(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング機構の初期位置の誤学習を抑止する。【解決手段】吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角または遅角させることで吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構が付帯する内燃機関を制御する制御装置であって、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が初期位置に復帰した状態での、クランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号とカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号との位相差を学習するものであり、クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、前記学習時に実測したクランク角信号とカム角信号との位相差に補正量を加える内燃機関の制御装置を構成した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角または遅角させることで吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構が付帯する内燃機関を制御する制御装置であって、
前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が初期位置に復帰した状態での、クランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号とカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号との位相差を学習するものであり、
クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、前記学習時に実測したクランク角信号とカム角信号との位相差に補正量を加える内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相変化型の可変バルブタイミング（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）機構が付帯する内燃機関を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を備える４ストローク内燃機関では、各気筒が現在どの行程にあるのかを知得して、燃料噴射制御及び点火制御を実施する必要がある。内燃機関の運転制御を司る電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号、並びに、吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号を受信し、それらを参照して各気筒の現在の行程を知得し、各気筒毎の行程に合わせた燃料噴射及び点火を実行する。
【０００３】
クランク角センサは、クランクシャフトと一体となって回転するロータの回転角度をセンシングする。そのロータには、クランクシャフトの回転方向に沿った所定角度毎に、歯または突起が形成されている。典型的には、クランクシャフトが１０°回転する毎に、歯または突起が配置される。クランク角センサは、ロータの外周に臨み、個々の歯または突起が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度クランク角信号としてパルス信号を発信する。
【０００４】
尤も、クランクシャフトが一回転する間に三十六回のパルスを出力するわけではない。クランクシャフトのロータの歯または突起は一部欠けており、その欠歯部分に起因して、クランク角信号のパルス列もまた一部が欠損する。図示例では、十七番目、十八番目、二十番目、二十一番目、三十五番目及び三十六番目に該当するパルスが欠損している。この欠損を基にして、クランクシャフトの絶対的な角度を知ることが可能である。欠損した三十六番目のパルスの次の一番目のパルスのタイミングを０°ＣＡ（クランク角度）とおくと、欠損した十八番目のパルスに続く十九番目のパルスのタイミングが１８０°ＣＡということになる。
【０００５】
カム角センサは、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトと一体となって回転するロータの回転角度をセンシングする。そのロータには、カムシャフトの一回転を気筒数で割った角度毎に、歯または突起が形成されている。三気筒エンジンの場合、カムシャフトが１２０°回転する毎に、歯または突起が配置される。カムシャフトは、巻掛伝動機構等を介してクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転するもので、その回転速度はクランクシャフトの二分の一である。故に、上記の歯または突起は、クランク角度に換算すれば２４０°ＣＡ毎に配置されていることになる。加えて、ロータには、追加的なカム角信号を発生させるための歯または突起が、２４０°ＣＡ毎の歯または突起の間に一つ設けられる。カム角センサは、ロータの外周に臨み、個々の歯または突起が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度カム角信号としてパルス信号を発信する。
