(57)【要約】【課題】センサ異常が発生したときに、可変機構が無用にデフォルト位置に戻ることを抑止しつつ過度の制御量変化を抑制できるようにする。【解決手段】内燃機関の可変機構を駆動するアクチュエータの制御において、制御装置は、センサが検出する可変機構の制御量に基づきアクチュエータを制御する一方、センサの異常の有無を判定し、異常の有無の判定結果の継続に基づき判定結果を確定させ、センサの異常が判定されていて異常の判定結果が未確定であるときに、可変機構の制御量の変化を抑制する方向にアクチュエータの操作量を変化させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の可変機構を駆動するアクチュエータを、センサが検出する前記可変機構の制御量に基づき制御する制御装置であって、
前記センサについて異常の有無を判定するとともに異常の有無の判定結果の継続に基づき前記判定結果を確定させる診断手段と、
前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記可変機構の制御量の変化を抑制する方向に前記アクチュエータの操作量を変化させる異常時制御手段と、
を含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定する前において前記アクチュエータによって前記制御量を変化させている過渡状態であったときに前記操作量を変化させる、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記診断手段が前記センサの異常を判定する前における前記可変機構の制御量の変化速度を減速させる操作量に切り替える、請求項１又は請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記アクチュエータをオフ状態にする操作量に切り替える、請求項１又は請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記診断手段が前記センサの異常を判定する前における前記可変機構の制御量の変化方向とは逆方向に前記制御量を変化させる操作量に切り替える、請求項１又は請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記可変機構が、前記アクチュエータとしてのモータの回転速度を変化させることで制御量を変化させる機構であり、
前記異常時制御手段は、前記モータの回転速度の検出値に基づき前記モータの操作量を制御して前記モータの回転速度の増減変化を設定範囲内に制限することで、前記可変機構の制御量の変化を抑制する、請求項１又は請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記可変機構が、前記アクチュエータとしてのモータの回転速度を変化させることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角を変化させて機関バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構である、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
内燃機関の可変機構を駆動するアクチュエータの制御方法であって、
センサが検出する前記可変機構の制御量に基づき前記アクチュエータを制御するステップと、
前記センサの異常の有無を判定するステップと、
前記異常の有無の判定結果の継続に基づき前記判定結果を確定させるステップと、
前記センサの異常が判定されていて異常の判定結果が未確定であるときに、前記可変機構の制御量の変化を抑制する方向に前記アクチュエータの操作量を変化させるステップと、
を含む、内燃機関の可変機構の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の可変機構の制御方法に関し、詳しくは、可変機構の制御量を検出するセンサに異常が発生したときの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角を、電動モータによって最遅角ストッパと最進角ストッパとの間で調整する、電動式の可変バルブタイミング機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０３６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記電動式の可変バルブタイミング機構のような可変機構の制御においては、可変機構で可変とされる制御量をセンサで検出し、検出した制御量と目標値とに基づき電動モータ等のアクチュエータの操作量を決定するフィードバック制御が行われる場合がある。
係るフィードバック制御において、センサに異常が生じて制御量の検出が不能になったときに、制御量をデフォルトに戻す処理を実施する場合があった。しかし、例えばセンサの出力信号に一時的にノイズが重畳したときに、これをセンサ異常として検出してデフォルトに戻す処理を実施してしまうと、内燃機関の性能が損なわれ、また、可変機構の制御安定性が低下することになる。
【０００５】
ここで、センサの異常を継続して検出したときに異常判定が確定され、異常判定の確定を待ってデフォルトに戻す処理を実施する構成とすれば、内燃機関の性能低下を抑止し、また、制御の安定性を向上させることができる。
しかし、制御量を変化させている過渡状態でセンサ異常が判定された場合、センサの異常を判定してから異常が確定されるまでの期間内で制御量が不定のままアクチュエータに操作量を出力し続けると、制御量をストッパで規定される機械的限界値にまで変化させてしまう可能性がある。
そして、センサ異常が確定されるまでの間で制御量をストッパによる機械的限界値まで変化させてしまうと、ストッパの衝突によって可変機構が損傷したり、センサ異常が確定してからの制御量のデフォルトまでの戻りが遅れたりするなどの問題が発生する。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、センサ異常が発生したときに、無用にデフォルトに戻ることを抑止しつつ過度の制御量変化を抑制できる、内燃機関の制御装置及び内燃機関の可変機構の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、本願発明に係る内燃機関の制御装置は、その一態様として、内燃機関の可変機構を駆動するアクチュエータを、センサが検出する前記可変機構の制御量に基づき制御する制御装置であって、前記センサについて異常の有無を判定するとともに異常の有無の判定結果の継続に基づき前記判定結果を確定させる診断手段と、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記可変機構の制御量の変化を抑制する方向に前記アクチュエータの操作量を変化させる異常時制御手段と、を含む。
