JP2964743B2 - ステップモータの駆動方法 - Google Patents
ステップモータの駆動方法Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はステップモータの駆動方
法に関し、特にステップモータの脱調を生じることな
く、モータの高い応答性を実現できるステップモータの
駆動方法に関する。
法に関し、特にステップモータの脱調を生じることな
く、モータの高い応答性を実現できるステップモータの
駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステップモータを例えば車両のリンクレ
ススロットル装置に使用する場合、冷寒時にはスロット
ルバルブのグリースが固化している等により負荷トルク
が増大しているため、モータが脱調することがある。
ススロットル装置に使用する場合、冷寒時にはスロット
ルバルブのグリースが固化している等により負荷トルク
が増大しているため、モータが脱調することがある。
【０００３】そこで、例えば特開昭６１−１３８８５２
号公報では、エンジン水温が低い間はモータ駆動のパル
スレートを小さくして回転トルクを増大せしめている。
号公報では、エンジン水温が低い間はモータ駆動のパル
スレートを小さくして回転トルクを増大せしめている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法ではエンジン冷却水温が上昇する比較的長い間、ステ
ップモータすなわちスロットルバルブの応答性が低下し
たままとなる。
法ではエンジン冷却水温が上昇する比較的長い間、ステ
ップモータすなわちスロットルバルブの応答性が低下し
たままとなる。
【０００５】そこで、本発明はかかる課題を解決するも
ので、ステップモータの脱調を生じることなく、その応
答性を速やかに回復することが可能なステップモータの
駆動方法を提供することを目的とする。
ので、ステップモータの脱調を生じることなく、その応
答性を速やかに回復することが可能なステップモータの
駆動方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、ステップモータに駆動パルスを与えてモータ回転を
制御する方法であって、電源投入後のある時点での駆動
パルスのパルスレートの上限値を、その時点までのステ
ップモータの操作回数に応じて増大変更するものであ
る。
と、ステップモータに駆動パルスを与えてモータ回転を
制御する方法であって、電源投入後のある時点での駆動
パルスのパルスレートの上限値を、その時点までのステ
ップモータの操作回数に応じて増大変更するものであ
る。
【０００７】また、電源投入後のある時点でのスローア
ップ時間ないしスローダウン時間を、その時点までのス
テップモータの操作回数に応じて短縮変更するものであ
る。
ップ時間ないしスローダウン時間を、その時点までのス
テップモータの操作回数に応じて短縮変更するものであ
る。
【０００８】
【作用】ステップモータでスロットルバルブを駆動する
場合、ステップモータによりバルブが作動せしめられる
と固化したグリースは急速に溶解し、負荷トルクは急減
する。したがって、ステップモータの操作回数に応じて
駆動パルスのパルスレートの上限値を増大するようにな
せば、モータを脱調せしめることなく、エンジン冷却水
温等の上昇を待つことなしに速やかにその応答性を回復
することができる。
場合、ステップモータによりバルブが作動せしめられる
と固化したグリースは急速に溶解し、負荷トルクは急減
する。したがって、ステップモータの操作回数に応じて
駆動パルスのパルスレートの上限値を増大するようにな
せば、モータを脱調せしめることなく、エンジン冷却水
温等の上昇を待つことなしに速やかにその応答性を回復
することができる。
【０００９】また、ステップモータの操作回数に応じて
スローアップ時間ないしスローダウン時間を短縮変更す
るようになしても同様の効果がある。
スローアップ時間ないしスローダウン時間を短縮変更す
るようになしても同様の効果がある。
【００１０】
【実施例１】図１には本発明の方法で駆動されるステッ
プモータを使用したリンクレススロットル装置の全体構
成を示す。
プモータを使用したリンクレススロットル装置の全体構
成を示す。
【００１１】図において、上流位置にフローメータ３を
設けたエンジン吸気管２には途中スロットルバルブ４が
設けてあり、該スロットルバルブ４の開度はスロットル
開度センサ４１により検出されて詳細を後述する制御装
置１に入力される。上記スロットルバルブ４はステップ
