JP5290821B2 - 車両用電動アクチュエータ機構の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電動アクチュエータ機構の制御量の検出値に基づいて操作量を演算して出力する制御装置に関する。

特許文献１には、アクセルペダルの操作量に応じた電圧信号を出力する２つのアクセルセンサを備え、両アクセルセンサの出力電圧の差異に基づいてセンサ異常の有無を判断するアクセル操作量検出装置が開示されている。

特開平８−１５８９００号公報

ところで、電動アクチュエータ機構の制御量と目標値とに基づいて操作量を演算して出力する第１ユニットと、前記目標値を演算して前記第１ユニットに送信する第２ユニットとで制御装置が構成される場合であって、前記電動アクチュエータ機構の制御量を検出するセンサを多重に設ける場合、これら複数のセンサを第１ユニットに接続させることが通例であった。

しかし、上記システムでは、第２ユニット側でも前記制御量の検出値に基づく制御を行う場合、第１ユニット側からセンサによる検出値のデータを受け取って制御を行うことになるが、第１ユニットと第２ユニットとの間のデータの送受信には時間を要するため、第２ユニットが制御で用いる制御量の精度が悪くなり、第２ユニットにおける制御精度が低下してしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、センサを多重に設けることでセンサ異常を確実に検出できるようにすると共に、センサによる検出値を用いて制御を行う第１ユニット及び第２ユニットそれぞれでの制御精度を高めることを目的とする。

そのため、本願発明では、電動アクチュエータ機構の制御量を検出するセンサを多重に備え、該多重に備えられたセンサのうちの少なくとも１つが第１ユニットに接続され、第１ユニットに接続されるセンサとは異なる少なくとも１つのセンサが第２ユニットに接続され、第１ユニットと第２ユニットとの一方のユニットが、他方ユニットから前記センサによる制御量の検出値を受信し、該受信した検出値と前記一方のユニットに接続されているセンサによる制御量の検出値とに基づいて、前記センサの故障診断を行うと共に、第１ユニットと第２ユニットとの間の通信に要する時間に応じて、前記故障診断に用いる検出値の設定と前記故障診断に用いる閾値との少なくとも一方を変更し、かつ、第１ユニットが検出値を受信する前記センサが故障した場合、第１ユニットは、正常時に比べて制御ゲインを低下させ、第２ユニットから受信した検出値に応じて前記操作量を出力するようにした。
また、本発明では、電動アクチュエータ機構の制御量を検出するセンサを多重に備え、該多重に備えられたセンサのうちの少なくとも１つが第１ユニットに接続され、第１ユニットに接続されるセンサとは異なる少なくとも１つのセンサが第２ユニットに接続され、第１ユニットと第２ユニットとの一方のユニットが、他方ユニットから前記センサによる制御量の検出値を受信し、該受信した検出値と前記一方のユニットに接続されているセンサによる制御量の検出値とに基づいて、前記センサの故障診断を行うと共に、前記電動アクチュエータ機構の最大応答速度と、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の通信に要する時間とから、前記電動アクチュエータ機構が最大応答速度で動作する場合に、前記通信に要する時間で変化する前記制御量の変化量を演算し、前記変化量に応じて前記故障診断に用いる検出値の設定と前記故障診断に用いる閾値との少なくとも一方を変更するようにした。

上記発明によると、センサ異常を確実に検出でき、また、各ユニットが制御量の検出値を遅れなく入手でき、各ユニットが高い精度で制御を行うことができる。

実施形態における車両用内燃機関のシステム図である。 実施形態における吸気バルブの可変リフト機構（電動アクチュエータ機構）を示す斜視図である。 前記可変リフト機構の要部を示す断面図である。 実施形態における可変バルブタイミング機構を示す図である。 実施形態においてＶＥＬコントローラ（第１ユニット）で行われる角度センサの整合性診断の様子を示すフローチャートである。 図５のフローチャートで用いる変化分θｄの設置処理を示すフローチャートである。 図５のフローチャートで用いる変化分θｄの設置処理を示すフローチャートである。 実施形態においてＶＥＬコントローラ（第１ユニット）で行われる角度センサの整合性診断の様子を示すフローチャートである。 実施形態においてＶＥＬコントローラ（第１ユニット）で行われるフェイルセーフ制御の様子を示すフローチャートである。 実施形態においてＥＣＭ（第２ユニット）で行われるフェイルセーフ制御の様子を示すフローチャートである。 実施形態においてＥＣＭ（第２ユニット）で行われるフェイルセーフ制御の様子を示すフローチャートである。 実施形態におけるバンク間の空燃比差による角度センサの診断を示すフローチャートである。 実施形態におけるバンク毎に独立した吸気系を備えた車両用内燃機関のシステム図である。 実施形態におけるバンク間の吸入空気量差による角度センサの診断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、実施形態における車両用の内燃機関を示す。
図１に示す内燃機関１０１は、２つのバンク（気筒グループ）１０１ａ，１０１ｂからなるＶ型６気筒機関である。

但し、内燃機関１０１は、Ｖ型機関の他、直列機関や水平対向機関などであってもよく、また、気筒数を６気筒に限定するものではなく、４気筒，８気筒，１２気筒などであってもよい。

内燃機関１０１の各気筒の燃焼室１０２内は、吸気ダクト１０３、吸気マニホールド１０４ａ，１０４ｂ、吸気ポート１０５を介して大気側と連通している。
前記燃焼室１０２（シリンダ）の吸気口１０２ａは、吸気バルブ１０６で開閉され、ピストン１０７が降下するときに前記吸気バルブ１０６が開くと、燃焼室１０２内に空気が吸引される。

一方、前記吸気バルブ１０６の上流側の吸気通路である、前記吸気マニホールド１０４ａ，１０４ｂのブランチ部１４０ａ，１４０ｂには、各気筒それぞれに燃料噴射弁１０８が配設されており、この燃料噴射弁１０８から噴射された燃料が空気と共に燃焼室１０２内に吸引される。

前記燃料噴射弁１０８は、その噴霧の中心軸が略吸気バルブ１０６の傘部（吸気口１０２ａ）を指向するように配置されている。
尚、燃料噴射弁１０８が燃焼室１０２内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射式内燃機関であってもよい。

前記シリンダ１０２内の燃料は、点火プラグ１０９による火花点火によって着火燃焼し、これによって発生する爆発力がピストン１０７を押し下げ、該押し下げ力によってクランクシャフト１１０が回転駆動される。

また、前記燃焼室１０２（シリンダ）の排気口１０２ｂは、排気バルブ１１１で開閉され、ピストン１０７が上昇するときに前記排気バルブ１１１が開くと、燃焼室１０２内の燃焼ガスが排気ポート１１２に排出される。

前記クランクシャフト１１０の回転駆動力が伝達される吸気カムシャフト１３１及び排気カムシャフト１３２が各バンク１０１ａ，１０１ｂそれぞれに備えられ、前記吸気バルブ１０６及び排気バルブ１１１は、前記吸気カムシャフト１３１及び排気カムシャフト１３２が回転することで開駆動される。

ここで、前記排気バルブ１１１は、前記排気カムシャフト１３２に一体的に設けられたカム１３２ａによって、一定のバルブリフト量・バルブ作動角・バルブタイミング（リフト特性）で開駆動される。

尚、本実施形態におけるバルブリフト量とは、吸・排気バルブ（機関バルブ）の開期間での最大値を示すものとする。
一方、前記クランクシャフト１１０に対する吸気カムシャフト１３１の回転位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂが、各バンク１０１ａ，１０１ｂの吸気カムシャフト１３１それぞれに設けられている。

そして、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂによって吸気カムシャフト１３１の回転位相を可変とすることで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角（開期間）の中心位相が連続的に進・遅角変化するようになっている。

また、吸気カムシャフト１３１と、吸気バルブ１０６（機関バルブ）のバルブリフタ１０６ａに当接して吸気バルブ１０６を開駆動する後述の揺動カム４との間には、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量（最大バルブリフト量）と共に連続的に変更するための可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（可変動弁機構）が各バンク１０１ａ，１０１ｂそれぞれに設けられている。

前記排気ポート１１２には、排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの各ブランチ部が接続され、更に、排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの各集合部は合流して、排気ダクト１１４に接続されている。

前記排気ダクト１１４には、排気を浄化するための三元触媒等の触媒装置を内蔵する触媒コンバータ１１５が介装されている。
また、前記吸気ダクト１０３には、モータ等の電動アクチュエータで開閉駆動される電子制御スロットル１１６が介装されている。

前記燃料噴射弁１０８、点火プラグ１０９、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ、電子制御スロットル１１６などは、ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）１２１（第２ユニット）から出力される操作量に応じて制御され、これによって、燃料噴射量、点火時期、吸気バルブ１０６のバルブタイミング、スロットル開度が調整される。

また、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（電動アクチュエータ機構）の操作量を演算して出力するＶＥＬコントローラ１２０（第１ユニット）が、前記ＥＣＭ１２１（第２ユニット）とは別体に設けられており、吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量は、前記ＶＥＬコントローラ１２０によって制御される。

前記ＥＣＭ１２１と前記ＶＥＬコントローラ１２０とは、通信ライン１２０ａを介して相互に通信可能に構成されている。
前記ＥＣＭ１２１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、機関１０１や機関１０１が搭載される車両の運転状態を検出する各種センサからの信号を入力し、該入力信号を予め記憶されているプログラムに従って演算処理することで、電子制御スロットル１１６などの操作量を演算し、該操作量を出力する。

