(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１１）のカム軸（１３）に回転力を伝達することにより内燃機関のクランク軸（１２）に対する前記カム軸の回転位相を変化させるモータ（２２）を制御する制御部（３０）を備え、
前記制御部は、
前記モータの回転速度に関連するパラメータに基づいて、現在から所定時間が経過した時点における前記モータの将来の回転速度を推定し、
前記内燃機関の回転速度に関連するパラメータに基づいて、現在から前記所定時間が経過した時点における前記内燃機関の将来の回転速度を推定し、
前記モータの現在の回転速度、前記モータの将来の回転速度、前記内燃機関の現在の回転速度、前記内燃機関の将来の回転速度、及び前記カム軸の現在の回転位相に基づいて、現在から前記所定時間が経過した時点における前記カム軸の将来の回転位相を推定し、
前記カム軸の将来の回転位相と前記目標回転位相との位相偏差に基づいて、現在から前記所定時間が経過した時点における前記カム軸の将来の位相変化速度を推定し、
前記カム軸の将来の位相変化速度と前記内燃機関の将来の回転速度とに基づいて目標回転速度を設定し、
前記モータの回転速度を前記目標回転速度に制御する可変バルブタイミング装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記モータの回転速度に関連するパラメータとして、現在よりも前に設定された前記目標回転速度を用いることにより、前記モータの将来の回転速度を推定する
請求項１に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記内燃機関の回転速度に関連するパラメータとして、現在よりも前の前記内燃機関の回転速度の時系列的なデータを用いることにより、前記内燃機関の将来の回転速度を推定する
請求項１又は２に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記内燃機関の現在の回転速度と前記モータの現在の回転速度とに基づいて前記カム軸の現在の位相変化速度を演算し、
前記内燃機関の将来の回転速度と前記モータの将来の回転速度とに基づいて前記カム軸の将来の位相変化速度を演算し、
前記カム軸の現在の回転位相と、前記カム軸の現在の位相変化速度と、前記カム軸の将来の位相変化速度とに基づいて前記カム軸の将来の回転位相を推定する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記カム軸の回転位相及び前記目標回転位相の位相偏差と、前記カム軸の位相変化速度との関係を示すマップを有し、
前記カム軸の将来の回転位相と前記目標回転位相との位相偏差から前記マップに基づいて前記カム軸の将来の位相変化速度を推定する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変バルブタイミング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミングを変更することの可能な可変バルブタイミング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の可変バルブタイミング装置としては、特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の可変バルブタイミング装置は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相をモータにより変化させることにより、吸気バルブの開閉タイミングを変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９２０３８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、特許文献１に記載の可変バルブタイミング装置では、クランク軸の回転速度とモータの回転速度との回転速度差に基づいてカム軸の回転位相が変化する。このような構成の場合、例えばカム軸の回転位相を変化させている期間にクランク軸の回転速度が変化すると、その変化にモータの回転速度が追従するまでにある程度の時間を要するため、結果的にカム軸の回転位相の変化速度が変動する。これが、カム軸の回転位相制御に応答遅れを生じさせ、回転位相制御の精度を悪化させる要因となっている。