(57)【要約】【課題】クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出するためのセンサの一部が故障しても、回転位相の検出を継続できるようにする。【解決手段】可変バルブタイミング機構は、モータ軸の回転量とスプロケットの回転量との差に応じてバルブタイミングを進角方向若しくは遅角方向に変化させる。制御装置は、クランク角センサの出力とカム角センサの出力とに基づき、カム角センサの出力毎に回転位相ＲＡ１を検出する一方、スプロケットの回転量とモータの回転量との差に基づき回転位相の変化量ΔＲＡを演算する。そして、制御装置は、モータの回転量の検出に用いるモータ回転角センサが故障すると変化量ΔＲＡの演算を停止する。また、制御装置は、クランク角センサとカム角センサとのいずれか一方が故障すると、回転位相ＲＡ１の演算を停止し、正常な方のセンサとモータ回転角センサとを用いて変化量ΔＲＡを演算する。【選択図】図５
2015140765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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機構と、前記クランクシャフトの所定角度位置でクランク角信号を出力するクランク角センサと、前記カムシャフトの所定角度位置でカム角信号を出力するカム角センサと、前記モータの回転軸の回転角を検出するモータ回転角センサとを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
前記クランク角センサ、カム角センサ、モータ回転角センサのうちのいずれか１つに異常が発生したときに、正常な２つのセンサの出力に基づき前記回転位相を検出する、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記クランク角センサと前記カム角センサとのいずれか一方が異常であるときに、他方の正常なセンサの出力と前記モータ回転角センサの出力とに基づき前記回転位相の変化量を検出する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記カム角信号が出力される毎に当該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し、
前記カム角信号が出力される毎に検出した回転位相を初期値として、前記変化量の積算値に基づき前記回転位相の検出値を更新する構成であって、
前記クランク角センサと前記カム角センサとのいずれか一方が異常であるときに、前記初期値の更新を停止する、請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記モータ回転角センサが異常であるときには、前記変化量の積算値に基づく前記回転位相の検出値の更新を停止する、請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記クランク角信号に基づき算出したカムスプロケットの回転量と、前記カム角信号に基づき算出した前記カムスプロケットの回転量とのより大きい方を選択し、選択した前記カムスプロケットの回転量と前記モータ回転角センサの出力に基づき算出した前記モータの回転軸の回転量とから前記回転位相の変化量を求める、請求項２から４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
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機構と、前記クランクシャフトの所定角度位置でクランク角信号を出力するクランク角センサと、前記カムシャフトの所定角度位置でカム角信号を出力するカム角センサと、前記モータの回転軸の回転角を検出するモータ回転角センサとを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
前記クランク角信号に基づき算出したカムスプロケットの回転量と、前記カム角信号に基づき算出した前記カムスプロケットの回転量とのより大きい方を選択し、選択した前記カムスプロケットの回転量と前記モータ回転角センサの出力に基づき算出した前記モータの回転軸の回転量とから前記回転位相の変化量を求める、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、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機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランクシャフトの回転速度の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、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させてバルブタイミングを変更す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。
そして、この制御装置では、カム角センサから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センサから出力されるクランク角信号とに基づいて実バルブタイミングを算出する一方、所定の演算周期でモータの回転速度とクランクシャフトの回転速度の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し、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ようにしている。
【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】
ところで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出するために用いるセンサが回転位相を変化させている途中（可変バルブタイミング機構の過渡状態）で故障し、回転位相の検出を停止させた場合、係る回転位相の検出停止に伴って回転位相の変化を停止させる操作を行ったとしても、可変バルブタイミング機構のイナーシャによって回転位相が変化し、実際の回転位相が運転状態に応じた目標よりも過進角又は過遅角した状態になる可能性があった。
【０００５】
そして、実際の回転位相が目標よりも過進角又は過遅角することで、回転位相の可変範囲を規制するストッパへの衝突が発生したり、可変バルブタイミング機構でバルブタイミングが変更されるエンジンバルブ（吸気バルブ又は排気バルブ）とピストンとの干渉が発生したり、吸気バルブのバルブタイミングを可変とする場合には吸気バルブの閉時期が下死点後に遅角されることで吸入空気量不足によるエンジンストールが生じたりする可能性がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を検出するためのセンサの一部が故障しても、回転位相の検出を継続できるように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、本願発明は、クランク角センサ、カム角センサ、モータ回転角センサのうちのいずれか１つに異常が発生したときに、正常な２つのセンサの出力に基づき回転位相を検出するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によると、１つのセンサに異常が発生しても回転位相の検出を継続できるので、回転位相の検出結果に基づく可変バルブタイミング機構の制御を引き続き行うことができ、実際の回転位相が目標よりも過進角又は過遅角した状態になることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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回転位相の検出処理及び回転位相制御の詳細を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における角度変化量ΔＡＳＰの選択出力処理の別の例を示す機能ブロック図である。
