JP3661590B2

JP3661590B2 - Step motor drive control device, step motor drive control method, step motor drive control program, and recording medium recording the program

Info

Publication number: JP3661590B2
Application number: JP2000375726A
Authority: JP
Inventors: 嘉康伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2020-12-11
Also published as: JP2002176796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用エンジンの排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置のＥＧＲバルブなどを駆動制御するステップモータの駆動制御装置、ステップモータの駆動制御方法、ステップモータの駆動制御プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体に係り、詳しくは、ステップモータの加減速制御を行ってステップモータに安定した動作を行わせるステップモータの駆動制御装置、ステップモータの駆動制御方法、ステップモータの駆動制御プログラム及びそのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用エンジンのスロットルバルブ制御装置や排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置などにおいては、スロットルバルブやＥＧＲバルブ等をステップモータによって駆動制御するものが知られている。例えば、ＥＧＲバルブの開度をステップモータによって駆動制御する場合、ステップモータの回転方向及び回転数（ステップ数）に応じてＥＧＲバルブの開度が決定されるようになっている。
【０００３】
通常、ＥＧＲバルブの目標開度は、機関回転速度及び機関負荷に応じて適宜変更されるため、ステップモータの回転方向もＥＧＲバルブの目標開度に応じて適宜変更される。しかし、ステップモータは、急に回転速度を上げたり、急停止させようとすると、脱調（ミスステップ）してしまうという特徴を有している。このため、従来のステップモータの駆動制御装置では、ステップモータの脱調を防止するとともに、ＥＧＲバルブの目標開度に迅速に到達させるために、加減速制御を行うようになっている。
【０００４】
そして、こうした加減速制御を行うステップモータの駆動制御装置として、例えば特開平１０−１５９５９２号公報に記載される流量制御装置がある。この流体制御装置では、コントロールユニットにより、出力タイミング毎のステップモータの駆動速度変化量が算出される。そして、その変化量が所定の閾値を超える場合には、駆動速度緩和手段により、駆動信号を出力する所定出力タイミングの周期の延長またはステップモータの励磁相の変更が行われる。さらに、その変更状態を所定期間継続することにより、モータの駆動速度に制限が加えられる。すなわち、ステップモータの駆動速度の加減速制御が行われる。このため、ステップモータの駆動速度が急激に変化することがなくなり、脱調が防止され、良好なエミッション性能、快適な運転性能が得られるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の流体制御装置においては、ステップモータの駆動速度を演算する度毎に駆動速度の変化量を演算する必要がある。さらに、この演算の結果から、駆動速度を制限するための再計算を行う必要がある。一般に、加減速制御が必要になるようなステップモータの駆動周波数は、３００pps(pulse per second) 程度以上（周期で３ms以下）である。このため、駆動周波数を計算する度に上記計算を行った場合、例えばエンジン制御の他の演算（エンジンのクランク角度に同期して行う燃料噴射の計算など）に影響を与えてしまうおそれがある。また、他の演算を優先して行った場合には、他の制御の演算と上記駆動速度計算とによって時間が費やされるため、この影響で駆動速度（周波数）が狂ってしまうおそれがある。それゆえ、従来の流体制御装置においては、速い演算処理速度を有する高性能なＣＰＵを用いるか、もしくはステップモータ駆動制御用の専用のＣＰＵを用いる必要がある。よって、コントロールユニットの部品点数の増加や、高コスト化を招いてしまう。
【０００６】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステップモータの加減速制御を簡単に行うことができるステップモータの駆動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】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、被駆動体を駆動するステップモータと、そのステップモータの回転方向、回転量及び駆動速度を制御するとともに、駆動初期時には駆動速度を徐々に上げ、停止時には駆動速度を徐々に下げる加減速制御を行う制御手段とを備えるステップモータの駆動制御装置において、前記ステップモータを予め設定された最高速度での駆動状態から停止させるために必要な制動ステップ数から停止位置までの各制動ステップ数に対して、該制動ステップ数が少なくなるにつれて段階的に低い駆動速度となるようにそれぞれ対応して設定された駆動速度レートを記録した記録手段を備え、前記制御手段は、前記ステップモータの現在位置から目標位置までの目標ステップ数を算出し、該ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が前記目標ステップ数以上のときには、前記制動ステップ数と対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する減速制御を行うとともに、前記ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が前記目標ステップ数未満のときには、その制動ステップ数よりも一段階多いステップ数に対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する加速制御を行うことを要旨とする。
【０００８】
したがって、請求項１に記載の発明によると、ステップモータの実際の駆動速度に対応する制限ステップ数と、ステップモータの目標ステップ数との関係に基づき、ステップモータの駆動速度の加減速制御が行われる。このため、ステップモータの駆動速度が急激に変化することが防止され、ステップモータの脱調が防止される。しかも、制御手段は、記録手段に記録された制限ステップ数と対応する駆動速度レートに基づいてステップモータの駆動速度を決定するため、駆動速度を算出するための演算を行う必要がない。よって、制御手段の演算負荷が軽減され、加減速制御が簡単に行われる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のステップモータの駆動制御装置において、前記制御手段は、前記ステップモータの駆動電圧が所定の閾値を下回ったときの該ステップモータの駆動速度が、前記各制動ステップ数のうちの所定の制動ステップ数と対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で設定された制限速度よりも速いときには、該制限速度となるまでの間前記減速制御を行い、前記ステップモータの駆動電圧が前記閾値以上となるまでの間、その制限速度でステップモータを駆動することを要旨とする。
【００１０】
したがって、請求項２に記載の発明によると、ステップモータの駆動電圧が所定の閾値を下回ったときには、ステップモータは所定の駆動速度（制限速度）で駆動される。一般に、ステップモータの駆動トルクは、駆動速度が高くなるほど低くなる。また、ステップモータの駆動トルクは、ステップモータの駆動電圧が低下すると低くなる。このため、ステップモータの駆動電圧の低下時に駆動速度を制限することにより、ステップモータの駆動トルクの低下に起因する脱調が防止される。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のステップモータの駆動制御装置において、前記制御手段は、前記ステップモータの一方の回転方向への駆動時にのみ前記減速制御及び加速制御を行うとともに、他方の回転方向への駆動時には、前記減速制御及び加速制御を行わず、予め設定された所定の駆動速度で前記ステップモータを駆動することを要旨とする。
【００１２】
したがって、請求項３に記載の発明によると、ステップモータの加減速制御は、一方の回転方向への駆動時にのみ行われる。そして、他方の回転方向への駆動時には、ステップモータは所定の駆動速度で駆動される。すなわち、ステップモータは、一方の回転方向にのみ迅速に駆動される。このため、制御手段の演算負荷がより軽減され、加減速制御がより簡単となる。よって、ステップモータを、一方の回転方向にのみ迅速に駆動する必要がある場合や、一方の回転方向にしか高い駆動速度で駆動できない場合に有効となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、被駆動体を駆動するステップモータの回転方向、回転量及び駆動速度を制御するとともに、駆動初期時には駆動速度を徐々に上げ、停止時には駆動速度を徐々に下げる加減速制御を行うステップモータの駆動制御方法において、前記ステップモータを予め設定された最高速度での駆動状態から停止させるために必要な制動ステップ数から停止位置までの各制動ステップ数に対して、該制動ステップ数が少なくなるにつれて段階的に低い駆動速度となるようにそれぞれ対応して設定された駆動速度レートに基づき、前記ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が、該ステップモータの現在位置から目標位置までの目標ステップ数以上のときに、前記制動ステップ数と対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する減速制御を行うとともに、前記ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が前記目標ステップ数未満のときには、その制動ステップ数よりも一段階多いステップ数に対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する加速制御を行うことを要旨とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、被駆動体を駆動するステップモータの回転方向、回転量及び駆動速度を制御するとともに、駆動初期時には駆動速度を徐々に上げ、停止時には駆動速度を徐々に下げる加減速制御を行うコンピュータに、前記ステップモータを予め設定された最高速度での駆動状態から停止させるために必要な制動ステップ数から停止位置までの各制動ステップ数に対して、該制動ステップ数が少なくなるにつれて段階的に低い駆動速度となるようにそれぞれ対応して設定された駆動速度レートに基づき、前記ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が、該ステップモータの現在位置から目標位置までの目標ステップ数以上のときに、前記制動ステップ数と対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する手順と、前記設定された駆動速度レートに基づき、前記ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が前記目標ステップ数未満のときに、その制動ステップ数よりも一段階多いステップ数に対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する手順とを実行させるための駆動制御プログラムであることを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載されたプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを要旨とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用エンジンにおけるＥＧＲバルブ駆動用ステップモータの駆動制御装置として具体化した一実施形態を図１〜図６に基づき詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、内燃機関としてのエンジン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１５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。クランクシャフト１７の近傍には、クランク角センサ２０が配設されている。そして、このクランク角センサ２０によって機関回転速度が検出されるようになっている。
