1)로 부터 금회의 미분치 id'(n)를 다음식(16)에 의해 연산한다.

id'(n) = Kd ×(θer'(j) - θer'(j - 1)) [A]..........(16)

단, Kd는 미분게인이다.

또, PID제어의 경우는 적분치 ii'도 마찬가지로 소정시간 마다에 연산한다.

이 실시의 형태 1에 의하면 ECU(122)에 의한 연산은 고속성을 요하는 처리(도 2(a)의 스텝 300에서 스텝 303 까지의 처리)와, 그다지 고속성을 요하지않는 (도 2(b)의 스텝 400이나 스텝 401의 처리)로 나누어 각각 따로따로 실행된다.

즉, 고속성을 요하는 처리 (특히 스텝 302의 비례항은 (ip'(j) = Kp ×θer'(j))소정의 크랭크 각도 마다에 실행되고 한편, 그다지 고속성을 요하지 않는 처리 (특히 스텝 401의 미분치 id'(n)나 적분항 ii'(n)의 연산)는 소정의 시간간격으로 실행된다.

따라서, 고속회전에서의 소정의 크랭크 각도 위치마다의 처리시간의 대폭적인 증대를 억제하여 고속 회전시의 처리를 경감함으로써 엔진제어 시스템의 성립을 용이하게 하는 동시에 비교적 연산시간이 걸리는 미분치 id'(n)나 적분항 ii'(n)의 연산처리를 소정의 크랭크 각도마다에 실행하지않고 소정 시간마다에 실행함으로써 고속 회전시에도 미분치 id'(n)나 적분항 ii'(n)를 확실하게 연산할 수 있기 때문에 목표 진각량에 대한 실진각량 수렴시간의 변동을 적게하여 엔진의 출력 저하나 엔진의 실속 이상 진동방지등의 운전성능의 악화나 배기가스 악화를 방지하여 운전조건에 관계없이 항상 양호한 밸브타이밍 제어를 가능하게 한다.

실시의 형태 2.

도 3은 이 발명의 실시의 형태 2의 내연기관의 제어장치의 기본 구성을 표시하는 블록도이다.

도 3에 표시하는 바와 같이 이 발명의 실시의 형태 2의 내연기관의 제어장치는 실시의 형태 1의 내연기관의 제어장치와 같이 운전상태 검출수단(1), 목표 진각량 설정수단(2), 실진각량 검출수단(3A), 진각량 편차 연산수단(4A), 제어량 연산수단(5A), 제어수단(6), 밸브타이밍 변경기구(7)를 구비하고 있으며 이들외는 미분치 연산수단(8A) 및 진각량 편차 기억수단(9)을 구비하고 있다.

진각량 편차 연산수단(9)은 진각량 편차 연산수단(4A)으로 크랭크 각도 위치마다에 연산된 진각량 편차 θer'를 소정시간(예컨데 25ms)마다에 기억 갱신하고 미분치 연신수단(8A)은 진각량 편차 기억수단(9)의 기억치의 금회치와, 전회치의 소정시간마다에 연산하는 것이다.

다음에 도 4의 플로차트를 참조하면서 이 발명의 실시의 형태 2의 내연기관의 제어장치의 제어내용에 대하여 설명한다.

도 4에서(a)는 소정의 크랭크 각도위치(예컨데 BTDC 75°CA)마다의 처리(예컨데 4기통 엔진의 경우, 엔진 회전수 Ne = 4000rpm일때에는 7.5ms마다의 처리로 된다).(b)는 소정시간(예컨데 25ms)마다의 처리를 표시한다.

도 4(a)는 도 2(a)의 플로차트와 거의 같은 내용이고 스텝 302'만 다르다. 즉, 스템 302'에서는 제어량 연산수단(5A)은 PD제어의 경우에는 제어량 ic'(j)를 다음식(11')에 의해 연산한다.

ic1'(j) = ip'(j) ＋ id"(n)

= Kp ×θer'(j) ＋ id"(n) [A] ........... (11')

여기서, ip'(j)는 소정의 크랭크 각도에서의 금회의 비례치 id"(n)는 소정시간 마다에 구해지는 금회의 미분치 Kp는 비례게인 이다.

또, 미분치 id"(n)는 후술하는 도 4(b)의 스텝 502에서 미분치 연산수단(8A)에 의해 구해진다.

