JP6941078B2 - 可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法に関し、詳しくは、操作量のノイズを低減する技術に関する。

特許文献１が開示する可変バルブタイミング装置は、内燃機関の高回転域では、クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相差に基づいてバルブタイミングを検出し、内燃機関の低回転域では、モータ回転角信号により検知されるアクチュエータの作動量に基づいて回転位相変化量を逐次演算し、回転位相変化量の積算値に基づいて実際のバルブタイミングを検出する。

特開２００７−２９２０３８号公報

ところで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転によって可変とする可変バルブタイミング機構の制御において、モータの回転角に基づき求めた回転位相を、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角との相対関係に基づき求めた回転位相に基づき校正して回転位相を検出すれば、検出応答性と検出精度とを両立させることが可能となる。

しかし、回転位相の検出値が校正処理に伴ってステップ的に変化することで、回転位相の検出値と目標回転位相との偏差、更には、当該偏差の変化速度に比例する微分項が急変し、微分項を含むモータ操作量にノイズが発生する。
そして、モータの操作量にノイズが生じると、可変バルブタイミング機構の制御性が悪化するという問題があった。

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転位相の検出値の校正処理に伴ってモータの操作量にノイズが発生することを抑止して、可変バルブタイミング機構の制御性の低下を抑制できる、可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法を提供することにある。

そのため、本願発明に係る可変バルブタイミング機構の制御装置は、その一態様として、モータの回転角に基づき求められる回転位相の第１検出値を、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角との相対関係に基づき求められる回転位相の第２検出値に基づき校正し、前記第１検出値と目標回転位相との偏差の変化速度に比例する微分項を含む操作量に基づき前記モータを制御する制御装置において、前記第１検出値が校正されるときに前記微分項の変化を抑制するようにした。

また、本願発明に係る可変バルブタイミング機構の制御方法は、その一態様として、モータの回転角に基づき回転位相の第１検出値を求めるステップと、クランクシャフトの回転角とカムシャフトの回転角との相対関係に基づき前記回転位相の第２検出値を求めるステップと、前記第２検出値の更新タイミングで前記第１検出値を前記第２検出値に基づき校正するステップと、前記第１検出値と目標回転位相との偏差の変化速度に比例する微分項を求めるステップと、前記微分項を含む操作量に基づき前記モータを制御するステップと、前記第１検出値が校正されるときに前記操作量に用いる前記微分項の変化を抑制するステップと、を含む。

上記発明によると、回転位相の検出値の校正処理に伴ってモータの操作量にノイズが発生することを抑止して、可変バルブタイミング機構の制御性の低下を抑制できる。

車両用内燃機関の一態様を示すシステム構成図である。 クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭの出力パターンの一態様を示すタイムチャートである。 可変バルブタイミング機構の一態様を示す断面図である。 図３に示した可変バルブタイミング機構のＡ−Ａ線断面図である。 図３に示した可変バルブタイミング機構のＢ−Ｂ線断面図である。 ＥＣＭ及び電動ＶＴＣドライバの制御機能の一態様を示す機能ブロック図である。 位相検出値の校正処理に伴う微分項の変動を示すタイムチャートである。 位相検出値の校正処理及びモータ操作量の算出処理の手順を示すフローチャートである。 位相検出値の校正処理及びモータ操作量の算出処理の手順を示すフローチャートである。 モータ操作量の微分項として前回値を用いる処理を説明するためのタイムチャートである。 位相検出値の校正処理及びモータ操作量の算出処理の手順を示すフローチャートである。 位相検出値の校正処理及びモータ操作量の算出処理の手順を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、可変バルブタイミング機構を備えた車両用内燃機関の一態様を示す図である。
図１の内燃機関１０１は、吸気ダクト１０２に吸入空気量センサ１０３を備え、吸入空気量センサ１０３は、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する。

吸気バルブ１０５は、各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉する。
燃料噴射装置の一態様である燃料噴射弁１０６は、各気筒の吸気ポート１０２ａ内に燃料としてのガソリンを噴射する。

燃料噴射弁１０６が噴射した燃料は、吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０４内に空気と共に吸引され、点火プラグ１０７による火花点火によって着火燃焼する。
そして、燃焼圧力がピストン１０８をクランクシャフト１０９に向けて押し下げ、クランクシャフト１０９を回転駆動する。

また、排気バルブ１１０は、燃焼室１０４の排気口を開閉し、排気バルブ１１０が開くことで燃焼室１０４内の排ガスが排気管１１１に排出される。
三元触媒などの触媒を内蔵する触媒コンバータ１１２は排気管１１１に設置される。
吸気バルブ１０５は、クランクシャフト１０９によって回転駆動される吸気カムシャフト１１５ａの回転に伴って開動作する。また、排気バルブ１１０は、クランクシャフト１０９によって回転駆動される排気カムシャフト１１５ｂの回転に伴って開動作する。

可変バルブタイミング機構１１４は、アクチュエータとしてのモータ１２の回転速度によってクランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相を変化させることで、機関バルブである吸気バルブ１０５のバルブタイミングを連続的に変化させる機構である。
また、点火モジュール１１６は点火プラグ１０７に直付けされ、点火プラグ１０７に点火エネルギーを供給する。点火モジュール１１６は、点火コイル及び点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを備える。

内燃機関１０１の運転を制御する制御装置は、燃料噴射弁１０６による燃料噴射や点火プラグ１０７による点火などを制御するエンジン・コントロール・モジュール（以下、ＥＣＭと称する）２０１と、可変バルブタイミング機構１１４を制御する電動ＶＴＣドライバ２０２とを含む。
ＥＣＭ２０１は、マイクロコンピュータ２０１ａを備えた電子制御装置であり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、マイクロコンピュータ２０２ａを備えた電子制御装置である。

ＥＣＭ２０１は、各種センサの信号を入力し、予めメモリに格納されたプログラムに従って演算処理を行うことで、燃料噴射弁１０６、点火モジュール１１６などの操作量を演算して出力する。
また、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ＥＣＭ２０１が送信する信号などを受け、予めメモリに格納されたプログラムに従って演算処理を行うことで、可変バルブタイミング機構１１４の操作量を演算して出力する。
ＥＣＭ２０１と電動ＶＴＣドライバ２０２とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信回路２１１を介して相互に通信可能に構成されている。

上記の各種センサとして、内燃機関１０１は、吸入空気量センサ１０３の他、クランクシャフト１０９の所定角度位置毎にクランク角信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ２０３、アクセルペダル２０７の踏込み量、換言すればアクセル開度ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ２０６、吸気カムシャフト１１５ａの所定角度位置毎にカム角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ２０４、内燃機関１０１の冷却水の温度ＴＷを検出する水温センサ２０８、触媒コンバータ１１２の上流の排気管１１１に設置され、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ２０９などを備える。

