(57)【要約】【課題】ＶＴＣ過熱保護とエンジン性能確保との両立性を向上させる。【解決手段】ＶＴＣのカム位相を変更するアクチュエータのエンジン始動時からの操作量履歴に基づいて遂次演算される統計値に対して閾値を設定して、統計値と閾値との大小比較からアクチュエータ過熱保護のためのＶＴＣ駆動制限を実施するか否かを判定する。閾値はエンジン始動時におけるアクチュエータの温度状態により異なるので、アクチュエータ内部の雰囲気温度がエンジン始動時に所定温度Ｔα以上であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。雰囲気温度が所定温度Ｔα以上である場合、閾値を閾値αhiに設定する（Ｓ２０２）。雰囲気温度が所定温度Ｔα未満である場合、アクチュエータの耐熱限界に対する統計値の許容量に余裕が生まれるので、閾値αを、閾値αhiよりも大きい閾値αloに設定する（Ｓ２０３）。これにより、過熱保護が不要な場合にＶＴＣの駆動を制限する頻度が低減する。【選択図】図６
2015059550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動アクチュエータによりカム位相を変更する可変バルブタイミング機構の制御装置であって、
エンジンを始動したときの前記電動アクチュエータの温度状態に応じて設定される閾値と、前記エンジンを始動してからの前記電動アクチュエータの操作量の履歴と、に基づいて、前記電動アクチュエータの駆動を制限することを特徴とする可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項２】
前記エンジンを始動するのに必要なバルブタイミングとなるように前記カム位相を変更する場合には前記電動アクチュエータの駆動を制限せず、前記エンジンが始動した場合にはじめて、前記閾値と前記操作量の履歴とに基づいて前記電動アクチュエータの駆動を制限することを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンを始動するときの前記電動アクチュエータの温度状態は、前記エンジンが停止している間における前記エンジンの温度状態の変化量に基づいて推定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【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変化させることで、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブタイミング（開閉タイミング）を変更する、可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン運転状態に応じてバルブタイミングを変更するため、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を電動アクチュエータの駆動により変化させるＶＴＣの制御装置として、例えば、特許文献１に記載されるように、電動アクチュエータの操作量履歴に基づいてＶＴＣの駆動を制限し、電動アクチュエータの過熱を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６４１９８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電動アクチュエータが過熱状態にあるか否かは、エンジンを始動してからの電動アクチュエータの操作量による自己発熱のみならず、エンジン始動時における電動アクチュエータの温度状態からも影響を受けるため、かかる温度状態を考慮せずに、電動アクチュエータが過熱状態であるか否かを判断すると、電動アクチュエータの過熱保護に不要な場合においてもＶＴＣの駆動を制限してしまい、ＶＴＣの応答性低下を招いてエンジン性能を低下させるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、電動アクチュエータの過熱保護とＶＴＣによるエンジン性能確保との両立性を向上させた、ＶＴＣの制御装置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】
【０００６】
このため、本発明に係る可変バルブタイミング機構の制御装置は、電動アクチュエータによりカム位相を変更するものであって、エンジンを始動したときの電動アクチュエータの温度状態に応じて設定される閾値と、エンジンを始動してからの電動アクチュエータの操作量の履歴と、に基づいて、電動アクチュエータの駆動を制限している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の可変バルブタイミング機構の制御装置によれば、電動アクチュエータの過熱保護とＶＴＣによるエンジン性能確保との両立性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両用エンジンシステムの一例を示す構成図である。
【図２】ＶＴＣの一例についての詳細を示す斜視図である。