【図７】図６の機能ブロック図における出力切替え部の出力特性を示す図である。
【図８】本発明の実施形態における排気側カム角センサを用いた角度変化量ΔＡＳＰ１の演算処理を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の実施形態におけるカム角センサの出力信号のカウント値を用いた角度変化量ΔＡＳＰ１の演算処理を示す機能ブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるクランク角センサの出力周期に基づく角度変化量ΔＡＳＰ２の演算処理を示す機能ブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態における回転位相の検出処理及び回転位相制御の別の例を示す機能ブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態における故障診断に基づくデフォルト制御及び積算値のクリア処理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】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置を適用する内燃機関の一例を示す図である。
内燃機関１０１は、車両に搭載されて動力源として用いられる。
【００１１】
内燃機関１０１の吸気ダクト１０２には、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する吸入空気量センサ１０３を設けてある。
吸気バルブ１０５は、各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉する。
【００１２】
吸気バルブ１０５の上流側の吸気ポート１０２ａには、気筒毎に燃料噴射弁１０６を配置してある。
尚、図１に示した内燃機関１０１は、燃料噴射弁１０６が吸気ポート１０２ａ内に燃料を噴射する所謂ポート噴射式内燃機関であるが、燃料噴射弁１０６が燃焼室１０４内に直接燃料を噴射する所謂筒内直接噴射式内燃機関とすることができる。
【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、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】
排気管１１１には三元触媒等を備えた触媒コンバータ１１２が設置され、触媒コンバータ１１２によって排気が浄化される。
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、アクチュエータとしてのモータ（電動機）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ことで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の位相、つまり、吸気バルブ１０５のバルブタイミング（吸気バルブ１０５の開時期ＩＶＯ及び閉時期ＩＶＣ）を連続的に進角方向及び遅角方向に変化させる、電動式の可変バルブタイミング機構である。
また、気筒毎に設けた点火プラグ１０７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。
【００１６】
マイクロコンピュータを備えた制御装置（電子制御ユニット）２０１は、各種のセンサやスイッチからの信号を入力し、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モータ（図２のモータ１２）の回転角（磁極位置）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（例えば、１０degCA）毎のパルス信号であって、気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当するクランク角（４気筒機関でクランク角１８０deg）毎に、１個若しくは複数のパルスが欠落するように構成される。
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（単位クランク角信号）と、気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当するクランク角毎の基準クランク角信号とを出力するよう構成することができる。ここで、単位クランク角毎の回転信号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、各気筒の基準ピストン位置を表すことになる。
【００１９】
カム角センサ２０４は、気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当するクランク角毎に回転角信号ＣＡＭを出力する。
ここで、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から、内燃機関１０１が４気筒機関で、気筒間の行程位相差（点火間隔）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。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、気筒判別信号（回転信号ＣＡＭ）を出力する。
【００２０】
回転角信号ＣＡＭは、基準ピストン位置に位置している気筒を判別させるための信号（気筒判別信号）であり、気筒間の行程位相差（点火間隔）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、４気筒機関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毎に１個のパルス信号、３個のパルス信号、４個のパルス信号、２個のパルス信号を出力することで、基準ピストン位置に位置している気筒をパルス数に基づき特定することができる。また、回転角信号ＣＡＭは、パルス数で気筒番号を表す変わりに、パルス幅や振幅に基づき気筒番号を表すことができる。
【００２１】
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モータの回転速度の調整によって変化させる公知の可変バルブタイミング機構を適宜採用できる。
【００２２】
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（カムスプロケット）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。
【００２３】
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、から構成される。