【０００８】
また、本願発明に係る内燃機関の可変機構の制御方法は、その一態様として、内燃機関の可変機構を駆動するアクチュエータの制御方法であって、センサが検出する前記可変機構の制御量に基づき前記アクチュエータを制御するステップと、前記センサの異常の有無を判定するステップと、前記異常の有無の判定結果の継続に基づき前記判定結果を確定させるステップと、前記センサの異常が判定されていて異常の判定結果が未確定であるときに、前記可変機構の制御量の変化を抑制する方向に前記アクチュエータの操作量を変化させるステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
上記発明によると、センサの異常の判定結果が未確定であるときに可変機構が無用にデフォルトに戻されることを抑制でき、また、センサの異常が判定されていて可変機構の制御量が不定であるときに過度の制御量変化が抑制されるので、可変機構の制御安定性を維持しつつストッパ衝突による損傷の発生を抑制できる。
【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機構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機構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機構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センサの異常診断処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態における電動モータ（アクチュエータ）の制御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けるバルブタイミング（相対回転位相角ＲＡ）、異常判定結果、モータ操作量の相関を例示する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内燃機関の一態様を示す図である。
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機構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機構である。
例えば、可変バルブタイミング機構１１４は、アクチュエータとしての電動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の相対回転位相角を変化させる、電動式の可変バルブタイミング機構である。
【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機構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の回転角信号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の回転角信号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機構１１４のアクチュエータである電動モータの回転角θを検出するモータ回転角センサ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が出力する回転角信号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構成される。
なお、上記の単位クランク角は例えば１０degCA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回転角信号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回転角信号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回転角信号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１８０degCAであれば、クランク角１８０degCA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回転する毎に回転角信号ＣＡＭを出力する。
【００２１】
カム角センサ２０４が出力する回転角信号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に気筒番号を表す特性のパルスとして出力される。
例えば、内燃機関１０１が４気筒であって点火順を第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒とする場合、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、１個のパルス信号、連続する３個のパルス信号、連続する４個のパルス信号、連続する２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毎に出力される回転角信号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。
なお、回転角信号ＣＡＭは、パルス数で気筒番号を表す代わりに、パルス幅や振幅が気筒番号を表すように、カム角センサ２０４の出力特性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機構１１４の構造の一例を示す。
なお、可変バルブタイミング機構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、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機構である公知の可変バルブタイミング機構を適宜採用できる。
【００２４】
図２−図４に示した可変バルブタイミング機構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の相対回転位相角を変更する位相変更機構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、位相変更機構４を構成する減速機８や電動モータ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、電動モータ１２は、可変バルブタイミング機構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機構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の相対回転位相角（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、位相変更機構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】
