JPH0777088A - Speed control method for step motor - Google Patents

Speed control method for step motor

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Publication number
JPH0777088A
JPH0777088A JP16286893A JP16286893A JPH0777088A JP H0777088 A JPH0777088 A JP H0777088A JP 16286893 A JP16286893 A JP 16286893A JP 16286893 A JP16286893 A JP 16286893A JP H0777088 A JPH0777088 A JP H0777088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drive
step motor
drive frequency
maximum
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP16286893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akito Adachi
章人 安達
Hiroshi Miyata
博司 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP16286893A priority Critical patent/JPH0777088A/en
Publication of JPH0777088A publication Critical patent/JPH0777088A/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve durability through reduction of a maximum speed during first drive after making of a power source and to improve responsiveness through execution of drive at a further high drive speed by means of a motor load after grease is spread. CONSTITUTION:An accelerator pedal step-on amount signal outputted from an accelerator stroke sensor 23 is inputted to a CPU 18 to calculate the target step position of a step motor 4. A voltage value into which the voltage of a battery 21 is branched by a branch circuit 22 is A/D-converted and it is then decided whether a first decision flag is zero. When the first decision flag is zero, a maximum drive frequency corresponding to a current voltage value is set based on a drive map A. When the first decision flag is not zero, based on a drive map B stored in an ROM 13, a maximum drive frequency corresponding to a current voltage value is set. The drive map A has a maximum drive frequency reduced to a value lower than that of the drive map B.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はエンジンのスロットル
弁を開閉駆動するステッピングモータの速度制御方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor speed control method for opening and closing a throttle valve of an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のステッピングモータの速
度制御装置は例えば特開昭61−138850号に開示
されている。この装置はステップモータのバッテリ電圧
(電源電圧)の低下に追従してステッピングモータを駆
動する最大駆動速度を低くするようにしている。このこ
とによって、ステップモータの駆動力低下によって生ず
る脱調を防止するものである。すなわち、従来は、ステ
ップモータの電源電圧による駆動最大速度は、負荷側で
あるスロットルバルブの低温、駆動方向等をすべてを考
慮した最大負荷を駆動できるよう決定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a speed control device for this type of stepping motor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-138850. This device follows the decrease in the battery voltage (power supply voltage) of the step motor and lowers the maximum drive speed for driving the stepping motor. This prevents out-of-step caused by a reduction in the driving force of the step motor. That is, conventionally, the maximum driving speed by the power supply voltage of the step motor is determined so that the maximum load can be driven in consideration of the low temperature of the throttle valve on the load side, the driving direction, and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、イグニッシ
ョンスイッチがオンされた後の最初のステップモータ駆
動時においてはステップモータ内のグリースの分布が不
均一なため、負荷が大きく、2回目以降はグリースが軸
全体に行き渡るため、負荷が小さくなる。ところが、従
来は常に初回駆動ができるように、バッテリ電圧(電源
電圧)に従って駆動最大速度を決定しているため、2回
目以降時にはトルクに余裕があるにもかかわらず駆動速
度を初回時よりも上げて使用することが行なわれていな
い。そのため、アクセルペダルの踏込み量に応じた応答
性に欠ける問題があった。
By the way, when the step motor is driven for the first time after the ignition switch is turned on, the grease distribution in the step motor is not uniform, so that the load is large and the grease is not discharged after the second time. The load is small because it spreads over the entire axis. However, in the past, the maximum driving speed was determined according to the battery voltage (power supply voltage) so that the first driving can always be performed. Has not been used. Therefore, there is a problem that the responsiveness corresponding to the depression amount of the accelerator pedal is lacking.

【0004】この発明の目的は電源投入後、少なくとも
初回駆動時は最大駆動速度を小さくすることにより、ス
テップモータの耐久性を向上し、それ以降は最大駆動速
度を大きくすることにより、モータ負荷等により大きな
駆動速度で駆動できるため、応答性がよくすることがで
きるステップモータの速度制御方法を提供することにあ
る。
The object of the present invention is to improve the durability of the step motor by reducing the maximum drive speed at least during the initial drive after the power is turned on, and increase the maximum drive speed thereafter, thereby increasing the motor load, etc. Therefore, it is possible to provide a step motor speed control method capable of improving responsiveness because the method can be driven at a higher drive speed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、アクセルペダル踏込み量信
号に基づいたスロットル開度を得るためのステップモー
タの駆動目標ステップ位置を算出し、その目標ステップ
位置へステップモータの脱調防止のため定められたステ
ップモータの最大駆動速度を越えない速度でステップモ
ータを駆動することによりスロットル開度を制御するス
ロットル用ステップモータの速度制御方法であって、前
記ステップモータの最大駆動速度は、エンジン始動後初
めてステップモータを駆動する際の最大駆動速度がエン
ジン始動後2回目以降のステップモータを駆動する際の
最大駆動速度より大きく設定されていることをその要旨
とするものである。
To achieve the above object, in the present invention, a drive target step position of a step motor for obtaining a throttle opening based on an accelerator pedal depression amount signal is calculated, and A method for controlling the speed of a throttle step motor, which controls the throttle opening by driving the step motor at a speed that does not exceed the maximum drive speed of the step motor that is set to prevent stepping of the step motor to a target step position. The maximum drive speed of the step motor is set so that the maximum drive speed when driving the step motor for the first time after the engine is started is higher than the maximum drive speed when driving the step motor after the second time after the engine is started. This is the summary.

