(57)【要約】  【課題】処理の負担を軽減しつつ、バルブの開閉タイミングを適切に制御できるバルブタイミング調整装置を提供する  【解決手段】変更機構部の動作状態に応じて制御量の演算周期を変化させるべく、その動作状態を、目標相対回転角及び実相対回転角の偏差に基づいて判定する（ｓ１７０）。その判定結果は、エンジンの回転数が大きくてもその回転数が大きく変化しない場合と、その回転数が過渡的に変化している場合とで異なるため（ｓ１７０）、その動作状態に応じた演算周期を設定することで、回転数が大きく変化しない場合と過渡的に変化する場合とで演算周期を異ならせ、それにより、回転数が大きく変化しない場合には、演算周期を長くして演算に係る処理の負担を軽減できる一方、回転数が過渡的に変化する場合には、演算周期を短くしてバルブの開閉タイミングを頻繁に調整して適切にその制御を行うことができる。【選択図】図３
2009013897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにおけるカム軸のクランク軸に対する相対的な回転角を変更させる変更機構部の動作を制御することにより、そのカム軸により動作させられるバルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記エンジンの動作状態に基づいて、前記カム軸の前記クランク軸に対する相対的な回転角として設けるべき目標相対回転角を特定する目標回転角特定手段と、
前記クランク軸の回転に伴って信号レベルが特定方向に変化するクランク信号，および，前記カム軸の回転に伴って信号レベルが特定方向に変化するカム信号，の位相差に基づいて、前記カム軸の前記クランク時に対する相対的な回転角として実際に設けられている実相対回転角を特定する実回転角特定手段と、
前記目標回転角特定手段により特定された目標相対回転角，および，前記実回転角特定手段により特定された実相対回転角に基づいて、該実相対回転角を前記目標相対回転角とするために必要な前記変更機構部の制御量を所定周期で演算する制御量演算手段と、
該制御量演算手段により制御量が演算される毎に、該制御量に応じた回転角だけ前記カム軸の回転角を変更させるべき旨を、前記変更機構部に対して指令する変更指令手段と、
前記実回転角特定手段により特定された実相対回転角，および，前記目標回転角特定手段により特定された目標相対回転角に基づいて、前記変更機構部の動作状態を判定する状態判定手段と、
該状態判定手段により判定された動作状態に応じて、前記制御量演算手段が制御量を演算する周期を変更する演算周期変更手段と、を備えている
ことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記状態判定手段は、前記実相対回転角の前記目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値以上である場合に、前記変更機構部の動作状態が過渡状態であると判定する一方、前記偏差が所定のしきい値未満である場合に、前記変更機構部の動作状態が定常状態であると判定して、
前記演算周期変更手段は、前記状態判定手段により前記過渡状態であると判定された場合よりも、前記定常状態であると判定された場合の方が長くなるように演算周期を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記状態判定手段は、所定の判定時間が経過するまでの間、前記実相対回転角の前記目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値未満となっている状態が維持されていることをもって、前記変更機構部の動作状態が定常状態であると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記状態判定手段は、所定の判定時間が経過するまでの間に、前記実相対回転角の前記目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値以上となったことをもって、直ちに前記変更機構部の動作状態が過渡状態であると判定する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
エンジンにおけるカム軸のクランク軸に対する相対的な回転角を変更させる変更機構部と、請求項１から４のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置と、からなる
ことを特徴とするバルブタイミング調整システム。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の全ての手段として機能させるための各種処理手順をコンピュータシステムに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにおけるカム軸のクランク軸に対する相対的な回転角を変更させる変更機構部の動作を制御することにより、そのカム軸により動作させられるバルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述したようなバルブタイミング調整装置では、次のように変更機構部の動作を制御するように構成されていることが一般的である。
それは、エンジンの動作状態に基づいてカム軸のクランク軸に対する相対的な回転角として設けるべき目標相対回転角（目標バルブタイミング）を特定すると共に、クランク信号およびカム信号の位相差に基づいて実際の実相対回転角（バルブタイミング）を特定し、これらに基づいて演算される制御量に応じた回転角だけカム軸の回転角を変更させるべき旨を変更機構部に対して指令する，といった構成である。
