(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング装置のモータの回転角を検出するモータ角センサの異常を的確に診断する。【解決手段】制御装置は、カム角信号が入力される毎にカム角信号とクランク角信号とに基づきカムシャフトの回転位相を検出し、カム角信号が入力される間での回転位相の変化量をモータ角信号に基づき検出し、カム角信号の入力後の診断タイミングにおいて、カム角信号とクランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンであるか否かを判断し、前記規定入力パターンである場合、診断タイミングより前にカム角信号が入力されたときの回転位相の検出結果と回転位相の変化量の検出結果とに基づきモータ角センサの異常の有無を診断する。【選択図】図６
2018131985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置と、
所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサと、
所定カム角毎にカム角信号を出力するカム角センサと、
前記モータの回転角に応じてモータ角信号を出力するモータ角センサと、
を備える内燃機関に適用され、前記可変バルブタイミング装置を制御する制御装置であって、
前記カム角信号が入力される毎に前記カム角信号と前記クランク角信号とに基づき前記回転位相を検出する第１検出手段と、
前記カム角信号が入力される間での前記回転位相の変化量を前記モータ角信号に基づき検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段の検出結果及び前記第２検出手段の検出結果に基づき前記モータの回転速度を調整する制御手段と、
前記カム角信号の入力後の診断タイミングにおいて、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンであるか否かを判断し、前記規定入力パターンである場合、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する診断手段と、
を含む、可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項２】
前記クランク角センサは、単位クランク角毎に前記クランク角信号を出力し、前記クランク角信号が所定クランク角度で歯抜けになるよう構成され、
前記第１検出手段は、前記クランク角信号の歯抜け位置を検出して基準クランク角位置を設定し、前記基準クランク角位置から前記カム角信号が入力されるまでのクランク角度を前記回転位相として検出し、
前記診断手段は、前記カム角信号の入力後に前記歯抜け位置が検出されたタイミングを前記診断タイミングとし、前記歯抜け位置の間での前記クランク角信号の入力数が規定数であるときに、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する、
請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項３】
前記カム角センサは、基準ピストン位置である気筒を前記カム角信号の連続出力数で表すよう構成され、
前記第１検出手段は、前記カム角信号のうちの先頭信号に基づき前記回転位相を検出し、
前記診断手段は、前記先頭信号の入力後の前記カム角信号の出力数の判定タイミングを前記診断タイミングとし、前記カム角信号の出力数が規定数であるときに、前記診断タイミングより前に前記先頭信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する、
請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項４】
前記クランク角センサは、単位クランク角毎に前記クランク角信号を出力し、
前記第１検出手段は、前記クランク角信号から前記カム角信号までの時間を、前記クランク角信号の周期に基づきクランク角に変換して前記回転位相を検出し、
前記診断手段は、前記カム角信号の出力後における前記クランク角信号の入力タイミングを前記診断タイミングとし、前記クランク角信号の周期変化が規定範囲内であるときに、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する、
請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項５】
内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置と、
所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサと、
所定カム角毎にカム角信号を出力するカム角センサと、
前記モータの回転角に応じてモータ角信号を出力するモータ角センサと、
を備える内燃機関において、前記可変バルブタイミング装置を制御する制御方法であって、
前記カム角信号が入力される毎に前記カム角信号と前記クランク角信号とに基づき前記回転位相を検出するステップと、
前記カム角信号が入力される間での前記回転位相の変化量を前記モータ角信号に基づき検出するステップと、
前記回転位相と前記回転位相の変化量とに基づき前記モータの回転速度を調整するステップと、
前記カム角信号の入力後の診断タイミングにおいて、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンであるか否かを判断するステップと、
前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンである場合、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときに検出された前記回転位相と前記回転位相の変化量とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定するステップと、
を含む、可変バルブタイミング装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランク軸の回転速度の１／２の回転速度に対してモータの回転速度を調整することでカム軸位相を変化させる可変バルブタイミング装置を制御する制御装置が開示されている。
前記制御装置は、カム角信号が出力される毎に該カム角信号とクランク角信号とに基づいてカム角信号出力時の実バルブタイミングを算出する手段と、所定の演算周期で前記モータの回転速度とクランク軸の回転速度の１／２の値との差に基づいてバルブタイミング変化量を算出する手段と、所定の演算周期でカム角信号出力時の実バルブタイミングの算出値とバルブタイミング変化量の算出値とに基づいて最終的な実バルブタイミングを算出する手段と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１２３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置では、カム角信号が出力される毎に該カム角信号とクランク角信号とに基づき検出される実バルブタイミングと、モータの回転速度から求められるバルブタイミングの変化量とを比較することで、モータ角センサの異常の有無を診断することができる。
【０００５】
しかし、例えば、機関始動時などの低回転速度領域では、カム角信号とクランク角信号とに基づき検出される実バルブタイミングに誤差が生じ易く、このためにモータ角センサの異常発生を誤診断する可能性がある。ここで、実バルブタイミングの検出誤差に基づきモータ角センサの異常発生を誤診断しないように、モータ角センサの診断に用いる閾値を設定すると、モータ角センサが実際に故障しているのに故障の発生が診断されない場合が生じるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、カム角信号とクランク角信号とに基づき検出される実バルブタイミングの誤差によってモータ角センサの異常発生が誤診断されることを抑制しつつ、モータ角センサの故障を的確に診断できる、可変バルブタイミング装置の制御装置及び制御方法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、本願発明に係る可変バルブタイミング装置の制御装置は、その一態様として、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置と、所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサと、所定カム角毎にカム角信号を出力するカム角センサと、前記モータの回転角に応じてモータ角信号を出力するモータ角センサと、を備える内燃機関に適用され、前記可変バルブタイミング装置を制御する制御装置であって、前記カム角信号が入力される毎に前記カム角信号と前記クランク角信号とに基づき前記回転位相を検出する第１検出手段と、前記カム角信号が入力される間での前記回転位相の変化量を前記モータ角信号に基づき検出する第２検出手段と、前記第１検出手段の検出結果及び前記第２検出手段の検出結果に基づき前記モータの回転速度を調整する制御手段と、前記カム角信号の入力後の診断タイミングにおいて、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンであるか否かを判断し、前記規定入力パターンである場合、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する診断手段と、を含む。
