(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング装置の制御において、回転位相の検出値の更新タイミングと操作量の演算タイミングとのずれによって、制御偏差の変化に応じた操作量（微分項）が変動することを抑制する。【解決手段】制御装置は、クランク角信号CRANKとカム信号CAMとに基づき、クランク軸に対するカム軸の回転位相をカム信号CAMの発生毎に検出し、回転位相の検出周期での回転位相検出値の変化量を演算する。一方、制御装置は、固定周期（10ms）で回転位相の目標値を演算し、前記固定周期で目標値の変化量を演算する。そして、制御装置は、前記固定周期毎に、目標値の変化量と回転位相検出値の変化量との偏差に基づきＰＩＤ制御の微分項を演算する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御装置であって、
前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから求めた前記回転位相の検出値に基づいて前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算して出力する制御部を備え、
前記制御部は、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求め、前記変化量に基づき前記操作量を演算する、
可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記操作量の演算を固定周期毎に実施する、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】
前記制御部は、前記カム信号が入力される毎に、前記回転位相の検出値及び前記検出値の変化量を求める、請求項１又は請求項２記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記検出値が設定値に近づくように前記操作量を演算して出力するよう構成され、前記回転位相の検出値の変化量と固定周期での前記設定値の変化量との偏差に基づき前記操作量を演算する、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づきＰＩＤ制御の微分項を演算する、請求項４記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項６】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御方法であって、
前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから前記回転位相の検出値を求めるステップと、
前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求めるステップと、
固定周期毎に前記変化量に基づき前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算するステップと、
を含む、可変バルブタイミング装置の制御方法。
【請求項７】
前記操作量を演算するステップは、
前記回転位相の設定値を演算するステップと、
前記固定周期での前記設定値の変化量を演算するステップと、
前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づき前記操作量を演算するステップと、
を含む、請求項６記載の可変バルブタイミング装置の制御方法。
【請求項８】
前記操作量を演算するステップは、
前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づきＰＩＤ制御の微分項を演算する、請求項７記載の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軸に対するカム軸の相対回転位相を可変とす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、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させることで、カム軸によって開閉駆動される吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング装置であって、カム軸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回転位相を変化させるように構成される可変バルブタイミング装置の制御装置が開示されている。
【０００３】
そして、特許文献１に開示される制御装置は、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角センサから出力されるカム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と共に、このカム角信号出力時の実バルブタイミングに対するバルブタイミング変化量をモータとカム軸の回転速度差に基づいて算出し、カム角信号出力時の実バルブタイミングとバルブタイミング変化量とを用いて最終的な実バルブタイミングを算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６２７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
