フィードバック制御装置
【課題】制御対象の状態が大きく変化する場合に、制御対象の出力検出値に含まれる揺動成分を確実に除去して、操作量の不必要な振動を回避する。
【解決手段】フィードバック制御を行う制御装置５０において、制御対象１４へ入力する操作量ＩCMDに基づいて制御対象１４の出力を推定する制御対象モデル６３ａと、推定した出力と制御対象の検出値θｃｓとから算出した出力θ１から検出値θｃｓに含まれる検出値揺動量を算出するためのバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅと、を備え、制御対象１４の状態変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、制御対象の状態変化が小さくなるほど通過帯域幅を狭める。
【解決手段】フィードバック制御を行う制御装置５０において、制御対象１４へ入力する操作量ＩCMDに基づいて制御対象１４の出力を推定する制御対象モデル６３ａと、推定した出力と制御対象の検出値θｃｓとから算出した出力θ１から検出値θｃｓに含まれる検出値揺動量を算出するためのバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅと、を備え、制御対象１４の状態変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、制御対象の状態変化が小さくなるほど通過帯域幅を狭める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象の出力を目標値に追従させるべくフィードバック制御を行うフィードバック制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの可変動弁装置として、モータを駆動することにより作動する制御軸を有し、この制御軸をバルブスプリングの反力に抗して作動させることにより、バルブリフト特性を可変に制御し、かつモータの駆動力と制御軸の作動角との関係が非線形な特性を有するものが知られている。
【０００３】
このような可変動弁装置は、カムシャフトの回転に伴い、いわゆるカム反力がリンクを介して制御軸を揺動させること、及び静止摩擦やブラシ付きＤＣモータを用いた場合のコギング等といった外乱要素を有すること、を特徴として有している。
【０００４】
このような可変動弁装置を制御対象として、制御軸作動角が目標値に一致するようにフィードバック制御を行う場合には、上述したように制御軸がカム反力により揺動するため、制御量である制御軸作動角の検出部にエンジン回転に同期して振動する信号が入力される。この振動信号が加わった制御軸作動角の検出値をフィードバック制御信号として用いると、操作量であるモータ電流が振動して電力消費を増大させ、またアクチュエータに不要な負荷変動を与えて耐久性を損ねる可能性もある。一方、アイドル制御をバルブリフト量制御で実現する場合には、特に微小な作動角制御を必要とするので、上述したような外乱が作動角制御の目標値追従性に与える影響が大きく、結果的にアイドル制御性能を損なう可能性がある。
【０００５】
これらの問題を解消するために、振動信号に応じた周波数帯の出力ゲインを低下させるバンドエリミネーションフィルタを備え、制御軸の作動角信号としてバンドエリミネーションフィルタで演算処理した信号を入力する構成の制御装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８２９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された制御装置の構成では、エンジン回転速度に応じてバンドエリミネーションフィルタのカット周波数帯を変更すると、たとえばエンジン回転速度が低い場合には振動ノイズの周波数帯が低くなり、制御の応答性から要求される制御周波数帯（ステップ応答から決まる制御すべき周波数）とが非常に近づいてしまうため、フィルタカット周波数の幅を広く設定している場合には、制御対象の信号自体もフィルタにより取り除かれ、制御軸作動角の検出が遅れることから制御性能が著しく悪化してしまうという問題がある。また、フィルタカット周波数の帯域幅を狭く設定していると、エンジン回転速度が変化する加減速時（過渡時）に揺動周波数がフィルタカット周波数の帯域幅から外れてしまい、揺動により直流モータを駆動するための電流指令値が大きく振動していまい、電力消費が大きくなるとともに、直流モータに不必要な負荷を与える可能性がある。
【０００８】
上述したフィルタは、制御の検出信号に対して直接バンドエリミネーションフィルタを用いる方法であるが、制御対象をモデル化してモデル出力と実際の検出値の偏差を全ての外乱として取り扱い、その外乱のうち、所定の周波数よりも大きな周波数の信号を揺動周波数を含むノイズとしてハイパスフィルタで通過させ、フィルタ後の信号を実際の検出値から差し引くことでフィードバック制御にカム反力による揺動を反映させない方法もある。
より具体的に記述する。まず、制御対象を２次の伝達関数によりモデル化した制御対象モデルに対して所定の入力を行った場合の制御対象モデルの応答出力を演算させる。その一方で、実際の制御対象に同じ入力を行った際の実際の出力を検出する。上記の応答出力と検出値との差は、制御モデルでは表せなかった外乱として取り扱うことが出来る。
そして、この外乱のうち、カム反力の揺動をカットするようにハイパスフィルタを設定し、制御軸作動角検出値からこの揺動による振動をノイズ分として減算することで揺動を除去する方法も考えられる。
【０００９】
しかしながら、ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を通過させる構成では、この反力トルクＴ１による揺動を確実に通過させるためにハイパスフィルタのカットオフ周波数を反力トルクＴ１による揺動の周波数の１／２〜１／３程度の低い周波数に設定する必要がある。そのため、制御軸作動角検出値から除去したいノイズ分以外の、例えば電気的ノイズや動弁機構の潤滑状態による反力トルクの変化によるモデル誤差等といった、制御により抑制すべき外乱さえもノイズとして検出してしまうこととなって、直流モータの駆動電流の振動は抑制できるものの、耐外乱性が悪化してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明では、耐外乱性、安定性の高いフィードバック制御を可能とする制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の制御装置は、制御目標値と制御対象の実際の出力とに基いて制御対象の実際の出力を目標値に追従させるためのフィードバック制御を行う制御装置である。そして、制御対象をモデル化した制御対象モデルに所定の入力が行われた際のモデル出力と、同入力がなされた際の実際の制御対象の出力とに基いて制御対象に対する外乱を検出すると共に、外乱のうち、フィードバック制御に反映させない揺動成分を通過させるバンドパスフィルタを備え、当該バンドパスフィルタを通過したバンドパスフィルタ通過信号を実際の出力から除去することでフィードバック制御に揺動成分を反映させないフィードバック制御装置である。さらに、バンドパスフィルタの通過帯域幅を前記制御対象の状態に基づいて変化させる通過帯域幅調整手段を有し、この通過帯域幅調整手段は前記制御対象の状態変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、制御対象の状態変化が小さくなるほど通過帯域幅を狭める。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、制御対象の状態が大きく変化する場合にも、耐外乱性、安定性を大きく悪化させることなく、駆動電流の振動振幅を抑制するフィードバック制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態を適用する可変動弁装置の平面図である。
【図２】可変動弁装置の要部断面図である。
【図３】可変動弁装置の駆動部を示す構成図である。
【図４】可変動弁装置の作用を説明するための図である。
【図５】可変動弁装置の制御軸及び制御カムを示す構成図である。
【図６】制御軸の各回転角における作用を説明するための図である。
【図７】制御軸作動角と駆動電流の関係を示す特性図である。
【図８】本実施形態の制御軸位置決めコントローラのブロック図である。
【図９】線形化補償器と制御対象のブロック図である。
【図１０】線形化補償器のマップである。
【図１１】揺動除去器のブロック図である（その１）。
【図１２】揺動除去器のブロック図である（その２）。
【図１３】本実施形態による場合と揺動除去なしの場合のシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は制御軸作動角、（ｂ）は駆動電流について示している。
【図１４】制御軸を一定角度に保持する際のシミュレーション結果を示す図であり、(ａ)は制御軸作動角、（ｂ）は駆動電流、（ｃ）は電力消費について示している。
【図１５】ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を推定する場合のシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は制御軸作動角、（ｂ）は駆動電流について示している。
【図１６】Ｖ型６気筒エンジンに本実施形態を適用した場合の、制御軸作動角の揺動の周波数分布を示す図である。
【図１７】アイドル制御時における、通過帯域幅が広い場合と狭い場合のタイムチャートである。
【図１８】通過帯域幅が狭い状態で、駆動軸回転速度ＮCAMが変化する場合のタイムチャートである。
【図１９】駆動軸回転速度の変化率に基づいて減衰係数ζを切り替える場合のタイムチャートである。
【図２０】減衰係数テーブルである。
【図２１】非線形反力特性と、線形化補償後の反力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１から図３は、吸気バルブが最大リフトを迎えるクランク角度位置を変えることなく、バルブリフト量及びバルブ作動角を変化させ得る可変動弁装置の一実施形態を示している。
【００１６】
図１は可変動弁装置の平面図、図２は可変動弁装置の要部断面図、図３は可変動弁装置の駆動部を示す構成図である。なお、図１では排気バルブ側（図１の下側）の構成を省略して示していない。
【００１７】
シリンダヘッド１０の上部には、全気筒にわたって連続した駆動軸１１（カム軸）を設ける。この駆動軸１１は、図外の一端にスプロケットが取り付けられ、タイミングチェーン等を介して機関（エンジン）のクランクシャフトに連動して回転する。
【００１８】
駆動軸１１の外周には、吸気バルブ（又は排気バルブ）１９を駆動する揺動カム１８の円筒状の軸受部１８ａが相対回転可能に外嵌している。この揺動カム１８は、先端部（カムノーズ）１８ｂを有する薄板状をなし、その外周に吸気バルブ１９の上端に設けられた伝達部材としてのバルブリフタ１９ａの上面１９ｂに摺接するカム面１８ｃが形成されている。
【００１９】
また、駆動軸１１の外周にはリング状の偏心カム１２が圧入等により固定されている。この偏心カム１２の中心（軸心）Ｃ2は、駆動軸１１の中心（軸心）Ｃ1に対して所定量偏心している。この偏心カム１２の外周には、リング状リンク１３の基部１３ａがベアリング等を介して相対回転可能に外嵌している。なお、揺動カム１８の揺動中心（軸心）は、駆動軸１１の中心Ｃ1と一致している。
【００２０】
駆動軸１１の斜め上方には、図１に示したように制御軸１４が駆動軸１１と略平行に気筒列方向に延設されている。この制御軸１４は、後述する駆動部２０によりエンジンの運転状態に応じて所定の回転速度範囲で回転、保持される。
【００２１】
制御軸１４の外周には、リング状の制御カム１５が圧入等により固定されている。制御カム１５の中心（軸心）Ｃ4は、制御軸１４の中心（軸心）Ｃ3に対して所定量偏心している。この制御カム１５の外周には、ロッカーアーム１６の円筒状の中央基部が相対回転可能に外嵌している。このロッカーアーム１６の一端部１６ａと、リング状リンク１３の小径な先端部１３ｂとは、両者１６ａ、１３ｂを挿通する第１ピン２９ａを介して相対回転可能に連結されている。
【００２２】
また、ロッカーアーム１６の他端部１６ｂと揺動カム１８とは、ロッド状リンク１７によって連携されている。より具体的には、ロッカーアーム１６の他端部１６ｂと、ロッド状リンク１７の一端部１７ａとは、両者１６ｂ、１７ａを挿通する第２ピン２９ｂを介して相対回転可能に連結されている。また、ロッド状リンク１７の他端部１７ｂと揺動カム１８とは、両者１７ｂ、１８を挿通する第３ピン２９ｃを介して相対回転可能に連結されている。
【００２３】
次に、制御軸１４を回動、保持する駆動部２０の構成を説明する。
【００２４】
