JP6220364B2 - 可変バルブタイミング機構の制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、可変バルブタイミング機構の制御装置に関し、特に始動時における可変バルブタイミング機構の絶対位置の算出を早期化し得る可変バルブタイミング機構の制御装置及びその制御方法に係るものである。

従来の可変バルブタイミング機構の制御装置は、クランク角センサから出力されるクランク角信号とカムセンサから出力されるカム信号とに基づいてカム信号出力時の実バルブタイミングを算出すると共に、このカム信号出力時の実バルブタイミングに対するバルブタイミング変化量をモータと吸気カム軸の回転速度差に基づいて算出し、カム信号出力時の実バルブタイミングとバルブタイミング変化量とを用いて最終的な実バルブタイミングを算出するものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１２３１２７号公報

しかし、このような従来の可変バルブタイミング機構の制御装置において、上記特許文献１は、始動時における吸気カム軸の真の回転位相角、即ち可変バルブタイミング機構の絶対位置の算出を早期化する技術について開示していなかった。したがって、車両の始動性の向上を図ることができなかった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、始動時における可変バルブタイミング機構の絶対位置の算出を早期化し得る可変バルブタイミング機構の制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による可変バルブタイミング機構の制御装置は、クランク軸の回転に応じて複数の基準位置が予め設定されたクランク角信号を出力するクランク角センサと、機関バルブ開閉用の吸気カム軸の回転に応じて複数のカム信号パルスを出力するカムセンサと、前記クランク軸に対して前記吸気カム軸を相対回転させて、前記クランク軸に対する前記吸気カム軸の回転位相角を変更可能なアクチュエータと、クランキング開始後に、最初に検出される前記カム信号パルスとその後に検出される前記クランク信号の最初の基準位置とに基づいて、前記吸気カム軸の実際の回転位相角を演算し、これにより可変バルブタイミング機構の絶対位置を算出する制御部と、を備えたものである。

また、本発明による可変バルブタイミング機構の制御方法は、クランキングを開始する第１ステップと、クランク軸の回転に応じて出力する複数の基準位置が予め設定されたクランク角信号をクランク角センサから入力開始すると共に、機関バルブ開閉用の吸気カム軸の回転に応じて出力する複数のカム信号パルスをカムセンサから入力開始する第２ステップと、前記クランキング開始後、最初の前記カム信号パルスを取得する第３ステップと、前記第３ステップ後に、前記クランク角信号の最初の基準位置を取得する第４ステップと、前記第３ステップで取得した前記カム信号パルスと、前記第４ステップで取得した前記基準位置とに基づいて前記吸気カム軸の前記クランク軸に対する実際の回転位相角を演算し、これにより可変バルブタイミング機構の絶対位置を算出する第５ステップと、を行うものである。

本発明によれば、始動時における可変バルブタイミング機構の絶対位置の算出を早期化することができる。したがって、車両の始動性を向上することができる。

本発明による可変バルブタイミング機構の制御装置の一実施形態を示す模式図である。 上記制御装置におけるクランク角センサ及びカムセンサの構造を示す説明図である。 上記クランク角センサ及びカムセンサの出力特性を示すタイミングチャートである。 図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。 始動時における可変バルブタイミング機構の絶対位置の算出方法の一例について説明するタイミングチャートである。 本発明による可変バルブタイミング機構の制御方法の第１の実施形態について説明するタイミングチャートである。 本発明による可変バルブタイミング機構の制御方法の第２の実施形態について説明するタイミングチャートである。 本発明による可変バルブタイミング機構の制御方法の第３の実施形態について説明するタイミングチャートである。 本発明による可変バルブタイミング機構の制御方法の第４の実施形態について説明するタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による可変バルブタイミング機構の制御装置の一実施形態を示す模式図である。この可変バルブタイミング機構の制御装置は、内燃機関１のクランク軸２と吸気カム軸３との間の相対回転位相角を制御するもので、クランク角センサ４と、カムセンサ５と、電動モータ６と、電子制御装置７と、を備えて構成されている。