モータ４２により開閉駆動され、ステップモータ４２は
制御装置１からの駆動パルスで回転せしめられる。制御
装置１には、アクセルペダル５１の操作量に応じた出力
信号を発するアクセル開度センサ５、エンジン冷却水の
温度センサ６およびエンジン回転数センサ７がそれぞれ
入力接続されている。
設けたエンジン吸気管２には途中スロットルバルブ４が
設けてあり、該スロットルバルブ４の開度はスロットル
開度センサ４１により検出されて詳細を後述する制御装
置１に入力される。上記スロットルバルブ４はステップ
モータ４２により開閉駆動され、ステップモータ４２は
制御装置１からの駆動パルスで回転せしめられる。制御
装置１には、アクセルペダル５１の操作量に応じた出力
信号を発するアクセル開度センサ５、エンジン冷却水の
温度センサ６およびエンジン回転数センサ７がそれぞれ
入力接続されている。
【００１２】制御装置１はコモンバス１１により相互接
続されたＣＰＵ１２，ＲＡＭ１３，ＲＯＭ１４、センサ
入力回路１５、駆動回路１６より構成され、イグニショ
ンスイッチ８を介してバッテリ９より電源供給がなされ
る。
続されたＣＰＵ１２，ＲＡＭ１３，ＲＯＭ１４、センサ
入力回路１５、駆動回路１６より構成され、イグニショ
ンスイッチ８を介してバッテリ９より電源供給がなされ
る。
【００１３】ＣＰＵ１２内でなされる処理をブロック図
で表したものが図２であり、ステップ１００ではアクセ
ル操作量Ａｐとエンジン回転数Ｎｅより目標スロットル
開度θ0 を得、これよりステップモータの目標ステップ
数ＣＭＤを算出する。その詳細を図３で説明すると、ス
テップ１０１でアクセル操作量Ａｐとエンジン回転数Ｎ
ｅを取り込み、ステップ１０２でマップより目標スロッ
トル開度θ0 を得る。そして、ステップ１０３で、上記
目標スロットル開度θ0 をモータ１ステップ当たりのバ
ルブ分解能で除して目標ステップ数ＣＭＤを算出する。
で表したものが図２であり、ステップ１００ではアクセ
ル操作量Ａｐとエンジン回転数Ｎｅより目標スロットル
開度θ0 を得、これよりステップモータの目標ステップ
数ＣＭＤを算出する。その詳細を図３で説明すると、ス
テップ１０１でアクセル操作量Ａｐとエンジン回転数Ｎ
ｅを取り込み、ステップ１０２でマップより目標スロッ
トル開度θ0 を得る。そして、ステップ１０３で、上記
目標スロットル開度θ0 をモータ１ステップ当たりのバ
ルブ分解能で除して目標ステップ数ＣＭＤを算出する。
【００１４】図２において、ステップ２００では、イグ
ニションスイッチが投入された後のモータ操作回数ＮM
を算出する。この操作回数ＮM は本実施例においては電
源投入後のステップモータへの総駆動パルス数としてい
る。これ以外に操作回数として、スロットルバルブが１
０度以上回転した回数を使用しても良い。
ニションスイッチが投入された後のモータ操作回数ＮM
を算出する。この操作回数ＮM は本実施例においては電
源投入後のステップモータへの総駆動パルス数としてい
る。これ以外に操作回数として、スロットルバルブが１
０度以上回転した回数を使用しても良い。
【００１５】ステップ３００では、パルスレートスピー
ドレベルＫＭＳＰＣの上限値を設定する。すなわち、図
４に示す如く、ステップ３０１でエンジン冷却水温を取
り込み、ステップ３０２ではパルスレートスピードレベ
ルの上限値ＫＭＳＰＣをモータ操作回数ＮM と水温によ
りマップで設定する。パルスレートスピードレベルＭＳ
ＰＣは例えば別表のパルスレートマップのように各パ
ルスレートｆに対応して０〜２１の各レベルがあり、モ
ータ操作回数が増えるに従ってレベル上限値ＫＭＳＰＣ
は大きくなる。なお、このレベル上限値ＫＭＳＰＣの増
加率はエンジン冷却水温が高い程大きい。
ドレベルＫＭＳＰＣの上限値を設定する。すなわち、図
４に示す如く、ステップ３０１でエンジン冷却水温を取
り込み、ステップ３０２ではパルスレートスピードレベ
ルの上限値ＫＭＳＰＣをモータ操作回数ＮM と水温によ
りマップで設定する。パルスレートスピードレベルＭＳ
ＰＣは例えば別表のパルスレートマップのように各パ
ルスレートｆに対応して０〜２１の各レベルがあり、モ
ータ操作回数が増えるに従ってレベル上限値ＫＭＳＰＣ
は大きくなる。なお、このレベル上限値ＫＭＳＰＣの増
加率はエンジン冷却水温が高い程大きい。
【００１６】ステップ４００では、上記パルスレートマ
ップに従ってステップモータ４２に駆動パルスを出力
し、ステップモータ４２の実ステップ数ＰＯＳを目標ス
テップ数ＣＭＤに一致せしめて，スロットルバルブ４を
目標スロットル開度となるように制御する。これの概略
を図５に示し、実ステップ数ＰＯＳを目標ステップ数Ｃ
