JP3599159B2

JP3599159B2 - Step motor control method for auxiliary air control valve

Info

Publication number: JP3599159B2
Application number: JP6541698A
Authority: JP
Inventors: 康弘高野; 寛山川; 研之助成田; 敦彦坂本; 利夫阿部; 滋井上; 貴佐藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2018-03-16
Also published as: JPH11257136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁を迂回するバイパス通路の開度を調節する補助空気調節弁に連結されるステップモータの作動パルス数と、前記補助空気調節弁の開度位置とを対応させるイニシャライズ処理を行なうにあたって、補助空気調節弁を閉弁限界および開弁限界のいずれかに駆動するようにステップモータを作動せしめるようにした補助空気調節弁のステップモータ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる制御方法は、たとえば特公昭６３−４２１０６号公報および特公平５−５４３号公報等により知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、ポテンショメータや、リミットスイッチ等の基準位置センサを用いることなく、補助空気調節弁の開度およびステップモータの作動パルス数を簡単に対応付けることを可能とするために、補助空気調節弁を全閉あるいは全開位置まで駆動するようにステップモータに一定のパルス数のパルス信号を与え、その全閉あるいは全開位置を基準位置とすべくステップモータの作動パルス数をリセットするイニシャライズ処理を、点火スイッチ遮断直後等に実行するようにしている。
【０００４】
ところで、補助空気調節弁を閉弁限界および開弁限界のいずれかまで駆動したときに、ステップモータの磁極構造に起因して、ステップモータのステップ数が飛び跳ねる現象、所謂バウンスバック現象が生じ、補助空気調節弁がその閉弁限界もしくは開弁限界から動いてしまうことがある。
【０００５】
このバウンスバック現象は、補助空気調節弁を閉弁限界および開弁限界のいずれかに駆動するようにステップモータを作動せしめたときに、ステップモータの特定励磁極時にロータが逆転方向に回転して安定しようとする挙動がステップモータの構造上発生することに起因し、ロータの逆転時にロータが十分な慣性力を持ち、しかもその逆転タイミングが駆動周波数と一致したときに生じるものである。
【０００６】
このようなバウンスバック現象が発生した状態でイニシャライズ処理を行っても、ステップモータの作動パルス数と、前記補助空気調節弁の開度位置とを正しく対応させることができないが、上記特公昭６３−４２１０６号公報には、バウンスバック現象に対処するための対策についての開示がない。また上記特公平５−５４３号公報では、ステップモータの励磁パターンおよびタイミングを制御することによりバウンスバック現象の発生を防止するようにしているが、その制御が複雑である。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ステップモータの作動パルス数と、前記補助空気調節弁の開度位置とを対応させるイニシャライズ処理を行なうにあたって、簡便な方法でバウンスバック現象の発生を回避し、前記作動パルスおよび開度位置を正確に対応付け得るようにした補助空気調節弁のステップモータ制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者がバウンスバック現象について究明した結果、(1) ステップモータのロータを含む作動部の固有振動数すなわち前記作動部の重量と、(2) 補助空気調節弁を駆動する際の摩擦抵抗と、(3) ステップモータの駆動推力すなわち駆動電圧と、(4) 共振に影響する駆動周波数とが、バウンスバック現象の生じる要因であることが判明しており、(1),(2) については、ステップモータおよび補助空気調節弁の構成上変化させ得ないものであるのに対し、(3),(4) については変化させ得るものである。したがって、駆動周波数および駆動電圧のうち少なくとも駆動電圧を、補助空気調節弁の開度調節による補助空気量制御実行時よりも小さくするだけの簡便な制御により、バウンスバック現象が生じることを防止することができる。しかも駆動電圧だけを小さくするようにしたときには、駆動周波数が高いままでよいので制御速度を速くすることができ、また駆動電圧および駆動周波数をともに小さくするようにすれば、バウンスバック現象の発生をより確実に防止することができ、この際、駆動電圧については、前記脱調が生じるおそれのない値まで低下することができる。
【０００９】
而して、上記目的を達成するために、請求項１，２の各発明は、スロットル弁を迂回するバイパス通路の開度を調節する補助空気調節弁に連結されるステップモータの作動パルス数と、前記補助空気調節弁の開度位置とを対応させるイニシャライズ処理を行なうにあたって、補助空気調節弁を閉弁限界および開弁限界のいずれかに駆動するようにステップモータを作動せしめるようにした補助空気調節弁のステップモータ制御方法において、前記イニシャライズ処理の実行時に閉弁限界および開弁限界のいずれかに補助空気調節弁を駆動するようにステップモータを作動せしめる直前に該ステップモータに供給されている駆動電圧の検出値に基づいて駆動周波数を決定し、その決定駆動周波数でステップモータを作動せしめて前記閉弁限界および開弁限界のいずれかに補助空気調節弁を駆動するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
ところで、本発明者が、駆動電圧および駆動周波数をそれぞれ変化させてバウンスバック現象の発生を測定したところ、図４で示すような結果が得られており、この図４で示す結果に基づけば、駆動電圧の検出値に応じてバウンスバック現象の発生しない駆動周波数を決定することができる。而して、駆動電圧は、バッテリの寿命や劣化、寒冷期の温度低下、スタータスイッチのオンおよびエンジン負荷等により低下し、過剰充電時には上昇するものであり、一定ではないが、上記２記載の発明の方法に従って補助空気調節弁を前記閉弁限界および開弁限界のいずれかに駆動するようにステップモータを作動せしめる直前に駆動電圧を検出するので、イニシャライズ処理を実行する際の実際の変動電圧に応じて最適の駆動周波数を定めてバウンスバック現象の発生を防止することができる。
【００１１】
また請求項１の発明は、前記駆動周波数の決定にあたって、駆動電圧の検出値が第１の設定電圧を超えるときには補助空気調節弁の開度調節による補助空気量制御を実行するために予め設定している補助空気制御量実行時の駆動周波数よりも小さく駆動周波数を定め、駆動電圧の検出値が第１の設定電圧以下であるときには前記補助空気量制御実行時の駆動周波数に等しい値に駆動周波数を定めることを更なる特徴とする。
【００１２】
上記図４によれば、制御速度を速くするために補助空気量制御実行時の駆動周波数ＦＵを比較的大きく、しかも大き過ぎるとバッテリ電圧の極端な低下時に脱調のおそれがあることに基づき、たとえば２００ＰＰＳに設定している状態で、駆動電圧が或る電圧Ｖ１（たとえば１４Ｖ）を超えると、前記駆動周波数ＦＵよりも小さく定めた駆動周波数Ｆ１（たとえば１００ＰＰＳ）ではバウンスバック現象の発生がなく、また駆動電圧が前記電圧Ｖ１以下のときには補助空気量制御実行時の駆動周波数ＦＵと等しい駆動周波数でもバウンスバック現象の発生がないことがわかる。したがって、前記電圧Ｖ１を第１の設定電圧と定めるとともに、駆動電圧の検出値が第１の設定電圧Ｖ１を超えるときの駆動周波数を前記駆動周波数Ｆ１と定めて、上記請求項１の発明の方法に従う処理を実行することにより、最適な駆動周波数でステップモータを作動せしめてバウンスバック現象の発生を防止することができる。
【００１３】
また請求項２の発明は、前記駆動周波数の決定にあたって、駆動電圧の検出値が第２の設定電圧未満であるときには、補助空気調節弁の開度調節による補助空気量制御を実行するために予め設定している補助空気制御量実行時の駆動周波数よりも大きく駆動周波数を定め、駆動電圧の検出値が第２の設定電圧以上であるときには前記補助空気制御量実行時の駆動周波数よりも小さく駆動周波数を定めることを更なる特徴とする。
【００１４】
