JP7064454B2 - 可変バルブタイミング装置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装置の制御装置及び制御方法に関し、詳しくは、実際の回転位相を求める技術に関する。

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、可変バルブタイミング装置の制御装置が、モータの駆動電流に基づき回転位相変化量を演算する場合、モータ回転角信号に基づき回転位相変化量を演算する場合に比べて変化量の演算精度が低下し、バルブタイミングの制御においてオーバーシュート、アンダーシュートが発生し易くな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、モータの駆動電流に基づき回転位相の変化量を求める場合に、オーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制できる、可変バルブタイミング装置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装置の制御装置は、その一態様として、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に関する情報である第１位相情報を前記クランクシャフトの回転角信号と前記カムシャフトの回転角信号とに基づき求め、前記回転位相の単位期間当たりの変化量に関する情報である位相変化情報を可変バルブタイミング装置のモータの駆動電流に基づき求め、前記回転位相に関する情報である第２位相情報を、前記第１位相情報と前記位相変化情報とに基づき求める位相情報取得部と、前記位相情報取得部が前記第２位相情報の取得に用いる前記位相変化情報を、前記第１位相情報の更新タイミングでの前記第１位相情報と前記第２位相情報とのずれに基づき前記第１位相情報が次に更新されるまでの間において変更する変更部と、前記モータの操作信号を前記第２位相情報と目標値との比較に基づき生成して出力する操作部と、を備える。

また、本願発明に係る可変バルブタイミング装置の制御方法は、その一態様として、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に関する情報である第１位相情報を、前記クランクシャフトの回転角信号と前記カムシャフトの回転角信号とに基づき求める第１段階と、前記回転位相の単位期間当たりの変化量に関する情報である位相変化情報を、可変バルブタイミング装置のモータの駆動電流に基づき求める第２段階と、前記回転位相に関する情報である第２位相情報を、前記第１位相情報と前記位相変化情報とに基づき求める第３段階と、前記第３段階において前記第２位相情報の取得に用いる前記位相変化情報を、前記第１位相情報の更新タイミングでの前記第１位相情報と前記第２位相情報とのずれに基づき前記第１取得段階が前記第１位相情報を次に更新するまでの間において変更する第４段階と、前記モータの操作信号を前記第２位相情報と目標値との比較に基づき生成して出力する第５段階と、を含む。

上記発明によると、クランクシャフトの回転角信号とカムシャフトの回転角信号とに基づき求めた回転位相に関する情報と、モータの駆動電流に基づき求めた回転位相の変化量に関する情報とから、モータ制御に用いる回転位相の情報を求めるときに、回転位相情報の取得精度が向上し、回転位相のオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制できる。

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装置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装置の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装置のＢ－Ｂ線断面図である。 ＥＣＭ及び電動ＶＴＣコントローラの制御機能の一態様を示す機能ブロック図である。 ＶＴＣ角度変化量演算部及びＶＴＣ角度演算部の機能ブロック図である。 トルク／回転角変換部の機能ブロック図である。 変化量ΔＲＡＰに基づく補間処理を示すタイムチャートである。 進角操作時における校正量の態様を示すタイムチャートである。 進角操作時における校正量と補正係数との相関を示す線図である。 遅角操作時における校正量の態様を示すタイムチャートである。 遅角操作時における校正量と補正係数との相関を示す線図である。 進角操作時における補正係数を校正量及び機関回転速度から求めるテーブルを示す図である。 遅角操作時における補正係数を校正量及び機関回転速度から求めるテーブルを示す図である。 回転位相が目標値近傍になったときの補正係数の切り替えを説明するためのタイムチャートである。 回転位相が目標値を行き過ぎたときの補正係数の切り替えを説明するためのタイムチャートである。 目標値近傍での補正係数の切り替え特性を説明するための図である。 目標値近傍での補正係数の切り替えを含む補正係数の設定処理を示すフローチャートである。 補正係数が過剰であるときの校正量の変化を示すタイムチャートである。 補正係数が過剰であるときの補正係数テーブルの変更を示す図である。 不感帯を有する補正係数テーブルを示す図である。 モータ駆動電流に基づく角度変化推定の学習を説明するためのタイムチャートである。

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装置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に流量センサ１０３を備え、流量センサ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。

内燃機関１０１は、４ストローク機関であり、ピストン１０８が下がって燃料を含んだ空気を吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０４内に吸い込む吸入行程、ピストン１０８が上死点まで上がり混合気を圧縮する圧縮行程、点火プラグ１０７により点火された混合気が燃焼し、燃焼ガスが膨張してピストン１０８が下死点まで押し下げられる燃焼行程、慣性によりピストン１０８が上がり燃焼ガスを排気バルブ１１０を介して燃焼室１０４の外の排気管１１１に向けて押し出す排気行程を繰り返す。

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装置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装置である。
なお、モータ１２は、例えば、ＤＣブラシモータである。
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装置１１４を制御する制御装置である電動ＶＴＣコントローラ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コントローラ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、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などの操作信号を演算して出力する。
また、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、ＥＣＭ２０１が送信する信号などを受け、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装置１１４の操作信号を演算して出力する。
ＥＣＭ２０１と電動ＶＴＣコントローラ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る。