前記各種センサとしては、アクセル開度ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ１２２、内燃機関１０１の冷却水温度ＴＷを検出する水温センサ１２３、内燃機関１０１が搭載される車両の走行速度（車速）ＶＳＰを検出する車速センサ１２４、クランクシャフト１１０が単位角度だけ回転する毎の単位クランク角信号ＰＯＳと基準クランク角位置毎の基準クランク角信号ＲＥＦとをそれぞれに出力するクランク角センサ１２５、各バンクの排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの集合部にそれぞれ配置され、排気中の酸素濃度に基づいて各バンクの空燃比ＡＦをそれぞれに検出する空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂ、内燃機関１０１の吸入空気量ＱＡを検出するエアフローセンサ１２７、前記電子制御スロットル１１６の開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ１２８、電子制御スロットル１１６下流側の吸気通路内の圧力（吸気管圧：ブースト）ＰＢを検出する圧力センサ１２９などが設けられている。

そして、前記ＥＣＭ１２１は、燃料噴射弁１０８による燃料噴射の制御においては、前記エアフローセンサ１２７で検出される吸入空気量ＱＡと、クランク角センサ１２５からの出力信号に基づいて算出される機関回転速度ＮＥとから基本燃料噴射パルス幅ＴＰを演算する。

更に、前記基本燃料噴射パルス幅ＴＰを、冷却水温度ＴＷに応じた補正係数や、空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂの出力から検出される実際の空燃比を目標空燃比に近づけるようにバンク毎に設定される空燃比フィードバック補正係数などによって補正することで、最終的な燃料噴射パルス幅ＴＩをバンク毎に演算し、各気筒の吸気行程にタイミングを合わせ、各気筒の燃料噴射弁１０８に対して個別に前記燃料噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力する。

前記燃料噴射弁１０８は、前記燃料噴射パルス幅ＴＩに相当する時間だけ開弁し、開弁時間に比例する量の燃料を機関１０１に噴射する。
また、点火プラグ１０９には、点火コイル及び該点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを内蔵した点火モジュール１３８がそれぞれ直付けされている。

前記ＥＣＭ１２１は、機関運転条件（機関負荷や機関回転速度ＮＥなど）に基づいて点火時期を算出し、該点火時期及び点火エネルギを得るための通電時間とから、前記点火コイルへの通電開始時期及び通電遮断時期を決定し、該通電開始時期及び通電遮断時期に対応する点火制御信号で前記パワートランジスタのオン・オフを制御し、前記点火時期での火花点火を実行させる。

また、前記ＥＣＭ１２１は、例えば機関負荷（目標トルク）や機関回転速度ＮＥなどから、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおける目標値（目標中心位相）を演算し、実際の中心位相が前記目標値に近づくように、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの操作量を算出して出力する。

また、前記ＥＣＭ１２１は、例えば機関負荷（目標トルク）と機関回転速度ＮＥとから目標負圧を算出し、圧力センサ１２９で検出される実際の吸気管圧ＰＢが、前記目標負圧に近づくように、前記電子制御スロットル１１６の操作量を算出して出力する。

また、前記ＥＣＭ１２１は、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂで調整される吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量の目標値を、例えば機関負荷（目標トルク）や機関回転速度ＮＥなどから演算し、該目標値を、前記ＶＥＬコントローラ１２０に出力する。

前記ＶＥＬコントローラ１２０は、マイクロコンピュータを含んで構成され、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御量が前記目標値に近づくように操作量を算出して、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂに出力する。

図２は、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの構造を示す斜視図である。
尚、図２には、第１バンク１０１ａ側に設けられる可変リフト機構１３４ａを記載してあるが、第１バンク１０１ａ側に設けられる可変リフト機構１３４ａと、第２バンク１０１ｂに設けられる可変リフト機構１３４ｂとは、同じ構造のものである。

図２において、前記吸気バルブ１０６の上方に、前記クランクシャフト１１０によって回転駆動される吸気カムシャフト１３１が、各バンクの気筒列方向に沿って図外のシリンダヘッドに回転可能に支持されている。

前記吸気カムシャフト１３１には、吸気バルブ１０６のバルブリフタ１０６ａに当接して吸気バルブ１０６を開駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気カムシャフト１３１と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０６のバルブ作動角（バルブ作用角）をバルブリフト量と共に連続的に変更するための可変リフト機構１３４ａが設けられている。

また、前記吸気カムシャフト１３１の一端部には、クランクシャフト１１０に対する前記吸気カムシャフト１３１の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０６のバルブ作動角（開期間）の中心位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構１３３ａが配設されている。

前記可変リフト機構１３４ａは、図２及び図３に示すように、吸気カムシャフト１３１に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気カムシャフト１３１と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。

前記制御軸１３は、モータ１７等の電動アクチュエータによりリンク機構１８を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
前記リンク機構１８は、モータ１７の出力軸１７ａに形成された雄ねじ１８ａと、該雄ねじ１８ａに螺合される雌ねじを備えてなる可動子１８ｂと、前記制御軸１３と一体的に設けられ、先端が前記可動子１８ｂに対して回転可能に接続されるリンクアーム１８ｃとから構成される。

そして、前記モータ１７の出力軸１７ａが回転すると、回り止めされている可動子１８ｂが、前記出力軸１７ａの軸方向に平行移動し、該可動子１８ｂの平行移動に伴ってリンクアーム１８ｃが制御軸１３を中心に揺動することで、リンクアーム１８ｃと一体の制御軸１３が回転する構成である。

ここで、制御軸１３の可動角度範囲の一方端が、バルブ作動角及びバルブリフト量が最大となる位置であり、また、他方端が、バルブ作動角及びバルブリフト量が最小となる位置であり、前記一方端から他方端に向けて制御軸１３を回転させることでバルブリフト量が漸減し、逆に、前記他方端から一方端に向けて制御軸１３を回転させることでバルブリフト量が漸増する。

上記の構成により、クランクシャフト１１０に連動して吸気カムシャフト１３１が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０６が開駆動される。

また、前記モータ１７を駆動制御して制御軸１３の角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。

前記モータ１７の駆動制御においては、バルブ作動角・バルブリフト量の増大要求時（正転要求時）であるか、減少要求時（逆転要求時）であるかによって通電の向きを決定する一方、前記制御軸１３の実際の角度と目標角度との偏差に応じて、モータ１７の印加電圧を制御するためのデューティ比を決定し、該デューティ比でモータ１７の通電（印加電圧）を制御する。

これにより、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角がバルブリフト量と共に連続的に変化する。
本実施形態のＶ型機関では、第１バンク１０１ａに図２に示した可変リフト機構１３４ａが設けられ、第２バンク１０１ｂにも図２に示した構造と同じ構造の可変リフト機構１３４ｂが設けられており、各可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂはそれぞれにモータ１７を備えていて、各モータ１７を個別に制御することで、バンク毎に吸気バルブ１０６のリフト特性を個別に制御できる。

尚、バルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化すると同時、バルブ作動角の中心位相が変化するように構成した可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂであってもよい。
図４は、前記クランクシャフト１１０に対する吸気カムシャフト１３１の回転位相を連続的に可変とすることで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を可変とする前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの構造を示す。

前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂは、クランクシャフト１１０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５１（タイミングスプロケット）と、各バンクの吸気カムシャフト１３１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、該回転部材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、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。

前記カムスプロケット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前記回転部材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の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。

前記ハウジング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、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４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。

前記回転部材５３は、吸気カムシャフト１３１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。

前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部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、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。

前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の初期位置において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。

前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。

前記第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に接続される。

前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記ＥＣＭ１２１は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号（操作量）に基づいて制御する。

可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比（オン時間割合）０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出されるようにしてある。

従って、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、遅角側油圧室８３の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室８２の内圧が低くなり、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０６の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。

即ち、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの電磁アクチュエータ９９への通電を遮断すると、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相は遅角方向に変化し、最終的には、最遅角位置で停止する。

また、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいて、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。

このため、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいて、デューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０６の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に進角変化する。

即ち、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの電磁アクチュエータ９９への通電を継続すると、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相は進角方向に変化し、最終的には、最進角位置で停止する。

尚、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ、及び、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂは、上記の図２〜図４に示した構造のものに限定されない。

例えば、バルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂとしては、上記のベーン式の他、歯車を用いてクランクシャフト１１０に対し前記吸気カムシャフト１３１を相対回転させる機構などを用いることができる。

また、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂとしては、制御軸の軸方向の変位に応じてバルブ作動角・バルブリフト量が変化する機構であってもよい。

前記ＥＣＭ１２１は、内燃機関１０１の運転状態（目標トルク・機関回転速度ＮＥなど）に基づいて、前記吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量の目標値に相当する制御軸１３の目標角度θtgを演算し、該目標角度θtgをＶＥＬコントローラ１２０に出力する。

各可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３の実角度θを検出する角度センサがそれぞれ２重に設けられており、第１バンク１０１ａの可変リフト機構１３４ａの制御軸１３の実角度θａは、２つの角度センサ１３５ａ，１３６ａによってそれぞれ検出され、第２バンク１０１ｂの可変リフト機構１３４ｂの制御軸１３の実角度θｂは、２つの角度センサ１３５ｂ，１３６ｂによってそれぞれ検出される。

前記４つの角度センサ１３５ａ，１３６ａ，１３５ｂ，１３６ｂは、例えば、ロータリーポテンショメータであり、バルブ作動角・バルブリフト量が最小となる角度位置を０degとして、バルブ作動角・バルブリフト量の増大方向への角度変化を検出する。