上記クランク角センサ４は、内燃機関１の出力軸であるクランク軸２の回転に応じてパルス状の回転信号を出力するもので、詳細には、図２に示すように、クランク軸２に軸支され、周囲に被検出部としての突起部８を備えるシグナルプレート９と、内燃機関１側に固定され、突起部８を検出してクランク角信号ＰＯＳを出力する回転検出装置１０とで構成されている。

ここで、上記回転検出装置１０は、波形発生回路、選択回路などを含む各種の処理回路を、突起部８を検出するピックアップと共に備えており、回転検出装置１０が出力するクランク角信号ＰＯＳは、通常ローレベルで、上記突起部８を検知したときに一定時間だけハイレベルに変化するパルス列からなるパルス信号である。

上記シグナルプレート９の突起部８は、クランク角で１０degのピッチで等間隔に形成してあるが、突起部８を連続して２つ欠落させてある部分を、クランク軸２の回転中心を挟んで対向する２箇所に設けてある。尚、突起部８の欠落数は、１個であっても良いし、３つ以上連続して欠落させてもよい。以下の説明においては、突起部８の欠落が２つの場合について述べる。

上記構造により、クランク角センサ４（回転検出装置１０）が出力するクランク角信号ＰＯＳは、図３に示すように、クランク角で１０deg（単位クランク角）毎に１６回連続してハイレベルに変化した後、３０deg間ローレベルを保持し、再度１６回連続してハイレベルに変化する。

従って、クランク角３０degであるローレベル期間（歯抜け領域又は欠落部分であり、以下「基準位置」という）後の最初のクランク角信号は、クランク角１８０deg間隔で出力されることになり、このクランク角１８０degは、４気筒機関における気筒間の行程位相差、換言すれば、点火間隔に相当する。

上記カムセンサ５は、内燃機関バルブ開閉用の吸気カム軸３の回転角を検出するためのもので、詳細には、図２に示すように吸気カム軸３の一方端に軸支され、周囲に被検出部としての突起部１１を備えたシグナルプレート１２と、内燃機関１側に固定され、突起部１１を検出してカム信号ＰＨＡＳＥを出力する回転検出装置１３と、を備えて構成されている。

ここで、上記回転検出装置１３は、波形整形回路などを含む各種の処理回路を、突起部１１を検出するピックアップと共に備えている。

上記シグナルプレート１２の突起部１１は、カム角で９０deg毎の４箇所それぞれに、１個、３個、４個、２個ずつ設けられ、突起部１１を複数連続して設けた部分では、突起部１１のピッチを、クランク角で３０deg（カム角で１５deg）に設定してある。

そして、カムセンサ５（回転検出装置１３）が出力するカム信号ＰＨＡＳＥは、図３に示すように、通常はローレベルで、上記突起部１１を検知することで一定時間だけハイレベルに変化するパルス列からなるパルス信号であり、カム角で９０deg、クランク角で１８０deg毎に、１個単独、３個連続、４個連続、２個連続にハイレベルに変化する。

また、１個単独のカム信号、及び、複数連続して出力されるカム信号の先頭の信号（以下、これを「カム信号パルス」という）は、クランク角で１８０deg間隔に出力されるようになっている。

上記吸気カム軸３の他方端には、図２に示すように電動モータ６（アクチュエータ）が設けられている。この電動モータ６は、クランク軸２に対する吸気カム軸３の回転位相を変化させることで、内燃機関１の各気筒の燃焼室に吸気を導入する吸気ポートの開口を開閉する吸気弁のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構（以下「電動ＶＴＣ」という）１４の一部を成すものである。また、上記電動モータ６には、該電動モータ６のモータ軸回転角（作動量）を任意のタイミングで回転方向を含めて検出可能な検出頻度の高いモータ回転センサ（アクチュエータセンサ）１５を配設している。

上記電動ＶＴＣ１４は、図２に示すように、クランク軸２の回転駆動力を伝達するタイミングチェーン１６が巻回されるタイミングスプロケット１７と一体化され、減速機が内蔵された上記電動モータ６により、タイミングスプロケット１７に対して吸気カム軸３を相対回転させることで、バルブタイミングを進角又は遅角させることができるようになっている。なお、電動ＶＴＣ１４は、吸気弁に限らず、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方に備え付けられていればよい。