特にクランク軸の回転速度が大きく変動する過渡状態では、カム軸の回転位相の変化速度が大きく変動するため、回転位相制御の応答遅れが大きくなる。そのため、回転位相制御の精度の悪化が顕著になる。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カム軸の回転位相制御の精度を向上させることのできる可変バルブタイミング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する可変バルブタイミング装置（１８）は、内燃機関（１１）のカム軸（１３）に回転力を伝達することにより内燃機関のクランク軸（１２）に対するカム軸の回転位相を変化させるモータ（２２）を制御する制御部（３０）を備える。制御部は、モータの回転速度に関連するパラメータに基づいて、現在から所定時間が経過した時点におけるモータの将来の回転速度を推定し、内燃機関の回転速度に関連するパラメータに基づいて、現在から所定時間が経過した時点における内燃機関の将来の回転速度を推定し、モータの現在の回転速度、モータの将来の回転速度、内燃機関の現在の回転速度、内燃機関の将来の回転速度、及びカム軸の現在の回転位相に基づいて、現在から所定時間が経過した時点におけるカム軸の将来の回転位相を推定し、カム軸の将来の回転位相と目標回転位相との位相偏差に基づいて、現在から所定時間が経過した時点におけるカム軸の将来の位相変化速度を推定し、カム軸の将来の位相変化速度と内燃機関の将来の回転速度とに基づいて目標回転速度を設定し、モータの回転速度を目標回転速度に制御する。
【０００７】
この構成によれば、カム軸の将来の回転位相が目標回転位相となるようにモータの現在の回転速度が制御されるため、内燃機関の回転速度が過渡状態であっても、カム軸の回転位相が目標回転位相から大きくずれることが抑制される。よって、カム軸の回転位相制御の精度を向上させることができる。
【０００８】
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カム軸の回転位相制御の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の可変バルブタイミング装置が搭載された内燃機関の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の可変バルブタイミング装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】実施形態の可変バルブタイミング装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態の可変バルブタイミング装置における機関回転速度、カム軸の回転位相、及びモータの回転速度の関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、可変バルブタイミング装置の一実施形態について説明する。はじめに、図１を参照して、本実施形態の可変バルブタイミング装置が搭載された内燃機関の概要について説明する。
【００１２】
図１に示されるように、内燃機関１１は、クランク軸１２と、吸気側カム軸１３と、排気側カム軸１４とを備えている。吸気側カム軸１３にはスプロケット１５が組み付けられている。排気側カム軸１４にはスプロケット１６が組み付けられている。クランク軸１２は、内燃機関１１の出力軸である。クランク軸１２は、タイミングチェーン１７を介して吸気側カム軸１３のスプロケット１５及び排気側カム軸１４のスプロケット１６に連結されている。これにより、内燃機関１１の動力がタイミングチェーン１７及びスプロケット１５，１６を介して吸気側カム軸１３及び排気側カム軸１４に伝達される。なお、タイミングチェーン１７に代えて、タイミングベルトを用いることも可能である。
【００１３】
内燃機関１１では、その駆動に基づきクランク軸１２が回転すると、その回転に伴い吸気側カム軸１３及び排気側カム軸１４が回転するとともに、カム軸１３，１４に取り付けられた図示しないカムが回転する。このカムの回転により、カムの突起部分であるカム山がバルブスプリングの付勢力に抗して図示しない吸気バルブ及び排気バルブを押し下げる。これにより、吸気バルブ及び排気バルブが閉弁状態から開弁状態になる。
【００１４】
