CN107407226B - 旋转相位检测装置的异常诊断装置及方法、采用它们的旋转位置控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，在检测频率不同的两个旋转检测部中的任一方发生异常时，能够快速且高精度地检测出该异常，能够良好地对应低速旋转时的异常。由旋转相位检测部检测出的VTC实际角度与由马达旋转传感器(201)以比上述旋转相位检测部的VTC实际角度的检测频率更高的频率检测的VTC变化角的相加值之间的偏差绝对值在规定值以上时，判定为上述旋转相位检测部中存在异常。

Description

旋转相位检测装置的异常诊断装置及方法、采用它们的旋转 位置控制装置
技术领域
本发明涉及旋转相位检测装置的异常诊断装置及方法、以及采用它们的旋转位置控制装置，例如，涉及在对内燃机的内燃机气门(进气门或排气门)的气门正时进行变更的可变气门正时机构的控制装置中采用了上述旋转相位检测装置的异常诊断装置。
背景技术
例如，在可变气门正时机构的控制装置中，利用旋转检测部检测凸轮轴相对于曲轴的旋转相位(旋转角位置)，并且利用可变气门正时机构使其接近目标旋转相位，由此控制气门正时。
在专利文献1，在使用电动马达驱动进气门开闭用凸轮轴的可变气门正时机构中，与上述旋转检测部相比，通过使用检测频率高的马达轴的旋转信号，实现发动机低速域中的精度良好的气门正时控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利第4123127号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，专利文献1中，在发动机起动时或即将停止之前的极低转速时，哪怕在旋转检测部发生一次异常，也会错误地检测出旋转相位即进气门的气门正时，气门正时机构的驱动控制通过基于该错误检测的错误马达操作量继续进行，导致气门正时相对于目标值发生大幅超调的情况发生。其结果，发动机性能(特别是低速旋转性能)受损，可能会发生气门正时机构的可动部件剧烈碰撞而引起的止动件耐久性降低及可动部件被止动件粘结等二次故障。
另外，现有的旋转检测部的异常诊断通过依次监视设于凸轮轴的凸轮传感器的汽缸判别值来进行，从发生异常后到检测出异常为止需要较长的时间，因此，在该期间与上述情况一样，也会发生基于错误的马达操作量的超调，同样使发动机性能受损，导致止动件耐久性降低及粘结等二次故障。
本发明着眼于这种现有的课题，其目的在于，在检测频率不同的两个旋转检测部中的任一个产生异常时，能够快速且高精度地检测出该异常，很好地对应低速旋转时的异常。
用于解决课题的方案
根据本发明的一个方面，提供一种旋转相位检测装置的异常诊断装置，包含：第一旋转检测部，其基于第一旋转体的旋转角位置和通过促动器相对于所述第一旋转体进行相对旋转的第二旋转体的旋转角位置，每隔规定周期检测所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的旋转相位；第二旋转检测部，其以比所述第一旋转检测部的检测频率高的频率检测通过所述促动器的所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的相对变化角，基于由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位的变化量和由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在规定周期中的相加值，判定所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方是否有异常。
另外，根据本发明的一个方面，提供一种旋转体的旋转位置控制装置，其包含前述旋转相位检测装置的异常诊断装置，利用所述旋转相位检测装置的异常诊断装置判定所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方为异常时，根据基于另一检测部的检测值算出的第二旋转体的旋转相位，使所述促动器对所述第二旋转体的驱动控制继续进行，或者限制或停止驱动所述促动器的操作量的输出。
发明效果
根据上述旋转相位检测装置的异常诊断装置，在第一旋转检测部或第二旋转检测部发生异常的情况下，基于双方的检测值能够快速且高精度地检测出异常。
另外，根据所述旋转体的旋转位置控制装置，在通过旋转相位检测装置的异常诊断装置判定为所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方异常时，根据基于另一检测部的检测值算出的第二旋转体的旋转相位，进行上述第二旋转体的驱动控制的故障安全处理。
由此，能够抑制第二旋转体的旋转相位因异常的旋转相位的检测值而相对于目标值超调，导致控制成不好的旋转相位的情况。
附图说明
图1是实施方式的内燃机的系统结构图。
图2是表示实施方式的可变气门正时机构的纵剖面图。
图3是电动可变气门正时机构中主要构成部件的主要部分放大剖面图。
图4是图2的A-A线剖面图。
图5是图2的B-B线剖面图。
图6是供于上述可变气门正时机构的盖部件和第一油封件的分解立体图。
图7是图2的C-C线剖面图。
图8是表示实施方式的曲柄角传感器及凸轮传感器的构造的图。
图9是表示实施方式的曲柄角传感器及凸轮传感器的输出特性的时间图。
图10是表示上述实施方式所使用的马达旋转传感器的结构的立体图。
图11是从上述马达旋转传感器输出的信号波形图，(A)表示马达朝顺时针旋转方向旋转时，(B)表示马达朝逆时针旋转方向旋转时。
图12是实施方式中控制的气门正时，(A)表示起动后的米勒循环运转时，(B)表示起动时的气门正时。
图13是表示由第一实施方式的可变气门正时机构进行气门正时控制时的异常诊断处理的流程图。
图14是表示上述气门正时控制时的各种状态量变化的时间图。
图15是表示由第二实施方式的可变气门正时机构进行气门正时控制时的异常诊断处理的流程图。
图16是表示由第三实施方式的可变气门正时机构进行气门正时控制时的异常诊断处理的流程图的一部分。
图17是上述流程图的一部分。
图18是表示上述气门正时控制时的各种状态量变化的时间图。
图19是表示上述气门正时控制时的各种状态量变化的时间图。
图20是表示上述气门正时控制时的各种状态量变化的时间图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的一个实施方式。
图1是采用了本发明实施方式的旋转相位检测装置的异常诊断装置的车辆用内燃机101的结构图。此外，在本实施方式中，内燃机101为直列四汽缸的四冲程发动机，但不限于本例。
在图1中，在内燃机101的进气管102安装有利用节气门马达103a开闭驱动节气门103b的电子控制节气门103。
并且，内燃机101经由电子控制节气门103及进气门105向各汽缸的燃烧室106内吸入空气。
在各汽缸的进气口130设有燃料喷射阀131，燃料喷射阀131根据来自作为控制装置的ECU(发动机控制单元)114的喷射脉冲信号进行开阀动作而喷射燃料。
燃烧室106内的燃料通过火花塞104的火花点火而被点火燃烧。在火花塞104分别安装有点火模块112，该点火模块112内置有点火线圈及控制向该点火线圈的通电的功率晶体管。
燃烧室106内的燃烧气体经由排气门107向排气管111流出。设于排气管111的前催化转换器108及后催化转换器109对在排气管111中流动的排气进行净化。
进气凸轮轴134、排气凸轮轴110一体地具备凸轮，利用该凸轮使进气门105及排气门107进行动作。
进气门105的气门正时通过使用电动马达(促动器)使进气凸轮轴134相对于曲轴120相对旋转的可变气门正时机构(电动VTC(Valve Timing C ontrol))113可变地控制。