位相変更機構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電動モータ１２（電動アクチュエータ）と、電動モータ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。
電動モータ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内部から電動モータ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機構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を介して電動モータ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の相対回転位相角、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機構１１４の電動モータ１２に通電して回転駆動させる。電動モータ１２が回転駆動されると、モータ回転力が減速機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相対回転位相角が変換され、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機構１１４では、電動モータ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の相対回転位相角（バルブタイミング）は変化しない。
【００４９】
一方、電動モータ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の相対回転位相角（バルブタイミング）は遅角側に変化する。
【００５０】
逆に、電動モータ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の相対回転位相角（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機構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に対する相対回転速度に応じてバルブタイミング（相対回転位相角ＲＡ）が進角方向若しくは遅角方向に変化する。
【００５１】
制御装置２０１は、可変バルブタイミング機構１１４の電動モータ１２の通電（モータ回転速度）を制御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の相対回転位相角、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。
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位相角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の相対回転位相角ＲＡを検出する。
【００５２】
目標位相角ＴＡは、可変バルブタイミング機構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、目標変換角として表すこともできる。また、制御装置２０１は、目標位相角ＴＡを、ストッパ凸部１ｄとストッパ凹溝２ｂとの当接で制限される作動範囲内に設定される制御範囲内の値として設定する。
そして、制御装置２０１は、目標位相角ＴＡに相対回転位相角ＲＡの検出値が近づくように電動モータ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（位相角フィードバック制御）を実施する。
【００５３】
つまり、制御装置２０１は、目標位相角ＴＡに相対回転位相角ＲＡの検出値が略一致する状態（制御偏差の絶対値が設定値を下回る状態）では、電動モータ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と同じ回転速度で回転させ、そのときの相対回転位相角ＲＡを維持させる。
一方、制御装置２０１は、目標位相角ＴＡと相対回転位相角ＲＡの検出値との偏差（制御偏差）の絶対値が設定値を上回る場合、相対回転位相角ＲＡの検出値が目標位相角ＴＡに対して進角側にずれているのか遅角側にずれているのかに応じ、電動モータ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、相対回転位相角ＲＡの検出値を目標位相角ＴＡに近づける。
【００５４】
ここで、内燃機関１０１の可変バルブタイミング機構１１４は、アクチュエータとしての電動モータ１２で駆動される可変機構であり、この可変バルブタイミング機構１１４の制御量は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角（吸気バルブ１０５のバルブタイミング）であり、制御装置２０１は、電動モータ１２の操作量を設定して電動モータ１２に出力することで相対回転位相角を制御する機能をソフトウェアとして備える。
【００５５】
制御装置２０１は、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳ及びカム角センサ２０４が出力する回転角信号ＣＡＭに基づき相対回転位相角ＲＡを検出する。つまり、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４との組み合わせが、可変バルブタイミング機構１１４の制御量（相対回転位相角ＲＡ、バルブタイミング）を検出するセンサを構成する。
【００５６】
制御装置２０１は、例えば、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳに基づき検出した基準クランク角位置からカム角センサ２０４が回転角信号ＣＡＭを出力するまでのクランク角度（deg）を、回転角信号ＰＯＳのカウント値や機関回転速度に基づく経過時間の角度換算などによって計測して、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角ＲＡを演算する。
【００５７】
なお、制御装置２０１は、相対回転位相角ＲＡ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。
