JPH0893573A - エンジン付設機器の駆動用ステップモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ステップモータがエンジン振動によって共振し
て脱調するのを防止し、ＥＧＲ弁装置等を常時適正に動
作させることを目的とする。 【構成】エンジン回転数を読み込み（Ｓ１）、吸入空気
量を読み込み（Ｓ２）、エンジン回転数と吸入空気量と
に基づいてＥＧＲ弁装置の開度を決定する（Ｓ３）。ス
テップモータの固有振動周波数とエンジン回転数の２次
周波数との差Ａを算出する（Ｓ４）。固有振動周波数と
エンジン回転数の２次周波数との差Ａと基準値δとを比
較して（Ｓ５）、Ａ≦±δであれば、Ｓ６に、Ａ＞±δ
Ａであれば、Ｓ７に夫々進む。現在２相励磁駆動である
か否かを判定し（Ｓ６）、現在２相励磁駆動であれば、
１相励磁に切り換える（Ｓ８）。現在１相励磁駆動であ
れば、１相励磁を継続する（Ｓ９）。現在２相励磁駆動
であるか否かを判定し（Ｓ７）、現在２相励磁駆動であ
れば、２相励磁を継続する（Ｓ１０）。現在１相励磁駆
動であれば、２相励磁に切り換える（Ｓ１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジンの排気
の一部を吸気系に還流する排気還流装置における排気還
流弁装置等のエンジン付設機器を駆動するステップモー
タに関し、特にステップモータの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン付設機器の一つとして、エンジ
ンの排気の一部を吸気系に還流する排気還流装置におけ
る排気還流弁装置（以下、ＥＧＲ弁装置と言う）があ
り、従来、図１０に示すようなステップモータ駆動式の
ＥＧＲ弁装置が知られている（特開平３−９０５９号公
報参照）。

【０００３】即ち、このステップモータ駆動式ＥＧＲ弁
装置は、駆動部Ｘと冷却部Ｙと弁部Ｚとから構成されて
いる。前記駆動部Ｘにはステップモータ１と、該ステッ
プモータ１の回転運動を直線運動に変換する運動変換手
段と、が備えられ、前記弁部Ｚには前記運動変換手段に
より駆動される弁体としてのポペット弁体２が備えられ
ている。

【０００４】ここで、前記ステップモータ１には、多極
の磁歯が設けられた２個の固定子３ａ，３ｂが備えられ
ていると共に、回転子４が備えられている。各固定子３
ａ，３ｂの中には、夫々巻線Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄ（図５参
照）が２本ずつ、合計４本の巻線が独立して巻かれてい
る。又、回転子４には、径方向に永久磁石が多極着磁さ
れている。

【０００５】前記回転子４の内周には、駆動部Ｘのケー
シング５に両端が軸受６を介して回転自由に支持され、
回転子４と共に一体回転する回転部材７が固定されてい
る。この回転部材７の中心には、滑りねじ８がねじ嵌合
されている。この滑りねじ８は、回転子４の回転により
その軸方向に移動動作され、この構成が、前記ステップ
モータ１の回転運動を直線運動に変換する運動変換手段
に相当する。

【０００６】かかる滑りねじ８の先端部は冷却部Ｙのケ
ーシング９内側に突出し、該滑りねじ８の先端部には、
冷却部Ｙのケーシング９内側に配設されたカップリング
１０を介して弁部Ｚのケーシング１１内側に延びる前記
ポペット弁体２の弁シャフト２Ａが連結されている。こ
のポペット弁体２は、常時は冷却部Ｙのケーシング９内
に配設された内蔵ばね１２により閉弁方向に弾性付勢さ
れる。

【０００７】前記冷却部Ｙのケーシング９には、高温の
排気ガス熱がステップモータ１に伝達させないように熱
遮断するためと、ステップモータ１の冷却のため、エン
ジンの冷却水を弁シャフト２Ａ周囲に還流させる水冷却
装置１６が設けられている。前記弁部Ｚのケーシング１
１には、排気ガスをＥＧＲ弁装置に導入する排気ガス入
口１３と、ＥＧＲ弁装置により流量調整された排気ガス
をエンジン吸気系に導出する排気ガス出口１４とが設け
られており、入口１３と出口１４との間の排気ガス通路
部１７には、前記ポペット弁体２の着座シート１５が設
けられている。

【０００８】そして、ＥＧＲ弁装置を駆動するときに
は、固定子３Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄに順番
に電圧を印加することによって回転子４が回転する。回
転子４の回転は、滑りねじ８によって直線運動に変換さ
れて弁シャフト２Ａが上下に動作される。この結果、ポ
ペット弁２が上下に動作され着座シート１５による排気
ガス通路部１７の通路断面積を調整して、排気ガス入口
１３から出口１４に至る排気ガス流量が調整される。