ＥＣＭ２０１は、これら各種センサの信号を入力し、更に、内燃機関１０１の運転及び停止のメインスイッチであるイグニッションスイッチ（換言すれば、エンジンスイッチ）２０５の信号を入力する。
可変バルブタイミング機構１１４は、モータ１２の出力軸の回転角に応じてモータ角信号ＭＡＳを出力するモータ角センサ２１０を備える。

そして、電動ＶＴＣドライバ２０２は、モータ角センサ２１０からモータ角信号ＭＡＳを入力し、クランク角センサ２０３のクランク角信号ＰＯＳを入力する。
なお、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ＥＣＭ２０１を介してクランク角信号ＰＯＳを入力することができ、また、クランク角センサ２０３からクランク角信号ＰＯＳを直接入力することができる。

図２は、クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭの出力パターンの一態様を示す。
クランク角信号ＰＯＳは、図２に示すように、単位クランク角毎のパルス信号であって、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎に、１個若しくは連続する複数個のパルスが欠落するように信号出力パターンが設定される。
クランク角信号ＰＯＳの出力周期である単位クランク角は、例えばクランク角１０degであり、また、気筒間の行程位相差は点火間隔に相当し、４気筒直列機関ではクランク角１８０degになる。

なお、クランク角センサ２０３を、欠落箇所の設定がない単位クランク角毎のクランク角信号ＰＯＳと、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎の基準クランク角信号ＲＥＦとをそれぞれ出力するセンサとすることができる。
ここで、クランク角信号ＰＯＳの欠落箇所若しくは基準クランク角信号ＲＥＦの出力位置は、各気筒のピストンが基準ピストン位置に位置していることを表す。つまり、クランク角信号ＰＯＳの欠落箇所の情報は、ＥＣＭ２０１において、基準クランク角信号ＲＥＦの代わりとして基準クランク角位置の検出に用いられる。

一方、カム角センサ２０４は、気筒間の行程位相差に相当するクランク角毎にカム角信号ＣＡＭを出力する。
吸気カムシャフト１１５ａは、クランクシャフト１０９の回転速度の半分の速度で回転する。このため、内燃機関１０１が４気筒直列機関で、気筒間の行程位相差に相当するクランク角が１８０degである場合、クランク角１８０degは吸気カムシャフト１１５ａの回転角９０degに相当することになる。つまり、カム角センサ２０４は、吸気カムシャフト１１５ａが９０deg回転する毎にカム角信号ＣＡＭを出力する。

カム角センサ２０４が出力するカム角信号ＣＡＭは、ＥＣＭ２０１において、基準ピストン位置に位置している気筒の検出（以下、気筒判別ともいう）に用いられる信号である。
そのため、カム角センサ２０４は、４気筒直列機関では、クランク角１８０deg毎に気筒番号を区別できる数のカム角信号ＣＡＭを出力する。
一例として、カム角センサ２０４は、クランク角１８０deg毎に、１個のパルス信号、連続する２個のパルス信号、連続する２個のパルス信号、１個のパルス信号をこの順で出力する。

ＥＣＭ２０１は、クランク角１８０deg毎に出力されるカム角信号ＣＡＭのパルス数を計数することで、基準ピストン位置に位置している気筒が４気筒のうちのいずれの気筒であるかを検出する気筒判別処理を実施する。
そして、ＥＣＭ２０１は、気筒判別の結果に基づき、燃料噴射や点火を行わせる気筒を特定し、燃料噴射弁１０６、点火モジュール１１６を気筒別に制御する。

なお、気筒判別処理のためのカム角信号ＣＡＭのパルス数の設定は上記のパターンに限定されるものではない。
また、カム角信号ＣＡＭのパルス数に代えてカム角信号ＣＡＭのパルス幅や振幅で気筒判別が実施できるように、カム角センサ２０４の出力特性を設定することができる。

図３−図５は、可変バルブタイミング機構１１４の構造の一態様を示す。
但し、可変バルブタイミング機構１１４の構造は、図３−図５に例示したものに限定されず、モータの回転速度によってクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を可変とする公知の可変バルブタイミング機構を適宜採用できる。

図３−図５に示した可変バルブタイミング機構１１４は、内燃機関１０１のクランクシャフト１０９によって回転駆動される駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、シリンダヘッド上に軸受４４を介して回転自在に支持され、タイミングスプロケット１から伝達された回転力によって回転する吸気カムシャフト１１５ａと、タイミングスプロケット１の前方位置に配置されて、チェーンカバー４０にボルトによって固定されたカバー部材３と、タイミングスプロケット１と吸気カムシャフト１１５ａの間に配置されて、タイミングスプロケット１に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相を変更する位相変更装置４と、を備える。

タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａと、スプロケット本体１ａ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４２を介してクランクシャフト１０９からの回転力を受けるギア部１ｂと、で構成される。
また、タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａの内周に形成された円形溝１ｃと吸気カムシャフト１１５ａの前端部に一体に設けられたフランジ部２ａの外周との間に介装された第３ボールベアリング４３によって、吸気カムシャフト１１５ａに回転自在に支持されている。

スプロケット本体１ａの前端部外周縁には、環状突起１ｅが一体に形成されている。
スプロケット本体１ａの前端部には、環状突起１ｅの内周に同軸に位置決めされ内周に波形状の噛み合い部である内歯１９ａが形成された環状部材１９と、円環状のプレート６とが、ボルト７によって軸方向から共締め固定されている。

また、スプロケット本体１ａの内周面の一部には、図５に示すように、円弧状の係合部であるストッパ凸部１ｄが、周方向に沿って所定範囲に亘り形成されている。
プレート６の前端外周には、位相変更装置４を構成する減速機８やモータ１２などを覆う円筒状のハウジング５がボルト１１によって固定されている。
なお、モータ１２は、可変バルブタイミング機構１１４のアクチュエータである。

ハウジング５は、鉄系金属によって形成されてヨークとして機能し、前端に円環プレート状のハウジング保持部５ａを一体に有すると共に、ハウジング保持部５ａを含めた外周全体がカバー部材３によって所定の隙間をもって覆われるように配置されている。
吸気カムシャフト１１５ａは、外周に吸気バルブ１０５を開作動させる駆動カム（図示省略）を有すると共に、前端部に従動回転体である従動部材９がカムボルト１０によって軸方向から結合されている。

また、吸気カムシャフト１１５ａのフランジ部２ａには、図５に示すように、スプロケット本体１ａのストッパ凸部１ｄが係入する係止部であるストッパ凹溝２ｂが円周方向に沿って形成されている。
このストッパ凹溝２ｂは、円周方向に沿って所定長さの円弧状に形成され、この長さ範囲内で回動したストッパ凸部１ｄの両端縁が周方向の対向縁２ｃ、２ｄ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１に対する吸気カムシャフト１１５ａの進角方向及び遅角方向の相対回転位置を機械的に規制するようになっている。