また、可変バルブタイミング機構１１４によって可変とされる相対回転位相角ＲＡを検出するセンサを、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４との組み合わせに限定するものではなく、例えば、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角ＲＡの変化に応じて出力が連続的に変化するセンサなどを設けることができる。
【００５８】
また、制御装置２０１は、基準クランク角位置毎に相対回転位相角ＲＡの検出値が更新される間で、モータ回転角センサ２１０の出力に基づき相対回転位相角ＲＡの変化を推定することができる。
前述のように、制御装置２０１は、可変バルブタイミング機構１１４の電動モータ１２の回転速度を、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４との組み合わせからなるセンサで検出した相対回転位相角ＲＡ（制御量）と目標位相角ＴＡとの比較に基づいて制御する機能（位相角制御手段）を備えるとともに、上記センサ２０３，２０４の異常の有無を判定する機能（診断手段）、及び、上記センサ２０３，２０４の異常判定の結果に基づき電動モータ１２の操作量を制御する機能（異常時制御手段）をソフトウェアとして備える。
【００５９】
以下では、制御装置２０１の診断機能、異常時制御機能を詳細に説明する。
図５のフローチャートは、制御装置２０１によって実施される、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４の診断処理の一態様を示す。
【００６０】
図５のフローチャートに示す診断処理において、制御装置２０１は、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４それぞれについて異常の有無を判定するとともに、異常発生の判定結果の継続に基づき判定結果を確定させる処理を行う。
まず、制御装置２０１は、ステップＳ５０１で、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４のいずれか一方に異常が発生しているか否か、換言すれば、相対回転位相角ＲＡの検出が不能になっているか否かを判定する処理を行う。
【００６１】
制御装置２０１は、回転角信号ＰＯＳの出力パターンと回転角信号ＣＡＭの出力パターンとを比較し、所期のパターンとは異なるパターンで検出信号を出力しているセンサを異常と判定することができる。
例えば、制御装置２０１は、回転角信号ＣＡＭの入力周期とその間での回転角信号ＰＯＳの入力数との相関が設計値とは異なるときに、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常を判定することができる。
【００６２】
また、制御装置２０１は、回転角信号ＰＯＳの出力周期を逐次計測し、例えば最新の計測値と前回の計測値とを比較するなどして、回転角信号ＰＯＳの抜けやノイズの重畳などの異常を判定できる。
また、制御装置２０１は、カム角センサ２０４が連続して出力するパルス信号の数の切り替わりパターンが正規と異なるときに、回転角信号ＣＡＭの抜けやノイズの重畳などの異常を判定できる。
なお、制御装置２０１によるクランク角センサ２０３、カム角センサ２０４の異常診断処理は、上記の診断処理に限定されず、公知の診断処理を適宜採用することができる。
【００６３】
制御装置２０１は、ステップＳ５０１で異常の有無を判定すると、次のステップＳ５０２でクランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常の発生を判定したか否かを判別する。
制御装置２０１は、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４が共に正常で、異常の発生を判定していない場合、ステップＳ５０３に進む。
【００６４】
ステップＳ５０３で、制御装置２０１は、異常判定フラグに０をセットし、更に、異常確定フラグに０をセットする。
一方、制御装置２０１は、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常の発生を判定した場合、ステップＳ５０４に進んで異常判定フラグに１をセットした後、ステップＳ５０５に進む。つまり、異常判定フラグに１がセットされている状態は、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常の発生が制御装置２０１によって判定されていることを表す。
【００６５】
制御装置２０１は、ステップＳ５０５で、異常確定フラグに１がセットされているか否かを判別する。
異常確定フラグは、後述するように、異常発生の判定結果を確定させたときに１がセットされ、異常確定フラグに０がセットされている状態は、異常発生の判定結果が確定していない状態であることを表す。
【００６６】
制御装置２０１は、異常確定フラグに０がセットされている場合、ステップＳ５０６に進み、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４についての異常発生の判定結果が設定よりも継続しているか否かを判別する。
異常発生の判定結果が設定よりも継続している状態とは、例えば、異常発生を判定した連続回数が所定回数を超えている状態、異常発生を判定している継続時間が所定時間を超えている状態、異常発生を判定している状態での累積機関回転数が所定回転数を超えている状態などである。
【００６７】
なお、ステップＳ５０６における継続判定は、センサ２０３，２０４の出力信号にノイズが重畳するなどして一時的に異常状態になったときに異常発生の判定結果が確定されず、かつ、継続的な異常が発生したときに異常判定結果の確定が過度に遅れることがないようにするための処理であり、係る要求を満たすように上記の所定回数、所定時間、所定回転数などが予め適合される。
制御装置２０１は、異常発生の判定結果が、異常発生の確度が十分に高いと判断できる程度に継続していれば、ステップＳ５０７に進んで、異常確定フラグに１をセットして異常判定結果を確定させる（継続した異常状態を検出する）。
【００６８】
一方、異常発生の判定結果の継続期間が短く、異常発生の判定結果がノイズの重畳などに因る一時的な異常であって正常状態に復帰する可能性がある場合、制御装置２０１は、ステップＳ５０７を迂回して本ルーチンを終了させて、異常確定フラグに０がセットされる状態のままとし、異常判定結果を未確定とする。
したがって、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４に一時的ではない異常が発生しても、制御装置２０１が異常発生を判定してから異常発生の判定結果を確定させるまでには遅れが生じる。