上記図４によれば、補助空気制御量実行時の駆動周波数ＦＵよりも大である駆動周波数Ｆ２（たとえば３００ＰＰＳ）以上の領域では、駆動電圧が或る電圧Ｖ２（たとえば１８Ｖ）未満であれば、バウンスバック現象の発生がなく、これは、共振点を超えたためと思われる。一方、駆動電圧が前記電圧Ｖ２以上のときには補助空気制御量実行時の駆動周波数ＦＵよりも小さく定めた駆動周波数Ｆ１でバウンスバック現象の発生がないことがわかる。したがって、前記電圧Ｖ２を第２の設定電圧と定め、駆動電圧の検出値が第２の設定電圧Ｖ２未満であるときの駆動周波数を前記駆動周波数Ｆ２と定め、駆動電圧の検出値が第２の設定電圧Ｖ２以上であるときの駆動周波数を前記駆動周波数Ｆ１と定めて、上記請求項２の発明の方法に従う処理を実行することにより、最適な駆動周波数でステップモータを作動せしめてバウンスバック現象の発生を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した参考例及び本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１ないし図７は第１参考例を示すものであり、図１はスロットル装置の構成を示す概略断面図、図２はアイドル調節弁およびステップモータの縦断側面図、図３はイニシャライズ処理手順を示すフローチャート、図４は駆動電圧および駆動周波数によるバウンスバック現象の発生を測定した結果を示すグラフ、図５はイニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号およびアイドル調節弁作動位置の変化を示す図、図６はアイドル調節弁および動力伝達手段の全閉位置からの作動状態を順次示す図、図７はイニシャライズ後のアイドル調節弁の実位置および目標位置の変化を示す図である。
【００１７】
先ず図１において、エアクリーナＡＣおよびエンジンＥ間を結ぶ吸気通路１の中間部にはスロットルボディ２が設けられており、該スロットルボディ２には、吸気通路１の開度を調節するスロットル弁３が回動可能に配設されるとともに、該スロットル弁３を迂回するバイパス通路４が設けられる。該バイパス通路４は、エンジンＥのアイドリング時にアイドル用吸気を導くものであり、該バイパス通路４の開度を調節する補助空気調節弁としてのアイドル調節弁Ｖが、アイドル回転速度を制御すべくスロットルボディ２に配設される。
【００１８】
図２を併せて参照して、アイドル調節弁Ｖは、バイパス通路４の上流側４ａに連なる弁孔５を形成してバイパス通路４の途中に設けられた弁座６と、バイパス通路４の下流側４ｂから弁座６に着座可能な弁体７とを備え、該弁体７が、スロットルボディ２に取付けられるステップモータＭに動力伝達手段８を介して連結される。
【００１９】
ステップモータＭは、従来周知のものであり、その構造について詳細には説明しないが、外周面に永久磁石９を有するロータ１０と、該ロータ１０の外周面との間にわずかな間隙を隔てて固定配置されるとともに軸方向に隣接した一対のステータ１１，１２とを備える。両ステータ１１，１２は、合成樹脂から成る筒状のモールド部１３に共通に設けられており、ロータ１０は、軸方向の移動を阻止されるようにしてボールベアリング１４を介して該モールド部１３に回転自在に支承される。
【００２０】
動力伝達手段８は、弁体７に一端が固定される弁軸１５と、ステップモータＭのロータ１０とが螺合されて成るものである。すなわち弁軸１５に設けられた雄ねじ１６が、ロータ１０に同軸に設けられたねじ孔１７に螺合されるものであり、弁軸１５の外面にその軸方向に沿って突出された突条１８が、前記モールド部１３に設けられた案内溝１９に嵌合されることにより、弁軸１５の軸線まわりの回転は阻止される。したがってステップモータＭの回転に応じて弁軸１５が軸方向に作動することになり、それによりアイドル調節弁Ｖが開閉作動することになる。しかも弁体７と、前記モールド部１３との間には、コイル状の戻しばね２０が設けられており、この戻しばね２０のばね力により、アイドル調節弁Ｖは閉弁方向、すなわち弁体７を弁座６に着座せしめる方向に付勢されることになる。
【００２１】
再び図１において、ステップモータＭの作動は、制御ユニットＣにより制御されるものであり、この制御ユニットＣは、エンジン完爆まではオープンループ制御によりステップモータＭの作動を制御するが、エンジン完爆後には、エンジン冷却水温に応じた目標エンジン回転数となるようにフィードバック制御によってステップモータＭの作動を制御する。而してエンジン完爆までのオープンループ制御において制御ユニットＣは、アイドル調節弁Ｖの開度位置をその基準位置からのステップモータＭの作動パルス数に予め対応させておき、前記基準位置からのステップモータＭの作動パルス数によって定まるアイドル調節弁Ｖの現在位置を、エンジン運転状態（詳しくはエンジン冷却水温）に応じて始動に必要な開度として予め定められる目標位置に一致させるべく、目標位置および現在位置間の差に対応したパルス数のパルス信号を出力してステップモータＭの作動を制御する。
【００２２】
ところで、ステップモータＭの作動パルス数と、アイドル調節弁Ｖの開度位置とを対応させるイニシャライズ処理は、たとえば点火スイッチを遮断した直後に実行されるものであり、そのイニシャライズ処理を行なうにあたって制御ユニットＣは、図３で示す手順に従ってステップモータの作動を制御する。
【００２３】
図３のステップＳ１では繰返し回数Ｎを「０」に設定し、ステップＳ２ではその繰返し回数Ｎが設定回数「Ｎ０」以上となったかどうかを確認し、Ｎ＜Ｎ０であるときには、ステップＳ３で繰返し回数Ｎに「１」を加算し、さらにステップＳ４でステップモータＭの作動パルス数ＭＰを「１」だけ減算して、ステップＳ２に戻る。
【００２４】
前記設定回数「Ｎ０」は、アイドル調節弁Ｖを全開位置から全閉位置まで駆動するためのステップモータＭの作動パルス数以上の値に設定されるものであり、ステップＳ１からステップＳ４までの処理により、点火スイッチ遮断直後の位置がいずれにあっても、アイドル調節弁Ｖが閉弁限界まで駆動されることになる。すなわちアイドル調節弁Ｖは、弁体７が弁座６に突き当てられるまで全閉側に駆動されることになる。
【００２５】
ステップＳ２で、Ｎ≧Ｎ０となったとき、すなわちアイドル調節弁Ｖが全閉位置となったときには、ステップＳ５において、ステップモータＭの作動パルス数ＭＰを「１」だけ加算し、ステップＳ６で、作動パルス数ＭＰが所定のパルス数ＭＰ０に等しくなったかどうかを判断し、ＭＰ＜ＭＰ０であるときにはステップＳ５に戻る。
【００２６】
ここで、前記所定のパルス数ＭＰ０は、動力伝達手段８におけるロータ１０を、その動力伝達手段８でのバックラッシュ以上作動せしめるようにステップモータＭを駆動するに足る値であり、ステップＳ５，Ｓ６の処理により、アイドル調節弁Ｖが全閉位置から設定位置まで開弁方向に駆動されることになる。
【００２７】
このようにアイドル調節弁Ｖが設定位置まで開弁作動せしめられた後のステップＳ７では、前記設定位置をアイドル回転速度制御の基準位置として定めるべくステップモータＭの作動パルス数Ｍをリセットする。
【００２８】
さらに次のステップＳ８では、ステップモータＭの作動パルス数ＭＰを「１」だけ加算し、ステップＳ９で作動パルス数ＭＰが所定のパルス数ＭＰ１に等しくなったかどうかを判断し、ＭＰ＜ＭＰ１であるときにはステップＳ８に戻る。
【００２９】
したがって、ステップモータＭの作動パルス数のリセット完了後に、ステップモータＭを所定のパルス数ＭＰ１だけ作動せしめ、アイドル調節弁Ｖが基準位置から開弁方向に駆動されることになり、その後、ステップＳ１０で電源をＯＦＦとしてステップモータＭの作動を停止する。
【００３０】
ところで、上述のステップＳ１からＳ４までの処理によりステップモータＭをその作動パルス数ＭＰが設定回数「Ｎ０」に達するまで作動せしめるとき、すなわちアイドル調節弁Ｖを閉弁限界まで作動せしめるときには、ステップモータＭの駆動周波数および駆動電圧の少なくとも一方を、アイドル空気調節弁Ｖの開度調節による補助空気量制御実行時すなわちアイドル空気制御実行時よりも小さくする。
【００３１】
本発明者がバウンスバック現象について究明した結果、(1) ステップモータＭのロータ１０を含む作動部の固有振動数すなわち前記作動部の重量と、(2) アイドル調節弁Ｖを駆動する際の摩擦抵抗と、(3) ステップモータＭの駆動推力すなわち駆動電圧と、(4) 共振に影響する駆動周波数とが、バウンスバック現象の生じる要因であることが判明しており、(1),(2) については、ステップモータＭおよびアイドル調節弁Ｖの構成上変化させ得ないものであるが、(3),(4) については変化させ得るものであり、駆動周波数および駆動電圧の少なくとも一方を小さく変化させることにより、バウンスバック現象の発生を防止することが可能となる。
【００３２】
一方、本発明者が、駆動電圧および駆動周波数をそれぞれ変化させてバウンスバック現象の発生を測定したところ、図４で示すような結果が得られている。この図４において、通常のアイドル制御時の駆動周波数ＦＵは制御速度を速くするために比較的大きいが、バッテリ電圧の極端な低下時に脱調のおそれが生じる程度に大きく過ぎることはない値、たとえば２００ＰＰＳに設定されており、その駆動周波数ＦＵよりも小さな駆動周波数たとえば１００ＰＰＳでは、バウンスバック現象が生じることはないことが判明している。そこで、イニシャライズ処理を行なうべくアイドル調節弁Ｖを閉弁限界まで作動せしめる際には、通常のアイドル制御時よりも低い駆動周波数である１００ＰＰＳの駆動周波数でステップモータＭを作動せしめることになる。
【００３３】
このような点火スイッチ遮断直後のイニシャライズ処理において、ステップモータＭおよびアイドル調節弁Ｖの作動は、図５で示すようになり、点火スイッチをＯＦＦとしてエンジンを停止した時刻ｔ₁から閉弁方向に設定回数「Ｎ０」のパルス数だけステップモータＭに駆動信号が与えられることにより、アイドル調節弁Ｖは、点火スイッチ遮断時にいずれの位置にあっても時刻ｔ₂で確実に全閉状態となり、その後、所定のパルス数ＭＰ０だけステップモータＭが開弁方向に作動せしめられることにより、時刻ｔ₃でアイドル調節弁Ｖが全閉位置から設定位置まで開弁方向に駆動されたときに、その位置をアイドル回転速度制御の基準位置として定めるべくステップモータＭの作動パルス数Ｍがリセットされる。さらに時刻ｔ₃からは、所定のパルス数ＭＰ１だけステップモータＭが開弁方向に作動せしめられ、時刻ｔ₄でアイドル調節弁Ｖが基準位置からさらに開弁方向に作動したときに、ステップモータＭの作動が停止することになる。