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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長さ範囲まで形成されている。
プレート６の前端側外周には、位相変更機構４の後述する減速機８や電動モータ１２の各構成部材を覆う状態で前方に突出した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。
【００２６】
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保持部５ａを一体に有していると共に、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た形で配置されている。
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。
【００２７】
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、円周方向へ所定長さの円弧状に形成され、この長さ範囲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の最大進角側、最大遅角側の相対回転位置を規制するようになっている。
【００２８】
つまり、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、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角の可変範囲、換言すれば、バルブタイミングの可変範囲となる。
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、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。
【００２９】
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とから構成されている。
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。
【００３０】
そして、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ている。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ている。
また、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。
【００３１】
保持器４１は、円板部９ａの外周部から円筒部９ｂと同じ方向へ突出して形成され、円周方向へほぼ等間隔の位置に所定の隙間をもった複数の細長い突起部４１ａによって形成されている。
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の外周側に第１ニードルベアリング３０が設けられている。
【００３２】
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、該カバー本体３ａの後端部外周に一体に設けたブラケット３ｂとから構成される。
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ている。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。
【００３３】
また、カバー部材３には、ブラケット３ｂがチェーンカバー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、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、内部にスリップリング４８ａ、４８ｂと導電部材を介して接続されたコネクタ端子４９ａが固定されたコネクタ部４９を設けてある。
【００３４】
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ようになっている。
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、シール部材である大径な第１オイルシール５０が介装されている。
【００３５】
第１オイルシール５０は、横断面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と共に、外周側の円環状基部５０ａがカバー部材３ａ後端部の内周面に形成された円形溝３ｄ内に嵌着固定されている。
また、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。
【００３６】
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、から構成されている。
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。
【００３７】
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が固定されると共に、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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フリクション部材である第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の回転に対して摩擦抵抗を付与する。
【００４０】
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とで主に構成されている。
偏心軸部３０の外周面に形成されたカム面の軸心が、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とローラ３４などが遊星噛み合い部として構成されている。
【００４１】
第２ボールベアリング３３は、大径状に形成されて、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、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ていると共に、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。
また、外輪３３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。
【００４２】
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させるようになっている。
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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と環状部材１９とプレート６を介してモータ１２が同期回転する。
【００４５】
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。
そして、制御装置２０１は、可変バルブタイミング機構１１４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を変更するときは、モータ１２の電磁コイル１７に通電し、モータ１２を駆動させる。モータ１２が回転駆動されると、この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。
