JP2712891B2 - 内燃機関におけるステップモータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スロットル弁を駆動す
るステッパモータの制御に使用する内燃機関におけるス
テップモータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の機関シリンダ内に供
給される燃料や空気の量をステップモータを用いて制御
するようにした内燃機関では、電源オフ時にはバネ等に
よりステップモータは、一番安全な全閉の位置に戻され
ており、その位置をアナログ入力等を用いて検出しステ
ップモータの全閉位置として、その後の燃料や空気の量
の制御に使用している。

【０００３】従来、この種のバネ等により全閉位置に戻
されたステップモータの現在ステップ位置を検出する方
法は、図３に示すように、ステップ３１において検出し
たステップモータの現在ステップ位置が所定の判定値よ
り小さいか否かを判定し、大きいときは現在ステップ位
置が所定の判定値より小さくなるまで時間待ちを行な
い、小さいときは検出したステップモータの現在ステッ
プ位置をステップモータの全閉位置とし（ステップ３
２）、その後はじめて燃料や空気の量の制御（ステップ
３３）を開始している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
３に示すように燃料や空気の量の制御の処理を開始する
前に、現在ステップ位置が所定の判定値より小さくなる
まで時間待ちを行ない、小さくなったら検出したステッ
プモータの現在ステップ位置をステップモータの全閉位
置とする方法は、動作確認に要する時間だけ燃料や空気
の量の制御が遅れ、正常な制御を行なうことができない
という問題点があった。

【０００５】ここで、上記燃料や空気の量の制御を行な
うマイクロプロセッサ（以下ＭＰＵと記す）のスタート
時点を説明すると、電源電圧は、電源である車載バッテ
リの供給能力が低く、始動時にスタータモータに大電流
が流れるために、周期的に０ボルト近傍まで減少し、そ
のためＭＰＵがリセットされ再スタートする。更に、図
４に示すように、電源電圧はエンジンを回転する際の負
荷により変動し、この変動は燃料噴射タイミングを示す
上死点検出信号（以下ＴＤＣ信号と記す）に同期する。
そして、クランキングなどによる電圧低下によりＭＰＵ
がリセットされて再スタートした後、ＴＤＣ信号までの
時間間隔Ｔｉｎｔ（図４の４１）の間に燃料噴射可能に
ならない場合には燃料噴射を行なうことができず、時間
間隔Ｔｉｎｔを長く設定すると始動性が低下する。

【０００６】したがって、上記図３に示すように燃料や
空気の量の制御の処理を開始する前に現在ステップ位置
が所定の判定値より小さくなるまで時間待ちを行ない、
小さくなったら検出したステップモータの現在ステップ
位置をステップモータの全閉位置とする方法は、電源電
圧が低下すると始動性が低下するという問題点がある。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るものであり、電源がオンになった時のステップモータ
の全閉位置を正確に検出して、正確な燃料や空気の量の
制御を行なうことができ、かつ瞬断時の始動性を向上さ
せることのできる優れたステップモータ制御装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、燃料や空気の量を調整するスロットル弁を
駆動するステッパモータの現在ステップ位置を検出し、
この現在ステップ位置が所定値以上か否かを検出する手
段と、内燃機関の運転状態に対応した前記ステッパモー
タの要求ステップ位置を制御するＭＰＵと、前記ステッ
パモータのステップ位置の補正値を格納する不揮発性メ
モリと、前記ステッパモータを駆動する手段とを備え
て、電源投入時のステッパモータの全閉位置を正確に検
出でき、かつ瞬断時の始動性を向上させるようにしたも
のである。

【０００９】

【作用】したがって、本発明によれば、車のイグニッシ
ョンキーがオンになってＭＰＵがスタートした場合は、
バネ等によりステップモータは全閉の位置に戻されてい
るので、現在ステップ位置は所定値未満であり、この場
合には現在ステップ位置と不揮発性メモリに格納してあ
る補正値よりステップモータの全閉位置を求めることが
できる。