【０００８】
また、本願発明に係る可変バルブタイミング装置の制御方法は、その一態様として、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置と、所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサと、所定カム角毎にカム角信号を出力するカム角センサと、前記モータの回転角に応じてモータ角信号を出力するモータ角センサと、を備える内燃機関において、前記可変バルブタイミング装置を制御する制御方法であって、前記カム角信号が入力される毎に前記カム角信号と前記クランク角信号とに基づき前記回転位相を検出するステップと、前記カム角信号が入力される間での前記回転位相の変化量を前記モータ角信号に基づき検出するステップと、前記回転位相と前記回転位相の変化量とに基づき前記モータの回転速度を調整するステップと、前記カム角信号の入力後の診断タイミングにおいて、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンであるか否かを判断するステップと、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンである場合、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときに検出された前記回転位相と前記回転位相の変化量とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
上記発明によると、カム角信号とクランク角信号とに基づき検出される回転位相に誤差が生じたときに、モータ角センサの異常が誤診断されることを抑止しつつ、モータ角センサの異常を的確に診断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態における可変バルブタイミング装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における可変バルブタイミング装置を示す断面図であって図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態における可変バルブタイミング装置を示す断面図であって図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の実施形態における実回転位相の検出値の補間処理を説明するためのタイムチャートである。
【図６】本発明の実施形態におけるモータ角センサの診断処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態においてクランク角信号ＰＯＳにノイズが重畳したときに実回転位相の検出誤差が生じることを説明するためのタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態においてクランク角信号ＰＯＳにノイズが重畳したとき及びクランク角信号ＰＯＳの欠落位置の判定に失敗したときのＰＯＳカウント値の変化を例示するタイムチャートである。
【図９】本発明の実施形態においてカム角信号ＣＡＭにノイズが重畳したとき、カム角信号ＣＡＭが欠落したとき、機関が逆転したときのカム角信号ＣＡＭの計数値を例示するタイムチャートである。
【図１０】本発明の実施形態においてクランク角信号ＰＯＳからカム角信号ＣＡＭまでの時間をクランク角に変換する処理における誤差要因を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置及び制御方法を適用する可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関の一態様を示す。
図１の内燃機関１０１は、図示を省略した車両に搭載され、車両の動力源として用いられる。
【００１２】
内燃機関１０１の吸気ダクト１０２に配設される吸入空気量センサ１０３は、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する。
吸気バルブ１０５は、各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉する。
燃料噴射弁１０６は、各気筒の吸気ポート１０２ａに配置される。
尚、燃料噴射弁１０６を、燃焼室１０４内に直接燃料を噴射するように配置することができる。
【００１３】
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する。そして、燃焼圧力がピストン１０８をクランクシャフト１０９に向けて押し下げ、クランクシャフト１０９を回転駆動する。
また、排気バルブ１１０は、燃焼室１０４の排気口を開閉し、排気バルブ１１０が開くことで燃焼室１０４内の排ガスが排気管１１１に排出される。
【００１４】
三元触媒等を備えた触媒コンバータ１１２は排気管１１１に設置される。
吸気バルブ１０５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１１５ａの回転に伴って開動作する。また、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排気カムシャフト１１５ｂの回転に伴って開動作する。
【００１５】
可変バルブタイミング装置１１４は、吸気バルブ１０５のバルブタイミング（開閉タイミング）を連続的に変化させる装置である。
可変バルブタイミング装置１１４は、アクチュエータとしてのモータによってクランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相を変化させる、電動式の可変バルブタイミング装置である。
【００１６】
また、気筒毎に設けた点火プラグ１０７には、点火プラグ１０７に点火エネルギーを供給する点火モジュール１１６がそれぞれ直付けされている。点火モジュール１１６は、点火コイル及び点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを備えている。
マイクロコンピュータ（プロセッサ）を備えた制御装置（ＥＣＵ）２０１は、各種のセンサやスイッチの出力信号を入力し、予めメモリに格納されたプログラムに従って演算処理を行うことで、燃料噴射弁１０６、可変バルブタイミング装置１１４、点火モジュール１１６などの各種デバイスの操作量を演算して出力する。
【００１７】
制御装置２０１は、吸入空気量センサ１０３の出力信号を入力する他、クランクシャフト１０９の所定クランク角毎にクランク角信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ２０３、アクセルペダル２０７の踏込み量（換言すればアクセル開度ＡＣＣ）を検出するアクセル開度センサ２０６、吸気カムシャフト１１５ａの所定カム角毎にカム角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ２０４、内燃機関１０１の冷却水の温度ＴＷを検出する水温センサ２０８、触媒コンバータ１１２の上流側の排気管１１１に設置され、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ２０９、可変バルブタイミング装置１１４のアクチュエータであるモータの回転角に応じてモータ角信号ＭＡＳを出力するモータ角センサ２１０などからの出力信号を入力し、更に、内燃機関１０１の運転及び停止のメインスイッチであるイグニッションスイッチ（エンジンスイッチ）２０５の信号などを入力する。
【００１８】
クランク角センサ２０３が出力するクランク角信号ＰＯＳは、単位クランク角毎のパルス信号であって、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎に、１個若しくは連続する複数個のパルスが欠落するように信号出力パターンが設定される。
なお、上記の単位クランク角は例えば１０degであり、また、気筒間の行程位相差は点火間隔に相当し、４気筒内燃機関ではクランク角１８０degになる。
【００１９】
また、クランク角センサ２０３が、単位クランク角毎のクランク角信号ＰＯＳと、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎の基準クランク角信号とをそれぞれ出力するよう構成することができる。