【図３】制御プログラムのメインルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】エンジン始動時制御サブルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】あるエンジン始動時温度におけるＶＴＣ駆動制限範囲を示す概念図である。
【図６】別のエンジン始動時温度におけるＶＴＣ駆動制限範囲を示す概念図である。
【図７】エンジン通常時制御サブルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】エンジン停止時制御サブルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】駆動時間に応じて変化するＶＴＣ駆動制限の閾値を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、本実施形態に係るＶＴＣの制御装置が適用される、車両用エンジンのシステム構成の一例を示す。
【００１０】
［車両用エンジンのシステム］
エンジン１０は、例えば、直列４気筒ガソリンエンジンであり、各気筒に吸気（吸入空気）を導入するための吸気管１２には、エンジン１０の負荷の一例としての吸気流量Ｑを検出する吸気流量センサ１４が取り付けられている。吸気流量センサ１４としては、例えば、エアフローメータなどの熱線式流量計を使用することができる。なお、エンジン１０の負荷としては、吸気流量Ｑに限らず、例えば、吸気負圧、過給圧力、スロットル開度、アクセル開度など、トルクと密接に関連する状態量を使用することができる。
【００１１】
各気筒の燃焼室１６に吸気を導入する吸気ポート１８には、その開口を開閉する吸気弁２０が配設されている。吸気弁２０の吸気上流に位置する吸気管１２には、吸気ポート１８に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２２が取り付けられている。燃料噴射弁２２は、電磁コイルへの通電によって磁気吸引力が発生すると、スプリングによって閉弁方向に付勢されている弁体がリフトして開弁し、燃料を噴射する、電磁式の噴射弁である。燃料噴射弁２２には、その開弁時間に比例した燃料が噴射されるように、所定圧力に調圧された燃料が供給されている。
【００１２】
燃料噴射弁２２から噴射された燃料は、吸気ポート１８と吸気弁２０との隙間を介して燃焼室１６に吸気と共に導入され、点火プラグ２４の火花点火によって着火燃焼し、その燃焼による圧力がピストン２６をクランクシャフト（図示省略）に向けて押し下げることで、クランクシャフトを回転駆動させる。
【００１３】
また、燃焼室１６から排気を導出する排気ポート２８には、その開口を開閉する排気弁３０が配設され、排気弁３０が開弁することで、排気ポート２８と排気弁３０との隙間を介して、排気が排気管３２へと排出される。排気管３２には、触媒コンバータ３４が配設されており、排気中の有害物質は、触媒コンバータ３４によって無害成分に浄化された後、排気管３２の終端開口から大気中に放出される。ここで、触媒コンバータ３４としては、例えば、排気中のＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）を同時に浄化する三元触媒を使用することができる。
【００１４】
吸気弁２０を開閉駆動する吸気カムシャフト３６の端部には、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３６の回転位相を変化させることで、吸気弁２０のバルブタイミングを変更するＶＴＣ３８が取り付けられている。ＶＴＣ３８は、図２に示すように、クランクシャフトの回転駆動力を伝達するカムチェーンが巻き回されるカムスプロケット３８Ａと一体化され、減速機が内蔵された電動モータ３８Ｂ（電動アクチュエータ）により、カムスプロケット３８Ａに対して吸気カムシャフト３６を相対回転させることで、バルブタイミングを進角又は遅角させる。ここで、図２において符号３８Ｃで示すものは、電動モータ３８Ｂへ電力を供給するハーネスを接続するためのコネクタである。
なお、ＶＴＣ３８は、吸気弁２０に限らず、吸気弁２０及び排気弁３０の少なくとも一方に備え付けられていればよい。
【００１５】
燃料噴射弁２２，点火プラグ２４及びＶＴＣ３８は、マイクロコンピュータを内蔵した電子制御装置４０によって制御される。電子制御装置４０は、各種センサからの信号を入力し、予め記憶された制御プログラムに従って、燃料噴射弁２２，点火プラグ２４及びＶＴＣ３８の各操作量を決定し出力する。燃料噴射弁２２による燃料噴射制御においては、例えば、各気筒の吸気行程に合わせて個別の燃料噴射を行う、いわゆる「シーケンシャル噴射制御」が行われる。なお、ＶＴＣ３８の制御は、電子制御装置４０とは異なる別体の電子制御装置で行うようにしてもよい。
【００１６】
