JPH0357835A - 車載エンジンの制御弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車エンジンの燃料供給系に使用される制
御弁、例えばスロットル弁をステップモータによって駆
動する制御弁制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、自動車の発進及び走行中において、エンジンの
駆動力を受けて回転する車輪に伝わるトルクが路面の摩
擦力より必要以上に大きい場合、車輪が空転してスリッ
プすることがある。このような車輪のスリップ状態を解
消するには過大トルクを小さくする必要がある。過大ト
ルクを小さくするには、アクセルペダルの踏込量を加減
することによって、アクセルペダルと連繋しているエン
ジンの吸気管内に回動自在に設けられているスロットル
弁の開度を絞る方向に調節し、吸入空気量あるいは吸入
混合気息を減らしてエンジンの出力を適正に保たなけれ
ばならないが、ドライバ自身の力によって踏込量を正確
にコントロールすることは困難である。

このような不具合を解消するために、スロットル弁機構
にステップモータを連結して、このステップモータを車
輪の空転状態に応じて制御することにした装置が提案さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このスロットル弁の制御用ステップモータは
小型軽量であることが望ましいが、小型軽量化するとト
ルクが小さくなり、スロットル弁の戻しばねに打ち勝つ
トルクを発生することができない。また、トルクを大き
くする為に電流を大きくすると発熱する。これらの問題
を解決する為に、ステップモータのデューティ制御を行
い、トルクが必要なときにはパルス幅を広げ、トルクが
不必要なときにはパルス幅を狭くする技術が提案されて
いる。

しかしながら、このデューティ制御を行う場合、スロッ
トル弁機構に対してステップモータのトルク特性を適合
させないとスリップが発生したり、位置のエラーが発生
する。例えば、停止保持状態にあるステップモータを起
動する場合、停止保ｔｊｊ１１！ｆにおける小さなバル
スデューティ比から作動時における大きなパルスデュー
ティ比にパルスデューティ比を可変した電流を供給する
と同１（！ｉにステップモータを回転起動すると、戻し
ばねの附勢力等の影響によりステップモータの起動位置
が不安定となり、ステップモータの起動トルク性能を有
効に利用することができない。

そこで本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目
的は、停止保持状態にあるステップモータを起動するに
隔して、ステップモータを停止状態に保持するのに必要
なパルスデューティ比からステップモータを作動させる
のに必要なパルスデューティ比に変えた電流をステップ
モータに供給し、ステップモータがより安定した停止泣
置にて停止するまで待ってその後にステップモータを回
転することによってステップモータの起動トルク性能を
有効に、十分に利用することができる制御弁制御装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明に係る制御弁制御装置
は、スプリングにより附勢された制御弁（スロットル弁
、チョーク弁等）と、上記制御弁を駆動するステップモ
ータと、前記ステップモータを駆動するための駆動回路
と、上記ステップモータを停止状態から起動させるとき
には、上記駆動回路に対して出力するパルス信号を、上
記ステップモータを停止状態に保持するのに必要なデュ
ーティ比から上記ステップモータを作動させるのに必要
なデューティ比に変え、所定時間が経過した後に上記ス
テップモータを起動すべく上記駆動回路を制御する制御
手段と、を備えた構或とした。

〔作用〕

上記構成において、ステップモータを停止状態から起動
させるときには、駆動回路に対して出力するパルス信号
を、ステップモータを停止状態に保持するのに必要なデ
ューティ比からステップモータを作動させるのに必要な
デューティ比に変え、所定時間が経過した後にステップ
モータを起動すベく駆動回路を制御することとしたので
、停止保持状態にあるステップモータを起動するに際し
て、ステップモータを停止上位に保持するのに必要なバ
ルスデューティ比からステップモータを作動させるのに
必要なパルスデューティ比に可変した電流をステップモ
ータに供給し、ステップモータがより安定した停止位置
にて停止するまで待ってその後にバルスモー夕を回転す
ることによってステップモータの起動トルク性能を有効
に、十分に利用することができるようになった。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

