JPH09140192A

JPH09140192A - ステッパモータの駆動装置

Info

Publication number: JPH09140192A
Application number: JP29665895A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Moriguchi; 広森口
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ステッパモータを過負荷状態にすることなし
に、ステッパモータの駆動速度を上げて制御に要する時
間を短縮して、制御遅れを少なくする。【解決手段】ステッパモータにかかる負荷トルクを算出
する負荷算出手段と、ステッパモータの出力トルクを算
出する出力算出手段と、算出された負荷トルクに対応し
た出力トルクになるようにステッパモータの駆動速度を
制御する駆動速度制御手段とを備え、モータが脱調しな
い程度に、出力トルクを現在の負荷トルクまで下げ、そ
の分、駆動速度を上げようとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被駆動体例えば車
両の速度を制御するスロットルバルブの開度調整を行う
ステッパモータの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より例えば車両の速度制御として、
スロットルバルブに連結されたステッパモータに供給す
るパルスを制御してスロットルバルブの開度を調整する
ことによりエンジンへの燃料供給量を調整するクルーズ
コントロールが採られている。図１３はクルーズコント
ロールの要部構成図である。図１４はステッパモータの
特性を説明するための図で、（ａ）はアクチュエータの
開度とステッパモータ（アクチュエータ）に加わる負荷
トルクの関係を示す図、（ｂ）はアクチュエータの駆動
速度と出力トルクの関係を示す図、（ｃ）はアクチュエ
ータの駆動電圧と出力トルクの関係を示す図である。以
下、図に従って説明する。

【０００３】クルーズコントロールのアクチュエータ部
は入力パルスで駆動されるステッパモータ２１、ステッ
パモータ２１のトルクをスロットルバルブの開閉部に伝
達するオームギャー、ピニオン等の伝達機構２２、燃料
の流量を調整するスロットルバルブ２３で構成される。
尚、ステッパモータはその回動角度が入力パルス数に比
例し、また、その回動（駆動）速度は入力パルスの周波
数に比例する特性をもち、入力パルスのデューティ比に
よって発生する励磁電流の値に応じて所望の回動位置に
制御されるものである。クルーズコントロールにおいて
は、制御部１が車速データに基づいて所定の車速になる
ように、スロットルバルブ２３の開度を調整するために
所定の励磁電流を算出し、これに応じたデューティ比を
もつパルスを出力しステッパモータ２１を回動（開閉角
を指示する）させる。

【０００４】この場合、スロットルバルブ２３を制御す
るステッパモータ２１にかかる負荷トルクは図１４
（ａ）のごとくスロットルバルブ２３の開度が大きくな
るに従って大きくなるようになっている。例えば、スロ
ットルバルブの開度が１００％の時に最大の負荷トルク
となり、開度５０％の時には約半分の負荷トルクにな
る。これは開状態にされたスロットルバルブ２３を自動
的に閉状態に戻すばね（開度に比例したばね負荷）等が
設けられているためである。

【０００５】一方、ステッパモータ２１を高速で駆動し
ようとすると図１４（ｂ）のごとく出力トルクが低下す
る。例えば、駆動速度が１００ｐｐｓ（パルス／秒）の
時の最大出力トルクに対して、駆動速度が２００ｐｐｓ
に上昇すると出力トルクはｘの位置（概略半分）まで低
下する。また、アクチュエータの出力トルクはアクチュ
エータの駆動電圧（バッテリ電圧に依存する）により図
１４（ｃ）のごとく、駆動電圧１３Ｖ（正常時）の出力
トルクに比べて駆動電圧が１０Ｖに低下すると出力トル
クは約７０％に低下する。

【０００６】そのために、スロットルバルブ２３の開度
の大きい時にステッパモータ２１を高速で駆動しようと
すると、ステッパモータ２１の出力トルクよりもステッ
パモータ２１にかかる負荷トルクの方が大きくなり、ス
テッパモータ２１は過負荷の状態になり停止する。ま
た、駆動電圧低下時も同様である。それを防止するため
に、ステッパモータ２１が最大の負荷になる状態、即
ち、ステッパモータ２１が最悪の条件（開度１００％）
で駆動される場合を想定して駆動速度（この場合は１０
０ｐｐｓ）を決定している。そして、決定された一定の
駆動速度でスロットルバルブ２３の開度にかかわらず制
御することにより、ステッパモータ２１が過負荷になら
ないので常に安定したクルーズコントロールが可能にな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の方法では、ステ
ッパモータにかかる負荷が最悪の状態を想定してステッ
パモータの駆動速度を設定しているので、通常の制御に
おいてはステッパモータに無理をかけずに、安定したス
ロットルバルブの制御が可能になる。しかし、急加速、
急減速等スロットルバルブの開閉速度を速く（全閉から
全開又はその逆）する場合には、ステッパモータの駆動
速度が遅いために、速度制御に遅れが生ずるという問題
がある。