【0006】[0006]

【作用】上記の構成により、エンジン始動後初めてステ
ップモータを駆動する際は、最大駆動速度がエンジン始
動後2回目以降のステップモータを駆動する際の最大駆
動速度より大きく設定される。
With the above structure, when the step motor is driven for the first time after the engine is started, the maximum drive speed is set higher than the maximum drive speed when the step motor is driven for the second time after the engine is started.

【0007】[0007]

【実施例】以下、この発明を具体化した実施例を図1〜
図10に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will now be described with reference to FIGS.
This will be described in detail with reference to FIG.

【0008】図2はスロットルアクチュエータの構成図
を示し、エンジンの吸入空気量を調節するスロットル弁
はスロットルボディ1,バタフライ弁2、及びバタフラ
イ弁2を固定した回動可能なシャフト3にて構成されて
いる。同シャフト3は図示しないベアリングにて回動可
能にスロットルボディ1に支持されており、シャフト3
の一端にはギヤ4が固着され、ステップモータ4のシャ
フト5の一端に固定されたギヤ6と噛合されている。そ
して、ステップモータ4に駆動信号が出力されると、ス
テップモータ4はステップ動作し、その動きに連動して
シャフト5が回転され、ギヤ6,7を介してシャフト3
が回転される。この結果、バタフライ弁2が回転され、
スロットルボディ1の空気通路断面積が変化する。ギヤ
6,7は減速比2分の1のギヤであり、ステップモータ
4のシャフト5が180度回転すると、シャフト3は9
0度回転するようになっている。
FIG. 2 shows the configuration of the throttle actuator. The throttle valve for adjusting the intake air amount of the engine is composed of a throttle body 1, a butterfly valve 2 and a rotatable shaft 3 to which the butterfly valve 2 is fixed. ing. The shaft 3 is rotatably supported by the throttle body 1 by a bearing (not shown).
A gear 4 is fixed to one end of the shaft 4, and is meshed with a gear 6 fixed to one end of a shaft 5 of the step motor 4. When a drive signal is output to the step motor 4, the step motor 4 performs a step operation, the shaft 5 is rotated in association with the movement, and the shaft 3 is rotated via the gears 6 and 7.
Is rotated. As a result, the butterfly valve 2 is rotated,
The cross-sectional area of the air passage of the throttle body 1 changes. The gears 6 and 7 are gears having a speed reduction ratio of ½, and when the shaft 5 of the step motor 4 rotates 180 degrees, the shaft 3 becomes 9
It is designed to rotate 0 degrees.

【0009】次にステップモータ4を駆動する駆動装置
について説明する。図1は駆動装置のブロック図を示し
ている。ワンチップマイクロコンピュータ11はRAM
12、ROM13、入出力バッファ14、A/D変換器
15、プログラマブルタイマ16、割込制御回路17及
びCPU18とから構成されている。
Next, a drive device for driving the step motor 4 will be described. FIG. 1 shows a block diagram of the drive unit. One-chip microcomputer 11 is RAM
12, ROM 13, input / output buffer 14, A / D converter 15, programmable timer 16, interrupt control circuit 17, and CPU 18.

【0010】前記RAM12は演算結果やデータを一時
記憶するためのものであり、ROM13は制御プログラ
ム等を記憶する。又、入出力バッファ14はマイクロコ
ンピュータ11と外部との信号の入出力を行なうための
ものであり、A/D変換器15は外部からのアナログ信
号をデジタル信号に変換する。又、割込制御回路17は
割込み要求発生時にCPU18に割込み処理を行なわせ
るための回路である。CPU18は記憶手段としてのR
OM13に記憶された制御プログラムに基づいて演算処
理を行なうようになっている。
The RAM 12 is for temporarily storing calculation results and data, and the ROM 13 stores a control program and the like. The input / output buffer 14 is for inputting / outputting signals between the microcomputer 11 and the outside, and the A / D converter 15 converts an analog signal from the outside into a digital signal. The interrupt control circuit 17 is a circuit for causing the CPU 18 to perform an interrupt process when an interrupt request is generated. CPU 18 is R as a storage means
Arithmetic processing is performed based on the control program stored in the OM 13.

【0011】クロックジェネレータ19はワンチップマ
イクロコンピュータ11に基準クロックパルスを供給
し、動作の基準タイミング信号及びプログマブルタイマ
16の基準クロック源となる。定電圧電源20はバッテ
リ21からの電源電圧を5Vに安定化してワンチップマ
イクロコンピュータ11、クロックジェネレータ19に
供給する。バッテリ21の電圧は分圧回路22で4分の
1に分圧されてA/D変換器15に入力される。又、A
/D変換器15にはアクセルストロークセンサ23から
のアクセルペダル踏込み量信号が入力される。マイクロ
コンピュータ11からの駆動信号は駆動回路24を介し
てステップモータ4に出力される。又、ステップモータ
4にはバッテリ21から電圧が印加されている。
The clock generator 19 supplies a reference clock pulse to the one-chip microcomputer 11 and serves as a reference timing signal for operation and a reference clock source for the programmable timer 16. The constant voltage power supply 20 stabilizes the power supply voltage from the battery 21 to 5V and supplies it to the one-chip microcomputer 11 and the clock generator 19. The voltage of the battery 21 is divided into 1/4 by the voltage dividing circuit 22 and input to the A / D converter 15. Also, A
An accelerator pedal depression amount signal from the accelerator stroke sensor 23 is input to the / D converter 15. The drive signal from the microcomputer 11 is output to the step motor 4 via the drive circuit 24. A voltage is applied to the step motor 4 from the battery 21.