電子制御装置４０には、吸気流量センサ１４の信号に加え、エンジン１０の冷却水温度（水温）Ｔｗを検出する水温センサ４２、エンジン１０の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ４４、クランクシャフトの回転角度（基準位置からの角度）θCRKを検出するクランク角度センサ４６、吸気カムシャフト３６の回転角度θCAMを検出するカム角度センサ４８の各信号が入力される。また、電子制御装置４０には、スタータスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を入力可能なように、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークを介して、エンジン１０を電子制御するエンジン制御装置５０と接続されている。なお、吸気流量Ｑ，水温Ｔｗ，回転速度Ｎｅ，クランクシャフトの回転角度θCRK及び吸気カムシャフト３６の回転角度θCAMは、各センサから読み込む代わりに、エンジン制御装置５０から読み込むようにしてもよい。
【００１７】
電子制御装置４０は、後述するＶＴＣ３８の制御に加え、次のように、燃料噴射弁２２及び点火プラグ２４を制御する。即ち、電子制御装置４０は、吸気流量センサ１４及び回転速度センサ４４から吸気流量Ｑ及び回転速度Ｎｅを夫々読み込み、これらに基づいてエンジン運転状態に応じた基本燃料噴射量を算出する。また、電子制御装置４０は、水温センサ４２から水温Ｔｗを読み込み、基本燃料噴射量を水温Ｔｗなどで補正した燃料噴射量を算出する。そして、電子制御装置４０は、エンジン運転状態に応じたタイミングで、燃料噴射量に応じた燃料を燃料噴射弁２２から噴射し、点火プラグ２４を適宜作動させて燃料と吸気との混合気を着火燃焼させる。このとき、電子制御装置４０は、図示省略の空燃比センサから空燃比を読み込み、排気中の空燃比が理論空燃比に近づくように、燃料噴射弁２２をフィードバック制御する。
次に、電子制御装置４０が制御プログラムに従って実行するＶＴＣ３８の制御処理内容について説明する。
【００１８】
［制御プログラムによる制御処理］
（メインルーチン）
図３は、電子制御装置４０の作動中に、電子制御装置４０がΔｔごとに繰り返し実行する制御プログラムのメインルーチンの一例を示す。
ステップ１０１（図では「Ｓ１０１」と略記する。以下同様。）では、電子制御装置４０が、例えば、エンジン制御装置５０からスタータスイッチの信号を読み込み、これがＯＦＦからＯＮに変化したか否かを介して、エンジン１０の始動指令があったか否かを判定する。そして、電子制御装置４０は、エンジン１０の始動指令があったと判定すれば処理をステップ１０２へと進める一方（Ｙｅｓ）、エンジン１０の始動指令がないと判定すれば処理をステップ１０４へと進める（Ｎｏ）。
【００１９】
ステップ１０２では、エンジンの運転状態を示す運転状態フラグＦを、エンジン１０の始動を意味する１に設定する（Ｆ＝１）。
ステップ１０３では、電子制御装置４０が、エンジン始動時の制御を行うサブルーチン（詳細については後述する）を実行する。
【００２０】
ステップ１０４では、電子制御装置４０が、例えば、エンジン制御装置５０からスタータスイッチの信号を読み込み、これがＯＮからＯＦＦに変化したか否かを介して、エンジン１０の停止指令があったか否かを判定する。そして、電子制御装置４０は、エンジン１０の停止指令があったと判定すれば処理をステップ１０５へと進める一方（Ｙｅｓ）、エンジン１０の停止指令がないと判定すれば処理をステップ１０７へと進める（Ｎｏ）。
【００２１】
ステップ１０５では、運転状態フラグＦを、エンジン１０の停止を意味する０に設定する（Ｆ＝０）。
ステップ１０６では、電子制御装置４０が、エンジン停止時の制御を行うサブルーチン（詳細については後述する）を実行する。
【００２２】
ステップ１０７では運転状態フラグＦの値が０あるいは１であるかを判定する。
Ｆ＝１であると判定すれば、エンジン１０の始動が開始されたので、処理をステップ１０８へ進める一方（Ｆ＝１）、Ｆ＝０であると判定すれば、エンジン１０の停止が開始されたので、ステップ１０８を実行することなく本メインルーチンを終了する。
【００２３】
ステップ１０８では、電子制御装置４０が、通常時の制御、即ち、エンジン停止時又はエンジン始動時の制御ではない、エンジン稼働中の制御を行うサブルーチン（詳細については後述する）を実行する。
【００２４】
かかるメインルーチンによれば、エンジン停止指令があった場合には、エンジン停止時の制御が実行され、エンジン始動指令があった場合には、エンジン始動時の制御が実行される。また、エンジン停止指令又はエンジン始動指令がない場合には、運転状態フラグＦの値に応じて、エンジン稼働中の通常時の処理が実行される。
【００２５】
（エンジン始動時の制御を行うサブルーチン）
図４は、電子制御装置４０が実行する、エンジン始動時の制御を行うサブルーチンの一例を示す。
ステップ２０１では、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα以上であるか否かを判定し、電動モータ３８Ｂ内部の温度状態を判断する。
【００２６】
電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を実測するのが困難である場合には、電子制御装置４０は、電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を様々な方法により推定し、推定した雰囲気温度に基づいて、本ステップの判定を行う。
【００２７】