【０００９】又、固定子３Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，Ｂ及び
Ｃ，Ｄに電圧を印加する駆動回路の断線故障が生じた場
合や駆動回路から固定子３Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，Ｂ及び
Ｃ，Ｄに至るまでのハーネスが断線した場合、固定子３
Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄへの電圧印加が停止
され、内蔵ばね１２によってポペット弁体２が強制的に
閉弁動作されて、フェールセーフ機能が奏されるように
なっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＥＧＲ弁装置にあっては、次のような問題点
があった。即ち、ステップモータ１においては、これを
駆動する際、一般的に、回転子４の永久磁石と、固定子
３Ａ，３Ｂの磁歯に発生する磁極との間に働く吸引力に
よって発生する磁気ばねのばね定数と、回転子４の慣性
モーメントとで決定される固有振動数によって減衰運動
が生じる（図１１参照）。

【００１１】一方、エンジンは、例えば４気筒エンジン
においては、クランク角１回転当たり２回起きる爆発行
程による起振力によって、エンジン回転数Ｎｒｐｍの２
次周波数（ｆ＝Ｎ／３０ＨＺ：エンジン回転数６００ｒ
ｐｍならば２０ＨＺ）成分を主とする振動が発生する。
従って、ステップモータ１の固有振動数と、エンジン回
転２次振動の周波数とが一致するようなエンジン回転数
のときに、ステップモータ１を駆動すると、ＥＧＲ弁装
置はエンジンと一体的に固定されているので、ステップ
モータ１がエンジン振動によって共振して脱調し、ＥＧ
Ｒ弁装置が指令通りに動作しなくなるという不具合を生
じてしまう。

【００１２】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、ステップモータへの励磁方法の切換制御等に
よって、ステップモータがエンジン振動によって共振し
て脱調するのを防止し、ステップモータ駆動式ＥＧＲ弁
装置等のエンジン付設機器を常時適正に動作させること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、エンジンに付設された機器を駆動するステッ
プモータの制御装置であって、図１に示すように、エン
ジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記
エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転
数に基づいて該回転数の基本及び数次周波数を演算する
周波数演算手段と、前記周波数演算手段により演算され
たエンジン回転数の基本及び数次周波数と、前記ステッ
プモータの固定子巻線を所定の励磁方法で励磁したとき
の該ステップモータの固有振動周波数とを比較する比較
手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記エン
ジン回転数の基本及び数次周波数が、前記ステップモー
タの固有振動数付近になったときに、前記所定の励磁方
法とは固有振動周波数の異なる他の励磁方法に切り換え
る励磁方法切換手段と、を含んで構成した。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記所定の励磁方
法は２相励磁であり、前記励磁方法切換手段は、２相励
磁から該２相励磁とは固有振動周波数の異なる１相励磁
に切り換えるように構成した。請求項３記載の発明は、
前記所定の励磁方法は１相励磁であり、前記励磁方法切
換手段は、１相励磁から該１相励磁とは固有振動周波数
の異なる２相励磁に切り換えるように構成した。

【００１５】請求項４記載の発明は、前記所定の励磁方
法は２相励磁又は１相励磁であり、前記励磁方法切換手
段は、２相励磁又は１相励磁からチョッピング励磁に切
り換えるように構成した。請求項５記載の発明は、エン
ジンに付設された機器を駆動するステップモータの制御
装置であって、図２に示すように、エンジン振動を検出
するエンジン振動検出手段と、前記エンジン振動検出手
段の出力に基づいて、ステップモータの固定子巻線を所
定の励磁方法で励磁したときのステップモータの固有振
動周波数付近の成分を抽出するフィルタ手段と、前記フ
ィルタ手段の出力と所定の基準値とを比較する比較手段
と、前記比較手段の比較結果に基づいて、フィルタ手段
の出力が所定の基準値以上になったときに、前記所定の
励磁方法とは固有振動周波数の異なる他の励磁方法に切
り換える励磁方法切換手段と、を含んで構成した。

【００１６】請求項６記載の発明は、前記所定の励磁方
法は２相励磁であり、前記励磁方法切換手段は、２相励
磁から該２相励磁とは固有振動周波数の異なる１相励磁
に切り換えるように構成した。請求項７記載の発明は、
前記所定の励磁方法は１相励磁であり、前記励磁方法切
換手段は、１相励磁から該１相励磁とは固有振動周波数
の異なる２相励磁に切り換えるように構成した。