【0012】図4は駆動回路24とステップモータ4の
電気的等価回路図である。ステップモータ4は固定子に
4つのコイル26a〜26dが巻装されており、コイル
26aとコイル26b、コイル26cとコイル29dは
各々バイファイラ巻され、互いに逆相に接続されてい
る。抵抗27a〜27hはコイル26a〜26dの電流
値を決定するための抵抗であり、抵抗27a,27c,
27e,27gは同一抵抗値、抵抗27b,27d,2
7f,27hも同一抵抗値となっている。トランジスタ
28aはコレクタが抵抗27aの一端に接続され、ベー
スは抵抗29aを介して端子30aに接続されている。
トランジスタ28aのコレクタとエミッタ間にはコイル
26aの逆起電力を吸収してトランジスタ28aに逆バ
イアスがかからないようにするためのダイオード31a
が接続されている。同様な接続が抵抗29b〜29hと
端子30b〜30hの間及びトランジスタ28b〜29
hのコレクタとエミッタ間にはダイオード31b〜31
hが各々接続されている。端子32にはバッテリ21の
プラス端子、端子33にはバッテリ21のマイナス端子
が接続されている。
FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of the drive circuit 24 and the step motor 4. In the step motor 4, four coils 26a to 26d are wound around a stator. The coils 26a and 26b, and the coils 26c and 29d are bifilar wound and connected in opposite phases to each other. The resistors 27a to 27h are resistors for determining the current values of the coils 26a to 26d, and the resistors 27a, 27c,
27e and 27g have the same resistance value and resistors 27b, 27d and 2
7f and 27h also have the same resistance value. The transistor 28a has a collector connected to one end of the resistor 27a and a base connected to the terminal 30a via the resistor 29a.
A diode 31a for absorbing the counter electromotive force of the coil 26a between the collector and the emitter of the transistor 28a to prevent the transistor 28a from being reverse biased.
Are connected. Similar connections are made between resistors 29b-29h and terminals 30b-30h and transistors 28b-29.
Diodes 31b to 31 are provided between the collector and the emitter of h.
h are connected to each other. The positive terminal of the battery 21 is connected to the terminal 32, and the negative terminal of the battery 21 is connected to the terminal 33.

【0013】端子30a〜30hはワンチップマイクロ
コンピュータ11の入出力バッファ14に接続され、5
V若しくは0Vが印加される。例えば端子30aに5V
が印加されると、トランジスタ28aがオンし、抵抗2
7aを介してコイル26aに電流が流れ、一方、端子3
0aに0Vが印加されると、トランジスタ28aはカッ
トオフし、コイル26aには電流が流れない。これらの
端子30a〜30hに印加する電圧の組合せ(励磁パタ
ーン)をワンチップマイクロコンピュータ11により制
御することにより、ステップモータ4の回転が制御され
るようになっている。
The terminals 30a to 30h are connected to the input / output buffer 14 of the one-chip microcomputer 11, and
V or 0V is applied. For example, 5V at the terminal 30a
Is applied, the transistor 28a turns on and the resistor 2
A current flows through the coil 26a through the terminal 7a, while the terminal 3
When 0V is applied to 0a, the transistor 28a is cut off and no current flows through the coil 26a. By controlling the combination (excitation pattern) of the voltages applied to these terminals 30a to 30h by the one-chip microcomputer 11, the rotation of the step motor 4 is controlled.

【0014】図3は端子30a〜30hに印加する電圧
波形とステップ位置との関係を示すタイミングチャート
である。この制御シーケンスは一般に「ダブル1−2相
励磁」といい、このシーケンスに従って励磁パターンを
切替えていくことにより、ステップモータ4のシャフト
は各ステップ毎にスロットル弁を開放する方向に約0.
45度(すなわち、シャフト3では約0.225度)ず
つ回転する。この制御シーケンスは16ステップ毎に同
じ状態を繰返す。この制御シーケンスの順方向はスロッ
トル弁の閉方向としている。
FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the voltage waveform applied to the terminals 30a to 30h and the step position. This control sequence is generally referred to as "double 1-2 phase excitation", and by switching the excitation pattern according to this sequence, the shaft of the step motor 4 moves about 0.
It rotates by 45 degrees (that is, about 0.225 degrees for the shaft 3). This control sequence repeats the same state every 16 steps. The forward direction of this control sequence is the closing direction of the throttle valve.

【0015】例えば、図3に示すステップ位置2からス
テップ位置3に切り替わる時間(すなわち、周期T)を
変化させると、ステップモータ4のシャフト5の回転速
度(以下、駆動速度という)が変化し、従って、スロッ
トル弁の開度速度が変化する。周期Tの逆数を駆動周波
数とすると、駆動周波数f=1/Tと表わせ、単位はp
ps(pulse per second)となる。こ
こで、ステップモータ4のシャフト5に負荷トルクを加
えると、あるトルクまではステップの切替えに同期して
回転するが、限界トルクを越えると、同期して回転でき
なくなる。これを脱調というが、この脱調を起こさない
で回転し得る負荷トルクの上限は図5に示すように電源
電圧(バッテリ電圧)と駆動周波数により変化する。す
なわち、電源電圧と駆動速度とにより変化することにな
る。
For example, when the time for switching from step position 2 to step position 3 shown in FIG. 3 (that is, the cycle T) is changed, the rotation speed of the shaft 5 of the step motor 4 (hereinafter referred to as drive speed) changes, Therefore, the opening speed of the throttle valve changes. When the driving frequency is the reciprocal of the period T, the driving frequency is f = 1 / T, and the unit is p
ps (pulse per second). Here, when a load torque is applied to the shaft 5 of the step motor 4, the torque is rotated up to a certain torque in synchronization with the step switching, but when the torque exceeds the limit torque, the rotation cannot be performed in synchronization. This is called step-out, but the upper limit of the load torque that can rotate without causing step-out changes depending on the power supply voltage (battery voltage) and the drive frequency as shown in FIG. That is, it changes depending on the power supply voltage and the driving speed.