如图2～图7所示，上述电动VTC113具备：正时链轮1，其是由内燃机的曲轴120进行旋转驱动的驱动旋转体；进气凸轮轴134，经由轴承44旋转自如地支承于汽缸盖上，通过从上述正时链轮1传递的旋转力进行旋转；盖部件3，配置于该正时链轮1的前方位置，通过螺栓安装固定于作为固定部的链条盖40；相位变更机构4，配置与上述正时链轮1与进气凸轮轴134之间，是根据发动机运转状态改变两者1、134的相对旋转相位的可变机构。
正时链轮1整体由铁系金属一体形成，由内周面为台阶径状的圆环状的链轮主体1a和一体设于该链轮主体1a的外周且经由卷绕的正时链条42接收来自曲轴的旋转力的齿轮部1b构成。另外，正时链轮1通过第三轴承旋转自如地支承于进气凸轮轴134，所述第三轴承是在形成于上述链轮主体1a的内周侧的圆形槽1c与一体设于上述进气凸轮轴134的前端部的厚凸缘部2a的外周之间安装的第三滚珠轴承43。
在链轮主体1a的前端部外周缘一体形成有环状突起1e。利用螺栓7从轴向将环状部件19和大径圆环状的板6一同固定在该链轮主体1a的前端部，其中，环状部件19同轴地定位于上述环状突起1e的内周侧，在内周形成有波形啮合部即内齿19a。另外，如图5所示，在上述链轮主体1a的内周面的一部分，作为圆弧状卡合部的止动件凸部1d沿着周向形成至规定长度范围。
板6的前端侧外周通过螺栓11固定有圆筒状的壳体5，壳体5在覆盖上述相位变更机构4的后述的减速器8及电动马达12的各构成部件的状态下向前方突出。
壳体5由铁系金属一体形成，起到轭的作用，在前端侧一体地具有圆环板状的保持部5a，并且以包括该保持部5a的外周侧整体被上述盖部件3隔开规定间隔覆盖的形式配置。
进气凸轮轴134在外周具有使进气门105进行打开动作的驱动凸轮，每一汽缸具有两个，并且在前端部，通过凸轮螺栓10从轴向结合有作为从动旋转体的从动部件9。另外，如图5所示，在进气凸轮轴134的上述凸缘部2a沿着圆周向形成有止动件凹槽2b，止动件凹槽2b是上述链轮主体1a的止动件凸部1d卡入的卡止部。该止动件凹槽2b形成沿圆周方向具有规定长度的圆弧状，在该长度范围内转动的止动件凸部1d的两端缘与周向的对置缘2c、2d分别抵接，由此，限制进气凸轮轴134相对于正时链轮1的最大提前角侧或最大滞后角侧的相对旋转位置。
凸轮螺栓10在头部10a的轴部10b侧的端缘一体形成有凸缘状的接合面部10c，并且在轴部10b的外周形成有阳螺纹部，该阳螺纹部与从上述进气凸轮轴134的端部沿内部轴向形成的阴螺纹部螺合。
从动部件9由铁系金属材料一体形成，如图3所示，由形成于前端侧的圆板部9a和一体形成于后端侧的圆筒状的圆筒部9b构成。
圆板部9a在后端面的径向大致中央位置一体地设置有与上述进气凸轮轴134的凸缘部2a大致相同外径的环状台阶突起9c，该台阶突起9c的外周面和上述凸缘部2a的外周面插入配置于上述第三滚珠轴承43的内轮43a的内周。第三滚珠轴承43的外轮43b压入固定于链轮主体1a的圆形槽1c的内周面。
另外，如图2～图6所示，在圆板部9a的外周部一体地设置有保持后述的多个辊34的保持器41。该保持器41从上述圆板部9a的外周部朝与上述圆筒部9b相同的方向突出形成，由在沿圆周方向大致等间隔的位置隔开规定间隔的多个细长突起部41a形成。
如图2所示，圆筒部9b在中央贯通形成有使上述凸轮螺栓10的轴部10b插通的插通孔9d，并且在外周侧设有作为第一轴承的后述的第一滚针轴承30。
如图2及图6所示，盖部件3由壁厚较大的合成树脂材料一体形成，由以杯状鼓出的盖主体3a和一体形成于该盖主体3a的后端部外周的托架3b构成。
盖主体3a以覆盖相位变更机构4的前端侧的方式配置，即，以隔开规定间隔覆盖从壳体5的轴向的保持部5b到后端部侧的大致整体的方式配置。另一方面，在上述托架3b，在形成大致圆环状的6个突出部分别贯通形成有螺栓插通孔3f。
另外，如图2所示，盖部件3的托架3b经由多个螺栓46固定于上述链条盖40，并且内外双重的滑环48a、48b以将各内端面露出的状态埋设固定于上述盖主体3a的前端部3e的内周面。另外，在上端部设有在内部固定有连接器端子49a的连接器部49，连接器端子49a经由导电部件与上述滑环48a、48b连接。此外，通过ECU114，从未图示的电池电源向上述连接器端子49a进行通电或隔断通电。
而且，如图2所示，在盖主体3a的后端部侧的内周面与上述壳体5的外周面之间，安装有作为密封部件的大直径的第一油封件50。该第一油封件50的横截面形成大致“コ”形状，在合成橡胶的基材内部埋设有芯金属，并且，外周侧的圆环状基部50a嵌合固定于在上述盖主体3a后端部的内周面形成的圆形槽3d内。另外，在圆环状基部50a的内周侧一体形成有与上述壳体5的外周面抵接的密封面50b。
相位变更机构4由电动马达12和上述减速器8构成，电动马达12与进气凸轮轴134大致同轴且配置在其前端侧，减速器8对该电动马达12的旋转速度进行减速并向进气凸轮轴134传递。
如图2及图3所示，电动马达12是带电刷的DC电动马达，具备：壳体5，其作为与正时链轮1一体旋转的轭；马达轴13，其是旋转自如地设于该壳体5的内部的输出轴；半圆弧状的一对永磁铁14、15，其固定于壳体5的内周面；定子16，其固定于壳体保持部5a的内底面侧。
马达轴13形成筒状，起到电枢的作用，在轴向大致中央位置的外周固定有具有多个极的铁心转子17，并且在该铁心转子17的外周卷绕有电磁线圈18。另外，在马达轴13的前端部外周压入固定有换向器20，该换向器20中，在以与上述铁心转子17的极数相同的数目分割的各段连接有上述电磁线圈18。
如图7所示，定子16主要包括：圆环板状的树脂支架22，利用4个螺丝22a固定于保持部5a的内底壁；周向内外的两个第一电刷23a、23b，在轴向上贯通该树脂支架22和保持部5a进行配置，各前端面与上述一对滑环48a、48b滑动接触而接收供电；第二电刷24a、24b，向内侧进退自如地保持于树脂支架22的内周侧，圆弧状的前端部与上述换向器20的外周面滑动接触。
第一电刷23a、23b和第二电刷24a、24b通过辫式线束25a、25b连接，并且，通过与各自弹性接触的扭簧26a、27a的弹簧力向滑环48a、48b方向及换向器20方向分别受力。
马达轴13经由作为第一轴承的滚针轴承28和配置于该滚针轴承28的轴向侧部的轴承即第四滚珠轴承35旋转自如地支承于凸轮螺栓10的头部10a侧的轴部10b的外周面。另外，在上述马达轴13的进气凸轮轴134侧的后端部一体地设有构成减速器8的一部分的圆筒状的偏心轴部30。
第一滚针轴承28由压入到偏心轴部30的内周面的圆筒状的保持架28a和旋转自如地保持于该保持架28a内部的多个转动体即滚针28b构成。该滚针28b在上述从动部件9的圆筒部9b的外周面转动。
在第四滚珠轴承35，内轮35a在上述从动部件9的圆筒部9b的前端缘与凸轮螺栓10的接合面部10c之间以夹持状态被固定，另一方面，外轮35b在形成于马达轴13内周的台阶部与作为止脱环的卡环36之间在轴向上被定位支承。
另外，在马达轴13(偏心轴部30)的外周面与板6的内周面之间设有第二油封件32，第二油封件32是阻止润滑油从减速器8内部向电动马达12内泄露的摩擦部件。该第二油封件32的内周部与上述马达轴13的外周面弹性接触，由此，对于该马达轴13的旋转施加摩擦阻力。
如图2、图3所示，减速器8主要包括：进行偏心旋转运动的上述偏心轴部30、设于该偏心轴部30外周的作为第二轴承的第二滚珠轴承33、设于该第二滚珠轴承33外周的上述辊34、在转动方向上保持该辊34的同时允许该辊34的径向移动的上述保持器41、与该保持器41一体的上述从动部件9。
偏心轴部30的形成于外周面的凸轮面的轴心Y从马达轴13的轴心X向径向上稍微偏离。此外，上述第二滚珠轴承33和辊34等作为行星啮合部构成。
第二滚珠轴承33形成大径状，以在第一滚针轴承28的径向位置整体大致重叠的状态配置，内轮33a压入固定于偏心轴部30的外周面，并且上述辊34总是与外轮33b的外周面抵接。另外，在外轮33b的外周侧形成有圆环状的间隔C，通过该间隔C，第二滚珠轴承33整体能够随着上述偏心轴部30的偏心旋转而向径向移动，即能够进行偏心运动。
各辊34在随着第二滚珠轴承33的偏心运动朝径向移动的同时嵌入上述环状部件19的内齿19a，并且，在被保持器41的突起部41a沿周向引导的同时朝径向进行摆动。