雰囲気温度の推定方法としては、例えば、本ステップを行う前に最後にステップ１０４でエンジン停止指令信号があったと判定されたときから本サブルーチンの直前にステップ１０１でエンジン始動指令信号があったと判定されたときまで、すなわち、本サブルーチンを実行する直前までエンジン１０が停止していた停止時間（以下、「前回停止時間」という）の水温Ｔｗや油温などのエンジン１０の温度状態の変化量に基づいて、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を推定してもよい。この場合、エンジン１０の温度状態の変化量が大きくなるほどエンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が低くなり、環境温度の変化量が小さくなるほどエンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が高くなると推定する。
【００２８】
別の推定方法としては、例えば、内蔵するタイマにより前回停止時間を計測することにより、この前回停止時間に基づいてエンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を推定してもよい。なお、電子制御装置４０に内蔵されるタイマは、車載バッテリからの常時給電によりエンジン１０が停止している状態でも作動するように構成される。この場合には、前回停止時間が長くなるほどエンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が低くなり、前回停止時間が短くなるほどエンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が高くなると推定する。
【００２９】
さらに別の推定方法としては、例えば、前回停止時間中に電動モータ３８Ｂのコイル抵抗がどの程度変化したかを示す抵抗変化量に基づいて、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を推定してもよい。この場合には、抵抗変化量が大きくなるほどエンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が低くなり、抵抗変化量が小さくなるほどエンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が高くなると推定する。
雰囲気温度の推定方法には、前述のもの以外に、公知の様々な方法を採用することができ、また、これらの推定方法は、単独で、あるいは組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
雰囲気温度の推定精度を向上させるために、ＶＴＣ３８周囲の環境温度を考慮して、例えば、前記停止時間中における吸気温度の変化量に応じて、推定された雰囲気温度を補正してもよい。これに加えて、又はこれとは別に、本サブルーチンを実行する前に、最後にＶＴＣ３８を駆動したときのＶＴＣ３８の駆動時間における操作量履歴を考慮して、推定された雰囲気温度を補正してもよい。
【００３１】
ステップ２０１において、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα以上であると判定された場合、ステップ２０２へ処理を進める（Ｙｅｓ）。一方、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα未満であると判定された場合、ステップ２０３へ処理を進める（Ｎｏ）。
【００３２】
ステップ２０２では、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα以上と判定された場合において、ＶＴＣ３８の駆動を制限するか否かを判定するための基準となる閾値αを閾値αhiに設定する。なお、ＶＴＣ３８の駆動を制限するか否かを判定するＶＴＣ３８に対する駆動制限判定は、後述するように、通常時の制御を行うサブルーチンにおいて行われる。
【００３３】
ここで、閾値αをαhiに設定する具体的方法について説明する。
図５は、ＶＴＣ３８の駆動時間Ｓとこの駆動時間中における電動モータ３８Ｂの操作量の履歴に基づく統計量（以下、「操作量統計値」という）Ｐとで規定される座標系において、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα以上である場合に電動モータ３８Ｂの耐熱限界からＶＴＣ３８の駆動を制限する必要のある駆動制限範囲、換言すれば、ＶＴＣ３８の駆動を制限する必要のない非駆動制限範囲（図中の斜線部）を示している。
【００３４】
操作量統計値Ｐとは、例えば、電動モータ３８Ｂに印加するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティ比や、駆動電圧、駆動電流など、駆動時間中において遂次演算して得られた電動モータ３８Ｂの操作量の集合に、例えば、平均化、実効値化などの統計処理を施して得られる代表値である。
【００３５】