【０００６】
周知の通り、カムシャフトは、クランクシャフトから回転駆動力の供給を受け、クランクシャフトに従動して回転する。クランクシャフトとカムシャフトとの間には、回転駆動力を伝達するための巻掛伝動装置が介在する。巻掛伝動装置は、クランクシャフトに設けたクランクスプロケット（または、プーリ）と、カムシャフトに設けたカムスプロケット（または、プーリ）と、これらスプロケットに巻き掛けるタイミングチェーン（または、タイミングベルト）とを要素とする。位相可変型のＶＶＴ機構は、カムシャフトをカムスプロケットに対し相対的に回動させることを通じて、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させ、以て吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変更する。カム角信号は、ＶＶＴ機構が具現するバルブタイミングをも表している（以上、下記特許文献を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−０４０７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとを連動させるためのタイミングチェーンは、経年劣化により伸びることがある。また、タイミングチェーンをクランクスプロケット及びカムスプロケットに巻き掛ける際、チェーンがスプロケットの正しい歯に掛けられず、クランクスプロケット及びカムスプロケットの各々の位相が本来想定されている位相からずれることもあり得る。加えて、スプロケットの歯が損傷を受ける可能性もある。
【０００９】
ＶＶＴ機構を制御して所望のバルブタイミングを実現するためには、ＶＶＴ機構が基準となる初期位置にあるときのクランク角信号とカム角信号との位相差を予め知得しておく必要がある（さもなくば、現在ＶＶＴ機構が具現しているバルブタイミングを把握できない）。だが、タイミングチェーンの伸びや掛け違い等により、ＶＶＴ機構が初期位置にあるときのクランク角信号とカム角信号との位相差は恒常的に一定とはならない。従って、内燃機関を運用している最中に、その位相差を学習する必要がある。典型的には、ＶＶＴ機構が初期位置に復帰するアイドル運転時に、カム角信号が発生するクランク角度（そのクランク角度は、クランク角信号から明らかとなる）を実測し、そのクランク角度を学習値として記憶する。
【００１０】
しかしながら、アイドルストップ条件の成立に伴ってアイドルストップが実行されたり、気筒における混合気の燃焼の不安定化または失火が起こったりして、クランクシャフトの回転速度が急落するときに上記の学習が行われると、学習値に誤差が混入してしまう。クランクシャフトの回転速度が急落したとしても、カムシャフトは慣性により回転を続け、タイミングチェーンの弛みとともにクランクシャフトの回転位相とカムシャフトの回転位相との間に一時的なずれが生じることがその原因である。
【００１１】
具体例を挙げて述べると、ＶＶＴ機構が初期位置にある状態で、本来ならば−６０°ＣＡ、１８０°ＣＡ及び４２０°ＣＡのタイミングでカム角信号が発生するにもかかわらず、クランクシャフトの回転速度の急落に伴い、−７０°ＣＡ、１７０°ＣＡ及び４１０°ＣＡのタイミングでカム角信号が発生することがある。このときに学習を実施すると、以後の内燃機関の運転において、バルブタイミングを初期位置から２０°ＣＡ分進角させるようにＶＶＴ機構を制御したとしても、実際にはバルブタイミングが初期位置から３０°ＣＡ分進角してしまう。このように、所望のバルブタイミングが実現されなくなると、内燃機関の性能の低下を招く懸念が生じる。
【００１２】
以上の問題に初めて着目してなされた本発明は、ＶＶＴ機構の初期位置の誤学習を抑止することを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角または遅角させることで吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構が付帯する内燃機関を制御する制御装置であって、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が初期位置に復帰した状態での、クランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号とカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号との位相差を学習するものであり、クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、前記学習時に実測したクランク角信号とカム角信号との位相差に補正量を加える内燃機関の制御装置を構成した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＶＶＴ機構の初期位置の誤学習を適切に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。
【図２】同実施形態の内燃機関に付帯する可変バルブタイミング機構を示す図。
