JPH0719073A - 内燃機関における弁動作タイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の弁動作タイミング調整装置に関
し、装置の応答のむだ時間が変動しても安定性の高い制
御を実現することを目的とする。 【構成】 クランク軸とカム軸間の回転位相を変える機
構１と、機構１を駆動する駆動手段２と、機関の運転状
態を表す状態量を検知するセンサ３と、両軸間の位相差
の実際値を算出する手段４と、回転位相差の目標値を決
定する手段５と、状態フィードバック制御により実際値
を目標値にするための操作量を決定して駆動手段へ出力
する制御手段６とを備えた弁動作タイミング調整装置に
おいて、制御手段６に、操作量を記憶する手段６Ａと、
状態量からむだ時間を設定する手段６Ｂと、上記制御で
用いるサンプル数をむだ時間から算出し、その数のフィ
ードバックゲインを算出する手段６Ｃと、実際値と目標
値間の偏差，サンプル数分のフィードバックゲイン及び
操作量から現操作量を算出する手段６Ｄとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関における吸気
弁，排気弁の動作タイミングを制御するための弁動作タ
イミング調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】弁動作タイミング調整装置は、内燃機関
において吸気時期，排気時期を変える進角制御に用いら
れている。この進角制御では、吸気時期，排気時期を内
燃機関の運転状態に応じて常に適切な時期に制御する必
要があり、高い精度と共に迅速な応答性，安定性が要求
される。従来、弁動作調整装置のコントローラにおいて
は、例えばＰＤ制御が用いられている。ＰＤ制御におい
ては、油圧系を備えて構成された弁動作調整装置の制御
対象に対して代表的な特性を求め、この特性から試行錯
誤的に各制御データを予め設定して操作値を決定してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば油圧機
構を備えて構成された制御対象においては、内燃機関の
運転状態及び周囲環境の変化により所謂「むだ時間」が
変わるので、当然その特性も変化する。したがって、従
来のコントローラは、制御の安定性及び応答性において
十分満足するものではなかった。特に、制御対象の「む
だ時間」が大きく変動する場合、安定性を維持しながら
応答性を向上させることは難しいものであった。本発明
は、上記課題に鑑み、制御対象の「むだ時間」が変化し
ても安定性を維持しながら応答性を向上させることがで
きる弁動作タイミング調整装置の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の運
転状態及び周囲環境等の変化による制御対象の「むだ時
間」の変化に着目し、「むだ時間」の長さに応じて制御
データの数を適応させて状態フィードバックを実行する
ことにより上記課題を解決するものであり、そのために
図１のような形態を採用する。本発明によれば、クラン
ク軸とカム軸間の回転位相を変えるための位相調整機構
１と、この位相調整機構を駆動するための駆動手段２
と、内燃機関各部に設けられ、機関の運転状態を表す状
態量を検知する各種センサ３と、このセンサによって検
出された運転状態量に基づいてクランク軸とカム軸間の
回転位相差の実際値を算出する回転位相差算出手段４
と、運転状態量に基づいて回転位相差の目標値を決定す
る目標値決定手段５と、状態フィードバック制御により
上記実際値を目標値に一致させるための操作量を決定
し、駆動手段２へ制御信号として出力する制御手段６と
を備えて、カム軸で駆動される弁の動作タイミングを制
御する弁動作タイミング調整装置において、この制御手
段６に、制御信号の操作量を制御データとして記憶する
記憶手段６Ａと、運転状態量を基に当該制御のむだ時間
を設定するむだ時間設定手段６Ｂと、このむだ時間に応
じて当該制御で用いるサンプル数を算出し、このサンプ
ル数のフィードバックゲインを算出するフィードバック
ゲイン算出手段６Ｃと、上記実際値と目標値間の偏差，
サンプル数分のフィードバックゲイン、及びサンプル数
分の過去の操作量を用いて現操作量を算出する操作量算
出手段６Ｄとを設けた弁動作タイミング調整装置が提供
される。