【０００８】ステッパモータの負荷はスロットルバルブ
の開度に依存し、また、スロットルバルブを開く方向
（開方向）に駆動するのか、閉じる方向（閉方向）に駆
動するのかによっても異なるので、ステッパモータの負
荷が小さく、余裕のある状態では駆動速度を高い状態で
制御するのが望ましい。尚、ステッパモータ自体の出力
トルク（性能）をアップすることは、サイズアップ及び
コストアップとなり実現のための制約が大きい。

【０００９】本発明は、ステッパモータを過負荷状態に
することなしに、ステッパモータの駆動速度を上げて制
御に要する時間を短縮して、速度の制御に遅れが生じな
いようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、駆動速度により出力トルクが変化するステ
ッパモータと、該ステッパモータと連結された被駆動体
と、該被駆動体により発生するものであって、前記ステ
ッパモータにかかり、且つ、該ステッパモータの駆動量
に比例して大きくなる負荷トルクを検出する負荷検出手
段と、前記負荷検出手段により検出された負荷トルクに
応じ、該負荷トルクと出力トルクとが対応するように前
記ステッパモータの駆動速度を可変制御する駆動速度制
御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】また、前記ステッパモータは流量を調整す
るためのバルブと連結し、該バルブの開度を調整するも
のであって、前記負荷トルクは前記バルブの開度に比例
して大きくなるものであって、前記負荷検出手段は、前
記バルブの開度を検知する開度検知手段を備え、前記開
度検知手段により検知された前記バルブの開度を基に前
記負荷トルクを検出するものであることを特徴とするも
のである。

【００１２】また、前記駆動速度制御手段は、前記開度
検知手段からの検知出力に基づき、前記バルブの開度が
小さい時には、前記ステッパモータの駆動速度を大きく
するように可変制御するものであることを特徴とするも
のである。また、前記駆動速度制御手段は、前記開度検
知手段からの検知出力に基づき、前記バルブが閉方向に
駆動される時には、前記バルブが開方向に駆動される時
よりも前記ステッパモータの駆動速度を大きくするよう
に可変制御するものであることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、前記負荷検出手段は、前記ステッパ
モータに供給される電圧を検知する電圧検知手段を備
え、前記電圧から対応する負荷トルクを補正し算出する
ものであることを特徴とするものである。また、前記駆
動速度制御手段は、前記電圧検知手段からの検知出力に
基づき、前記電圧が小さい時には、前記ステッパモータ
の駆動速度を小さくするように可変制御するものである
ことを特徴とするものである。

【００１４】また、前記駆動速度制御手段を動作状態又
は非動作状態に切り換える切換手段を備えたことを特徴
とするものである。また、前記切換手段は、車両の速度
を定速走行制御を開始するセットスイッチ又は定速走行
制御において高速走行から低速走行にセットするコース
トスイッチ等が操作された時のように大きな駆動速度を
必要とする時に、前記駆動速度制御手段を動作状態に切
り換えるものであることを特徴とするものである。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例のステッパモー
タの駆動速度マップを示す図である。図２は本発明の第
１の実施例のステッパモータの制御のためにマイコン
（制御部に相当する）の行う処理フローチャートであ
る。以下、図に従って説明する。

【００１６】本実施例はアクチュエータ（スロットルバ
ルブ）の開度の状態に対してステッパモータの駆動速度
を最適にする例である。前述の図１４（ａ）のアクチュ
エータ開度とアクチュエータに加わる負荷の関係図、図
１４（ｂ）のステッパモータの駆動速度とアクチュエー
タの出力トルクの関係図を基に、実験等により予め負荷
トルクと出力トルクが同じになる状態、即ち、或るアク
チュエータ開度に対して脱調しない程度に駆動速度を上
げられる限界を求めたものが図１の斜線で示されてい
る。アクチュエータの開度とステッパモータの駆動速度
の関係が、この斜線より下部にあればステッパモータは
脱調しないことになる。本例はこの両者の関係を基にし
てステッパモータの駆動速度を最適にするものである。