【図３】同実施形態の内燃機関に付随するクランク角センサの態様を模式的に示す図。
【図４】同実施形態の内燃機関に付随するカム角センサの態様を模式的に示す図。
【図５】同実施形態の内燃機関の各気筒の行程とクランク角信号及びカム角信号との関係を示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気バルブよりも上流、各気筒１に連なる吸気ポートの近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。
【００１７】
図２に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ１２は、点火コイル１４にて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を起こすものである。点火コイル１４は、半導体スイッチング素子であるイグナイタ１３とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１８】
内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０からの点火信号ｉをイグナイタ１３が受けると、まずイグナイタ１３が点弧して点火コイル１４の一次側に電流が流れ、その直後の点火のタイミングでイグナイタ１３が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と二次側とは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側にさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグ１２の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。
【００１９】
本実施形態のＥＣＵ０は、混合気の着火燃焼の際に気筒１の燃焼室内に発生するイオン電流を検出し、このイオン電流を参照して燃焼状態の判定を行うことができる。図２に示しているように、本実施形態では、火花点火用の電気回路に、点火プラグ１２の電極を流れるイオン電流を検出するための回路を付加してある。
【００２０】
吸気を気筒１に供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００２１】
排気を気筒１から排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させたことで生じる排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００２２】
排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、特にサージタンク３３に接続している。
【００２３】
図２に示すように、本実施形態の内燃機関では、クランクスプロケット７１、吸気側スプロケット７２及び排気側スプロケット７３にタイミングチェーン７４を巻き掛け、このタイミングチェーン７４により、クランクシャフトからもたらされる回転駆動力を吸気側スプロケット７２を介して吸気カムシャフトに、排気側スプロケット７３を介して排気カムシャフトに、それぞれ伝達している。
【００２４】
その上で、吸気側スプロケット７２と吸気カムシャフトとの間に、ＶＶＴ機構６を介設している。ＶＶＴ機構６は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を変化させることにより吸気バルブの開閉タイミングを変化させるものである。
【００２５】
ＶＶＴ機構６のハウジング６１は、吸気側スプロケット７２に固着しており、吸気側スプロケット７２とハウジング６１とは一体となってクランクシャフトに同期して回転する。これに対し、吸気カムシャフトの一端部に固着したロータ６２は、ハウジング６１内に収納され、吸気側スプロケット７２及びハウジング６１に対して相対的に回動することが可能である。ハウジング６１の内部には、作動液が流出入する複数の流体室が形成され、各流体室は、ロータ６２の外周部に成形されたベーン６２１によって進角室６１２と遅角室６１１とに区画されている。
【００２６】
ＶＶＴ機構６の液圧（油圧）回路には、オイルパン８１内に蓄えられた作動液たる潤滑油が、作動液ポンプたる潤滑油ポンプ８２より供給される。潤滑油ポンプ８２は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトから回転トルクの伝達を受けて稼働する液圧ポンプである。潤滑油ポンプ８２とＶＶＴ機構６との間には、切換制御弁であるＯＣＶ（Ｏｉｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ）９を設けている。作動液の流量及び方向をこのＯＣＶ９を介して操作することで、オイルパン８１から汲み上げた作動液を進角室６１２または遅角室６１１に選択的に供給することができる。さすれば、ハウジング６１がロータ６２に対して相対回動し、吸気バルブの開閉タイミングを進角または遅角させることができる。
【００２７】
本実施形態のＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２８】
ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ（エンジン回転センサ）から出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求されるエンジン負荷率）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、ブレーキペダルが踏まれていることまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサ（ブレーキスイッチやマスタシリンダ圧センサ等）から出力されるブレーキ信号ｆ、吸気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、気筒１の燃焼室内での混合気の燃焼に伴って生じるイオン電流を検出する回路から出力されるイオン電流信号ｈ等が入力される。
【００２９】
ここで、クランク角信号ｂ及びカム角信号ｇに関して補足する。図３に示すように、クランク角センサは、クランクシャフトに固定されクランクシャフトと一体となって回転するロータ７５の回転角度をセンシングするものである。そのロータ７５には、クランクシャフトの回転方向に沿った所定角度毎に、歯または突起７６が形成されている。典型的には、クランクシャフトが１０°回転する毎に、歯または突起７６が配置される。クランク角センサは、ロータ７５の外周に臨み、個々の歯または突起７６が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度クランク角信号ｂとしてパルス信号を発信する。ＥＣＵ０は、このパルスをクランク角信号ｂとして受信する。
【００３０】
但し、クランク角センサは、クランクシャフトが一回転する間に三十六回のパルスを出力するわけではない。クランクシャフトのロータ７５の歯または突起７６は、その一部が欠けている。図３に示す例では、十七番目、十八番目及び二十番目、二十一番目の欠歯部分７６１、並びに三十五番目、三十六番目の欠歯部分７６２という、大きく分けて二つの欠歯部分７６１、７６２が存在する。欠歯部分７６１、７６２はそれぞれ、クランクシャフトの特定の回転位相角に対応する。即ち、連続する欠歯部分７６１は１８０°ＣＡ及び５４０°ＣＡに対応し、単独の欠歯部分７６２は０°ＣＡ及び３６０°ＣＡに対応しており、両者の間に約１８０°ＣＡの位相差が介在する。
【００３１】
そして、図５に示すように、上記の欠歯部分７６１、７６２に起因して、クランク角信号ｂのパルス列もまた一部が欠損する。この欠損を基にして、クランクシャフトの絶対的な角度（姿勢）、換言すれば各気筒１のピストンの現在位置を知ることが可能である。欠損した三十六番目のパルスの次の一番目のパルスのタイミングを０°ＣＡ（または、３６０°ＣＡ）とおくと、欠損した十八番目のパルスに続く十九番目のパルスのタイミングが１８０°ＣＡ（または、５４０°ＣＡ）ということになる。上記の０°ＣＡのパルスのタイミングは、特定の気筒（図示例では、第二気筒）１の圧縮上死点に略等しい。
【００３２】
図４に示すように、カム角センサもまた、カムシャフトに固定されカムシャフトと一体となって回転するロータ７７の回転角度をセンシングするものである。そのロータ７７には、少なくともカムシャフトの一回転を気筒数で割った角度毎に、歯または突起７８が形成されている。三気筒エンジンの場合、カムシャフトが１２０°回転する毎に、歯または突起７８が配置される。カムシャフトは、巻掛伝動機構を介してクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転するもので、その回転速度はクランクシャフトの二分の一である。故に、上記の歯または突起７８は、クランク角度に換算すれば２４０°ＣＡ毎に配置されていることになる。加えて、本実施形態においては、ロータ７７に、追加的なカム角信号ｇを発生させるための歯または突起７９が、２４０°ＣＡ毎の歯または突起７８の間に一つ設けられる。
【００３３】
カム角センサは、ロータ７７の外周に臨み、個々の歯または突起７８、７９が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度カム角信号ｇとしてパルス信号を発信する。ＥＣＵ０は、このパルスをカム角信号ｇとして受信する。歯または突起７８に起因して発生する基本カム角信号ｇは、何れかの気筒１が所定の行程に至らんとすることを表す。吸気カムシャフトに付随するカム角センサが出力する基本カム角信号ｇは、図５に示すように、各気筒１における圧縮上死点からあるクランク角度（具体的には、６０°ＣＡ）進角したタイミングを示唆する。また、基本カム角信号ｇは、ＶＶＴ機構６により調節される吸気バルブタイミング（の進角量）をも表す。クランク角信号ｂ及びカム角信号ｇをともに参照すれば、各気筒１の現在の行程を判別して知得できることに加えて、ＶＶＴ機構６が具現している現在の吸気バルブタイミングが明らかとなる。
【００３４】
歯または突起７９に起因して発生する追加カム角信号ｇは、カムシャフトの特定の回転位相角に対応しており、各気筒１の行程を判別するための補助となるものである。図５に示している例では、第三気筒１の圧縮上死点からあるクランク角度進角したタイミングを表す基本カム角信号ｇのパルスから、所定クランク角度（具体的には、６０°ＣＡ）遅角したタイミングに、追加カム角信号ｇのパルスが存在している。クランク角信号ｂのパルス列から明らかとなる所定（６０°ＣＡ）の間隔を隔ててこれら二つのカム角信号ｇのパルスを連続して受信したとき、後者のパルスとともに第三気筒１の圧縮上死点が訪れていることが分かる。