【0016】又、ステップモータ4のシャフト5には空
気流による回転トルクと摩擦トルクとが加わっており、
その値は最大0.1Nm(ニュートンメートル)であ
る。従って、駆動周波数を最高3000ppsとした場
合、バッテリ電圧が約11V以下になると、ステップモ
ータ4は脱調を起こして制御不能となる。しかし、この
実施例ではバッテリ電圧の低下に従って駆動周波数の上
限を図6(a),(b)に示すようにROM13に格納
した駆動マップA及び駆動マップBによって脱調を起こ
すことなく制御し得るようにしている。そして、駆動周
波数と駆動速度とは比例関係にある。
The shaft 5 of the step motor 4 is subjected to rotational torque and friction torque due to the air flow,
The maximum value is 0.1 Nm (Newton meter). Therefore, when the drive frequency is set to 3000 pps at the maximum, when the battery voltage becomes about 11 V or less, the step motor 4 loses step and becomes uncontrollable. However, in this embodiment, the upper limit of the drive frequency can be controlled by the drive map A and the drive map B stored in the ROM 13 as shown in FIGS. I am trying. The driving frequency and the driving speed are in a proportional relationship.

【0017】図6(a)の駆動マップAはイグニッショ
ンスイッチがオンされた以後最初にステップモータ4を
駆動する時に使用されるマップである。図6(b)の駆
動マップBはイグニッションスイッチがオンされた以
後、2回目以降にステップモータ4を駆動する時に使用
されるマップである。そして、駆動マップAは駆動マッ
プBよりも最大駆動周波数が小さくなるように設定され
ている。すなわち、イグニッションスイッチがオンされ
た後最初にステップモータ4を駆動する場合、ステップ
モータ4のシャフト3を支持するベアリングのグリース
が均一ではなく、その結果回転時の負荷が大きくなるた
め、最大駆動周波数が小さく設定されている。そして、
この最大駆動周波数が小さいほどステップモータ4の最
大駆動速度は遅くなり、最大駆動周波数が大きいほどス
テップモータ4の最大駆動速度は速くなる。
The drive map A of FIG. 6A is a map used when the step motor 4 is driven for the first time after the ignition switch is turned on. The drive map B of FIG. 6B is a map used when the step motor 4 is driven after the ignition switch is turned on for the second time and thereafter. The drive map A is set so that the maximum drive frequency is smaller than that of the drive map B. That is, when the step motor 4 is driven for the first time after the ignition switch is turned on, the grease of the bearing that supports the shaft 3 of the step motor 4 is not uniform, and as a result, the load at the time of rotation increases, so the maximum drive frequency Is set small. And
The smaller the maximum drive frequency, the slower the maximum drive speed of the step motor 4, and the higher the maximum drive frequency, the faster the maximum drive speed of the step motor 4.

【0018】次に上記のように構成されたステップモー
タ4の動作制御手順について説明する。図7乃至図10
はステップモータ4の駆動装置の動作制御手順を示すフ
ローチャートを示している。図7はメイン処理ルーチン
であり、図8は割込み処理ルーチンである。メイン処理
ルーチンは常時行なわれており、割込制御回路17によ
り割込みが行なわれると、割込み処理ルーチンが行なわ
れる。
Next, the operation control procedure of the step motor 4 configured as described above will be described. 7 to 10
Shows a flowchart showing the operation control procedure of the drive device of the step motor 4. 7 is a main processing routine, and FIG. 8 is an interrupt processing routine. The main processing routine is always executed, and when the interrupt control circuit 17 makes an interrupt, the interrupt processing routine is executed.

【0019】メイン処理ルーチンでは、最初にステップ
101でアクセルストロークセンサ23から出力された
アクセルペダル踏込量信号がA/D変換器15にてA/
D変換される。ステップ102では変換されたデジタル
信号がCPU18に取込まれて、目標とするスロットル
弁開度を決めるステップモータ4の目標ステップ位置を
算出し、この値をRAM12に格納する。なお、スロッ
トル弁開度とステップ位置との関係は0ステップで弁全
閉、360ステップで弁全開である。次にステップ10
3においてバッテリ21の電圧を分圧回路22で分圧し
た電圧値をA/D変換する。
In the main processing routine, first, the accelerator pedal depression amount signal output from the accelerator stroke sensor 23 in step 101 is A / D converted by the A / D converter 15.
D converted. In step 102, the converted digital signal is fetched by the CPU 18 to calculate the target step position of the step motor 4 which determines the target throttle valve opening, and stores this value in the RAM 12. The relationship between the throttle valve opening and the step position is that the valve is fully closed at 0 step and the valve is fully opened at 360 step. Next step 10
In 3, the voltage value obtained by dividing the voltage of the battery 21 by the voltage dividing circuit 22 is A / D converted.