【０００３】
ただ、この構成では、クランク信号およびカム信号それぞれにおいて信号レベルが特定方向に変化する毎に実相対回転角を特定して制御量を演算していることから、エンジンの回転数が大きくなる場合のように、各信号において信号レベルの変化する周期が短くなると、その処理に要する負荷が大きくなるという問題があった。
【０００４】
そこで、近年では、このような処理の負荷を軽減するために、例えば、エンジンの回転数が大きくなるにつれて、実相対回転角を特定して制御量を演算する演算周期を選択的に長くする，といった技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この構成であれば、エンジンの回転数が大きくなり、クランク信号およびカム信号それぞれにおいて信号レベルの変化する周期が短くなる場合においては、その変化に基づく実相対回転角の特定および制御量の演算が、それよりも長い周期で行われるように変更されるため、これにより処理に要する負荷を軽減することができる。
【特許文献１】特開平８−３２６５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記技術では、単純にエンジンの回転数だけで演算周期を変更させているため、エンジンの回転数以外の要因が考慮されることなく一律に演算周期が長くなってしまうという課題がある。
【０００７】
例えば、エンジンの回転数が大きくても、安定した速度で車両を走行させているときのように回転数が大きく変化しない場合と、車両を加速させているときのように回転数が過渡的に変化している場合とでは、バルブの開閉タイミングを調整すべき頻度も異なるはずである。
【０００８】
これらの場合において、エンジンの回転数が大きいことをもって一律に演算周期を長くすることは、処理の負担を軽減することはできても、バルブの開閉タイミングを適切に制御するという観点からすると、必ずしも望ましいものとはいえない。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、処理の負担を軽減しつつ、バルブの開閉タイミングを適切に制御するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための構成としては、エンジンにおけるカム軸のクランク軸に対する相対的な回転角を変更させる変更機構部の動作を制御することにより、そのカム軸により動作させられるバルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置を、目標回転角特定手段，実回転角特定手段，制御量演算手段，状態判定手段および演算周期変更手段を備えた下記第１の構成（請求項１）とすればよい。
【００１１】
この構成において、目標回転角特定手段は、前記エンジンの動作状態に基づいて、前記カム軸の前記クランク軸に対する相対的な回転角として設けるべき目標相対回転角を特定する。また、実回転角特定手段は、前記クランク軸の回転に伴って信号レベルが特定方向に変化するクランク信号，および，前記カム軸の回転に伴って信号レベルが特定方向に変化するカム信号，の位相差に基づいて、前記カム軸の前記クランク時に対する相対的な回転角として実際に設けられている実相対回転角を特定する。
【００１２】
また、制御量演算手段は、前記目標回転角特定手段により特定された目標相対回転角，および，前記実回転角特定手段により特定された実相対回転角に基づいて、該実相対回転角を前記目標相対回転角とするために必要な前記変更機構部の制御量を所定周期で演算する。また、変更指令手段は、制御量演算手段により制御量が演算される毎に、該制御量に応じた回転角だけ前記カム軸の回転角を変更させるべき旨を、前記変更機構部に対して指令する。
【００１３】
また、状態判定手段は、前記実回転角特定手段により特定された実相対回転角，および，前記目標回転角特定手段により特定された目標相対回転角に基づいて、前記変更機構部の動作状態を判定する。そして、演算周期変更手段は、状態判定手段により判定された動作状態に応じて、前記制御量演算手段が制御量を演算する周期を変更する。
【００１４】
このように構成されたバルブタイミング調整装置によれば、エンジンの回転数ではなく、変更機構部の動作状態に応じて、制御量演算手段による制御量の演算周期，つまりバルブの開閉タイミングを調整すべき頻度を変化させることができる。
【００１５】
この変更機構部の動作状態は、目標相対回転角および実相対回転角に基づいて判定されるものであって、エンジンの回転数が大きくても、安定した速度で車両を走行させているときのように回転数が大きく変化しない場合と、車両を加速させているときのように回転数が過渡的に変化している場合とで異なったものとして判定することができる。
【００１６】
それは、エンジンの回転数に拘わらず、速度が安定していれば、エンジンも安定して動作しているために実相対回転角が目標相対回転角と近似したものとなりうるのに対し、加速中であれば、エンジンが過渡的な動作をするために実相対回転角が目標回転角から離れたものとなりうるからである。
【００１７】
このことは、変更機構部の動作状態に応じた演算周期を設定することにより、エンジンの回転数の大小に拘わらず、回転数が大きく変化しない場合と、回転数が過渡的に変化している場合とで、上記制御量の演算周期を異なったものに変更できることを意味する。
【００１８】
