JP3733596B2

JP3733596B2 - 内燃機関の弁動作タイミング調整装置

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Publication number: JP3733596B2
Application number: JP08632193A
Authority: JP
Inventors: 広池田; 勝彦川合
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: JPH06299813A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関における吸気弁，排気弁の動作時期を変え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、吸気弁，排気弁の動作時期を早くしたり遅くしたりする進角制御のために用いられている。係る装置は、例えば特開平１−１３４０１０号公報に示されている。この装置はクランク軸とカム軸との間に位相調整部材を嵌合させて、この位相調整部材を油圧で摺動させることにより両軸間の回転位相を変化させ、カム軸上のロータで駆動される吸気弁，排気弁の動作時期を変化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記装置は、位相調整部材を摺動させるために２つの油圧系を必要とするので構造が複雑であり、また電磁弁の単なる開閉制御によりクランク軸，カム軸間の位相角を変化させるだけなので微小角度の進角制御が難しいという問題があった。
【０００４】
そこで本出願人は、上記問題を解決するために、先行例として係る装置の油圧系を１つにして構造を簡略化し、またその電磁弁の開度を連続的に制御すると共に、電磁弁の開度制御にフィードバック学習制御を採用することにより、微小角度の進角制御を高い精度で実現できる弁動作タイミング調整装置を提案した。
しかし当該先行例においては、その学習制御の過程で学習値を生成するのに学習操作を繰り返し行う必要があったので、学習値を算出するのに時間がかかるという改良点があった。
そこで本発明は、上記先行例の改良点を解消するためになされたものであり、弁動作タイミング調整制御においてフィードバック学習制御を行う際、その学習値を短時間で算出す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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、制御対象が積分要素を含むときの閉ループ制御系の性質に着目し、定常状態のコントローラ出力を学習することにより上記目的を達成するものであり、その手段として図１に示すような形態を採用する。
本発明によれば、内燃機関内のクランク軸からカム軸に至る回転伝達系内に設けられ、両軸間の回転位相差を変えるための位相調整機構１と、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複数の状態量を検知する各種センサ３と、センサによって検出された運転状態量に基づいて両軸間の実位相差角を算出する回転位相差検出手段４と、センサによって検出された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、実位相差角を回転位相差の目標値に一致させるための操作値を生成して駆動手段に出力する制御手段６とを具備する弁動作タイミング調整装置において、
上記制御手段が、積分器を含まないコントローラ７と、上記目標値が所定時間一定値にあるときに当該コントローラから出力される操作値を学習値として記憶する学習手段８とを備え、学習手段に記憶された学習値を用いて、上記操作値を生成し、その操作値により、積分要素を含んでいる制御対象を制御することを特徴とする弁動作タイミング制御装置が提供される。
【０００６】
【作用】
ここでまず図２を用いて上記閉ループ制御系の性質を説明する。
図２は、電磁弁の開度を調節して回転位相角、すなわちカム軸進角値をフィードバック制御するための制御系ブロック線図の例を示している。
図２（ａ）の１０６は、例えば積分動作を含まないＰＤ動作コントローラ、１０７は制御対象として例えば電磁弁の製造公差，経時変化等により特性が変動するような油圧装置を示している。図２（ａ）における電磁弁の静特性は、以下の説明を簡単に行えるようにｕ₁ ＝０近傍の特性がリニアなものを用いている。またｒは目標進角値、ｕはコントローラから出力される操作値、ｕ₁ は上記静特性により決定される操作値、ｙは制御による現在のカム軸進角値である。ここで制御対象１０７は積分要素を含み、電磁弁における操作値（以下、操作量とも呼ぶ）ｕとカム軸進角速度との間の静特性は、製造公差，経時変化等により変動するものとする。よって図２（ａ）中のｄの値（ｕ₁ ＝０となるｕの値）は変動するが、その変動速度は遅く、その値は未知であるとする。
【０００７】