또, PID제어의 경우에 대하여도 마찬가지로 제어량 연산수단(5A)은 다음식 (12')에 의해 PID제어항을 연산한다.

ic2'(j) = ip'(j) ＋ id"(n) ＋ ii"(n)

= Kp ×θer'(j) ＋ id"(n)

＋ ii"(n) [A] ........... (12')

여기서 ii"(n)는 적분항이고, ii"(n) =Ki(n) =Ki(n - 1) ＋ Ki × θer'(j)이고, Kp는 비례게인, Ki는 적분게인 이다.

도 4(b)에 대하여는 스텝 500은 도2(b)의 스텝 400과 같고 스텝 501을 추가하며 도 2(b)의 스텝 401은 스텝502로 변경되어 있다.

스텝 501에서는 진각량 편차 기억수단(9)에 의해 소정시간(예컨데 25ms) 마다에 진각량 편차 연산수단(4A)에 의해 연산된 최신의 진각량 편차 θer를 판독하고 기억한다.

θer'(n) = θer'(j) [°CA]....................(17)

다음에 스텝 502에서 도 2의 스텝 402와 같이 미분치 연산수단(8A)에 의해 도 7(c)에 실선으로 표시하는 바와 같이 소정시간(예컨데,25ms) 마다에 진각량 편차 기억치 θer"의 금회치 θer"(n)와 전회치 θer"(n-1)에서 미분치 id"를 (18)식에 의해 연산한다.

id"(n) = Kd ×(θer"(n) - θer"(n-1)) [A]..................(18)

여기서 Kd는 미분게인이다.

또, PID제어의 경우는 적분치 ii"(n)도 마찬가지로 소정시간 마다에 연산한다. 이 실시의 형태 2에 의하면 상기 실시의 형태 1과 대략 같은 효과가 얻어지나 도 7(c)에서 명백한 바와같이 목표 진각량 θb의 급변시에는 미분치 id"(n)(실선)쪽이 미분치 id'(n)(1점쇄선) 보다도 실진각량 θr'의 상승을 급준하게 할 수 있고따라서 목표 진각량에 대한 실진각량의 수렴시간을 보다 감소 시킬 수 있다.

실시의 형태 3.

도 5는 이 발명의 실시의 형태 3의 내연기관의 재어장치의 기본 구성을 표시하는 블록도이다.

도 5에 표시하는 바와 같이 이 발명의 실시의 형태 3의 내연기관의 제어장치는 실시의 형태 2의 내연기관의 제어장치와 같이 운전상태 검출수단(1), 목표 진각량 설정수단(2), 실진각량 검출수단(3A), 진각량 편차 연산수단(4A), 제어량 연산수단(5A), 제어수단(6), 밸브타이밍 변경기구(7), 미분치 연산수단(8A) 및 진각량 편차 기억수단(9)을 구비하고 있으며 이들 이외에 소정의 크랭크 각도위치 마다에 연산된 진각량 편차 θer'의 금회치와 전회치와의 편차를 소정 크랭크 각도마다에 연산하는 제2의 미분치 연산수단(10)을 구비하고 있다.

다음에 도 6의 플로차트를 참조하면서 이 발명의 실시의 형태 3의 내연기관의 제어장치의 제어내용에 대하여 설명한다.

도 6에서 (a)는 소정의 크랭크 각도위치 (예컨데 BTDC 75°CA)마다의 처리, (b)는 소정시간(예컨데 25ms)마다의 처리를 표시한다.

도 6(b)는 도 4(b)의 플로차트와 완전히 같은 내용이다.

즉, 도 6(b)의 스텝 600, 스텝 601, 스텝 602는 도 4(b)의 스텝 500, 스텝 501, 스텝 502와 같은 것이다.

도 6(a)에서 스텝 300, 스텝 301, 스텝 302' 및 스텝 303은 도 4(a)의 스텝300, 스텝 301, 스텝 302', 스텝 303 및 스텝 304와 같으며 스텝 305, 스텝 306 및 스텝 307이 새로히 추가 되어 있다.

스텝 305에서는 엔진회전수 Ne가 소정치 α이하인지 여부를 판정한다.

「No」의 경우, 즉 엔진회전수 Ne가 소정치 α를 초과하고 있는 경우에는 엔진이 고속회전되어 있으므로 스텝 302', 스텝 303 및 스텝 304로 순차 진행하여 실시의 형태 2와 같은 처리를 한다.