【0020】ステップ104において初回判定フラグが
0か否かを判定する。すなわち、イグニションスイッチ
がオンされてから1回目の駆動か否かを判定する。な
お、このメイン処理ルーチンに入る前にイグニションス
イッチがオンされてこの装置が初期化されたとき、初回
判定フラグが0にリセットされる。従って、最初はステ
ップ105に移行する。ステップ105においてはRO
M13に格納された駆動マップAに基づいてそのときの
電圧値に対応する最大駆動周波数を設定し、ステップ1
07において初回判定フラグを1にセットし、ステップ
101に移行する。次回以降はメイン処理ルーチンはス
テップ101〜104に移行して、ステップ104にお
いてNOと判定され、ステップ106においてROM1
3に格納された駆動マップBに基づいてそのときの電圧
値に対応する最大駆動周波数を設定し、ステップ101
に戻る。従って、メイン処理ルーチンは時々刻々到来す
るアクセルペダル踏込量信号に基づいて上記ステップ1
01乃至ステップ107を繰返し実行する。
In step 104, it is determined whether the initial determination flag is 0. That is, it is determined whether or not it is the first drive after the ignition switch is turned on. The initial determination flag is reset to 0 when the ignition switch is turned on and the apparatus is initialized before entering the main processing routine. Therefore, first, the process proceeds to step 105. RO in step 105
Based on the drive map A stored in M13, the maximum drive frequency corresponding to the voltage value at that time is set, and step 1
In 07, the initial determination flag is set to 1 and the process proceeds to step 101. From the next time onward, the main processing routine proceeds to steps 101 to 104, NO is determined in step 104, and ROM 1 is determined in step 106.
Based on the drive map B stored in 3, the maximum drive frequency corresponding to the voltage value at that time is set, and step 101
Return to. Therefore, the main processing routine executes the above-mentioned step 1 based on the accelerator pedal depression amount signal which arrives every moment.
01 to step 107 are repeatedly executed.

【0021】従って、バッテリ電圧に対する最大駆動周
波数は図6(a)又は図6(b)に示された駆動マップ
A,Bにより算出される。そして、ステップモータ4の
駆動は割込処理ルーチンによって実行される。
Therefore, the maximum drive frequency with respect to the battery voltage is calculated by the drive maps A and B shown in FIG. 6 (a) or 6 (b). Then, the driving of the step motor 4 is executed by an interrupt processing routine.

【0022】次にメイン処理ルーチンを一時中断して割
込処理ルーチンを行なう場合について説明する。図1に
示す割込制御回路17から割込処理要求がCPU18に
発せられると、CPU18はメイン処理ルーチンを一時
中断して割込処理ルーチンに移行する。この割込処理要
求はプログマブルタイマ16からのカウントオーバフロ
ー信号が割込制御回路に入力されると、発生する。プロ
グマブルタイマ16はカウントクロックとしてαμsに
てカウントアップを続けており、その値が所定数値を越
えるとカウントオーバーフロー信号を発生するようにな
っている。
Next, a case where the main processing routine is temporarily suspended and the interrupt processing routine is performed will be described. When an interrupt processing request is issued from the interrupt control circuit 17 shown in FIG. 1 to the CPU 18, the CPU 18 suspends the main processing routine and shifts to the interrupt processing routine. This interrupt processing request is generated when the count overflow signal from the programmable timer 16 is input to the interrupt control circuit. The programmable timer 16 keeps counting up at αμs as a count clock, and generates a count overflow signal when the value exceeds a predetermined value.

【0023】割込処理ルーチンでは、ステップ201に
おいてまずRAM12に記憶されている駆動周波数から
ROM13に記憶されているテーブルを参照してタイマ
初期値を求める。なお、前記テーブルは駆動周波数が大
きくなるほどタイマ初期値が大きくなるように駆動周波
数にそれぞれ対応してタイマ初期値が設定されている。
次にステップ202において求められたタイマ初期値を
プログラマブルタイマ16にセットし、タイマ16はこ
のセット値からカウントアップを開始する。例えばセッ
ト値が125であるならば、125からカウントアップ
を開始し、所定数値(この実施例では256)を越える
とオーバーフロー信号が発生して割込処理要求が発生す
る。
In the interrupt processing routine, first in step 201, the timer initial value is obtained from the drive frequency stored in the RAM 12 by referring to the table stored in the ROM 13. In the table, the timer initial value is set corresponding to each drive frequency such that the timer initial value increases as the drive frequency increases.
Next, the timer initial value obtained in step 202 is set in the programmable timer 16, and the timer 16 starts counting up from this set value. For example, if the set value is 125, counting up is started from 125, and when a predetermined value (256 in this embodiment) is exceeded, an overflow signal is generated and an interrupt processing request is generated.

【0024】一方、ステップ203においてRAM12
に記憶されている現在のステップ位置からROM13に
記憶されている図3に示す励磁パターンを求める。例え
ば現在のステップ位置が図3に示す8であれば図4に示
す端子30a〜30hの各々の端子電圧は順に0,0,
5,5,0,0,0,0(V)なる。次にステップ20
4においてこの励磁パターンを入出力バッファ14から
駆動回路24に出力し、この結果、新しい励磁パターン
となってステップモータ4のシャフト5が1ステップ
(約0.45度)回転する。なお、現在のステップ位置
が前回のステップ位置と同じ場合にはステップモータ4
は回転しない。
On the other hand, in step 203, the RAM 12
The excitation pattern shown in FIG. 3 stored in the ROM 13 is obtained from the current step position stored in the. For example, if the current step position is 8 shown in FIG. 3, the terminal voltages of the terminals 30a to 30h shown in FIG. 4 are 0, 0,
5, 5, 0, 0, 0, 0 (V). Next step 20
In step 4, the excitation pattern is output from the input / output buffer 14 to the drive circuit 24. As a result, a new excitation pattern is obtained and the shaft 5 of the step motor 4 rotates one step (about 0.45 degrees). If the current step position is the same as the previous step position, the step motor 4
Does not rotate.

