JPH11294194A - ステップモータ式弁装置の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステップモータ式弁装置の制御に際し、ステッ
プモータの駆動電圧低下にともなう脱調等の発生を好適
に抑制する。 【解決手段】吸気通路２内に設けられた吸気絞り弁４
は、ステップモータ４０の所定ステップ位置を基準とし
たステップ数制御によって駆動される。ステップモータ
４０に供給されるバッテリ２２の電圧が所定電圧以下に
低下すると、電子制御装置１９は吸気絞り弁４の開度目
標値を例えば同吸気絞り弁４の全開位置に対応した値に
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータに
よって開閉駆動されるステップモータ式弁装置、特にデ
ィーゼル機関の吸気絞り弁に採用して好適な弁装置の制
御方法及び制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関の出力調整は主に燃料噴
射量制御によって行われるため、従来、吸入空気量制御
には、あまり高い精度は要求されなかった。しかしなが
ら、近年高まりつつあるエミッション向上の要求を満た
すためには、大量の排気ガス還流（以下「ＥＧＲ」とい
う）装置を通じて大量のＥＧＲ量を確保することが必要
となってきており、また、こうして大量のＥＧＲ量を確
保するためには、ディーゼル機関への吸入空気量そのも
のを細密に制御する必要が生じるようにもなってきてい
る。そして、こうした細密な吸入空気量制御を可能とす
るために、アクセルペダルとは連動せずに独立して、し
かも高精度の開度制御が可能なステップモータ式吸気絞
り弁装置の開発が進められている。

【０００３】こうした弁装置では、吸気絞り弁の軸に駆
動連結されたステップモータを備え、該ステップモータ
の所定のステップ位置を基準として、その位置から同モ
ータを回動させたステップ数に基づき上記吸気絞り弁を
開閉駆動することでその開度制御が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこうした装置
にあっては、ステップモータに印加される駆動電圧（バ
ッテリ電圧）が低下した場合には同モータの出力も低下
してしまうため、吸気絞り弁を開閉駆動する際の駆動ト
ルクが不足して、いわゆるステップモータの脱調が発生
することがある。こうしてステップモータの脱調が発生
すると、そのステップ数と吸気絞り弁の開度との対応が
とれなくなるため、同吸気絞り弁の正確な開度制御を行
うことができなくなる。特に、ディーゼル機関の吸気絞
り弁の場合、ステップモータの脱調によってその開度制
御が不能となると、必要量の吸入空気を供給できなくな
り、排気ガス中のスモークが増大するなどの不具合が生
じるおそれもある。

【０００５】なお従来、例えば特開昭６１−２２６５４
０号公報記載の装置のように、上記駆動電圧が所定値以
下となったときに、モータの駆動速度を遅くして駆動ト
ルクを確保し、駆動電圧が低下した場合でも弁の開度制
御を維持する装置も知られてはいるが、これによって脱
調の発生が必ずしも抑制されるわけではない。すなわ
ち、上記弁の開度目標値自体は機関運転状態に応じて変
化するため、たとえモータの駆動速度を遅くしてその駆
動トルクを確保したところで脱調に陥る可能性は常につ
いてまわる。なお、上記吸気絞り弁に限らず、運転条件
等に応じて開度目標値の変化するステップモータ式弁装
置にあっては、こうした実情も概ね共通したものとなっ
ている。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、ステップモータの電力低下にとも
なう脱調等の発生を好適に抑制することのできるステッ
プモータ式弁装置の制御方法及び制御装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、弁に駆動連結されたステ
ップモータの所定のステップ位置を基準としたステップ
数制御に基づき前記弁を開閉せしめるステップモータ式
弁装置の制御方法であって、前記ステップモータの駆動
電圧を監視して、該駆動電圧が所定電圧以下となるとき
前記弁の開度目標値を固定値とすることをその要旨とす
る。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のステップモータ式弁装置の制御方法において、
前記弁はディーゼル機関の吸気通路に設けられた吸気絞
り弁であり、前記ステップモータの駆動電圧が所定電圧
以下となることに基づき固定値とする同吸気絞り弁の開
度目標値は機関状態に応じた退避位置相当値であること
をその要旨とする。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載のステップモータ式弁装置の制御方法において、
前記機関状態に応じた退避位置相当値とする吸気絞り弁
の開度目標値を同吸気絞り弁の全開位置若しくはその近
傍とすることをその要旨とする。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
または３に記載のステップモータ式弁装置の制御方法に
おいて、当該機関のシステム異常またはイグニッション
スイッチがオフの場合、前記機関状態に応じた退避位置
相当値とする吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り弁の
全閉位置若しくはその近傍とすることをその要旨とす
る。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、請求項２
〜４のいずれかに記載のステップモータ式弁装置の制御
方法において、前記ステップ数制御に基づく前記吸気絞
り弁の開閉に際し、前記ステップモータの所定のステッ
プ位置と前記級絞り弁の開度との関係を同吸気絞り弁の
全開位置にて確認処理するものであって、前記機関状態
に応じた退避位置相当値とする吸気絞り弁の開度目標値
を同吸気絞り弁の全開位置近傍で且つ該確認処理が実行
されない位置相当値とすることをその要旨とする。

【００１２】また、請求項６に記載の発明は、弁装置に
駆動連結されたステップモータの所定のステップ位置を
基準としたステップ数制御に基づき前記弁を開閉せしめ
るステップモータ式弁装置の制御方法であって、前記ス
テップモータの駆動電圧を監視する監視手段と、この監
視する駆動電圧が所定電圧以下となるとき、前記弁の開
度目標値を固定値に設定する開度目標設定手段と、を備
えることをその要旨とする。

【００１３】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
に記載のステップモータ式弁装置の制御装置において、
前記弁はディーゼル機関の吸気通路に設けられた吸気絞
り弁であり、前記開度目標設定手段は、前記固定に設定
する同吸気絞り弁の開度目標値を機関状態に応じた退避
位置相当値とすることをその要旨とする。

【００１４】また、請求項８に記載の発明は、請求項７
に記載のステップモータ式弁装置の制御装置において、
前記開度目標値設定手段は、前記機関状態に応じた退避
位置相当値とする吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り
弁の全開位置若しくはその近傍とするものであることを
その要旨とする。

【００１５】また、請求項９に記載の発明は、請求項７
または８に記載のステップモータ式弁装置の制御装置に
おいて、前記開度目標値設定手段は、当該機関のシステ
ム異常またはイグニッションスイッチがオフの場合、前
記機関状態に応じた退避位置相当値とする吸気絞り弁の
開度目標値を同吸気絞り弁の全閉位置若しくはその近傍
とするものであることをその要旨とする。

【００１６】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
７〜９のいずれかに記載のステップモータ式弁装置の制
御装置において、前記ステップ数制御に基づく前記吸気
絞り弁の開閉に際し、前記ステップモータの所定のステ
ップ位置と前記吸気絞り弁の開度との関係を同吸気絞り
弁の全開位置にて確認処理する手段を更に備え、前記開
度目標値設定手段は、前記機関状態に応じた退避位置相
当値とする吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り弁の全
開位置近傍で且つ前記確認処理が実行されない位置相当
値とすることをその要旨とする。

【００１７】上記請求項１に記載の方法及び請求項６に
記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧が低下
すると弁の開度目標値を固定値とすることで、同弁の開
閉駆動を制限し、最終的には所定の開度に保持するよう
に該ステップモータの駆動制御が行われるようになる。
こうして駆動電圧低下時にステップモータの駆動を制限
し、最終的にはその駆動を禁止することで、同モータの
脱調等の発生を好適に抑制することすることができるよ
うになる。

【００１８】更に、請求項２に記載の方法及び請求項７
に記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧（車
載のディーゼル機関にあってはバッテリ電圧）低下時に
ステップモータの開度目標値を退避位置相当値とするこ
とで、吸気絞り弁の開閉駆動量、すなわちステップモー
タの駆動量をできうる限り削減することで、同モータの
脱調等の発生を好適に抑制することすることができるよ
うになる。ここで、退避位置とは「通常の目標値とは異
なる値」に対応した吸気絞り弁の開度位置である。ま
た、同退避位置とは、ステップモータの駆動制御が困難
となり、吸気絞り弁の開度制御を十分に行えない状況下
にあって、少なくともディーゼル機関の運転の維持や不
具合発生の抑制を可能とする吸気絞り弁の開度位置でも
ある。

