エンジンの制御装置
【課題】バルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構と、始動時用回転位相にロックするロック機構とを備えたエンジンにおいて、クランク角センサの異常時であっても、エンジンを始動できるようにする。
【解決手段】始動時にクランク角センサの異常を検出すると、吸気カムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定して、カム角センサが出力するカムシャフト回転角信号に基づいて点火タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを決定する故障時制御を実行する。故障時制御の開始から判定期間ＳＴが経過した時点で、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥに達していない場合には、ロック機構による始動時用回転位相へのロックが行われておらず、実際には、回転位相が初期位相（最遅角位相）であると推定し、該推定に基づきカムシャフト回転角信号からエンジン制御タイミングを決定する制御に切替える。
【解決手段】始動時にクランク角センサの異常を検出すると、吸気カムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定して、カム角センサが出力するカムシャフト回転角信号に基づいて点火タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを決定する故障時制御を実行する。故障時制御の開始から判定期間ＳＴが経過した時点で、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥに達していない場合には、ロック機構による始動時用回転位相へのロックが行われておらず、実際には、回転位相が初期位相（最遅角位相）であると推定し、該推定に基づきカムシャフト回転角信号からエンジン制御タイミングを決定する制御に切替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブタイミング機構を備えたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランク角センサの正常時には、クランク角センサが出力するクランク回転角信号に基づきクランクシャフトの回転角を検出し、クランク角センサの異常時には、カム角センサが出力するカム回転角信号に基づきクランクシャフトの回転角を検出し、検出したクランクシャフトの回転角に基づきエンジン制御タイミングを決定するエンジンの制御装置があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、エンジン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変化させてエンジンバルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構、及び、前記回転位相をその調整可能範囲の中間の始動時用回転位相にロックするロック機構を備え、エンジンの停止時に、ロック機構によって始動時用回転位相にロックし、係る回転位相のロック状態でエンジンを始動させる可変バルブタイミング制御装置があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２００７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの停止時に、始動時用回転位相にロックできたか否かによって、再始動時におけるカム角センサの信号の位相が異なることになる。
従って、クランク角センサの異常時に、実際には始動時用回転位相にロックされていないのに、始動時用回転位相にロックされているものとして、カム角センサが出力するカム回転角信号に基づきクランクシャフトの回転角を検出すると、エンジン制御タイミング（点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなど）が目標タイミングからずれ、エンジン始動に失敗することがあるという問題があった。
【０００６】
そこで、本願発明は、クランク角センサの異常時であっても、エンジンを始動させることができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため、本願発明は、エンジンの始動時であってクランク角センサが異常である場合に、カムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされていると仮定し、カム角センサの出力に基づきクランクシャフトの回転角を検出してエンジンを制御する第１の故障時制御を行い、前記第１の故障時制御によってエンジンが始動しない場合に、カムシャフトの回転位相が可変バルブタイミング機構における調整可能範囲の一方端である初期位相であると推定し、カム角センサの出力に基づきクランクシャフトの回転角を検出してエンジンを制御する第２の故障時制御に切替えるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によると、たとえカムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされていない場合であっても、カム角センサの出力からクランクシャフトの回転角を精度良く検出でき、これによりエンジン制御タイミングを適切に決定してエンジンを始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明の実施形態におけるエンジンの構成図である。
【図２】本願発明の実施形態における可変バルブタイミング機構の油圧回路図である。
【図３】本願発明の実施形態におけるロック機構を示す断面図である。
【図４】本願発明の実施形態におけるクランク回転角信号ＰＯＳ及びカム回転角信号ＣＡＭを示すタイムチャートである。
【図５】本願発明の実施形態における最遅角位相（初期位相）でのエンジン制御タイミングと始動時用回転位相でのエンジン制御タイミングとを示すタイムチャートである。
【図６】本願発明の実施形態における始動時の故障時制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明に係るエンジンの制御装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置を適用する車両用エンジン（内燃機関）のシステム構成を示す図である。
図１に示すエンジン１０１は、直列４気筒ガソリン内燃機関であるが、Ｖ型機関や水平対向機関であってもよく、また、気筒数を４気筒に限定するものではない。
【００１１】
エンジン１０１の各気筒に空気を導入するための吸気管１０２には、エンジン１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する吸入空気量センサ１０３を設けてある。吸入空気量センサ１０３として、例えば、吸気の質量流量を検出する熱線式流量計などを用いることができる。
吸気バルブ１０５は、各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉し、吸気バルブ１０５の上流側の吸気管１０２には、気筒毎に燃料噴射弁１０６を備えている。尚、エンジン１０１は、燃料噴射弁１０６が燃焼室１０４内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関であってもよい。
【００１２】
燃料噴射弁１０６から噴射された燃料は、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し、該燃焼による圧力がピストン１０８をクランクシャフト１０９に向けて押し下げることで、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が開くことで排ガスが排気管１１１に排出される。
排気管１１１には、三元触媒等を備えた触媒コンバータ１１２が設置され、触媒コンバータ１１２によって排気を浄化する。
【００１３】
吸気バルブ１０５及び排気バルブ１１０（エンジンバルブ）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１１５及び排気カムシャフト２１１の回転に伴って開動作する。
排気バルブ１１０は、一定のバルブタイミングで開動作するが、吸気バルブ１０５のバルブタイミングは、可変バルブタイミング機構１１４によって可変とされる。
【００１４】
可変バルブタイミング機構１１４は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の位相（開時期ＩＶＯ及び閉時期ＩＶＣ）を連続的に進角方向及び遅角方向に変化させる機構である。
また、点火プラグ１０７それぞれには、点火プラグ１０７に対して点火エネルギを供給する点火モジュール１１６が直付けされている。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ている。
【００１５】
エンジン制御装置２０１は、コンピュータを備え、各種のセンサやスイッチからの信号を入力し、予め記憶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、可変バルブタイミング機構１１４、点火モジュール１１６などの各種デバイスの操作量を演算して出力する装置であり、本願発明に係る制御装置としての制御機能を、後述するように有している。
【００１６】
また、エンジン制御装置２０１は、吸入空気量センサ１０３の出力信号を入力する他、クランクシャフト１０９の回転角信号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（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１１５の回転角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ２０４、エンジン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上流側の排気管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などからの出力信号を入力し、更に、エンジン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（ＩＧＮスイッチ）２０５の信号を入力する。
【００１７】
図２は、可変バルブタイミング機構１１４の構造を示す。
可変バルブタイミング機構１１４は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相を、油圧を用いて変化させる機構であり、クランクシャフト１０９によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット（タイミングスプロケット）５１と、吸気カムシャフト１１５の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４とを備え、更に、カムスプロケット５１と回転部材５３との回転位相（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１１５の回転位相）を、その調整可能範囲の中間に位置する中間ロック位相で機械的にロックするロック機構６０を設けてある。
【００１８】
カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の開口を閉塞するカバー（図示省略）とで構成される。
ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。隔壁部６３は、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる。
【００１９】
回転部材５３は、吸気カムシャフト１１５の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。
第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３とを形成する。
【００２０】
油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対する作動油の給排を行うための第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対する作動油の給排を行うための第２油圧通路９２と、油圧通路９１，９２を介した作動油の給排を制御する電磁式の油圧制御弁（スプール弁）９３と、油圧制御弁９３にオイルパン９４内の作動油を圧送するエンジン駆動のオイルポンプ９５とを有する。
【００２１】
尚、油圧制御弁９３のオイル入口ポートと、オイルポンプ９５との間には、オイルの逆流を防止する逆止弁９６を設けてある。
第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄそれぞれに接続される。
【００２２】
エンジン制御装置２０１は、油圧制御弁９３を操作して、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧を制御することで、吸気カムシャフト１１５の回転位相を制御する。即ち、進角側油圧室８２に作動油を供給し、遅角側油圧室８３から作動油を排出することで、回転位相を進角方向に変化させ、進角側油圧室８２から作動油を排出し、遅角側油圧室８３に作動油を供給することで、回転位相を遅角方向に変化させることができ、油圧制御弁９３の操作量を変更することで、最遅角位相から最進角位相までの間（調整可能範囲）の任意の回転位相に、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを変化させることができる。
ここで、隔壁部６３間の凹部内で、第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄが回転できる角度範囲が、回転位相（バルブタイミング）の調整可能範囲であり、図２の位置が最遅角位相で、第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄが図２の位置から図２における時計回りに回転して隔壁部６３に突き当たった位置が最進角位相である。
【００２３】
エンジン制御装置２０１は、クランク角センサ２０３の出力信号から検出したクランクシャフト１０９の基準角度位置と、カム角センサ２０４の出力信号から検出した吸気カムシャフト１１５の基準角度位置との間の位相差角度から、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の実際の回転位相を検出する。