【００１８】
各気筒に対応する吸気ポート２１には、図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。
【００１９】
吸気通路２２の途中に設けられたスロットルバルブ３０は、アクセルペダル（図示略）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。また、スロットルバルブ３０の近傍には、スロットルポジションセンサ３１が配設されている。そして、このスロットルポジションセンサ３１により、スロットルバルブ３０の開度が検出されるようになっている。
【００２０】
さらに、本実施形態では、公知の排気ガス再循環（ＥＧＲ）機構４０が設けられている。このＥＧＲ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被駆動体としての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。
【００２１】
ＥＧＲバルブ４２は支持体４５に支持され、支持体４５には雌ねじが形成されている。支持体４５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（ＥＣＵ）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いる。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とともに移動される。これにより、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ＥＧＲ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。なお、本実施形態のＥＧＲ機構４０においては、図示しないバネ等の付勢部材により、ＥＧＲバルブ４２が閉弁方向に付勢されている。
【００２２】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵやＲＯＭからなるＣＰＵユニットであり、ＲＡＭ等からなる記録手段としてのメモリ５１を備えている。こうしたＥＣＵ５０には、クランク角センサ２０、スロットルポジションセンサ３１及びステップモータ４３が接続されている。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ２０からの入力信号に基づいて機関回転速度を算出するとともに、スロットルポジションセンサ３１からの入力信号に基づいて機関負荷を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、機関回転速度及び機関負荷に基づいて、ステップモータ４３を駆動制御するための制御信号を同ステップモータ４３に対して出力するようになっている。つまり、ＥＣＵ５０は、ステップモータ４３を制御する制御手段として機能する。なお、ステップモータ４３を駆動制御するための制御プログラムは、ＥＣＵ５０のＲＯＭ内に格納されている。
【００２３】
また、メモリ５１には、図２に示すようなデータマップが記録されている。このデータマップには、予め設定されたステップモータ４３の最高速度での駆動状態から安定して停止させるために必要な制動ステップ数から停止位置までの残りの各ステップ数としての“ｅｅｇｒｓｐｄ”が設定されている。本実施形態においてメモリ５１に記録されている“ｅｅｇｒｓｐｄ”は、「０」、「２」、「４」、「６」、「８」、「１０」、「１２」であり、最高速度で駆動するステップモータ４３を、１２ステップで停止させるようになっている。そして、ステップモータ４３の最高駆動周波数は、「５００pps 」に設定されている。すなわち、ステップモータ４３の最高駆動速度は、「２ms／ステップ」となるように設定されている。
【００２４】
また、各“ｅｅｇｒｓｐｄ”に対して、それぞれ所定のパルスレートが設定されている。パルスレートはステップモータ４３の駆動周波数を示すものであり、ＥＧＲバルブ４２の閉じ側と開き側とでそれぞれ異なる値に設定されている。詳しくは、ＥＧＲバルブ４２の閉じ側においては、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「１２」のときに最高駆動周波数である「５００pps 」となるパルスレートが設定されている。そして、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「１０」，「８」，「６」のときに「３３０pps 」、「４」，「２」のときに「２５０pps 」、「０」のときに「０pps 」となるパルスレートがそれぞれ設定されている。つまり、各“ｅｅｇｒｓｐｄ”に対する駆動周波数は、停止位置までの残りの“ｅｅｇｒｓｐｄ”が減少するにつれて段階的に低くなるように設定されている。なお、ステップモータ４３の駆動周波数により駆動速度も決定されるため、本明細書においては「“パルスレート”＝“駆動速度レート”」として定義する。
【００２５】
これに対して、ＥＧＲバルブ４２の開き側においては、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「０」のときに「０pps 」、「２」のときに「２００pps 」となるようなパルスレートが設定され、残りのものについてはパルスレートは設定されていない。すなわち、ＥＧＲバルブ４２の開き側におけるステップモータ４３の駆動周波数は、２００pps に固定されている。
【００２６】
そして、ステップモータ４３は、各“ｅｅｇｒｓｐｄ”と対応するパルスレートに基づく駆動速度で駆動するようになっている。つまり、ＥＧＲバルブ４２の閉じ側に駆動している場合、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「１２」であれば、「５００pps 」の駆動周波数（「２ms／ステップ」の駆動速度）でステップモータ４３は駆動する。なお、本実施形態におけるステップモータ４３は、２相励磁式モータであり、２ステップずつ回転するようになっている。
【００２７】
次に、ＥＣＵ５０が実行するステップモータ４３の制御処理を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図３に示したルーチンはパルスレート時間毎に実行される。
【００２８】
まず、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１においてＥＧＲバルブ４２の目標開度と実際の開度との差から、目標ステップ数（ｅｅｓｄｌ）を算出する。つまり、ここでは、ステップモータ４３の現在位置から目標位置までに必要なステップ数を算出する。なお、ＥＧＲバルブ４２の目標開度は、前記クランク角センサ２０によって検出した機関回転速度と、前記スロットルポジションセンサ３１によって検出した機関負荷とに基づいて算出される。
【００２９】
続いて、ステップＳ２においてＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ４２の目標開度が反転または“ｅｅｓｄｌ”が０か否かを判断する。つまり、ここでは、ステップモータ４３の現在の回転方向とは逆の方向となる位置が目標位置となったか否か、または現在位置と目標位置とが一致したか否かが判断される。そして、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ４２の目標開度が反転したとき、または“ｅｅｓｄｌ”が「０」のときにはステップＳ３の処理に移行し、そうでないときにはステップＳ４の処理に移行する。
【００３０】
ステップＳ３においてＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”から「２」を引いたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する処理を行い、ここでの処理を一旦終了する。なお、“ｅｅｇｒｓｐｄ”の最小値は「０」となるように設定されている。このため、例えば現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「１２」のときには、このステップＳ３の処理によって新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「１０」に設定される。よって、この場合、ステップモータ４３の駆動周波数は「５００pps 」から「３３３pps 」となり、ステップモータ４３の駆動速度が減速される。
【００３１】
また、ステップＳ４においてＥＣＵ５０は、“ｅｅｓｄｌ”が“ｅｅｇｒｓｐｄ”以下であるか否かを判断する。そして、ＥＣＵ５０は、“ｅｅｓｄｌ”が“ｅｅｇｒｓｐｄ”以下のときには前記ステップＳ３の処理へ移行し、“ｅｅｓｄｌ”が“ｅｅｇｒｓｐｄ”を超えるときにはステップＳ５の処理へ移行する。
【００３２】
ステップＳ５においてＥＣＵ５０は、“ｅｅｓｄｌ”が“ｅｅｇｒｓｐｄ”に「２」を加えた値と等しいか否かを判断する。そして、ＥＣＵ５０は、“ｅｅｓｄｌ”がその値と等しければステップＳ６の処理へ移行し、等しくなければステップＳ７の処理へ移行する。
【００３３】
ステップＳ６においてＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”の値をそのまま維持する。また、ステップＳ７においてＥＣＵ５０は、ステップモータ４３がＥＧＲバルブ４２を閉じる側に駆動しているか否かを判断する。そして、ＥＣＵ５０は、ステップモータ４３がＥＧＲバルブ４２を開く側に駆動しているときにはステップＳ８の処理へ移行する。
【００３４】
そして、ステップＳ８においてＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”に「２」を加えたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する処理を行い、ここでの処理を一旦終了する。但し、“ｅｅｇｒｓｐｄ”の最大値は「２」となるように設定されている。したがって、ステップモータ４３がＥＧＲバルブ４２を開く側に駆動しているときには、ステップモータ４３の駆動周波数は「２００pps 」一定となる。
【００３５】
また、ＥＣＵ５０は、ステップＳ７においてステップモータ４３がＥＧＲバルブ４２を閉じる側に駆動しているときにはステップＳ９の処理へ移行する。そして、ステップＳ９においてＥＣＵ５０は、ステップモータ４３の駆動電圧Ｖが、予め設定された所定の電圧値（閾値）Ｖｓ以下であるか否かを判断する。これにより、ＥＣＵ５０は、駆動電圧Ｖが閾値Ｖｓを超えているときにはステップＳ１０の処理へ移行する。
【００３６】
そして、ステップＳ１０においてＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”に「２」を加えたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する処理を行い、ここでの処理を一旦終了する。なお、“ｅｅｇｒｓｐｄ”の最大値は「１２」となるように設定されている。したがって、ステップモータ４３の最大駆動周波数は「５００pps 」となる。
【００３７】
また、ＥＣＵ５０は、ステップＳ９において駆動電圧Ｖが閾値Ｖｓ以下のときにはステップＳ１１の処理へ移行する。そして、ＥＣＵ５０は、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「４」以上か否かを判断する。これにより、ＥＣＵ５０は、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「４」未満のときには前記ステップＳ８の処理へ移行し、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「４」以上のときにはステップＳ１２の処理へ移行する。
【００３８】