上記の各種センサとして、内燃機関１０１は、流量センサ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装置１１４は、モータ１２（ＤＣブラシモータ）の駆動電流を検出する電流検出器２１０を備え、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、電流検出器２１０が出力する駆動電流検出信号（シャント抵抗両端の電位差信号）を読み込む。
電動ＶＴＣコントローラ２０２は、モータ１２の駆動電流の大きさ及び方向を、例えば、Ｈブリッジ回路を構成する半導体スイッチをＰＷＭ制御することで調整する。
また、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、ＰＷＭにおけるデューティ比を、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（バルブタイミング）に関する検出値（制御量）と目標値との差に基づき制御することで、回転位相のフィードバック制御を実施する。

ここで、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、回転位相に関する検出値を求めるために、ＥＣＭ２０１が複製したクランク角信号ＰＯＳ（クランクシャフト１０９の回転角信号）及びカム角信号ＣＡＭ（吸気カムシャフト１１５ａの回転角信号）を、専用の信号線を介して入力する。なお、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、クランク角センサ２０３、カム角センサ２０４から回転角信号を直接受け取ることができる。
また、ＥＣＭ２０１は、機関負荷、機関回転速度などの機関運転条件に基づき、回転位相のフィードバック制御における目標値（目標回転位相）に関する情報を演算し、演算した目標値に関する情報を、通信回路２１１を介して電動ＶＴＣコントローラ２０２に送信する。

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、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を設定してある。
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 CAである。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１８０degCA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、及び、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を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示す。つまり、ＥＣＭ２０１は、クランク角信号ＰＯＳの欠落箇所の情報を、基準クランク角信号ＲＥＦの代わりに基準クランク角位置の検出に用いる。

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１８０degCAである場合、クランク角１８０degCA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。

ＥＣＭ２０１は、カム角センサ２０４が出力するカム角信号ＣＡＭに基づき、ピストン位置が基準位置になっている気筒を検出する処理（以下、気筒判別処理という）を実施する。
上記気筒判別処理のため、カム角センサ２０４は、例えば、４気筒直列機関においてクランク角１８０degCA毎に気筒番号を区別できるパルス数のカム角信号ＣＡＭを出力する。
一例として、カム角センサ２０４は、クランク角１８０degCA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１８０degCA毎にカム角信号ＣＡＭのパルス数を計数することで、４気筒のうちのいずれの気筒でピストンが基準ピストン位置に位置しているかを判別する気筒判別処理を実施する。
そして、ＥＣＭ２０１は、気筒判別処理の結果に基づき、燃料噴射や点火を行わせる気筒を決定し、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装置１１４の構造の一態様を示す。
但し、可変バルブタイミング装置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装置を適宜採用できる。

図３－図５に示した可変バルブタイミング装置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装置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装置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コントローラ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、ブラシ付きのＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）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ー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装置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コントローラ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装置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に対して正逆方向に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（バルブタイミング）が進角方向、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装置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装置である。
電動ＶＴＣコントローラ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コントローラ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、回転位相のフィードバック制御を実施する。

図６は、ＥＣＭ２０１及び電動ＶＴＣコントローラ２０２における可変バルブタイミング装置１１４の制御機能を示す機能ブロック図である。
ＥＣＭ２０１は、ＶＴＣ目標値演算部２０１Ａ及び複製回路２０１Ｂを備える。

ＶＴＣ目標値演算部２０１Ａは、内燃機関１０１の負荷や回転速度などの運転状態に基づいて回転位相（換言すれば、吸気バルブ１０５のバルブタイミング）の目標値ＴＡを演算し、演算した目標値ＴＡの情報を電動ＶＴＣコントローラ２０２に送信する。
複製回路２０１Ｂ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が出力するカム角信号ＣＡＭを複製し、複製したクランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭを電動ＶＴＣコントローラ２０２に送信する。

電動ＶＴＣコントローラ２０２は、ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａ、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂ、ＶＴＣ角度演算部２０２Ｃ、駆動制御部２０２Ｄ、モータ駆動回路２０２Ｅを備える。
ここで、ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａ、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂ、及び、ＶＴＣ角度演算部２０２Ｃは、可変バルブタイミング装置１１４の制御に用いる位相情報を取得する位相情報取得部を構成する。
ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａは、ＥＣＭ２０１が送信する複製信号であるクランク角信号ＰＯＳ及びカム角信号ＣＡＭに基づき、回転位相の絶対角度の検出情報である位相検出値ＲＡＰを演算する。

つまり、ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａは、クランクシャフト１０９の回転角信号と吸気カムシャフト１１５ａの回転角信号とに基づき、回転位相に関する第１位相情報としての位相検出値ＲＡＰを求める処理（第１段階）を実施する。
ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａは、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を入力するまでのクランク角度［deg CA］を計測することで、カム角信号ＣＡＭを入力す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 CA］を演算する。

ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂは、電流検出器２１０の出力から求めたモータ１２の駆動電流に基づき、単位期間当たりの回転位相の変化量ΔＲＡＰを演算する。
つまり、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂは、モータ１２の駆動電流に基づき、回転位相の単位期間当たりの変化量に関する位相変化情報である変化量ΔＲＡＰを求める処理（第２段階）を実施する。

