JPH0357836A - 車載エンジンの制御弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車エンジンの燃料供給系に使用される制
御弁、例えばスロットル弁をステップモータによって駆
動するスロットル弁駆動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、自動車の発進及び走行中において、エンジンの
駆動力を受けて回転する車輪に伝わるトルクが路面の摩
擦力より必要以上に大きい場合、車輪が空転してスリッ
プすることがある。このような車輪のスリップ状態を解
消するには過大トルクを小さくする必要がある。過大ト
ルクを小さくするには、アクセルペダルの踏込量を加減
することによって、アクセルペダルと連繋しているエン
ジンの吸気管内に回動自在に設けられているスロットル
弁の開度を絞る方向に調節し、吸入空気量あるいは吸入
混合気量を威らしてエンジンの出力を適正に保たなけれ
ばならないが、ドライバ自身の力によって踏込量を正確
にコントロールすることは困難である。

このような不具合を解消するために、スロットル弁機構
にステップモータを連結して、このステップモータを車
輪の空転状態に応じて制御することにした装置が提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このスロットル弁の制御用ステップモータは
小型軽量であることが望ましいが、小型軽量化するとト
ルクが小さくなり、スロットル弁の戻しばねに打ち勝つ
トルクを発生することができない。また、トルクを大き
くする為に電流を大きくすると発熱する。これらの問題
を解決する為に、ステップモータのデューティ制御を行
い、トルクが必要なときにはパルス幅を広げ、トルクが
不必要なときにはパルス幅を狭くする技術が提案されて
いる。

しかしながら、このデューティ制御を行う場合、スロッ
トル弁機構に対してステップモータのトルク特性を適合
させないとスリップが発生したり、位置のエラーが発生
する。例えば、停止状態では起動／作動時と比べて小電
流で負荷に打ち勝ってモータを保持できるので、モータ
停止時は省電力の観点から電流を低減させることが望ま
しいが、モータが確実に停止していない状態で作動］１
．ｒにおける大きなデューティ比から停止保持時におけ
る小さなデューティ比に切り換えると、戻しばねの附勢
力等の影響によりステップモータの起動位置が不安定と
なり、ステップモータの起動トルク性能を有効に利用す
ることができない。

従って本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目
的は、作動状態にあるステップモータを停止するに際し
て、励磁相の切り換えを停止すると共にステップモータ
を作動状態に保持するのに必要なバルスデューティ比か
らステップモータを停止させるのに必要なパルスデュー
ティ比に変えないで、ステップモータがより安定した停
止位置にて停止するまで待ってその後にバルスデューテ
ィ比を変えることによってステップモータの起動トルク
性能を有効に、十分に利用することができる制御弁制御
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明に係る制御弁制御装置
は、スプリングにより附勢された制御弁と、上記制御弁
を駆動するステップモータと、上記ステップモータを駆
動するための駆動回路と、作動状態にある前記ステップ
モータを停止すべく前記駆動回路を制御してステップモ
ータを停止せしめ、所定時間経過後に前記駆動回路に対
して出力するパルス信号を、前記ステップモータを作動
状態とするのに必要なデューティ比から前記ステップモ
ータを停止状態に保持するのに必要なデューティ比に変
える制御手段と、を備えた構成とした。

〔作用〕

上記構成において、作動状態にあるステップモータを停
止すべく駆動回路を制御してステップモータを停止せし
め、所定時間経過後に駆動回路に対して出力するパルス
信号を、ステップモータを作動状態とするのに必要なデ
ューティ比からステップモータを停止状態に保持するの
に必要なデュ一ティ比に換えるようにしたので、停止保
持トルクを確保するに足る小さなパルスデューティ比の
パルス信号は、ステップモータの回転駆動が停止された
状態で供給される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