【００１９】更に、請求項３に記載の方法及び請求項８
に記載の構成によれば、当該機関の運転を維持しなけれ
ばならない状況下にあって、且つステップモータの駆動
電圧が低下した時に、吸気絞り弁の開度目標値を全開位
置若しくはその近傍に設定することで、ディーゼル機関
の燃焼室には必要量以上の吸入空気量を確保し続けるこ
とができるようになる。すなわち、ディーゼル機関の運
転に支障をきたすことなく、ステップモータの脱調等の
発生を抑制することができるようになる。

【００２０】更に、請求項４に記載の方法及び請求項９
に記載の構成によれば、ディーゼル機関の燃料噴射系等
のシステム異常が発生したとき、またはイグニッション
スイッチがオフのときには、吸気絞り弁の開度目標値を
全閉位置あるいはその近傍に設定することで、ディーゼ
ル機関の燃焼室に供給される吸入空気を遮断あるいは大
幅に削減することができるようになる。すなわち、当該
機関を速やかに停止させながら、ステップモータの脱調
等の発生を抑制することができるようになる。

【００２１】更に、請求項５に記載の方法及び請求項１
０に記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧低
下時あるいは当該機関のシステム異常時には確認処理が
実行されないようにすることで、確認処理にともなうス
テップモータの駆動を禁止して同モータの脱調等の発生
を抑制するとともに、確認時の誤判定を防止することが
できるようになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるステップモ
ータ式弁装置の制御方法及び制御装置をディーゼル機関
の吸気絞り弁の制御装置に適用した一実施の形態につい
て、詳細に説明する。

【００２３】まず、本実施の形態にかかる弁装置が設け
られたディーゼル機関の概要について、図１に基づき説
明する。ディーゼル機関１の燃焼室１２には、図示しな
い吸気バルブを介して吸気通路２が接続されている。こ
の吸気通路２には、上流側より、吸入空気を濾過するエ
アクリーナ３、吸入空気の圧力（大気圧）を検出するた
めの圧力センサ６、同吸入空気の温度を検出するための
吸気温センサ７８、燃焼室１２内に導入される吸入空気
量を調整するための吸気絞り弁４が設けられいる。

【００２４】吸気絞り弁４は、ステップモータ４０及
び、このステップモータ４０と吸気絞り弁４とを駆動連
結するギア群を中心として構成される駆動機構５によっ
て開閉駆動される。なお、ステップモータ４０は、ディ
ーゼル機関１の各種制御を行うための電子制御装置（以
下「ＥＣＵ」という）１９によって駆動制御される。ま
た、上記駆動機構５には、吸気絞り弁４が全開位置近傍
の所定位置よりも開き側に位置することでオン状態とな
る全開スイッチ３９が設けられている。

【００２５】一方、吸気通路２にあって吸気絞り弁４の
更に下流側には、上記燃焼室１２に図示しない排気バル
ブを介して接続される排気通路７から分岐して同吸気通
路２に合流するＥＧＲ（排気ガス還流）通路８が接続さ
れている。このＥＧＲ通路８には、上記ＥＣＵ１９によ
って制御されるダイアフラム等のアクチュエータ１０に
よって開閉駆動されるＥＧＲ制御弁９が設けられてい
る。前記吸気絞り弁４によって吸入空気量を、またこの
ＥＧＲ制御弁９によってＥＧＲ量をそれぞれ調整するこ
とで燃焼室１２内に導入される吸入空気量に対するＥＧ
Ｒ量の割合、すなわちＥＧＲ率を自在に設定することが
可能となる。すなわち、ディーゼル機関１の全運転領域
にわたって適切なＥＧＲ制御を行うことができるように
なる。

【００２６】ところで、ディーゼル機関１の副燃焼室１
３には、燃料を噴射するための噴射ノズル１１が設けら
れている。この燃料噴射ノズル１１は、燃料噴射ポンプ
１４に接続されている。この燃料噴射ポンプ１４は、デ
ィーゼル機関１の出力軸２３の回転に基づき駆動されて
前記噴射ノズル１１に対し燃料を加圧供給する。また、
この燃料噴射ポンプ１４は、噴射ノズル１１から噴射さ
れる燃料の噴射時期や噴射量を調整するタイマコントロ
ールバルブ１５及びスピル弁１６を備えている。これら
タイマコントロールバルブ１５及びスピル弁１６も前記
ＥＣＵ１９によってその作動が制御される。

【００２７】なお、燃料噴射ポンプ１４内には、ディー
ゼル機関１の出力軸の回転に同期して回転するロータ
（図示しない）が設けられるとともに、このロータの外
周面に形成された凸部を検出してその回転速度に対応し
たパルス信号を出力する電磁ピックアップからなる回転
数センサ１７が設けられている。この回転数センサ１７
の出力は、ディーゼル機関１の回転数の算出に寄与する
信号として前記ＥＣＵ１９に取り込まれる。

【００２８】その他、ＥＣＵ１９には、上記圧力センサ
６によって検出される大気圧情報や吸気温センサ７８に
よって検出される吸気温度情報をはじめ、アクセル開度
センサ１８によって検出されるアクセル開度情報（アク
セルペダルの踏み込み量情報）やＩＧ（イグニション）
スイッチ２０のオン・オフ情報、スタータスイッチ２１
のオン・オフ情報、水温センサ７７によって検出される
冷却水温度情報、ＥＣＵ１９やステップモータ４０を含
む各種電気機器に対して電力を供給するバッテリ２２の
出力電圧情報等も併せて取り込まれるようになってい
る。

【００２９】次に、前記吸気絞り弁４を開閉させる駆動
機構５の詳細について、図２〜図４に基づき説明する。
なお、図２は吸気絞り弁４及びその駆動機構５の側部断
面構造を、図３は同駆動機構５の正面構造を、図４は同
駆動機構５内に設けられた被動ギア２９及びその周辺部
の部分断面構造を示している。

【００３０】図２に示されるように、吸気通路２の開口
面積を可変とし、同通路２内を流れる吸入空気量を調整
するための吸気絞り弁４は、弁軸２６に一体回動可能に
固定されている。この弁軸２６は、前記吸気通路２に連
結されたスロットルボディ２５に回動可能に支持されて
いる。この弁軸２６の一端（図２の上方端）は、リター
ンスプリング２７を介して上記スロットルボディ２５に
連結されている。そして、弁軸２６並びに吸気絞り弁４
は、このリターンスプリング２７の付勢力によって、吸
気絞り弁４を開弁させる方向に付勢されている。

【００３１】一方、弁軸２６のもう一端（図２の下方
端）には、スロットルボディ２５に装着されたギアボッ
クス２８内に設けられた被動ギア２９が一体回動可能に
取り付けられている。この被動ギア２９は、上記ギアボ
ックス２８内に設けられた支軸３５に回動可能に支持さ
れた第２中間ギア３７と噛合している。また、上記支軸
３５には、この第２中間ギア３７と一体回動する第１中
間ギア３６が取り付けられている。この第１中間ギア３
６は、前記ギアボックス２８に装着されたステップモー
タ４０の出力軸４１に一体回動可能に取り付けられた駆
動ギア３８と噛合している。すなわち、ステップモータ
４０によって駆動される出力軸４１の回動は、前記駆動
ギア３８，第１中間ギア３６，第２中間ギア３７及び被
動ギア２９を介して弁軸２６に伝達される。そして、同
弁軸２６の回動によって前記吸気絞り弁４が開閉駆動さ
れる。

【００３２】なお、前記弁軸２６には、図３に示すよう
に、２本のアーム部３２ａ及び３２ｂを備えるレバー３
２が回動可能に装着されている。このレバー３２は、リ
リーフスプリング３１を介して前記被動ギア２９に連結
されている。レバー３２は、このリリーフスプリング３
１の付勢力によって、被動ギア２９に対して図３の反時
計回り方向に付勢されている。また、レバー３２に設け
られたアーム部の一方３２ｂは、Ｌ字状に曲折し、被動
ギア２９側に延伸されている。このアーム部３２ｂの先
端部は、図４に示すように、被動ギア２９に形成された
溝部３０内に係合されている。そして、レバー３２は被
動ギア２９に対して、溝部３０とアーム部３２ｂの先端
部との間隙分だけ相対回動可能となっている。ただし通
常、アーム部３２ｂの先端部は、リリーフスプリング３
１の付勢力によって、この溝部３０の弁軸２６を中心と
した反時計回り方向側の側壁と当接している。そしてこ
の状態で、被動ギア２９とレバー３２とは一体となって
回動される。