【００３４】
ここで、アイドル調節弁Ｖの全閉位置からの作動ならびにそのときの動力伝達手段８の作動状態は、図６で示すようになるものであり、図６（ａ）で示すアイドル調節弁Ｖの全閉時から、動力伝達手段８のバックラッシュδと、ステップモータＭにおける励磁パターンのずれとを含む分だけステップモータＭを作動せしめても、図６（ｂ）で示すように、アイドル調節弁Ｖは全閉状態にあり、その後、ステップモータＭをさらに作動せしめてアイドル調節弁Ｖを或る開度まで開弁したときにアイドル調節弁Ｖの基準位置としてステップモータＭの作動パルス数がリセットされることになる。
【００３５】
次にこの参考例の作用について説明すると、点火スイッチ遮断直後には、アイドル調節弁ＶをステップモータＭの作動により閉弁限界まで駆動し、その後、動力伝達手段８でのバックラッシュ以上ロータ１０を作動せしめてアイドル調節弁Ｖを全閉位置から設定位置まで開弁方向に駆動し、その設定位置をアイドル回転速度制御の基準位置として定めるべくステップモータＭの作動パルス数をリセットし、さらにステップモータＭを所定のステップ数だけ開弁方向に作動せしめてアイドル調節弁Ｖを基準位置からさらに開弁方向に開弁する。
【００３６】
このような制御処理により、ステップモータＭの作動パルス数をリセットした後には、目標位置までのステップモータＭの作動と、該ステップモータＭの作動に伴なうアイドル調節弁Ｖの実作動位置とは、図７で示すように変化する。
【００３７】
すなわち、イニシャライズ後には、アイドル調節弁Ｖの実作動位置は、目標位置よりも作動量ΔＡ（イニシャライズ時のステップモータＭの全作動量から動力伝達手段８のバックラッシュδならびにステップモータＭにおける励磁パターンのずれを減算した分）だけ大きくなり、目標位置までのステップモータＭの作動に遅れることなくアイドル調節弁Ｖが開閉作動することになる。したがって、エンジン再始動時に、アイドル調節弁Ｖを目標開度まで速やかに作動せしめるようにして応答性の向上を図ることができる。しかも全閉近傍での微調節にあたっても、アイドル調節弁Ｖの開弁駆動および閉弁駆動で実作動位置が異なることはないので、正確なアイドル回転速度制御が可能であり、また実作動位置＞目標位置であるので、エンジン回転速度がぎくしゃくすることを回避して安定的なアイドル回転速度制御を可能とし、エンストが生じる可能性を極力排除することができる。
【００３８】
また点火スイッチ遮断状態でアイドル調節弁Ｖは、全閉位置からわずかに開弁した位置にあるので、アイシングが生じるおそれもなく、イニシャライズ後にアイドル調節弁Ｖをさらに開弁保持しておくことにより、エンジン再始動時の目標開度までアイドル調節弁Ｖを速やかに作動せしめることができ、より一層始動性が向上する。
【００３９】
エンジン完爆後には、エンジン冷却水温に応じた目標エンジン回転数となるようにアイドル回転速度のフィードバック制御が行なわれるので、目標位置および実作動位置間にずれがあっても、目標位置に実作動位置が補正されていくので問題は生じない。
【００４０】
さらに、アイドル調節弁Ｖを閉弁限界まで駆動するときにステップモータＭの駆動周波数および駆動電圧の少なくとも一方を小さくするので、簡単にバウンスバック現象の発生を防止することができる。
【００４１】
しかも駆動周波数および駆動電圧のうち駆動周波数を小さくするようにしたので駆動電圧は比較的高い値のままでよく、駆動電圧の低下に起因してアイドル調節弁Ｖの開度およびステップモータの作動パルス数の対応に脱調が生じるおそれはない。
【００４２】
図８は第２参考例を示すものであり、アイドル調節弁Ｖを閉弁限界まで駆動するときに、ステップモータＭの駆動周波数をアイドル制御時の駆動周波数ＦＵまで低下せしめるとともに、駆動電圧をバッテリ電圧である１２Ｖまで図示しないレギュレータにより強制的に低下させるようにする。この構成以外は、本実施例と前記参考例とは同じである。
【００４３】
このようにすれば、バウンスバック現象の発生をより確実に防止することができ、この際、駆動電圧の下限を上記バッテリ電圧とすることにより、前記脱調が生じるおそれもない。
【００４４】
図９は第３参考例を示すものであり、アイドル調節弁Ｖを閉弁限界に駆動するときにステップモータＭの駆動周波数を変化させずに、駆動電圧をバッテリ電圧である１２Ｖまで図示しないレギュレータにより強制的に低下させるようにする。
【００４５】
このようにすれば、駆動周波数が高いままでよいので制御速度を速くしたままで、バウンスバック現象の発生を防止することができる。
【００４６】
図１０および図１１は本発明の第１実施例を示すものであり、図１０はアイドル調節弁を閉弁限界に駆動する際の制御手順を示すフローチャート、図１１はイニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置および駆動電圧の変化を示す図である。
【００４７】
先ず図１０において、そのステップＳ１１では、ステップモータＭを閉弁限界および開弁限界のいずれかに駆動する直前に該ステップモータＭに供給されている駆動電圧Ｖを検出し、ステップＳ１２では、検出した駆動電圧Ｖが第１設定電圧Ｖ１以下であるか否かを判断し、検出した駆動電圧Ｖが第１設定電圧Ｖ１以下（Ｖ≦Ｖ１）のときには、ステップＳ１３で駆動周波数をアイドル制御時の駆動周波数ＦＵに等しく定め、検出した駆動電圧Ｖが第１設定電圧Ｖ１を超える（Ｖ＞Ｖ１）であったときには、ステップＳ１４において駆動周波数をアイドル制御時の駆動周波数ＦＵよりも小さな駆動周波数Ｆ１に定める。
【００４８】
ステップＳ１５では、定まった駆動周波数に対応した設定数「Ｎ０」のパルス数もしくは設定時間だけステップモータＭを、上記ステップＳ１３あるいはＳ１４で定めた駆動周波数で駆動せしめるようにする。
【００４９】
ところで、前述の図４において、駆動電圧が或る電圧Ｖ１（たとえば１４Ｖ）を超えると、アイドル制御時の駆動周波数ＦＵよりも小さく定めた駆動周波数Ｆ１たとえば１００ＰＰＳではバウンスバック現象の発生がなく、また駆動電圧が或る電圧Ｖ１以下のときには通常のアイドル制御時の駆動周波数ＦＵと等しい駆動周波数でもバウンスバック現象の発生がないことがわかる。従って、前記電圧Ｖ１を第１設定電圧と定めるとともに、検出した駆動電圧Ｖが第１の設定電圧Ｖ１を超えるときの駆動周波数をアイドル制御時の駆動周波数よりも小さな前記駆動周波数Ｆ１と定めておくことにより、最適な駆動周波数でステップモータＭを作動せしめてバウンスバック現象の発生を防止することができる。
【００５０】
このようなイニシャライズ処理時に、検出した駆動電圧Ｖが第１設定電圧Ｖ１以下であるときのステップモータ駆動信号およびアイドル調節弁作動位置は、前述の図１１と同様となり、また検出した駆動電圧Ｖが第１設定電圧Ｖ１を超えたときのステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置および駆動電圧の変化は、図５で示すようになる。
【００５１】
図１２および図１３は本発明の第２実施例を示すものであり、図１２はアイドル調節弁を閉弁限界まで駆動する際の制御手順を示すフローチャート、図１３はイニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置および駆動電圧の変化を示す図である。
【００５２】
先ず図１２において、そのステップＳ２１では、ステップモータＭを閉弁限界まで移動せしめる直前に該ステップモータＭに供給されている駆動電圧Ｖを検出し、ステップＳ２２では、検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ２未満であるか否かを判断し、検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ２未満（Ｖ＜Ｖ２）であるときには、ステップＳ２３で駆動周波数をアイドル制御時の駆動周波数ＦＵよりも大きな駆動周波数Ｆ２に定め、検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ２以上（Ｖ≧Ｖ２）であったときには、ステップＳ２４において、駆動周波数をアイドル制御時の駆動周波数ＦＵよりも小さな駆動周波数Ｆ１に等しく定める。
【００５３】
ステップＳ２５では、定まった駆動周波数に対応した設定数「Ｎ０」のパルス数もしくは設定時間だけステップモータＭを、上記ステップＳ２３あるいはＳ２４で定めた駆動周波数で駆動せしめるようにする。
【００５４】