電動モータ３８Ｂの耐熱限界は、駆動時間が長くなるにつれて操作量統計値が小さくなる曲線の関数となるが、駆動制限範囲と非駆動制限範囲とを画する操作量統計値の閾値αとしては、例えば、車両に搭載された燃料タンクの容量などに基づいて、エンジンを連続して稼働させることができる最大時間をＶＴＣ３８の駆動時間としたときの耐熱限界における操作量統計値とすることができる。要するに、閾値αは、ＶＴＣ３８の駆動時間にかかわらず、操作量統計値が電動モータ３８Ｂの耐熱限界を超えない上限値であればよい。
【００３６】
閾値αは、実験あるいはシミュレーションなどの解析結果に基づいて、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度と対応付けられた閾値マップとして、予めフラッシュＲＯＭなどに記憶されている。
【００３７】
本実施形態の閾値マップにおいて、閾値αは、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα以上である場合、閾値αhiとして記憶されているので、ステップ２０１で電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα以上であると判定された場合には、閾値マップを参照して閾値αhiを設定する。
【００３８】
ステップ２０３では、電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα未満と判定された場合のＶＴＣ３８に対する駆動制限判定の閾値αを閾値αloに設定する。なお、閾値αloは、後述するように、通常時の制御を行うサブルーチンにおいて用いられる。
【００３９】
閾値αをαloに設定する具体的方法は、前述の閾値αhiの設定の場合と同様であるが、閾値αが異なる理由について説明する。
図６は、ＶＴＣ３８の駆動時間と操作量統計値との座標系において、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα未満である場合のＶＴＣ３８の非駆動制限範囲（図中の斜線部分）を示している。
【００４０】
図中の点線曲線は、図５における電動モータ３８Ｂの耐熱限界を示しているが、図５に比べると図６の方が、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度低下によって余裕が生まれた分、耐熱限界に対して許容できる操作量統計値が各駆動時間において上昇する。したがって、閾値αもαhi（図中の点線直線）からαloへ上昇して、非駆動制限範囲が広くなる、すなわち、駆動制限範囲が狭くなる。
【００４１】
本実施形態の閾値マップにおいて、閾値αは、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα未満である場合、閾値αloとして記憶されているので、ステップ２０１で電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα未満であると判定された場合には、閾値マップを参照して閾値αloを設定する。
【００４２】
かかるエンジン始動時のサブルーチンによれば、まず、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の温度状態を判断しているので、ＶＴＣ３８の駆動を制限するか否かを判定するための基準となる閾値αを、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度に応じて、設定することができる。
【００４３】
（通常時の制御を行うサブルーチン）
図７は、電子制御装置４０が実行する、通常時の制御を行うサブルーチンの一例を示す。なお、ステップ１０５において、フラグＦが０から１に変化した後、すなわち、エンジン１０の停止指令があってから再び始動指令があった場合、最初に本サブルーチンを実行するときには、後述する電動モータ３８Ｂの操作量履歴は初期化されているものとする。
【００４４】
ステップ３０１では、電子制御装置４０が、エンジン運転状態に応じたＶＴＣ３８の目標角度を演算する。即ち、電子制御装置４０は、吸気流量センサ１４，水温センサ４２及び回転速度センサ４４から、吸気流量Ｑ，水温Ｔｗ及び回転速度Ｎｅを夫々読み込む。そして、電子制御装置４０は、例えば、水温ごとに回転速度及び吸気流量に応じた目標角度が設定されたテーブルを参照し、水温Ｔｗ，回転速度Ｎｅ及び吸気流量Ｑに応じた目標角度を求める。
【００４５】
ステップ３０２では、電子制御装置４０が、ＶＴＣ３８の実角度（基準位置からの実際の角度）を演算する。即ち、電子制御装置４０は、クランク角度センサ４６及びカム角度センサ４８から、クランクシャフトの回転角度θCRK及び吸気カムシャフト３６の回転角度θCAMを夫々読み込む。そして、電子制御装置４０は、例えば、吸気カムシャフト３６の回転角度θCAMからクランクシャフトの回転角度θCRKを減算することで、進角側を正値とした、ＶＴＣ３８の実角度を求める。
【００４６】