ＭＤに一致せしめる過程で、スローアップ、スローダウ
ンを行うとともに、最大パルスレートｆmax を、パルス
レートスピードレベルの上限値ＫＭＳＰＣにより制限す
る。
ップに従ってステップモータ４２に駆動パルスを出力
し、ステップモータ４２の実ステップ数ＰＯＳを目標ス
テップ数ＣＭＤに一致せしめて，スロットルバルブ４を
目標スロットル開度となるように制御する。これの概略
を図５に示し、実ステップ数ＰＯＳを目標ステップ数Ｃ
ＭＤに一致せしめる過程で、スローアップ、スローダウ
ンを行うとともに、最大パルスレートｆmax を、パルス
レートスピードレベルの上限値ＫＭＳＰＣにより制限す
る。
【００１７】ステップ４００の具体的制御手順を図６で
説明すると、プログラムの起動は前回処理時のパルスレ
ートスピードレベルＭＳＰＣでの割り込み時間ＴＭの経
過により行われる（パルスレートマップ参照）。ステ
ップ４０１〜４０３ではＸＲＯＴ（ステップ４０６，４
０７参照）の正負に基づき実ステップＰＯＳの値を加算
ないし減算する。
説明すると、プログラムの起動は前回処理時のパルスレ
ートスピードレベルＭＳＰＣでの割り込み時間ＴＭの経
過により行われる（パルスレートマップ参照）。ステ
ップ４０１〜４０３ではＸＲＯＴ（ステップ４０６，４
０７参照）の正負に基づき実ステップＰＯＳの値を加算
ないし減算する。
【００１８】ステップ４０４では目標ステップ数ＣＭＤ
と実ステップ数ＰＯＳの差ＤＳＴＥＰを算出する。ステ
ップ４０５でパルスレートスピードレベルＭＳＰＣが零
（すなわちモータ停止）でないか確認し、零の場合には
一定の停止時間（ＣＨＯＬＤ）が経過している場合のみ
ＸＲＯＴにＤＳＴＥＰを設定する（ステップ４０６、４
０８）。
と実ステップ数ＰＯＳの差ＤＳＴＥＰを算出する。ステ
ップ４０５でパルスレートスピードレベルＭＳＰＣが零
（すなわちモータ停止）でないか確認し、零の場合には
一定の停止時間（ＣＨＯＬＤ）が経過している場合のみ
ＸＲＯＴにＤＳＴＥＰを設定する（ステップ４０６、４
０８）。
【００１９】ステップ４０９〜４１６は、ＸＲＯＴとＤ
ＳＴＥＰの符号が一致した場合のみＤＥＶにＤＳＴＥＰ
ないし−ＤＳＴＥＰを設定してパルスレートの増加（す
なわちモータの加速）を可能とする。
ＳＴＥＰの符号が一致した場合のみＤＥＶにＤＳＴＥＰ
ないし−ＤＳＴＥＰを設定してパルスレートの増加（す
なわちモータの加速）を可能とする。
【００２０】ステップ４１７でパルスレートスピードレ
ベルＭＳＰＣに１を加えてＭＳＰＤとし、ＭＳＰＣが零
でない時のみステップ４１８からステップ４２１へ進ん
でパルスレートの増減を可能とする。
ベルＭＳＰＣに１を加えてＭＳＰＤとし、ＭＳＰＣが零
でない時のみステップ４１８からステップ４２１へ進ん
でパルスレートの増減を可能とする。
【００２１】ＭＳＰＣが零の時はステップ４１８からス
テップ４１９へ進み、一定の停止時間（ＫＨＯＬＤ）が
経過しているか否か、すなわちホールドカウンタＣＨＯ
ＬＤが零か否かを判定する。ＣＨＯＬＤが零のときは経
過しているものとしてステップ４２１に進む。ＣＨＯＬ
Ｄが零でないときは経過していないので、ステップ４２
０に進み、ＭＳＰＣを零として一定の停止時間経過する
まで停止を続行する。
テップ４１９へ進み、一定の停止時間（ＫＨＯＬＤ）が
経過しているか否か、すなわちホールドカウンタＣＨＯ
ＬＤが零か否かを判定する。ＣＨＯＬＤが零のときは経
過しているものとしてステップ４２１に進む。ＣＨＯＬ
Ｄが零でないときは経過していないので、ステップ４２
０に進み、ＭＳＰＣを零として一定の停止時間経過する
まで停止を続行する。
【００２２】ステップ４２１にて、ＭＳＰＤ＞ＤＥＶの
場合はＭＳＰＣの値が零になるまでこれを減算してパル
スレートを減少せしめる。ＭＳＰＤ＜ＤＥＶの場合には
ＭＳＰＣの値を加算するが、その最大値は上限値ＫＭＳ
ＰＣで制限される（ステップ４２６，４２７）。
場合はＭＳＰＣの値が零になるまでこれを減算してパル
スレートを減少せしめる。ＭＳＰＤ＜ＤＥＶの場合には
ＭＳＰＣの値を加算するが、その最大値は上限値ＫＭＳ
ＰＣで制限される（ステップ４２６，４２７）。
【００２３】図７のステップ４２８では、この時のパル
スレートスピードレベルＭＳＰＣに対応する次回割り込
み時間ＴＭ（パルスレートマップ参照）を設定する。
ステップ４２９でＭＳＰＣが零の場合は停止時間ＣＨＯ
ＬＤを減算し（ステップ４３１〜４３３）、零でなけれ
ばＣＨＯＬＤに一定値ＫＨＯＬＤ（例えば２０ｍｓ）を
設定する。
スレートスピードレベルＭＳＰＣに対応する次回割り込
み時間ＴＭ（パルスレートマップ参照）を設定する。