ところで、前述の図４において、通常のアイドル制御時の駆動周波数ＦＵよりも大である駆動周波数Ｆ２（たとえば３００ＰＰＳ）以上の領域では、駆動電圧が或る電圧Ｖ２（たとえば１８Ｖ）未満であれば、共振点を超えたためと思われるがバウンスバック現象の発生がなく、駆動電圧が或る電圧Ｖ２を超えると、アイドル制御時の駆動周波数ＦＵよりも小さく定めた駆動周波数Ｆ１ではバウンスバック現象の発生がないことがわかる。したがって、前記電圧Ｖ２を第２設定電圧と定め、検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ２未満であるときの駆動周波数を前記駆動周波数Ｆ２と定め、検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ２以上であるときの駆動周波数を前記駆動周波数Ｆ１と定めておくことにより、最適な駆動周波数でステップモータＭを作動せしめてバウンスバック現象の発生を防止することができる。
【００５５】
このようなイニシャライズ処理時時に、検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ１以上であるときのステップモータ駆動信号およびアイドル調節弁作動位置は、前述の図５と同様となり、また検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ１未満であったときのステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置及び駆動電圧の変化は、図１３で示すようになる。
【００５６】
ところで、上記第２実施例において、検出した駆動電圧Ｖが第２設定電圧Ｖ１未満であったときに、駆動周波数をＦ２まで上昇せしめると同時に、駆動電圧を１２Ｖまで低下せしめるようにしてもよい。
【００５７】
以上、本発明の実施例および参考例を詳述したが、本発明は上記実施例および参考例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００５８】
たとえば、上記実施例では、点火スイッチの遮断直後にイニシャライズ処理を行なう場合について説明したが、イニシャライズ処理を実行するタイミングは、点火スイッチの遮断直後に限られるものではなく、エンジン停止直後、エンジン始動後もしくは車両走行中にイニシャライズ処理を行なうことも可能である。
【００５９】
また上記実施例では、アイドル制御時の駆動周波数ＦＵを２００ＰＰＳ、駆動周波数Ｆ１を１００ＰＰＳ、駆動周波数Ｆ２を３００ＰＰＳ、第１設定電圧Ｖ１を１４Ｖ、第２設定電圧を１８Ｖとして説明したが、これらの駆動周波数や設定アイドル調節弁Ｖ、ステップモータＭの種類や重量に応じて適宜変更可能なものである。
【００６０】
さらにイニシャライズ処理時にアイドル調節弁Ｖを開弁方向に突き当てるように駆動するものについても本発明を適用可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、イニシャライズ処理の実行時に閉弁限界および開弁限界のいずれかに補助空気調節弁を駆動するようにステップモータを作動せしめる直前に該ステップモータに供給されている駆動電圧の検出値に基づいて駆動周波数を決定し、その決定駆動周波数でステップモータを作動せしめるようにし、前記駆動周波数の決定にあたって、特に請求項１の発明では、駆動電圧の検出値が第１の設定電圧を超えるときには補助空気調節弁の開度調節による補助空気量制御を実行するために予め設定している補助空気制御量実行時の駆動周波数よりも小さく駆動周波数を定め、駆動電圧の検出値が第１の設定電圧以下であるときには補助空気量制御実行時の駆動周波数に等しい値に駆動周波数を定めるようにし、一方、請求項２の発明では、駆動電圧の検出値が第２の設定電圧未満であるときには、補助空気調節弁の開度調節による補助空気量制御を実行するために予め設定している補助空気制御量実行時の駆動周波数よりも大きく駆動周波数を定め、駆動電圧の検出値が第２の設定電圧以上であるときには補助空気制御量実行時の駆動周波数よりも小さく駆動周波数を定めるようにしたので、イニシャライズ処理の実行時に閉弁限界および開弁限界のいずれかに補助空気調節弁を駆動するにあたって、イニシャライズ処理を実行する際の実際の変動電圧に応じて、バウンスバック現象の発生防止に最適の駆動周波数を定めることができ、その最適な駆動周波数でステップモータを作動せしめてバウンスバック現象の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例に係るスロットル装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】アイドル調節弁およびステップモータの縦断側面図である。
【図３】イニシャライズ処理手順を示すフローチャートである。
【図４】駆動電圧および駆動周波数によるバウンスバック現象の発生を測定した結果を示すグラフである。
【図５】イニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号およびアイドル調節弁作動位置の変化を示す図である。
【図６】アイドル調節弁および動力伝達手段の全閉位置からの作動状態を順次示す図である。
【図７】イニシャライズ後のアイドル調節弁の実位置および目標位置の変化を示す図である。
【図８】第２参考例におけるイニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置および駆動電圧の変化を示す図である。
【図９】第３参考例におけるイニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置および駆動電圧の変化を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施例でのアイドル調節弁を閉弁限界まで駆動する際の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】イニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置および駆動電圧の変化を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施例でのアイドル調節弁を閉弁限界まで駆動する際の制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】イニシャライズ処理時のステップモータ駆動信号、アイドル調節弁作動位置および駆動電圧の変化を示す図である。
【符号の説明】
４・・・バイパス通路
Ｍ・・・ステップモータ
Ｖ・・・補助空気調節弁としてのアイドル調節弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, an initialization process is performed in which the number of operation pulses of a step motor connected to an auxiliary air control valve that adjusts an opening degree of a bypass passage that bypasses a throttle valve corresponds to an opening position of the auxiliary air control valve. In this regard, the present invention relates to a step motor control method for an auxiliary air control valve that operates a step motor to drive the auxiliary air control valve to one of a valve closing limit and a valve opening limit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, such a control method has been known, for example, from JP-B-63-42106 and JP-B-5-543.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional device, the auxiliary air control valve and the number of operation pulses of the step motor can be easily associated without using a reference position sensor such as a potentiometer or a limit switch. An initialization process of giving a pulse signal of a fixed number of pulses to the step motor so as to drive the valve to the fully closed or fully open position, and resetting the number of operation pulses of the step motor so that the fully closed or fully open position is a reference position, It is executed immediately after the ignition switch is cut off.
