JP2002044993A - ステップモータの制御装置 - Google Patents
ステップモータの制御装置Info
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
きるステップモータの制御装置を提供する。 【解決手段】エンジンの始動時において、スタータスイ
ッチがONからOFFに切り替わったと判定すると(ス
テップ100でYES)、イニシャル完了フラグがOF
Fか否かが判定される。イニシャル完了フラグがOFF
であると(ステップ102でYES)、ステップモータ
の突き当て量がαステップに設定される(ステップ10
6)。イニシャル完了フラグがONであると(ステップ
102でNO)、突き当て量がβステップに設定され
(ステップ108)、ステップ110においてイニシャ
ル完了フラグがOFFに設定される。ステップ112に
おいて、突き当て量α又は突き当て量βに基づいてEG
Rバルブが基準位置に突き当たるようにステップモータ
のモータ駆動(イニシャル処理)が行われる。
Description
制御装置に関し、特に、移動可能限界位置が機械的に定
められた被駆動体の位置を制御するステップモータの制
御装置に関する。
へ再循環させる排気ガス再循環(EGR)という技術が
知られている。この技術では、エンジンの排気通路と吸
気通路とを連通するようにしてEGR通路が設けられ、
該通路の途中には開閉により前記排気ガスの再循環量
(EGR量)を調節するための被駆動体としてのEGR
バルブが設けられている。そして、EGRバルブを駆動
するためのステップモータが制御されることで、EGR
バルブの開度が制御され、もってEGR量が制御され
る。このようなEGRバルブでは移動可能限界位置が閉
側用ストッパによって定められており、EGRバルブの
位置(開度)はその移動可能限界位置を基準とするステ
ップモータのステップ数にて制御されるようになってい
る。
御装置によって行われるようになっており、ステップモ
ータのステップ数を検出し、これによって通電相を切換
える必要がある。このためにステップモータのステップ
数の絶対値を直接検出することもあるが、多くの場合、
ステップ数が1増減(インクリメントあるいはデクリメ
ント)したことを検出して、これからステップ数を演算
してゆく手法がとられる。この場合、絶対的ステップ数
を演算するためには、ステップ数の基準となる位置(移
動可能限界位置)が明らかになっている必要がある。従
って、通常は、基準位置にまで、一旦ステップモータを
回転させ、その位置(基準位置)からのステップ数が演
算されるようにしている。また、内燃機関の停止時にお
いてステップモータへの通電停止に際してはその演算し
たステップ数分だけステップモータを回転させることに
よりEGRバルブを基準位置(移動可能限界位置)に復
帰させる停止制御処理が実行され、この停止制御処理が
完了するとステップモータへの通電が停止される。
理においてステップモータを演算したステップ数分回転
させたにも関わらず、何らかの原因(例えばステップモ
ータに供給される電圧の低下、振動による外力等)によ
り、EGRバルブが基準位置まで移動しない場合が生じ
うる(これを「脱調」という)。
テップモータへの通電開始時において、EGRバルブが
移動可能限界位置に突き当たるようにステップモータを
制御する方法が採用されている。
制御装置によって実行されるステップモータの制御処理
のフローチャートを示す。図4に示すように、まず、ス
テップモータの通電開始時には、イニシャル完了フラグ
がOFFか否かが判定される(ステップ200)。ここ
で、イニシャル判定フラグは内燃機関の停止時において
前記ステップモータの停止制御処理が完了したことに基
づいて設定されるものであり、前記ステップモータの停
止制御処理が完了しているとイニシャル完了フラグはO
FFに設定され、前記ステップモータの停止制御処理が
未完了の場合にはイニシャル完了フラグはONに設定さ
れる。イニシャル完了フラグがOFFであると判定され
ると、ステップモータの突き当て量がα(例えば16)
ステップに設定され(ステップ202)、その突き当て
量αステップに基づいてEGRバルブが移動可能限界位
置に突き当たるようにモータ駆動(イニシャル処理)が
行われる(ステップ204)。次に、突き当て処理が完