ＶＴＣ角度演算部２０２Ｃは、ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａが演算した位相検出値ＲＡＰ、及び、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂが演算した変化量ΔＲＡＰを取得し、位相検出値ＲＡＰの更新周期の間での回転位相の変化を変化量ΔＲＡＰの積分値に基づき求める補間処理を行って最終的な位相検出値ＲＡを算出する。
そして、ＶＴＣ角度演算部２０２Ｃは、位相検出値ＲＡＰが更新されると、位相検出値ＲＡを位相検出値ＲＡＰにリセットする校正処理を実施する。

つまり、ＶＴＣ角度演算部２０２Ｃは、回転位相に関する第２位相情報である位相検出値ＲＡを、位相検出値ＲＡＰを変化量ΔＲＡＰに基づき補間して求める処理（第３段階）を実施する。
操作部としての駆動制御部２０２Ｄは、位相検出値ＲＡと目標値ＴＡとの比較に基づきモータ１２の操作量を演算し、係る操作量をモータ駆動回路２０２Ｅに出力する。
つまり、駆動制御部２０２Ｄは、モータ１２の操作信号を、位相検出値ＲＡと目標値ＴＡとの比較に基づき生成して出力する処理（第５段階）を実施する。
モータ駆動回路２０２Ｅは、モータ１２に与える駆動電圧を出力する。

図７は、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂ及びＶＴＣ角度演算部２０２Ｃの詳細を示す機能ブロック図である。
ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂは、電流／トルク変換部２０２Ｂ１、トルク／回転角度変換部２０２Ｂ２、単位換算部２０２Ｂ３を備える。

電流／トルク変換部２０２Ｂ１は、入力したモータ駆動電流［Ａ］を、変換テーブル又はモータ駆動電流を変数とする関数を用いてモータトルク［N・m］に変換して出力する。
トルク／回転角度変換部２０２Ｂ２は、電流／トルク変換部２０２Ｂ１が演算したモータトルク［N・m］からモータ回転角度［deg］を求めて出力する。

単位換算部２０２Ｂ３は、トルク／回転角度変換部２０２Ｂ２が演算したモータ回転角度［deg］を、単位時間当たりの回転位相の変化量（ＶＴＣ角度変化量）ΔＲＡＰ［deg CA］に換算し、ＶＴＣ角度演算部２０２Ｃに出力する。
上記の変化量ΔＲＡＰ［deg CA］は、回転位相の単位期間当たりの変化量に関する情報である位相変化情報に相当する。

図８は、モータトルクからモータ回転角度を求めるトルク／回転角度変換部２０２Ｂ２の詳細を示すブロック図である。
トルク／回転角度変換部２０２Ｂ２は、モータトルク［N・m］の他、カムトルク［N・m］、機関回転速度［rpm］の情報などを取得する。

そして、トルク／回転角度変換部２０２Ｂ２は、カムトルク、減速比、及びギヤ効率に基づき回転位相の変化に作用するトルクを求める一方、機関回転速度及びモータ回転角速度に基づき摩擦トルクを求め、これらでモータトルクを補正することで、回転位相の変化に寄与する正味のモータトルクを推定する。
次いで、トルク／回転角度変換部２０２Ｂ２は、モータトルク、ロータ部慣性モーメント、カムシャフト部慣性モーメントからモータ回転角加速度［rad／sec²］を求め、モータ回転角加速度［rad／sec²］からモータ回転角速度［rad／sec］を求める。
更に、トルク／回転角度変換部２０２Ｂ２は、モータ回転角速度［rad／sec］からモータ回転角度［rad］を求め、モータ回転角度［rad］をモータ回転角度［deg］に変換する。

ＶＴＣ角度演算部２０２Ｃは、図７に示すように、積算処理部２０２Ｃ１、リセット部２０２Ｃ２、補間部２０２Ｃ３、推定角度補正部２０２Ｃ４を備える。
積算処理部２０２Ｃ１は、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂが演算した変化量ΔＲＡＰ［deg CA］を積算する。

リセット部２０２Ｃ２は、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］の更新演算毎、換言すれば、カム角信号ＣＡＭの入力毎に、積算処理部２０２Ｃ１における積算結果を零にリセットする。
補間部２０２Ｃ３は、図９に示すように、積算処理部２０２Ｃ１が求めた変化量ΔＲＡＰの積算値［deg CA］を位相検出値ＲＡＰ［deg CA］に加算し、加算結果を最終的な位相検出値ＲＡ［deg CA］として駆動制御部２０２Ｄに出力し、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］の更新時には、位相検出値ＲＡ［deg CA］を位相検出値ＲＡＰ［deg CA］に一致させる校正処理を実施する。

ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａは、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］をカム角信号ＣＡＭの入力毎に更新演算するが、更新演算後から次にカム角信号ＣＡＭの入力があるまでは、直前に演算した位相検出値ＲＡＰ［deg CA］を保持することになる。
しかし、実際の回転位相は、カム角信号ＣＡＭが出力される間においても変化し得るので、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、係る回転位相の変化をモータ駆動電流から推定する補間処理を行って、モータ制御に用いる位相検出値ＲＡが実際値に近い変化を示すようにする。