【００６９】
図６のフローチャートは、制御装置２０１が実施する、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４についての診断結果に基づく可変バルブタイミング機構１１４の電動モータ１２の制御の一態様を示す。
制御装置２０１は、まず、ステップＳ６０１で異常確定フラグに１がセットされているか否かを判定する。
【００７０】
異常確定フラグに１がセットされている場合、つまり、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常判定結果が確定していて、相対回転位相角ＲＡ（制御量）を検出できず、相対回転位相角ＲＡを目標位相角ＴＡに制御することが不能である場合、制御装置２０１は、ステップＳ６０２に進む。
制御装置２０１は、ステップＳ６０２で、可変バルブタイミング機構１１４が、機械的ストッパ（ストッパ凸部１ｄ、ストッパ凹溝２ｂ）で制限されるバルブタイミングの最遅角位置（デフォルト位置）になるように、電動モータ１２を制御する。
【００７１】
つまり、制御装置２０１は、相対回転位相角ＲＡの検出値を用いず、モータ軸１３の回転速度がタイミングスプロケット１の回転速度よりも速くなるように電動モータ１２の回転速度を制御することで、ストッパ凸部１ｄがストッパ凹溝２ｂの一端に当接する最遅角位置までバルブタイミングを遅角方向に変化させる。
なお、可変バルブタイミング機構１１４は、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを可変とする機構であり、デフォルト位置として最遅角位置に制御することでバルブオーバーラップを狭くし、内燃機関１０１の低負荷・低回転領域において安定した燃焼が得られるようにする。
【００７２】
ここで、制御装置２０１が、排気バルブ１１０のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を制御対象とする場合、排気バルブ１１０のバルブタイミングのデフォルト位置を最進角位置とすることができる。
つまり、排気バルブ１１０のバルブタイミングを最進角位置とすることでバルブオーバーラップが狭くなり、内燃機関１０１の低負荷・低回転領域で燃焼安定性が得られる。
【００７３】
但し、可変バルブタイミング機構のデフォルト位置は、吸気バルブ１０５の可変バルブタイミング機構については最遅角位置、排気バルブ１１０の可変バルブタイミング機構については最進角位置に限定されない。
一方、異常確定フラグに０がセットされている場合、つまり、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生の判定結果が確定していない場合（異常判定結果の未確定状態である場合）、若しくは、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４が正常である場合（異常発生が判定されていない場合）、制御装置２０１は、ステップＳ６０３に進む。
【００７４】
制御装置２０１は、ステップＳ６０３で、異常判定フラグに１がセットされているか否かを判別することで、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生の判定結果が確定していない状態（未確定状態）と、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４について正常判定されている状態とのいずれであるかを判別する。
ここで、異常判定フラグに１がセットされている場合は、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生の判定結果が確定していない状態であることを表し、異常判定フラグに０がセットされている場合は、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４について正常判定されている状態であることを表す。
【００７５】
異常判定フラグに０がセットされている場合、制御装置２０１は、ステップＳ６０４に進み、相対回転位相角ＲＡの検出値が目標位相角ＴＡに近づくように電動モータ１２（モータ回転速度）を制御する通常制御を実施する。
異常判定フラグに０がセットされている場合は、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４が正常で、これらセンサ２０３，２０４が出力する回転角信号ＰＯＳ，ＣＡＭに基づき相対回転位相角ＲＡを正常に検出できる状態である。
【００７６】
したがって、制御装置２０１は、異常判定フラグに０がセットされている場合は、センサ２０３，２０４が出力する回転角信号ＰＯＳ，ＣＡＭに基づき相対回転位相角ＲＡを検出し、相対回転位相角ＲＡの検出値が目標位相角ＴＡに近づくように電動モータ１２（モータ回転速度）を制御する。
一方、異常判定フラグに１がセットされていて、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生が判定されているものの係る判定結果が確定していない状態（未確定状態）である場合、制御装置２０１は、ステップＳ６０５に進む。
【００７７】
制御装置２０１は、ステップＳ６０５で、異常発生が判定される直前の正常状態で最後に検出された相対回転位相角ＲＡと目標位相角ＴＡとが異なり、電動モータ１２で回転トルクを発生させることで相対回転位相角ＲＡを目標位相角ＴＡに向けて変化させている過渡状態で、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４に異常が発生したか否かを判断する。
上記の過渡状態で、制御装置２０１が、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生を判定し、係る異常判定結果に基づき電動モータ１２の操作量を異常判定直前の操作量に固定した場合、異常判定後も相対回転位相角ＲＡは異常判定前と同じ方向に変化し続けることになる。
【００７８】
制御装置２０１が、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生を判定してから異常発生の判定結果を確定するまでには遅れがあるから、この遅れ期間で相対回転位相角ＲＡが変化し続けることで、最進角位置若しくは最遅角位置まで相対回転位相角ＲＡが変化し、機械的ストッパ（ストッパ凸部１ｄ、ストッパ凹溝２ｂ）が大きな速度エネルギーで衝突する可能性がある。
そして、機械的ストッパが大きな速度エネルギーで衝突することで可変バルブタイミング機構１１４が損傷する可能性があり、また、異常判定結果が確定したときに例えば最進角位置になっていると、デフォルト位置である最遅角位置に戻すのに遅れが生じる。