図１に示すように、制御軸１４は、シリンダヘッド１０に固定されるケース２２内まで延びており、その一端にウォームホイール２１が固定されている。ケース２２には、制御軸位置決めコントローラ５０からの制御信号により駆動される直流モータ２６が取り付けられており、この直流モータ２６の出力軸２６ａは、ローラベアリング２５を介してケース２２内に回転可能に延在している。この出力軸２６ａに、ウォームホイール２１と噛合するウォームギヤ２４が固定されている。なお、ウォームギヤ２４とウォームホイール２１の間でモータトルクを増大させるために、ギヤ比を適宜に大きく設定してある。また、ケース２２には、制御軸１４（ウォームホイール２１）の回転角度（制御軸作動角）を検出する制御軸作動角センサ２３が取り付けられており、この制御軸作動角センサ２３の出力は、制御軸位置決めコントローラ５０に入力され、該制御軸作動角センサ２３で検出された制御軸１４の作動角に基づいて、直流モータ２６がフィードバック制御される。
【００２５】
このような構成により、機関の回転に連動して駆動軸１１が回転すると、偏心カム１２を介してリング状リンク１３が並進移動し、これに応じてロッカーアーム１６が制御カム１５の中心Ｃ4を揺動中心として揺動し、かつ、ロッド状リンク１７を介して揺動カム１８が揺動する。このとき、揺動カム１８のカム面１８ｃが、吸気バルブ１９の上端に設けられた伝達部材としてのバルブリフタ１９ａの上面に摺接し、バルブリフタ１９ａを図外のバルブスプリングの反力に抗して押圧することにより、吸気バルブ１９がエンジンの回転に連動して開閉作動する。
【００２６】
また、エンジンの運転状態に応じて直流モータ２６の出力軸２６ａが所定の角度だけ回転駆動されると、ウォームギヤ２４、ウォームホイール２１を介して制御軸１４が所定の角度（作動角）だけ回動して、ロッカーアーム１６の揺動中心となる制御カム１５の中心Ｃ4の位置が変化し、吸気バルブ１９のリフト特性が変化する。より具体的には、制御軸１４の作動角が大側に回動され、制御カム１５の中心Ｃ4と駆動軸１１の中心Ｃ1との距離を近づけるほど、バルブリフト特性の変位であるバルブリフト量及びバルブ作動角が大きくなる。
【００２７】
次に、可変動弁装置の動作特性を図４、図５を参照して考察する。
【００２８】
ロッカーアーム１６の他端部１６ｂには、吸気バルブ１９のバルブスプリング反力等によって生じる反力Ｆ１が、揺動カム１８、ロッド状リンク１７、第２ピン２９ｂ等を介して作用する。また、ロッカーアーム１６の一端部１６ａには、反作用として発生する反力Ｆ２が、偏心カム１２、リング状リンク１３、第１ピン２９ａ等を介して作用する。従って、ロッカーアーム１６の揺動中心Ｃ4には、実質的に反力Ｆ１、Ｆ２の合成反力Ｆ３が作用する。
【００２９】
これにより、制御軸１４には、制御軸１４の中心Ｃ３から合成反力Ｆ３の方向線までの腕長さｒ１と合成反力Ｆ３との積であるトルクＴ１が作用する。従って、駆動部２０が制御軸１４を所定の角度に保持するためには、少なくとも上記のトルクＴ１に釣り合う逆向きのトルクを必要とする。
【００３０】
制御軸１４が所定の回転角度（作動角）に保持された状態では、図４に示すように、揺動カム１８が最も高バルブリフト側へ押し下げられたとき、すなわち図４の反時計方向に最も揺動したときに、合成反力Ｆ３が最大となる。このときの合成反力Ｆ３の方向は、駆動軸１１の中心Ｃ1と制御軸１４の中心Ｃ3とを結ぶ第１の線Ｌ１と略平行となる。
【００３１】
ここで、図６に示すように、合成反力Ｆ３は、バルブリフト量（バルブ作動角）の増大に応じて増大する（図６左側：最小バルブ作動角、図６中央：中間バルブ位置、図６右側：最大バルブ作動角）が、腕長さｒ１は、偏心カム１２の回転にしたがって、最小バルブ作動角から中間位置までは増大するが、その後は減少する。したがって、合成反力Ｆ３と腕長さとの積であるトルクＴ１は、制御軸作動角θに対して非線形な特性を有する。
【００３２】
図７は、制御軸１４の作動角θｃｓ（吸気バルブ１９のバルブリフト量、バルブ作動角と相関あり）と直流モータ２６を流れる駆動電流ｉｃｓ（トルクＴ１比例する）との関係を示す。図７において制御軸作動角θｃｓがゼロのときバルブリフト量（バルブ作動角）が最小となり、制御軸作動角θｃｓが６０度のときバルブリフト量（バルブ作動角）が最大となる。
【００３３】
また、駆動軸１１がエンジン回転に同期して回転する際に、反力トルクＴ１は駆動軸１１の回転に伴い変動する。そのため、制御軸１４の作動角は反力トルクＴ１の変動によって揺動する。揺動の周期はエンジン回転速度、すなわち駆動軸１１の回転速度に同期した周波数を有する。
【００３４】
ところで、制御軸作動角センサ２３が制御軸作動角を検知する際には、この反力トルクＴ１による揺動が重畳されて検出されるため、この検出値を直接使ってフィードバック制御を行うと直流モータ２６を駆動するための電流指令値が大きく振動していまい、電力消費が大きくなるとともに、直流モータ２６に不必要な負荷を与えるという問題がある。
【００３５】
この問題を解決するための手段として、カム反力による揺動周波数の成分をバンドエリミネーションフィルタを用いて取り除き、フィードバック制御に反映させない方法が挙げられる。具体的には、この揺動周波数はエンジンの回転速度に応じて変化するため、たとえば前述したような、エンジン回転速度の周波数に応じた周波数帯の信号を取り除く（出力を低下させる）バンドエリミネーションフィルタを用いて、制御軸作動角信号を取り出す方法が考えられる。
【００３６】
しかしながら、前述したように、エンジン回転速度に応じてバンドエリミネーションフィルタのカット周波数帯を変更すると、たとえばエンジン回転速度が低い場合には振動ノイズの周波数帯が低くなり、制御の応答性から要求される制御周波数帯（ステップ応答から決まる制御すべき周波数）とが非常に近づいてしまうため、フィルタカット周波数の幅を広く設定している場合には、制御対象の信号自体もフィルタにより取り除かれ制御軸作動角の検出が遅れることから制御性能が著しく悪化してしまうという問題がある。また、フィルタカット周波数の帯域幅を狭く設定していると、エンジン回転速度が変化する加減速時（過渡時）に揺動周波数がフィルタカット周波数の帯域幅から外れてしまい、揺動にり直流モータ２６を駆動するための電流指令値が大きく振動していまい、電力消費が大きくなるとともに、直流モータ２６に不必要な負荷を与える可能性がある。
【００３７】
上述したフィルタは、制御の検出信号に対して直接バンドエリミネーションフィルタを用いる方法であるが、制御対象をモデル化してモデル出力と実際の検出値の偏差を全ての外乱として取り扱い、その外乱のうち、所定の周波数よりも大きな周波数の信号を揺動周波数を含むノイズとしてハイパスフィルタで通過させ、フィルタ後の信号を実際の検出値から差し引くことでフィードバック制御にカム反力による揺動を反映させない方法もある。
【００３８】
より具体的に記述する。まず、制御対象を２次の伝達関数によりモデル化した制御対象モデルに対して所定の入力を行った場合の制御対象モデルの応答出力を演算させる。その一方で、実際の制御対象に同じ入力を行った際の実際の出力を検出する。上記の応答出力と検出値との差は、制御モデルでは表せなかった外乱として取り扱うことが出来る。
そして、この外乱のうち、カム反力の揺動をカットするようにハイパスフィルタを設定し、制御軸作動角検出値からこの揺動による振動をノイズ分として減算することで揺動を除去する方法も考えられる。
【００３９】
しかしながら、ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を通過させる構成では、この反力トルクＴ１による揺動を確実に通過させるためにハイパスフィルタのカットオフ周波数を反力トルクＴ１による揺動の周波数の１／２〜１／３程度の低い周波数に設定する必要がある。そのため、制御軸作動角検出値から除去したいノイズ分以外の、例えば電気的ノイズや動弁機構の潤滑状態による反力トルクの変化によるモデル誤差等といった、制御により抑制すべき外乱さえもノイズとして検出してしまうこととなって、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、直流モータ２６の駆動電流の振動は抑制できるものの、耐外乱性が悪化してしまう。図１５は制御軸作動角検出値をそのままＦ／Ｂ信号として用いた場合と、上記のハイパスフィルタを用いて推定する場合について、可変動弁装置を制御対象としてシミュレーションを行った結果を表したものであり、図１５（ａ）は制御軸作動角、図１５（ｂ）は駆動電流について表している。フィードバック補償器にはＰＩＤ補償器を用いており、エンジン回転速度は８００ｒｐｍとし、１秒の時点で駆動電流３Ａ相当のステップ外乱を印加している。
【００４０】
そこで、本実施形態では、以下のような制御軸位置決め制御を行う。
【００４１】
図８は、制御軸位置決めコントローラ５０が実行する、可変動弁機構の制御軸作動角θｃｓの位置決め制御の制御ブロック図である。制御軸位置決めコントローラ５０は、線形化補償器６１、フィードバック補償器６２、反力トルクＴ１による揺動分（ノイズ）を除去する揺動除去器６３を有している。
【００４２】
図１〜図３に示した直流モータ２６を有する可変動弁装置が制御対象６０で、制御対象６０の入力は、直流モータ２６に与える電流指令値ｉｃｓｃ、出力（制御量）は制御軸作動角θｃｓである。この制御軸作動角θｃｓは、制御対象６０の出力を検出する応答検出手段としての制御軸作動角センサ２３により検出可能である。
【００４３】
線形化補償器６１について図９を参照して説明する。図９は線形化補償器６１と制御対象６０の詳細なブロック図である。Ｋｔはモータトルク定数、Ｊは直流モータ２６の軸周りイナーシャ、Ｄは潤滑油の粘性摩擦係数、Ｔ１は制御軸作動角に応じて変化する非線形（１次では無い）な反力トルク、ｓはラプラス演算子である。制御対象６０は、制御軸作動角に応じて変化する非線形な反力トルクを有する２次の伝達関数で表される特性を有する。
【００４４】
制御の管理上、非線形のモデルはコントローラを設計する際にロジックが複雑になる等の不都合がある。そこで、線形化補償器６１は、トルク反力の非線形特性を、仮想的に線形な特性にするため補償器である。通常、作動角に応じたトルク反力の非線形特性のマップを利用して、補償器を作成するのだが、ここでは、予め計測して作成した制御軸作動角θｃｓに応じた線形化補償量ＩLCのマップを用いる。トルク反力に変えて線形化補償量ＩLCを用いる理由は、直流モータ２６の電流値に対する直流モータ２６の発生トルクが、比例係数であるモータトルク定数Ｋｔで比例関係にあるからである。
ここで用いるマップを図１０に示す。図１０では、制御軸作動角がゼロ〜４０度までは線形化補償量はゼロとし、４０度を超えると制御軸作動角の増大に伴って線形化補償量ＩLCが減少している。図２１は非線形反力特性と、線形化補償後の反力特性を示している。
【００４５】
このような線形化補償量ＩLCを電流指令値ＩCMDに加算して制御対象に与えることにより、非線形な反力トルクＴ１を含んで構成される制御対象モデルが線形なモデルとなる。結果として、制御対象６０の電流指令値ＩCMDから制御軸作動角θｃｓまでの線形化された伝達関数は式（１）のようになり、２次の伝達関数となる。Ｋは線形化補償後の制御軸反力の傾きである。
【００４６】
【数１】
【００４７】
フィードバック補償器６２について説明する。フィードバック補償器６２は、ＰＩＤ制御補償器で構成されている。ＰＩＤ補償器の出力である電流指令値ＩCMDは式（２）算出される。
【００４８】
【数２】
【００４９】
なお、ＫPは比例ゲイン、ＫIは積分ゲイン、ＫDは微分ゲイン、ＴDは近似微分の時定数を表している。θＣＭＤは角度指令値であり、運転者の操作やエンジンの運転状態に応じて変化する。θｃｓ２は後述する揺動除去器６３によって演算されたフィードバック信号である。
【００５０】
揺動除去器６３について図１１を参照して説明する。図１１は揺動除去器６３の構成を表すブロック図である。揺動除去器６３は、制御対象モデル６３ａ、ハイパスフィルタ６３ｂ、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅ、減算器６３ｆ、６３ｇ、６３ｈ、６３ｉ、から構成されている。
【００５１】
制御対象モデル６３ａは式（１）と同様の伝達関数ＧP（ｓ）を有し、電流指令値に対して外乱が無い場合の理想的な信号を出力するために設けられる。ハイパスフィルタ６３ｂの伝達関数は式（３）で表される。後述するバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅではカム反力の揺動周波数の信号のみを通過させたいのだが、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの設計上、その通過周波数帯の周囲の信号も通過させてしまうので、予めハイパスフィルタ６３ｂによってバンドパスフィルタに入力する信号から、通過させるべき周波数よりも低周波側の信号を予め除去しておくことで、バンドパスフィルタ６３ｂにカム反力周波数以外の信号を通過させることを抑制しているのである。このハイパスフィルタ６３ｂは、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅ同様にエンジン回転速度に応じて可変設定される（揺動周波数に連動）。
【００５２】
【数３】