【００１０】また一方、走行中の電源瞬断時やクランキ
ングなどによりＭＰＵがリセットされて再スタートした
場合は、ステップモータは全閉の位置に戻っておらず、
現在ステップ位置は所定値以上であり、この場合には不
揮発性メモリに格納してある補正値よりステップモータ
の全閉位置を求め、その後燃料や空気の量の制御の処理
を開始するので、始動性を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す概略ブロック
図であり、１１はスロットル弁を駆動するステップモー
タの現在ステップ位置を検出し、その現在ステップ位置
が所定値ＴＨＬ０以上か所定値ＴＨＬ０未満かを検出す
る現在ステップ位置検出手段であり、１２は電源電圧に
より動作し、現在ステップ位置が所定値ＴＨＬ０未満の
場合、または現在ステップ位置が所定値ＴＨＬ０以上で
あっても不揮発性メモリに補正値が格納してない場合
に、現在ステップ位置を検出し、その現在ステップ位置
と不揮発性メモリに格納してある補正値よりステップモ
ータの全閉位置を算出し、現在ステップ位置が所定値Ｔ
ＨＬ０以上かつ不揮発性メモリに補正値が格納してある
場合に、現在ステップ位置を検出せず不揮発性メモリに
格納してある補正値よりステップモータの全閉位置を算
出し、その後燃料や空気の量の制御の処理を行なう制御
装置である。

【００１２】また、制御装置１２は、現在ステップ位置
検出手段１１の出力に基づきステップモータの要求ステ
ップ位置の制御を行なうＭＰＵ１３と、各種演算結果を
ステップ位置の補正値として格納する不揮発性メモリー
１４とから構成されており、燃料噴射タイミングを示す
ＴＤＣ信号１７に同期して、エンジンの状態を示す各種
入力１８より最適燃料噴射タイミングを算出して、スロ
ットル弁を駆動するステップモータのモータ駆動回路１
５及び燃料噴射を行うインジェクタのソレノイド駆動回
路１６を駆動させる。

【００１３】車のイグニッションキーがオンになってＭ
ＰＵ１３がスタートしたときには、バネ等によりステッ
プモータは全閉の位置に戻されているので、現在ステッ
プ位置は所定値未満であり、他方、走行中のクランキン
グなどによりＭＰＵ１３がリセットされて再スタートし
たときには、ステップモータは全閉の位置に戻っておら
ず、現在ステップ位置は所定値以上になる。

【００１４】次に、図２を参照してＭＰＵ１３の動作を
説明する。尚、ＭＰＵ１３は上記の如く、電源がオンに
なったり、電源電圧が低下したときにリセットされ、再
スタートする。ＭＰＵ１３はスタート後、ステップ２１
において、現在ステップ位置検出手段１１によりステッ
プモータの現在ステップ位置を検出し、その現在ステッ
プ位置が所定値ＴＨＬ０以上か否かを判別し、ＹＥＳの
場合にはステップ２２に分岐し、ＮＯの場合にはステッ
プ２４に進む。

【００１５】ステップ２２においては、不揮発性メモリ
ー１４にステップモータの全閉位置の補正値が格納され
ていることを示すフラグ（以下補正値格納済みフラグと
記す）が「１」か否かを判別し、ＮＯの場合にはステッ
プ２４に進み、ＹＥＳの場合にはステップ２３に進む。
ステップ２３においては、不揮発性メモリー１４に格納
してある補正値より、ステップモータの全閉位置を算出
し、ステップ２８に進む。

【００１６】ステップ２４では、ステップモータの現在
ステップ位置を検出し、ステップ２５で、その値と不揮
発性メモリー１４に格納してある補正値より、ステップ
モータの全閉位置を算出する。（たとえば、不揮発性メ
モリー１４に補正値が格納されていない場合には、所定
時間後に検出したステップモータの現在ステップ位置の
みより、ステップモータの全閉位置を算出し、不揮発性
メモリー１４に補正値が格納されている場合には、不揮
発性メモリー１４に補正値が格納されている値と検出し
たステップモータの現在ステップ位置との相加平均よ
り、ステップモータの全閉位置を算出する）続くステッ
プ２６では、ステップモータの全閉位置の補正値、（た
とえばステップ２５で算出したステップモータの全閉位
置）を不揮発性メモリー１４に格納し、ステップ２７で
補正値格納済みフラグを１にセットする。ステップ２８
では、上記処理で算出したステップモータの全閉位置を
使用して、燃料や空気の量の制御の処理を開始する。

【００１７】すなわち、イグニッションキーにより電源
がオンになってＭＰＵ１３がスタートしたときは、バネ
等によりステップモータは全閉の位置に戻されているの
で、現在ステップ位置は所定値未満であるため、ステッ
プ２４に示すように、ステップモータの現在ステップ位
置を検出し、その値と不揮発性メモリー１４に格納して
ある補正値よりステップモータの全閉位置を算出し、算
出したステップモータの全閉位置を使用して、燃料や空
気の量の制御の処理を開始する。