但し、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂがモータ駆動電流に基づき推定する変化量ΔＲＡＰ［deg CA］には誤差が生じ、変化量ΔＲＡＰ［deg CA］に基づき推定した位相検出値ＲＡ（推定角度）と実位相との偏差（推定誤差）が大きくなると、回転位相のフィードバック制御におけるオーバーシュート、アンダーシュートが大きくなる。
そこで、推定角度補正部２０２Ｃ４は、更新時における位相検出値ＲＡＰ［deg CA］（絶対角度）と、位相検出値ＲＡＰに校正される直前での位相検出値ＲＡ（推定角度）との間のずれを示す校正量ＲＡＤＥに基づき、次に位相検出値ＲＡＰ［deg CA］が更新されるまでの間において位相検出値ＲＡ（推定角度）を補正するための補正係数ＫＩＮ（補正値）を設定する。

そして、推定角度補正部２０２Ｃ４は、求めた補正係数ＫＩＮによって位相検出値ＲＡ（推定角度）を補正し、補正後の位相検出値ＲＡ（推定角度）に基づきモータ１２の操作量を演算させる。
つまり、推定角度補正部２０２Ｃ４は、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］の更新時における校正量ＲＡＤＥに基づき補正係数ＫＩＮを決定し、係る補正係数ＫＩＮによる位相検出値ＲＡ（推定角度）の補正を次の位相検出値ＲＡＰ［deg CA］の更新時まで継続し、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］の更新時には新たに補正係数ＫＩＮを決定することを繰り返す。

換言すれば、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２ＢがＶＴＣ角度演算部２０２Ｃに与える変化量ΔＲＡＰの情報を、位相検出値ＲＡＰの更新タイミングでの位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）と位相検出値ＲＡ（変化量ΔＲＡＰに基づく推定角度）とのずれに基づき、ＶＴＣ絶対角度演算部２０２Ａが位相検出値ＲＡＰを次に更新するまでの間において変更する変更部であり、換言すれば、位相検出値ＲＡの取得に用いる変化量ΔＲＡＰの情報を変更する処理（第４段階）を実施する。
なお、推定角度補正部２０２Ｃ４は、補正係数ＫＩＮによる位相検出値ＲＡ（推定角度）の補正において、補正係数ＫＩＮを乗算するパラメータ（補正係数ＫＩＮで直接的に補正するパラメータ）を、例えば、ＶＴＣ角度変化量、モータ回転速度、モータトルク、モータ駆動電流などのうちのいずれか１つ或いは複数とし、回転位相の変化量の推定値（推定角度）を補正係数ＫＩＮで補正する。

つまり、推定角度補正部２０２Ｃ４は、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］（絶対角度）の更新周期における回転位相の変化量をモータ駆動電流に基づき推定するときに、回転位相の変化量を実際よりも小さく推定するか大きく推定するかの傾向に基づき、回転位相の変化量の推定値を実際値に近づけるように補正係数ＫＩＮで補正し、結果的に位相検出値ＲＡ（推定角度）を実際の回転位相に近づける。

以下では、推定角度補正部２０２Ｃ４における校正量ＲＡＤＥと補正係数ＫＩＮとの相関を説明する。
図１０、図１１は、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを進角させる操作時（進角操作時）における校正量ＲＡＤＥと補正係数ＫＩＮとの相関を示す。
なお、本実施形態では、吸気バルブ１０５のバルブタイミングの最遅角位置を基準位置とし、係る基準位置からの進角角度で回転位相を表すものとする。

モータ駆動電流に基づく回転位相の変化量の推定処理が実際よりも大きな進角変化を推定する場合（図１０における一点鎖線の場合）、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］が更新されるときの推定角度（補間で求めた位相検出値ＲＡ）と絶対角度である位相検出値ＲＡＰとは“推定角度＞絶対角度”の関係になり、校正量ＲＡＤＥを“校正量ＲＡＤＥ＝絶対角度－推定角度”とすると、推定誤差が大きいほど校正量ＲＡＤＥは絶対値が大きな負の値になる。
ここで、校正量ＲＡＤＥは、絶対角度と推定角度とのずれ量、及び、ずれの方向を示す情報である。

このとき、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正量ＲＡＤＥが零より小さくなるほど補正係数ＫＩＮを1.0より小さい値に設定し、設定した補正係数ＫＩＮによる変化量ΔＲＡＰ［deg CA］の補正を、次に位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）が更新されるまでの間において実施する。
これによって、モータ駆動電流に基づく変化量ΔＲＡＰ［deg CA］が実際よりも大きな進角変化を示す傾向のときに、進角変化をより小さく推定させることができ、推定角度の誤差を縮小させることができる。

一方、進角操作時で、モータ駆動電流に基づく推定処理が実際よりも小さい進角変化を推定する場合（図１０における二点鎖線の場合）、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］が更新されるときに“推定角度＜絶対角度”の関係になり、推定誤差が大きいほど校正量ＲＡＤＥは絶対値が大きな正の値になる。
このとき、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正量ＲＡＤＥが零より大きくなるほど補正係数ＫＩＮを1.0より大きな値に設定する。

これによって、モータ駆動電流に基づく変化量ΔＲＡＰ［deg CA］が実際よりも小さな進角変化を示す傾向のときに、進角変化をより大きく推定させることができ、推定角度の誤差を縮小させることができる。
なお、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］が更新されるときに“推定角度≒絶対角度”の関係になり校正量ＲＡＤＥが略零であるとき、推定誤差は殆どなく推定角度を補正する必要性が略無いから、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正量ＲＡＤＥが零であるときは補正係数ＫＩＮを実質的の補正を行わない1.0に設定する。
また、位相検出値ＲＡが目標値ＴＡに収束した後、目標値ＴＡが次に変更されるまでの間において、推定角度補正部２０２Ｃ４は、補正係数ＫＩＮによる補正を停止することができる。