【００５３】
ＴHはハイパスフィルタの時定数であり、その値は、後述するバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過周波数帯においてはその信号をそのまま通過させるためにゲインがゼロｄＢとなるように設定する。
【００５４】
バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅに入力される信号θ１は、減算器６３ｆにて電流指令値ＩＣＭＤと制御作動角θｃｓを入力として式（４）により算出される。
【００５５】
【数４】
【００５６】
バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅは式（５）の伝達関数を有する。
【００５７】
【数５】
【００５８】
上式（５）のｎは、バンドパスフィルタ６３ｃの場合は１、バンドパスフィルタ６３ｄの場合は２、バンドパスフィルタ６３ｅの場合は３となる。ζは減衰係数、ωｎは固有振動数であり駆動軸回転速度ＮCAMを用いて式（６）に基づいて可変調整される。なお、ここでωｎの単位はｒａｄ／ｓ、ＮCAMの単位はＨｚである。
【００５９】
【数６】
【００６０】
すなわち、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅはそれぞれ、駆動軸回転速度と同一、駆動軸回転速度の２倍、３倍の周波数を通過させる設定となっている。
【００６１】
次に、減衰係数ζについて説明する。
【００６２】
減衰係数ζは、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が相対的に小さくなる減衰係数ζ１と、同じく相対的に大きくなる減衰係数ζ２（つまりζ２＞ζ１）と、を予め設定しておき、駆動軸回転速度ＮCAMの変化率の推定結果に基づいていずれかを選択して用いる。
【００６３】
ここで、減衰係数ζ１は、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が、駆動軸回転速度ＮCAMが一定のときにおける反力トルクＴ１による制御軸作動角の揺動の周波数を含むごく狭い範囲となるような値である。
【００６４】
一方、減衰係数ζ２は、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が、減衰係数ζ１の場合よりも広くなり、かつ、過渡時のズレ対策としてフィルタ幅を広げておきたい駆動軸回転速度ＮCAM変動時には、過渡時のずれ対策として駆動電流の振動幅が許容できるようにフィルタの通過帯域幅が広くなるような値を設定する（つまり、回転速度の変化が大きいときにバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が大きくなる）。
【００６５】
次に、駆動軸回転速度変化率の推定方法、及び減衰係数の選択方法について、具体例を挙げて説明する。
【００６６】
（第１の方法）
検出した駆動軸回転速度ＮCAMから変化率を算出し、この変化率が予め設定した閾値よりも小さい場合は減衰係数ζ１を選択し、大きい場合は減衰係数ζ２を選択する。この閾値の設定方法は、減衰係数ζ１を用いた場合の、駆動軸回転速度ＮCAMの変化に伴って発生する駆動電流振動をモニタし、駆動電流振動に対する許容上限値を実験的に定め、この許容上限値となるときの駆動軸回転速度ＮCAMの変化率を閾値として設定する。
【００６７】
バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を狭めて、問題となる制御軸作動角の揺動の周波数付近に設定すると、フィードバック信号から除去する周波数成分を、問題となる制御軸作動角の揺動の周波数にほぼ限定することができる。その結果、フィードバック制御に必要な周波数帯を除去することがなくなり、より高い耐外乱性、安定性を実現して制御性能を高めることができる。特に、スロットルバルブを開弁し、可変動弁装置による作動角の調整により低空気量をコントロールするアイドル制御時のような場合、作動角の変化に対する空気量の変化が大きいために高分解能を必要とする。そのような領域では作動角を微小角度で制御する必要があり、静止摩擦やＤＣモータのコギングの影響を受けるので、カム反力による揺動周波数のみを通過させるように通過帯域幅を狭くすることで高い耐外乱性を向上させる必要がある。
【００６８】
図１７は、アイドル制御時における、通過帯域幅が広い場合と狭い場合のタイムチャートである。図中の実線は通過帯域幅が広い場合を、破線は狭い場合を示している。ｔ１の時点でステップ的な外乱を印加すると、通過帯域幅が広い場合の方が狭い場合よりも、外乱をノイズとしてカットしてしまうので駆動電流の振動は小さくなっている。しかし、制御軸作動角は、通過帯域幅が広い場合の方が狭い場合よりも収束するのが遅くなっている。
【００６９】
一方で、制御軸の揺動の周波数は駆動軸回転速度ＮCAMに応じて変化するため、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの中心周波数は駆動軸回転速度ＮCAMに応じて設定する必要があるが、駆動軸回転速度ＮＣＡＭは検出遅れ等の影響により、少なからずとも実値とはズレを有する。このため、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を狭く設定し、かつ駆動軸回転速度検出値が実値に対して遅れを有する状況では、駆動軸回転速度ＮCAMが大きく変化した場合に、実際の制御軸作動角の揺動周波数とバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの中心周波数が不一致となり、結果的に駆動電流の振動は大きくなってしまう。
【００７０】
図１８は、通過帯域幅が狭い状態で、駆動軸回転速度ＮCAMが変化する場合のタイムチャートである。具体的には、ｔ１の時点でステップ的に外乱を印加し、ｔ３からｔ４にかけて駆動軸回転速度ＮＣＡＭが上昇し、ｔ７からｔ８にかけて駆動軸回転速度が低下している。
【００７１】
ｔ１で外乱が印加されても、ｔ２より前の時点で既に制御軸作動角及び駆動電流は元の値に収束している。しかし、駆動軸回転速度ＮＣＡＭが大きく変化するｔ３〜ｔ４及びｔ７〜ｔ８では、上述したように制御軸作動角の揺動周波数とバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの中心周波数が不一致となって、駆動電流は大きく振動している。
【００７２】
これに対して、本実施形態では、駆動軸回転速度ＮＣＡＭの変化率が小さい場合はバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を狭め、変化率が大きい場合はバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を広げるようにフィルタ特性を切り替える。
【００７３】
図１９は、駆動軸回転速度の変化率に基づいて減衰係数ζを切り替える場合のタイムチャートである。駆動軸回転速度が大きく変化するｔ３〜ｔ４及びｔ７〜ｔ８では減衰係数ζ２、その他では減衰係数ζ１にしている。これにより、ｔ３〜ｔ４及びｔ７〜ｔ８の駆動電流の振動が図１８の場合に比べて抑制されている。このように、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が小さい領域では、高い耐外乱性を実現しつつ、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が大きい領域での駆動電流の振幅を抑制することができる。
【００７４】
（第２の方法）
駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、アイドル制御実行中か否かを判定するためのアイドル制御実行フラグを設け、このアイドル制御実行フラグに基づいて減衰係数ζ１または減衰係数ζ２のいずれかを選択する。具体的には、アイドル制御実行中であれば、駆動軸回転速度の変化率は小さいので、通過帯域幅が狭くなるように減衰係数ζ１を選択し、それ以外では通過帯域幅が広くなるように減衰係数ζ２を選択する。これにより、吸気バルブ１９のバルブリフト量制御の目標値追従性を向上させて、エンジン回転速度変動を抑制することができる。
【００７５】
（第３の方法）
運転者が設定した車速を維持するよう制御する、いわゆるオートクルーズ制御機能を有する車両の場合には、駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、オートクルーズ制御中か否かを示すオートクルーズ制御実行フラグを用いる。そして、オートクルーズ制御実行中であれば、駆動軸回転速度の変化率は小さいので、通過帯域幅が狭くなるように減衰係数ζ１を選択し、それ以外では通過帯域幅が広くなるように減衰係数ζ２を選択する。これにより、第２の方法と同様に吸気バルブ１９のバルブリフト量制御の目標値追従性を向上するので、道路勾配の変化等による負荷変動時の車速変動を低減することができる。
【００７６】
（第４の方法）
駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、加速操作量の変化率を用いる。加速操作量の変化率として、アクセル開度変化率またはスロットル開度変化率を算出し、いずれかの開度変化率が閾値より大きい場合には、駆動軸回転速度ＮCAMの変化率が大きくなる可能性が高いので、通過帯域幅が広くなるように減衰係数ζ２を選択し、そうでない場合には通過帯域幅が狭くなるように減衰係数ζ１を選択する。
【００７７】
ここで用いる閾値は、減衰係数ζ１を用いた場合の駆動軸回転速度ＮCAMの変化に伴って発生する駆動電流振動に許容上限値を定め、この許容上限値となるときのアクセル開度またはスロットル開度の変化率を設定する。
【００７８】
このように、明らかに駆動軸回転速度ＮCAMが変動すると判断できる場合に、予め通過帯域幅を広げることで、確実に駆動軸回転速度変動時における駆動電流の振動幅を低減することができる。
【００７９】
（第５の方法）
変速機が無段自動変速機の場合に、駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、変速比情報を用いる。変速比情報として、現在の変速比を用いる。変速比が大きいと、エンジントルクの変動や車両状態の変化があった場合の駆動軸回転速度ＮCAMの変化が大きくなる。また、無段変速機の場合には、アクセルペダル踏み込み量等の運転者の加速意図が反映された変速比となっている。
【００８０】
なお、ここでいう変速比の大小は相対的なものであり、アイドル運転時や低速走行時用の変速比を「大きい」とする。
【００８１】
そこで、変速比が大きい場合には通過帯域幅が広くなる減衰係数ζ２を選択し、そうでない場合は減衰係数ζ１を選択する。これにより、確実に駆動軸回転速度変動時における駆動電流の振動を抑制することができる。また、エンジントルクや車両状態の変化が起きた場合にも、通過帯域幅を不要に拡げることなく、可変動弁装置の制御性能の低下を回避することができる。なお、現在の変速比ではなく、変速比の変化率を用いてもよい。
【００８２】
また、上述した第１〜第５の方法は、それぞれ他の方法と併用しても構わない。
【００８３】
上記のように減衰係数ζが切り替えられるバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅは、駆動軸回転速度ＮCAMが所定条件の場合には使用されず、不使用時にはバンドパスフィルタの出力はゼロになる。
【００８４】
不使用にする条件は、予め計測した各駆動軸回転速度における制御軸作動角の揺動の周波数成分に応じて決定する。可変動弁装置の揺動の周波数分布は、可変動弁装置の機械的な構成（リンク機構や機械的な固有振動数）により、駆動軸（カムシャフト）回転速度に応じて変化するものであるので、ここでは、一例としてＶ型６気筒エンジンに本実施形態を適用する場合について図１６を参照して説明する。
【００８５】
図１６は駆動軸（カムシャフト）回転速度が１００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍの場合における揺動の周波数分布解析結果である。１００ｒｐｍおよび１２００ｒｐｍのいずれの場合にも、駆動軸（カムシャフト）回転速度と同じ周波数及び３倍の周波数をもつ揺動が存在している。しかし、１２００ｒｐｍでは存在している駆動軸（カムシャフト）回転速度の２倍の周波数成分が、１００ｒｐｍでは存在していない。すなわち、１００ｒｐｍの場合には、駆動軸（カムシャフト）回転速度の２倍の周波数を通過させるバンドパスフィルタ６３ｄを使用しても、駆動電流の振動抑制に効果がない。
【００８６】
そこで、１００ｒｐｍの場合にはバンドパスフィルタ６３ｄを不使用とすることとし、これにより制御性能（耐外乱性と安定性）の不必要な低下を抑制する。
【００８７】