ここで、角度センサ１３５ａ及び角度センサ１３５ｂは、前記ＶＥＬコントローラ１２０に接続され、前記ＶＥＬコントローラ１２０から電源供給されるようになっており、また、角度センサ１３６ａ及び角度センサ１３６ｂは、前記ＥＣＭ１２１に接続され、前記ＥＣＭ１２１から電源供給されるようになっている。

即ち、前記ＶＥＬコントローラ１２０には、角度センサ１３５ａで検出される第１バンク１０１ａの可変リフト機構１３４ａの制御軸角度θａ１と、角度センサ１３５ｂで検出される第２バンク１０１ｂの可変リフト機構１３４ｂの制御軸角度θｂ１とが入力され、前記ＥＣＭ１２１には、角度センサ１３６ａで検出される第１バンク１０１ａの可変リフト機構１３４ａの制御軸角度θａ２と、角度センサ１３６ｂで検出される第２バンク１０１ｂの可変リフト機構１３４ｂの制御軸角度θｂ２とが入力される。

そして、前記ＶＥＬコントローラ１２０では、前記ＥＣＭ１２１から送信された目標角度θtgと、角度センサ１３５ａの検出結果である制御軸角度θａ１とを比較して、第１バンク１０１ａの可変リフト機構１３４ａのモータ１７の操作量（デューティ比）を算出して、該操作量（デューティ比）に従って可変リフト機構１３４ａのモータ１７への通電（印加電圧）を制御する。

また、前記ＶＥＬコントローラ１２０では、前記ＥＣＭ１２１から送信された目標角度θtgと、角度センサ１３５ｂの検出結果である制御軸角度θｂ１とを比較して、第２バンク１０１ｂの可変リフト機構１３４ｂのモータ１７の操作量（デューティ比）を算出して、該操作量（デューティ比）に従って可変リフト機構１３４ｂのモータ１７への通電（印加電圧）を制御する。

前記目標角度θtgと制御軸角度θａ１，θｂ１との比較に基づく操作量のフィードバック演算は、例えば、目標角度θtgと制御軸角度θａ１，θｂ１との偏差に基づく比例・積分・微分動作によって行われる。

また、算出された操作量（デューティ比）によるモータ１７への通電制御においては、４つのスイッチング素子で構成されるＨブリッジ回路に前記モータ１７を接続してなる駆動回路を設け、スイッチング素子のオン・オフの組み合わせによってモータ１７への通電方向（回転方向）を切り換えると共に、前記デューティ比でスイッチング素子のオン・オフを制御することで、モータ１７の印加電圧が調整されるようにする。

一方、前記ＥＣＭ１２１では、エアフローセンサ１２７によって検出される吸入空気量ＱＡを、エアフローセンサ１２７の検出遅れに応じて補正する処理を、角度センサ１３６ａ及び／又は角度センサ１３６ｂの検出結果に基づいて行う。

即ち、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂによる吸気バルブ１０６のリフト特性（バルブタイミング）の変化によって、シリンダ内の充填空気量は変化するが、前記リフト特性の変化によるシリンダ内の充填空気量の変化が、前記エアフローセンサ１２７で検出されるまでには、遅れが生じる。

このため、前記ＥＣＭ１２１は、前記角度センサ１３６ａ及び／又は角度センサ１３６ｂで検出されるバルブ作動角、及び、クランクシャフト１１０と吸気カムセンサ１３７とから検出されるバルブ作動角の中心位相に基づいて、前記エアフローセンサ１２７で検出された吸入空気量ＱＡを補正し、該補正された吸入空気量ＱＡに基づいて燃料噴射量の演算などを行うようになっている。

前記吸入空気量の補正制御は、例えば、特開平１１−２６４３３０号公報に開示されるように、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂによる吸気バルブ１０６のリフト特性（バルブタイミング）の変化によってバルブオーバーラップ量が変化し、シリンダ内における排気残留割合（内部ＥＧＲ量）が変化して、これによってシリンダ内の充填空気量が変化することに対応すべく行われる。

具体的には、吸気バルブ１０６のバルブタイミングの変化による充填空気量の推定変化分を算出し、前記推定変化分と該推定変化分を遅れ処理した値との差分で、吸入空気量の検出値ＱＡを補正する。

前記吸入空気量ＱＡの補正演算に用いる可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御量としては、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの応答性にばらつきが生じることから、角度センサ１３６ａによる検出値と角度センサ１３６ｂによる検出値との平均値を用いることができる他、角度センサ１３６ａと角度センサ１３６ｂとのいずれか一方を選択させることができる。

尚、前記ＥＣＭ１２１において、角度センサ１３６ａ及び／又は角度センサ１３６ｂの検出結果を用いる処理を、上記吸入空気量の検出値の補正処理に限定するものではなく、例えば、特開２００４−０４４５４７号公報に開示されるように、目標リフト特性の演算において、角度センサ１３６ａ及び／又は角度センサ１３６ｂの検出結果を用いることができる。

具体的には、角度センサ１３６ａ及び／又は角度センサ１３６ｂの検出結果に基づいて、低バルブリフト領域であるか高バルブリフト領域であるかを判別し、該判別結果に基づいて異なる演算式を選択し、該選択した演算式に基づき目標吸入空気量を得るための目標リフト特性を設定する。

上記のように、前記ＶＥＬコントローラ１２０における可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御は、前記ＶＥＬコントローラ１２０に接続される角度センサ１３５ａ，１３５ｂの出力信号に基づいて実行され、また、ＥＣＭ１２１における制御軸角度（バルブ作動角・バルブリフト量）の検出値に基づく制御は、ＥＣＭ１２１に接続される角度センサ１３６ａ，１３６ｂの出力信号に基づいて実行される。

従って、前記ＶＥＬコントローラ１２０及びＥＣＭ１２１は、通信ライン１２０ａを介して制御軸角度θのデータ（実バルブ作動角・実バルブリフト量）を入手する必要がなく、前記ＶＥＬコントローラ１２０及びＥＣＭ１２１は、検出遅れのない制御軸角度θの検出値に基づいて、高応答かつ高精度な制御を実現できる。

例えば、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂをＶＥＬコントローラ１２０に接続した場合、ＥＣＭ１２１で制御軸角度θ（実バルブ作動角・実バルブリフト量）のデータを必要として、通信ライン１２０ａを介して制御軸角度θの検出データを、ＶＥＬコントローラ１２０側からＥＣＭ１２１に向けて送信する構成とすると、通信に要する時間だけＥＣＭ１２１側での制御軸角度θの受け取りに遅れが生じ、ＥＣＭ１２１側での制御精度が低下してしまう。

これに対し、前記ＶＥＬコントローラ１２０とＥＣＭ１２１とのそれぞれに角度センサを接続し、接続されている角度センサの出力に基づきそれぞれが制御を実行するので、前記ＶＥＬコントローラ１２０及びＥＣＭ１２１で高精度に制御を行わせることができる。

即ち、前記ＶＥＬコントローラ１２０では、制御軸角度θを高応答に検知できるから、オーバーシュートを発生させることなく、目標の制御軸角度θに向けて実際の制御軸角度θを応答良く近づける制御を行え、内燃機関１０１の運転条件の変化に対してバルブ作動角・バルブリフト量を応答良く変化させて、出力特性や排気性状や燃費性能などを改善できる。

また、ＥＣＭ１２１では、例えば、エアフローセンサ１２７の検出遅れを補正する処理を角度センサの信号に基づいて行うから、ＥＣＭ１２１にも角度センサが接続され、制御軸角度θを高応答に検知できることで、前記遅れ補正を高精度に行え、これによって燃料噴射弁による噴射量を適切に設定でき、空燃比制御精度を高められるので、出力特性や排気性状や燃費性能などを改善できる。

ところで、前記ＥＣＭ１２１は、角度センサ１３６ａ及び角度センサ１３６ｂによる検出結果を、前記ＶＥＬコントローラ１２０側に送信し、前記ＶＥＬコントローラ１２０では、ＥＣＭ１２１から送られた角度センサ１３６ａの検出結果と、角度センサ１３５ａの検出結果とを対比し、また、ＥＣＭ１２１から送られた角度センサ１３６ｂの検出結果と、角度センサ１３５ｂの検出結果とを対比して、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂの故障診断（整合・不整合診断）を行うようになっている。

即ち、角度センサ１３６ａと角度センサ１３５ａとは、共に第１バンク１０１ａ側の可変リフト機構１３４ａの制御軸１３の角度を検出し、また、角度センサ１３６ｂと角度センサ１３５ｂとは、共に第２バンク１０１ｂ側の可変リフト機構１３４ｂの制御軸１３の角度を検出するから、センサの正常状態では、角度センサ１３６ａの検出結果と角度センサ１３５ａの検出結果とは一致し、角度センサ１３６ｂの検出結果と角度センサ１３５ｂの検出結果とは一致するはずであり、一致しない場合は、少なくとも一方のセンサが故障しているものと判断できる。

尚、角度センサの出力ばらつきによって発生するセンサ間での検出結果のずれの範囲内であれば、検出結果は一致していると判断するものとする。
また、故障発生を判定した場合には、車両の運転者に故障発生をランプやブザーや文字表示などによって警告することが好ましい。

上記のように、２重に設けられた角度センサの検出結果を相互に比較すれば、センサ出力が異常値ではない場合であっても、センサ故障を診断できるから、センサ故障診断の信頼性を高め、また、センサ故障に対して適切にフェイルセーフ処理を実行できる。

