JP3701095B2 - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内燃機関の吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングを可変に制御するエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等の運転状態に応じて吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを可変に制御するようにしたバルブタイミング制御装置は、例えば特開平６−２５１６号公報等によって知られている。
【０００３】
そこで、図１２ないし図１９を参照して、この種の従来技術によるエンジンのバルブタイミング制御装置について述べる。
【０００４】
図中、１は内燃機関のクランクシャフトを示し、該クランクシャフト１はエンジン本体（図示せず）に設けられ、その一端側には小径プーリ１Ａが一体に取付けられている。また、クランクシャフト１にはその回転位相αを検出するための突起部１Ｂが設けられ、該突起部１Ｂは後述する電磁ピックアップ式の検出器等からなるクランク角センサ１１により検出される。
【０００５】
２はクランクシャフト１の回転駆動力を後述のカムシャフト４側に伝達するドライブシャフトで、該ドライブシャフト２はエンジン本体側に中心Ｏ1 −Ｏ1 周囲で回転可能に設けられ、該ドライブシャフト２の大径プーリ２Ａは、例えばタイミングベルト３を介してクランクシャフト１の小径プーリ１Ａに連結され、ドライブシャフト２はクランクシャフト１が２回転する間に１回転する。
【０００６】
４はエンジンの各気筒に設けられた吸気バルブ（図示せず）を開，閉させるためのカムシャフトで、該カムシャフト４は後述の偏心ディスク９等を介してドライブシャフト２に連結され、ドライブシャフト２と共に前記エンジン本体側に中心Ｏ1 −Ｏ1 周囲で回転可能に設けられている。そして、カムシャフト４はドライブシャフト２と共にクランクシャフト１により回転駆動され、その回転位相βが各気筒の吸気行程に応じて定まる所定の回転位相となったときに、カム４Ａ，４Ａ，…によって前記各吸気バルブをそれぞれ開，閉させる。
【０００７】
また、カムシャフト４にはその回転位相βを検出するための突起部４Ｂ，４Ｂが設けられ、該各突起部４Ｂは後述する電磁ピックアップ式の検出器等からなるカム位置センサ１２により検出される。
【０００８】
５はドライブシャフト２を偏心ディスク９に連結する連結プレートで、該連結プレート５はドライブシャフト２の他端側に設けられ、ドライブシャフト２と一体的に回転する。また、連結プレート５には径方向に延びる係合溝５Ａが形成され、該係合溝５Ａには偏心ディスク９の係合ピン９Ａが係合されている。
【０００９】
６はカムシャフト４の一端側に設けられた他の連結プレートで、該連結プレート６には径方向に延びる係合溝６Ａが形成され、該係合溝６Ａには偏心ディスク９の係合ピン９Ｂが係合されている。
【００１０】
７は前記各吸気バルブの開，閉タイミングを変化させる回転位相可変手段としての偏心機構を示し、該偏心機構７は、後述のディスクホルダ８、偏心ディスク９およびコントロールシャフト１０と、例えば比例ソレノイド等からなるアクチュエータ（図示せず）とから構成されている。
【００１１】
そして、偏心機構７は偏心ディスク９の中心Ｏ2 −Ｏ2 をカムシャフト４の中心Ｏ1 −Ｏ1 に対して偏心量εだけ偏心させることにより、該カムシャフト４の回転位相βを図１６に示す如く、クランクシャフト１の回転位相αに対して相対変化させ、これらの回転位相α，βの間に後述の数１による位相差Φを生じさせる。
【００１２】
８は偏心ディスク９が回転可能に収容されるディスクホルダで、該ディスクホルダ８は図１３に示す如く、一端側がエンジン本体側に固定ピン８Ａを介して揺動可能に取付けられた環状部８Ｂと、該環状部８Ｂの他端側に一体形成された一対の係合爪８Ｃ，８Ｃとから構成されている。
【００１３】
９はドライブシャフト２をカムシャフト４に連結する偏心ディスクを示し、該偏心ディスク９は図１２に示す如く、一側面に突出形成された係合ピン９Ａと、他側面に突出形成された係合ピン９Ｂとを有し、該係合ピン９Ａ，９Ｂは図１３に示す如く、偏心ディスク９の中心Ｏ2 −Ｏ2 を挟んで互いに径方向で対向する位置に配設されている。
【００１４】
また、偏心ディスク９はディスクホルダ８の環状部８Ｂ内に中心Ｏ2 −Ｏ2 の周囲で回転可能となるように収容され、係合ピン９Ａ，９Ｂが連結プレート５，６の係合溝５Ａ，６Ａ内に摺動可能に係合されている。これにより、ドライブシャフト２とカムシャフト４とは、連結プレート５，６および偏心ディスク９を介して互いに連結され、この状態で偏心ディスク９は連結プレート５，６の間でカムシャフト４（ドライブシャフト２）の径方向に相対変位可能となっている。
【００１５】
１０は偏心ディスク９を偏心させるためのコントロールシャフトで、該コントロールシャフト１０はエンジン本体側に回転可能に設けられ、そのカム１０Ａはディスクホルダ８の各係合爪８Ｃ間に摺動可能に配設されている。そして、コントロールシャフト１０はアクチュエータ等によって回動され、カム１０Ａを介してディスクホルダ８を偏心ディスク９と共に図１３中に二点鎖線で示す如く固定ピン８Ａの周囲で揺動させる。
【００１６】
これにより、偏心機構７は、コントロールシャフト１０の回動角τに応じた偏心量εを偏心ディスク９に対して与え、この偏心量εに応じた位相差Φをクランクシャフト１の回転位相αとカムシャフト４の回転位相βとの間に生じさせる。
【００１７】
ここで、コントロールシャフト１０の回動角τは、偏心量εが零となるときを０°とすると、コントロールシャフト１０を図１３中の矢示Ｂ方向に回動したときに正（最大側）の回動角となり、コントロールシャフト１０を矢示Ｂ方向とは逆方向に回動したときに負（最小側）の回動角となるものである。
【００１８】
１１はカム位置センサ１２と共に位相差検出手段を構成するクランク角センサで、該クランク角センサ１１は図１４に示す如く、クランクシャフト１の回転位相αが所定の回転位相となったときにこれを検出し、図１８に示すように基準信号Ｓ1 を検出信号として出力する。
【００１９】
１２はカムシャフト４側に設けられたカム位置センサで、該カム位置センサ１２は図１４に示す如く、カムシャフト４の回転位相βが例えば９０°や２７０°のように予め決められた回転位相となったときにこれを検出し、図１８に示すように基準信号Ｓ2 を出力する。
【００２０】
ここで、クランク角センサ１１とカム位置センサ１２とは、カムシャフト４が１回転（３６０°）する間に基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 をそれぞれ２回出力するように構成されている。そして、偏心機構７によってクランクシャフト１とカムシャフト４との間に位相差Φが生じると、カム位置センサ１２の基準信号Ｓ2 が例えば図１８中に基準信号Ｓ3 として示す如く、クランク角センサ１１の基準信号Ｓ1 に同期した位置から位相差Φ分だけ相対変位するから、これらの基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 間の時間Ｔ1 とエンジン回転数Ｎに基づいて位相差Φを
【００２１】
【数１】
として、検出する（但し、ｋは定数）。
【００２２】
一方、クランク角センサ１１とカム位置センサ１２とは、制御手段としてのコントロールユニット（図示せず）等に接続されている。そして、コントロールユニットでは、基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 間の時間Ｔ1 を計時することにより数１の式に基づいて位相差Φを検出し、この検出値に基づいてコントロールシャフト１０の回動角τを算出すると共に、前記アクチュエータを作動させることによりコントロールシャフト１０の回動角τをフィードバック制御する。
【００２３】
従来技術によるエンジンのバルブタイミング制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００２４】
まず、エンジンによりクランクシャフト１が回転駆動されると、この回転駆動力はタイミングベルト３を介してドライブシャフト２に伝達され、連結プレート５と偏心ディスク９はディスクホルダ８内で図１３中の矢示Ａ方向に回転し、この回転駆動力は偏心ディスク９の係合ピン９Ｂと連結プレート６とを介してカムシャフト４に伝達されると共に、カムシャフト４はその回転位相βが所定の回転位相となったときに前記各吸気バルブを開，閉させる。
【００２５】
そして、吸気バルブの開閉タイミングを変えるときには、前記アクチュエータでコントロールシャフト１０を回動させると、図１５に示す如く偏心ディスク９が連結プレート５，６間でカムシャフト４の径方向に相対変位し、その中心Ｏ2 −Ｏ2 がカムシャフト４の中心Ｏ1 −Ｏ1 から偏心量εだけ偏心する。
【００２６】
この結果、カムシャフト４の回転位相βは、クランクシャフト１の回転位相αに対して位相差Φだけ相対変位し、カムシャフト４により開閉される吸気バルブの開閉タイミングが位相差Φに応じて変化するから、この位相差Φを所望の値に変えることによって、吸気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。
【００２７】
即ち、偏心ディスク９を図１７に例示する如く偏心量ε1 （ε1 ＞ε）だけ偏心させた状態では、クランクシャフト１（ドライブシャフト２）が回転位相αとなったときに、偏心ディスク９が中心Ｏ2 の周囲で角度γだけ回転するが、このときカムシャフト４は偏心ディスク９の係合ピン９Ｂにより中心Ｏ1 の周囲で回転され、その回転位相βは回転位相αと異なった値になる。
【００２８】
そして、クランクシャフト１の回転位相αとカムシャフト４の回転位相βとの間には、下記の式により定義される位相差Φが生じる。
【００２９】
【数２】
【００３０】
また、位相差Φの特性線は図１６に示す如く、カムシャフト４の１回転（３６０°）を周期とする略正弦波状の波形となり、その回転位相βに応じて周期的に変化する。また、位相差Φの波形は、偏心ディスク９の偏心量ε，ε1 （コントロールシャフト１０の回動角τ）に応じて特性線１３，１４の如く変化するから、この位相差Φに基づきコントロールシャフト１０が実際に回動された回動角τを求めることができる。
【００３１】
また、図１６中の特性線１３，１４に示す如く、位相差Φが実質的に零となるカムシャフト４の回転位置（以下、零点位置Ｐ0 という）を１８０°とすると、カムシャフト４の回転位相が９０°と２７０°のときに、回動角τに対する位相差Φの変化量が大きいことが確認されている。そこで、位相差Φを検出すべきカムシャフト４の基準となる回転位相として第１の回転位相β1 は９０°に設定され、第２の回転位相β2 は２７０°に設定され、カムシャフト４の各突起部４Ｂは第１，第２の回転位相β1 ，β2 に対応して設けられている。
【００３２】
そして、コントロールユニット内には第１の回転位相β1 における位相差Φと回動角τとの関係を示す特性マップと、第２の回転位相β2 における位相差Φと回動角τとの関係を示す特性マップとが予め記憶されており、コントロールユニットは前記各特性マップと位相差Φの検出値によって回動角τの算出を行っている。
【００３３】
これに対し、例えばポテンションメータ等の接触式センサによりコントロールシャフト１０の回動角τを直接検出する方法が考えられるが、その耐久性等を考慮するとバルブタイミング制御装置の信頼性を維持するのが難しくなる。
【００３４】
そこで、従来技術では、コントロールユニットがクランク角センサ１１とカム位置センサ１２からの基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 等に基づいて位相差Φを検出し、この検出値からコントロールシャフト１０が実際に回動された回動角τを非接触式の方法で算出する。そして、例えばエンジン回転数等に基づいてコントロールシャフト１０の回動角τの目標値τ0 を演算し、回動角τの算出値がこの目標値τ0 となるようにコントロールシャフト１０をフィードバック制御する。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、カムシャフト４に設ける各突起部４Ｂが機械的な加工誤差等によって、例えば第１の回転位相β1 に対応した位置から図１４中に二点鎖線で示す如く位置ずれする場合がある。また、クランク角センサ１１やカム位置センサ１２の取付位置に位置ずれが生じることがある。
【００３６】
そして、この場合には位相差Φを検出するカムシャフト４の実際の回転位相β１′と基準の回転位相β1 との間には図１９に示すように、前記位置ずれに対応したオフセット量Δβ1 が発生し、実際の回転位相β1 ′はオフセット量Δβ1 だけ前側にずれる。このため、図１８に示す如くカム位置センサ１２の基準信号Ｓ3 は二点鎖線で示す基準信号Ｓ4 の位置まで相対変位する。
【００３７】
この結果、クランク角センサ１１から出力される基準信号Ｓ1 とカム位置センサ１２から出力される基準信号Ｓ3 との間の時間Ｔ1 と比較して基準信号Ｓ1 ，Ｓ4 間の時間Ｔ2 はオフセット量Δβに対応する時間ΔＴだけ短くなるから、この時間Ｔ2 に基づいて前記数１により検出した位相差Φは、突起部４Ｂにオフセット量Δβのずれが生じていない場合の位相差Φよりも小さな値となる。
【００３８】
即ち、カム位置センサ１２等による回転位相の検出タイミングにずれが生じた場合には、図１９中の特性線１５に示すように位相差Φを検出する実際の回転位相β1 ′がオフセット量Δβだけ第１の回転位相β1 から位置ずれするから、実際の回転位相β1 ′において検出される位相差Φ1 ′は回転位相β1 において検出されるべき位相差Φ1 よりも位相偏差ΔΦ1 だけ小さくなる。そして、この検出値に基づいてコントロールシャフト１０の回動角τを求めると、実際の回動角τとは異なる値が算出されるという問題がある。
【００３９】