可変バルブタイミング装置の制御装置は、クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号とカム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とに基づき、クランク軸に対するカム軸の回転位相を検出する場合、例えば、クランク角信号の発生タイミングからカム信号の発生タイミングまでのクランク角度を回転位相に相当する値として検出する。つまり、回転位相の検出値はカム信号の発生タイミング毎に更新され、回転位相の検出周期（ms）は、内燃機関の回転速度に応じて変化することになる。
【０００６】
一方、制御装置は、回転位相の検出値と設定値（目標値）とに基づく可変バルブタイミング装置の操作量の演算を、固定周期（一定の時間周期）で実施し、例えば、制御偏差に応じたＰＩＤ動作（比例動作、積分動作、微分動作）によって操作量を変化させる。
このため、実際の回転位相が設定値に近づく速度（制御偏差の変化速度）が一定であっても、回転位相の検出周期と操作量（微分項）の演算周期とが異なる場合には、操作量の演算タイミングと回転位相の検出タイミングとのずれが操作量の演算タイミング毎に変動することで、制御偏差の微分に比例する微分項の値が変動（ハンチング）し、設定値への収束安定性が損なわれる場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、回転位相の検出値の更新タイミングと操作量の演算タイミングとのずれによって、制御偏差の変化に応じた操作量が変動することを抑制でき、以って、回転位相の収束安定性を改善できる、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】
【０００８】
そのため、本発明に係る制御装置は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御装置であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから求めた前記回転位相の検出値に基づいて前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算して出力する制御部を備え、前記制御部は、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求め、前記変化量に基づき前記操作量を演算する。
【０００９】
また、本発明に係る制御方法は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御方法であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから前記回転位相の検出値を求めるステップと、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求めるステップと、固定周期で前記変化量に基づき前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
上記発明によると、回転位相の検出値の更新タイミングと操作量の演算タイミングとのずれによって、制御偏差の変化に応じた操作量が変動することを抑制でき、以って、回転位相の収束安定性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関の構成図である。
【図２】本発明の実施形態におけるクランク角センサ及びカムセンサの構成図である。
【図３】本発明の実施形態におけるクランク角信号CRANK及びカム信号CAMの波形を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施形態における回転位相の計測方法を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の実施形態におけるクランク角信号CRANK割込みで実施される操作量設定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カム信号CAM割込みで実施される操作量設定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固定周期（10ms）割込みで実施される操作量設定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態における微分項の演算処理を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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装置の制御装置を適用する車両用内燃機関の一例を示す図である。
【００１３】
内燃機関１０１は、走行駆動源として車両（図示省略）に搭載される４気筒４サイクル火花点火機関である。
吸入空気量センサ１０３は、吸気ダクト１０２に配置され、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する。
【００１４】
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、吸気バルブ１０５の上流側の吸気ポート１０２ａに配置されていて、吸気ポート１０２ａ内に燃料を噴射する。
尚、内燃機関１０１を、燃料噴射弁１０６が燃焼室１０４内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関とすることができる。