【００１７】ステップＳ１では、アクチュエータの開度
が５０％以上か否かを判断し、開度が５０％以上であれ
ばステップＳ２に移り、開度が５０％未満であればステ
ップＳ３に移る。つまり、アクチュエータの開度が大き
い場合と小さい場合の２段階に分けて駆動速度を決定す
る。アクチュエータの開度は制御部１自身により検知す
る。即ち、アクチュエータはパルス駆動されているの
で、ステッパモータに供給されたパルス数の累計から現
在のアクチュエータの開度が判る。

【００１８】ステップＳ２では、駆動速度を１００ｐｐ
ｓ（パルス／秒）にしてステップＳ４に移る。つまり、
図１のステッパモータ駆動速度マップからアクチュエー
タの開度が５０％以上では駆動速度を１００ｐｐｓとす
ることにより、出力トルクをあげて、ステッパモータが
過負荷にならずに駆動できる。ステップＳ３では、駆動
速度を２００ｐｐｓ（パルス／秒）にしてステップＳ４
に移る。つまり、図１のステッパモータ駆動速度マップ
からアクチュエータの開度が５０％未満ではステッパモ
ータの負荷が少ないので駆動速度を２００ｐｐｓとし、
この速度に相当する周波数をもつパルスをステッパモー
タに出力してステッパモータの駆動速度を増す。

【００１９】尚、図１のステッパモータの駆動速度マッ
プはステッパモータの出力トルクが負荷トルクよりも大
きくなる範囲に設定されている。即ち、出力トルクと負
荷トルクの等しくなる状態より高くはない（開度５０％
と開度１００％で等しくなっている）。要は脱調しない
程度まで出力トルクを下げればよい。以上のように本実
施例では、アクチュエータの開度、即ち、ステッパモー
タの負荷トルクの大小に対応してステッパモータの駆動
速度を変化させるので、過負荷にならずに駆動速度を上
げることができ制御に遅れが生じない。

【００２０】図３は本発明の第２の実施例のステッパモ
ータの特性と駆動速度マップを示す図で、（ａ）はステ
ッパモータの開度方向と負荷トルクの関係図、（ｂ）は
ステッパモータの駆動速度マップ（開側）、（ｃ）はス
テッパモータの駆動速度マップ（閉側）である。図４は
本発明の第２の実施例のステッパモータの制御のために
マイコンの行う処理フローチャートである。以下、図に
従って説明する。

【００２１】本実施例はアクチュエータの開度及びアク
チュエータの開閉方向に対してステッパモータの駆動速
度を最適にする例である。ステップＳ１１では、アクチ
ュエータの開度が５０％以上か否かを判断し、開度が５
０％以上であればステップＳ１２に移り、開度が５０％
未満であればステップＳ１３に移る。つまり、第１の実
施例と同様にアクチュエータの開度が大きい場合と小さ
い場合に分けて駆動速度を決定する。アクチュエータの
開度は第１の実施例と同様に判断できる。

【００２２】ステップＳ１２では、ステッパモータがア
クチュエータを開く方向（開側）に駆動しているか、閉
じる方向（閉側）に駆動しているかを判断して、アクチ
ュエータを開側に駆動しておればステップＳ１４に移
り、閉側に駆動しておればステップＳ１５に移る。つま
り、アクチュエータを開側に駆動する時には、アクチュ
エータを戻そうとする（閉じようとする）ばねにより図
３（ａ）のごとく負荷が大きくなる。逆にアクチュエー
タを閉側に駆動する時には、アクチュエータを戻そうと
する（閉じようとする）ばねにより図３（ａ）のごとく
負荷が小さくなる。この負荷状態の違いを考慮してステ
ッパモータの駆動速度を制御するものである。

【００２３】ステップＳ１４では、駆動速度を７５ｐｐ
ｓ（パルス／秒）にしてステップＳ１８に移る。つま
り、図３（ｂ）のステッパモータの駆動速度マップ（開
側）からアクチュエータの開度が大きく、且つ、アクチ
ュエータを開く方向に駆動するので、ステッパモータの
負荷が最も大きく駆動速度を７５ｐｐｓに下げてトルク
をあげて、ステッパモータが過負荷にならないように駆
動する。