つまり、ストッパ凸部１ｄ及びストッパ凹溝２ｂで機械的ストッパが構成され、ストッパ凸部１ｄがストッパ凹溝２ｂ内で移動できる角度範囲が、可変バルブタイミング機構１１４の作動範囲、換言すれば、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相の可変範囲となる。
そして、ストッパ凸部１ｄの端縁がストッパ凹溝２ｂの対向縁２ｃ、２ｄの一方に当接する位置が、機械的ストッパで制限されるバルブタイミングの最進角位置となり、他方に当接する位置が、機械的ストッパで制限されるバルブタイミングの最遅角位置となる。

カムボルト１０の頭部１０ａの端縁には、フランジ状の座面部１０ｃが一体に形成される。そして、軸部１０ｂの外周には、吸気カムシャフト１１５ａの端部から内部軸方向に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部が形成されている。
従動部材９は、鉄系金属材によって形成され、図４に示すように、前端に形成された円板部９ａと、後端に一体に形成された円筒状の円筒部９ｂとで構成される。

従動部材９の円板部９ａには、後端面の径方向ほぼ中央位置に吸気カムシャフト１１５ａのフランジ部２ａとほぼ同外径の環状段差突起９ｃが一体に設けられる。
そして、環状段差突起９ｃの外周面とフランジ部２ａの外周面が第３ボールベアリング４３の内輪４３ａの内周に挿通配置される。第３ボールベアリング４３の外輪４３ｂは、スプロケット本体１ａの円形溝１ｃの内周面に圧入固定される。

また、従動部材９の円板部９ａの外周部には、複数のローラ３４を保持する保持器４１が一体に設けられている。
保持器４１は、円板部９ａの外周部から円筒部９ｂと同方向に突出し、円周方向のほぼ等間隔の位置に所定の隙間を有して複数の細長い突起部４１ａが形成されている。
円筒部９ｂは、中央にカムボルト１０の軸部１０ｂが挿通される挿通孔９ｄが貫通形成され、円筒部９ｂの外周には第１ニードルベアリング２８が設けられる。

カバー部材３は、合成樹脂材によって形成され、カップ状に膨出したカバー本体３ａと、カバー本体３ａの後端部外周に一体に設けたブラケット３ｂとで構成される。
カバー本体３ａは、位相変更装置４の前端、つまりハウジング５の軸方向の保持部５ｂから後端部のほぼ全体を、所定隙間をもって覆うように配置される。一方、ブラケット３ｂは、ほぼ円環状に形成され、６つのボス部にそれぞれボルト挿通孔３ｆが貫通形成されている。

また、ブラケット３ｂは、チェーンカバー４０に複数のボルト４７を介して固定され、カバー本体３ａの前端部３ｃの内周面には、内外２重のスリップリング４８ａ，４８ｂが各内端面を露出した状態で埋設固定されている。
さらに、カバー部材３の上端部には、スリップリング４８ａ，４８ｂに導電部材を介して接続されたコネクタ端子４９ａを有するコネクタ部４９を設けてある。
なお、コネクタ端子４９ａには、電動ＶＴＣドライバ２０２を介して図外のバッテリー電源からの電力が供給される。

カバー本体３ａの後端部の内周面とハウジング５の外周面との間には、シール部材である第１オイルシール５０が介装されている。
第１オイルシール５０は、横断面がほぼコ字形状に形成され、合成ゴムの基材の内部に芯金が埋設されている。また、第１オイルシール５０の外周の円環状基部５０ａは、カバー本体３ａ後端部の内周面に形成された円形溝３ｄ内に嵌着固定される。
更に、第１オイルシール５０の円環状基部５０ａの内周には、ハウジング５の外周面に当接するシール面５０ｂが一体に形成されている。

位相変更装置４は、吸気カムシャフト１１５ａのほぼ同軸上前端に配置されたモータ１２と、モータ１２の回転速度を減速して吸気カムシャフト１１５ａに伝達する減速機８と、で構成される。
モータ１２は、例えばブラシ付きのＤＣモータであって、タイミングスプロケット１と一体に回転するヨークであるハウジング５と、ハウジング５の内部に回転自在に設けられた出力軸であるモータ軸１３と、ハウジング５の内周面に固定された半円弧状の一対の永久磁石１４，１５と、ハウジング保持部５ａの内底面に固定された固定子１６と、を備えている。

モータ軸１３は、筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、軸方向のほぼ中央位置の外周に複数の極を持つ鉄心ロータ１７が固定され、鉄心ロータ１７の外周には電磁コイル１８が巻回されている。
また、モータ軸１３の前端部外周には、コミュテータ２０が圧入固定されており、コミュテータ２０には、鉄心ロータ１７の極数と同数に分割された各セグメントに電磁コイル１８が接続されている。

モータ軸１３は、軸部１０ｂの外周面に、第１軸受である第１ニードルベアリング２８と該第１ニードルベアリング２８の軸方向の側部に配置された軸受である第４ボールベアリング３５とを介して回転自在に支持されている。
また、モータ軸１３の後端部には、減速機８の一部を構成する円筒状の偏心軸部３０が一体に設けられている。

また、モータ軸１３の外周面とプレート６の内周面との間には、減速機８内部からモータ１２内への潤滑油のリークを阻止する第２オイルシール３２が設けられている。
第２オイルシール３２は、内周部がモータ軸１３の外周面に弾接することによって、モータ軸１３の回転に摩擦抵抗を付与する。

減速機８は、偏心回転運動を行う偏心軸部３０と、偏心軸部３０の外周に設けられた第２軸受である第２ボールベアリング３３と、第２ボールベアリング３３の外周に設けられたローラ３４と、ローラ３４を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する保持器４１と、保持器４１と一体の従動部材９とで主に構成される。
偏心軸部３０の外周面に形成されたカム面の軸心は、モータ軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。なお、第２ボールベアリング３３、ローラ３４などが遊星噛み合い部として構成されている。

第２ボールベアリング３３は、第１ニードルベアリング２８の径方向位置で全体がほぼオーバラップする状態に配置される。
そして、第２ボールベアリング３３の内輪３３ａが偏心軸部３０の外周面に圧入固定されると共に、第２ボールベアリング３３の外輪３３ｂの外周面にはローラ３４が常時当接している。

また、外輪３３ｂの外周には円環状の隙間Ｃが形成され、この隙間Ｃによって第２ボールベアリング３３全体が偏心軸部３０の偏心回転に伴って径方向へ移動可能、つまり偏心動可能になっている。
各ローラ３４は、第２ボールベアリング３３の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ環状部材１９の内歯１９ａに嵌入すると共に、保持器４１の突起部４１ａによって周方向にガイドされつつ径方向に揺動運動するようになっている。

減速機８の内部には、潤滑油供給手段によって潤滑油が供給される。
潤滑油供給手段は、シリンダヘッドの軸受４４の内部に形成されて図外のメインオイルギャラリーから潤滑油が供給される油供給通路４４ａと、吸気カムシャフト１１５ａの内部軸方向に形成されて油供給通路４４ａにグルーブ溝を介して連通した油供給孔４８と、従動部材９の内部軸方向に貫通形成されて一端が油供給孔４８に開口し他端が第１ニードルベアリング２８と第２ボールベアリング３３の付近に開口した小径なオイル供給孔４５と、同じく従動部材９に貫通形成された図外の大径な３つのオイル排出孔と、から構成されている。