ステップ３０３では、電子制御装置４０が、ＶＴＣ３８の目標角度と実角度との偏差に基づいて、電動モータ３８Ｂの操作量を演算する。演算された電動モータ３８Ｂの操作量は、遂次内蔵するＲＡＭ（Random Access Memory）などに操作量履歴として記憶されていく。操作量履歴は、エンジン１０の始動後、本ステップにおける操作量の記憶により遂次更新されていくが、エンジン１０の停止指令があったとき、又は、再度、エンジン１０の始動指令があったときには消去される。例えば、記憶された操作量履歴は、ステップ１０５においてフラグＦが０に設定されたとき、あるいは、ステップ１０２においてフラグＦが１に設定されたとき、のいずれか一方又は両方において消去されてもよい。
【００４７】
ステップ３０４では、ステップ３０３で毎回演算され記憶された操作量履歴に基づいて、電動モータ３８Ｂの操作量統計値Ｐを演算する。
【００４８】
例えば、操作量統計値Ｐが、操作量履歴における操作量の集合を平均化した値であるとすると、電動モータ３８Ｂの操作量を電動モータ３８Ｂに印加するＰＷＭ信号のデューティ比Ｄとして、フラグＦが０から１に変化した後、本サブルーチンの実行を開始してｎ回目の操作量履歴が｛Ｄ1，Ｄ２，…，Ｄk，…，Ｄn｝である場合、操作量統計値Ｐは、Ｐ＝（Ｄ1＋Ｄ２＋…＋Ｄk＋…＋Ｄn）／ｎなる式により演算される。
【００４９】
また、操作量統計値Ｐが、操作量履歴における操作量の集合を実効値化した値であるとすると、電動モータ３８Ｂの操作量を駆動電流Ｉとして、フラグＦが０から１に変化した後、本サブルーチンの実行を開始してｎ回目の操作量履歴が｛Ｉ1，Ｉ２，…，Ｉk，…，Ｉn｝である場合、操作量統計値Ｐは、Ｐ＝｛（Ｉ12＋Ｉ22＋…＋Ｉk2＋…＋Ｉn2）／ｎ｝1/2なる式により演算される。
【００５０】
ステップ３０５では、操作量統計値Ｐが閾値α未満であるか否かを判定する。ここで閾値αは、前述のように、エンジン始動時の制御を行うサブルーチンで設定された閾値αhi又は閾値αloのうちいずれか一方を用いる。
【００５１】
操作量統計値Ｐが閾値α未満であると判定された場合にはステップ３０６へ進み（Ｙｅｓ）、一方、操作統計量Ｐが閾値α以上であると判定された場合にはステップ３０８へ進む（Ｎｏ）。
【００５２】
ステップ３０６では、前ステップにおいて、操作量統計値Ｐが駆動制限範囲の下限である閾値α未満であると判定されたため、ＶＴＣ３８の駆動を制限する必要がないので、ステップ３０３で演算された電動モータ３８Ｂの操作量をそのまま電動モータ３８Ｂへ出力する。
【００５３】
ステップ３０７では、電子制御装置４０が、ＶＴＣ３８の実角度が目標角度に到達したか否かを判定する。そして、電子制御装置４０は、実角度が目標角度に到達したと判定すれば処理を終了させる一方（Ｙｅｓ）、実角度が目標角度に到達していないと判定すれば処理をステップ３０２へと戻す（Ｎｏ）。
【００５４】
ステップ３０８では、ステップ３０５において、操作量統計値Ｐが駆動制限範囲の下限である閾値α以上であると判定されたため、ＶＴＣ３８の駆動を制限すべく、ステップ３０３で演算された電動モータ３８Ｂの操作量を修正して、修正した操作量を電動モータ３８Ｂへ出力する。
【００５５】
具体的には、例えば、電動モータ３８Ｂの耐熱保護を最優先する場合、電動モータ３８Ｂの操作量を０に修正してもよい。また、ＶＴＣ３８の機能発揮を重視する場合には、電動モータ３８Ｂの操作量をステップ３０３で演算された操作量よりも小さくして出力してもよい。
【００５６】
また、このように修正された修正操作量は、本ステップにおいて操作量を修正した後、直ちに出力されてもよい。
あるいは、修正操作量は、操作量を修正してから所定時間が経過した後、所定時間が経過するとともにエンジン回転速度が所定回転速度に達するまで、所定時間が経過するとともにエンジン回転速度が所定回転速度に達した後、ＶＴＣ３８の実角度が所定角度に到達した後、エンジン１０の油温若しくは水温が所定温度に到達した後、エンジン１０の油温若しくは水温が所定温度に到達するまで、メインルーチンの実行回数が所定回数に到達した後、又は、メインルーチンの実行回数が所定回数に到達するまで出力されてもよい。
【００５７】
ステップ３０９では、電動モータ３８Ｂの操作量履歴を修正する。
具体的には、ステップ３０３において演算され、操作量履歴に記憶された電動モータ３８Ｂの操作量を、ステップ３０８において修正した操作量に置き換えて記憶する。このようにするのは、ＶＴＣ３８の駆動を制限しても操作量統計値Ｐが低下せず、駆動の制限が解除されなくなるおそれがあるためである。
【００５８】
かかる通常時の制御によれば、ＶＴＣ３８が、エンジン運転状態に応じた目標角度に制御される。このため、エンジン運転状態に応じた目標角度を適切に設定することで、例えば、応答性，トルク，燃費などを向上させることができる。
【００５９】
また、ＶＴＣ３８の駆動を制限するか否かを判定するための基準となる閾値αを、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂの温度状態に応じて設定しているので、電動モータ３８Ｂが耐熱限界を超えないようにする過熱保護が不要な場合にＶＴＣの駆動を制限する頻度が低減する。したがって、電動モータ３８Ｂの過熱保護とＶＴＣ３８によるエンジン性能確保との両立性を向上させることができる。
【００６０】
（エンジン停止時の制御を行うサブルーチン）
図８は、電子制御装置４０が実行する、エンジン停止時の制御を行うサブルーチンの一例を示す。