単位クランク角毎のクランク角信号ＰＯＳの欠落箇所若しくは基準クランク角信号の出力位置は、各気筒のピストンが基準ピストン位置に位置していることを表す。
【００２０】
カム角センサ２０４は、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎にカム角信号ＣＡＭを出力する。
吸気カムシャフト１１５ａは、クランクシャフト１０９の回転速度の半分の速度で回転する。このため、内燃機関１０１が４気筒機関で、気筒間の行程位相差に相当するクランク角が１８０degである場合、クランク角１８０degは吸気カムシャフト１１５ａの回転角９０degに相当することになる。つまり、カム角センサ２０４は、吸気カムシャフト１１５ａが９０deg回転する毎にカム角信号ＣＡＭを出力する。
【００２１】
カム角センサ２０４が出力するカム角信号ＣＡＭは、基準ピストン位置に位置している気筒の検出（気筒判別処理）に用いられる信号であり、一例として、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎（４気筒機関でクランク角１８０deg毎）に気筒番号を表す特性のパルスとして出力される。
内燃機関１０１が４気筒である場合、カム角センサ２０４は、クランク角１８０deg毎（吸気カムシャフト１１５ａが９０deg回転する毎）に、例えば、１個のパルス信号、連続する２個のパルス信号、連続する２個のパルス信号、１個のパルス信号をこの順で出力する。
【００２２】
そして、制御装置２０１は、クランク角１８０deg毎に出力されるカム角信号ＣＡＭのパルス数を計数することで、基準ピストン位置に位置している気筒が４気筒のうちのいずれの気筒であるかを検出する気筒判別処理を実施する。
なお、気筒判別処理のためのカム角信号ＣＡＭのパルス数の設定は上記のパターンに限定されるものではなく、また、カム角信号ＣＡＭのパルス数に基づき気筒を区別する代わりに、パルス幅や振幅で気筒を区別するように、カム角センサ２０４の出力特性（信号出力パターン）を設定することができる。
【００２３】
図２−図４は、可変バルブタイミング装置１１４の構造の一例を示す。
なお、可変バルブタイミング装置１１４の構造は、図２−図４に例示したものに限定されるものではなく、モータの回転速度の調整によってクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を可変とする構造である公知の可変バルブタイミング装置を適宜採用できる。
【００２４】
図２−図４に示した可変バルブタイミング装置１１４は、内燃機関１０１のクランクシャフト１０９によって回転駆動される駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、シリンダヘッド上に軸受４４を介して回転自在に支持され、タイミングスプロケット１から伝達された回転力によって回転する吸気カムシャフト１１５ａと、タイミングスプロケット１の前方位置に配置されて、チェーンカバー４０にボルトによって固定されたカバー部材３と、タイミングスプロケット１と吸気カムシャフト１１５ａの間に配置されて、タイミングスプロケット１に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相を変更する位相変更装置４と、を備える。
【００２５】
タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａと、スプロケット本体１ａの外周に一体に設けられて、巻回されたタイミングチェーン４２を介してクランクシャフト１０９からの回転力を受けるギア部１ｂと、で構成される。
また、タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａの内周側に形成された円形溝１ｃと吸気カムシャフト１１５ａの前端部に一体に設けられたフランジ部２ａの外周との間に介装された第３ボールベアリング４３によって、吸気カムシャフト１１５ａに回転自在に支持されている。
【００２６】
スプロケット本体１ａの前端部外周縁には、環状突起１ｅが一体に形成されている。
スプロケット本体１ａの前端部には、環状突起１ｅの内周側に同軸に位置決めされ内周に波形状の噛み合い部である内歯１９ａが形成された環状部材１９と、円環状のプレート６とが、ボルト７によって軸方向から共締め固定されている。
【００２７】
また、スプロケット本体１ａの内周面の一部には、図４に示すように、円弧状の係合部であるストッパ凸部１ｄが、周方向に沿って所定範囲に亘り形成されている。
プレート６の前端側外周には、位相変更装置４を構成する減速機８やモータ１２などを覆う円筒状のハウジング５がボルト１１によって固定されている。
なお、モータ１２は、可変バルブタイミング装置１１４のアクチュエータである。
【００２８】
ハウジング５は、鉄系金属によって形成されてヨークとして機能し、前端側に円環プレート状のハウジング保持部５ａを一体に有すると共に、ハウジング保持部５ａを含めた外周側全体がカバー部材３によって所定の隙間をもって覆われるように配置されている。
吸気カムシャフト１１５ａは、外周に吸気バルブ１０５を開作動させる駆動カム（図示省略）を有すると共に、前端部に従動回転体である従動部材９がカムボルト１０によって軸方向から結合されている。
【００２９】
また、吸気カムシャフト１１５ａのフランジ部２ａには、図４に示すように、スプロケット本体１ａのストッパ凸部１ｄが係入する係止部であるストッパ凹溝２ｂが円周方向に沿って形成されている。
このストッパ凹溝２ｂは、円周方向に沿って所定長さの円弧状に形成され、この長さ範囲内で回動したストッパ凸部１ｄの両端縁が周方向の対向縁２ｃ、２ｄにそれぞれ当接することによって、タイミングスプロケット１に対する吸気カムシャフト１１５ａの進角側及び遅角側の相対回転位置を機械的に規制するようになっている。
【００３０】
つまり、ストッパ凸部１ｄ及びストッパ凹溝２ｂで機械的ストッパが構成され、ストッパ凸部１ｄがストッパ凹溝２ｂ内で移動できる角度範囲が、可変バルブタイミング装置１１４の作動範囲、換言すれば、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相（吸気バルブ１０５のバルブタイミング）の可変範囲となる。
そして、ストッパ凸部１ｄの端縁がストッパ凹溝２ｂの対向縁２ｃ、２ｄの一方に当接する位置が、機械的ストッパで制限されるバルブタイミングの最進角位置となり、他方に当接する位置が、機械的ストッパで制限されるバルブタイミングの最遅角位置となる。
【００３１】
カムボルト１０の頭部１０ａの軸部１０ｂ側の端縁には、フランジ状の座面部１０ｃが一体に形成される。そして、軸部１０ｂの外周には、吸気カムシャフト１１５ａの端部から内部軸方向に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部が形成されている。
従動部材９は、鉄系金属材によって形成され、図３に示すように、前端側に形成された円板部９ａと、後端側に一体に形成された円筒状の円筒部９ｂとで構成される。
【００３２】
従動部材９の円板部９ａには、後端面の径方向ほぼ中央位置に吸気カムシャフト１１５ａのフランジ部２ａとほぼ同外径の環状段差突起９ｃが一体に設けられる。
そして、環状段差突起９ｃの外周面とフランジ部２ａの外周面が第３ボールベアリング４３の内輪４３ａの内周に挿通配置される。第３ボールベアリング４３の外輪４３ｂは、スプロケット本体１ａの円形溝１ｃの内周面に圧入固定される。
【００３３】
また、従動部材９の円板部９ａの外周部には、複数のローラ３４を保持する保持器４１が一体に設けられている。
保持器４１は、円板部９ａの外周部から円筒部９ｂと同方向に突出し、円周方向のほぼ等間隔の位置に所定の隙間を有して複数の細長い突起部４１ａが形成されている。
円筒部９ｂは、中央にカムボルト１０の軸部１０ｂが挿通される挿通孔９ｄが貫通形成され、円筒部９ｂの外周側には第１ニードルベアリング２８が設けられる。
【００３４】
カバー部材３は、合成樹脂材によって形成され、カップ状に膨出したカバー本体３ａと、カバー本体３ａの後端部外周に一体に設けたブラケット３ｂとで構成される。
カバー本体３ａは、位相変更装置４の前端側、つまりハウジング５の軸方向の保持部５ｂから後端部側のほぼ全体を、所定隙間をもって覆うように配置される。一方、ブラケット３ｂは、ほぼ円環状に形成され、６つのボス部にそれぞれボルト挿通孔３ｆが貫通形成されている。
【００３５】
また、ブラケット３ｂは、チェーンカバー４０に複数のボルト４７を介して固定され、カバー本体３ａの前端部３ｃの内周面には、内外２重のスリップリング４８ａ，４８ｂが各内端面を露出した状態で埋設固定されている。
さらに、カバー部材３の上端部には、スリップリング４８ａ、４８ｂに導電部材を介して接続されたコネクタ端子４９ａを有するコネクタ部４９を設けてある。