【００４６】
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。
【００４７】
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て、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。
ここで、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の正逆相対回転は、ストッパ凸部１ｄの各側面がストッパ凹溝２ｂの各対向面２ｃ、２ｄのいずれか一方に当接することによって規制される。
【００４８】
すなわち、従動部材９が、偏心軸部３０の偏心回動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向と同方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｄの一側面がストッパ凹溝２ｂの一方側の対向面１ｃに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、吸気カムシャフト１１５ａは、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相角が進角側へ最大に変更される。
【００４９】
一方、従動部材９が、タイミングスプロケット１の回転方向と逆方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｄの他側面がストッパ凹溝２ｂの他方側の対向面２ｄに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、吸気カムシャフト１１５ａは、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が遅角側へ最大に変更される。
このように、制御装置２０１は、可変バルブタイミング機構１１４のモータ１２の通電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を可変に制御する。
【００５０】
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（換言すれば、目標進角量、目標バルブタイミング、目標変換角）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の実際の相対回転位相角ＲＡを検出する。
そして、制御装置２０１は、目標位相角ＴＡに実際の相対回転位相角ＲＡ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を実施する。前記フィードバック制御において、制御装置２０１は、例えば目標位相角ＴＡと実際の相対回転位相角ＲＡとの偏差に基づく比例積分制御などによって、電動モータ１２の操作量を演算する。
【００５１】
制御装置２０１は、図５の機能ブロック図に示すようにして、実際の相対回転位相角ＲＡを、クランク角センサ２０３，カム角センサ２０４及びモータ回転角センサ２１０の出力に基づき検出する。
回転位相演算部５０１は、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳと、カム角センサ２０４が出力する回転角信号ＣＡＭとを入力する。
【００５２】
そして、回転位相演算部５０１は、回転角信号ＣＡＭが入力される毎（気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当するクランク角毎）の割り込み処理で、回転角信号ＣＡＭと回転角信号ＰＯＳとに基づいて実相対回転位相角ＲＡ１（degCA）を演算する。
なお、本実施形態において、角度単位degCAは、クランクシャフト１０９の角度を示すものとする。
【００５３】
回転位相演算部５０１は、例えば、回転角信号ＰＯＳに基づき検出される基準クランク角位置から回転角信号ＣＡＭが入力されるまでの角度を、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することで、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの実相対回転位相角ＲＡ１を演算する。
従って、回転位相演算部５０１によって検出される実相対回転位相角ＲＡ１は、回転角信号ＣＡＭが入力される毎、換言すれば、気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当するクランク角毎に更新されることになり、更新後は次に回転角信号ＣＡＭが入力されるまでの間において前回の検出値を保持する。
【００５４】
なお、実相対回転位相角ＲＡ１は、吸気バルブ１０５のバルブタイミングの最遅角位置（初期位置、デフォルト位置）から進角クランク角度（degCA）を表すものとする。従って、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが最遅角位置であるときには、実相対回転位相角ＲＡ１＝０degCAとなり、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが進角されるほど実相対回転位相角ＲＡ１はより大きな角度に算出されることになる。
また、回転角信号ＣＡＭが一群として出力されるパルス数に基づいて気筒番号を表す場合、回転位相演算部５０１は、一群のパルス信号のうちの先頭パルス信号に基づく割り込み処理によって実相対回転位相角ＲＡ１の演算処理を行うものとする。
【００５５】
ＣＡＭ周期演算部５０２は、カム角センサ２０４が出力する回転角信号ＣＡＭの入力に基づく割り込み処理によって、回転角信号ＣＡＭの発生周期であるＣＡＭ周期ＴＲＥＦ（ms）を計測する。つまり、前回に割り込み処理を行ったときのタイマ値（フリーランカウンタの値）と、今回の割り込み処理実行時のタイマ値との差を、回転角信号ＣＡＭの発生周期ＴＲＥＦ（ms）として演算する。
内燃機関１０１が４気筒機関で、気筒間の行程位相差（点火間隔）がクランク角で１８０degCAである場合、ＣＡＭ周期演算部５０２は、クランクシャフト１０９が１８０degCAだけ回転するのに要する時間、換言すれば、スプロケット１が９０degだけ回転するのに要する時間を計測することになる。
【００５６】
ＰＯＳカウント部５０３は、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳが入力される毎の割り込み処理によって、回転角信号ＰＯＳのカウント値ＮＰＯＳを更新する。つまり、ＰＯＳカウント部５０３は、回転角信号ＰＯＳが入力される毎に、前回までのカウント値ＮＰＯＳを所定値だけ増大させる。
回転量演算部５０４は、所定時間Δｔ毎の割り込み処理で、ＣＡＭ周期演算部５０２で最新に演算されたＣＡＭ周期ＴＲＥＦを読み込み、読み込んだＣＡＭ周期ＴＲＥＦから、スプロケット１の所定時間Δｔ当たりの角度変化量ΔＡＳＰ１（deg）、換言すれば、スプロケット１の所定時間Δｔ（単位時間）当たりの回転量（回転速度）を演算する。なお、前記所定時間Δｔは、例えば１msとすることができる。
【００５７】
ＣＡＭ周期ＴＲＥＦ（ms）は、前述のようにスプロケット１が９０degだけ回転するのに要する時間であるから、１ms当たりのスプロケット１の角度変化量（回転量）は「９０deg／ＣＡＭ周期ＴＲＥＦ（ms）」として演算され、所定時間Δｔ＝１msであれば、「角度変化量ΔＡＳＰ１（deg）＝９０deg／ＣＡＭ周期ＴＲＥＦ（ms）」となる。