【００１７】請求項８記載の発明は、前記所定の励磁方
法は２相励磁又は１相励磁であり、前記励磁方法切換手
段は、２相励磁又は１相励磁からチョッピング励磁に切
り換えるように構成した。請求項９記載の発明は、エン
ジンに付設された機器を駆動するステップモータの制御
装置であって、図３に示すように、エンジン回転数を検
出するエンジン回転数検出手段と、前記エンジン回転数
検出手段により検出されたエンジン回転数に基づいて該
回転数の基本及び数次周波数を演算する周波数演算手段
と、前記周波数演算手段により演算されたエンジン回転
数の基本及び数次周波数と、前記ステップモータの固定
子巻線を所定の励磁方法で励磁したときの該ステップモ
ータの固有振動周波数とを比較する比較手段と、前記比
較手段の比較結果に基づいて、前記エンジン回転数の基
本及び数次周波数が、前記ステップモータの固有振動数
付近になったときに、前記ステップモータを駆動停止保
持状態にする手段と、を含んで構成した。

【００１８】請求項１０記載の発明は、エンジンに付設
された機器を駆動するステップモータの制御装置であっ
て、図４に示すように、エンジン振動を検出するエンジ
ン振動検出手段と、前記エンジン振動検出手段の出力に
基づいて、ステップモータの固定子巻線を所定の励磁方
法で励磁したときのステップモータの固有振動周波数付
近の成分を抽出するフィルタ手段と、前記フィルタ手段
の出力と所定の基準値とを比較する比較手段と、前記比
較手段の比較結果に基づいて、フィルタ手段の出力が所
定の基準値以上になったときに、前記ステップモータを
駆動停止保持状態にする手段と、を含んで構成した。

【００１９】請求項１１記載の発明は、エンジンに付設
された機器をステップモータ駆動式弁装置とした。請求
項１２記載の発明は、前記弁装置を、エンジンの排気の
一部を吸気系に還流する排気還流装置における排気還流
弁装置とした。

【００２０】

【作用】請求項１記載の発明において、エンジン回転数
の基本及び数次周波数が、ステップモータの固有振動数
付近になったときに、所定の励磁方法とは固有振動周波
数の異なる他の励磁方法に切り換えられる。従って、エ
ンジン回転数の基本及び数次周波数とステップモータの
固有振動数とをずらすことができ、ステップモータがエ
ンジン振動によって共振して脱調することがなく、ステ
ップモータにより駆動されるエンジン付設機器を常時適
正に動作させることができる。

【００２１】請求項２記載の発明において、通常は駆動
トルクの大きい２相励磁にてステップモータが駆動さ
れ、固有振動周波数がエンジン回転の２次周波数と重な
ったときには、１相励磁に切り換えられて、ステップモ
ータが駆動される。請求項３記載の発明において、通常
は１相励磁にてステップモータが駆動され、固有振動周
波数がエンジン回転の２次周波数と重なったときには、
２相励磁に切り換えられて、ステップモータが駆動され
る。

【００２２】この場合、１相励磁は、発熱が小さいため
巻線を焼損し難く、又、消費電力も小さいので有利であ
る。請求項４記載の発明において、２相励磁から２相チ
ョッピング励磁、又は１相励磁から１相チョッピング励
磁に切り換えられる。この場合にも、固有振動周波数が
変化するので先の発明と同様の効果があり、これによ
り、ステップモータによる駆動対象の位置精度が良好と
なる。

【００２３】請求項５記載の発明において、エンジン振
動からフィルタ手段によってステップモータの固有振動
周波数付近が抽出され、フィルタ手段の出力が所定の基
準値以上になったときに励磁方法が切り換えられる。か
かる切換制御構造を用いると、エンジン回転の基本及び
数次周波数成分に限らず、エンジン回転数に依存しない
エンジン振動や路面振動等の他の要因によっての外部振
動にも対処することができる。

【００２４】請求項６記載の発明において、通常は駆動
トルクの大きい２相励磁にてステップモータが駆動さ
れ、固有振動周波数がエンジン回転の２次周波数と重な
ったときには、１相励磁に切り換えられて、ステップモ
ータが駆動される。請求項７記載の発明において、通常
は１相励磁にてステップモータが駆動され、固有振動周
波数がエンジン回転の２次周波数と重なったときには、
２相励磁に切り換えられて、ステップモータが駆動され
る。