한편, 스텝 305의 판정결과가 「YES」의 경우에는 스텝 306으로 진행하여 미분치 연산수단(8A)에 의해 소정의 크랭크 각도마다에 미분치 id2(j)를 다음식(19)에 의해 구한다.

id2(j) = Kd2 ×(θer'(j) - θer'(j-1)) [A].................(19)

여기서, Kd2는 미분게인이다.

다음에 스텝 307에서 제어량 연산수단(5A)는 PD제어의 경우에는 제어량 ic1'(j)를 다음식(20)에 의해 연산된다.

ic1'(j) = ip'(j) ＋ id2(j)

= Kp ×θer'(j) ＋ id2(j) [A]............(20)

여기서, ip'(j)는 소정의 크랭크 각도에서의 비례치 이다.

또, PID제어의 경우에 대하여도 마찬가지로 제어량 연산수단(5A)은 다음식 (21)에 의해 PID제어항을 연산한다.

id2'(j) = ip'(j) ＋ id2(J) ＋ II"'(j)

= Kp ×θer'(j) ＋ id2(j)

＋ ii"'(j) [A].........................(21)

여기서 ii"'(j)는 적분항이고,

ii"'(j) =Ki(j) =Ki(j-1) ＋ Ki ×θer'(j) 이며

Kp는 비례게인, Ki는 적분게인이다.

다음에 스텝 303에서 제어량 연산수단(5A)은 진각량 편차 연산수단(4A)의 출력 θer' 및 제2의 미분치 연산수단(10)의 출력 id2에 따라서, PD제어의 경우에는 다음식(22)에 의해 또 PID제어의 경우에는 다음식(23)에 따라서 제어 전류치 i'(j)를 연산한다.

i'(j) = ic1'(j) ＋ ih

= Kp × θer'(j)

+ Kd2 ×(θer'(j) - θer'(j-1))

+ 0.5 [A]...............................(22)

i'(j) = ic2'(j) ＋ ih

= Kp × θer'(j)

+ Kd2 ×(θer'(j) - θer'(j-1))

＋Ki(j-1) ＋ Ki ×θer'(j)

+ 0.5 [A]................................(23)

여기에서 Kp 비례게인, Kd는 비분게인 ih는 보존 전류치이고 이 경우에는 0.5[A]에 설정되어 있다.

그리고 스텝 304에서 제어량 연산수단(5A)에 의해 구한 제어 전류치 i'에 따른 제어신호를 제어수단(6)에 출력한다.

즉, 오일컨트롤 밸브(121)의 보존 전류치 ih(예컨데 0.5A)를 기준으로 목표 진각량 θb와 실진각량 θr'의 편차 θer'에 따른 제어량에 의해 실진각량 θr'을 목표 진각량 θb에 수렴 시킨다.

이 실시의 형태 3에 의하면 상기의 실시의 형태 1 및 2의 효과에 더하고 또 저속 회전시에는 미분치 id2를 소정의 크랭크 각도 마다에 연산 하므로 저속 회전에서도 보다 양호한 밸브타이밍 제어를 가능하게 한다.

또한 이상의 실시의 형태 1 내지 3에서 스텝 301의 후에 불감대(insensitive range)를 설치하여 편차 θer'(j)가 소정치 β이하일때 θer'(j)를 0으로 하고 그렇지 않으면 다음의 스텝으로 진행 하도록 제어 하여도 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 내연기관의 운전상태를 검출하기 위한 운전상태 검출수단과, 기관의 크랭크 각도위치를 검출하는 크랭크 각도위치 검출수단과, 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브 오버랩량을 변경 하도록 상기 각 밸브의 적어도 한쪽에서의 밸브타이밍을 변경하기 위한 밸브타이밍 변경기구와, 실제의 밸브타이밍의 위치를 소정의 크랭크 각도 위치마다에 검출하는 실진각량 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 따라 목표의 밸브타이밍을 설정하는 목표진각량 설정수단과, 상기 실진각량 검출수단으로 검출한 실진각량을 상기 목표 진각량 설정수단으로 설정한 목표진각량으로 변경 하도록 상기 밸브타이밍 변경기구를 제어하는제어수단을 구비한 내연기관의 제어장치에 있어서,