例えば、実相対回転角が目標相対回転角と近似している動作状態は、変更機構部によりカム軸を大きく回転させなくてもよい状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がないため、演算周期を長くなるように変更しても問題ない。一方、実相対回転角が目標回転角から離れている動作状態は、変更機構部によりカム軸を大きく回転させなければならない状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要があるため、演算周期を短くなるように変更する必要がある。
【００１９】
このように演算周期を設定すれば、エンジンの回転数が大きくても、その回転数が大きく変化していない場合については、演算周期を長くすることによりその演算に係る処理の負担を軽減することができる。一方、エンジンの回転数が過渡的に変化している場合については、演算周期を短くすることにより、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整して適切にその制御を行うことができる。
【００２０】
このように上記構成であれば、変更機構部の動作状態に応じた適切な演算周期を設定することができ、これにより、処理の負担を軽減しつつ、バルブの開閉タイミングを適切に制御することができる。
【００２１】
なお、上記構成における状態判定手段は、実相対回転角および目標相対回転角に基づいて変更機構部の動作状態を判定する手段である。例えば、これら相対回転角の偏差は、上記のように、変更機構部の動作状態に応じて異なったものとなるため、この偏差に基づいて動作状態を判定することが考えられる。
【００２２】
このためには、上記第１の構成を、状態判定手段および演算周期変更手段が以下に示すようにされた第２の構成（請求項２）とすることが考えられる。
この構成において、前記状態判定手段は、前記実相対回転角の前記目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値以上である場合に、前記変更機構部の動作状態が過渡状態であると判定する一方、前記偏差が所定のしきい値未満である場合に、前記変更機構部の動作状態が定常状態であると判定する。そして、前記演算周期変更手段は、前記状態判定手段により前記過渡状態であると判定された場合よりも、前記定常状態であると判定された場合の方が長くなるように演算周期を変更する。
【００２３】
このように構成すれば、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差に基づいて変更機構部の動作状態を判定したうえで、この判定結果に応じた演算周期により変更機構部の制御量を演算することができる。
【００２４】
また、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差が大きいということは、変更機構部によりカム軸を大きく回転させなければならない過渡状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がある一方、上記偏差が小さいということは、変更機構部によりカム軸を大きく回転させなくてもよい定常状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がない。
【００２５】
そのため、上記「しきい値」として、変更機構部がカム軸の回転角を過渡的に変更させるべき場合における偏差を設定しておけば、変更機構部が過渡状態となっていることを適切に判定したうえで、その動作状態に応じた演算周期により変更機構部の制御量を演算することができるようになる。
【００２６】
また、この構成における演算周期変更手段は、過渡状態である場合における演算周期よりも、定常状態である場合における演算周期の方が相対的に長くなるように演算周期を変更できれば、その具体的な変更方法については特に限定されない。例えば、過渡状態である場合における演算周期を定常状態である場合における演算周期よりも短くなるように変更する、定常状態である場合における演算周期を過渡状態である場合における演算周期よりも長くなるように変更する、といった方法を採用することができる。
【００２７】
ところで、上記第２の構成においては、変更機構部の動作状態が実際に過渡状態であるにも拘わらず、その過渡状態における実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差が何らかの要因により一時的にしきい値未満となってしまう恐れがある。この場合、その時点における偏差に基づいて動作状態の判定が行われてしまうと、誤って変更機構部が定常状態であると判定されてしまうことになる。
【００２８】
このように誤って定常状態であると判定されてしまうことは、過渡状態であるにも拘わらず制御量の演算周期が長くなってしまい、バルブの開閉タイミングを適切に制御できなくなってしまう恐れがあるため、好ましいことではない。
【００２９】
そこで、このようなことを防止するために、上記第２の構成を、状態判定手段が以下に示すようにされた第３の構成（請求項３）のようにするとよい。
この構成において、前記状態判定手段は、所定の判定時間が経過するまでの間、前記実相対回転角の前記目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値未満となっている状態が維持されていることをもって、前記変更機構部の動作状態が定常状態であると判定する。
【００３０】
このように構成すれば、単に、実相対回転角の目標回転角に対する偏差がしきい値未満となったとしても、その状態が判定時間の経過まで維持されなければ、変更機構部の動作状態が定常状態であると判定されることはない。
【００３１】
これにより、何らかの要因で一時的に実相対回転角の目標回転角に対する偏差がしきい値未満になったとしても、そのことをもって直ちに変更機構部が定常状態であると判定されてしまうことを防止することができる。
【００３２】