なお、コネクタ端子４９ａには、制御装置２０１を介して図外のバッテリー電源からの電力が供給される。
【００３６】
カバー本体３ａの後端部側の内周面とハウジング５の外周面との間には、シール部材である第１オイルシール５０が介装されている。
第１オイルシール５０は、横断面がほぼコ字形状に形成され、合成ゴムの基材の内部に芯金が埋設されている。また、第１オイルシール５０の外周側の円環状基部５０ａは、カバー本体３ａ後端部の内周面に形成された円形溝３ｄ内に嵌着固定される。
更に、第１オイルシール５０の円環状基部５０ａの内周側には、ハウジング５の外周面に当接するシール面５０ｂが一体に形成されている。
【００３７】
位相変更装置４は、吸気カムシャフト１１５ａのほぼ同軸上前端側に配置されたモータ１２と、モータ１２の回転速度を減速して吸気カムシャフト１１５ａに伝達する減速機８と、で構成される。
モータ１２は、例えばブラシ付きのＤＣモータであって、タイミングスプロケット１と一体に回転するヨークであるハウジング５と、ハウジング５の内部に回転自在に設けられた出力軸であるモータ軸１３と、ハウジング５の内周面に固定された半円弧状の一対の永久磁石１４，１５と、ハウジング保持部５ａの内底面側に固定された固定子１６と、を備えている。
【００３８】
モータ軸１３は、筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、軸方向のほぼ中央位置の外周に複数の極を持つ鉄心ロータ１７が固定され、鉄心ロータ１７の外周には電磁コイル１８が巻回されている。
また、モータ軸１３の前端部外周には、コミュテータ２０が圧入固定されており、コミュテータ２０には、鉄心ロータ１７の極数と同数に分割された各セグメントに電磁コイル１８が接続されている。
【００３９】
モータ軸１３は、カムボルト１０の頭部１０ａ側の軸部１０ｂの外周面に、第１軸受であるニードルベアリング２８と該ニードルベアリング２８の軸方向の側部に配置された軸受である第４ボールベアリング３５とを介して回転自在に支持されている。
また、モータ軸１３の吸気カムシャフト１１５ａ側の後端部には、減速機８の一部を構成する円筒状の偏心軸部３０が一体に設けられている。
【００４０】
また、モータ軸１３の外周面とプレート６の内周面との間には、減速機８内部からモータ１２内への潤滑油のリークを阻止する第２オイルシール３２が設けられている。
第２オイルシール３２は、内周部がモータ軸１３の外周面に弾接することによって、モータ軸１３の回転に摩擦抵抗を付与する。
【００４１】
減速機８は、偏心回転運動を行う偏心軸部３０と、偏心軸部３０の外周に設けられた第２軸受である第２ボールベアリング３３と、第２ボールベアリング３３の外周に設けられたローラ３４と、ローラ３４を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する保持器４１と、保持器４１と一体の従動部材９とで主に構成される。
偏心軸部３０の外周面に形成されたカム面の軸心は、モータ軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。なお、第２ボールベアリング３３、ローラ３４などが遊星噛み合い部として構成されている。
【００４２】
第２ボールベアリング３３は、第１ニードルベアリング２８の径方向位置で全体がほぼオーバラップする状態に配置される。
そして、第２ボールベアリング３３の内輪３３ａが偏心軸部３０の外周面に圧入固定されると共に、第２ボールベアリング３３の外輪３３ｂの外周面にはローラ３４が常時当接している。
【００４３】
また、外輪３３ｂの外周側には円環状の隙間Ｃが形成され、この隙間Ｃによって第２ボールベアリング３３全体が偏心軸部３０の偏心回転に伴って径方向へ移動可能、つまり偏心動可能になっている。
各ローラ３４は、第２ボールベアリング３３の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ環状部材１９の内歯１９ａに嵌入すると共に、保持器４１の突起部４１ａによって周方向にガイドされつつ径方向に揺動運動するようになっている。
【００４４】
減速機８の内部には、潤滑油供給手段によって潤滑油が供給される。
潤滑油供給手段は、シリンダヘッドの軸受４４の内部に形成されて図外のメインオイルギャラリーから潤滑油が供給される油供給通路４４ａと、吸気カムシャフト１１５ａの内部軸方向に形成されて油供給通路４４ａにグルーブ溝を介して連通した油供給孔４８と、従動部材９の内部軸方向に貫通形成されて一端が油供給孔４８に開口し他端が第１ニードルベアリング２８と第２ボールベアリング３３の付近に開口した小径なオイル供給孔４５と、同じく従動部材９に貫通形成された大径な３つのオイル排出孔（図示省略）と、から構成されている。
【００４５】
以下では、可変バルブタイミング装置１１４の作動について説明する。
まず、内燃機関１０１のクランクシャフト１０９が回転駆動するとタイミングチェーン４２を介してタイミングスプロケット１が回転し、その回転力によりハウジング５、環状部材１９及びプレート６を介してモータ１２が同期回転する。
【００４６】
一方、環状部材１９の回転力が、ローラ３４から保持器４１及び従動部材９を経由して吸気カムシャフト１１５ａに伝達される。これによって、吸気カムシャフト１１５ａのカムが吸気バルブ１０５を開閉作動させる。
制御装置２０１は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相、つまり、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを進角又は遅角させる場合、可変バルブタイミング装置１１４のモータ１２に通電してトルクを発生させる。モータトルクは、減速機８を介して吸気カムシャフト１１５ａに伝達される。
【００４７】
すなわち、モータ軸１３の回転に伴い偏心軸部３０が偏心回転すると、各ローラ３４がモータ軸１３の１回転毎に保持器４１の突起部４１ａに径方向へガイドされながら環状部材１９の１つの内歯１９ａを乗り越えて隣接する他の内歯１９ａに転動しながら移動し、これを順次繰り返しながら円周方向へ転接する。
この各ローラ３４の転接によってモータ軸１３の回転が減速されつつ従動部材９に回転力が伝達される。なお、モータ軸１３の回転が従動部材９に伝達されるときの減速比は、ローラ３４の個数などによって任意に設定することが可能である。
【００４８】
これにより、吸気カムシャフト１１５ａがタイミングスプロケット１に対して正逆相対回転して回転位相が変換され、吸気バルブ１０５の開閉タイミングが進角側あるいは遅角側に変更される。
つまり、可変バルブタイミング装置１１４では、モータ１２がタイミングスプロケット１から回転駆動力を受けて従動回転し、モータ軸１３がタイミングスプロケット１と同じ回転速度で回転するときには、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相（バルブタイミング）は変化しない。
【００４９】
一方、モータ１２で正転方向の回転トルクを発生させ、モータ軸１３の回転速度をタイミングスプロケット１の回転速度よりも速くすると、換言すれば、モータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの回転量を、タイミングスプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量よりも大きくすると、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相（バルブタイミング）は遅角側に変化する。
【００５０】
逆に、モータ１２で逆転方向の回転トルクを発生させ、モータ軸１３の回転速度をタイミングスプロケット１の回転速度よりも遅くすると、換言すれば、モータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの回転量を、タイミングスプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量よりも小さくすると、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相（バルブタイミング）は進角側に変化する。
即ち、可変バルブタイミング装置１１４は、モータ軸１３の回転量とタイミングスプロケット１の回転量との差、換言すれば、モータ軸１３のタイミングスプロケット１に対する回転速度に応じてバルブタイミング（回転位相）を進角方向若しくは遅角方向に変化させる。
【００５１】
制御装置２０１は、可変バルブタイミング装置１１４のモータ１２の回転速度を調整することによって、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相、つまり、吸気バルブ１０５のバルブタイミング（開閉タイミング）を可変に制御する機能（制御手段）をソフトウェアとして備える。