【００２５】この場合、１相励磁は、発熱が小さいため
巻線を焼損し難く、又、消費電力も小さいので有利であ
る。請求項８記載の発明において、２相励磁から２相チ
ョッピング励磁、又は１相励磁から１相チョッピング励
磁に切り換えられる。この場合にも、固有振動周波数が
変化するので先の発明と同様の効果があり、これによ
り、ステップモータによる駆動対象の位置精度が良好と
なる。

【００２６】請求項９及び１０記載の発明において、励
磁方法は切り換えられず、ステップモータが停止保持状
態にされて、エンジン付設機器が動作しない。このよう
にエンジン付設機器を動作させないため、外部振動に対
しては、ステップモータが最も脱調し難くなる。請求項
１１記載の発明において、ステップモータにより駆動さ
れる弁装置を常時適正に動作させることができる。

【００２７】請求項１２記載の発明において、ステップ
モータにより駆動されるＥＧＲ弁装置を常時適正に動作
させることができる。

【００２８】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。本発明に係るエンジン付設機器の駆動用ステッ
プモータの一例としてのＥＧＲ弁装置の全体構成は図に
示した通りである。図５は、ＥＧＲ弁装置におけるステ
ップモータの制御回路図である。

【００２９】この図において、ステップモータにおける
各固定子３Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄは電源に
並列接続されると共に、各固定子３Ａ，３Ｂの各巻線
Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄに通電を制御するべくＯＮ・ＯＦＦさ
れるパワー素子Ｔｒ−１，Ｔｒ−２，Ｔｒ−３，Ｔｒ−
４を介して接地される。一方、ステップモータの駆動を
制御するＣＰＵ２０には、エンジン回転数センサ２１か
ら出力されるエンジン回転数信号と、吸気空気量検出手
段としてのエアフローメータ２２から出力される吸気空
気量信号とが入力される。

【００３０】又、ＣＰＵ２０の各出力ポートＩ，ＩＩ，
ＩＩＩ，ＩＶは、前記各固定子３Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，
Ｂ及びＣ，Ｄのパワー素子Ｔｒ−１，Ｔｒ−２，Ｔｒ−
３，Ｔｒ−４の制御信号入力部に接続される。そして、
ＣＰＵ２０は、前記入力されたエンジン回転数信号と吸
気空気量信号とに基づいてＥＧＲ弁装置の弁開度を決定
する駆動パルス数と共に、エンジン回転数に基づいて固
定子３Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄへの励磁方法
を決定し、決定した駆動パルス数と励磁方法に基づい
て、出力ポート各出力ポートＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶか
ら各固定子３Ａ，３Ｂの各巻線Ａ，Ｂ及びＣ，Ｄのパワ
ー素子Ｔｒ−１，Ｔｒ−２，Ｔｒ−３，Ｔｒ−４をＯＮ
・ＯＦＦするパルスを出力する。

【００３１】次に、作用を説明する。図６は、２相励磁
の場合の固定子３Ａ，３Ｂの磁極と回転子４の磁極との
関係を示したものである。同図（Ａ）は停止時の安定点
で、このときはトルクを発生しない。同図（Ｂ）は、負
荷を与えたときの最大トルク発生点で、１パルス駆動し
た瞬間に、同図（Ａ）と（Ｂ）の間を振動的に減衰して
安定する。

【００３２】図７はこれを横軸ステップ角、縦軸トルク
にして表したもので、安定点から１ステップ分変化した
位置θｐで最大トルク（１相励磁ではＴｍ１，２相励磁
ではＴｍ２）を発生する。この直線の傾き（Ｔｍ２／θ
ｐ、Ｔｍ１／θｐ）が、磁気ばねのばね定数となり、２
相励磁の方が１相励磁よりも約１．４倍大きい。

【００３３】ステップモータの固有振動周波数は、かか
る磁気ばねのばね定数とステップモータの慣性モーメン
トで決定されるＴｍ２／（θｐ・Ｊ）、Ｔｍ１／（θｐ
・Ｊ）で表されるので、２相励磁の方が１相励磁よりも
約１．４倍固有振動周波数が高くなる（図１１参照）。
請求項１記載の発明では、上述の励磁方法に応じてステ
ップモータの固有振動周波数が変化する点を利用して、
例えばエンジンの主たる振動の周波数成分であるエンジ
ン回転数の２次周波数が、ステップモータの固有振動周
波数と一致しないようにステップモータへの励磁方法を
切換制御する。