そして、エンジン制御装置２０１は、エンジン運転条件（例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度）に基づいて設定した目標回転位相に実際の回転位相を近づけるように、油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を制御するデューティ比（操作量）を制御する。
【００２４】
油圧制御弁９３の制御を停止した状態（油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を停止した状態）では、吸気カムシャフト１１５の回転位相が、調整可能範囲の一方端である最遅角位相（初期位相）に戻るように、換言すれば、進角側油圧室８２から作動油を排出し、遅角側油圧室８３に作動油を供給するように、油圧制御弁９３のポート切替え特性を設定してある。
また、吸気カムシャフト１１５の回転位相を可変する可変バルブタイミング機構１１４においては、動弁反力が主に回転位相の遅角方向に作用するため、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧低下状態で吸気カムシャフト１１５が回転すると、吸気カムシャフト１１５の回転位相は遅角方向に変化し、最終的には初期位相である最遅角位相にまで戻る。
【００２５】
次に、可変バルブタイミング機構１１４に設けたロック機構６０を説明する。
ロック機構６０は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相を、その調整可能範囲（最遅角位相から最進角位相までの範囲）の中間に位置する中間ロック位相に機械的にロックする機構であり、中間ロック位相として、エンジン１０１の始動時に適した始動時用回転位相を設定してある。
【００２６】
エンジン１０１の始動時であって、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧が低下していて、しかも、オイルポンプ９５の吐出量が少なく、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧を上昇させることが難しい状態では、クランキングによって発生する動弁反力が吸気カムシャフト１１５に作用すると、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相、引いては、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが始動に適したタイミングから大きく変動してしまい、エンジン１０１始動性が悪化する。
そこで、エンジン１０１の始動時（クランキング時）に、吸気カムシャフト１１５の回転位相（吸気バルブ１０５のバルブタイミング）が始動に適した中間ロック位相に保持されるように、ロック機構６０によって回転位相を中間ロック位相にロックし、係るロック状態でエンジン１０１の始動（クランキング）が行われるようにする。
【００２７】
ロック機構６０は、図３に示すように、ベーン７８ｄに対して吸気カムシャフト１１５の軸方向に沿って形成した摺動用孔８５と、摺動用孔８５内に摺動自在に設けたロックピン８４と、カムスプロケット５１の内端面に形成された係止穴８６と、ロックピン８４を係止穴８６（カムスプロケット５１）に向けて付勢する付勢手段としてのコイルスプリング８７とを備える。
そして、ベーン７８ｄ（回転部材５３）のカムスプロケット５１に対する相対角度が、中間ロック位相に相当する角度になったときに、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並んで連続するように形成されている。
【００２８】
ロックピン８４は、外端側に弾装されたコイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に向けて付勢されており、回転位相が中間ロック位相になって摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並ぶと、ロックピン８４は、コイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に挿入され、ベーン７８ｄ（回転部材５３）のカムスプロケット５１に対する相対角度が固定される。
摺動用孔８５の後端部には拡径部８５ａが形成され、ロックピン８４の外端側にフランジ部８４ａが形成されており、フランジ部８４ａが拡径部８５ａに嵌挿されることで、摺動用孔８５の内周とロックピン８４の外周とで囲まれる環状の圧力室８８が形成され、圧力室８８に対する作動油の給排は、ロック用油圧通路９８を介し、ロック用の電磁式油圧制御弁９７によって制御される。
【００２９】
ここで、圧力室８８の油圧は、コイルスプリング８７の付勢力に抗してロックピン８４を係止穴８６から抜く方向の力としてロックピン８４に作用する。従って、ロック状態で圧力室８８に油圧を供給すると、コイルスプリング８７の付勢力に抗してロックピン８４が係止穴８６から抜けて、図３に示すようなロック解除状態になり、その後、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並んでもロックピン８４が係止穴８６に挿入されず、中間ロック位相を通過して回転位相を変化させることができる。
【００３０】
一方、圧力室８８の油圧を低下させれば、コイルスプリング８７のばね力によって、ロックピン８４は、係止穴８６が設けられるカムスプロケット５１に向けて付勢され、この状態で、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並ぶと、ロックピン８４は、コイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に挿入され、回転位相が中間ロック位相に機械的にロックされる。
尚、ロック機構６０の構造を上記のものに限定するものではない。また、１つの油圧制御弁によって、ベーン７８ｄで隔成される各油圧室８２，８３への作動油の給排、及び、ロック機構６０への作動油の給排を制御することができる。
【００３１】
ここで、エンジン制御装置２０１は、ロック要求に基づき、電磁式油圧制御弁９７を制御して圧力室８８の油圧（ロック解除圧）をドレンする一方、吸気カムシャフト１１５の回転位相を始動時用回転位相よりも進角した位置に一旦移動させ、その後、始動時用回転位相を通過するような目標回転位相を設定して、この目標回転位相に向けて油圧制御弁９３を制御する。
これにより、回転位相が遅角方向に変化する途中で、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並んで連続したときに、ロックピン８４が、コイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に挿入され、回転位相が始動時用回転位相にロックされる。
【００３２】
ロック機構６０によるロック状態では、カムスプロケット５１（ハウジング５６）に対して回転部材５３（ベーン）が固定されるため、吸気カムシャフト１１５とカムスプロケット５１（ハウジング５６）との組み付け角度が固定され、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが機械的に固定されることになる。
従って、エンジン１０１の始動時に、油圧室８２，８３の油圧が低下した状態になっていても、ロック機構６０によって回転位相が機械的にロックされていれば、エンジン始動に最適なバルブタイミングで吸気バルブ１０５が安定的に開駆動され、高い始動性を維持できる。
尚、ロック機構６０の構造及びエンジン停止時のロック制御を上記のものに限定するものではなく、公知のロック機構６０の構造及びエンジン停止時のロック制御を適宜採用できる。
【００３３】
図４は、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳ、及び、カム角センサ２０４が出力する回転角信号ＣＡＭの波形を示す。
クランク角センサ２０３は、クランクシャフト１０９に軸支したシグナルプレートに設けた被検出部を検出することで、クランク角１０deg（単位クランク角）毎にクランク回転角信号ＰＯＳ（パルス信号）を出力するセンサであるが、図４に示すように、一部でパルス信号が欠落するように設定されている。
【００３４】
具体的には、クランクシャフト１０９の１回転当たり、クランク角１８０deg間隔の２箇所で、パルスが２個連続して欠落し、パルス周期がクランク角３０degとなる部分を設けてあり、これにより、クランク回転角信号ＰＯＳは、１６パルス連続して出力した後、２パルスだけ欠落する期間があり、その後、再度１６パルス連続して出力する出力パターンを繰り返す。
従って、２パルスだけ欠落した後の最初のクランク回転角信号ＰＯＳから次の欠落期間後の最初のクランク回転角信号ＰＯＳまでは、クランク角１８０degになり、このクランク角１８０degは、本実施形態の４気筒エンジン１０１における気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当する。
【００３５】
また、本実施形態では、クランク回転角信号ＰＯＳが、各気筒の上死点前６０deg（ＢＴＤＣ６０deg）及び上死点前７０deg（ＢＴＤＣ７０deg）の２箇所で欠落するように設定してあり、２パルスだけ欠落した後の最初のクランク回転角信号ＰＯＳは、各気筒の上死点前５０deg（ＢＴＤＣ６０deg）のクランク角位置であることを示す。従って、パルス信号の欠落箇所を検出することで、欠落箇所を基準にクランクシャフト１０９の回転角、引いては、ピストン位置を検出できるように設定されている。
尚、クランク回転角信号ＰＯＳの欠落箇所であるか否かは、クランク回転角信号ＰＯＳの周期変化に基づいて判断できる。
【００３６】
但し、クランク角センサ２０３が、クランク角１０deg毎のクランク回転角信号ＰＯＳを欠落なく出力するセンサと、クランク角１８０deg間隔の２箇所で、基準クランク角信号ＲＥＦ（パルス信号）を出力するセンサとを備えることができる。
一方、カム角センサ２０４は、吸気カムシャフト１１５に軸支したシグナルプレートに設けた被検出部を検出することで、カム角９０deg（クランク角１８０deg）毎に、気筒ナンバーに対応する数のカム回転角信号ＣＡＭ（パルス信号）を出力するセンサである。
【００３７】
本実施形態の４気筒エンジン１０１における点火は、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順に行われるため、係る点火順に対応させて、カム回転角信号ＣＡＭ（パルス信号）は、カム角９０deg（クランク角１８０）毎に、１パルス、３パルス、４パルス、２パルスだけ出力されるようになっている。尚、複数連続して出力されるカム回転角信号ＣＡＭの間隔は、クランク角で３０deg（カム角で１５deg）に設定してある。
従って、エンジン制御装置２０１は、カム回転角信号ＣＡＭの連続発生数を計数することで、例えばどの気筒が次に圧縮上死点になる気筒であるかを判断できる一方、前述のように、クランク回転角信号ＰＯＳの欠落箇所（又は基準クランク角信号ＲＥＦ）を基準とするクランク回転角信号ＰＯＳの発生数からピストン位置（クランク回転角）を検出できる。
【００３８】
そして、エンジン制御装置２０１は、各気筒における点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを、各気筒の行程及びピストン位置（クランク回転角）に基づき検出し、点火モジュール１１６や燃料噴射弁１０６などへの操作信号を出力する。
また、可変バルブタイミング機構１１４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１１５の回転位相が変化することで、クランク回転角信号ＰＯＳに対するカム回転角信号ＣＡＭの位相が変化するから、係る位相の変化を検出することで、可変バルブタイミング機構１１４によるバルブタイミングの進角及び遅角変化（最遅角位相からの進角量）を検出することができる。
【００３９】
具体的には、エンジン制御装置２０１は、クランク回転角信号ＰＯＳに基づき検出した基準クランク角位置から、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）までのクランク角を検出することで、可変バルブタイミング機構１１４によるバルブタイミングの変換角度（クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相）を検出し、該検出結果が目標に近づくように、油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を制御するデューティ比（操作量）を制御する。
このように、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相の検出には、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４を用いるため、例えば、クランク角センサ２０３が故障すると実際の回転位相が不明となる。
【００４０】
このため、エンジン制御装置２０１は、クランク角センサ２０３の故障時には、可変バルブタイミング機構１１４の制御（油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電）を停止する。エンジン運転中に油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を停止すると、吸気バルブ１０５のバルブタイミングは、最遅角位相である初期位相（デフォルト位置）に向けて変化し、最遅角位相（調整可能範囲の一方端）を保持することになる。
尚、クランク角センサ２０３の異常の有無は、例えば、カム回転角信号ＣＡＭが発生している状態、換言すれば、カム回転角信号ＣＡＭの出力ラインにおける信号レベルが、ハイレベルとローレベルとの間での切り替わっている状態で、クランク回転角信号ＰＯＳが発生しない場合（ハイレベル又はローレベルに張り付いている場合）に、クランク角センサ２０３に異常が発生していると判断することができる。
【００４１】
一方、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングの検出においても、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４を用いるが、クランク角センサ２０３が故障しても、カム角センサ２０４のカム回転角信号ＣＡＭから各気筒の行程及びピストン位置（クランク回転角）を検出することが可能である。
前述のように、可変バルブタイミング機構１１４の制御を停止すると、吸気カムシャフト１１５の回転位相が遅角方向に変化して最遅角位相を保持するから、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）は、最遅角位相に対応する一定のピストン位置で出力されることになる。
【００４２】