了したか否かが判定され(ステップ206)、突き当て
処理が完了したと判定すると、イニシャル完了フラグを
ONに設定し(ステップ208)、これ以後通常のモー
タ駆動制御が実行される。また、前記ステップ200に
おいてイニシャル完了フラグがONであると判定される
と、通常のモータ駆動制御が実行される(ステップ21
0)。
ンの停止時において、ステップモータの停止制御処理が
完了する以前においてエンジンが再始動されるようなこ
とがあると、その再始動時においてイニシャル処理が実
行されないこととなる。
いてイグニション(IG)スイッチがOFFされると、
エンジンが停止されてその回転速度が低下する。このと
き、ステップモータの目標ステップ数は「0」に設定さ
れ、この目標ステップ数に基づいてステップモータが回
転される。そのため、EGRバルブ(ステップモータ)
の実位置は徐々に移動可能限界位置に近づく。
に達する以前の時刻t2〜t3においてIGスイッチが
ONされるとともにスタータスイッチがONされると、
スタータモータによるクランキングが開始される。この
ように、エンジンのクランキングが開始されると、ステ
ップモータに供給される電圧が低下することとなり、ス
テップモータが正常に回転しなくなることがあり、EG
Rバルブ(ステップモータ)の実位置は変更されなくな
り、ステップモータは脱調することとなる。また、EG
Rバルブが移動可能限界位置に復帰する以前にエンジン
が再始動されているので、イニシャル完了フラグはON
に維持されている。時刻t3においてスタータスイッチ
がOFFされた後、時刻t4において目標ステップ数が
設定され、この目標ステップ数に基づいてステップモー
タが駆動され、EGRバルブの開度(位置)が制御され
る。
テップモータの停止制御処理が完了する以前にエンジン
が再始動されるような場合には、ステップモータの脱調
のおそれが高く、それ以後脱調したままステップモータ
の駆動制御が実行されることになる。従って、EGRバ
ルブの開度が目標開度からずれ、好適なEGR制御を実
行することができなくなる。
であり、その目的は、ステップモータの制御精度を向上
することができるステップモータの制御装置を提供する
ことにある。
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項1に記載の発明は、移動可能限界位置が機械的に定め
られた被駆動体の位置を、該移動可能限界位置を基準と
するステップモータのステップ数にて制御するステップ
モータの制御装置であって、前記ステップモータへの通
電停止に際して、前記被駆動体を移動可能限界位置に移
動させるように前記ステップモータを制御する停止制御
手段と、前記ステップモータの通電開始時において前記
停止制御手段による移動可能限界位置への被駆動体の移
動の未完了の場合には前記被駆動体が移動可能限界位置
に突き当たるように前記ステップモータを制御する第1
のイニシャル制御手段とを備えることを要旨とする。
駆動体の位置を、該移動可能限界位置を基準とするステ
ップモータのステップ数にて制御するようにしたステッ
プモータの制御装置においては、ステップモータへの通
電停止に際して停止制御手段によって被駆動体を移動可
能限界位置に移動させるようにステップモータが制御さ
れる。この停止制御手段による被駆動体の移動の未完了
の場合にステップモータへの通電が開始される場合に
は、被駆動体の実位置は移動可能限界位置から離れた位
置となり、この位置が被駆動体の位置を制御するための
基準位置となるため、ステップモータは脱調することと
なる。これに対して、請求項1に記載の発明では、ステ
ップモータの通電開始時において停止制御手段による移
動可能限界位置への被駆動体の移動の未完了の場合には
第1のイニシャル制御手段によって被駆動体が移動可能
限界位置に突き当たるようにステップモータが制御され
る。そのため、被駆動体の実位置は確実に移動可能限界
位置となり、この位置が被駆動体の位置を制御するため
の基準位置となるため、ステップモータの脱調を好適に
抑制することができ、ステップモータの制御精度を向上
することができる。
のステップモータの制御装置において、前記ステップモ
ータの通電開始時において前記停止制御手段による移動
可能限界位置への被駆動体の移動の完了の場合において
前記被駆動体が移動可能限界位置に突き当たるように前