通过润滑油供给装置向减速器8的内部供给润滑油。如图2所示，该润滑油供给装置包括：油供给通路47，形成于汽缸盖的轴承44内部，从未图示的主油道供给润滑油；油供给孔48，沿上述进气凸轮轴134的内部轴向形成，经由沟槽与上述油供给通路47连通；小径的油供给孔45，沿从动部件9的内部轴向贯通形成，一端向该油供给孔48开口，另一端向上述第一滚针轴承28和第二滚珠轴承33的附近开口；大径的3个未图示的油排出孔，同样贯通形成于从动部件9。
以下，说明电动VTC113的动作，首先，当内燃机的曲轴旋转驱动时，正时链轮1经由正时链条42进行旋转，通过该旋转力，电动马达12经由壳体5、环状部件19和板6进行同步旋转。另一方面，环状部件19的旋转力从辊34经由保持器41及从动部件9向进气凸轮轴134传递。由此，进气凸轮轴134的凸轮使进气门进行开闭动作。
而且，驱动电动VTC113改变进气凸轮轴134的旋转相位(进气门105的气门正时)时，从ECU114经由滑环48a、48b等向电动马达12的电磁线圈18进行通电。由此，马达轴13旋转驱动，该旋转力经由减速器8将经减速的旋转力向进气凸轮轴134传递。
即，如果偏心轴部30随着马达轴13的旋转而进行偏心旋转，马达轴13每转1圈，各辊34被保持器41的突起部41a朝径向引导着以越过环状部件19的一个内齿19a转动到邻接的其它内齿19a的方式移动，并重复着该动作向圆周方向转动接触。上述马达轴13的旋转经过该各辊34的转动接触而被减速，同时旋转力向从动部件9传递。此时的减速比可根据辊34的个数等来任意设定。
由此，进气凸轮轴134相对于正时链轮1进行正反相对旋转而使相对旋转相位变换，将进气门的开闭正时向提前角侧或滞后角侧变换控制。
而且，进气凸轮轴134相对于正时链轮1的正反相对旋转的最大位置限制(角度位置限制)通过上述止动件凸部1d的各侧面与上述止动件凹槽2b的各对置面2c、2d中的任一方抵接而进行。
即，从动部件9随着偏心轴部30的偏心回动而朝与正时链轮1的旋转方向相同的方向旋转，由此，止动件凸部1d的一侧面与止动件凹槽2b的一侧对置面2c抵接，限制其朝该方向进一步旋转。由此，进气凸轮轴134相对于正时链轮1的相对旋转相位朝提前角侧变为最大。
另一方面，从动部件9朝与正时链轮1的旋转方向相反的方向旋转，由此，止动件凸部1d的另一侧面与止动件凹槽2b的另一侧对置面2d抵接，限制其朝该方向进一步旋转。由此，进气凸轮轴134相对于正时链轮1的相对旋转相位朝滞后角侧变为最大。
返回图1，ECU114内置有微型计算机，根据预先存储于存储器的程序进行运算，控制电子控制节气门103、燃料喷射阀131、点火模块112等。
ECU114输入有来自各种传感器的检测信号。作为各种传感器，设置有：检测加速踏板116a的开度(加速器开度)ACC的加速器开度传感器116、检测内燃机101的吸入空气量Q的空气流量传感器115、根据内燃机101的输出轴即曲轴120的旋转输出脉冲状的旋转信号(单位曲柄角信号)POS的曲柄角传感器(旋转传感器)117、检测节气门103b的开度TVO的节气门传感器118、检测内燃机101的冷却水温度TW的水温传感器119、根据进气凸轮轴134的旋转输出脉冲状的凸轮信号PHASE的凸轮传感器133、检测驱动电动VTC113的电动马达的马达轴旋转角的马达旋转传感器201、在车辆驾驶员踩下制动踏板121的制动状态下变成接通的制动开关122、检测以内燃机101为动力源的车辆行驶速度(车速)VSP的车速传感器123等。
另外，ECU114输入有内燃机101的运转/停止的主开关即点火开关124的接通/切断信号及起动开关125的接通/切断信号。
图8表示曲柄角传感器117及凸轮传感器133的构造。
曲柄角传感器117由信号板152和旋转检测装置153构成，信号板152被轴支承于曲轴120，在周围具备作为被检测部的突起部151，旋转检测装置153固定于内燃机101侧，检测突起部151而输出旋转信号POS。
旋转检测装置153同时具备包含波形产生电路、选择电路等的各种处理电路和检测突起部151的传感器，旋转检测装置153输出的旋转信号POS是由脉冲列构成的脉冲信号，通常为低电平，在检测到上述突起部151时变成一定时间的高电平。
信号板152的突起部151以曲柄角10deg的间隔等间隔地形成，但在隔着曲轴120的旋转中心而对置的两个部位设有使突起部151连续脱落两个的部分。
此外，突起部151的脱落数目可以是1个，也可以是3个以上连续脱落。
通过上述构造，曲柄角传感器117(旋转检测装置153)输出的旋转信号POS如图9所示，在每10deg的曲柄角(单位曲柄角)连续16次变成高电平后，在30deg间保持低电平，并再次连续16次变成高电平。
因此，作为曲柄角30deg的低电平期间(脱齿区域，脱落部分)后的最初的旋转信号POS，以曲柄角180deg间隔输出，该曲柄角180deg相当于本实施方式的四汽缸内燃机101中的汽缸间的行程相位差，换言之，相当于点火间隔。
另外，在本实施方式中设定成，曲柄角传感器117将作为曲柄角30deg的低电平期间后(脱齿区域)的最初的旋转信号POS在各汽缸的上止点前50deg(BTDC50deg)的活塞位置输出。
另一方面，凸轮传感器133由信号板158和旋转检测装置159构成，信号板158轴支承于进气凸轮轴134的端部，在周围具备作为被检测部的突起部157，旋转检测装置159固定于内燃机101侧，检测突起部157而输出凸轮信号PHASE。
旋转检测装置159同时具备包含波形整形电路等的各种处理电路和检测突起部157的传感器。信号板158的突起部157在每隔90deg凸轮角的4个部位分别设置有1个、3个、4个、2个，在将突起部157连续设置多个的部分，将突起部157的间隔设定成30deg的曲柄角(15deg的凸轮角)。
并且，如图9所示，凸轮传感器133(旋转检测装置159)输出的凸轮信号PHASE是由脉冲列构成的脉冲信号，通常为低电平，通过检测到上述突起部157而变成一定时间的高电平，并且，以凸轮角计每隔90deg且以曲柄角计每隔180deg，以单独1个、连续3个、连续4个、连续2个的方式变成高电平。
另外，单独1个的凸轮信号PHASE及连续输出多个的凸轮信号PHASE的最先信号以曲柄角180deg的间隔输出，并且，单独1个、连续3个、连续4个、连续2个的输出模式分别在某一汽缸的上止点TDC与下一汽缸的上止点TDC之间输出。此外，即使通过电动VTC113改变进气门105的气门正时，也会预估气门正时的变更范围而设定凸轮信号PHASE的输出位置及输出间隔，以使凸轮信号PHASE的输出位置不会以经过上止点TDC的方式变化。
更详细而言，设定成，在第一汽缸的压缩上止点TDC与第三汽缸的压缩上止点TDC之间连续输出3个凸轮信号PHASE，在第三汽缸的压缩上止点TDC与第四汽缸的压缩上止点TDC之间连续输出4个凸轮信号PHASE，在第四汽缸的压缩上止点TDC与第二汽缸的压缩上止点TDC之间连续输出2个凸轮信号PHASE，在第二汽缸的压缩上止点TDC与第一汽缸的压缩上止点TDC之间单独输出1个凸轮信号PHASE。
在各上止点TDC之间输出的凸轮信号PHASE的连续输出数目表示下一个变成压缩上止点的汽缸编号，例如，在此次的上止点TDC与上一次上止点TDC之间连续输出了3个凸轮信号PHASE的情况下，表示此次的上止点TDC为第三汽缸的压缩上止点TDC。
在本实施方式的四汽缸发动机101中，以第一汽缸→第三汽缸→第四汽缸→第二汽缸的顺序进行点火，因此，在上止点TDC之间输出的凸轮信号PHASE的输出模式如图3所示，以单独1个、连续3个、连续4个、连续2个的顺序设定。
ECU114例如根据旋转信号POS的周期变化等判断旋转信号POS的脱齿部位，以该脱齿位置为基准，对旋转信号POS的发生数目进行计数，由此检测上止点TDC(基准曲柄角位置)。在本实施方式中，在旋转信号POS的脱齿区域之后的第六个输出的旋转信号POS相当于各汽缸的上止点TDC。