ステップＳ１２においてＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”から「２」を引いたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する処理を行い、ここでの処理を一旦終了する。
【００３９】
次に、こうしたＥＣＵ５０によって制御されるステップモータ４３の制御態様について説明する。
＜制御態様１＞
ここでは、図４に示すように、目標位置固定時でのＥＧＲバルブ４２の閉じ側制御において、始動時から停止時までの制御態様について説明する。
【００４０】
まず、ＥＣＵ５０は、同図にポイントＰ０で示すように、ステップモータ４３の駆動時に前記フローチャートに基づく処理を行う。このとき、ステップモータ４３が同図にポイントＰ０で示す位置で停止しており、ＥＧＲバルブ４２を閉じる側に目標位置が設定されている。このため、ステップモータ４３の現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「０」であり、「ｅｅｓｄｌ＞ｅｅｇｒｓｐｄ＋２」の関係となる。よって、前記フローチャートにおけるステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９の処理を経て、ステップＳ１０の処理が行われる。これにより、ステップモータ４３の“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「２」に更新され、ステップモータ４３は、該“ｅｅｇｒｓｐｄ”と対応するパルスレートに基づく駆動速度で駆動される。つまり、ステップモータ４３は、「２５０pps 」の駆動周波数（「４ms／ステップ」の駆動速度）で駆動される。
【００４１】
次に、図４にポイントＰ１で示すように、前記駆動速度での駆動終了時に近づくと、ＥＣＵ５０は、再び前記フローチャートに基づく処理を行う。ここでも「ｅｅｓｄｌ＞ｅｅｇｒｓｐｄ」の関係となるため、ステップＳ１０の処理が行われる。よって、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「４」に更新され、ステップモータ４３は、“ｅｅｇｒｓｐｄ”と対応するパルスレートに基づき、「２５０pps 」の駆動周波数で駆動される。
【００４２】
同様に、同図に示すポイントＰ２〜Ｐ５の位置においてもＥＣＵ５０は前記フローチャートに基づく処理を行う。そして、これらポイントＰ２〜Ｐ５の位置においても「ｅｅｓｄｌ＞ｅｅｇｒｓｐｄ＋２」の関係となるため、ステップＳ１０の処理が行われる。すなわち、各ポイントＰ２〜Ｐ５へ移動するに従い、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「６」→「８」→「１０」→「１２」に更新される。したがって、ステップモータ４３の駆動周波数は、回転とともに「３３３pps 」→「３３３pps 」→「３３３pps 」→「５００pps 」と、段階的に高くなる。つまり、ポイントＰ０〜Ｐ５の間のステップモータ４３の駆動速度は、「４ms／ステップ」→「４ms／ステップ」→「３ms／ステップ」→「３ms／ステップ」→「３ms／ステップ」→「２ms／ステップ」と、段階的に高くなる。よって、ポイントＰ０〜Ｐ５の間には、加速制御が行われる。すなわち、ＥＧＲバルブ４２の閉じ側におけるステップモータ４３の駆動初期時には、加速制御が行われる。
【００４３】
また、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「１２」を最高値として設定されているため、ポイントＰ５を過ぎると、ステップモータ４３は「２ms／ステップ」の駆動速度を保った状態で暫く定常駆動する。そして、ステップモータ４３がポイントＰ６の位置となったときに“ｅｅｓｄｌ”は「１２」となり、“ｅｅｇｒｓｐｄ”と一致する。このため、ＥＣＵ５０は、前記フローチャートにおけるステップＳ４の処理を経てステップＳ３の処理を行う。つまり、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”から「２」を引き、「１０」を新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する。このため、ステップモータ４３の駆動周波数が「３３３pps 」となり、駆動速度が「３ms／ステップ」となる。そして、ポイントＰ７〜Ｐ１１に移動して目標開度に向かうに従い、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「８」→「６」→「４」→「２」→「０」と変移する。よって、ステップモータ４３の駆動周波数は「３３３pps 」→「３３３pps 」→「２５０pps 」→「２５０pps 」→「０pps 」と変移する。すなわち、ポイントＰ７〜Ｐ１１の間のステップモータ４３の駆動速度は、「３ms／ステップ」→「３ms／ステップ」→「４ms／ステップ」→「４ms／ステップ」→「０ms／ステップ」と変移する。したがって、ステップモータ４３の駆動速度が段階的に低くなり、ＥＧＲバルブ４２の目標開度位置で停止する。よって、ポイントＰ６〜Ｐ１１の間には、減速制御が行われる。すなわち、目標位置が近づくとステップモータ４３の減速制御が行われ、これによりステップモータ４３は目標位置で停止するようになっている。
【００４４】
なお、ステップモータ４３の停止時において、ＥＣＵ５０は、「２５０pps 」に相当する時間、すなわち「４ms」毎に、前記フローチャートに基づく処理を実行するようになっている。
＜制御態様２＞
ここでは、図５に示すように、ステップモータ４３の駆動中にＥＧＲバルブ４２の目標開度が反転した際の制御態様の一例について説明する。
【００４５】
同図に示すように、ステップモータ４３が同図にポイントＰ１で示す位置となるまでは、ＥＧＲバルブ４２の目標開度はステップモータ４３の位置よりも閉じ側にある。このため、ステップモータ４３は、前記制御態様１に基づく駆動速度で駆動される。しかし、ＥＧＲバルブ４２の目標開度は、ステップモータ４３がポイントＰ１の位置となる直前にステップモータ４３の位置よりも開き側に変化（反転）している。このため、ＥＣＵ５０は、ポイントＰ１の位置において、前記フローチャートにおけるステップＳ２を経てステップＳ３の処理を行うようになる。つまり、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”である「１２」から「２」が引かれ、「１０」に更新される。このため、ステップモータ４３の駆動周波数は、「５００pps 」から「３３３pps 」に下げられる。よって、ステップモータ４３の駆動速度は、「２ｍｓ／ステップ」から「３ms／ステップ」に下げられる。
【００４６】
同様にポイントＰ２〜Ｐ６の位置においてもステップＳ３の処理を行われるため、各ポイントＰ２〜Ｐ６へ移動するに従い、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「８」→「６」→「４」→「２」→「０」と変移する。このため、ステップモータ４３の駆動周波数は、「３３３pps 」→「３３３pps 」→「２５０pps 」→「２５０pps 」→「０pps 」と変移する。したがって、ステップモータ４３の駆動速度が段階的に低くなり、ステップモータ４３はＥＧＲバルブ４２の目標開度位置よりも閉じ側の位置で一旦停止する。すなわち、ポイントＰ１〜Ｐ６の間には、減速制御が行われる。
【００４７】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップモータ４３を所定時間（本実施形態では２０ms程度）停止させる。この停止時間は、ステップモータ４３を安定した停止状態とするための時間である。
【００４８】
続いてＥＣＵ５０は、ポイントＰ７の位置で処理を再開する。このポイントＰ７の位置では、ＥＧＲバルブ４２の目標開度位置が現在位置よりも開き側となっているため、ＥＣＵ５０は、前記フローチャートにおけるステップＳ７の処理を経てステップＳ８の処理を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”に「２」を加えたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する。このため、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「０」から「２」に更新される。よって、ステップモータ４３は、ＥＧＲバルブ４２を開く方向に対して「２００pps 」の駆動周波数で駆動する。
【００４９】
同様に、ＥＣＵ５０は、ポイントＰ８〜Ｐ１２の位置においてもステップＳ８の処理を行う。しかし、このステップＳ８では、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「２」が最大値として設定されているため、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「２」のままとなる。よって、ステップモータ４３は、ポイントＰ７からＰ１３に到達するまでの間、「２００pps 」の駆動周波数で駆動する。すなわち、ステップモータ４３は、ＥＧＲバルブ４２を開く方向へ駆動するときには、一定の駆動速度で駆動される。換言すれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ４２を開く方向へステップモータ４３を駆動する際には、ステップモータ４３を一定の駆動速度で駆動する定常駆動を行うようになっている。
【００５０】
そして、ポイントＰ１３の位置においてＥＣＵ５０はステップＳ４の処理を経てステップＳ３を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”から「２」を引いたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する。これにより、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「０」となり、ステップモータ４３は目標位置で停止する。
＜制御態様３＞
ここでは、図６に示すように、ＥＧＲバルブ４２を閉じる方向へステップモータ４３を駆動しているときに、同ステップモータ４３の駆動電圧が低下した際の制御態様について説明する。
【００５１】
同図に示すように、ステップモータ４３の駆動電圧Ｖは、ポイントＰ１で示す位置となる直前からポイントＰ６で示す位置となる直前までの間、閾値Ｖｓよりも低くなっている。こうした場合、ＥＣＵ５０は、ポイントＰ１の位置において、前記ステップＳ９の処理を経てステップＳ１１の処理を行う。そして、ポイントＰ１の位置におけるステップモータ４３の“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「１２」であるため、ＥＣＵ５０はステップＳ１２の処理を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”から「２」を引いたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する。このため、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「１０」となり、ステップモータ４３の駆動周波数は「５００pps 」から「３３３pps 」に下げられる。
【００５２】
同様に、ＥＣＵ５０は、ポイントＰ２〜Ｐ５の位置においてもステップＳ１２の処理を行う。そして、各ポイントＰ２〜Ｐ５へ移動するに従い、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「８」→「６」→「４」→「２」と変移する。このため、ステップモータ４３の駆動周波数は、「３３３pps 」、「３３３pps 」→「２５０pps 」→「２５０pps 」と変移する。よって、ステップモータ４３の駆動速度は、ポイントＰ１〜Ｐ５の間に段階的に減速される。すなわち、ステップモータ４３は、ポイントＰ１〜Ｐ５の間に減速制御される。
【００５３】
また、ポイントＰ６の位置においてＥＣＵ５０は、前記ステップＳ１１の処理を経て前記ステップＳ８の処理を行う。このため、“ｅｅｇｒｓｐｄ”は「２」に固定され、ステップモータ４３の駆動周波数は「２５０pps 」に維持される。すなわち、ステップモータ４３の駆動速度は「４ms／ステップ」に維持される。
【００５４】