以下では、可変バルブタイミング機構１１４の作動を説明する。
クランクシャフト１０９が回転すると、タイミングチェーン４２を介してタイミングスプロケット１が回転し、その回転力によりハウジング５、環状部材１９及びプレート６を介してモータ１２が同期回転する。

一方、環状部材１９の回転力が、ローラ３４から保持器４１及び従動部材９を経由して吸気カムシャフト１１５ａに伝達され、吸気カムシャフト１１５ａが回転する。そして、吸気カムシャフト１１５ａが回転することで、吸気カムシャフト１１５ａに設けたカムが吸気バルブ１０５を開閉動作させる。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相、つまり、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを進角又は遅角させる場合、可変バルブタイミング機構１１４のモータ１２に通電してトルクを発生させる。モータ１２の出力トルクは、減速機８を介して吸気カムシャフト１１５ａに伝達される。

すなわち、モータ軸１３の回転に伴い偏心軸部３０が偏心回転すると、各ローラ３４がモータ軸１３の１回転毎に保持器４１の突起部４１ａに径方向へガイドされながら環状部材１９の１つの内歯１９ａを乗り越えて隣接する他の内歯１９ａに転動しながら移動し、これを順次繰り返しながら円周方向へ転接する。
この各ローラ３４の転接によってモータ軸１３の回転が減速されつつ従動部材９に回転力が伝達される。なお、モータ軸１３の回転が従動部材９に伝達されるときの減速比は、ローラ３４の個数などによって任意に設定することが可能である。

これにより、吸気カムシャフト１１５ａがタイミングスプロケット１に対して正逆相対回転して回転位相が変換され、吸気バルブ１０５の開閉タイミングが進角方向あるいは遅角方向に変化する。
つまり、モータ１２がタイミングスプロケット１から回転駆動力を受けて従動回転し、モータ軸１３がタイミングスプロケット１と同じ回転速度で回転するときは、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相は変化しない。

一方、モータ１２が正転方向の回転トルクを発生し、モータ軸１３の回転速度がタイミングスプロケット１の回転速度よりも速くなると、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相は遅角方向に変化する。
逆に、モータ１２が逆転方向の回転トルクを発生し、モータ軸１３の回転速度がタイミングスプロケット１の回転速度よりも遅くなると、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相は進角方向に変化する。

すなわち、可変バルブタイミング機構１１４は、モータ軸１３の回転量とタイミングスプロケット１の回転量との差、換言すれば、モータ軸１３のタイミングスプロケット１に対する回転速度に応じてバルブタイミングを進角方向若しくは遅角方向に変化させる機構である。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、モータ１２の回転速度を調整することによって、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの回転位相を可変に制御する機能をソフトウェアとして備える。ここで、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡを目標値ＴＡに近づけるようにモータ１２の操作量を演算する、回転位のフィードバック制御を実施する。

ＥＣＭ２０１は、内燃機関１０１の運転状態に基づいて回転位相の目標値ＴＡを演算し、また、クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭに基づいて位相検出値ＲＡＰ（第２検出値）を演算し、演算した目標値ＴＡ及び位相検出値ＲＡＰに関する情報を電動ＶＴＣドライバ２０２に送信する。
一方、電動ＶＴＣドライバ２０２は、モータ角センサ２１０が出力するモータ角信号ＭＡＳに基づき位相検出値ＲＡ（第１検出値）を演算し、位相検出値ＲＡＰの更新タイミングで位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰに基づき校正する。

そして、電動ＶＴＣドライバ２０２は、モータ１２の印加電圧を調整するための操作量（駆動デューティ比）を、位相検出値ＲＡと目標値ＴＡとの偏差に基づく比例項（比例成分）、偏差の積分値に基づく積分項（積分成分）、及び、偏差の微分値（変化速度）に基づく微分項（微分成分）に基づき求め、当該操作量によってモータ１２を制御する。
つまり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、比例動作、積分動作、及び微分動作によってモータ１２の操作量（フィードバック操作量）を変化させる所謂ＰＩＤ制御方式によって位相検出値ＲＡを目標値ＴＡに近づけるフィードバック制御を実施する。

但し、フィードバック制御をＰＩＤ制御方式に限定するものではなく、電動ＶＴＣドライバ２０２は、例えば比例動作と微分動作とを組み合わせたＰＤ制御方式でモータ１２を制御することができる。
また、ＥＣＭ２０１と電動ＶＴＣドライバ２０２とを一体化した制御ユニット、換言すれば、１つのマイクロコンピュータにおいて、目標値ＴＡ、位相検出値ＲＡ、位相検出値ＲＡＰ、及び、操作量の演算を実施することができる。

以下では、図６の制御機能ブロック図を参照しつつ、ＥＣＭ２０１及び電動ＶＴＣドライバ２０２による可変バルブタイミング機構１１４の制御処理を詳細に説明する。
ＥＣＭ２０１は、目標値演算部５０１、回転位相検出部５０２、ＣＡＮ入出力回路５０３、ＰＯＳ信号複製回路５０４を有する。

目標値演算部５０１は、内燃機関１０１の運転状態、例えば、機関負荷、機関回転速度、冷却水温度、機関の始動状態などに基づいて目標値ＴＡを演算し、演算した目標値ＴＡを、ＣＡＮ入出力回路５０３を介して電動ＶＴＣドライバ２０２に送信する。
回転位相検出部５０２は、クランク角センサ２０３が出力するクランク角信号ＰＯＳ、及び、カム角センサ２０４のカム角信号ＣＡＭを入力し、カム角信号ＣＡＭの入力毎に位相検出値ＲＡＰを演算し、また、位相検出値ＲＡＰの更新タイミングを示す演算タイミング情報ＣＴＩを演算する。

回転位相検出部５０２は、例えば、クランク角信号ＰＯＳに基づき検出した基準クランク角位置からカム角信号ＣＡＭが入力されるまでのクランク角度（deg）を計測することで、カム角信号ＣＡＭが入力される毎にクランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの位相検出値ＲＡＰ（deg）を演算する。
基準クランク角位置からカム角信号ＣＡＭが入力されるまでのクランク角度（deg）の計測において、回転位相検出部５０２は、クランク角信号ＰＯＳの入力数の積算値（ＰＯＳカウント値ＣＰＯＳ）や、機関回転速度（rpm）に基づく経過時間のクランク角度換算値などを用いる。
なお、ＥＣＭ２０１は、機関回転速度（rpm）をクランク角信号ＰＯＳの周期ＴＰＯＳに基づき算出する。