即ち、可変バルブタイミング機構１１４の制御を停止した状態では、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）は、最遅角位相に応じた既知の基準クランク角位置を示し、その後に連続して出力されるカム回転角信号ＣＡＭは、各気筒の行程を示すことになる。更に、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）の周期はエンジン回転速度を示し、このエンジン回転速度に基づきクランク角度を時間に変換できる。
従って、エンジン制御タイミングである点火制御タイミングや燃料噴射タイミングに相当するクランク角位置（クランクシャフト１０９の回転角）は、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）を起点とした時間計測で検出することができ、クランク角センサ２０３が故障しても、エンジン制御タイミングの検出精度は低下するものの、点火や燃料噴射の制御を続けて、エンジン１０１の運転を継続させることが可能である。
【００４３】
ここで、エンジン１０１の停止時に、ロック機構６０によって始動時用回転位相にロックするから、エンジン１０１の始動時にクランク角センサ２０３の異常を検出した場合には、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）は、始動時用回転位相に対応する一定のピストン位置で出力されているものと見なして、カム回転角信号ＣＡＭからエンジン制御タイミングを決定することができる。
しかしながら、エンジン１０１の運転中（ロック機構６０によるロック実施前）にクランク角センサ２０３に異常が発生したことを検出した場合には、可変バルブタイミング機構１１４の制御（油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電）が停止されるために、吸気カムシャフト１１５の回転位相が遅角方向に変化して最遅角位相（初期位相）を保持し、そのままエンジン１０１が停止されることで、エンジン１０１の停止中も最遅角位相を保持することなる。
【００４４】
このため、エンジン１０１の始動時に、クランク角センサ２０３の異常を検出しても、それが前回運転時から継続する異常であれば、吸気カムシャフト１１５の回転位相は最遅角位相である場合があり、前回のエンジン停止時にロック機構６０によるロックを行った以降にクランク角センサ２０３に異常が生じた場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相は始動時用回転位相にロックされていることになる。
従って、エンジン１０１の始動時に、クランク角センサ２０３の異常を検出したときに、ロック機構６０によるロックが行われていて、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相になっているものと判断し、カム回転信号ＣＡＭに基づきエンジン制御タイミングの検出を行わせると、実際の回転位相が最遅角位相（初期位相）であった場合、始動時用回転位相（中間ロック位相）と最遅角位相との角度差の分だけ、エンジン制御タイミングに誤差が生じ、エンジン１０１を始動できなくなる可能性がある。
【００４５】
図５は、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相（初期位相）である場合と、始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックしてある場合とで、同じ点火制御タイミング（点火コイルへの通電開始タイミング及び通電遮断タイミング）を検出した例を示す。
この図５に示すように、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相である場合と、始動時用回転位相にロックしてある場合とでは、カム回転角信号ＣＡＭの発生タイミングにずれが生じる。
【００４６】
図５に示した例では、双方共に、３パルス連続するカム回転角信号ＣＡＭの先頭パルスの立下りを起点に、同じ点火制御タイミング、即ち、点火コイルへの通電を開始するまでの時間、及び、通電を遮断して点火火花を発生させるまでの時間を計測しているが、最遅角位相と始動時用回転位相とのずれ分だけ、点火制御タイミングがずれる。
従って、実際の回転位相が初期位相である最遅角位相に戻っているのに、始動時用回転位相にロックされているものとして、点火制御タイミングを決定すると、目標の点火時期よりもより遅角した位置で遅れて点火してしまう。その結果、混合気を着火燃焼させることができずに失火し、エンジン１０１を始動できなくなる可能性がある。
【００４７】
尚、本実施形態では、吸気カムシャフト１１５の回転位相がロック機構６０によって始動時用回転位相にロックされている場合、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）の位置が、ＢＴＤＣ７０degの位置であり、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角状態である場合、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）の位置が、ＢＴＤＣ５０degの位置に設定されているものとする。
【００４８】
本実施形態のエンジン制御装置２０１は、上記のような始動不良の発生を抑制するために、図６のフローチャートに示す手順に従って、エンジン１０１の始動時にクランク回転角を検出し、エンジン制御タイミングの決定を行う。
まず、ステップＳ３０１では、イグニッションスイッチ２０５がスタート位置であるか否か（スタータモータを起動させるスタートスイッチがオンであるかオフであるか）を判断する。
イグニッションスイッチ２０５がスタート位置であって、スタータモータによるエンジン１０１のクランキング状態（エンジン１０１の始動時）であれば、ステップＳ３０２へ進む。
【００４９】
ステップＳ３０２では、クランク角センサ２０３に異常が発生しているか否かを判断する。具体的には、クランキングによってクランクシャフト１０９が回転し、係る回転に連動して吸気カムシャフト１１５が回転した結果、カム角センサ２０４からカム回転角信号ＣＡＭが出力されているのに、クランク角センサ２０３が、クランク回転角信号ＰＯＳを出力しない場合に、クランク角センサ２０３が異常であると判定する。
但し、クランク角センサ２０３における異常の有無を判定する方法を、上記のものに限定するものではなく、例えば、クランク角センサ２０３の信号出力ラインの断線やショートを検出することができる。
【００５０】
また、クランク角センサ２０３の異常には、クランク角センサ２０３自体の故障の他、クランク角センサ２０３の信号出力ラインの異常や、エンジン制御装置２０１におけるクランク回転角信号ＰＯＳの入力回路の異常などが含まれる。
また、クランク角センサ２０３の異常には、クランク回転角信号ＰＯＳが出力されなくなる異常（ハイレベル又はローレベルに張り付く異常）の他、クランク回転角信号ＰＯＳが本来出力される位置で抜けを生じるような異常も含まれ、係る異常の有無は、クランク回転角信号ＰＯＳの発生周期などから判定できる。
【００５１】
クランク角センサ２０３に異常がない場合には、クランク角センサ２０３が出力するクランク回転角信号ＰＯＳの歯抜け箇所を基準とする計数結果に基づき、クランク回転角の検出を行えるので、そのまま、本ルーチンを終了させることで、クランク角センサ２０３の出力に基づきエンジン制御タイミングを検出する制御（正常時制御）を行わせる。
前記エンジン制御タイミングとは、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどであり、例えば点火制御タイミングは、点火コイルへの通電を開始させるクランク回転角と、点火コイルへの通電を遮断して放電火花を発生させるクランク回転角とを含み、係る点火コイルへの通電を制御するクランク回転角になったか否かを、クランク回転角信号ＰＯＳの歯抜け箇所を基準とするクランク回転角信号ＰＯＳの計数値に基づき判断し、点火コイルへの通電を制御する。
また、燃料噴射タイミングは、燃料噴射弁１０６に対して噴射パルス信号を出力して噴射を開始させるタイミングであり、クランク回転角信号ＰＯＳの歯抜け箇所を基準とするクランク回転角信号ＰＯＳの計数値に基づいて、噴射開始タイミングであるクランク回転角になったか否かを判断して、噴射パルス信号の出力を制御する。
【００５２】
一方、クランク角センサ２０３に異常が発生していて、クランク角センサ２０３の出力を用いてクランク回転角（エンジン制御タイミング）を検出することができない場合には、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づきクランク回転角を検出してエンジン制御タイミングを決定するために、ステップＳ３０３へ進む。
換言すれば、ステップＳ３０３へ進んだ場合には、カム回転角信号ＣＡＭに基づき、点火コイルへの通電を制御するクランク回転角や、燃料噴射を開始させるクランク回転角を検出し、点火コイルへの通電制御や燃料噴射弁１０６に対する噴射パルス信号の出力制御を行う。
但し、エンジン制御タイミングは、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングに限定されず、クランク回転角で制御タイミングが設定される公知の種々の制御が含まれる。
【００５３】
ステップＳ３０３では、ロック機構６０によって吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされていて、カム角センサ２０４がカム角９０deg毎にカム回転角信号ＣＡＭを出力する位置（カム信号出力基準位置）が、ＢＴＤＣ７０degであると仮定し、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づき、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを決定する制御（第１の故障時制御）を行う。
具体的には、カム回転角信号ＣＡＭの出力周期を計測することで、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭを特定し、当該カム回転角信号ＣＡＭの出力位置が、上死点前７０deg（ＢＴＤＣ７０deg）の位置であるとする。また、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭの周期からエンジン回転速度ＮＥを算出する。そして、エンジン回転速度ＮＥに基づき、上死点前７０deg（ＢＴＤＣ７０deg）から目標とするエンジン制御タイミングまでのクランク角度を時間に変換し、当該時間だけ上死点前７０degから経過した時点を、目標とするエンジン制御タイミングとして検出する。
【００５４】
例えば、点火制御タイミングとして、点火コイルへの通電を開始させるクランク回転角と、点火コイルへの通電を遮断して放電火花を発生させるクランク回転角とを設定する場合、図５に示すように、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭの立下りを時間計測の基準点とし、この基準点から点火コイルへの通電を開始させるクランク回転角までの角度を時間に換算し、当該時間が経過した時点で点火コイルへの通電を開始させる。また、前記基準点から点火コイルへの通電を遮断させるクランク回転角までの角度を時間に換算し、当該時間が経過した時点で点火コイルへの通電を遮断させ、火花点火を行わせる。
また、エンジン制御タイミングを適用する気筒は、カム回転角信号ＣＡＭの連続発生数に基づき検出し、検出した気筒の点火モジュール１１６や燃料噴射弁１０６に対して操作信号を出力することで、点火や燃料噴射を行わせる。
【００５５】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３における第１の故障時制御、即ち、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされていると仮定し、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を開始してからの経過時間Ｔが、判定時間ＳＴに達したか否か（Ｔ≧ＳＴであるか否か）を判断する。
前記判定時間ＳＴは、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を継続させる時間の上限値であり、吸気カムシャフト１１５の回転位相が実際に始動時用回転位相にロックされている場合に、始動完了までに要する標準時間よりも余裕時間だけ長い時間として予め設定してある。従って、判定時間ＳＴだけ第１の故障時制御を継続させてもエンジン１０１が始動しなかった場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされているとの仮定が間違いであり、そのために、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどに誤差が生じたものと推定できるようになっている。
【００５６】
経過時間Ｔが判定時間ＳＴに達していない場合には、本ルーチンをそのまま終了させることで、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を継続する。
一方、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を、判定時間ＳＴだけ継続した場合には、ステップＳ３０５へ進み、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥ（例えば５００rpm）未満であるか否かを判定することで、エンジン１０１が始動したか否かを判断する。前記判定速度ＳＮＥは、クランキング速度（初爆前のクランキング状態でのエンジン回転速度）よりも高く、エンジン１０１が始動したとき、換言すれば、初爆による回転上昇によって到達するエンジン回転速度である。
尚、エンジン回転速度ＮＥの上昇速度（加速度）が判定速度を超えたときに、エンジン１０１が始動したと判断させることができる。
【００５７】
ステップＳ３０５で、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥ以上であると判断された場合、換言すれば、エンジン１０１の始動完了を示すエンジン回転速度ＮＥの上昇を検出した場合には、そのまま本ルーチンを終了させることで、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする故障時制御（第１の故障時制御）を、エンジン１０１が停止するまで継続させる。
ステップＳ３０５で、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥ未満であると判断された場合、即ち、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされていると仮定し、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を判定時間ＳＴだけ継続して実施しても、エンジン１０１を始動させることができなかった場合には、ステップＳ３０６へ進む。