そして、ポイントＰ７の位置においては駆動電圧Ｖが閾値Ｖｓ以上となるため、ＥＣＵ５０は前記ステップＳ９の処理を経てステップＳ１０の処理を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、現在の“ｅｅｇｒｓｐｄ”に「２」を加えたものを新たな“ｅｅｇｒｓｐｄ”として更新する。このため、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「４」となり、ステップモータ４３は対応するパルスレートに基づく駆動速度で駆動する。よって、ステップモータ４３の駆動速度は、ポイントＰ５〜Ｐ７の間、一定速度に維持される。すなわち、ポイントＰ５〜Ｐ７までの間、ステップモータ４３は制限駆動される。
【００５５】
同様に、ＥＣＵ５０は、ポイントＰ８〜Ｐ１１の位置においてもステップＳ１０の処理を行う。このため、各ポイントＰ８〜Ｐ１１へ移動するに従い、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「６」→「８」→「１０」→「１２」に更新される。すなわち、ステップモータ４３の駆動周波数は、回転とともに「３３３pps 」→「３３３pps 」→「３３３pps 」→「５００pps 」と、段階的に高くなる。よって、ポイントＰ７〜Ｐ１１の間には、加速制御が行われる。
【００５６】
したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）ステップモータ４３の実際の駆動速度に対応する制限ステップ数（ｅｅｇｒｓｐｄ）と、ステップモータ４３の目標ステップ数（ｅｅｓｄｌ）との関係に基づき、ステップモータ４３の駆動速度の加減速制御が行われる。このため、ステップモータ４３の駆動速度が急激に変化してしまうのを防止することができ、ステップモータ４３の脱調を確実に防止することができる。しかも、ＥＣＵ５０は、メモリ５１に記録された制限ステップ数とパルスレートとのマップに基づいてステップモータ４３の駆動速度を決定するため、駆動速度を算出するための演算を行う必要がない。よって、ＥＣＵ５０の演算負荷が軽減され、加減速制御を簡単に行うことができる。したがって、ＥＣＵ５０として、速い演算処理速度を有する高性能なものを用いたり、ステップモータ４３を駆動制御するための専用のものを用いる必要がない。このため、ＥＣＵ５０の部品点数の増加や、高コスト化を防止することができる。
【００５７】
（２）ステップモータ４３の駆動電圧Ｖが所定の閾値Ｖｓを下回ったときには、ステップモータ４３は所定の駆動速度を制限速度として駆動するようになっている。一般に、ステップモータ４３の駆動トルクは、駆動速度が高くなるほど低くなる。また、ステップモータ４３の駆動トルクは、ステップモータ４３の駆動電圧Ｖが低下すると低くなる。このため、ステップモータ４３の駆動電圧Ｖの低下時に駆動速度を制限することにより、ステップモータ４３の駆動トルクの低下に起因する脱調を確実に防止することができる。しかも、駆動速度を制限する際には減速処理を行い、駆動速度の制限を解除する際には加速処理が行われるため、制限時及び制限解除時における急激な速度変化を防止することができる。よって、こうした制限駆動時にステップモータ４３が脱調してしまうこともない。
【００５８】
（３）ステップモータ４３の加減速制御は、ＥＧＲバルブ４２を閉じる方向への駆動時にのみ行われる。そして、ＥＧＲバルブ４２を開く方向への駆動時には、ステップモータ４３は一定の駆動速度で駆動される。すなわち、ステップモータ４３は、閉じ側へのみに迅速に駆動される。このため、ＥＣＵ５０の演算負荷をより軽減することができ、ステップモータ４３の加減速制御をより簡単に行うことができる。特に、本実施形態のＥＧＲバルブ４２においては、付勢部材によって閉じ側に付勢されているため、ＥＧＲバルブ４２を開く方向へ駆動するためには高い駆動トルクが必要となる。よって、ＥＧＲバルブ４２を開く方向に対しては、ステップモータ４３を高い駆動速度で駆動することが困難である。したがって、閉じ側への駆動時にのみステップモータ４３を加減速制御することは有益となる。
【００５９】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、メモリ５１には、ＥＧＲバルブ４２の開き側のパルスレートとして、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「０」及び「２」のときと対応するパルスレートのみが記録されている。そして、＜制御態様２＞に示したように、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ４２を開く方向へステップモータ４３を駆動する際には、ステップモータ４３の加減速制御を行わないようになっている。しかし、例えば図７に示すように、“ｅｅｇｒｓｐｄ”が「０」のときに「０pps 」、「２」のときに「１００pps 」、「４」のときに「１５０pps 」、「６」のときに「２００pps 」となるパルスレートをメモリ５１に記録してもよい。それとともに、図３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ８の処理における“ｅｅｇｒｓｐｄ”の最大値を「６」に変更する。
【００６０】
このようにすれば、図８に示すように、ポイントＰ７からポイントＰ１０までの間ステップモータ４３は加速制御され、ポイントＰ１１からポイントＰ１３までの間ステップモータ４３は減速制御されるようになる。このため、ＥＧＲバルブ４２を開く方向にステップモータ４３を駆動する場合における同ステップモータ４３の脱調を、より確実に防止することができる。
【００６１】
・前記実施形態では、ステップモータ４３の駆動電圧Ｖが所定の閾値Ｖｓを下回ったときに、減速制御を行ってステップモータ４３の制限駆動を行うようにしている。しかし、こうした減速制御及び制限駆動を省略してもよい。
【００６２】
・前記実施形態では、ステップモータ４３として２相励磁式ステップモータを用いている。しかし、ステップモータ４３として、１−２相制御を可能なステップモータを用いてもよい。
【００６３】
・前記実施形態では、車両用エンジンのＥＧＲバルブを駆動するステップモータの駆動制御装置として具体化している。しかし、例えばスロットルバルブ３０を駆動するステップモータや、産業用ロボットを駆動するステップモータなどの制御装置として具体化してもよい。
【００６４】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）請求項１〜３のいずれか１項に記載のステップモータの駆動制御装置において、前記記録手段には、前記ステップモータの駆動方向別に、それぞれ異なるように設定されたパルスレートを記録していること。この技術的思想（１）に記載の発明によれば、ステップモータの駆動方向毎に異なる負荷が加わっている場合であっても、各方向に対して最適な駆動速度でステップモータを駆動することができる。
【００６５】
（２）請求項１〜３、技術的思想（１）のいずれか１項に記載のステップモータの駆動制御装置において、当該駆動制御装置は、車両に用いられるステップモータを駆動制御すること。
【００６６】
（３）技術的思想（２）に記載のステップモータの駆動制御装置において、当該駆動制御装置は、ＥＧＲバルブを駆動するステップモータを駆動制御すること。
【００６７】
（４）被駆動体を駆動するステップモータと、そのステップモータの回転方向、回転量及び駆動速度を制御するとともに、駆動初期時には駆動速度を徐々に上げ、停止時には駆動速度を徐々に下げる加減速制御を行う制御手段とを備えるステップモータの駆動制御装置において、前記ステップモータを予め設定された最高速度での駆動状態から停止させるために必要な制動ステップ数から停止位置までの各制動ステップ数と、それら制動ステップ数が少なくなるにつれて段階的に低い駆動速度となるようにそれぞれ対応して設定された駆動速度レートとからなるデータマップを記録した記録手段を備え、前記制御手段は、前記ステップモータの現在位置から目標位置までの目標ステップ数を算出し、該ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が前記目標ステップ数以上のときには、前記制動ステップ数と対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する減速制御を行うとともに、前記ステップモータの実際の駆動速度と対応する前記制動ステップ数が前記目標ステップ数未満のときには、その制動ステップ数よりも一段階多いステップ数に対応する駆動速度レートに基づく駆動速度で前記ステップモータを駆動する加速制御を行うこと。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、ステップモータの加減速制御を簡単に行うことができる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、ステップモータの駆動トルクの低下に起因する脱調を防止することができる。
請求項３に記載の発明によれば、ステップモータの加減速制御をより簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステップモータの駆動制御装置を用いた車両用エンジンの一実施形態を示す概略構成図。
【図２】同実施形態の記録手段に記録されたパルスレートを示すマップ。
【図３】同実施形態の制御手段によって行われる加減速処理を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図５】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図６】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図７】他の実施形態の記録手段に記録されたパルスレートを示すマップ。
【図８】他の実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
４２…被駆動体としてのＥＧＲバルブ、４３…ステップモータ、５０…制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）、５１…記録手段としてのメモリ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention records, for example, a step motor drive control device, a step motor drive control method, a step motor drive control program, and a program for controlling an EGR valve of an exhaust gas recirculation (EGR) device of a vehicle engine. More specifically, the step motor drive control device, the step motor drive control method, the step motor drive control program, and the program for performing the step motor acceleration / deceleration control to perform the stable operation of the step motor are described. The invention relates to a recording medium on which is recorded.
[0002]
[Prior art]
In general, a throttle valve control device or an exhaust gas recirculation (EGR) device for a vehicle engine is known in which a throttle motor, an EGR valve, and the like are driven and controlled by a step motor. For example, when the opening degree of the EGR valve is driven and controlled by the step motor, the opening degree of the EGR valve is determined according to the rotation direction and the rotation number (step number) of the step motor.