【００１８】他方、動作中に電源が瞬間的にオフになっ
たり、電源電圧が低下した場合にリセットされて再スタ
ートし、所定の時間内に電源電圧が復帰した時は、復帰
時のステップモータは全閉の位置に戻っておらず、現在
ステップ位置は所定値以上であるために、ステップ２１
からステップ２２に分岐し、不揮発性メモリー１４に全
閉位置の補正値が格納されている場合（補正値格納済み
フラグ＝１）には、ステップ２４のステップモータの現
在ステップ位置検出を行なうことなく、不揮発性メモリ
ー１４に格納してある補正値よりステップモータの全閉
位置を算出し、燃料や空気の量の制御の処理を開始し、
不揮発性メモリー１４に全閉位置の補正値が格納されて
いない場合（補正値格納済みフラグ＝０）には、ステッ
プ２４でステップモータの現在ステップ位置を検出し、
その値と不揮発性メモリー１４に格納してある補正値よ
りステップモータの全閉位置を算出し、算出したステッ
プモータの全閉位置を使用して、燃料や空気の量の制御
の処理を開始する。

【００１９】このように、上記実施例によれば、現在ス
テップ位置検出手段１１によりＭＰＵ１３の動作開始時
におけるステップモータの現在ステップ位置を検出する
とともに、その現在ステップ位置が所定値以上か否かを
検出し、現在ステップ位置が所定値未満の場合、つまり
車のイグニッションキーがオンになってＭＰＵ１３がス
タートしたときには現在ステップ位置は所定値未満であ
り、この場合には現在ステップ位置検出手段１１より検
出した現在ステップ位置と不揮発性メモリ１４に格納し
てある補正値よりステップモータの全閉位置を算出する
ことにより、経年変化の影響もなく正確にステップモー
タの全閉位置を検出して、正確な燃料や空気の量の制御
を開始することができる。

【００２０】また、走行中の電源瞬断時やクランキング
などによりＭＰＵ１３がリセットされて再スタートした
場合には、現在ステップ位置は所定値以上であり、この
場合にはステップモータの現在ステップ位置は検出は行
なわず、不揮発性メモリー１４に格納してある補正値よ
りステップモータの全閉位置を算出し、算出したステッ
プモータの全閉位置を使用して、直ちに燃料や空気の量
の制御の処理を開始するので、始動性を向上させること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、電源がオンになった時には必ずステップモータの現
在ステップ位置を検出し、正確なステップモータの全閉
位置を求めることにより、経年変化に影響されることも
なく正確な燃料や空気の量の制御を開始することができ
るという効果を有する。

【００２２】またさらに、走行中に電源が瞬間的にオフ
になったり、あるいは電源電圧が低下し所定の時間内に
電源電圧が復帰した時には、ステップモータの現在ステ
ップ位置の検出は行なわず、不揮発性メモリーに格納し
てある補正値よりステップモータの全閉位置を算出し、
算出したステップモータの全閉位置を使用して、直ちに
燃料や空気の量の制御の処理を開始するので、始動性を
向上させることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における内燃機関におけるス
テップモータ制御装置のブロック図

【図２】同装置の動作を示すフローチャート

【図３】従来のステップモータ制御装置の動作を示すフ
ローチャート

【図４】電源電圧変動時のＭＰＵの動作を説明するため
のタイミングチャート

【符号の説明】

１１ 現在ステップ位置検出手段 １２ 制御装置 １３ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ） １４ 不揮発性メモリー １５ ステップモータおよびその駆動回路 １６ 燃料噴射インジェクタおよびその駆動回路 １７ 上死点検出信号 １８ エンジン状態検出信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃料や空気の量を調整するス
   ロットル弁を駆動するステッパモータの現在ステップ位
   置を検出し、この現在ステップ位置が所定値以上か否か
   を検出する手段と、内燃機関の運転状態に対応した前記
   ステッパモータの要求ステップ位置を制御するマイクロ
   プロセッサと、前記ステッパモータのステップ位置の補
   正値を格納する不揮発性メモリとを備えて、前記マイク
   ロプロセッサの動作開始時点における前記現在ステップ
   位置が所定値未満の時には、前記現在ステップ位置と前
   記補正値よりステッパモータの全閉位置を求め、前記現
   在ステップ位置が所定値以上の時には、前記補正値によ
   りステッパモータの全閉位置を求めることを特徴とする
   内燃機関におけるステップモータ制御装置。