また、検出される位相差Φが特性線１５に対して図１９中の縦軸方向にずれる場合もあるが、この縦軸方向のずれはコントロールシャフト１０の回動角τに関係なく一定であるからソフト的に補正することが可能である。一方、位相差Φを検出するときの実際の検出タイミングとなる回転位相β1 ′が第１の回転位相β1 からずれた場合には、位相偏差ΔΦ1 はコントロールシャフト１０の回動角τに応じて変化するから、縦軸方向のずれの補正と同様の処理によっては補正することができない。
【００４０】
このため、従来技術では、実際の回動角τが目標値τ0 となるようにコントロールシャフト１０を正確にフィードバック制御することができず、吸気バルブの開閉タイミングを適切に変化させるのが難しいという問題がある。
【００４１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は位相差検出手段により位相差を検出するときの検出タイミングとなる回転位相にずれが生じた場合でも、位相差可変手段の作動量を補正演算によって求めることができ、回転位相可変手段を安定させてフィードバック制御できるようにしたエンジンのバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、クランクシャフトと、該クランクシャフトにより回転駆動され吸気用または排気用のバルブを開閉させるカムシャフトと、前記バルブの開閉タイミングを変化させるため該カムシャフトの回転位相を変化させることにより前記クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生じさせる回転位相可変手段と、該回転位相可変手段により前記クランクシャフトとカムシャフトとの間に生じた位相差を予め決められた回転位相で検出する位相差検出手段と、少なくとも該位相差検出手段による位相差の検出結果に基づいて前記回転位相可変手段をフィードバック制御する制御手段とを備えたエンジンのバルブタイミング制御装置に適用される。
【００４３】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記回転位相可変手段を最小側の作動量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第１の検出値として読込む第１の読込み手段と、前記回転位相可変手段を最大側の作動量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第２の検出値として読込む第２の読込み手段と、前記第１の読込み手段による第１の検出値と前記第２の読込み手段による第２の検出値とに基づいて前記位相差検出手段による位相差と前記回転位相可変手段の作動量との関係を補正する位相差特性補正手段とを備え、前記制御手段は、該位相差特性補正手段によって補正した位相差と作動量との関係を用いて前記位相差検出手段による位相差の検出結果に基づき前記回転位相可変手段の作動量を算出する作動量算出手段と、該作動量算出手段による作動量の算出値が目標値に対応した値となるように前記回転位相可変手段に制御信号を出力する信号出力手段とから構成したことにある。
【００４４】
上記構成によれば、回転位相可変手段を最小側の作動量とした状態で位相差検出手段による位相差を第１の読込み手段により第１の検出値として読込むと共に、回転位相可変手段を最大側の作業量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第２の読込み手段により第２の検出値として読込むから、位相差特性補正手段では位相差検出手段による位相差の検出タイミング（回転位相）にずれが生じている場合でも、位相差特性補正手段は、第１，第２の検出値に基づいて位相差と回転位相可変手段の作動量との関係を補正することができ、位相差の検出値を回転位相可変手段の作動量に対応させることができる。そして、作動量算出手段は位相差特性補正手段によって補正した位相差と作動量との関係を用いて位相差検出手段による位相差の検出結果に基づき回転位相可変手段の作動量を正確に算出することができる。このため、信号出力手段では作動量算出手段による正確な作動量の算出値が目標値に対応した値となるように回転位相可変手段に制御信号を出力でき、回転位相可変手段を安定させてフィードバック制御することができる。
【００４５】
また、請求項２に記載の発明では、前記回転位相可変手段の作動量と前記位相差との特性を異なる回転位相毎にそれぞれ記憶した特性記憶手段を備え、前記位相差特性補正手段は、前記第１の検出値と前記第２の検出値とを合計した位相差幅を算出する位相差幅算出手段と、該位相差幅算出手段による位相差幅から前記位相差検出手段のオフセット量を算定するオフセット量算定手段と、該オフセット量算定手段で求めたオフセット量から前記位相差検出手段で位相差を検出している実際の回転位相を算出する実回転位相算定手段と、該実回転位相算定手段による実際の回転位相に基づき、前記特性記憶手段で記憶した前記作動量と位相差との特性のうちいずれかの特性を選択する特性選択手段とから構成している。
【００４６】
上記構成により、位相差幅算出手段を用いて第１の検出値と第２の検出値とを合計した位相差幅を算出でき、オフセット量算定手段は位相差検出手段により実際に位相差を検出するときの検出タイミング（回転位相）と基準となる検出タイミング（回転位相）との差であるオフセット量を前記位相差幅に基づき演算により求めることができる。そして、実回転位相算定手段はオフセット量算定手段によるオフセット量から実際の回転位相を算出するから、特性選択手段は、特性記憶手段で記憶した作動量と位相差との特性のうちから実際の回転位相に対応した一の特性を選択することができ、位相差と作動量との関係を補正することができる。
【００４７】
さらに、請求項３に記載の発明では、前記実回転位相算定手段は、実際の回転位相が基準となる回転位相よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定したときには前記基準の回転位相に対し前記オフセット量を加算することにより実際の回転位相を算定し、小さいと判定したときには前記基準の回転位相から前記オフセット量を減算することにより実際の回転位相を算定する構成としている。
【００４８】
上記構成により、実際の回転位相が基準の回転位相よりも大きいときには、基準の回転位相にオフセット量を加算して実際の回転位相を算定でき、逆に小さいときには、基準の回転位相にオフセット量を減算して実際の回転位相を算定することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００５０】
ここで、図１ないし図１１は本発明の実施例を示し、本実施例では従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５１】
図中、２１はマイクロコンピュータ等によって構成されたコントロールユニットを示し、該コントロールユニット２１はＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶部２１Ａを備え、本実施例によるバルブタイミング制御装置の制御手段等を構成しているものである。そして、コントロールユニット２１の入力側にはクランク角センサ１１およびカム位置センサ１２が接続されると共に、出力側には後述のアクチュエータ２２が接続されている。
【００５２】
ここで、コントロールユニット２１の記憶部２１Ａには、後述するバルブタイミング制御処理用のプログラム（図２参照）および位相差特性補正処理用のプログラム（図３ないし図５参照）等が格納されている。また、記憶部２１Ａには、エンジンの運転状態に応じてコントロールシャフト１０を回動させるための回動角τの目標値τ0 が、例えばエンジン回転数と基本噴射量等に応じた特性マップとして格納されている。
【００５３】
さらに、記憶部２１Ａには、図７中に点線で示す特性線２４のような特性マップが格納されている。この特性マップは偏心機構７を最小側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）としたときのカムシャフト４の回転位相βに対するクランクシャフト１、カムシャフト４間の位相差として得られるものである。
【００５４】
そして、この場合の位相差Φは特性線２４に示すように、カムシャフト４の回転位相βに対して略正弦波状に変化するが、厳密には正弦波ではなく、特性線２４の最小値（負の値）は回転位相βが９０°よりも小さい、例えば８０°程度の回転位相となり、最大値（正の値）は回転位相βが２７０°よりも大きい、例えば２８０°程度の回転位相となることが確認されている。
【００５５】
さらに、記憶部２１Ａには、図７中に実線で示す特性線２５のような特性マップが格納されている。この特性マップは偏心機構７を最大側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm としたときのカムシャフト４の回転位相βに対するクランクシャフト１、カムシャフト４間の位相差として得られるものである。
【００５６】
そして、この場合の位相差Φは特性線２５に示すように、カムシャフト４の回転位相βに対して略正弦波状に変化するが、厳密には正弦波ではなく、特性線２４の最大値（正の値）は回転位相βが９０°よりも大きい、例えば１００°程度の回転位相となり、最小値（負の値）は回転位相βが２７０°よりも小さい２６０°程度の回転位相となることが確認されている。
【００５７】
また、記憶部２１Ａには、実際に位相差を検出するときの検出タイミング（回転位相）に対する位相差幅の特性マップ（図８および図１０参照）が後述の特性線２６，３０の如く格納されている。ここで、これらの特性マップは図７中の特性線２４，２５に基づいて実験的に得られたものである。
【００５８】
さらに、記憶部２１Ａには、コントロールシャフト１０の回動角τに対するクランクシャフト１、カムシャフト４間の位相差の特性マップ（図９および図１１参照）が、カムシャフト４の異なる回転位相毎の特性として後述の特性線２７〜２９および特性線３１〜３３の如く格納され、これによって記憶部２１Ａは特性記憶手段を構成するものである。
【００５９】
２２はコントロールシャフト１０を回動させるためのアクチュエータで、該アクチュエータ２２は、本出願人が先に、特願平７−１９６２５６号等で提案したように、比例ソレノイドやリニア型のステッピングモータ等で駆動制御されるスプール弁装置と、このスプール弁装置を介して圧油が給排されることによりロッドを伸縮させる油圧シリンダ（いずれも図示せず）等とから構成され、従来技術とほぼ同様にコントロールユニット２１から出力される駆動信号に応じてコントロールシャフト１０を回動させるものである。
【００６０】
本実施例によるエンジンのバルブタイミング制御装置は上述の如き構成を有するもので、次にコントロールユニット２１によるバルブタイミング制御処理および位相差特性補正処理について図２ないし図５を参照して説明する。
【００６１】
まず、コントロールユニット２１は、エンジン回転数等に基づいてエンジンがバルブタイミング制御を行うべき運転状態にあると判定すると、図２に示すバルブタイミングの制御処理を開始する。そして、ステップ１では、記憶部２１Ａ内に格納された第１，第２の回転位相β1 ，β2 側の位相差の特性マップ（図９および図１１参照）のうち、後述の位相差特性補正処理プログラムで選択した位相差の特性マップをそれぞれ記憶部２１Ａから読出す。
【００６２】
ここで、第１，第２の回転位相β1 ，β2 は基準となる回転位相を示し、カムシャフト４が１回転する間に図６中の特性線２３のように位相差Φが実質的に零となるカムシャフト４の零点位置Ｐ0 に対して回転位相の前後側に一定の角度分（例えば９０°）だけ位相をずらした回転位相として予め定められる。そして、零点位置Ｐ0 が１８０°とすれば、第１の回転位相β1 は９０°の位置に設定され、第２の回転位相β2 は２７０°の位置に設定され、カムシャフト４の各突起部４Ｂは第１，第２の回転位相β1 ，β2 に対応して設けられている。
【００６３】
なお、本実施例の場合には、図６に例示するようにカム位置センサ１２等による位相差の検出タイミングが第１，第２の回転位相β1，β2から実際には回転位相β1a，β2aの位置へとずれている場合を想定して、下記のステップ２以降を説明する。そして、この場合には、後述の位相差特性補正処理では、図９に示す第１の回転位相β1側の特性マップのうち、検出タイミングが回転位相β 1 となったとき（位置ずれしないとき）の特性線２９に対して検出タイミングが回転位相β 1a となったときの特性線２７が選択されるものとする。同様に、位相差特性補正処理では、図１１に示す第２の回転位相β2側の特性マップのうち、検出タイミングが回転位相β 2 となったとき（位置ずれしないとき）の特性線３３に対して検出タイミングが回転位相β 2a となったときの特性線３１が選択されるものとする。
【００６４】
次に、ステップ２では、クランク角センサ１１でクランクシャフト１の突起部１Ｂを検出し、カム位置センサ１２でカムシャフト４の各突起部４Ｂを検出する。そして、コントロールユニット２１は図６に示す如く、回転位相β1aの位置でカムシャフト４の突起部４Ｂを検出すると、このときの位相差Φを検出値Φ1 ′として読込み、次なる回転位相β2aの位置でカムシャフト４の突起部４Ｂを検出すると、このときの位相差Φを検出値Φ2 ′として読込む。
【００６５】
そして、ステップ３では図９に示す位相差の特性マップに基づきステップ２による検出値Φ1 ′からコントロールシャフト１０の回動角τを算出し、図１１に示す位相差の特性マップに基づきステップ２による検出値Φ2 ′からコントロールシャフト１０の回動角τを算出する。これにより、アクチュエータ２２により実際に回動されたコントロールシャフト１０の回動角τが求められる。
【００６６】
次に、ステップ４では、コントロールシャフト１０をフィードバック制御するために、例えばエンジン回転数と基本噴射量等に基づいた記憶部２１Ａ内の特性マップからコントロールシャフト１０の回動角τに対する目標値τ0 を算出し、この目標値τ0 とステップ４で求めたコントロールシャフト１０の回動角τとの差を所定のヒステリシス値以下とするために必要なアクチュエータ２２の制御量を演算する。
【００６７】
そして、ステップ５では、ステップ４で演算した制御量に対応する駆動信号をアクチュエータ２２に出力する。そして、該アクチュエータ２２によりコントロールシャフト１０をその回動角τが実質的に目標値τ0 となるように回動させる。