【００２４】ステップＳ１５では、駆動速度を１００ｐ
ｐｓにしてステップＳ１８に移る。つまり、図３（ｃ）
のステッパモータの駆動速度マップ（閉側）からアクチ
ュエータの開度は大きいが、アクチュエータを閉じる方
向に駆動するので、ステッパモータの負荷が少なく駆動
速度を１００ｐｐｓに上げてステッパモータの駆動速度
を増す。

【００２５】ステップＳ１３では、ステッパモータがア
クチュエータを開く方向（開側）に駆動しているか、閉
じる方向（閉側）に駆動しているかを判断して、アクチ
ュエータを開側に駆動しておればステップＳ１６に移
り、閉側に駆動しておればステップＳ１７に移る。これ
は、ステップＳ１２と同様に開側と閉側の負荷状態の違
いを考慮するためである。

【００２６】ステップＳ１６では、駆動速度を１５０ｐ
ｐｓにしてステップＳ１８に移る。つまり、図３（ｂ）
のステッパモータの駆動速度マップ（開側）からアクチ
ュエータの開度は小さく負荷が少ないが、アクチュエー
タを開く方向に駆動するので、ステッパモータの駆動速
度を１５０ｐｐｓにして駆動する。ステップＳ１７で
は、駆動速度を２００ｐｐｓにしてステップＳ１８に移
る。つまり、図３（ｃ）のステッパモータの駆動速度マ
ップ（閉側）からアクチュエータの開度が小さく、且
つ、アクチュエータを閉じる方向に駆動するので、ステ
ッパモータの負荷が最も少なく駆動速度を２００ｐｐｓ
に上げてステッパモータの駆動速度を増す。ステップＳ
１８では、ステッパモータに出力して処理を終える。

【００２７】以上のように本実施例では、アクチュエー
タの開度及び開閉方向によるステッパモータの負荷の大
小に対応してステッパモータの駆動速度を変化させるの
で、過負荷にならずに駆動速度を上げることができ制御
に遅れが生じない。図５は本発明の第３の実施例のステ
ッパモータの駆動速度マップを示す図である。図６は本
発明の第３の実施例のステッパモータの制御のためにマ
イコンの行う処理フローチャートである。以下、図に従
って説明する。

【００２８】本実施例はアクチュエータの開度に対して
ステッパモータの駆動速度を最適にする例であり、アク
チュエータの開度を第１の実施例より細かく区分してよ
り効果的な駆動速度の設定を可能にしている。ステップ
Ｓ２１では、アクチュエータの開度が２５％以上か否か
を判断し、開度が２５％以上であればステップＳ２２に
移り、開度が２５％未満であればステップＳ２７に移
る。つまり、アクチュエータの開度を先ず２５％を基準
に大きい場合と小さい場合に分けて駆動速度を決定す
る。

【００２９】ステップＳ２２では、アクチュエータの開
度が５０％以上か否かを判断し、開度が５０％以上であ
ればステップＳ２３に移り、開度が５０％未満であれば
ステップＳ２６に移る。ステップＳ２３では、アクチュ
エータの開度が７５％以上か否かを判断し、開度が７５
％以上であればステップＳ２４に移り、開度が７５％未
満であればステップＳ２５に移る。

【００３０】ステップＳ２４では、駆動速度を７５ｐｐ
ｓ（パルス／秒）にしてステップＳ２８に移る。つま
り、図５のステッパモータの駆動速度マップからアクチ
ュエータの開度が７５％以上では駆動速度は７５ｐｐｓ
とすることにより、トルクをあげて、ステッパモータが
過負荷にならずに駆動できる。ステップＳ２５では、駆
動速度を１５０ｐｐｓにしてステップＳ２８に移る。つ
まり、図５のステッパモータの駆動速度マップからアク
チュエータの開度が５０〜７５％では駆動速度は１５０
ｐｐｓとすることにより、トルクをあげて、ステッパモ
ータが過負荷にならずに駆動できる。