まず、第１図に基づき、本発明の一実施例に係る制御弁
制御装置を説明する。

第１図において、軸１の左端側にはアクセルペダルと連
動する部材２が取り付けられているとともに、該部材２
の近傍に、該部材２と係合して第１図矢印方向に回動可
能にスロットルドラム３が取り付けられている。スロッ
トルドラム３には、ワイヤ４が巻回されているとともに
、アクセル開度センサ５が取り付けられている。軸１の
略中央部にはスロットル弁が取り付けられており、一方
軸１の右端側には、スロットル制御レバー７を初め、ス
ロットルレバー８、スロットルセンサ９が取り付けられ
ている。スロットル制御レバー７には、ディスタンスギ
ア１０が歯合されており、このディスタンスギア１０と
スロットル制御レバー７には、一端側が固定された戻し
ばね１１．１１′の他端側か取り付けられている。ディ
スタンスギア１０には、ステップモータ１２の回転軸に
取り付けられたギア１３が歯合されている。

上記構成において、アクセルペダル（図示しない）の踏
込みによって軸１がこのアクセルペダルと連動して第１
図時計方向に回動したときには、スロットル弁６は全開
方向に回動する。一方、ステップモータ１２の第１図反
時計方向への回転に伴う軸１の第１図反時計方向への回
動によって、それまで開いていたスロットル弁６は、全
閉方向へと回動する。スロットルセンサ９は、スロット
ル弁６の開度を検知して制御部へと出力する。

制御部は、車輌のスリップ状態を解消する為に要求され
る目漂開度信号と、実際のスロットル弁の開度を示すス
ロットルセンサ７の出力信号を読み込んで、両信号の偏
差に基づき、ステップモータ１２を駆動する。

第２図は、本発明の一実施例に従うスロットル弁駆動装
置の制御回路を示した図である。第２図にて図示した構
或の制御回路は、前記第１図にて示したステップモータ
１２の駆動を制御するために設けられている。

この制御回路は、制御部１５を始め、ステップモータ１
２を駆動するため駆動回路１６、制御部１５の制御下で
駆動回路１６に対しデューティ比可変のパルス電流を供
給する方形波パルス発振回路１７及び制御部１５の制御
下で駆動回路１６を構或するステップモータ１２の各相
を各別に励磁（駆動）するための信号を出力する振り分
け回路１８を備えている。上述した構或について更に詳
述する。

即ち、方形波パルス発振回路１７は、制御部１５の制御
下で、ステップモータ１２が停止状態にあるときには、
戻しばね１１の附勢力に打ち勝って停止状態を保持し続
けるのに必要なトルクをステップモータ１２に発生させ
るために、本実施例ではパルスデューティ比１５％の方
形波パルス信号を出力する。又、方形波パルス発振回路
１７は、制御部１５の制御下で、ステップモータ１２を
作動させるときには、戻しばね１１の附勢力に打ち勝っ
て回転駆動が、可能なトルクをステップモータ１２に発
生させるために、本実施例ではパルスデューティ比５０
％の方形波パルス信号を出力する。

駆動回路１６を構成しているチョッピング用トランジス
タＴｒ５は、方形波パルス発振回路１７から出力される
方形波パルス信号に応じてＯ　Ｎ／ＯＦＦＬ、直流電＠
１９から出力される電流を、ステップモータ１２を構成
している各相のコイルＬ　　，Ｌ　　，Ｌ　　，Ｌ４側
に供給される。前記ス１２３ テップモータ１２を構成している各相は、夫々コイルを
始め、オン／オフ動作することによってコイルに流れる
電流を制御するトランジスタ、トランジスタを逆電圧か
ら保護する保護ダイオード、前ＸＨ各トランジスタのコ
レクタ側と直流化源１つ側との間に接続されているダイ
オード及び定電圧ダイオードから戊っている。即ち、前
記ステップモーター２を｝Ｍ威している第１相は、コイ
ルＬＬを始め、トランジスタＴ　　保護ダイオードＤ１
、『１ゝ ダイオードＤ１１から戊っており、前記ステップモータ
１２を構成している第２相は、コイルＬ２を始め、トラ
ンジスタＴ　　保護ダイオードＤ２、『２ゝ ダイオードＤ２２から成っており、前記ステップモータ
１２を構成している第３相は、コイルＬ３を始め、トラ
ンジスタＴ　　保護ダイオードＤ３、『３ゝ ダオードＤ３３から成っている。更に、前記ステップモ
ーター２を構成している第４相は、コイルＬ　を始め、
トランジスタＴ　　保護ダイオード４　　　　　　　　
　　　　ｒ４’ Ｄ　１ダイオードＤ４４から成っている。なお、定４ 電圧ダイオードＺＤは、前記保護ダイオードＤ１〜Ｄ４
のカソード側と直流電源１９との間に接続されている。