上記制御対象の静特性を傾きＫで近似すると、この制御系は図２（ｂ）のように表わすことができ、以下のような関係式が得られる。このとき、上記ｄは制御対象の入力部に加えられる外乱と見なすことができる。
Y(s) = [ K/s ]・G(s)・[ U(s) + D(s) ] （１）
U(s) = Gc(s)・E(s) （２）
E(s) = R(s) - Y(s) （３）
そして式（３）における目標値ｒを一定とすると、上記各式より式（４）が導かれる。
E(s) = [-K・G(s)] ・D(s) / [ s + K・ Gc(s)・G(s)] （４）
ここで外乱ｄを大きさｄ₀のステップ入力とすると「 D(s) = d₀/s」で表わされ、これを式（４）に代入してラプラス変換の最終値の定理を適用すると、式（５）が導かれる。
E(∞) = -d₀ / Gc(0) （５）
【０００８】
例えばコントローラ１０６が「比例＋微分動作」であれば、その伝達関数は式（６）で与えられる。コントローラのゲインは Gc(0)＝Ｋｃとなり上記式（５）は式（７）のようになる。
Gc(s) = Kc・( 1 + T_Ds ) （６）
e(∞) = -d₀ / Kc （７）
従って目標値ｒが一定であるとすると、偏差ｅは一定値に収束することになる。ここで進角値ｙの定常時には「 u₁= 0 」であることが成立しているので、このときのコントローラの操作値は「 u = d₀」となる。つまりコントローラの出力が外乱ｄの大きさを表していることになり、この出力値を学習して以後の制御に用いることができる。
【０００９】
そこで上記図１の形態によれば、制御手段６のコントローラ７は積分器を含んでおらず、また制御対象である油圧アクチュエータは積分要素を含んでいる。したがって上記閉ループ制御系の性質で説明したように、アクチュエータに外乱要素ｄが存在する場合、目標値ｒが所定時間一定値にあり且つ実位相差角ｙが一定値に収束しているときにコントローラから出力された操作値ｕを以て外乱要素ｄを補償することができる。
すなわち弁動作タイミング調整制御中、回転位相角の目標値が所定時間一定にあり且つ実位相差角が一定値に収束したと推測された時点において、コントローラから出力される操作値が学習手段８によって記憶されて、制御手段６内で制御値を生成する際に反映されるので、制御手段６で生成される制御値は外乱要素ｄが補償されたものとなる。
そして上記操作値は、目標値が上記所定時間継続される毎に更新されて学習され得るので、学習操作が容易であり、且つ学習操作が短時間に行われ得る。
【００１０】
【実施例】
以下、本弁動作タイミング調整装置の一実施例を図面とともに説明する。
図３は本装置をＤＯＨＣエンジンに適用した場合の構成図である。
図３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は位相調整機構２０を駆動するための油圧装置、７０はエンジン１０等に設けた各種センサの信号からエンジン運転状態を把握し、油圧装置５０に制御信号を出力する制御部を示している。
【００１１】
エンジン１０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の回転が各カムシャフト１５，１６に伝達されている。
本実施例は、このスプロケット１３−カムシャフト１６間に調整機構２０を設けてスプロケット１３をカムシャフト回転軸方向に摺動させ、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ることにより、吸気弁の進角制御を行う場合を示している。勿論、上記調整機構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。
【００１２】
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、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が設けられており、これらは例えば電磁ピックアップ型のセンサが用いられている。各センサ１７，１８は、それぞれ各シャフト１１，１６の回転に従って制御部７０にパルス状の検出信号を出力する。位置検出センサ１７は、クランクシャフト１回転あたりＮ個の信号を発生し、位置検出センサ１８は、カムシャフト１回転あたり２Ｎ個の信号を発生する。制御部７０は、これら検出信号を基にクランクシャフト１１−カムシャフト１６間の回転位相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。
【００１３】
制御部７０は、例えば空燃費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，ＲＡＭ，ＲＯＭ，入出力回路及び電流制御回路を備えて構成されている。制御部７０は上記検出信号の他に、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、後に詳細する制御演算により制御値を算出して油圧装置５０に出力する。
【００１４】
次に、図４は位相調整機構２０，スプロケット１３，及びカムシャフト１６との間の結合状態を断面図で示したものである。