また、上記第２，第３の構成においては、変更機構部の動作状態が実際に定常状態になっていたとしても、何らかの要因により一時的に実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差がしきい値以上になってしまうと、誤って変更機構部が過渡状態であると判定されてしまう恐れがある。とはいえ、変更機構部が実際に定常状態になっていれば、その動作状態が安定しているために、上記偏差がしきい値以上になってしまう可能性は低く、仮に偏差がしきい値以上になったとしても、一時的に制御量の演算周期が長くなるだけで、バルブの開閉タイミングを適切に制御するという観点から問題はないといえる。
【００３３】
そのため、上記偏差がしきい値以上になった場合には、直ちに変更機構部が過渡状態であると判定してもよいということができる。そこで、上記第２，第３の構成を、状態判定手段が以下に示すようにされた第４の構成（請求項４）のようにするとよい。
【００３４】
この構成において、前記状態判定手段は、所定の判定時間が経過するまでの間に、前記実相対回転角の前記目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値以上となったことをもって、直ちに前記変更機構部の動作状態が過渡状態であると判定する。
【００３５】
このように構成すれば、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差がしきい値以上となったことをもって、直ちに変更機構部の動作状態が過渡状態であると判定することができる。
【００３６】
また、上記課題を解決するための構成としては、エンジンにおけるカム軸のクランク軸に対する相対的な回転角を変更させる変更機構部と、上記第１から４のいずれかの構成と、からなるバルブタイミング調整システム（請求項５）であってもよい。
【００３７】
このシステムであれば、上記第１から第４のいずれかの構成と同様の作用，効果を得ることができるからである。
また、上記課題を解決するための構成としては、第１から４のいずれかにおける全ての手段として機能させるための各種処理手順をコンピュータシステムに実行させるためのプログラム（請求項６）であってもよい。
【００３８】
このプログラムにより制御されるコンピュータシステムであれば、上記第１から第４のいずれかの構成の一部を構成することができるからである。
なお、上述したプログラムは、コンピュータシステムによる処理に適した命令の順番付けられた列からなるものであって、各種記録媒体や通信回線を介してバルブタイミング調整装置や、これを利用するユーザに提供されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
バルブタイミング調整装置１は、図１に示すように、車両に搭載されたエンジン１００における吸気用のカム軸１１０のクランク軸１２０に対する相対的な回転角（以降、「相対回転角」という）を変更させる変更機構部１３０の動作を、この変更機構部１３０を駆動する機構駆動部１４０にて制御することにより、そのカム軸により動作させられるバルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システムの一要素として構成された装置である。
【００４０】
このバルブタイミング調整装置１は、周知のマイコンなどからなり、その内蔵メモリに記憶されたプログラムに従って後述する処理を実行することで、カム軸１１０の実際の相対回転角（以降、「実相対回転角」という）が、各種パラメータに基づいて算出される目標の相対回転角（以降、「目標相対回転角」という）に近づくように、機構駆動部１４０を介して変更機構部１３０のフィードバック制御を行う。
【００４１】
エンジン１００は、クランク軸１２０による動力（回転する力）が、タイミングベルト１５０を介して排気用および吸気用のカムそれぞれに対応するカム軸１６０，１１０へと伝達されるように構成されたものである。これらカム軸１６０，１１０には、その回転軸に同期して回転するスプロケット１６２，１１２が取り付けられており、このスプロケット１６２，１１２によって、クランク軸１２０からの動力が伝達される。
【００４２】
変更機構部１３０は、吸気用のカムに対応するカム軸１１０と、スプロケット１１２との間に設けられており、機構駆動部１４０からの駆動力を受けて、カム軸１１０に対するスプロケット１１２の相対回転角を大きくしたり小さくしたりする構造となっている。本実施形態においては、油圧による駆動力を受けて、カム軸１１０に対するスプロケット１１２の相対回転角を変化させる構造である。なお、この変更機構部１３０の具体的な構造としては、例えば、上記特許文献における段落００１６〜００２９に記載された構造などを採用できるため、ここでは省略する。
【００４３】
機構駆動部１４０は、バルブタイミング調整装置１からの指令に応じた駆動力を変更機構部１３０へと供給するように構成されている。本実施形態においては、オイルパン１４２に貯留されたオイルを圧縮するオイルポンプ１４４，および，このオイルポンプ１４４により圧縮されたオイルを変更機構部１３０側に供給するためのスプール弁１４６などからなり、これらにより発生される油圧を、バルブタイミング調整装置１からの指令に応じた駆動力として変更機構部１３０に供給するように構成されている。
【００４４】
なお、上述したエンジン１００には、カム軸１１０，クランク軸１２０がエンジン１００の動作に伴って一定の回転角だけ回転する毎に、信号レベルが特定方向に変化するカム位置信号，クランク位置信号を出力するカム位置センサ１７２，クランク位置センサ１７４が取り付けられている。本実施形態において、クランク信号はＬレベルからＨレベルへと一定の回転角毎に信号レベルが変化し、カム信号はＨレベルからＬレベルへと一定の回転角毎に信号レベルが変化する。