【００７９】
そこで、制御装置２０１は、相対回転位相角ＲＡを目標位相角ＴＡに向けて近づける過渡状態で、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生を判定した場合、ステップＳ６０６に進んで、電動モータ１２の操作量を、異常判定直前の操作量から相対回転位相角ＲＡの変化を抑制する方向に変化させる。
制御装置２０１は、上記処理を実施することによって、異常判定結果が確定されるまでの間で、相対回転位相角ＲＡが最進角位置若しくは最遅角位置まで変化してしまうことを抑制し、また、相対回転位相角ＲＡが最進角位置若しくは最遅角位置まで変化したとしても機械的ストッパの衝突エネルギーが緩和されるようにする。
なお、このステップＳ６０６の処理については、後で詳細に説明する。
【００８０】
一方、制御装置２０１は、相対回転位相角ＲＡと目標位相角ＴＡとが略一致するフィードバック制御の収束状態であって、電動モータ１２への通電を遮断し電動モータ１２をタイミングスプロケット１と同期回転させている状態で、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生を判定した場合はステップＳ６０７に進む。
制御装置２０１が、フィードバック制御の収束状態で異常判定し、異常判定結果に基づき電動モータ１２の操作量を異常判定直前の操作量（通電遮断状態、オフ状態）に固定した場合、相対回転位相角ＲＡは異常発生判定前の値を保持することになり、この場合、異常発生が確定されるまでの間で、相対回転位相角ＲＡが最進角位置若しくは最遅角位置まで変化して機械的ストッパが大きな速度エネルギーで衝突することはない。
【００８１】
そこで、制御装置２０１は、相対回転位相角ＲＡと目標位相角ＴＡとが略一致するフィードバック制御の収束状態においてクランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常発生を判定した場合、ステップＳ６０７に進み、電動モータ１２の操作量を異常判定直前の操作量、つまり、電動モータ１２をタイミングスプロケット１と同期回転させる操作量（通電遮断操作量）に固定し、異常判定直前の相対回転位相角ＲＡに保持させる。
【００８２】
そして、制御装置２０１は、クランク角センサ２０３又はカム角センサ２０４の異常判定結果が確定すると（異常確定フラグ＝１に設定されると）、ステップＳ６０２に進み、電動モータ１２に通電してモータ回転速度を変化させることで、異常判定結果を確定する前に保持させていた相対回転位相角ＲＡからデフォルト位置（最遅角位置）にまで変化させる。
なお、ステップＳ６０７で保持される相対回転位相角ＲＡが、異常判定確定状態での位相角として許容できる範囲内（例えば、最遅角位置から進角量が設定角度未満）であれば、制御装置２０１は、異常判定確定後のデフォルト位置に戻す処理を省略し、異常判定確定後も確定前の相対回転位相角ＲＡに保持させることができる。
【００８３】
以下では、ステップＳ６０６において、制御装置２０１が、電動モータ１２の操作量を、異常判定直前の操作量から相対回転位相角ＲＡの変化を抑制する方向に変化させる処理を詳細に説明する。
ステップＳ６０６の処理として、制御装置２０１は、異常判定直前で電動モータ１２に通電させていた状態（モータ回転速度を増速又は減速させていた状態）から、電動モータ１２への通電を遮断する状態（位相変化停止状態、オフ状態）に切り替わるように、操作量を変化させることができる。
【００８４】
制御装置２０１は、異常判定直前において、例えばモータ軸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して相対回転位相角ＲＡを進角方向に変化させていたときに、異常判定に基づき電動モータ１２への通電を遮断すれば、通電遮断後もイナーシャによって進角変化が短期間継続したとしても、その後は、相対回転位相角ＲＡが一定に保持されることになる。
【００８５】
つまり、制御装置２０１は、操作量を異常判定時の値に固定した場合に相対回転位相角ＲＡが変化し続ける条件であるときに、異常判定に伴って電動モータ１２への通電を停止さることで、異常判定後の相対回転位相角ＲＡの変化を可及的に小さくする。
これにより、異常判定結果が確定されるまでの間で機械的ストッパが大きな速度エネルギーで衝突してしまうことを抑制でき、また、異常判定結果が確定されるまでの間に最進角位置まで変化することが抑制されることで、異常判定結果が確定されたときにデフォルト位置（最遅角位置）への戻りが遅れることを抑制できる。
【００８６】
図７のタイムチャートは、制御装置２０１が異常発生の判定結果に基づき電動モータ１２への通電を遮断する処理を実施するときの相対回転位相角ＲＡ及びモータ操作量の変化を例示する。
図７において、時刻ｔ１にて、制御装置２０１は、目標位相角ＴＡが進角側に変化したことに基づき相対回転位相角ＲＡを進角方向に変化させる操作量を電動モータ１２に与え、時刻ｔ１後に相対回転位相角ＲＡ（バルブタイミング）は進角方向に変化する。
【００８７】
このようにして相対回転位相角ＲＡを目標位相角ＴＡに向けて進角変化させている過渡状態である時刻ｔ２において、制御装置２０１は、相対回転位相角ＲＡを検出するセンサ２０３，２０４の異常を判定すると、電動モータ１２への通電を遮断してオフ状態に設定する。
時刻ｔ２にて電動モータ１２への通電が遮断されると、相対回転位相角ＲＡは電動モータ１２のイナーシャによって引き続き進角方向に変化した後に進角変化を停止し、進角変化が停止したときの相対回転位相角ＲＡを保持するようになる。
【００８８】
これにより、異常判定から異常判定結果が確定するまでの間で、相対回転位相角ＲＡが進角変化し続け、機械的ストッパが大きな速度エネルギーで衝突してしまうことが抑制される。
そして、時刻ｔ３にて、制御装置２０１は、センサ２０３，２０４の異常判定結果を確定させると、相対回転位相角ＲＡをデフォルト位置（最遅角位置）に戻す操作量を電動モータ１２に与え、センサ２０３，２０４の異常判定結果が確定している状態で、相対回転位相角ＲＡをデフォルト位置（最遅角位置）に保持させる。
【００８９】
なお、センサ２０３，２０４の異常判定結果が確定する時刻ｔ３の前に解消した場合、つまり、センサ異常が一時的であって直ぐに正常に戻った場合、制御装置２０１は、センサ２０３，２０４の出力に基づき検出した相対回転位相角ＲＡを目標位相角ＴＡに近づけるようにモータ操作量を設定する通常のフィードバック制御を再開させる。
【００９０】
ステップＳ６０６の処理は、電動モータ１２への通電を遮断する処理に限定されず、制御装置２０１は、異常判定直前におけるモータ軸１３の増速（減速）の速度よりも、異常判定後の増速（減速）の速度が遅くなるように、電動モータ１２の操作量を変化させることができる。