ステップ４２９でＭＳＰＣが零の場合は停止時間ＣＨＯ
ＬＤを減算し（ステップ４３１〜４３３）、零でなけれ
ばＣＨＯＬＤに一定値ＫＨＯＬＤ（例えば２０ｍｓ）を
設定する。
【００２４】ステップ４３４以下は、ＸＲＯＴの正負に
よってモータコイルの励磁パターン（本実施例では８
種）を決めるＣＳＴＥＰを加算ないし減算してモータを
１ステップ回転駆動する（ステップ４４１）。
よってモータコイルの励磁パターン（本実施例では８
種）を決めるＣＳＴＥＰを加算ないし減算してモータを
１ステップ回転駆動する（ステップ４４１）。
【００２５】このようにして、パルスモータを加速する
際のパルスレートスピードレベルＭＳＰＣの最大値は上
限値ＫＭＳＰＣで制限され、この上限値ＫＭＳＰＣはモ
ータ操作回数が小さい時は小さく、操作回数が大きくな
るに従って大きくされるから、作動初期のスロットルバ
ルブ負荷が大きい段階でモータが脱調を生じることはな
いとともに、エンジン冷却水温が充分高くならなくても
モータの加速が充分なされて応答性は速やかに回復す
る。
際のパルスレートスピードレベルＭＳＰＣの最大値は上
限値ＫＭＳＰＣで制限され、この上限値ＫＭＳＰＣはモ
ータ操作回数が小さい時は小さく、操作回数が大きくな
るに従って大きくされるから、作動初期のスロットルバ
ルブ負荷が大きい段階でモータが脱調を生じることはな
いとともに、エンジン冷却水温が充分高くならなくても
モータの加速が充分なされて応答性は速やかに回復す
る。
【００２６】なお、本実施例ではパルスレートスピード
レベルの上限値をエンジン冷却水温によっても変化せし
めたが、これは必ずしも必要ではない。
レベルの上限値をエンジン冷却水温によっても変化せし
めたが、これは必ずしも必要ではない。
【００２７】
【実施例２】モータ駆動時のスローアップ時間Ｔｕ、ス
ローダウン時間Ｔｄ（図５参照）をモータ操作回数によ
って変更しても、上記実施例と同様の効果がある。これ
は、上記時間Ｔｕ、Ｔｄを長くすると結果としてモータ
加速時間が長くなり、この分、負荷トルク中の加速トル
クを小さくできるからである。
ローダウン時間Ｔｄ（図５参照）をモータ操作回数によ
って変更しても、上記実施例と同様の効果がある。これ
は、上記時間Ｔｕ、Ｔｄを長くすると結果としてモータ
加速時間が長くなり、この分、負荷トルク中の加速トル
クを小さくできるからである。
【００２８】実際の処理手順を図８に示し、ステップ５
０１でエンジン冷却水温およびバッテリ電圧を取り込
み、ステップ５０２でモータ操作回数とエンジン冷却水
温に応じて仮のスローアップ時間Ｔｕ´、スローダウン
時間Ｔｄ´を算出する。この算出はマップ等により図９
のグラフに示す関係で得られる。すなわち、モータ操作
回数が小さい間は上記時間Ｔｕ´，Ｔｄ´は長く、操作
回数が大きくなるに従って短くなる。また、冷却水温が
高い程、時間Ｔｕ´，Ｔｄ´は短くなる。
０１でエンジン冷却水温およびバッテリ電圧を取り込
み、ステップ５０２でモータ操作回数とエンジン冷却水
温に応じて仮のスローアップ時間Ｔｕ´、スローダウン
時間Ｔｄ´を算出する。この算出はマップ等により図９
のグラフに示す関係で得られる。すなわち、モータ操作
回数が小さい間は上記時間Ｔｕ´，Ｔｄ´は長く、操作
回数が大きくなるに従って短くなる。また、冷却水温が
高い程、時間Ｔｕ´，Ｔｄ´は短くなる。
【００２９】図８のステップ５０３ではバッテリ電圧Ｖ
B に応じて補正係数ＫV を算出する。この補正係数ＫV
は図１０に示す如く、バッテリ電圧ＶB が１２Ｖより低
下すると１より大きくなり、ステップ５０４で時間Ｔｕ
´，Ｔｄ´に補正係数ＫV を乗じて得られる最終的なス
ローアップ時間Ｔｕ、スローダウン時間Ｔｄはバッテリ
電圧ＶB の低下時には長くなって、モータ負荷が軽減さ
れる。
B に応じて補正係数ＫV を算出する。この補正係数ＫV
は図１０に示す如く、バッテリ電圧ＶB が１２Ｖより低
下すると１より大きくなり、ステップ５０４で時間Ｔｕ
´，Ｔｄ´に補正係数ＫV を乗じて得られる最終的なス
ローアップ時間Ｔｕ、スローダウン時間Ｔｄはバッテリ
電圧ＶB の低下時には長くなって、モータ負荷が軽減さ
れる。
【００３０】ステップ５０５では、上記時間Ｔｕ，Ｔｄ
に応じて、これを実現するパルスレートマップ、
（別表参照）等を選択する。
に応じて、これを実現するパルスレートマップ、
（別表参照）等を選択する。
【００３１】なお、本実施例において、エンジン冷却水
温およびバッテリ電圧による補正は必ずしも必要ではな
い。
温およびバッテリ電圧による補正は必ずしも必要ではな
い。
【００３２】
【発明の効果】以上の如く、本発明のステップモータの