記ステップモータを制御する第2のイニシャル制御手段
を備えることを要旨とする。
制御手段による被駆動体の移動が完了したとしても、何
らかの原因により被駆動体の実位置が移動可能限界位置
とは異なる位置となるおそれがあり、この位置が被駆動
体の位置を制御するための基準位置となって、ステップ
モータが脱調するおそれがある。これに対して請求項2
に記載の発明では、ステップモータの通電開始時におい
て停止制御手段による移動可能限界位置への被駆動体の
移動の完了の場合において第2のイニシャル制御手段に
よって被駆動体が移動可能限界位置に突き当たるように
ステップモータが制御される。そのため、被駆動体の実
位置は確実に移動可能限界位置となり、この位置が被駆
動体の位置を制御するための基準位置となるため、ステ
ップモータの脱調をより好適に抑制することができ、ス
テップモータの制御精度を向上することができる。
のステップモータの制御装置において、前記第1のイニ
シャル制御手段によるステップモータの突き当てステッ
プ数は前記第2のイニシャル制御手段によるステップモ
ータの突き当てステップ数よりも大きな値に設定されて
いることを要旨とする。
了の場合にステップモータへの通電が開始される場合の
被駆動体の実位置は移動可能限界位置から離れた位置で
あり、停止制御手段による被駆動体の移動の完了の場合
にステップモータへの通電が開始される場合の被駆動体
の実位置は移動可能限界位置若しくはその付近となる。
従って、請求項3に記載の発明のように第1のイニシャ
ル制御手段によるステップモータの突き当てステップ数
は第2のイニシャル制御手段によるステップモータの突
き当てステップ数よりも大きな値に設定することによ
り、被駆動体の実位置に応じて適切なステップ数にて被
駆動体を移動可能限界位置に突き当てることができる。
また、停止制御手段による被駆動体の移動の完了の場合
に第2のイニシャル制御手段によるステップモータの突
き当てステップ数は小さな値に設定されているため、ス
テップモータの突き当て処理を短時間で行うことができ
る。
いずれかに記載のステップモータの制御装置において、
前記被駆動体は内燃機関の排気の吸気系への再循環量を
調節するバルブであることを要旨とする。
の排気の再循環量を調節するバルブの基準位置を確実に
検出することができ、その基準位置に基づいてステップ
モータのステップ数を制御することによりバルブの位置
を制御することができるので、排気の再循環量を精度良
く制御することができるようになる。
を示す概略構成図である。内燃機関としてのガソリンエ
ンジン(以下単に「エンジン」と書き表す)11は、シ
リンダブロック12内に形成されたシリンダ13と、そ
のシリンダ13内を上下方向に往復移動するピストン1
5と、シリンダ13及びシリンダヘッド14とピストン
15の上面とによって区画形成される燃焼室16と、エ
ンジン11の出力軸であるクランクシャフト17と、ピ
ストン15の往復運動をクランクシャフト17の回転運
動に変換するコネクティングロッド19とを備えてい
る。コネクティングロッド19にはエンジン11のクラ
ンキングを行うためのスタータモータ20が連結可能に
なっている。
示しないエアクリーナから吸気通路22に吸入される外
気が流れる。各気筒毎に設けられた燃料噴射弁28は、
各吸気ポート21へ燃料を噴射する。そして、それら外
気と燃料との混合気は、各気筒毎に設けられた吸気バル
ブ23により吸気ポート21が開かれるときに、燃焼室
16に導入される。更に、各気筒毎に設けられた点火プ
ラグ27が作動することにより、燃焼室16にて混合気
が爆発・燃焼してピストン15が作動し、エンジン11
の駆動力が得られる。その後、各気筒毎に設けられた排
気バルブ26により排気ポート24が開かれるときに、
既燃焼ガスが排気ガスとして燃焼室16から排気ポート
24及び排気通路25を介して外部へ排出される。
ルバルブ30は、アクセルペダル(図示しない)の操作
に連動して作動し、吸気通路22を開閉する。このスロ
ットルバルブ30の作動により、吸気通路22に対する
吸入空気量Qが調節される。
ス再循環(EGR)機構40が設けられている。このE
GR機構40は、排気ガス再循環通路としてのEGR通
路41と、同通路41の途中に設けられたEGRバルブ
42と、該EGRバルブ42を駆動するためのステップ