【００４５】
これらのうち、クランク位置センサ１７４は、カム位置センサ１７２によるカム位置信号よりも細かい周期で信号レベルが変化する信号をクランク位置信号として出力する。本実施形態においては、図２に示すように、カム位置信号の信号レベルが、エンジン１００における１サイクル（７２０°ＣＡ；クランクアングル）中に４回変化するのに対し、クランク位置信号の信号レベルが、同期間中に２４回変化するように構成されている。
（２）バルブタイミング調整装置１による処理
以下に、バルブタイミング調整装置１が内蔵メモリに記憶されたプログラムに従って実行する各種処理の処理手順を説明する。
（２−１）動作状態判定処理
はじめに、バルブタイミング調整装置１が起動した以降、一定の時間周期で繰り返し実施される動作状態判定処理の処理手順を図３に基づいて説明する。なお、この動作状態判定処理が実施される周期は、クランク位置信号において信号レベルが変化する周期以下の周期である。
【００４６】
この動作状態判定処理が起動されると、まず、クランク位置センサ１７４から入力されるクランク位置信号の信号レベルが特定方向に変化したか否かがチェックされる（ｓ１１０）。
【００４７】
このｓ１１０で信号レベルが特定方向に変化していないと判定された場合（ｓ１１０：ＮＯ）、直ちに本動作状態判定処理が終了する。
また、上記ｓ１１０で信号レベルが特定方向に変化していると判定された場合に（ｓ１１０：ＹＥＳ）、クランクカウンタがインクリメントされる（ｓ１２０）。このクランクカウンタは、クランク位置信号において特定方向に信号レベルが変化した回数をカウントするために用意されたカウンタであって、初期値（０）から、エンジン１００における１サイクル中にクランク位置信号の信号レベルが特定方向に変化しうる上限値に相当する値（本実施形態においては２３（＝２４−１））までを繰り返しカウントする。
【００４８】
次に、カム軸１１０の実相対回転角を特定すべきタイミングとなっているか否かがチェックされる（ｓ１３０）。ここでは、エンジン１００における１サイクル中にクランク位置信号の信号レベルが特定方向に変化した回数が所定回数（本実施形態では４回，１０回，１６回または２２回）となっている，つまりクランクカウンタのカウント値がその所定回数に相当する値（３（＝４−１），９（＝１０−１），１５（＝１６−１）または２１（２２−１））になっている場合に、カム軸１１０の実相対回転角を特定すべきタイミングになっていると判定される。
【００４９】
このｓ１３０で、カム軸１１０の実相対回転角を特定すべきタイミングになっていないと判定された場合（ｓ１３０：ＮＯ）、直ちに本動作状態判定処理が終了する。
一方、上記ｓ１３０で、カム軸１１０の実相対回転角を特定すべきタイミングになっていると判定された場合（ｓ１３０：ＹＥＳ）、エンジン１００の動作状態に基づいてカム軸１１０の目標相対回転角が特定される（ｓ１４０）。
【００５０】
ここでは、クランク位置信号において信号レベルが特定方向に変化した間隔に基づいて求められるエンジンの回転数，水温センサ１７６により検出されるエンジンの水温，エアフローメータ１７８により検出される吸入空気量などのパラメータに基づいて目標相対回転角が特定される。具体的には、これら各パラメータの値に応じた目標相対回転角を対応づけてなる対応マップから、該当するパラメータの値に応じた目標相対回転角を特定する、または、これら各パラメータの値から目標相対回転角を算出するための数式に基づいて目標相対回転角を算出する、といった方法により目標相対回転角が特定される。
【００５１】
なお、こうして特定された目標相対回転角は内蔵メモリにおける特定の記憶領域に記憶（先に記憶されている場合は上書き）される。
次に、クランク位置センサ１７４からのクランク位置信号と、カム位置センサ１７２からのカム位置信号との位相差に基づいて、カム軸１１０の実相対回転角が特定される（ｓ１５０）。ここでは、動作状態の判定を行うべきタイミングで発生したクランク信号の有効エッジ（信号レベルの変化点，以下同様）と、そのタイミングとなった直前にカム位置信号において発生した有効エッジと、の位相差に応じた回転角が、カム軸１１０の実相対回転角として特定される（図２参照）。
【００５２】
具体的にいうと、上記ｓ１３０においてカム軸１１０の実相対回転角を特定すべきタイミングになっていると判定されたということは、上記ｓ１１０にてクランク信号に発生したと判定された有効エッジが、動作状態の判定を行うべきタイミングで発生したものということになるため、このｓ１５０では、まず、上記ｓ１１０にて判定された直前にカム位置信号において有効エッジが発生した時間から判定タイミングまでの経過時間に基づいて、両信号の位相差が特定される。そして、両信号における位相差に応じた実相対回転角それぞれを対応づけてなる対応マップから、該当する位相差に対応する実相対回転角を特定する、または、位相差に基づいて実相対回転角を算出するための数式に基づいて実相対回転角を特定（算出）する、といった方法によって実相対回転角が特定される。
【００５３】
なお、こうして特定された実相対回転角は内蔵メモリにおける特定の記憶領域に記憶（先に記憶されている場合は上書き）される。
次に、上記ｓ１４０にて特定された目標相対回転角と、上記ｓ１５０にて特定された実相対回転角との偏差が算出される（ｓ１６０）。
【００５４】
次に、上記ｓ１６０にて算出された偏差に基づいて、変更機構部１３０の動作状態が過渡状態となっているか否かが判定される（ｓ１７０）。