詳細には、上記電動ＶＴＣ１４は、図４に図２のＡ−Ａ線断面矢視図で示すように、タイミングスプロケット１７が、内周面が段差形状の円環状のスプロケット本体１７ａと、該スプロケット本体１７ａの外周に一体に設けられて、巻回されたタイミングチェーン１６を介してクランク軸２からの回転力を受けるギア部１８と、を含んで構成されている。また、タイミングスプロケット１７は、上記スプロケット本体１７ａの内周側に形成された円形溝と吸気カム軸３の前端部に一体に設けられた肉厚な図示省略のフランジ部の外周との間に介装された図示省略のボールベアリングによって吸気カム軸３に回転自在に支持されている。

また、上記スプロケット本体１７ａの内周面の一部には、図４に示すように、円弧状の係合部であるストッパ凸部１９が周方向に沿って所定長さ範囲まで形成されている。

さらに、吸気カム軸３の上記フランジ部には、図４に示すように、スプロケット本体１７ａのストッパ凸部１９が係入する係止部であるストッパ凹溝２０が円周方向に沿って形成されている。このストッパ凹溝２０は、円周方向へ所定長さの円弧状に形成されて、この長さ範囲で回動したストッパ凸部１９の両端縁１９ａ，１９ｂが周方向の対向縁２０ａ，２０ｂにそれぞれ当接することによって、タイミングスプロケット１７に対する吸気カム軸３の最大進角側あるいは最大遅角側の相対回転位置を規制するようになっている。

上記クランク角センサ４と、カムセンサ５と、電動モータ６と、モータ回転センサ１５とに、電気的に接続して電子制御装置（制御部）７が設けられている。この電子制御装置７は、クランキング開始後に、最初に検出されるカム信号パルス及びその後検出されるクランク角信号の最初の基準位置であるクランク基準位置に基づいて、吸気カム軸３の実際の回転位相角（以下「実回転位相角」という）を演算し、これにより電動ＶＴＣ１４の絶対位置（クランク軸２に対する電動ＶＴＣ１４の実回転位相角）を算出するもので、マイクロコンピュータを内蔵し、予め記憶部に保存されたプログラムに従って演算し、燃料噴射装置２１や、上記電動モータ６の駆動を制御する操作信号を出力するようになっている。

なお、上記吸気カム軸３の実回転位相角は、電動ＶＴＣ１４の絶対位置に対応しており、吸気カム軸３の実回転位相角を演算すれば、そのまま電動ＶＴＣ１４の絶対位置が算出される。

詳細には、上記電子制御装置７は、電動ＶＴＣ１４の絶対位置が算出された時点から電動モータ６の駆動方式を、オフ駆動からフィードバック制御による駆動、又はフィードフォワード制御による駆動からフィードバック制御による駆動に切換えると共に、電動ＶＴＣ１４の絶対位置を目標位置に近づけるように電動モータ６の駆動を制御する。

より詳細には、上記電子制御装置７は、クランキング開始後の最初のカム信号パルスの検出時から、クランク角信号のクランク基準位置が検出されるまでの間に電動モータ６が作動したときには、モータ回転センサ１５から入力したモータ軸回転角（作動量）で、上記電動ＶＴＣ１４の絶対位置を補正する。

又は、上記電子制御装置７は、クランキング開始後にフィードフォワード制御により電動モータ６を作動させたときには、電動モータ６のモータ軸回転角（差動量）をモータ回転センサ１５により検出し、該検出したモータ軸回転角（差動量）の内、上記クランキング開始後の最初のカム信号パルスの検出時からクランク角信号のクランク基準位置が検出されるまでの間のモータ軸回転角（差動量）で上記電動ＶＴＣ１４の絶対位置を補正してもよい。

さらに、上記電子制御装置７は、上記電動ＶＴＣ１４の絶対位置が内燃機関１の停止時における初期位置（デフォルト位置）以外のときには、駆動開始後の電動モータ６の操作量を一定時間だけ抑制するように電動モータ６の駆動を制御するとよい。