モータ43とを含んでいる。EGR通路41は、スロッ
トルバルブ30の下流側のサージタンク22aと排気通
路25との間を連通するよう設けられている。
れ、支持体45には雌ねじが形成されている。支持体4
5の内端には基準位置としての移動可能限界位置を定め
るためのストッパ45aが形成されている。ステップモ
ータ43のモータ軸44には雄ネジが形成され、ステッ
プモータ43のモータ軸44は支持体45の雌ねじに螺
合されている。ステップモータ43は電子制御装置(E
CU)50から供給される制御信号に基づいて駆動され
るようになっており、ステップモータ43が駆動されて
モータ軸44が回転されるとEGRバルブ42が支持体
45とともに移動されてEGRバルブ42の開度(基準
位置からの位置)が調節されるようになっている。モー
タ軸44の回転に伴って、ストッパ45aがステップモ
ータ43に突き当たるとその位置がEGRバルブ42の
基準位置となる。そして、EGRバルブ42が開くこと
により、排気通路25へ排出された排気ガスの一部がE
GR通路41へと流れる。その排気ガスは、EGRバル
ブ42を介して吸気通路22へ流れる。すなわち、排気
ガスの一部がEGR機構40によって吸入混合気中に再
循環する。このとき、EGRバルブ42の開度が調節さ
れることにより、排気ガスの再循環量が調整されるので
ある。
予め記憶した読み出し専用メモリ(ROM)、ROMに
記憶されたプログラムを実行する中央処理装置(CP
U)、CPUの演算結果等を一時記憶するランダムアク
セスメモリ(RAM)及びエンジン11の停止時におい
て保存すべきデータを記憶するためのバックアップRA
M等を備える。ECU50にはイグニション(IG)ス
イッチ51が接続されるとともに、スタータスイッチ5
2が接続されている。ECU50はIGスイッチ51の
ON操作に基づいて活性化され、図示しない各種センサ
の検出信号に基づいて空燃比制御を含む燃料噴射量制
御、及び点火時期制御等を実行するために、燃料噴射弁
28及び点火プラグ27等を制御する。
テップモータ43を制御する停止制御手段、第1のイニ
シャル制御手段及び第2のイニシャル制御手段を構成す
る。ECU50はエンジン11の停止時においてステッ
プモータ43への通電停止に際して、EGRバルブ42
を移動可能限界位置に移動させるようにステップモータ
43を制御するようになっている。また、ECU50は
スタータスイッチ52のON操作に基づくエンジン11
の始動時(より正確にはエンジン11がスタータモータ
20によってクランキングされる時)において、EGR
バルブ42の移動可能限界位置への移動が未完了である
場合には、ステップモータ43の第1のイニシャル処理
を行うことによりEGRバルブ42を移動可能限界位置
に突き当たるように制御するようになっている。また、
ECU50はエンジン11の始動時において、EGRバ
ルブ42の移動可能限界位置への移動が完了している場
合には、ステップモータ43の第2のイニシャル処理を
行うことによりEGRバルブ42を移動可能限界位置に
突き当たるように制御するようになっている。ここで、
第1のイニシャル処理ではステップモータ43の突き当
て量がβステップに設定され、第2のイニシャル処理で
はステップモータ43の突き当て量がαステップ(α<
β)に設定されるようになっている。なお、本実施形態
ではイニシャル処理における突き当て量のβステップは
EGRバルブ42の最大移動量に対応するステップ数に
設定されている。
U50が実行するステップモータ43の制御処理につい
て図2に示すフローチャートを用いて説明する。なお、
図2に示したルーチンは所定時間毎に実行される。
とステップモータの通電が開始される。そして、スター
タスイッチ52がONからOFFに切り替わったか否か
が判定される(ステップ100)。スタータスイッチ5
2がONからOFFに切り替わったと判定されると(ス
テップ100でYES)ステップ102に処理が移行
し、否定判定(ステップ100でNO)の場合にはステ
ップ104に処理が移行する。
がOFFか否かが判定される。ここで、イニシャル判定
フラグはエンジン11の停止時においてステップモータ
43の停止制御処理が完了したことに基づいて設定され
るものであり、ステップモータ43の停止制御処理が完
了しているとイニシャル完了フラグはOFFに設定さ
