(57)【要約】【課題】バルブタイミングを高応答で制御できると共に、交番トルク（カムトルク）の影響によって操作量が振れてしまうことを抑制できる可変バルブタイミング機構の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓよりも高い場合には、エンジンバルブの開閉動作による交番トルクの１周期毎にバルブタイミングを検出してフィードバック制御を行わせ、エンジン回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓ以下である場合、バルブタイミング制御が定常状態であれば、前記交番トルクの１周期毎にバルブタイミングを検出してフィードバック制御を行わせ、バルブタイミング制御が過渡状態であれば、前記交番トルクの１周期よりも小さいクランク角度毎にバルブタイミングを検出してフィードバック制御を行わせる。【選択図】図１０
2010196481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンバルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構の制御装置であって、
前記バルブタイミングを、前記エンジンバルブの開閉動作による交番トルクの１周期のクランク角度毎に検出する第１のバルブタイミング検出手段と、
前記バルブタイミングを、前記交番トルクの１周期よりも小さいクランク角度毎に検出する第２のバルブタイミング検出手段と、
前記バルブタイミング制御が定常状態である場合に、前記第１のバルブタイミング検出手段を選択し、前記バルブタイミング制御が過渡状態である場合に、前記第２のバルブタイミング検出手段を選択する選択手段と、
前記選択されたバルブタイミング検出手段によるバルブタイミングの検出値に基づいて前記可変バルブタイミング機構の操作量を演算して出力する制御手段と、
を含んで構成された可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項２】
前記選択手段が、エンジン回転速度が閾値未満である場合に、前記定常・過渡状態の判別に基づいて前記第１のバルブタイミング検出手段と前記第２のバルブタイミング検出手段とのいずれか一方を選択する一方、エンジン回転速度が前記閾値以上である場合には、前記第１のバルブタイミング検出手段を選択し、かつ、前記第２のバルブタイミング検出手段によるバルブタイミングの検出を停止させる請求項１記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項３】
前記第２のバルブタイミング検出手段によるバルブタイミングの検出値について、前記交番トルクの１周期当たりの平均値を求める平均値算出手段と、
前記平均値に基づいて前記第１のバルブタイミング検出手段の検出値を補正するための補正値を演算する補正値演算手段と、
前記補正値演算手段で演算された補正値に基づいて前記第１のバルブタイミング検出手段の検出値を補正する補正手段と、
を更に備え、
前記選択手段で前記第１のバルブタイミング検出手段が選択された場合に、前記制御手段が、前記補正手段で補正された検出値に基づいて前記可変バルブタイミング機構の操作量を演算して出力する請求項１又は２記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンバルブのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランクパルス信号とカムパルス信号との信号対の位相差から、バルブタイミングを検出し、検出したバルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させる制御装置において、クランクシャフトの所定回転の間に現れる複数の信号対のうち、バルブタイミングを検出するのに使用する信号対を、エンジン回転数の増大に応じて少なく選択するバルブタイミング調整装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３２６５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バルブタイミング（カムシャフトの位相）の検出を短い周期で行わせれば、バルブタイミングの検出結果に基づく操作量の演算を高応答で行えるが、実際のバルブタイミング（実際のカムシャフトの位相）は、エンジンバルブの開閉動作による交番トルク（カムトルク）に影響されて振動するため、検出周期を短くすると、前記交番トルクに影響されたバルブタイミングの振動を拾ってしまう。
【０００５】
そして、振動を拾った検出結果に基づいて、可変バルブタイミング機構を制御すると、振動に伴って発生する制御エラーに基づいて操作量が振れることで、可変バルブタイミング機構を駆動するアクチュエータ（例えば電磁ソレノイド）における消費エネルギー（消費電力）が増大してしまうなどの問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、バルブタイミングを高応答で制御できると共に、前記交番トルク（カムトルク）の影響によって操作量が振れてしまうことを抑制できる可変バルブタイミング機構の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】
【０００７】
そのため、本発明に係る可変バルブタイミング機構の制御装置は、バルブタイミング制御が定常状態である場合に、エンジンバルブの開閉動作による交番トルクの１周期のクランク角度毎に検出されたバルブタイミングに基づいて可変バルブタイミング機構を制御させ、バルブタイミング制御が過渡状態である場合に、前記交番トルクの１周期よりも小さいクランク角度毎に検出されたバルブタイミングに基づいて可変バルブタイミング機構を制御させるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によると、バルブタイミング制御の過渡状態において、バルブタイミングを高応答で制御でき、また、バルブタイミング制御の定常状態において、交番トルクの影響による操作量の振れを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る制御装置が適用される車両用エンジンの実施形態を示す全体構成図である。
【図２】実施形態のエンジンに備えられる可変作動角・リフト機構（ＶＥＬ）を示す斜視図である。
【図３】実施形態のエンジンに備えられる可変作動角・リフト機構（ＶＥＬ）の部分拡大図である。
【図４】実施形態のエンジンに備えられる可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）を示す断面図である。
【図５】実施形態のエンジンに備えられる可変作動角・リフト機構（ＶＥＬ）及び可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）による吸気バルブの開特性（バルブリフト量ＶＬ、バルブ作動ＯＡ、中心位相ＳＰ）の変化を示すグラフである。
【図６】実施形態におけるクランク角センサ，カム位相センサ，気筒判別センサの構成を示す図である。
【図７】実施形態におけるクランク角センサ，カム位相センサ，気筒判別センサの出力特性、及び、クランク角センサから出力される単位クランク角信号ＰＯＳのカウンタの変化を示すタイムチャートである。
【図８】実施形態におけるカム位相信号ＣＡＭ毎の位相検出値と、交番トルクの１周期毎の位相検出値との相関を示すタイムチャートである。
【図９】実施形態における可変バルブタイミング機構の制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態におけるバルブタイミングの検出周期の選択手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態におけるバルブタイミングの検出周期の切り換え時におけるオフセット補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態におけるオフセット分の算出処理を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】実施形態における検出周期の切り換え実行タイミングと、オフセット補正処理とを示すタイムチャートである。