【００３１】ステップＳ２６では、駆動速度を２００ｐ
ｐｓにしてステップＳ２８に移る。つまり、図５のステ
ッパモータ駆動速度マップからアクチュエータの開度が
２５〜５０％では駆動速度は２００ｐｐｓとすることに
より、トルクをあげて、ステッパモータが過負荷になら
ずに駆動できる。ステップＳ２７では、駆動速度を２３
０ｐｐｓにしてステップＳ２８に移る。つまり、図５の
ステッパモータの駆動速度マップからアクチュエータの
開度が２５％未満ではステッパモータの負荷が少ないの
で駆動速度は２３０ｐｐｓとしてステッパモータの駆動
速度を増す。ステップＳ２８では、ステッパモータに出
力して処理を終える。

【００３２】以上のように本実施例では、アクチュエー
タの開度、即ち、ステッパモータの負荷の大小に対応し
てステッパモータの駆動速度をより細かく変化させるの
で、過負荷にならずに駆動速度を上げることができ制御
に遅れが生じない。また、制御がより滑らかになる。図
７は本発明の第４の実施例のステッパモータの駆動速度
マップを示す図である。図８は本発明の第４の実施例の
ステッパモータの制御のためにマイコンの行う処理フロ
ーチャートである。以下、図に従って説明する。

【００３３】本実施例はアクチュエータの開度及びアク
チュエータの駆動電圧に対してステッパモータの駆動速
度を最適にする例であり、放電によるバッテリの電圧低
下が原因でアクチュエータの駆動電圧が低下して出力ト
ルクが変化することを考慮して効果的な駆動速度の設定
を可能にしている。ステップＳ３１では、アクチュエー
タの駆動電圧が１３Ｖ以上か否かを判断し、１３Ｖ以上
であればステップＳ３２に移り、１３Ｖ未満であればス
テップＳ３３に移る。尚、１３Ｖはバッテリの正常時の
出力電圧とする。この判断はアクチュエータの出力が正
常に出力されているか否かを判断するためのものであ
る。即ち、アクチュエータの出力トルクは図１４（ｃ）
のごとく駆動電圧が低下するに従って低下する。アクチ
ュエータの駆動電圧が１３Ｖ以上であれば正常な出力ト
ルクが得られるので、第１の実施例と同じ制御方法でも
支障は生じない。しかし、駆動電圧が１３Ｖ未満になれ
ば正常な出力トルクが得られず、例えば、駆動電圧１０
Ｖでは１３Ｖの時の７０％しか出力トルクが得られな
い。一方、アクチュエータへの負荷トルクは開度で決ま
るので、第１の実施例と同じ制御方法では出力トルクよ
り負荷トルクの方が大きくなる。そこで、出力トルクが
低下した分だけ負荷トルクが小さい開度で駆動速度の切
り換えるように、アクチュエータの開度に補正するため
のものである。

【００３４】ステップＳ３２では、補正係数αを１とし
てステップＳ３４に移る。つまり、駆動電圧が１３Ｖ以
上であれば通常の出力トルクが出ているので、第１の実
施例と全く同じ対応を行う。ステップＳ３３では、補正
係数αを０．７としてステップＳ３４に移る。つまり、
駆動電圧が１３Ｖ未満であれば（例えば、駆動電圧１０
Ｖ）では図１４（ｃ）のごとく出力トルクが駆動電圧１
３Ｖの時の７０％に低下する。そのために、アクチュエ
ータの開度による駆動速度の区分を第１の実施例のごと
く５０％ではなく、出力トルクの低下した分だけ、低い
負荷トルクの位置（開度）で駆動速度を切り換えるため
に開度の補正を行う必要がある。

【００３５】ステップＳ３４では、アクチュエータの開
度が５０％×α以上か否かを判断し、開度が５０％×α
以上であればステップＳ３５に移り、開度が５０％×α
未満であればステップＳ３６に移る。つまり、アクチュ
エータの駆動電圧低下による出力トルクの低下を考慮し
て駆動速度の切換点を補正するためである。ステップＳ
３５では、駆動速度を１００ｐｐｓ（パルス／秒）にし
てステップＳ３７に移る。つまり、図７のステッパモー
タの駆動速度マップから、アクチュエータの駆動電圧が
１３Ｖ以上（α＝１）の時はアクチュエータの開度が５
０％以上では駆動速度は１００ｐｐｓとしているが、ア
クチュエータの駆動電圧が１３Ｖ未満（α＝０．７）の
時は出力トルクが低下しているので、アクチュエータの
開度が低い３５％のところで駆動速度が低くなるように
して出力トルクを上げる。その結果、ステッパモータが
過負荷にならずに駆動できる。