ステップ４０１では、電子制御装置４０が、例えば、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）から制御値を読み出すことで、エンジン１０を始動するのに必要なバルブタイミングとなるＶＴＣ３８の目標角度を演算する。
【００６１】
ステップ４０２では、電子制御装置４０が、ステップ３０２と同様な方法で、ＶＴＣ３８の実角度を演算する。
ステップ４０３では、電子制御装置４０が、ＶＴＣ３８の目標角度と実角度との偏差に基づいて、ＶＴＣ３８の操作量（例えば、電動モータ３８Ｂを駆動するパルス幅変調信号のデューティ比、駆動電圧、又は実効電流など）を演算する。
【００６２】
ステップ４０４では、電子制御装置４０が、ＶＴＣ３８の操作量をアクチュエータとしての電動モータ３８Ｂに出力する。
ステップ４０５では、電子制御装置４０が、ＶＴＣ３８の実角度が目標角度に到達したか否かを判定する。そして、電子制御装置４０は、実角度が目標角度に到達したと判定すれば、本サブルーチンンを終了する一方（Ｙｅｓ）、実角度が目標角度に到達していないと判定すれば処理をステップ４０２へと戻す（Ｎｏ）。
【００６３】
かかるエンジン停止時の制御によれば、ＶＴＣ３８が、エンジン１０の始動に適した目標角度まで変更される。また、本サブルーチンでは、前述した通常時の制御を行うサブルーチンと異なり、ＶＴＣ３８の駆動を制限する処理を行っていない。このため、エンジン１０を再始動する場合に、エンジン１０の始動性を確保することができる。
【００６４】
なお、本サブルーチンは、エンジン停止時の制御として行ったが、エンジン停止時ではなくエンジン始動時の制御として行ってもよい。この場合でも、ＶＴＣ３８の駆動を制限する処理は行わないことにより、エンジン１０の始動性を確保する。また、このようなエンジン始動時の制御において、電動モータ３８Ｂの操作量を演算するたびにＲＡＭなどに記憶していき、操作量履歴を更新する。これにより、エンジン始動時の制御に引き続き実行される通常時の制御において、ＶＴＣ３８の駆動を制限する必要があるか否かの判断の正確性を向上させることができる。
【００６５】
前述の実施形態のうちエンジン始動時の制御を行うサブルーチンにおいて、閾値αは、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα以上と判定された場合のαhiと、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度が所定温度Ｔα未満と判定された場合のαloと、の２つの値に設定可能であったが、これに限定されない。すなわち、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を、３つ以上の温度領域に分類することにより、各分類について、異なる閾値を設定してもよい。
【００６６】
また、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を段階的に分類して、それぞれの温度領域について閾値を設定するのではなく、雰囲気温度の変化とともに閾値も連続的に変化するようにしてもよい。
【００６７】
前述の実施形態において、閾値αは、エンジン始動時の制御を行うサブルーチンにおいて、エンジン始動時における電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度に応じて設定される一定値として説明したが、駆動時間に応じて変化させるようにしてもよい。
【００６８】
例えば、エンジン始動時の制御を行うサブルーチンにおいて、エンジン始動時の電動モータ３８Ｂ内部の雰囲気温度を推定し、図９に示すように、この雰囲気温度に応じた電動モータ３８Ｂの耐熱限界に従って、例えば、メインルーチンの実行間隔Δｔごとなど、駆動時間Ｓに対して、閾値αがα1，α2，α3，α4，α5…と対応付けられた閾値マップを参照することにより、駆動時間Ｓに応じた閾値αを設定することができる。
【００６９】
このようにすれば、電動モータ３８Ｂの過熱保護が不要な場合にＶＴＣの駆動を制限する頻度がさらに低減する。したがって、電動モータ３８Ｂの過熱保護とＶＴＣ３８によるエンジン性能確保との両立性をさらに向上させることができる。
【００７０】
ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）前記エンジンを始動したときの前記電動アクチュエータの温度状態に応じて設定される閾値と、前記エンジンを始動してからの前記電動アクチュエータの操作量の履歴に応じた統計値と、の大小関係を判定し、前記統計値が前記閾値を超えたと判定された場合に前記電動アクチュエータの駆動を制限することを特徴とする可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、エンジン始動時における電動アクチュエータの温度状態に応じて、可変バルブタイミング機構の駆動を制限するか否かを判定するための基準となる閾値を設定して、電動アクチュエータの操作量履歴に基づく統計値が閾値を超えないか否かを判定しているので、電動アクチュエータが耐熱限界を超えないようにする過熱保護が不要な場合に可変バルブタイミング機構の駆動を制限する頻度が低減する。