れ、ステップモータ43の停止制御処理が未完了の場合
にはイニシャル完了フラグはOFFに設定されない。イ
ニシャル完了フラグがOFFであると判定されると(ス
テップ102でYES)、ステップモータ43の突き当
て量がα(例えば16)ステップに設定される(ステッ
プ106)。イニシャル完了フラグがONであると判定
されると(ステップ102でNO)、ステップモータ4
3の突き当て量がβ(例えば108)ステップに設定さ
れ(ステップ108)、次のステップ110においてイ
ニシャル完了フラグがOFFに設定される。
ップ106にて設定された突き当て量α又はステップ1
08にて設定された突き当て量βに基づいてEGRバル
ブ42が基準位置に突き当たるようにステップモータ4
3のモータ駆動(イニシャル処理)が行われる。
定され(ステップ114)、突き当て処理が完了したと
判定すると(ステップ114でYES)、イニシャル完
了フラグをONに設定し(ステップ116)、これ以後
通常のモータ駆動制御が実行される。また、突き当て処
理が完了していないと判定すると(ステップ114でN
O)、イニシャル処理におけるステップモータ43のモ
ータ駆動が行われる。
ャル完了フラグがOFFか否かが判定され、イニシャル
完了フラグがOFFであると判定されると(ステップ1
04でYES)、ステップ112に処理が移行してイニ
シャル処理のモータ駆動が実行され、イニシャル完了フ
ラグがONであると判定されると(ステップ104でN
O)、次のステップ118において通常のモータ駆動制
御が実行される。
停止時及び始動時におけるステップモータ43の制御を
態様を示している。図3に示すように時刻t1において
IGスイッチがOFFされると、エンジン11が停止さ
れてその回転速度が低下する。このとき、ステップモー
タ43の目標ステップ数は「0」に設定され、この目標
ステップ数に基づいてステップモータ43が回転され
る。そのため、EGRバルブ(ステップモータ)の実位
置は徐々に移動可能限界位置に近づく。
以前の時刻t2〜t3においてIGスイッチがONされ
るとともにスタータスイッチがONされてエンジン11
が始動されると、スタータモータ20によるエンジン1
1のクランキングが開始される。このように、エンジン
11のクランキングが開始されるとスタータモータ20
の駆動によりバッテリ電圧が低下し、ステップモータ4
3に供給される電圧が低下することとなり、ステップモ
ータ43が正常に回転しなくなることがある。このよう
にステップモータ43が正常に回転しなくなると、EG
Rバルブ42(ステップモータ43)の実位置は変更さ
れなくなって、ステップモータ43は脱調することとな
る。しかしながら、本実施形態では、時刻t3において
イニシャル完了フラグが強制的にOFFに設定されると
ともに(図2のステップ110の処理)、ステップモー
タ43のイニシャル処理における突き当て量がβステッ
プに設定される(図2のステップ108の処理)。
チがOFFされた後、時刻t4において突き当て量βに
基づいてステップモータ43のイニシャル処理によるモ
ータ駆動制御が実行され、EGRバルブ42の基準位置
への突き当て処理が実行される。時刻t5において、ス
テップモータ43のイニシャル処理が完了すると、ステ
ップモータ43の目標ステップ数が設定され、この目標
ステップ数に基づいてステップモータ43が駆動され、
EGRバルブの開度(位置)が制御される。
ルブ制御装置によれば、次のような効果がある。 ・ 本実施形態のECU50は、エンジン11の停止時
においてステップモータ43の停止制御処理が完了する
以前にエンジン11が再始動されるような場合におい
て、イニシャル完了フラグを強制的にOFFに設定する
とともに、突き当て量を大きな値(βステップ)として
ステップモータ43のイニシャル処理におけるモータ駆
動制御を行うようにした。従って、エンジン11の停止
時におけるステップモータ43の停止制御処理中におい
てステップモータ43に供給される電圧が低下するとス
テップモータ43が正常に回転せず脱調するおそれがあ
るが、この場合にはスタータモータ20によるエンジン
11の始動後においてステップモータ43のイニシャル
処理を実行するとともに、ステップモータ43の突き当
て量をβステップに設定している。従って、EGRバル