【００３３】また、レバー３２に設けられたもう一方の
アーム部３２ａの先端部には、ギアボックス２８内に設
けられた全開スイッチ３９と当接可能な押圧部３３が設
けられている。この押圧部３３は、吸気絞り弁４の全開
位置において全開スイッチ３９と当接し、全開スイッチ
３９をオンとすることが可能である。なお、本実施の形
態において、吸気絞り弁４は、上記全開位置よりも更に
開き側方向に回動可能となっている。ここでいう全開位
置とは、吸気通路２の開口面積が最大となるときの吸気
絞り弁４の位置のことである。そして、吸気絞り弁４を
全開位置より更に開き側方向に駆動していくと、やがて
図示しないストッパによりそれ以上の開駆動が制限され
るようになる。以下では、このときの吸気絞り弁４の位
置を最大開度位置ということとする。

【００３４】さらに、ギアボックス２８と反対側のシャ
フト部には、図示しない全閉ストッパが設けられてい
る。この全閉ストッパは、吸気絞り弁４が全閉位置とな
る位置でストッパと当接し、レバー３２の吸気絞り弁４
の閉方向側への回動を規制する。なお、ここでいう全閉
位置とは吸気通路２の開口面積が最小、すなわち０とな
るときの吸気絞り弁４の位置をいうこととする。ただ
し、このとき被動ギア２９は、全閉位置より更に閉方向
側へと回動可能である。前記ストッパが当接してレバー
３２の回動が規制された位置から更に被動ギア２９が閉
方向側に回動した場合、前記リリーフスプリング３１の
付勢力によって、被動ギア２９は開方向側に付勢される
ようになる。

【００３５】次に、前記ディーゼル機関１の制御系統を
示す電気回路構成について、図５に示すブロック図に基
づき説明する。ＥＣＵ１９は、ディーゼル機関１の燃料
噴射量制御、燃料噴射時期制御、ＥＧＲ制御、吸入空気
量制御等のための各種制御プログラムや、各種条件に対
応した値を算出するためのマップ等を記憶した読み出し
専用メモリ（ＲＯＭ）６１を備えている。また、ＥＣＵ
１９は、このＲＯＭ６１内に記憶されたプログラムに基
づき演算処理を実行する中央演算装置（ＣＰＵ）６０
と、このＣＰＵ６０での演算結果や各センサ等から入力
されたデータを一時的に記憶するためのランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）６２と、必要なデータをＥＣＵ１９
への電源供給遮断時にも保持するためのバックアップＲ
ＡＭ６３等を備えている。これらＣＰＵ６０，ＲＯＭ６
１，ＲＡＭ６２及びバックアップＲＡＭ６３は、バス６
４を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路６
６及び外部出力回路６７とも接続されている。

【００３６】一方、ＥＣＵ１９において、前記圧力セン
サ６及びアクセル開度センサ１８、水温センサ７７、吸
気温センサ７８からの入力信号は、バッファ６９内に一
時的に格納される。各バッファ６９内に格納された入力
信号は、マルチプレクサ６８によってＣＰＵ６０の指令
に基づき順次選択され、Ａ／Ｄ変換器６５によってデジ
タル信号に変換された後、上記外部入力回路６６へと送
られる。また、回転数センサ１７からのパルス状の入力
信号は、波形整形回路７１によって２値化された後、外
部入力回路６６へと送られる。更に、ＩＧスイッチ２
０、スタータスイッチ２１及び全開スイッチ３９の状態
も、それらスイッチのオン・オフ情報として送られる。
なお、ＩＧスイッチ２０は、機関の始動・停止を制御す
るためのスイッチであり、機関始動時にオンとなり、停
止時にオフとなる。また、スタータスイッチ２１は、機
関を始動させるスタータモータを駆動するためのスイッ
チであり、同スタータモータの回転時にはオンとなり、
停止時にはオフとなる。

【００３７】さらに、バッテリ２２から供給される電圧
の一部も、Ａ／Ｄ変換器６５を介して外部入力回路６６
に取り込まれる。こうしてＥＣＵ１９は、ステップモー
タ４０等に供給されるバッテリ２２の電圧ＶＢを把握し
ている。

【００３８】一方、ＥＣＵ１９の外部出力回路６７に
は、前記ステップモータ４０の駆動回路７２、前記ＥＧ
Ｒ制御弁９を開閉駆動するアクチュエータ１０の駆動回
路７３、前記燃料噴射ポンプ１４のタイマコントロール
バルブ１５の駆動回路７４、そして同燃料噴射ポンプ１
４のスピル弁１６の駆動回路７５が接続されている。こ
れら各駆動回路７２〜７５には、ＣＰＵ６０の演算結果
に基づき指令信号が送られる。そして、各駆動回路７２
〜７５は、この指令信号に基づき、上記ステップモータ
４０，アクチュエータ１０，タイマコントロールバルブ
１５及びスピル弁１６をそれぞれ駆動する。

【００３９】次に、前記ステップモータ４０の構成及び
その制御態様について、図６〜図１０に基づき説明す
る。図６にステップモータ４０の平面断面構造を、図７
に同モータ４０の側部断面構造を示す。これらの図に示
されるように、ステップモータ４０は大きくは、前記出
力軸４１と一体回動可能な回転子４２と、回転子４２を
囲繞するように設けられた２つの固定子カップ、すなわ
ちＡ相固定子カップ４４とＢ相固定子カップ４５とから
構成されている。回転子４２には、その外周に永久磁石
４３が一体回動可能に設けられている。この永久磁石４
３には、図８（ａ）及び（ｂ）に同ステップモータ４０
の模式断面図を示すように、所定角間隔をおいて磁極の
Ｎ極とＳ極とが交互に形成されている。

【００４０】一方、図６及び図７に示すように、Ａ相固
定子カップ４４及びＢ相固定子カップ４５はリング形状
を呈しており、その中空部には前記回転子４２が回動可
能に収容されている。これら固定子カップ４４及び４５
内には、それぞれ２組のコイル、すなわちＡｐ相コイル
４６及びＡｎ相コイル４７、またはＢｐ相コイル４８及
びＢｎ相コイル４９が設けられている。これら各コイル
４６〜４９は、同一方向に巻き線されている。

【００４１】また、これら固定子カップ４４及び４５に
あって、回転子４２が収容された中空部の内周には、図
８（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転子４２の永久磁
石４３の磁極と同じ所定角間隔をおいて、上歯５０及び
下歯５１（Ａ相固定子カップ４４）、あるいは上歯５２
及び下歯５３（Ｂ相固定子カップ４５）が交互に形成さ
れている。これらの上歯５０，５２及び下歯５１，５３
は、前記コイル４６〜４９に電圧が印加されることで励
磁される。なお、Ａ相固定子カップ４４に設けられた各
歯５０，５１とＢ相固定子カップ４５に設けられた各歯
５２，５３とは、上記所定角の半分、すなわち半歯分だ
けずらされた位置に設けられている。

【００４２】次に、上記ステップモータ４０及びその駆
動回路７２の電気回路構成を、図９に基づき説明する。
なお、図９（ａ）及び（ｂ）では、ステップモータ４０
の回転子４２の外周部と各固定子カップ４４及び４５の
内周部との関係を平面的に展開するかたちで模式的に示
している。また、同図９では、駆動回路７２の機能をわ
かりやすく説明するため、その電気回路構成についても
これを簡略化して模式的に示している。

【００４３】Ａ相固定子カップ４４内に設けられたＡｐ
相コイル４６及びＡｎ相コイル４７は、直流電源５８に
よって電圧が印加される。駆動回路７２には、各コイル
４７，４８への電圧の印加を許容あるいは遮断するため
のＡｐ相コイルスイッチ５４とＡｎ相コイルスイッチ５
５とが設けられている。これら各コイルスイッチ５４及
び５５をオンとすることで、各コイル４７，４８に電圧
が印加され、各上歯５０及び下歯５１が励磁される。こ
れら各コイル４７，４８は先述したように同一方向に巻
き線されているが、同図９（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、コイル４７，４８に通電される電流の方向は逆方向
となるよう構成されている。したがって、Ａｐ相コイル
４６に電圧が印加されたときと、Ａｎ相コイル４７に電
圧が印加されたときとでは、各上歯５０及び下歯５１は
異なった極に励磁されるようになる。すなわち、Ａｐ相
コイル４６に電圧を印加したときには、上歯５０はＮ極
に励磁され、下歯５１はＳ極に励磁される。一方、Ａｎ
相コイル４７に電圧を印加したときには、上歯５０がＳ
極に励磁され、下歯５１がＮ極に励磁される。