【００１５】
燃料噴射弁１０６から吸気ポート１０２ａ内に噴射された燃料は、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。燃焼室１０４内で発生した燃焼圧は、ピストン１０８をクランク軸１０９に向けて押し下げ、クランク軸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が開くことで排ガスが排気管１１１に排出される。
【００１６】
三元触媒等を備えた触媒コンバータ１１２は、排気管１１１に設置されて排気管１１１を通過する排気を浄化する。
吸気バルブ１０５は、クランク軸１０９によって回転駆動される吸気カム軸１１５ａの回転に伴って開動作し、排気バルブ１１０は、クランク軸１０９によって回転駆動される排気カム軸１１５ｂの回転に伴って開動作する。
【００１７】
可変バルブタイミング装置１１４は、クランク軸１０９に対する吸気カム軸１１５ａの回転位相角を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の位相（開時期及び閉時期）を連続的に進角方向及び遅角方向に変化させる装置である。
なお、内燃機関１０１は、排気バルブ１１０のバルブタイミングを可変とする装置として可変バルブタイミング装置１１４を備えることができる。
【００１８】
また、可変バルブタイミング装置１１４としては、油圧式や電動式などの公知の可変バルブタイミング装置を用いることができる。
また、点火モジュール１１６は、点火プラグ１０７それぞれに直付けされ、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。
【００１９】
電子制御装置（ＥＣＵ）２０１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェースなどを含んで構成されるマイクロコンピュータを備える。
そして、電子制御装置２０１は、各種のセンサやスイッチからの信号を入力し、予めＲＯＭなど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。
【００２０】
内燃機関１０１は、前述の各種センサとして、吸入空気量センサ１０３の他、クランク軸１０９の所定回転位置でクランク角信号CRANK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（アクセル開度ＡＣＣ）を検出するアクセル開度センサ２０６、吸気カム軸１１５ａの所定回転位置でカム信号CAMを出力するカムセンサ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などを備えている。
更に、内燃機関１０１は、運転及び停止のメインスイッチであるエンジンスイッチ（イグニッションスイッチ）２０５を備え、このエンジンスイッチ２０５の信号は、電子制御装置２０１に入力される。
【００２１】
図２は、クランク角センサ２０３及びカムセンサ２０４の構造の一態様を示す。
クランク角センサ２０３は、クランク軸１０９に軸支され周囲に被検出部としての突起部２０３ａを備えるシグナルプレート２０３ｂと、内燃機関１０１側に固定されてシグナルプレート２０３ｂの突起部２０３ａを検出してパルス状のクランク角信号CRANKを出力する回転検出装置２０３ｃと、で構成される。
【００２２】
回転検出装置２０３ｃは、突起部２０３ａを検出してパルス信号を発生させるピックアップと共に、波形発生回路、選択回路などを含む各種の処理回路を一体的に備えている。
回転検出装置２０３ｃは、図３に示すように、クランク角信号CRANKとして、突起部２０３ａを回転検出装置２０３ｃが検出しない場合にローレベルを保持し、突起部２０３ａを回転検出装置２０３ｃが検知したときに一定時間だけハイレベルに変化するパルス信号を出力する。
但し、回転検出装置２０３ｃは、クランク角信号CRANKとして、突起部２０３ａを回転検出装置２０３ｃが検出しない場合にハイレベルを保持し、突起部２０３ａを回転検出装置２０３ｃが検知したときに一定時間だけローレベルに変化するパルス信号を出力することができる。
【００２３】
シグナルプレート２０３ｂの突起部２０３ａは、例えばクランク角で１０degのピッチで等間隔に設けられるが、突起部２０３ａを２つ連続して欠落させてある部分を、クランク軸１０９の回転中心を挟んで対向する２箇所に設けてある。
突起部２０３ａが欠落する部分を設けてあることで、クランク角センサ２０３（回転検出装置２０３ｃ）から出力されるクランク角信号CRANKは、図３に示すように、クランク角１０deg（単位クランク角）毎に１６回連続してハイレベルに変化した後、突起部２０３ａの欠落部分の角度に相当するクランク角３０degの間だけローレベルを保持し、再度１６回連続してハイレベルに変化する。
【００２４】
クランク角３０degのパルス欠落期間後の最初のクランク角信号CRANKは、クランク角１８０deg間隔で出力されることになり、このクランク角１８０degは、４気筒内燃機関１０１における気筒間の行程位相差、換言すれば、点火間隔に相当する。
尚、クランク角センサ２０３がクランク角信号CRANKを欠落なく一定クランク角毎に出力するように構成し、クランク角センサ２０３とは別に、基準のクランク角位置でパルス状の基準クランク角信号を出力する基準クランク角センサを設けることができる。
【００２５】