【００７１】
（ロ）前記電動アクチュエータの駆動を制限することは、前記閾値と前記統計値との大小関係の判定後、所定期間経過後に行われることを特徴とする（イ）に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、エンジン始動を優先したい場合などに有効となる。
【００７２】
（ハ）前記エンジンの温度状態の変化量は、前記エンジンが停止していた停止時間の水温の変化量に基づいて推定されることを特徴とする請求項３に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、電動アクチュエータの温度状態を実測することが困難である場合でも、電動アクチュエータの温度状態を判断することができる。
【００７３】
（ニ）前記エンジンの温度状態の変化量は、前記エンジンが停止していた停止時間の油温の変化量に基づいて推定されることを特徴とする請求項３に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、電動アクチュエータの温度状態を実測することが困難である場合でも、電動アクチュエータの温度状態を判断することができる。
【００７４】
（ホ）前記エンジンの温度状態の変化量は、前記エンジンが停止していた停止時間に基づいて推定されることを特徴とする請求項３に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かから構成によれば、電動アクチュエータの温度状態を実測することが困難である場合でも、電動アクチュエータの温度状態を判断することができる。
【００７５】
（ヘ）前記エンジンを始動するときの前記電動アクチュエータの温度状態は、さらに、前記エンジンが前回稼働していた時間中における前記電動アクチュエータの操作量の履歴に基づいて推定されることを特徴とする請求項３、又は（イ）〜（ホ）のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、エンジンが停止している間におけるエンジンの温度状態の変化量に加えて、エンジンが前回可動している時間中における電動アクチュエータの操作量の履歴に基づいて、エンジンが始動するときの電動アクチュエータの温度状態を推定することができ、判断の精度が向上する。
【００７６】
（ト）前記エンジンが始動するときの前記電動アクチュエータの温度状態は、さらに、前記エンジンが停止したときと前記エンジンが始動したときの前記エンジンの吸気温度の変化量に基づいて推定されることを特徴とする請求項３、又は（イ）〜（ホ）のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、エンジンが停止している間におけるエンジンの温度状態の変化に加えて、エンジンが停止したときとエンジンが始動したときのエンジンの吸気温度の変化量に基づいて、エンジンが始動するときの電動アクチュエータの温度状態を推定することができ、判断の精度が向上する。
【００７７】
（チ）前記エンジンを始動したときの前記電動アクチュエータの温度状態に応じて設定される閾値は、前記温度状態の上昇に従って低く設定されることを特徴とする請求項１〜請求項３、又は、（イ）〜（ト）のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、エンジン始動時における電動アクチュエータの温度状態に応じて、可変バルブタイミング機構の駆動を制限するか否かを判定するための基準となる閾値を設定できるので、電動アクチュエータが耐熱限界を超えないようにする過熱保護が不要な場合に可変バルブタイミング機構の駆動を制限する頻度が低減する。
【００７８】
（リ）前記電動アクチュエータの駆動を制限することは、前記電動アクチュエータの動作の停止であることを特徴とする請求項１〜請求項３、又は（イ）〜（チ）のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、電動アクチュエータの過熱保護を最優先にする場合に有効である。
【００７９】
（ヌ）前記電動アクチュエータの駆動を制限することは、前記電動アクチュエータが動作を停止しない程度の操作量の低減であることを特徴とする請求項１〜請求項３、又は（イ）〜（チ）のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
かかる構成によれば、電動アクチュエータの過熱保護を実施しつつ、可変バルブタイミング機構の機能も発揮させたい場合に有効である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  エンジン
３６  吸気カムシャフト
３８  ＶＴＣ（可変バルブタイミング機構）
３８Ｂ  電動モータ
４０  電子制御装置
【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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【図９】
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