【００３５】
ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、火花点火装置のイグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、ＶＶＴ機構６を駆動するためのＯＣＶ９に対して制御信号ｍ等を出力する。
【００３６】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）、吸気バルブの開閉タイミング等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍを出力インタフェースを介して印加する。
【００３７】
また、ＥＣＵ０は、所定のアイドルストップ条件が成立したときに、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実行する。ＥＣＵ０は、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧が閾値以上であり（ブレーキペダルが踏まれた）、内燃機関の冷却水温が所定以上に高く、車載のバッテリの充電量または端子電圧が所定以上に高く、シフトレンジが走行レンジであり、車両が所在している路面の勾配の絶対値が所定以下であり、ブレーキブースタが蓄えている負圧（大気圧とブレーキブースタ負圧との差圧）の大きさが閾値以上であり、前回のアイドルストップ終了からある車速（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上まで加速した経歴があり、かつ現在の車速がある車速（例えば、９ｋｍ／ｈ）以下である、等といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。
【００３８】
アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには、内燃機関を再始動する。ＥＣＵ０は、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧が０または０に近い閾値未満となった（ブレーキペダルが踏まれなくなった）、逆にブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧がさらに増大した（ブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた）、アクセル開度が増大した（アクセルペダルが踏まれた）、ブレーキブースタが蓄えている負圧の大きさが閾値未満に低下した、アイドルストップ状態で所定時間（３分）が経過した、等のうち何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。
【００３９】
停止した内燃機関を始動（アイドリングストップからの復帰だけでなく、冷間始動も含む）するに際して、ＥＣＵ０は、電動機（スタータまたはＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）。図示せず）に制御信号ｏを入力し、当該電動機によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる完爆判定値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。
【００４０】
しかして、本実施形態のＥＣＵ０は、ＶＶＴ機構６を介して吸気バルブの開閉タイミングを適切に制御するべく、ＶＶＴ機構６のロータ６２が初期位置をとるとき、即ち遅角室６１１の容積が最大化し進角室６１２の容積が最小化する位置にベーン６２１が遷移して吸気バルブの開閉タイミングが最も遅角したタイミングとなるときの、クランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差を適時に学習する。
【００４１】
ＶＶＴ機構６のロータ６２が初期位置をとるとき、各気筒１の吸気バルブは、排気上死点の近傍のタイミングで開弁するとともに、吸気下死点後ある程度のクランク角度が経過したタイミングで閉弁する状態となる。その上で、ＥＣＵ０は、内燃機関の運転領域［エンジン回転数，エンジン負荷率（または、サージタンク３３内吸気圧、気筒１に充填される吸気（新気）量若しくは燃料噴射量）］に応じて、遅角室６１１の容積が縮小し進角室６１２の容積が拡大するようにロータ６２及びそのベーン６２１をハウジング６１に対して相対的に回動させ、以てＶＶＴ機構６が具現する吸気バルブタイミングを初期位置から進角させる。現在の吸気バルブタイミングの進角量、換言すればロータ６２が初期位置から回動した量は、クランク角信号ｂとカム角信号ｇとを突き合わせることで判明するが、そのためには、ＶＶＴ機構６のロータ６２が初期位置にあるときのクランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差を予め知得しておく必要がある。
【００４２】