カウント変化量演算部５０５は、所定時間Δｔ毎の割り込み処理で、ＰＯＳカウント部５０３によって更新されるカウント値ＮＰＯＳを読み込み、前回（所定時間Δｔ前に）読み込んだカウント値ＮＰＯＳと今回読み込んだカウント値ＮＰＯＳとの差を、所定時間Δｔ当たりにおけるカウント値ＮＰＯＳの変化量ΔＮＰＯＳとして演算する。
【００５８】
単位変換部５０６は、カウント変化量演算部５０５が変化量ΔＮＰＯＳを演算する毎に、当該変化量ΔＮＰＯＳを、回転信号ＰＯＳの角度周期（degCA）に基づいて所定時間Δｔ当たりのクランク角度変化量ΔＣＡ（degCA）に変換する。つまり、単位変換部５０６は、「変化量ΔＮＰＯＳ」×「回転信号ＰＯＳの角度周期（degCA）」を、所定時間Δｔ当たりのクランク角度変化量ΔＣＡ（degCA）、換言すれば、所定時間Δｔ当たりのクランクシャフト１０９の回転量として演算する。
【００５９】
乗算部５０７は、単位変換部５０６がクランク角度変化量ΔＣＡ（degCA）を演算する毎に、当該クランク角度変化量ΔＣＡ（degCA）に１／２を乗算することで、所定時間Δｔ当たりのスプロケット１の角度変化量ΔＡＳＰ２（deg）、換言すれば、スプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量に変換する。
スプロケット１の回転速度は、クランクシャフト１０９の回転速度の半分であるから、クランクシャフト１０９の回転角が所定時間Δｔ当たりΔＣＡ（degCA）だけ変化するときに、スプロケット１の回転角はΔＣＡ／２（deg）だけ変化することになる。
【００６０】
回転量演算部５０４が演算した角度変化量ΔＡＳＰ１（deg）と、乗算部５０７が演算した角度変化量ΔＡＳＰ２（deg）とは、選択部（セレクトハイ処理部）５０８に入力される。
選択部５０８は、角度変化量ΔＡＳＰ１（deg）と角度変化量ΔＡＳＰ２（deg）との大きい方、換言すれば、カム角センサ２０４が出力する回転信号ＣＡＭに基づき求めた所定時間Δｔ当たりのスプロケット１の回転量と、クランク角センサ２０３が出力する回転信号ＰＯＳに基づき求めた所定時間Δｔ当たりのスプロケット１の回転量との大きい方を選択し、最終的な角度変化量ΔＡＳＰ（スプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量）として出力する。
【００６１】
モータ回転角検出部５０９は、モータ回転角センサ２１０の出力信号を入力する。
そして、モータ回転角検出部５０９は、モータ回転角センサ２１０の出力信号の入力に基づく割り込み処理によって、モータ回転角センサ２１０の出力信号の検出処理を実施する。例えば、モータ回転角センサ２１０が、出力パルス信号のデューティ比％によってモータ回転角を示す場合、モータ回転角検出部５０９は、モータ回転角センサ２１０の出力信号のデューティ比の計測を行う。
【００６２】
なお、モータ回転角センサ２１０として、エンコーダ、ホールＩＣ、レゾルバなどの公知のセンサを適宜採用することができ、回転角に応じて出力パルス信号のデューティ比が変化するセンサに限定するものではない。
モータ回転角変化量演算部５１０は、所定時間Δｔ毎の割り込み処理によって、前回（所定時間Δｔ前）の時点でのモータ回転角検出部５０９による検出処理の結果（前回の検出出力）と、今回の時点でのモータ回転角検出部５０９による検出処理の結果（今回の検出出力）との差として、所定時間Δｔ当たりにおける検出結果の変化量を演算する。
【００６３】
例えば、モータ回転角センサ２１０が、出力パルス信号のデューティ比によってモータ回転角を示す場合、モータ回転角変化量演算部５１０は、所定時間Δｔ当たりのデューティ比の変化量（％／Δｔ）を演算する。
単位変換部５１１は、モータ回転角変化量演算部５１０が変化量を演算する毎に、係る変化量をモータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの角度変化量ΔＡＭ（deg）、換言すれば、モータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの回転量に変換する。
【００６４】
偏差演算部５１２は、単位変換部５１１で演算されたモータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの角度変化量ΔＡＭ（deg）と、選択部５０８から出力された所定時間Δｔ当たりのスプロケット１の角度変化量ΔＡＳＰ（deg）とを入力する。
そして、偏差演算部５１２は、角度変化量ΔＡＭ（deg）と角度変化量ΔＡＳＰとの偏差（差分）ΔＡ（ΔＡ＝ΔＡＭ−ΔＡＳＰ）、つまり、モータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの回転量と、スプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量との偏差（差分）を演算する。
【００６５】
可変バルブタイミング機構１１４では、モータ軸１３がスプロケット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。
一方、モータ１２の回転速度制御によってモータ軸１３の回転速度をスプロケット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、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。
【００６６】
逆に、モータ１２の回転速度制御によってモータ軸１３の回転速度をスプロケット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、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の回転量とスプロケット１の回転量との差に応じてバルブタイミング（実相対回転位相角ＲＡ）が進角方向若しくは遅角方向に変化する。
【００６７】
そこで、変換部５１３は、偏差演算部５１２が演算した角度変化量偏差ΔＡ（モータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの回転量とスプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量との差分）を、減速機８の減速比などに基づき、所定時間Δｔ当たりの実相対回転位相角ＲＡの変化量ΔＲＡ（符号付のクランク角度データ）に変換する。
なお、内燃機関１０１の正回転方向、及び、バルブタイミングの進角方向をプラスで表すとすると、角度変化量偏差ΔＡがプラスであるときに変化量ΔＲＡがマイナスの値（遅角方向の値）として算出されるように、変換部５１３は、角度変化量偏差ΔＡの正負を反転させるために「−１」を乗算する処理を行うと共に、減速機８の減速比Ｇによる補正処理と、単位変換処理とを行う。
【００６８】
そして、積算処理部５１４は、回転位相演算部５０１によって回転角信号ＣＡＭが発生する毎に更新される実相対回転位相角ＲＡ１を初期値として、変換部５１３から出力される所定時間Δｔ当たりの実相対回転位相角ＲＡの変化量ΔＲＡを積算して、最終的な実相対回転位相角ＲＡ（ＲＡ＝ＲＡ１＋∫ΔＲＡ）を演算する。換言すれば、積算処理部５１４は、変化量ΔＲＡの積算値に基づく実相対回転位相角ＲＡの検出値を、回転角信号ＣＡＭが発生する毎に実相対回転位相角ＲＡ１に基づいて校正する。
【００６９】