一方、カムセンサ２０４は、図２に示すように、吸気カム軸１１５ａの端部に軸支され周囲に被検出部としての突起部２０４ａを備えたシグナルプレート２０４ｂと、内燃機関１０１側に固定されシグナルプレート２０４ｂの突起部２０４ａを検出してパルス状のカム信号CAMを出力する回転検出装置２０４ｃと、で構成される。
回転検出装置２０４ｃは、突起部２０４ａを検出してパルス信号を発生するピックアップと共に、波形整形回路などを含む各種の処理回路を一体的に備えている。
【００２６】
シグナルプレート２０４ｂの突起部２０４ａは、カム角で９０deg毎の４箇所それぞれに、１個、３個、４個、２個だけ設けられ、突起部２０４ａが複数連続して設けられる部分では、突起部２０４ａのピッチをクランク角で３０deg、カム角で１５degに設定してある。
そして、カムセンサ２０４（回転検出装置２０４ｃ）から出力されるパルス信号であるカム信号CAMは、図３に示すように、突起部２０４ａを回転検出装置２０４ｃが検知しない場合にはローレベルを保持し、突起部２０４ａを回転検出装置２０４ｃが検知することで一定時間だけハイレベルに変化し、カム角で９０deg、クランク角で１８０deg毎に、１個単独、３個連続、４個連続、２個連続のパルス信号になる。
【００２７】
尚、カム信号CAMを、突起部２０４ａを回転検出装置２０４ｃが検出しない場合にハイレベルを保持し、突起部２０４ａを回転検出装置２０４ｃが検知したときに一定時間だけローレベルに変化するパルス信号とすることができる。
カム信号CAMのうち、１個単独のカム信号CAM、及び、複数連続して出力されるカム信号CAMの先頭の信号は、クランク角で１８０deg間隔に出力されることになる。
【００２８】
ここで、カム信号CAMの連続出力数は、特定のピストン位置になっている気筒の番号を示し、４気筒内燃機関１０１において、気筒間における行程の位相差（点火間隔）がクランク角で１８０degであって、点火が第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で行われることに対応している。
【００２９】
即ち、カム信号CAMの連続出力数が１であることは、第１気筒が特定のピストン位置（上死点ＴＤＣ前）になっていることを示し、カム信号CAMの連続出力数が３であることは、第３気筒が特定のピストン位置になっていることを示し、カム信号CAMの連続出力数が４であることは、第４気筒が特定のピストン位置になっていることを示し、カム信号CAMの連続出力数が２であることは、第２気筒が特定のピストン位置になっていることを示す。
但し、カム信号CAMの出力パターン（突起部２０４ａの設置パターン）は、図３（図２）のパターンに限定されるものではない。
【００３０】
電子制御装置２０１は、カム信号CAMの連続出力数を計数することで、次に特定のピストン位置となる気筒を検出し、係る検出結果に基づいて燃料噴射や点火を行わせる気筒を選定し、噴射パルス信号や点火信号を出力する気筒を設定する。
より具体的には、電子制御装置２０１は、クランク角信号CRANKの歯抜け箇所をクランク角信号CRANKの周期などから検出し、この歯抜け位置を基準に、カム信号CAMの発生数を計数する区間を設定し、この計数区間におけるカム信号CAMの発生数に基づいて、次に特定のピストン位置になる気筒を検出する。
【００３１】
また、電子制御装置２０１は、クランク軸１０９に対する吸気カム軸１１５ａの回転位相を検出するとともに、前記回転位相の目標値（設定値）を演算し、回転位相の検出値が目標値に近づくように可変バルブタイミング装置１１４の操作量を演算して出力する、制御部としての機能を、ソフトウェアとして備えている。
詳細には、電子制御装置２０１は、クランク角信号CRANKに基づき演算した機関回転速度ＮＥ（rpm）や機関負荷ＴＰなどの機関運転条件に基づいて、回転位相の目標値を演算する。尚、電子制御装置２０１は、機関負荷ＴＰとして、燃料噴射量、吸入空気量、吸気負圧、スロットル開度などを用いることができる。
【００３２】
また、電子制御装置２０１は、クランク角信号CRANK及びカム信号CAMに基づいてクランク軸１０９に対する吸気カム軸１１５ａの回転位相を検出し、回転位相の検出値（実回転位相）が目標値に近づくように可変バルブタイミング装置１１４のアクチュエータ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。
上記操作量の演算において、電子制御装置２０１は、回転位相の検出値と目標値との偏差（制御エラー）に基づくＰＩＤ動作（比例動作、積分動作、微分動作）によって操作量を変化させるフィードバック制御、換言すれば、前記偏差に基づくＰＩＤ制御によって設定される比例項、積分項、微分項の総和を操作量とするＰＩＤ制御を実施する。
【００３３】
例えば、電子制御装置２０１が、可変バルブタイミング装置１１４のモータやソレノイドなどのアクチュエータをＰＷＭ制御する場合、操作量としてデューティ比（平均印加電圧）をＰＩＤ動作によって変化させる。
なお、可変バルブタイミング装置１１４のアクチュエータの制御をＰＷＭ制御に限定するものではなく、したがって、操作量をデューティ比に限定するものでもなく、電圧や電流などを操作量とすることができる。
【００３４】
電子制御装置２０１は、回転位相を例えば図４に示すようにして検出する。
つまり、電子制御装置２０１は、歯抜け期間後の最初のクランク角信号CRANK（基準クランク角信号CRANKst）からカム信号CAM（先頭カム信号CAM）が発生するまでの間でクランク角信号CRANKの発生数を計数するとともに、最新のクランク角信号CRANKの発生からの経過時間を計測して、カム信号CAMの発生直前のクランク角信号CRANKからカム信号CAMが発生するまでの時間Tcamを計測する。