図１２、図１３は、遅角操作時における校正量ＲＡＤＥと補正係数ＫＩＮとの相関を示す。
遅角操作時で、モータ駆動電流に基づく回転位相の変化量の推定処理が実際よりも小さい遅角変化を推定する場合（図１２における二点鎖線の場合）、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］が更新されるときに“推定角度＞絶対角度”の関係になり、推定誤差が大きいほど校正量ＲＡＤＥ（校正量ＲＡＤＥ＝絶対角度－推定角度）は絶対値が大きな負の値になる。

このとき、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正量ＲＡＤＥが零より小さくなるほど補正係数ＫＩＮを1.0より大きな値に設定する。これによって、モータ駆動電流に基づく変化量ΔＲＡＰ［deg CA］が実際よりも小さな遅角変化を示す傾向のときに、遅角変化をより大きく推定させることができ、推定角度の誤差を縮小させることができる。
一方、遅角操作時で、モータ駆動電流に基づく推定処理が実際よりも大きな遅角変化を推定する場合（図１２における一点鎖線の場合）、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］が更新されるときに“推定角度＜絶対角度”の関係になり、推定誤差が大きいほど校正量ＲＡＤＥ（校正量ＲＡＤＥ＝絶対角度－推定角度）は絶対値が大きな正の値になる。

このとき、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正量ＲＡＤＥが零より大きくなるほど補正係数ＫＩＮを1.0より小さな値に設定する。これによって、モータ駆動電流に基づく変化量ΔＲＡＰ［deg CA］が実際よりも大きな遅角変化を示す傾向のときに、遅角変化をより小さく推定させることができ、推定角度の誤差を縮小させることができる。
つまり、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正量ＲＡＤＥに基づき推定角度の誤差の大きさと誤差の方向とを判断し、誤差が小さくなるように推定角度を補正する。
したがって、モータ駆動電流に基づき回転位相変化の推定に誤差があっても係る誤差を補償でき、回転位相のフィードバック制御におけるオーバーシュート、アンダーシュートの発生を抑制できる。

ところで、内燃機関１０１の回転速度が低いほど、位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新周期が長くなって、モータ駆動電流に基づく変化量ΔＲＡＰ［deg CA］の積算期間が長くなり、推定誤差が溜まり易くなる。
つまり、単位時間当たりの変化量ΔＲＡＰの誤差が同程度であっても、内燃機関１０１が低速で運転されていて変化量ΔＲＡＰの積算時間が長くなると、位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新時における校正量ＲＡＤＥはより拡大することになる。

また、内燃機関１０１の回転速度が高くなって位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新周期が短くなり、更新周期がモータ操作量の演算周期と同程度以下になると、補間の実効性が低下する。
そこで、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正量ＲＡＤＥに基づく変化量ΔＲＡＰの補正処理の実施／停止或いは補正度合いを機関回転速度に応じて切り替えることで、補間処理（推定角度）の精度向上や演算負荷の軽減などを図ることができる。

詳細には、推定角度補正部２０２Ｃ４は、機関回転速度が閾値を超えるとき（換言すれば、位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新周期が閾値よりも短いとき）に、校正量ＲＡＤＥに基づく変化量ΔＲＡＰの補正処理を停止させ、機関回転速度が前記閾値以下であるとき（換言すれば、位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新周期が閾値以上であるとき）に、校正量ＲＡＤＥに基づく変化量ΔＲＡＰの補正処理を実施することができる。
これによって、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、補間の実効性が低い高回転域において無用に補間演算を実施することを抑止し、演算負荷を軽減することができる。

また、前述のように、内燃機関１０１の回転速度が低いほど推定誤差が溜まり易く、回転位相変化の推定誤差の影響が大きくなるから、推定角度補正部２０２Ｃ４は、図１４、図１５に示すように、進角操作時用の補正係数テーブル及び遅角操作時用の補正係数テーブルを、複数の異なる機関回転速度条件毎に備え、校正処理の実施時における機関回転速度（位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新周期）に基づき選択した補正係数テーブルを参照して、補正係数ＫＩＮを決定することができる。
ここで、機関回転速度が低く位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新周期が長いほど推定誤差が溜まり易く、推定誤差の影響を受け易いから、推定角度補正部２０２Ｃ４は、機関回転速度が低いときは、同じ校正量ＲＡＤＥに対する補正度合いを高回転時に比べて大きくする（校正量ＲＡＤＥに対する補正係数ＫＩＮの傾きを急にする）ことができる。

推定角度補正部２０２Ｃ４は、補正係数ＫＩＮを校正量ＲＡＤＥ及び機関回転速度に応じて設定することで、機関回転速度が異なる条件であっても補正係数ＫＩＮ（補正値、補正度合い）を適切に設定して、補正の過不足が生じることを抑止することができる。
また、推定角度補正部２０２Ｃ４は、機関回転速度以外のモータ駆動条件であってモータ駆動電流に基づく回転位相変化の推定精度に影響を与える運転条件（内燃機関１０１の油水温、モータ１２の電源電圧、モータ１２の通電履歴など）及び校正量ＲＡＤＥを用いて補正係数ＫＩＮを算出することができる。