可変バルブタイミング機構１１４において、相対回転位相角ＲＡの変化速度（進角速度、遅角速度）は、電動モータ１２の増速速度・減速速度に比例するので、電動モータ１２の増速速度・減速速度を異常判定前よりも遅くすることで、相対回転位相角ＲＡの変化速度を異常判定前よりも遅くすることができる。
【００９１】
そして、相対回転位相角ＲＡの変化速度を減速できれば、機械的ストッパが大きな速度エネルギーで衝突してしまうことを抑制でき、また、異常判定結果が確定されるまでの間での相対回転位相角ＲＡの変化量が抑制されるから、異常判定結果が確定されるまでの間に相対回転位相角ＲＡが機械的ストッパ位置まで変化してしまうことを抑制でき、以って、異常判定結果が確定されたときにデフォルト位置（最遅角位置）への戻りが遅れることを抑制できる。
【００９２】
制御装置２０１は、相対回転位相角ＲＡの変化速度を遅くするための電動モータ１２の制御として、異常判定前と同じ方向の回転トルクを発生させつつ回転トルクを印加電圧の減少によって低下させる処理（印加電圧低下処理、回転トルク低下処理）や、異常判定前とは逆方向の回転トルクを発生させる処理（逆回転処理）、換言すれば、異常判定前の位相角の変化方向とは逆方向に位相角を変化させる操作量に切り替える処理（位相変化方向逆転処理）などを実施することができる。
【００９３】
なお、制御装置２０１は、異常判定前の位相角の変化方向とは逆方向に位相角を変化させる操作量に切り替える場合、位相変化の方向が反転しないように、モータ回転トルクの大きさや逆回転トルクを発生させる操作期間を定めることができる。
更に、制御装置２０１は、異常判定前とは逆方向の回転トルクを発生させる処理（逆回転処理）を異常判定時から所定期間だけ実施し、その後、異常判定前と回転方向が同じでより低い回転トルクを発生させる操作量に切り替えることができる。
【００９４】
また、電動モータ１２の回転角を検出するモータ回転角センサ２１０を備える場合、制御装置２０１は、異常判定から異常判定結果が確定されるまでの間で、モータ回転角センサ２１０で検出される電動モータ１２の増速速度・減速速度が設定速度を超えないように電動モータ１２の操作量を制御することができる。
つまり、制御装置２０１は、異常判定したときに電動モータ１２の操作量を異常判定直前の操作量に固定し、その結果、電動モータ１２の増速速度・減速速度が設定値（目標速度）よりも速いときには、増速速度・減速速度が減速するように操作量を変化させ、異常判定から異常判定結果が確定されるまでの間における相対回転位相角ＲＡの変化速度を許容範囲内に制限する。
【００９５】
なお、制御装置２０１は、前記増速速度・減速速度の設定値（目標値）を、異常判定直前での相対回転位相角ＲＡの検出値から異常判定直前での位相変化方向のストッパ位置までの角度が小さいほど、換言すれば、位相変化速度を同じにしたときにより速くストッパ位置に達する条件であるほど、より遅い増速速度・減速速度に設定することができる。
これにより、電動モータ１２の増速速度・減速速度の制限を最小限に抑制しつつ、異常判定が確定されるまでの間で相対回転位相角ＲＡが機械的ストッパ位置まで変化してしまうことを抑制できる。
【００９６】
制御装置２０１は、ステップＳ６０６で、電動モータ１２の操作量を異常判定直前の操作量から相対回転位相角ＲＡの変化を抑制する方向に変化させるから、異常判定から異常判定結果が確定されるまでの間での相対回転位相角ＲＡの変化量を抑制でき、異常判定が確定されるまでの間において大きな速度エネルギーで機械的ストッパが衝突することを抑制できるとともに、異常判定が確定されたときにデフォルト位置への戻りが遅れることを抑制できる。
【００９７】
ここで、センサ２０３，２０４の異常を判定したときに異常の継続を待たないで相対回転位相角ＲＡをデフォルト位置に戻す構成とすれば、デフォルト位置への戻りが遅れることを抑制できるが、異常の発生が一時的であって直ぐに正常に戻る場合は無用にデフォルト位置に戻すことになり、内燃機関１０１の運転安定性を損ねることになる。
これに対し、制御装置２０１は、異常判定結果の継続（異常判定結果の確定）を待って相対回転位相角ＲＡをデフォルト位置に戻すから、一時的な異常発生時にデフォルト位置に戻してしまうことが抑制され、内燃機関１０１の運転安定性が改善される。更に、異常判定が確定されるまでの間において、大きな速度エネルギーで機械的ストッパが衝突することを抑制でき、ストッパ衝突に因る可変バルブタイミング機構１１４の損傷を抑制できる。
【００９８】
なお、制御装置２０１は、電動モータ１２の操作量を、異常判定直前の操作量から相対回転位相角ＲＡの変化を抑制する方向に変化させる処理として複数パターンを備え、異常判定前における相対回転位相角ＲＡの変化速度やストッパ位置までの角度などに応じて、複数パターンの中から実施する処理を選択することができる。
例えば、制御装置２０１は、異常判定前における相対回転位相角ＲＡの変化速度が設定速度よりも速かった場合に逆回転トルクを発生させる処理を選択し、異常判定前における相対回転位相角ＲＡの変化速度が設定速度よりも遅かった場合に同回転方向の回転トルクを弱める処理を選択することができる。
【００９９】
また、制御装置２０１は、異常判定前における相対回転位相角ＲＡの変化方向に応じて相対回転位相角ＲＡの変化を抑制する処理を切り替えることができる。
例えば、可変バルブタイミング機構１１４が吸気バルブ１０５のバルブタイミングを可変とし、デフォルト位置を最遅角位置とする構成において、センサ２０３，２０４の異常判定に基づき電動モータ１２への通電を遮断したとすると、相対回転位相角ＲＡはモータ通電遮断後もイナーシャによって異常判定前と同じ方向に変化することになる。
【０１００】
つまり、異常判定前で遅角方向に変化させていた場合、相対回転位相角ＲＡは異常判定後にデフォルト位置に更に近づき、異常判定前で進角方向に変化させていた場合、相対回転位相角ＲＡは異常判定後にデフォルト位置から更に遠ざかることになる。
ここで、異常判定結果が確定したときのデフォルト位置への復帰遅れを抑制するためには、異常判定前で進角方向に変化させていたときに異常判定後に進角側に変化することを抑制することが望まれる。
【０１０１】
そこで、制御装置２０１は、例えば、異常判定前に相対回転位相角ＲＡを遅角方向に変化させていた場合は、異常判定に伴って電動モータ１２への通電を遮断する一方、異常判定前に相対回転位相角ＲＡを進角方向に変化させていた場合は、異常判定に伴って相対回転位相角ＲＡを遅角方向に変化させるモータトルクを発生させたり、異常判定に伴って電動モータ１２の増速速度・減速速度が設定値よりも速くならないようにモータ操作量を制御する状態に切り替えたりすることができる。
【０１０２】