[0003]
Usually, the target opening degree of the EGR valve is appropriately changed according to the engine rotational speed and the engine load. Therefore, the rotation direction of the step motor is also appropriately changed according to the target opening degree of the EGR valve. However, the step motor has a feature that it will step out (miss step) if it suddenly increases its rotational speed or suddenly stops. For this reason, in a conventional step motor drive control apparatus, step-out of the step motor is prevented and acceleration / deceleration control is performed in order to quickly reach the target opening of the EGR valve.
[0004]
As a stepping motor drive control device that performs such acceleration / deceleration control, for example, there is a flow rate control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-155952. In this fluid control apparatus, the amount of change in the driving speed of the step motor for each output timing is calculated by the control unit. If the amount of change exceeds a predetermined threshold, the drive speed relaxation means extends the period of the predetermined output timing for outputting the drive signal or changes the excitation phase of the step motor. Further, by continuing the change state for a predetermined period, the driving speed of the motor is limited. That is, acceleration / deceleration control of the driving speed of the step motor is performed. For this reason, the driving speed of the step motor does not change abruptly, step-out is prevented, and good emission performance and comfortable driving performance can be obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional fluid control device, it is necessary to calculate the amount of change in the driving speed every time the driving speed of the step motor is calculated. Furthermore, it is necessary to perform recalculation to limit the driving speed from the result of this calculation. In general, the driving frequency of a step motor that requires acceleration / deceleration control is about 300 pps (pulse per second) or more (a cycle of 3 ms or less). For this reason, if the above calculation is performed every time the drive frequency is calculated, for example, other calculations for engine control (such as calculation of fuel injection performed in synchronization with the crank angle of the engine) may be affected. In addition, when other calculations are performed with priority, time is consumed by other control calculations and the above-described drive speed calculation, which may cause the drive speed (frequency) to be distorted. Therefore, in the conventional fluid control apparatus, it is necessary to use a high-performance CPU having a high arithmetic processing speed or a dedicated CPU for step motor drive control. Therefore, the number of parts of the control unit is increased and the cost is increased.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a step motor drive control device capable of easily performing acceleration / deceleration control of a step motor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention described in claim 1, the step motor for driving the driven body, the rotation direction, the rotation amount, and the drive speed of the step motor are controlled, and the drive speed at the initial stage of the drive. In order to stop the step motor from being driven at a preset maximum speed, in a step motor drive control device comprising control means for performing acceleration / deceleration control that gradually increases the drive speed and gradually decreases the drive speed when stopped. A record in which the driving speed rate set corresponding to each of the braking steps from the required number of braking steps to the stop position is set so that the driving speed gradually decreases as the number of braking steps decreases. The control means calculates a target step number from the current position of the step motor to the target position; When the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the motor is equal to or greater than the target number of steps, the speed reduction control is performed to drive the step motor at a driving speed based on the driving speed rate corresponding to the number of braking steps. When the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is less than the target number of steps, the step motor is driven at a driving speed based on the driving speed rate corresponding to the number of steps one step higher than the number of braking steps. The gist is to perform acceleration control to drive.
[0008]
Therefore, according to the first aspect of the invention, acceleration / deceleration control of the drive speed of the step motor is performed based on the relationship between the limit number of steps corresponding to the actual drive speed of the step motor and the target step number of the step motor. Is called. For this reason, it is prevented that the drive speed of a step motor changes rapidly, and the step-out of a step motor is prevented. In addition, since the control means determines the drive speed of the step motor based on the drive speed rate corresponding to the limited number of steps recorded in the recording means, it is not necessary to perform an operation for calculating the drive speed. Therefore, the calculation load of the control means is reduced, and acceleration / deceleration control is easily performed.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the step motor drive control device according to the first aspect, the control means has a step motor drive speed when a drive voltage of the step motor falls below a predetermined threshold. When the speed is higher than a speed limit set at a driving speed based on a driving speed rate corresponding to a predetermined number of braking steps among the number of braking steps, the deceleration control is performed until the speed reaches the speed limit, The gist is to drive the step motor at the speed limit until the drive voltage of the step motor becomes equal to or higher than the threshold value.
[0010]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, when the drive voltage of the step motor falls below a predetermined threshold, the step motor is driven at a predetermined drive speed (limit speed). In general, the driving torque of the step motor decreases as the driving speed increases. Further, the driving torque of the step motor becomes low as the driving voltage of the step motor decreases. For this reason, by limiting the drive speed when the drive voltage of the step motor decreases, step-out due to a decrease in the drive torque of the step motor is prevented.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the step motor drive control device according to the first or second aspect, the control means performs the deceleration control and acceleration only when the step motor is driven in one rotational direction. The gist is to drive the stepping motor at a predetermined driving speed set in advance without performing the deceleration control and the acceleration control when driving in the other rotation direction.
[0012]
Therefore, according to the third aspect of the invention, the acceleration / deceleration control of the step motor is performed only when driving in one rotation direction. When driving in the other rotational direction, the step motor is driven at a predetermined drive speed. That is, the step motor is driven rapidly only in one rotational direction. For this reason, the calculation load of the control means is further reduced, and the acceleration / deceleration control becomes easier. Therefore, it is effective when the step motor needs to be driven quickly only in one rotation direction or when it can be driven at a high drive speed only in one rotation direction.
[0013]
In the invention described in claim 4, the rotation direction, rotation amount, and driving speed of the step motor that drives the driven body are controlled, and the driving speed is gradually increased at the initial stage of driving, and the driving speed is gradually decreased at the time of stopping. In the step motor drive control method for performing deceleration control, for each number of braking steps from the number of braking steps required to stop the step motor from a driving state at a preset maximum speed to the stopping position, The number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is based on the driving speed rate set correspondingly so that the driving speed becomes lower stepwise as the number of braking steps decreases. Driving speed rate corresponding to the number of braking steps when the number of steps from the current position to the target position is equal to or greater than A step that is one step higher than the number of braking steps when the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is less than the target number of steps. The gist is to perform acceleration control for driving the step motor at a driving speed based on a driving speed rate corresponding to the number.
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, the rotation direction, rotation amount, and driving speed of the step motor that drives the driven body are controlled, and the driving speed is gradually increased at the initial stage of driving, and the driving speed is gradually decreased at the time of stopping. The number of braking steps is smaller than the number of braking steps from the number of braking steps required to stop the stepping motor from a driving state at a preset maximum speed to a computer that performs deceleration control. The number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the stepping motor is determined from the current position of the stepping motor based on the driving speed rate set correspondingly so that the driving speed becomes lower step by step. When the number of steps is equal to or more than the target number of steps, the driving speed based on the driving speed rate corresponding to the number of braking steps is Based on the procedure for driving the stepping motor and the set driving speed rate, when the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is less than the target number of steps, it is one step higher than the number of braking steps. The gist of the present invention is a drive control program for executing a procedure for driving the step motor at a drive speed based on a drive speed rate corresponding to a large number of steps.
[0015]
The gist of the invention described in claim 6 is a computer-readable recording medium storing the program described in claim 5.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied as a drive control device for an EGR valve driving step motor in a vehicle engine will be described in detail with reference to FIGS.
[0017]
As shown in FIG. 1, an engine 11 as an internal combustion engine includes a cylinder 13 formed in a cylinder block 12, a piston 15 that reciprocates in the cylinder 13 in the vertical direction, a cylinder 13, a cylinder head 14, and a piston. 15 is provided with a combustion chamber 16 defined by the upper surface of 15, a crankshaft 17 that is an output shaft of the engine 11, and a connecting rod 19 that converts the reciprocating motion of the piston 15 into the rotational motion of the crankshaft 17. A crank angle sensor 20 is disposed in the vicinity of the crankshaft 17. The crank angle sensor 20 detects the engine speed.
[0018]
Outside air that is drawn into the intake passage 22 from an air cleaner (not shown) flows through the intake port 21 corresponding to each cylinder. A fuel injection valve 28 provided for each cylinder injects fuel into each intake port 21. The mixture of the outside air and the fuel is introduced into the combustion chamber 16 when the intake port 21 is opened by the intake valve 23 provided for each cylinder. Furthermore, when the ignition plug 27 provided for each cylinder is operated, the air-fuel mixture explodes and burns in the combustion chamber 16 and the piston 15 is operated, and the driving force of the engine 11 is obtained. Thereafter, when the exhaust port 24 is opened by the exhaust valve 26 provided for each cylinder, the already-combusted gas is discharged from the combustion chamber 16 to the outside through the exhaust port 24 and the exhaust passage 25 as exhaust gas.
[0019]
A throttle valve 30 provided in the middle of the intake passage 22 operates in conjunction with the operation of an accelerator pedal (not shown) to open and close the intake passage 22. By the operation of the throttle valve 30, the intake air amount Q with respect to the intake passage 22 is adjusted. A throttle position sensor 31 is disposed in the vicinity of the throttle valve 30. The throttle position sensor 31 detects the opening degree of the throttle valve 30.