【００４４】また、Ｂ相固定子カップ４５部においても
同様の電気回路構成が採用されており、Ｂｐ相コイルス
イッチ５６及びＢｎ相コイルスイッチ５７のオン・オフ
切り替えによって各コイル４８，４９に選択的に電圧が
印加される。そして、Ｂｐ相コイル４８に電圧を印加す
ることで上歯５２はＮ極に、下歯５３はＳ極に励磁さ
れ、Ｂｎ相コイル４９に電圧を印加することで上歯５２
はＳ極に、下歯５３はＮ極に励磁される。

【００４５】次に、上記駆動回路７２により駆動される
ステップモータ４０の動作原理について、同図９及び図
１０に基づき説明する。駆動回路７２は、前記ＣＰＵ６
０の指令信号に基づき動作し、Ａ相固定子カップ４４の
各コイル４６，４７の一方とＢ相固定子カップ４５の各
コイル４８，４９の一方とに対して同時に、あるいは各
固定子カップ４４，４５のコイル４６〜４９のいずれか
一つに対して電圧を選択的に印加する。図１０に、ステ
ップモータ４０の各コイル４６〜４９に対する通電態様
を示す。

【００４６】駆動回路７２は、同図１０に示されるよう
な８つの励磁相モード０〜７を選択的に切り替えてステ
ップモータ４０を回動させる。なお、同図１０から明ら
かなように、奇数番号の励磁相モードの場合には、各固
定子カップ４４，４５のコイル４６，４７及び４８，４
９に対して各々一つずつ同時に電圧が印加され、偶数番
号の場合には、コイル４６〜４９のいずれか１つだけに
対して電圧が印加される。

【００４７】図９（ａ）は、図１０に示す励磁相モード
１（ｅｌｓｔｅｐの下位３ビットの値＝１）の場合の駆
動回路７２及びステップモータ４０の態様を示す。この
とき、駆動回路７２は、Ａｐ相コイルスイッチ５４及び
Ｂｐ相コイルスイッチ５６を閉じ、Ａｐ相コイル４６と
Ｂｐ相コイル４８とに対して電圧を印加させる。これら
コイル４６，４８に電圧を印加することで、Ａ相固定子
カップ４４の上歯５０はＮ極に、下歯５１はＳ極に、ま
た同様にＢ相固定子カップ４５の上歯５２はＮ極に、下
歯５３はＳ極に励磁される。このとき、回転子４２の永
久磁石４３のＳ極は、Ｎ極に励磁されたＡ相固定子カッ
プ４４の上歯５０及びＢ相固定子カップ４５の上歯５２
とに吸引され、これら両上歯５０及び５２の中間の位置
に引き寄せられる。また同様に、回転子４２の永久磁石
４３のＮ極は、Ｓ極に励磁されたＡ相固定子カップ４４
の下歯５１及びＢ相固定子カップ４５の下歯５３とに吸
引され、これら両下歯５１及び５３の中間の位置に引き
寄せられる。こうして回転子４２は、永久磁石４３のＳ
極が上記両上歯５０，５２の中間の位置に、同じく永久
磁石４３のＮ極が上記両下歯５１，５３の中間の位置に
位置するように回動される。

【００４８】その後、励磁相モードをモード１からモー
ド３に変更すると、図１０に示すように、今度はＡｎ相
コイル４７とＢｐ相コイル４８とに電圧が印加されるよ
うに駆動回路７２のスイッチ設定が行われる。上記励磁
相モード３（ｅｌｓｔｅｐの下位３ビットの値＝３）の
場合の駆動回路７２及びステップモータ４０の態様を図
９（ｂ）に示す。このとき、Ａ相固定子カップ４４の上
歯５０はＳ極に、下歯５１はＮ極に、Ｂ相固定子カップ
４５の上歯５２はＮ極に、下歯５３はＳ極に励磁される
ようになる。こうして回転子４２の永久磁石４３のＳ極
は、Ｎ極に励磁されたＡ相固定子カップ４４の下歯５１
とＢ相固定子カップ４５の上歯５２との中間の位置に吸
引され、同じく永久磁石４３のＮ極は、Ｓ極に励磁され
たＡ相固定子カップ４４の上歯５０とＢ相固定子カップ
４５の下歯５３との中間の位置に吸引される。こうして
回転子４２は、同図９においては右方向に半歯分だけ回
動され、出力軸４１は時計回り方向に前記所定角の半分
だけ回動される。なお、本実施の形態では、出力軸４１
（回転子４２）が同図９において右方向に回動すること
で吸気絞り弁４が閉弁され、左方向に回動することで同
弁４が開弁される構成となっている。

【００４９】以上のように、駆動回路７２は励磁相モー
ドを切り替えることでステップモータ４０の出力軸４１
を回動させるものであり、具体的には励磁相モードを降
順に切り替えることで吸気絞り弁４を開弁させ、励磁相
モードを昇順に切り替えることで吸気絞り弁４を閉弁さ
せる方向に同出力軸４１を回動させる。

【００５０】ところで本実施の形態の制御装置では、ス
テップモータ４０を回動させるときに、２つの励磁方式
を使い分けている。すなわち上記励磁相モードを１つず
つ、具体的には、励磁相モードをモード０→モード１→
モード２…あるいはモード２→モード１→モード０…と
切り替え、１つのコイルのみが励磁されるモードと２つ
のコイルが同時に励磁されるモードとを交互に繰り返し
ながら回動させる方式（以下「１−２相励磁方式」とい
う）と、常に励磁相モードが奇数番号となるように励磁
相モードを２つずつ、具体的には、励磁相モードをモー
ド１→モード３→モード５…あるいはモード５→モード
３→モード１…と切り替え、２つのコイルが同時に励磁
されるモードのみを使用して回動させる方式（以下「２
相励磁方式」という）との２つの励磁方式である。１−
２相励磁方式の場合、励磁相モードの切り替え１回当た
りのステップモータ４０の回転子４２の回動角を細かく
設定することが可能であり、細密な吸気絞り弁４の開度
制御ができる。一方、２相励磁方式の場合、励磁相モー
ドの切り替え１回当たりの回転子４２の回動角を大きく
することが可能となり、吸気絞り弁４の開閉速度を速く
できる。このように２つの励磁方式を状況に応じて使い
分けることで、吸気絞り弁４の開度制御における精度向
上と追従性向上との両立を図るようにしている。

【００５１】なお、本実施の形態では、１−２相励磁方
式時の励磁相モード切り替え１回あたりの回動角を１ス
テップと定義して吸気絞り弁４の開度制御を行ってい
る。したがって、２相励磁方式時には、１回の励磁相モ
ード切り替え毎に２ステップずつ回動されることとな
る。

【００５２】次に、本実施の形態のステップモータ４０
の具体的な駆動制御態様について、図１１〜図１３に基
づき詳細に説明する。なお、本実施の形態では、駆動し
たステップモータ４０のステップ数から吸気絞り弁４の
作動量を把握し、それに基づき吸気絞り弁４の開度制御
を行っている。こうした制御を行う場合、ステップモー
タ４０のステップ位置と吸気絞り弁４の実際の開度との
対応を把握しておく必要がある。しかしながら、ステッ
プモータ４０の脱調や機関１の停止中に通電が遮断され
ること等によって、これらの対応を把握できなくなるこ
とがある。そこで、本実施の形態では、吸気絞り弁４の
開度制御に先立ち、上記対応を確定するための初期化処
理を実行している。

【００５３】はじめに、こうした初期化処理について説
明する。この初期化処理が開始されると、ＣＰＵ６０
は、まず、前記全開スイッチ３９のオン・オフ状態を確
認する。そしてＣＰＵ６０はステップモータ４０を全開
スイッチ３９が切り替わる方向へと駆動し、同スイッチ
３９が切り替わった時点でのステップ位置を基準位置と
して設定する。この基準ステップ位置の設定は、全開ス
イッチ３９のオン・オフ状態が切り替わったステップモ
ータ４０のステップ位置で、現在のステップｅｌｓａｃ
ｔの値を”０”、そのときの励磁相モードのモード値を
オフセット値ｅｌｓｏｆとして記憶することで行われ
る。この現在のステップｅｌｓａｃｔは、吸気絞り弁４
を駆動したステップ数だけ、開弁時には減算、閉弁時に
は加算される。このように現在のステップｅｌｓａｃｔ
の値は吸気絞り弁４の開閉に伴い増減されるため、この
値から同吸気絞り弁４の開度を把握することができる。
また、吸気絞り弁４の開度制御には、こうして設定され
た現在のステップｅｌｓａｃｔ及び記憶したオフセット
値ｅｌｓｏｆとの和である励磁相対応ステップｅｌｓｔ
ｅｐが用いられる。この励磁相対応ステップｅｌｓｔｅ
ｐの下位３ビットの値（０〜７）は、現在のステップｅ
ｌｓａｃｔにおけるステップモータ４０の励磁相モード
値（図１０）に対応している。