このように、駆動軸（カムシャフト）回転速度のある範囲において、いずれかのバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅが通過させる制御軸作動角の揺動の分布が存在しない場合、または電力消費や直流モータ２６への負荷に影響を与えない程度に小さい場合には、当該駆動軸回転速度を、バンドパスフィルタを使用しない範囲として設定する。
【００８８】
上記のように構成されるバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅを通過した作動角揺動量の総和であるθ２は式（７）で求められる。
【００８９】
【数７】
【００９０】
θ２は制御軸作動角の揺動量であり、これを減算器６３ｉにて式（８）のように制御軸作動角θｃｓから減算することでフィードバック信号θｃｓ２は揺動が除去された信号となる。
【００９１】
【数８】
【００９２】
なお、揺動除去器６３は図１１の構成に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅを直列に接続する構成であっても同様の効果を得ることができる。この場合、ハイパスフィルタ６３ｂ１〜６３ｂ３はそれぞれバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過周波数帯においてゲインがゼロｄＢとなるように時定数を設定する。
【００９３】
図１３は、本実施形態の位置決め制御を実行した場合と、制御軸作動角の検出値をそのままＦ／Ｂ信号として用いる場合（以下、揺動除去なしの場合という）とについてのシミュレーション結果であり、図１３（ａ）は制御軸作動角、図１３（ｂ）は駆動電流について示している。
【００９４】
このシミュレーションでは、図１５のシミュレーションと同じＦ／Ｂゲインに設定したＰＩＤ補償器を用いており、１秒の時点で駆動電流３Ａ相当のステップ外乱を印加している。
【００９５】
ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を推定する場合には、駆動電流の振動は、図１５（ｂ）に示すように揺動除去なしの場合よりも小さくすることができるが、ステップ外乱が印加された後の制御軸作動角の変化は、図１５（ａ）に示すように、揺動除去なしの場合よりも大きくなっている。
【００９６】
これに対して、本実施形態によれば、ステップ外乱が印加された後の制御作動角の変化は、図１３（ａ）に示すように揺動除去なしの場合とほぼ同等となっており、駆動電流の振動は図１３（ｂ）に示すように揺動除去なしの場合及びハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を推定する場合よりも小さくなっている。
【００９７】
すなわち、本実施形態によれば、制御性能（耐外乱性と安定性）を悪化させることなく、制御対象に入力する操作量の振動振幅を抑制することができる。そのため、より大きなＦ／Ｂゲインを設定することが可能となり、電力消費を小さくするとともに、制御対象に不必要な負荷を与えることを回避できる。
【００９８】
図１４は、制御軸作動角を一定角度に保持している際の、制御軸作動角、駆動電流及び消費電力について、本実施形態の位置決め制御を実行した場合と、揺動除去なしの場合のシミュレーションを行った結果であり、図１４（ａ）は制御軸作動角、図１４（ｂ）は駆動電流、図１４（ｃ）は電力消費について示している。
【００９９】
図１４（ａ）に示すように、制御軸作動角の変化はいずれの場合もほぼ同等であるが、図１４（ｂ）に示すように、本実施形態によれば駆動電流の振動が抑制されている。そのため、図１４（ｃ）に示すように、電力消費を低減することができるとともに、直流モータ２６へ不必要な負荷を与えることがなく、直流モータ２６の耐久性を向上させることができる。
【０１００】
以上のように本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
【０１０１】
（１）バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が大きくなるほど広げ、変化が小さくなるほど狭めるので、駆動軸回転速度ＮCAMが大きく変化する場合にも、耐外乱性、安定性を大きく悪化させることなく、駆動電流の振動振幅を抑制することができる。
【０１０２】
（２）バンドパスフィルタ６３を複数備えるので、振動ノイズの周波数成分が複数ある場合に、操作量の振動振幅を効果的に抑制することができる。また、各バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの使用・不使用を制御軸１４の状態に応じて切り替えるので、制御出力電流の振動振幅の抑制に関係のないバンドパスフィルタを使用することによる制御性能の不必要な低下を抑制することができる。
【０１０３】
（３）アイドル制御状態であると判定した場合には通過帯域幅を狭めるので、可変動弁装置のリフト量制御の目標値追従性が向上し、エンジン回転速度の変化、つまり駆動軸回転速度ＮCAMの変化が小さいアイドル制御状態でのエンジン回転速度変動を抑制することができる。
【０１０４】
（４）オートクルーズ制御中であると判定した場合には通過帯域幅を狭めるので、可変動弁装置の目標値追従性の向上により、道路勾配の変化等のような負荷変動時の車速変動を低減することができる。
【０１０５】
（５）加速操作量の変化を検知し、変化が閾値より大きい場合には通過帯域幅を広げるので、明らかに駆動軸回転速度ＮCAMが変化すると予測されるときには、変化に先立って通過帯域幅が広がる。これにより、駆動軸回転速度ＮCAMが変動する際の駆動電流の振動振幅を、確実に低減することができる。
【０１０６】
（６）変速比が大きいほど通過帯域幅を広げ、変速比が小さいほど通過帯域幅を狭めるので、エンジントルク変動等に伴うエンジン回転速度変動が大きくなりがちな状態では通過帯域幅が広がり、そうでない場合は、通過帯域幅は狭まる。したがって、エンジン回転速度変動に伴う駆動電流の振動を低減することができ、かつ不必要に通過帯域幅を広げることがないので、可変動弁装置の制御性の低下を抑制することができる。
【０１０７】
なお、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの減衰係数ζを切り替えるのではなく、減衰係数ζ１のバンドパスフィルタと減衰係数ζ２のバンドパスフィルタをそれぞれ設けてもよい。この場合、駆動軸回転速度の変化率に基づいて、いずれの減衰係数ζのバンドパスフィルタの算出結果を用いるかを決定する。
【０１０８】
さらには、両バンドパスフィルタの算出結果を線形補完するようにしてもよい。
【０１０９】
第２実施形態について説明する。
【０１１０】
本実施形態は、構成及び制御は基本的には第１実施形態と同様であるが、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅の切り替え制御、特に、広い通過帯域幅から狭い通過帯域幅に切り替える際の制御が異なる。
【０１１１】
本実施形態では、第１実施形態と同様の方法による狭い通過帯域幅に切り替えるべきとの判断が、予め設定した所定時間継続したときに、減衰係数ζをζ２からζ１に切り替える。ここでいう所定時間は、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が収まった後に、駆動軸回転速度変化により生じた駆動電流振動が収束するまでの時間と同等以上の時間を設定する。
【０１１２】
通過帯域幅を変更することによる駆動電流振動は、制御軸作動角の状態変化が小さくなった後も、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの過渡特性により残る場合がある。そこで、上記所定時間が経過してから減衰係数ζを切り替えるようにすることで、上記のようなバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの過渡特性による駆動電流振動をも含めて低減することができる。
【０１１３】
以上のように本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
【０１１４】
（１）いったん広げた通過帯域幅を狭める場合に、通過帯域幅を狭めるべき状態が所定時間継続した後で、通過帯域幅を狭めるので、制御軸作動角の状態変化が小さくなった後の駆動電流振動による制御性の低下を抑制することができる。
【０１１５】
第３実施形態について説明する。
【０１１６】
本実施形態は、構成及び制御は基本的には第１実施形態と同様であるが、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅の切り替え制御が異なる。本実施形態では、ζ１またはζ２のいずれかの減衰係数を選択するのではなく、例えば図２０のようなテーブルを用いて、連続的に変更する。図２０の縦軸は減衰係数、横軸は駆動軸回転速度変化率である。なお、駆動軸回転速度変化率に替えて、アクセル開度またはスロットル開度といった加速操作量の変化率、または変速比としてもよい。
【０１１７】
これによれば、制御性能をより向上させることができる。
【０１１８】
なお、エンジンの可変動弁装置の制御装置に適用する場合を例に挙げて説明したが、これに限られるわけではなく、制御周波数帯に近いノイズが発生するような機構の制御装置に広く適用することができる。
【０１１９】
また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２０】
１１ 駆動軸
１２ 偏心カム
１３ リング状リンク
１４ 制御軸
１５ 制御カム
１６ ロッカーアーム
１７ ロッド状リンク
１８ 揺動カム
１９ 吸気バルブ
２０ 駆動部
２３ 制御軸作動角センサ
２６ 直流モータ
５０ 制御軸位置決めコントローラ
６０ 制御対象
６１ 線形化補償器
６２ フィードバック補償器
６３ 揺動除去器
６３ｂ ハイパスフィルタ
６３ｃ バンドパスフィルタ
６３ｄ バンドパスフィルタ
６３ｅ バンドパスフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象の出力を目標値に追従させるべくフィードバック制御を行うフィードバック制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの可変動弁装置として、モータを駆動することにより作動する制御軸を有し、この制御軸をバルブスプリングの反力に抗して作動させることにより、バルブリフト特性を可変に制御し、かつモータの駆動力と制御軸の作動角との関係が非線形な特性を有するものが知られている。
【０００３】
このような可変動弁装置は、カムシャフトの回転に伴い、いわゆるカム反力がリンクを介して制御軸を揺動させること、及び静止摩擦やブラシ付きＤＣモータを用いた場合のコギング等といった外乱要素を有すること、を特徴として有している。
【０００４】
このような可変動弁装置を制御対象として、制御軸作動角が目標値に一致するようにフィードバック制御を行う場合には、上述したように制御軸がカム反力により揺動するため、制御量である制御軸作動角の検出部にエンジン回転に同期して振動する信号が入力される。この振動信号が加わった制御軸作動角の検出値をフィードバック制御信号として用いると、操作量であるモータ電流が振動して電力消費を増大させ、またアクチュエータに不要な負荷変動を与えて耐久性を損ねる可能性もある。一方、アイドル制御をバルブリフト量制御で実現する場合には、特に微小な作動角制御を必要とするので、上述したような外乱が作動角制御の目標値追従性に与える影響が大きく、結果的にアイドル制御性能を損なう可能性がある。
【０００５】
これらの問題を解消するために、振動信号に応じた周波数帯の出力ゲインを低下させるバンドエリミネーションフィルタを備え、制御軸の作動角信号としてバンドエリミネーションフィルタで演算処理した信号を入力する構成の制御装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８２９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された制御装置の構成では、エンジン回転速度に応じてバンドエリミネーションフィルタのカット周波数帯を変更すると、たとえばエンジン回転速度が低い場合には振動ノイズの周波数帯が低くなり、制御の応答性から要求される制御周波数帯（ステップ応答から決まる制御すべき周波数）とが非常に近づいてしまうため、フィルタカット周波数の幅を広く設定している場合には、制御対象の信号自体もフィルタにより取り除かれ、制御軸作動角の検出が遅れることから制御性能が著しく悪化してしまうという問題がある。また、フィルタカット周波数の帯域幅を狭く設定していると、エンジン回転速度が変化する加減速時（過渡時）に揺動周波数がフィルタカット周波数の帯域幅から外れてしまい、揺動により直流モータを駆動するための電流指令値が大きく振動していまい、電力消費が大きくなるとともに、直流モータに不必要な負荷を与える可能性がある。
【０００８】