而且，ECU114通过在上止点TDC之间对凸轮信号PHASE的输出数目进行计数，判别出下一个活塞位置成为压缩上止点TDC(规定活塞位置)的汽缸，并且对自上止点TDC起的旋转信号POS的产生数目进行计数，基于该计数值CNTPOS检测此时的曲柄角。
当检测出压缩上止点TDC的汽缸及曲柄角时，ECU114确定进行燃料喷射及点火的汽缸，进而确定燃料喷射正时及点火正时，根据基于上述计数值CNTPOS检测出的曲轴120的角度(曲柄角)输出喷射脉冲信号及点火控制信号。
对于活塞位置成为压缩上止点TDC(规定活塞位置)的汽缸的判别结果按照点火顺序更新，因此，通过在上止点TDC之间计数凸轮信号PHASE的输出数目，可以在判别出下一活塞位置成为压缩上止点TDC(规定活塞位置)的汽缸之后，在每个上止点TDC按照点火顺序更新压缩上止点TDC的汽缸。
此外，可以不将对凸轮信号PHASE的产生数目进行计数的区间限定在上止点TDC之间，而是将任意的曲柄角(活塞位置)设为对凸轮信号PHASE的产生数目进行计数的区间的基准。
另外，可以基于凸轮信号PHASE的不同脉冲幅度等来判别规定活塞位置的汽缸，以此代替根据凸轮信号PHASE的产生数目来判别规定活塞位置的汽缸。
另外，在本实施方式中，通过使旋转信号POS的脉冲列的一部分缺漏，以缺漏位置为基准检测曲轴120的角度位置(曲柄角)，但也可以使旋转信号POS每隔10deg不脱落地输出，并作为替代方案，设置在每隔180deg曲柄角的基准曲柄角位置产生信号的基准位置传感器，以该基准位置传感器的输出信号为基准，对旋转信号POS进行计数，由此，也能检测出曲轴120的角度位置(曲柄角)。
另外，通过对从基准曲柄角位置起的单独1个的凸轮信号PHASE、或连续输出多个的凸轮信号PHASE的最先信号为止的旋转信号POS的产生数目进行计数，能够检测出由电动VTC113变更的进气凸轮轴134相对于曲轴120的旋转相位(进气门105的实际气门正时)，基于该检测值进行反馈控制，以使气门正时接近目标值。
另外，在电动VTC113配设有高检测频率的马达旋转传感器(促动器旋转传感器)201，马达旋转传感器201能够在任意时刻连同旋转方向一起检测出作为第二驱动源的驱动用电动马达(促动器)的马达轴旋转角(旋转动作量)。
如图10所示，马达旋转传感器201由被检测部201A和旋转角检测部201B构成，旋转角检测部201B是检测该被检测部201A在旋转方向上的位移的间隙传感器。
如图2及图3所示，被检测部201A嵌入固定于马达轴13的前端缘，旋转角检测部201B如图2所示，嵌入固定于贯通盖部件3中与被检测部201A前方相对的部分而形成的孔。
如图10所示，被检测部201A形成三维的形状，向轴向突出的3个目标部形成于圆周方向上的等间隔位置，该各目标部分别由与旋转角检测部201B相对的端面朝周向形成圆弧状的倾斜部201a和从该倾斜部201a的端缘朝轴向且沿径向直线状地立起的边缘部201b构成。
各倾斜部201a形成从将边缘部201b作为顶点的一端侧沿顺时针方向朝另一端侧以规定的角度下降的倾斜面状，从而使上述旋转角检测部201B的检测位置连续地变化。另一方面，边缘部201b分别沿着半径方向立起而形成，从倾斜部201a的一端沿轴向形成平坦面状，从而使检测位置非连续地变化。
旋转角检测部201B采用电磁检测方式，通过检测相对的被检测部201A的倾斜部201a、边缘部201b，如图11所示，输出连续的台阶状(锯齿状)波形信号。即，马达轴13沿顺时针方向旋转时，成为倾斜部201a检测时输出逐渐增加且在边缘部201b检测时输出急剧降低的波形信号(图11(A))，马达轴13沿逆时针方向旋转时，成为在倾斜部201a检测时输出逐渐减少且在边缘部201b检测时输出急剧上升的波形信号(图11(B))。
利用该特性，在输出逐渐增加时，根据该输出的逐渐增加将马达轴13的顺时针旋转方向(例如，提前角方向)的旋转角逐渐增加，在输出逐渐减少时，根据该输出的逐渐减少将马达轴13的逆时针旋转方向(例如，滞后角方向)的旋转角逐渐增加，由此，能够连同旋转方向一起连续地(线性地)检测出旋转角(旋转动作量)。此外，在边缘部201b检测时，通过学习对应的旋转角输出值(输出电压)，能够抑制检测误差。
另一方面，在本实施方式的内燃机中，起动后如图12(A)所示，将进气门105的关闭时期(IVC)设定成相对于进气下止点(BDC)大幅滞后(或提前)的气门正时，由此，进行米勒(阿特金森)循环运转，使膨胀比大于汽缸的有效压缩比。由此，提高爆震避免性能，提高燃料经济性。
但是，在起动时，若使IVC过于滞后(提前)，则导致汽缸吸入空气量减少，无法确保良好的起动性能。因此，在起动时，如图12(B)所示，通过减小IVC的滞后量(提前量)，进行接近BDC的气门正时控制，从而增大汽缸吸入空气量，进行确保起动性的运转。
另一方面，由电动VTC113变更的进气凸轮轴134(第二旋转体)相对于曲轴120(第一旋转体)的旋转相位(旋转角位置)即进气门105的气门正时，基于来自凸轮传感器133的凸轮信号PHASE和来自曲柄角传感器117的旋转信号POS每隔汽缸间行程相位差进行检测，因此，在起动时(曲轴启动时)等的极低速旋转时，旋转相位的检测周期要长于反馈控制的控制周期，检测值在从上一次控制正时到此次控制正时的期间不会更新，在该期间也无法高精度地检测出变更的旋转相位。
因此，ECU114基本上基于来自构成旋转相位检测部(第一旋转检测部)的凸轮传感器133及曲柄角传感器117的信号，即基于曲轴120的旋转角位置和利用电动马达12(促动器)相对于曲轴120进行相对旋转的进气凸轮轴134的旋转角位置，每隔规定的周期检测进气凸轮轴134相对于曲轴120的旋转相位，并且进一步利用来自马达旋转传感器201(第二旋转检测部)的马达轴旋转角检测信号，由此，在起动时，在任意时刻高精度地检测进气门105的气门正时，并根据与米勒循环运转对应的气门正时，对起动时用气门正时进行提前角控制。
具体而言，ECU114首先基于内燃机(作为第一驱动源的发动机)的运转状态，计算出VTC目标角度，即计算出由电动VTC113控制的进气凸轮轴134的目标旋转相位(进气门105的目标气门正时)。在此，VTC目标角度在米勒循环运转时设定成图12(A)所示的米勒运转用的目标气门正时，但在起动时，切换设定成图12(B)所示的起动时用目标气门正时。
接着，通过旋转相位检测部每隔规定的周期检测VTC实际角度(即进气凸轮轴134的旋转相位)而检测出的情况下，ECU114将检测出的VTC实际角度作为最终的VTC实际角度而求得。
另一方面，在通过旋转相位检测部未检测到VTC实际角度的情况下，在到检测下一次VTC实际角度为止的期间，利用检测频率高的马达旋转传感器201检测促动器的马达轴旋转角(旋转动作量)即电动VTC113的变化角(VTC变化角)，作为进气凸轮轴134相对于曲轴120的相对变化角。
而且，ECU114将上一次求得的最终的VTC实际角度作为初始值设定，对于该初始值，以在检测出下一次的VTC实际角度为止的期间进行插值的方式加上VTC变化角，求得最终的VTC实际角度，算出使VTC实际角度追随上述VTC目标角度的马达操作量。
由此，电动VTC113根据上述马达操作量驱动电动马达12，并在米勒循环运转中将进气门105的气门正时控制成使IVC充分滞后的米勒运转用气门正时，且在起动时控制成用于起动时的提前的气门正时。
在此，在检测上述VTC实际角度的旋转相位检测部中，即使发生一次异常，也有可能检测出错误的VTC实际角度。另外，如前所述，极低速旋转时的检测周期长，在到旋转相位检测部恢复成正常而检测出正常的VTC实际角度为止的期间，会通过基于错误的VTC实际角度的马达操作量继续进行电动马达12的驱动，由此，气门正时相对于目标会发生大幅超调。
其结果，内燃机性能(特别是低速旋转性能)受损，可能会发生气门正时机构的剧烈碰撞所引起的止动件的耐久性降低及粘结于止动件等二次故障。
另外，现有的旋转相位检测部的异常诊断通过基于凸轮信号PHASE的产生数目或不同脉冲幅度等的汽缸判别值判别规定活塞位置的汽缸的顺序是否为进行燃料喷射及点火的汽缸的顺序来进行，即通过汽缸判别值的依次监视来进行，因此，从异常发生到检测到异常为止需要较长的时间。