ここで、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差が大きいということは、変更機構部１３０によりカム軸１１０を大きく回転させなければならない過渡状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がある。その一方、上記偏差が小さいということは、変更機構部１３０によりカム軸１１０を大きく回転させなくてもよい定常状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がない。そのため、このｓ１７０では、上記偏差が、変更機構部１３０がカム軸１１０の回転角を過渡的に変更させる場合における偏差に対応するしきい値以上であることをもって、変更機構部１３０の動作状態が過渡状態となっていると判定される。
【００５５】
このｓ１７０で、過渡状態であると判定された場合には（ｓ１７０：ＹＥＳ）、変更機構部１３０の動作状態を判定するために用意された動作状態フラグに、動作状態が過渡状態となっている旨を示す値「０」がセットされ（ｓ１８０）、過渡状態でないと判定された以降の経過時間をカウントするための定常判定カウンタ（初期値「０」）がリセット（「０」がセット）された後（ｓ２２０）、本動作状態判定処理が終了する。
【００５６】
一方、上記ｓ１７０で、過渡状態でないと判定された場合には（ｓ１７０：ＮＯ）、定常判定カウンタがインクリメントされた後（ｓ１９０）、その経過時間が所定の判定時間を超えているか否かが定常判定カウンタのカウント値に基づいてチェックされる（ｓ２００）。
【００５７】
このｓ２００にて経過時間が所定の判定時間を超えていると判定された場合（ｓ２００：ＹＥＳ）、上記動作状態フラグに、動作状態が過渡状態となっていない旨（定常状態である旨）を示す値「１」がセットされた後（ｓ２１０）、本動作状態判定処理が終了する。
【００５８】
一方、このｓ２００にてチェックされた経過時間が所定の判定時間を超えていなければ（ｓ２００：ＮＯ）、直ちに本動作状態判定処理が終了し、以降、経過時間が所定の判定時間を超えるまでの間、本動作状態判定処理による目標相対回転角と実相対回転角と偏差に基づく判定が繰り返し行われる。
【００５９】
変更機構部１３０が定常状態となっている場合には、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差が小さい状態となる（図４の「定常状態」参照）。その一方、変更機構部１３０が過渡状態となっている場合にも、一時的に上記偏差が小さくなることもありうる（同図「過渡状態」参照）。
【００６０】
そのため、偏差の小さい状態が所定の判定時間継続した後に、変更機構部１３０の動作状態が定常状態にあると判断することにより、定常状態を確実に判定できるようにしている。Ｓ１７０で過渡状態と判定された場合には、定常判定カウンタをリセットする（Ｓ１９０）。過渡状態でないと判定された状態が連続して成立した場合には、定常判定カウンタが積算されていき、定常判定カウンタが判定時間を超えると（ｓ２００：ＹＥＳ）、定常状態にあると判断され動作状態フラグに「１」がセットされる（ｓ２１０）。なお、この「判定時間」は、変更機構部１３０の動作状態が定常状態であると判定するのに充分な時間として定められたものである。
（２−２）取付角度調整処理
続いて、バルブタイミング調整装置１が起動した以降、一定周期で繰り返し実施される取付角度調整処理の処理手順を図５に基づいて説明する。なお、この取付角度調整処理が実施される周期は、クランク位置信号において信号レベルが変化する周期以下の周期である。
【００６１】
この取付角度調整処理が起動されると、まず、変更機構部１３０の動作状態が定常状態であるか否かがチェックされる（ｓ３１０）。ここでは、上述した動作状態フラグに「１」がセットされている場合に定常状態であると判定される一方、「０」がセットされている場合に過渡状態であると判定される。
【００６２】
このｓ３１０で、変更機構部１３０の動作状態が定常状態であると判定された場合（ｓ３１０：ＹＥＳ）、定常状態において、変更機構部１３０の制御量を演算すべきタイミングとなっているか否かがチェックされる（ｓ３２０）。
【００６３】
ここでは、クランクカウンタのカウント値が、エンジン１００における１サイクル（７２０°ＣＡ）中に等間隔で到来する２回のタイミングに対応する値になっている場合に、変更機構部１３０の制御量を演算すべきタイミングとなっていると判定される。本実施形態においては、クランクカウンタのカウント値が、「０」または「１２」になっている場合に、該当タイミングになっていると判定するように構成されている。
【００６４】
一方、上記ｓ３１０で、変更機構部１３０の動作状態が過渡状態であると判定された場合（ｓ３１０：ＮＯ）、過渡状態において、変更機構部１３０の制御量を演算すべきタイミングとなっているか否かがチェックされる（ｓ３３０）。
【００６５】
ここでは、クランクカウンタのカウント値が、エンジン１００における１サイクル（７２０°ＣＡ）中に等間隔で到来する４回のタイミングに対応する値になっている場合に、変更機構部１３０の制御量を演算すべきタイミングとなっていると判定される。本実施形態においては、クランクカウンタのカウント値が、「０」，「６」，「１２」または「１８」になっている場合に、該当タイミングになっていると判定するように構成されている。
【００６６】
これらｓ３２０，ｓ３３０にて変更機構部１３０の制御量を演算すべきタイミングとなっていると判定された場合（ｓ３２０：ＹＥＳ，ｓ３３０：ＹＥＳ）、この時点で内蔵メモリに記憶されている目標相対回転角および実相対回転角（上記ｓ１４０，ｓ１５０にて特定されたもの）に基づいて変更機構部１３０の制御量が演算される（ｓ３６０）。ここでは、実相対回転角ｒを目標相対回転角ｙに近づけるべく、ＰＩＤ（Ｐ：Proportional（比例），Ｉ：Integral（積分），Ｄ：Differential（微分））制御に基づく周知の手法により変更機構部１３０に対する制御量ｕ（ｕ＝ｆ（ｒ−ｙ））が演算される。
