JPH0324854Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案はエンジンのスロツトルバルブを電気的
に駆動制御するスロツトルバルブ制御装置に関す
る。

（従来技術） 従来、エンジンのスロツトルバルブを制御する
方法として、アクセルペダルを踏込むことにより
アクセルペダルに連結されたスロツトルケーブル
あるいはリンク機構等を介してスロツトルレバー
を回転させてスロツトルバルブを開閉させる機械
的な方式と、アクセルペダルの踏込量を電気信号
に変換して、この電気信号に対応してモータによ
りスロツトルバルブを開閉制御する電気的な方式
とがある。スロツトルバルブを機械的に開閉する
方式あるいは電気的に開閉制御する方式において
も、暖機運転時あるいは運転途中のアイドリング
時におけるエンジン運転をエンジン特性に適合し
た安定状態にするためにスロツトルバルブの開度
を微小に制御することが必要である。またアクセ
ル時にアクセルペダルが高速で踏込まれた場合
に、スロツトルバルブの開弁速度もアクセルペダ
ルの踏込速度に即応させる必要がある。このよう
にエンジンのアイドリング時においてはスロツト
ルバルブを微小に制御することが必要でありアク
セル時にはスロツトルバルブをその比較的大きい
変移量を高速で制御することが必要である。この
ような相反する制御要求を満足させるために従来
はエンジンのアイドリング時にスロツトルバルブ
の開度を微小に制御するためのアクチユエータを
別装しなければならず、さらにアクチユエータを
別装するためのスペースを余分に必要とする欠点
があつた。

（考案の目的） 本考案はエンジンのスロツトルバルブをステツ
プモータにより開閉制御するに際し、ステツプモ
ータの相励磁方式を代えてステツプモータのステ
ツプ角度を変化させるエンジンのスロツトルバル
ブ制御装置を提供することによつて、スロツトル
バルブをステツプモータの制御のみでアイドリン
グ特性もしくはアクセル特性に適合するように開
閉制御することにある。

（考案の構成） 本考案は第１図に示すようにエンジンのスロツ
トルバルブ１を開閉制御するためのステツプモー
タ２と、ステツプモータ２の回転トルクをスロツ
トルバルブ１に伝達するためのトルク伝達装置３
と、アクセルペダル４の踏込量に対応した出力信
号を発生させるアクセルセンサ５と、エンジンの
運転状態に対応した出力信号を発生させるエンジ
ンセンサ６とアクセルセンサ５とエンジンセンサ
６の出力信号に応じて定まる数のパルス信号をス
テツプモータ２に出力するとともにエンジンの運
転状態に応じてステツプモータ２の相励磁方式を
切替えてステツプ角度を変化させる電気制御回路
７を備えたエンジンのスロツトルバルブ制御装置
にある。

（考案の実施例） 本考案の一実施例の構成を第２図〜第４図によ
り説明する。第２図において、スロツトルシヤフ
ト１１に固定されたスロツトルバルブ１２はスロ
ツトルバツクスプリング１３力により閉方向に付
勢され、ステツプモータ１４から出力される回転
トルクにより歯車１５，１６，１７，１８で形成
される減速機を介してスロツトルシヤフト１１を
回転させることにより開閉制御される。

ステツプモータ１４はイングニツシヨンスイツ
チ１５をONしてバツテリ１６から電源が供給さ
れたあとにアクセルペダル１７の踏込量に対応し
た出力信号は発生させるアクセルセンサ１８と、
ウオータジヤケツト１９のエンジン冷却水温度に
対応した出力信号を発生させる温度センサ２０
と、エンジンの回転数に対応してトリガ信号を発
生するイングニツシヨンコイル２１と、クーラ投
入スイツチ２２と、パワーステアリング等の電気
負荷投入スイツチ２３とのそれぞれから出力され
る信号に応じてステツプモータ１４の駆動信号を
出力する電気制御回路２４により駆動制御され
る。

第３図はステツプモータ１４の構造の概要を示
したものでステツプモータ１４は出力軸３１に固
定され外周部に多数の等ピツチ小歯３２を有する
ロータ３３と、内周部に巻線３４を巻いた８個の
大歯３５を備えそれぞれの大歯３５が４個の小歯
３６を備えたステータ３７とで形成された４相ス
テツプモータである。