これにより、実相対回転位相角ＲＡ１は、回転角信号ＣＡＭが発生する毎に更新されるのに対し、積算処理部５１４から出力される実相対回転位相角ＲＡは、所定時間Δｔ毎に更新される値となる。換言すれば、回転角信号ＣＡＭ及び回転信号ＰＯＳに基づき検出される実相対回転位相角ＲＡ１が更新される間での回転位相の変化を、モータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの回転量とスプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量との差に基づき検出することで、実相対回転位相角ＲＡの更新周期が回転角信号ＣＡＭの発生周期よりも短くなるようにしてある。
【００７０】
フィードバック制御部５１５は、所定時間Δｔ又は所定時間Δｔよりも長い時間Δｔｃ（例えば、１０ms）毎の割り込み処理によって実行され、積算処理部５１４が出力する実相対回転位相角ＲＡの最新値及び図示省略した演算処理部で演算された目標相対回転位相角ＴＡを読み込み、実相対回転位相角ＲＡが目標相対回転位相角ＴＡに近づくように、可変バルブタイミング機構１１４の操作量（モータ１２の回転制御操作量）を演算して出力する。
【００７１】
上記のように、回転角信号ＣＡＭ及び回転信号ＰＯＳに基づき検出される実相対回転位相角ＲＡ１が更新される間での回転位相の変化を、モータ軸１３の所定時間Δｔ当たりの回転量とスプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量との差に基づき検出すれば、可変バルブタイミング機構１１４の操作量に用いる実相対回転位相角ＲＡの更新周期が内燃機関１０１の回転速度が低いときでも十分に短くなるから、実相対回転位相角ＲＡを目標相対回転位相角ＴＡに高い応答で収束させつつ、オーバーシュートの発生を抑制することができる。
【００７２】
ここで、モータ回転角センサ２１０に何らかの異常（故障）が生じ、変化量ΔＲＡの演算が行えなくなると、積算処理部５１４は、所定時間Δｔ毎の実相対回転位相角ＲＡの更新処理を停止し、回転角信号ＣＡＭが発生する毎に回転位相演算部５０１が出力する実相対回転位相角ＲＡ１のデータをそのまま最終的な実相対回転位相角ＲＡとして出力する。
この場合、目標相対回転位相角ＴＡへの収束性は低下するものの、実相対回転位相角ＲＡを目標相対回転位相角ＴＡに近づけるフィードバック制御を継続することができ、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを内燃機関１０１の運転状態に応じた適切なタイミングに制御できる。
なお、積算処理部５１４は、回転位相の検出に用いるセンサ２０３，２０４，２１０の故障診断の結果（故障の有無）を示すフラグが入力される。
【００７３】
モータ回転角センサ２１０の異常によって変化量ΔＲＡの演算が行えなくなった場合、換言すれば、実相対回転位相角ＲＡの更新周期が所定時間Δｔよりも長くなった場合には、正常であるとき（更新周期が所定時間Δｔであるとき）に比べてフィードバック制御のゲインを低下させ、オーバーシュートの発生を抑制することができる。
また、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４とのいずれか一方に何らかの異常が生じると、回転位相演算部５０１における実相対回転位相角ＲＡ１の演算が不能になるが、この場合、積算処理部５１４は、回転角信号ＣＡＭが発生する毎の実相対回転位相角ＲＡの校正処理を停止する一方で、変化量ΔＲＡに基づく実相対回転位相角ＲＡの更新を継続する。
【００７４】
即ち、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４とのいずれか一方に何らかの異常が生じると、制御装置２０１は、正常な側のセンサの出力とモータ回転角センサ２１０の出力とから変化量ΔＲＡを演算し、実相対回転位相角ＲＡを所定時間Δｔ毎に更新する。
つまり、制御装置２０１は、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４、モータ回転角センサ２１０のうちのいずれか１つに異常が発生したときに、正常な２つのセンサの出力に基づき回転位相を検出して、可変バルブタイミング機構１１４のフィードバック制御を継続する。
【００７５】
上記のように、選択部５０８が、クランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量と、カム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量との大きい方を選択する構成とすれば、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４とのいずれか一方に異常が発生したときに、回転位相が実際よりも遅角側に誤検出され、バルブタイミングが目標よりも過進角されてしまうことを抑制できる。
【００７６】
つまり、スプロケット１の角度変化量ΔＡＳＰが実際よりも小さい値に検出されると、実相対回転位相角ＲＡは実際よりも遅角側に検出されることになるが、選択部５０８が２つの回転量のうちの大きい方を選択すれば、スプロケット１の角度変化量ΔＡＳＰが実際よりも小さい値に検出されることを抑制でき、以って、実相対回転位相角ＲＡは実際よりも遅角側に検出されることを抑制できる。
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制御するから、バルブタイミングを目標よりも進角側に制御した結果、吸気バルブ１０５の開時期ＩＶＯが目標よりも早まると、吸気バルブ１０５とピストン１０８との干渉が発生する可能性がある。
【００７７】
これに対し、選択部５０８が、入力した２つの回転量データのうちの大きい方を選択すれば、実際よりも変化量ΔＲＡが遅角側に誤検出されることを抑制でき、以って、吸気バルブ１０５のバルブタイミングの過進角によるピストン干渉の発生を抑制できる。
クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４、モータ回転角センサ２１０について異常の有無の診断は、センサ間での検出結果の整合性の判断や、各センサのパルス周期の検出などの公知の故障診断技術を適宜用いて行われる。
【００７８】
また、図５に示した例では、選択部５０８は、角度変化量ΔＡＳＰ１，ΔＡＳＰ２の大きい方を選択するが、例えば、可変バルブタイミング機構１１４が最進角側に制御されても吸気バルブ１０５とピストン１０８との干渉が発生せず、最遅角側に制御されて吸気ルブ１０５の閉時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣ以後に遅れることで、内燃機関１０１の吸入空気量が不足する可能性がある場合には、選択部５０８は角度変化量ΔＡＳＰ１，ΔＡＳＰ２のうちの小さい方を選択する構成とすることができる。
【００７９】
選択部５０８が角度変化量ΔＡＳＰ１，ΔＡＳＰ２の小さい方を選択すれば、実際よりも変化量ΔＲＡが進角側に誤検出されることを抑制でき、以って、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが過遅角されてしまうことを抑制できる。
なお、選択部５０８が角度変化量ΔＡＳＰ１，ΔＡＳＰ２の小さい方を選択する場合でも、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４とのいずれかに断線などが発生し、角度変化量ΔＡＳＰ１，ΔＡＳＰ２のいずれか一方が零に算出される場合には、正常な側の角度変化量ΔＡＳＰに基づいて変化量ΔＲＡを演算させる構成とすることができる。