因此，与上述一样，在到检测出旋转相位检测部的异常为止的期间发生基于错误的马达操作量的超调，使内燃机性能受损，可能会产生止动件的耐久性降低及粘结等的二次故障。
因此，在本实施方式中，基于由旋转相位检测部每隔规定的周期检测的旋转相位的变化量和由马达旋转传感器201检测的相对变化角在上述规定的周期的相加值，判定旋转相位检测部和马达旋转传感器201中的至少一方是否有异常。具体而言，在由旋转相位检测部检测出的VTC实际角度与对上一次检测到的最终VTC实际角度加上由马达旋转传感器201检测出的VTC变化角的值之间的偏差绝对值成为规定值以上时，判定为旋转相位检测部存在异常，由此，能够快速地检测出旋转相位检测部的异常。
以下，说明由图1中的ECU114执行的异常诊断的各实施方式。
本实施方式中，基于起动时由旋转相位检测部检测的VTC实际角度和由马达旋转传感器201检测的VTC变化角，在利用起动用的目标VTC进行反馈控制时，基于这双方的检测值进行异常诊断。
在此，非旋转时的VTC实际角度检测是困难的，因此，根据在起动前的停止动作中进行的反馈控制来设定起动时的VTC实际角度的初始值。即，在停止动作中使用米勒循环运转用的目标VTC进行反馈控制的情况下，假定停止时VTC实际角度已收敛成该目标VTC，将起动时的VTC实际角度的初始值设定成与该米勒循环运转用的目标VTC相同的值。
而且，利用该VTC实际角度的初始值和起动用的提前的目标VTC开始反馈控制。在此，到由旋转相位检测部首次检测出VTC实际角度为止，以将VTC实际角度更新成向上述初始值加上由马达旋转传感器201检测出的VTC变化角的值(VTC变化角相加值)的方式进行反馈控制。接着，在通过旋转相位检测部检测到了VTC实际角度时，将VTC实际角度从VTC变化角相加值替换成由该旋转相位检测部检测到的VTC实际角度。接着，用向该VTC实际角度加上VTC变化角的值进行更新，然后，当每次由旋转相位检测部检测出VTC实际角度时，一方面将VTC实际角度替换成该检测值，一方面加上VTC变化角进行更新，从而作为最终的VTC实际角度。
这样，通过起动开始起使用VTC实际角度的推定初始值，可通过起动时的反馈控制，确保起动时的响应性。
此外，可利用停止动作中的极低速旋转时由旋转相位检测部检测的VTC实际角度和由马达旋转传感器201检测的VTC变化角进行使停止时的VTC实际角度收敛于起动时用的目标VTC的反馈控制，起动时的VTC实际角度接近起动用的目标VTC，因此，从反馈控制开始时起能够得到尽可能良好的起动性能。
另一方面，VTC实际角度的初始值为推定值，在反馈控制开始后，到由旋转相位检测部首次检测出VTC实际角度为止的VTC实际角度难以确保充分的精度，因此，如果在该期间进行旋转检测的异常诊断，将难以确保诊断精度。因此，在该期间停止异常诊断，并在由旋转相位检测部首次检测到VTC实际角度后开始异常诊断。
图13表示由第一实施方式的可变气门正时机构进行的气门正时控制时的异常诊断处理流程。
在步骤S101中，ECU114判定马达旋转传感器201有无异常。
马达旋转传感器201的异常诊断通过监视传感器输出范围或传感器输出变化量等来进行。
如果ECU114在步骤S101中判定为马达旋转传感器201存在异常，处理将进入步骤S107，作为马达旋转传感器故障确定时的故障安全控制，使马达操作量的输出切断。由此，在马达旋转传感器201存在故障的情况下，可抑制基于错误的马达操作量的VTC驱动。
如果ECU114在步骤S101中判定为马达旋转传感器201没有异常，处理将进入步骤S102，使用马达旋转传感器201检测每单位时间的VTC变化角(VAR)。
在步骤S103中，ECU114判定是否由旋转相位检测部检测出了VTC实际角度。
在步骤S103中未检测到VTC实际角度的情况下，ECU114使处理进入步骤S106，向上一次求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)加上步骤S102中检测出的VTC变化角(VAR)，求得用于算出马达操作量的最终的VTC实际角度(ANGF最终值)。
ANGF最终值＝ANGF上一次值+VAR
由此，即使在旋转相位检测部的检测周期长且未检测到VTC实际角度的情况下，也能够算出可使VTC实际角度追随VTC目标角度的马达操作量，继续进行VTC的驱动控制。
另一方面，在步骤S103中检测到VTC实际角度的情况下，ECU114使处理进入步骤S104，如图14所示，判定该VTC实际角度(ANG)与上一次求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)加上步骤S102中检测到的VTC变化角(VAR)的值之间的偏差绝对值是否在规定值以上。
|ANG-(ANGF上一次值+VAR)|≧规定值
即，在步骤S104中，ECU114判定由旋转相位检测部每隔规定的周期检测的VTC实际角度(旋转相位)的变化量与基于由马达旋转传感器201检测的VTC变化角(相对变化角)在规定的周期的相加值算出的旋转相位的变化量之间的偏差绝对值是否在规定值以上。
在此，在现有的气门正时反馈控制中，为了消除向VTC实际角度的相加所引起的误差，由马达旋转传感器201算出的VTC变化角是作为自上一次求得的VTC实际角度(初始值)的变化量而插补未检测VTC实际角度期间的VTC实际角度的值，如果检测出本次的VTC实际角度，就基于本次的VTC实际角度计算出马达操作量。
但是，在旋转相位检测部发生异常的情况下，有可能检测出错误的VTC实际角度，导致根据基于该VTC实际角度的马达操作量来驱动VTC。
因此，之后，在到旋转相位检测部恢复成正常而检测出正常的VTC实际角度为止的期间，会发生VTC实际角度相对于目标角度大幅提高之类的错误马达操作量引起的超调，其结果，内燃机性能受损，可能会发生止动件的耐久性降低及粘结等二次故障。
因此，在本实施方式中，即，确认到马达旋转传感器201为正常之后，基于上述的偏差绝对值，在该偏差绝对值成为规定值(异常判别用阈值)以上的情况下，判定为旋转相位检测部中存在异常。
这样，由于在步骤S101中判定为马达旋转传感器201中没有异常，因此，如果将基于来自该马达旋转传感器的信号的VTC变化角(VAR)加到由旋转相位检测部在上一次正常求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)的值与在步骤S103中检测到的VTC实际角度(ANG)之间的偏差绝对值低于规定值，就可以判定为旋转相位检测部中没有异常。
如果ECU114在步骤S104中判定为偏差绝对值在规定值以上，处理将进入步骤S106。在步骤S106中，作为旋转相位检测部异常时的故障安全控制，与上述一样，ECU114将最终的VTC实际角度设为对上一次检测的VTC实际角度(ANGF上一次值)加上在步骤S102中检测出的VTC变化角(VAR)的值。
由此，在旋转相位检测部发生异常而从错误的VTC实际角度被检测出到恢复成正常为止的期间，能够快速地检测出该异常并转为故障安全控制，因此，能够继续进行正常的VTC驱动控制。
其结果，在气门正时的反馈控制中，可避免计算出错误的马达操作量，预先抑制超调。
在步骤S104中，在上述的偏差绝对值小于规定值的情况下，ECU114判定为旋转相位检测部没有异常。
然后，ECU114使处理进入步骤S105，将最终的VTC实际角度(ANGF最终值)作为在步骤S103中检测出的VTC实际角度(ANG)而求得，进行基于该VTC实际角度的通常的气门正时的反馈控制。
VTC实际角度(ANGF最终值)＝VTC实际角度(ANG)
接着，在利用旋转相位检测部未检测到VTC实际角度时，ECU114在步骤S106中将最终的VTC实际角度作为向步骤S105中求得的VTC实际角度(ANGF)加上步骤S102中算出的VTC变化角(VAR)的值而求得，进行反馈控制。