【０００５】

【作用】上記形態によれば、内燃機関の運転状態及び周
囲環境等の変化により変わる制御対象の「むだ時間」が
エンジンの運転状態量から設定され、この「むだ時間」
の長さに応じたサンプル数が決定される。サンプル数に
対応してフィードバックゲイン及び、現操作量の算出に
際して参照すべき過去の操作量が決定される。サンプル
数に対応する数の過去の操作量、及びフィードバックゲ
イン、並びに現在の実際値と目標値との偏差とから現操
作量が算出されるので、算出された現操作量は、制御対
象における現在の「むだ時間」に基づいた値となり、制
御対象における「むだ時間」の変化に追従して操作量が
算出される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係る弁動作調整装置の一実施
例を図面とともに説明する。図２は、本装置をＤＯＨＣ
エンジンに適用させた場合の構成図である。図２におい
て１０はエンジン本体、２０はエンジン１０内に設けた
位相調整機構（斜線部分）、５０は調整機構２０を駆動
するための油圧装置、７０は油圧装置５０に制御信号を
出力する制御部を示している。

【０００７】エンジン１０内のクランクシャフト１１，
排気弁用スプロケット１２，及び吸気弁用スプロケット
１３間にはタイミングチェーン１４が架けられており、
クランクシャフト１１の回転が排気弁用カムシャフト１
５及び吸気弁用カムシャフト１６に伝達されている状態
が概略的に示されている。本実施例は、スプロケット１
３−カムシャフト１６間に位相調整機構２０を設けてス
プロケット１３−カムシャフト１６間の回転位相を変化
させ、吸気弁の進角制御を行う例について説明する。
尚、上記位相調整機構２０を排気弁側、あるいはこれら
両方に設けて同様な制御を行うことも可能である。

【０００８】クランクシャフト１１近傍にはクランク位
置検出センサ１７、そしてカムシャフト１６近傍にはカ
ムシャフト位置検出センサ１８が各々設けられている。
これらは電磁ピックアップ型センサで構成されている。
各センサ１７，１８は、シャフト１１，１６の回転とと
もに制御部７０にパルス状の信号を供給する。位置検出
センサ１７は、クランクシャフト１回転あたりＮ個の信
号を生成し、位置検出センサ１８はカムシャフト１回転
あたり２Ｎ個の信号を生成する。制御部７０は、これら
の信号からクランクシャフト１１−カムシャフト１６間
の回転位相差θを計測する。尚、上記Ｎは回転位相角θ
の最大値をθ_MAX としたとき「Ｎ＜３６０／θ_MAX」と
なるように設定される。

【０００９】制御部７０は、例えば空燃比制御及びアイ
ドル回転制御等を行う電子制御装置（通称「ＥＣＵ」）
と組合わされており、ＣＰＵ，各種制御演算データを記
憶又は格納するＲＡＭ及びＲＯＭ等で構成されたマイク
ロコンピュータ（図示せず）と、各種センサ入力並びに
制御出力を行う入出力回路（図示せず）と、電流制御回
路７１とを備えている。制御部７０は、上記各センサ信
号の他、エンジンの冷却水温信号，スロットル開度信号
等を取り込み、例えば予めＲＯＭに格納されているデー
タテーブルからエンジンの運転状態及び周囲環境等を把
握し、これを基に後述の制御演算を実行して制御信号を
生成する。

【００１０】次に、位相調整機構２０について説明す
る。図３は、位相調整機構２０，スプロケット１３，及
びカムシャフト１６間の結合関係を断面図で示したもの
である。位相調整機構２０は、シリンダヘッド２１に固
定されたハウジング２２内に構成されている。図面右側
から延びたカムシャフト１６端部には、略円筒状のカム
シャフトスリーブ２３がピン２４及びボルト２５で固定
されている。このスリーブ２３がカムシャフト１６を支
持している部分にはスプロケット１３が嵌合されてお
り、スプロケット１３が、回転方向にのみ摺動できるよ
うにされている。一方、スプロケット１３には略円筒状
のスプロケットスリーブ２６がピン２７及びボルト２８
で固定されており、このスリーブ２６の他端にはエンド
プレート２９が固定されている。これによりスリーブ２
３とカムシャフト１６，及びスリーブ２６とスプロケッ
ト１３は、それぞれ一体となり、ノックピン３０でハウ
ジング２２に固定されたリングプレート３１内で回動可
能とされている。