【００５４】次に、以上の初期化処理が完了した後に実
行される吸気絞り弁４の開度制御時におけるステップモ
ータ４０の駆動制御について説明する。ステップモータ
４０の駆動制御に際し、ＣＰＵ６０は、まず現在のステ
ップｅｌｓａｃｔと目標ステップｅｌｓｔｒｇとの大小
関係を確認し、ステップモータ４０の駆動方向を決定す
る。現在のステップｅｌｓａｃｔの方が大きな場合には
ステップモータ４０を開弁側に駆動し、目標ステップｅ
ｌｓｔｒｇの方が大きな場合には閉弁側に駆動するよう
にする。これら現在のステップｅｌｓａｃｔと目標ステ
ップｅｌｓｔｒｇとが一致する場合には、吸気絞り弁４
は既に目標とする開度となっているため、ステップモー
タ４０の励磁相をそのまま保持しておき、吸気絞り弁４
の現在の開度を保持するようにする。

【００５５】また、ＣＰＵ６０はステップモータ４０の
駆動方式も決定する。先述したように本実施の形態のス
テップモータ４０は、１回の励磁相切り替え毎に１ステ
ップずつ駆動する１−２相励磁方式と２ステップずつ駆
動する２相励磁方式の２つの方式の駆動を行うことがで
きる。本実施の形態では、通常は２相励磁方式でステッ
プモータ４０を駆動するようにし、ステップモータ４０
が現在１相励磁されている場合と目標ステップｅｌｓｔ
ｒｇと現在のステップｅｌｓａｃｔとの差が”１”ステ
ップであるときに限って１−２相励磁方式で駆動するよ
うにしている。

【００５６】こうしてステップモータ４０の駆動方向及
び駆動方式を設定した後、ＣＰＵ６０は現在のステップ
ｅｌｓａｃｔを変更する。開弁方向に駆動する場合に
は、現在のステップｅｌｓａｃｔから、駆動方式に応じ
て”１”又は”２”ずつを減算する。閉弁方向に駆動す
る場合には、現在のステップｅｌｓａｃｔに、同様にし
て”１”又は”２”ずつを加算する。

【００５７】以上のようにして、現在のステップｅｌｓ
ａｃｔを目標ステップｅｌｓｔｒｇに近づけ、一致させ
るようステップモータ４０を駆動制御し、吸気絞り弁４
を目標とする開度とするように開度制御を行っている。

【００５８】次に、ステップモータ４０の駆動目標値で
ある目標ステップｅｌｓｔｒｇの設定を行う目標開度算
出ルーチンの処理について、図１１に基づき説明する。
なお、本ルーチンの処理は、所定時間毎の定時割り込み
処理として実行される。

【００５９】本ルーチンに移行すると、ＣＰＵ６０は、
まず処理Ｓ１００として、ＩＧ（イグニション）スイッ
チ２０がオフであるか否かを判定する。ここでイグニシ
ョンスイッチ２０がオフ、すなわち機関１の停止要求が
出されている場合、ＣＰＵ６０の処理は、処理Ｓ１０２
に移行する。この処理Ｓ１０２においてＣＰＵ６０は、
目標ステップｅｌｓｔｒｇを吸気絞り弁４の全閉位置に
対応する値とする。その後、ＣＰＵ６０は、本ルーチン
の処理を一時終了する。

【００６０】ＩＧスイッチ２０がオフとされた場合、速
やかにディーゼル機関１を停止する必要がある。本実施
の形態では、こうした場合、吸気絞り弁４を全閉とし、
機関１に対する吸入空気の供給を遮断して機関１の速や
かな停止を行うために、目標ステップｅｌｓｔｒｇを上
記の値に設定して、吸気絞り弁４を全閉とするようにし
ている。

【００６１】一方、ＩＧスイッチ２０がオンの場合、Ｃ
ＰＵ６０は処理Ｓ１０１において、前記燃料噴射ポンプ
１４や噴射ノズル１１などの燃料噴射系に異常が発生し
ているか否かを判定する。燃料噴射系に異常が発生する
とディーゼル機関１をもはや制御できなくなるため、速
やかに機関１を停止する必要がある。したがって、燃料
噴射系に異常が発生している場合にも、ＣＰＵ６０は処
理Ｓ１０２の処理に移行し、目標ステップｅｌｓｔｒｇ
に吸気絞り弁４の全閉位置に対応する値を設定して、機
関１を速やかに停止するようにしている。そして、その
後、ＣＰＵ６０は、本ルーチンの処理を一時終了する。

【００６２】燃料噴射系の異常が発生していない場合に
は、ＣＰＵ６０は処理Ｓ１０３において、バッテリ電圧
ＶＢが１０Ｖよりも高いか否かを判断する。バッテリ電
圧ＶＢが１０Ｖ以下の場合、ステップモータ４０の駆動
電圧が不足して出力が低下する。こうした場合、吸気絞
り弁４を駆動する際の駆動トルクが不足することで、ス
テップモータ４０の脱調が発生し易い状態となる。した
がってここで、同バッテリ電圧ＶＢが１０Ｖ以下（Ｎ
Ｏ）であると判断される場合、ＣＰＵ６０は処理Ｓ１０
４において、目標ステップｅｌｓｔｒｇを”＋９”ステ
ップとした後、本ルーチンの処理を一時終了する。な
お、この値”＋９”ステップとは、後述する確認処理が
実行される範囲外にあって、且つ吸気絞り弁４を全開位
置近傍に位置させることのできるステップモータ４０の
ステップ数である。またこのとき、正常な状態が持続さ
れている限り、前記全開スイッチ３９がオンとなること
もない。このように、バッテリ電圧ＶＢが１０Ｖ以下と
なる場合には目標ステップｅｌｓｔｒｇを上記値に固定
することで、吸気絞り弁４を全開位置近傍に位置させる
とともに、ステップモータ４０をそれ以上駆動すること
を禁止するようにしている。

【００６３】なお、先述したように、ディーゼル機関１
はその機構上、必要量の吸入空気が確保されていれば、
それ以上に吸入空気量を増量したとしても、運転を支障
なく続けることができる。したがって、バッテリ電圧Ｖ
Ｂの低下時には、吸気絞り弁４を全開位置近傍に退避さ
せて、十分な吸入空気量を確保できる目標ステップｅｌ
ｓｔｒｇを設定することで、ディーゼル機関１は支障な
くその運転が持続されるようになる。

【００６４】一方、先の処理Ｓ１０３において、バッテ
リ電圧ＶＢが１０Ｖよりも大きいと判定された場合、Ｃ
ＰＵ６０は処理Ｓ１０５において、機関回転数ＮＥと燃
料噴射量指令値Ｑｆｉｎｃとの対応のもとに、図１２に
例示する２次元マップに基づき目標ステップｅｌｓｔｒ
ｇを算出する。また、ここで算出される目標ステップｅ
ｌｓｔｒｇは、ディーゼル機関１の運転条件に応じた適
切な吸入空気量が確保されるように、圧力センサ６によ
って検出される大気圧、水温センサ７７によって検出さ
れる冷却水温度、大気温センサ７８によって検出される
大気温度等に応じてその値が補正される。

【００６５】こうして目標ステップｅｌｓｔｒｇを設定
した後、ＣＰＵ６０は処理Ｓ１０６の処理として、目標
ステップｅｌｓｔｒｇが前記”＋９”ステップ未満であ
るか否かを判定する。この処理Ｓ１０６において、目標
ステップｅｌｓｔｒｇが前記”＋９”ステップ以上であ
ると判定された場合、ＣＰＵ６０は処理Ｓ１０７におい
て確認処理完了フラグｅｘｃｈｋｅｎｄをオフとした
後、本ルーチンの処理を一時終了する。