根据以上表示的第一实施方式，与检测周期长的旋转相位检测部相比，通过使用检测频率高的马达旋转传感器201进行比较判定，能够快速地检测出旋转相位检测部的异常。
另外，从检测到异常的时刻起转为继续进行正常的VTC驱动控制的故障安全控制，从而能够避免在气门正时的反馈控制中计算出错误的马达操作量，因此，可预先抑制相对于目标的超调发生。由此，可抑制内燃机性能受损，抑制电动VTC113造成的止动件耐久性的降低及向止动件的粘结等二次故障发生。
图15表示由第二实施方式的可变气门正时机构进行的气门正时控制时的异常诊断处理的流程。
第一实施方式是在确认马达旋转传感器201正常之后，在步骤S104进行旋转相位检测部的异常诊断，而在本实施方式中，是在确认旋转相位检测部正常之后，通过同样的异常诊断方法判定马达旋转传感器201有无异常。
主要说明与第一实施方式不同的步骤。
在本实施方式中，ECU114不进行在第一实施方式的步骤S101中进行的马达旋转传感器201的异常诊断，而是与步骤S102及S103同样，在步骤S201及S202中，在算出VTC变化角之后接着判定是否检测到了VTC实际角度。在步骤S202中未检测到VTC实际角度的情况下，ECU114使处理进入步骤S208。在步骤S208中，与从步骤S103进入S106一样，ECU114向上一次求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)加上VTC变化角，求得最终的VTC实际角度(ANGF最终值)，继续进行VTC的驱动控制。
接着，在步骤S203中，ECU114基于上述现有的旋转相位检测部的异常诊断，即基于来自凸轮传感器133的凸轮信号PHASE，判定汽缸判别的顺序是否正确。
在步骤S203中，如果ECU114判定为旋转相位检测部异常，处理将进入步骤S207，切断马达操作量的输出，进行停止VTC的驱动控制的故障安全控制。
由此，能够抑制基于错误马达操作量的VTC驱动。
如果ECU114在步骤S203中判定为没有异常，处理将进入步骤S204，进行与第一实施方式的步骤S104同样的异常诊断。
在本实施方式中，由于步骤S203中判定为旋转相位检测部没有异常，因此，在步骤S204中偏差绝对值为规定值以上时，ECU114就判定为马达旋转传感器201存在异常，并使处理进入步骤S206。在步骤S206中，ECU114将步骤S202中算出的VTC实际角度(ANG)作为最终的VTC实际角度(ANGF最终值)求得。
即，在马达旋转传感器201产生异常的情况下，仅根据由旋转角检测部检测的VTC实际角度继续进行VTC的驱动控制。
另一方面，在步骤S204中，如果ECU114判定为马达旋转传感器201中没有异常，处理将进入步骤S205，与步骤S105一样，将步骤S203中检测出的VTC实际角度设为最终的VTC实际角度。
在以上所示的第二实施方式中，与第一实施方式的区别在于，在确认旋转相位检测部正常之后，通过基于VTC实际角度和VTC变化角的偏差绝对值(|ANG-(ANGF上一次值+VAR)|)是否在规定值以上来判定马达旋转传感器201有无异常，即通过异常诊断来判定马达旋转传感器201有无异常。
图16及图17表示由第三实施方式的可变气门正时机构进行的气门正时控制时的异常诊断处理流程。
在第三实施方式中，在旋转相位检测部和马达旋转传感器201双方产生异常的情况下，即在考虑双重故障的情况下进行旋转相位检测部的异常诊断，还实施上述第一及第二实施方式中的异常诊断及各种故障安全控制以外的异常诊断及故障安全控制。
在步骤S301中，与第二实施方式的步骤S203一样，ECU114通过现有的汽缸判别顺序的监视进行旋转相位检测部的异常诊断。在步骤S301中，如果ECU114判定为存在异常，处理将进入图17所示的步骤S310，与图13的步骤S101一样进行马达旋转传感器201的异常诊断。
在步骤S310中，如果ECU114判定为马达旋转传感器201中没有异常，处理将进入步骤S311，进行旋转相位检测部故障确定时的故障安全控制。
作为上述旋转相位检测部故障确定时的故障安全控制，可举出与第一实施方式的步骤S106一样地，向上一次求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)加上步骤S102中算出的VTC变化角(VAR)，继续VTC的驱动控制，除此之外，还可以限制马达操作量(负荷)的输出等。由此，能够通过该故障安全控制将对内燃机性能的影响抑制成最小限度。
另外，通过切断马达操作量的输出，或者输出将电动VTC113固定于故障安全位置(止动件位置)的固定操作量，能够抑制错误马达操作量造成的止动件耐久性的降低及粘结。
另一方面，如果步骤S310中马达旋转传感器201存在异常，即旋转相位检测部和马达旋转传感器201双方均有异常，ECU114就进行双重故障确定时的故障安全控制。
在该情况下，通过输出将电动VTC113固定于止动件位置的固定操作量，或者切断马达操作量的输出，能够抑制错误马达操作量所引起的止动件的耐久性降低及粘结。
返回图16，如果ECU114在步骤S301中判定为旋转相位检测部中没有异常，处理将进入步骤S302，与第一实施方式的步骤S101一样地进行马达旋转传感器201的异常诊断。在步骤302中存在异常的情况下，ECU114使处理进入步骤S309，进行马达旋转传感器故障确定时的故障安全控制。
在此，作为上述的马达旋转传感器故障确定时的故障安全控制，与第一实施方式的步骤S107一样，除了切断马达操作量的输出以外，还可以限制马达操作量的输出，由此，能够将该故障安全控制引起的对发动机性能的影响抑制成最小限度。
另外，通过输出将电动VTC113固定于止动件位置的固定操作量，能够抑制错误马达操作量造成的止动件的耐久性降低及粘结。
另外，由于在步骤S301中判定为旋转相位检测部中没有异常，因此，也可以仅根据由旋转相位检测部检测出的VTC实际角度继续进行VTC的驱动控制。此时，最终的VTC实际角度的检测周期会发生变化，因此，通过切换用于电动VTC113的驱动的控制增益而使电动VTC113的驱动控制稳定，能够将故障安全控制对发动机性能造成的影响抑制成最小限度。
另外，有时，虽然在步骤S301中判定为旋转相位检测部没有异常，但由旋转相位检测部输出的信号中可检测到噪声。
在该情况下，在发动机极低速旋转时，发动机性能的恶化及止动件粘结的风险较高，因此，ECU114切断马达操作量的输出。
另一方面，即使在旋转相位检测部发生了噪声等引起的单次异常，通过错误马达操作量继续驱动的时间较短，发动机性能的恶化及止动件的粘结风险也并不高的发动机转速下，即在高速旋转时等，可以仅根据由旋转相位检测部检测到的VTC实际角度继续进行电动VTC113的驱动控制。
由此，能够将故障安全控制对发动机性能的影响抑制成最小限度。
在步骤S302中，如果ECU114判定为马达旋转传感器201没有异常时，处理将进入步骤S303。
在步骤S303及S304中，与第一实施方式的步骤S102及S103一样地，ECU114算出VTC变化角(步骤S303)，判定是否检测到VTC实际角度(步骤S304)。
在步骤S304中，在未检测到VTC实际角度的情况下，ECU114使处理进入步骤S308，与第一实施方式的步骤S106一样，基于上一次求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)和VTC变化角(VAR)求得最终的VTC实际角度，基于该VTC实际角度进行通常的气门正时的反馈控制。
在步骤S304中，在检测到VTC实际角度的情况下，ECU114使处理进入步骤S305，进行旋转相位检测部的异常诊断。
在该异常诊断中，如上所述，可以通过判定步骤S304中检测到的VTC实际角度(ANG)与向上一次求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)加上步骤S303中算出的VTC变化角(VAR)的值之间的偏差绝对值是否在规定值以上来判定旋转相位检测部有无异常，但在第三实施方式中，对其它异常诊断方法进行了说明。