【００６７】
そして、ｓ３６０にて演算された制御量にて変更機構部１３０を駆動させるべく、機構駆動部１４０に対して制御信号が出力された後（ｓ３７０）、本取付角度調整処理が終了する。
【００６８】
この制御信号を受けた機構駆動部１４０は、その制御信号で示される制御量にて変更機構部１３０を駆動させるための駆動力を変更機構部１３０へと供給し、変更機構部１３０は、この駆動力によりカム軸１１０の回転角を変更することとなる。
【００６９】
また、上記ｓ３２０，ｓ３３０にて変更機構部１３０の制御量を演算すべきタイミングになっていないと判定された場合（ｓ３２０：ＮＯ，ｓ３３０：ＮＯ）、上記ｓ３６０〜ｓ３７０が行われることなく、本取付角度調整処理が終了する。
【００７０】
このように、本取付角度調整処理では、クランクカウンタのカウント値が該当する値になっているときにのみ制御量の演算が行われるが、その「該当する値」は、変更機構部１３０が過渡状態である場合よりも定常状態である場合の方が少ないため、定常状態である場合には、過渡状態である場合よりも制御量の演算される周期が長くなる（図４「演算タイミング」参照）。
【００７１】
ここで、変更機構部１３０が定常状態，つまり実相対回転角が目標相対回転角と近似しているときには、カム軸１１０を大きく回転させなくてもよいため、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がなく、演算周期を長くしても問題ない。一方、変更機構部１３０が過渡状態，つまり実相対回転角が目標回転角から離れているときには、カム軸１１０を大きく回転させなければならないため、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要があり、そのためには演算周期を短くする必要がある。
【００７２】
このことから、本取付角度調整処理では、変更機構部１３０が定常状態である場合の演算周期を、過渡状態である場合の演算周期よりも長くなるように変更し、これにより、定常状態である場合よりも過渡状態である場合の方が、バルブの開閉タイミングが頻繁に調整されるようにしている。
（３）作用，効果
このように構成されたバルブタイミング調整装置１によれば、エンジン１００の回転数ではなく、変更機構部１３０の動作状態に応じて、制御量の演算周期，つまりバルブの開閉タイミングを調整すべき頻度を変化させることができる。
【００７３】
この変更機構部１３０の動作状態は、目標相対回転角および実相対回転角に基づいて判定されるものであって、エンジン１００の回転数が大きくても、安定した速度で車両を走行させているときのように回転数が大きく変化しない場合と、車両を加速させているときのように回転数が過渡的に変化している場合とで異なったものとして判定することができる。
【００７４】
それは、エンジン１００の回転数に拘わらず、速度が安定していれば、エンジン１００も安定して動作しているために実相対回転角が目標相対回転角と近似したものとなるのに対し、加速中であれば、エンジン１００が過渡的な動作をするために実相対回転角が目標回転角から離れたものとなるからである。
【００７５】
このことは、変更機構部１３０の動作状態に応じた演算周期を設定することにより、エンジン１００の回転数の大小に拘わらず、回転数が大きく変化しない場合と、回転数が過渡的に変化している場合とで、制御量の演算周期を異なったものに変更できることを意味する。
【００７６】
そのため、上記構成であれば、エンジン１００の回転数が大きくても、その回転数が大きく変化しない場合については、演算周期を長くすることによりその演算に係る処理の負担を軽減することができる。一方、エンジン１００の回転数が過渡的に変化している場合については、演算周期を短くすることにより、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整して適切にその制御を行うことができる。
【００７７】
このように上記構成であれば、変更機構部１３０の動作状態に応じた適切な演算周期を設定することにより、処理の負担を軽減しつつ、バルブの開閉タイミングを適切に制御することができる。
【００７８】
また、上記実施形態においては、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差に基づいて変更機構部１３０の動作状態を判定したうえで（図３のｓ１７０）、この判定結果に応じた演算周期により変更機構部１３０の制御量を演算することができる（図５のｓ３７０）。
【００７９】
ここで、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差が大きいということは、変更機構部１３０によりカム軸１１０を大きく回転させなければならない過渡状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がある一方、上記偏差が小さいということは、変更機構部１３０によりカム軸１１０を大きく回転させなくてもよい定常状態であり、バルブの開閉タイミングを頻繁に調整する必要がない。
【００８０】
そして、上記構成では、その偏差が、上変更機構部１３０がカム軸１１０の回転角を過渡的に変更させる場合における偏差に対応する値以上となっていることをもって、変更機構部１３０の動作状態が過渡状態であると判定するように構成されている。そのため、変更機構部１３０が過渡状態となっていることを適切に判定したうえで、その動作状態に応じた演算周期により変更機構部１３０の制御量を演算することができる。