【００８０】
また、図６、図７に示すように、クランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ２）とカム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ１）との大きい方と、クランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ２）と、カム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ１）とのいずれか１つを、クランク角センサ２０３の故障診断の結果及びカム角センサ２０４の故障診断の結果に基づき選択し、偏差演算部５１２に出力する構成とすることができる。
【００８１】
図６において、選択部５０８は、クランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ２）とカム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ１）との大きい方を選択し、出力切替え部５２０に出力する。
出力切替え部５２０は、選択部５０８の出力と、クランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ２）と、カム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ１）とを入力すると共に、クランク角センサ２０３の故障診断の結果及びカム角センサ２０４の故障診断の結果に基づく選択指令信号ＳＷを入力し、選択指令信号ＳＷに基づき３つの入力信号のいずれか１つを選択して偏差演算部５１２に出力する。
【００８２】
選択指令信号ＳＷは、図７に示すように、クランク角センサ２０３の故障診断の結果及びカム角センサ２０４の故障診断の結果に応じて３種類の信号に切り替えられる。
具体的には、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４について故障発生が確定する前であれば、選択指令信号ＳＷは選択部５０８の出力を選択する指令として設定され、クランク角センサ２０３の故障が確定されると選択指令信号ＳＷはカム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ１）を選択する指令として設定され、カム角センサ２０４の故障が確定されると選択指令信号ＳＷはクランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量（角度変化量ΔＡＳＰ２）を選択する指令として設定される。
【００８３】
つまり、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４について故障発生が診断されていない状態では、クランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量とカム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量との大きい方を選択し、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４とのいずれか一方について故障の発生が診断されると、正常である側のセンサ出力に基づくスプロケット１の回転量を選択するように構成される。
これにより、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４とのいずれか一方が故障したときに、正常なセンサの出力に基づくスプロケット１の回転量を安定して出力させることができ、制御の信頼性を向上させることができる。
【００８４】
また、選択部５０８は、クランク角センサ２０３の故障診断の結果とカム角センサ２０４の故障診断の結果とに基づき、双方のセンサが正常である場合にクランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量の検出値を出力し、カム角センサ２０４の故障発生が診断された場合にクランク角信号ＰＯＳに基づくスプロケット１の回転量の検出値を出力し、クランク角センサ２０３の故障発生が診断された場合にカム角信号ＣＡＭに基づくスプロケット１の回転量の検出値を出力する構成とすることができる。
【００８５】
また、排気バルブ１１０のバルブ作動角の位相を可変とする排気側可変バルブタイミング機構と、排気カムシャフトの回転角信号ＣＡＭを出力する排気側カム角センサ２０４Ｅとを備える内燃機関１０１では、図８に示すように、角度変化量ΔＡＳＰ１を排気側カム角センサ２０４Ｅの出力に基づき演算させ、係る角度変化量ΔＡＳＰ１を選択部５０８などに出力する構成とすることができる。
つまり、図８において、ＣＡＭ周期演算部５０２Ｅは、排気側カム角センサ２０４Ｅが出力する回転角信号ＣＡＭＥの入力に基づく割り込み処理によって、回転角信号ＣＡＭＥの発生周期であるＣＡＭ周期ＴＲＥＦＥ（ms）を計測し、回転量演算部５０４Ｅは、所定時間Δｔ毎の割り込み処理により、ＣＡＭ周期演算部５０２Ｅで最新に演算されたＣＡＭ周期ＴＲＥＦＥを読み込み、読み込んだＣＡＭ周期ＴＲＥＦＥからスプロケット１の所定時間Δｔ当たりの角度変化量ΔＡＳＰ１（deg）を演算する。
【００８６】
そして、図８の構成を採用する場合、吸気側カム角センサ２０４の故障が確定（診断）された場合、排気側可変バルブタイミング機構による排気バルブ１１０のバルブ作動角の位相変化を停止させ、位相を予め設定されたデフォルト位置（例えば最遅角位置）や診断確定時点での位相などに固定することができる。
これにより、排気側カム角センサ２０４Ｅの出力に基づく角度変化量ΔＡＳＰ１の演算精度が向上し、吸気側カム角センサ２０４の故障状態での可変バルブタイミング機構１１４の制御精度が向上する。
なお、上記構成とした場合、吸気側カム角センサ２０４が故障することで排気側可変バルブタイミング機構の動作が停止することになるが、吸気側可変バルブタイミング機構の動作を停止させる場合よりも、内燃機関１０１の運転性への影響は小さい。
【００８７】
また、積算処理部５１４は、変化量ΔＲＡの積算値に基づく実相対回転位相角ＲＡの検出値を、回転角信号ＣＡＭが発生する毎に実相対回転位相角ＲＡ１に基づいて校正するが、角度変化量ΔＡＳＰ１＞角度変化量ΔＡＳＰ２であって選択部５０８が角度変化量ΔＡＳＰ１を選択して出力する場合に、実相対回転位相角ＲＡ１に基づく実相対回転位相角ＲＡの校正処理を停止させることができる。
つまり、角度変化量ΔＡＳＰ１＞角度変化量ΔＡＳＰ２である場合は、クランク角センサ２０３に故障が発生していると考えられ、実相対回転位相角ＲＡ１の精度が低下するため、実相対回転位相角ＲＡ１に基づく実相対回転位相角ＲＡの校正処理を停止させることで、実相対回転位相角ＲＡが誤って校正されることを抑制できるようになる。
【００８８】
また、図５の機能ブロック図では、カム角センサ２０４が出力する回転角信号ＣＡＭの発生周期であるＣＡＭ周期ＴＲＥＦ（ms）を計測するＣＡＭ周期演算部５０２と、ＣＡＭ周期演算部５０２が演算したＣＡＭ周期ＴＲＥＦに基づき角度変化量ΔＡＳＰ１（deg）を演算する回転量演算部５０４とを有するが、これらのＣＡＭ周期演算部５０２、回転量演算部５０４に代えて、図９に示すように、ＣＡＭカウント部５２１とカウント変化量演算部５２２とを備えることができる。