【0025】次にステップ300でRAM12に記憶さ
れている現在のステップ位置と、ステップ102で求め
た目標ステップ位置とから次回のステップ位置(すなわ
ち、このステップ位置は次回にこの割込処理ルーチンが
実行されるときの「現在のステップ位置」となる)が演
算される。このステップ300の詳細については後述す
る。このステップ300の後この割込処理ルーチンを終
了する。この割込処理ルーチンが終了すると、中断され
ていたメイン処理ルーチンが再開される。
Next, in step 300, the next step position is calculated from the current step position stored in the RAM 12 and the target step position obtained in step 102 (that is, this step position is executed next time by this interrupt processing routine). The "current step position" at the time) is calculated. Details of this step 300 will be described later. After this step 300, this interrupt processing routine ends. When this interrupt processing routine ends, the suspended main processing routine is restarted.

【0026】上記したようにタイマ16のカウント値が
所定数値に達すると、カウント値はセット値に戻り、再
度所定数値到達すると、再度オーバーフロー信号が発生
され、割込み制御回路17から再度割込処理要求が発せ
られて再び割込処理ルーチンに移行する。このため、割
込処理が開始される周期Tはステップ202においてタ
イマ16にセットしたセット値(タイマ初期値)をTi
mとすると、 T=(256−Tim)×α+T0 で与えられる。上式においてT0はタイマーオーバーフ
ローが発生してから割込み処理ルーチンが行なわれ、次
のタイマセットが行なわれるまでのロス時間を示す。こ
の周期Tに基づいてステップ204において各ステップ
位置の励磁パターンを出力するので、図3のTがこの値
となり、この逆数がステップモータ4の駆動周波数とな
る。
As described above, when the count value of the timer 16 reaches the predetermined value, the count value returns to the set value, and when the count value reaches the predetermined value again, the overflow signal is generated again, and the interrupt control circuit 17 requests interrupt processing again. Is issued and the process proceeds to the interrupt processing routine again. Therefore, in the cycle T at which the interrupt processing is started, the set value (timer initial value) set in the timer 16 in step 202 is set to Ti.
If m, then T = (256−Tim) × α + T0. In the above equation, T0 represents a loss time from the occurrence of the timer overflow to the execution of the interrupt processing routine and the next timer setting. Since the excitation pattern at each step position is output in step 204 based on this cycle T, T in FIG. 3 becomes this value, and the reciprocal thereof becomes the drive frequency of the step motor 4.

【0027】次にステップ300について図9及び図1
0のフローチャートに従って説明する。ステップ302
ではステップ203及び204で出力された励磁パター
ンに基づいて、RAM12に記憶されている目標ステッ
プ位置と現在のステップ位置とを比較する。目標ステッ
プ位置と現在のステップ位置とが等しいときはステップ
303において次に現在の駆動周波数を調べ、現在の駆
動周波数が予めROM13に記憶された最低駆動周波数
であるならば処理を終える。すなわち、次回のステップ
位置は現在と同じとなり、ステップモータ4は停止して
いる。現在の駆動周波数が予めROM13に記憶された
最低駆動周波数でないときはステップ304において駆
動周波数を所定値下げ次回の駆動周波数としてRAM1
2に記憶させる。そして、ステップ305において現在
のステップモータ4の回転方向と同一方向に回転するよ
うに現在のステップ位置を1ステップ変更(増減)し、
次回のステップ位置としてRAM12に記憶して処理を
終了する。すなわち、回転方向フラグがスロットルバル
ブ開方向にセットされていれば1ステップ増加させ、閉
方向にセットされていれば1ステップ減少するのであ
る。
Next, regarding step 300, FIG. 9 and FIG.
It will be described according to the flowchart of No. 0. Step 302
Then, the target step position stored in the RAM 12 is compared with the current step position based on the excitation patterns output in steps 203 and 204. When the target step position is equal to the current step position, the current drive frequency is checked next in step 303, and if the current drive frequency is the lowest drive frequency stored in the ROM 13 in advance, the process ends. That is, the next step position is the same as the present step position, and the step motor 4 is stopped. When the current drive frequency is not the lowest drive frequency stored in the ROM 13 in advance, the drive frequency is decreased by a predetermined value in step 304 and the RAM 1 is set as the next drive frequency.
Store in 2. Then, in step 305, the current step position is changed by one step (increase or decrease) so that the step motor 4 rotates in the same direction as the current rotation direction of the step motor 4,
The next step position is stored in the RAM 12 and the process ends. That is, if the rotation direction flag is set in the opening direction of the throttle valve, it is increased by one step, and if it is set in the closing direction, it is decreased by one step.