【００３６】ステップＳ３６では、駆動速度を２００ｐ
ｐｓにしてステップＳ３７に移る。つまり、図７のステ
ッパモータの駆動速度マップから、アクチュエータの駆
動電圧が１３Ｖ以上（α＝１）の時はアクチュエータの
開度が５０％未満で、また、アクチュエータの駆動電圧
が１３Ｖ未満（α＝０．７）の時はアクチュエータの開
度が３５％未満では、ステッパモータの負荷が少ないの
で駆動速度は２００ｐｐｓとしてステッパモータの駆動
速度を増す。ステップＳ３７では、ステッパモータに出
力して処理を終える。

【００３７】以上のように本実施例では、アクチュエー
タの開度と駆動電圧の両方の変化によるステッパモータ
の出力トルク及び負荷トルクの大小に対応してステッパ
モータの駆動速度を変化させるので、過負荷にならずに
駆動速度を上げることができ制御に遅れが生じない。図
９はステッパモータの特性（駆動電圧、駆動速度と出力
トルクの関係）を示す図である。図１０は本発明の第５
の実施例のステッパモータの制御のためにマイコンの行
う処理フローチャートである。以下、図に従って説明す
る。

【００３８】本実施例はアクチュエータの開度及びアク
チュエータの駆動電圧に対してステッパモータの駆動速
度を最適にする例であり、第４の実施例よりさらに細か
く制御するものである。ステップＳ４１では、アクチュ
エータの開度が５０％以上か否かを判断し、開度が５０
％以上であればステップＳ４２に移り、開度が５０％未
満であればステップＳ４３に移る。つまり、アクチュエ
ータの開度による負荷トルクの変化を考慮して駆動速度
を調整する。

【００３９】ステップＳ４２では、アクチュエータの駆
動電圧が１３Ｖ以上か否かを判断し、１３Ｖ以上であれ
ばステップＳ４４に移り、１３Ｖ未満であればステップ
Ｓ４５に移る。図９のごとくアクチュエータの出力トル
クは駆動速度が大きくなると低下し、また、駆動電圧が
小さくなると低下する（駆動電圧１３Ｖと１０Ｖの比
較）。そこで、アクチュエータの駆動電圧が大きい場合
と小さい場合に分けて駆動速度を決定するものである。

【００４０】ステップＳ４４では、駆動速度を１００ｐ
ｐｓ（パルス／秒）にしてステップＳ４８に移る。つま
り、図９のアクチュエータの駆動電圧、駆動速度と出力
トルクの関係図からアクチュエータの開度が５０％以上
で、且つ、駆動電圧１３Ｖに対応する駆動速度で１００
ｐｐｓとする。その結果、ステッパモータが過負荷にな
らずに駆動できる。

【００４１】ステップＳ４５では、駆動速度を７０ｐｐ
ｓにしてステップＳ４８に移る。つまり、図９のアクチ
ュエータの駆動電圧、駆動速度と出力トルクの関係図か
らアクチュエータの開度が５０％以上で、且つ、駆動電
圧１０Ｖに対応する駆動速度で７０ｐｐｓとする。その
結果、ステッパモータが過負荷にならずに駆動できる。

【００４２】ステップＳ４３では、アクチュエータの駆
動電圧が１３Ｖ以上か否かを判断し、１３Ｖ以上であれ
ばステップＳ４４に移り、１３Ｖ未満であればステップ
Ｓ４５に移る。ステップＳ４６では、駆動速度を２００
ｐｐｓにしてステップＳ４８に移る。つまり、図９のア
クチュエータの駆動電圧、駆動速度と出力トルクの関係
図からアクチュエータの開度が５０％未満で、且つ、駆
動電圧１３Ｖに対応する駆動速度で２００ｐｐｓとす
る。その結果、ステッパモータが過負荷にならずに駆動
できる。

【００４３】ステップＳ４７では、駆動速度を１６０ｐ
ｐｓにしてステップＳ４８に移る。つまり、図９のアク
チュエータの駆動電圧、駆動速度と出力トルクの関係図
からアクチュエータの開度が５０％未満で、且つ、駆動
電圧１３Ｖに対応する駆動速度で１６０ｐｐｓとする。
その結果、ステッパモータが過負荷にならずに駆動でき
る。ステップＳ４８では、ステッパモータに出力して処
理を終える。