まず、第１図に基づき本発明の一実施例に係る制御弁制
御装置を説明する。

第１図において、軸１の左端側にはアクセルペダルと連
動する部材２が取り付けられているとともに、該部材２
の近傍に、該部材２と係合して第１図矢印方向に回動可
能にスロットルドラム３が取り付けられている。スロッ
トルドラム３には、ワイヤ４が巻回されているとともに
、アクセル開度センサ５が取り付けられている。軸１の
略中央部にはスロットル弁が取り付けられており、一方
輔１の右端側には、スロットル制御レバー７を初め、ス
ロットルレバー８、スロットルセンサ９か取り付けられ
ている。スロットル制御レバー７には、ディスタンスギ
ア１０が歯合されており、このディスタンスギア１０と
スロットル制御レバー７には、一端側が固定された戻し
ばね１１，１１′の他端側が取り付けられている。ディ
スタンスギア１０には、ステップモータ１２の回転軸に
取り付けられたギア１３が歯合されている。

上記構成において、アクセルペダル（図示しない）の踏
込みによって軸１がこのアクセルペダルと連動して第１
図時計方向に回動したときには、スロットル弁６は全開
方向に回動する。一方、ステップモータ１２の第１図反
時計方向への回転に伴う軸１の第１図反時計方向への回
動によって、それまで開いていたスロットル弁６は、全
開方向へと回動する。スロットルセンサ９は、スロット
ル弁６の開度を検知して制御部へと出力する。

制御部は、車輌のスリップ状態を解消する為に要求され
る目標開度信号と、実際のスロットル弁の開度を示すス
ロットルセンサ７の出力信号を読み込んで、両信号の偏
差に基づき、ステップモータ１２を駆動する。

第２図は、本発明の一実施例に従うスロットル弁駆動装
置の制御回路を示した図である。この制御回路は、上記
第１図にて示したステップモータ１２の駆動を制御する
ために設けられている。

第２図に図示した制御回路は、制御部１５を始め、ステ
ップモータ１２を駆動するための駆動回路１６、制御部
１５の制御下で駆動回路１６に対してデューティ比可変
のパルス電流を供給する方形波パルス発振回路１７及び
制御部１５の制御下で駆動回路１６を構或するステップ
モータ１２の各相を各別に励磁（駆動）するための信号
を出力する振り分け回路１８を備えている。上述した構
成について更に詳述する。

即ち、方形波パルス発振回路１７は、制御部１５の制御
下で、ステップモータ１２が停止状態にあるときには、
戻しばね１１の附勢力に打ち勝って停止状態を保持し続
けるのに必要なトルクをステップモータ１２に発生させ
るために、本実施例ではパルスデューティ比１５％の方
形波パルス信号を出力する。又、方形波パルス発振回路
１７は、制御部１５の制御下で、ステップモータ１２を
作動するときには、戻しばね１１の附勢力に打ち勝って
回転駆動が可能なトルクをステップモータ１２に発生さ
せるために、本実施例ではパルスデューティ比５０％の
方形波パルス信号を出力する。

駆動回路１６を構成しているチョッピング用トランジス
タＴｒ５は、方形波パルス発振回路１７から出力される
方形波パルス信号に応じてＯＮ／ＯＦＦＬ，、直流電源
１つから出力される電流を、ステップモータ１２を構成
している各相のコイルＬ　　，Ｌ　　，Ｌ　　，Ｌ　　
側に供給する。上記ステｌ　　２　　３　　４ ップモータ１２を構威している各相は、それぞれコイル
を始め、オン／オフ動作することによってコイルに流れ
る電流を制御するトランジスタ、トランジスタを逆電圧
から保護する保護ダイオード、上記各トランジスタのコ
レクタ側と直流電源１つ側との間に接続されているダイ
オード及び定電圧ダイオードから成っている。即ち、上
記ステップモータ１２を構成している第１相は、コイル
Ｌ１を始め、トランジスタＴ　　保護ダイオードＤ１、
『ｉゝ ダイオードＤ１ｌから成っており、上記ステップモータ
１２を構成している第２相は、コイルＬ２を始め、トラ
ンジスタＴ　　保護ｄダイオードＤ２，ｒ２’ ダイオードＤ２２から成っており、上記ステップモータ
１２を構成している第３相は、コイルＬ３を始め、トラ
ンジスタＴ　　保護ダイオードＤ３、ｒ３ゝ ダイオードＤ３３から成っている。更に、上記ステップ
モーター２を構成しでいる第４相は、コイルＬ　を始め
、トランジスタＴ　　保護ダイオード４『４ゝ Ｄ　１ダイオードＤ４４から成っている。なお、定４ 電圧ダイオードＺＤは、上記保護ダイオードＤ１〜Ｄ４
のカソード側と直流電源１つとの間に接続されている。