調整機構２０は、エンジン１０のシリンダヘッド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の端部には、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によって固定されている。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はその回転軸方向の動きが阻止されているが、回転方向には摺動できるようされている。
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によって固定されており、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。このようにスリーブ２３とカムシャフト１６，及びスリーブ２６とスプロケット１３は各々一体となり、ハウジング２２にノックピン３０で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。
【００１５】
また、カムシャフトスリーブ２３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、一方のスプロケットスリーブ２６内周側の一部には内歯ヘリカルスプライン３３ａが形成されている。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、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てスプロケット１３の回転がカムシャフト１６に伝達される。
そしてこれらはヘリカルスプライン噛合していることにより、シリンダ３４が回転軸方向に摺動したときには上記噛合部にスラストが発生され、カムシャフト１６が回転方向に摺動され得るようになっている。つまりスプロケット１３−カムシャフト１６間の回転位相が変化され得るようにされている。
【００１６】
本実施例ではシリンダ３４を摺動させるために油圧装置５０を用いており、そのために調整機構２０内部には２つの油圧室３５，３６が形成されている。
図４において左側が進角動作用の油圧室３５、右側が遅角動作用の油圧室３６であり、シリンダ３４は各油圧室に供給される作動油量に応じて軸方向に摺動され得る。尚、各油圧室３５，３６を形成する領域各部には適宜オイルシールが施されている。
【００１７】
油圧装置５０は、作動油を蓄えているオイルパン５１（図３参照），エンジン動力で駆動される油圧ポンプ５２，油圧ポンプ５２から圧送される作動油を各油圧室に分配するスプール弁５３，及びこれらの各間を連通する油圧路とを備えている。図４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。
【００１８】
次に、図５を用いてスプール弁５３の動作について説明する。
図５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からの制御信号に従ってスプール５５を摺動させるリニアソレノイド、５７はリニアソレノイド５６による駆動方向と反対にスプール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５２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，及び油圧室３６と連通された油圧ポート６１が形成されている。
【００１９】
上記各油圧室３５，３６の作動油量は、スプール５５が摺動して各油圧ポートの開度が連続的に変えられることにより増減され、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て電流制御回路に出力し、電流制御回路からリニアソレノイド５６に上記デューティー値に対応する電流を供給している。
【００２０】
以下、図５にスプール弁５３の代表的な状態例を示す。
図５（ａ）は、制御部７０における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がリニアソレノイド５６により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間が連通した状態を示している。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４のシリンダ３４が図面右方向に動き、スプロケット１３に対するカムシャフト１６の位相が進んで進角制御となる。
【００２１】
図５（ｂ）は、同デューティー値が約５０％のときの例であり、相対するリニアソレノイド５５とスプリング５７との力が釣り合い、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３５，３６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。このとき油圧室３５，３６から作動油の漏れがない場合には上記シリンダ３４は現在位置に保持され、スプロケット１３，カムシャフト１６間の位相は現状に維持される。