[0020]
Furthermore, in this embodiment, a known exhaust gas recirculation (EGR) mechanism 40 is provided. The EGR mechanism 40 includes an EGR passage 41 as an exhaust gas recirculation passage, an EGR valve 42 as a driven body provided in the middle of the passage 41, and a step motor 43 for driving the EGR valve 42. Is included. The EGR passage 41 is provided so as to communicate between the surge tank 22 a on the downstream side of the throttle valve 30 and the exhaust passage 25.
[0021]
The EGR valve 42 is supported by a support 45, and a female screw is formed on the support 45. A stopper 45 a for determining a movable limit position as a reference position is formed at the inner end of the support body 45. A male screw is formed on the motor shaft 44 of the step motor 43, and the motor shaft 44 of the step motor 43 is screwed into the female screw of the support 45. The step motor 43 is driven based on a control signal supplied from an electronic control unit (ECU) 50. When the step motor 43 is driven and the motor shaft 44 is rotated, the EGR valve 42 is moved together with the support body 45. Thereby, the opening degree (position from the reference position) of the EGR valve 42 is adjusted. When the stopper 45 a comes into contact with the step motor 43 as the motor shaft 44 rotates, the position becomes the reference position of the EGR valve 42. When the EGR valve 42 is opened, part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage 25 flows to the EGR passage 41. The exhaust gas flows into the intake passage 22 via the EGR valve 42. That is, a part of the exhaust gas is recirculated into the intake gas mixture by the EGR mechanism 40. At this time, the recirculation amount of the exhaust gas is adjusted by adjusting the opening degree of the EGR valve 42. In the EGR mechanism 40 of this embodiment, the EGR valve 42 is urged in the valve closing direction by an urging member such as a spring (not shown).
[0022]
The ECU 50 is a CPU unit including a CPU and a ROM (not shown), and includes a memory 51 as a recording unit including a RAM and the like. The ECU 50 is connected to the crank angle sensor 20, the throttle position sensor 31 and the step motor 43. The ECU 50 calculates the engine rotation speed based on the input signal from the crank angle sensor 20 and calculates the engine load based on the input signal from the throttle position sensor 31. The ECU 50 is configured to output a control signal for driving and controlling the step motor 43 to the step motor 43 based on the engine rotation speed and the engine load. That is, the ECU 50 functions as a control unit that controls the step motor 43. A control program for driving and controlling the step motor 43 is stored in the ROM of the ECU 50.
[0023]
The memory 51 stores a data map as shown in FIG. In this data map, “eggrspd” is set as the remaining number of steps from the number of braking steps required to stop stably from the preset driving state of the step motor 43 at the maximum speed to the stop position. Has been. In this embodiment, “eggrspd” recorded in the memory 51 is “0”, “2”, “4”, “6”, “8”, “10”, “12”, and is driven at the maximum speed. The step motor 43 to be stopped is stopped in 12 steps. The maximum drive frequency of the step motor 43 is set to “500 pps”. That is, the maximum drive speed of the step motor 43 is set to “2 ms / step”.
[0024]
A predetermined pulse rate is set for each “eegrspd”. The pulse rate indicates the driving frequency of the step motor 43, and is set to a different value between the closing side and the opening side of the EGR valve 42. Specifically, on the closed side of the EGR valve 42, a pulse rate is set at which "500pps" which is the maximum drive frequency when "eegrspd" is "12". When “eegrspd” is “10”, “8”, “6”, “330 pps”, when “4”, “2”, “250 pps”, and when “0”, “0 pps”. Each rate is set. In other words, the drive frequency for each “eegrspd” is set to decrease stepwise as the remaining “eegrspd” to the stop position decreases. Since the drive speed is also determined by the drive frequency of the step motor 43, it is defined in this specification as ““ pulse rate ”=“ drive speed rate ””.
[0025]
On the other hand, on the open side of the EGR valve 42, a pulse rate is set so that “0pps” is “0” when “eegrspd” is “0”, and “200 pps” when “eegrspd” is “2”. No pulse rate is set for. That is, the drive frequency of the step motor 43 on the opening side of the EGR valve 42 is fixed at 200 pps.
[0026]
The step motor 43 is driven at a driving speed based on the pulse rate corresponding to each “eggrspd”. That is, when driving to the closed side of the EGR valve 42, if “eggrspd” is “12”, the step motor 43 is driven at a driving frequency of “500 pps” (driving speed of “2 ms / step”). In addition, the step motor 43 in this embodiment is a two-phase excitation type motor, and rotates by two steps.
[0027]
Next, the control process of the step motor 43 executed by the ECU 50 will be described using the flowchart shown in FIG. Note that the routine shown in FIG. 3 is executed every pulse rate time.
[0028]
First, the ECU 50 calculates the target step number (eesdl) from the difference between the target opening of the EGR valve 42 and the actual opening in step S1. That is, here, the number of steps required from the current position of the step motor 43 to the target position is calculated. The target opening of the EGR valve 42 is calculated based on the engine speed detected by the crank angle sensor 20 and the engine load detected by the throttle position sensor 31.
[0029]
Subsequently, in step S2, the ECU 50 determines whether the target opening degree of the EGR valve 42 is reversed or “esdl” is zero. That is, here, it is determined whether or not the position in the direction opposite to the current rotation direction of the step motor 43 has become the target position, or whether or not the current position matches the target position. Then, when the target opening degree of the EGR valve 42 is reversed or when “eesdl” is “0”, the ECU 50 shifts to the process of step S3, and otherwise shifts to the process of step S4.
[0030]
In step S <b> 3, the ECU 50 performs a process of updating a value obtained by subtracting “2” from the current “eegrspd” as a new “eegrspd”, and temporarily ends the process. Note that the minimum value of “eegrspd” is set to “0”. For this reason, for example, when the current “eegrspd” is “12”, the new “eegrspd” is set to “10” by the process of step S3. Therefore, in this case, the drive frequency of the step motor 43 is changed from “500 pps” to “333 pps”, and the drive speed of the step motor 43 is reduced.
[0031]
In step S4, the ECU 50 determines whether “eesdl” is equal to or less than “eegrspd”. The ECU 50 proceeds to the process of step S3 when “eeesdl” is equal to or less than “eegrspd”, and proceeds to the process of step S5 when “eeesdl” exceeds “eegrspd”.
[0032]
In step S5, the ECU 50 determines whether or not “eesdl” is equal to a value obtained by adding “2” to “eegrspd”. Then, the ECU 50 proceeds to the process of step S6 if “eesdl” is equal to the value, and proceeds to the process of step S7 if not equal.
[0033]
In step S6, the ECU 50 maintains the current “eggrspd” value as it is. In step S7, the ECU 50 determines whether or not the step motor 43 is driven to close the EGR valve 42. Then, the ECU 50 proceeds to the process of step S8 when the step motor 43 is driven to open the EGR valve 42.
[0034]
In step S8, the ECU 50 performs a process of updating the current “eegrspd” by adding “2” as a new “eegrspd”, and temporarily terminates the process. However, the maximum value of “eegrspd” is set to be “2”. Therefore, when the step motor 43 is driven to open the EGR valve 42, the drive frequency of the step motor 43 is constant at "200 pps".
[0035]
Further, the ECU 50 proceeds to the process of step S9 when the step motor 43 is driven to close the EGR valve 42 in step S7. In step S9, the ECU 50 determines whether or not the drive voltage V of the step motor 43 is equal to or lower than a predetermined voltage value (threshold value) Vs set in advance. Thus, the ECU 50 proceeds to the process of step S10 when the drive voltage V exceeds the threshold value Vs.
[0036]
In step S10, the ECU 50 performs a process of updating the current “eggrspd” by adding “2” as a new “eggrspd”, and temporarily terminates the process. The maximum value of “eegrspd” is set to be “12”. Therefore, the maximum drive frequency of the step motor 43 is “500 pps”.
[0037]
Further, the ECU 50 proceeds to the process of step S11 when the drive voltage V is equal to or lower than the threshold value Vs in step S9. Then, the ECU 50 determines whether “eegrspd” is “4” or more. As a result, the ECU 50 proceeds to the process of step S8 when “eegrspd” is less than “4”, and proceeds to the process of step S12 when “eegrspd” is “4” or more.
[0038]
In step S12, the ECU 50 performs a process of updating a value obtained by subtracting "2" from the current "eggrspd" as a new "eggrspd", and terminates the process here.
[0039]
Next, the control mode of the step motor 43 controlled by the ECU 50 will be described.
<Control mode 1>
Here, as shown in FIG. 4, the control mode from the start to the stop in the closing side control of the EGR valve 42 when the target position is fixed will be described.
[0040]
First, the ECU 50 performs processing based on the flowchart when the step motor 43 is driven, as indicated by a point P0 in FIG. At this time, the step motor 43 is stopped at the position indicated by the point P0 in the figure, and the target position is set on the side where the EGR valve 42 is closed. For this reason, the current “eegrspd” of the step motor 43 is “0”, and the relationship “eesdl> eegrspd + 2” is established. Therefore, the process of step S10 is performed through the processes of steps S1, S2, S4, S5, S7, and S9 in the flowchart. As a result, “eegrspd” of the step motor 43 is updated to “2”, and the step motor 43 is driven at a driving speed based on the pulse rate corresponding to the “eegrspd”. That is, the step motor 43 is driven at a drive frequency of “250 pps” (drive speed of “4 ms / step”).