상기 목표 진각량과 상기 실진각량의 편차를 소정의 크랭크 각도위치 마다에 연산하는 진각량 편차 연산수단과, 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차의 금회치와, 전회치의 편차를 소정시간 마다에 연산하는 미분치 연산수단과,상기 진각량 편차 연산수단으로 연산되 진각량 편차와, 상기 미분치 연산수단으로 연산된 미분치에 따라서 상기 제어수단으로 사용하는 제어량을 연산하는 제어량 연산수단을 구비 하였으므로 고속 회전에서의 소정의 크랭크 각도위치 마다의 처리시간의 대폭적인 증대를 억제하여 고속회전시의 처리를 경감함으로써 엔진제어 시스템의 성립을 용이하게하는 동시에 목표 진각량에 대한 실진각량의 수렴시간의 변동을 적게하여 엔진의 출력저하나 엔진의 실속(失速), 이상 진동 발생등의 운전성능의 악화나 배기가스 악화를 방지하여 운전조건에 관계없이 양호한 밸브타이밍 제어를 가능하게 한다.

또, 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차를 소정시간 마다에 기억하고, 또한 갱신하는 진각량 편차 기억수단을 더 구비하고 상기 미분치 연산수단은 상기 진각량 편차 기억수단으로 기억된 진각량 편차 기억치의 금회치와 전회치의 편차를 소정시간 마다에 연산하므로 목표 진각량의 급변시에는 실진각량의 상승을 급준하게 할 수 있고 따라서,목표 진각량에 대한 실진각량의 수렴시간을 보다 감소 시킬 수 있다.

또, 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차의 금회치와 전회치의 편차를 소정의 크랭크 각도위치 마다에 연산하는 제2의 미분치 연산수단을 더구비하고 상기 제어량 연산수단은 소정의 회전수 이하에서는 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차와 상기 제2의 미분치 연산수단으로 연산된 제2의 미분치에 따라서 소정의 크랭크 각도위치 마다에 상기 제어수단의 제어량을 연산 하므로 저속 회전시에는 진각량 편차의 금회치와 전회치의 편차를 소정의 크랭크 각도마다에 연산함으로써 저속 회전시에서도 보다 양호한 밸브타이밍 제어를 가능하게 한다

Claims

내연기관의 운전상태를 검출하기 위한 운전상태 검출수단과, 기관의 크랭크 각도 위치를 검출하는 크랭크 각도위치 검출수단과, 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브 오버랩량을 변경 하도록 상기 각 밸브의 적어도 한쪽에서의 밸브타이밍을 변경하기 위한 밸브타이밍 변경기구와, 실제의 밸브타이밍의 위치를 소정의 크랭크 각도 위치마다에 검출하는 실진각량 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 따라 목표 밸브타이밍을 설정하는 목표 진각량 설정수단과, 상기 실진각량 검출수단으로 검출한 실진각량을 상기 목표 진각량 설정수단으로 설정한 목표 진각량으로 변경 하도록 상기 밸브 타이밍 변경기구를 제어하는 제어수단으로 구비한 내연기관의 제어장치에 있어서,

상기 목표 진각량과 상기 실진각량의 편차를 소정의 크랭크 각도 위치마다에 연산하는 진각량 편차 연산수단과, 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차의 금회치와 전회치의 편차를 소정시간 마다에 연산하는 미분치 연산수단과, 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차와, 상기 미분치 연산수단으로 연산된 미분치에 따라서 상기 제어수단으로 사용하는 제어량을 연산하는 제어량 연산수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기, 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차를 소정시간 마다에 기억하고, 또한 갱신하는 진각량 편차 기억수단을 더 구비하고, 상기 미분치 연산수단은 상기 진각량 편차 기억수단으로 기억된 진각량 편차 기억치의 금회치와 전회치의 편차를 소정시간 마다에 연산하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차의 금회치와 전회치의 편차를 소정의 크랭크 각도 위치마다에 연산하는 제2의 미분치 연산수단을 더 구비하고, 상기, 제어량 연산수단은 소정의 회전수 이하에서는 상기 진각량 편차 연산수단으로 연산된 진각량 편차와 상기 제2의 미분치 연산수단으로 연산된 제2의 미분치에 따라서 소정 크랭크 각도 위치마다에 상기 제어수단의 제어량을 연산하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.