【００１１】カムシャフトスリーブ２３の外周側の一部
には外歯ヘリカルスプライン３２ａが形成されており、
一方スプロケットスリーブ２６の内周側の一部には内歯
ヘリカルスプライン３３ａがそれぞれ形成されている。
各スリーブ２３，２６間にはシリンダ３４が嵌合されて
おり、上記各スリーブ２３，２６のヘリカルスプライン
３２ａ，３３ａは、シリンダ３４の内周側に形成された
内歯ヘリカルスプライン３２ｂ、そして、同じくその外
周側に形成された外歯ヘリカルスプライン３３ｂと各々
噛合している。これによりスリーブ２３，２６及びシリ
ンダ３４は一体となって回転し、スプロケット１３の回
転がカムシャフト１６に伝達される。

【００１２】シリンダ３４がカム軸方向に摺動すると、
上記ヘリカルスプライン噛合している部分でスラストが
発生してスプロケット１３が回転方向に摺動し、これに
よりスプロケット１３とカムシャフト１６間の回転位相
が変化する。本実施例では、このようにシリンダ３４を
動かすために油圧装置５０を用いており、そのために調
整機構２０内の各スリーブ２３，２６で覆われた領域に
は２つの油圧室３５，３６が形成されている。図３にお
いて左側が進角動作用の油圧室３５、そして右側が遅角
動作用の油圧室３６であり、シリンダ３４は油圧室３
５，３６内に供給される作動油量に応じて軸方向に摺動
する。

【００１３】油圧装置５０は、オイルパン５１（図２参
照），エンジン動力を用いた油圧ポンプ５２，油圧ポン
プ５２からの作動油を上記各油圧室３５，３６に分配す
るスプール弁５３，及びこれらの間を連通する各油圧路
とを備えている。図３において、３７は油圧ポンプ５２
−スプール弁５３間の油圧路、３８はスプール弁５３−
オイルパン間の油圧路、３９はスプール弁５３−油圧室
３５間の油圧路、４０はスプール弁５３−油圧室３６間
の油圧路を示している。尚、油圧路４０の経路は、リン
グプレート３１をハウジング２２に固定するボルト４１
内に形成されたＴ字型の連通路４０ａから、ボルト４１
とカムシャフトスリーブ２３とで囲まれた領域４０ｂを
経由し、カムシャフトスリーブ２３内に形成された油圧
路４０ｃを通して油圧室３６に至っている。

【００１４】次にスプール弁５３について説明する。図
４において、５４はシリンダ、５５はシリンダ５４内を
摺動するスプール、５６は上記制御部７０からの制御信
号で駆動されるリニアソレノイド、５７はリニアソレノ
イド５６による駆動と反対方向にスプール５５を付勢す
るスプリングである。シリンダ５４には、油圧ポンプ５
２と連通された作動油供給ポート５８，オイルパンと連
通された作動油排出ポート５９，油圧室３５と連通され
た油圧ポート６０，油圧室３６と連通された油圧ポート
６１が形成されている。

【００１５】上記各油圧室３５，３６内の作動油は、ス
プール弁５３の開度により増減され、その開度はリニア
ソレノイド５６に供給される電流値で決定される。その
ために上記制御部７０は制御信号をデューティー値で生
成し、電流制御回路７１を介して電流を供給する。以
下、図４（ａ）〜（ｃ）にその代表的な状態を示す。

【００１６】図４（ａ）は、制御信号のデューティー値
が約１００％のときの例であり、スプール５５がシリン
ダ右端に駆動され、供給ポート５８−油圧ポート６０
間、及び油圧ポート６１−排出ポート５９間が連通して
いる状態を示している。このとき上記油圧室３５には油
圧路３９を通して作動油が供給される一方、油圧室３６
からは作動油が排出される。これにより図３のシリンダ
３４が図面右方向に摺動されて進角方向の制御が実現さ
れる。

【００１７】図４（ｂ）は、同デューティー値が約５０
％のときの例であり、スプール５５が両方の油圧ポート
６０，６１を閉鎖する位置に維持され、油圧室３５，３
６の作動油の供給及び排出が行われていない状態を示し
ている。このとき上記シリンダ３４は現状の位置に維持
され、スプロケット１３，カムシャフト１６間の位相は
変化しない。