【００３４】図８を使って実際の励磁方法の切換制御を
説明する。通常、ステップモータは２相励磁で駆動する
とする。そして、今、２相励磁におけるステップモータ
の固有振動周波数が、エンジン回転数Ｎ０ｒｐｍの２次
周波数ｆ＝ＮＯ／３０（ＨＺ）付近になっているとす
る。すると、時刻ｔ１にてエンジン回転数がＮ０ｒｐｍ
よりも若干低いＮ２ｒｐｍに上昇したときに、このまま
では、ステップモータへの２相励磁の固有振動周波数と
エンジン回転数の２次周波数が近くなるので、ステップ
モータがエンジン振動と共振してしまい、脱調する場合
がある。

【００３５】そこで、上記のように時刻ｔ１にてエンジ
ン回転数がＮ０ｒｐｍよりも若干低いＮ２ｒｐｍに上昇
したときに、ＣＰＵは、ステップモータへの２相励磁時
の固有振動周波数とエンジン回転数２次周波数が一致す
るのを避けるため、ステップモータを現状の２相励磁か
ら１相励磁に切り換えて駆動する。１相励磁にすると、
前述したように固有振動周波数が２相励磁に比較して
１．４倍高くなり、エンジン振動の周波数とステップモ
ータの固有振動周波数が離れるため、ステップモータが
エンジン振動に共振しなくなり、ステップモータの脱調
を避けられる。

【００３６】更に、エンジン回転数が上昇し、時刻ｔ２
にてエンジン回転数がＮ０ｒｐｍより若干高いＮ１ｒｐ
ｍになったとき、エンジン回転数２次周波数が２相励磁
の固有振動周波数と離れたと判断して、１相励磁から再
び当初の２相励磁に切り換えて、ステップモータを駆動
する。更に、エンジン回転数が上昇してから下降して、
時刻ｔ３にてエンジン回転数がＮ０ｒｐｍよりも若干高
いＮ１ｒｐｍに上昇したときに、エンジン回転数２次周
波数が２相励磁の固有振動周波数に近づいたと判断し
て、再び２相励磁から１相励磁に切り換えて、ステップ
モータを駆動する。

【００３７】更に、エンジン回転数が下降して、時刻ｔ
４にてエンジン回転数がＮ０ｒｐｍより若干低いＮ２ｒ
ｐｍになったとき、エンジン回転数２次周波数が２相励
磁の固有振動周波数と離れたと判断して、１相励磁から
２相励磁に切り換えて、ステップモータを駆動する。か
かる励磁方法の切換制御は、前記ＣＰＵ２０が行うが、
このＣＰＵ２０の切換制御機能を図９のフローチャート
に基づいて説明する。

【００３８】ステップ１（図ではＳ１と記す。以下同
様）では、エンジン回転数Ｎｒｐｍを読み込む。ステッ
プ２では、吸入空気量Ｑｅを読み込む。ステップ３で
は、エンジン回転数Ｎｒｐｍと吸入空気量Ｑｅとに基づ
いてＥＧＲ弁装置の開度を決定する。ステップ４では、
ステップモータの固有振動周波数とエンジン回転数Ｎｒ
ｐｍの２次周波数（Ｎ／３０）との差Ａを算出する。

【００３９】ステップ５では、ステップモータの固有振
動周波数とエンジン回転数Ｎｒｐｍの２次周波数（Ｎ／
３０）との差Ａと基準値δとを比較して、Ａ≦±δ（エ
ンジン回転数２次周波数が２相励磁の固有振動周波数に
近づいた）であれば、ステップ６に進み、Ａ＞±δＡ
（エンジン回転数２次周波数が２相励磁の固有振動周波
数から離れた）であれば、ステップ７に進む。

【００４０】ステップ６では、現在２相励磁駆動である
か否かを判定し、現在２相励磁駆動であれば、ステップ
８に進んで１相励磁に切り換える。現在１相励磁駆動で
あれば、ステップ９に進んで１相励磁を継続する。ステ
ップ７では、現在２相励磁駆動であるか否かを判定し、
現在２相励磁駆動であれば、ステップ１０に進んで２相
励磁を継続する。現在１相励磁駆動であれば、ステップ
１１に進んで２相励磁に切り換える。

【００４１】以上のように、エンジン回転数の基本及び
数次周波数が、ステップモータの固有振動数付近になっ
たときに、所定の励磁方法である２相励磁とは固有振動
周波数の異なる他の励磁方法である１相励磁に切り換え
るようにしたから、エンジン回転数の基本及び数次周波
数とステップモータの固有振動数とをずらすことがで
き、ステップモータがエンジン振動によって共振して脱
調することがなく、ＥＧＲ弁装置を常時適正に動作させ
ることができる。