上述したフィルタは、制御の検出信号に対して直接バンドエリミネーションフィルタを用いる方法であるが、制御対象をモデル化してモデル出力と実際の検出値の偏差を全ての外乱として取り扱い、その外乱のうち、所定の周波数よりも大きな周波数の信号を揺動周波数を含むノイズとしてハイパスフィルタで通過させ、フィルタ後の信号を実際の検出値から差し引くことでフィードバック制御にカム反力による揺動を反映させない方法もある。
より具体的に記述する。まず、制御対象を２次の伝達関数によりモデル化した制御対象モデルに対して所定の入力を行った場合の制御対象モデルの応答出力を演算させる。その一方で、実際の制御対象に同じ入力を行った際の実際の出力を検出する。上記の応答出力と検出値との差は、制御モデルでは表せなかった外乱として取り扱うことが出来る。
そして、この外乱のうち、カム反力の揺動をカットするようにハイパスフィルタを設定し、制御軸作動角検出値からこの揺動による振動をノイズ分として減算することで揺動を除去する方法も考えられる。
【０００９】
しかしながら、ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を通過させる構成では、この反力トルクＴ１による揺動を確実に通過させるためにハイパスフィルタのカットオフ周波数を反力トルクＴ１による揺動の周波数の１／２〜１／３程度の低い周波数に設定する必要がある。そのため、制御軸作動角検出値から除去したいノイズ分以外の、例えば電気的ノイズや動弁機構の潤滑状態による反力トルクの変化によるモデル誤差等といった、制御により抑制すべき外乱さえもノイズとして検出してしまうこととなって、直流モータの駆動電流の振動は抑制できるものの、耐外乱性が悪化してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明では、耐外乱性、安定性の高いフィードバック制御を可能とする制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の制御装置は、制御目標値と制御対象の実際の出力とに基いて制御対象の実際の出力を目標値に追従させるためのフィードバック制御を行う制御装置である。そして、制御対象をモデル化した制御対象モデルに所定の入力が行われた際のモデル出力と、同入力がなされた際の実際の制御対象の出力とに基いて制御対象に対する外乱を検出すると共に、外乱のうち、フィードバック制御に反映させない揺動成分を通過させるバンドパスフィルタを備え、当該バンドパスフィルタを通過したバンドパスフィルタ通過信号を実際の出力から除去することでフィードバック制御に揺動成分を反映させないフィードバック制御装置である。さらに、バンドパスフィルタの通過帯域幅を前記制御対象の状態に基づいて変化させる通過帯域幅調整手段を有し、この通過帯域幅調整手段は前記制御対象の状態変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、制御対象の状態変化が小さくなるほど通過帯域幅を狭める。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、制御対象の状態が大きく変化する場合にも、耐外乱性、安定性を大きく悪化させることなく、駆動電流の振動振幅を抑制するフィードバック制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態を適用する可変動弁装置の平面図である。
【図２】可変動弁装置の要部断面図である。
【図３】可変動弁装置の駆動部を示す構成図である。
【図４】可変動弁装置の作用を説明するための図である。
【図５】可変動弁装置の制御軸及び制御カムを示す構成図である。
【図６】制御軸の各回転角における作用を説明するための図である。
【図７】制御軸作動角と駆動電流の関係を示す特性図である。
【図８】本実施形態の制御軸位置決めコントローラのブロック図である。
【図９】線形化補償器と制御対象のブロック図である。
【図１０】線形化補償器のマップである。
【図１１】揺動除去器のブロック図である（その１）。
【図１２】揺動除去器のブロック図である（その２）。
【図１３】本実施形態による場合と揺動除去なしの場合のシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は制御軸作動角、（ｂ）は駆動電流について示している。
【図１４】制御軸を一定角度に保持する際のシミュレーション結果を示す図であり、(ａ)は制御軸作動角、（ｂ）は駆動電流、（ｃ）は電力消費について示している。
【図１５】ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を推定する場合のシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は制御軸作動角、（ｂ）は駆動電流について示している。
【図１６】Ｖ型６気筒エンジンに本実施形態を適用した場合の、制御軸作動角の揺動の周波数分布を示す図である。
【図１７】アイドル制御時における、通過帯域幅が広い場合と狭い場合のタイムチャートである。
【図１８】通過帯域幅が狭い状態で、駆動軸回転速度ＮCAMが変化する場合のタイムチャートである。
【図１９】駆動軸回転速度の変化率に基づいて減衰係数ζを切り替える場合のタイムチャートである。
【図２０】減衰係数テーブルである。
【図２１】非線形反力特性と、線形化補償後の反力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１から図３は、吸気バルブが最大リフトを迎えるクランク角度位置を変えることなく、バルブリフト量及びバルブ作動角を変化させ得る可変動弁装置の一実施形態を示している。
【００１６】
図１は可変動弁装置の平面図、図２は可変動弁装置の要部断面図、図３は可変動弁装置の駆動部を示す構成図である。なお、図１では排気バルブ側（図１の下側）の構成を省略して示していない。
【００１７】
シリンダヘッド１０の上部には、全気筒にわたって連続した駆動軸１１（カム軸）を設ける。この駆動軸１１は、図外の一端にスプロケットが取り付けられ、タイミングチェーン等を介して機関（エンジン）のクランクシャフトに連動して回転する。
【００１８】
駆動軸１１の外周には、吸気バルブ（又は排気バルブ）１９を駆動する揺動カム１８の円筒状の軸受部１８ａが相対回転可能に外嵌している。この揺動カム１８は、先端部（カムノーズ）１８ｂを有する薄板状をなし、その外周に吸気バルブ１９の上端に設けられた伝達部材としてのバルブリフタ１９ａの上面１９ｂに摺接するカム面１８ｃが形成されている。
【００１９】
また、駆動軸１１の外周にはリング状の偏心カム１２が圧入等により固定されている。この偏心カム１２の中心（軸心）Ｃ2は、駆動軸１１の中心（軸心）Ｃ1に対して所定量偏心している。この偏心カム１２の外周には、リング状リンク１３の基部１３ａがベアリング等を介して相対回転可能に外嵌している。なお、揺動カム１８の揺動中心（軸心）は、駆動軸１１の中心Ｃ1と一致している。
【００２０】
駆動軸１１の斜め上方には、図１に示したように制御軸１４が駆動軸１１と略平行に気筒列方向に延設されている。この制御軸１４は、後述する駆動部２０によりエンジンの運転状態に応じて所定の回転速度範囲で回転、保持される。
【００２１】
制御軸１４の外周には、リング状の制御カム１５が圧入等により固定されている。制御カム１５の中心（軸心）Ｃ4は、制御軸１４の中心（軸心）Ｃ3に対して所定量偏心している。この制御カム１５の外周には、ロッカーアーム１６の円筒状の中央基部が相対回転可能に外嵌している。このロッカーアーム１６の一端部１６ａと、リング状リンク１３の小径な先端部１３ｂとは、両者１６ａ、１３ｂを挿通する第１ピン２９ａを介して相対回転可能に連結されている。
【００２２】
また、ロッカーアーム１６の他端部１６ｂと揺動カム１８とは、ロッド状リンク１７によって連携されている。より具体的には、ロッカーアーム１６の他端部１６ｂと、ロッド状リンク１７の一端部１７ａとは、両者１６ｂ、１７ａを挿通する第２ピン２９ｂを介して相対回転可能に連結されている。また、ロッド状リンク１７の他端部１７ｂと揺動カム１８とは、両者１７ｂ、１８を挿通する第３ピン２９ｃを介して相対回転可能に連結されている。
【００２３】
次に、制御軸１４を回動、保持する駆動部２０の構成を説明する。
【００２４】
図１に示すように、制御軸１４は、シリンダヘッド１０に固定されるケース２２内まで延びており、その一端にウォームホイール２１が固定されている。ケース２２には、制御軸位置決めコントローラ５０からの制御信号により駆動される直流モータ２６が取り付けられており、この直流モータ２６の出力軸２６ａは、ローラベアリング２５を介してケース２２内に回転可能に延在している。この出力軸２６ａに、ウォームホイール２１と噛合するウォームギヤ２４が固定されている。なお、ウォームギヤ２４とウォームホイール２１の間でモータトルクを増大させるために、ギヤ比を適宜に大きく設定してある。また、ケース２２には、制御軸１４（ウォームホイール２１）の回転角度（制御軸作動角）を検出する制御軸作動角センサ２３が取り付けられており、この制御軸作動角センサ２３の出力は、制御軸位置決めコントローラ５０に入力され、該制御軸作動角センサ２３で検出された制御軸１４の作動角に基づいて、直流モータ２６がフィードバック制御される。
【００２５】
このような構成により、機関の回転に連動して駆動軸１１が回転すると、偏心カム１２を介してリング状リンク１３が並進移動し、これに応じてロッカーアーム１６が制御カム１５の中心Ｃ4を揺動中心として揺動し、かつ、ロッド状リンク１７を介して揺動カム１８が揺動する。このとき、揺動カム１８のカム面１８ｃが、吸気バルブ１９の上端に設けられた伝達部材としてのバルブリフタ１９ａの上面に摺接し、バルブリフタ１９ａを図外のバルブスプリングの反力に抗して押圧することにより、吸気バルブ１９がエンジンの回転に連動して開閉作動する。
【００２６】
また、エンジンの運転状態に応じて直流モータ２６の出力軸２６ａが所定の角度だけ回転駆動されると、ウォームギヤ２４、ウォームホイール２１を介して制御軸１４が所定の角度（作動角）だけ回動して、ロッカーアーム１６の揺動中心となる制御カム１５の中心Ｃ4の位置が変化し、吸気バルブ１９のリフト特性が変化する。より具体的には、制御軸１４の作動角が大側に回動され、制御カム１５の中心Ｃ4と駆動軸１１の中心Ｃ1との距離を近づけるほど、バルブリフト特性の変位であるバルブリフト量及びバルブ作動角が大きくなる。
【００２７】
次に、可変動弁装置の動作特性を図４、図５を参照して考察する。
【００２８】
ロッカーアーム１６の他端部１６ｂには、吸気バルブ１９のバルブスプリング反力等によって生じる反力Ｆ１が、揺動カム１８、ロッド状リンク１７、第２ピン２９ｂ等を介して作用する。また、ロッカーアーム１６の一端部１６ａには、反作用として発生する反力Ｆ２が、偏心カム１２、リング状リンク１３、第１ピン２９ａ等を介して作用する。従って、ロッカーアーム１６の揺動中心Ｃ4には、実質的に反力Ｆ１、Ｆ２の合成反力Ｆ３が作用する。
【００２９】
これにより、制御軸１４には、制御軸１４の中心Ｃ３から合成反力Ｆ３の方向線までの腕長さｒ１と合成反力Ｆ３との積であるトルクＴ１が作用する。従って、駆動部２０が制御軸１４を所定の角度に保持するためには、少なくとも上記のトルクＴ１に釣り合う逆向きのトルクを必要とする。
【００３０】
制御軸１４が所定の回転角度（作動角）に保持された状態では、図４に示すように、揺動カム１８が最も高バルブリフト側へ押し下げられたとき、すなわち図４の反時計方向に最も揺動したときに、合成反力Ｆ３が最大となる。このときの合成反力Ｆ３の方向は、駆動軸１１の中心Ｃ1と制御軸１４の中心Ｃ3とを結ぶ第１の線Ｌ１と略平行となる。
【００３１】
ここで、図６に示すように、合成反力Ｆ３は、バルブリフト量（バルブ作動角）の増大に応じて増大する（図６左側：最小バルブ作動角、図６中央：中間バルブ位置、図６右側：最大バルブ作動角）が、腕長さｒ１は、偏心カム１２の回転にしたがって、最小バルブ作動角から中間位置までは増大するが、その後は減少する。したがって、合成反力Ｆ３と腕長さとの積であるトルクＴ１は、制御軸作動角θに対して非線形な特性を有する。
【００３２】
図７は、制御軸１４の作動角θｃｓ（吸気バルブ１９のバルブリフト量、バルブ作動角と相関あり）と直流モータ２６を流れる駆動電流ｉｃｓ（トルクＴ１比例する）との関係を示す。図７において制御軸作動角θｃｓがゼロのときバルブリフト量（バルブ作動角）が最小となり、制御軸作動角θｃｓが６０度のときバルブリフト量（バルブ作動角）が最大となる。
【００３３】
また、駆動軸１１がエンジン回転に同期して回転する際に、反力トルクＴ１は駆動軸１１の回転に伴い変動する。そのため、制御軸１４の作動角は反力トルクＴ１の変動によって揺動する。揺動の周期はエンジン回転速度、すなわち駆動軸１１の回転速度に同期した周波数を有する。
【００３４】
ところで、制御軸作動角センサ２３が制御軸作動角を検知する際には、この反力トルクＴ１による揺動が重畳されて検出されるため、この検出値を直接使ってフィードバック制御を行うと直流モータ２６を駆動するための電流指令値が大きく振動していまい、電力消費が大きくなるとともに、直流モータ２６に不必要な負荷を与えるという問題がある。