【図１４】実施形態における交番トルクの１周期毎の検出に用いるカム位相信号ＣＡＭの選択学習の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態における交番トルクの１周期毎の検出に用いるカム位相信号ＣＡＭの選択学習の特性を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る可変バルブタイミング機構の制御装置が適用される車両用エンジンのシステム構成を示す図である。
【００１１】
図１に示すエンジン１０１は直列４気筒ガソリン内燃機関である。
但し、本願発明を適用するエンジンを、４気筒ガソリン機関に限定するものではない。
前記エンジン１０１の各気筒に空気を導入するための吸気管１０２には、エンジン１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する吸入空気量センサ１０３が設けられている。
【００１２】
各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉する吸気バルブ（エンジンバルブ）１０５が設けられ、該吸気バルブ１０５の上流側の吸気管１０２には、気筒毎に燃料噴射弁１０６が配置される。
【００１３】
前記燃料噴射弁１０６には、前記燃料噴射弁１０６の開弁時間に比例する燃料が噴射されるように、圧力調整された燃料が供給される。
前記燃料噴射弁１０６から噴射された燃料は、吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０４内に空気と共に吸引され、点火プラグ１０７による火花点火によって着火燃焼し、該燃焼による圧力がピストン１０８をクランクシャフト１０９に向けて押し下げることで、前記クランクシャフト１０９を回転駆動する。
【００１４】
また、前記燃焼室１０４の排気口を開閉する排気バルブ（エンジンバルブ）１１０が設けられ、該排気バルブ１１０が開くことで排ガスが排気管１１１に排出される。
前記排気管１１１には、三元触媒等を備えてなる触媒コンバータ１１２が介装されており、排ガス中の有害成分は、前記触媒コンバータ１１２によって無害成分に転換され、排出される。
【００１５】
前記吸気バルブ１０５・排気バルブ１１０は、クランクシャフト１０９によって回転駆動される吸気カムシャフト・排気カムシャフトの回転によって開動作する。
前記排気バルブ１１０は、予め定められた開弁特性（バルブリフト量・バルブ作動角・バルブタイミング）で開動作するが、前記吸気バルブ１０５の開弁特性（バルブリフト量・バルブ作動角・バルブタイミング）は、可変作動角・リフト機構（ＶＥＬ）１１３及び可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）１１４によって可変とされる。
【００１６】
前記可変作動角・リフト機構１１３は、吸気バルブ１０５のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に変化させる機構であり、前記可変バルブタイミング機構１１４は、クランクシャフト１０９に対する後述の吸気カムシャフト１１５の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５（エンジンバルブ）のバルブ作動角の中心位相（バルブタイミング）を進角・遅角変化させる機構である。
【００１７】
また、前記点火プラグ１０７それぞれには、点火プラグ１０７に対して点火エネルギを供給する点火モジュール１１６が直付けされている。
前記点火モジュール１１６は、点火コイルと該点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタとを含んで構成される。
【００１８】
前記燃料噴射弁１０６，可変作動角・リフト機構１１３，可変バルブタイミング機構１１４及び点火モジュール１１６は、エンジン制御装置２０１によって制御される。
前記エンジン制御装置２０１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサ・スイッチからの信号を入力し、予め記憶されたプログラムに従った演算処理を行うことで、前記燃料噴射弁１０６，可変作動角・リフト機構１１３，可変バルブタイミング機構１１４及び点火モジュール１１６それぞれの操作量を演算して出力する。
【００１９】
従って、前記エンジン制御装置２０１は、可変バルブタイミング機構の制御装置としての機能を有する制御ユニットである。
図２は、吸気バルブ１０５のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変作動角・リフト機構１１３の構造を示す斜視図である。
【００２０】
前記吸気バルブ１０５の上方に、前記クランクシャフト１０９によって回転駆動される吸気カムシャフト１１５が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
前記吸気カムシャフト１１５には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ１０５ａに当接して吸気バルブ１０５を開駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
【００２１】
前記吸気カムシャフト１１５と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０５のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に変更するための可変作動角・リフト機構１１３が設けられている。
【００２２】
また、前記吸気カムシャフト１１５の一端部には、クランクシャフト１０９に対する前記吸気カムシャフト１１５の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相（バルブタイミング）を連続的に変更する可変バルブタイミング機構１１４が配設されている。
【００２３】
前記可変作動角・リフト機構１１３は、図２及び図３に示すように、吸気カムシャフト１１５に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気カムシャフト１１５と平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。
【００２４】
前記制御軸１３は、モータ等のアクチュエータ１７によりギア列（減速機）１８を介して、ストッパで規制される作動範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランクシャフト１０９に連動して吸気カムシャフト１１５が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２が並進移動すると共に、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０５が開駆動される。
【００２５】
また、前記アクチュエータ１７によって制御軸１３の角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。
【００２６】
これにより、図５の矢印３０１に示すように、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相ＳＰが殆ど変化させることなく、吸気バルブ１０５のバルブ作動角ＯＡがバルブリフト量ＶＬと共に連続的に変化する。
【００２７】
