(57)【要約】【課題】振動ノイズの周波数帯と制御周波数帯とが非常に近い場合であっても、制御安定性を確保し、かつ制御対象へ入力する操作量の振動振幅を抑制することを目的とする。【解決手段】制御対象１４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、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過周波数を制御対象１４の状態に応じて決定するとともに、検出値θｃｓから検出値揺動量を減算した値θ2をフィードバック信号とする。【選択図】図１１
2009047120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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制御装置において、
制御対象の出力を検出する応答検出手段と、
制御対象へ入力する操作量に基づいて制御対象の出力を推定する制御対象モデルと、
前記検出値に含まれる検出値揺動量を前記応答検出手段が出力する検出値と前記制御対象モデルが出力する推定値との差に基づいて算出するためのバンドパスフィルタと、
を備え、
前記バンドパスフィルタの通過周波数を前記制御対象の状態に応じて決定するとともに、前記検出値から前記検出値揺動量を減算した値をフィードバック信号とす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】
非線形な反力特性を補償する線形化補償器とフィードバック補償器とを備え、
前記制御対象モデルは前記線形化補償器によって線形化された特性を有し、
前記制御対象へ入力する操作量に前記線形化補償器の補償量を加算する前の操作量を前記制御対象モデルに入力す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】
前記制御対象の特性は純積分を有し、
前記制御対象モデルはハイパスフィルタの特性を併せもち、
前記ハイパスフィルタと等しい伝達特性を有する検出値用ハイパスフィルタを備え、
前記ハイパスフィルタの特性を併せもつ制御対象モデルに操作量を入力して算出した信号と前記検出値用ハイパスフィルタで算出した信号との差を、前記バンドパスフィルタで処理することにより検出値揺動量を演算することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項５】
エンジンの可変動弁装置の制御装置であって、
前記応答検出手段は制御軸の作動角を検出し、
前記制御対象に入力する操作量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、
前記検出値揺動量は前記制御軸の作動角揺動量であり、
前記バンドパスフィルタの通過周波数はエンジンの可変動弁装置の駆動軸の回転数に応じて決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記バンドパスフィルタの通過周波数が可変動弁装置の駆動軸の回転数の略整数倍であることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
予め計測した各駆動軸回転数ごとの揺動の周波数成分に基づいて、駆動軸回転数ごとに各バンドパスフィルタの使用・不使用を切り替えることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【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制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの可変動弁機構として、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、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た振動ノイズが入力される。このノイズ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、フィードバック補正量がノイズ成分を増幅し、制御軸作動角が振動的になるため、フィードバックゲインを大きく設定できず、応答性を高めることに限界があるという問題があった。この問題を解消するために、振動ノイズ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。
【特許文献１】特開２０００−２８２９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、振動ノイズの周波数帯と制御周波数帯とが非常に近い場合、バンドエリミネーションフィルタによって出力ゲインが低下するため制御軸作動角の検出が遅れ、これにより制御性能が著しく悪化してしまうという問題があった。
【０００５】
例えば、エンジン回転数が８００ｒｐｍのとき、ノイズの振動周波数は６．６Ｈｚであるが、制御の応答周波数は３Ｈｚから２０Ｈｚを要求する。この場合、特許文献１の構成でバンドエリミネーションフィルタのカットオフ周波数を６．６Ｈｚにすると、バンドエリミネーションフィルタを設けない場合に比べて、ゲイン余裕、位相余裕ともに小さくなり、安定余裕が確保できずに不安定な状態になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明では、振動ノイズの周波数帯と制御周波数帯とが非常に近い場合であっても、制御安定性を確保し、かつ制御対象へ入力する操作量の振動振幅を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御装置は、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制御装置であって、制御対象の出力を検出する応答検出手段と、制御対象へ入力する操作量に基づいて制御対象の出力を推定する制御対象モデルと、検出値に含まれる検出値揺動量（振動ノイズ）を応答検出手段が出力する検出値と制御対象モデルが出力する推定値との差に基づいて算出するためのバンドパスフィルタと、を備え、バンドパスフィルタの通過周波数を制御対象の状態に応じて決定するとともに、検出値から検出値揺動量を減算した値をフィードバック信号とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、出力ゲインを低下させることなく振動ノイズを除去することができるので、制御安定性を大きく低下させることなく、制御対象へ入力する操作量の振動振幅を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。しったがって、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に対して非線形ば特性を有する。
【００２７】
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。
【００２８】
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数、すなわち駆動軸１１の回転数に同期した周波数を有する。
【００２９】
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、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。
【００３０】
この問題を解決するための手段として、例えば前述したような、エンジン回転数の周波数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用いて、制御軸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方法が考えられる。
【００３１】
しかしながら、前述したように、振動ノイズの周波数帯と制御周波数帯とが非常に近い場合、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。
【００３２】
また、制御対象への入力と制御対象の応答とを用いて制御軸作動角を推定し、この制御軸作動角推定値と制御軸作動角検出値とから、ハイパスフィルタを用いて振動ノイズを検出し、制御軸作動角検出値からこの振動ノイズ分を減算することで振動ノイズを除去する方法も考えられる。
【００３３】
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による揺動を推定する構成では、ノイズを正確に推定するためには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程度の遅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、エンジン回転数は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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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は非線形な反力トルク、ｓはラプラス演算子である。制御対象６０は、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。