【００４４】以上のように本実施例では、アクチュエー
タの開度と駆動電圧の両方の変化によるステッパモータ
の負荷トルク、出力トルクの大小に対応してステッパモ
ータの駆動速度を変化させるので、過負荷にならずに駆
動速度を上げることができ制御に遅れが生じない。図１
１は運転モードによるアクチュエータの開度を示す図で
ある。図１２は本発明の第６の実施例のステッパモータ
の制御のためにマイコンの行う処理フローチャートであ
る。以下、図に従って説明する。

【００４５】本実施例はアクチュエータの開閉速度に対
してステッパモータの駆動速度を最適にする例である。
即ち、アクチュエータを高速で開閉する必要がある場合
は、例えば、クルーズコントロールにおいては、図１１
のごとく所定の車速にセットされた時にスロットルバル
ブを開ける時（即ち、ステッパモータを０から駆動する
時）、又はその逆に一定の高速走行から低速走行にセッ
ト（コーストと称す）された時のみで、一般の定速走行
時においてはスロットルバルブを高速で開閉する必要は
ない。そこで、本実施例ではセット、コースト時に対応
したステッパモータの駆動速度の制御を行うものであ
る。従って、本例では検出手段はセット、コースト（ス
イッチ）が動作（操作）されたか否かを検出するもので
ある。

【００４６】ステップＳ５１では、セット、コースト動
作時か否かを判断し、動作時であればステップＳ５２に
移り、動作時でなければステップＳ５５に移る。つま
り、セット、コースト動作時には急速なスロットルバル
ブの開閉（即ち、ステッパモータの駆動）を行うためで
ある。セット、コースト動作時であるか否かの判断は運
転者によりセットスイッチが操作されたか否かで判断で
きる。

【００４７】ステップＳ５２では、アクチュエータの開
度が５０％以上か否かを判断し、開度が５０％以上であ
ればステップＳ５３に移り、開度が５０％未満であれば
ステップＳ５４に移る。つまり、アクチュエータの開度
が大きい場合と小さい場合に分けて駆動速度を決定す
る。ステップＳ５３では、駆動速度を１００ｐｐｓ（パ
ルス／秒）にしてステップＳ５６に移る。つまり、図１
（ａ）のステッパモータ駆動速度マップからアクチュエ
ータの開度が５０％以上では駆動速度は１００ｐｐｓと
することにより、出力トルクをあげて、ステッパモータ
が過負荷にならずに駆動できる。

【００４８】ステップＳ５４では、駆動速度を２００ｐ
ｐｓにしてステップＳ５６に移る。つまり、図１（ａ）
のステッパモータ駆動速度マップからアクチュエータの
開度が５０％未満ではステッパモータの負荷が少ないの
で駆動速度は２００ｐｐｓとしてステッパモータの駆動
速度を増す。ステップＳ５５では、駆動速度を５０ｐｐ
ｓにしてステップＳ５６に移る。つまり、定速走行中で
はスロットルバルブの開度の調整は極僅かであるので、
ステッパモータの駆動速度を下げて滑らかな運転を確保
する。ステップＳ５６では、ステッパモータに出力して
処理を終える。

【００４９】以上のように本実施例では、車両の運転状
態及びアクチュエータの開度に対応してステッパモータ
の駆動速度を変化させるので、過負荷にならずに駆動速
度を上げることができ制御に遅れが生じない。また、滑
らかな運転が確保できる。尚、本例では開度に応じて段
階的に速度を切換えているが、これに限らず、リニアに
変化させるようにしてもよい。また、クルーズコントロ
ールの他、スロットル開度を電子的に制御する電子スロ
ットルにも適用できる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではステッ
パモータを過負荷状態にすることなしに、アクチュエー
タの駆動速度を上げて制御に要する時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のステッパモータの駆動
速度マップを示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例のステッパモータの制御
のためにマイコンの行う処理フローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施例のステッパモータの特性
と駆動速度マップを示す図で、（ａ）はステッパモータ
の開閉方向と負荷トルクの関係図、（ｂ）はステッパモ
ータの駆動速度マップ（開側）、（ｃ）はステッパモー
タの駆動速度マップ（閉側）である。