【００６８】
これにより、カムシャフト４の回転位相βは、コントロールシャフト１０の回動角τ（目標値τ0 ）に対応する位相差Φだけクランクシャフト１の回転位相αに対して変化し、カムシャフト４により前記各吸気バルブをエンジン回転数等に対応した適切なタイミングで開，閉させる。
【００６９】
次にステップ６では、例えばエンジン回転数等に基づいて前述の如きバルブタイミング制御を続行すべき運転状態にあるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときにはステップ２からステップ５の処理を繰返すことにより、コントロールシャフト１０の回動角τが常に目標値τ0 に対応した値となるようにフィードバック制御を行う。
【００７０】
また、ステップ６で「ＮＯ」と判定したときには、例えばエンジン回転数が高回転になった場合等、バルブタイミング制御を停止すべき条件が成立した場合であるため、ステップ７に移ってバルブタイミング制御を終了すべくリターンする。
【００７１】
次に、位相差を検出する実際の検出タイミング（例えば回転位相β1a，β2a）を求めると共に、これに対応した位相差の特性マップを選択するための位相差特性補正処理について図３ないし図５を参照して説明する。
【００７２】
まず、図３に示すステップ１１では、エンジンの運転状態を検出し、位相差特性補正処理を行う条件が成立しているか否かを判定する。この場合、例えばエンジンのアイドル（無負荷）運転時や車両の定速走行時等のように、エンジンが一定の回転数で回転している場合に前記条件は成立するものである。
【００７３】
そして、ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときにはエンジンの回転数が不安定であるからステップ２０に移ってリターンする。この場合、記憶部２１Ａ内に記憶された位相差の特性マップのうち、例えば図９中の特性線２９と図１１中の特性線３３とに示すような従来技術で用いる位相差の特性マップを選択する。
【００７４】
一方、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときには条件が成立しているからステップ１２に移ってアクチュエータ２２を駆動することにより、偏心機構７を最小側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）となる、例えば−４５°に一時的に固定する。
【００７５】
そして、ステップ１３では、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）とした状態での位相差Φを第１の回転位相β1 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β1aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第１の検出値ａ1 として読込む。また、次に、ステップ１４では、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）とした状態での位相差Φを第２の回転位相β2 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β2aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第１の検出値ａ2 として読込む。
【００７６】
次に、ステップ１５では、アクチュエータ２２を駆動することにより、偏心機構７を最大側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm となる、例えば４５°に一時的に固定する。
【００７７】
そして、ステップ１６では、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm とした状態での位相差Φを第１の回転位相β1 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β1aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第２の検出値ｂ1 として読込む。また、次に、ステップ１７では、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm とした状態での位相差Φを第２の回転位相β2 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β2aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第２の検出値ｂ2 として読込む。
【００７８】
そして、ステップ１８では、図４に示す後述のステップ３１〜３９のように、回転位相β 1a ，β 1b を含む回転位相β1側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を行い、ステップ１９では、図５に示す後述のステップ４１〜４９のように、回転位相β 2a ，β 2b を含む回転位相β2側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を行うと共に、ステップ２０に移ってリターンする。
【００７９】
次に、第１の回転位相β1側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を図４を参照して詳述する。
【００８０】
まず、図４中のステップ３１では、前記検出値ａ1 および検出値ｂ1 を合計した位相差幅Ｌ1 を、検出値ａ1 と検出値ｂ1 との差（Ｌ1 ＝ｂ1 −ａ1 ）として算出する。ここで、位相差幅Ｌ1 は、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）から最大値τm に変化させたときに、回転位相β1aの位置で検出される位相差Φに生じる変化幅である。
【００８１】
次に、ステップ３２では、図８に示す特性マップをコントロールユニット２１の記憶部２１Ａから読出し、前記位相差幅Ｌ1 に対応する回転位相β1aまたはβ1bを算出すると共に、第１の回転位相β1 と回転位相β1a，β1bとの差をとることによってオフセット量Δβ1 を算出する。
【００８２】
即ち、図８中の特性線２６は図７中の特性線２４，２５による位相差Φの値を合計することにより得られたもので、このときの位相差幅Ｌと回転位相βとの関係を示している。そして、位相差幅Ｌは回転位相βが第１の回転位相β1 である９０°のときに最大値となり、回転位相βが９０°から離れると位相差幅Ｌは減少する。また、この特性線２６によれば、位相差幅Ｌは回転位相βが９０°となる位置の前，後で２値をもち、このとき回転位相β1aは９０°よりもオフセット量Δβ1 だけ小さい値となり、回転位相β1bは９０°よりもオフセット量Δβ1 だけ大きい値となる。このため、以下の処理を行うことによって実際の検出タイミングを回転位相β1a，β1bから特定する。
【００８３】
ステップ３３では、検出値ａ1 ，ｂ1 が検出される回転位相の推定回転位相として、第１の回転位相β1 よりもオフセット量Δβ1 だけ小さい回転位相β1a（β1a＝β1 −Δβ1 ）と、第１の回転位相β1 よりもオフセット量Δβ1 だけ大きい回転位相β1b（β1b＝β1 ＋Δβ1 ）とを算出する。
【００８４】
次に、ステップ３４では、コントロールユニット２１の記憶部２１Ａから図７中の特性線２４で示す特性マップを読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最小値（−τm ）としたときに回転位相β1bの位置で検出されるべき位相差を推定値ａ1 ′として算出すると共に、図７中の特性線２５で示す特性マップを記憶部２１Ａから読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最大値τm としたときに回転位相β1bの位置で検出されるべき位相差を推定値ｂ1 ′として算出する。
【００８５】
そして、ステップ３５では、検出値ａ1 の絶対値と推定値ａ1 ′の絶対値との差である演算値ｘ1 （ｘ1 ＝｜ａ1 ｜−｜ａ1 ′｜）を算出すると共に、検出値ｂ1 の絶対値と推定値ｂ1 ′の絶対値との差である演算値ｙ1 （ｙ1 ＝｜ｂ1 ｜−｜ｂ1 ′｜）を算出する。
【００８６】
次に、ステップ３６ではこれらの演算値ｘ1 および演算値ｙ1 の絶対値の差分（｜ｘ1 −ｙ1 ｜）が微小なヒステリシス値δ以下であるか否かを判定し、「ＮＯ」と判定したときには、検出値ａ1 と推定値ａ1 ′とが異なると共に、検出値ｂ1 と推定値ｂ1 ′とが異なるから、検出値ａ1 ，ｂ1 の検出タイミングは回転位相β1aであると判別し、ステップ３７に移る。
【００８７】
そして、ステップ３７では、図９中の位相差の特性マップのうち回転位相β1aに対応した位相差の特性マップとして特性線２７を選択し、ステップ３９に移ってリターンする。
【００８８】
また、例えば実際の検出タイミングが回転位相β1bとなる場合には、検出値ａ1と推定値ａ1′とが実質的に等しく、検出値ｂ1と推定値ｂ1′とが実質的に等しくなる。このため、この場合はステップ３６で「ＹＥＳ」と判定し、検出値ａ1，ｂ1の検出タイミングは回転位相β1bであると判別し、ステップ３８に移り、図９中の位相差の特性マップのうち回転位相β1bに対応した位相差の特性マップとして特性線２８を選択する。さらに、例えば実際の検出タイミングが回転位相β1となる場合には、オフセット量Δβ1がほぼ零となるから、この場合もステップ３６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ３８で位相差の特性マップとして特性線２９を選択し、ステップ３９に移ってリターンする。
【００８９】
次に、第２の回転位相β2側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を図５を参照して詳述する。
【００９０】
まず、図５中のステップ４１では、前記検出値ａ2 および検出値ｂ2 を合計した位相差幅Ｌ2 を、検出値ａ2 と検出値ｂ2 との差（Ｌ2 ＝ａ2 −ｂ2 ）として算出する。ここで、位相差幅Ｌ2 は、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）から最大値τm に変化させたときに、回転位相β2aの位置で検出される位相差Φに生じる変化幅である。
【００９１】
次に、ステップ４２では、図１０に示す特性マップをコントロールユニット２１の記憶部２１Ａから読出し、前記位相差幅Ｌ2 に対応する回転位相β2aまたはβ2bを算出すると共に、第２の回転位相β2 と回転位相β2a，β2bとの差をとることによってオフセット量Δβ2 を算出する。
【００９２】
即ち、図１０中の特性線３０は図７中の特性線２４，２５による位相差Φの値を合計することにより得られたもので、このときの位相差幅Ｌと回転位相βとの関係を示している。そして、位相差幅Ｌは回転位相βが第２の回転位相β2 である２７０°のときに最大値となり、回転位相βが２７０°から離れると位相差幅Ｌは減少する。また、この特性線３０によれば、位相差幅Ｌは回転位相βが２７０°となる位置の前，後で２値をもち、このとき回転位相β2aは２７０°よりもオフセット量Δβ2 だけ小さい値となり、回転位相β2bは２７０°よりもオフセット量Δβ2 だけ大きい値となる。このため、以下の処理を行うことによって実際の検出タイミングを回転位相β2a，β2bから特定する。
【００９３】
ステップ４３では、検出値ａ2 ，ｂ2 が検出される回転位相の推定回転位相として、第２の回転位相β2 よりもオフセット量Δβ2 だけ小さい回転位相β2a（β2a＝β2 −Δβ2 ）と、第２の回転位相β2 よりもオフセット量Δβ2 だけ大きい回転位相β2b（β2b＝β2 ＋Δβ2 ）とを算出する。
【００９４】
次に、ステップ４４では、コントロールユニット２１の記憶部２１Ａから図７中の特性線２４で示す特性マップを読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最小値（−τm ）としたときに回転位相β2bの位置で検出されるべき位相差を推定値ａ2 ′として算出すると共に、図７中の特性線２５で示す特性マップを記憶部２１Ａから読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最大値τm としたときに回転位相β2bの位置で検出されるべき位相差を推定値ｂ2 ′として算出する。そして、ステップ４５では、検出値ａ 2の絶対値と推定値ａ 2 ′の絶対値との差である演算値ｘ2 （ｘ2 ＝｜ａ2 ｜−｜ａ2 ′｜）を算出すると共に、検出値ｂ2 の絶対値と推定値ｂ2 ′の絶対値との差である演算値ｙ2 （ｙ2 ＝｜ｂ2 ｜−｜ｂ2 ′｜）を算出する。
【００９５】
次に、ステップ４６ではこれらの演算値ｘ2 および演算値ｙ2 の絶対値の差分（｜ｘ2 −ｙ2 ｜）が微小なヒステリシス値δ以下であるか否かを判定し、「ＮＯ」と判定したときには、検出値ａ2 と推定値ａ2 ′とが異なると共に、検出値ｂ2 と推定値ｂ2 ′とが異なるから、検出値ａ2 ，ｂ2 の検出タイミングは回転位相β2aであると判別し、ステップ４７に移る。
【００９６】
そして、ステップ４７では、図１１中の位相差の特性マップのうち回転位相β2aに対応した位相差の特性マップとして特性線３１を選択し、ステップ４９に移ってリターンする。
【００９７】
また、例えば実際の検出タイミングが回転位相β2bとなる場合には、検出値ａ2と推定値ａ2′とが実質的に等しく、検出値ｂ2と推定値ｂ2′とが実質的に等しくなる。このため、この場合はステップ４６で「ＹＥＳ」と判定し、検出値ａ2，ｂ2の検出タイミングは回転位相β2bであると判別し、ステップ４８に移り、図１１中の位相差の特性マップのうち回転位相β2bに対応した位相差の特性マップとして特性線３２を選択する。さらに、例えば実際の検出タイミングが回転位相β2となる場合には、オフセット量Δβ2がほぼ零となるから、この場合もステップ４６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ４８で位相差の特性マップとして特性線３３を選択し、ステップ４９に移ってリターンする。