なお、上記電子制御装置７は、電動ＶＴＣ１４の駆動制御を行うものであって、内燃機関１の燃料噴射装置２１及び点火装置などを制御する別体の電子制御装置７との間で相互通信を行うようにしてもよい。また、図１において、符号２２は内燃機関１の吸入空気量Ｑを検出するエアフローセンサである。さらに、図４において、符号２３はタイミングスプロケット１７と吸気カム軸３との間の相対回転位相を変更する図示省略の位相変更機構を支持する大径円環状プレートであり、符号２４はタイミングスプロケット１７を大径円環状プレート２３に固定するボルトである。

次に、このように構成された電動ＶＴＣ１４の制御装置の動作について説明する。
通常、電動ＶＴＣ１４は、内燃機関１が停止すると予め定められた所定のデフォルト位置（初期位置）まで戻って停止する。しかし、始動時に、前回内燃機関１が停止中等における外力で電動ＶＴＣ１４が変位し、その位置が上記デフォルト位置からずれてしまう場合も起こり得る。このような場合、電動ＶＴＣ１４の絶対位置が間違って判定されるおそれがある。したがって、電動モータ６が、この間違った電動ＶＴＣ１４の位置に基づいた、誤ったフィードバック操作量により目標位置に向けた駆動操作がなされ、図４に示すストッパ凸部１９が吸気カム軸３のストッパ凹溝２０の対向縁２０ａ又は２０ｂに衝突して破損したり、電動ＶＴＣ１４を駆動するカム機構が噛み合って固着したりするというリスクがある。

本発明による電動ＶＴＣ１４の制御装置は、上記リスクを回避するために、始動時における電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１を判定した後に、電動ＶＴＣ１４の電動モータ６の駆動を開始しようとするものである。

始動時における吸気カム軸３のクランク軸２に対する実回転位相角を判定する方法としては、例えば図５に示すやり方が考えられる。即ち、クランキング開始（図５の点ａ）後に、クランク角センサ４により検出されるクランク角信号ＰＯＳの最初の基準位置をクランク基準位置（図５の点ｂ）として判定する。さらに、該クランク基準位置判定後に、カム信号ＰＨＡＳＥから最初のカム信号パルス（図５の点ｃ）が検出されると、クランク基準位置から上記最初のカム信号パルスまでの回転位相角（図５の点ｂ−点ｃ間）を算出する。これにより、吸気カム軸３のクランク軸２に対する実回転位相角、即ち電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１を判定することができる。このようにして、吸気カム軸３の実回転位相角が判明した、最初のカム信号パルス検出時点（図５の点ｃ）から、電動モータ６を駆動して電動ＶＴＣ１４の駆動を開始すれば、電動ＶＴＣ１４の破損リスクを回避することができる。

図５に示す電動ＶＴＣ位置において、破線は、モータ回転センサ１５とクランク角センサ４と、を用いて検出される電動ＶＴＣ１４の相対角を示している。クランキング開始から吸気カム軸３の実回転位相角（電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１）が確定するまでは、電動ＶＴＣ１４の絶対位置が不明であるため、電動ＶＴＣ１４の絶対位置と上記相対角とは一致しない。しかし、吸気カム軸３の実回転位相角、即ち電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１が確定すると、電動ＶＴＣ１４の絶対位置と上記相対角とは一致し、以降、電動モータ６のフィードバック制御駆動により、電動ＶＴＣ１４は駆動され、上記相対角は目標位置θｔｒに向かって漸増する。一方、電動ＶＴＣ１４の絶対位置も目標位置θｔｒに向かって変化する。しかし、電動ＶＴＣ１４の絶対位置は、カムセンサ５によりカム信号パルスが検出される度に演算されて新たな絶対位置に更新されるため、次のカム信号パルスが検出されるまでは現在の絶対位置が維持される。そして、電動ＶＴＣ１４の絶対位置は、図５に示すように目標位置θｔｒに向かって階段状に変化する。

なお、図５において、カム信号ＰＨＡＳＥは、単一のパルス信号で表されているが、これは、吸気カム軸３のクランク軸２に対する回転位相角を判定するための、図３に示すような１個単独、３個連続、４個連続、２個連続にハイレベルに変化する信号の先頭信号に着目して表したものである。また、図５の横軸は時間を示す。以下、図６〜図９についても同じである。

図５に示すような方法では、始動後に最初に算出される吸気カム軸３の実回転位相角（電動ＶＴＣ１４の絶対位置）は、上述したようにクランク基準位置判定後に検出されるカム信号パルスに基づいて得られ、クランク基準位置判定前に検出されるカム信号パルスは無視されるため、電動ＶＴＣ１４の駆動開始タイミングが遅れる。この電動ＶＴＣ１４の駆動開始タイミングの遅れは、車両の始動性に影響を及ぼすことになる。

そこで、本発明による電動ＶＴＣ１４の制御装置は、上記電動ＶＴＣ１４の破損リスクを回避すると共に、電動ＶＴＣ１４の駆動開始を早期化しようとするものである。以下、本発明による電動ＶＴＣ１４の制御方法について詳細に説明する。
最初に、図６を参照して本発明による電動ＶＴＣ１４の制御方法における第１の実施形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
先ず、第１ステップとして、図示省略のスタータモータがオンされて内燃機関１のクランキングが開始される（図６の点ａ）。これにより、クランク軸２が回転を開始し、それに追従して吸気カム軸３が回転を開始する。

次に、第２ステップとして、電子制御装置７は、クランク軸２の回転に伴ってクランク角センサ４から出力するクランク角信号ＰＯＳの入力を開始する。
同時に、電子制御装置７は、吸気カム軸３の回転に伴ってカムセンサ５から出力されるカム信号ＰＨＡＳＥの入力も開始する。

次いで、第３ステップとして、電子制御装置７は、上記クランキング開始（図６の点ａ）後、カム信号ＰＨＡＳＥから最初のカム信号パルスを取得する（図６の点ｂ）。そして、この最初のカム信号パルスが取得されると、それを契機に、クランク角で１０deg毎にカウントを行う。

一方で、第４ステップとして、電子制御装置７は、クランク角センサ４から入力するクランク角信号ＰＯＳにおいて、上記最初のカム信号パルスが検出された後に、最初に検出される基準位置をクランク基準位置として判定する（図６の点ｃ）。そして、最初のカム信号パルスが取得された後、上記クランク基準位置が検出されるまでのカウント値により、上記最初のカム信号パルスと上記クランク基準位置との間の回転位相角（図６の点ｂ−点ｃ間）を演算し、その結果を一時的に記憶部に記憶する。この場合、カウント値をｎ（ｎは正の整数）とすると、上記回転位相角は、ｎ×１０degとなる。

第５ステップとして、電子制御装置７は、上記最初のカム信号パルスと上記クランク基準位置とに基づいて吸気カム軸３のクランク軸２に対する実回転位相角（図６の点ａ−点ｂ間）を演算する。詳細には、クランク角信号の基準位置は、クランク角１８０deg間隔で出力されるので、上記クランク基準位置とその１つ前の基準位置との間のクランク角は、１８０deg（固定値）である。したがって、上記クランク基準位置の１つ前の基準位置と上記最初のカム信号パルスとの間のクランク角は、（１８０deg−ｎ×１０deg）となる。即ち、このクランク角が吸気カム軸３のクランク軸２に対する実回転位相角、即ち、始動後の最初のカム信号パルス検出時点における電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１であると確定する。

なお、図６においては、一例としてクランキング開始点とクランク角信号ＰＯＳの基準位置とが一致している場合を示しているが、必ずしも両者が一致するとは限らない。

上記のようにして電動ＶＴＣ１４の絶対位置が算出されると、その算出時点（図６の点ｃ）から電子制御装置７は、電動モータ６を駆動させて電動ＶＴＣ１４の駆動を開始する。その後は、図５と同様に、電動ＶＴＣ１４の絶対位置が目標位置θｔｒに達するように電動モータ６をフィードバック制御して駆動する。これにより、電動ＶＴＣ１４の絶対位置は目標位置θｔｒに向けて変化していく。

なお、電動ＶＴＣ１４の駆動後は、図６に示すように電動ＶＴＣ１４の絶対位置は、カム信号ＰＨＡＳＥにおいてカム信号パルスが検出される度に演算され、電動ＶＴＣ１４の絶対位置が更新される。

図７は本発明による電動ＶＴＣ１４の制御方法における第２の実施形態について説明するタイミングチャートである。以下、図７を参照して第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
〔第２の実施形態〕
クランキング開始後、最初のカム信号が検出されてからクランク基準位置が確定するまでの間（図７の点ｂ−点ｃ間）に、例えば何らかの外力が作用して電動モータ６が動いた場合、電動ＶＴＣ１４の位置は、上記最初のカム信号とクランク基準位置とに基づいて確定された電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１からずれることになる。このような状態で電動ＶＴＣ１４を駆動したときには、電子制御装置７は、電動ＶＴＣ１４の真の位置を上記確定した絶対位置θ１と判断し、該位置と目標位置θｔｒとから電動モータ６の操作量を決定して電動モータ６を駆動する。したがって、この場合には、電動モータ６の破損リスクが発生するおそれがある。

そこで、本発明による電動ＶＴＣ１４の制御方法の第２の実施形態においては、始動後の最初の吸気カム軸３の実回転位相角（電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１）が確定した後、クランク基準位置が判定されるまでの間（図７の点ｂ−点ｃ間）に電動モータ６が動いた場合には、電動モータ６のモータ軸回転角（作動量）をモータ回転センサ１５により検出し、クランク基準位置判定時（図７の点ｃ）に、上記確定した電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１に上記モータ軸回転角（作動量）θ２を加算して電動ＶＴＣ１４の絶対位置を補正する。これにより、電動ＶＴＣ１４の真の位置（θ１＋θ２）が確定する。以後の電動ＶＴＣ１４の駆動制御は、第１の実施形態と同じである。

図８は本発明による電動ＶＴＣ１４の制御方法における第３の実施形態について説明するタイミングチャートである。以下、図８を参照して第３の実施形態について説明する。
〔第３の実施形態〕
外力による電動ＶＴＣ１４の位置ずれの影響を抑制するために、クランキング開始と共に電動モータ６を所定の操作量でフィードフォワード制御して駆動してもよい。この場合、第１の実施形態と同様にして算出される、クランキング開始（図８の点ａ）後の最初のカム信号パルス検出時点（図８の点ｂ）における電動ＶＴＣ１４の絶対位置は、θ１である。

電動モータ６は、その後も回転を続けるから、上記最初のカム信号パルス検出時点から上記クランク基準位置判定時点までの間（図８の点ｂ−点ｃ間）も電動ＶＴＣ１４は動き続け、電動ＶＴＣ１４の真の位置は、上記最初のカム信号パルスとクランク基準位置とに基づいて算出される電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１とは異なっている。そこで、本発明の第３の実施形態においては、上記最初のカム信号パルス検出時点から上記クランク基準位置判定時点までの間（図８の点ｂ−点ｃ間）に動いた電動モータ６のモータ軸回転角（作動量）θ２をモータ回転センサ１５により検出し、上記クランク基準位置判定時に上記算出された電動ＶＴＣ１４の絶対位置θ１に上記モータ軸回転角（作動量）θ２を加算（θ１＋θ２）して電動ＶＴＣ１４の絶対位置を補正する。以後の電動ＶＴＣ１４の駆動制御は、第１の実施形態と同じである。これにより、電動ＶＴＣ１４の応答性をさらに向上することができる。