つまり、推定角度補正部２０２Ｃ４は、運転条件（油水温、電源電圧、通電履歴などの影響因子）が、単位時間当たりの変化量ΔＲＡＰを実際よりも大きく推定するように作用するか、実際よりも小さく推定するように作用するかに応じて、校正量ＲＡＤＥ（及び機関回転速度）に応じた補正係数ＫＩＮの特性を変更することができる。
また、推定角度補正部２０２Ｃ４が、位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新時に校正量ＲＡＤＥに基づき補正係数ＫＩＮを設定し、次の更新タイミングまで補正係数ＫＩＮを保持する場合、補正係数ＫＩＮによる補正が目標値ＴＡへの収束性を損なう可能性がある。

そこで、推定角度補正部２０２Ｃ４は、位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新時に校正量ＲＡＤＥに基づき設定した補正係数ＫＩＮを、次の絶対角度の更新を待たずに、位相検出値ＲＡと目標値ＴＡとの相関（角度変換状態、制御エラー状態）に応じて切り替える処理を実施することで、補正係数ＫＩＮによる補正によって回転位相の収束性が低下することを抑止できる。
例えば、目標値ＴＡに向けた遅角操作時であって、位相検出値ＲＡＰ（絶対角度）の更新時に推定角度＞絶対角度であった場合、補正係数ＫＩＮは1.0よりも大きな値に設定され、その後変化量ΔＲＡＰを増大補正することになる（図１２、図１３参照）。

ここで、係る補正係数ＫＩＮの更新設定が、目標値ＴＡ近傍であって実回転位相の変化方向が遅角から進角に切り替わるタイミングでなされると、変化量ΔＲＡＰの増大補正が実角度と推定角度との乖離を増大させてアンダーシュート（ハンチング現象）を助長する方向に作用する可能性がある（図１６、図１７参照）。
つまり、回転位相の変化を実際よりも小さく推定する場合、補正係数ＫＩＮによる変化量ΔＲＡＰの増大補正がアンダーシュート（ハンチング現象）を助長する可能性があり、補正係数ＫＩＮによる変化量ΔＲＡＰの増大補正を縮小或いは停止させることが、アンダーシュート（ハンチング現象）を抑制する方向に作用する。

一方、回転位相の変化を実際よりも大きく推定する場合、補正係数ＫＩＮは1.0よりも小さい値に設定され、その後変化量ΔＲＡＰを減少補正することになるが、目標値ＴＡ付近では、変化量ΔＲＡＰを更に大きく減少させれば、アンダーシュート（ハンチング現象）を抑制する方向に作用することになる。
そこで、推定角度補正部２０２Ｃ４は、位相検出値ＲＡが目標値ＴＡの所定近傍状態であることを検知したときに、アンダーシュート（ハンチング現象）を抑制する方向に補正係数ＫＩＮ（換言すれば、変化量ΔＲＡＰの変更度合い）を切り替える。

図１８は、目標値ＴＡの近傍での補正係数ＫＩＮの切り替え処理の概念を説明するための図である。
回転位相の変化を実際よりも小さく推定する場合、推定角度補正部２０２Ｃ４は、目標付近になったときに補正係数テーブルＢから補正係数テーブルＡへの切り替えを行うことで、同じ校正量ＲＡＤＥでの補正係数ＫＩＮを1.0に近づけ、補正係数ＫＩＮによる変化量ΔＲＡＰの増大補正を縮小させる。
一方、回転位相の変化を実際よりも大きく推定する場合、推定角度補正部２０２Ｃ４は、目標付近になったときに補正係数テーブルＡから補正係数テーブルＢへの切り替えを行うことで、同じ校正量ＲＡＤＥでの補正係数ＫＩＮを1.0から遠ざけ、補正係数ＫＩＮによる変化量ΔＲＡＰの減少補正を増大させる。

図１９は、推定角度補正部２０２Ｃ４による補正係数ＫＩＮの設定処理の流れを示すフローチャートである。
推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０１で、回転位相が目標値ＴＡを行き過ぎた状態（オーバーシュート状態）であるか否かを判断する（図１７参照）。

そして、行き過ぎ状態であるとき、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０２に進み、回転位相の変化を実際よりも大きく推定するか小さく推定するかの条件に応じて補正係数ＫＩＮを切り替える。
一方、行き過ぎ状態でないとき、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０１からステップＳ５０３に進み、回転位相が所定の目標値ＴＡ近傍状態（回転位相が目標値ＴＡに到達する直前の状態であるか否かを判断する（図１６参照）。

そして、回転位相が所定の目標値ＴＡ近傍状態であるとき、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０４に進み、回転位相の変化を実際よりも大きく推定するか小さく推定するかの条件に応じて補正係数ＫＩＮを切り替える。
なお、推定角度補正部２０２Ｃ４は、回転位相が所定の目標値ＴＡ近傍状態になったときにステップＳ５０４で補正係数ＫＩＮを切り替えた後、行き過ぎが発生してステップＳ５０２に進んだ場合は、ステップＳ１０４で切り替えた補正係数ＫＩＮをベースとして、更に、同じ方向に補正係数ＫＩＮを変化させる。