図５のフローチャートは、前記ＶＥＬコントローラ１２０で行われるセンサ故障診断の様子を示すものであり、該図５のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込み処理で実行される。

まず、ステップＳ５０１では、ＶＥＬコントローラ１２０が直接受信した角度センサ１３５ａ，１３５ｂの出力信号に基づいてＶＥＬコントローラ１２０内で算出された、第１バンク１０１ａ側の可変リフト機構１３４ａの制御軸１３の角度θａ１の最新値と、第２バンク１０１ｂ側の可変リフト機構１３４ｂの制御軸１３の角度θｂ１の最新値とを読み込む。

次のステップＳ５０２では、ＥＣＭ１２１側から最新に送信された、角度センサ１３６ａによる検出角度θａ２（第１バンク１０１ａ側の可変リフト機構１３４ａの制御軸１３の角度θａ２）と、角度センサ１３６ｂによる検出角度θｂ２（第２バンク１０１ｂ側の可変リフト機構１３４ｂの制御軸１３の角度θｂ２）とを読み込む。

ステップＳ５０３では、角度センサ１３５ａによる検出角度θａ１と、角度センサ１３６ａによる検出角度θａ２との偏差Δθａ、及び、角度センサ１３５ｂによる検出角度θｂ１と、角度センサ１３６ｂによる検出角度θｂ２との偏差Δθｂを算出する。

ステップＳ５０４では、ＥＣＭ１２１側からＶＥＬコントローラ１２０への角度検出値θａ２，θｂ２の送信に要する時間（送信時間、通信時間）における角度検出値θａ２，θｂ２の変化分θｄを算出する。

即ち、角度検出値θａ２，θｂ２は、ＥＣＭ１２１側からＶＥＬコントローラ１２０へ送信され、係る送信に要する時間だけ、対比される角度検出値θａ１，θｂ１とは、異なるタイミングでの検出値となる。

換言すれば、角度検出値θａ１，θｂ１に対して、角度検出値θａ２，θｂ２は通信時間分だけ過去の検出値となり、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂが正常であるとしても、前記通信時間での変化分の偏差が、角度センサ１３５ａによる検出角度θａ１と角度センサ１３６ａによる検出角度θａ２との間、及び、角度センサ１３５ｂによる検出角度θｂ１と角度センサ１３６ｂによる検出角度θｂ２との間には生じることになる。

そこで、ステップＳ５０５では、前記偏差Δθａ，Δθｂと比較する診断閾値の基本分に前記変化分θｄを加算して、該加算結果を最終的な診断閾値に設定することで、前記通信時間での角度変化分が、角度検出値の整合・不整合判断に影響しないようにする。

前記ステップＳ５０４における変化分θｄの算出については、後で詳細に説明する。
尚、前記診断閾値の基本分は、予め記憶された一定値とすることができ、また、角度センサの出力ばらつきがセンサ温度に影響された変化することから、センサ温度に応じて可変に設定することができる。

また、前記センサ温度は、温度センサで検出させても良いし、冷却水温度ＴＷなどの機関の温度条件から推定することができる。
また、前記変化分θｄに基づいて、角度検出値θａ１，θｂ１又は角度検出値θａ２，θｂ２を補正し、該補正後の角度検出値に基づいて偏差Δθａ，Δθｂを算出し、該偏差Δθａ，Δθｂと閾値（基本分）とを比較させることができ、また、前記変化分θｄに基づいて、前記偏差Δθａ，Δθｂを補正し、該補正後の偏差Δθａ，Δθｂと閾値（基本分）とを比較させることができる。

ステップＳ５０６では、前記偏差Δθａ，Δθｂの絶対値が、前記診断閾値よりも大きいか否かをそれぞれに判断する。
ここで、前記偏差Δθａ，Δθｂの絶対値が共に前記診断閾値以下であれば、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂが正常であると判断して、そのまま本ルーチンを終了させる。

一方、前記偏差Δθａ，Δθｂの絶対値の少なくとも一方が前記診断閾値よりも大きい場合には、ステップＳ５０７へ進む。
ステップＳ５０７では、前記偏差Δθａ，Δθｂの絶対値の少なくとも一方が前記診断閾値よりも大きい状態が、所定時間以上継続しているか否かを判断する。

前記所定時間は、例えば、角度センサの出力信号へのノイズの重畳によって偏差Δθａ，Δθｂが一時的に大きくなる時間よりも長い時間に設定され、偏差が大きい状態が前記所定時間以上継続している場合には、ノイズの影響ではなく、角度センサに何らかの異常が生じたものと判断できるようにしてある。

ステップＳ５０７で、継続時間が前記所定時間に達していないと判断された場合には、前述のように、ノイズの影響によって両センサ間に一時的な検出値の偏差が生じている可能性がある一方で、実際に角度センサが故障している可能性もあるため、ステップＳ５０８へ進み、故障診断確定前の処理を実行する。

前記故障診断確定前の処理としては、両バンク１０１ａ，１０１ｂの可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を遮断するか（一時的な制御の停止）、又は、診断閾値よりも大きな偏差が生じていると判断された角度検出値の組み合わせのうち、より大きな角度（バルブ作動角・バルブリフト量としてより大きな値）を選択し、該選択された角度検出値に基づいて、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御を行う。

２つの角度検出値のうちの大きい方（バルブ作動角・バルブリフト量としてより大きな値）を選択すれば、小さい方を選択した場合に比べて、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂが、バルブ作動角・バルブリフト量をより小さくするように制御されることになり、バルブリフト量を小さく抑制することで、吸気バルブ１０６とピストンとの干渉が生じることを抑制できる。

即ち、実際よりも小さい角度検出値に基づいて可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを制御すると、実際のバルブリフト量が目標よりも大きくなってしまい、吸気バルブ１０６とピストンとの干渉を生じさせてしまう可能性がある。

ここで、２つの検出値の間に大きな差異が生じた場合、どちらが実際値であるかは不明であるが、角度検出値のうちの大きい方に基づいて制御すれば、実際のバルブリフト量が、目標バルブリフト量又は目標バルブリフト量よりも小さい値に制御されることになり、吸気バルブ１０６とピストンとの干渉を避けることができる。

尚、故障診断確定前の処理として、モータ１７への通電停止を行う場合は、偏差Δθが閾値以下であると判断されたバンクと、偏差Δθが閾値よりも大きいと判断されたバンクとの双方で、通電停止を行うことが好ましい。

また、診断閾値よりも大きな偏差Δθが生じていると判断された角度検出値の組み合わせのうち、より大きな角度検出値を選択して制御を継続させる場合、偏差Δθが閾値以下であるバンク側では、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサによる当該バンクについての検出結果を用いた制御をそのまま継続させることができる。

ステップＳ５０７で、継続時間が前記所定時間に達したと判断されると、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂの故障発生の診断を確定し、両バンク１０１ａ，１０１ｂの可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を継続的に遮断させ、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂをデフォルト位置（例えば、最小バルブ作動角・最小バルブリフト量）に戻すようにする。

また、前記診断結果をＥＣＭ１２１側に送信し、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂがデフォルト位置にあるとの認識に基づいてＥＣＭ１２１側の制御が行われるようにする。
具体的には、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂを、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂがデフォルト位置に固定される場合に適合する位置に駆動し、電子制御スロットル１１６で吸入空気量を制御し、エアフローセンサ１２７の検出値の補正制御を停止する。

角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂの故障によって制御軸１３の角度、換言すれば、吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量が不明になった場合に、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを既知のデフォルト位置に戻すようにすれば、角度センサの故障によって、吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量を目標に制御できなくなっても、電子制御スロットル１１６によって吸入空気量を安定的に制御でき、センサの故障状態になっても機関の運転を継続させることができる。

本願実施形態では、第１バンク１０１ａ側の可変リフト機構１３４ａの制御軸１３の角度θａを検出する角度センサを２重（角度センサ１３５ａ及び角度センサ１３６ａ）に備え、また、第２バンク１０１ｂ側の可変リフト機構１３４ｂの制御軸１３の角度θｂを検出する角度センサも２重（角度センサ１３５ｂ及び角度センサ１３６ｂ）に備えることで、前述のように、２重に備えられているセンサによる検出値を相互に比較する整合・不整合診断を行って、センサ異常の有無を診断する。

但し、２重の備えられる角度センサを、共にＥＣＭ１２１とＶＥＬコントローラ１２０とのいずれか一方に接続させると、前述のように、角度センサの検出データを他方に通信ライン１２０ａを介して送信することになってしまい、通信に要する時間分だけ、他方における角度検出データを用いた制御の精度が低下してしまう。

そこで、２重の備えられる角度センサの一方をＥＣＭ１２１に接続し、他方をＶＥＬコントローラ１２０に接続することで、ＥＣＭ１２１及びＶＥＬコントローラ１２０が、角度センサの検出データを直接センサから遅れなく入手できるようにして、双方が高い精度で制御を行えるようにしている。

但し、上記構成の場合、２重に備えられたセンサの検出結果が整合しているか否かの判断（整合診断）を行うためには、ＥＣＭ１２１とＶＥＬコントローラ１２０との一方が他方に向けて角度検出データを、通信ライン１２０ａを介して送信する必要が生じる。

そして、送信された角度検出データは、角度検出データの送受信に要する時間だけ前の時点での検出値となってしまい、そのまま角度検出データを比較させると、実際には、両センサの検出結果が整合しているのに、検出タイミングが異なる分だけ両検出値に差異を生じ、不整合（センサ故障）であると誤判定することになってしまう。