制御部１５は、前述したように、方形波パルス発振回路
１７、振り分け回路１８を介して駆動回路１６を制御す
る。制御部１５は、ステップモータ１２を低速度、高ト
ルクにて駆動したいときには、振り分け回路１８から低
周波数のモータ駆動信号が出力されるように振り分け回
路１８を制御し、ステップモーター２を高速度、低トル
クにて駆動したいときには振り分け回路１８から高周波
数のモータ駆動信号が出力されるように振り分け回路１
８を制御する。制御部１５は、例えば、１相励磁によっ
てステップモータ１２を駆動するときには、トランジス
タＴＴＴＴ　　の ｒｌ’　　ｒ２’　　ｒ３’　　ｒ４ 順に、或いはこれとは逆にトランジスタＴｒ４’ＴＴＴ
　　の順に各トランジスタを導通すｒ３゜　ｒ２’　　
ｒｌ べく振り分け回路１８の駆動を制御する。

上述した構成において、ステップモータ１２を作動状態
から停止保持状態に移行する場合の制御態様は、以下の
通りである。即ち、ステップモータ１２を駆動状態から
停止保持状態に移行させるときには、方形波パルス発振
回路１７を制御することによってデューティ比を５０％
（作動状態が可能となるデューティ比）としたパルス信
号を駆動回路１６に印加した状態で振り分け回路１８を
制御してステップモータ１２を停止保持状態とし、ステ
ップモータ１２が所定の停止位置にて停止した後に、方
形波パルス発振回路１７を制御することによってデュー
ティ比を１５％（停止状態が可能となるデューティ比）
としたパルス信号を駆動回路１６に印加することとなる
。

上記内容は、２相励磁のステップモータに関して述べた
ものであるが１相励磁又は１−２相励磁のステップモー
タにも本発明が適用可能なのは勿論である。又、停止状
態を保持するためにステップモータに対して印加される
パルス信号のデューティ比、作動状態を保持するために
ステップモータに対して印加されるパルス信号のデュー
ティ比はともに上記数値にのみ限定されるものではない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、駆動状態にある
ステップモータを停止すべく駆動回路を制御してステッ
プモータを停止せしめ、所定時間経過後に駆動回路に対
して出力する信号を、ステップモータを駆動状態とする
のに必要なデューティ比からステップモータを停止状態
に保持するのに必要なデューティ比に変えるようにした
ので、作動状態にあるステップモータを停止保持状態に
移行せしめるに際して、ステップモータの回転駆動を停
止させてからステップモータが所定の停止位置にて停止
するまで待ってその後に駆動トルクを確保するのに必要
な大きさのバルスデューティ比から停止保持トルクを確
保するに足る小さなパルスデューティ比にパルスデュー
ティを変えた電流を供給することによって、戻しばねの
附勢力等の影響を除去し、ステップモータを所定の停止
位置にて確実に停止させることができ、省電力かつ正確
な制御弁の開度制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る制御弁制御装置の基本
的構成を示す斜視図、第２図は第１図に示す制御弁制御
装置に適用できる制御回路を示す図である。 ６・・・スロソトル弁、１１．１１’　・・・戻しばね
、１６・・・駆動回路、１７・・・方形波パルス発振回
路、１２・・・ステップモータ、１８・・・振り分け回
路、１５・・・制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スプリングにより附勢された制御弁と、 前記制御弁を駆動するステップモータと、 前記ステップモータを駆動するための駆動回路と、作動
   状態にある前記ステップモータを停止すべく前記駆動回
   路を制御してステップモータを停止せしめ、所定時間経
   過後に前記駆動回路に対して出力するパルス信号を、前
   記ステップモータを作動状態とするのに必要なデューテ
   ィ比から前記ステップモータを停止状態に保持するのに
   必要なデューティ比に変える制御手段と、 を備えたことを特徴とする制御弁制御装置。