これにより、異常判定から異常判定結果が確定されるまでの間での相対回転位相角ＲＡの進角方向への変化を可及的に小さくでき、異常判定結果が確定されたときにデフォルト位置への戻りが遅れることを抑制できる。
また、制御装置２０１は、電動モータ１２の操作量を異常判定直前の操作量から相対回転位相角ＲＡの変化を抑制する方向に変化させる処理において、異常判定時からの時間経過に応じて処理パターンを切り替えたり、異常判定時からの時間経過に応じてモータ回転トルクを変化させるようにモータ操作量を変化させたりすることができる。
【０１０３】
制御装置２０１は、ステップＳ６０６で、電動モータ１２の操作量を相対回転位相角ＲＡの変化を抑制する方向に変化させる処理を実施して異常判定結果の確定を待ち、センサ２０３，２０４が正常に戻ることなくそのまま異常判定結果が確定すると、ステップＳ６０１からステップＳ６０２に進んで、相対回転位相角ＲＡがデフォルト位置である最遅角位置になるように、電動モータ１２の操作量をフィードフォワード制御する。
一方、異常判定結果が確定される前にセンサ２０３，２０４が正常に戻った場合、制御装置２０１は、ステップＳ６０３からステップＳ６０４に進み、相対回転位相角ＲＡの検出値が目標位相角ＴＡに近づくように電動モータ１２（モータ回転速度）をフィードバック制御する通常制御を実施する。
【０１０４】
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。
可変バルブタイミング機構１１４は、図２−図４の機構に限定されず、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、リンク機構、ガイドプレート、減速機、及び電動モータで構成される可変バルブタイミング機構などを採用することができる。
【０１０５】
また、本発明に係る制御装置及び制御方法を適用する内燃機関の可変機構は可変バルブタイミング機構に限定されず、例えば、内燃機関が可変機構として可変圧縮比機構を備える場合、当該可変圧縮比機構を制御する制御装置は、可変圧縮比機構の制御量を検出するセンサの異常を判定しているか、異常判定結果が確定しているかに応じてアクチュエータを制御することができる。
例えば、特開２０１６−１１７４５２号公報に開示される可変圧縮比機構は、電動モータによって制御軸の回転位置を機械的ストッパで規制される角度範囲内で変更することで、内燃機関のピストンの上死点位置を変更し、機関圧縮比を可変とする。
【０１０６】
係る可変圧縮比機構を制御する制御装置は、前記制御軸の角度位置を検出する角度センサの検出出力と目標角度位置とを比較して電動モータを制御する。ここで、制御装置は、角度センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、制御軸の回転位置（可変圧縮比機構による圧縮比）の変化を抑制する方向に電動モータの操作量を変化させることができる。
【０１０７】
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。
内燃機関の制御装置は、その一態様として、内燃機関の可変機構を駆動するアクチュエータを、センサが検出する前記可変機構の制御量に基づき制御する制御装置であって、前記センサについて異常の有無を判定するとともに異常の有無の判定結果の継続に基づき前記判定結果を確定させる診断手段と、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記可変機構の制御量の変化を抑制する方向に前記アクチュエータの操作量を変化させる異常時制御手段と、を含む。
【０１０８】
前記内燃機関の制御装置の好ましい態様において、前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定する前において前記アクチュエータによって前記制御量を変化させている過渡状態であったときに前記操作量を変化させる。
別の好ましい態様では、前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記診断手段が前記センサの異常を判定する前における前記可変機構の制御量の変化速度を減速させる操作量に切り替える。
【０１０９】
さらに別の好ましい態様では、前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記アクチュエータをオフ状態にする操作量に切り替える。
さらに別の好ましい態様では、前記異常時制御手段は、前記診断手段が前記センサの異常を判定していて異常の判定結果が未確定であるときに、前記診断手段が前記センサの異常を判定する前における前記可変機構の制御量の変化方向とは逆方向に前記制御量を変化させる操作量に切り替える。
【０１１０】
さらに別の好ましい態様では、前記可変機構が、前記アクチュエータとしてのモータの回転速度を変化させることで制御量を変化させる機構であり、前記異常時制御手段は、前記モータの回転速度の検出値に基づき前記モータの操作量を制御して前記モータの回転速度の増減変化を設定範囲内に制限することで、前記可変機構の制御量の変化を抑制する。
さらに別の好ましい態様では、前記可変機構が、前記アクチュエータとしてのモータの回転速度を変化させることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角を変化させて機関バルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構である。
【０１１１】
また、内燃機関の可変機構の制御方法は、その一態様として、内燃機関の可変機構を駆動するアクチュエータの制御方法であって、センサが検出する前記可変機構の制御量に基づき前記アクチュエータを制御するステップと、前記センサの異常の有無を判定するステップと、前記異常の有無の判定結果の継続に基づき前記判定結果を確定させるステップと、前記センサの異常が判定されていて異常の判定結果が未確定であるときに、前記可変機構の制御量の変化を抑制する方向に前記アクチュエータの操作量を変化させるステップと、を含む。
【符号の説明】
【０１１２】
１ｄ…ストッパ凸部（機械的ストッパ）、２ｂ…ストッパ凹溝（機械的ストッパ）、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機構、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…モータ回転角センサ
【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】
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