尚、バルブ作動角が連続的に変化すると同時に、バルブ作動角の中心位相が変化するように、前記可変作動角・リフト機構１１３を構成することも可能である。
図４は、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相（バルブタイミング）を可変とする前記可変バルブタイミング機構１１４の構造を示す。
【００２８】
前記可変バルブタイミング機構１１４は、クランクシャフト１０９によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、前記吸気カムシャフト１１５の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を、既定のロック位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。
【００２９】
前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。
【００３０】
前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。
【００３１】
前記回転部材５３は、吸気カムシャフト３の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。
【００３２】
前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。
【００３３】
前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の初期位置において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。
【００３４】
前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送するエンジン駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。
【００３５】
前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。
【００３６】
前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記エンジン制御装置２０１は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号（操作量）に基づいて制御する。
【００３７】
前記可変バルブタイミング機構１１４においては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比（オン時間割合）０％のオフ制御信号を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出されるようにしてある。
【００３８】
従って、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％のオフ制御信号を出力すると、遅角側油圧室８３の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室８２の内圧が低くなり、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０５の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。
【００３９】
即ち、電磁アクチュエータ９９への通電を遮断すると、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相（バルブタイミング）は遅角変化し、最終的には、最遅角位置で停止する。
また、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％のオン制御信号を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。
【００４０】
このため、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％のオン制御信号を出力すると、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０５の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に進角変化する。
【００４１】
このように、前記可変バルブタイミング機構１１４は、図５の矢印３０２に示すように、吸気バルブ１０５のバルブ作動角ＯＡ及びバルブリフト量ＶＬを変えずに、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相ＳＰを進・遅角変化させる機構であり、前記制御信号のデューティ比を変更することで、最遅角位置から最進角位置までの間の任意の位置に、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相（バルブタイミング）を変化させることができる。
【００４２】
尚、吸気バルブ１０５のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変作動角・リフト機構１１３、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１１４の構造・形式は、上記の図２〜４に示したものに限定されない。
【００４３】
例えば、可変バルブタイミング機構１１４は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相を変化させる機構のものであれば良く、上記の油圧ベーン式の他、歯車を用いてクランクシャフト１０９に対し前記吸気カムシャフト１１５を相対回転させる機構や、油圧アクチュエータの他、モータや電磁ブレーキをアクチュエータとして用いる機構を用いることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、可変バルブタイミング機構１１４と共に可変作動角・リフト機構１１３を備えるが、可変作動角・リフト機構１１３を備えない構成であっても良く、更には、吸気バルブ１０５（吸気カムシャフト）と共に、又は、吸気バルブ１０５（吸気カムシャフト）に代えて、排気バルブ１１０（排気カムシャフト）に可変バルブタイミング機構１１４を備えることができる。
【００４５】
前記エンジン制御装置２０１には、前記制御軸１３の角度に応じたレベルの信号を出力する角度センサ２０２の出力信号が入力され、角度センサ２０２の出力信号に基づき前記制御軸１３の角度を検出する一方で、エンジン運転条件（エンジン負荷・エンジン回転速度など）に応じて目標バルブ作動角（目標バルブリフト量）に対応する制御軸１３の目標角度を演算し、角度センサ２０２で検出される制御軸１３の実角度が前記目標角度に近づくように、前記アクチュエータ（モータ）１７への通電操作量をフィードバック制御する。
【００４６】
また、前記エンジン制御装置２０１は、エンジン運転条件（エンジン負荷・エンジン回転速度など）に基づいて吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相の目標進角量（目標位相）を演算し、クランク角センサ２０３及びカム位相センサ２０４の出力信号に基づいて検出される実際の進角量（位相）が前記目標進角量（目標位相）に近づくように、前記実際の進角量（実際の位相）と目標進角量（目標位相）との偏差に基づいて、電磁アクチュエータ９９に出力する制御信号のデューティ比（操作量）をフィードバック制御する。
【００４７】
前記クランク角センサ２０３（基準角度検出手段）は、図６に示すように、クランクシャフト１０９に軸支したシグナルプレート２０３ａの周縁にクランク角１０deg毎に形成される被検出部２０３ｂを、センサ素子２０３ｃで検出する構成であり、図７に示すように、各気筒の上死点を起点としてクランク角１０deg毎に立ち上がるパルス信号である単位クランク角信号ＰＯＳを出力する。