また、回転位相検出部５０２は、演算タイミング情報ＣＴＩとして、カム角信号ＣＡＭを入力した時点でのＰＯＳカウント値ＣＰＯＳと気筒判別値ＣＹＬとを電動ＶＴＣドライバ２０２にＣＡＮ入出力回路５０３を介して送信する（図２参照）。
ＰＯＳカウント値ＣＰＯＳは、クランク角信号ＰＯＳの欠落部に基づき設定される基準クランク角位置からのクランク角信号ＰＯＳの発生数を計数したものである。

また、気筒判別値ＣＹＬは、カム角信号ＣＡＭに基づく気筒判別によって所定のピストン位置であることが検出された気筒の番号を示すデータであり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ＰＯＳカウント値ＣＰＯＳと気筒判別値ＣＹＬとから位相検出値ＲＡＰの演算タイミングに相当するクランク角信号ＰＯＳを識別できる。
ＰＯＳ信号複製回路５０４は、クランク角センサ２０３のクランク角信号ＰＯＳを入力し、複製したクランク角信号ＰＯＳを電動ＶＴＣドライバ２０２に送信する。

一方、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ＣＡＮ入出力回路６０１、ＰＯＳ入力回路６０２、回転位相検出部６０３、校正処理部６０４、モーションコントロール部６０５、ＰＷＭ出力処理部６０６、モータ駆動回路６０７、モータ角入力回路６０８などを備える。
ＣＡＮ入出力回路６０１は、ＥＣＭ２０１から送信される、目標値ＴＡ、位相検出値ＲＡＰ、及び演算タイミング情報ＣＴＩを入力し、目標値ＴＡをモーションコントロール部６０５に出力し、位相検出値ＲＡＰ及び演算タイミング情報ＣＴＩを校正処理部６０４に出力する。

ＰＯＳ入力回路６０２は、ＥＣＭ２０１から送信された複製クランク角信号ＰＯＳを入力して、複製クランク角信号ＰＯＳを回転位相検出部６０３及び校正処理部６０４に出力する。
回転位相検出部６０３は、複製クランク角信号ＰＯＳを入力するとともに、モータ角センサ２１０のモータ角信号ＭＡＳをモータ角入力回路６０８を介して入力し、更に、校正処理部６０４からの校正指令情報を入力する。

そして、回転位相検出部６０３は、モータ角信号ＭＡＳに基づき演算したモータ回転速度と複製クランク角信号ＰＯＳに基づき演算したタイミングスプロケット１の回転速度との差、及び、位相変更装置４の減速比などに基づいて、演算周期当たりの回転位相の変化量ｄＲＡを演算する。
更に、回転位相検出部６０３は、変化量ｄＲＡを積算し、基準の回転位相から変化量ｄＲＡの積算値だけ変位した回転位相として位相検出値ＲＡを求める。

校正処理部６０４は、位相検出値ＲＡＰの更新タイミング毎に、位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰに一致させる校正指令情報を回転位相検出部６０３に出力する。
校正処理部６０４から校正指令情報を受けた回転位相検出部６０３は、位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰに一致させる位相検出値ＲＡの校正処理を実施し、その後、演算した変化量ｄＲＡに基づき位相検出値ＲＡを更新する。

これにより、回転位相検出部６０３は、位相検出値ＲＡＰを基準の回転位相として、位相検出値ＲＡをモータ回転速度に応じて更新することになる。
換言すれば、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡＰが更新される間、つまり、カム角信号ＣＡＭが入力される間での回転位相の変化を、モータ角信号ＭＡＳ及び複製クランク角信号ＰＯＳに基づき求めた変化量ｄＲＡに基づき補間して、フィードバック制御に用いる位相検出値ＲＡを求める。

図７は、目標値ＴＡが変化したときの過渡状態における、クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭに基づく位相検出値ＲＡＰと、モータ角信号ＭＡＳ及び複製クランク角信号ＰＯＳに基づく位相検出値ＲＡとの相関を示す。
位相検出値ＲＡＰは、カム角信号ＣＡＭが入力される毎に更新され、次のカム角信号ＣＡＭの入力までの間において前回値を保持することになる。

このため、内燃機関１０１の回転速度が低く、位相検出値ＲＡＰの更新周期であるカム角信号ＣＡＭの周期が長くなると、更新直前での位相検出値ＲＡＰと実回転位相との乖離が大きくなって、位相検出値ＲＡＰに基づきフィードバック制御を実施した場合の応答性、収束性が低下する。
ここで、クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭに基づく位相検出値ＲＡＰは絶対値であるのに対し、モータ角信号ＭＡＳ及び複製クランク角信号ＰＯＳに基づく位相検出値ＲＡは相対値である。

そして、位相検出値ＲＡは、内燃機関１０１の回転速度に左右されることなく一定周期での更新が可能である。
したがって、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡＰの更新タイミング毎に位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰに校正することで、カム角信号ＣＡＭの出力周期の間で検出値を逐次更新できるとともに検出誤差が拡大することを抑止でき、内燃機関１０１の回転速度が低いときでも目標値ＴＡに向けて応答良く収束させることができる。

回転位相検出部６０３は、位相検出値ＲＡＰによって校正した位相検出値ＲＡを、モーションコントロール部６０５に出力する。
モーションコントロール部６０５は、回転位相検出部６０３が演算した位相検出値ＲＡと、ＥＣＭ２０１の目標値演算部５０１が演算した目標値ＴＡとの偏差を演算し、前述したように、偏差に基づくＰＩＤ制御方式によってモータ１２の指令電圧を設定し、この指令電圧に関する情報をＰＷＭ出力処理部６０６に出力する。

ＰＷＭ出力処理部６０６は、入力した指令電圧に基づき、モータ駆動回路６０７をPWM（Pulse Width Modulation）制御するための駆動パルス信号を出力する。
モータ駆動回路６０７は、駆動パルス信号に応じてモータ１２の通電を制御することで、モータ１２の印加電圧を指令電圧に調整する。

ところで、位相検出値ＲＡＰの更新タイミング毎に位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰに校正する処理を実施すると、校正に伴って位相検出値ＲＡがステップ的に変化することで偏差の微分値に基づく微分項が急変し（図７参照）、微分項（微分操作量）を含むモータ操作量にノイズが発生して、可変バルブタイミング機構１１４の制御性が悪化する可能性がある。
そこで、電動ＶＴＣドライバ２０２（モーションコントロール部６０５）は、位相検出値ＲＡが校正されるときに係る校正に因る微分項の変化を抑制する処理を実施し、校正処理に伴って可変バルブタイミング機構１１４の制御性が悪化することを抑止する。

図８のフローチャートは、微分項の変化を抑制する処理の一態様を示す。
なお、図８のフローチャートに示すルーチンは、電動ＶＴＣドライバ２０２が一定時間毎の割込みによって実施する処理を示す。