【００３５】
この問題を解決するための手段として、カム反力による揺動周波数の成分をバンドエリミネーションフィルタを用いて取り除き、フィードバック制御に反映させない方法が挙げられる。具体的には、この揺動周波数はエンジンの回転速度に応じて変化するため、たとえば前述したような、エンジン回転速度の周波数に応じた周波数帯の信号を取り除く（出力を低下させる）バンドエリミネーションフィルタを用いて、制御軸作動角信号を取り出す方法が考えられる。
【００３６】
しかしながら、前述したように、エンジン回転速度に応じてバンドエリミネーションフィルタのカット周波数帯を変更すると、たとえばエンジン回転速度が低い場合には振動ノイズの周波数帯が低くなり、制御の応答性から要求される制御周波数帯（ステップ応答から決まる制御すべき周波数）とが非常に近づいてしまうため、フィルタカット周波数の幅を広く設定している場合には、制御対象の信号自体もフィルタにより取り除かれ制御軸作動角の検出が遅れることから制御性能が著しく悪化してしまうという問題がある。また、フィルタカット周波数の帯域幅を狭く設定していると、エンジン回転速度が変化する加減速時（過渡時）に揺動周波数がフィルタカット周波数の帯域幅から外れてしまい、揺動にり直流モータ２６を駆動するための電流指令値が大きく振動していまい、電力消費が大きくなるとともに、直流モータ２６に不必要な負荷を与える可能性がある。
【００３７】
上述したフィルタは、制御の検出信号に対して直接バンドエリミネーションフィルタを用いる方法であるが、制御対象をモデル化してモデル出力と実際の検出値の偏差を全ての外乱として取り扱い、その外乱のうち、所定の周波数よりも大きな周波数の信号を揺動周波数を含むノイズとしてハイパスフィルタで通過させ、フィルタ後の信号を実際の検出値から差し引くことでフィードバック制御にカム反力による揺動を反映させない方法もある。
【００３８】
より具体的に記述する。まず、制御対象を２次の伝達関数によりモデル化した制御対象モデルに対して所定の入力を行った場合の制御対象モデルの応答出力を演算させる。その一方で、実際の制御対象に同じ入力を行った際の実際の出力を検出する。上記の応答出力と検出値との差は、制御モデルでは表せなかった外乱として取り扱うことが出来る。
そして、この外乱のうち、カム反力の揺動をカットするようにハイパスフィルタを設定し、制御軸作動角検出値からこの揺動による振動をノイズ分として減算することで揺動を除去する方法も考えられる。
【００３９】
しかしながら、ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を通過させる構成では、この反力トルクＴ１による揺動を確実に通過させるためにハイパスフィルタのカットオフ周波数を反力トルクＴ１による揺動の周波数の１／２〜１／３程度の低い周波数に設定する必要がある。そのため、制御軸作動角検出値から除去したいノイズ分以外の、例えば電気的ノイズや動弁機構の潤滑状態による反力トルクの変化によるモデル誤差等といった、制御により抑制すべき外乱さえもノイズとして検出してしまうこととなって、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、直流モータ２６の駆動電流の振動は抑制できるものの、耐外乱性が悪化してしまう。図１５は制御軸作動角検出値をそのままＦ／Ｂ信号として用いた場合と、上記のハイパスフィルタを用いて推定する場合について、可変動弁装置を制御対象としてシミュレーションを行った結果を表したものであり、図１５（ａ）は制御軸作動角、図１５（ｂ）は駆動電流について表している。フィードバック補償器にはＰＩＤ補償器を用いており、エンジン回転速度は８００ｒｐｍとし、１秒の時点で駆動電流３Ａ相当のステップ外乱を印加している。
【００４０】
そこで、本実施形態では、以下のような制御軸位置決め制御を行う。
【００４１】
図８は、制御軸位置決めコントローラ５０が実行する、可変動弁機構の制御軸作動角θｃｓの位置決め制御の制御ブロック図である。制御軸位置決めコントローラ５０は、線形化補償器６１、フィードバック補償器６２、反力トルクＴ１による揺動分（ノイズ）を除去する揺動除去器６３を有している。
【００４２】
図１〜図３に示した直流モータ２６を有する可変動弁装置が制御対象６０で、制御対象６０の入力は、直流モータ２６に与える電流指令値ｉｃｓｃ、出力（制御量）は制御軸作動角θｃｓである。この制御軸作動角θｃｓは、制御対象６０の出力を検出する応答検出手段としての制御軸作動角センサ２３により検出可能である。
【００４３】
線形化補償器６１について図９を参照して説明する。図９は線形化補償器６１と制御対象６０の詳細なブロック図である。Ｋｔはモータトルク定数、Ｊは直流モータ２６の軸周りイナーシャ、Ｄは潤滑油の粘性摩擦係数、Ｔ１は制御軸作動角に応じて変化する非線形（１次では無い）な反力トルク、ｓはラプラス演算子である。制御対象６０は、制御軸作動角に応じて変化する非線形な反力トルクを有する２次の伝達関数で表される特性を有する。
【００４４】
制御の管理上、非線形のモデルはコントローラを設計する際にロジックが複雑になる等の不都合がある。そこで、線形化補償器６１は、トルク反力の非線形特性を、仮想的に線形な特性にするため補償器である。通常、作動角に応じたトルク反力の非線形特性のマップを利用して、補償器を作成するのだが、ここでは、予め計測して作成した制御軸作動角θｃｓに応じた線形化補償量ＩLCのマップを用いる。トルク反力に変えて線形化補償量ＩLCを用いる理由は、直流モータ２６の電流値に対する直流モータ２６の発生トルクが、比例係数であるモータトルク定数Ｋｔで比例関係にあるからである。
ここで用いるマップを図１０に示す。図１０では、制御軸作動角がゼロ〜４０度までは線形化補償量はゼロとし、４０度を超えると制御軸作動角の増大に伴って線形化補償量ＩLCが減少している。図２１は非線形反力特性と、線形化補償後の反力特性を示している。
【００４５】
このような線形化補償量ＩLCを電流指令値ＩCMDに加算して制御対象に与えることにより、非線形な反力トルクＴ１を含んで構成される制御対象モデルが線形なモデルとなる。結果として、制御対象６０の電流指令値ＩCMDから制御軸作動角θｃｓまでの線形化された伝達関数は式（１）のようになり、２次の伝達関数となる。Ｋは線形化補償後の制御軸反力の傾きである。
【００４６】
【数１】
【００４７】
フィードバック補償器６２について説明する。フィードバック補償器６２は、ＰＩＤ制御補償器で構成されている。ＰＩＤ補償器の出力である電流指令値ＩCMDは式（２）算出される。
【００４８】
【数２】
【００４９】
なお、ＫPは比例ゲイン、ＫIは積分ゲイン、ＫDは微分ゲイン、ＴDは近似微分の時定数を表している。θＣＭＤは角度指令値であり、運転者の操作やエンジンの運転状態に応じて変化する。θｃｓ２は後述する揺動除去器６３によって演算されたフィードバック信号である。
【００５０】
揺動除去器６３について図１１を参照して説明する。図１１は揺動除去器６３の構成を表すブロック図である。揺動除去器６３は、制御対象モデル６３ａ、ハイパスフィルタ６３ｂ、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅ、減算器６３ｆ、６３ｇ、６３ｈ、６３ｉ、から構成されている。
【００５１】
制御対象モデル６３ａは式（１）と同様の伝達関数ＧP（ｓ）を有し、電流指令値に対して外乱が無い場合の理想的な信号を出力するために設けられる。ハイパスフィルタ６３ｂの伝達関数は式（３）で表される。後述するバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅではカム反力の揺動周波数の信号のみを通過させたいのだが、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの設計上、その通過周波数帯の周囲の信号も通過させてしまうので、予めハイパスフィルタ６３ｂによってバンドパスフィルタに入力する信号から、通過させるべき周波数よりも低周波側の信号を予め除去しておくことで、バンドパスフィルタ６３ｂにカム反力周波数以外の信号を通過させることを抑制しているのである。このハイパスフィルタ６３ｂは、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅ同様にエンジン回転速度に応じて可変設定される（揺動周波数に連動）。
【００５２】
【数３】
【００５３】
ＴHはハイパスフィルタの時定数であり、その値は、後述するバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過周波数帯においてはその信号をそのまま通過させるためにゲインがゼロｄＢとなるように設定する。
【００５４】
バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅに入力される信号θ１は、減算器６３ｆにて電流指令値ＩＣＭＤと制御作動角θｃｓを入力として式（４）により算出される。
【００５５】
【数４】
【００５６】
バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅは式（５）の伝達関数を有する。
【００５７】
【数５】
【００５８】
上式（５）のｎは、バンドパスフィルタ６３ｃの場合は１、バンドパスフィルタ６３ｄの場合は２、バンドパスフィルタ６３ｅの場合は３となる。ζは減衰係数、ωｎは固有振動数であり駆動軸回転速度ＮCAMを用いて式（６）に基づいて可変調整される。なお、ここでωｎの単位はｒａｄ／ｓ、ＮCAMの単位はＨｚである。
【００５９】
【数６】
【００６０】
すなわち、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅはそれぞれ、駆動軸回転速度と同一、駆動軸回転速度の２倍、３倍の周波数を通過させる設定となっている。
【００６１】
次に、減衰係数ζについて説明する。
【００６２】
減衰係数ζは、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が相対的に小さくなる減衰係数ζ１と、同じく相対的に大きくなる減衰係数ζ２（つまりζ２＞ζ１）と、を予め設定しておき、駆動軸回転速度ＮCAMの変化率の推定結果に基づいていずれかを選択して用いる。
【００６３】
ここで、減衰係数ζ１は、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が、駆動軸回転速度ＮCAMが一定のときにおける反力トルクＴ１による制御軸作動角の揺動の周波数を含むごく狭い範囲となるような値である。
【００６４】
一方、減衰係数ζ２は、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が、減衰係数ζ１の場合よりも広くなり、かつ、過渡時のズレ対策としてフィルタ幅を広げておきたい駆動軸回転速度ＮCAM変動時には、過渡時のずれ対策として駆動電流の振動幅が許容できるようにフィルタの通過帯域幅が広くなるような値を設定する（つまり、回転速度の変化が大きいときにバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅が大きくなる）。
【００６５】
次に、駆動軸回転速度変化率の推定方法、及び減衰係数の選択方法について、具体例を挙げて説明する。
【００６６】
（第１の方法）
検出した駆動軸回転速度ＮCAMから変化率を算出し、この変化率が予め設定した閾値よりも小さい場合は減衰係数ζ１を選択し、大きい場合は減衰係数ζ２を選択する。この閾値の設定方法は、減衰係数ζ１を用いた場合の、駆動軸回転速度ＮCAMの変化に伴って発生する駆動電流振動をモニタし、駆動電流振動に対する許容上限値を実験的に定め、この許容上限値となるときの駆動軸回転速度ＮCAMの変化率を閾値として設定する。
【００６７】
バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を狭めて、問題となる制御軸作動角の揺動の周波数付近に設定すると、フィードバック信号から除去する周波数成分を、問題となる制御軸作動角の揺動の周波数にほぼ限定することができる。その結果、フィードバック制御に必要な周波数帯を除去することがなくなり、より高い耐外乱性、安定性を実現して制御性能を高めることができる。特に、スロットルバルブを開弁し、可変動弁装置による作動角の調整により低空気量をコントロールするアイドル制御時のような場合、作動角の変化に対する空気量の変化が大きいために高分解能を必要とする。そのような領域では作動角を微小角度で制御する必要があり、静止摩擦やＤＣモータのコギングの影響を受けるので、カム反力による揺動周波数のみを通過させるように通過帯域幅を狭くすることで高い耐外乱性を向上させる必要がある。
【００６８】
図１７は、アイドル制御時における、通過帯域幅が広い場合と狭い場合のタイムチャートである。図中の実線は通過帯域幅が広い場合を、破線は狭い場合を示している。ｔ１の時点でステップ的な外乱を印加すると、通過帯域幅が広い場合の方が狭い場合よりも、外乱をノイズとしてカットしてしまうので駆動電流の振動は小さくなっている。しかし、制御軸作動角は、通過帯域幅が広い場合の方が狭い場合よりも収束するのが遅くなっている。