[0041]
Next, as indicated by a point P1 in FIG. 4, when approaching the end of driving at the driving speed, the ECU 50 performs processing based on the flowchart again. Again, since the relationship “eesdl> eegrspd” is satisfied, the process of step S10 is performed. Therefore, “eegrspd” is updated to “4”, and the step motor 43 is driven at a driving frequency of “250 pps” based on the pulse rate corresponding to “eegrspd”.
[0042]
Similarly, at the positions of points P2 to P5 shown in FIG. Since the relationship of “eesdl> eegrspd + 2” is also established at the positions of these points P2 to P5, the process of step S10 is performed. That is, as the points move from point P2 to point P5, “eegrspd” is updated from “6” → “8” → “10” → “12”. Accordingly, the driving frequency of the step motor 43 increases stepwise as “333 pps” → “333 pps” → “333 pps” → “500 pps” with rotation. That is, the driving speed of the step motor 43 between the points P0 to P5 is “4 ms / step” → “4 ms / step” → “3 ms / step” → “3 ms / step” → “3 ms / step” → “2 ms / "Step" and step by step. Therefore, acceleration control is performed between points P0 to P5. That is, acceleration control is performed at the initial driving time of the step motor 43 on the closing side of the EGR valve 42.
[0043]
In addition, since “eegrspd” is set with “12” as the maximum value, after the point P5, the step motor 43 is steadily driven for a while while maintaining the driving speed of “2 ms / step”. Then, when the step motor 43 reaches the position of the point P6, “eesdl” becomes “12”, which coincides with “eegrspd”. For this reason, ECU50 performs the process of step S3 through the process of step S4 in the said flowchart. That is, “2” is subtracted from the current “eegrspd”, and “10” is updated as a new “eegrspd”. Therefore, the drive frequency of the step motor 43 is “333 pps”, and the drive speed is “3 ms / step”. Then, “eggrspd” changes from “8” → “6” → “4” → “2” → “0” as it moves from the points P7 to P11 toward the target opening. Therefore, the drive frequency of the step motor 43 changes from “333 pps” → “333 pps” → “250 pps” → “250 pps” → “0 pps”. That is, the driving speed of the step motor 43 between the points P7 to P11 changes in the order of “3 ms / step” → “3 ms / step” → “4 ms / step” → “4 ms / step” → “0 ms / step”. Therefore, the driving speed of the step motor 43 is decreased stepwise and stops at the target opening position of the EGR valve 42. Therefore, deceleration control is performed between the points P6 to P11. That is, when the target position approaches, the deceleration control of the step motor 43 is performed, whereby the step motor 43 stops at the target position.
[0044]
When the step motor 43 is stopped, the ECU 50 executes the processing based on the flowchart every time corresponding to “250 pps”, that is, every “4 ms”.
<Control mode 2>
Here, as shown in FIG. 5, an example of a control mode when the target opening degree of the EGR valve 42 is reversed while the step motor 43 is driven will be described.
[0045]
As shown in the figure, the target opening of the EGR valve 42 is closer to the closing side than the position of the step motor 43 until the step motor 43 reaches the position indicated by the point P1 in the figure. For this reason, the step motor 43 is driven at a driving speed based on the control mode 1. However, the target opening degree of the EGR valve 42 changes (reverses) to the opening side from the position of the step motor 43 immediately before the step motor 43 reaches the position of the point P1. For this reason, the ECU 50 performs the process of step S3 through step S2 in the flowchart at the position of the point P1. That is, “eegrspd” is updated to “10” by subtracting “2” from “12” which is the current “eegrspd”. For this reason, the drive frequency of the step motor 43 is lowered from “500 pps” to “333 pps”. Therefore, the driving speed of the step motor 43 is lowered from “2 ms / step” to “3 ms / step”.
[0046]
Similarly, since the process of step S3 is also performed at the positions of the points P2 to P6, “egrspd” becomes “8” → “6” → “4” → “2” → “ Transitions to “0”. For this reason, the drive frequency of the step motor 43 changes in the order of “333 pps” → “333 pps” → “250 pps” → “250 pps” → “0 pps”. Therefore, the driving speed of the step motor 43 is decreased stepwise, and the step motor 43 temporarily stops at a position closer to the closing side than the target opening position of the EGR valve 42. That is, deceleration control is performed between points P1 to P6.
[0047]
Then, the ECU 50 stops the step motor 43 for a predetermined time (in this embodiment, about 20 ms). This stop time is a time for setting the step motor 43 in a stable stop state.
[0048]
Subsequently, the ECU 50 restarts the process at the point P7. At the position of this point P7, the target opening position of the EGR valve 42 is on the open side with respect to the current position, so the ECU 50 performs the process of step S8 through the process of step S7 in the flowchart. That is, the ECU 50 updates the current “eegrspd” with “2” added as a new “eegrspd”. For this reason, “eegrspd” is updated from “0” to “2”. Therefore, the step motor 43 is driven at a driving frequency of “200 pps” in the direction in which the EGR valve 42 is opened.
[0049]
Similarly, the ECU 50 performs the process of step S8 also at the positions of points P8 to P12. However, in this step S8, “eegrspd” is set to “2” as the maximum value, and thus “eegrspd” remains “2”. Accordingly, the step motor 43 is driven at a driving frequency of “200 pps” until reaching the point P13 from the point P7. That is, the step motor 43 is driven at a constant drive speed when driving in the direction in which the EGR valve 42 is opened. In other words, when the ECU 50 drives the step motor 43 in the direction to open the EGR valve 42, the ECU 50 performs steady driving to drive the step motor 43 at a constant driving speed.
[0050]
And in the position of the point P13, ECU50 performs step S3 through the process of step S4. That is, the ECU 50 updates a value obtained by subtracting “2” from the current “eegrspd” as a new “eegrspd”. As a result, “eegrspd” becomes “0”, and the step motor 43 stops at the target position.
<Control mode 3>
Here, as shown in FIG. 6, a control mode when the drive voltage of the step motor 43 decreases while the step motor 43 is driven in the direction to close the EGR valve 42 will be described.
[0051]
As shown in the figure, the drive voltage V of the step motor 43 is lower than the threshold value Vs from immediately before the position indicated by the point P1 to immediately before the position indicated by the point P6. In such a case, the ECU 50 performs the process of step S11 through the process of step S9 at the position of the point P1. Since the “eegrspd” of the step motor 43 at the position of the point P1 is “12”, the ECU 50 performs the process of step S12. That is, the ECU 50 updates a value obtained by subtracting “2” from the current “eegrspd” as a new “eegrspd”. Therefore, “eegrspd” becomes “10”, and the drive frequency of the step motor 43 is lowered from “500 pps” to “333 pps”.
[0052]
Similarly, the ECU 50 performs the process of step S12 also at the positions of points P2 to P5. Then, “eggrspd” changes in the order of “8” → “6” → “4” → “2” as it moves to each point P2 to P5. For this reason, the drive frequency of the step motor 43 changes from “333 pps”, “333 pps” to “250 pps” to “250 pps”. Therefore, the driving speed of the step motor 43 is decelerated stepwise between points P1 to P5. That is, the step motor 43 is controlled to be decelerated between the points P1 to P5.
[0053]
Further, at the position of the point P6, the ECU 50 performs the process of step S8 through the process of step S11. Therefore, “eggrspd” is fixed to “2”, and the drive frequency of the step motor 43 is maintained at “250 pps”. That is, the drive speed of the step motor 43 is maintained at “4 ms / step”.
[0054]
And since the drive voltage V becomes more than the threshold value Vs in the position of the point P7, ECU50 performs the process of step S10 through the process of said step S9. That is, the ECU 50 updates the current “eegrspd” obtained by adding “2” as a new “eegrspd”. For this reason, “eegrspd” becomes “4”, and the step motor 43 is driven at a driving speed based on the corresponding pulse rate. Therefore, the driving speed of the step motor 43 is maintained at a constant speed during the points P5 to P7. In other words, the step motor 43 is limitedly driven between the points P5 and P7.
[0055]
Similarly, the ECU 50 performs the process of step S10 at the positions of points P8 to P11. For this reason, “eegrspd” is updated from “6” → “8” → “10” → “12” as it moves to each point P8 to P11. That is, the driving frequency of the step motor 43 increases stepwise as “333 pps” → “333 pps” → “333 pps” → “500 pps” with rotation. Therefore, acceleration control is performed between the points P7 to P11.
[0056]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Based on the relationship between the limit step number (eegrspd) corresponding to the actual drive speed of the step motor 43 and the target step number (eesdl) of the step motor 43, acceleration / deceleration control of the drive speed of the step motor 43 is performed. Is called. For this reason, it can prevent that the drive speed of the step motor 43 changes abruptly, and can prevent step-out of the step motor 43 reliably. In addition, since the ECU 50 determines the driving speed of the step motor 43 based on the map of the limited number of steps and the pulse rate recorded in the memory 51, it is not necessary to perform an operation for calculating the driving speed. Therefore, the calculation load of the ECU 50 is reduced, and acceleration / deceleration control can be easily performed. Therefore, it is not necessary to use a high-performance ECU 50 having a high calculation processing speed or a dedicated one for driving and controlling the step motor 43. For this reason, an increase in the number of parts of the ECU 50 and an increase in cost can be prevented.