制御装置２０１は、内燃機関１０１の運転状態（例えば、機関負荷、機関回転速度、機関温度、始動状態など）に基づいて目標回転位相ＴＡを演算する一方、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの実回転位相ＲＡを検出する。
【００５２】
目標回転位相ＴＡは、可変バルブタイミング装置１１４のフィードバック制御における目標値であり、目標進角量、目標バルブタイミング、目標変換角などとして表すこともできる。
そして、制御装置２０１は、目標回転位相ＴＡに実回転位相ＲＡが近づくようにモータ１２の操作量を演算して出力する、回転位相のフィードバック制御を実施する。
【００５３】
つまり、制御装置２０１は、目標回転位相ＴＡと実回転位相ＲＡとの偏差の絶対値が設定値ＳＬを下回る状態、換言すれば、実回転位相ＲＡが目標回転位相ＴＡに略収束している状態では、モータ１２への通電を遮断することで、モータ軸１３をタイミングスプロケット１と同じ回転速度で従動回転させ、そのときの実回転位相ＲＡを維持させる。
一方、制御装置２０１は、目標回転位相ＴＡと実回転位相ＲＡとの偏差の絶対値が設定値ＳＬを上回る場合、換言すれば、実回転位相ＲＡが目標回転位相ＴＡからずれている場合、実回転位相ＲＡが目標回転位相ＴＡよりも進角側であるのか遅角側であるのかに応じ、モータ１２への通電制御によってモータ軸１３の回転速度を増速或いは減速させ、実回転位相ＲＡを目標回転位相ＴＡに近づける。
【００５４】
制御装置２０１は、クランク角センサ２０３が出力するクランク角信号ＰＯＳ及びカム角センサ２０４が出力するカム角信号ＣＡＭに基づき実回転位相ＲＡ１を検出する。
制御装置２０１は、例えば、クランク角信号ＰＯＳに基づき検出した基準クランク角位置からカム角信号ＣＡＭが入力されるまでのクランク角度（deg）を、クランク角信号ＰＯＳの入力数の積算値や機関回転速度（クランク角信号ＰＯＳの周期ＴＰＯＳ）に基づく経過時間のクランク角度換算などによって計測することで、カム角信号ＣＡＭが入力される毎にクランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの実回転位相ＲＡ１（deg）を検出する。
なお、制御装置２０１は、実回転位相ＲＡ１を最遅角位置からの進角クランク角度として求めることができる。
【００５５】
更に、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭが入力される間、つまり、クランク角信号ＰＯＳとカム角信号ＣＡＭとに基づく実回転位相ＲＡ１が更新される間で、モータ角センサ２１０の出力に基づき実回転位相ＲＡの変化量ΔＲＡを算出する。
制御装置２０１は、モータ角センサ２１０が出力するモータ角信号ＭＡＳに基づきモータ１２の回転速度を演算し、モータ回転速度とタイミングスプロケット１の回転速度（クランクシャフト１０９の回転速度の１／２の値）との差、及び、位相変更装置４の減速比などに基づいて演算周期当たりの変化量ｄＲＡを演算し、更に、変化量ｄＲＡを積算して、カム角信号ＣＡＭが入力された後の実回転位相ＲＡの変化量ΔＲＡを求める。
そして、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭの入力時に求めた実回転位相ＲＡ１と変化量ΔＲＡとに基づいて最終的な実回転位相ＲＡを算出し（図５参照）、この実回転位相ＲＡと目標回転位相ＴＡとを比較してモータ１２を制御する。
【００５６】
上記のように、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭが入力される毎にカム角信号ＣＡＭとクランク角信号ＰＯＳとに基づき実回転位相ＲＡ１を検出する機能（第１検出手段）、及び、カム角信号ＣＡＭが入力される間での実回転位相ＲＡの変化量ΔＲＡをモータ角信号ＭＡＳに基づき検出する機能（第２検出手段）をソフトウェアとして備える。
更に、制御装置２０１は、モータ角センサ２１０の異常の有無を診断する機能（診断手段）をソフトウェアとして備えている。
【００５７】
制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭの入力タイミングにおける、実回転位相ＲＡ１の更新値（最新値）と、実回転位相ＲＡ１の前回値及び変化量ΔＲＡから求めた実回転位相ＲＡとの偏差の絶対値が、閾値ＴＨ（ＴＨ＞０）よりも大きいときに、モータ角センサ２１０の異常を判定する。
そして、制御装置２０１は、モータ角センサ２１０の異常を判定した場合、変化量ΔＲＡを用いて算出した実回転位相ＲＡに基づくモータ１２の通常制御を停止し、カム角信号ＣＡＭが入力される毎に更新される実回転位相ＲＡ１に基づきモータ１２を制御したり、可変バルブタイミング装置１１４をデフォルト位置（バルブタイミングの最遅角位置）に制御したりする異常時処理（フェイルセーフ処理）を実施する。
【００５８】
図６のフローチャートは、制御装置２０１によるモータ角センサ２１０の診断処理の一態様を示す。
制御装置２０１は、まず、ステップＳ５０１でカム角信号ＣＡＭが入力されたか否かを判断する。
なお、制御装置２０１がステップＳ５０１で入力判断を行うカム角信号ＣＡＭは、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎に出力されるカム角信号ＣＡＭのうちの先頭信号であり、制御装置２０１は、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎にカム角信号ＣＡＭの入力を検出することになる。
【００５９】
制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭの入力を判断すると、ステップＳ５０２に進み、今回のカム角信号ＣＡＭに基づき算出した実回転位相ＲＡ１と、前回のカム角信号ＣＡＭの入力時に算出した実回転位相ＲＡ１と、前回のカム角信号ＣＡＭの入力時からの変化量ΔＲＡとを、モータ角センサ２１０の診断に用いるデータとしてメモリに格納する。
一方、カム角信号ＣＡＭの入力タイミングでない場合、制御装置２０１は、ステップＳ５０３に進み、カム角信号ＣＡＭの入力後の診断タイミングであるか否かを判定する。
【００６０】
図７のタイミングチャートは、上記診断タイミングの一態様を示す。
図７に示す例では、制御装置２０１は、クランク角信号ＰＯＳの入力周期などに基づきクランク角信号ＰＯＳの欠落位置（歯欠け位置）、換言すれば、欠落後の最初のクランク角信号ＰＯＳを検出する（時刻ｔ１）。
そして、制御装置２０１は、欠落位置から一定数だけクランク角信号ＰＯＳが入力された位置を基準クランク角位置として検出し、この基準クランク角位置からカム角信号ＣＡＭが入力されるまでのクランク角度（時刻ｔ２から時刻ｔ４までのクランク角度）を実回転位相ＲＡ１として求める。
【００６１】
更に、制御装置２０１は、実回転位相ＲＡ１の検出のために、クランク角信号ＰＯＳが入力される毎にＰＯＳカウント値をカウントアップし、また、欠落後の最初のクランク角信号ＰＯＳを判定したときにＰＯＳカウント値を零にリセットすることで、欠落位置からのクランク角信号ＰＯＳの入力数を表すＰＯＳカウント値を設定する。
また、制御装置２０１は、基準クランク角位置が検出されたときのＰＯＳカウント値からのＰＯＳカウント値の変化量を、実回転位相ＲＡ１演算用のＰＯＳカウント値として設定する。
【００６２】
そして、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭが入力されたときのＲＡ１演算用ＰＯＳカウント値の値と、カム角信号ＣＡＭ入力直前のクランク角信号ＰＯＳからカム角信号ＣＡＭまでの時間ＴＩＭをクランク角度に換算した値とから、基準クランク角位置からカム角信号ＣＡＭが入力されるまでのクランク角度を実回転位相ＲＡ１として算出する。
係る処理によって実回転位相ＲＡ１を求める場合、ステップＳ５０３における診断タイミングとして、制御装置２０１は、欠落後の最初のクランク角信号ＰＯＳを判定したタイミング（欠落位置）を診断タイミングとする（時刻ｔ５）。
【００６３】
図７に示すように、クランク角信号ＰＯＳの入力数をカウントしている途中でクランク角信号ＰＯＳにノイズが重畳し、制御装置２０１がノイズ成分をクランク角信号ＰＯＳの入力として検知してカウント値を余分にインクリメントすると、カム角信号ＣＡＭが入力されたときのＰＯＳカウント値が誤差を有することになり、ＰＯＳカウント値に基づき算出される実回転位相ＲＡ１に誤差が生じる。
【００６４】
また、制御装置２０１がクランク角信号ＰＯＳの欠落位置の判定を失敗した場合は、欠落位置でＰＯＳカウント値が零にリセットされる代わりにカウントアップされることになって、カム角信号ＣＡＭが入力されたときのＰＯＳカウント値が誤差を有することになり、ＰＯＳカウント値に基づき算出される実回転位相ＲＡ１に誤差が生じる。なお、欠落位置の判定失敗は、クランク角信号ＰＯＳが欠落する角度域でクランク角信号ＰＯＳにノイズが重畳した場合や、クランク角信号ＰＯＳが欠落する角度域で機関回転速度が急上昇した場合などに生じる。