【００４８】
ここで、前記単位クランク角信号ＰＯＳが、各気筒の上死点前６０deg及び７０degのクランク角位置で連続して抜けを生じるように、前記被検出部２０３ｂが形成されている。
換言すれば、前記単位クランク角信号ＰＯＳは、エンジン１０１における気筒間の行程位相差（点火間隔）であるクランク角１８０deg毎に、連続して２パルスの歯抜けを生じるように設定されている。
【００４９】
尚、クランク角センサ２０３が、歯抜けなしにクランク角１０deg毎の単位クランク角信号ＰＯＳを出力すると共に、行程位相差毎の基準クランク角信号ＲＥＦを、前記単位クランク角信号ＰＯＳとは独立に出力する構成とすることができる。
【００５０】
また、前記カム位相センサ２０４（カムパルス発生手段）は、図６に示すように、吸気カムシャフト１１５に軸支したシグナルプレート２０４ａの周縁にクランク角２２．５deg毎に形成される被検出部２０４ｂを、センサ素子２０４ｃで検出する構成であり、図７に示すように、吸気カムシャフト１１５の位相検出に用いるパルス信号であるカム位相信号ＣＡＭを出力する。
【００５１】
ここで、前記カム位相信号ＣＡＭが、吸気カムシャフト１１５の１回転当たり、１パルスだけ抜けを生じるように、前記被検出部２０４ｂを１箇所だけ欠落させてある。
そして、前記被検出部２０４ｂの欠落箇所２０４ｄを、カム位相信号ＣＡＭの周期変化に基づいて検出することで、欠落箇所２０４ｄを基点に各カム位相信号ＣＡＭを識別でき、具体的には、カム位相信号ＣＡＭが発生する毎に、欠落箇所２０４ｄから何番目のカム位相信号ＣＡＭであるかを判別するようにしてある。
【００５２】
更に、気筒判別センサ２１０が設けられており、この気筒判別センサ２１０は、図６に示すように、排気カムシャフト２１１に軸支したシグナルプレート２１０ａの周縁に９０deg毎に相互に異なる数だけ設けられる被検出部２１０ｂを、センサ素子２１０ｃで検出する構成であり、図７に示すように、気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当するクランク角１８０deg毎に、基準ピストン位置にある気筒のナンバーをパルス数で示す気筒判別信号ＰＨＡＳＥを出力する。
【００５３】
尚、気筒判別信号ＰＨＡＳＥが、パルス幅で気筒を示すように構成することができる。
また、本実施形態におけるエンジン１０１の点火順は、＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順であるものとする。
【００５４】
前記エンジン制御装置２０１は、前記単位クランク角信号ＰＯＳの発生周期を計測することで、単位クランク角信号ＰＯＳの歯抜け部分を検出し、更に、歯抜け直後の単位クランク角信号ＰＯＳの出力位置をＢＴＤＣ５０degの位置として識別し、単位クランク角信号ＰＯＳが３パルス入力される毎にカウントアップされるカウンタＣＲＡＣＮＴ１の値を、前記ＢＴＤＣ５０deg毎に零にクリアする。
【００５５】
更に、単位クランク角信号ＰＯＳが３個入力される毎にカウントアップされるカウンタＣＲＡＣＮＴ２の値を、前記カウンタＣＲＡＣＮＴ１の値が４になる毎（ＢＴＤＣ１１０deg毎）にクリアさせる。
【００５６】
そして、前記カウンタＣＲＡＣＮＴ２がクリアされる周期、即ち、ＢＴＤＣ１１０degから次のＢＴＤＣ１１０degまでの間で、前記気筒判別信号ＰＨＡＳＥの発生数をカウントし、前記気筒判別信号ＰＨＡＳＥの発生数に基づいて次の１周期に含まれる上死点がどの気筒の圧縮上死点であるかを判別し、該判別結果に従って気筒判別値ＣＴＹＬＣＮＴを更新する。
【００５７】
例えば、前記カウンタＣＲＡＣＮＴ２がクリアされる間で、気筒判別信号ＰＨＡＳＥが３パルス出力されたときには、次に圧縮上死点となる気筒は＃４気筒であると判断して、前記カウンタＣＲＡＣＮＴ２がクリアされるタイミング（ＢＴＤＣ１１０degであって基準クランク角位置）において気筒判別値ＣＴＹＬＣＮＴを、＃４気筒に対応する「４」に切り換える。
【００５８】
気筒別の燃料噴射時期や点火時期の制御においては、前記気筒判別値ＣＴＹＬＣＮＴに基づいて燃料噴射・点火を行わせる気筒を特定し、前記基準クランク角位置から要求の燃料噴射時期・点火時期までの角度を設定する。
【００５９】
そして、基準クランク角位置から要求の燃料噴射時期・点火時期までの角度を、単位クランク角信号ＰＯＳのカウント、及び、１０deg以下の角度については時間換算して検出し、燃料噴射させる気筒の燃料噴射弁１３１に噴射パルス信号を出力し、点火する気筒の点火コイルの通電を制御するパワートランジスタに点火制御信号を出力する。
【００６０】
また、前記カウンタＣＲＡＣＮＴ２がクリアされるタイミング（基準クランク角位置）から、カム位相信号ＣＡＭまでの角度ＦＡを、単位クランク角信号ＰＯＳ及び時間計測によってそれぞれ検出する。
【００６１】
そして、前記角度ＦＡから実際の吸気カムシャフト１１５の位相（バルブタイミングの進角量）を求め、この位相検出値が、目標位相に近づくように、可変バルブタイミング機構１１４をフィードバック制御する。
【００６２】
ここで、欠落箇所２０４ｄから何番目のカム位相信号ＣＡＭであるかが判別されるので、前記角度ＦＡのデータが、何番目のカム位相信号ＣＡＭまでの角度であるかを判断でき、これによって、吸気カムシャフト１１５の位相変化によってカム位相信号ＣＡＭの出力位置がクランク角に対して変化しても、吸気カムシャフト１１５の位相を検出できる。
【００６３】
例えば、図７において、最遅角時には、基準クランク角位置ＲＥＦ１の直後に出力されるのは４番目のカム位相信号ＣＡＭであるのに対し、最進角時には、基準クランク角位置ＲＥＦ１の直後に出力されるのは６番目のカム位相信号ＣＡＭである。
【００６４】
従って、基準クランク角位置ＲＥＦから最初のカム位相信号ＣＡＭまでの角度を計測しても、最初のカム位相信号ＣＡＭを識別しないと、位相を誤検出することになってしまう。
【００６５】
しかし、前述のように、位相検出の対象としたカム位相信号ＣＡＭが何番目のものであるかを判別できれば、カム位相信号ＣＡＭの出力位置が、基準クランク角位置ＲＥＦを跨いで変化しても、位相を正しく検出できる。
【００６６】
可変バルブタイミング機構１１４における位相の変更幅は、１８０degよりも小さい角度（例えば４０〜６０deg程度）であるため、例えば、最遅角時における４番目のカム位相信号ＣＡＭの出力位置が基準クランク角位置の直後であれば、この４番目のカム位相信号ＣＡＭと直前の基準クランク角位置との間の角度が、最遅角時における角度よりも大きい角度に検出された場合には、４番目のカム位相信号ＣＡＭの出力位置が、基準クランク角位置ＲＥＦを跨いで基準クランク角位置ＲＥＦの前に変化したと判断でき、これに基づいてそのときの位相を正しく検出できる。
【００６７】
上記構成によると、欠落箇所２０４ｄを除いて、同じ角度周期毎に吸気カムシャフト１１５の位相が検出することが可能である。
上記では、カム位相信号ＣＡＭに欠落箇所２０４ｄを設けることで、欠落箇所２０４ｄを基点に各カム位相信号ＣＡＭを特定できるようにしたが、例えば、気筒判別センサ２１０と同様なセンサを吸気カムシャフト１１５に設け、気筒判別信号ＰＨＡＳＥと前記カム位相信号ＣＡＭとの相関から、カム位相信号ＣＡＭを個々に特定させることができ、この場合、カム位相信号ＣＡＭを一部で欠落させる必要がなくなる。
【００６８】
但し、カム位相信号ＣＡＭの発生周期をクランク角２２．５degに限定するものではなく、吸気バルブ１５０の開閉動作によって発生する交番トルク（カムトルク）の１周期（本実施形態のエンジン１０１ではクランク角１８０deg）よりも短い周期であれば良いが、後述するように、交番トルクの１周期毎の位相検出を可能にするために、カム位相信号ＣＡＭの発生周期×ｎ（ｎ：整数）が交番トルクの１周期（１８０deg）となることが要求され、更に、１周期の中間位置でカム位相信号ＣＡＭが発生することが好ましいので、前記ｎは４以上の偶数が好ましく、本実施形態では、ｎ＝８（カム位相信号ＣＡＭの発生周期＝クランク角２２．５deg）を選択してある。