【００１８】図４（ｃ）は、同デューティー値が約０％
のときの例であり、スプール５５がスプリング５７によ
りシリンダ左端に付勢され、供給ポート５８−油圧ポー
ト６１間、及び油圧ポート６０−排出ポート５９間が連
通している状態を示している。このとき油圧室３６には
作動油が供給される一方、油圧室３５からは作動油が排
出されるのでシリンダ３４は図面左方向に動き、これに
より遅角方向の制御が実現される。

【００１９】次に、制御部７０について説明する。制御
部７０は、状態フィードバック系で構成されたコントロ
ーラを備えており、エンジンの運転状態を基に吸気弁の
目標動作時期を決定し、上記リニアソレノイド５６に制
御信号を出力する。

【００２０】本弁動作タイミング調整制御は、上述のよ
うにスプール弁の開度を操作して油圧室内の作動油量を
調節し、これによりスプロケットとカムシャフト間の回
転位相を変えるサーボ系制御である。そこでまず、本制
御系のモデル化を行う。制御部７０から出力されるデュ
ーティー値とカムシャフトの進角速度との間の動特性
は、実験により「むだ時間」で近似可能であることが分
かった。また、静特性は、図５の実線のように示すこと
ができる。更に、これを線形化すると、図５の点線のよ
うに示すことができる。よって、デューティー値とカム
軸進角位置間の伝達関数は、式（１）のようになる。 G(s) = (K/s)ｅ^-Ls （１） 尚、Ｋは積分定数であり、進角方向制御時（カム軸進角
速度＞０）のときＫ₁，遅角方向制御時（カム軸進角速
度＜０）のときＫ₂ で示す。また、Ｌはスプール弁を制
御した際、スプロケットとカムシャフト間の回転位相が
変化するまでの「むだ時間」である。更に、図５におい
て不感帯の右肩部分を進角デューティ値ｄａ、同左肩部
分を遅角デューティ値ｄｒと呼ぶ。進角デューティ値ｄ
ａは、上記両軸間の回転位相が進角方向に変化し始める
ときのデューティ値であり、一方、遅角デューティ値ｄ
ｒは遅角方向に変化し始めるときのデューティ値を表し
ている。

【００２１】上記式（１）は１次の積分要素を備えてお
り、本弁動作制御系は１型の積分要素を備えている。し
たがって、上記制御手段のコントローラに積分器を備え
なくとも本制御系の一巡伝達関数は１型となり、本制御
系は定常偏差を発生させないことがわかる。式（１）を
所定のサンプリング周期で離散化すると式（２）のよう
示される。 G(s) = ( bz^-1/ 1- z^-1) ・ z^-Ld （２） 尚、Ｌｄは上記「むだ時間」Ｌ(sec) に相当するサンプ
ル数を示す。ここでサンプリング時ｋの出力を y(k) ，
入力を u(k) とすると、式（２）は次のように表すこと
ができる。 y(k+1) = y(k) + b・u(k-Ld) そして、サンプリング時ｋの目標値を r(k) とすると、
偏差 e(k) は、 e(k) = r(k) - y(k) で表わされ、目標値 r(k) を一定と仮定すると、サンプ
リング間の関係は以下のように表すことができる。 y(k+1) - y(k) = e(k) - e(k+1) = b・u(k-Ld) e(k+1) - e(k) = -b ・u(k-Ld) 尚、ｂは、積分定数Ｋとサンプリング周期との積であ
る。そして、状態変数ベクトルＸ(k) ^* を以下のように
表してサンプル間の関係を状態方程式で表すと、式
（３）及び式（４）のようになる。尚、Ａ^* はシステム
行列，Ｂ^* は制御行列，Ｃ^* は出力行列であり、以後、
行列を添符号「＊」で表す。

【００２２】

【数１】

【００２３】これにより、コントローラの操作量 u(k)
は、式（５）で与えられ、制御系は図６に示すように、
積分器を持たない形で構成される。 u(k)＝ Ｆ^* ・x(k)^* ＝〔 f₀ f₁ … f_Ld〕・x(k)^* （５） ここで、むだ時間Ｌをサンプリング周期に換算したと
き、例えば，サンプル数がＬｄ＝５の場合、式（５）よ
りフィードバックゲインＦは，式（６）のように与えら
れ、操作量 u(k) が決定される。 u(k) = Ｆ^* ・ x(k) ^* =〔 f₀ ，f₁，f₂，f₃，f₄，f₅〕・x(k)^* （６） （６）式を実行するためには、f₁乃至f₅に乗じられる５
個の過去の操作量データ u(k-1) 乃至 u(k-5) を記憶し
ておけばよい。