【００４２】上記のステップモータへの励磁方法の切換
制御は、エンジン振動の主成分であるエンジン回転の２
次周波数成分のみを対象として示したが、更にその倍調
波成分も無視できない場合には、複数のエンジン回転数
に基づく励磁切換を行えば良い。又、上記のステップモ
ータへの励磁方法の切換制御は、通常は駆動トルクの大
きい２相励磁にてステップモータを駆動し、固有振動周
波数がエンジン回転の２次周波数と重なったときには、
１相励磁に切り換えて、ステップモータを駆動するよう
にしている（請求項２記載の発明）。

【００４３】しかし、２相励磁は、発熱が大きいため巻
線を焼損し易く、又、消費電力も大きくなるので、トル
クに充分余裕があるときには、通常は１相励磁にてステ
ップモータを駆動し、固有振動周波数がエンジン回転の
２次周波数と重なったときには、２相励磁に切り換え
て、ステップモータを駆動するのが良い（請求項３記載
の発明）。

【００４４】更に、上記のステップモータへの励磁方法
の切換制御のように、２相励磁から１相励磁、１相励磁
から２相励磁に切り換えると、ステップモータのステッ
プ角が０．５ステップモータずつ変化してしまい、ステ
ップモータによる駆動対象の位置精度が悪化するので、
２相励磁から２相チョッピング励磁、又は１相励磁から
１相チョッピング励磁に切り換えるようにする（請求項
４記載の発明）。

【００４５】この場合にも、固有振動周波数が変化する
ので先の実施例と同様の効果があり、これにより、ステ
ップモータによる駆動対象の位置精度が良好となる。但
し、この方法はパワー素子Ｔｒ−１，Ｔｒ−２，Ｔｒ−
３，Ｔｒ−４のＯＮ・ＯＦＦの周期が短くなるので、Ｃ
ＰＵ２０の負担が大きくなる。又、上記の請求項１記載
の発明では、エンジン回転数に基づいて励磁方法を切換
制御するようにしたが、次のように構成しても良い（請
求項５記載の発明）。

【００４６】即ち、図５に示すように、エンジンに振動
センサ２３を設け、該振動センサ２３の出力からフィル
タ手段としてのバンドパスフィルタ２４によってステッ
プモータの固有振動周波数付近を抽出し、ＣＰＵ２０を
バンドパスフィルタ２４の出力が所定の基準値以上にな
ったときに励磁方法を切り換えるように構成する。かか
る切換制御構造を用いると、エンジン回転の基本及び数
次周波数成分に限らず、エンジン回転数に依存しないエ
ンジン振動や路面振動等の他の要因によっての外部振動
にも対処することができる。

【００４７】かかる請求項５記載の発明においても、次
の（１）〜（３）の構成を採用するようにする。 （１）所定の励磁方法を２相励磁とし、励磁方法切換手
段を、２相励磁から該２相励磁とは固有振動周波数の異
なる１相励磁に切り換えるように構成する（請求項６記
載の発明）。

【００４８】（２）所定の励磁方法を１相励磁とし、励
磁方法切換手段を、１相励磁から該１相励磁とは固有振
動周波数の異なる２相励磁に切り換えるように構成する
（請求項７記載の発明）。 （３）所定の励磁方法は２相励磁又は１相励磁とし、励
磁方法切換手段を、２相励磁又は１相励磁からチョッピ
ング励磁に切り換えるように構成する（請求項８記載の
発明）。

【００４９】更に、上記の実施例では、エンジン回転数
或いはエンジン振動に基づいて励磁方法を切換制御する
ようにしたが、次のように構成しても良い。即ち、エン
ジン回転数或いはエンジン振動に基づいて励磁方法を切
換制御するのではなく、つまり、励磁方法は変えず、ス
テップモータを停止保持状態にしてＥＧＲ弁装置を動作
させないようにする（請求項１０記載の発明）。

【００５０】この場合には、ステップモータを長期間停
止保持状態にしておくと、本来必要なＥＧＲ弁装置の開
度と実開度とが異なり、排気状態が悪化する可能性があ
るが、ＥＧＲ弁装置を動作させないため、外部振動に対
しては、ステップモータが最も脱調し難くなる。尚、上
記実施例においては、エンジンに付設された機器とし
て、エンジンの排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ装
置におけるＥＧＲ弁装置を例に挙げて説明したが（請求
項１２記載の発明）、本発明は、その他の弁装置、例え
ば、エンジンに付設されるＩＳＣ弁装置（アイドルスピ
ードコントロールバルブ装置）等の弁装置の駆動用ステ
ップモータの制御装置にも同様に適用できると共に（請
求項１１記載の発明）、弁装置に限らず、エンジンに付
設された機器の制御装置であれば、同様に適用すること
ができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、エンジン回転数の基本及び数次周波数とス
テップモータの固有振動数とをずらすことができ、ステ
ップモータがエンジン振動によって共振して脱調するこ
とがなく、ステップモータにより駆動されるエンジン付
設機器を常時適正に動作させることができる。