[0004]
By the way, when the auxiliary air control valve is driven to any one of the valve closing limit and the valve opening limit, a phenomenon in which the number of steps of the step motor jumps due to the magnetic pole structure of the step motor, a so-called bounce back phenomenon, occurs, An air regulating valve may move out of its closing or opening limits.
[0005]
This bounce back phenomenon occurs when the step motor is operated to drive the auxiliary air control valve to either the valve closing limit or the valve opening limit, and the rotor rotates in the reverse direction at the time of the specific excitation pole of the step motor. The stabilizing behavior occurs due to the structure of the stepping motor, which occurs when the rotor has a sufficient inertial force at the time of reverse rotation of the rotor and the reverse rotation timing coincides with the drive frequency.
[0006]
Even if the initialization process is performed in a state in which such a bounce-back phenomenon occurs, the number of operation pulses of the step motor and the opening position of the auxiliary air control valve cannot be correctly associated with each other. No. 42106 does not disclose a measure for coping with the bounce-back phenomenon. In Japanese Patent Publication No. 5-543, the bounce-back phenomenon is prevented by controlling the excitation pattern and the timing of the step motor, but the control is complicated.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and when performing an initialization process for associating the number of operation pulses of a step motor with the opening position of the auxiliary air control valve, the bounce-back phenomenon is performed by a simple method. It is an object of the present invention to provide a method of controlling a step motor of an auxiliary air control valve, which can avoid occurrence of the operation pulse and accurately associate the operation pulse and the opening position.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Book As a result of the inventors' research on the bounce-back phenomenon, (1) the natural frequency of the operating portion including the rotor of the step motor, that is, the weight of the operating portion, and (2) the frictional resistance when driving the auxiliary air control valve, It has been found that (3) the drive thrust of the step motor, that is, the drive voltage, and (4) the drive frequency that affects the resonance are factors that cause the bounce-back phenomenon, and for (1) and (2), While they cannot be changed due to the configuration of the stepping motor and the auxiliary air control valve, (3) and (4) can be changed. Therefore, it is possible to prevent a bounce-back phenomenon from occurring by a simple control in which at least the drive voltage of the drive frequency and the drive voltage is made smaller than when the auxiliary air amount control is performed by adjusting the opening of the auxiliary air control valve. Can be. Moreover, when only the driving voltage is reduced, the driving frequency can be kept high, so that the control speed can be increased.When both the driving voltage and the driving frequency are reduced, the bounce-back phenomenon can be prevented. This can be prevented more reliably, and at this time, the drive voltage can be reduced to a value at which the step-out does not occur.
[0009]
Thus, In order to achieve the above objectives, Each of 1, 2 The present invention relates to an initialization process for associating the number of operating pulses of a step motor connected to an auxiliary air control valve for adjusting the opening of a bypass passage bypassing a throttle valve with the opening position of the auxiliary air control valve. In a step motor control method of an auxiliary air control valve configured to operate a step motor so as to drive the auxiliary air control valve to one of a valve closing limit and a valve opening limit, the valve closing limit and the Immediately before operating the step motor to drive the auxiliary air regulating valve to any of the valve opening limits, the drive frequency is determined based on the detected value of the drive voltage supplied to the step motor, and the determined drive frequency is used. Activate the stepping motor to drive the auxiliary air control valve to either the valve closing limit or the valve opening limit Did It is characterized by the following.
[0010]
By the way, when the present inventor measured the occurrence of the bounce-back phenomenon by changing the drive voltage and the drive frequency, the result as shown in FIG. 4 was obtained. Based on the result shown in FIG. A drive frequency that does not cause a bounce-back phenomenon can be determined according to the detected value of the drive voltage. The drive voltage is reduced due to battery life or deterioration, temperature drop during the cold season, starter switch ON, engine load, and the like, and is increased at the time of overcharging. Since the drive voltage is detected immediately before the step motor is operated to drive the auxiliary air control valve to one of the valve closing limit and the valve opening limit according to the method of the present invention, the actual fluctuation voltage when executing the initialization process The bounce-back phenomenon can be prevented by determining the optimum driving frequency according to the above.
[0011]
The invention of claim 1 is When determining the drive frequency, when the detected value of the drive voltage exceeds the first set voltage, when the auxiliary air control amount set in advance to execute the auxiliary air amount control by adjusting the opening degree of the auxiliary air control valve is executed. The drive frequency is determined to be smaller than the drive frequency of the above, and when the detected value of the drive voltage is equal to or less than the first set voltage, the drive frequency is set to a value equal to the drive frequency at the time of executing the auxiliary air amount control. even more Features.
[0012]
According to FIG. 4 described above, the drive frequency FU during the execution of the auxiliary air amount control is set to be relatively large in order to increase the control speed, and if it is too high, there is a risk of step-out when the battery voltage drops extremely. For example, if the drive voltage exceeds a certain voltage V1 (for example, 14 V) in a state where the drive frequency is set to 200 PPS, the bounce-back phenomenon does not occur at a drive frequency F1 (for example, 100 PPS) set lower than the drive frequency FU. Further, it can be seen that when the drive voltage is equal to or lower than the voltage V1, the bounce-back phenomenon does not occur even at a drive frequency equal to the drive frequency FU during the execution of the auxiliary air amount control. Therefore, the voltage V1 is defined as a first set voltage, and a drive frequency when a detected value of the drive voltage exceeds the first set voltage V1 is defined as the drive frequency F1. One By executing the processing according to the method of the present invention, it is possible to prevent the bounce-back phenomenon from occurring by operating the stepping motor at the optimum driving frequency.
[0013]
The invention of claim 2 is When determining the drive frequency, when the detected value of the drive voltage is lower than the second set voltage, the auxiliary air control amount set in advance to execute the auxiliary air amount control by adjusting the opening of the auxiliary air control valve. The drive frequency is set to be higher than the drive frequency at the time of execution, and when the detected value of the drive voltage is equal to or higher than the second set voltage, the drive frequency is set to be smaller than the drive frequency at the time of execution of the auxiliary air control amount. even more Features.
[0014]
According to FIG. 4, if the drive voltage is lower than a certain voltage V2 (for example, 18 V) in a region of a drive frequency F2 (for example, 300 PPS) or higher that is higher than the drive frequency FU when the auxiliary air control amount is executed, There was no bounce-back phenomenon, which is probably because the resonance point was exceeded. On the other hand, when the drive voltage is equal to or higher than the voltage V2, it can be seen that the bounce-back phenomenon does not occur at the drive frequency F1 set to be smaller than the drive frequency FU when the auxiliary air control amount is executed. Therefore, the voltage V2 is defined as the second set voltage, and the drive frequency when the detected value of the drive voltage is less than the second set voltage V2 is defined as the drive frequency F2, and the detected value of the drive voltage is the second set voltage. The driving frequency when the voltage is equal to or higher than the set voltage V2 is defined as the driving frequency F1. 2 By executing the process according to the method of the present invention, it is possible to prevent the bounce-back phenomenon from occurring by operating the stepping motor at the optimum driving frequency.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on a reference example shown in the accompanying drawings and an example of the present invention.