＄１１御部１５は、前述したように、方形波パルス発振
回路１７、振り分け回路１８を介して駆動回路１６を制
御する。制御部１５は、ステップモータ１２を低速度、
高トルクにて駆動したいときは、振り分け回路１８から
低周波数のモータ駆動信号が出力されるように振り分け
回路１８を制御し、ステップモータ１２を高速度、低ト
ルクにて駆動したいときには振り分け回路１８から高周
波数のモータ駆動信号が出力されるように振り分け回路
１８を制御する。制御部１５は、例えば、１相励磁によ
ってステップモータ１２を駆動するときには、トランジ
スタＴＴＴ ｒｌ’　　　ｒ２’　　　ｒ３’　　Ｔｒ４の順１こ、
或いはこれとは逆にトランジスタＴＴＴｒ４’　　ｒ３
’ ｒ２’　”ｒｌの順に各トランジスタを導通すべく振り
分け回路１８の駆動を制御する。

上述した構成において、停止保持状態にあるステップモ
ータ１２を作動状態に移行する場合の制御態様は、以下
の通りである。即ち、ステップモータ１２を停止保持状
態に置いているときには、第３図にて示すように、方形
波パルス発振回路ｌ７を制御することによってデューテ
ィ比を１５％としたパルス信号を駆動回路６に印加し、
ステップモータ１２を起動するに際しては、ステップモ
ータ１２を作動状態とすることが可能なデューティ比５
０％に可変し、ステップモータ１２か基準位置に静止し
た後に、振り分け回路１８を制御したステップモータ１
２を起動することとなる。

上記内容は、２相励磁のステップモータに関して述べた
ものであるが、１相励磁又は１−２相励磁のステップモ
ータにも本発明が適用可能なのは勿論である。又、停止
状態を保持するためにバルスモー夕に対して印加される
パルス信号のデューティ比、作動状態を保持するために
ステップモータに対して印加されるパルス信号のデュー
ティ比はともに上記数値にのみ限定されるものではない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ステップモータ
を停止状態から起動させるときには、駆動回路に対して
出力するパルス信号を、ステップモータを停止状態に保
持するのに必要なデューティ比からステップモータを作
動させるのに必要なデューティ比に可変し、所定時間が
経過した後にステップモータを起動すべく駆動回路を制
御することとしたので、停止保持状態にあるステップモ
ータを起動するに際して、ステップモータを停止状態に
保持するのに必要なバルスデューティ比からステップモ
ータを作動させるのに必要なパルスデューティ比に可変
した電流をステップモータに供給し、ステップモータが
より安定した停止位置にて停止するまで待ってその後に
ステップモータを回転することによってステップモータ
の起動トルク性能を有効に、十分に利用することができ
る制御弁制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る制御弁制御装置の基本
的構戊を示す斜視図、第２図は第１図に示す制御弁制御
装置に適用できる制御回路を示す図、第３図は第２図に
示す制御回路の動作を示すタイミングチャートである。 ６・・・スロットル弁、１１．１１’　・・・戻しばね
、１２・・・ステップモータ、１５・・・制御部、１６
・・・駆動回路、１７・・・方形波パルス発振回路、１
８・・・振り分け回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スプリングにより附勢された制御弁と、 前記制御弁を駆動するステップモータと、 前記ステップモータを駆動する駆動回路と、前記ステッ
   プモータを停止状態から起動させるときには、前記駆動
   回路に対して出力するパルス信号を、前記ステップモー
   タを停止状態に保持するのに必要なデューティ比から前
   記ステップモータを作動させるのに必要なデューティ比
   に変え、所定時間が経過した後に前記ステップモータを
   起動すべく前記駆動回路を制御する制御手段と、を備え
   たことを特徴とする制御弁制御装置。