【００３５】
そして、電子制御装置２０１は、クランク角信号CRANKの発生数とクランク角信号CRANKの出力間隔角度（１０deg）とから、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMが発生する直前のクランク角信号CRANKまでのクランク角度を求め、更に、時間Tcamを機関回転速度に基づきクランク角度に換算し、これらクランク角度を加算することで、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMまでのクランク角度を回転位相検出値ANG_CAM（deg）として求める。
【００３６】
ここで、電子制御装置２０１による可変バルブタイミング装置１１４の操作量の演算処理の流れを、図５‐図７のフローチャートにしたがって説明する。
図５のフローチャートは、クランク角信号CRANKの発生時に電子制御装置２０１によって割り込み処理されるルーチンを示す。
【００３７】
まず、ステップＳ５０１で、電子制御装置２０１は、クランク角信号CRANKの発生周期からクランク角信号CRANKの歯抜け期間を検出することで、歯抜け期間後の最初のクランク角信号CRANK（基準クランク角信号CRANKst）を特定する。
次いで、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０２で、基準クランク角信号CRANKstの発生周期や、所定期間内におけるクランク角信号CRANKの発生数などから、内燃機関１０１の機関回転速度ＮＥ（rpm）を算出する。
【００３８】
また、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０３で、基準クランク角信号CRANKst後（歯抜け期間後）におけるクランク角信号CRANKの発生数のカウントを実施する。
更に、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０４で、今回のクランク角信号CRANKからの経過時間、つまり、クランク角信号CRANKからカム信号CAM発生までの時間Tcamを計測するためにタイマによる計時をスタートさせる。
【００３９】
図６のフローチャートは、カム信号CAM（先頭カム信号CAM）の発生時に電子制御装置２０１によって割り込み処理されるルーチンを示す。なお、図６のフローチャートに示したルーチンは、カム信号CAM発生時に割り込み処理されるから、クランク角１８０deg周期で実行されることになり、機関回転速度ＮＥに応じて実行周期（ms）が変動する。
まず、ステップＳ６０１で、電子制御装置２０１は、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMが発生するまでの間でクランク角信号CRANKの発生数と、カム信号CAMの発生直前のクランク角信号CRANKからカム信号CAMが発生するまでの時間Tcamと、機関回転速度ＮＥとに基づき、基準クランク角信号CRANKstからカム信号CAMが発生するまでのクランク角度を求め、当該クランク角度を、クランク軸１０９に対する吸気カム軸１１５ａの回転位相の検出値ANG_CAM（実回転位相、実バルブタイミング）とする（図４参照）。
【００４０】
このように、電子制御装置２０１は、カム信号CAM（先頭カム信号CAM）が発生する毎（つまり、クランク角１８０deg毎）に回転位相検出値ANG_CAM（deg）を検出する。したがって、電子制御装置２０１が、回転位相検出値ANG_CAMを更新する時間周期は、機関回転速度ＮＥに応じて変化する。
次いで、電子制御装置２０１は、ステップＳ６０２で、回転位相検出値ANG_CAMの演算に用いるクランク角信号CRANKの発生数の計数値をクリアするなど、次回の回転位相検出値ANG_CAMの更新に備えた処理を実施する。
【００４１】
また、電子制御装置２０１は、ステップＳ６０３で、今回演算した回転位相検出値ANG_CAMと、前回のカム信号CAM（先頭カム信号CAM）発生時に演算した回転位相検出値ANG_CAMoldとの偏差、つまり、回転位相検出値ANG_CAMの検出周期（更新周期）での変化量ΔANG_CAM（deg）を算出する。
ステップＳ６０３で算出される変化量ΔANG_CAM（deg）は、回転位相検出値ANG_CAMの検出周期（クランク角１８０deg）での変化量であって、カム信号CAM（先頭カム信号CAM）が発生する毎に更新されることになる。
次いで、電子制御装置２０１は、ステップＳ６０４で、今回演算した回転位相検出値ANG_CAMを、次回の変化量ΔANG_CAMの演算に備えて前回値ANG_CAMoldとして記憶する。
【００４２】
図７のフローチャートは、一定の時間毎（例えば１０ms）の固定周期で、電子制御装置２０１によって割り込み処理されるルーチンを示す。
まず、電子制御装置２０１は、ステップＳ７０１で、回転位相の目標値ANG_TAR（目標バルブタイミング、目標進角値）を、機関回転速度ＮＥ、機関負荷などの機関運転状態に応じて算出する。
【００４３】
次いで、電子制御装置２０１は、ステップＳ７０２に進み、今回ステップＳ７０１で設定した目標値ANG_TAR（deg）と、本ルーチンの前回実行時（一定時間前）にステップＳ７０１で設定した前回値ANG_TARold（deg）との偏差、つまり、固定周期（設定周期）での目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TAR（deg）を演算する。