[0016]
1 to 7 First FIG. 1 is a schematic sectional view showing a configuration of a throttle device, FIG. 2 is a vertical side view of an idle control valve and a step motor, FIG. 3 is a flowchart showing an initialization processing procedure, and FIG. FIG. 5 is a graph showing the results of measurement of the occurrence of a bounce-back phenomenon depending on the drive frequency, FIG. 5 is a diagram showing changes in a step motor drive signal and an idle control valve operating position during initialization processing, and FIG. And FIG. 7 is a diagram showing changes in the actual position and the target position of the idle control valve after initialization.
[0017]
First, in FIG. 1, a throttle body 2 is provided at an intermediate portion of an intake passage 1 connecting an air cleaner AC and an engine E. The throttle body 2 has a throttle valve 3 for adjusting an opening degree of the intake passage 1. A bypass passage 4 is provided rotatably and bypasses the throttle valve 3. The bypass passage 4 guides idle intake air when the engine E is idling. An idle control valve V as an auxiliary air control valve for adjusting the opening of the bypass passage 4 is provided with a throttle valve for controlling the idle speed. It is arranged on the body 2.
[0018]
Referring also to FIG. 2, the idle control valve V forms a valve hole 5 connected to the upstream side 4 a of the bypass passage 4, and a valve seat 6 provided in the middle of the bypass passage 4, and a downstream of the bypass passage 4. A valve body 7 that can be seated on the valve seat 6 from the side 4b, and the valve body 7 is connected to a step motor M mounted on the throttle body 2 via power transmission means 8.
[0019]
The stepping motor M is conventionally known, and its structure will not be described in detail. However, a small gap is provided between the rotor 10 having the permanent magnet 9 on the outer peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotor 10. A pair of stators 11 and 12 that are fixedly arranged and are adjacent in the axial direction are provided. The stators 11 and 12 are provided in common in a cylindrical mold portion 13 made of synthetic resin. The rotor 10 is prevented from moving in the axial direction via a ball bearing 14 so as to prevent the rotor 10 from moving in the mold portion 13. It is supported rotatably.
[0020]
The power transmission means 8 is formed by screwing a valve shaft 15 having one end fixed to the valve body 7 and the rotor 10 of the step motor M. That is, a male screw 16 provided on the valve shaft 15 is screwed into a screw hole 17 provided coaxially with the rotor 10, and a ridge 18 protruding along the axial direction on the outer surface of the valve shaft 15. Is fitted into the guide groove 19 provided in the mold portion 13, thereby preventing the valve shaft 15 from rotating around the axis. Therefore, the valve shaft 15 operates in the axial direction in accordance with the rotation of the step motor M, whereby the idle control valve V opens and closes. In addition, a coil-shaped return spring 20 is provided between the valve body 7 and the mold portion 13. The spring force of the return spring 20 causes the idle control valve V to move in the valve closing direction, that is, the valve body 7. Is biased in a direction to make the valve seat 6 sit on the valve seat 6.
[0021]
Referring again to FIG. 1, the operation of the step motor M is controlled by the control unit C. The control unit C controls the operation of the step motor M by open-loop control until the complete explosion of the engine. After the explosion, the operation of the step motor M is controlled by feedback control so as to reach a target engine speed corresponding to the engine cooling water temperature. Thus, in the open loop control up to the complete combustion of the engine, the control unit C previously associates the opening position of the idle control valve V with the number of operating pulses of the step motor M from the reference position, The target position is determined so that the current position of the idle control valve V determined by the number of operation pulses of the step motor M matches a target position predetermined as an opening required for starting according to the engine operating state (specifically, engine coolant temperature). And a pulse signal having a pulse number corresponding to the difference between the current positions is output to control the operation of the step motor M.
[0022]
Incidentally, the initialization process for associating the number of operation pulses of the step motor M with the opening position of the idle control valve V is executed, for example, immediately after the ignition switch is shut off. C controls the operation of the step motor according to the procedure shown in FIG.
[0023]
In step S1 of FIG. 3, the number of repetitions N is set to "0". In step S2, it is checked whether or not the number of repetitions N is equal to or more than the set number of "N0". If N <N0, the repetition is performed in step S3. "1" is added to the number of times N, and the number of operating pulses MP of the step motor M is reduced by "1" in step S4, and the process returns to step S2.
[0024]
The set number of times “N0” is set to a value equal to or more than the number of operation pulses of the step motor M for driving the idle control valve V from the fully open position to the fully closed position, and the processing from step S1 to step S4. Accordingly, the idle control valve V is driven to the valve closing limit regardless of the position immediately after the ignition switch is shut off. That is, the idle control valve V is driven to the fully closed side until the valve body 7 is abutted against the valve seat 6.
[0025]
In step S2, when N ≧ N0, that is, when the idle control valve V is in the fully closed position, in step S5, the number of operating pulses MP of the step motor M is added by “1”, and in step S6, It is determined whether or not the operation pulse number MP has become equal to the predetermined pulse number MP0. If MP <MP0, the process returns to step S5.
[0026]
Here, the predetermined number of pulses MP0 is a value sufficient to drive the step motor M so that the rotor 10 in the power transmission means 8 operates more than the backlash in the power transmission means 8, and the steps S5 and S6 As a result, the idle control valve V is driven from the fully closed position to the set position in the valve opening direction.
[0027]
In step S7 after the idle control valve V is opened to the set position in this way, the number M of operation pulses of the step motor M is reset to set the set position as a reference position for idle speed control.
[0028]
In the next step S8, the number of operation pulses MP of the step motor M is added by "1". In step S9, it is determined whether the number of operation pulses MP has become equal to the predetermined number of pulses MP1, and MP <MP1. Sometimes, the process returns to step S8.
[0029]
Therefore, after the reset of the number of operating pulses of the step motor M is completed, the step motor M is operated by the predetermined number of pulses MP1, and the idle control valve V is driven from the reference position in the valve opening direction. To turn off the power and stop the operation of the step motor M.
[0030]
By the way, when the step motor M is operated until the operation pulse number MP reaches the set number of times "N0" by the processing of the above-mentioned steps S1 to S4, that is, when the idle control valve V is operated to the valve closing limit, the step motor M At least one of the drive frequency and the drive voltage of M is set to be smaller than when the auxiliary air amount control is performed by adjusting the opening of the idle air control valve V, that is, when the idle air control is performed.
[0031]
As a result of the inventor's research on the bounce-back phenomenon, (1) the natural frequency of the operating portion including the rotor 10 of the step motor M, that is, the weight of the operating portion, and (2) the friction when driving the idle control valve V It has been found that the resistance, (3) the driving thrust of the step motor M, that is, the driving voltage, and (4) the driving frequency that affects the resonance are factors that cause the bounce-back phenomenon, and (1), (2) ) Cannot be changed due to the configuration of the step motor M and the idle control valve V. However, (3) and (4) can be changed, and at least one of the drive frequency and the drive voltage is reduced. By changing it, it is possible to prevent the bounce back phenomenon from occurring.
[0032]
On the other hand, when the present inventor measured the occurrence of the bounce-back phenomenon by changing the drive voltage and the drive frequency, the result as shown in FIG. 4 was obtained. In FIG. 4, the drive frequency FU at the time of normal idle control is relatively large in order to increase the control speed, but is not too large such that a step-out may occur when the battery voltage is extremely lowered, for example, It is set to 200 PPS, and it has been found that the bounce-back phenomenon does not occur at a driving frequency lower than the driving frequency FU, for example, 100 PPS. Therefore, when operating the idle control valve V to the valve closing limit in order to perform the initialization process, the step motor M is operated at a driving frequency of 100 PPS which is a lower driving frequency than that in the normal idle control.