そこで、本実施形態では、検出タイミングが異なるために生じる偏差を超える偏差が、両検出値の間に生じているか否かを判断させるようにして、整合診断の精度が確保されるようにしている。

次に、前記ステップＳ５０４における変化分θｄの算出処理を、図６のフローチャートに従って説明する。
図６のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込み処理によってＶＥＬコントローラ１２０において実行され、バンク毎に同じ処理を行って、バンク毎に変化分θｄを求める。

まず、ステップＳ６０１では、現時点でＶＥＬコントローラ１２０に直接入力されている角度センサの出力による角度検出データ（角度センサ１３５ａ，１３５ｂの検出値）の最新値Ａを読み込む。

ステップＳ６０２では、ＶＥＬコントローラ１２０に直接入力されている角度センサの出力による角度検出データが時系列に記憶されている中から、ＥＣＭ１２１側からＶＥＬコントローラ１２０に向けたデータ送信に要する最大送信時間（最大通信時間）だけ現時点から前の時点での角度検出データＢを読み込む。

ステップＳ６０３では、前記ステップＳ６０１で読み込んだ角度検出値Ａと、ステップＳ６０２で読み込んだ角度検出値Ｂとの偏差を演算し、次のステップＳ６０４では、ステップＳ６０３で算出した偏差を、送信時間（角度データの送受信に要する時間）が経過する間での角度検出値の変化分θｄに設定する。

即ち、ステップＳ６０４で求められる変化分θｄは、送信時間における角度検出値の変化量の最新値であり、ＶＥＬコントローラ１２０が受信するのは前記送信時間だけ前の時点においてＥＣＭ１２１側で検出された値であるから、制御軸１３の角度が変化している場合、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂが正常であるとしても、前記変化分θｄの偏差を生じることになるので、前述のように、閾値に前記変化分θｄを加算することで、送信時間による検出遅れを超える偏差が、角度検出値の間に生じているか否かを判断させる。

次に、前記ステップＳ５０４における変化分θｄの算出処理の別の例を、図７のフローチャートに従って説明する。
図７のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込み処理によってＶＥＬコントローラ１２０において実行され、バンク毎に同じ処理を行って、バンク毎に変化分θｄを求める。

まず、ステップＳ７０１では、現時点での内燃機関１０１の運転条件、具体的には、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの動作速度（応答速度）に影響する運転条件であり、例えば、冷却水温度ＴＷや機関回転速度ＮＥなどである。

次のステップＳ７０２では、ステップＳ７０１で読み込んだ運転条件において、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの最速応答速度Ｖを算出する。
前記最速応答速度Ｖは、モータ１７に最大電圧を印加させた場合での制御軸角度θの変化速度であり、例えば冷却水温度ＴＷと機関回転速度ＮＥとを変数とするマップの格子毎に予め記憶されており、前記ステップＳ７０１で読み込んだ冷却水温度ＴＷ及び機関回転速度ＮＥに対応する最速応答速度Ｖを、前記マップから検索する。

ステップＳ７０３では、前記最速応答速度Ｖに前記送信時間を乗算することで、最速応答速度Ｖで変化する場合に、送信時間で変化する制御軸角度を求める。
ステップＳ７０４では、ステップＳ７０３で求めた角度を、前記変化分θｄに設定する。

即ち、図７のフローチャートに示す例では、送信時間で変化する角度を、最速応答速度Ｖから求めており、そのときの実際の応答速度はモータ１７に印加されている電圧で変化するが、最速応答速度Ｖに基づいて変化分θｄを求めれば、少なくとも送信時間による偏差が変化分θｄを超えて大きくなることはなく、送信時間による検出遅れによって、不整合の判断がなされてしまうことを抑止できる。

尚、前記図６のフローチャートに示した例では、ＶＥＬコントローラ１２０で求めた角度検出データ（角度センサ１３５ａ，１３５ｂの検出値）が、送信時間内で、一定速度で単調増加又は単調減少するものと仮定して変化分θｄを求めたが、例えば、現時点から送信時間だけ前の時点までの間で、角度検出データの変化速度を時系列に複数回求め、これら変化速度のうちの最大値又は最小値又は平均値と、最大送信時間とから、変化量θｄを求めることができる。

ところで、前記図５のフローチャートに示した例では、現時点でＶＥＬコントローラ１２０がＥＣＭ１２１側から受信した角度検出データと、現時点でＶＥＬコントローラ１２０が、接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂの出力から求めた角度検出データとを比較させるに当たって、閾値を変化分θｄで補正することで、結果的に、現時点でのＥＣＭ１２１側での検出角度を推定させることになる。

しかし、前記推定を行わせる場合には、実際よりも変化分θｄを大きく推定すると、２重に設けた角度センサ間での検出結果の偏差が、実際には故障によって大きくなっているのに、正常であると診断することになり、また、逆に、実際よりも変化分θｄを小さく推定すると、２重に設けた角度センサ間での検出結果の偏差が、送信遅れによって大きくなっているのに、故障であると診断することになり、変化分θｄの推定精度によって、整合診断の精度が影響される。

そこで、以下では、推定処理を行わずに、ＥＣＭ１２１側から受信した角度検出データと、接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂの出力から求めた角度検出データとの整合診断を行う実施形態を、図８のフローチャートに従って説明する。

図８のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込み処理で実行され、まず、ステップＳ８０１では、ＥＣＭ１２１側から送信された、角度センサ１３６ａによる検出角度θａ２（第１バンク１０１ａ側の可変リフト機構１３４ａの制御軸１３の角度θａ２）と、角度センサ１３６ｂによる検出角度θｂ２（第２バンク１０１ｂ側の可変リフト機構１３４ｂの制御軸１３の角度θｂ２）とを読み込む。

次のステップＳ８０２では、ＶＥＬコントローラ１２０が直接受信した角度センサ１３５ａ，１３５ｂの出力信号に基づいてＶＥＬコントローラ１２０内で算出された、第１バンク１０１ａ側の可変リフト機構１３４ａの制御軸１３の角度θａ１、及び、第２バンク１０１ｂ側の可変リフト機構１３４ｂの制御軸１３の角度θｂ１であって、現時点から送信時間だけ前のデータを読み込む。

ＶＥＬコントローラ１２０では、角度センサ１３５ａ，１３５ｂの出力信号に基づく角度検出値を、少なくとも前記送信時間分だけ時系列的に記憶しており、ステップＳ８０２では、前記時系列な記憶値の中から、前記送信時間分だけ前の時点での検出値として記憶されているデータを読み込む。

ステップＳ８０３では、ステップＳ８０１で読み込んだ角度検出値と、ステップＳ８０２で読み込んだ角度検出値との偏差Δθを演算する。
ステップＳ８０１で読み込んだ角度検出値は、実際には、送信時間だけ前の時点においてＥＣＭ１２１側で検出された角度であり、ステップＳ８０２で読み込んだ角度検出値は、現時点から送信時間だけ前の時点でＶＥＬコントローラ１２０が検出した値であり、両者は、共に現時点から送信時間だけ前の時点で検出された値となる。

従って、ステップＳ８０１での読み込み値と、ステップＳ８０２での読み込み値とは、２重に設けた角度センサが共に正常であれば、同じ値になるはずであり、両者の偏差は、少なくとも一方の角度センサが実際値とは異なる角度の検出結果を出力している場合に発生する。

そこで、ステップＳ８０４では、前記偏差Δθの絶対値が閾値よりも大きいか否かを判断する。
ステップＳ８０４で用いる閾値は、図５のフローチャートのステップＳ５０５のように変化分θｄで補正する必要がないので、閾値＝基本分とする。

ステップＳ８０４での比較結果に基づく処理であるステップＳ８０５〜ステップＳ８０７の処理は、前記ステップＳ５０７〜ステップＳ５０９と同様であり、偏差Δθが閾値よりも大きい状態の継続時間が所定時間に達する前は、角度センサの故障を確定することなく、故障診断確定前処理を実行し、偏差Δθが閾値よりも大きい状態の継続時間が所定時間に達すると、角度センサの故障を確定する。

上記のように、現時点から送信時間だけ前の時点での検出値同士を比較させれば、それぞれは実際の検出値であるので、図５のフローチャートに示すように、変化分θｄの推定誤差によって整合判断の精度が低下することを抑制でき、高い精度で整合判断を行える。

但し、過去の不整合を現時点で判断することになり、不整合の発生から実際に不整合を判断するまでに、前記送信時間に相当する遅れを生じることになるが、センサの故障診断を確定させるための継続時間に比べて前記送信時間は短く、不整合の判断タイミングが遅れることによる不都合は充分に小さい。

尚、２重に設けた角度センサの検出結果が整合するか否かの診断は、前述のように、ＶＥＬコントローラ１２０で行わせる他、ＥＣＭ１２１で行わせても良いし、また、ＶＥＬコントローラ１２０とＥＣＭ１２１との双方で行わせることもできる。

また、上記では、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂの故障診断として、２重に設けられたセンサ同士の検出結果を比較する整合診断を行わせたが、例えば、角度センサ１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂの出力ラインに断線やショートが発生すると、センサ出力が正常時の可変範囲を逸脱する値を示すようになり、センサ出力が正常時の可変範囲内の値であるか否かによって、角度センサ個々について故障の有無を診断することができる。

そして、前記ＶＥＬコントローラ１２０における角度センサ個々の診断結果は、ＥＣＭ１２１側に送信され、ＥＣＭ１２１での角度センサ個々の診断結果は、前記ＶＥＬコントローラ１２０側に送信される。