【0028】一方、ステップ302において現在ステッ
プ位置と目標ステップ位置とが等しくない場合には、ス
テップ306で現在ステップ位置から見た目標ステップ
位置が現在の回転方向(回転方向フラグにより判定)と
同一か否かを判定する。回転方向が反対の場合にはステ
ップ313において最低駆動周波数か否かを判定し、最
低駆動周波数であると判定すると、回転方向フラグをス
テップ314において反転し、処理を終了する。すなわ
ち、停止して回転方向フラグのみを変更する。ステップ
313において最低駆動周波数でないと判定すると、駆
動周波数を所定値低下させるべくステップ304に移行
する。
On the other hand, if the current step position and the target step position are not equal in step 302, it is determined in step 306 whether the target step position seen from the current step position is the same as the current rotation direction (determined by the rotation direction flag). To determine. If the rotation directions are opposite, it is determined in step 313 whether the drive frequency is the lowest drive frequency. If it is determined that the drive frequency is the lowest drive frequency, the rotation direction flag is inverted in step 314, and the process ends. That is, it stops and changes only the rotation direction flag. If it is determined in step 313 that the drive frequency is not the minimum drive frequency, the process proceeds to step 304 to reduce the drive frequency by a predetermined value.

【0029】一方、ステップ306で現在の回転方向が
目標ステップ位置の回転方向と同一と判定すると、ステ
ップ307において目標ステップ位置と現在のステップ
位置との差を演算し、その差に基づいてROM13に記
憶されているテーブルから目標駆動周波数を求める。な
お、目標ステップ位置に対して現在の回転方向が同一の
場合と、逆の場合があるため、前記差は絶対値として求
められ、テーブル上の差値も絶対値として設定されてい
る。ステップ308において目標駆動周波数と現在の駆
動周波数とを比較し、現在の駆動周波数が目標駆動周波
数以上であると、駆動周波数を所定値下げるべくステッ
プ304に移行する。
On the other hand, when it is determined in step 306 that the current rotation direction is the same as the rotation direction of the target step position, the difference between the target step position and the current step position is calculated in step 307, and the ROM 13 is stored in the ROM 13 based on the difference. The target drive frequency is obtained from the stored table. Since the current rotation direction is the same as or opposite to the target step position, the difference is obtained as an absolute value, and the difference value on the table is also set as an absolute value. In step 308, the target drive frequency is compared with the current drive frequency. If the current drive frequency is equal to or higher than the target drive frequency, the process proceeds to step 304 to lower the drive frequency by a predetermined value.

【0030】一方、ステップ308で現在の駆動周波数
が目標駆動周波数未満のときは、ステップ309におい
て現在の駆動周波数と目標駆動周波数とを比較し、現在
の駆動周波数が目標駆動周波数より所定値a小さいか否
かを判定する。目標駆動周波数より所定値a小さいと判
定すると、ステップ315において現在の駆動周波数と
RAM12に記憶されている最高駆動周波数と比較す
る。ステップ315において現在の駆動周波数が最高駆
動周波数よりも大きい場合には駆動周波数を所定値下げ
るべくステップ304に移行する。
On the other hand, when the current drive frequency is less than the target drive frequency in step 308, the current drive frequency is compared with the target drive frequency in step 309, and the current drive frequency is smaller than the target drive frequency by a predetermined value a. Or not. If it is determined that the predetermined value a is smaller than the target drive frequency, the current drive frequency is compared with the maximum drive frequency stored in the RAM 12 in step 315. If the current drive frequency is higher than the maximum drive frequency in step 315, the process proceeds to step 304 to lower the drive frequency by a predetermined value.

【0031】一方、現在の駆動周波数が最高駆動周波数
以下であると判定すると、現在の回転方向と同一方向に
ステップ位置を1ステップ変化させるべくステップ30
5に移行する。すなわち、次回も同一駆動周波数とす
る。ステップ309において現在の駆動周波数が所定値
a小さくないと判定すると、ステップ310において現
在の駆動周波数と最高駆動周波数を比較する。ステップ
310で等しいならば駆動周波数を変更しないで現在の
回転方向と同一方向に1ステップ現在のステップ位置を
変更するべくステップ304に移行する。ステップ31
0で等しくないと判定し、ステップ311において現在
の駆動周波数が最高駆動周波数より大きいと判定すると
ステップ304に移行する。ステップ311において現
在の駆動周波数が最高駆動周波数より小さいと判定する
と、駆動周波数を所定値増加してRAM12に記憶さ
せ、ステップ305に移行する。
On the other hand, if it is determined that the current drive frequency is less than or equal to the maximum drive frequency, step 30 is performed to change the step position by one step in the same direction as the current rotation direction.
Go to 5. That is, the same drive frequency is used next time. If it is determined in step 309 that the current drive frequency is not smaller than the predetermined value a, in step 310 the current drive frequency is compared with the maximum drive frequency. If they are equal in step 310, the process proceeds to step 304 to change the current step position by one step in the same direction as the current rotation direction without changing the drive frequency. Step 31
If it is determined that they are not equal to each other and that the current drive frequency is higher than the maximum drive frequency in step 311, the process proceeds to step 304. If it is determined in step 311 that the current drive frequency is lower than the maximum drive frequency, the drive frequency is increased by a predetermined value and stored in the RAM 12, and the process proceeds to step 305.