第４図は電気制御回路２４のブロツク図であつ
て、イングニツシヨンスイツチ１５をONしてバ
ツテリ１６から電気制御回路２４に電源が供給さ
れると、電源回路４１は供給されたバツテリ電源
を定電圧安定化電源に変換して電気制御回路２４
で必要とされる電圧を各回路に供給し、マイクロ
コンピユータCPUは記憶回路ROMに内蔵された
制御プログラムに従い、アクセルセンサ１８、エ
ンジン冷却水の温度センサ２０、イングニツシヨ
ンコイル２１、クーラ投入スイツチ２２、パワー
ステアリング等の電気負荷投入スイツチ２３の出
力信号に応じてステツプモータ１４に出力するた
めのパルス数オ算出してステツプモータ１４の相
励磁信号とともに前記算出されたパルス数に応じ
たパルス信号をＩ／Ｏポート４２を介してモータ
駆動回路４３に出力し、モータ駆動回路４３で駆
動信号に変換したあとステツプモータ１４に出力
する。

イングニツシヨンコイル２１のトリガ出力信号
は波形整形回路４４で整形されたあとマイクロコ
ンピユータCPUに入力され、アクセルセンサ１
８と冷却水の温度センサ２０の出力信号はアナロ
グ信号のためＡ−Ｄ変換回路４５でデジタル信号
に変換されたあとＩ／Ｏポート４６を介してマイ
クロコンピユータCPUに入力され、クーラ投入
スイツチ２２とパワーステアリング等の電気負荷
投入スイツチ２３の出力信号はデジタル信号のた
め信号変換無しでＩ／Ｏポート４６を介してマイ
クロコンピユータCPUに入力される。

（実施例の作用） 次に本実施例の作用について第５図〜第７図に
より説明する。第５図のステツプモータ１４の励
磁方式判定ルーチンのステツプ１０１において電
気制御回路２４はイングニツシヨンスイツチ１５
がONされバツテリ１６から電源が供給されたあ
とにエンジンを作動させた状態においてアクセル
センサ１８の出力信号によりアクセルペダル１７
が踏込まれているかあるいは開放されているかを
判断して、アクセルペダル１７が踏込まれている
と判断した場合はアクセル制御としてステツプ１
０７に移行し、アクセルペダル１７が開放されて
いると判断した場合はステツプ１０２のアイドル
制御をする。ステツプ１０２において、電気制御
回路２４はエンジンの冷却水温度に対応した出力
信号を発生させる温度センサ２０、クーラ投入ス
イツチ２２、パワーステアリング等の電気負荷投
入スイツチ２３それぞれの出力信号に応じてエン
ジンの目標アイドル回転数を設定するとともに、
イングニツシヨンコイル２１から出力されるエン
ドンの運転回転数信号を入力して前記エンジンの
目標アイドル回転数と比較したうえ次のステツプ
１０３においてエンジンの運転回転数と目標アイ
ドル回転数が一致しているか否かを判断して、判
断の結果一致した場合はアイドル制御が適正に行
なわれているという判断で次に続くエンジン制御
の他の処理を行い、不一致の場合はステツプ１０
４において偏差回転数に相当するスロツトルバル
ブ１２の開度補正をするためのステツプモータ１
４の駆動ステツプ数を算出したあとステツプ１０
５において暖機運転時あるいは運転途中のアイド
リング時におけるエンジン運転をエンジン特性に
適合した安定状態にするためにスロツトルバルブ
１２の開度を微小に制御することが必要であり、
そのためステツプモータ１４のステツプ角を小さ
くするための１−２相励磁信号と前記駆動ステツ
プ数に対応したパルス信号をモータ駆動回路４３
に出力して、ステツプ１０６においてモータ駆動
回路４３はステツプ１０５における１−２相励磁
信号とパルス信号を駆動パルス信号に変換したあ
とステツプモータ１４に出力してステツプモータ
１４を駆動させスロツトルバルブ１２の開度を補
正することによつてスロツトルバルブ１２は微小
に制御され、アイドリング時のエンジン運転状態
を安定させることができる。

第６図はステツプモータ１４の１−２相励磁に
おける駆動パルス信号入力時のロータ３３の歩進
状況を示したもので、ステツプモータ１４に第１
駆動パルス信号１ｐが入力されたときステツプモ
ータ１４の第１相１ｓが励磁されてロータ３３の
小歯３２が第１駆動パルス信号１ｐが入力される
以前の位置から1/8歯ピツチ歩進し、ステツプモ
ータ１４に第２駆動パルス信号２ｐが入力された
とき第１相１ｓと第２相２ｓが励磁されてロータ
３３の小歯３２の歩進位置は第１駆動パルス信号
１ｐの入力後の位置より1/8歯ピツチ歩進し、第
３駆動パルス信号３ｐが入力されると第１相１ｓ
の励磁が解除されて第２相２ｓが励磁された状態
になりロータ３３の小歯３２はさらに1/8歯ピツ
チ歩進し、第４駆動パルス信号４ｐが入力される
と第２相２ｓと第３相３ｐが励磁されてさらに1/
８歯ピツチ歩進するというようにしてステツプモ
ータ１４に８個の駆動パルス信号が入力されるロ
ータ３３の小歯３２は１歯ピツチ歩進する。