【００６９】
前記クランク角センサ２０３及びカム位相センサ２０４の出力信号に基づいて検出される実際のバルブタイミングの進角量（位相）のデータは、前記エンジン制御装置２０１において、可変バルブタイミング機構１１４のフィードバック制御に用いられる。
【００７０】
前記エンジン制御装置２０１には、上記吸入空気量センサ１０３，角度センサ２０２，クランク角センサ２０３，カム位相センサ２０４及び気筒判別センサ２１０の出力信号が入力される他、エンジン１０１の運転・停止のメインスイッチであるイグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５の信号、アクセルセンサ２０６からのアクセルペダル２０７の開度信号ＡＣＣ、水温センサ２０８からの冷却水温度信号ＴＷ、空燃比センサ２０９からの空燃比信号ＡＦなどが入力される。
【００７１】
前記空燃比センサ２０９は、排気管１１１に設けられ、エンジン１０１の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度に感応して出力が変化するセンサ（酸素濃度センサ）である。
【００７２】
前述のように、本実施形態の場合、カム位相信号ＣＡＭの発生毎に吸気カムシャフト１１５の位相（吸気バルブ１０５のバルブタイミング）を検出できるが、吸気バルブ１５０の開動作によって発生する交番トルク（カムトルク）の１周期よりも短い周期で位相を検出させた場合、前記交番トルクに因る位相（バルブタイミング）の振れ（周期的な変動）を検出値が拾い、図８に示すように、位相検出値に振れ（周期的な変動）が生じる。
【００７３】
前述のように、位相検出値に振れ（周期的な変動）が生じると、振れに伴って発生する制御エラーに基づいて操作量（デューティ信号）が振れることで、可変バルブタイミング機構１１４を駆動する電磁アクチュエータ９９の消費エネルギー（消費電力）が増大してしまう。
【００７４】
前記交番トルクの影響を排除するには、交番トルクの１周期と同じ周期でバルブタイミングを検出すれば良いが、係る構成とすると、目標のバルブタイミングに向けて実際のバルブタイミングを追従変化させるバルブタイミング制御の過渡状態において、バルブタイミング検出値の更新が遅れ、制御応答が低下したり、オーバーシュートが発生したりする。
【００７５】
そこで、本実施形態では、前記交番トルクの１周期毎（クランク角１８０deg毎）のバルブタイミングの検出（第１のバルブタイミング検出手段）と、前記交番トルクの１周期よりも短い角度周期であるカム位相信号ＣＡＭ発生毎のバルブタイミングの検出（第２のバルブタイミング検出手段）とを、バルブタイミング制御の過渡・定常判定に応じて切り替えるようにしてある。
【００７６】
具体的には、バルブタイミング制御の過渡状態では、制御応答の改善及びオーバーシュートの抑制を図るために、カム位相信号ＣＡＭ発生毎のバルブタイミングの検出（第２のバルブタイミング検出手段）を選択し、バルブタイミング制御の定常状態では、交番トルクに影響された検出値の振れによって操作量が振れることを抑制するために、前記交番トルクの１周期毎（クランク角１８０deg毎）のバルブタイミングの検出（第１のバルブタイミング検出手段）を選択する。
【００７７】
上記のバルブタイミング制御の過渡・定常判定に応じてバルブタイミングの検出周期を選択する、エンジン制御装置２０１の演算機能が、本実施形態における選択手段に相当する。
【００７８】
前記交番トルクの１周期毎（クランク角１８０deg毎）のバルブタイミングの検出は、前記カム位相信号ＣＡＭのうちから、クランク角１８０deg毎に出力される信号を選択（クランク角１８０deg毎に出力される信号以外をマスク）して、位相検出に用いることで行える。
【００７９】
更に、クランク角１８０deg毎に第２のカム位相信号ＣＡＭ２を出力する第２のカム位相センサを、前記カム位相センサ２０４と共に吸気カムシャフト１１５に備えるようにし、前記第２のカム位相センサから出力される第２のカム位相信号ＣＡＭ２と前記基準クランク角位置ＲＥＦとの位相差を検出することによっても、交番トルクの１周期毎のバルブタイミングの検出を行わせることができる。
【００８０】
図９のフローチャートは、エンジン制御装置２０１によって実行される可変バルブタイミング機構１１４の制御手順を示す。
図９のフローチャートに示すルーチンは、予め決められた時間周期（例えば１０ms）毎に実行され、まず、ステップＳ１０１では、エンジン運転条件（エンジン負荷・エンジン回転速度など）の検出結果を読み込む。
【００８１】
ステップＳ１０２では、前記ステップＳ１０１で読み込んだエンジン運転条件に基づいて、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相の目標進角量（目標位相、目標バルブタイミング）を演算する。
【００８２】
ステップＳ１０３では、前記中心位相の進角量（位相、バルブタイミング）の最新検出値を読み込む。
ステップＳ１０４では、前記目標進角量（目標位相）と最新検出値との偏差（制御エラー）を演算する。
【００８３】
ステップＳ１０５では、前記偏差（制御エラー）に基づく比例動作・積分動作・微分動作によって、前記電磁アクチュエータ９９のフィードバック操作量（制御デューティ）を演算する。
【００８４】
尚、前記偏差（制御エラー）に基づくフィードバック操作量の演算を、比例動作・積分動作・微分動作（ＰＩＤ制御）に限定するものではなく、比例動作・積分動作（ＰＩ制御）やスライディングモード制御を用いるなど、公知の自動制御技術を適用できる。
【００８５】
ステップＳ１０６では、前記ステップＳ５００で算出した操作量（制御デューティ）を電磁アクチュエータ９９に出力する。
前記ステップＳ１０３で読み込まれる実際の進角量（実際のバルブタイミング）は、前述のように、その検出周期が切り替えられるようになっており、検出周期の選択手順を、図１０のフローチャートに従って説明する。
【００８６】
図１０のフローチャートに示すルーチンは、予め決められた時間周期（例えば１０ms）毎に実行され、まず、ステップＳ２０１では、そのときのエンジン回転速度ＮＥが閾値ＮＥｓ以上であるか否かを判断する。
【００８７】
前記閾値ＮＥｓは、前記交番トルクの１周期（１８０deg）毎のバルブタイミングの検出周期（ms）が、前記図９のフローチャートに示すルーチンの実行周期（例えば１０ms）以下となる回転速度に予め設定されている。
【００８８】
エンジン回転速度ＮＥが前記閾値ＮＥｓ以上であれば、前記交番トルクの１周期毎のバルブタイミングを検出させたとしても、前回の操作量の演算タイミングから今回の操作量の演算タイミングまでの間にバルブタイミングの検出値が少なくとも１回は更新されるから、前回の操作量の演算に用いた検出値をそのまま用いて今回の操作量演算がなされることが回避され、必要充分な更新周期で実際のバルブタイミングが検出されることになる。
【００８９】
更に、前記交番トルクの１周期毎にバルブタイミングを検出させれば、交番トルクに影響されてバルブタイミングが振れたとしても、検出値が前記振れを拾って変動することがない。
【００９０】
そこで、エンジン回転速度ＮＥが前記閾値ＮＥｓ以上であると判断されると、ステップＳ２０２へ進み、バルブタイミングの検出を前記交番トルクの１周期毎に行わせることを選択する。
【００９１】
上記のように、エンジン回転速度ＮＥが前記閾値ＮＥｓ以上である場合には、交番トルクの１周期毎にバルブタイミングを検出させれば、必要な応答性を確保しつつ、カム位相信号ＣＡＭの発生毎にバルブタイミングを検出させる場合に比べて、バルブタイミング検出のための演算負荷を軽減できる。
【００９２】
前記交番トルクの１周期毎の検出は、カム位相信号ＣＡＭのうち、交番トルクの１周期毎の検出に用いる信号が出力された時点で、直前の基準クランク角位置から当該信号までの角度から実際の位相を演算するものである。