【0032】上記のようにこの実施例ではバッテリ電圧
が下がった場合には最高駆動周波数を低下させるため、
駆動周波数も下がることになる。又、イグニッションス
イッチがオンされてから初回にステップモータ4を駆動
するときには、最大駆動周波数が駆動マップBよりも小
さくした駆動マップAにて最大駆動周波数が算出され
る。そのため、初回駆動時においてステップモータ4内
のグリースの分布が不均一なときに最大駆動周波数にて
駆動されても、ステップモータ4にかかる負荷が大きく
なることがない。そのため、ステップモータ4の耐久性
を向上させることができる。
As described above, in this embodiment, since the maximum driving frequency is lowered when the battery voltage drops,
The driving frequency will also decrease. Further, when the step motor 4 is driven for the first time after the ignition switch is turned on, the maximum drive frequency is calculated by the drive map A in which the maximum drive frequency is smaller than the drive map B. Therefore, the load applied to the step motor 4 does not increase even if the grease is driven at the maximum drive frequency when the grease distribution in the step motor 4 is non-uniform during the initial drive. Therefore, the durability of the step motor 4 can be improved.

【0033】又、2回目以降はグリースが軸全体に行き
渡り負荷が小さくなることから、駆最高動周波数を上げ
ているため、アクセルペダルの踏込み量に応じた応答性
を良くすることができる。
Further, since the grease spreads over the entire shaft and the load is reduced from the second time onward, the maximum driving frequency is raised, so that the responsiveness according to the depression amount of the accelerator pedal can be improved.

【0034】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、例えば前記実施例では初回駆動時のみを
駆動マップAを参照するようにしたが、少なくとも初回
駆動時に以後に引き続く数回の駆動時においても駆動マ
ップAを参照するようにしても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-mentioned embodiment, the drive map A is referred only at the time of the first drive, but at least at the time of the first drive, the following several times are followed. The drive map A may be referred to during driving.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、電源投入後、少なくとも初回駆動時は最大駆動速度
が小さいため、耐久性が向上する。そして、グリースが
行き渡った後は、モータ負荷等によりより大きな駆動速
度で駆動できるため、応答性がよくすることができると
いう優れた効果を発揮する。
As described above in detail, according to the present invention, the durability is improved because the maximum driving speed is small at least during the first driving after the power is turned on. After the grease has spread, it can be driven at a higher driving speed due to a motor load or the like, so that an excellent effect that the response can be improved is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明を具体化した一実施例のステップモー
タを駆動する駆動装置の電気ブロック図である。
FIG. 1 is an electric block diagram of a drive device for driving a step motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じくステップモータの正面図である。FIG. 2 is a front view of a step motor.

【図3】印加電圧とステップ位置との関係を表すタイミ
ングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing a relationship between an applied voltage and a step position.

【図4】ステップモータと駆動回路の電気回路図であ
る。
FIG. 4 is an electric circuit diagram of a step motor and a drive circuit.

【図5】負荷トルクと駆動周波数の関係を表すグラフで
ある。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between load torque and drive frequency.

【図6】(a)は最高駆動周波数とバッテリ電圧の駆動
マップAを示し、(b)は最高駆動周波数とバッテリ電
圧の駆動マップBである。
6A is a drive map A of the maximum drive frequency and the battery voltage, and FIG. 6B is a drive map B of the maximum drive frequency and the battery voltage.

【図7】駆動装置の動作制御手順を示すフローチャトで
ある。
FIG. 7 is a flow chart showing an operation control procedure of a drive device.

【図8】割り込みルーチンを示すフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart showing an interrupt routine.

【図9】割込処理ルーチン処理におけるステップ300
の詳細なフローチャートである。
FIG. 9: Step 300 in the interrupt processing routine processing
2 is a detailed flowchart of FIG.

【図10】同じく割込処理ルーチン処理におけるステッ
プ300の詳細なフローチャートである。
FIG. 10 is a detailed flowchart of step 300 in the interrupt processing routine processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スロットルボディ、3…シャフト、4…ステップモ
ータ、5…シャフト、11…ワンチップマイクロコンピ
ュータ、12…RAM、13…記憶手段としてのRO
M、18……CPU、21…バッテリ、22…分圧回
路。
1 ... Throttle body, 3 ... Shaft, 4 ... Step motor, 5 ... Shaft, 11 ... One-chip microcomputer, 12 ... RAM, 13 ... RO as storage means
M, 18 ... CPU, 21 ... Battery, 22 ... Voltage dividing circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アクセルペダル踏込み量信号に基づいたス
ロットル開度を得るためのステップモータの駆動目標ス
テップ位置を算出し、その目標ステップ位置へステップ
モータの脱調防止のため定められたステップモータの最
大駆動速度を越えない速度でステップモータを駆動する
ことによりスロットル開度を制御するスロットル用ステ
ップモータの速度制御方法であって、前記ステップモー
タの最大駆動速度は、エンジン始動後初めてステップモ
ータを駆動する際の最大駆動速度がエンジン始動後2回
目以降のステップモータを駆動する際の最大駆動速度よ
り大きく設定されていることを特徴とするステップモー
タの速度制御方法。
1. A driving target step position of a step motor for obtaining a throttle opening based on an accelerator pedal depression amount signal is calculated, and a step motor of a step motor determined to prevent step-out of the step motor is moved to the target step position. A method of controlling the speed of a throttle step motor for controlling a throttle opening by driving the step motor at a speed that does not exceed the maximum drive speed, wherein the maximum drive speed of the step motor is the first to drive the step motor after engine startup. The method of controlling the speed of a step motor is characterized in that the maximum drive speed for the step motor is set to be higher than the maximum drive speed for driving the step motor after the second engine start.
JP16286893A 1993-06-30 1993-06-30 Speed control method for step motor Pending JPH0777088A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015021512A (en) * 2013-07-16 2015-02-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device of electric oil pump for vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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