【００８１】
また、上記実施形態においては、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値未満となっている状態が（図３のｓ１７０「ＮＯ」）、所定の判定時間が経過するまで維持されると（同図ｓ２００「ＹＥＳ」）、最終的に動作状態フラグに「１」がセットされた状態となることにより（同図ｓ２１０）、変更機構部１３０の動作状態が定常状態であると判定されるようになる（図５のｓ３１０「ＹＥＳ」）。
【００８２】
このように構成されているため、単に、実相対回転角の目標回転角に対する偏差がしきい値未満となったとしても、その状態が判定時間の経過まで維持されなければ、変更機構部１３０の動作状態が定常状態であると判定されることはない。
【００８３】
変更機構部１３０の動作状態が実際に過渡状態であるにも拘わらず、誤って定常状態であると判定されてしまうことは、過渡状態であるにも拘わらず制御量の演算周期が長くなってしまい、バルブの開閉タイミングを適切に制御できなくなってしまう恐れがあるため、好ましいことではない。
【００８４】
ところが、上記のように構成した場合には、何らかの要因で一時的に実相対回転角の目標回転角に対する偏差がしきい値未満になったとしても（図２参照）、そのことをもって直ちに変更機構部１３０が定常状態であると判定されてしまうことを防止することができる。
【００８５】
また、上記実施形態においては、変更機構部１３０の動作状態が実際に定常状態になっている場合においても、何らかの要因により一時的に実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差がしきい値以上になってしまうと、誤って過渡状態であると判定されてしまう恐れがある。とはいえ、変更機構部１３０が実際に定常状態になっているのであれば、その動作状態が安定しているために、上記偏差がしきい値以上になってしまう可能性は低く、仮に偏差がしきい値以上になったとしても、一時的に制御量の演算周期が長くなるだけで、バルブの開閉タイミングを適切に制御するという観点から問題はないといえる。
【００８６】
そこで、上記構成では、所定の判定時間が経過する前であっても、実相対回転角の目標相対回転角に対する偏差が所定のしきい値以上となったことをもって（図５のｓ１７０「ＹＥＳ」）、動作状態フラグに「０」がセットされた状態となることにより（同図ｓ１８０）、直ちに変更機構部１３０の動作状態が過渡状態であると判定することができる。
（４）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００８７】
例えば、上記実施形態においては、クランクカウンタのカウント値が所定値となることをもって、制御量の演算周期になっていると判定するように構成されている（図５のｓ３２０，ｓ３３０）。そして、エンジン１００の動作状態が定常状態である場合における演算周期を、過渡状態である場合における演算周期よりも長くなるようにするために、定常状態では３６０°ＣＡに１回、過渡状態では１８０°ＣＡに一回の割合で演算するように設定している。。しかし、定常状態である場合における演算周期を、過渡状態である場合における演算周期よりも長くなるようにするための構成としては、このような構成に限られない。
【００８８】
また、上記実施形態において、取付角度調整処理では、動作状態判定処理において特定された目標相対回転角および実相対回転角（図３のｓ１４０，ｓ１５０）に基づいて変更機構部１３０の制御量を演算するように構成されたものを例示した（図５のｓ３６０）。
【００８９】
しかし、この変更機構部１３０の制御量を演算するに際しては、同図ｓ３２０，ｓ３３０にて「ＹＥＳ」と判定された直後、動作状態判定処理におけるのと同様に目標相対回転角および実相対回転角を特定し、こうして特定した値に基づいて変更機構部１３０の制御量を演算するように構成してもよい。
（５）本発明との対応関係
以上説明した実施形態において、図３のｓ１４０が本発明における目標回転角特定手段であり、図３のｓ１５０が本発明における実回転角特定手段であり、図５のｓ３６０が本発明における制御量演算手段であり、同図ｓ３７０が本発明における変更指令手段であり、図３のｓ１６０〜ｓ２１０が本発明における状態判定手段であり、図５のｓ３１０〜ｓ３３０が本発明における演算周期変更手段である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】バルブタイミング調整システムの全体構成を示すブロック図
【図２】クランク信号とカム信号とを示す図
【図３】動作状態判定処理を示すフローチャート
【図４】バルブタイミング調整システムの動作を示すタイミングチャート
【図５】取付角度調整処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９１】
１…バルブタイミング調整装置、１００…エンジン、１１０…カム軸、１１２…スプロケット、１２０…クランク軸、１３０…変更機構部、１４０…機構駆動部、１４２…オイルタンク、１４４…オイルポンプ、１４６…スプール弁、１５０…タイミングベルト、１６０…カム軸、１６２…スプロケット、１７２…カム位置センサ、１７４…クランク位置センサ、１７６…水温センサ、１７８…エアフローメータ。
【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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