【００５８】
ステップＳ３０６へ進んだ場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が、ロック機構６０によって始動時用回転位相にロックされているとする仮定が間違っていて、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づいて検出したエンジン制御タイミングが目標よりも遅角していて、点火や燃料噴射のタイミングが目標よりも遅すぎたために、エンジン１０１を始動させることができなかったものと推定できる。
ここで、判定時間ＳＴは一定時間としても良いが、始動に要する時間が、エンジン１０１の温度（冷却水温度や潤滑油温度など）、外気温度、スタータモータの電源電圧（バッテリ電圧）、燃料性状などのエンジン１０１の運転条件で異なるため、これらの運転条件のうちの少なくとも１つに応じて可変に設定することができる。
【００５９】
判定時間ＳＴをエンジン１０１の運転条件に応じて可変に設定する場合、始動に要する時間が長くなる条件のときに判定時間ＳＴをより長く設定すればよく、具体的には、エンジン温度や外気温度が低いほど判定時間ＳＴを長くし、スタータモータの電源電圧が低いほど判定時間ＳＴを長くし、燃料性状としてのオクタン価が高いほど判定時間ＳＴを長くするとよい。
また、始動に要した期間を時間で判断する変わりに、燃料噴射の積算回数又は点火の積算回数で判断することができ、この場合、燃料噴射の回数又は点火の回数を積算すると共に、判定時間ＳＴに代えて判定回数ＳＮを設定し、ステップＳ３０４では、第１の故障時制御による燃料噴射又は点火の積算回数と、判定回数ＳＮとを比較し、積算回数が判定回数ＳＮに達したときに、ステップＳ３０５へ進むようにする。
【００６０】
ステップＳ３０６では、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相（初期位相）であって、カム角センサ２０４がカム角９０deg毎にカム回転角信号ＣＡＭを出力する位置（カム信号出力基準位置）が、ＢＴＤＣ５０degであると推定し、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づき、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを決定する制御（第２の故障時制御）に切り替える。
即ち、ロック機構６０によって吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定した第１の故障時制御で、エンジン１０１を始動させることができなかった場合には、実際には始動時用回転位相にロックされておらず、吸気カムシャフト１１５の回転位相が実際には最遅角位相（初期位相）であるため、クランク回転角（エンジン制御タイミング）の検出結果に誤差が生じたものと推定し、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位置（調整可能範囲の一方端）である場合に適合する第２の故障時制御に切り替える。
【００６１】
例えば、エンジン１０１の前回運転時の停止直前にクランク角センサ２０３に異常が発生し、これに基づき可変バルブタイミング機構１１４の制御を停止した結果、吸気カムシャフト１１５の回転位相が初期位相である最遅角位相にまで戻り、そのままエンジン１０１が停止した場合には、再始動時には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が初期位相である最遅角位相になっている。
ここで、クランク角センサ２０３の故障状態が継続していれば、実際の回転位相を検出することができず、始動時用回転位相にロックされているか否かが不明であり、また、始動時には、油圧不足のため、始動時用回転位相にまで回転位相を変化させてロック機構６０によるロックを行わせることも難しい。
【００６２】
そこで、エンジン１０１の始動時に、クランク角センサ２０３が故障している場合には、ロック機構６０によって始動時用回転位相にロックされているものと仮定し、当該仮定に基づきカム角センサ２０４の出力からエンジン制御タイミングを決定する第１の故障時制御を行う。
実際に吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされていれば、カム角センサ２０４の出力からクランク回転角（エンジン制御タイミング）を検出でき、その結果、エンジン１０１を始動させることができる。
【００６３】
一方、実際の回転位相が最遅角位相（初期位相）であれば、始動時用回転位相にロックされているものとしてカム角センサ２０４の出力からクランク角（エンジン制御タイミング）を検出すると、始動時用回転位相と最遅角位相との角度差だけクランク回転角（エンジン制御タイミング）の検出結果に誤差が生じ、その結果、エンジン１０１を始動させることができなくなる。従って、第１の故障時制御で、エンジン１０１を始動させることができなかったことは、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているとの仮定が間違いで、実際の吸気カムシャフト１１５の回転位相は最遅角位相であることを示す。
そこで、エンジン１０１を始動させることができなかった場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているとの仮定に基づく制御（第１の故障時制御）を停止し、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相であることを前提とする制御（第２の故障時制御）に切り替えることで、クランク回転角を検出できるようになり、エンジン１０１を始動させることが可能となる。
【００６４】
尚、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされている場合と、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相である場合とで、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが異なり、これによって充填効率が変化するので、吸気カムシャフト１１５の回転位相による充填効率の違いに応じて燃料噴射量を変更することができる。但し、始動時には吸気ポート壁面に付着する液状燃料（壁流分）などを考慮して燃料噴射量を決定する必要があり、充填効率の違い及び壁流分を考慮した結果としての燃料噴射量が、略同等となることがあり得る。
【００６５】
ここで、上記のような制御機能を有するエンジン制御装置２０１を備えたエンジン１０１の効果を説明する。
上記エンジン１０１では、クランク角センサ２０３が故障しても、カム角センサ２０４を用いてクランク回転角を検出して、エンジン１０１を始動させ、かつ、運転を継続させることができる。
また、クランク角センサ２０３が故障している状態でエンジン１０１を始動させるときに、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定して、カム角センサ２０４を用いてクランク回転角を検出した結果、エンジン１０１を始動させることができなかった場合に、吸気カムシャフト１１５の回転位相が初期位相の最遅角位相であると推定し、カム角センサ２０４の出力からクランク回転角を検出する制御に切り替えるので、たとえ始動時用回転位相にロックされていない始動時であっても、エンジン１０１を始動させることができる。
【００６６】
また、エンジン１０１の始動に成功したか失敗したかを判定するタイミングを決定する判定時間ＳＴ（判定期間）を、エンジン１０１の温度などの運転条件に応じて可変に設定することで、運転条件による始動時間の延びを、始動の失敗として誤判定することを抑制でき、エンジン１０１の始動に成功したか失敗したかを精度良く、かつ、可及的速やかに判断することができ、第２の故障時制御への移行を的確に行え、最終的には、始動性を良好に維持できる。
また、第１の故障時制御を継続させる判定期間を、燃料噴射又は点火の積算回数とすれば、クランキング速度のばらつきなどに影響されることなく、また、クランキング開始から燃料噴射して点火動作を開始するまでの期間を、始動に要した期間から除外でき、始動に成功したか失敗したかの判定精度を高めることができる。
【００６７】
尚、可変バルブタイミング機構を、排気カムシャフト２１１の回転位相を可変とし、排気バルブ１１０のバルブタイミングを変化させる機構とし、カム角センサ２０４を、排気カムシャフト２１１に設けたエンジン１０１とすることができる。この場合、可変バルブタイミング機構１１４の初期位相を最進角位相とし、始動時用回転位相を最進角位相よりも遅角側に位置する中間ロック位相とすることができる。
【００６８】
また、可変バルブタイミング機構１１４と共に、バルブ作動角の中心位相を変化させることなく、エンジンバルブの最大バルブリフト量及びバルブ作動角を可変とする可変バルブリフト機構を備えることができる。
また、カム角センサとして、例えば、気筒番号毎に異なるパルス幅のカム回転角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ２０４を用いることができる。
また、信号待ちなどの自動停止条件でエンジン１０１を自動的に停止させるアイドルストップ制御機能を備えた車両において、クランク角センサ２０３が故障した場合には、アイドルストップ制御を禁止したり、アイドルストップ制御の実施頻度を低下させる制限を行ったりすることが好ましい。
【００６９】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジンの運転条件として、前記エンジンの温度、外気温度、スタータモータの電源電圧、燃料性状のうちの少なくとも１つを含むエンジンの制御装置。
上記発明によると、前記エンジンの温度、外気温度、スタータモータの電源電圧、燃料性状などによってエンジンの始動時間が変わることに対応して、第１の故障時制御を継続させる時間を変化させるから、実際に始動時用回転位相にロックされている状態で、第２の故障時制御への切り替えを誤って行ってしまうことを抑制できる。
【００７０】
（ロ）エンジンのクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を変化させて吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構と、
前記回転位相をその調整可能範囲の中間の始動時用回転位相にロックするロック機構と、
前記クランクシャフトの回転角信号を出力するクランク角センサと、
前記吸気カムシャフトの回転角信号を出力するカム角センサと、
を備えたエンジンの制御装置であって、
前記エンジンの始動時であって前記クランク角センサが異常である場合に、前記回転位相が前記始動時用回転位相にロックされていると仮定して、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第１の故障時制御を行い、前記第１の故障時制御によって前記エンジンが始動しない場合に、前記回転位相が最遅角位相であると推定し、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第２の故障時制御に切替えるエンジンの制御装置。
【００７１】
上記発明によると、吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいて、エンジンの始動時であってクランク角センサが異常である場合には、まず、吸気カムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定して、カム角センサの出力からクランクシャフトの回転角を検出し、係る制御でエンジンが始動しない場合には、吸気カムシャフトの回転位相が初期位相である最遅角位相であるものとして、カム角センサの出力からクランクシャフトの回転角を検出する制御に切り替え、非ロック状態で始動する場合に、適切なエンジン制御タイミングでエンジンを制御して、エンジンを始動させることができるようにする。
【００７２】
（ハ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジン１０１のクランキング開始に伴い前記カム角センサからの信号が出力される状態で、前記クランク角センサからの信号出力がない場合に、前記クランク角センサの異常を判定するエンジンの制御装置。
上記発明によると、カム角センサからカム回転角信号が出力される状態は、クランクシャフト及びカムシャフトが回転している状態であり、係るエンジンの回転状態において、クランク角センサが正常であれば、クランク回転角信号を出力するから、クランク回転角信号が出力されない場合には、クランク角センサに何らかの異常が発生しているものと判定する。
【００７３】
（ニ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置において、
前記第１の故障時制御の継続期間が判定期間に達したときに、エンジン回転速度が判定速度よりも高くなっていれば前記第１の故障時制御をそのまま継続させ、エンジン回転速度が前記判定速度を下回っていれば前記第１の故障時制御から前記第２の故障時制御に切替えるエンジンの制御装置。
上記発明によると、第１の故障時制御を判定期間だけ継続したときに、エンジン回転速度が判定速度よりも高くなっていれば、実際にカムシャフトの回転位相が始動時用回転位相になっていたため、クランクシャフトの回転角を検出でき、そのためにエンジンの始動に成功したものと判断し、第１の故障時制御を継続させる。一方、第１の故障時制御を判定期間だけ継続したときに、エンジン回転速度が判定速度を下回っていれば、カムシャフトの回転位相が実際は初期位相であるため、クランクシャフトの回転角の検出結果に誤差が生じ、そのために始動に失敗したものと判断し、第２の故障時制御に切替える。
【符号の説明】
【００７４】