吸気バルブには、電動式の可変バルブタイミング装置１８が設けられている。可変バルブタイミング装置１８は、吸気側カム軸１３の回転位相を変更することにより吸気バルブの開閉タイミング、すなわち内燃機関１１のバルブタイミングを変更する。以下では、吸気側カム軸１３の回転位相をカム軸位相とも称する。
【００１５】
次に、図２を参照して、可変バルブタイミング装置１８の概略構成について説明する。
図２に示されるように、可変バルブタイミング装置１８は、位相可変機構２１と、モータ２２とを備えている。
【００１６】
位相可変機構２１は、インナギヤ２３と、アウタギヤ２４と、遊星ギヤ２５とを有している。インナギヤ２３は、吸気側カム軸１３に取り付けられた外歯付きのギヤである。アウタギヤ２４は、インナギヤ２３の外周側に配置された内歯付きのギヤである。遊星ギヤ２５は、インナギヤ２３とアウタギヤ２４との間に両者に噛み合うように配置されている。インナギヤ２３及びアウタギヤ２４は、吸気側カム軸１３に対して同心状に配置されている。アウタギヤ２４は、吸気側スプロケット１５と一体的に回転する。遊星ギヤ２５は、支持軸２６を中心に回転しながらインナギヤ２３の外周を旋回可能になっている。換言すれば、遊星ギヤ２５は、インナギヤ２３の外周を公転可能になっている。
【００１７】
位相可変機構２１では、遊星ギヤ２５がインナギヤ２３及びアウタギヤ２４と噛み合った状態でインナギヤ２３の外周を旋回すると、アウタギヤ２４の回転力が遊星ギヤ２５を介してインナギヤ２３に伝達される。また、インナギヤ２３の回転速度に対する遊星ギヤ２５の旋回速度が変化することで、換言すれば吸気側カム軸１３の回転速度に対する遊星ギヤ２５の旋回速度が変化することで、アウタギヤ２４に対するインナギヤ２３の回転位相、すなわちカム軸位相が変更される。
【００１８】
モータ２２は、遊星ギヤ２５の旋回速度を可変にするためのものである。本実施形態では、モータ２２は、三相交流モータからなる。モータ２２の回転軸２７は、吸気側カム軸１３、インナギヤ２３、及びアウタギヤ２４と同軸上に配置されている。モータ２２の回転軸２７は、その径方向に延びる連結部材２８を介して遊星ギヤ２５の支持軸２６に連結されている。これにより、モータ２２の回転に伴って、遊星ギヤ２５が支持軸２６を中心に回転しながらインナギヤ２３の外周を旋回する。
【００１９】
この可変バルブタイミング装置１８では、アウタギヤ２４の回転速度と一致するようにモータ２２の回転軸２７が回転することで、アウタギヤ２４に対するインナギヤ２３の回転位相が現状維持され、カム軸位相が現状維持される。以下では、モータ２２の回転軸２７の回転速度を「モータ２２の回転速度」と略記する。モータ２２の回転速度がアウタギヤ２４の回転速度に対して変化すると、遊星ギヤ２５の旋回速度がアウタギヤ２４の回転速度に対して変化し、アウタギヤ２４に対するインナギヤ２３の回転位相が変更される。これにより、カム軸位相が変更される。
【００２０】
例えばカム軸位相を進角する場合には、モータ２２の回転速度をアウタギヤ２４の回転速度よりも速くすることにより、遊星ギヤ２５の旋回速度をアウタギヤ２４の回転速度よりも速くする。これにより、アウタギヤ２４に対するインナギヤ２３の回転位相が進角するため、カム軸位相が進角する。これに対し、カム軸位相を遅角する場合には、モータ２２の回転速度をアウタギヤ２４の回転速度よりも遅くすることにより、遊星ギヤ２５の旋回速度をアウタギヤ２４の回転速度よりも遅くする。これにより、アウタギヤ２４に対するインナギヤ２３の回転位相が遅角するため、カム軸位相が遅角する。このように、モータ２２は、カム軸１３に回転力を伝達することにより、クランク軸１２に対するカム軸１３の回転位相を変化させる。
【００２１】
なお、可変バルブタイミング装置１８では、定常時に吸気側カム軸１３の回転速度がクランク軸１２の回転速度の１／２の回転速度となるように、インナギヤ２３、アウタギヤ２４、及び遊星ギヤ２５が構成されている。すなわち、定常時には、クランク軸１２の回転速度と吸気側カム軸１３の回転速度との間には、「クランク軸１２の回転速度の１／２＝吸気側カム軸１３の回転速度」なる関係が成立する。可変バルブタイミング装置１８は、クランク軸１２の回転速度の１／２の回転速度に対してモータ２２の回転速度を調整することで、カム軸位相を変化させる。
【００２２】
また、可変バルブタイミング装置１８では、カム軸１３の回転位相の変化速度を「ωｃａ」、モータ２２の回転速度を「ωｍ」、機関回転速度を「Ｎｅ」、位相可変機構２１の減速比を「Ｋ」とすると、それらの間には以下の式ｆ１の関係が成立する。