【００２２】
図５（ｃ）は、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間とが連通した状態を示している。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、スプロケット１３に対するカムシャフト１６の位相が遅れて遅角制御となる。
【００２３】
次に図６を用いて制御部７０の制御動作について説明する。
図６（ａ）は制御部７０で実行される制御系を表している。
コントローラ７２はＰＤ動作のコントローラで構成されており、エンジンの運転状態に基づいて決定された目標カム軸進角値ｒと、現在のカム軸進角値ｙと、ＲＡＭを備えて構成された学習回路７３からの学習値ｄ’とが入力される。コントローラ７２は、後述するフローチャートに基づいて操作量ｕをデューティー値で決定し、油圧装置及び位相調整機構からなる制御対象７４に出力する。操作量ｕはパルス幅変調信号で生成され、上記電流制御回路を経由してリニアソレノイドに供給される。これにより上記油圧室の作動油が調節され、作動油量に応じてカムシャフトがその回転方向に変位される。このときのカム軸進角値ｙが制御対象７４から検出される。
このように制御対象７４は油圧機構を備えているので積分要素を含んでおり、更に実験により「むだ時間」を含んでいることが判明した。よって制御対象７４の動特性は「積分＋むだ時間」で表わすことができ、操作量ｕとカム軸進角速度間の静特性は図６（ｂ）のように表され得る。
【００２４】
図６（ｂ）の静特性は不感帯７５をもち、その右肩部分を保持デューティー値ｄａ、一方の左肩部分を遅角デューティー値ｄｒと呼ぶ。前者はカム軸進角速度が「０」となるときのデューティー値であり、言い換えると現状のカム軸進角値を維持するための値である。また後者は上記シリンダ３４が摺動したとき実際に遅角動作を開始させるときの値である。上記各デューティー値ｄａ，ｄｒは、いずれも実験等により予め設定され、後述する操作値ｕの決定の際に用いられるが、例えばスプール弁の製造公差又は経時変化，あるいは油圧値又は油圧温度等によりその値が変動し得るものである。尚、上記デューティー値ｄａと，ｄｒとの間のデューティー値は、油圧室３５，３６における作動油の漏れ，またはカムシヤフト上のカムプーリが吸気弁を駆動するときの摩擦力等に起因してカム軸進角速度が完全に「０」となるものではなく、長い時間で見ると、カム軸進角値を遅方向に少しずつ推移させる。
【００２５】
このように上記デューティー値ｄａ，ｄｒは、上記スプール弁の製造公差又は経時変化等の外乱要素により変動し得るので、係る弁動作タイミング調整制御においてはｄａ，ｄｒを補償しながら制御を行う必要がある。
そこで本実施例では保持デューティー値ｄａを学習しながら補償して弁動作タイミング調整制御を行う場合を説明する。
【００２６】
図７はその学習制御フローチャートを示している。
まずステップ１００からステップ１２０では、上述の各種のセンサからエンジン内の各状態信号を取込み、エンジン運転状態及び現在のカム軸進角値 y(k) を把握して（ステップ１１０）、当該運転状態に基づいて目標進角値 r(k) を決定する。そしてステップ１３０では目標進角値 r(k) 及びカム軸進角値 y(k) から偏差 e(k) を算出する。更にステップ１４０では、上記目標進角値 r(k) と過去の目標進角値 ra とを比較して、その差が所定範囲Δｒ内、例えば±１度以内であれば、今回の目標進角値 r(k) と以前の目標進角値 ra との間には変化がなく一定であると判別する。
【００２７】
ステップ１４０にて目標値 r(k) に変化があると判別された場合には、ステップ１５０において当該目標進角値 r(k) が目標進角値 ra に設定される。そしてステップ１６０において現在の偏差 e(k) の量が判別され、「 e(k) ≧０」の場合には現在のカム軸進角値を進角するために、式（８）に従って操作量 u(k) を決定し（ステップ１７０）、一方「 e(k) ＜０」の場合には現在のカム軸進角値を遅角するために、式（９）に従って操作量 u(k) を決定する（ステップ１８０）。
u(k) = K _P・ e(k) + K_D・[ e(k) - e(k-1) ] + da （８）
u(k) = K _P・ e(k) + K_D・[ e(k) - e(k-1) ] + dr （９）
ここでＫ_P，Ｋ_Dはフィードバックゲインである。本例では両式に同じゲイン値Ｋ_P，Ｋ_Dを用いているが、弁動作タイミング調整に要する負荷に応じて各々別個の値で設定されても構わない。
【００２８】
このように目標値 r(k) に変化があるときには保持デューティー値ｄａの学習は行わず、上記各ステップにて偏差 e(k) の量に応じた操作値 u(k) が決定される。すなわち進角側に制御する場合には、進角させるためのデューティー値に保持デューティー値ｄａが重畳されて操作値 u(k) が決定され、一方、遅角させる場合には、遅角させるためのデューティー値に遅角デューティー値ｄｒが重畳されて操作値 u(k) が決定される。そして決定された操作値 u(k) は制御信号として上記電流制御回路を経由してリニアソレノイドに出力される。