此外，在第三实施方式中，采用后述的各异常诊断方法进行了旋转相位检测部的异常诊断，但这些方法也可以适用于第二实施方式的步骤S204中进行的马达旋转传感器201的异常诊断。
例如，如图18所示，根据从上一次检测出的VTC实际角度到此次检测出的VTC实际角度的变化速度(斜率)与基于从上一次检测出VTC实际角度的时刻起到此次检测出为止的期间多次检测出的VTC变化角的相加值算出的VTC实际角度的变化速度(斜率)之间的偏差绝对值是否在规定值(异常判别用的阈值)以上，来判定有无异常。即，ECU114判定由旋转相位检测部每隔规定的周期检测到的VTC实际角度(旋转相位)的变化速度与基于由马达旋转传感器201检测到的VTC变化角(相对变化角)在上述规定周期的相加值算出的旋转相位的变化速度之间的偏差绝对值是否在规定值以上。
另外，例如，如图19所示，在朝VTC实际角度增加的方向输出马达操作量(负荷(duty))，到检测出此次VTC实际角度为止的期间，假定马达旋转传感器201正常且VTC变化角增大。
此时，由于旋转相位检测部的异常发生，可能会导致此次错误地检测出角度减少了的VTC实际角度。
因此，可以根据基于由马达旋转传感器201检测出的VTC变化角算出的马达操作量(负荷)的施加方向(即，与操作量相应的进气凸轮轴134相对于曲轴120的相对旋转方向)与基于由旋转相位检测部检测出的此次VTC实际角度(旋转相位)求得的进气凸轮轴134的相对旋转方向是否不同，判定有无异常。
在该情况下，可以是，如果与操作量相应的进气凸轮轴134的相对旋转方向与基于由马达旋转传感器201检测出的VTC变化角(相对变化角)在规定周期的相加值求得的进气凸轮轴134的相对旋转方向不一致，判定为马达旋转传感器201异常。
另外，例如也可以是，在设置有计算对于VTC目标角度的变化发生追随变化的VTC参考(規範)相对角的参考模型(促动器驱动控制用的内部模型)运算部的情况下，如图20所示，根据由该运算部计算的VTC参考相对角(REF)(VTC参考相对角在规定周期的变化量)与此次检测出的VTC实际角度(ANG)(旋转相位的变化量)之间的偏差绝对值是否在规定值(异常判别用阈值)以上，来判定有无异常。
在该情况下可以是，VTC参考相对角(REF)与基于由马达旋转传感器201检测出的VTC变化角在规定周期中的相加值算出的VTC实际角度(旋转相位)之间的偏差绝对值在规定值以上时，判定为马达旋转传感器201异常。
而且，在步骤S305中，如果ECU114通过上述任一方法判定为旋转相位检测部没有异常，处理将进入步骤S306。在步骤S306中，ECU114将最终的VTC实际角度(ANGF最终值)作为步骤S304中检测出的VTC实际角度(ANG)而求得，基于该VTC实际角度进行通常的气门正时的反馈控制。另一方面，在步骤S304中，由旋转相位检测部未检测出VTC实际角度时，ECU114在步骤S308中将最终的VTC实际角度作为向步骤S306中求得的VTC实际角度(ANGF)加上步骤S303中算出的VTC变化角(VAR)的值而求得，进行反馈控制。
另一方面，在步骤S305中，如果ECU114判定为旋转相位检测部存在异常，处理将进入步骤S307，进行旋转相位检测部异常发生时的故障安全控制。
作为步骤S307的故障安全控制，可以与第一实施方式中从步骤S104进入步骤S106一样，将最终的VTC实际角度作为向上一次求得的VTC实际角度(ANGF上一次值)加上VTC变化角(VAR)的值，继续进行正常的VTC驱动控制，或者与上述马达旋转传感器故障确定时一样，进行限制或切断马达操作量的输出、输出固定操作量等故障安全控制。
另外，例如也可以根据步骤S305中的异常判定次数的增加，以VTC驱动控制继续(ANGF最终值＝ANGF上一次值+VAR)→限制马达操作量的输出→固定操作量的输出→切断马达操作量的输出的方式阶段性地切换旋转相位检测部异常判定时的故障安全控制。
另外，也可以根据步骤S305中的异常判定等级(例如，偏差绝对值的大小等)的增加，以VTC驱动控制继续(偏差绝对值小)→马达操作量的输出限制(偏差绝对值中)→固定操作量的输出或切断马达操作量的输出(偏差绝对值大)的方式阶段性地切换故障安全控制。
即，可以根据步骤S305中异常判定的次数或程度，通过阶段性地切换故障安全控制，抑制对发动机性能的影响。
以上说明的第三实施方式中，在考虑旋转相位检测部和马达旋转传感器一起发生异常的双重故障的情况下进行了旋转相位检测部的异常诊断，但对第一及第二实施方式中进行的异常诊断及各种故障安全控制以外的异常诊断及各种故障安全控制进行了说明。
在所以实施方式中，均能够基于旋转相位检测部和检测频率比该旋转相位检测部高的马达旋转传感器判定彼此是否有异常，从而快速地检测出异常。在检测到异常的情况下，转成故障安全控制以避免算出错误的马达操作量，能够预先抑制基于该马达操作量而相对于目标发生超调。
由此，在发动机极低速旋转时，可以抑制损坏发动机性能，且气门正时机构的剧烈的碰撞所引起的止动件的耐久性降低及向止动件的粘结等的二次故障。
另外，在以上说明的实施方式中，是在起动时、停止动作时等发动机极低速旋转时进行异常诊断，但在规定以上的发动机高速旋转时，由于旋转相位检测部的检测周期短，上述偏差变大的可能性并不高，因此，也可以不进行各实施方式的异常诊断。由此，在发动机高速旋转时，可实现异常诊断引起的运算负荷的降低。
另外，在各实施方式中，即使在判定为旋转相位检测部或马达旋转传感器存在异常而转成各种故障安全控制的情况下，如果之后的异常诊断使正常判定继续，也可以解除故障安全控制。
另外，在上述实施方式中，说明了适用于可切换进气门的米勒循环运转用气门正时和起动时用气门正时的控制的情况，但即使是不进行米勒循环运转的内燃机，也能够将起动时用气门正时设定为最佳。
另外，在利用电动马达改变排气门的气门正时的电动VTC中，也适用于在诸如起动时、停止动作时将排气门控制成适合起动时的气门正时的时候。
另外，以上说明中，将各实施方式的旋转相位检测装置的异常诊断装置用于可变气门正时机构的控制装置，但不限于该情况，只要包括：第一旋转检测部，其基于第一旋转体的旋转角位置和通过促动器相对于所述第一旋转体进行相对旋转的第二旋转体的旋转角位置，检测所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的旋转相位；第二旋转检测部，其以比所述第一旋转检测部的检测频率高的频率检测所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的相对变化角，就能够适用于任何情况。
附图标记说明
12 电动马达
13 马达轴
101 内燃机
105 进气门
113 电动VTC
114 ECU
117 曲柄角传感器
133 凸轮传感器
134 进气凸轮轴
201 马达旋转传感器

Claims (15)

1.一种旋转相位检测装置的异常诊断装置，包含：
第一旋转检测部，其基于第一旋转体的旋转角位置和通过促动器相对于所述第一旋转体进行相对旋转的第二旋转体的旋转角位置，每隔规定周期检测所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的旋转相位；
第二旋转检测部，其以比所述第一旋转检测部的检测频率高的频率检测所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的相对变化角，
其特征在于，
基于由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位的变化量和由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在规定周期中的相加值，判定所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方是否有异常。
2.如权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