【００９３】
一方、ステップＳ２０１でエンジン回転速度ＮＥが前記閾値ＮＥｓ未満であると判断された場合には、ステップＳ２０３へ進む。
ステップＳ２０３では、前記ステップＳ１０４で演算される偏差（制御エラー）が、許容誤差以内であるか否かを判断する。
【００９４】
詳細には、前記偏差（制御エラー）の絶対値が、許容誤差値以下であるか否かを判断することで、実際のバルブタイミングが、目標値を含む既定範囲内の値であるか否かを判断する。
【００９５】
前記許容誤差は、予測される定常偏差などを考慮して、予め設定・記憶される。
ステップＳ２０３で、偏差（制御エラー）が前記許容誤差以内であると判断されると、ステップＳ２０４へ進み、偏差（制御エラー）が前記許容誤差以内である状態が既定時間以上継続しているか否かを判断する。
【００９６】
前記ステップＳ２０４の判断は、偏差（制御エラー）が前記許容誤差以内となった状態が、一時的なものではなく、安定していることを判断するものであり、前記既定時間は、オーバーシュートなどによって目標を横切って実際のバルブタイミングが変化する場合や、目標を中心とした実際のバルブタイミングの振幅が徐々に減衰し、収束状態に向けて変化しつつある場合を排除できるように、予め設定・記憶される。
【００９７】
ステップＳ２０４で、偏差（制御エラー）が前記許容誤差以内である状態が既定時間以上継続していると判断した場合には、実際のバルブタイミングが目標付近に収束している状態であるので、ステップＳ２０５へ進んで、フィードバック制御が定常状態であると判定する。
【００９８】
そして、ステップＳ２０５でフィードバック制御の定常判定を行うと、ステップＳ２０６へ進み、前記交番トルクの１周期毎のバルブタイミングの検出を選択する。
フィードバック制御の定常状態であれば、実際のバルブタイミングが目標付近に収束しており、交番トルクの影響によって周期的にバルブタイミングが変動するが、バルブタイミングの検出を前記交番トルクの１周期毎に行わせれば、検出値が前記周期的な変動に影響されて変動することが抑制される。
【００９９】
従って、検出値に基づいて算出される操作量が無用に変動し、可変バルブタイミング機構１１４のアクチュエータにおける電力消費が大きくなることを抑制できる。
また、フィードバック制御の定常状態であれば、バルブタイミングの検出遅れがあっても、該遅れによるフィードバック制御性の低下が充分に小さく、前記交番トルクの１周期毎にバルブタイミングを検出させることができる。
【０１００】
一方、ステップＳ２０３で、偏差（制御エラー）が前記許容誤差を超えていると判断された場合、及び、ステップＳ２０４で、偏差（制御エラー）が前記許容誤差以内である状態の継続時間が前記既定時間に達していないと判断された場合には、ステップＳ２０７へ進み、バルブタイミングを目標に向けて変化させているフィードバック制御の過渡状態であると判定する。
【０１０１】
そして、ステップＳ２０７でフィードバック制御の過渡判定を行うと、ステップＳ２０８へ進み、カム位相信号ＣＡＭ発生毎のバルブタイミングの検出を選択する。
前記カム位相信号ＣＡＭ発生毎のバルブタイミングの検出は、カム位相信号ＣＡＭが出力される毎に、直前の基準クランク角位置から当該信号までの角度から実際の位相を演算するものである。
【０１０２】
実際のバルブタイミングが目標に向けて変化している途中である過渡状態において、定常時よりも短い周期毎にバルブタイミングを検出すれば、目標に向けて変化しつつある実際のバルブタイミングを応答良く検出でき、目標バルブタイミングに向けて応答良く制御することが可能となる。
【０１０３】
尚、バルブタイミング制御の定常・過渡を、目標バルブタイミングの変化に基づいて判断させることができ、具体的には、目標バルブタイミングの変化から、バルブタイミングの収束が見込まれる基準時間が経過するまでの間を過渡状態として判別し、かつ、前記基準時間を目標バルブタイミングの変化量に応じて可変に設定することができる。
【０１０４】
ところで、過渡状態から定常状態への切り換り判断に基づいて、カム位相信号ＣＡＭ発生毎のバルブタイミング検出から、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）のバルブタイミング検出に切り換えるときに、交番トルクに影響されたバルブタイミング変動の中心値と、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）のバルブタイミング検出値との偏差によって、実際にはバルブタイミングが目標付近に収束しているのに、実際のバルブタイミングをシフトさせる補正がなされてしまう可能性がある。
【０１０５】
そこで、前記エンジン制御装置２０１は、前記過渡状態から定常状態への切り換り判断に基づいて、カム位相信号ＣＡＭ発生毎のバルブタイミング検出から、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）のバルブタイミング検出に切り換えるときに、前記交番トルク周期毎のバルブタイミング検出値をオフセット補正するようになっている。
【０１０６】
図１１のフローチャートは、カム位相信号ＣＡＭの発生毎に実行され、まず、ステップＳ３０１では、可変バルブタイミング機構１１４の制御に用いるバルブタイミングの検出値ＶＴＣＮＯＷとして、カム位相信号ＣＡＭの発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１が選択されているか、交番トルク周期毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ２が選択されているかを判別する。
【０１０７】
ステップＳ３０１で、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出が選択されていると判断されると、ステップＳ３０２へ進み、現在、可変バルブタイミング機構１１４の制御に用いているバルブタイミングの検出値ＶＴＣＮＯＷが、カム位相信号ＣＡＭの発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１であるか否かを判断する。
【０１０８】
ここで、現在制御に用いている検出値ＶＴＣＮＯＷが、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出値ＶＴＣＡＮＧ２であれば、そのまま、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出を継続すればよいので、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０９を迂回して本ルーチンを終了させる。
【０１０９】
一方、現在制御に用いている検出値ＶＴＣＮＯＷが、カム位相信号ＣＡＭ発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１であれば、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出値ＶＴＣＡＮＧ２への切り替えが完了していないことになるので、前記切り替えを実行すべくステップＳ３０３へ進む。
【０１１０】
ステップＳ３０３では、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）のバルブタイミング検出を開始させる。尚、ステップＳ３０３に進んだ時点では、カム位相信号ＣＡＭの発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１の更新演算は継続されている。
【０１１１】
ステップＳ３０４（平均値演算手段）では、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出への切り替え判断直後の交番トルクの１周期における検出値ＶＴＣＡＮＧ１の平均値Ａ２を演算し、かつ、平均値Ａ２に最も近い検出値ＶＴＣＡＮＧ１が算出された時刻Ｔ２を求める。