電動ＶＴＣドライバ２０２は、まず、ステップＳ３０１で、カム角信号ＣＡＭが入力されたか否か、換言すれば、位相検出値ＲＡＰの更新タイミングであって更新した位相検出値ＲＡＰに基づき位相検出値ＲＡを校正するタイミングであるか否かを判別する。
そして、位相検出値ＲＡＰの更新タイミングであるとき、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ３０２に進み、位相検出値ＲＡを、クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭに基づき求めた位相検出値ＲＡＰの最新値に一致させる校正処理を実施した後、ステップＳ３０３に進む。

一方、位相検出値ＲＡＰの更新タイミングではないとき、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ３０２を迂回してステップＳ３０３に進む。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ３０３で、本ルーチンの前回実行時に演算した微分項を前回値としてメモリに保存する。

次いで、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ３０４で、位相検出値ＲＡと目標値ＴＡとの偏差の微分値に基づき微分項（今回値）を演算する。
そして、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ３０５で、位相検出値ＲＡの校正を実施したか否かを判断する。

ここで、位相検出値ＲＡの校正を実施した場合とは、校正前の位相検出値ＲＡに基づく偏差（前回値）と校正後の位相検出値ＲＡに基づく偏差（今回値）とに基づきステップＳ３０４で微分項を演算した状態である。
位相検出値ＲＡの校正を実施した場合、校正処理によって位相検出値ＲＡがステップ的に変化し、ステップＳ３０４で今回演算した微分項は前回値から大きく変化している可能性がある。そして、微分項の急激な変化は、モータ１２の操作量にノイズを発生させ、回転位相（バルブタイミング）の制御性を悪化させる。

そこで、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正を実施した場合、ステップＳ３０５からステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０３で保存しておいた微分項の前回値を用いてモータ操作量を演算する。
つまり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、校正処理の影響を受けて前回値から急変している可能性がある微分項（微分操作量）を用いず、前回と同じ微分項を用いてモータ操作量を演算することで、位相検出値ＲＡの校正処理に伴ってモータ操作量にノイズが発生することを抑止する。

換言すれば、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡを校正するときに、校正前の微分項である前回値を用いてモータ操作量を求めることで、校正前後での微分項の変化を零とし、位相検出値ＲＡの校正処理に伴ってモータ操作量にノイズが発生することを抑止する。
これにより、位相検出値ＲＡの校正処理に伴って微分項が急変しても、吸気バルブ１０５のバルブタイミングの制御性が悪化することが抑止される。

一方、位相検出値ＲＡの校正タイミングではなく、校正処理によって位相検出値ＲＡがステップ的に変化する状況ではない場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ３０７に進み、今回ステップＳ３０４で演算した微分項（今回値）を用いてモータ操作量を演算する。
微分項の今回値は、制御エラーの変化速度を正しく反映した真値であり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、係る今回値を用いてモータ操作量を求めることで、回転位相の収束安定を図る。

ところで、図８のフローチャートに示した処理では、位相検出値ＲＡの校正処理を行ったときにモータ操作量の演算に用いる微分項を前回値とするが、この場合、微分項が位相検出値ＲＡの校正処理に伴って急変しないときにも、微分項の前回値を用いてモータ操作量を演算することになり、目標値ＴＡへの収束安定性を損なう可能性がある。
ここで、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正処理に伴って微分項が所定レベルを超えて急変したか否かを検出し、急変が発生したときは微分項の前回値を用いてモータ操作量を演算し、急変していないときは今回値をそのまま用いてモータ操作量を演算することで、モータ１２の操作量にノイズが発生することを抑止しつつ、目標値ＴＡへの収束安定性が損なわれることを可及的に抑止できる。

図９のフローチャートは、位相検出値ＲＡの校正処理に伴う微分項の変化度合を判断して、モータ操作量の演算に微分項の今回値を用いるか前回値を用いるかを切り換える処理の手順を示す。
図９のフローチャートにおいて、ステップＳ４０１からステップＳ４０５までの各ステップは、前述のステップＳ３０１からステップＳ３０５までの各ステップと同様な処理であるので、詳細な説明は省略する。

電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ４０５で位相検出値ＲＡの校正を実施したと判断すると、ステップＳ４０６に進む。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ４０６で、微分項の今回値と前回値との偏差の絶対値ΔＤＴが所定値ＳＬ以上であるか否かを判断することで、位相検出値ＲＡの校正処理に伴って微分項に設定レベルを超える変化が発生したか否かを判断する。
なお、ステップＳ４０６において、前回値とは位相検出値ＲＡの校正前の微分項で、今回値とは位相検出値ＲＡの校正前の微分項であり、今回値と前回値との偏差は、校正前後における微分項の変化量を表すことになる。

上記の所定値ＳＬは、モータ操作量に重畳するノイズがバルブタイミングの制御性を悪化させるレベルになるか否かを区別できるように適合され、ΔＤＴが所定値ＳＬ以上である状態は、ノイズに因る制御性の低下が容認できないレベルになることを表す。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、ΔＤＴが所定値ＳＬ以上である場合、ステップＳ４０７に進み、ステップＳ４０３で保存しておいた微分項の前回値（換言すれば、変化が抑制された微分項）を用いてモータ操作量を演算する。

つまり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正前後での微分項の変化量が所定値ＳＬ未満になるように、モータ操作量の演算に用いる微分項の変化を抑制する。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、微分項の前回値を用いてモータ操作量を演算することで、モータ操作量の演算に用いる微分項の変化を抑制し、微分項の急変によってモータ操作量にノイズが生じることで制御性が低下することを抑止する。

一方、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ΔＤＴが所定値ＳＬ未満である場合、ステップＳ４０８に進み、今回ステップＳ４０４で演算した微分項（今回値）を用いてモータ操作量を演算する。
微分項の今回値は、制御エラーの変化速度を正しく反映した真値であり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡを校正するときであっても、モータ操作量の演算に用いる微分項の変化量が所定値ＳＬ未満になる場合は、今回値をそのまま用いてモータ操作量を求めることで、回転位相の収束安定を図る。

以上のように、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正を実施したときであっても、位相検出値ＲＡの校正に伴う微分項の変化が小さく、微分項の今回値を用いてモータ操作量を演算してもモータ操作量のノイズによる制御性の低下が十分に抑えられるときには、微分項の今回値を用いてモータ操作量を演算する。
これにより、微分項の前回値を用いてモータ操作量が演算される状態を必要最小限に抑制でき、微分項の前回値に基づくモータ操作量の演算によって目標値ＴＡへの収束安定性が損なわれることを抑止できる。

図１０のタイムチャートは、電動ＶＴＣドライバ２０２が図９のフローチャートに示した処理を実施したときの位相検出値ＲＡ及び微分項の変化を例示する。
図１０の時刻ｔ１において、クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭに基づく位相検出値ＲＡＰが更新され、電動ＶＴＣドライバ２０２は、モータ角信号ＭＡＳ及び複製クランク角信号ＰＯＳに基づく位相検出値ＲＡを更新後の位相検出値ＲＡＰに一致させる位相検出値ＲＡの校正処理を実施する。