６０…ロック機構、１０１…エンジン（内燃機関）、１０５…吸気バルブ、１０６…燃料噴射弁、１０７…点火プラグ、１０９…クランクシャフト、１１４…可変バルブタイミング機構、１１５…吸気カムシャフト、１１５…点火モジュール、２０１…エンジン制御装置、２０３…クランク角センサ、２０４…カム角センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブタイミング機構を備えたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランク角センサの正常時には、クランク角センサが出力するクランク回転角信号に基づきクランクシャフトの回転角を検出し、クランク角センサの異常時には、カム角センサが出力するカム回転角信号に基づきクランクシャフトの回転角を検出し、検出したクランクシャフトの回転角に基づきエンジン制御タイミングを決定するエンジンの制御装置があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、エンジン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変化させてエンジンバルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構、及び、前記回転位相をその調整可能範囲の中間の始動時用回転位相にロックするロック機構を備え、エンジンの停止時に、ロック機構によって始動時用回転位相にロックし、係る回転位相のロック状態でエンジンを始動させる可変バルブタイミング制御装置があった（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２００７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの停止時に、始動時用回転位相にロックできたか否かによって、再始動時におけるカム角センサの信号の位相が異なることになる。
従って、クランク角センサの異常時に、実際には始動時用回転位相にロックされていないのに、始動時用回転位相にロックされているものとして、カム角センサが出力するカム回転角信号に基づきクランクシャフトの回転角を検出すると、エンジン制御タイミング（点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなど）が目標タイミングからずれ、エンジン始動に失敗することがあるという問題があった。
【０００６】
そこで、本願発明は、クランク角センサの異常時であっても、エンジンを始動させることができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため、本願発明は、エンジンの始動時であってクランク角センサが異常である場合に、カムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされていると仮定し、カム角センサの出力に基づきクランクシャフトの回転角を検出してエンジンを制御する第１の故障時制御を行い、前記第１の故障時制御によってエンジンが始動しない場合に、カムシャフトの回転位相が可変バルブタイミング機構における調整可能範囲の一方端である初期位相であると推定し、カム角センサの出力に基づきクランクシャフトの回転角を検出してエンジンを制御する第２の故障時制御に切替えるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によると、たとえカムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされていない場合であっても、カム角センサの出力からクランクシャフトの回転角を精度良く検出でき、これによりエンジン制御タイミングを適切に決定してエンジンを始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明の実施形態におけるエンジンの構成図である。
【図２】本願発明の実施形態における可変バルブタイミング機構の油圧回路図である。
【図３】本願発明の実施形態におけるロック機構を示す断面図である。
【図４】本願発明の実施形態におけるクランク回転角信号ＰＯＳ及びカム回転角信号ＣＡＭを示すタイムチャートである。
【図５】本願発明の実施形態における最遅角位相（初期位相）でのエンジン制御タイミングと始動時用回転位相でのエンジン制御タイミングとを示すタイムチャートである。
【図６】本願発明の実施形態における始動時の故障時制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明に係るエンジンの制御装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置を適用する車両用エンジン（内燃機関）のシステム構成を示す図である。
図１に示すエンジン１０１は、直列４気筒ガソリン内燃機関であるが、Ｖ型機関や水平対向機関であってもよく、また、気筒数を４気筒に限定するものではない。
【００１１】
エンジン１０１の各気筒に空気を導入するための吸気管１０２には、エンジン１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する吸入空気量センサ１０３を設けてある。吸入空気量センサ１０３として、例えば、吸気の質量流量を検出する熱線式流量計などを用いることができる。
吸気バルブ１０５は、各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉し、吸気バルブ１０５の上流側の吸気管１０２には、気筒毎に燃料噴射弁１０６を備えている。尚、エンジン１０１は、燃料噴射弁１０６が燃焼室１０４内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関であってもよい。
【００１２】
燃料噴射弁１０６から噴射された燃料は、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し、該燃焼による圧力がピストン１０８をクランクシャフト１０９に向けて押し下げることで、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が開くことで排ガスが排気管１１１に排出される。
排気管１１１には、三元触媒等を備えた触媒コンバータ１１２が設置され、触媒コンバータ１１２によって排気を浄化する。
【００１３】
吸気バルブ１０５及び排気バルブ１１０（エンジンバルブ）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１１５及び排気カムシャフト２１１の回転に伴って開動作する。
排気バルブ１１０は、一定のバルブタイミングで開動作するが、吸気バルブ１０５のバルブタイミングは、可変バルブタイミング機構１１４によって可変とされる。
【００１４】
可変バルブタイミング機構１１４は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の位相（開時期ＩＶＯ及び閉時期ＩＶＣ）を連続的に進角方向及び遅角方向に変化させる機構である。
また、点火プラグ１０７それぞれには、点火プラグ１０７に対して点火エネルギを供給する点火モジュール１１６が直付けされている。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ている。
【００１５】
エンジン制御装置２０１は、コンピュータを備え、各種のセンサやスイッチからの信号を入力し、予め記憶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、可変バルブタイミング機構１１４、点火モジュール１１６などの各種デバイスの操作量を演算して出力する装置であり、本願発明に係る制御装置としての制御機能を、後述するように有している。
【００１６】
また、エンジン制御装置２０１は、吸入空気量センサ１０３の出力信号を入力する他、クランクシャフト１０９の回転角信号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（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１１５の回転角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ２０４、エンジン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上流側の排気管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などからの出力信号を入力し、更に、エンジン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（ＩＧＮスイッチ）２０５の信号を入力する。
【００１７】
図２は、可変バルブタイミング機構１１４の構造を示す。
可変バルブタイミング機構１１４は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相を、油圧を用いて変化させる機構であり、クランクシャフト１０９によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット（タイミングスプロケット）５１と、吸気カムシャフト１１５の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４とを備え、更に、カムスプロケット５１と回転部材５３との回転位相（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１１５の回転位相）を、その調整可能範囲の中間に位置する中間ロック位相で機械的にロックするロック機構６０を設けてある。
【００１８】
カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の開口を閉塞するカバー（図示省略）とで構成される。
ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。隔壁部６３は、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる。
【００１９】
回転部材５３は、吸気カムシャフト１１５の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。
第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３とを形成する。
【００２０】
油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対する作動油の給排を行うための第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対する作動油の給排を行うための第２油圧通路９２と、油圧通路９１，９２を介した作動油の給排を制御する電磁式の油圧制御弁（スプール弁）９３と、油圧制御弁９３にオイルパン９４内の作動油を圧送するエンジン駆動のオイルポンプ９５とを有する。
【００２１】
尚、油圧制御弁９３のオイル入口ポートと、オイルポンプ９５との間には、オイルの逆流を防止する逆止弁９６を設けてある。
第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄそれぞれに接続される。
【００２２】
エンジン制御装置２０１は、油圧制御弁９３を操作して、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧を制御することで、吸気カムシャフト１１５の回転位相を制御する。即ち、進角側油圧室８２に作動油を供給し、遅角側油圧室８３から作動油を排出することで、回転位相を進角方向に変化させ、進角側油圧室８２から作動油を排出し、遅角側油圧室８３に作動油を供給することで、回転位相を遅角方向に変化させることができ、油圧制御弁９３の操作量を変更することで、最遅角位相から最進角位相までの間（調整可能範囲）の任意の回転位相に、吸気バルブ１０５のバルブタイミングを変化させることができる。
ここで、隔壁部６３間の凹部内で、第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄが回転できる角度範囲が、回転位相（バルブタイミング）の調整可能範囲であり、図２の位置が最遅角位相で、第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄが図２の位置から図２における時計回りに回転して隔壁部６３に突き当たった位置が最進角位相である。
【００２３】
エンジン制御装置２０１は、クランク角センサ２０３の出力信号から検出したクランクシャフト１０９の基準角度位置と、カム角センサ２０４の出力信号から検出した吸気カムシャフト１１５の基準角度位置との間の位相差角度から、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の実際の回転位相を検出する。
そして、エンジン制御装置２０１は、エンジン運転条件（例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度）に基づいて設定した目標回転位相に実際の回転位相を近づけるように、油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を制御するデューティ比（操作量）を制御する。
【００２４】
油圧制御弁９３の制御を停止した状態（油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を停止した状態）では、吸気カムシャフト１１５の回転位相が、調整可能範囲の一方端である最遅角位相（初期位相）に戻るように、換言すれば、進角側油圧室８２から作動油を排出し、遅角側油圧室８３に作動油を供給するように、油圧制御弁９３のポート切替え特性を設定してある。
また、吸気カムシャフト１１５の回転位相を可変する可変バルブタイミング機構１１４においては、動弁反力が主に回転位相の遅角方向に作用するため、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧低下状態で吸気カムシャフト１１５が回転すると、吸気カムシャフト１１５の回転位相は遅角方向に変化し、最終的には初期位相である最遅角位相にまで戻る。
【００２５】
次に、可変バルブタイミング機構１１４に設けたロック機構６０を説明する。
ロック機構６０は、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相を、その調整可能範囲（最遅角位相から最進角位相までの範囲）の中間に位置する中間ロック位相に機械的にロックする機構であり、中間ロック位相として、エンジン１０１の始動時に適した始動時用回転位相を設定してある。
【００２６】
エンジン１０１の始動時であって、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧が低下していて、しかも、オイルポンプ９５の吐出量が少なく、進角側油圧室８２及び遅角側油圧室８３の油圧を上昇させることが難しい状態では、クランキングによって発生する動弁反力が吸気カムシャフト１１５に作用すると、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相、引いては、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが始動に適したタイミングから大きく変動してしまい、エンジン１０１始動性が悪化する。