【００６９】
一方で、制御軸の揺動の周波数は駆動軸回転速度ＮCAMに応じて変化するため、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの中心周波数は駆動軸回転速度ＮCAMに応じて設定する必要があるが、駆動軸回転速度ＮＣＡＭは検出遅れ等の影響により、少なからずとも実値とはズレを有する。このため、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を狭く設定し、かつ駆動軸回転速度検出値が実値に対して遅れを有する状況では、駆動軸回転速度ＮCAMが大きく変化した場合に、実際の制御軸作動角の揺動周波数とバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの中心周波数が不一致となり、結果的に駆動電流の振動は大きくなってしまう。
【００７０】
図１８は、通過帯域幅が狭い状態で、駆動軸回転速度ＮCAMが変化する場合のタイムチャートである。具体的には、ｔ１の時点でステップ的に外乱を印加し、ｔ３からｔ４にかけて駆動軸回転速度ＮＣＡＭが上昇し、ｔ７からｔ８にかけて駆動軸回転速度が低下している。
【００７１】
ｔ１で外乱が印加されても、ｔ２より前の時点で既に制御軸作動角及び駆動電流は元の値に収束している。しかし、駆動軸回転速度ＮＣＡＭが大きく変化するｔ３〜ｔ４及びｔ７〜ｔ８では、上述したように制御軸作動角の揺動周波数とバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの中心周波数が不一致となって、駆動電流は大きく振動している。
【００７２】
これに対して、本実施形態では、駆動軸回転速度ＮＣＡＭの変化率が小さい場合はバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を狭め、変化率が大きい場合はバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を広げるようにフィルタ特性を切り替える。
【００７３】
図１９は、駆動軸回転速度の変化率に基づいて減衰係数ζを切り替える場合のタイムチャートである。駆動軸回転速度が大きく変化するｔ３〜ｔ４及びｔ７〜ｔ８では減衰係数ζ２、その他では減衰係数ζ１にしている。これにより、ｔ３〜ｔ４及びｔ７〜ｔ８の駆動電流の振動が図１８の場合に比べて抑制されている。このように、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が小さい領域では、高い耐外乱性を実現しつつ、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が大きい領域での駆動電流の振幅を抑制することができる。
【００７４】
（第２の方法）
駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、アイドル制御実行中か否かを判定するためのアイドル制御実行フラグを設け、このアイドル制御実行フラグに基づいて減衰係数ζ１または減衰係数ζ２のいずれかを選択する。具体的には、アイドル制御実行中であれば、駆動軸回転速度の変化率は小さいので、通過帯域幅が狭くなるように減衰係数ζ１を選択し、それ以外では通過帯域幅が広くなるように減衰係数ζ２を選択する。これにより、吸気バルブ１９のバルブリフト量制御の目標値追従性を向上させて、エンジン回転速度変動を抑制することができる。
【００７５】
（第３の方法）
運転者が設定した車速を維持するよう制御する、いわゆるオートクルーズ制御機能を有する車両の場合には、駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、オートクルーズ制御中か否かを示すオートクルーズ制御実行フラグを用いる。そして、オートクルーズ制御実行中であれば、駆動軸回転速度の変化率は小さいので、通過帯域幅が狭くなるように減衰係数ζ１を選択し、それ以外では通過帯域幅が広くなるように減衰係数ζ２を選択する。これにより、第２の方法と同様に吸気バルブ１９のバルブリフト量制御の目標値追従性を向上するので、道路勾配の変化等による負荷変動時の車速変動を低減することができる。
【００７６】
（第４の方法）
駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、加速操作量の変化率を用いる。加速操作量の変化率として、アクセル開度変化率またはスロットル開度変化率を算出し、いずれかの開度変化率が閾値より大きい場合には、駆動軸回転速度ＮCAMの変化率が大きくなる可能性が高いので、通過帯域幅が広くなるように減衰係数ζ２を選択し、そうでない場合には通過帯域幅が狭くなるように減衰係数ζ１を選択する。
【００７７】
ここで用いる閾値は、減衰係数ζ１を用いた場合の駆動軸回転速度ＮCAMの変化に伴って発生する駆動電流振動に許容上限値を定め、この許容上限値となるときのアクセル開度またはスロットル開度の変化率を設定する。
【００７８】
このように、明らかに駆動軸回転速度ＮCAMが変動すると判断できる場合に、予め通過帯域幅を広げることで、確実に駆動軸回転速度変動時における駆動電流の振動幅を低減することができる。
【００７９】
（第５の方法）
変速機が無段自動変速機の場合に、駆動軸回転速度の変化率を判断する指標として、変速比情報を用いる。変速比情報として、現在の変速比を用いる。変速比が大きいと、エンジントルクの変動や車両状態の変化があった場合の駆動軸回転速度ＮCAMの変化が大きくなる。また、無段変速機の場合には、アクセルペダル踏み込み量等の運転者の加速意図が反映された変速比となっている。
【００８０】
なお、ここでいう変速比の大小は相対的なものであり、アイドル運転時や低速走行時用の変速比を「大きい」とする。
【００８１】
そこで、変速比が大きい場合には通過帯域幅が広くなる減衰係数ζ２を選択し、そうでない場合は減衰係数ζ１を選択する。これにより、確実に駆動軸回転速度変動時における駆動電流の振動を抑制することができる。また、エンジントルクや車両状態の変化が起きた場合にも、通過帯域幅を不要に拡げることなく、可変動弁装置の制御性能の低下を回避することができる。なお、現在の変速比ではなく、変速比の変化率を用いてもよい。
【００８２】
また、上述した第１〜第５の方法は、それぞれ他の方法と併用しても構わない。
【００８３】
上記のように減衰係数ζが切り替えられるバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅは、駆動軸回転速度ＮCAMが所定条件の場合には使用されず、不使用時にはバンドパスフィルタの出力はゼロになる。
【００８４】
不使用にする条件は、予め計測した各駆動軸回転速度における制御軸作動角の揺動の周波数成分に応じて決定する。可変動弁装置の揺動の周波数分布は、可変動弁装置の機械的な構成（リンク機構や機械的な固有振動数）により、駆動軸（カムシャフト）回転速度に応じて変化するものであるので、ここでは、一例としてＶ型６気筒エンジンに本実施形態を適用する場合について図１６を参照して説明する。
【００８５】
図１６は駆動軸（カムシャフト）回転速度が１００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍの場合における揺動の周波数分布解析結果である。１００ｒｐｍおよび１２００ｒｐｍのいずれの場合にも、駆動軸（カムシャフト）回転速度と同じ周波数及び３倍の周波数をもつ揺動が存在している。しかし、１２００ｒｐｍでは存在している駆動軸（カムシャフト）回転速度の２倍の周波数成分が、１００ｒｐｍでは存在していない。すなわち、１００ｒｐｍの場合には、駆動軸（カムシャフト）回転速度の２倍の周波数を通過させるバンドパスフィルタ６３ｄを使用しても、駆動電流の振動抑制に効果がない。
【００８６】
そこで、１００ｒｐｍの場合にはバンドパスフィルタ６３ｄを不使用とすることとし、これにより制御性能（耐外乱性と安定性）の不必要な低下を抑制する。
【００８７】
このように、駆動軸（カムシャフト）回転速度のある範囲において、いずれかのバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅが通過させる制御軸作動角の揺動の分布が存在しない場合、または電力消費や直流モータ２６への負荷に影響を与えない程度に小さい場合には、当該駆動軸回転速度を、バンドパスフィルタを使用しない範囲として設定する。
【００８８】
上記のように構成されるバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅを通過した作動角揺動量の総和であるθ２は式（７）で求められる。
【００８９】
【数７】
【００９０】
θ２は制御軸作動角の揺動量であり、これを減算器６３ｉにて式（８）のように制御軸作動角θｃｓから減算することでフィードバック信号θｃｓ２は揺動が除去された信号となる。
【００９１】
【数８】
【００９２】
なお、揺動除去器６３は図１１の構成に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅを直列に接続する構成であっても同様の効果を得ることができる。この場合、ハイパスフィルタ６３ｂ１〜６３ｂ３はそれぞれバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過周波数帯においてゲインがゼロｄＢとなるように時定数を設定する。
【００９３】
図１３は、本実施形態の位置決め制御を実行した場合と、制御軸作動角の検出値をそのままＦ／Ｂ信号として用いる場合（以下、揺動除去なしの場合という）とについてのシミュレーション結果であり、図１３（ａ）は制御軸作動角、図１３（ｂ）は駆動電流について示している。
【００９４】
このシミュレーションでは、図１５のシミュレーションと同じＦ／Ｂゲインに設定したＰＩＤ補償器を用いており、１秒の時点で駆動電流３Ａ相当のステップ外乱を印加している。
【００９５】
ハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を推定する場合には、駆動電流の振動は、図１５（ｂ）に示すように揺動除去なしの場合よりも小さくすることができるが、ステップ外乱が印加された後の制御軸作動角の変化は、図１５（ａ）に示すように、揺動除去なしの場合よりも大きくなっている。
【００９６】
これに対して、本実施形態によれば、ステップ外乱が印加された後の制御作動角の変化は、図１３（ａ）に示すように揺動除去なしの場合とほぼ同等となっており、駆動電流の振動は図１３（ｂ）に示すように揺動除去なしの場合及びハイパスフィルタで制御軸作動角の反力トルクＴ１による揺動を推定する場合よりも小さくなっている。
【００９７】
すなわち、本実施形態によれば、制御性能（耐外乱性と安定性）を悪化させることなく、制御対象に入力する操作量の振動振幅を抑制することができる。そのため、より大きなＦ／Ｂゲインを設定することが可能となり、電力消費を小さくするとともに、制御対象に不必要な負荷を与えることを回避できる。
【００９８】
図１４は、制御軸作動角を一定角度に保持している際の、制御軸作動角、駆動電流及び消費電力について、本実施形態の位置決め制御を実行した場合と、揺動除去なしの場合のシミュレーションを行った結果であり、図１４（ａ）は制御軸作動角、図１４（ｂ）は駆動電流、図１４（ｃ）は電力消費について示している。
【００９９】
図１４（ａ）に示すように、制御軸作動角の変化はいずれの場合もほぼ同等であるが、図１４（ｂ）に示すように、本実施形態によれば駆動電流の振動が抑制されている。そのため、図１４（ｃ）に示すように、電力消費を低減することができるとともに、直流モータ２６へ不必要な負荷を与えることがなく、直流モータ２６の耐久性を向上させることができる。
【０１００】
以上のように本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
【０１０１】
（１）バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅を、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が大きくなるほど広げ、変化が小さくなるほど狭めるので、駆動軸回転速度ＮCAMが大きく変化する場合にも、耐外乱性、安定性を大きく悪化させることなく、駆動電流の振動振幅を抑制することができる。
【０１０２】
（２）バンドパスフィルタ６３を複数備えるので、振動ノイズの周波数成分が複数ある場合に、操作量の振動振幅を効果的に抑制することができる。また、各バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの使用・不使用を制御軸１４の状態に応じて切り替えるので、制御出力電流の振動振幅の抑制に関係のないバンドパスフィルタを使用することによる制御性能の不必要な低下を抑制することができる。
【０１０３】