【００６５】
図８は、ノイズの重畳によってクランク角信号ＰＯＳのカウント値に誤差を生じるパターンと共に、制御装置２０１が欠落位置の判定に失敗するパターンを例示する。
図８の時刻ｔ２でクランク角信号ＰＯＳにノイズが重畳し、このノイズ成分をカウントすることで、ＰＯＳカウント値に誤差が生じる。
【００６６】
また、図８の時刻ｔ４では、クランク角信号ＰＯＳが欠落する角度域内でノイズが重畳し、このノイズ成分によってクランク角信号ＰＯＳの周期変化が小さくなって、制御装置２０１は欠落位置の判定に失敗し、ＰＯＳカウント値が零にリセットされずに誤差が生じる。
更に、図８の時刻ｔ６の欠落位置は、クランク角信号ＰＯＳが欠落する角度域で機関回転速度が急上昇しクランク角信号ＰＯＳの周期変化が小さくなったために、制御装置２０１が判定に失敗し、ＰＯＳカウント値が零にリセットされずに誤差が生じる。
【００６７】
そして、時刻ｔ２でのノイズ重畳によりＰＯＳカウント値が誤ってインクリメントされると、時刻ｔ３で欠落位置が検出されて診断タイミングになったときにＰＯＳカウント値が規定値と異なるようになる。
また、時刻ｔ４での欠落角度域内でのノイズ重畳により欠落位置の判定に失敗すると、本来ＰＯＳカウンタ値が零にリセットされるタイミングでＰＯＳカウンタ値がインクリメントされるので、時刻ｔ５で次の欠落位置が判定されたときにＰＯＳカウント値が規定値と異なるようになる。
更に、欠落角度域内での速度上昇により時刻ｔ６の欠落位置の判定に失敗した場合も、本来ＰＯＳカウンタ値が零にリセットされるタイミングでＰＯＳカウンタ値がインクリメントされるので、時刻ｔ７で次の欠落位置が判定されたときにＰＯＳカウント値が規定値と異なるようになる。
【００６８】
そこで、制御装置２０１は、ノイズ重畳によってＰＯＳカウント値を余分にインクリメントしたことや欠落位置の判定に失敗したことを、欠落位置を検出したときのＰＯＳカウント値が規定値（図７の例では、規定値＝１５）とは異なることで判断できる。
このため、制御装置２０１は、ステップＳ５０３において、クランク角信号ＰＯＳの欠落位置の判定したときを診断タイミングとして判断する。
【００６９】
そして、制御装置２０１は、ステップＳ５０３で診断タイミング（欠落位置）を判定すると、ステップＳ５０４に進み、零にリセットする前のＰＯＳカウント値が規定値であるか否かを判断することで、クランク角信号ＰＯＳが規定入力パターンであるか否かを判断する。
診断タイミング（欠落位置）でのＰＯＳカウント値が規定値でない場合、制御装置２０１は、前の欠落位置の判定に失敗したり、クランク角信号ＰＯＳにノイズが重畳したりした可能性があると判断し、モータ角センサ２１０の診断処理を実施することなく、本ルーチンを終了させる。
【００７０】
診断タイミング（欠落位置）でのＰＯＳカウント値が規定値でない場合、カム角信号ＣＡＭの入力タイミングでＰＯＳカウント値に基づき検出された実回転位相ＲＡ１（つまり、ステップＳ５０２でメモリに格納させた実回転位相ＲＡ１）は誤差を有している可能性がある。
そして、制御装置２０１が、誤差を有する実回転位相ＲＡ１と変化量ΔＲＡとを比較すると、モータ角センサ２１０の異常発生を誤診断することになる。
【００７１】
そこで、診断タイミングでのＰＯＳカウント値が規定値でない場合、換言すれば、制御装置２０１が検知したクランク角信号ＰＯＳが規定入力パターンでない場合、制御装置２０１は、実回転位相ＲＡ１の誤差発生を推定し、実回転位相ＲＡ１に基づくモータ角センサ２１０の診断処理をキャンセルする。
制御装置２０１が、カム角信号ＣＡＭの入力タイミングで、実回転位相ＲＡ１に基づきモータ角センサ２１０の診断を実施すると、欠落位置の判定失敗などによって誤差を生じた実回転位相ＲＡ１（ＰＯＳカウント値）に基づき診断を実施してしまう可能性がある。
【００７２】
このため、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭの入力タイミング後に欠落位置を判定したときに（図７の時刻ｔ５）、ＰＯＳカウント値が規定値であるか否かを判断することで、前のカム角信号ＣＡＭの入力タイミング（図７の時刻ｔ４）における実回転位相ＲＡ１（ＰＯＳカウント値）の誤差の有無を判定し、誤差の発生を判定した場合は、モータ角センサ２１０の診断実施をキャンセルする。
【００７３】
一方、診断タイミングでのＰＯＳカウント値が規定値である場合、換言すれば、制御装置２０１が検知したクランク角信号ＰＯＳが規定入力パターンである場合、制御装置２０１は、前の欠落位置を正しく判定できていて、更に、クランク角信号ＰＯＳへのノイズ重畳もなかったと推定し、ステップＳ５０５に進んで、ステップＳ５０２でメモリに格納したカム角信号ＣＡＭの入力タイミングにおける実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡに基づきモータ角センサ２１０の異常の有無を診断する。
【００７４】
つまり、診断タイミングでのＰＯＳカウント値が規定値である場合、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭの入力タイミングにおいてＰＯＳカウント値を用いて求めた実回転位相ＲＡ１が、ノイズや欠落位置の判定失敗などによる誤差を有していないと推定できるので、実回転位相ＲＡ１に基づくモータ角センサ２１０の診断を実施する。
制御装置２０１は、ステップＳ５０５で、カム角信号ＣＡＭの入力周期での実回転位相ＲＡ１の変化量と、カム角信号ＣＡＭの入力周期の間で積算した変化量ΔＲＡとの偏差ＥＲＡの絶対値が閾値ＴＨ（ＴＨ＞０）を下回っているか否かを判断し、偏差ＥＲＡが閾値ＴＨを超えるときにモータ角センサ２１０の異常を判定し、偏差ＥＲＡが閾値ＴＨを下回るときにモータ角センサ２１０の正常を判定する。
【００７５】
そして、制御装置２０１は、ステップＳ５０６で、モータ角センサ２１０について異常を判定したか正常を判定したかを判別し、モータ角センサ２１０の正常を判定した場合、ステップＳ５０７に進む。
制御装置２０１は、ステップＳ５０７で、カム角信号ＣＡＭの入力タイミング毎に更新される実回転位相ＲＡ１を変化量ΔＲＡで補間して実回転位相ＲＡを求め、この実回転位相ＲＡと目標回転位相ＴＡとの比較結果に基づきモータ１２を制御する、通常制御を実施する。
【００７６】
一方、制御装置２０１は、モータ角センサ２１０について異常を判定した場合、ステップＳ５０６からステップＳ５０８に進み、変化量ΔＲＡによる補間処理をキャンセルし、カム角信号ＣＡＭの入力タイミング毎に更新される実回転位相ＲＡ１をそのまま実回転位相ＲＡに設定し、この実回転位相ＲＡ（実回転位相ＲＡ１）と目標回転位相ＴＡとの比較結果に基づきモータ１２を制御したり、可変バルブタイミング装置１１４をデフォルト位置（バルブタイミングの最遅角位置）に制御したりする異常時処理を実施する。
【００７７】
上記のモータ角センサ２１０についての診断処理では、制御装置２０１が、内燃機関１０１の低回転領域などでクランク角信号ＰＯＳの欠落位置の判定を失敗したり、クランク角信号ＰＯＳにノイズが重畳したりしても、これら実回転位相ＲＡ１の誤差要因の発生を制御装置２０１が判断してモータ角センサ２１０の診断をキャンセルするので、欠落位置の判定失敗やノイズ重畳などによってモータ角センサ２１０の異常を誤診断することを抑制できる。
【００７８】
また、欠落位置の判定失敗やノイズ重畳などによる実回転位相ＲＡ１の誤差によってモータ角センサ２１０の異常を誤診断しないように閾値ＴＨを大きくすると、実際にモータ角センサ２１０の異常が発生したときの検知性が低下することになる。
これに対し、制御装置２０１は、欠落位置の判定失敗やノイズ重畳などの発生の有無を判断して誤診断の発生を抑制するので、誤診断を抑制するために閾値ＴＨを大きくする必要がなく、欠落位置の判定失敗やノイズ重畳などによる誤診断を抑制しつつ、モータ角センサ２１０の異常を的確に検知することができる。
【００７９】
なお、診断タイミングは、クランク角信号ＰＯＳの欠落位置の判定タイミングに限定されず、診断タイミングで判定する規定入力パターンは、クランク角信号ＰＯＳの入力積算数に限定されない。
つまり、制御装置２０１は、モータ角センサ２１０の診断に用いる実回転位相ＲＡ１が、クランク角信号ＰＯＳ及び／又はカム角信号ＣＡＭが規定入力パターンであるときのデータであるか否かを、カム角信号ＣＡＭの入力後の診断タイミングにおいて判断し、当該判断結果に基づき、実回転位相ＲＡ１と変化量ΔＲＡとに基づくモータ角センサ２１０の診断を行うか否かを切り替える機能を有すればよく、係る機能を実現できる範囲で、診断タイミング及び診断タイミングで検証する規定入力パターンを適宜設定できる。
【００８０】
図９は、診断タイミング及び診断タイミングで検証する規定入力パターンの他の例を示す。