【０１１２】
ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４で平均値Ａ２を求めた交番トルクの１周期中に算出された検出値ＶＴＣＡＮＧ２をＡ１として求め、更に、当該検出値ＶＴＣＡＮＧ２（Ａ１）が算出された時刻Ｔ１を求める。
【０１１３】
ステップＳ３０６（平均値演算手段）では、ステップＳ３０４で平均値Ａ２を求めた交番トルクの１周期の次の１周期における検出値ＶＴＣＡＮＧ１の平均値Ａ３を演算し、かつ、平均値Ａ３に最も近い検出値ＶＴＣＡＮＧ１が算出された時刻Ｔ３を求める。
【０１１４】
ステップＳ３０７（補正値演算手段）では、前記Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の情報に基づいて、時刻Ｔ１における検出値ＶＴＣＡＮＧ１の平均値と検出値ＶＴＣＡＮＧ２とのオフセット分ＶＴＣＯＦＳ（補正値）を算出する。
【０１１５】
図１２は、前記Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を示すタイムチャートであり、Ｔ０の時点で、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出への切り替えを判断すると、その後交番トルクの１周期（クランク角１８０deg）の間で、カム位相信号ＣＡＭ毎に算出された検出値ＶＴＣＡＮＧ１の平均値Ａ２を演算し、更に、該平均値Ａ２を求めた交番トルクの１周期に続く次の１周期における平均値Ａ３を演算する。
【０１１６】
一方、最初の交番トルクの１周期の間で演算された検出値ＶＴＣＡＮＧ２をＡ１とする。
ここで、時刻Ｔ２の時点での平均値Ａ２と、時刻Ｔ３の時点での平均値Ａ３と、時刻Ｔ３の時点で平均値Ａ２と同じ値を示す点Ａ２’とによって構成される三角形ＴＲ１と、時刻Ｔ２の時点での平均値Ａ２と、時刻Ｔ１の時点での平均値Ａ４と、時刻Ｔ１の時点で平均値Ａ２と同じ値を示す点Ａ２’’とによって構成される三角形ＴＲ２とは、相似であって、下記の式（１）の関係を満たす。
【０１１７】
式（１）…（Ａ２−Ａ４）：（Ａ３−Ａ２）＝（Ｔ２−Ｔ１）：（Ｔ３−Ｔ２）
そして、Ａ４以外のＡ２，Ａ３，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は既知であるから、式（１）から時刻Ｔ１の時点での平均値Ａ４を求めることができ、時刻Ｔ１の時点での検出値ＶＴＣＡＮＧ２であるＡ１と前記平均値Ａ４との差を、前記オフセット分ＶＴＣＯＦＳとして算出する。
【０１１８】
即ち、前記オフセット分ＶＴＣＯＦＳは、検出値ＶＴＣＡＮＧ２を、検出値ＶＴＣＡＮＧ１の平均値に近づけるための補正値である。
尚、前記式（１）は、時刻Ｔ２及び時刻Ｔ３における平均値Ａ２，Ａ３から、平均値の変化速度を求め、該変化速度から、時刻Ｔ１における平均値を推定することができることを示すものであり、Ａ４を求める方法を式（１）に限定するものではない。
【０１１９】
ステップＳ３０７でオフセット分ＶＴＣＯＦＳを算出すると、次のステップＳ３０８（補正手段）では、オフセット分ＶＴＣＯＦＳを求めた後に検出値ＶＴＣＡＮＧ２を演算したタイミングで、制御に用いる検出値ＶＴＣＮＯＷを、検出値ＶＴＣＡＮＧ１から、検出値ＶＴＣＡＮＧ２をオフセット分ＶＴＣＯＦＳだけ減算して求められる検出値ＶＴＣＡＮＧ３に切り換える。
【０１２０】
ステップＳ３０９では、検出値ＶＴＣＡＮＧ１の演算を停止させ、以後、カム位相信号ＣＡＭ発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１の演算への切り換えが判断されるまで、検出値ＶＴＣＡＮＧ１の演算停止状態に保持され、交番トルクの１周期毎（クランク角１８０deg毎）に、ＶＴＣＡＮＧ２−ＶＴＣＯＦＳ＝ＶＴＣＡＮＧ３をＶＴＣＮＯＷに設定し、ＶＴＣＮＯＷ＝ＶＴＣＡＮＧ３に基づいて、可変バルブタイミング機構１１４を制御させる。
【０１２１】
上記のようにして、検出値ＶＴＣＡＮＧ１から検出値ＶＴＣＡＮＧ３に切り換えれば、切り換え後は検出値ＶＴＣＡＮＧ１の平均値に基づいて可変バルブタイミング機構１１４が制御されることになり、無用なバルブタイミングのシフト補正がなされることを抑制できる。
【０１２２】
図１３は、検出値ＶＴＣＡＮＧ１から検出値ＶＴＣＡＮＧ３への切り換えの様子を示すタイムチャートである。
時刻Ｔ３は、検出値ＶＴＣＡＮＧ１がその平均値を示したタイミングであり、前記平均値Ａ３及び時刻Ｔ３に基づいて前述のようにして、オフセット分ＶＴＣＯＦＳが算出される。
【０１２３】
そして、オフセット分ＶＴＣＯＦＳを算出した後の最初の検出値ＶＴＣＡＮＧ２の演算タイミング（時刻Ｔ５）から、交番トルクの１周期毎の検出に切り換えられるが、検出値ＶＴＣＡＮＧ２が演算される毎に、検出値ＶＴＣＡＮＧ２をオフセット分ＶＴＣＯＦＳだけ補正し、該補正の結果である検出値ＶＴＣＡＮＧ３を、可変バルブタイミング機構１１４のフィードバック制御に用いるようにする。
【０１２４】
従って、検出値ＶＴＣＡＮＧ３に切り換えられた後も、検出値ＶＴＣＡＮＧ１の振れの中心値に基づいて、可変バルブタイミング機構１１４がフィードバック制御されることになる。
【０１２５】
一方、ステップＳ３０１で、可変バルブタイミング機構１１４の制御に用いるバルブタイミングの検出値ＶＴＣＮＯＷとして、カム位相信号ＣＡＭ発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１が選択されていると判断されると、ステップＳ３１０へ進む。
【０１２６】
ステップＳ３１０では、現在制御に使用している検出値ＶＴＣＮＯＷが、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出値ＶＴＣＡＮＧ３であるか否かを判断する。
そして、現在制御に使用している検出値ＶＴＣＮＯＷが、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出値ＶＴＣＡＮＧ３であって、カム位相信号ＣＡＭ発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１への切り換えが済んでいない場合には、ステップＳ３１１へ進む。
【０１２７】
ステップＳ３１１では、カム位相信号ＣＡＭ発生毎の検出値ＶＴＣＡＮＧ１の演算を開始させ、次のステップＳ３１２では、交番トルク周期毎（クランク角１８０deg毎）の検出値ＶＴＣＡＮＧ３の算出タイミングになるのを待って、制御に用いる検出値ＶＴＣＮＯＷを、検出値ＶＴＣＡＮＧ３から検出値ＶＴＣＡＮＧ１に切り換える。
【０１２８】
そして、次のステップＳ３１３では、制御に用いなくなった検出値ＶＴＣＡＮＧ２（ＶＴＣＡＮＧ３）の演算を停止させる。
ところで、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出するタイミングと、交番トルク周期毎の検出タイミングとのずれによって、前記オフセット分ＶＴＣＯＦＳによる補正が必要となる。
【０１２９】
そこで、交番トルク周期毎の検出タイミングを、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出するタイミングに設定する処理、換言すれば、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出することになるカム位相信号ＣＡＭを、交番トルク周期毎のバルブタイミングの検出に用いるカム位相信号ＣＡＭとして選択する処理を行わせることができ、係る選択処理を、図１４のフローチャートに従って説明する。
【０１３０】
図１４のフローチャートは、カム位相信号ＣＡＭ発生毎に実行され、まず、ステップＳ４０１では、交番トルク周期（１８０deg周期）毎の検出タイミングの学習条件が成立しているか否かを判断する。
【０１３１】