（３）アイドル制御状態であると判定した場合には通過帯域幅を狭めるので、可変動弁装置のリフト量制御の目標値追従性が向上し、エンジン回転速度の変化、つまり駆動軸回転速度ＮCAMの変化が小さいアイドル制御状態でのエンジン回転速度変動を抑制することができる。
【０１０４】
（４）オートクルーズ制御中であると判定した場合には通過帯域幅を狭めるので、可変動弁装置の目標値追従性の向上により、道路勾配の変化等のような負荷変動時の車速変動を低減することができる。
【０１０５】
（５）加速操作量の変化を検知し、変化が閾値より大きい場合には通過帯域幅を広げるので、明らかに駆動軸回転速度ＮCAMが変化すると予測されるときには、変化に先立って通過帯域幅が広がる。これにより、駆動軸回転速度ＮCAMが変動する際の駆動電流の振動振幅を、確実に低減することができる。
【０１０６】
（６）変速比が大きいほど通過帯域幅を広げ、変速比が小さいほど通過帯域幅を狭めるので、エンジントルク変動等に伴うエンジン回転速度変動が大きくなりがちな状態では通過帯域幅が広がり、そうでない場合は、通過帯域幅は狭まる。したがって、エンジン回転速度変動に伴う駆動電流の振動を低減することができ、かつ不必要に通過帯域幅を広げることがないので、可変動弁装置の制御性の低下を抑制することができる。
【０１０７】
なお、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの減衰係数ζを切り替えるのではなく、減衰係数ζ１のバンドパスフィルタと減衰係数ζ２のバンドパスフィルタをそれぞれ設けてもよい。この場合、駆動軸回転速度の変化率に基づいて、いずれの減衰係数ζのバンドパスフィルタの算出結果を用いるかを決定する。
【０１０８】
さらには、両バンドパスフィルタの算出結果を線形補完するようにしてもよい。
【０１０９】
第２実施形態について説明する。
【０１１０】
本実施形態は、構成及び制御は基本的には第１実施形態と同様であるが、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅の切り替え制御、特に、広い通過帯域幅から狭い通過帯域幅に切り替える際の制御が異なる。
【０１１１】
本実施形態では、第１実施形態と同様の方法による狭い通過帯域幅に切り替えるべきとの判断が、予め設定した所定時間継続したときに、減衰係数ζをζ２からζ１に切り替える。ここでいう所定時間は、駆動軸回転速度ＮCAMの変化が収まった後に、駆動軸回転速度変化により生じた駆動電流振動が収束するまでの時間と同等以上の時間を設定する。
【０１１２】
通過帯域幅を変更することによる駆動電流振動は、制御軸作動角の状態変化が小さくなった後も、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの過渡特性により残る場合がある。そこで、上記所定時間が経過してから減衰係数ζを切り替えるようにすることで、上記のようなバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの過渡特性による駆動電流振動をも含めて低減することができる。
【０１１３】
以上のように本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
【０１１４】
（１）いったん広げた通過帯域幅を狭める場合に、通過帯域幅を狭めるべき状態が所定時間継続した後で、通過帯域幅を狭めるので、制御軸作動角の状態変化が小さくなった後の駆動電流振動による制御性の低下を抑制することができる。
【０１１５】
第３実施形態について説明する。
【０１１６】
本実施形態は、構成及び制御は基本的には第１実施形態と同様であるが、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過帯域幅の切り替え制御が異なる。本実施形態では、ζ１またはζ２のいずれかの減衰係数を選択するのではなく、例えば図２０のようなテーブルを用いて、連続的に変更する。図２０の縦軸は減衰係数、横軸は駆動軸回転速度変化率である。なお、駆動軸回転速度変化率に替えて、アクセル開度またはスロットル開度といった加速操作量の変化率、または変速比としてもよい。
【０１１７】
これによれば、制御性能をより向上させることができる。
【０１１８】
なお、エンジンの可変動弁装置の制御装置に適用する場合を例に挙げて説明したが、これに限られるわけではなく、制御周波数帯に近いノイズが発生するような機構の制御装置に広く適用することができる。
【０１１９】
また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２０】
１１ 駆動軸
１２ 偏心カム
１３ リング状リンク
１４ 制御軸
１５ 制御カム
１６ ロッカーアーム
１７ ロッド状リンク
１８ 揺動カム
１９ 吸気バルブ
２０ 駆動部
２３ 制御軸作動角センサ
２６ 直流モータ
５０ 制御軸位置決めコントローラ
６０ 制御対象
６１ 線形化補償器
６２ フィードバック補償器
６３ 揺動除去器
６３ｂ ハイパスフィルタ
６３ｃ バンドパスフィルタ
６３ｄ バンドパスフィルタ
６３ｅ バンドパスフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御目標値と制御対象の実際の出力とに基いて制御対象の実際の出力を目標値に追従させるためのフィードバック制御を行う制御装置であって、制御対象をモデル化した制御対象モデルに所定の入力が行われた際のモデル出力と、同入力がなされた際の実際の制御対象の出力とに基いて制御対象に対する外乱を検出すると共に、前記外乱のうち、フィードバック制御に反映させない揺動成分を通過させるバンドパスフィルタを備え、当該バンドパスフィルタを通過したバンドパスフィルタ通過信号を前記実際の出力から除去することでフィードバック制御に前記揺動成分を反映させないフィードバック制御装置において、
前記バンドパスフィルタの通過帯域幅を前記制御対象の状態に基づいて変化させる通過帯域幅調整手段を有し、
前記通過帯域幅調整手段は前記制御対象の状態変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、前記制御対象の状態変化が小さくなるほど前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタを複数備え、各バンドパスフィルタの使用・不使用を前記制御対象の状態に応じて切り替えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
エンジンの可変動弁装置の制御装置であって、
前記実際の制御対象の出力は制御軸の作動角であり、
前記制御対象への入力は駆動電流あるいは電圧であり、
前記制御対象モデルは可変動弁装置の制御対象モデルであり、
前記外乱のうち、フィードバック制御に反映させない揺動成分とは前記制御軸の作動角カム反力による揺動成分であり、
前記通過帯域幅調整手段は、前記可変動弁装置の駆動軸回転速度の変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、前記駆動軸回転速度の変化が小さくなるほど前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンがアイドル制御状態か否かを判定するアイドル状態判定手段を備え、
アイドル制御状態であると判定した場合には、前記通過帯域幅調整手段は前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
運転者が設定した車速での定速走行となるよう車速を制御する定速制御手段と、
前記定速制御手段による車速制御中であるか否かを判定する定速制御状態判定手段と、
を備え、
前記定速制御手段による車速制御中であると判定した場合には、前記通過帯域幅調整手段は前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項３または４に記載の制御装置。
【請求項６】
運転者の加速意図を検知する加速意図検知手段を備え、加速意図を検知した場合には前記通過帯域幅調整手段は前記通過帯域幅を広げることを特徴とする請求項３から５のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項７】
無段自動変速機と、
この無段自動変速機の変速比を検知する手段と、
を備え、
前記通過帯域幅調整手段は、変速比が大きいほど前記通過帯域幅を広げ、変速比が小さいほど前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項３から６のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記通過帯域幅調整手段は、いったん広げた通過帯域幅を狭める場合に、前記通過帯域幅を狭めるべき状態が所定時間継続した後で、通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項１】
制御目標値と制御対象の実際の出力とに基いて制御対象の実際の出力を目標値に追従させるためのフィードバック制御を行う制御装置であって、制御対象をモデル化した制御対象モデルに所定の入力が行われた際のモデル出力と、同入力がなされた際の実際の制御対象の出力とに基いて制御対象に対する外乱を検出すると共に、前記外乱のうち、フィードバック制御に反映させない揺動成分を通過させるバンドパスフィルタを備え、当該バンドパスフィルタを通過したバンドパスフィルタ通過信号を前記実際の出力から除去することでフィードバック制御に前記揺動成分を反映させないフィードバック制御装置において、
前記バンドパスフィルタの通過帯域幅を前記制御対象の状態に基づいて変化させる通過帯域幅調整手段を有し、
前記通過帯域幅調整手段は前記制御対象の状態変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、前記制御対象の状態変化が小さくなるほど前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタを複数備え、各バンドパスフィルタの使用・不使用を前記制御対象の状態に応じて切り替えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
エンジンの可変動弁装置の制御装置であって、
前記実際の制御対象の出力は制御軸の作動角であり、
前記制御対象への入力は駆動電流あるいは電圧であり、
前記制御対象モデルは可変動弁装置の制御対象モデルであり、
前記外乱のうち、フィードバック制御に反映させない揺動成分とは前記制御軸の作動角カム反力による揺動成分であり、
前記通過帯域幅調整手段は、前記可変動弁装置の駆動軸回転速度の変化が大きくなるほど通過帯域幅を広げ、前記駆動軸回転速度の変化が小さくなるほど前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンがアイドル制御状態か否かを判定するアイドル状態判定手段を備え、
アイドル制御状態であると判定した場合には、前記通過帯域幅調整手段は前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
運転者が設定した車速での定速走行となるよう車速を制御する定速制御手段と、
前記定速制御手段による車速制御中であるか否かを判定する定速制御状態判定手段と、
を備え、
前記定速制御手段による車速制御中であると判定した場合には、前記通過帯域幅調整手段は前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項３または４に記載の制御装置。
【請求項６】
運転者の加速意図を検知する加速意図検知手段を備え、加速意図を検知した場合には前記通過帯域幅調整手段は前記通過帯域幅を広げることを特徴とする請求項３から５のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項７】
無段自動変速機と、
この無段自動変速機の変速比を検知する手段と、
を備え、
前記通過帯域幅調整手段は、変速比が大きいほど前記通過帯域幅を広げ、変速比が小さいほど前記通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項３から６のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記通過帯域幅調整手段は、いったん広げた通過帯域幅を狭める場合に、前記通過帯域幅を狭めるべき状態が所定時間継続した後で、通過帯域幅を狭めることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２０３２３１（Ｐ２０１０−２０３２３１Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４６１９６（Ｐ２００９−４６１９６）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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