図９に示す例では、カム角信号ＣＡＭに基づく気筒判別タイミング（カム角信号ＣＡＭの計数ウィンドウ）を診断タイミングとし、この診断タイミングにおいて、制御装置２０１は、実回転位相ＲＡ１の演算に用いるカム角信号ＣＡＭを規定入力パターンで検知しているか否かを判断し、当該判断結果に応じて、実回転位相ＲＡ１と変化量ΔＲＡとに基づくモータ角センサ２１０の診断を行うか否かを切り替える構成である。
【００８１】
制御装置２０１は、クランク角信号ＰＯＳに基づきカム角信号ＣＡＭの入力数を計数するための計数ウィンドウを設定し、この計数ウィンドウ内でのカム角信号ＣＡＭの入力数を計数し、計数ウィンドウ内でのカム角信号ＣＡＭの入力数に基づき気筒判別処理を実施する。
ここで、カム角信号ＣＡＭは、クランク角１８０deg毎（吸気カムシャフト１１５ａが９０deg回転する毎）に、１個のパルス信号、連続する２個のパルス信号、連続する２個のパルス信号、１個のパルス信号をこの順で出力するものとする（図９（Ａ）参照）。また、計数ウィンドウは、可変バルブタイミング装置１１４によって実回転位相ＲＡが変更されても、カム角信号ＣＡＭが計数ウィンドウ内で出力位置を変化させるように設定される。
【００８２】
制御装置２０１は、基準クランク角位置からカム角信号ＣＡＭが入力されるまでのクランク角度（deg）を実回転位相ＲＡ１（deg）として検出するから、制御装置２０１が入力するカム角信号ＣＡＭに欠落（瞬断）が生じたり（図９（Ｃ）参照）、制御装置２０１が入力するカム角信号ＣＡＭにノイズが重畳したり（図９（Ｂ）参照）、更には、内燃機関１０１が逆転してカム角信号ＣＡＭを重複して計数したりすると（図９（Ｂ）参照）、実回転位相ＲＡ１の計測タイミングとしてのカム角信号ＣＡＭを誤検知することで実回転位相ＲＡ１に誤差が生じ、以って、モータ角センサ２１０の異常を誤診断することになる。
【００８３】
そこで、実回転位相ＲＡ１の演算タイミングとしてのカム角信号ＣＡＭの入力タイミングの後であって、計数ウィンドウでの計数結果に基づき制御装置２０１が気筒判別を行うタイミング（計数ウィンドウの境界）を診断タイミングとする。
そして、制御装置２０１は、図６のフローチャートのステップＳ５０３にて、診断タイミング（気筒判別タイミング）を判定すると、ステップＳ５０４に進み、カム角信号ＣＡＭの入力数が規定値であるか否かに基づき、カム角信号ＣＡＭが規定入力パターンであるか否かを判断する。
【００８４】
図９の例では、カム角信号ＣＡＭの計数ウィンドウ内での計数値は、１個、２個、２個、１個を繰り返すから、制御装置２０１は、計数値が３個以上である場合（図９（Ｂ）参照）、ノイズ重畳又は内燃機関１０１の逆転によりカム角信号ＣＡＭが規定入力パターンからずれている状態であると判断でき、計数値が零である場合（図９（Ｃ））、欠落（瞬断）によりカム角信号ＣＡＭが規定入力パターンからずれている状態であると判断できる。
【００８５】
更に、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭの計数値が１個若しくは２個であっても、前の計数結果の履歴に基づきカム角信号ＣＡＭが規定入力パターンであるか否かを判断できる。
例えば、計数結果が２回連続して１個であった後に更に１個であった場合（図９（Ｃ））や、計数結果が１個、２個であった後に１個であった場合、制御装置２０１は、本来２個のカム角信号ＣＡＭが入力される状態（規定値＝２）であるから１個のカム角信号ＣＡＭが欠落した状態であると判断できる。
そして、制御装置２０１は、カム角信号ＣＡＭが規定入力パターンでない場合に、カム角信号ＣＡＭに基づき求めた実回転位相ＲＡ１を用いたモータ角センサ２１０の診断処理（ステップＳ５０５、ステップＳ５０６）をキャンセルするから、誤差を有する実回転位相ＲＡ１に基づきモータ角センサ２１０の異常が誤診断されることを抑制できる。
【００８６】
また、制御装置２０１が、基準クランク角位置からカム角信号ＣＡＭが入力されるまでのクランク角信号ＰＯＳの発生数と、カム角信号ＣＡＭの入力直前のクランク角信号ＰＯＳからカム角信号ＣＡＭまでの時間ＴＩＭ（図１０参照）をクランク角度に換算した値とから実回転位相ＲＡ１を求める場合、カム角信号ＣＡＭの入力時に内燃機関１０１の回転速度（クランク角信号ＰＯＳの周期）が急変すると、時間ＴＩＭをクランク角度に換算する精度が低下して、実回転位相ＲＡ１に誤差を生じる。
【００８７】
クランク角信号ＰＯＳの周期を内燃機関１０１の回転速度に相当するデータとして計測する場合、カム角信号ＣＡＭの入力直前のクランク角信号ＰＯＳからカム角信号ＣＡＭまでの時間ＴＩＭをクランク角度に換算するのに用いる周期ＴＰＯＳは、図１０に示すカム角信号ＣＡＭの入力直前に求めた周期ＴＰＯＳn-1、つまり、カム角信号ＣＡＭの入力直前のクランク角信号ＰＯＳの１つ前のクランク角信号ＰＯＳからカム角信号ＣＡＭの入力直前のクランク角信号ＰＯＳまでの時間となる。
【００８８】
ここで、カム角信号ＣＡＭの入力時に回転速度が急変した場合、急変前に計測された周期ＴＰＯＳn-1（機関回転速度）に基づき時間ＴＩＭをクランク角度に換算する処理が行われることで、時間ＴＩＭをクランク角度に換算する精度が低下して、実回転位相ＲＡ１に誤差を生じる。
なお、図１０（Ａ）は、カム角信号ＣＡＭの入力時に機関回転速度が急上昇した場合におけるクランク角信号ＰＯＳの周期ＴＰＳＯの変化を例示し、図１０（Ｂ）は、カム角信号ＣＡＭの入力時に機関回転速度が急低下した場合におけるクランク角信号ＰＯＳの周期ＴＰＯＳの変化を例示する。
【００８９】
そこで、制御装置２０１は、図６のフローチャートのステップＳ５０３で、カム角信号ＣＡＭの入力後のクランク角信号ＰＯＳの入力タイミング、つまり、実回転位相ＲＡ１の算出に用いた周期ＴＰＯＳn-1の次の周期ＴＰＯＳnが求められるタイミングを、診断タイミングとして判定する。
そして、制御装置２０１は、ステップＳ５０３で、カム角信号ＣＡＭの入力後のクランク角信号ＰＯＳの入力タイミングを診断タイミングとして判定すると、ステップＳ５０４に進み、クランク角信号ＰＯＳの周期ＴＰＯＳの最新値ＴＰＯＳnと、前回値ＴＰＯＳn-1（実回転位相ＲＡ１の算出に用いた周期ＴＰＯＳ）との周期比ＲＴ（ＲＴ＝ＴＰＯＳn／ＴＰＯＳn-1）が１を含む規定範囲内であって周期変化が十分に小さいか否かを判断する。
【００９０】
制御装置２０１は、周期比ＲＴが規定範囲内である状態を、クランク角信号ＰＯＳが規定入力パターンである状態として検出し、ステップＳ５０５に進んで、実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡに基づくモータ角センサ２１０の診断処理を実施する。
つまり、周期比ＲＴが規定範囲内であれば、時間ＴＩＭをクランク角度に変換する処理を高精度に行え、実回転位相ＲＡ１の誤差が十分に小さくなるので、制御装置２０１は、実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡに基づくモータ角センサ２１０の診断処理を実行する。
【００９１】
一方、周期比ＲＴが規定範囲外であってクランク角信号ＰＯＳの周期変化が設定値よりも大きい場合、換言すれば、クランク角信号ＰＯＳがモータ角センサ２１０の診断処理を実施する規定入力パターンでない場合、制御装置２０１は、実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡに基づくモータ角センサ２１０の診断処理をキャンセルする。
つまり、周期比ＲＴが規定範囲外である場合、時間ＴＩＭをクランク角度に変換する処理の精度が低下して、実回転位相ＲＡ１の誤差が大きくなり、モータ角センサ２１０の異常を誤診断する可能性があるので、制御装置２０１は、モータ角センサ２１０の診断処理を実施しない。
【００９２】
上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００９３】
可変バルブタイミング装置１１４は、図２−図４の装置に限定されず、例えば特開２００８−０６９７１９号公報に開示される、スプロケット、カムプレート、リンク装置、ガイドプレート、減速機、及びモータで構成される可変バルブタイミング装置などを採用することができる。
また、可変バルブタイミング装置１１４を、クランクシャフト１０９に対する排気カムシャフト１１５ｂの回転位相を変化させる装置とすることができ、この場合も、制御装置２０１は、上記と同様な診断処理によってモータ角センサ２１０の異常の有無を診断することができる。
【００９４】
また、制御装置２０１は、図６のフローチャートのステップＳ５０２で、モータ角センサ２１０の異常の有無を暫定的に判断し、ステップＳ５０４で、クランク角信号ＰＯＳ及び／又はカム角信号ＣＡＭが規定入力パターンであると判断したときに、ステップＳ５０２での暫定的な判断をそのまま最終判断とし、規定入力パターンでないと判断したときに、ステップＳ５０２での暫定的な判断を無効とすることができる。