前記変化量ΔANG_TAR（deg）は、本ルーチンの実行周期である１０ms間での目標値ANG_TARの変化量であって、本ルーチンの実行毎に更新されることになる。
【００４４】
また、電子制御装置２０１は、ステップＳ７０３で、直前のカム信号CAM（先頭カム信号CAM）発生時に求めた回転位相検出値ANG_CAM（回転位相検出値ANG_CAMの最新値）を読み込む。
更に、電子制御装置２０１は、ステップＳ７０４で、直前のカム信号CAM（先頭カム信号CAM）発生時に求めた変化量ΔANG_CAM（変化量ΔANG_CAMの最新値）を読み込む。
【００４５】
そして、電子制御装置２０１は、ステップＳ７０５で、目標値ANG_TARと回転位相検出値ANG_CAMとの偏差を、制御偏差（制御エラー）ＣＡとして算出する。
次のステップＳ７０６で、電子制御装置２０１は、制御偏差ＣＡに比例ゲインを乗算して制御偏差ＣＡに比例する比例項を演算して、制御偏差ＣＡに比例して可変バルブタイミング装置１１４の操作量を変化させる比例動作（比例制御、Ｐ制御）を実施する。
【００４６】
また、ステップＳ７０７で、電子制御装置２０１は、制御偏差ＣＡの時間積分に積分ゲインを乗算して制御偏差ＣＡの時間積分に比例する積分項を演算して、制御偏差ＣＡの時間積分に比例して可変バルブタイミング装置１１４の操作量を変化させる積分動作（積分制御、Ｉ制御）を実施する。
更に、ステップＳ７０８で、電子制御装置２０１は、目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TAR（deg）と、回転位相検出値ANG_CAMの変化量ΔANG_CAMとの偏差を求め、当該偏差に比例する値を微分項として演算し、制御偏差ＣＡの微分値に比例して可変バルブタイミング装置１１４の操作量を変化させる微分動作（微分制御、Ｄ制御）を実施する。
【００４７】
つまり、電子制御装置２０１は、制御偏差ＣＡの微分値に相当する値として、目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TAR（deg）と回転位相検出値ANG_CAMの変化量ΔANG_CAMとの偏差を演算し、当該偏差に微分ゲイン（定数）を乗算した値を微分項として設定する。
ここで、変化量ΔANG_CAMは、回転位相検出値ANG_CAMの更新周期での変化量であるから、操作量の演算タイミングと回転位相検出値ANG_CAMの更新タイミングとのずれが変動しても、係る変動の影響を受けない値である。
【００４８】
したがって、操作量の演算タイミングと回転位相検出値ANG_CAMの更新タイミングとのずれが変動する場合でも、変化量ΔANG_CAMに基づき演算される微分項の変動（ハンチング）は抑制され、微分項によって可変バルブタイミング装置１１４を制御することで目標値ANG_TAR（目標回転位相）に安定して収束させることができる。
電子制御装置２０１は、上記のようにして比例項、積分項、微分項を演算すると、ステップＳ７０９に進み、これらの総和を最終的な操作量（フィードバック操作量）として算出して、可変バルブタイミング装置１１４に出力する。
かかる電子制御装置２０１によるＰＩＤ制御によって、可変バルブタイミング装置１１４によって可変とされる吸気バルブ１０５のバルブタイミングは、内燃機関１０１の運転状態に応じた目標値に制御される。
【００４９】
図８は、図５‐図７のフローチャートにしたがって説明した電子制御装置２０１による操作量の演算処理のうち、微分項の演算機能を示すブロック図である。
目標値ANG_TARは、固定周期（10ms）毎に演算され、第１遅延回路９０１に入力される。第１遅延回路９０１は、目標値ANG_TARの更新の１周期分（10ms）だけ目標値ANG_TARを遅延する回路である。
【００５０】
そして、第１減算器９０２は、第１遅延回路９０１を迂回した目標値ANG_TAR（目標値ANG_TARの最新値）と、第１遅延回路９０１を経由した目標値ANG_TAR（目標値ANG_TARの前回値）とを入力し、目標値ANG_TARの最新値から前回値（更新の１周期分だけ前の値）を減算する処理、換言すれば、目標値ANG_TARの演算周期（10ms間）での変化量ΔANG_TARを演算する処理を実施する。
一方、回転位相検出値ANG_CAMは、カム信号CAMが発生する毎（クランク角１８０deg毎）に演算され、第２遅延回路９０３に入力される。第２遅延回路９０３は、回転位相検出値ANG_CAMの更新の１周期分（クランク角で１８０deg回転する期間）だけ回転位相検出値ANG_CAMを遅延する回路である。
【００５１】
そして、第２減算器９０４は、第２遅延回路９０３を迂回した回転位相検出値ANG_CAM（回転位相検出値ANG_CAMの最新値）と、第２遅延回路９０３を経由した回転位相検出値ANG_CAM（回転位相検出値ANG_CAMの前回値）とを入力し、回転位相検出値ANG_CAMの最新値から前回値（更新の１周期分だけ前の値）を減算する処理、換言すれば、回転位相検出値ANG_CAMの検出周期（更新周期、クランク角１８０deg間）での変化量ΔANG_CAMを演算する処理を実施する。
【００５２】
第１ゼロオーダーホールド回路（０次ホールド回路）９０５は、第１減算器９０２が出力する目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TARを入力し、操作量の演算周期（10ms）の間だけ入力を保持する回路である。