【００２４】このように制御部７０は、サンプル数Ｌｄ
＝５のコントローラとして構成され得るが、例えば、作
動油温度，油圧，進角又は遅角動作等の制御環境の変動
により「むだ時間」は変わり得るので、サンプル数Ｌｄ
の値も同様に変わり得る。例えば「むだ時間」が減少し
てサンプル数Ｌｄが１つ減少した場合、上記式（６）
は、フィードバックゲインＦ^* をサンプル数４に切り換
えること、つまりf₁乃至f₄のフィードバックゲインと u
(k-1) 乃至 u(k-4) とにより対応することができる。し
かし、サンプル数Ｌｄが増加してＬｄ＝７となった場
合、 u(k-1) から u(k-7) までの過去の操作量データが
必要となり、フィードバックゲインもｆ ₁ からｆ₇ まで
必要となるので式（６）では対応できなくなる。

【００２５】そこで、本コントローラにおいては、実際
の動作環境から考えられ得る最大の「むだ時間」に相当
するサンプル数の過去の操作量データを記憶しておき、
エンジン回転数又は作動油温度に応じて「むだ時間」に
対応するサンプル数Ｌｄに切り換え、サンプル数に対応
する数のフィードバックゲインを算出して操作量 u(k)
を算出する。

【００２６】フィードバックゲインＦ^* の算出法とし
て、例えば極配置法が考えられる。状態方程式の式
（３），式（４）と制御則の式（５）とにより、状態フ
ィードバック後の閉ループ系の極は、 det‖ｚＩ^* −（Ａ^* ＋Ｂ^* ＊Ｆ^* ）‖ ＝０ 但し、Ｉ^* は (Ld+1) ×(Ld+1)の単位行列 を解くことで求められる。極の個数は (Ld+1) 個であ
り、その内の１つをλ₀ 、他の Ld 個を「０」（λ₁ ＝
λ₂ ＝ … ＝λ_Ld＝０）に配置すると、式（７）が成
り立つ。 det‖ｚＩ^* −（Ａ^* ＋Ｂ^* ＊Ｆ^* ）‖ ＝ z^(Ld+1) + (-1-f₁) z^Ld + (f₁-f₂) z^(Ld-1) + (f₂-f₃) z^(Ld-2)＋ … + (f_k -f_(k+1) ) z ^(Ld-k)+ … + ( f _(Ld-1) -f_Ld) z + f_Ld + b₀*f₀ ＝ｚ^Ld（ｚ−λ₀ ） これにより、各係数を比較して、 ｆ₁ ＝ λ₀ −１ ｆ₂ ＝ ｆ₁ ｆ₃ ＝ ｆ₂ ： ｆ_Ld＝ ｆ_(Ld-1) ｆ₀ ＝−ｆ_Ld／ｂ＝ ( 1 −λ₀ ) ／ｂ₀ が成り立つ。ここでλ₁ 乃至λ_Ldは、「むだ時間」の長
さに相当するサンプル数 Ld に対応している。また、λ
₀ （０＜λ₀ ＜１）は、応答性に関するパラメータであ
り、λ₀ が小さくなると応答性が向上されるが、小さす
ぎるとフィードバックゲインが大きくなり、ノイズ等に
敏感になることに注意すべきである。

【００２７】例えば、Ｋ＝10.4，Ｌ＝100[msec] （Ｌｄ
＝５）のとき、閉ループ系の極をλ₀ ＝ 0.6307 、λ₁
＝λ＝₂ …＝λ₅ ＝０と配置すると、 ｆ₁ ＝ −１＋λ₀ ＝ -0.3693 ｆ₂ ＝ ｆ₁ ＝ -0.3693 ｆ₃ ＝ ｆ₂ ＝ -0.3693 ｆ₄ ＝ ｆ₃ ＝ -0.3693 ｆ₅ ＝ ｆ₄ ＝ -0.3693 ｆ₀ ＝−ｆ₅ ／ｂ＝ 0.3693／0.208 ＝ 1.775 と算出できる。