ωｃａ＝（ωｍ−Ｎｅ／２）×Ｋ  （ｆ１）
【００２３】
次に、図１を参照して、内燃機関１１の電気的な構成について説明する。
図１に示されるように、内燃機関１１には、カム角センサ１９と、クランク角センサ２０と、モータ回転角センサ２９と、電子制御ユニット３０と、モータ駆動回路３１とが設けられている。以下では、電子制御ユニット３０を「ＥＣＵ３０」と略記する。また、モータ駆動回路３１を「ＥＤＵ３１」と略記する。本実施形態では、ＥＣＵ３０が制御部に相当する。
【００２４】
カム角センサ１９は、吸気側カム軸１３に対向する位置に配置されている。カム角センサ１９は、所定のカム角毎にカム角信号を出力する。クランク角センサ２０は、クランク軸１２に対向する位置に配置されている。クランク角センサ２０は、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力する。モータ回転角センサ２９は、図２に示されるモータ２２の回転軸２７の付近に配置されている。モータ回転角センサ２９は、モータ２２の回転に同期して所定の回転角毎にモータ回転角信号を出力する。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、周知のマイクロコンピュータ等を備える電子制御装置である。ＥＣＵ３０は、内燃機関１１に設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、燃料噴射量制御や点火制御、バルブタイミング制御等の各種内燃機関制御を実行する。
【００２６】
また、ＥＣＵ３０は、モータ２２の通電制御により、内燃機関の運転状態に応じてカム軸位相を制御する。
【００２７】
具体的には、ＥＣＵ３０は、カム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号に基づいて、クランク軸１２に対するカム軸１３の実際の回転位相θｃａを演算する。ＥＣＵ３０は、クランク角センサ２０の出力信号に基づいて、クランク軸１２の実際の回転速度、換言すれば内燃機関１１の実際の機関回転速度Ｎｅを検出する。ＥＣＵ３０は、モータ回転角センサ２９の出力信号に基づいてモータ２２の実際の回転角θｍ及び回転速度ωｍを検出する。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、内燃機関１１の運転状態に応じてカム軸１３の目標回転位相θｃａ＊を演算する。ＥＣＵ３０は、例えば内燃機関１１の運転中であれば、カム軸１３の回転位相θｃａと目標回転位相θｃａ＊との位相偏差Δθｃａに基づいてモータ２２の目標回転速度ωｍ＊を設定する。詳しくは、ＥＣＵ３０は、位相偏差Δθｃａとカム軸１３の目標位相変化速度ωｃａ＊との関係を示すマップを有している。ＥＣＵ３０は、このマップに基づいて位相偏差Δθｃａから目標位相変化速度ωｃａ＊を演算する。続いて、ＥＣＵ３０は、上記の式ｆ１を変形した以下の式ｆ２に基づいて、目標位相変化速度ωｃａ＊、減速比Ｋ、及び機関回転速度Ｎｅからモータ２２の目標回転速度ωｍ＊を演算する。
ωｍ＊＝ωｃａ＊／Ｋ＋Ｎｅ／２  （ｆ２）
【００２９】
ＥＣＵ３０は、演算されたモータ２２の目標回転速度ωｍ＊と回転速度ωｍとの偏差に基づくフィードバック制御により、モータ２２の通電デューティ比、換言すれば通電制御量を演算する。ＥＣＵ３０は、演算された通電デューティ比をＥＤＵ３１に出力する。ＥＤＵ３１は、ＥＣＵ３０から出力された通電デューティ比とモータ２２の回転角θｍとに基づいてモータ２２の通電制御を実行することにより、カム軸１３の回転位相θｃａを目標回転位相θｃａ＊に追従させる回転位相制御を実行する。なお、ＥＤＵ３１の機能をＥＣＵ３０に組み込んでもよい。
【００３０】
ところで、このような可変バルブタイミング装置１８では、機関回転速度Ｎｅとモータ２２の回転速度ωｍとの回転速度差に基づいてカム軸１３の位相変化速度ωｃａが変化する。このような構成の場合、例えば機関回転速度Ｎｅが変化した際、その変化にモータ２２の回転速度が追従するまでにある程度の時間を要するため、結果的にカム軸１３の位相変化速度ωｃａが変動する。これが、カム軸１３の回転位相制御に応答遅れを生じさせ、回転位相制御の精度を悪化させる要因となっている。
【００３１】