具体的には、イグニッションスイッチがＯＮされてから学習を行っていないこと、エンジン１０１が設定回転速度以下で定常運転されていること、バルブタイミング制御の定常状態であることなどの条件が成立している場合に、学習条件の成立を判断する。
【０１３２】
前述のように、前記エンジン回転速度ＮＥを学習条件とするのは、回転速度が高い条件では、バルブタイミングの検出精度が低下するためであり、アイドル定常運転状態を学習条件とすることがより好ましい。
【０１３３】
また、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出するタイミングは、経時変化を示すが、急激に変化することはないので、イグニッションスイッチがＯＮされてからＯＦＦされるまでの間に１回だけ行わせるようにすれば充分である。
【０１３４】
尚、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出するタイミングの経時的変化は、バルブスプリング特性・カムシャフトのフリクション特性・可変バルブタイミング機構１１４内部のフリクション特性の経時変化などによって発生する。
【０１３５】
また、学習条件を上記のものに限定するものではなく、また、記述した３条件が成立している場合に学習を行わせたり、記述した３条件のうちの１つ或いは複数が成立している場合に学習を行わせたりすることができる。
【０１３６】
学習条件が成立すると、ステップＳ４０２へ進み、カム位相信号ＣＡＭの発生毎にバルブタイミング（位相）を検出させ、ステップＳ４０３（平均値演算手段）では、カム位相信号ＣＡＭの発生毎に検出したバルブタイミング（位相）について、交番トルクの１周期（１８０deg）の間の平均値を算出する。
【０１３７】
ステップＳ４０４（選択パルス設定手段）では、前記平均値に最も近いバルブタイミング（位相）を検出したカム位相信号ＣＡＭに基づいて、交番トルクの１周期（１８０deg）毎のバルブタイミング（位相）の検出に用いるカム位相信号ＣＡＭを選択する。
【０１３８】
上記のようにして、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出するタイミング（カム位相信号ＣＡＭ）を、交番トルクの１周期（１８０deg）毎の検出タイミングとして選択すれば、前記オフセット分ＶＴＣＯＦＳによる補正を行うことなく、カム位相信号ＣＡＭ発生毎の検出から交番トルクの１周期（１８０deg）毎の検出に移行させても、バルブタイミングの制御中心がずれることを抑制できる。
【０１３９】
但し、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出するタイミング（カム位相信号ＣＡＭ）を、交番トルクの１周期（１８０deg）毎の検出タイミングとして選択する処理を行いつつ、前記オフセット分ＶＴＣＯＦＳによる補正を行わせることができる。
【０１４０】
図１５は、交番トルク（カムトルク）の位相の経時変化、及び、交番トルクの１周期毎の検出に用いるカム位相信号ＣＡＭの選択の様子を示すタイムチャートであり、経時変化によってカムトルク（交番トルク）の位相が変化すると、交番トルクに影響される位相（バルブタイミング）の振れの位相も変化する。
【０１４１】
そこで、図１５に示す例では、交番トルクの１周期毎の検出用として経時変化前に用いていたカム位相信号ＣＡＭを、経時変化後は、図中に点線で示すカム位相信号ＣＡＭに切り換え、交番トルクの１周期毎の検出用として用いるカム位相信号ＣＡＭの発生位置で、実際の位相（バルブタイミング）が振れの中心値を示すように学習する。
【０１４２】
尚、可変バルブタイミング機構１１４によって可変とされるバルブタイミングを、クランクシャフト１０９と吸気カムシャフト１１５との位相差に基づいて検出するのに用いるクランク角センサやカム位相センサのセンサ構造や出力特性を、図６，図７に示したものに限定されず、交番トルク（カムトルク）の１周期毎のバルブタイミングの検出と、前記交番トルク（カムトルク）の１周期よりも短い周期でのバルブタイミングの検出とが行えるセンサ構造・出力特性のものであれば良い。
【０１４３】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載の可変バルブタイミング機構の制御装置において、
前記閾値が、前記第１のバルブタイミング検出手段におけるバルブタイミングの検出周期が、前記制御手段による前記操作量の演算周期以下となるエンジン回転速度である可変バルブタイミング機構の制御装置。
【０１４４】
上記発明によると、前回の操作量の演算タイミングから今回の操作量の演算タイミングまでの間にバルブタイミングの検出値が少なくとも１回は更新されるから、前回の操作量の演算に用いた検出値をそのまま用いて今回の操作量演算がなされることが回避され、必要充分な更新周期で実際のバルブタイミングが検出されることになる。
（ロ）請求項３記載の可変バルブタイミング機構の制御装置において、
前記補正値演算手段が、前記平均値算出手段で算出された平均値と、該平均値に相当するバルブタイミングを前記第２のバルブタイミング検出手段が検出したタイミングとから、前記第１のバルブタイミング検出手段によるバルブタイミングの検出タイミングにおける前記平均値を推定し、この推定した平均値と、前記第１のバルブタイミング検出手段によるバルブタイミングの検出値との偏差を、前記補正値として演算する可変バルブタイミング機構の制御装置。
【０１４５】
上記発明によると、バルブタイミング検出手段の切り換えに伴ってバルブタイミングの制御中心がずれることを抑制できる。
（ハ）請求項１〜３、（イ）、（ロ）のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置において、
前記エンジンバルブを開閉するカムシャフトの１回転当たり複数のカムパルス信号を発生するカムパルス発生手段と、
クランクシャフトの基準角度位置を検出する基準角度検出手段と、
を更に含み、
前記第１のバルブタイミング検出手段及び前記第２のバルブタイミング検出手段が、前記基準角度位置と前記カムパルス信号との位相差からバルブタイミングを検出し、かつ、前記第１のバルブタイミング検出手段が、前記カムパルス信号から、前記交番トルクの１周期に対応する角度毎のカムパルス信号を選択し、選択したカムパルス信号に対応して求められた位相差からバルブタイミングを検出する可変バルブタイミング機構の制御装置。
【０１４６】
上記発明によると、カムパルス信号から、交番トルクの１周期に対応する角度毎のカムパルス信号を選択することで、エンジンバルブの開閉動作による交番トルクの１周期のクランク角度毎に、バルブタイミングを検出できる。
（ニ）請求項（ハ）記載の可変バルブタイミング機構の制御装置において、
前記第２のバルブタイミング検出手段によるバルブタイミングの検出値について、前記交番トルクの１周期当たりの平均値を求める平均値算出手段と、
前記第２のバルブタイミング検出手段による検出値と前記平均値との比較に基づき、前記第１のバルブタイミング検出手段が選択する前記カムパルス信号を設定する選択パルス設定手段と、
を更に含む可変バルブタイミング機構の制御装置。
【０１４７】
上記発明によると、交番トルクに影響されて振れるバルブタイミングの中心値を検出するタイミングを、交番トルクの１周期毎の検出タイミングとして選択すれば、バルブタイミング検出手段の切り換えに伴ってバルブタイミングの制御中心がずれることを抑制できる。
【符号の説明】
【０１４８】
１０１…エンジン、１０５…吸気バルブ（エンジンバルブ）、１０９…クランクシャフト、１１４…可変バルブタイミング機構、１１５…吸気カムシャフト、２０１…エンジン制御装置、２０３…クランク角センサ（基準角度検出手段）、２０４…カム位相センサ（カムパルス発生手段）
【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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