そこで、エンジン１０１の始動時（クランキング時）に、吸気カムシャフト１１５の回転位相（吸気バルブ１０５のバルブタイミング）が始動に適した中間ロック位相に保持されるように、ロック機構６０によって回転位相を中間ロック位相にロックし、係るロック状態でエンジン１０１の始動（クランキング）が行われるようにする。
【００２７】
ロック機構６０は、図３に示すように、ベーン７８ｄに対して吸気カムシャフト１１５の軸方向に沿って形成した摺動用孔８５と、摺動用孔８５内に摺動自在に設けたロックピン８４と、カムスプロケット５１の内端面に形成された係止穴８６と、ロックピン８４を係止穴８６（カムスプロケット５１）に向けて付勢する付勢手段としてのコイルスプリング８７とを備える。
そして、ベーン７８ｄ（回転部材５３）のカムスプロケット５１に対する相対角度が、中間ロック位相に相当する角度になったときに、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並んで連続するように形成されている。
【００２８】
ロックピン８４は、外端側に弾装されたコイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に向けて付勢されており、回転位相が中間ロック位相になって摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並ぶと、ロックピン８４は、コイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に挿入され、ベーン７８ｄ（回転部材５３）のカムスプロケット５１に対する相対角度が固定される。
摺動用孔８５の後端部には拡径部８５ａが形成され、ロックピン８４の外端側にフランジ部８４ａが形成されており、フランジ部８４ａが拡径部８５ａに嵌挿されることで、摺動用孔８５の内周とロックピン８４の外周とで囲まれる環状の圧力室８８が形成され、圧力室８８に対する作動油の給排は、ロック用油圧通路９８を介し、ロック用の電磁式油圧制御弁９７によって制御される。
【００２９】
ここで、圧力室８８の油圧は、コイルスプリング８７の付勢力に抗してロックピン８４を係止穴８６から抜く方向の力としてロックピン８４に作用する。従って、ロック状態で圧力室８８に油圧を供給すると、コイルスプリング８７の付勢力に抗してロックピン８４が係止穴８６から抜けて、図３に示すようなロック解除状態になり、その後、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並んでもロックピン８４が係止穴８６に挿入されず、中間ロック位相を通過して回転位相を変化させることができる。
【００３０】
一方、圧力室８８の油圧を低下させれば、コイルスプリング８７のばね力によって、ロックピン８４は、係止穴８６が設けられるカムスプロケット５１に向けて付勢され、この状態で、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並ぶと、ロックピン８４は、コイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に挿入され、回転位相が中間ロック位相に機械的にロックされる。
尚、ロック機構６０の構造を上記のものに限定するものではない。また、１つの油圧制御弁によって、ベーン７８ｄで隔成される各油圧室８２，８３への作動油の給排、及び、ロック機構６０への作動油の給排を制御することができる。
【００３１】
ここで、エンジン制御装置２０１は、ロック要求に基づき、電磁式油圧制御弁９７を制御して圧力室８８の油圧（ロック解除圧）をドレンする一方、吸気カムシャフト１１５の回転位相を始動時用回転位相よりも進角した位置に一旦移動させ、その後、始動時用回転位相を通過するような目標回転位相を設定して、この目標回転位相に向けて油圧制御弁９３を制御する。
これにより、回転位相が遅角方向に変化する途中で、摺動用孔８５内と係止穴８６とが同一軸上に並んで連続したときに、ロックピン８４が、コイルスプリング８７のばね力で係止穴８６に挿入され、回転位相が始動時用回転位相にロックされる。
【００３２】
ロック機構６０によるロック状態では、カムスプロケット５１（ハウジング５６）に対して回転部材５３（ベーン）が固定されるため、吸気カムシャフト１１５とカムスプロケット５１（ハウジング５６）との組み付け角度が固定され、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが機械的に固定されることになる。
従って、エンジン１０１の始動時に、油圧室８２，８３の油圧が低下した状態になっていても、ロック機構６０によって回転位相が機械的にロックされていれば、エンジン始動に最適なバルブタイミングで吸気バルブ１０５が安定的に開駆動され、高い始動性を維持できる。
尚、ロック機構６０の構造及びエンジン停止時のロック制御を上記のものに限定するものではなく、公知のロック機構６０の構造及びエンジン停止時のロック制御を適宜採用できる。
【００３３】
図４は、クランク角センサ２０３が出力する回転角信号ＰＯＳ、及び、カム角センサ２０４が出力する回転角信号ＣＡＭの波形を示す。
クランク角センサ２０３は、クランクシャフト１０９に軸支したシグナルプレートに設けた被検出部を検出することで、クランク角１０deg（単位クランク角）毎にクランク回転角信号ＰＯＳ（パルス信号）を出力するセンサであるが、図４に示すように、一部でパルス信号が欠落するように設定されている。
【００３４】
具体的には、クランクシャフト１０９の１回転当たり、クランク角１８０deg間隔の２箇所で、パルスが２個連続して欠落し、パルス周期がクランク角３０degとなる部分を設けてあり、これにより、クランク回転角信号ＰＯＳは、１６パルス連続して出力した後、２パルスだけ欠落する期間があり、その後、再度１６パルス連続して出力する出力パターンを繰り返す。
従って、２パルスだけ欠落した後の最初のクランク回転角信号ＰＯＳから次の欠落期間後の最初のクランク回転角信号ＰＯＳまでは、クランク角１８０degになり、このクランク角１８０degは、本実施形態の４気筒エンジン１０１における気筒間の行程位相差（点火間隔）に相当する。
【００３５】
また、本実施形態では、クランク回転角信号ＰＯＳが、各気筒の上死点前６０deg（ＢＴＤＣ６０deg）及び上死点前７０deg（ＢＴＤＣ７０deg）の２箇所で欠落するように設定してあり、２パルスだけ欠落した後の最初のクランク回転角信号ＰＯＳは、各気筒の上死点前５０deg（ＢＴＤＣ６０deg）のクランク角位置であることを示す。従って、パルス信号の欠落箇所を検出することで、欠落箇所を基準にクランクシャフト１０９の回転角、引いては、ピストン位置を検出できるように設定されている。
尚、クランク回転角信号ＰＯＳの欠落箇所であるか否かは、クランク回転角信号ＰＯＳの周期変化に基づいて判断できる。
【００３６】
但し、クランク角センサ２０３が、クランク角１０deg毎のクランク回転角信号ＰＯＳを欠落なく出力するセンサと、クランク角１８０deg間隔の２箇所で、基準クランク角信号ＲＥＦ（パルス信号）を出力するセンサとを備えることができる。
一方、カム角センサ２０４は、吸気カムシャフト１１５に軸支したシグナルプレートに設けた被検出部を検出することで、カム角９０deg（クランク角１８０deg）毎に、気筒ナンバーに対応する数のカム回転角信号ＣＡＭ（パルス信号）を出力するセンサである。
【００３７】
本実施形態の４気筒エンジン１０１における点火は、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順に行われるため、係る点火順に対応させて、カム回転角信号ＣＡＭ（パルス信号）は、カム角９０deg（クランク角１８０）毎に、１パルス、３パルス、４パルス、２パルスだけ出力されるようになっている。尚、複数連続して出力されるカム回転角信号ＣＡＭの間隔は、クランク角で３０deg（カム角で１５deg）に設定してある。
従って、エンジン制御装置２０１は、カム回転角信号ＣＡＭの連続発生数を計数することで、例えばどの気筒が次に圧縮上死点になる気筒であるかを判断できる一方、前述のように、クランク回転角信号ＰＯＳの欠落箇所（又は基準クランク角信号ＲＥＦ）を基準とするクランク回転角信号ＰＯＳの発生数からピストン位置（クランク回転角）を検出できる。
【００３８】
そして、エンジン制御装置２０１は、各気筒における点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを、各気筒の行程及びピストン位置（クランク回転角）に基づき検出し、点火モジュール１１６や燃料噴射弁１０６などへの操作信号を出力する。
また、可変バルブタイミング機構１１４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１１５の回転位相が変化することで、クランク回転角信号ＰＯＳに対するカム回転角信号ＣＡＭの位相が変化するから、係る位相の変化を検出することで、可変バルブタイミング機構１１４によるバルブタイミングの進角及び遅角変化（最遅角位相からの進角量）を検出することができる。
【００３９】
具体的には、エンジン制御装置２０１は、クランク回転角信号ＰＯＳに基づき検出した基準クランク角位置から、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）までのクランク角を検出することで、可変バルブタイミング機構１１４によるバルブタイミングの変換角度（クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相）を検出し、該検出結果が目標に近づくように、油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を制御するデューティ比（操作量）を制御する。
このように、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５の回転位相の検出には、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４を用いるため、例えば、クランク角センサ２０３が故障すると実際の回転位相が不明となる。
【００４０】
このため、エンジン制御装置２０１は、クランク角センサ２０３の故障時には、可変バルブタイミング機構１１４の制御（油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電）を停止する。エンジン運転中に油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電を停止すると、吸気バルブ１０５のバルブタイミングは、最遅角位相である初期位相（デフォルト位置）に向けて変化し、最遅角位相（調整可能範囲の一方端）を保持することになる。
尚、クランク角センサ２０３の異常の有無は、例えば、カム回転角信号ＣＡＭが発生している状態、換言すれば、カム回転角信号ＣＡＭの出力ラインにおける信号レベルが、ハイレベルとローレベルとの間での切り替わっている状態で、クランク回転角信号ＰＯＳが発生しない場合（ハイレベル又はローレベルに張り付いている場合）に、クランク角センサ２０３に異常が発生していると判断することができる。
【００４１】
一方、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングの検出においても、クランク角センサ２０３及びカム角センサ２０４を用いるが、クランク角センサ２０３が故障しても、カム角センサ２０４のカム回転角信号ＣＡＭから各気筒の行程及びピストン位置（クランク回転角）を検出することが可能である。
前述のように、可変バルブタイミング機構１１４の制御を停止すると、吸気カムシャフト１１５の回転位相が遅角方向に変化して最遅角位相を保持するから、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）は、最遅角位相に対応する一定のピストン位置で出力されることになる。
【００４２】
即ち、可変バルブタイミング機構１１４の制御を停止した状態では、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）は、最遅角位相に応じた既知の基準クランク角位置を示し、その後に連続して出力されるカム回転角信号ＣＡＭは、各気筒の行程を示すことになる。更に、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）の周期はエンジン回転速度を示し、このエンジン回転速度に基づきクランク角度を時間に変換できる。
従って、エンジン制御タイミングである点火制御タイミングや燃料噴射タイミングに相当するクランク角位置（クランクシャフト１０９の回転角）は、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）を起点とした時間計測で検出することができ、クランク角センサ２０３が故障しても、エンジン制御タイミングの検出精度は低下するものの、点火や燃料噴射の制御を続けて、エンジン１０１の運転を継続させることが可能である。
【００４３】
ここで、エンジン１０１の停止時に、ロック機構６０によって始動時用回転位相にロックするから、エンジン１０１の始動時にクランク角センサ２０３の異常を検出した場合には、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）は、始動時用回転位相に対応する一定のピストン位置で出力されているものと見なして、カム回転角信号ＣＡＭからエンジン制御タイミングを決定することができる。
しかしながら、エンジン１０１の運転中（ロック機構６０によるロック実施前）にクランク角センサ２０３に異常が発生したことを検出した場合には、可変バルブタイミング機構１１４の制御（油圧制御弁９３の電磁アクチュエータへの通電）が停止されるために、吸気カムシャフト１１５の回転位相が遅角方向に変化して最遅角位相（初期位相）を保持し、そのままエンジン１０１が停止されることで、エンジン１０１の停止中も最遅角位相を保持することなる。
【００４４】
このため、エンジン１０１の始動時に、クランク角センサ２０３の異常を検出しても、それが前回運転時から継続する異常であれば、吸気カムシャフト１１５の回転位相は最遅角位相である場合があり、前回のエンジン停止時にロック機構６０によるロックを行った以降にクランク角センサ２０３に異常が生じた場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相は始動時用回転位相にロックされていることになる。
従って、エンジン１０１の始動時に、クランク角センサ２０３の異常を検出したときに、ロック機構６０によるロックが行われていて、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相になっているものと判断し、カム回転信号ＣＡＭに基づきエンジン制御タイミングの検出を行わせると、実際の回転位相が最遅角位相（初期位相）であった場合、始動時用回転位相（中間ロック位相）と最遅角位相との角度差の分だけ、エンジン制御タイミングに誤差が生じ、エンジン１０１を始動できなくなる可能性がある。