次に、前記ＶＥＬコントローラ１２０において実行される、整合診断及びセンサ個々の故障診断の結果に基づくフェイルセーフ制御の例を、図９のフローチャートに従って説明する。

図９のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込み処理によって実行され、まず、ステップＳ９０１では、２重に備えられている角度センサの診断結果の判別を行う。
ステップＳ９０１で、２重に備えられている角度センサの双方が故障していると判断された場合、または、２重に備えられている角度センサのうちの少なくとも一方が故障していると診断されているが、故障しているセンサが特定されていない状態であると判断された場合には、ステップＳ９０２へ進む。

２重に設けられている角度センサの出力がいずれも正常範囲内であるものの、検出結果を相互比較した場合に一致しない場合には、２重に備えられている角度センサのうちの少なくとも一方が故障していると推定されるが、故障しているセンサは特定されないことになる。

ステップＳ９０２では、角度センサの検出結果とは無関係に、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置（例えば最小バルブ作動角・最小バルブリフト量になる位置）になっていると判断するように設定し、次のステップＳ９０３では、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を停止し、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置に戻るようにする。

即ち、制御軸１３の角度を角度センサで検出することができない状態では、モータ１７への通電を停止し、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置に戻るようにし、制御軸１３が機械的なデフォルト位置に戻っていると認識するようにする。

ここで、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの一方について、センサ異常が診断されている場合であっても、両バンクの可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを停止させ、両バンクの吸気バルブ１０６のリフト特性を揃えるようにすることが好ましく、これによって、両バンクの吸入空気量が大きく異なってしまうことを抑制でき、排気性状の悪化、運転安定性の低下を抑制できる。

一方、ステップＳ９０１で、２重に備えられている角度センサの双方が故障している状態ではなく、かつ、故障センサが特定されることなく一方の故障が診断されている状態でもないと判断されると、ステップＳ９０４へ進む。

ステップＳ９０４では、ＥＣＭ１２１側から送信される目標角度θtgを読み込み、ステップＳ９０５では、２重に設けられている角度センサのうち、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサの故障が診断されているか否かを判断する。

尚、フローチャート中では、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂをセンサ１と表し、ＥＣＭ１２１に接続されている角度センサ１３６ａ，１３６ｂをセンサ２と表す。

ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサ（センサ１）が正常であれば、ステップＳ９０６へ進み、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのフィードバック制御ゲインとして、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサが正常であるときに適合する値として予め記憶されているゲインを設定する。

一方、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサの故障が診断されている場合には、ステップＳ９０７へ進み、ＥＣＭ１２１側から制御軸角度の検出データを読み込み、次のステップＳ９０８では、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのフィードバック制御ゲインとして、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサが故障していて、ＥＣＭ１２１側から制御軸角度の検出データを読み込んで用いるときに適合する値として予め記憶されているゲインを設定する。

そして、ステップＳ９０９では、制御軸角度の検出値と目標角度θtgとの偏差に基づき、モータ１７の操作量（デューティ比）を演算して出力する、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのフィードバック制御を実行する。

ここで、ステップＳ９０６で設定されるゲインよりも、ステップＳ９０８で設定されるゲインは小さく、ステップＳ９０８で設定されるゲインは、ＥＣＭ１２１側からＶＥＬコントローラ１２０への角度検出値の送信時間による角度の検出遅れによって、実際の制御軸角度θが許容範囲を超えてオーバーシュートすることがないように予め適合されている。

即ち、角度センサを２重に設けてあることで、一方が故障しても他方の角度センサでフィードバック制御を継続させることができるが、ＥＣＭ１２１側での検出結果をフィードバック制御に用いる場合には、ＥＣＭ１２１側からＶＥＬコントローラ１２０への角度検出値の送信には時間を要し、ＶＥＬコントローラ１２０がＥＣＭ１２１側から読み込んだ角度検出値は、実際には前記送信時間だけ前の時点での検出値である。

そして、フィードバック制御に用いる角度検出値に遅れがあると、実際には、目標角度θtg付近に到達しているのに、実際の角度と目標角度θtgとの偏差が大きいと判断することで、過剰に操作量を変化させ、実際の角度が目標角度θtgを超えて変化するオーバーシュートが大きくなってしまう。

そこで、実際の角度と目標角度θtgとの偏差に対する操作量変化の感度であるフィードバック制御ゲインを小さくすることで、前記オーバーシュートの発生を抑制する。
尚、制御軸角度の検出値と目標角度θtgとの偏差に基づく、モータ１７の操作量（デューティ比）の設定は、例えば、前記偏差に基づく比例動作・積分動作で行われ、前記フィードバック制御ゲインは、前記比例動作における比例定数（比例ゲイン）や積分動作における積分定数（積分ゲイン）であって、角度センサの故障時であってＥＣＭ１２１側から角度データを読み込む場合には、正常時に比べて比例定数（比例ゲイン）や積分定数（積分ゲイン）を小さくする。

また、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂのうちの一方について、ステップＳ９０５で異常であると判断された場合、正常判断されている角度センサについては、その検出値を用い、ステップＳ９０６で設定されるゲインで制御させることができるが、両バンクでの制御応答を揃えるため、一方について故障診断された場合、両バンク共に、ＥＣＭ１２１から送信される角度検出値に基づき、ステップＳ９０８で設定されるゲインによって制御させることが好ましい。

次に、ＥＣＭ１２１において実行される、整合診断及びセンサ個々の故障診断の結果に基づくフェイルセーフ制御の例を、図１０のフローチャートに従って説明する。
ステップＳ１００１では、２重に備えられている角度センサの診断結果の判別を行う。

ステップＳ１００１で、２重に備えられている角度センサの双方が故障していると判断された場合、または、２重に備えられている角度センサのうちの少なくとも一方が故障していると診断されているが、故障しているセンサが特定されていない状態であると判断された場合には、ステップＳ１００２へ進む。

ステップＳ１００２では、角度センサの検出結果とは無関係に、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置（例えば最小バルブ作動角・最小バルブリフト量になる位置）になっていると判断するように設定し、次のステップＳ１００３では、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を停止し、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置に戻すフェイルセーフ指令を、ＶＥＬコントローラ１２０に出力する。

ＶＥＬコントローラ１２０では、前記フェイルセーフ指令に基づいて前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を停止し、制御軸１３を機械的なデフォルト位置に戻す。

一方、ステップＳ１００１で、２重に備えられている角度センサの双方が故障している状態ではなく、かつ、故障センサが特定されることなく一方の故障が診断されている状態でもないと判断されると、ステップＳ１００４へ進む。

ステップＳ１００４では、２重に設けられている角度センサのうち、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂの故障が診断されているか否かを判断する。

そして、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂの少なくとも一方が故障している場合には、ステップＳ１００７へ進み、目標角度θtgを予め記憶されているフェイルセーフ時用の値に固定する。

前記フェイルセーフ時用の目標角度θtgとは、例えば、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを備えずに、吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量が固定である内燃機関における値とすることができ、目標角度θtgが固定した場合、ＥＣＭ１２１は、電子制御スロットル１１６の開度を制御して、内燃機関１０１の吸入空気量を目標吸入空気量に調整する。

そして、次のステップＳ１００９へ進み、前記ステップＳ１００７で設定した目標角度θtgを、ＶＥＬコントローラ１２０に出力する。
前記目標角度θtgを受けたＶＥＬコントローラ１２０では、図９のフローチャートに従って、フィードバック制御ゲインを低下させ、ＥＣＭ１２１から送信される角度検出値（角度センサ１３６ａ，１３６ｂの検出値）を、前記目標角度θtgに近づけるべく、モータ１７の操作量（デューティ比）をフィードバック制御する。

ステップＳ１００４で、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂは正常であると判断されると、ステップＳ１００５へ進み、ＥＣＭ１２１に接続されている角度センサ１３６ａ，１３６ｂが故障しているか否かを判断する。

そして、ＥＣＭ１２１に接続されている角度センサ１３６ａ，１３６ｂのうちの少なくとも一方の故障が判定されている場合には、ステップＳ１００６へ進み、ＶＥＬコントローラ１２０側から角度センサ１３５ａ，１３５ｂの検出結果を受信し、該受信した両バンクの角度検出値に基づいて、吸入空気量の検出値からの充填空気量の検出などの制御を実行する。

但し、ＶＥＬコントローラ１２０側から角度センサ１３５ａ，１３５ｂの検出結果をＥＣＭ１２１が受信するためには送信時間を要し、該送信時間だけ検出データの更新が遅れることになるから、ＥＣＭ１２１に接続されている角度センサ１３６ａ，１３６ｂの検出結果を用いる場合に比べて、角度検出値に基づく補正制御等のゲインを小さくしたり、角度検出値に基づく補正量の可変範囲をより狭く制限したりすることが好ましい。

ステップＳ１００６へ進み、ＶＥＬコントローラ１２０側から角度センサ１３５ａ，１３５ｂの検出結果を受信させる場合には、更に、ステップＳ１００７へ進み、前述のように、目標角度θtgを予め記憶されているフェイルセーフ時用の値に固定し、次のステップＳ１００９で前記目標角度θtgをＶＥＬコントローラ１２０側に送信する。

即ち、２重に設けた角度センサのうち、ＶＥＬコントローラ１２０側とＥＣＭ１２１側とのいずれか一方が故障した場合には、目標角度θtgを予め記憶されているフェイルセーフ時用の値に固定する。