例えば、回転位相の変化を実際よりも小さく推定する場合であって、ステップＳ５０４で、校正量ＲＡＤＥに基づく補正係数ＫＩＮを1.0に近づけた後に、行き過ぎが発生してステップＳ５０２に進んだときに、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０４で切り替えた補正係数ＫＩＮを更に1.0に近づける。
なお、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０１、ステップＳ５０３における角度変換状態の判別を、目標値ＴＡと現在角度（絶対角度及び／又は推定角度）との相関、目標値ＴＡに対するモータ操作量の相関、推定角度の変化速度／加速度、モータ回転速度などに基づき行うことができる。

また、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０３で、目標値ＴＡの変化幅の所定割合（例えば、所定割合＝90％）だけ位相検出値ＲＡが変化したときや、目標値ＴＡと位相検出値ＲＡとの偏差が閾値以下になったときに、回転位相が所定の目標値ＴＡ近傍状態になったと判断できる。
一方、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０３で目標近傍ではないと判断すると、ステップＳ５０５に進み、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］（絶対角度）の更新に伴う位相検出値ＲＡの校正タイミングであるか否かを判断する。

そして、校正タイミングになると、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０５からステップＳ５０６に進み、校正量ＲＡＤＥ（誤差の大きさ及び方向）に基づく補正係数ＫＩＮの設定を実施する。
また、推定角度補正部２０２Ｃ４は、ステップＳ５０５で校正タイミングでないと判断すると、ステップＳ５０７に進み、現時点での補正係数ＫＩＮを保持する。
このように、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正タイミングで補正係数ＫＩＮの更新設定を行うとともに、校正タイミングの間で目標値ＴＡに近づけば目標値ＴＡへの収束安定性を向上させるための補正係数ＫＩＮの切り替えを実施する。

また、推定角度補正部２０２Ｃ４は、校正タイミングで補正係数ＫＩＮの更新設定において、継続して進角操作又は遅角操作が行われているときに、校正量ＲＡＤＥの符号が切り替わる（換言すれば、推定誤差の方向が切り替わる）と過剰補正を判断し、補正係数テーブルの更新（校正量ＲＡＤＥと補正係数ＫＩＮとの相関の補正）を行うことができる。
以下で、図２０、図２１を参照しつつ、補正係数テーブルの更新処理を説明する。

例えば遅角操作時の時刻ｔ１にて、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］（絶対角度）が更新され、このとき推定角度＞絶対角度であることから校正量ＲＡＤＥ（１）がマイナスになり、1.0より大きな補正係数ＫＩＮ（１）が設定される。
そして、補正係数ＫＩＮ（１）による補正状態である時刻ｔ２にて位相検出値ＲＡＰ［deg CA］（絶対角度）が更新されたときに、推定角度＜絶対角度であったとすると、補正係数ＫＩＮ（１）による推定角度の増大補正が過剰であったことになる。

そこで、推定角度補正部２０２Ｃ４は、過剰補正を抑制するために、参照する補正係数テーブルの更新を実施する。
ここで、校正量ＲＡＤＥが小さくなるほど補正係数ＫＩＮがより大きな値に設定されるから、推定角度補正部２０２Ｃ４は、少なくとも校正量ＲＡＤＥ（１）以下の領域で補正過剰になると推定して、校正量ＲＡＤＥ（１）以下の領域の補正係数ＫＩＮを一律に一定値だけ減少方向にシフトさせることができる。

なお、過剰補正に対する補正係数テーブルの更新は、図２１に示したシフト補正に限定されず、例えば、傾きの補正とすることができる。
また、図２１に示すようなシフト補正において、校正量ＲＡＤＥ（１）付近で補正係数ＫＩＮが徐々に変化するように更新することができる。

また、補正係数ＫＩＮが校正量ＲＡＤＥを変数とする１次関数で求められる構成に限定されず、補正係数ＫＩＮと校正量ＲＡＤＥとの相関は任意に設定できる。
また、図２２に示すように、校正量ＲＡＤＥが０を含む所定範囲内であるときに、補正係数ＫＩＮが1.0に保持される不感帯を設けることができ、不感帯の大きさを、角度変換の開始時であるか否かの応答状態や、運転状態（機関回転速度、モータ１２の電源電圧、内燃機関１０１の油水温）などに応じて可変とすることができる。

また、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、ＶＴＣ角度変化量演算部２０２Ｂがモータ駆動電流から変化量ΔＲＡＰの推定に用いる各パラメータを学習する学習機能（学習部）を備えることができる。
電動ＶＴＣコントローラ２０２は、内燃機関１０１の油水温、モータ電源電圧、内燃機関１０１の回転速度などが設定値である定常状態で、図２３に示すように、モータ１２に一定電圧を印加し、このときのモータ駆動電流や回転位相変化に基づき、推定処理に用いるパラメータ値（電気抵抗、フリクションなど）の学習を行うことができる。