【００２８】このようなフィードバックゲインＦ^* の算
出方法を説明する。図７は弁動作タイミングを進角させ
るとき、そして、図８は遅角させるときのフィードバッ
クゲイン算出方法を示している。まず、図７を用いて進
角の場合のゲイン算出方法を説明する。フィードバック
ゲインを算出するために、上記ＲＯＭ内に予め二次元マ
ップを構成しておくものとする。二次元マップには、上
述のエンジン内に設けたセンサから得られるエンジン回
転数Ｎｅとエンジン水温Ｔとが、上記演算で用いる積分
係数Ｋ及び「むだ時間」Ｌと対応されて格納されてお
り、このＫ及びＬは、予め実験等により算出される。勿
論、上記以外のパラメータを用いてもよく、例えば、エ
ンジン水温Ｔの代わりに、油温センサによる作動油温度
を用いてもよい。これにより、エンジン回転数Ｎｅとエ
ンジン水温Ｔとを検出したとき、二次元マップを補間し
て上記Ｋ及びＬが順次算出される（Ｓ１１０乃至Ｓ１２
０）。そして、上記Ｋにサンプリング時間（例えば、0.
02 [sec]）を掛けて係数ｂを算出すると共に（Ｓ１３
０）、上記Ｌをサンプリング時間で割って、当該Ｌに対
応するサンプル数Ｌｄを整数値で算出する（Ｓ１４
０）。続いて、予め設定されたλ ₀ を基に上記式（８）
に従って演算を行うことにより、フィードバックゲイン
ｆ ₁ ，ｆ₂ … ｆ_Ld、及びｆ₀ を算出することができる
（Ｓ１５０及びＳ１６０）。

【００２９】一方、図８は遅角制御のフィードバックゲ
イン算出方法を示しているが、二次元マップ内のＫ及び
Ｌが進角制御と異なる値で構成されること以外、図８と
同様である。尚、図７及び図８においてλ₀ を一定値と
して用いたが、λ₀ に対してもエンジン回転数Ｎｅ，エ
ンジン水温Ｔ、等に対応させてマップを構成してもよ
い。また、制御対象のパラメータＫ，Ｌをマップにより
算出したが、制御実行中にＫ，Ｌをオンラインで求める
ようにしてもよい。

【００３０】図９は、本弁動作タイミング調整制御の全
体のフローチャートを示したものである。上記図７及び
図８の各フィードバックゲイン算出フローチャートは、
それぞれ、この中のＳ３５０，Ｓ３９０に対応してい
る。まず、図９のＳ３１０では、各センサからの信号
（エンジン回転数Ｎｅ，エンジン水温Ｔ、等）を取込
み、エンジンの運転状態及び現在のカム軸進角値 y(k)
を把握して、運転状態を基に目標進角値 r(k) を決定す
る（Ｓ３２０）。そして目標進角値 r(k) とカム軸進角
値 y(k) とから偏差 e(k) を算出し（Ｓ３３０）、偏差
e(k) を例えば基準値「０」と比較して、進角方向又は
遅角方向のいずれの制御を実行するかを判別する（Ｓ３
４０）。

【００３１】Ｓ３４０で進角方向の制御と判別された場
合、Ｓ３５０では、図７で説明したように、サンプル数
に相当する数のフィードバックゲインを算出する。フィ
ードバックゲイン算出後、Ｓ３６０では、今回の制御に
より進角させるための操作量ｕ₀ をデューティー値で算
出し、続いてこれに進角デューティー値ｄａを加えた値
を操作量ｕ(k) として生成する（Ｓ３７０）。このと
き、操作量ｕ(k) のデューティー値が１００％を越える
場合には１００％に設定される（Ｓ３８０）。

【００３２】一方、Ｓ３４０にて遅角方向の制御と判別
された場合には、Ｓ３９０からＳ４２０が実行され、進
角方向の制御と同様な処理がなされるが、上述したよう
に、フィードバックゲインは、進角の場合と異なる値で
決定される。これは、同じ量の偏差 e(k) であっても進
角制御とは負荷が異なるためである。また、遅角方向の
制御の場合、Ｓ４２０において、操作量ｕ(k) の下限は
０％に設定される。