係る校正処理に伴って位相検出値ＲＡがステップ的に変化することで微分項が急変し、微分項の今回値と前回値との偏差の絶対値ΔＤＴが所定値ＳＬ以上になると、電動ＶＴＣドライバ２０２は、モータ操作量の演算に微分項の前回値を用いることで、モータ操作量のノイズを抑制する。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、図９のフローチャートに示した処理の場合、位相検出値ＲＡを校正したときの微分項の今回値と前回値との偏差の絶対値ΔＤＴが所定値ＳＬ以上であるか否かに応じて、モータ操作量の演算に用いる微分項を今回値と前回値とに切り換えるが、微分項の今回値と前回値との中間値（今回値を減率した値）をモータ操作量の演算に用いることも可能である。

図１１のフローチャートに示すルーチンは、位相検出値ＲＡを校正したときの微分項の今回値と前回値との偏差の絶対値ΔＤＴの大きさに応じて、微分項の今回値と前回値との中間値をモータ操作量の演算に用いるようにしたモータ操作量の演算処理を示す。
図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ７０１からステップＳ７０５までの各ステップは、前述のステップＳ３０１からステップＳ３０５までの各ステップと同様な処理であるので、詳細な説明は省略する。

電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ７０５で位相検出値ＲＡの校正を実施したと判断すると、ステップＳ７０６に進む。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ７０６で、微分項の今回値と前回値との偏差の絶対値ΔＤＴが第１所定値ＳＬＡ以上であるか否かを判断する。
ここで、ΔＤＴが所定値ＳＬＡ以上である場合、つまり、位相検出値ＲＡの校正に伴う微分項の急変が顕著である場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ７０７に進み、ステップＳ７０３で保存しておいた微分項の前回値を用いてモータ操作量を演算する。

一方、ΔＤＴが所定値ＳＬＡ未満である場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ７０８に進み、ΔＤＴが第２所定値ＳＬＢ（ＳＬＢ＜ＳＬＡ）以上であるか否かを判断する。
そして、ΔＤＴが所定値ＳＬＡ未満でかつ所定値ＳＬＢ以上である場合、つまり、位相検出値ＲＡの校正に伴う微分項の急変が比較的軽微である場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ７０９に進む。

電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ７０９で、微分項の今回値と前回値との中間値、換言すれば、今回値を前回値に近づけるように減率した結果を用いてモータ操作量を演算する。
これにより、位相検出値ＲＡの校正量が比較的小さいときにも、微分項の前回値を用いてモータ操作量が演算されることで、目標値ＴＡの収束安定性が損なわれることを抑制できる。

また、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正を実施していないときはステップＳ７０５からステップＳ７１０に進み、ΔＤＴが所定値ＳＬＢ未満であって位相検出値ＲＡの校正に伴う微分項の変化が無視できる程度に小さい場合もステップＳ７０８からステップＳ７１０に進む。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ７１０で、今回ステップＳ７０４で演算した微分項（今回値）を用いてモータ操作量を演算する。

このように、図１１のフローチャートに示す処理の場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正に伴う微分項のステップ変化の大きさに応じて、前回値、今回値、中間値のいずれかを用いてモータ操作量を演算する。
したがって、位相検出値ＲＡの校正に伴う微分項のステップ変化が比較的小さい場合は、モータ操作量のノイズを抑制しつつ、偏差の変化速度に応じた微分動作をある程度実施して目標値ＴＡへの収束安定性を向上させることができる。

ところで、カム角信号ＣＡＭの入力間隔角度にセンサの機械的な位置精度に起因するばらつきがあると、係る角度ばらつきによって位相検出値ＲＡＰがカム角信号ＣＡＭの入力毎にばらつき、カム角信号ＣＡＭの入力毎に位相検出値ＲＡと位相検出値ＲＡＰとの間にずれが生じ、モータ操作量にノイズを生じさせることになる。
そして、内燃機関１０１の回転速度が速くなるほどカム角信号ＣＡＭの入力間隔時間が短くなって、校正処理に伴うノイズの発生頻度はより増加し、バルブタイミング制御に対するノイズの影響が拡大する。

係るカム角信号ＣＡＭの入力間隔のばらつきを要因としてノイズが高い頻度で発生することを抑制するため、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正をカム角信号ＣＡＭが入力される毎（位相検出値ＲＡＰの更新毎）に毎回実施するのではなく、一部のカム角信号ＣＡＭの入力時に校正を実施して他のカム角信号ＣＡＭの入力時に校正を見送る、校正の間引きを行うことができる。
詳細には、電動ＶＴＣドライバ２０２は、内燃機関１０１の高回転域において、特定の１つのカム角信号ＣＡＭ（換言すれば、特定の１気筒が基準ピストン位置であることを示すカム角信号ＣＡＭ）が入力されたときに位相検出値ＲＡの校正処理を実施し、他のカム角信号ＣＡＭの入力時には校正処理を実施しない。

なお、電動ＶＴＣドライバ２０２は、特定の１つのカム角信号ＣＡＭが入力されたときに限定して位相検出値ＲＡの校正処理を実施する場合、吸気カムシャフト１１５ａの１回転当たり１回だけ、位相検出値ＲＡの校正処理を実施することになる。
一方、電動ＶＴＣドライバ２０２は、カム角信号ＣＡＭが入力される毎（位相検出値ＲＡＰの更新毎）に位相検出値ＲＡの校正処理を実施する場合、図２の信号パターンとなる４気筒機関では、吸気カムシャフト１１５ａの１回転当たり位相検出値ＲＡの校正処理を４回実施することになる。

図１２のフローチャートは、校正処理の間引きとして、内燃機関１０１の高回転域において特定の１つのカム角信号ＣＡＭが入力されたときに限定して位相検出値ＲＡの校正処理を実施する場合におけるモータ操作量の演算手順を示す。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、まず、ステップＳ８０１で、内燃機関１０１の回転速度が設定速度を超えているか否かを判断する。

前記設定速度は、カム角信号ＣＡＭ毎の校正処理によってフィードバック制御性が許容範囲を超えて低下するか否かを判断するための閾値である。
つまり、カム角信号ＣＡＭ毎に校正処理が実施される場合、内燃機関１０１の回転速度が高くなるほどカム角信号ＣＡＭの入力間隔のばらつきを要因とするノイズの発生頻度が高くなってフィードバック制御性が低下することになる。

そこで、カム角信号ＣＡＭ毎に校正処理を実施する場合に、カム角信号ＣＡＭの入力間隔のばらつきによるノイズが発生してもフィードバック制御性の低下が容認できる範囲内に止まる回転速度の上限値を前記設定速度とする。
ここで、内燃機関１０１の回転速度が設定速度以下である場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ８０２に進み、カム角信号ＣＡＭが入力されたか否か、つまり、位相検出値ＲＡＰの更新タイミングであって更新した位相検出値ＲＡＰに基づき位相検出値ＲＡを校正するタイミングであるか否かを判別する。