そこで、本実施形態のＥＣＵ３０は、機関回転速度Ｎｅの変化状態を監視し、単位時間当たりの機関回転速度Ｎｅの変化量が所定の変化量以上になった場合には、回転位相制御に応答遅れが生じる可能性があると判定する。なお、所定の変化量は、回転位相制御に応答遅れが生じるか否かを判定することができるように予め実験等により設定されている。ＥＣＵ３０は、回転位相制御に応答遅れが生じる可能性があると判定した場合、その時点から所定時間Ｔ１が経過した時点におけるカム軸１３の将来の位相変化速度と内燃機関１１の将来の回転速度とを推定する。そして、ＥＣＵ３０は、推定されたカム軸１３の将来の位相変化速度と内燃機関１１の将来の回転速度とに基づいてモータ２２の現在の目標回転速度ωｍ＊を設定する。
【００３２】
次に、図３を参照して、この目標回転速度ωｍ＊の設定手順について詳しく説明する。なお、ＥＣＵ３０は、単位時間当たりの機関回転速度Ｎｅの変化量が所定の変化量以上になった場合に、図３に示される処理を実行する。
【００３３】
図３に示されるように、ＥＣＵ３０は、まず、ステップＳ１の処理として、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点におけるモータ２２の将来の回転速度ωｍｆを推定する。ＥＣＵ３０は、例えば現在よりも所定時間Ｔ２前に設定されたモータ２２の過去の目標回転速度ωｍ＊をモータ２２の将来の回転速度ωｍｆと推定する。モータ２２の実際の回転速度ωｍは、目標回転速度ωｍ＊に対して所定時間だけ遅れて応答する。したがって、モータ２２の将来の回転速度ωｍｆは、現在よりも前に設定された過去の目標回転速度ωｍ＊の値に近づくと推定することができる。なお、所定時間Ｔ２は、モータ２２の将来の回転速度ωｍｆの推定精度を確保することができるように、予め実験などにより設定されている。本実施形態では、モータ２２の過去の目標回転速度ωｍ＊がモータ２２の回転速度ωｍに関連するパラメータに相当する。
【００３４】
ＥＣＵ３０は、ステップＳ１の処理に続くステップＳ２の処理として、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点における将来の機関回転速度Ｎｅｆを推定する。ＥＣＵ３０は、例えば現在から所定時間Ｔ３前までの期間に検出された機関回転速度Ｎｅの時系列的なデータに基づいて機関回転速度Ｎｅの変化傾向を解析し、その解析結果に基づいて将来の機関回転速度Ｎｅｆを推定する。また、機関回転速度Ｎｅの変化傾向を解析するといった方法に代えて、位相進み補償器を用いることも可能である。詳しくは、機関回転速度Ｎｅを入力信号として用いた際の位相進み補償器の出力信号に基づいて将来の機関回転速度Ｎｅｆを推定してもよい。本実施形態では、現在から所定時間Ｔ３前までの期間に検出された機関回転速度Ｎｅの時系列的なデータが、内燃機関１１の回転速度に関連するパラメータに相当する。
【００３５】
ＥＣＵ３０は、ステップＳ２に続くステップＳ３の処理として、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点におけるカム軸１３の将来の回転位相θｃａｆを推定する。具体的には、ＥＣＵ３０は、モータ２２の現在の回転速度ωｍ及び現在の機関回転速度Ｎｅから以下の式ｆ３に基づいてカム軸１３の現在の位相変化速度ωｃａを演算する。
ωｃａ＝（ωｍ−Ｎｅ／２）×Ｋ  （ｆ３）
【００３６】
また、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１，Ｓ２で演算されたモータ２２の将来の回転速度ωｍｆ及び将来の機関回転速度Ｎｅｆから、それらに対応する位相変化速度ωｃａｄを以下の式ｆ４に基づいて演算する。
ωｃａｄ＝（ωｍｆ−Ｎｅｆ／２）×Ｋ  （ｆ４）
【００３７】
そして、ＥＣＵ３０は、式ｆ３，ｆ４のそれぞれの演算値ωｃａ，ωｃａｄ及びカム軸１３の現在の回転位相θｃａから以下の式ｆ５に基づいてカム軸１３の将来の回転位相θｃａｆを演算する。
θｃａｆ＝θｃａ＋（ωｃａ＋ωｃａｄ）×Ｔ１／２  （ｆ５）
【００３８】