また、制御装置２０１は、ステップＳ５０２で、実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡのデータをメモリに格納する代わりに、実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡの算出に用いる各種の計測データ（ＰＯＳカウント値、計測時間、回転速度差など）をメモリに格納し、ステップＳ５０５に進んだときに、メモリに格納されている計測データに基づき実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡを演算し、演算した実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡに基づきモータ角センサ２１０の診断を行うことができる。
【００９５】
また、制御装置２０１は、図６のフローチャートのステップＳ５０２で、カム角信号ＣＡＭが入力される直前のクランク角信号ＰＯＳからカム角信号ＣＡＭまでの時間ＴＩＭの計測値をメモリに保存し、診断タイミングでステップＳ５０５に進んだときに、メモリに保存した時間ＴＩＭのデータを、クランク角信号ＰＯＳの周期計測値の最新値に基づきクランク角に変換して実回転位相ＲＡ１を求め、この実回転位相ＲＡ１に基づきモータ角センサ２１０の異常の有無を診断することができる。
【００９６】
また、制御装置２０１が、内燃機関１０１の所定の１気筒が基準ピストン位置であることを示すカム角信号ＣＡＭの入力時に求めた実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡに基づき、モータ角センサ２１０の異常の有無を判定するよう構成し、更に、診断タイミングでクランク角信号ＰＯＳ及び／又はカム角信号ＣＡＭが規定入力パターンでないと判断した場合に、所定の１気筒を別の気筒に切り替える構成とすることができる。
【００９７】
また、制御装置２０１は、クランク角信号ＰＯＳの欠落位置間でのＰＯＳカウント値、カム角信号ＣＡＭの計数値、クランク角信号ＰＯＳの周期比ＲＴのうちの複数をそれぞれ判断し、複数の全てで規定入力パターンであることを判断したときに、カム角信号ＣＡＭ入力時の実回転位相ＲＡ１及び変化量ΔＲＡに基づきモータ角センサ２１０の異常の有無を診断することができる。
また、制御装置２０１は、モータ角センサ２１０の異常を、設定回数を超えて連続して判定したときに、モータ角センサ２１０の異常を確定させ、異常の確定を待って異常時処理に移行することができる。
【００９８】
ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
可変バルブタイミング装置の制御装置は、その一態様として、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置と、所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサと、所定カム角毎にカム角信号を出力するカム角センサと、前記モータの回転角に応じてモータ角信号を出力するモータ角センサと、を備える内燃機関に適用され、前記可変バルブタイミング装置を制御する制御装置であって、前記カム角信号が入力される毎に前記カム角信号と前記クランク角信号とに基づき前記回転位相を検出する第１検出手段と、前記カム角信号が入力される間での前記回転位相の変化量を前記モータ角信号に基づき検出する第２検出手段と、前記第１検出手段の検出結果及び前記第２検出手段の検出結果に基づき前記モータの回転速度を調整する制御手段と、前記カム角信号の入力後の診断タイミングにおいて、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンであるか否かを判断し、前記規定入力パターンである場合、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する診断手段と、を含む。
【００９９】
前記可変バルブタイミング装置の制御装置の好ましい態様において、前記クランク角センサは、単位クランク角毎に前記クランク角信号を出力し、前記クランク角信号が所定クランク角度で歯抜けになるよう構成され、前記第１検出手段は、前記クランク角信号の歯抜け位置を検出して基準クランク角位置を設定し、前記基準クランク角位置から前記カム角信号が入力されるまでのクランク角度を前記回転位相として検出し、前記診断手段は、前記カム角信号の入力後に前記歯抜け位置が検出されたタイミングを前記診断タイミングとし、前記歯抜け位置の間での前記クランク角信号の入力数が規定数であるときに、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する。
【０１００】
別の好ましい態様では、前記カム角センサは、基準ピストン位置である気筒を前記カム角信号の連続出力数で表すよう構成され、前記第１検出手段は、前記カム角信号のうちの先頭信号に基づき前記回転位相を検出し、前記診断手段は、前記先頭信号の入力後の前記カム角信号の出力数の判定タイミングを前記診断タイミングとし、前記カム角信号の出力数が規定数であるときに、前記診断タイミングより前に前記先頭信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する。
【０１０１】
さらに別の好ましい態様では、前記クランク角センサは、単位クランク角毎に前記クランク角信号を出力し、前記第１検出手段は、前記クランク角信号から前記カム角信号までの時間を、前記クランク角信号の周期に基づきクランク角に変換して前記回転位相を検出し、前記診断手段は、前記カム角信号の出力後における前記クランク角信号の入力タイミングを前記診断タイミングとし、前記クランク角信号の周期変化が規定範囲内であるときに、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときの前記第１検出手段の検出結果と前記第２検出手段の検出結果とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定する。
【０１０２】
さらに別の好ましい態様では、前記第１検出手段は、前記クランク角信号の入力タイミングから前記カム角信号の入力タイミングまでの時間を計測し、計測した時間を前記クランク角信号の周期に基づきクランク角度に変換して前記回転位相を検出し、前記診断手段は、前記第１検出手段による前記時間の計測データを保存し、前記計測データを前記カム信号の入力後に求めた前記クランク角信号の周期に基づきクランク角に変換して前記回転位相を求める。
【０１０３】
さらに別の好ましい態様では、前記診断手段は、多気筒のうちの所定の１気筒が基準ピストン位置であるときに前記モータ角センサの異常の有無を診断し、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が前記規定入力パターンでないと判断したときに前記所定の１気筒を別の気筒に切り替える。
【０１０４】
また、可変バルブタイミング装置の制御方法は、その一態様として、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転速度の調整によって変化させる可変バルブタイミング装置と、所定クランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサと、所定カム角毎にカム角信号を出力するカム角センサと、前記モータの回転角に応じてモータ角信号を出力するモータ角センサと、を備える内燃機関において、前記可変バルブタイミング装置を制御する制御方法であって、前記カム角信号が入力される毎に前記カム角信号と前記クランク角信号とに基づき前記回転位相を検出するステップと、前記カム角信号が入力される間での前記回転位相の変化量を前記モータ角信号に基づき検出するステップと、前記回転位相と前記回転位相の変化量とに基づき前記モータの回転速度を調整するステップと、前記カム角信号の入力後の診断タイミングにおいて、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンであるか否かを判断するステップと、前記カム角信号と前記クランク角信号との少なくとも一方が規定入力パターンである場合、前記診断タイミングより前に前記カム角信号が入力されたときに検出された前記回転位相と前記回転位相の変化量とに基づき前記モータ角センサの異常の有無を判定するステップと、を含む。
【符号の説明】
【０１０５】
１０１…内燃機関、１０５…吸気バルブ、１０９…クランクシャフト、１１４…可変バルブタイミング装置、１１５ａ…吸気カムシャフト、２０１…制御装置、２０３…クランク角センサ、２０４…カム角センサ、２１０…モータ角センサ
【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】
2018131985.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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