【００５２】請求項２記載の発明によれば、通常は駆動
トルクの大きい２相励磁にてステップモータが駆動さ
れ、固有振動周波数がエンジン回転の２次周波数と重な
ったときには、１相励磁に切り換えられて、ステップモ
ータを駆動できる。請求項３記載の発明によれば、通常
は１相励磁にてステップモータが駆動され、固有振動周
波数がエンジン回転の２次周波数と重なったときには、
２相励磁に切り換えられて、ステップモータを駆動で
き、１相励磁は、発熱が小さいため巻線を焼損し難く、
又、消費電力も小さいので有利である。

【００５３】請求項４記載の発明によれば、２相励磁か
ら２相チョッピング励磁、又は１相励磁から１相チョッ
ピング励磁に切り換えることができ、固有振動周波数が
変化するので先の発明と同様の効果があり、これによ
り、ステップモータによる駆動対象の位置精度が良好と
なる。請求項５記載の発明によれば、エンジン振動から
フィルタ手段によってステップモータの固有振動周波数
付近が抽出され、フィルタ手段の出力が所定の基準値以
上になったときに励磁方法を切り換えることができ、エ
ンジン回転の基本及び数次周波数成分に限らず、エンジ
ン回転数に依存しないエンジン振動や路面振動等の他の
要因によっての外部振動にも対処することができる。

【００５４】請求項６記載の発明によれば、通常は駆動
トルクの大きい２相励磁にてステップモータが駆動さ
れ、固有振動周波数がエンジン回転の２次周波数と重な
ったときには、１相励磁に切り換えられて、ステップモ
ータを駆動できる。請求項７記載の発明によれば、通常
は１相励磁にてステップモータが駆動され、固有振動周
波数がエンジン回転の２次周波数と重なったときには、
２相励磁に切り換えられて、ステップモータが駆動で
き、１相励磁は、発熱が小さいため巻線を焼損し難く、
又、消費電力も小さいので有利である。

【００５５】請求項８記載の発明によれば、２相励磁か
ら２相チョッピング励磁、又は１相励磁から１相チョッ
ピング励磁に切り換えることができ、固有振動周波数が
変化するので先の発明と同様の効果があり、これによ
り、ステップモータによる駆動対象の位置精度が良好と
なる。請求項９及び１０記載の発明によれば、エンジン
付設機器を動作させないため、外部振動に対しては、ス
テップモータが最も脱調し難くなる。

【００５６】請求項１１記載の発明によれば、ステップ
モータにより駆動される弁装置を常時適正に動作させる
ことができる。請求項１２記載の発明によれば、ステッ
プモータにより駆動されるＥＧＲ弁装置を常時適正に動
作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１記載の発明の構成図

【図２】 請求項５記載の発明の構成図

【図３】 請求項９記載の発明の構成図

【図４】 請求項１０記載の発明の構成図

【図５】 ＥＧＲ弁装置におけるステップモータの制御
回路図

【図６】 ２相励磁の場合の固定子磁極と回転子の磁極
との関係を示した図

【図７】 ステップモータの角度−トルク特性図

【図８】 請求項１記載の発明の実施例の作動説明図

【図９】 同上実施例の作用を説明するフローチャート

【図10】 ステップモータ駆動式ＥＧＲ弁装置の断面図

【図11】 ステップモータ駆動時に発生する減衰振動を
示す図

【符号の説明】

３Ａ，３Ｂ 固定子 ２０ ＣＰＵ ２１ エンジン回転数センサ ２３ 振動センサ Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 巻線 Ｔｒ−１，Ｔｒ−２，Ｔｒ−３，Ｔｒ−４ パワー素子