【００３３】Ｓ３８０又はＳ４２０において操作量ｕ
(k) の出力後、Ｓ４３０では、上記Ｓ３６０又はＳ４０
０算出した操作量 u₀ が１つシフトされ、以前の操作量
u₁ として更新記憶される。同様に、各操作量 u_n もそ
れぞれ操作量 u_n+1 にシフトされる。このように、更新
された制御データは、以後の制御の際、上記Ｓ３６０及
びＳ４００において、ｕ_i の値として用いられ、新たな
操作量 u₀ の算出に寄与する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、状態フィードバッ
クをコントローラに用いた弁動作タイミング調整装置に
おいて、「むだ時間」に応じてフィードバックゲインを
計算し、そのフィードバックゲインを基に状態フィード
バックを実行することにより、エンジンの運転状態及び
制御環境が変化しても、安定性を保ちつつ弁動作調整制
御の応答性が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバルブタイミング調整装置の一形
態を示すブロック図である。

【図２】本発明に係るバルブタイミング調整装置の一実
施例を示す構成図である。

【図３】図２の実施例における位相調整機構の断面図で
ある。

【図４】図２の実施例におけるスプール弁の動作状態を
示す断面図であり、それぞれ、（ａ）はデューティー比
が約１００％、（ｂ）は同５０％、（ｃ）は同０％のと
きの動作状態である。

【図５】図２の実施例における制御系の静特性を示す図
である。

【図６】図２の実施例における制御系の制御ブロック線
図である。

【図７】図２の実施例の制御部で実行される進角フィー
ドバックゲインの算出フローチャートである。

【図８】図２の実施例の制御部で実行される遅角フィー
ドバックゲインの算出フローチャートである。

【図９】図２の実施例の制御部で実行される制御フロー
チャートの全体図である。

【符号の説明】

１０…エンジン １１…クランクシャフト １３…吸気弁用スプロケット １６…吸気弁用カムシャフト １７…クランク位置検出センサ １８…カムシャフト位置検出センサ ２０…バルブタイミング調整機構 ２３…カムシャフトスリーブ ２６…スプロケットスリーブ ３２ａ…カムシャフトスリーブの外歯ヘリカルスプライ
ン ３２ｂ…シリンダの内歯ヘリカルスプライン ３３ａ…スプロケットスリーブの内歯ヘリカルスプライ
ン ３３ｂ…シリンダの外歯ヘリカルスプライン ３４…シリンダ ３５，３６…油圧室 ３７，３８，３９，４０…油圧路 ５０…油圧装置 ５２…油圧ポンプ ５３…スプール弁 ５４…シリンダ ５５…スプール ５６…リニアソレノイド ５７…スプリング ７０…制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸とカム軸間の回転位相を変え
   るための位相調整機構（１）と、この位相調整機構を駆
   動するための駆動手段（２）と、内燃機関各部に設けら
   れ、機関の運転状態を表す状態量を検知する各種センサ
   （３）と、前記センサによって検出された運転状態量に
   基づいてクランク軸とカム軸間の回転位相差の実際値を
   算出する手段（４）と、前記運転状態量に基づいて回転
   位相差の目標値を決定する手段（５）と、状態フィード
   バック制御により前記実際値を目標値に一致させるため
   の操作量を決定し、前記駆動手段へ制御信号として出力
   する制御手段（６）とを備えて、カム軸で駆動される弁
   の動作タイミングを制御する弁動作タイミング調整装置
   において、 前記制御手段（６）に、制御信号の操作量を制御データ
   として記憶する手段（６Ａ）と、前記運転状態量を基に
   当該制御のむだ時間を設定する手段（６Ｂ）と、前記む
   だ時間に応じて当該制御で用いるサンプル数を算出し、
   当該サンプル数のフィードバックゲインを算出する手段
   （６Ｃ）と、前記実際値と目標値間の偏差，当該サンプ
   ル数のフィードバックゲイン、及び当該サンプル数の過
   去の操作量を用いて現操作量を算出する手段（６Ｄ）と
   を設けたことを特徴とする弁動作タイミング調整装置。