電動ＶＴＣコントローラ２０２は、上記の学習を実施することで、内燃機関１０１や可変バルブタイミング装置１１４のばらつき、作動環境、経年変化などによる推定誤差を補償することができる。
そして、係る学習機能を備える場合、学習完了までの間において補正係数ＫＩＮによる補正を実施し、学習完了後は補正係数ＫＩＮによる補正を停止することができる。
つまり、学習の完了前は、推定角度の誤差を校正量ＲＡＤＥに基づく補正係数ＫＩＮで補償し、学習完了によって推定角度の誤差が十分に小さくなれば、補正係数ＫＩＮによる補正要求が小さくなるので、補正係数ＫＩＮによる補正を停止しても、回転位相の制御を高精度に実施できる。

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、電動ＶＴＣコントローラ２０２の機能とＥＣＭ２０１の機能とを備える１つの電子制御装置を設けることができる。

また、ＥＣＭ２０１が位相検出値ＲＡＰ［deg CA］（絶対角度）を求め、求めた位相検出値ＲＡＰを電動ＶＴＣコントローラ２０２に送信することができる。
また、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、位相検出値ＲＡＰ［deg CA］（絶対角度）の更新タイミングにおける校正量ＲＡＤＥに基づき、今回の更新タイミングからの経過時間毎に補正係数ＫＩＮを定めることができる。つまり、今回の更新タイミングから次の更新タイミングまでの間で、一定の補正係数ＫＩＮで変化量ΔＲＡＰを補正する構成に限定されず、今回の更新タイミングから次の更新タイミングまでの間で補正係数ＫＩＮを変化させることができる。

また、可変バルブタイミング装置１１４は、図３－図５に示した装置に限定されず、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装置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装置として内燃機関１０１に設けることができ、この場合も、ＥＣＭ２０１及び電動ＶＴＣコントローラ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装置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コントローラ２０２は、モータ駆動電流から変化量ΔＲＡＰの推定に用いる各パラメータを学習する学習機能を備える場合に、学習完了後も校正量ＲＡＤＥに基づく補正係数ＫＩＮによる補正を継続させることができる。
また、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、学習完了後も補正係数ＫＩＮによる補正を継続させる場合に、補正係数ＫＩＮによる補正度合いを小さく変更したり、校正量ＲＡＤＥが閾値を超えたときに再学習を実施したりすることができる。
また、電動ＶＴＣコントローラ２０２は、校正量ＲＡＤＥが閾値を超えたときに、変化量ΔＲＡＰに基づく補間処理を停止することができる。

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装置、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コントローラ、２０３…クランク角センサ、２０４…カム角センサ、２１０…電流検出器

Claims (7)

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装置の制御装置であって、
   前記回転位相に関する情報である第１位相情報を前記クランクシャフトの回転角信号と前記カムシャフトの回転角信号とに基づき求め、前記回転位相の単位期間当たりの変化量に関する情報である位相変化情報を前記モータの駆動電流に基づき求め、前記回転位相に関する情報である第２位相情報を、前記第１位相情報と前記位相変化情報とに基づき求める位相情報取得部と、
   前記位相情報取得部が前記第２位相情報の取得に用いる前記位相変化情報を、前記第１位相情報の更新タイミングでの前記第１位相情報と前記第２位相情報とのずれに基づき前記第１位相情報が次に更新されるまでの間において変更する変更部と、
   前記モータの操作信号を前記第２位相情報と目標値との比較に基づき生成して出力する操作部と、
   を備える、可変バルブタイミング装置の制御装置。
2. 請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置において、
   前記変更部は、前記位相変化情報を、前記第１位相情報の更新タイミングでの前記第１位相情報と前記第２位相情報とのずれ及び前記内燃機関の回転速度に基づき変更する、
   可変バルブタイミング装置の制御装置。
3. 請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置において、
   前記変更部は、前記位相変化情報の変更度合いを、前記第１位相情報又は前記第２位相情報が前記目標値の近傍になったときに切り替える、
   可変バルブタイミング装置の制御装置。
4. 請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置において、
   前記変更部は、前記位相変化情報の変更度合いを、前記ずれの方向が切り替わったときに切り替える、
   可変バルブタイミング装置の制御装置。
5. 請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置において、
   前記モータの駆動電流に基づき前記位相変化情報を求めるためのパラメータを学習する学習部を更に備え、
   前記変更部は、前記位相変化情報の変更を、前記学習部による学習の完了に基づき停止する、
   可変バルブタイミング装置の制御装置。
6. 請求項１記載の可変バルブタイミング装置の制御装置において、
   前記変更部は、前記位相変化情報を、前記ずれ及び前記モータの駆動条件に基づき変更する、
   可変バルブタイミング装置の制御装置。
7. 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装置の制御方法であって、
   前記回転位相に関する情報である第１位相情報を、前記クランクシャフトの回転角信号と前記カムシャフトの回転角信号とに基づき求める第１段階と、
   前記回転位相の単位期間当たりの変化量に関する情報である位相変化情報を、前記モータの駆動電流に基づき求める第２段階と、
   前記回転位相に関する情報である第２位相情報を、前記第１位相情報と前記位相変化情報とに基づき求める第３段階と、
   前記第３段階において前記第２位相情報の取得に用いる前記位相変化情報を、前記第１位相情報の更新タイミングでの前記第１位相情報と前記第２位相情報とのずれに基づき前記第１位相情報が次に更新されるまでの間において変更する第４段階と、
   前記モータの操作信号を前記第２位相情報と目標値との比較に基づき生成して出力する第５段階と、
   を含む、可変バルブタイミング装置の制御方法。

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