[0033]
In the initialization process immediately after the ignition switch is cut off, the operations of the step motor M and the idle control valve V are as shown in FIG. 5, and the ignition switch is turned off and the engine is stopped at time t. ₁ , The drive signal is supplied to the step motor M by the number of pulses of the set number of times “N0” in the valve closing direction, so that the idle control valve V is at the time t _Two And the step motor M is operated in the valve opening direction by a predetermined number of pulses MP0. _Three When the idle control valve V is driven from the fully closed position to the set position in the valve opening direction, the number M of operation pulses of the step motor M is reset so as to determine that position as a reference position for idle speed control. At time t _Three , The step motor M is operated in the valve opening direction by a predetermined number of pulses MP1, and the time t _Four When the idle control valve V is further operated in the valve opening direction from the reference position, the operation of the step motor M is stopped.
[0034]
Here, the operation of the idle control valve V from the fully closed position and the operation state of the power transmission means 8 at that time are as shown in FIG. 6, and the idle control valve V shown in FIG. Even when the step motor M is operated by the amount including the backlash δ of the power transmission means 8 and the deviation of the excitation pattern of the step motor M from the fully closed state, as shown in FIG. V is in a fully closed state, and thereafter, when the step motor M is further operated to open the idle control valve V to a certain opening, the number of operation pulses of the step motor M is reset as a reference position of the idle control valve V. Will be done.
[0035]
Next, the operation of this reference example will be described. Immediately after the ignition switch is cut off, the idle control valve V is driven to the valve closing limit by the operation of the step motor M, and thereafter, the rotor 10 is moved more than the backlash in the power transmission means 8. The idle control valve V is operated in the valve opening direction from the fully closed position to the set position, and the number of operation pulses of the step motor M is reset so as to set the set position as a reference position for idle speed control. M is operated in the valve opening direction by a predetermined number of steps, and the idle control valve V is further opened from the reference position in the valve opening direction.
[0036]
After resetting the number of operation pulses of the step motor M by such control processing, the operation of the step motor M to the target position and the actual operation position of the idle control valve V accompanying the operation of the step motor M are determined. Changes as shown in FIG.
[0037]
That is, after the initialization, the actual operation position of the idle control valve V is more than the target position by the operation amount ΔA (from the total operation amount of the step motor M at the time of initialization, the backlash δ of the power transmission means 8 and the excitation pattern in the step motor M). ), And the idle control valve V opens and closes without delaying the operation of the step motor M to the target position. Therefore, when the engine is restarted, the responsiveness can be improved by quickly operating the idle control valve V to the target opening. In addition, even in the fine adjustment near the fully closed position, the actual operating position does not differ between the valve opening drive and the valve closing drive of the idle control valve V, so that accurate idle rotation speed control is possible and the actual operating position> Since it is the target position, it is possible to prevent the engine rotational speed from being jerky, to enable stable idle rotational speed control, and to minimize the possibility of engine stall.
[0038]
In addition, since the idle control valve V is in the position slightly opened from the fully closed position in the ignition switch cutoff state, there is no risk of icing, and the idle control valve V is further opened and held after the initialization. The idle control valve V can be quickly operated up to the target opening when the engine is restarted, and the startability is further improved.
[0039]
After the complete engine explosion, feedback control of the idle speed is performed to achieve the target engine speed according to the engine cooling water temperature, so even if there is a deviation between the target position and the actual operation position, the actual operation at the target position Since the position is corrected, no problem occurs.
[0040]
Furthermore, when the idle control valve V is driven to the valve closing limit, at least one of the drive frequency and the drive voltage of the step motor M is reduced, so that the bounce-back phenomenon can be easily prevented.
[0041]
In addition, since the drive frequency is reduced among the drive frequency and the drive voltage, the drive voltage may remain at a relatively high value, and the opening degree of the idle control valve V and the operation pulse of the step motor may be reduced due to the decrease in the drive voltage. There is no risk of stepping out of the correspondence of numbers.
[0042]
FIG. 8 Second reference This shows an example. When the idle control valve V is driven to the valve closing limit, the drive frequency of the step motor M is reduced to the drive frequency FU at the time of idle control, and the drive voltage is reduced to a battery voltage of 12 V. It is forcibly reduced by a regulator that does not. Other than this configuration, the present embodiment is the same as the reference example.
[0043]
This makes it possible to more reliably prevent the bounce-back phenomenon from occurring. At this time, by setting the lower limit of the drive voltage to the battery voltage, there is no possibility that the step-out occurs.
[0044]
Figure 9 Third reference For example, when the idle control valve V is driven to the valve closing limit, the drive voltage of the step motor M is not changed, and the drive voltage is forcibly reduced to a battery voltage of 12 V by a regulator (not shown). To do.
[0045]
By doing so, the bounce-back phenomenon can be prevented while keeping the control speed high since the driving frequency may be kept high.
[0046]
10 and 11 show the second embodiment of the present invention. 1 FIG. 10 is a flowchart showing a control procedure when the idle control valve is driven to the valve closing limit, and FIG. 11 is a flowchart showing a step motor drive signal, an idle control valve operating position, and a drive voltage at the time of initialization processing. It is a figure showing a change.
[0047]
First, in FIG. 10, in step S11, the drive voltage V supplied to the step motor M is detected immediately before the step motor M is driven to one of the valve closing limit and the valve opening limit. It is determined whether or not the detected drive voltage V is equal to or lower than the first set voltage V1. If the detected drive voltage V is equal to or lower than the first set voltage V1 (V ≦ V1), the drive frequency is set at step S13 during idle control. When the drive frequency V is determined to be equal to the drive frequency FU and the detected drive voltage V exceeds the first set voltage V1 (V> V1), the drive frequency is set to a drive frequency F1 smaller than the drive frequency FU during idle control in step S14. Determine.
[0048]
In step S15, the step motor M is driven at the drive frequency determined in step S13 or S14 for the number of pulses or the set time of the set number "N0" corresponding to the determined drive frequency.
[0049]
By the way, in FIG. 4 described above, when the drive voltage exceeds a certain voltage V1 (for example, 14 V), the bounce-back phenomenon does not occur at the drive frequency F1 set to be lower than the drive frequency FU during idle control, for example, 100 PPS. It can be seen that when the drive voltage is equal to or lower than a certain voltage V1, the bounce-back phenomenon does not occur even at a drive frequency equal to the drive frequency FU during normal idle control. Therefore, the voltage V1 is defined as the first set voltage, and the drive frequency when the detected drive voltage V exceeds the first set voltage V1 is set as the drive frequency F1 smaller than the drive frequency during idle control. This makes it possible to prevent the bounce-back phenomenon from occurring by operating the stepping motor M at the optimum driving frequency.
[0050]
At the time of such initialization processing, the step motor drive signal and the idle control valve operating position when the detected drive voltage V is equal to or lower than the first set voltage V1 are the same as those in FIG. FIG. 5 shows changes in the step motor drive signal, the idle control valve operating position, and the drive voltage when the voltage exceeds the first set voltage V1.
[0051]
12 and 13 show the second embodiment of the present invention. 2 FIG. 12 is a flow chart showing a control procedure when the idle control valve is driven to the valve closing limit, and FIG. 13 is a flowchart showing a step motor drive signal, an idle control valve operating position and a drive voltage at the time of initialization processing. It is a figure showing a change.
[0052]
First, in FIG. 12, in step S21, the drive voltage V supplied to the step motor M is detected immediately before the step motor M is moved to the valve closing limit. In step S22, the detected drive voltage V It is determined whether or not the drive voltage V is lower than the set voltage V2. If the detected drive voltage V is lower than the second set voltage V2 (V <V2), the drive frequency is set to be larger than the drive frequency FU during idle control in step S23. If the drive frequency is determined to be the drive frequency F2 and the detected drive voltage V is equal to or higher than the second set voltage V2 (V ≧ V2), in step S24, the drive frequency is set equal to the drive frequency F1 smaller than the drive frequency FU during idle control. Determine.