【００９８】
本実施例によるバルブタイミングの制御装置を以上のように構成されるものであり、このバルブタイミングの制御装置を作動させると、以下の如く正確なコントロールシャフト１０の回動角τが検出できる。
【００９９】
例えば、カムシャフト４の各突起部４Ｂに製造誤差等による位置ずれが生じ、図６に示すように位相差を検出する実際の回転位相β1aが第１の回転位相β1 よりもオフセット量Δβ1 だけ小さい場合には、実際の回転位相β1aにおいて検出される検出値Φ1 ′は第１の回転位相β1 において検出されるべき位相差Φ1 よりも小さい値となる。
【０１００】
このとき、従来技術によるバルブタイミング制御装置では、検出値Φ1′を第１の回転位相β1において検出されたものとして図９中の特性線２９に示す位相差の特性マップを用いてコントロールシャフト１０の回動角τを算出するから、実際の回動角τ1よりも小さい回動角τ1′を算出してしまう。
【０１０１】
これに対し、本実施例によるバルブタイミング制御装置では、位相差特性補正処理を行うことによって図９中の位相差の特性マップのうち、特性線２７で示す位相差の特性マップを選択する。
【０１０２】
そして、バルブタイミングの制御処理では、位相差特性補正処理によって選択された位相差の特性マップをコントロールユニット２１の記憶部２１Ａから読出し、回転位相β1aの位置で検出した検出値Φ1 ′から位相差の特性マップに基づいてコントロールシャフト１０の正確な回動角τ1 を算出することができる。
【０１０３】
また、位相差を検出する実際の回転位相β2aが第２の回転位相β2よりもオフセット量Δβ2だけ小さい場合には、回転位相β 2aの位置で検出される検出値Φ2′は第２の回転位相β2において検出されるべき位相差Φ2よりも小さい値となる。このとき、従来技術によるバルブタイミング制御装置では、図１１中に特性線３３で示す位相差の特性マップを用いるから、検出値Φ 2 ′に基づいて実際のコントロールシャフト１０の回動角τ2よりも小さい回動角τ2′を算出してしまう。
【０１０４】
しかし、本実施例によるバルブタイミング制御装置では、位相差特性補正処理を行うことによって図１１中の位相差の特性マップのうち、特性線３１で示す位相差の特性マップを選択し、この選択された位相差の特性マップに基づいて回転位相β2aの位置で検出した検出値Φ2′からコントロールシャフト１０の回動角τを算出するから、実際の回動角τ2を正確に算出することができる。
【０１０５】
以上、位相差Φの検出タイミングが第１，第２の回転位相β1，β2よりも小さい回転位相β1a，β2aに位置ずれした場合を説明したが、位相差Φの検出タイミングが第１，第２の回転位相β1，β2よりも大きな回転位相β 1b ，β 2bに位置ずれした場合も同様の処理を行うことによって位相差Φと回動角τとの関係を補正することができ、コントロールシャフト１０の正確な回動角を検出することができる。
【０１０６】
かくして、本実施例では、コントロールシャフト１０を最小の回動角（−τm ）としたときの位相差を第１の検出値ａ1，ａ2として読込み、コントロールシャフト１０を最大の回動角τm としたときの位相差を第２の検出値ｂ1，ｂ2として読込むと共に、第１の検出値ａ1，ａ2と第２の検出値ｂ1，ｂ2とに基づいて位相差Φと回動角τとの関係を補正するから、カムシャフト４の各突起部４Ｂ等にずれが生じ、カム位置センサ１２等が位相差を検出する検出タイミング（回転位相）がずれた場合でも、コントロールシャフト１０の回動角τを演算によって正確に求めることができる。
【０１０７】
そして、コントロールシャフト１０の正確な回動角τを算出できるから、コントロールユニット２１は回動角τが目標値τ0 に対応する値となるように安定したフィードバック制御を行うことができる。この結果、エンジンのバルブタイミングを高い応答性をもって制御することができ、エンジンの運転状態に対応した最適な状態でエンジンを駆動することができると共に、適切な吸気や排気が行われ、エンジンの運転性能を向上することができる。
【０１０８】
また、例えば実際の回転位相β 1a （β 2a ）が基準の回転位相β 1 （β 2 ）よりも小さい場合には、第１の検出値ａ1（ａ2）と第２の検出値ｂ1（ｂ2）とを合計した位相差幅Ｌ1（Ｌ2）を算出し、オフセット量Δβ1（Δβ2）を位相差幅Ｌ1（Ｌ2）に基づき演算により求めると共に、オフセット量Δβ1（Δβ2）から実際の回転位相β1a，β2aを算出することができる。このため、実際の回転位相β 1a ，β 2a を用いて、記憶部２１Ａ内の位相差Φと回動角τとの特性マップのうちから実際の回転位相β1a（β2a）に対応した一の特性マップを選択することができる。同様に、例えば実際の回転位相β 1b （β 2b ）が基準の回転位相β 1 （β 2 ）よりも大きい場合にも、記憶部２１Ａ内の位相差Φと回動角τとの特性マップのうちから実際の回転位相β 1b （β 2b ）に対応した一の特性マップを選択することができ、位相差Φと回動角τとの関係を補正することができる。
【０１０９】
さらに、実際の回転位相β1a（β2a）が基準の回転位相β1（β2）よりも小さいときには基準の回転位相β1（β2）に前記オフセット量Δβ1（Δβ2）を減算して実際の回転位相β1a（β2a）を算定でき、逆に大きいときには基準の回転位相β1（β2）にオフセット量Δβ1（Δβ2）を加算して実際の回転位相β 1b （β 2b ）を算定することができる。
【０１１０】
なお、前記実施例では、図２ないし図５に示すプログラムのうち、ステップ３が本発明の構成要件である作動量算出手段の具体例を示し、ステップ４，５が信号出力手段の具体例を示している。また、ステップ１２〜１４は第１の読込み手段の具体例を示し、ステップ１５〜１７は第２の読込み手段の具体例を示し、ステップ１８，１９が位相差特性補正手段の具体例を示すと共に、ステップ３１，４１は位相差幅算出手段の具体例を示している。さらに、ステップ３２，４２はオフセット量算定手段の具体例を示し、ステップ３３〜３６とステップ４３〜４６とは実回転位相算定手段の具体例を示すと共に、ステップ３７，３８，４７，４８は特性選択手段の具体例をそれぞれ示している。
【０１１１】
また、前記実施例では、クランク角センサ１１およびカム位置センサ１２の基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 等により時間的に算出したカムシャフト４の回転位相βや位相差Φ等をエンジン回転数に基づいて角度に換算する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えばクランク角センサ１１等からコントロールユニット２１に、例えば１°毎の角度信号を出力し、この角度信号に基づいて回転位相βや位相差Φ等を直接的に角度として検出する構成としてもよい。
【０１１２】
また、前記実施例では、吸気バルブの開閉タイミングを制御するバルブタイミングの制御装置を従来技術として例示したが、本発明はこれに限らず、吸気バルブおよび排気バルブのうちいずれか一方の開閉タイミングを制御するバルブタイミングの制御装置に適用してもよく、吸気バルブおよび排気バルブの両方の開閉タイミングを制御するバルブタイミングの制御装置に適用してもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、回転位相可変手段を最小側の作動量とした状態での位相差を第１の検出値として読込む第１の読込み手段と、回転位相可変手段を最大側の作動量とした状態での位相差を第２の検出値として読込む第２の読込み手段と、第１，第２の検出値に基づいて位相差と作動量との関係を補正する位相差特性補正手段とを設けたから、位相差検出手段による位相差の検出タイミング（回転位相）にずれが生じている場合でも、位相差特性補正手段は、第１，第２の検出値に基づいて位相検出手段の位相差と回転位相可変手段の作動量との関係を補正することができる。このため、位相差の検出値を回転位相可変手段の作動量に対応させることができるから、回転位相可変手段の作動量を正確に算出することができる。
【０１１４】
そして、位相差特性補正手段によって補正した位相差と作動量との関係に基づき回転位相可変手段の作動量を算出するから、信号出力手段は作動量算出手段による正確な作動量の算出値が目標値に対応した値となるように回転位相可変手段に制御信号を出力することができ、回転位相可変手段を安定させてフィードバック制御することができる。この結果、エンジンのバルブタイミングを安定して制御することができ、エンジンの運転状態に対応した最適な状態でエンジンを駆動することができると共に、適切な吸気や排気が行われ、エンジンの運転性能を向上させることができる。
【０１１５】
また、請求項２の発明によれば、位相差特性補正手段を位相差幅演算手段、オフセット量算定手段、実回転位相算定手段および特性選択手段によって構成したから、位相差幅算出手段を用いて第１，第２の検出値を合計した位相差幅を算出でき、オフセット量算定手段は第１，第２の検出値に基づくオフセット量を演算により求めることができる。そして、実回転位相算定手段はオフセット量から実際の回転位相を算定するから、特性選択手段は、特性記憶手段で記憶した位相差と作動量との特性のうちから実際の回転位相に対応した一の特性を選択することができ、位相差と作動量との関係を補正することができる。
【０１１６】
さらに、請求項３の発明によれば、実回転位相算定手段は、実際の回転位相が基準の回転位相よりも大きいか否かを判定する構成としたから、実際の回転位相が基準の回転位相よりも大きいときには、基準の回転位相に前記オフセット量を加算して実際の回転位相を算定でき、逆に小さいときには基準の回転位相にオフセット量を減算して実際の回転位相を算定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例によるエンジンのバルブタイミング制御装置を示すブロック図である。
【図２】 図１中のコントロールユニットによるバルブタイミング制御の制御処理を示す流れ図である。
【図３】 図２中の位相差特性補正処理を示す流れ図である。
【図４】 図３中の回転位相β1側の特性選択処理を示す流れ図である。
【図５】 図３中の回転位相β2側の特性選択処理を示す流れ図である。
【図６】 カムシャフトの回転位相に対する位相差の変化を示す特性線図である。
【図７】 コントロールシャフトの回動角を最大側にしたときと最小側にしたときのカムシャフトの回転位相に対する位相差の変化を示す特性線図である。
【図８】 第１の回転位相に対する位相差幅の特性を示す特性線図である。
【図９】 第１の回転位相での位相差とコントロールシャフトの回動角との関係を示す特性線図である。
【図１０】 第２の回転位相に対する位相差幅の特性を示す特性線図である。
【図１１】 第２の回転位相での位相差とコントロールシャフトの回動角との関係を示す特性線図である。
【図１２】 従来技術によるクランクシャフト、カムシャフト等を示す一部破断の正面図である。
【図１３】 偏心ディスクをコントロールシャフト等と共に示す図１２中の矢示XIII−XIII方向からみた断面図である。
【図１４】 クランクシャフト、カムシャフト、クランク角センサおよびカム位置センサ等を示す図１２中の矢示 XIV−XIV 方向からみた側面図である。
【図１５】 図１３中の偏心ディスクがカムシャフトに対して偏心した状態を示す説明図である。
【図１６】 カムシャフトの回転位相に対する位相差の変化を図１３中の偏心ディスクの偏心量に応じて示す特性線図である。
【図１７】 偏心ディスクがドライブシャフトにより回動された状態を示す図１５と同様の説明図である。
【図１８】 図１４中のクランク角センサおよびカム位置センサから出力される基準信号を示す特性線図である。
【図１９】 図１４中のカムシャフトの突起部にずれが生じたときの位相差と正規の位相差との間に位相誤差が生じた状態を示す特性線図である。
【符号の説明】
１ クランクシャフト
４ カムシャフト
７ 偏心機構（回転位相可変手段）
９ 偏心ディスク
１０ コントロールシャフト
１１ クランク角センサ
１２ カム位置センサ
２１ コントロールユニット（制御手段）
２１Ａ 記憶部（特性記憶手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内燃機関の吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングを可変に制御するエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等の運転状態に応じて吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを可変に制御するようにしたバルブタイミング制御装置は、例えば特開平６−２５１６号公報等によって知られている。
【０００３】
そこで、図１２ないし図１９を参照して、この種の従来技術によるエンジンのバルブタイミング制御装置について述べる。
【０００４】
図中、１は内燃機関のクランクシャフトを示し、該クランクシャフト１はエンジン本体（図示せず）に設けられ、その一端側には小径プーリ１Ａが一体に取付けられている。また、クランクシャフト１にはその回転位相αを検出するための突起部１Ｂが設けられ、該突起部１Ｂは後述する電磁ピックアップ式の検出器等からなるクランク角センサ１１により検出される。
【０００５】
２はクランクシャフト１の回転駆動力を後述のカムシャフト４側に伝達するドライブシャフトで、該ドライブシャフト２はエンジン本体側に中心Ｏ1 −Ｏ1 周囲で回転可能に設けられ、該ドライブシャフト２の大径プーリ２Ａは、例えばタイミングベルト３を介してクランクシャフト１の小径プーリ１Ａに連結され、ドライブシャフト２はクランクシャフト１が２回転する間に１回転する。
【０００６】
４はエンジンの各気筒に設けられた吸気バルブ（図示せず）を開，閉させるためのカムシャフトで、該カムシャフト４は後述の偏心ディスク９等を介してドライブシャフト２に連結され、ドライブシャフト２と共に前記エンジン本体側に中心Ｏ1 −Ｏ1 周囲で回転可能に設けられている。そして、カムシャフト４はドライブシャフト２と共にクランクシャフト１により回転駆動され、その回転位相βが各気筒の吸気行程に応じて定まる所定の回転位相となったときに、カム４Ａ，４Ａ，…によって前記各吸気バルブをそれぞれ開，閉させる。
【０００７】
また、カムシャフト４にはその回転位相βを検出するための突起部４Ｂ，４Ｂが設けられ、該各突起部４Ｂは後述する電磁ピックアップ式の検出器等からなるカム位置センサ１２により検出される。
【０００８】
５はドライブシャフト２を偏心ディスク９に連結する連結プレートで、該連結プレート５はドライブシャフト２の他端側に設けられ、ドライブシャフト２と一体的に回転する。また、連結プレート５には径方向に延びる係合溝５Ａが形成され、該係合溝５Ａには偏心ディスク９の係合ピン９Ａが係合されている。
【０００９】
６はカムシャフト４の一端側に設けられた他の連結プレートで、該連結プレート６には径方向に延びる係合溝６Ａが形成され、該係合溝６Ａには偏心ディスク９の係合ピン９Ｂが係合されている。
【００１０】
７は前記各吸気バルブの開，閉タイミングを変化させる回転位相可変手段としての偏心機構を示し、該偏心機構７は、後述のディスクホルダ８、偏心ディスク９およびコントロールシャフト１０と、例えば比例ソレノイド等からなるアクチュエータ（図示せず）とから構成されている。
【００１１】
そして、偏心機構７は偏心ディスク９の中心Ｏ2 −Ｏ2 をカムシャフト４の中心Ｏ1 −Ｏ1 に対して偏心量εだけ偏心させることにより、該カムシャフト４の回転位相βを図１６に示す如く、クランクシャフト１の回転位相αに対して相対変化させ、これらの回転位相α，βの間に後述の数１による位相差Φを生じさせる。
【００１２】
８は偏心ディスク９が回転可能に収容されるディスクホルダで、該ディスクホルダ８は図１３に示す如く、一端側がエンジン本体側に固定ピン８Ａを介して揺動可能に取付けられた環状部８Ｂと、該環状部８Ｂの他端側に一体形成された一対の係合爪８Ｃ，８Ｃとから構成されている。
【００１３】
９はドライブシャフト２をカムシャフト４に連結する偏心ディスクを示し、該偏心ディスク９は図１２に示す如く、一側面に突出形成された係合ピン９Ａと、他側面に突出形成された係合ピン９Ｂとを有し、該係合ピン９Ａ，９Ｂは図１３に示す如く、偏心ディスク９の中心Ｏ2 −Ｏ2 を挟んで互いに径方向で対向する位置に配設されている。
【００１４】
また、偏心ディスク９はディスクホルダ８の環状部８Ｂ内に中心Ｏ2 −Ｏ2 の周囲で回転可能となるように収容され、係合ピン９Ａ，９Ｂが連結プレート５，６の係合溝５Ａ，６Ａ内に摺動可能に係合されている。これにより、ドライブシャフト２とカムシャフト４とは、連結プレート５，６および偏心ディスク９を介して互いに連結され、この状態で偏心ディスク９は連結プレート５，６の間でカムシャフト４（ドライブシャフト２）の径方向に相対変位可能となっている。
【００１５】
１０は偏心ディスク９を偏心させるためのコントロールシャフトで、該コントロールシャフト１０はエンジン本体側に回転可能に設けられ、そのカム１０Ａはディスクホルダ８の各係合爪８Ｃ間に摺動可能に配設されている。そして、コントロールシャフト１０はアクチュエータ等によって回動され、カム１０Ａを介してディスクホルダ８を偏心ディスク９と共に図１３中に二点鎖線で示す如く固定ピン８Ａの周囲で揺動させる。
【００１６】
これにより、偏心機構７は、コントロールシャフト１０の回動角τに応じた偏心量εを偏心ディスク９に対して与え、この偏心量εに応じた位相差Φをクランクシャフト１の回転位相αとカムシャフト４の回転位相βとの間に生じさせる。
【００１７】
ここで、コントロールシャフト１０の回動角τは、偏心量εが零となるときを０°とすると、コントロールシャフト１０を図１３中の矢示Ｂ方向に回動したときに正（最大側）の回動角となり、コントロールシャフト１０を矢示Ｂ方向とは逆方向に回動したときに負（最小側）の回動角となるものである。
【００１８】
１１はカム位置センサ１２と共に位相差検出手段を構成するクランク角センサで、該クランク角センサ１１は図１４に示す如く、クランクシャフト１の回転位相αが所定の回転位相となったときにこれを検出し、図１８に示すように基準信号Ｓ1 を検出信号として出力する。
【００１９】
１２はカムシャフト４側に設けられたカム位置センサで、該カム位置センサ１２は図１４に示す如く、カムシャフト４の回転位相βが例えば９０°や２７０°のように予め決められた回転位相となったときにこれを検出し、図１８に示すように基準信号Ｓ2 を出力する。
【００２０】
ここで、クランク角センサ１１とカム位置センサ１２とは、カムシャフト４が１回転（３６０°）する間に基準信号Ｓ1 ，Ｓ2 をそれぞれ２回出力するように構成されている。そして、偏心機構７によってクランクシャフト１とカムシャフト４との間に位相差Φが生じると、カム位置センサ１２の基準信号Ｓ2 が例えば図１８中に基準信号Ｓ3 として示す如く、クランク角センサ１１の基準信号Ｓ1 に同期した位置から位相差Φ分だけ相対変位するから、これらの基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 間の時間Ｔ1 とエンジン回転数Ｎに基づいて位相差Φを
【００２１】
【数１】
【００２２】
一方、クランク角センサ１１とカム位置センサ１２とは、制御手段としてのコントロールユニット（図示せず）等に接続されている。そして、コントロールユニットでは、基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 間の時間Ｔ1 を計時することにより数１の式に基づいて位相差Φを検出し、この検出値に基づいてコントロールシャフト１０の回動角τを算出すると共に、前記アクチュエータを作動させることによりコントロールシャフト１０の回動角τをフィードバック制御する。
【００２３】
従来技術によるエンジンのバルブタイミング制御装置は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００２４】
まず、エンジンによりクランクシャフト１が回転駆動されると、この回転駆動力はタイミングベルト３を介してドライブシャフト２に伝達され、連結プレート５と偏心ディスク９はディスクホルダ８内で図１３中の矢示Ａ方向に回転し、この回転駆動力は偏心ディスク９の係合ピン９Ｂと連結プレート６とを介してカムシャフト４に伝達されると共に、カムシャフト４はその回転位相βが所定の回転位相となったときに前記各吸気バルブを開，閉させる。
【００２５】
そして、吸気バルブの開閉タイミングを変えるときには、前記アクチュエータでコントロールシャフト１０を回動させると、図１５に示す如く偏心ディスク９が連結プレート５，６間でカムシャフト４の径方向に相対変位し、その中心Ｏ2 −Ｏ2 がカムシャフト４の中心Ｏ1 −Ｏ1 から偏心量εだけ偏心する。
【００２６】
この結果、カムシャフト４の回転位相βは、クランクシャフト１の回転位相αに対して位相差Φだけ相対変位し、カムシャフト４により開閉される吸気バルブの開閉タイミングが位相差Φに応じて変化するから、この位相差Φを所望の値に変えることによって、吸気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。
【００２７】
即ち、偏心ディスク９を図１７に例示する如く偏心量ε1 （ε1 ＞ε）だけ偏心させた状態では、クランクシャフト１（ドライブシャフト２）が回転位相αとなったときに、偏心ディスク９が中心Ｏ2 の周囲で角度γだけ回転するが、このときカムシャフト４は偏心ディスク９の係合ピン９Ｂにより中心Ｏ1 の周囲で回転され、その回転位相βは回転位相αと異なった値になる。
【００２８】
そして、クランクシャフト１の回転位相αとカムシャフト４の回転位相βとの間には、下記の式により定義される位相差Φが生じる。
【００２９】
【数２】
また、位相差Φの特性線は図１６に示す如く、カムシャフト４の１回転（３６０°）を周期とする略正弦波状の波形となり、その回転位相βに応じて周期的に変化する。また、位相差Φの波形は、偏心ディスク９の偏心量ε，ε1 （コントロールシャフト１０の回動角τ）に応じて特性線１３，１４の如く変化するから、この位相差Φに基づきコントロールシャフト１０が実際に回動された回動角τを求めることができる。
【００３１】
また、図１６中の特性線１３，１４に示す如く、位相差Φが実質的に零となるカムシャフト４の回転位置（以下、零点位置Ｐ0 という）を１８０°とすると、カムシャフト４の回転位相が９０°と２７０°のときに、回動角τに対する位相差Φの変化量が大きいことが確認されている。そこで、位相差Φを検出すべきカムシャフト４の基準となる回転位相として第１の回転位相β1 は９０°に設定され、第２の回転位相β2 は２７０°に設定され、カムシャフト４の各突起部４Ｂは第１，第２の回転位相β1 ，β2 に対応して設けられている。
【００３２】
そして、コントロールユニット内には第１の回転位相β1 における位相差Φと回動角τとの関係を示す特性マップと、第２の回転位相β2 における位相差Φと回動角τとの関係を示す特性マップとが予め記憶されており、コントロールユニットは前記各特性マップと位相差Φの検出値によって回動角τの算出を行っている。
【００３３】
これに対し、例えばポテンションメータ等の接触式センサによりコントロールシャフト１０の回動角τを直接検出する方法が考えられるが、その耐久性等を考慮するとバルブタイミング制御装置の信頼性を維持するのが難しくなる。
【００３４】
そこで、従来技術では、コントロールユニットがクランク角センサ１１とカム位置センサ１２からの基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 等に基づいて位相差Φを検出し、この検出値からコントロールシャフト１０が実際に回動された回動角τを非接触式の方法で算出する。そして、例えばエンジン回転数等に基づいてコントロールシャフト１０の回動角τの目標値τ0 を演算し、回動角τの算出値がこの目標値τ0 となるようにコントロールシャフト１０をフィードバック制御する。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、カムシャフト４に設ける各突起部４Ｂが機械的な加工誤差等によって、例えば第１の回転位相β1 に対応した位置から図１４中に二点鎖線で示す如く位置ずれする場合がある。また、クランク角センサ１１やカム位置センサ１２の取付位置に位置ずれが生じることがある。
【００３６】
そして、この場合には位相差Φを検出するカムシャフト４の実際の回転位相β１′と基準の回転位相β1 との間には図１９に示すように、前記位置ずれに対応したオフセット量Δβ1 が発生し、実際の回転位相β1 ′はオフセット量Δβ1 だけ前側にずれる。このため、図１８に示す如くカム位置センサ１２の基準信号Ｓ3 は二点鎖線で示す基準信号Ｓ4 の位置まで相対変位する。
【００３７】
この結果、クランク角センサ１１から出力される基準信号Ｓ1 とカム位置センサ１２から出力される基準信号Ｓ3 との間の時間Ｔ1 と比較して基準信号Ｓ1 ，Ｓ4 間の時間Ｔ2 はオフセット量Δβに対応する時間ΔＴだけ短くなるから、この時間Ｔ2 に基づいて前記数１により検出した位相差Φは、突起部４Ｂにオフセット量Δβのずれが生じていない場合の位相差Φよりも小さな値となる。
【００３８】
即ち、カム位置センサ１２等による回転位相の検出タイミングにずれが生じた場合には、図１９中の特性線１５に示すように位相差Φを検出する実際の回転位相β1 ′がオフセット量Δβだけ第１の回転位相β1 から位置ずれするから、実際の回転位相β1 ′において検出される位相差Φ1 ′は回転位相β1 において検出されるべき位相差Φ1 よりも位相偏差ΔΦ1 だけ小さくなる。そして、この検出値に基づいてコントロールシャフト１０の回動角τを求めると、実際の回動角τとは異なる値が算出されるという問題がある。
【００３９】
また、検出される位相差Φが特性線１５に対して図１９中の縦軸方向にずれる場合もあるが、この縦軸方向のずれはコントロールシャフト１０の回動角τに関係なく一定であるからソフト的に補正することが可能である。一方、位相差Φを検出するときの実際の検出タイミングとなる回転位相β1 ′が第１の回転位相β1 からずれた場合には、位相偏差ΔΦ1 はコントロールシャフト１０の回動角τに応じて変化するから、縦軸方向のずれの補正と同様の処理によっては補正することができない。
【００４０】
このため、従来技術では、実際の回動角τが目標値τ0 となるようにコントロールシャフト１０を正確にフィードバック制御することができず、吸気バルブの開閉タイミングを適切に変化させるのが難しいという問題がある。
【００４１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は位相差検出手段により位相差を検出するときの検出タイミングとなる回転位相にずれが生じた場合でも、位相差可変手段の作動量を補正演算によって求めることができ、回転位相可変手段を安定させてフィードバック制御できるようにしたエンジンのバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、クランクシャフトと、該クランクシャフトにより回転駆動され吸気用または排気用のバルブを開閉させるカムシャフトと、前記バルブの開閉タイミングを変化させるため該カムシャフトの回転位相を変化させることにより前記クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生じさせる回転位相可変手段と、該回転位相可変手段により前記クランクシャフトとカムシャフトとの間に生じた位相差を予め決められた回転位相で検出する位相差検出手段と、少なくとも該位相差検出手段による位相差の検出結果に基づいて前記回転位相可変手段をフィードバック制御する制御手段とを備えたエンジンのバルブタイミング制御装置に適用される。
【００４３】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記回転位相可変手段を最小側の作動量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第１の検出値として読込む第１の読込み手段と、前記回転位相可変手段を最大側の作動量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第２の検出値として読込む第２の読込み手段と、前記第１の読込み手段による第１の検出値と前記第２の読込み手段による第２の検出値とに基づいて前記位相差検出手段による位相差と前記回転位相可変手段の作動量との関係を補正する位相差特性補正手段とを備え、前記制御手段は、該位相差特性補正手段によって補正した位相差と作動量との関係を用いて前記位相差検出手段による位相差の検出結果に基づき前記回転位相可変手段の作動量を算出する作動量算出手段と、該作動量算出手段による作動量の算出値が目標値に対応した値となるように前記回転位相可変手段に制御信号を出力する信号出力手段とから構成したことにある。
【００４４】
上記構成によれば、回転位相可変手段を最小側の作動量とした状態で位相差検出手段による位相差を第１の読込み手段により第１の検出値として読込むと共に、回転位相可変手段を最大側の作業量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第２の読込み手段により第２の検出値として読込むから、位相差特性補正手段では位相差検出手段による位相差の検出タイミング（回転位相）にずれが生じている場合でも、位相差特性補正手段は、第１，第２の検出値に基づいて位相差と回転位相可変手段の作動量との関係を補正することができ、位相差の検出値を回転位相可変手段の作動量に対応させることができる。そして、作動量算出手段は位相差特性補正手段によって補正した位相差と作動量との関係を用いて位相差検出手段による位相差の検出結果に基づき回転位相可変手段の作動量を正確に算出することができる。このため、信号出力手段では作動量算出手段による正確な作動量の算出値が目標値に対応した値となるように回転位相可変手段に制御信号を出力でき、回転位相可変手段を安定させてフィードバック制御することができる。
【００４５】
また、請求項２に記載の発明では、前記回転位相可変手段の作動量と前記位相差との特性を異なる回転位相毎にそれぞれ記憶した特性記憶手段を備え、前記位相差特性補正手段は、前記第１の検出値と前記第２の検出値とを合計した位相差幅を算出する位相差幅算出手段と、該位相差幅算出手段による位相差幅から前記位相差検出手段のオフセット量を算定するオフセット量算定手段と、該オフセット量算定手段で求めたオフセット量から前記位相差検出手段で位相差を検出している実際の回転位相を算出する実回転位相算定手段と、該実回転位相算定手段による実際の回転位相に基づき、前記特性記憶手段で記憶した前記作動量と位相差との特性のうちいずれかの特性を選択する特性選択手段とから構成している。
【００４６】
上記構成により、位相差幅算出手段を用いて第１の検出値と第２の検出値とを合計した位相差幅を算出でき、オフセット量算定手段は位相差検出手段により実際に位相差を検出するときの検出タイミング（回転位相）と基準となる検出タイミング（回転位相）との差であるオフセット量を前記位相差幅に基づき演算により求めることができる。そして、実回転位相算定手段はオフセット量算定手段によるオフセット量から実際の回転位相を算出するから、特性選択手段は、特性記憶手段で記憶した作動量と位相差との特性のうちから実際の回転位相に対応した一の特性を選択することができ、位相差と作動量との関係を補正することができる。
【００４７】
さらに、請求項３に記載の発明では、前記実回転位相算定手段は、実際の回転位相が基準となる回転位相よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定したときには前記基準の回転位相に対し前記オフセット量を加算することにより実際の回転位相を算定し、小さいと判定したときには前記基準の回転位相から前記オフセット量を減算することにより実際の回転位相を算定する構成としている。
【００４８】
上記構成により、実際の回転位相が基準の回転位相よりも大きいときには、基準の回転位相にオフセット量を加算して実際の回転位相を算定でき、逆に小さいときには、基準の回転位相にオフセット量を減算して実際の回転位相を算定することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００５０】
ここで、図１ないし図１１は本発明の実施例を示し、本実施例では従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５１】
図中、２１はマイクロコンピュータ等によって構成されたコントロールユニットを示し、該コントロールユニット２１はＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶部２１Ａを備え、本実施例によるバルブタイミング制御装置の制御手段等を構成しているものである。そして、コントロールユニット２１の入力側にはクランク角センサ１１およびカム位置センサ１２が接続されると共に、出力側には後述のアクチュエータ２２が接続されている。
【００５２】
ここで、コントロールユニット２１の記憶部２１Ａには、後述するバルブタイミング制御処理用のプログラム（図２参照）および位相差特性補正処理用のプログラム（図３ないし図５参照）等が格納されている。また、記憶部２１Ａには、エンジンの運転状態に応じてコントロールシャフト１０を回動させるための回動角τの目標値τ0 が、例えばエンジン回転数と基本噴射量等に応じた特性マップとして格納されている。
【００５３】
さらに、記憶部２１Ａには、図７中に点線で示す特性線２４のような特性マップが格納されている。この特性マップは偏心機構７を最小側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）としたときのカムシャフト４の回転位相βに対するクランクシャフト１、カムシャフト４間の位相差として得られるものである。
【００５４】
そして、この場合の位相差Φは特性線２４に示すように、カムシャフト４の回転位相βに対して略正弦波状に変化するが、厳密には正弦波ではなく、特性線２４の最小値（負の値）は回転位相βが９０°よりも小さい、例えば８０°程度の回転位相となり、最大値（正の値）は回転位相βが２７０°よりも大きい、例えば２８０°程度の回転位相となることが確認されている。
【００５５】
さらに、記憶部２１Ａには、図７中に実線で示す特性線２５のような特性マップが格納されている。この特性マップは偏心機構７を最大側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm としたときのカムシャフト４の回転位相βに対するクランクシャフト１、カムシャフト４間の位相差として得られるものである。
【００５６】
そして、この場合の位相差Φは特性線２５に示すように、カムシャフト４の回転位相βに対して略正弦波状に変化するが、厳密には正弦波ではなく、特性線２４の最大値（正の値）は回転位相βが９０°よりも大きい、例えば１００°程度の回転位相となり、最小値（負の値）は回転位相βが２７０°よりも小さい２６０°程度の回転位相となることが確認されている。
【００５７】
また、記憶部２１Ａには、実際に位相差を検出するときの検出タイミング（回転位相）に対する位相差幅の特性マップ（図８および図１０参照）が後述の特性線２６，３０の如く格納されている。ここで、これらの特性マップは図７中の特性線２４，２５に基づいて実験的に得られたものである。
【００５８】
さらに、記憶部２１Ａには、コントロールシャフト１０の回動角τに対するクランクシャフト１、カムシャフト４間の位相差の特性マップ（図９および図１１参照）が、カムシャフト４の異なる回転位相毎の特性として後述の特性線２７〜２９および特性線３１〜３３の如く格納され、これによって記憶部２１Ａは特性記憶手段を構成するものである。
【００５９】
２２はコントロールシャフト１０を回動させるためのアクチュエータで、該アクチュエータ２２は、本出願人が先に、特願平７−１９６２５６号等で提案したように、比例ソレノイドやリニア型のステッピングモータ等で駆動制御されるスプール弁装置と、このスプール弁装置を介して圧油が給排されることによりロッドを伸縮させる油圧シリンダ（いずれも図示せず）等とから構成され、従来技術とほぼ同様にコントロールユニット２１から出力される駆動信号に応じてコントロールシャフト１０を回動させるものである。
【００６０】
本実施例によるエンジンのバルブタイミング制御装置は上述の如き構成を有するもので、次にコントロールユニット２１によるバルブタイミング制御処理および位相差特性補正処理について図２ないし図５を参照して説明する。
【００６１】
まず、コントロールユニット２１は、エンジン回転数等に基づいてエンジンがバルブタイミング制御を行うべき運転状態にあると判定すると、図２に示すバルブタイミングの制御処理を開始する。そして、ステップ１では、記憶部２１Ａ内に格納された第１，第２の回転位相β1 ，β2 側の位相差の特性マップ（図９および図１１参照）のうち、後述の位相差特性補正処理プログラムで選択した位相差の特性マップをそれぞれ記憶部２１Ａから読出す。
【００６２】
ここで、第１，第２の回転位相β1 ，β2 は基準となる回転位相を示し、カムシャフト４が１回転する間に図６中の特性線２３のように位相差Φが実質的に零となるカムシャフト４の零点位置Ｐ0 に対して回転位相の前後側に一定の角度分（例えば９０°）だけ位相をずらした回転位相として予め定められる。そして、零点位置Ｐ0 が１８０°とすれば、第１の回転位相β1 は９０°の位置に設定され、第２の回転位相β2 は２７０°の位置に設定され、カムシャフト４の各突起部４Ｂは第１，第２の回転位相β1 ，β2 に対応して設けられている。
【００６３】
なお、本実施例の場合には、図６に例示するようにカム位置センサ１２等による位相差の検出タイミングが第１，第２の回転位相β1，β2から実際には回転位相β1a，β2aの位置へとずれている場合を想定して、下記のステップ２以降を説明する。そして、この場合には、後述の位相差特性補正処理では、図９に示す第１の回転位相β1側の特性マップのうち、検出タイミングが回転位相β 1 となったとき（位置ずれしないとき）の特性線２９に対して検出タイミングが回転位相β 1a となったときの特性線２７が選択されるものとする。同様に、位相差特性補正処理では、図１１に示す第２の回転位相β2側の特性マップのうち、検出タイミングが回転位相β 2 となったとき（位置ずれしないとき）の特性線３３に対して検出タイミングが回転位相β 2a となったときの特性線３１が選択されるものとする。
【００６４】
次に、ステップ２では、クランク角センサ１１でクランクシャフト１の突起部１Ｂを検出し、カム位置センサ１２でカムシャフト４の各突起部４Ｂを検出する。そして、コントロールユニット２１は図６に示す如く、回転位相β1aの位置でカムシャフト４の突起部４Ｂを検出すると、このときの位相差Φを検出値Φ1 ′として読込み、次なる回転位相β2aの位置でカムシャフト４の突起部４Ｂを検出すると、このときの位相差Φを検出値Φ2 ′として読込む。
【００６５】
そして、ステップ３では図９に示す位相差の特性マップに基づきステップ２による検出値Φ1 ′からコントロールシャフト１０の回動角τを算出し、図１１に示す位相差の特性マップに基づきステップ２による検出値Φ2 ′からコントロールシャフト１０の回動角τを算出する。これにより、アクチュエータ２２により実際に回動されたコントロールシャフト１０の回動角τが求められる。
【００６６】
次に、ステップ４では、コントロールシャフト１０をフィードバック制御するために、例えばエンジン回転数と基本噴射量等に基づいた記憶部２１Ａ内の特性マップからコントロールシャフト１０の回動角τに対する目標値τ0 を算出し、この目標値τ0 とステップ４で求めたコントロールシャフト１０の回動角τとの差を所定のヒステリシス値以下とするために必要なアクチュエータ２２の制御量を演算する。
【００６７】
そして、ステップ５では、ステップ４で演算した制御量に対応する駆動信号をアクチュエータ２２に出力する。そして、該アクチュエータ２２によりコントロールシャフト１０をその回動角τが実質的に目標値τ0 となるように回動させる。
【００６８】
これにより、カムシャフト４の回転位相βは、コントロールシャフト１０の回動角τ（目標値τ0 ）に対応する位相差Φだけクランクシャフト１の回転位相αに対して変化し、カムシャフト４により前記各吸気バルブをエンジン回転数等に対応した適切なタイミングで開，閉させる。
【００６９】
次にステップ６では、例えばエンジン回転数等に基づいて前述の如きバルブタイミング制御を続行すべき運転状態にあるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときにはステップ２からステップ５の処理を繰返すことにより、コントロールシャフト１０の回動角τが常に目標値τ0 に対応した値となるようにフィードバック制御を行う。
【００７０】
また、ステップ６で「ＮＯ」と判定したときには、例えばエンジン回転数が高回転になった場合等、バルブタイミング制御を停止すべき条件が成立した場合であるため、ステップ７に移ってバルブタイミング制御を終了すべくリターンする。
【００７１】
次に、位相差を検出する実際の検出タイミング（例えば回転位相β1a，β2a）を求めると共に、これに対応した位相差の特性マップを選択するための位相差特性補正処理について図３ないし図５を参照して説明する。
【００７２】
まず、図３に示すステップ１１では、エンジンの運転状態を検出し、位相差特性補正処理を行う条件が成立しているか否かを判定する。この場合、例えばエンジンのアイドル（無負荷）運転時や車両の定速走行時等のように、エンジンが一定の回転数で回転している場合に前記条件は成立するものである。
【００７３】
そして、ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときにはエンジンの回転数が不安定であるからステップ２０に移ってリターンする。この場合、記憶部２１Ａ内に記憶された位相差の特性マップのうち、例えば図９中の特性線２９と図１１中の特性線３３とに示すような従来技術で用いる位相差の特性マップを選択する。
【００７４】
一方、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときには条件が成立しているからステップ１２に移ってアクチュエータ２２を駆動することにより、偏心機構７を最小側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）となる、例えば−４５°に一時的に固定する。
【００７５】
そして、ステップ１３では、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）とした状態での位相差Φを第１の回転位相β1 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β1aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第１の検出値ａ1 として読込む。また、次に、ステップ１４では、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）とした状態での位相差Φを第２の回転位相β2 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β2aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第１の検出値ａ2 として読込む。
【００７６】
次に、ステップ１５では、アクチュエータ２２を駆動することにより、偏心機構７を最大側の作動量として、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm となる、例えば４５°に一時的に固定する。
【００７７】
そして、ステップ１６では、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm とした状態での位相差Φを第１の回転位相β1 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β1aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第２の検出値ｂ1 として読込む。また、次に、ステップ１７では、コントロールシャフト１０の回動角を最大値τm とした状態での位相差Φを第２の回転位相β2 側で検出し、実際の検出タイミングが回転位相β2aの位置にあるときには、このときの位相差Φを第２の検出値ｂ2 として読込む。
【００７８】
そして、ステップ１８では、図４に示す後述のステップ３１〜３９のように、回転位相β 1a ，β 1b を含む回転位相β1側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を行い、ステップ１９では、図５に示す後述のステップ４１〜４９のように、回転位相β 2a ，β 2b を含む回転位相β2側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を行うと共に、ステップ２０に移ってリターンする。
【００７９】
次に、第１の回転位相β1側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を図４を参照して詳述する。
【００８０】
まず、図４中のステップ３１では、前記検出値ａ1 および検出値ｂ1 を合計した位相差幅Ｌ1 を、検出値ａ1 と検出値ｂ1 との差（Ｌ1 ＝ｂ1 −ａ1 ）として算出する。ここで、位相差幅Ｌ1 は、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）から最大値τm に変化させたときに、回転位相β1aの位置で検出される位相差Φに生じる変化幅である。
【００８１】
次に、ステップ３２では、図８に示す特性マップをコントロールユニット２１の記憶部２１Ａから読出し、前記位相差幅Ｌ1 に対応する回転位相β1aまたはβ1bを算出すると共に、第１の回転位相β1 と回転位相β1a，β1bとの差をとることによってオフセット量Δβ1 を算出する。
【００８２】
即ち、図８中の特性線２６は図７中の特性線２４，２５による位相差Φの値を合計することにより得られたもので、このときの位相差幅Ｌと回転位相βとの関係を示している。そして、位相差幅Ｌは回転位相βが第１の回転位相β1 である９０°のときに最大値となり、回転位相βが９０°から離れると位相差幅Ｌは減少する。また、この特性線２６によれば、位相差幅Ｌは回転位相βが９０°となる位置の前，後で２値をもち、このとき回転位相β1aは９０°よりもオフセット量Δβ1 だけ小さい値となり、回転位相β1bは９０°よりもオフセット量Δβ1 だけ大きい値となる。このため、以下の処理を行うことによって実際の検出タイミングを回転位相β1a，β1bから特定する。
【００８３】
ステップ３３では、検出値ａ1 ，ｂ1 が検出される回転位相の推定回転位相として、第１の回転位相β1 よりもオフセット量Δβ1 だけ小さい回転位相β1a（β1a＝β1 −Δβ1 ）と、第１の回転位相β1 よりもオフセット量Δβ1 だけ大きい回転位相β1b（β1b＝β1 ＋Δβ1 ）とを算出する。
【００８４】
次に、ステップ３４では、コントロールユニット２１の記憶部２１Ａから図７中の特性線２４で示す特性マップを読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最小値（−τm ）としたときに回転位相β1bの位置で検出されるべき位相差を推定値ａ1 ′として算出すると共に、図７中の特性線２５で示す特性マップを記憶部２１Ａから読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最大値τm としたときに回転位相β1bの位置で検出されるべき位相差を推定値ｂ1 ′として算出する。
【００８５】
そして、ステップ３５では、検出値ａ1 の絶対値と推定値ａ1 ′の絶対値との差である演算値ｘ1 （ｘ1 ＝｜ａ1 ｜−｜ａ1 ′｜）を算出すると共に、検出値ｂ1 の絶対値と推定値ｂ1 ′の絶対値との差である演算値ｙ1 （ｙ1 ＝｜ｂ1 ｜−｜ｂ1 ′｜）を算出する。
【００８６】
次に、ステップ３６ではこれらの演算値ｘ1 および演算値ｙ1 の絶対値の差分（｜ｘ1 −ｙ1 ｜）が微小なヒステリシス値δ以下であるか否かを判定し、「ＮＯ」と判定したときには、検出値ａ1 と推定値ａ1 ′とが異なると共に、検出値ｂ1 と推定値ｂ1 ′とが異なるから、検出値ａ1 ，ｂ1 の検出タイミングは回転位相β1aであると判別し、ステップ３７に移る。
【００８７】
そして、ステップ３７では、図９中の位相差の特性マップのうち回転位相β1aに対応した位相差の特性マップとして特性線２７を選択し、ステップ３９に移ってリターンする。
【００８８】
また、例えば実際の検出タイミングが回転位相β1bとなる場合には、検出値ａ1と推定値ａ1′とが実質的に等しく、検出値ｂ1と推定値ｂ1′とが実質的に等しくなる。このため、この場合はステップ３６で「ＹＥＳ」と判定し、検出値ａ1，ｂ1の検出タイミングは回転位相β1bであると判別し、ステップ３８に移り、図９中の位相差の特性マップのうち回転位相β1bに対応した位相差の特性マップとして特性線２８を選択する。さらに、例えば実際の検出タイミングが回転位相β1となる場合には、オフセット量Δβ1がほぼ零となるから、この場合もステップ３６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ３８で位相差の特性マップとして特性線２９を選択し、ステップ３９に移ってリターンする。
【００８９】
次に、第２の回転位相β2側の位相差の特性マップを選択する特性選択処理を図５を参照して詳述する。
【００９０】
まず、図５中のステップ４１では、前記検出値ａ2 および検出値ｂ2 を合計した位相差幅Ｌ2 を、検出値ａ2 と検出値ｂ2 との差（Ｌ2 ＝ａ2 −ｂ2 ）として算出する。ここで、位相差幅Ｌ2 は、コントロールシャフト１０の回動角を最小値（−τm ）から最大値τm に変化させたときに、回転位相β2aの位置で検出される位相差Φに生じる変化幅である。
【００９１】
次に、ステップ４２では、図１０に示す特性マップをコントロールユニット２１の記憶部２１Ａから読出し、前記位相差幅Ｌ2 に対応する回転位相β2aまたはβ2bを算出すると共に、第２の回転位相β2 と回転位相β2a，β2bとの差をとることによってオフセット量Δβ2 を算出する。
【００９２】
即ち、図１０中の特性線３０は図７中の特性線２４，２５による位相差Φの値を合計することにより得られたもので、このときの位相差幅Ｌと回転位相βとの関係を示している。そして、位相差幅Ｌは回転位相βが第２の回転位相β2 である２７０°のときに最大値となり、回転位相βが２７０°から離れると位相差幅Ｌは減少する。また、この特性線３０によれば、位相差幅Ｌは回転位相βが２７０°となる位置の前，後で２値をもち、このとき回転位相β2aは２７０°よりもオフセット量Δβ2 だけ小さい値となり、回転位相β2bは２７０°よりもオフセット量Δβ2 だけ大きい値となる。このため、以下の処理を行うことによって実際の検出タイミングを回転位相β2a，β2bから特定する。
【００９３】
ステップ４３では、検出値ａ2 ，ｂ2 が検出される回転位相の推定回転位相として、第２の回転位相β2 よりもオフセット量Δβ2 だけ小さい回転位相β2a（β2a＝β2 −Δβ2 ）と、第２の回転位相β2 よりもオフセット量Δβ2 だけ大きい回転位相β2b（β2b＝β2 ＋Δβ2 ）とを算出する。
【００９４】
次に、ステップ４４では、コントロールユニット２１の記憶部２１Ａから図７中の特性線２４で示す特性マップを読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最小値（−τm ）としたときに回転位相β2bの位置で検出されるべき位相差を推定値ａ2 ′として算出すると共に、図７中の特性線２５で示す特性マップを記憶部２１Ａから読出し、コントロールシャフト１０の回動角τを最大値τm としたときに回転位相β2bの位置で検出されるべき位相差を推定値ｂ2 ′として算出する。そして、ステップ４５では、検出値ａ 2の絶対値と推定値ａ 2 ′の絶対値との差である演算値ｘ2 （ｘ2 ＝｜ａ2 ｜−｜ａ2 ′｜）を算出すると共に、検出値ｂ2 の絶対値と推定値ｂ2 ′の絶対値との差である演算値ｙ2 （ｙ2 ＝｜ｂ2 ｜−｜ｂ2 ′｜）を算出する。
【００９５】
次に、ステップ４６ではこれらの演算値ｘ2 および演算値ｙ2 の絶対値の差分（｜ｘ2 −ｙ2 ｜）が微小なヒステリシス値δ以下であるか否かを判定し、「ＮＯ」と判定したときには、検出値ａ2 と推定値ａ2 ′とが異なると共に、検出値ｂ2 と推定値ｂ2 ′とが異なるから、検出値ａ2 ，ｂ2 の検出タイミングは回転位相β2aであると判別し、ステップ４７に移る。
【００９６】
そして、ステップ４７では、図１１中の位相差の特性マップのうち回転位相β2aに対応した位相差の特性マップとして特性線３１を選択し、ステップ４９に移ってリターンする。
【００９７】
また、例えば実際の検出タイミングが回転位相β2bとなる場合には、検出値ａ2と推定値ａ2′とが実質的に等しく、検出値ｂ2と推定値ｂ2′とが実質的に等しくなる。このため、この場合はステップ４６で「ＹＥＳ」と判定し、検出値ａ2，ｂ2の検出タイミングは回転位相β2bであると判別し、ステップ４８に移り、図１１中の位相差の特性マップのうち回転位相β2bに対応した位相差の特性マップとして特性線３２を選択する。さらに、例えば実際の検出タイミングが回転位相β2となる場合には、オフセット量Δβ2がほぼ零となるから、この場合もステップ４６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップ４８で位相差の特性マップとして特性線３３を選択し、ステップ４９に移ってリターンする。
【００９８】
本実施例によるバルブタイミングの制御装置を以上のように構成されるものであり、このバルブタイミングの制御装置を作動させると、以下の如く正確なコントロールシャフト１０の回動角τが検出できる。
【００９９】
例えば、カムシャフト４の各突起部４Ｂに製造誤差等による位置ずれが生じ、図６に示すように位相差を検出する実際の回転位相β1aが第１の回転位相β1 よりもオフセット量Δβ1 だけ小さい場合には、実際の回転位相β1aにおいて検出される検出値Φ1 ′は第１の回転位相β1 において検出されるべき位相差Φ1 よりも小さい値となる。
【０１００】
このとき、従来技術によるバルブタイミング制御装置では、検出値Φ1′を第１の回転位相β1において検出されたものとして図９中の特性線２９に示す位相差の特性マップを用いてコントロールシャフト１０の回動角τを算出するから、実際の回動角τ1よりも小さい回動角τ1′を算出してしまう。
【０１０１】
これに対し、本実施例によるバルブタイミング制御装置では、位相差特性補正処理を行うことによって図９中の位相差の特性マップのうち、特性線２７で示す位相差の特性マップを選択する。
【０１０２】
そして、バルブタイミングの制御処理では、位相差特性補正処理によって選択された位相差の特性マップをコントロールユニット２１の記憶部２１Ａから読出し、回転位相β1aの位置で検出した検出値Φ1 ′から位相差の特性マップに基づいてコントロールシャフト１０の正確な回動角τ1 を算出することができる。
【０１０３】
また、位相差を検出する実際の回転位相β2aが第２の回転位相β2よりもオフセット量Δβ2だけ小さい場合には、回転位相β 2aの位置で検出される検出値Φ2′は第２の回転位相β2において検出されるべき位相差Φ2よりも小さい値となる。このとき、従来技術によるバルブタイミング制御装置では、図１１中に特性線３３で示す位相差の特性マップを用いるから、検出値Φ 2 ′に基づいて実際のコントロールシャフト１０の回動角τ2よりも小さい回動角τ2′を算出してしまう。
【０１０４】
しかし、本実施例によるバルブタイミング制御装置では、位相差特性補正処理を行うことによって図１１中の位相差の特性マップのうち、特性線３１で示す位相差の特性マップを選択し、この選択された位相差の特性マップに基づいて回転位相β2aの位置で検出した検出値Φ2′からコントロールシャフト１０の回動角τを算出するから、実際の回動角τ2を正確に算出することができる。
【０１０５】
以上、位相差Φの検出タイミングが第１，第２の回転位相β1，β2よりも小さい回転位相β1a，β2aに位置ずれした場合を説明したが、位相差Φの検出タイミングが第１，第２の回転位相β1，β2よりも大きな回転位相β 1b ，β 2bに位置ずれした場合も同様の処理を行うことによって位相差Φと回動角τとの関係を補正することができ、コントロールシャフト１０の正確な回動角を検出することができる。
【０１０６】
かくして、本実施例では、コントロールシャフト１０を最小の回動角（−τm ）としたときの位相差を第１の検出値ａ1，ａ2として読込み、コントロールシャフト１０を最大の回動角τm としたときの位相差を第２の検出値ｂ1，ｂ2として読込むと共に、第１の検出値ａ1，ａ2と第２の検出値ｂ1，ｂ2とに基づいて位相差Φと回動角τとの関係を補正するから、カムシャフト４の各突起部４Ｂ等にずれが生じ、カム位置センサ１２等が位相差を検出する検出タイミング（回転位相）がずれた場合でも、コントロールシャフト１０の回動角τを演算によって正確に求めることができる。
【０１０７】
そして、コントロールシャフト１０の正確な回動角τを算出できるから、コントロールユニット２１は回動角τが目標値τ0 に対応する値となるように安定したフィードバック制御を行うことができる。この結果、エンジンのバルブタイミングを高い応答性をもって制御することができ、エンジンの運転状態に対応した最適な状態でエンジンを駆動することができると共に、適切な吸気や排気が行われ、エンジンの運転性能を向上することができる。
【０１０８】
また、例えば実際の回転位相β 1a （β 2a ）が基準の回転位相β 1 （β 2 ）よりも小さい場合には、第１の検出値ａ1（ａ2）と第２の検出値ｂ1（ｂ2）とを合計した位相差幅Ｌ1（Ｌ2）を算出し、オフセット量Δβ1（Δβ2）を位相差幅Ｌ1（Ｌ2）に基づき演算により求めると共に、オフセット量Δβ1（Δβ2）から実際の回転位相β1a，β2aを算出することができる。このため、実際の回転位相β 1a ，β 2a を用いて、記憶部２１Ａ内の位相差Φと回動角τとの特性マップのうちから実際の回転位相β1a（β2a）に対応した一の特性マップを選択することができる。同様に、例えば実際の回転位相β 1b （β 2b ）が基準の回転位相β 1 （β 2 ）よりも大きい場合にも、記憶部２１Ａ内の位相差Φと回動角τとの特性マップのうちから実際の回転位相β 1b （β 2b ）に対応した一の特性マップを選択することができ、位相差Φと回動角τとの関係を補正することができる。
【０１０９】
さらに、実際の回転位相β1a（β2a）が基準の回転位相β1（β2）よりも小さいときには基準の回転位相β1（β2）に前記オフセット量Δβ1（Δβ2）を減算して実際の回転位相β1a（β2a）を算定でき、逆に大きいときには基準の回転位相β1（β2）にオフセット量Δβ1（Δβ2）を加算して実際の回転位相β 1b （β 2b ）を算定することができる。
【０１１０】
なお、前記実施例では、図２ないし図５に示すプログラムのうち、ステップ３が本発明の構成要件である作動量算出手段の具体例を示し、ステップ４，５が信号出力手段の具体例を示している。また、ステップ１２〜１４は第１の読込み手段の具体例を示し、ステップ１５〜１７は第２の読込み手段の具体例を示し、ステップ１８，１９が位相差特性補正手段の具体例を示すと共に、ステップ３１，４１は位相差幅算出手段の具体例を示している。さらに、ステップ３２，４２はオフセット量算定手段の具体例を示し、ステップ３３〜３６とステップ４３〜４６とは実回転位相算定手段の具体例を示すと共に、ステップ３７，３８，４７，４８は特性選択手段の具体例をそれぞれ示している。
【０１１１】
また、前記実施例では、クランク角センサ１１およびカム位置センサ１２の基準信号Ｓ1 ，Ｓ3 等により時間的に算出したカムシャフト４の回転位相βや位相差Φ等をエンジン回転数に基づいて角度に換算する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えばクランク角センサ１１等からコントロールユニット２１に、例えば１°毎の角度信号を出力し、この角度信号に基づいて回転位相βや位相差Φ等を直接的に角度として検出する構成としてもよい。
【０１１２】
また、前記実施例では、吸気バルブの開閉タイミングを制御するバルブタイミングの制御装置を従来技術として例示したが、本発明はこれに限らず、吸気バルブおよび排気バルブのうちいずれか一方の開閉タイミングを制御するバルブタイミングの制御装置に適用してもよく、吸気バルブおよび排気バルブの両方の開閉タイミングを制御するバルブタイミングの制御装置に適用してもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、回転位相可変手段を最小側の作動量とした状態での位相差を第１の検出値として読込む第１の読込み手段と、回転位相可変手段を最大側の作動量とした状態での位相差を第２の検出値として読込む第２の読込み手段と、第１，第２の検出値に基づいて位相差と作動量との関係を補正する位相差特性補正手段とを設けたから、位相差検出手段による位相差の検出タイミング（回転位相）にずれが生じている場合でも、位相差特性補正手段は、第１，第２の検出値に基づいて位相検出手段の位相差と回転位相可変手段の作動量との関係を補正することができる。このため、位相差の検出値を回転位相可変手段の作動量に対応させることができるから、回転位相可変手段の作動量を正確に算出することができる。
【０１１４】
そして、位相差特性補正手段によって補正した位相差と作動量との関係に基づき回転位相可変手段の作動量を算出するから、信号出力手段は作動量算出手段による正確な作動量の算出値が目標値に対応した値となるように回転位相可変手段に制御信号を出力することができ、回転位相可変手段を安定させてフィードバック制御することができる。この結果、エンジンのバルブタイミングを安定して制御することができ、エンジンの運転状態に対応した最適な状態でエンジンを駆動することができると共に、適切な吸気や排気が行われ、エンジンの運転性能を向上させることができる。
【０１１５】
また、請求項２の発明によれば、位相差特性補正手段を位相差幅演算手段、オフセット量算定手段、実回転位相算定手段および特性選択手段によって構成したから、位相差幅算出手段を用いて第１，第２の検出値を合計した位相差幅を算出でき、オフセット量算定手段は第１，第２の検出値に基づくオフセット量を演算により求めることができる。そして、実回転位相算定手段はオフセット量から実際の回転位相を算定するから、特性選択手段は、特性記憶手段で記憶した位相差と作動量との特性のうちから実際の回転位相に対応した一の特性を選択することができ、位相差と作動量との関係を補正することができる。
【０１１６】
さらに、請求項３の発明によれば、実回転位相算定手段は、実際の回転位相が基準の回転位相よりも大きいか否かを判定する構成としたから、実際の回転位相が基準の回転位相よりも大きいときには、基準の回転位相に前記オフセット量を加算して実際の回転位相を算定でき、逆に小さいときには基準の回転位相にオフセット量を減算して実際の回転位相を算定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例によるエンジンのバルブタイミング制御装置を示すブロック図である。
【図２】 図１中のコントロールユニットによるバルブタイミング制御の制御処理を示す流れ図である。
【図３】 図２中の位相差特性補正処理を示す流れ図である。
【図４】 図３中の回転位相β1側の特性選択処理を示す流れ図である。
【図５】 図３中の回転位相β2側の特性選択処理を示す流れ図である。
【図６】 カムシャフトの回転位相に対する位相差の変化を示す特性線図である。
【図７】 コントロールシャフトの回動角を最大側にしたときと最小側にしたときのカムシャフトの回転位相に対する位相差の変化を示す特性線図である。
【図８】 第１の回転位相に対する位相差幅の特性を示す特性線図である。
【図９】 第１の回転位相での位相差とコントロールシャフトの回動角との関係を示す特性線図である。
【図１０】 第２の回転位相に対する位相差幅の特性を示す特性線図である。
【図１１】 第２の回転位相での位相差とコントロールシャフトの回動角との関係を示す特性線図である。
【図１２】 従来技術によるクランクシャフト、カムシャフト等を示す一部破断の正面図である。
【図１３】 偏心ディスクをコントロールシャフト等と共に示す図１２中の矢示XIII−XIII方向からみた断面図である。
【図１４】 クランクシャフト、カムシャフト、クランク角センサおよびカム位置センサ等を示す図１２中の矢示 XIV−XIV 方向からみた側面図である。
【図１５】 図１３中の偏心ディスクがカムシャフトに対して偏心した状態を示す説明図である。
【図１６】 カムシャフトの回転位相に対する位相差の変化を図１３中の偏心ディスクの偏心量に応じて示す特性線図である。
【図１７】 偏心ディスクがドライブシャフトにより回動された状態を示す図１５と同様の説明図である。
【図１８】 図１４中のクランク角センサおよびカム位置センサから出力される基準信号を示す特性線図である。
【図１９】 図１４中のカムシャフトの突起部にずれが生じたときの位相差と正規の位相差との間に位相誤差が生じた状態を示す特性線図である。
【符号の説明】
１ クランクシャフト
４ カムシャフト
７ 偏心機構（回転位相可変手段）
９ 偏心ディスク
１０ コントロールシャフト
１１ クランク角センサ
１２ カム位置センサ
２１ コントロールユニット（制御手段）
２１Ａ 記憶部（特性記憶手段）
Claims (3)
- クランクシャフトと、該クランクシャフトにより回転駆動され吸気用または排気用のバルブを開閉させるカムシャフトと、前記バルブの開閉タイミングを変化させるため該カムシャフトの回転位相を変化させることにより前記クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相に位相差を生じさせる回転位相可変手段と、該回転位相可変手段により前記クランクシャフトとカムシャフトとの間に生じた位相差を予め決められた回転位相で検出する位相差検出手段と、少なくとも該位相差検出手段による位相差の検出結果に基づいて前記回転位相可変手段をフィードバック制御する制御手段とを備えたエンジンのバルブタイミング制御装置において、
前記回転位相可変手段を最小側の作動量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第１の検出値として読込む第１の読込み手段と、前記回転位相可変手段を最大側の作動量とした状態で前記位相差検出手段による位相差を第２の検出値として読込む第２の読込み手段と、前記第１の読込み手段による第１の検出値と前記第２の読込み手段による第２の検出値とに基づいて前記位相差検出手段による位相差と前記回転位相可変手段の作動量との関係を補正する位相差特性補正手段とを備え、
前記制御手段は、該位相差特性補正手段によって補正した位相差と作動量との関係を用いて前記位相差検出手段による位相差の検出結果に基づき前記回転位相可変手段の作動量を算出する作動量算出手段と、該作動量算出手段による作動量の算出値が目標値に対応した値となるように前記回転位相可変手段に制御信号を出力する信号出力手段とから構成したことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。 - 前記回転位相可変手段の作動量と前記位相差との特性を異なる回転位相毎にそれぞれ記憶した特性記憶手段を備え、前記位相差特性補正手段は、前記第１の検出値と前記第２の検出値とを合計した位相差幅を算出する位相差幅算出手段と、該位相差幅算出手段による位相差幅から前記位相差検出手段のオフセット量を算定するオフセット量算定手段と、該オフセット量算定手段で求めたオフセット量から前記位相差検出手段で位相差を検出している実際の回転位相を算出する実回転位相算定手段と、該実回転位相算定手段による実際の回転位相に基づき、前記特性記憶手段で記憶した前記作動量と位相差との特性のうちいずれかの特性を選択する特性選択手段とから構成してなる請求項１に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
- 前記実回転位相算定手段は、実際の回転位相が基準となる回転位相よりも大きいか否かを判定し、大きいと判定したときには前記基準の回転位相に対し前記オフセット量を加算することにより実際の回転位相を算定し、小さいと判定したときには前記基準の回転位相から前記オフセット量を減算することにより実際の回転位相を算定する構成としてなる請求項２に記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01469797A JP3701095B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | エンジンのバルブタイミング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01469797A JP3701095B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | エンジンのバルブタイミング制御装置 |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-01-10 JP JP01469797A patent/JP3701095B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8297240B2 (en) | 2009-05-27 | 2012-10-30 | Denso Corporation | Variable valve timing control apparatus for internal combustion engine |
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| JPH10196422A (ja) | 1998-07-28 |
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