【００２９】
一方、ステップ１４０において目標値 r(k) に変化がないと判別されたきには、以下のステップに従って保持デューティー値ｄａの学習を実行する。
本装置は、制御対象に外乱要素が存在すると一定量の定常偏差が発生するという閉ループ制御系の性質を保持デューティー値ｄａの学習に適応させており、弁動作タイミング調整制御の際に目標進角値 r(k) または偏差 e(k) の値を監視して、その値が所定時間一定であるとき、そのときのコントローラ出力 u(k) を新しい保持デューティー値ｄａとして学習する。
【００３０】
上記ステップ１４０にて目標値 r(k) が所定範囲Δｒ内にあると判別したとき、ステップ１９０にて目標値 r(k) が所定範囲Δｒ内にある継続時間Ｍを計測し、ステップ２００で当該継続時間Ｍを所定時間ｔ₁と比較する。そして継続時間Ｍが所定時間ｔ₁に到達している場合にのみ学習操作を開始する。一方、継続時間Ｍが所定時間ｔ₁に達していない場合には学習操作を行わずに上記一連の操作を実行する
【００３１】
次にステップ２１０にて、上記カム軸進角値を進角させる際に用いた計算式（８）に従って操作値 u(k) を算出する。つまり目標進角値 r(k) が一定で且つその値 r(k) が所定時間ｔ₁以上継続しているとき、偏差 e(k) の符号に関係なく、現在の保持デューティー値ｄａを基に操作量 u(k) を算出し、これを制御信号として制御を開始する。
続いてステップ２２０では、ステップ２１０に従って弁動作タイミング制御を行った時間ｔ₂を判別する。すなわち目標進角値 r(k) が継続的に一定であるなかで、現在の保持デューティー値ｄａを基に生成した制御信号で弁動作タイミング制御を開始したとき、上記目標進角値 r(k) が一定であると判別された時からの継続時間が所定時間ｔ₂となる時点を検出する。
そしてステップ２２０にて所定時間ｔ₂を検出したとき、ステップ２３０ではそのときの操作値 u(k) を新しい保持デューティー値ｄａとして更新した後、ステップ２４０にてカウンタＭをリセットする。
更新された保持デューティー値ｄａは、以後上記ステップ１７０及び２１０に反映される。
【００３２】
このように制御部７０では、目標進角値 r(k) が所定時間一定値にあるとき、偏差 e(k) が一定値に収束したと推定される時点ｔ₂に現在の保持デューティー値ｄａを当該操作値 u(k) に更新して保持デューティー値ｄａの学習を行う。
【００３３】
本弁動作タイミング調整装置を用いてカム軸進角値を目標値にする実験を行った例を図８乃至図１１に示す。
各図はいずれも保持デューティー値ｄａがその真値から外れた状態を模擬的に形成させた例であり、図８，図９は真値より下に外れた場合、図１０，図１１は真値より上に外れた場合である。そして図８，図１０は保持デューティー値ｄａを学習せずに制御した場合、図９，図１１は上記保持デューティー値ｄａを学習しながら制御する場合を示している。尚、各図において（ａ）は係る制御によるカム軸進角値の推移を示しており、（ｂ）は係る制御におけるデューティー値の推移を示している。
【００３４】
図８及び図９において、スプール弁の実際の保持デューティー値ｄａは約５１％であるが、実験に際し当初模擬的に約４８％に設定してある。
図８（ａ）において学習操作を行わずに制御すると、カム軸進角値つまりカム軸進角位置 y(k) は時間とともに目標値 r(k) に近づくが定常偏差ｅ₁を残して一定値に収束している。一方、図９（ａ）に示すように学習操作を行いながら制御した場合では、当初は学習操作を行わないときと同様、カム軸進角位置 y(k) は定常偏差ｅ₁を残して一定値に収束されるが、目標値 r(k) が所定時間ｔ₁例えば６００ｍｓ継続した時点で学習操作が開始され、その後、例えば目標値 r(k) が一定になってから１２００ｍｓ継続したｔ₂において進角デューティー値ｄａが更新されることにより、カム軸進角位置 y(k) は速やかに目標値 r(k) に到達している。
【００３５】
また、図１０及び図１１においては、スプール弁の実際の保持デューティー値ｄａ約５１％に対して当初模擬的に約５４％に外してある。
図１０（ａ）ではステップ状の目標値 r(k) 入力に対してオーバーシュートが発生しており、上記図８（ａ）のように保持デューティー値ｄａが下に外れた場合と比べて収束するまでの時間が長い。
一方、図１１（ａ）のように学習操作を実行する場合、当初は図１０（ａ）と同様にオーバーシュートが発生するが、上記図９と同様にｔ₁の時点で学習操作が開始され、その後、上記進角側の操作値算出式（８）を以て制御される。このとき当該保持デューティー値ｄａは当初約３％外されているため、カム軸進角値 y(k) は当初に外されたデューティー値３％分だけ定常偏差ｅ₂を発生して収束しているが、図１１（ｂ）のデューティー値は定常偏差ｅ₂に相応して減少している。したがって上記図９と同様にｔ₂の時点で進角デューティー値ｄａが更新されると、カム軸進角位置 y(k) は速やかに目標値 r(k) に収束される。