ＶＶＴ機構６が初期位置にあるときのクランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差の学習は、吸気バルブタイミングを最も遅角させる運転領域、典型的には内燃機関のアイドル運転時に行う。つまり、アイドル運転中に、カム角信号ｇのパルスが、クランク角信号ｂのパルス列に基づくクランク角度で何度のタイミングで発生するかを実測し、そのクランク角度の値をＥＣＵ０のメモリに記憶して保持する。図５に示す例に則して述べると、ＶＶＴ機構６が初期位置にあるときの本来の正常なカム角信号ｇは、−６０°ＣＡ、１８０°ＣＡ、２４０°ＣＡ及び４２０°ＣＡにて発生する。ＥＣＵ０は、このクランク角度の値を学習値として記憶する。
【００４３】
しかしながら、アイドルストップ条件の成立に伴ってアイドルストップが実行されたり、気筒１における混合気の燃焼の不安定化または失火が起こったりして、クランクシャフトの回転速度が急落するときに上記の学習が行われると、学習値に誤差が混入してしまう。クランクシャフトの回転速度が急落したとしても、カムシャフトは慣性により回転を続け、タイミングチェーン７４の弛みとともにクランクシャフトの回転位相とカムシャフトの回転位相との間に一時的なずれが生じることがその原因である。
【００４４】
図５に示す例に則して述べると、ＶＶＴ機構６が初期位置にある状態で、本来ならば−６０°ＣＡ、１８０°ＣＡ、２４０°ＣＡ及び４２０°ＣＡのタイミングでカム角信号ｇが発生するはずである。それにもかかわらず、クランクシャフトの回転速度の急落に伴い、例えば、−７０°ＣＡ、１７０°ＣＡ、２３０°ＣＡ及び４１０°ＣＡのタイミングでカム角信号ｇが発生することが起こる。このときに学習を実施すると、−７０°ＣＡ、１７０°ＣＡ、２３０°ＣＡ及び４１０°ＣＡを学習値として記憶してしまう、つまりは本来の初期位置から１０°ＣＡ分ずれる誤差が生じる。その誤差に起因して、以後の内燃機関の運転において、吸気バルブタイミングを初期位置から例えば２０°ＣＡ分進角させるようにＶＶＴ機構６を制御したとしても、実際には吸気バルブタイミングが初期位置から３０°ＣＡ分進角してしまう。このように、所望のバルブタイミングが実現されなくなると、内燃機関の性能の低下を招く懸念が生じる。
【００４５】
以上の問題を回避するべく、本実施形態のＥＣＵ０は、クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、上記の学習において実測したクランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差の値に補正量を加える。
【００４６】
ＥＣＵ０は、クランク角信号ｂを参照して、内燃機関のクランクシャフトの回転速度を常時監視している。具体的には、クランク角信号ｂのパルス列を基に、クランクシャフトが所定のクランク角度、典型的には３０°ＣＡ回転するために要した時間を反復的に計測し、今回計測された所要時間から前回計測された所要時間を減算することで、３０°ＣＡ毎の回転速度の低下量の指標となる、３０°ＣＡの所要時間の変化量を得る。３０°ＣＡの所要時間の変化量が正値であることは内燃機関の回転速度が減速傾向にあることを意味し、負値であることは内燃機関の回転速度が加速傾向にあることを意味する。３０°ＣＡの所要時間の変化量が正値であり、これが所定値以上に大きい場合、ＥＣＵ０は、クランクシャフトの回転速度が急落する事象が発生したと判断する。クランクシャフトの回転速度の急落の原因は、アイドルストップの実行の開始や、気筒１内での混合気の燃焼の不安定化または失火を挙げることができる。
【００４７】
気筒１内で失火が起こったかどうかを、膨張行程中に点火プラグ１２の電極を流れるイオン電流信号ｈを参照して判定することも可能である。ＥＣＵ０は、気筒１の膨張行程中に検出されるイオン電流信号ｈの大きさが閾値を上回っている期間の長さを計測し、その期間の長さが所定値未満である場合に、当該気筒１の膨張行程において混合気の燃焼が不安定であったか失火が発生したと判断する。その際には、膨張行程においてクランクシャフトの回転の加速が行われず、結果としてクランクシャフトの回転速度が急落するおそれが生じる。要するに、イオン電流信号ｈの大きさが閾値を上回っている期間の長さが所定値未満であることは、クランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象に該当する。
【００４８】
あるいは、内燃機関の排気通路４に設置されている、触媒４１に流入する排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサの出力から、クランクシャフトの回転速度の急落を予測することも考えられる。混合気の空燃比が過剰にリーンであったり、逆に過剰にリッチであったりすると、気筒１内での混合気の燃焼が不安定となり、失火が起こる可能性が高まる。そこで、ＥＣＵ０は、空燃比センサを介して検出されるガスの空燃比が所定値以上のリーンであるか、または所定値未満の過剰なリッチである場合に、クランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象が発生したと判断する。
【００４９】