【００４５】
図５は、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相（初期位相）である場合と、始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックしてある場合とで、同じ点火制御タイミング（点火コイルへの通電開始タイミング及び通電遮断タイミング）を検出した例を示す。
この図５に示すように、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相である場合と、始動時用回転位相にロックしてある場合とでは、カム回転角信号ＣＡＭの発生タイミングにずれが生じる。
【００４６】
図５に示した例では、双方共に、３パルス連続するカム回転角信号ＣＡＭの先頭パルスの立下りを起点に、同じ点火制御タイミング、即ち、点火コイルへの通電を開始するまでの時間、及び、通電を遮断して点火火花を発生させるまでの時間を計測しているが、最遅角位相と始動時用回転位相とのずれ分だけ、点火制御タイミングがずれる。
従って、実際の回転位相が初期位相である最遅角位相に戻っているのに、始動時用回転位相にロックされているものとして、点火制御タイミングを決定すると、目標の点火時期よりもより遅角した位置で遅れて点火してしまう。その結果、混合気を着火燃焼させることができずに失火し、エンジン１０１を始動できなくなる可能性がある。
【００４７】
尚、本実施形態では、吸気カムシャフト１１５の回転位相がロック機構６０によって始動時用回転位相にロックされている場合、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）の位置が、ＢＴＤＣ７０degの位置であり、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角状態である場合、カム角９０deg毎に出力されるカム回転角信号ＣＡＭ（複数パルスが連続して出力される場合の先頭パルス）の位置が、ＢＴＤＣ５０degの位置に設定されているものとする。
【００４８】
本実施形態のエンジン制御装置２０１は、上記のような始動不良の発生を抑制するために、図６のフローチャートに示す手順に従って、エンジン１０１の始動時にクランク回転角を検出し、エンジン制御タイミングの決定を行う。
まず、ステップＳ３０１では、イグニッションスイッチ２０５がスタート位置であるか否か（スタータモータを起動させるスタートスイッチがオンであるかオフであるか）を判断する。
イグニッションスイッチ２０５がスタート位置であって、スタータモータによるエンジン１０１のクランキング状態（エンジン１０１の始動時）であれば、ステップＳ３０２へ進む。
【００４９】
ステップＳ３０２では、クランク角センサ２０３に異常が発生しているか否かを判断する。具体的には、クランキングによってクランクシャフト１０９が回転し、係る回転に連動して吸気カムシャフト１１５が回転した結果、カム角センサ２０４からカム回転角信号ＣＡＭが出力されているのに、クランク角センサ２０３が、クランク回転角信号ＰＯＳを出力しない場合に、クランク角センサ２０３が異常であると判定する。
但し、クランク角センサ２０３における異常の有無を判定する方法を、上記のものに限定するものではなく、例えば、クランク角センサ２０３の信号出力ラインの断線やショートを検出することができる。
【００５０】
また、クランク角センサ２０３の異常には、クランク角センサ２０３自体の故障の他、クランク角センサ２０３の信号出力ラインの異常や、エンジン制御装置２０１におけるクランク回転角信号ＰＯＳの入力回路の異常などが含まれる。
また、クランク角センサ２０３の異常には、クランク回転角信号ＰＯＳが出力されなくなる異常（ハイレベル又はローレベルに張り付く異常）の他、クランク回転角信号ＰＯＳが本来出力される位置で抜けを生じるような異常も含まれ、係る異常の有無は、クランク回転角信号ＰＯＳの発生周期などから判定できる。
【００５１】
クランク角センサ２０３に異常がない場合には、クランク角センサ２０３が出力するクランク回転角信号ＰＯＳの歯抜け箇所を基準とする計数結果に基づき、クランク回転角の検出を行えるので、そのまま、本ルーチンを終了させることで、クランク角センサ２０３の出力に基づきエンジン制御タイミングを検出する制御（正常時制御）を行わせる。
前記エンジン制御タイミングとは、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどであり、例えば点火制御タイミングは、点火コイルへの通電を開始させるクランク回転角と、点火コイルへの通電を遮断して放電火花を発生させるクランク回転角とを含み、係る点火コイルへの通電を制御するクランク回転角になったか否かを、クランク回転角信号ＰＯＳの歯抜け箇所を基準とするクランク回転角信号ＰＯＳの計数値に基づき判断し、点火コイルへの通電を制御する。
また、燃料噴射タイミングは、燃料噴射弁１０６に対して噴射パルス信号を出力して噴射を開始させるタイミングであり、クランク回転角信号ＰＯＳの歯抜け箇所を基準とするクランク回転角信号ＰＯＳの計数値に基づいて、噴射開始タイミングであるクランク回転角になったか否かを判断して、噴射パルス信号の出力を制御する。
【００５２】
一方、クランク角センサ２０３に異常が発生していて、クランク角センサ２０３の出力を用いてクランク回転角（エンジン制御タイミング）を検出することができない場合には、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づきクランク回転角を検出してエンジン制御タイミングを決定するために、ステップＳ３０３へ進む。
換言すれば、ステップＳ３０３へ進んだ場合には、カム回転角信号ＣＡＭに基づき、点火コイルへの通電を制御するクランク回転角や、燃料噴射を開始させるクランク回転角を検出し、点火コイルへの通電制御や燃料噴射弁１０６に対する噴射パルス信号の出力制御を行う。
但し、エンジン制御タイミングは、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングに限定されず、クランク回転角で制御タイミングが設定される公知の種々の制御が含まれる。
【００５３】
ステップＳ３０３では、ロック機構６０によって吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされていて、カム角センサ２０４がカム角９０deg毎にカム回転角信号ＣＡＭを出力する位置（カム信号出力基準位置）が、ＢＴＤＣ７０degであると仮定し、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づき、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを決定する制御（第１の故障時制御）を行う。
具体的には、カム回転角信号ＣＡＭの出力周期を計測することで、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭを特定し、当該カム回転角信号ＣＡＭの出力位置が、上死点前７０deg（ＢＴＤＣ７０deg）の位置であるとする。また、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭの周期からエンジン回転速度ＮＥを算出する。そして、エンジン回転速度ＮＥに基づき、上死点前７０deg（ＢＴＤＣ７０deg）から目標とするエンジン制御タイミングまでのクランク角度を時間に変換し、当該時間だけ上死点前７０degから経過した時点を、目標とするエンジン制御タイミングとして検出する。
【００５４】
例えば、点火制御タイミングとして、点火コイルへの通電を開始させるクランク回転角と、点火コイルへの通電を遮断して放電火花を発生させるクランク回転角とを設定する場合、図５に示すように、カム角９０deg毎のカム回転角信号ＣＡＭの立下りを時間計測の基準点とし、この基準点から点火コイルへの通電を開始させるクランク回転角までの角度を時間に換算し、当該時間が経過した時点で点火コイルへの通電を開始させる。また、前記基準点から点火コイルへの通電を遮断させるクランク回転角までの角度を時間に換算し、当該時間が経過した時点で点火コイルへの通電を遮断させ、火花点火を行わせる。
また、エンジン制御タイミングを適用する気筒は、カム回転角信号ＣＡＭの連続発生数に基づき検出し、検出した気筒の点火モジュール１１６や燃料噴射弁１０６に対して操作信号を出力することで、点火や燃料噴射を行わせる。
【００５５】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３における第１の故障時制御、即ち、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされていると仮定し、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を開始してからの経過時間Ｔが、判定時間ＳＴに達したか否か（Ｔ≧ＳＴであるか否か）を判断する。
前記判定時間ＳＴは、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を継続させる時間の上限値であり、吸気カムシャフト１１５の回転位相が実際に始動時用回転位相にロックされている場合に、始動完了までに要する標準時間よりも余裕時間だけ長い時間として予め設定してある。従って、判定時間ＳＴだけ第１の故障時制御を継続させてもエンジン１０１が始動しなかった場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされているとの仮定が間違いであり、そのために、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどに誤差が生じたものと推定できるようになっている。
【００５６】
経過時間Ｔが判定時間ＳＴに達していない場合には、本ルーチンをそのまま終了させることで、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を継続する。
一方、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を、判定時間ＳＴだけ継続した場合には、ステップＳ３０５へ進み、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥ（例えば５００rpm）未満であるか否かを判定することで、エンジン１０１が始動したか否かを判断する。前記判定速度ＳＮＥは、クランキング速度（初爆前のクランキング状態でのエンジン回転速度）よりも高く、エンジン１０１が始動したとき、換言すれば、初爆による回転上昇によって到達するエンジン回転速度である。
尚、エンジン回転速度ＮＥの上昇速度（加速度）が判定速度を超えたときに、エンジン１０１が始動したと判断させることができる。
【００５７】
ステップＳ３０５で、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥ以上であると判断された場合、換言すれば、エンジン１０１の始動完了を示すエンジン回転速度ＮＥの上昇を検出した場合には、そのまま本ルーチンを終了させることで、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする故障時制御（第１の故障時制御）を、エンジン１０１が停止するまで継続させる。
ステップＳ３０５で、エンジン回転速度ＮＥが判定速度ＳＮＥ未満であると判断された場合、即ち、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相（中間ロック位相）にロックされていると仮定し、カム信号出力基準位置をＢＴＤＣ７０degとする第１の故障時制御を判定時間ＳＴだけ継続して実施しても、エンジン１０１を始動させることができなかった場合には、ステップＳ３０６へ進む。
【００５８】
ステップＳ３０６へ進んだ場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が、ロック機構６０によって始動時用回転位相にロックされているとする仮定が間違っていて、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づいて検出したエンジン制御タイミングが目標よりも遅角していて、点火や燃料噴射のタイミングが目標よりも遅すぎたために、エンジン１０１を始動させることができなかったものと推定できる。
ここで、判定時間ＳＴは一定時間としても良いが、始動に要する時間が、エンジン１０１の温度（冷却水温度や潤滑油温度など）、外気温度、スタータモータの電源電圧（バッテリ電圧）、燃料性状などのエンジン１０１の運転条件で異なるため、これらの運転条件のうちの少なくとも１つに応じて可変に設定することができる。
【００５９】
判定時間ＳＴをエンジン１０１の運転条件に応じて可変に設定する場合、始動に要する時間が長くなる条件のときに判定時間ＳＴをより長く設定すればよく、具体的には、エンジン温度や外気温度が低いほど判定時間ＳＴを長くし、スタータモータの電源電圧が低いほど判定時間ＳＴを長くし、燃料性状としてのオクタン価が高いほど判定時間ＳＴを長くするとよい。
また、始動に要した期間を時間で判断する変わりに、燃料噴射の積算回数又は点火の積算回数で判断することができ、この場合、燃料噴射の回数又は点火の回数を積算すると共に、判定時間ＳＴに代えて判定回数ＳＮを設定し、ステップＳ３０４では、第１の故障時制御による燃料噴射又は点火の積算回数と、判定回数ＳＮとを比較し、積算回数が判定回数ＳＮに達したときに、ステップＳ３０５へ進むようにする。
【００６０】
ステップＳ３０６では、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相（初期位相）であって、カム角センサ２０４がカム角９０deg毎にカム回転角信号ＣＡＭを出力する位置（カム信号出力基準位置）が、ＢＴＤＣ５０degであると推定し、カム角センサ２０４が出力するカム回転角信号ＣＡＭに基づき、点火制御タイミングや燃料噴射タイミングなどのエンジン制御タイミングを決定する制御（第２の故障時制御）に切り替える。
即ち、ロック機構６０によって吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定した第１の故障時制御で、エンジン１０１を始動させることができなかった場合には、実際には始動時用回転位相にロックされておらず、吸気カムシャフト１１５の回転位相が実際には最遅角位相（初期位相）であるため、クランク回転角（エンジン制御タイミング）の検出結果に誤差が生じたものと推定し、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位置（調整可能範囲の一方端）である場合に適合する第２の故障時制御に切り替える。
【００６１】