ＣＡＭカウント部５２１は、カム角センサ２０４が回転角信号ＣＡＭを出力する毎にカウンタの値を増加させ、カウント変化量演算部５２２は、前回（所定時間Δｔ前に）読み込んだカウンタの値と今回読み込んだカウンタの値との差を、所定時間Δｔ当たりにおけるカウンタの変化量として演算し、この変化量を角度変化量ΔＡＳＰ１に変換する。
【００８９】
また、図５の機能ブロック図では、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳが入力される毎にカウンタを増加させるＰＯＳカウント部５０３と、ＰＯＳカウント部５０３によって更新されるカウント値ＮＰＯＳを読み込み、所定時間Δｔ当たりにおけるカウント値ＮＰＯＳの変化量ΔＮＰＯＳを演算するカウント変化量演算部５０５とを有するが、これらのＰＯＳカウント部５０３、カウント変化量演算部５０５に代えて、図１０に示すように、ＰＯＳ周期演算部５２３と回転量演算部５２４とを備えることができる。
ＰＯＳ周期演算部５２３は、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳの発生周期（ms）を計測し、回転量演算部５２４は、ＰＯＳ周期演算部５２３が演算したＰＯＳ周期ＴＰＯＳを変化量ΔＮＰＯＳ（若しくは角度変化量ΔＡＳＰ２）に変換する。
【００９０】
また、可変バルブタイミング機構１１４がモータ軸を機関回転方向と逆方向に回転させることで位相を進角させる構成の場合は、前述した図５の機能ブロック図に従って可変バルブタイミング機構１１４を操作することができるが、可変バルブタイミング機構１１４がモータ軸を機関回転方向と同方向に回転させることで位相を進角させる構成の場合は、図１１に示す機能ブロック図に従って可変バルブタイミング機構１１４を操作することができる。
【００９１】
図１１の機能ブロック図は、選択部５０８及び変換部５１３の構成が図５の機能ブロック図と異なる。
具体的には、図１１の機能ブロック図に示す選択部５０８Ｓは、角度変化量ΔＡＳＰ１（deg）と角度変化量ΔＡＳＰ２（deg）との小さい方、換言すれば、カム角センサ２０４が出力する回転信号ＣＡＭに基づき求めた所定時間Δｔ当たりのスプロケット１の回転量と、クランク角センサ２０３が出力する回転信号ＰＯＳに基づき求めた所定時間Δｔ当たりのスプロケット１の回転量との小さいを選択し、最終的な角度変化量ΔＡＳＰ（スプロケット１の所定時間Δｔ当たりの回転量）として出力する。
図１１の機能ブロック図に示す変換部５１３Ｓでは、角度変化量偏差ΔＡの正負を反転させる必要がないので、角度変化量偏差ΔＡに「１」を乗算する処理を行い、減速機８の減速比Ｇによる補正処理及び単位変換処理については、図５の場合と同様な処理を行う。
【００９２】
また、カム角センサ２０４又はクランク角センサ２０３の故障が診断（確定）された場合に、その後の位相検出精度を向上させるために、可変バルブタイミング機構１１４をデフォルト位置（例えば、ストッパで位置決めされる最遅角位置又は最進角位置）に制御し、積算処理部５１４における変化量ΔＲＡの積算値を初期値（例えば、零）にクリアさせることができる。
図１２のタイムチャートは、上記の故障診断に基づくデフォルト制御及び積算値のクリア処理の一例を示す。
【００９３】
図１２において、時刻ｔ１に達するまでの期間（故障発生が確定されるまでの間）では、積算部５１４の出力に基づき可変バルブタイミング機構１１４を制御し、時刻ｔ１にてカム角センサ２０４又はクランク角センサ２０３の故障が診断（確定）されると、可変バルブタイミング機構１１４のデフォルト位置に向けた制御（デフォルト制御）を開始させる。
そして、時刻ｔ２で、可変バルブタイミング機構１１４がデフォルト位置に達したことが検出されると、変化量ΔＲＡの積算値を初期値に更新してから、目標位相角ＴＡに実位相角を近づける制御（通常制御）を再開させる。
【００９４】
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。
例えば、制御装置２０１は、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４、モータ回転角センサ２１０のうちの２つ乃至３つに異常が発生したときには、実回転位相の検出が不能になるので、可変バルブタイミング機構１１４による回転位相が初期位置（最遅角位置又は最進角位置）に戻るようにモータ１２を制御することができる。
【００９５】
また、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においても、クランク角センサ２０３、排気カムシャフトの回転角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ、モータ回転角センサ２１０のうちのいずれか１つに異常が発生したときに、正常な２つのセンサの出力に基づきクランクシャフト１０９に対する排気カムシャフトの回転位相を検出する構成とすることができる。
【００９６】
また、クランク角センサ２０３とカム角センサ２０４とのいずれか一方が故障し、実相対回転位相角ＲＡ１の検出が不能になった場合には、センサ正常状態での目標回転位相に代えて故障発生状態での目標回転位相を設定し、変化量ΔＲＡに基づき更新される実回転位相が故障時用目標値に近づくように可変バルブタイミング機構１１４（モータ１２）を制御することができる。
【００９７】
また、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４、モータ回転角センサ２１０のうちの１つに異常が発生したときに、目標回転位相の可変範囲を正常時よりも狭く制限することで、過進角又は過遅角を抑制することができる。
【００９８】
また、可変バルブタイミング機構と共に、吸気バルブ又は排気バルブの作動角を可変とする可変作動角機構を備えることができる。そして、可変バルブタイミング機構及び可変作動角機構を備える内燃機関１０１において、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４、モータ回転角センサ２１０のうちの１つに異常が発生したときに、可変作動角機構による作動角の増大変化を正常時よりも制限して、ピストン干渉の発生を抑制することができる。
【００９９】
また、選択部５０８が２つの回転量のうちの大きい方を選択する構成において、一方の回転量が上限値よりも大きい回転量であるときには、逆に小さい方を選択するよう構成し、センサ若しくはセンサ信号の処理回路の異常などによって異常に高い回転量が演算されたときに、回転量の選択が誤ってなされることを抑制することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１２…モータ、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】
2015140765.tif 000003
【図２】
2015140765.tif 000004
【図３】
2015140765.tif 000005
【図４】
2015140765.tif 000006
【図５】
2015140765.tif 000007
【図６】
2015140765.tif 000008
【図７】
2015140765.tif 000009
【図８】
2015140765.tif 000010
【図９】
2015140765.tif 000011
【図１０】
2015140765.tif 000012
【図１１】
2015140765.tif 000013
【図１２】
2015140765.tif 000014