また、第２ゼロオーダーホールド回路（０次ホールド回路）９０６は、第２減算器９０４が出力する回転位相検出値ANG_CAMの変化量ΔANG_CAMを入力し、操作量の演算周期（10ms）の間だけ入力を保持する回路である。
【００５３】
つまり、第２ゼロオーダーホールド回路９０６は、カム信号CAMの発生毎に更新される変化量ΔANG_CAMを、操作量の演算周期（10ms）毎に更新される値に変換するための回路である。
第３減算器９０７は、ゼロオーダーホールド回路９０５、９０６のサンプル周期毎に、第１ゼロオーダーホールド回路９０５の出力である変化量ΔANG_TARから、第２ゼロオーダーホールド回路９０６の出力である変化量ΔANG_CAMを減算する処理、換言すれば、制御偏差の微分値に相当する値を算出する処理を実施する。
そして、第３減算器９０７の出力はアンプ回路９０８に入力されて、アンプ回路９０８は、第３減算器９０７の出力に微分ゲインを乗算する処理を実施し、演算結果を微分項（微分操作量）として出力する。
【００５４】
以上、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。
上記実施形態では、目標値ANG_TARの変化量ΔANG_TARを求める固定周期Ｔ１（ms）と、操作量を演算する固定周期Ｔ２（ms）とを同じ時間としたが、例えば、Ｔ１＜Ｔ２とすることができる。
【００５５】
また、内燃機関１０１が１８０degだけ回転する間（回転位相検出値ANG_CAMの更新周期）の変化量ΔANG_CAMを、機関回転速度に基づき変化量ΔANG_TARの演算周期（固定周期）の間での変化量に変換し、変換後の値と変化量ΔANG_TARとの偏差を求める構成とすることができる。
また、電子制御装置２０１は、図８の機能ブロック図に示した微分項の演算を、微分項の変動（ハンチング）が所定値を超えて大きくなると予測される機関回転速度域で実施し、それ以外では、操作量の演算周期毎に算出した制御偏差の変化量から微分項を算出する構成とすることができる。
【００５６】
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軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御装置であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから求めた前記回転位相の検出値に基づいて前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算して出力する制御部を備え、前記制御部は、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求め、前記変化量に基づき前記操作量を演算する。
【００５７】
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、前記制御部は、前記操作量の演算を固定周期毎に実施する。
別の好ましい態様では、前記制御部は、前記カム信号が入力される毎に、前記回転位相の検出値及び前記検出値の変化量を求める。
【００５８】
更に、別の好ましい態様では、前記制御部は、前記検出値が設定値に近づくように前記操作量を演算して出力するよう構成され、前記回転位相の検出値の変化量と固定周期での前記設定値の変化量との偏差に基づき前記操作量を演算する。
更に、別の好ましい態様では、前記制御部は、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づきＰＩＤ制御の微分項を演算する。
【００５９】
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軸に対するカム軸の回転位相を可変とする可変バルブタイミング装置の制御方法であって、前記クランク軸の所定回転位置で出力されるクランク角信号と前記カム軸の所定回転位置で出力されるカム信号とから前記回転位相の検出値を求めるステップと、前記回転位相の検出周期で前記検出値の変化量を求めるステップと、固定周期で前記変化量に基づき前記可変バルブタイミング装置の操作量を演算するステップと、を含む。
【００６０】
可変バルブタイミング装置の制御方法の好ましい態様において、前記操作量を演算するステップは、前記回転位相の設定値を演算するステップと、前記固定周期での前記設定値の変化量を演算するステップと、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づき前記操作量を演算するステップと、を含む。
別の好ましい態様では、前記操作量を演算するステップは、前記回転位相の検出値の変化量と前記設定値の変化量との偏差に基づきＰＩＤ制御の微分項を演算する。
【符号の説明】
【００６１】
１０１…内燃機関、１０５…吸気バルブ、１０９…クランク軸、１１４…可変バルブタイミング装置、１１５ａ…吸気カム軸、２０１…電子制御装置、２０３…クランク角センサ、２０４…カムセンサ
【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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【図８】
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