ＥＣＵ３０は、ステップＳ３に続くステップＳ４の処理として、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点におけるカム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆを推定する。具体的には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ３で演算されたカム軸１３の将来の回転位相θｃａｆとカム軸１３の現在の目標回転位相θｃａ＊との位相偏差Δθｃａｆを演算し、それらの位相偏差Δθｃａｆからカム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆをマップにより演算する。なお、このマップは、カム軸１３の回転位相θｃａと目標回転位相θｃａ＊との位相偏差Δθｃａからカム軸１３の目標位相変化速度ωｃａ＊を演算する際に用いられるマップを利用する。
【００３９】
ＥＣＵ３０は、ステップＳ４に続くステップＳ５の処理として、モータ２２の目標回転速度ωｍ＊を設定する。具体的には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２及びステップＳ４で演算された将来の機関回転速度Ｎｅｆ及びカム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆから以下の式ｆ６に基づいてモータ２２の目標回転速度ωｍ＊を設定する。
ωｍ＊＝ωｃａｆ／Ｋ＋Ｎｅｆ／２  （ｆ６）
【００４０】
ＥＣＵ３０は、ステップＳ６でモータ２２の目標回転速度ωｍ＊を設定した後、この目標回転速度ωｍ＊とモータ２２の回転速度ωｍとの偏差に基づくフィードバック制御を実行する。
【００４１】
次に、図４を参照して、本実施形態の可変バルブタイミング装置１８の動作例について説明する。
【００４２】
図４に示されるように、現在の時刻ｔｃでＥＣＵ３０が図３に示される処理を実行したとする。この場合、ＥＣＵ３０は、図４（Ｃ）に示されるように、現在よりも所定時間Ｔ２前の時刻ｔｐに設定されたモータ２２の過去の目標回転速度ωｍ１＊に基づいて、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点ｔｆにおけるモータ２２の将来の回転速度ωｍｆ１を推定する。
【００４３】
また、ＥＣＵ３０は、図４（Ａ）に示されるように、現在までの機関回転速度Ｎｅの時系列的なデータに基づいて、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点ｔｆにおける将来の機関回転速度Ｎｅｆ１を推定する。
【００４４】
さらに、ＥＣＵ３０は、図４（Ｃ）に示されるモータ２２の現在の回転速度ωｍ１と、図４（Ａ）に示される現在の機関回転速度Ｎｅ１とから式ｆ３に基づいてカム軸１３の現在の位相変化速度ωｃａ１を演算する。また、ＥＣＵ３０は、図４（Ｃ）に示されるモータ２２の将来の回転速度ωｍｆ１と、図４（Ａ）に示される将来の機関回転速度Ｎｅｆ１とから式ｆ４に基づいて、それらに対応する位相変化速度ωｃａｄ１を演算する。そして、ＥＣＵ３０は、それらの演算値ωｃａ１，ωｃａｄ１、及びカム軸１３の現在の回転位相θｃａ１から式ｆ５に基づいて、図４（Ｂ）に示されるように、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点ｔｆにおけるカム軸１３の将来の回転位相θｃａｆ１を演算する。
【００４５】
また、ＥＣＵ３０は、図４（Ｂ）に示されるように、カム軸１３の将来の回転位相θｃａｆ１とカム軸１３の現在の目標回転位相θｃａ１＊との偏差Δθｃａｆ１に基づいて、現在から所定時間Ｔ１が経過した時点ｔｆにおけるカム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆ１を演算する。
【００４６】
そして、ＥＣＵ３０は、図４（Ｂ）に示されるカム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆ１と、図４（Ａ）に示される将来の機関回転速度Ｎｅｆ１とから式ｆ６に基づいて、図４（Ｃ）に示されるように、現在の時刻ｔｃにおけるモータ２２の目標回転速度ωｍ２＊を設定する。
【００４７】
以上説明した本実施形態の可変バルブタイミング装置１８によれば、以下の（１）〜（５）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００４８】