これは、２重に設けた角度センサのうちの一方が故障すると、２重に設けた角度センサの検出値を相互比較しての診断が不能になり、角度センサの出力が正常範囲であるものの、実際の角度に対応しなくなる故障を診断できなくなるためであり、２重センサの一方が故障した状態では、吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量を固定して、電子制御スロットル１１６で吸入空気量を制御させる状態に移行させ、故障した角度センサの修理・取替えがなされるまで内燃機関１０１の運転を継続させる。

一方、ステップＳ１００５で、ＥＣＭ１２１に接続されている角度センサ１３６ａ，１３６ｂが故障していないと判断された場合には、ステップＳ１００８へ進み、目標角度θtgを機関運転状態に応じて可変に設定し、続いてステップＳ１００９へ進んで、ステップＳ１００８で設定した目標角度θtgをＶＥＬコントローラ１２０側へ送信する。

ところで、上記図１０のフローチャートに示したルーチンでは、２重に設けた角度センサのうちの一方が故障した場合に、目標角度θtgを固定させる構成としたが、機関運転状態に応じた目標角度θtgの可変設定を継続させる構成とすることができ、係る構成した実施形態を、図１１のフローチャートに従って説明する。

図１１のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込み処理によって実行され、まず、ステップＳ１１０１では、２重に備えられている角度センサの診断結果の判別を行う。
ステップＳ１１０１で、２重に備えられている角度センサの双方が故障していると判断された場合、または、２重に備えられている角度センサのうちの少なくとも一方が故障していると診断されているが、故障しているセンサが特定されていない状態であると判断された場合には、ステップＳ１１０２へ進む。

ステップＳ１１０２では、角度センサの検出結果とは無関係に、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置（例えば最小バルブ作動角・最小バルブリフト量になる位置）になっていると判断するように設定し、次のステップＳ１１０３では、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を停止し、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置に戻すフェイルセーフ指令を、ＶＥＬコントローラ１２０に出力する。

ＶＥＬコントローラ１２０では、前記フェイルセーフ指令に基づいて前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を停止し、制御軸１３を機械的なデフォルト位置に戻す。

一方、ステップＳ１１０１で、２重に備えられている角度センサの双方が故障していると判断された場合ではなく、かつ、２重に備えられている角度センサのうちの少なくとも一方が故障していると診断されているが、故障しているセンサが特定されていない状態でもないと判断された場合、即ち、２重に設けられている角度センサのうち、少なくとも一方は正常である場合には、ステップＳ１１０４へ進む。

ステップＳ１１０４では、目標角度θtgを機関運転状態に応じて可変に設定し、続いてステップＳ１１０５へ進んで、ステップＳ１１０４で設定した目標角度θtgをＶＥＬコントローラ１２０側へ送信する。

前記目標角度θtgを受信するＶＥＬコントローラ１２０側では、図９のフローチャートに示すルーチンに従って制御を行い、例えば、ＶＥＬコントローラ１２０に接続されている角度センサ１３５ａ，１３５ｂが故障している場合には、ＥＣＭ１２１に接続されている角度センサの検出結果を読み込んで、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御を実行する。

また、ＥＣＭ１２１では、ＥＣＭ１２１に接続されている角度センサが故障していれば、ＶＥＬコントローラ１２０側から角度検出値を読み込んで、吸入空気量の検出値から充填空気量を算出する処理などを実行する。

ところで、前述のように、２重に設けられている角度センサのうち、一方の出力が正常範囲から外れていて故障していると判断されると、同じ制御軸１３の角度を検出する他方の角度センサの検出値に基づいて、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御や吸入空気量検出値の補正制御などを継続させるが、前記他方の角度センサが、その出力が正常範囲内であるものの、実際値とは異なる値を示す故障を生じた場合には、係る故障を診断することができない。

このような場合、本実施形態のようなＶ型機関で、各バンクの空燃比が個別に空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂで検出される場合、バンク間の空燃比偏差に基づいて、前記他方の角度センサについて故障の有無を診断することが可能である。

例えば、可変リフト機構１３４ａの制御に用いている角度センサが正常に実際値を検出できているが、可変リフト機構１３４ｂの制御に用いている角度センサが、その出力が正常範囲であるものの、実際値とは異なる出力を発生させる場合、可変リフト機構１３４ａが設けられる第１バンク１０１ａの吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量は目標に制御されるのに対し、可変リフト機構１３４ｂが設けられる第２バンク１０１ｂの吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量は目標からずれる。

このため、バンク間で吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量に差異が生じ、これによってバンク間で吸入空気量に差異が生じるが、エアフローセンサ１２７は、各バンクの平均吸入空気量を計測し、該平均吸入空気量に基づいて燃料噴射量が決定されるため、バンク間で空燃比に差異が生じ、バンク間での空燃比差から、角度センサの故障診断を行える。

図１２のフローチャートに示すルーチンは、前記空燃比に基づく角度センサの故障診断の様子を示すものであり、定時割り込み処理によって実行される。
まず、ステップＳ１２０１では、空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂで検出された第１バンク１０１ａ及び第２バンク１０１ｂの空燃比を読み込み、両バンク間における空燃比差を算出する。

尚、空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂの検出結果が目標空燃比に近づくように、燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック補正係数をバンク毎に設定し、前記空燃比フローチャート補正係数で各バンクの燃料噴射量を補正している場合には、各バンクの空燃比フィードバック補正係数を、各バンクの空燃比を示す状態量として読込み、空燃比フィードバック補正係数のバンク間での差を算出する。

次のステップＳ１２０２では、機関負荷や機関回転速度ＮＥなどの機関運転状態を読み込み、該機関運転状態から空燃比差の最大値（＞０）を演算する。
角度センサの検出誤差に対する吸入空気量のばらつきは、機関運転状態によってその大きさが異なり、機関負荷が低くなるほど（バルブリフト量が小さくなるほど）、角度センサの検出誤差に対する吸入空気量のばらつきが大きくなるので、機関負荷が低いほど前記空燃比差の最大値をより大きな値に設定する。

尚、前記空燃比差の最大値には、角度センサの検出ばらつきによって発生する差の他、燃料噴射弁による燃料噴射量のばらつきを含めるようにし、角度センサの検出ばらつきや燃料噴射弁による燃料噴射量のばらつきなどでは超えることがなく、一方の角度センサの出力が、ばらつき範囲を超えて実際値と異なるようになった場合に、実際の空燃比差が超えるような値に設定する。

ステップＳ１２０３では、バンク間での空燃比の差（空燃比フィードバック補正係数の差）の絶対値が、前記最大値以上であるか否かを判断する。
そして、バンク間での空燃比の差（空燃比フィードバック補正係数の差）の絶対値が前記最大値未満である場合には、バンク間に空燃比の差があっても許容範囲内であり、バンク間での吸入空気量の差、換言すれば、吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量のバンク間の差が許容範囲内であり、各バンクの角度センサは共に正常であるものと見なすことができるので、そのまま本ルーチンを終了させる。

一方、バンク間での空燃比の差（空燃比フィードバック補正係数の差）の絶対値が前記最大値以上であると判断された場合には、いずれか一方バンクの角度センサが故障し、その出力が、ばらつき範囲を超えて実際値と異なるようになったものと判断して、ステップＳ１２０４へ進む。

ステップＳ１２０４では、故障判定を確定する前の処理を実行する。
具体的には、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂによって、両バンクの吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を遅角変化させる処理、換言すれば、吸気バルブ１０６のバルブリフトが極大値となるタイミングを上死点から遠ざけ、吸気バルブ１０６とピストンとの干渉を回避する処理を行う。

尚、前記遅角処理においては、前記中心位相を最遅角にまで変化させることが好ましい。
上記のステップＳ１２０４での処理によって、角度センサの故障によって、吸気バルブ１０６のバルブリフト量が目標よりも大きく制御されていても、吸気バルブ１０６とピストンとの干渉が発生する可能性を速やかに低下させることができる。

ステップＳ１２０５では、バンク間での空燃比の差（空燃比フィードバック補正係数の差）の絶対値が前記最大値以上であると判断されている継続時間が、所定時間以上になっているか否かを判断することで、ノイズなどに影響された一時的な空燃比差の発生によって、角度センサの故障が判定されないようにする。

従って、前記所定時間は、ノイズなどに影響されて空燃比が変動する時間を越える時間に設定される。
ステップＳ１２０５で、継続時間が所定時間以上であると判断すると、ステップＳ１２０６へ進み、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御に用いている角度センサのうちの少なくとも一方が故障しているという判定を確定させる。

そして、ステップＳ１２０５で故障判定されると、前記図９〜図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ９０２，ステップＳ９０３又はステップＳ１００２，ステップＳ１００３又はステップＳ１１０２，ステップＳ１１０３に進むことで、両バンクの前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を停止し、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置に戻すフェイルセーフ指令を、ＶＥＬコントローラ１２０に出力する。

上記図１２のフローチャートに示した例では、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御に用いている角度センサの故障によるバンク間での吸入空気量差を、空燃比の差として検出させたが、図１３に示すように、バンク毎に独立した吸気系を備え、これらの吸気系毎にエアフローセンサ１２７ａ，１２７ｂを備え、第１バンク１０１ａの吸入空気量と、第２バンク１０１ｂの吸入空気量とを個別に検出できる場合には、バンク間における吸入空気量の差から角度センサの故障を診断させることができる。