駆動方法によれば、ステップモータの脱調を生じること
なく、エンジン冷却水温が充分高くならなくてもモータ
の高い応答性が速やかに回復される。
駆動方法によれば、ステップモータの脱調を生じること
なく、エンジン冷却水温が充分高くならなくてもモータ
の高い応答性が速やかに回復される。
【００３３】
【表１】
【図１】リンクレススロットル装置の全体構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の駆動方法を含むリンクレススロットル
装置の処理ブロック図である。
装置の処理ブロック図である。
【図３】スロットル開度演算の処理フローチャートであ
る。
る。
【図４】パルスレートスピードレベル上限値設定の処理
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】モータ制御の概念を説明するタイムチャートで
ある。
ある。
【図６】モータ制御の詳細フローチャートである。
【図７】モータ制御の詳細フローチャートである。
【図８】本発明の他の実施例におけるパルスレートマッ
プ設定のフローチャートである。
プ設定のフローチャートである。
【図９】スローアップダウン時間の変更特性を示すグラ
フである。
フである。
【図１０】補正係数の変更特性を示すグラフである。
１ 制御装置 ２ エンジン吸気管 ４ スロットルバルブ ４２ ステップモータ ８ イグニションスイッチ ９ バッテリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 8/14 H02D 41/20 310 H02D 41/22 310 H02P 8/38
Claims (2)
- 【請求項１】 ステップモータに駆動パルスを与えてモ
ータ回転を制御する方法であって、電源投入後のある時
点での駆動パルスのパルスレートの上限値を、その時点
までのステップモータの操作回数に応じて増大変更する
ことを特徴とするステップモータの駆動方法。 - 【請求項２】 ステップモータに駆動パルスを与えてモ
ータ回転を制御する方法であって、電源投入後のある時
点でのスローアップ時間ないしスローダウン時間を、そ
の時点までのステップモータの操作回数に応じて短縮変
更することを特徴とするステップモータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29841591A JP2964743B2 (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | ステップモータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29841591A JP2964743B2 (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | ステップモータの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111296A JPH05111296A (ja) | 1993-04-30 |
| JP2964743B2 true JP2964743B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=17859412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29841591A Expired - Fee Related JP2964743B2 (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | ステップモータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964743B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008075469A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Kokusan Denki Co Ltd | エンジン回転制御装置 |
-
1991
- 1991-10-17 JP JP29841591A patent/JP2964743B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05111296A (ja) | 1993-04-30 |
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