在仅基于所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的一方的检测值判定为该检测部正常时，通过比较所述两检测部的检测值来判定另一检测部为异常。
3.如权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
当由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位的变化速度与基于由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值算出的旋转相位的变化速度的偏差绝对值为规定值以上时，判定为所述第一旋转检测部与所述第二旋转检测部中的至少一方异常。
4.如权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
当由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位的变化量与基于由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值算出的旋转相位的变化量的偏差绝对值为规定值以上时，判定为所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方异常。
5.如权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
判定为对应于所述促动器的操作量的所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的相对旋转方向与基于由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位求得的所述第二旋转体的相对旋转方向及基于由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值求得的所述第二旋转体的相对旋转方向中的任一项不一致的一方的旋转检测部异常。
6.如权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
判定为根据所述促动器的驱动控制用内部模型计算出的所述第二旋转体的旋转相位与由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位及基于由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值算出的旋转相位中的任一项的偏差绝对值为规定值以上的一方的旋转检测部异常。
7.如权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
所述第二旋转体处于规定以上的高速旋转时，停止所述异常判定。
8.如权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
适用于发动机的可变气门正时机构的控制装置，
所述第一旋转检测部是检测作为所述第二旋转体的凸轮轴相对于由发动机驱动的作为所述第一旋转体的曲轴的旋转相位的旋转相位检测部，
所述第二旋转检测部是将包含使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转而能够变更所述旋转相位的所述促动器的旋转方向的旋转动作量作为所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的相对变化角，以比所述旋转相位检测部的旋转相位检测频率更高的频率进行检测的促动器旋转传感器，
所述可变气门正时机构的控制装置以基于由所述旋转相位检测部检测出的旋转相位和由所述促动器旋转传感器检测出的相对变化角使所述旋转相位接近目标值的方式进行反馈控制，
基于由所述旋转相位检测部检测出的旋转相位的变化量和由所述促动器旋转传感器检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值，判定所述旋转相位检测部与所述促动器旋转传感器中的至少一方是否有异常。
9.如权利要求8所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，其特征在于，
所述发动机起动时，假定起动前的实际旋转相位收敛成在上一次发动机停止动作中的反馈控制时设定的目标旋转相位，仅基于由所述促动器旋转传感器检测出的旋转动作量开始所述可变气门正时机构的驱动控制，
所述异常判定在由所述旋转相位检测部首次检测所述旋转相位后进行。
10.一种旋转体的旋转位置控制装置，其特征在于，
包含权利要求1所述的旋转相位检测装置的异常诊断装置，
利用所述旋转相位检测装置的异常诊断装置判定所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方为异常时，根据基于另一检测部的检测值算出的第二旋转体的旋转相位，使所述促动器对所述第二旋转体的驱动控制继续进行，或者限制或停止驱动所述促动器的操作量的输出。
11.一种旋转相位检测装置的异常诊断方法，
所述旋转相位检测装置包含：
第一旋转检测部，其基于第一旋转体的旋转角位置和通过促动器相对于所述第一旋转体进行相对旋转的第二旋转体的旋转角位置，每隔规定周期检测所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的旋转相位；
第二旋转检测部，其以比所述第一旋转检测部的检测频率高的频率检测所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的相对变化角，
其特征在于，
基于由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位的变化量和由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在规定周期中的相加值，判定所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方是否有异常。
12.如权利要求11所述的旋转相位检测装置的异常诊断方法，其特征在于，
仅基于所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的一方的检测值判定为该检测部正常时，通过比较所述两检测部的检测值来判定另一检测部为异常。
13.如权利要求11所述的旋转相位检测装置的异常诊断方法，其特征在于，
当由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位的变化速度与基于由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值算出的旋转相位的变化速度的偏差绝对值为规定值以上时，判定为所述第一旋转检测部与所述第二旋转检测部中的至少一方异常。
14.如权利要求11所述的旋转相位检测装置的异常诊断方法，其特征在于，
当由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位的变化量与基于由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值算出的旋转相位的变化量的偏差绝对值为规定值以上时，判定为所述第一旋转检测部和所述第二旋转检测部中的至少一方异常。
15.如权利要求11所述的旋转相位检测装置的异常诊断方法，其特征在于，
判定为对应于所述促动器的操作量的所述第二旋转体相对于所述第一旋转体的相对旋转方向与基于由所述第一旋转检测部检测出的所述旋转相位求得的所述第二旋转体的相对旋转方向及基于由所述第二旋转检测部检测出的所述相对变化角在所述规定周期中的相加值求得的所述第二旋转体的相对旋转方向中的任一项不一致的一方的旋转检测部异常。
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