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに付設された機器を駆動するステ
   ップモータの制御装置であって、 エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、 前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン
   回転数に基づいて該回転数の基本及び数次周波数を演算
   する周波数演算手段と、 前記周波数演算手段により演算されたエンジン回転数の
   基本及び数次周波数と、前記ステップモータの固定子巻
   線を所定の励磁方法で励磁したときの該ステップモータ
   の固有振動周波数とを比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて、前記エンジン回転
   数の基本及び数次周波数が、前記ステップモータの固有
   振動数付近になったときに、前記所定の励磁方法とは固
   有振動周波数の異なる他の励磁方法に切り換える励磁方
   法切換手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするエンジン付設機器
   の駆動用ステップモータの制御装置。
2. 【請求項２】前記所定の励磁方法は２相励磁であり、前
   記励磁方法切換手段は、２相励磁から該２相励磁とは固
   有振動周波数の異なる１相励磁に切り換えるように構成
   されたことを特徴とする請求項１記載のエンジン付設機
   器の駆動用ステップモータの制御装置。
3. 【請求項３】前記所定の励磁方法は１相励磁であり、前
   記励磁方法切換手段は、１相励磁から該１相励磁とは固
   有振動周波数の異なる２相励磁に切り換えるように構成
   されたことを特徴とする請求項１記載のエンジン付設機
   器の駆動用ステップモータの制御装置。
4. 【請求項４】前記所定の励磁方法は２相励磁又は１相励
   磁であり、前記励磁方法切換手段は、２相励磁又は１相
   励磁からチョッピング励磁に切り換えるように構成され
   たことを特徴とする請求項１記載のエンジン付設機器の
   駆動用ステップモータの制御装置。
5. 【請求項５】エンジンに付設された機器を駆動するステ
   ップモータの制御装置であって、 エンジン振動を検出するエンジン振動検出手段と、 前記エンジン振動検出手段の出力に基づいて、ステップ
   モータの固定子巻線を所定の励磁方法で励磁したときの
   ステップモータの固有振動周波数付近の成分を抽出する
   フィルタ手段と、 前記フィルタ手段の出力と所定の基準値とを比較する比
   較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて、フィルタ手段の出
   力が所定の基準値以上になったときに、前記所定の励磁
   方法とは固有振動周波数の異なる他の励磁方法に切り換
   える励磁方法切換手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするエンジン付設機器
   の駆動用ステップモータの制御装置。
6. 【請求項６】前記所定の励磁方法は２相励磁であり、前
   記励磁方法切換手段は、２相励磁から該２相励磁とは固
   有振動周波数の異なる１相励磁に切り換えるように構成
   されたことを特徴とする請求項５記載のエンジン付設機
   器の駆動用ステップモータの制御装置。
7. 【請求項７】前記所定の励磁方法は１相励磁であり、前
   記励磁方法切換手段は、１相励磁から該１相励磁とは固
   有振動周波数の異なる２相励磁に切り換えるように構成
   されたことを特徴とする請求項５記載のエンジン付設機
   器の駆動用ステップモータの制御装置。
8. 【請求項８】前記所定の励磁方法は２相励磁又は１相励
   磁であり、前記励磁方法切換手段は、２相励磁又は１相
   励磁からチョッピング励磁に切り換えるように構成され
   たことを特徴とする請求項５記載のエンジン付設機器の
   駆動用ステップモータの制御装置。
9. 【請求項９】エンジンに付設された機器を駆動するステ
   ップモータの制御装置であって、 エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、 前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン
   回転数に基づいて該回転数の基本及び数次周波数を演算
   する周波数演算手段と、 前記周波数演算手段により演算されたエンジン回転数の
   基本及び数次周波数と、前記ステップモータの固定子巻
   線を所定の励磁方法で励磁したときの該ステップモータ
   の固有振動周波数とを比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて、前記エンジン回転
   数の基本及び数次周波数が、前記ステップモータの固有
   振動数付近になったときに、前記ステップモータを駆動
   停止保持状態にする手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするエンジン付設機器
   の駆動用ステップモータの制御装置。
10. 【請求項10】エンジンに付設された機器を駆動するステ
    ップモータの制御装置であって、 エンジン振動を検出するエンジン振動検出手段と、 前記エンジン振動検出手段の出力に基づいて、ステップ
    モータの固定子巻線を所定の励磁方法で励磁したときの
    ステップモータの固有振動周波数付近の成分を抽出する
    フィルタ手段と、 前記フィルタ手段の出力と所定の基準値とを比較する比
    較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて、フィルタ手段の出
    力が所定の基準値以上になったときに、前記ステップモ
    ータを駆動停止保持状態にする手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするエンジン付設機器
    の駆動用ステップモータの制御装置。
11. 【請求項11】エンジンに付設された機器はステップモー
    タ駆動式弁装置である請求項１〜１０のうちいずれか一
    つに記載のエンジン付設機器の駆動用ステップモータの
    制御装置。
12. 【請求項12】前記弁装置は、エンジンの排気の一部を吸
    気系に還流する排気還流装置における排気還流弁装置で
    ある請求項１１記載のエンジン付設機器の駆動用ステッ
    プモータの制御装置。