【００３６】
尚、上記弁動作タイミング制御は、積分動作を含むコントローラ（例えばＰＩＤコントローラ）を用いて行うことも可能であるが、積分要素を含む制御対象に積分動作を備えたコントローラを組合わせて制御系を構成すると、例えば目標値がステップ状に変化する場合、保持デューティー値が正しく設定されていてもカム軸進角値にオーバーシュートが発生し、結果的に目標値への収束が遅れる等、当該進角制御には好ましい結果とならない。
本弁動作タイミング調整装置は、以上のように積分動作を含まないコントローラを用いることにより、当該コントローラの出力から保持デューティー値を速やかに得ることができ、これによりスプール弁の動作変動による外乱を速やかに補償し、以後の制御において定常偏差をなくすことができるものである。
【００３７】
このように本発明の具体例を上記に示したが、係る原理に基づいて保持デューティー値等の基準値を学習するという願発明の精神は種々の応用が可能であり、例えば上記制御部を最適レギュレータで構成した場合、最適値のズレを補償するためにも応用が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば油圧装置等の積分要素を含む制御対象をフィードバック学習制御して吸気弁，排気弁の動作タイミングを調節する際、閉ループ系の性質を適応させることにより、スプール弁等の変動による影響を迅速に解決し、弁動作タイミング調整における制御性を向上させることができる。これによりエンジンの運転状態に応じて適切な吸気，排気が行われ、エンジンの運転性能が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弁動作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】本発明に用いる閉ループ系の性質を説明するためのブロック線図であり、（ａ）は制御系のブロック線図、（ｂ）は（ａ）を近似したブロック線図である。
【図３】本発明に係る弁動作タイミング調整装置の一実施例を示す構成図である。
【図４】図３の調整装置の位相調整機構を示す断面図である。
【図５】図３の調整装置におけるスプール弁５３の各状態例を示す断面図であり、（ａ）はデューティー値１００％、（ｂ）は同５０％、（ｃ）は同０％の状態である。
【図６】図３の調整装置の制御系を表す図であり、（ａ）はブロック線図、（ｂ）はデューティー値とカム軸進角速度の静特性である。
【図７】図３の調整装置の制御部で実行される学習制御フローチャートである。
【図８】図３の調整装置において学習制御を行わずに弁動作タイミングを調整したときの一タイムチャートであり、（ａ）はカム軸進角位置と時間との関係、（ｂ）はデューティー値と時間との関係を示す。
【図９】図３の調整装置において学習制御を行いながら弁動作タイミングを調整したときの一タイムチャートであり、（ａ）はカム軸進角位置と時間との関係、（ｂ）はデューティー値と時間との関係を示す。
【図１０】図３の調整装置において学習制御を行わずに弁動作タイミングを調整したときのもう１つのタイムチャートであり、（ａ）はカム軸進角位置と時間との関係、（ｂ）はデューティー値と時間との関係を示す。
【図１１】図３の調整装置において学習制御を行いながら弁動作タイミングを調整したときのもう１つのタイムチャートであり、（ａ）はカム軸進角位置と時間との関係、（ｂ）はデューティー値と時間との関係を示す。
【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…位相調整機構
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

内燃機関内のクランク軸からカム軸に至る回転伝達系内に設けられ、両軸間の回転位相差を変えるための位相調整機構（１）と、
前記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複数の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前記両軸間の実位相差角を算出する回転位相差検出手段（４）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回転位相差の目標値を決定する目標値決定手段（５）と、
前記実位相差角を回転位相差の目標値に一致させるための操作値を生成して前記駆動手段に出力する制御手段（６）とを具備する弁動作タイミング調整装置において、
前記制御手段は、積分器を含まないコントローラ（７）と、前記目標値が所定時間一定値にあるときに当該コントローラから出力される操作値を学習値として記憶する学習手段（８）とを備え、前記学習手段に記憶された学習値を用いて、前記操作値を生成し、該操作値により、積分要素を含んでいる制御対象を制御することを特徴とする弁動作タイミング制御装置。