【００６６】なお、本実施の形態では、目標ステップｅ
ｌｓｔｒｇが前記”＋９”ステップ未満となった場合、
吸気絞り弁４を全開とする全開指令が出されたものとし
ている。そして、全開指令が出される度に、ステップモ
ータ４０のステップ数から把握される制御上の吸気絞り
弁４の開度と実際の開度とが合致していることを確認す
る確認処理を実行している。前記確認処理完了フラグｅ
ｘｃｈｋｅｎｄは、後述する確認処理要求フラグｅｘｇ
ｌｃｈｋと共に確認処理の実行判定に用いられる。な
お、この確認処理完了フラグｅｘｃｈｋｅｎｄは、確認
処理が完了したときにオンとされ、目標ステップｅｌｓ
ｔｒｇが”＋９”ステップ以上となったときにオフとさ
れる。

【００６７】さて、先の処理Ｓ１０６において、目標ス
テップｅｌｓｔｒｇが前記”＋９”ステップ未満である
と判定された場合には、ＣＰＵ６０は処理Ｓ１０８にお
いて、確認処理完了フラグｅｘｃｈｋｅｎｄがオンであ
るか否かを判定する。この確認処理完了フラグｅｘｃｈ
ｋｅｎｄがオンの場合も、目標ステップｅｌｓｔｒｇ
を”＋９”ステップとする。こうして、今回の全開指令
出力時に既に確認処理が完了している場合には、同全開
指令が解除されるまで目標ステップｅｌｓｔｒｇを”＋
９”ステップに保持するようにしている。この”＋９”
ステップというステップ数が吸気絞り弁４の全開位置近
傍で且つ確認処理が実行されない開度位置に相当するこ
とは上述の通りである。

【００６８】一方、確認処理完了フラグｅｘｃｈｋｅｎ
ｄがオフの場合、ＣＰＵ６０は処理Ｓ１１０において、
目標ステップｅｌｓｔｒｇを”−２”ステップとし、更
に確認処理要求フラグｅｘｇｌｃｈｋをオンとして、本
ルーチンの処理を一時終了する。ここで、この目標ステ
ップｅｌｓｔｒｇの−２という値は、全開スイッチ３９
のオン・オフ状態の確認時に、吸気絞り弁４の開度を該
スイッチ３９がオフからオンに切り替わる開度位置より
も更に開弁側の開度位置とすることで、確実に該スイッ
チ３９をオンに切り替わり、ディーゼル機関１の振動等
によって発生する全開スイッチ３９のチャタリングに起
因する誤判定が生じないよう設定されたステップ位置で
ある。

【００６９】次に、ステップモータ４０の現在のステッ
プｅｌｓａｃｔから把握される制御上の吸気絞り弁４の
開度と、全開スイッチ３９のオン・オフ切り替えによっ
て把握される実際の吸気絞り弁４の開度との対応を確認
する確認処理ルーチンの処理について、図１３に示す同
ルーチンのフローチャートに基づき説明する。

【００７０】なお、本ルーチンの処理は、ステップモー
タ４０が励磁切り替え状態となる毎の割り込み処理とし
て起動される。なお、励磁切り替え状態となる周期は、
ステップモータ４０の駆動状態やディーゼル機関１の運
転状態等に基づきＣＰＵ６０によって算出される。ま
た、この励磁切り替え状態となる周期が変更されること
で、吸気絞り弁４の開閉速度が調整される。

【００７１】さて、本ルーチンの処理に移行すると、ま
ず処理Ｓ２００においてＣＰＵ６０は、確認要求フラグ
ｅｘｇｌｃｈｋがオンで、なおかつ現在のステップｅｌ
ｓａｃｔが”＋７”ステップ未満であるか否かを確認す
る。なお、この確認要求フラグｅｘｇｌｃｈｋがオンと
なっている場合、ステップモータ４０に対する目標ステ
ップｅｌｓｔｒｇが”−２”に設定されていることは上
述の通りである。この処理Ｓ２００において、両方の条
件がともに満たされている場合、ＣＰＵ６０は処理Ｓ２
０１に移行する。この処理Ｓ２０１において、ＣＰＵ６
０は、現在のステップｅｌｓａｃｔが”＋６”ステップ
であるか否か、すなわち現在の吸気絞り弁４の開度位置
が全開位置よりも６ステップ分閉弁側の開度位置にある
か否かを判定する。

【００７２】この処理Ｓ２０１の判定条件を満たした場
合、ＣＰＵ６０の処理は処理Ｓ２０２に移行する。この
処理Ｓ２０２において、ＣＰＵ６０は全開スイッチ３９
のオン・オフ状態を確認する。このとき、全開スイッチ
３９がオフであればＣＰＵ６０の処理は、一旦、先述し
たステップモータ４０の駆動制御ルーチンに移行する。
なお、ここでの全開スイッチ３９の確認時にＣＰＵ６０
は、先述した励磁相の変更周期を遅くしている。こうし
て励磁相の変更周期を遅くすることで、ステップモータ
４０のダンピングが収束するまで時間を確保して、確実
にスイッチ状態の確認を行うことができるようにしてい
る。

【００７３】正常な動作が行われていれば、このときの
吸気絞り弁４は、全開位置よりステップモータ４０の６
ステップ分に相当する分だけ閉弁側に位置していて、同
全開スイッチ３９はオフとなっているはずである。そし
て逆に、上記処理Ｓ２０２において全開スイッチ３９が
オンとなっていれば、ステップモータ４０のステップ位
置と吸気絞り弁４の開度位置との対応関係が一致してい
ないことになる。この場合、何らかの異常が発生してい
るとして、ＣＰＵ６０は処理Ｓ２０３の処理に移行し、
異常時処理を実行する。

【００７４】この異常時処理として、ＣＰＵ６０は、先
述した初期化処理を再び実行し、基準ステップ位置の設
定をやり直す。もし、上記異常の原因がステップモータ
４０の脱調が原因であれば、この基準ステップ位置の再
設定によって、ステップモータ４０のステップ位置と吸
気絞り弁４の開度位置との対応関係を再び一致させるこ
とが可能であり、同吸気絞り弁４の開度制御を再び実行
できるようになる。この設定処理が正常に行われない場
合、全開スイッチ３９の故障やステップモータ４０及び
吸気絞り弁４の固着等、吸気絞り弁４の制御系に容易に
は復旧不能な異常が発生したものと判断される。この場
合、ＣＰＵ６０は、ステップモータ４０の励磁相を現在
の状態に保持することで吸気絞り弁４を現在の開度位置
に固定し、以後同弁４の開度制御を停止し、更にＥＧＲ
制御も停止する。また、燃料噴射量を制限する等の処置
を施し、ディーゼル機関１の運転を維持できるようにす
る。

【００７５】また、本実施の形態では、たとえ上記の異
常時処理によって吸気絞り弁４の開度制御が復旧可能と
なっても、ディーゼル機関１の今回の始動以後、所定の
回数以上、異常判定がなされた場合には、同様に制御系
に異常が発生したものと判断し、吸気絞り弁４の開度制
御の停止等の処置を施している。

【００７６】一方、前記処理Ｓ２０１の判定条件を満た
さない場合、すなわち現在のステップｅｌｓａｃｔが”
＋５”ステップ以下である場合、ＣＰＵ６０は処理Ｓ２
０４に移行する。この処理Ｓ２０４においてＣＰＵ６０
は、現在のステップｅｌｓａｃｔが目標ステップｅｌｓ
ｔｒｇに一致する”−２”ステップであるか否かを判定
する。ここで、現在のステップｅｌｓａｃｔが”−２”
ステップに達していなければ、一旦、先述したステップ
モータ４０の駆動制御ルーチンに移行する。一方、現在
のステップｅｌｓａｃｔが”−２”ステップに達してい
れば、ＣＰＵ６０は処理Ｓ２０５において、全開スイッ
チ３９のオン・オフ状態を確認する。このとき正常な動
作が行われていれば、吸気絞り弁４は全開位置よりも更
に開弁側に位置していて、全開スイッチ３９はオンとな
っているはずである。したがって、この処理Ｓ２０５に
おいて全開スイッチ３９がオフとなっている場合には、
ＣＰＵ６０は先述した処理Ｓ２０３に移行し、先ほどと
同様の異常時処理を実行する。