ＶＶＴ機構６が初期位置にある状態で、クランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差を学習する機会において、上に述べたようなクランクシャフトの回転速度が急落する事象、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したとき、ＥＣＵ０は、クランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差の学習を行わない。または、その学習機会において実測したクランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差に、必要な補正量を加えた値を、学習値としてメモリに記憶保持する。つまり、図５とともに示した具体例において、クランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差として−７０°ＣＡ、１７０°ＣＡ、２３０°ＣＡ及び４１０°ＣＡの値が得られた場合、その実測値に１０°ＣＡまたはこれに近い補正量を加味した−６０°ＣＡ、１８０°ＣＡ、２４０°ＣＡ及び４２０°ＣＡの値を、学習値として記憶する。補正量は、クランクシャフトの回転速度の変化量によらない一定値としてもよいし、クランクシャフトの回転速度が急落したときの単位時間あたりの回転速度の低下量、または所定クランク角度（特に、３０°ＣＡ）毎の回転速度の低下量に応じて増減する値としてもよい。後者の場合、クランクシャフトの回転速度の低下量が大きいほど、補正量を大きく設定する。
【００５０】
本実施形態では、吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角または遅角させることで吸気バルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構６が付帯する内燃機関を制御する制御装置０であって、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する回転位相が初期位置に復帰した状態での、クランクシャフトに付随するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂとカムシャフトに付随するカム角センサから出力されるカム角信号ｇとの位相差を学習するものであり、クランクシャフトの回転速度が急落する事象を検知したとき、またはクランクシャフトの回転速度の急落が予想される事象を検知したときに、前記学習時に実測したクランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差に補正量を加える内燃機関の制御装置０を構成した。
【００５１】
本実施形態によれば、ＶＶＴ機構６が初期位置にあるときのクランク角信号ｂとカム角信号ｇとの位相差を誤学習することを回避でき、誤学習に起因した内燃機関の性能の低下を予防することができる。特に、ポート噴射式の内燃機関にあって、インジェクタ１１から燃料を噴射するタイミングは、ＶＶＴ機構６が具現する吸気バルブの開閉タイミングに依存する。現在ＶＶＴ機構６が具現している吸気バルブタイミングをＥＣＵ０が正しく把握できないと、インジェクタ１１からの燃料噴射タイミングが最適なタイミングとならず、必要十分量の燃料が気筒１に吸引されない。ひいては、気筒１に充填される混合気の空燃比が目標空燃比からずれて、燃焼の不安定化、エンジントルク及びエンジン回転数の低下、エミッションの悪化を招くおそれがある。本実施形態によれば、ＶＶＴ機構６が具現している吸気バルブタイミングをＥＣＵ０が誤って認識するリスクが低減し、燃焼の安定化、エンジントルク及びエンジン回転数の低下の防止、エミッションの悪化の抑止に資する。
【００５２】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ＶＶＴ機構の具体的態様は、作動液圧でベーンを回動させる液圧式（ベーン式）のものには限定されない。クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を電動機により進角／遅角させるモータドライブＶＶＴに対しても、本発明を適用することができる。
【００５３】
上記実施形態の内燃機関には、排気バルブの開閉タイミングを可変制御するための排気ＶＶＴ機構が実装されていなかったが、吸気ＶＶＴ機構と同様の排気ＶＶＴ機構が内燃機関に付帯していてもよい。その場合において、当該排気ＶＶＴ機構が初期位置にあるときのクランク角信号とカム角信号との位相差の学習に、本発明を適用することも当然に考えられる。また、カム角センサが、排気バルブを駆動する排気カムシャフトに付随しており、当該カム角センサから出力されるカム角信号が、排気カムシャフトの回動角度、排気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を表していることがある。
【００５４】
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
６…可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構
ｂ…クランク角信号
ｇ…カム角信号
【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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