例えば、エンジン１０１の前回運転時の停止直前にクランク角センサ２０３に異常が発生し、これに基づき可変バルブタイミング機構１１４の制御を停止した結果、吸気カムシャフト１１５の回転位相が初期位相である最遅角位相にまで戻り、そのままエンジン１０１が停止した場合には、再始動時には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が初期位相である最遅角位相になっている。
ここで、クランク角センサ２０３の故障状態が継続していれば、実際の回転位相を検出することができず、始動時用回転位相にロックされているか否かが不明であり、また、始動時には、油圧不足のため、始動時用回転位相にまで回転位相を変化させてロック機構６０によるロックを行わせることも難しい。
【００６２】
そこで、エンジン１０１の始動時に、クランク角センサ２０３が故障している場合には、ロック機構６０によって始動時用回転位相にロックされているものと仮定し、当該仮定に基づきカム角センサ２０４の出力からエンジン制御タイミングを決定する第１の故障時制御を行う。
実際に吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされていれば、カム角センサ２０４の出力からクランク回転角（エンジン制御タイミング）を検出でき、その結果、エンジン１０１を始動させることができる。
【００６３】
一方、実際の回転位相が最遅角位相（初期位相）であれば、始動時用回転位相にロックされているものとしてカム角センサ２０４の出力からクランク角（エンジン制御タイミング）を検出すると、始動時用回転位相と最遅角位相との角度差だけクランク回転角（エンジン制御タイミング）の検出結果に誤差が生じ、その結果、エンジン１０１を始動させることができなくなる。従って、第１の故障時制御で、エンジン１０１を始動させることができなかったことは、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているとの仮定が間違いで、実際の吸気カムシャフト１１５の回転位相は最遅角位相であることを示す。
そこで、エンジン１０１を始動させることができなかった場合には、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているとの仮定に基づく制御（第１の故障時制御）を停止し、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相であることを前提とする制御（第２の故障時制御）に切り替えることで、クランク回転角を検出できるようになり、エンジン１０１を始動させることが可能となる。
【００６４】
尚、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされている場合と、吸気カムシャフト１１５の回転位相が最遅角位相である場合とで、吸気バルブ１０５のバルブタイミングが異なり、これによって充填効率が変化するので、吸気カムシャフト１１５の回転位相による充填効率の違いに応じて燃料噴射量を変更することができる。但し、始動時には吸気ポート壁面に付着する液状燃料（壁流分）などを考慮して燃料噴射量を決定する必要があり、充填効率の違い及び壁流分を考慮した結果としての燃料噴射量が、略同等となることがあり得る。
【００６５】
ここで、上記のような制御機能を有するエンジン制御装置２０１を備えたエンジン１０１の効果を説明する。
上記エンジン１０１では、クランク角センサ２０３が故障しても、カム角センサ２０４を用いてクランク回転角を検出して、エンジン１０１を始動させ、かつ、運転を継続させることができる。
また、クランク角センサ２０３が故障している状態でエンジン１０１を始動させるときに、吸気カムシャフト１１５の回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定して、カム角センサ２０４を用いてクランク回転角を検出した結果、エンジン１０１を始動させることができなかった場合に、吸気カムシャフト１１５の回転位相が初期位相の最遅角位相であると推定し、カム角センサ２０４の出力からクランク回転角を検出する制御に切り替えるので、たとえ始動時用回転位相にロックされていない始動時であっても、エンジン１０１を始動させることができる。
【００６６】
また、エンジン１０１の始動に成功したか失敗したかを判定するタイミングを決定する判定時間ＳＴ（判定期間）を、エンジン１０１の温度などの運転条件に応じて可変に設定することで、運転条件による始動時間の延びを、始動の失敗として誤判定することを抑制でき、エンジン１０１の始動に成功したか失敗したかを精度良く、かつ、可及的速やかに判断することができ、第２の故障時制御への移行を的確に行え、最終的には、始動性を良好に維持できる。
また、第１の故障時制御を継続させる判定期間を、燃料噴射又は点火の積算回数とすれば、クランキング速度のばらつきなどに影響されることなく、また、クランキング開始から燃料噴射して点火動作を開始するまでの期間を、始動に要した期間から除外でき、始動に成功したか失敗したかの判定精度を高めることができる。
【００６７】
尚、可変バルブタイミング機構を、排気カムシャフト２１１の回転位相を可変とし、排気バルブ１１０のバルブタイミングを変化させる機構とし、カム角センサ２０４を、排気カムシャフト２１１に設けたエンジン１０１とすることができる。この場合、可変バルブタイミング機構１１４の初期位相を最進角位相とし、始動時用回転位相を最進角位相よりも遅角側に位置する中間ロック位相とすることができる。
【００６８】
また、可変バルブタイミング機構１１４と共に、バルブ作動角の中心位相を変化させることなく、エンジンバルブの最大バルブリフト量及びバルブ作動角を可変とする可変バルブリフト機構を備えることができる。
また、カム角センサとして、例えば、気筒番号毎に異なるパルス幅のカム回転角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ２０４を用いることができる。
また、信号待ちなどの自動停止条件でエンジン１０１を自動的に停止させるアイドルストップ制御機能を備えた車両において、クランク角センサ２０３が故障した場合には、アイドルストップ制御を禁止したり、アイドルストップ制御の実施頻度を低下させる制限を行ったりすることが好ましい。
【００６９】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジンの運転条件として、前記エンジンの温度、外気温度、スタータモータの電源電圧、燃料性状のうちの少なくとも１つを含むエンジンの制御装置。
上記発明によると、前記エンジンの温度、外気温度、スタータモータの電源電圧、燃料性状などによってエンジンの始動時間が変わることに対応して、第１の故障時制御を継続させる時間を変化させるから、実際に始動時用回転位相にロックされている状態で、第２の故障時制御への切り替えを誤って行ってしまうことを抑制できる。
【００７０】
（ロ）エンジンのクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を変化させて吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構と、
前記回転位相をその調整可能範囲の中間の始動時用回転位相にロックするロック機構と、
前記クランクシャフトの回転角信号を出力するクランク角センサと、
前記吸気カムシャフトの回転角信号を出力するカム角センサと、
を備えたエンジンの制御装置であって、
前記エンジンの始動時であって前記クランク角センサが異常である場合に、前記回転位相が前記始動時用回転位相にロックされていると仮定して、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第１の故障時制御を行い、前記第１の故障時制御によって前記エンジンが始動しない場合に、前記回転位相が最遅角位相であると推定し、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第２の故障時制御に切替えるエンジンの制御装置。
【００７１】
上記発明によると、吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいて、エンジンの始動時であってクランク角センサが異常である場合には、まず、吸気カムシャフトの回転位相が始動時用回転位相にロックされているものと仮定して、カム角センサの出力からクランクシャフトの回転角を検出し、係る制御でエンジンが始動しない場合には、吸気カムシャフトの回転位相が初期位相である最遅角位相であるものとして、カム角センサの出力からクランクシャフトの回転角を検出する制御に切り替え、非ロック状態で始動する場合に、適切なエンジン制御タイミングでエンジンを制御して、エンジンを始動させることができるようにする。
【００７２】
（ハ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジン１０１のクランキング開始に伴い前記カム角センサからの信号が出力される状態で、前記クランク角センサからの信号出力がない場合に、前記クランク角センサの異常を判定するエンジンの制御装置。
上記発明によると、カム角センサからカム回転角信号が出力される状態は、クランクシャフト及びカムシャフトが回転している状態であり、係るエンジンの回転状態において、クランク角センサが正常であれば、クランク回転角信号を出力するから、クランク回転角信号が出力されない場合には、クランク角センサに何らかの異常が発生しているものと判定する。
【００７３】
（ニ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置において、
前記第１の故障時制御の継続期間が判定期間に達したときに、エンジン回転速度が判定速度よりも高くなっていれば前記第１の故障時制御をそのまま継続させ、エンジン回転速度が前記判定速度を下回っていれば前記第１の故障時制御から前記第２の故障時制御に切替えるエンジンの制御装置。
上記発明によると、第１の故障時制御を判定期間だけ継続したときに、エンジン回転速度が判定速度よりも高くなっていれば、実際にカムシャフトの回転位相が始動時用回転位相になっていたため、クランクシャフトの回転角を検出でき、そのためにエンジンの始動に成功したものと判断し、第１の故障時制御を継続させる。一方、第１の故障時制御を判定期間だけ継続したときに、エンジン回転速度が判定速度を下回っていれば、カムシャフトの回転位相が実際は初期位相であるため、クランクシャフトの回転角の検出結果に誤差が生じ、そのために始動に失敗したものと判断し、第２の故障時制御に切替える。
【符号の説明】
【００７４】
６０…ロック機構、１０１…エンジン（内燃機関）、１０５…吸気バルブ、１０６…燃料噴射弁、１０７…点火プラグ、１０９…クランクシャフト、１１４…可変バルブタイミング機構、１１５…吸気カムシャフト、１１５…点火モジュール、２０１…エンジン制御装置、２０３…クランク角センサ、２０４…カム角センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン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変化させてエンジンバルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構と、
前記回転位相をその調整可能範囲の中間の始動時用回転位相にロックするロック機構と、
前記クランクシャフトの回転角信号を出力するクランク角センサと、
前記カムシャフトの回転角信号を出力するカム角センサと、
を備えたエンジンの制御装置であって、
前記エンジンの始動時であって前記クランク角センサが異常である場合に、前記回転位相が前記始動時用回転位相にロックされていると仮定し、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第１の故障時制御を行い、前記第１の故障時制御によって前記エンジンが始動しない場合に、前記回転位相が前記調整可能範囲の一方端である初期位相であると推定し、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第２の故障時制御に切替えるエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記第１の故障時制御を判定期間だけ継続しても前記エンジンが始動しなかった場合に、前記第２の故障時制御に切替え、かつ、
前記判定期間を、前記エンジンの運転条件に応じて可変とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記判定期間を、燃料噴射又は点火の積算回数が設定数に達するまでの期間とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項１】
エンジン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変化させてエンジンバルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構と、
前記回転位相をその調整可能範囲の中間の始動時用回転位相にロックするロック機構と、
前記クランクシャフトの回転角信号を出力するクランク角センサと、
前記カムシャフトの回転角信号を出力するカム角センサと、
を備えたエンジンの制御装置であって、
前記エンジンの始動時であって前記クランク角センサが異常である場合に、前記回転位相が前記始動時用回転位相にロックされていると仮定し、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第１の故障時制御を行い、前記第１の故障時制御によって前記エンジンが始動しない場合に、前記回転位相が前記調整可能範囲の一方端である初期位相であると推定し、前記カム角センサの出力に基づき前記クランクシャフトの回転角を検出して前記エンジンを制御する第２の故障時制御に切替えるエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記第１の故障時制御を判定期間だけ継続しても前記エンジンが始動しなかった場合に、前記第２の故障時制御に切替え、かつ、
前記判定期間を、前記エンジンの運転条件に応じて可変とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記判定期間を、燃料噴射又は点火の積算回数が設定数に達するまでの期間とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１５９０１３（Ｐ２０１２−１５９０１３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３４８（Ｐ２０１１−１８３４８）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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