【００７７】また、処理Ｓ２０５において全開スイッチ
３９がオンとなっていれば、ステップモータ４０のステ
ップ位置と吸気絞り弁４の開度位置との対応関係が正常
であることを確認することができる。このとき、ＣＰＵ
６０は処理Ｓ２０６に移行し、前記確認完了フラグｅｘ
ｃｈｋｅｎｄをオン、確認要求フラグｅｘｇｌｃｈｋを
オフとした後、ステップモータ４０の駆動制御ルーチン
に移行する。先述したように、確認完了フラグｅｘｃｈ
ｋｅｎｄは、全開指令が出されていない場合にオフとさ
れ、確認処理が完了したときにオンとなる。このように
確認完了フラグｅｘｃｈｋｅｎｄを設定することで、全
開指令が出される毎に１度だけしか確認処理が行われな
いようにしている。

【００７８】また一方、前記処理Ｓ２００において、確
認要求フラグｅｘｇｌｃｈｋがオフ、あるいは現在のス
テップｅｌｓａｃｔが”＋７”ステップ以上である場
合、ＣＰＵ６０は、処理Ｓ２０７に移行する。この処理
Ｓ２０７において、ＣＰＵ６０は、現在のステップｅｌ
ｓａｃｔが”＋７”ステップ以上であるか否かを判断す
る。そして、同現在のステップｅｌｓａｃｔが”＋７”
ステップ未満であるとき、すなわち既に確認要求フラグ
ｅｘｇｌｃｈｋがオフとなっている場合には、そのまま
ステップモータ４０の駆動制御ルーチンに移行し、確認
要求フラグｅｘｇｌｃｈｋが”＋７”ステップ以上であ
れば、処理Ｓ２０８にて全開スイッチ３９のオン・オフ
状態を確認する。このときもＣＰＵ６０は、励磁相の変
更周期を遅くして、確認精度を高めている。正常な動作
が行われているならば、このときの吸気絞り弁４は全開
スイッチ３９の切り替え位置より閉弁側に位置してい
て、全開スイッチ３９はオフとなっているはずである。
したがって、上記処理Ｓ２０８において全開スイッチ３
９がオンとなっていれば、何らかの異常が発生している
と考えられる。この場合、ＣＰＵ６０は処理Ｓ２０３に
移行して先の異常時処理を実行する。他方、上記処理Ｓ
２０８において、否定（ＮＯ）判断される場合、すなわ
ち現在のステップｅｌｓａｃｔが”＋７”ステップ以上
であって且つ、全開スイッチ３９がオフである旨判断さ
れる場合には、正常な状態が維持されているとして一
旦、先述したステップモータ４０の駆動制御ルーチンに
移行する。

【００７９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、以下に示すような効果を得ることができるようにな
る。 （１）バッテリ電圧が低下し、ステップモータ４０に印
加される電圧が不足した場合には、吸気絞り弁４の目標
開度を保持してステップモータ４０の駆動を禁止するよ
うにしたことで、脱調の発生を大幅に抑制することがで
きるようになる。

【００８０】（２）また、そのときの吸気絞り弁４の目
標開度をイグニションスイッチ２１がオンであることを
条件に全開付近とすることで、ディーゼル機関１に対し
て少なくとも必要とされる量以上の吸入空気を供給でき
る位置に同吸気絞り弁４を退避させることができ、ディ
ーゼル機関１のその後の運転を支障なく行うことができ
るようになる。

【００８１】（３）また、そのときの目標開度を確認処
理が実行される開度範囲外とすることで、確認処理に際
して誤判定を防止することができるようにもなる。ま
た、確認処理にともなうステップモータ４０の駆動も禁
止できるため、同モータ４０の脱調の発生も更に抑制す
ることができるようにもなる。

【００８２】（４）また、イグニションスイッチ２１が
オフとされた場合や燃料噴射系等の異常が発生した場合
には、吸気絞り弁４の目標開度を全閉位置に対応する値
として、同吸気絞り弁４を全閉位置に退避させる処理を
優先させることで、吸入空気を遮断してディーゼル機関
１を速やかに停止できるようになる。

【００８３】（５）吸気絞り弁４の退避位置での停止に
際しては、ステップモータ４０の励磁状態を保持するよ
うにして、吸気脈動やディーゼル機関１の振動による吸
気絞り弁４の振れの発生を回避することができる。ひい
ては、不要な振れによる吸気絞り弁４や全開スイッチ３
９の信頼性の低下を回避することができるようになる。

【００８４】なお、本発明の実施の形態は、以下のよう
に変更してもよい。 ・イグニションスイッチ２１がオフとされた場合や燃料
噴射系等の異常が発生した場合に吸気絞り弁４を退避さ
せる開度位置は全閉位置に限らず、その近傍であっても
よい。

【００８５】・全開スイッチ３９は、上記実施の形態の
ように駆動機構５のギアボックス２８の内部に設けられ
るものに限らず、吸気絞り弁４が設けられたスロットル
ボディー２５内部に設けられて吸気絞り弁４の開度位置
を直接確認するタイプのもの、あるいはスロットルボデ
ィー２５の外部に設けられて弁軸２６の回動角度に基づ
きその開度位置を確認するタイプのもの等であってもよ
い。また、吸気絞り弁４の開度位置を確認してその旨、
指示できる装置であれば、必ずしもスイッチである必要
もない。

【００８６】・上記の確認処理を実行しない制御構造と
してもよい。 ・本実施の形態において、吸気絞り弁４の目標開度を保
持する際の目安とするバッテリ電圧ＶＢの値（＝１０
Ｖ）等は任意であり、ステップモータ４０の駆動電圧が
不足して出力が低下する境界条件として、これらの値を
設定すればよい。

【００８７】・上記実施の形態では、ディーゼル機関の
吸気絞り弁について説明したが、ステップモータに供給
される駆動電力が不足した場合に、同ステップモータの
駆動目標値を保持して制御弁を所定開度に退避するよう
にする制御は、他のステップモータによって駆動される
制御弁、例えばＥＧＲ弁やガソリン機関のスロットル弁
等にも適用することができる。

【００８８】

【発明の効果】請求項１に記載の方法及び請求項６に記
載の構成によれば、駆動電圧低下時にステップモータの
駆動を制限し、最終的にはその駆動を禁止することで、
同モータの脱調等の発生を好適に抑制することすること
ができるようになる。

【００８９】更に、請求項２に記載の方法及び請求項７
に記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧低下
時にステップモータの開度目標値を退避位置相当値とし
て、ステップモータの駆動量をできうる限り削減するこ
とで、同モータの脱調等の発生を好適に抑制することが
できるようになる。

【００９０】更に、請求項３に記載の方法及び請求項８
に記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧が低
下した時に、吸気絞り弁を全開位置若しくはその近傍に
退避させることで、ディーゼル機関の燃焼室には必要量
以上の吸入空気量を確保し続けることができるようにな
り、ディーゼル機関の運転を好適に維持することができ
るようになる。

【００９１】更に、請求項４に記載の方法及び請求項９
に記載の構成によれば、ディーゼル機関の燃料噴射系等
のシステム異常が発生したとき、またはイグニッション
スイッチがオフの場合には、吸気絞り弁を全閉位置ある
いはその近傍に退避させることで、ディーゼル機関の燃
焼室に供給される吸入空気を遮断あるいは大幅に削減し
て、当該機関を速やかに停止させることができるように
なる。

【００９２】更に、請求項５に記載の方法及び請求項１
０に記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧低
下時あるいは当該機関のシステム異常時には確認処理が
実行されないようにすることで、確認処理にともなうス
テップモータの駆動を禁止して同モータの脱調等の発生
を抑制するとともに、確認時の誤判定を防止することが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる吸気絞り弁の制御
装置が設けられたディーゼル機関の構成を示す略図。

【図２】吸気絞り弁及びその駆動機構の側部断面構造を
示す断面図。

【図３】吸気絞り弁の駆動機構の正面構造を示す正面
図。

【図４】同吸気絞り弁の駆動機構の部分断面図。

【図５】ディーゼル機関の電気的構成を示すブロック
図。

【図６】ステップモータの平面断面構造を示す断面図。

【図７】同ステップモータの側部断面構造を示す断面
図。

【図８】同ステップモータの概略構成を示す略図。

【図９】同ステップモータの電気回路構成及び駆動態様
を示す略図。

【図１０】ステップモータの各コイルの通電態様を示す
図。

【図１１】目標開度算出ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図１２】ディーゼル機関の燃料噴射量及び機関回転数
とステップモータの目標ステップとの関係を示すグラ
フ。