【００３８】
線形化補償器６１は、直流モータ２６の電流値及び直流モータ２６が発生するトルクが、比例係数であるモータトルク定数Ｋｔで比例関係にあることを利用して、制御軸作動角θｃｓに応じて変化する非線形な反力トルクに相当する線形化補償量ＩLCを、予め計測して作成したマップを用いて出力する。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〜略６０度までは制御軸作動角の増大に伴って線形化補償量ＩLCも増大し、略６０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は減少している。
【００３９】
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が打ち消される。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、１次遅れと純積分とで表される特性となる。
【００４０】
【数１】
2009047120.tif 000003
【００４１】
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。
【００４２】
【数２】
2009047120.tif 000004
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
制御対象モデル６３ａは式（１）と同様の伝達関数ＧP（ｓ）を有している。ハイパスフィルタ６３ｂの伝達関数は式（３）で表される。
【００４６】
【数３】
2009047120.tif 000005
【００４７】
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ゲインがゼロｄＢとなるように設定する。
【００４８】
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。
【００４９】
【数４】
2009047120.tif 000006
【００５０】
バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅは式（５）の伝達関数を有する。
【００５１】
【数５】
2009047120.tif 000007
【００５２】
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数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。
【００５３】
【数６】
2009047120.tif 000008
【００５４】
すなわち、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅはそれぞれ、駆動軸回転数と同一、駆動軸回転数の２倍、３倍の周波数を通過させる設定となっている。
【００５５】
また、これらバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅは、駆動軸回転数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。
【００５６】
不使用にする条件は、予め計測した各駆動軸回転数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）回転数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。
【００５７】
図１６は駆動軸（カムシャフト）回転数が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）回転数と同じ周波数及び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）回転数の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）回転数の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。
【００５８】
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。
【００５９】
このように、駆動軸（カムシャフト）回転数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、当該駆動軸回転数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。
【００６０】
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。
【００６１】
【数７】
2009047120.tif 000009
【００６２】
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。
【００６３】
【数８】
2009047120.tif 000010
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
（１）可変動弁装置のフィードバック制御装置において、制御軸作動角を検出する制御軸作動角センサ２３と、入力する操作量に基づいて制御軸１４の出力を推定する制御対象モデルと、制御軸作動角に含まれる振動ノイズを制御軸作動角センサ２３の出力と制御対象モデルが出力する推定値との差に基づいて算出するためのバンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅと、を備え、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過周波数を制御軸１４の状態に応じて決定するとともに、検出値から振動ノイズを減算した値をフィードバック信号とするので、耐外乱性、安定性の悪化を抑制しつつ、制御軸作動角の揺動が原因で大きくなる制御出力電流（電圧）の振動振幅を抑制できるので、電力消費を減少させるとともに、制御軸１４作動用のアクチュエータに不必要な負荷を与えることがなくなる。
【００７４】
（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。
【００７５】
（３）非線形な反力特性を補償する線形化補償器６１とフィードバック補償器６２とを備え、制御対象モデルは線形化補償器６１によって線形化された特性を有し、制御軸１４へ入力する操作量に線形化補償器６１の補償量を加算する前の操作量を制御対象モデルに入力するので、制御軸作動角が非線形な反力特性を有する場合にも、効果的に制御出力電流の振動振幅を抑制することができる。
【００７６】
（４）制御軸作動角の特性は純積分を有し、制御対象モデル６３ａはハイパスフィルタＧHPF（ｓ）の特性を併せもち、ハイパスフィルタＧHPF（ｓ）と等しい伝達特性を有するハイパスフィルタ６３ｂを備え、制御対象モデル６３ａに操作量（制御出力電流）を入力して算出した信号とハイパスフィルタ６３ｂで算出した信号との差を、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅで処理することにより検出値揺動量θ２を演算するので、外乱やモデル化誤差があっても演算結果が無限大あるいは無限小になることがなく、演算可能な構成とすることができる。
【００７７】
（５）バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅの通過周波数が、駆動軸１４の回転数の略整数倍であるので、例えばＶ型６気筒エンジンに適用する場合には、制御出力電流の振動振幅を効果的に抑制することができる。
【００７８】
（６）予め計測した各駆動軸回転数ごとの揺動の周波数成分に基づいて、駆動軸回転数ごとに各バンドパスフィルタの使用・不使用を切り替えるので、制御軸１４の駆動電流の振動抑制に効果のない駆動軸回転数では、バンドパスフィルタ６３ｃ〜６３ｅを使用しないようにすることができる。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ことができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、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。
【００８０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【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ー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。
【符号の説明】
【００８２】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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