図１３に示した内燃機関１０１は、バンク毎に独立した吸気系を備える点以外は、図１に示した内燃機関１０１と同一構造のものであり、同一要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１４のフローチャートは、前記吸入空気量の差によって故障診断を行うルーチンを示し、このルーチンは定時割り込み処理によって実行される。
まず、ステップＳ１３０１では、エアフローセンサ１２７ａ，１２７ｂで検出された第１バンク１０１ａの吸入空気量Ｑａ及び第２バンク１０１ｂの吸入空気量Ｑａを読み込み、両バンク間における吸入空気量差を算出する。

次のステップＳ１３０２では、機関負荷や機関回転速度ＮＥなどの機関運転状態を読み込み、該機関運転状態から吸入空気量差の最大値（＞０）を演算する。
角度センサの検出誤差に対する吸入空気量のばらつきは、機関運転状態によってその大きさが異なり、機関負荷が低くなるほど（バルブリフト量が小さくなるほど）、角度センサの検出誤差に対する吸入空気量のばらつきが大きくなるので、機関負荷が低いほど前記吸入空気量差の最大値をより大きな値に設定する。

尚、前記吸入空気量差の最大値は、角度センサの検出ばらつきでは超えることがなく、一方の角度センサの出力がばらつき範囲を超えて実際値と異なるようになった場合に、実際の吸入空気量差が超えるような値に設定する。

ステップＳ１３０３では、バンク間での吸入空気量の差の絶対値が、前記最大値以上であるか否かを判断する。
そして、バンク間での吸入空気量の差の絶対値が前記最大値未満である場合には、バンク間に吸入空気量の差があっても許容範囲内であり、吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量のバンク間の差が許容範囲内であり、各バンクの角度センサは共に正常であるものと見なすことができるので、そのまま本ルーチンを終了させる。

一方、バンク間での吸入空気量の差の絶対値が前記最大値以上であると判断された場合には、いずれか一方バンクの角度センサが故障し、その出力がばらつき範囲を超えて実際値と異なるようになったものと判断して、ステップＳ１３０４へ進む。

ステップＳ１３０４では、故障判定を確定する前の処理を実行する。
具体的には、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂによって、両バンクの吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を遅角変化させる処理、換言すれば、吸気バルブ１０６のバルブリフトが極大値となるタイミングを上死点から遠ざけ、吸気バルブ１０６とピストンとの干渉を回避する処理を行う。

尚、前記遅角処理においては、前記中心位相を最遅角にまで変化させることが好ましい。
上記のステップＳ１３０４での処理によって、角度センサの故障によって、吸気バルブ１０６のバルブリフト量が目標よりも大きく制御されていても、吸気バルブ１０６とピストンとの干渉が発生する可能性を速やかに低下させることができる。

ステップＳ１３０５では、バンク間での吸入空気量の差の絶対値が前記最大値以上であると判断されている継続時間が、所定時間以上になっているか否かを判断することで、ノイズなどに影響された一時的な空燃比差の発生によって、角度センサの故障が判断されないようにする。

従って、前記所定時間は、ノイズなどに影響されて吸入空気量が変動する時間を越える時間に設定される。
ステップＳ１３０５で、継続時間が所定時間以上であると判断すると、ステップＳ１３０６へ進み、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御に用いている角度センサのうちの少なくとも一方が故障しているという判定を確定させる。

そして、ステップＳ１３０５で故障判定されると、前記図９〜図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ９０２，ステップＳ９０３又はステップＳ１００２，ステップＳ１００３又はステップＳ１１０２，ステップＳ１１０３に進むことで、両バンクの前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７への通電を停止し、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御軸１３が機械的なデフォルト位置に戻すフェイルセーフ指令を、ＶＥＬコントローラ１２０に出力する。

尚、上記実施形態では、ＥＣＭ１２１とＶＥＬコントローラ１２０とが別体に設けられる構成としたが、１つの筐体内にＥＣＭ１２１に相当する機能を有するユニット（第２ユニット）とＶＥＬコントローラ１２０に相当する機能を有するユニット（第２ユニット）とが内蔵されるものであってもよく。

また、上記実施形態では、電動アクチュエータ機構としての可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御を例としたが、電動アクチュエータ機構は、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂや電子制御スロットル１１６などであってもよく、また、内燃機関とモータとを組み合わせて車両を駆動するハイブリッドシステムにおけるモータや、パワーステアリング機構などであってもよい。

また、電動アクチュエータ機構としての可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御量（制御軸１３の角度）を検出する角度センサを、２重に備える構成としたが、３重以上に設け、例えば、ＶＥＬコントローラ１２０に２つのセンサを接続し、ＥＣＭ１２１側に１つのセンサを接続させることもできる。

また、ＥＣＭ１２１（第２ユニット）とＶＥＬコントローラ１２０（第１ユニット）との間の通信は、有線であっても無線であってもよい。
また、多重のセンサとは、同じ制御量を検出するセンサを複数備えるものであり、多重のセンサそれぞれでのセンサ構造が相互に異なっても良く、例えば、可変リフト機構１３４の制御軸１３の角度を検出するセンサとして、ポテンショメータ式のセンサと、エンコーダ式センサとを備えることができる。

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）前記一方のユニットに接続されているセンサによる制御量の検出値であって、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の通信に要する時間だけ前における制御量の検出値と、前記他方ユニットから受信した制御量の検出値の最新値とを対比して、前記センサの故障診断を行う請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用電動アクチュエータ機構の制御装置。

上記発明によると、他方ユニットから通信時間を要して読み込んだ検出値は、前記通信時間だけ前の時点での検出値であるから、一方のユニットの検出値であって、通信時間だけ前の時点での検出値と対比させれば、同じタイミングで検出された検出値相互を比較することになり、通信時間の影響を抑制して高精度に整合性を診断できる。
（ロ）前記電動アクチュエータ機構が、内燃機関の機関バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構である請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用電動アクチュエータ機構の制御装置。

上記発明によると、可変動弁機構の制御量を高応答で検知でき、また、可変動弁機構の制御量を検出するセンサを多重に備えることで、センサ間の検出値の比較によってセンサ故障を診断でき、センサ故障に対して可変動弁機構のフェイルセーフを確実に実施できる。

１０１…内燃機関、１０６…吸気バルブ、１０８…燃料噴射弁、１０９…点火プラグ、１１０…クランクシャフト、１１６…電子制御スロットル、１２０…ＶＥＬコントローラ（第１ユニット）、１２１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール：第２ユニット）、１２２…アクセル開度センサ、１２３…水温センサ、１２４…車速センサ、１２５…クランク角センサ、１２６ａ，１２６ｂ…空燃比センサ、１２７…エアフローセンサ、１２８…スロットル開度センサ、１３３ａ，１３３ｂ…可変バルブタイミング機構、１３４ａ，１３４ｂ…可変リフト機構（電動アクチュエータ機構）

Claims (3)

1. 車両に用いる電動アクチュエータ機構の操作量を、前記電動アクチュエータ機構の制御量と目標値とに応じて出力する第１ユニットと、
   前記第１ユニットと相互に通信可能に構成され、前記目標値を前記第１ユニットに送信する第２ユニットと、
   を備えると共に、
   前記電動アクチュエータ機構の制御量を検出するセンサを多重に備え、該多重に備えられたセンサのうちの少なくとも１つが前記第１ユニットに接続され、前記第１ユニットに接続されるセンサとは異なる少なくとも１つのセンサが前記第２ユニットに接続され、
   前記第１ユニットと前記第２ユニットとの一方のユニットが、他方ユニットから前記センサによる制御量の検出値を受信し、該受信した検出値と前記一方のユニットに接続されているセンサによる制御量の検出値とに基づいて、前記センサの故障診断を行うと共に、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の通信に要する時間に応じて、前記故障診断に用いる検出値の設定と前記故障診断に用いる閾値との少なくとも一方を変更し、かつ、
   前記第１ユニットが検出値を受信する前記センサが故障した場合、前記第１ユニットは、正常時に比べて制御ゲインを低下させ、前記第２ユニットから受信した検出値に応じて前記操作量を出力する、車両用電動アクチュエータ機構の制御装置。
2. 前記一方のユニットが、前記受信した検出値と前記一方のユニットに接続されているセンサによる制御量の検出値との偏差と閾値とを対比して、前記センサの故障診断を行うと共に、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の通信に要する時間における前記制御量の変化量に基づいて、前記故障診断に用いる検出値と前記閾値との少なくとも一方を補正する、請求項１記載の車両用電動アクチュエータ機構の制御装置。
3. 車両に用いる電動アクチュエータ機構の操作量を、前記電動アクチュエータ機構の制御量と目標値とに応じて出力する第１ユニットと、
   前記第１ユニットと相互に通信可能に構成され、前記目標値を前記第１ユニットに送信する第２ユニットと、
   を備えると共に、
   前記電動アクチュエータ機構の制御量を検出するセンサを多重に備え、該多重に備えられたセンサのうちの少なくとも１つが前記第１ユニットに接続され、前記第１ユニットに接続されるセンサとは異なる少なくとも１つのセンサが前記第２ユニットに接続され、
   前記第１ユニットと前記第２ユニットとの一方のユニットが、他方ユニットから前記センサによる制御量の検出値を受信し、該受信した検出値と前記一方のユニットに接続されているセンサによる制御量の検出値とに基づいて、前記センサの故障診断を行うと共に、
   前記電動アクチュエータ機構の最大応答速度と、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の通信に要する時間とから、前記電動アクチュエータ機構が最大応答速度で動作する場合に、前記通信に要する時間で変化する前記制御量の変化量を演算し、前記変化量に応じて前記故障診断に用いる検出値の設定と前記故障診断に用いる閾値との少なくとも一方を変更する、車両用電動アクチュエータ機構の制御装置。

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