[0057]
(2) When the drive voltage V of the step motor 43 falls below a predetermined threshold value Vs, the step motor 43 is driven with a predetermined drive speed as a limit speed. In general, the driving torque of the step motor 43 decreases as the driving speed increases. Further, the driving torque of the step motor 43 becomes low as the driving voltage V of the step motor 43 decreases. For this reason, by limiting the drive speed when the drive voltage V of the step motor 43 decreases, it is possible to reliably prevent the step-out due to the decrease in the drive torque of the step motor 43. In addition, a deceleration process is performed when the drive speed is limited, and an acceleration process is performed when the drive speed limit is cancelled. Therefore, a rapid speed change at the time of limiting and when the limit is canceled can be prevented. Therefore, the step motor 43 does not step out during such limited driving.
[0058]
(3) The acceleration / deceleration control of the step motor 43 is performed only when driving the EGR valve 42 in the closing direction. When the EGR valve 42 is driven in the opening direction, the step motor 43 is driven at a constant driving speed. That is, the step motor 43 is driven rapidly only to the closing side. For this reason, the calculation load of the ECU 50 can be further reduced, and the acceleration / deceleration control of the step motor 43 can be performed more easily. In particular, since the EGR valve 42 of this embodiment is biased to the closing side by the biasing member, a high driving torque is required to drive the EGR valve 42 in the opening direction. Therefore, it is difficult to drive the step motor 43 at a high driving speed in the direction in which the EGR valve 42 is opened. Therefore, it is beneficial to perform acceleration / deceleration control of the step motor 43 only when driving to the closing side.
[0059]
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the embodiment described above, only the pulse rates corresponding to when “eggrspd” is “0” and “2” are recorded in the memory 51 as the pulse rate on the opening side of the EGR valve 42. Then, as shown in <Control Mode 2>, the ECU 50 does not perform acceleration / deceleration control of the step motor 43 when driving the step motor 43 in the direction to open the EGR valve 42. However, for example, as shown in FIG. 7, when “eegrspd” is “0”, it is “0 pps”, when it is “2”, “100 pps”, when it is “4”, when it is “150 pps”, “6”. A pulse rate of “200 pps” may be recorded in the memory 51. At the same time, in the flowchart shown in FIG. 3, the maximum value of “eggrspd” in the process of step S8 is changed to “6”.
[0060]
If it does in this way, as shown in FIG. 8, the step motor 43 will be acceleration-controlled from the point P7 to the point P10, and the step motor 43 will carry out the deceleration control from the point P11 to the point P13. For this reason, the step-out of the step motor 43 when the step motor 43 is driven in the direction to open the EGR valve 42 can be more reliably prevented.
[0061]
In the above-described embodiment, when the drive voltage V of the step motor 43 falls below the predetermined threshold Vs, deceleration control is performed to limit the drive of the step motor 43. However, such deceleration control and limited driving may be omitted.
[0062]
In the embodiment, a two-phase excitation step motor is used as the step motor 43. However, a step motor capable of 1-2 phase control may be used as the step motor 43.
[0063]
-In the said embodiment, it actualizes as a drive control apparatus of the step motor which drives the EGR valve of a vehicle engine. However, it may be embodied as a control device such as a step motor for driving the throttle valve 30 or a step motor for driving an industrial robot.
[0064]
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1) In the step motor drive control device according to any one of claims 1 to 3, the recording unit records pulse rates set differently for each of the drive directions of the step motor. That. According to the invention described in this technical idea (1), even when a different load is applied for each step motor driving direction, the step motor is driven at an optimum driving speed in each direction. Can do.
[0065]
(2) In the step motor drive control device according to any one of claims 1 to 3 and technical idea (1), the drive control device drives and controls a step motor used in a vehicle.
[0066]
(3) In the step motor drive control device described in the technical idea (2), the drive control device drives and controls the step motor that drives the EGR valve.
[0067]
(4) Acceleration / deceleration that controls the step motor that drives the driven body and the rotation direction, rotation amount, and driving speed of the step motor, and that gradually increases the driving speed at the initial stage of driving and gradually decreases the driving speed when it stops. A step motor drive control device comprising control means for performing control, and the number of braking steps from the number of braking steps required to stop the step motor from a driving state at a preset maximum speed to a stop position; And a recording means for recording a data map comprising driving speed rates set correspondingly so that the driving speed is gradually reduced as the number of braking steps decreases, and the control means includes the step motor Calculate the target number of steps from the current position to the target position and correspond to the actual driving speed of the step motor When the number of braking steps is equal to or greater than the target number of steps, deceleration control for driving the step motor at a driving speed based on the driving speed rate corresponding to the number of braking steps is performed, and the actual driving speed of the step motor is When the corresponding number of braking steps is less than the target number of steps, acceleration control for driving the step motor at a driving speed based on a driving speed rate corresponding to the number of steps one step higher than the number of braking steps is performed.
[0068]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first to sixth aspects of the invention, the acceleration / deceleration control of the step motor can be easily performed.
[0069]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent the step-out caused by the decrease in the driving torque of the step motor.
According to the third aspect of the present invention, the acceleration / deceleration control of the step motor can be performed more easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a vehicle engine using a step motor drive control device of the present invention.
FIG. 2 is a map showing a pulse rate recorded in the recording means of the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing acceleration / deceleration processing performed by the control unit of the embodiment.
FIG. 4 is a time chart showing an example of a control mode of the embodiment.
FIG. 5 is a time chart showing an example of a control mode of the embodiment.
FIG. 6 is a time chart showing an example of a control mode of the embodiment.
FIG. 7 is a map showing a pulse rate recorded in recording means of another embodiment.
FIG. 8 is a time chart illustrating an example of a control mode according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
42 ... an EGR valve as a driven body, 43 ... a step motor, 50 ... an electronic control unit (ECU) as a control means, 51 ... a memory as a recording means.

Claims

Controls the step motor that drives the driven body and the direction, amount, and speed of rotation of the step motor, and performs acceleration / deceleration control that gradually increases the driving speed at the initial stage of driving and gradually decreases the driving speed at the time of stopping. In a step motor drive control device comprising a control means,
Drive stepwise lower as the number of braking steps decreases with respect to the number of braking steps from the number of braking steps required to stop the step motor from a driving state at a preset maximum speed to the stop position. Recording means for recording the driving speed rate set corresponding to each speed,
The control means calculates a target step number from the current position to the target position of the step motor, and when the brake step number corresponding to the actual driving speed of the step motor is equal to or greater than the target step number, the braking step When the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is less than the target number of steps, the braking control is performed to drive the step motor at a driving speed based on the driving speed rate corresponding to the number. A drive control device for a step motor, characterized in that acceleration control for driving the step motor is performed at a drive speed based on a drive speed rate corresponding to a step number one step higher than the step number.

The control means drives the step motor driving speed when the driving voltage of the step motor falls below a predetermined threshold based on a driving speed rate corresponding to a predetermined number of braking steps among the number of braking steps. When the speed is higher than the speed limit set by the speed, the deceleration control is performed until the speed reaches the speed limit, and the step motor is driven at the speed limit until the drive voltage of the step motor exceeds the threshold value. The stepping motor drive control device according to claim 1.

The control means performs the deceleration control and acceleration control only when the step motor is driven in one rotational direction, and does not perform the deceleration control and acceleration control when driven in the other rotational direction. The step motor drive control device according to claim 1 or 2, wherein the step motor is driven at a predetermined drive speed.

Step motor drive control that controls the rotation direction, rotation amount, and drive speed of the step motor that drives the driven body, and that gradually increases and decreases the drive speed at the initial stage of drive and gradually decreases the drive speed when stopped In the method
Drive stepwise lower as the number of braking steps decreases with respect to the number of braking steps from the number of braking steps required to stop the step motor from a driving state at a preset maximum speed to the stop position. Based on the driving speed rate set corresponding to each speed,
Driving speed based on the driving speed rate corresponding to the number of braking steps when the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is equal to or greater than the target number of steps from the current position of the step motor to the target position The deceleration control for driving the step motor is performed, and when the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is less than the target number of steps, the number of steps is one step higher than the number of braking steps. An acceleration control for driving the step motor at a driving speed based on the driving speed rate is performed.

A computer that performs acceleration / deceleration control that controls the rotation direction, rotation amount, and driving speed of the stepping motor that drives the driven body, gradually increases the driving speed at the initial stage of driving, and gradually decreases the driving speed when stopped.
Drive stepwise lower as the number of braking steps decreases with respect to the number of braking steps from the number of braking steps required to stop the step motor from a driving state at a preset maximum speed to the stop position. The number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is greater than or equal to the target number of steps from the current position of the step motor to the target position, based on the driving speed rate set corresponding to each speed. A step of driving the step motor at a driving speed based on a driving speed rate corresponding to the number of braking steps;
Based on the set driving speed rate, when the number of braking steps corresponding to the actual driving speed of the step motor is less than the target number of steps, driving corresponding to the number of steps one step higher than the number of braking steps A drive control program for executing a procedure for driving the step motor at a drive speed based on a speed rate.

A computer-readable recording medium storing the program according to claim 5.