図９は本発明による電動ＶＴＣ１４の制御方法における第４の実施形態について説明するタイミングチャートである。以下、図９を参照して第４の実施形態について説明する。
〔第４の実施形態〕
電動ＶＴＣ１４の絶対位置が、内燃機関１の停止時に通常位置すべきデフォルト位置以外であるときには、前述したように、電動ＶＴＣ１４の破損リスクが存在する。そこで、本発明による電動ＶＴＣ１４の制御方法の第４の実施形態においては、図９に示すように、電動ＶＴＣ１４の駆動開始時における電動モータ６のフィードバック操作量を予め定められた所定期間だけ抑制するものである。これにより、電動ＶＴＣ１４の移動速度が抑制され、電動ＶＴＣ１４がオーバーシュートして、図４に示すストッパ凸部１９が吸気カム軸３のストッパ凹溝２０の対向縁に衝突して破損したり、電動ＶＴＣ１４を駆動するカム機構が噛み合って固着したりするというリスクを回避することができる。

なお、上記各実施形態は、電動ＶＴＣ１４がデフォルト位置について学習しているときには実施されない。また、吸気カム軸３の回転位相角の目標位置が電動ＶＴＣ１４の進角側の制御リミットと遅角側の制御リミットとの間の差動角範囲内に無いときにも、上記各実施形態は実施されない。

１…内燃機関（機関）
２…クランク軸
３…吸気カム軸
４…クランク角センサ
５…カムセンサ
６…電動モータ（アクチュエータ）
７…電子制御装置（制御部）
１４…電動ＶＴＣ（可変バルブタイミング機構）
１５…モータ回転センサ（アクチュエータセンサ）

Claims (6)

1. クランク軸の回転に応じて複数の基準位置が予め設定されたクランク角信号を出力するクランク角センサと、
   機関バルブ開閉用の吸気カム軸の回転に応じて複数のカム信号パルスを出力するカムセンサと、
   前記クランク軸に対して前記吸気カム軸を相対回転させて、前記クランク軸に対する前記吸気カム軸の回転位相角を変更可能なアクチュエータと、
   クランキング開始後に、最初に検出される前記カム信号パルスとその後に検出される前記クランク信号の最初の基準位置とに基づいて、前記吸気カム軸の実際の回転位相角を演算し、これにより可変バルブタイミング機構の絶対位置を算出する制御部と、
   を備えたことを特徴とする可変バルブタイミング機構の制御装置。
2. 前記制御部は、前記可変バルブタイミング機構の絶対位置が算出された時点から前記アクチュエータの駆動方式を、オフ駆動からフィードバック制御による駆動、又はフィードフォワード制御による駆動からフィードバック制御による駆動に切換えることを特徴とする請求項１に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
3. 前記制御部は、前記クランキング開始後の前記最初のカム信号パルスの検出時から、前記クランク角信号の前記最初の基準位置が検出されるまでの間に前記アクチュエータが作動したときには、前記アクチュエータの差動量をアクチュエータセンサにより検出し、該検出した差動量で、前記可変バルブタイミング機構の絶対位置を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
4. 前記制御部は、前記クランキング開始後にフィードフォワード制御により前記アクチュエータを作動させたときには、前記アクチュエータの差動量をアクチュエータセンサにより検出し、該検出した差動量の内、前記クランキング開始後の前記最初のカム信号パルスの検出時から前記クランク角信号の前記最初の基準位置が検出されるまでの間の作動量で、前記可変バルブタイミング機構の絶対位置を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
5. 前記制御部は、前記可変バルブタイミング機構の絶対位置が機関停止時における初期位置以外のときには、前記アクチュエータのフィードバック操作量を抑制して前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
6. クランキングを開始する第１ステップと、
   クランク軸の回転に応じて出力する複数の基準位置が予め設定されたクランク角信号をクランク角センサから入力開始すると共に、機関バルブ開閉用の吸気カム軸の回転に応じて出力する複数のカム信号パルスをカムセンサから入力開始する第２ステップと、
   前記クランキング開始後、最初の前記カム信号パルスを取得する第３ステップと、
   前記第３ステップ後に、前記クランク角信号の最初の基準位置を取得する第４ステップと、
   前記第３ステップで取得した前記カム信号パルスと、前記第４ステップで取得した前記基準位置とに基づいて前記吸気カム軸の前記クランク軸に対する実際の回転位相角を演算し、これにより可変バルブタイミング機構の絶対位置を算出する第５ステップと、
   を行うことを特徴とする可変バルブタイミング機構の制御方法。