ステツプ１０１のアクセルペダル１７が踏込状
態か開放状態かの判断ステツプにおいて電気制御
回路２４がアクセルセンサ１８の出力信号により
アクセル制御と判断した場合に、制御シンテムは
ステツプ１０７においてアクセル制御を行い、ア
クセルセンサ１８の出力信号を入力して、ステツ
プ１０８においてアクセルセンサ１８の出力信号
に対応したステツプ・モータ１４の駆動量に相当
する駆動ステツプ数を算出したあと、アクセルペ
ダル１７の踏込速度に追従するためにスロツトル
バルブ１２の開弁速度を早くする必要があり、ス
テツプ１０９においてステツプモータ１４のステ
ツプ角を大きくするための２相励磁信号と前記駆
動ステツプ数に対応したパルス信号をモータ駆動
回路４３に出力して、ステツプ１１０においてモ
ータ駆動回路４３はステツプ１０９における２相
励磁信号とパルス信号を駆動信号に変換したあと
ステツプモータ１４に出力して、スロツトルバル
ブ１２の開度がアクセルセンサ１８の出力信号に
対応する目標開度に到るまでステツプモータ１４
を２相励磁の高速で駆動する。

第７図はステツプモータ１４の２相励磁におけ
る駆動パルス信号入力時のロータ３３の歩進状況
を示したもので、ステツプモータ１４に第１駆動
パルス信号１ｐが入力されたとき第１相１ｓと第
２相２ｓが励磁されてロータ３３の小歯３２が第
１駆動パルス信号１ｐが入力される以前の位置か
ら1/4歯ピツチ歩進し、ステツプモータ１４に第
２駆動パルス信号２ｐが入力されたとき第２相２
ｓと第３相３ｓが励磁されてロータ３３の小歯３
２の位置は第１駆動パルス信号１ｐの入力後の位
置より1/4歯ピツチ歩進し、第３駆動パルス信号
３ｐが入力されると第３相３ｓと第４相４ｓが励
磁されてロータ３３の小歯３２の位置はさらに1/
４歯ピツチ歩進するというようにしてステツプモ
ータ１４に４個の駆動パルス信号が入力されると
ロータ３３の小歯３２は１歯ピツチ歩進する。

以上のようにエンジンのアイドリング時にはエ
ンジン運転をエンジン特性に適合した安定状態に
するためにスロツトルバルブ１２の開度を微小に
制御することが必要なためステツプモータ１４の
ステツプ角を小さくする１−２相励磁方式でステ
ツプモータ１４を駆動し、アクセル時にはアクセ
ルペダル１７の踏込速度に追従するためにスロツ
トルバルブ１２の開弁速度を早くする必要があ
り、そのためステツプモータ１４のステツプ角を
大きくする２相励磁方式でステツプモータ１４を
駆動することにより、他の特別な装置を使用する
ことなくアイドリング時にもアクセル時において
もスロツトルバルブ１２をエンジン特性に適合す
るように制御できる。

（考案の効果） 本考案はエンジンのスロツトルバルブをステツ
プモータにより開閉制御するに際して、ステツプ
モータの相励磁方式を代えてステツプモータのス
テツプ角度を変化させることによつて、スロツト
ルバルブをステツプモータの制御のみでアイドリ
ング特性もしくはアクセル特性に適合するように
開閉制御することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を明示する構成図、第２
図は本考案の一実施例の説明図、第３図はそのス
テツプモータの構造説明図、第４図はその電気制
御回路ブロツク図、第５図はその制御フローチヤ
ート図、第６図はそのステツプモータの１−２相
励磁方式におけるロータの歩進説明図、第７図は
そのステツプモータの２相励磁方式におけるロー
タの歩進説明図である。 １……スロツトルバルブ、２……ステツプモー
タ、３……トルク伝達装置、４……アクセルペダ
ル、５……アクセルセンサ、６……エンジンセン
サ、７……電気制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンのスロツトルバルブを開閉制御するた
   めのステツプモータと、該ステツプモータの回転
   トルクをスロツトルバルブに伝達するためのトル
   ク伝達装置と、アクセルペダルの踏込量に対応し
   た出力信号を発生させるアクセルセンサと、エン
   ジンの運転状態に対応した出力信号を発生させる
   エンジンセンサと、前記アクセルセンサとエンジ
   ンセンサの出力信号に応じて定まる数のパルス信
   号を前記ステツプモータに出力するとともにエン
   ジンの運転状態に応じて前記ステツプモータの相
   励磁方式を切替えてステツプ角度を変化させる電
   気制御回路とのそれぞれを備えることを特徴とす
   るエンジンのスロツトルバルブ制御装置。