（１）ＥＣＵ３０は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、カム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆ１と、将来の機関回転速度Ｎｅｆ１とに基づいてモータ２２の現在の目標回転速度ωｍ２＊を設定する。これにより、カム軸１３の将来の回転位相θｃａｆ１が目標回転位相θｃａ１＊となるように制御される。よって、機関回転速度Ｎｅが過渡状態であっても、図４（Ｂ）に示されるように、カム軸１３の回転位相θｃａが目標回転位相θｃａ１＊から大きくずれることが抑制される。そのため、カム軸１３の回転位相制御の精度を向上させることができる。
【００４９】
（２）ＥＣＵ３０は、現在よりも前に設定されたモータ２２の過去の目標回転速度ωｍ１＊を用いることにより、モータ２２の将来の回転速度ωｍｆを推定する。これにより、ＥＣＵ３０は、モータ２２の将来の回転速度ωｍｆを容易に推定することができる。
【００５０】
（３）ＥＣＵ３０は、現在よりも前の機関回転速度Ｎｅの時系列的なデータに基づいて将来の機関回転速度Ｎｅｆを推定する。これにより、将来の機関回転速度Ｎｅｆを容易に推定することができる。
【００５１】
（４）ＥＣＵ３０は、式ｆ３〜ｆ５を利用してカム軸１３の将来の回転位相θｃａｆを推定する。これにより、カム軸１３の将来の回転位相θｃａｆを容易に推定することができる。
【００５２】
（５）ＥＣＵ３０は、カム軸１３の回転位相θｃａ及び目標回転位相θｃａ＊の位相偏差Δθｃａと、カム軸１３の位相変化速度ωｃａとの関係を示すマップを有している。ＥＣＵ３０は、このマップを利用することにより、カム軸１３の将来の回転位相θｃａｆと目標回転位相θｃａ＊との偏差Δθｃａｆからカム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆを推定する。これにより、カム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆを容易に推定することができる。
【００５３】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・ＥＣＵ３０は、図３のステップＳ１の処理において、例えば現在よりも前に検出されたモータ２２の回転速度ωｍの時系列的なデータに基づいてモータ２２の回転速度ωｍの変化傾向を解析し、その解析結果に基づいてモータ２２の将来の回転速度ωｍｆを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ３０は、モータ２２の現在及び過去の各種状態量からモデルに基づいてモータ２２の将来の回転速度ωｍｆを推定してもよい。このモデルは、モータ２２の現在及び過去の各種状態量に基づいてモータ２２の将来の回転速度ωｍｆを推定することができるように予め実験等で構築する。要は、ＥＣＵ３０は、モータ２２の回転速度ωｍに関連するパラメータに基づいてモータ２２の将来の回転速度ωｍｆを推定するものであればよい。
【００５４】
・ＥＣＵ３０は、図３のステップＳ２の処理において、例えば内燃機関１１の現在及び過去の各種状態量からモデルに基づいて将来の機関回転速度Ｎｅｆを推定してもよい。このモデルは、内燃機関１１の現在及び過去の各種状態量に基づいて将来の機関回転速度Ｎｅｆを推定することができるように予め実験等で構築する。要は、ＥＣＵ３０は、機関回転速度Ｎｅに関連するパラメータに基づいて将来の機関回転速度Ｎｅｆを推定するものであればよい。
【００５５】
・ＥＣＵ３０は、図３のステップＳ３の処理において、カム軸１３の将来の位相変化速度ωｃａｆ、及びカム軸１３の将来の回転位相θｃａｆを推定する方法を適宜変更してもよい。
【００５６】
・ＥＣＵ３０は、図３のステップＳ３の処理において式ｆ４の演算を行う際に、現在の機関回転速度Ｎｅを将来の機関回転速度Ｎｅｆとして用いてもよい。
【００５７】
・ＥＣＵ３０が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えばＥＣＵ３０がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路により提供することができる。
【００５８】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５９】
１１：内燃機関
１２：クランク軸
１３：カム軸
２２：モータ
３０：ＥＣＵ（制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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