【図１３】ステップモータの駆動制御ルーチンの処理手
順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…ディーゼル機関、２…吸気通路、４…吸気絞り弁、
５…吸気絞り弁駆動機構、６…吸気圧センサ、７…排気
通路、８…ＥＧＲ通路、９…ＥＧＲ制御弁、１９…電子
制御装置（ＥＣＵ）、２０…ＩＧスイッチ、２１…スタ
ータスイッチ、２２…バッテリ、２６…弁軸、２９…被
動ギア、３２…レバー、３３…押圧部、３５…支軸、３
６…第１中間ギア、３７…第２中間ギア、３８…駆動ギ
ア、３９…全開スイッチ、４０…ステップモータ、４１
…出力軸、４２…回転子、４３…永久磁石、４４…Ａ相
固定子カップ、４５…Ｂ相固定子カップ、４６…Ａｐ相
コイル、４７…Ａｎ相コイル、４８…Ｂｐ相コイル、４
９…Ｂｎ相コイル、６０…ＣＰＵ、７２…駆動回路。

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載のステップモータ式弁装置の制御方法において、
前記ステップ数制御に基づく前記吸気絞り弁の開閉に際
し、前記ステップモータの所定のステップ位置と前記級
絞り弁の開度との関係を同吸気絞り弁の全開位置にて確
認処理するものであって、前記機関状態に応じた退避位
置相当値とする吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り弁
の全開位置近傍で且つ該確認処理が実行されない位置相
当値とすることをその要旨とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、請求項３
または４に記載のステップモータ式弁装置の制御方法に
おいて、当該機関のシステム異常またはイグニッション
スイッチがオフの場合、前記ステップモータの駆動電圧
の如何に拘わらず、前記機関状態に応じた退避位置相当
値とする吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り弁の全閉
位置若しくはその近傍とすることをその要旨とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】また、請求項９に記載の発明は、請求項８
に記載のステップモータ式弁装置の制御装置において、
前記ステップ数制御に基づく前記吸気絞り弁の開閉に際
し、前記ステップモータの所定のステップ位置と前記吸
気絞り弁の開度との関係を同吸気絞り弁の全開位置にて
確認処理する手段を更に備え、前記開度目標値設定手段
は、前記機関状態に応じた退避位置相当値とする吸気絞
り弁の開度目標値を同吸気絞り弁の全開位置近傍で且つ
前記確認処理が実行されない位置相当値とすることをそ
の要旨とする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
８または９に記載のステップモータ式弁装置の制御装置
において、前記開度目標値設定手段は、当該機関のシス
テム異常またはイグニッションスイッチがオフの場合、
前記ステップモータの駆動電圧の如何に拘わらず、前記
機関状態に応じた退避位置相当値とする吸気絞り弁の開
度目標値を同吸気絞り弁の全閉位置若しくはその近傍と
するものであることをその要旨とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】更に、請求項４に記載の方法及び請求項９
に記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧低下
時あるいは当該機関のシステム異常時には確認処理が実
行されないようにすることで、確認処理にともなうステ
ップモータの駆動を禁止して同モータの脱調等の発生を
抑制するとともに、確認時の誤判定を防止することがで
きるようになる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】更に、請求項５に記載の方法及び請求項１
０に記載の構成によれば、ディーゼル機関の燃料噴射系
等のシステム異常が発生したとき、またはイグニッショ
ンスイッチがオフのときには、ステップモータの駆動電
圧に拘わらず、吸気絞り弁の開度目標値を全閉位置ある
いはその近傍に設定することで、ディーゼル機関の燃焼
室に供給される吸入空気を遮断あるいは大幅に削減する
ことができるようになる。すなわち、当該機関を速やか
に停止させながら、ステップモータの脱調等の発生を抑
制することができるようになる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９１】更に、請求項４に記載の方法及び請求項９
に記載の構成によれば、ステップモータの駆動電圧低下
時あるいは当該機関のシステム異常時には確認処理が実
行されないようにすることで、確認処理にともなうステ
ップモータの駆動を禁止して同モータの脱調等の発生を
抑制するとともに、確認時の誤判定を防止することがで
きるようになる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９２】更に、請求項５に記載の方法及び請求項１
０に記載の構成によれば、ディーゼル機関の燃料噴射系
等のシステム異常が発生したとき、またはイグニッショ
ンスイッチがオフの場合には、前記ステップモータの駆
動電圧の如何に拘わらず、吸気絞り弁を全閉位置あるい
はその近傍に退避させることで、ディーゼル機関の燃焼
室に供給される吸入空気を遮断あるいは大幅に削減し
て、当該機関を速やかに停止させることができるように
なる。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁に駆動連結されたステップモータの所定
   のステップ位置を基準としたステップ数制御に基づき前
   記弁を開閉せしめるステップモータ式弁装置の制御方法
   であって、 前記ステップモータの駆動電圧を監視して、該駆動電圧
   が所定電圧以下となるとき前記弁の開度目標値を固定値
   とすることを特徴とするステップモータ式弁装置の制御
   方法。
2. 【請求項２】前記弁はディーゼル機関の吸気通路に設け
   られた吸気絞り弁であり、前記ステップモータの駆動電
   圧が所定電圧以下となることに基づき固定値とする同吸
   気絞り弁の開度目標値は機関状態に応じた退避位置相当
   値である請求項１に記載のステップモータ式弁装置の制
   御方法。
3. 【請求項３】前記機関状態に応じた退避位置相当値とす
   る吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り弁の全開位置若
   しくはその近傍とする請求項２に記載のステップモータ
   式弁装置の制御方法。
4. 【請求項４】当該機関のシステム異常またはイグニッシ
   ョンスイッチがオフの場合、前記機関状態に応じた退避
   位置相当値とする吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り
   弁の全閉位置若しくはその近傍とする請求項２または３
   に記載のステップモータ式弁装置の制御方法。
5. 【請求項５】前記ステップ数制御に基づく前記吸気絞り
   弁の開閉に際し、前記ステップモータの所定のステップ
   位置と前記級絞り弁の開度との関係を同吸気絞り弁の全
   開位置にて確認処理するものであって、前記機関状態に
   応じた退避位置相当値とする吸気絞り弁の開度目標値を
   同吸気絞り弁の全開位置近傍で且つ該確認処理が実行さ
   れない位置相当値とする請求項２〜４のいずれかに記載
   のステップモータ式弁装置の制御方法。
6. 【請求項６】弁装置に駆動連結されたステップモータの
   所定のステップ位置を基準としたステップ数制御に基づ
   き前記弁を開閉せしめるステップモータ式弁装置の制御
   装置であって、 前記ステップモータの駆動電圧を監視する監視手段と、 この監視する駆動電圧が所定電圧以下となるとき、前記
   弁の開度目標値を固定値に設定する開度目標設定手段
   と、 を備えることを特徴とするステップモータ式弁装置の制
   御装置。
7. 【請求項７】前記弁はディーゼル機関の吸気通路に設け
   られた吸気絞り弁であり、 前記開度目標設定手段は、前記固定に設定する同吸気絞
   り弁の開度目標値を機関状態に応じた退避位置相当値と
   する請求項６に記載のステップモータ式弁装置の制御装
   置。
8. 【請求項８】前記開度目標値設定手段は、前記機関運転
   状態に応じた退避位置相当値とする吸気絞り弁の開度目
   標値を同吸気絞り弁の全開位置若しくはその近傍とする
   ものである請求項７に記載のステップモータ式弁装置の
   制御装置。
9. 【請求項９】前記開度目標値設定手段は、当該機関のシ
   ステム異常またはイグニッションスイッチがオフの場
   合、前記機関状態に応じた退避位置相当値とする吸気絞
   り弁の開度目標値を同吸気絞り弁の全閉位置若しくはそ
   の近傍とするものである請求項７または８に記載のステ
   ップモータ式弁装置の制御装置。
10. 【請求項１０】請求項７〜９のいずれかに記載のステッ
    プモータ式弁装置の制御装置において、 前記ステップ数制御に基づく前記吸気絞り弁の開閉に際
    し、前記ステップモータの所定のステップ位置と前記吸
    気絞り弁の開度との関係を同吸気絞り弁の全開位置にて
    確認処理する手段を更に備え、 前記開度目標値設定手段は、前記機関状態に応じた退避
    位置相当値とする吸気絞り弁の開度目標値を同吸気絞り
    弁の全開位置近傍で且つ前記確認処理が実行されない位
    置相当値とすることを特徴とするステップモータ式弁装
    置の制御装置。