そして、カム角信号ＣＡＭが入力されると、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ８０４に進み、位相検出値ＲＡを、クランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭに基づき求めた位相検出値ＲＡＰの最新値に一致させる校正処理を実施する。
つまり、内燃機関１０１の回転速度が設定速度以下である場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、カム角信号ＣＡＭが入力される毎（位相検出値ＲＡＰの更新毎）に位相検出値ＲＡの校正処理を実施する。

一方、内燃機関１０１の回転速度が設定速度を超える場合、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ８０１からステップＳ８０３に進む。
電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ８０３で、特定の１つのカム角信号ＣＡＭが入力されたか否かを判断し、特定の１つのカム角信号ＣＡＭが入力されたときに、ステップＳ８０４に進んで、位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰに一致させる校正処理を実施する。

内燃機関１０１が４気筒機関であるとき、電動ＶＴＣドライバ２０２は、例えば、第１気筒が基準ピストン位置であることを示すカム角信号ＣＡＭが入力されたか否かをステップＳ８０３で判断する。
そして、電動ＶＴＣドライバ２０２は、第１気筒が基準ピストン位置であることを示すカム角信号ＣＡＭが入力されたときに、ステップＳ８０４に進んで位相検出値ＲＡの校正処理を実施する。

一方、電動ＶＴＣドライバ２０２は、第２−第４気筒が基準ピストン位置であることを示すカム角信号ＣＡＭが入力されたときは、ステップＳ８０４を迂回し、位相検出値ＲＡの校正処理を実施しない。
つまり、電動ＶＴＣドライバ２０２は、内燃機関１０１の回転速度が高いときに、カム角信号ＣＡＭの入力時における位相検出値ＲＡの校正処理を間引いて実施し、校正処理の頻度、引いてはノイズの発生頻度を低下させる。換言すれば、電動ＶＴＣドライバ２０２は、内燃機関１０１の回転速度の増大に対して位相検出値ＲＡの校正頻度を低下させる。

電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡの校正処理を特定の１つのカム角信号ＣＡＭが入力されたときに限定して実施することで、カム角信号ＣＡＭの入力間隔角度のばらつきによって校正処理に用いる位相検出値ＲＡＰがばらつくことを抑制でき、これによって、校正処理に伴う微分項の変化を抑制し、また、高頻度にモータ操作量のノイズが生じることを抑制できる。
以上のようにして位相検出値ＲＡの校正処理を実施した後、電動ＶＴＣドライバ２０２は、ステップＳ８０５−ステップＳ８１２で、前述のステップＳ７０３−ステップＳ７１０と同様に、微分項の前回値の保存、微分項の今回値の算出、微分項の変化量に応じた微分項の選定処理を実施する。

上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、微分項の変化を抑制する方法として、電動ＶＴＣドライバ２０２（可変バルブタイミング機構の制御装置）は、微分項のローパスフィルタ処理や加重平均処理などを実施することができる。

また、内燃機関１０１の高回転域における位相検出値ＲＡの校正処理の間引きは、特定の１つのカム角信号ＣＡＭが出力されたときに限定して校正処理を実施するパターンの他、例えば４気筒機関において２つの気筒或いは３つの気筒に対応するカム角信号ＣＡＭが入力されたときに校正処理を実施するパターンとすることができる。
更に、電動ＶＴＣドライバ２０２は、内燃機関１０１の回転速度が高くなるほど、校正処理の頻度を段階的により低く変化させることができる。
電動ＶＴＣドライバ２０２が、位相検出値ＲＡの校正処理をカム角信号ＣＡＭ毎に行わずに間引いて実施することで、操作量ノイズが高頻度で発生することを抑止でき、操作量ノイズによる制御性の低下を抑制できる。

また、可変バルブタイミング機構１１４は、図３−図５に示した機構に限定されず、例えば特開２００８−０６９７１９号公報に開示される、スプロケット、カムプレート、リンク装置、ガイドプレート、減速機、及びモータで構成される可変バルブタイミング装置などを採用することができる。
また、可変バルブタイミング機構１１４を、クランクシャフト１０９に対する排気カムシャフト１１５ｂの回転位相を変化させる機構として内燃機関１０１に設けることができ、この場合も、ＥＣＭ２０１及び電動ＶＴＣドライバ２０２は、上記と同様な構成及び処理によって可変バルブタイミング機構１１４を制御して、同様な作用効果を奏することができる。

また、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡに基づくモータ制御を内燃機関１０１が所定速度以下である低回転域で実施し、前記所定速度を上回る高回転域であって位相検出値ＲＡＰが短い周期で更新されるときに、位相検出値ＲＡＰに基づきモータ制御を実施することができる。
また、電動ＶＴＣドライバ２０２は、位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰに一致させる校正処理を実施するときに、校正処理後の位相検出値ＲＡを用いて演算した微分項を含んで求めたモータ操作量について変化を抑制する処理（ローパスフィルタ処理）を施し、当該処理後のモータ操作量に基づきモータ１２を制御することができる。

１２…モータ、１０１…内燃機関、１０５…吸気バルブ、１０９…クランクシャフト、１１４…可変バルブタイミング機構、１１５ａ…吸気カムシャフト、２０１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、２０２…電動ＶＴＣドライバ、２０３…クランク角センサ、２０４…カム角センサ、２１０…モータ角センサ

Claims (5)

1. 内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転によって可変とする可変バルブタイミング機構の制御装置であって、
   前記モータの回転角に基づき求められる前記回転位相の第１検出値を、前記クランクシャフトの回転角と前記カムシャフトの回転角との相対関係に基づき求められる前記回転位相の第２検出値に基づき校正し、
   前記第１検出値と目標回転位相との偏差の変化速度に比例する微分項を含む操作量に基づき前記モータを制御する制御装置において、
   前記第１検出値が校正されるときに前記微分項の変化を抑制する、
   可変バルブタイミング機構の制御装置。
2. 前記第１検出値の校正前後での前記微分項の変化量が所定値未満になるように前記微分項の変化を抑制する、
   請求項１記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
3. 前記微分項の変化の抑制は、前記第１検出値の校正前の前記微分項を用いて前記操作量を求めることを含む、
   請求項１又は請求項２記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
4. 前記内燃機関の回転速度の増大に対して前記第１検出値の校正頻度を低下させる、
   請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
5. 内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相をモータの回転によって可変とする可変バルブタイミング機構の制御方法であって、
   前記モータの回転角に基づき前記回転位相の第１検出値を求めるステップと、
   前記クランクシャフトの回転角と前記カムシャフトの回転角との相対関係に基づき前記回転位相の第２検出値を求めるステップと、
   前記第２検出値の更新タイミングで前記第１検出値を前記第２検出値に基づき校正するステップと、
   前記第１検出値と目標回転位相との偏差の変化速度に比例する微分項を求めるステップと、
   前記微分項を含む操作量に基づき前記モータを制御するステップと、
   前記第１検出値が校正されるときに前記操作量に用いる前記微分項の変化を抑制するステップと、
   を含む、可変バルブタイミング機構の制御方法。

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