ブ42を確実に基準位置まで移動させて基準位置を検出
することができ、ステップモータ43の制御精度を向上
することができる。
停止時においてステップモータ43の停止制御処理の完
了後にエンジン11が再始動されるような場合において
は、イニシャル完了フラグがOFFに設定され、突き当
て量を小さな値(αステップ)としてステップモータ4
3のイニシャル処理におけるモータ駆動制御を行うよう
にした。従って、短時間でEGRバルブ42を確実に基
準位置まで移動させて基準位置を検出することができ、
ステップモータ43の制御精度を向上することができ
る。
体化することもできる。 ・ 上記実施形態では、ステップモータ43のイニシャ
ル処理における突き当て量βステップをEGRバルブ4
2の最大移動量に対応する値に設定したが、この突き当
て量βの値を停止制御処理の開始時からの経過時間に基
づいて可変設定するようにしてもよい。
を開閉制御するステップモータ43の制御装置に具体化
したが、これ以外にディーゼルエンジンにおける吸気バ
ルブを駆動するステップモータや可変ノズルターボを駆
動するステップモータの制御装置に具体化してもよい。
図。
御処理を示すフローチャート。
すタイムチャート。
フローチャート。
すタイムチャート。
ブ、43…ステップモータ、45a…ストッパ、50…
電子制御装置(ECU)。
Claims (4)
- 【請求項1】移動可能限界位置が機械的に定められた被
駆動体の位置を、該移動可能限界位置を基準とするステ
ップモータのステップ数にて制御するステップモータの
制御装置であって、 前記ステップモータへの通電停止に際して、前記被駆動
体を移動可能限界位置に移動させるように前記ステップ
モータを制御する停止制御手段と、 前記ステップモータの通電開始時において前記停止制御
手段による移動可能限界位置への被駆動体の移動の未完
了の場合には前記被駆動体が移動可能限界位置に突き当
たるように前記ステップモータを制御する第1のイニシ
ャル制御手段と、を備えるステップモータの制御装置。 - 【請求項2】前記ステップモータの通電開始時において
前記停止制御手段による移動可能限界位置への被駆動体
の移動の完了の場合において前記被駆動体が移動可能限
界位置に突き当たるように前記ステップモータを制御す
る第2のイニシャル制御手段を備える請求項1に記載の
ステップモータの制御装置。 - 【請求項3】請求項2に記載のステップモータの制御装
置において、 前記第1のイニシャル制御手段によるステップモータの
突き当てステップ数は前記第2のイニシャル制御手段に
よるステップモータの突き当てステップ数よりも大きな
値に設定されているステップモータの制御装置。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のステップ
モータの制御装置において、 前記被駆動体は内燃機関の排気の吸気系への再循環量を
調節するバルブであるステップモータの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000227017A JP3736309B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | ステップモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000227017A JP3736309B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | ステップモータの制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002044993A true JP2002044993A (ja) | 2002-02-08 |
JP3736309B2 JP3736309B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000227017A Expired - Fee Related JP3736309B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | ステップモータの制御装置 |
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