【図４】本発明の第２の実施例のステッパモータの制御
のためにマイコンの行う処理フローチャートである。

【図５】本発明の第３の実施例のステッパモータの駆動
速度マップを示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例のステッパモータの制御
のためにマイコンの行う処理フローチャートである。

【図７】本発明の第４の実施例のステッパモータの駆動
速度マップを示す図で、（ａ）はアクチュエータ開度と
駆動速度の関係（α＝１）図、（ｂ）はアクチュエータ
開度と駆動速度の関係（α＝０．７）図である。

【図８】本発明の第４の実施例のステッパモータの制御
のためにマイコンの行う処理フローチャートである。

【図９】ステッパモータの特性図（駆動電圧、駆動速度
と出力トルクの関係）を示す図である。

【図１０】本発明の第５の実施例のステッパモータの制
御のためにマイコンの行う処理フローチャートである。

【図１１】運転モードによるアクチュエータの開度を示
す図である。

【図１２】本発明の第６の実施例のステッパモータの制
御のためにマイコンの行う処理フローチャートである。

【図１３】クルーズコントロールの要部構成図である。

【図１４】ステッパモータの特性を説明するための図
で、（ａ）はアクチュエータの開度とステッパモータ
（アクチュエータ）に加わる負荷トルクの関係を示す
図、（ｂ）はアクチュエータの駆動速度と出力トルクの
関係を示す図、（ｃ）はアクチュエータの駆動電圧と出
力トルクの関係を示す図である。

【符号の説明】

１・・・・制御部２１・・・ステッパモータ２２・・・伝達機構２３・・・スロットルバルブ３・・・・開度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動速度により出力トルクが変化するス
テッパモータと、該ステッパモータと連結された被駆動
体と、該被駆動体により発生するものであって、前記ス
テッパモータにかかり、且つ、該ステッパモータの駆動
量に比例して大きくなる負荷トルクを検出する負荷検出
手段と、前記負荷検出手段により検出された負荷トルク
に応じ、該負荷トルクと出力トルクとが対応するように
前記ステッパモータの駆動速度を可変制御する駆動速度
制御手段と、を備えたことを特徴とするステッパモータ
の駆動装置。
【請求項２】前記ステッパモータは流量を調整するた
めのバルブと連結し、該バルブの開度を調整するもので
あって、前記負荷トルクは前記バルブの開度に比例して
大きくなるものであって、前記負荷検出手段は、前記バ
ルブの開度を検知する開度検知手段を備え、前記開度検
知手段により検知された前記バルブの開度を基に前記負
荷トルクを検出するものであることを特徴とする請求項
１記載のステッパモータの駆動装置。
【請求項３】前記駆動速度制御手段は、前記開度検知
手段からの検知出力に基づき、前記バルブの開度が小さ
い時には、前記ステッパモータの駆動速度を大きくする
ように可変制御するものであることを特徴とする請求項
２記載のステッパモータの駆動装置。
【請求項４】前記駆動速度制御手段は、前記開度検知
手段からの検知出力に基づき、前記バルブが閉方向に駆
動される時には、前記バルブが開方向に駆動される時よ
りも前記ステッパモータの駆動速度を大きくするように
可変制御するものであることを特徴とする請求項２記載
のステッパモータの駆動装置。
【請求項５】前記負荷検出手段は、前記ステッパモー
タに供給される電圧を検知する電圧検知手段を備え、前
記電圧から対応する負荷トルクを補正し算出するもので
あることを特徴とする請求項１記載のステッパモータの
駆動装置。
【請求項６】前記駆動速度制御手段は、前記電圧検知
手段からの検知出力に基づき、前記電圧が小さい時に
は、前記ステッパモータの駆動速度を小さくするように
可変制御するものであることを特徴とする請求項５記載
のステッパモータの駆動装置。
【請求項７】前記駆動速度制御手段を動作状態又は非
動作状態に切り換える切換手段を備えたことを特徴とす
る請求項１記載のステッパモータの駆動装置。
【請求項８】前記切換手段は、前記ステッパモータに
対し、大きな駆動速度を必要とする状態を検出する検出
手段を備え、該検出手段からの検出出力に応じて前記駆
動速度制御手段を動作状態に切り換えるものであること
を特徴とする請求項７記載のステッパモータの駆動装
置。