[0053]
In step S25, the step motor M is driven at the drive frequency determined in step S23 or S24 for the number of pulses or the set time of the set number "N0" corresponding to the determined drive frequency.
[0054]
By the way, in FIG. 4 described above, in a region not less than the drive frequency F2 (for example, 300 PPS) which is higher than the drive frequency FU during normal idle control, if the drive voltage is lower than a certain voltage V2 (for example, 18 V), It seems that the bounce-back phenomenon did not occur, but the bounce-back phenomenon did not occur. When the drive voltage exceeded a certain voltage V2, the bounce-back phenomenon occurred when the drive frequency F1 was set to be smaller than the drive frequency FU during idle control. I understand that there is no. Therefore, the voltage V2 is defined as the second set voltage, and the drive frequency when the detected drive voltage V is lower than the second set voltage V2 is defined as the drive frequency F2, and the detected drive voltage V is determined as the second set voltage V2. By setting the drive frequency at the time described above as the drive frequency F1, the step motor M can be operated at the optimum drive frequency to prevent the bounce-back phenomenon from occurring.
[0055]
At the time of such initialization processing, the step motor drive signal and the idle control valve operating position when the detected drive voltage V is equal to or higher than the second set voltage V1 are the same as those in FIG. Are smaller than the second set voltage V1, the changes in the step motor drive signal, the idle control valve operating position, and the drive voltage are as shown in FIG.
[0056]
By the way, 2 In the embodiment, when the detected drive voltage V is lower than the second set voltage V1, the drive frequency may be increased to F2 and the drive voltage may be decreased to 12V.
[0057]
As described above, the embodiments of the present invention And reference examples However, the present invention is not limited to the above embodiment. And reference examples The present invention is not limited to this, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the appended claims.
[0058]
For example, in the above-described embodiment, the case where the initialization process is performed immediately after the ignition switch is shut off has been described. Alternatively, it is possible to perform the initialization processing while the vehicle is running.
[0059]
In the above embodiment, the drive frequency FU during idle control is 200 PPS, the drive frequency F1 is 100 PPS, the drive frequency F2 is 300 PPS, the first set voltage V1 is 14 V, and the second set voltage is 18 V. It can be appropriately changed according to the frequency, the set idle control valve V, and the type and weight of the step motor M.
[0060]
Further, the present invention is also applicable to a device that drives the idle control valve V to abut in the valve opening direction during the initialization process.
[0061]
【The invention's effect】
As above Book According to the invention ,I Immediately before operating the step motor to drive the auxiliary air control valve to either the valve closing limit or the valve opening limit during the initialization process, the drive frequency is determined based on the detected value of the drive voltage supplied to the step motor. Is determined, and the stepping motor is operated at the determined driving frequency. In the determination of the drive frequency, in particular, in the invention of claim 1, when the detected value of the drive voltage exceeds the first set voltage, the control of the auxiliary air amount by adjusting the opening of the auxiliary air control valve is performed. The drive frequency is determined to be smaller than the drive frequency when the auxiliary air control amount is set in advance, and when the detected value of the drive voltage is equal to or lower than the first set voltage, the drive frequency is set to a value equal to the drive frequency when the auxiliary air control is executed. The driving frequency is determined. On the other hand, according to the second aspect of the invention, when the detected value of the driving voltage is lower than the second set voltage, in order to execute the auxiliary air amount control by adjusting the opening degree of the auxiliary air control valve. The drive frequency is set to be higher than the drive frequency when the auxiliary air control amount is set in advance, and when the detected value of the drive voltage is equal to or higher than the second set voltage, the drive when the auxiliary air control amount is executed Since to define a smaller driving frequency than the wave number, in order to drive the auxiliary air control valve in either the valve closing limit and the valve-opening limit during execution of the initializing process, Determines the optimal drive frequency to prevent bounce-back phenomena according to the actual fluctuating voltage when executing the initialization processing Can be The bounce back phenomenon can be prevented by operating the stepping motor at the optimum driving frequency.
[Brief description of the drawings]
FIG. First It is a schematic sectional view showing the composition of the throttle device concerning a reference example.
FIG. 2 is a vertical sectional side view of an idle control valve and a step motor.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an initialization processing procedure.
FIG. 4 is a graph showing a result of measuring occurrence of a bounce-back phenomenon according to a driving voltage and a driving frequency.
FIG. 5 is a diagram illustrating changes in a step motor drive signal and an idle control valve operating position during an initialization process.
FIG. 6 is a diagram sequentially showing the operation states of the idle control valve and the power transmission means from the fully closed position.
FIG. 7 is a diagram showing changes in the actual position and the target position of the idle control valve after initialization.
FIG. 8 Second reference FIG. 7 is a diagram illustrating changes in a step motor drive signal, an idle control valve operating position, and a drive voltage during an initialization process in an example.
FIG. 9 Third reference FIG. 7 is a diagram illustrating changes in a step motor drive signal, an idle control valve operating position, and a drive voltage during an initialization process in an example.
FIG. 10 First of the present invention 5 is a flowchart illustrating a control procedure when the idle control valve is driven to a valve closing limit in the embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating changes in a step motor drive signal, an idle control valve operating position, and a drive voltage during an initialization process.
FIG. Second embodiment of the present invention 5 is a flowchart illustrating a control procedure when the idle control valve is driven to a valve closing limit in the embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating changes in a step motor drive signal, an idle control valve operating position, and a drive voltage during an initialization process.
[Explanation of symbols]
4 ... Bypass passage
M: Step motor
V: Idle control valve as auxiliary air control valve

Claims

The number of operating pulses of the step motor (M) connected to the auxiliary air control valve (V) for adjusting the opening of the bypass passage (4) bypassing the throttle valve (V); When performing an initialization process for associating the opening position, the auxiliary air control valve (V) is operated to operate the step motor (M) so as to drive the auxiliary air control valve (V) to one of the valve closing limit and the valve opening limit. In the step motor control method for a valve,
When the initialization process is performed, the motor is supplied to the step motor (M) immediately before the step motor (M) is operated so as to drive the auxiliary air control valve (V) to one of the valve closing limit and the valve opening limit. A driving frequency is determined based on the detected value of the driving voltage, and the stepping motor (M) is operated at the determined driving frequency to drive the auxiliary air control valve (V) to one of the valve closing limit and the valve opening limit. So that
When determining the drive frequency, when the detected value of the drive voltage exceeds the first set voltage, the auxiliary air control that is set in advance to execute the auxiliary air amount control by adjusting the opening of the auxiliary air control valve (V) The drive frequency is determined to be smaller than the drive frequency at the time of performing the amount, and when the detected value of the drive voltage is equal to or less than the first set voltage, the drive frequency is determined to be equal to the drive frequency at the time of performing the auxiliary air amount control. A method for controlling a step motor of an auxiliary air control valve, the method comprising:

The number of operating pulses of the step motor (M) connected to the auxiliary air control valve (V) for adjusting the opening of the bypass passage (4) bypassing the throttle valve (V); When performing an initialization process for associating the opening position, the auxiliary air control valve (V) is operated to operate the step motor (M) so as to drive the auxiliary air control valve (V) to one of the valve closing limit and the valve opening limit. In the step motor control method for a valve,
When the initialization process is performed, the motor is supplied to the step motor (M) immediately before the step motor (M) is operated so as to drive the auxiliary air control valve (V) to one of the valve closing limit and the valve opening limit. A driving frequency is determined based on the detected value of the driving voltage, and the stepping motor (M) is operated at the determined driving frequency to drive the auxiliary air control valve (V) to one of the valve closing limit and the valve opening limit. So that
In determining the drive frequency, when the detected value of the drive voltage is lower than the second set voltage, the auxiliary air amount control set in advance to execute the auxiliary air amount control by adjusting the opening of the auxiliary air control valve (V). The drive frequency is set to be higher than the drive frequency when the air control amount is executed, and when the detected value of the drive voltage is equal to or higher than the second set voltage, the drive frequency is set to be lower than the drive frequency when the auxiliary air control amount is executed. A step motor control method for an auxiliary air control valve, characterized in that: