JPS6312845A - Throttle opening control device - Google Patents

Throttle opening control device

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Publication number
JPS6312845A
JPS6312845A JP15606386A JP15606386A JPS6312845A JP S6312845 A JPS6312845 A JP S6312845A JP 15606386 A JP15606386 A JP 15606386A JP 15606386 A JP15606386 A JP 15606386A JP S6312845 A JPS6312845 A JP S6312845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
motor
circuit
pattern
cpu
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15606386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terumi Daimon
大門 輝美
Yasunori Mori
毛利 康典
Seiji Asano
誠二 浅野
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6312845A publication Critical patent/JPS6312845A/en
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve controllability, by a method wherein, in a device which electrically controls the opening of a throttle by means of a stepping motor and the like, once a control signal from a CPU is held at a latch circuit, it is outputted in synchronism with a hardlike timer output. CONSTITUTION:In a device which drives a throttle valve to control the opening of a throttle valve, located in the suction passage of an internal combustion engine, with the aid of a stepping motor 3 controlled by a control circuit 4 according to a running state, a latch circuit 42, holding a motor output pattern set by a CPU 41, is situated to the control circuit 4. The latch circuit 43 is provided for outputting a motor output pattern to a motor driver circuit 45 in synchronism with the timing of a program timer output outputted from the CPU 41 according to an output from the latch circuit 42. Further, a gate circuit 44 is provided for preventing production of a pattern input, by means of which damage of the motor drive circuit 45 is caused.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スロットル開度を電子的に制御する装置に係
り、特にマイクロコンピュータを用いて制御する装置の
モータへの出力方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for electronically controlling throttle opening, and more particularly to a method of outputting information to a motor of a device controlled using a microcomputer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のこの種の装置に関しては、特開昭57−4172
9号公報に示すようなシステム的な考案はあるが、その
具体的なモータへの出力方法については考慮されていな
かった。
Regarding the conventional device of this kind, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-4172
Although there is a system idea as shown in Publication No. 9, no consideration has been given to the specific method of outputting it to the motor.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような従来のものは、モータ(特にステッピングモ
ータ)を動力源として電気的にスロットル開度を制御す
るにあたり、モータへの制御信号を確実に出力すること
ができないという欠点を有している。
Such conventional devices have the disadvantage that when electrically controlling the throttle opening using a motor (particularly a stepping motor) as a power source, a control signal cannot be reliably output to the motor.

本発明の目的は、モータ(特にステッピングモータ)を
動力源として電気的にスロットル開度を制御する場合の
、モータへの制御信号出力を、確実に、モータの機能障
害を引き起さない方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for reliably outputting a control signal to the motor without causing malfunction of the motor when electrically controlling the throttle opening using a motor (particularly a stepping motor) as a power source. It is about providing.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

ステッピングモータなどのような段階的に回転するモー
タは、次段階に移るまでの制御周期が短かすぎると、モ
ータの動作が制御信号においつかず、いわゆる脱調(そ
の位置に留めるためのトルクを失う現象)が起こる。本
発明では、マイクロコンピュータ (以下CPUと称す
)の制御信号の出力を一旦ラッチ回路等に保持し、ハー
ド的なタイマー出力に同期させて、モータへ出力する方
法をとり最小周期を確保するようにした点に特徴がある
For a motor that rotates in stages, such as a stepping motor, if the control cycle before moving to the next stage is too short, the motor operation will not respond to the control signal, resulting in so-called step-out (the torque required to keep it in that position) is too short. phenomenon) occurs. In the present invention, the output of a control signal from a microcomputer (hereinafter referred to as CPU) is temporarily held in a latch circuit, etc., and is output to the motor in synchronization with a hardware timer output to ensure the minimum cycle. It is distinctive in that it did so.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

第1図に本発明に関する回路の機能ブロック図例、第2
図に制御の概要を示す流れ図の1例、第3図にステッピ
ングモータ(Wl−2φ制御の例)の出カバターン図の
例を示す、以下これらの図により1本発明の具体的な使
用例を説明する。
FIG. 1 is an example of a functional block diagram of a circuit related to the present invention, and FIG.
Fig. 3 shows an example of a flowchart showing an outline of control, and Fig. 3 shows an example of an output turn diagram of a stepping motor (an example of Wl-2φ control). explain.

近年、運転性の向上(サージングの防止、スタンプルの
改善、減速ショックのかん和)を目的として、スロット
ル開度を電気的(電子的)に制御する機運が高まってい
る。通常、電気的にスロットル開度を制御する場合、そ
の動力源としてはモータが使用される。かつ、モータを
ディジタル的に制御する場合には、いわゆるステッピン
グモータ等のように、多相の励磁コイルへの電流の通流
In recent years, there has been an increasing trend to electrically (electronically) control the throttle opening for the purpose of improving drivability (preventing surging, improving stumpling, and easing deceleration shock). Normally, when controlling the throttle opening degree electrically, a motor is used as the power source. In addition, when controlling a motor digitally, current is passed through multiphase excitation coils, such as in a so-called stepping motor.

無通流を規則的なパターンに従って制御することにより
、段階的に、ロータを回転させるモータが制御し易さ、
精度の高さ等の条件から適している。
By controlling the non-current flow according to a regular pattern, the motor that rotates the rotor in stages can be easily controlled.
It is suitable due to conditions such as high accuracy.

第3図は、Wl−2φ励磁ステツピングモータの出カバ
ターンの例である。
FIG. 3 is an example of an output pattern of a Wl-2φ excitation stepping motor.

これを、第1図中のモータドライバ回路の入出力線A 
” B cおよびA′〜丁′と対照しながら、説明する
6第3図において例えば現在申印の位置にモータ入カバ
ターンがあったとすると、励磁コイルA@、B@の出力
は、A′→A’ 、B’→■′の方向に一定電流が流さ
れかつ、入力ACが1となっている場合X′→A′の流
れの電流はAc=0の場合の40%となる。ロータは、
電気角90°に対峙した上に2相のコイルA’ 、B’
の電流ベクトルの合成角度の位置に保持され、第4図す
のような位置に保持される。ここで次に、入カバターン
が第3図Cのように変化すると、ロータは第4図Cの位
置に、また第3図aのパターンでは第4図aの位置に固
定させるような力が働く。
Connect this to the input/output line A of the motor driver circuit in Figure 1.
” In contrast to B c and A′ to D′, if the motor input cover turn is currently located at the position of the sign in Fig. 6, the output of the excitation coils A@ and B@ will be A′ → When a constant current is flowing in the direction of A', B'→■' and the input AC is 1, the current flowing from X' to A' is 40% of that when Ac=0.The rotor is ,
Two-phase coils A' and B' facing each other at an electrical angle of 90°
It is held at the position of the resultant angle of the current vector, and is held at the position shown in Figure 4. Next, when the input cover pattern changes as shown in Fig. 3C, a force acts to fix the rotor at the position shown in Fig. 4C, and in the pattern shown in Fig. 3a, it is fixed at the position shown in Fig. 4a. .

従ってモータは、第3図のような入カバターンを次々に
変えることによって1) −* Qの方向にパターンを
ずらせば第4図Di方向に、逆にb−+a力方向はD2
方向に次々に回転する。従って、モータの位置(スロッ
トル開度)を制御するためには、現在位置からのパター
ンの変化回数(ステップ数)を、またモータの回転速度
を制御するためには、あるパターンから次のパターンへ
移る周期を、各各制御すれば良い。
Therefore, by changing the input cover turns one after another as shown in Figure 3, the motor can be moved in the Di direction as shown in Figure 4 by shifting the pattern in the direction of 1) -*Q, and conversely, the b-+a force direction is D2.
rotate in one direction after another. Therefore, in order to control the motor position (throttle opening), the number of changes in the pattern (step number) from the current position, and in order to control the motor rotation speed, it is necessary to change from one pattern to the next. It is sufficient to individually control the period of movement.

その具体的な制御方法としては、例えば、第2図の流れ
図のような方法が一例としてあげられる。
As a specific control method, for example, a method as shown in the flowchart of FIG. 2 can be cited.

すなわち、プログラムを定時間割込みで動かし。In other words, run the program with regular interrupts.

タイマー■割込が入った場合、アクセル開度を第1図の
A/Dコンバータを介してディジタル電圧としてとり込
み、同様にしてとり込んだスロットル開度(現在位置)
と比較して、モータの回転方向、目標ステップ数を算出
し、各種運転状態センサからの情報をもとに、モータ回
転速度を設定する。それに従って、モータドライバ回路
へ、前記のパターンを出力する6というような方法であ
る。
Timer ■When an interrupt occurs, the accelerator opening is captured as a digital voltage via the A/D converter shown in Figure 1, and the throttle opening (current position) is captured in the same way.
The rotational direction of the motor and the target number of steps are calculated, and the motor rotational speed is set based on information from various operating state sensors. Accordingly, the above-mentioned pattern is output to the motor driver circuit (6).

しかし、ここで問題となるのは、モータの出カバターン
の次段への変化周期が短かすぎる場合である。励磁コイ
ルへの通流時の電流立上りが、コイルのインタフタンス
しにより遅れ特性を持っているため、出カバターン変化
周期が短かいと、電流が所定の値に達する前に、次のパ
ターンに移ってしまうため、その位置でのトルクが充分
得られなくなり、ロータの動きが出カバターンの動きに
追従できなくなる現象(脱調)が生ずる。通常スロット
ルには、安全のため、モータ励磁がなくなった場合スロ
ットルを閉じるための戻しバネがついており、上記脱調
が生じると、スロットルが全閉となってしまい、これは
自動車の運転性能上甚だ好ましくない現象である。
However, a problem here arises when the cycle of changing the output pattern of the motor to the next stage is too short. The rise of the current when passing through the excitation coil has a delay characteristic due to the coil's interface, so if the output pattern change period is short, the current will move to the next pattern before it reaches the predetermined value. As a result, sufficient torque cannot be obtained at that position, resulting in a phenomenon in which the rotor movement cannot follow the movement of the output pattern (step-out). For safety reasons, the throttle normally has a return spring that closes the throttle when the motor is no longer energized, and if the above-mentioned step-out occurs, the throttle will be fully closed, which will seriously affect the driving performance of the car. This is an undesirable phenomenon.

本発明では上記問題の解決策として、第1図の例のよう
な回路構成とした。つまり、CPUで設定したモータ出
カバターンを保持するラッチ回路■42.このラッチ回
路■の出力に応じて、CPUのP21から出力されるプ
ログラマブルタイマー出力のタイミングに同期して、モ
ータドライバ回路45へ、前記モータ出カバターンを出
力するラッチ回路[43、モータ励磁コイルへパターン
に応じて前記のように電流を供給するモータドライバ回
路45、ドライバ回路45の破損するような、パターン
入力を防ぐため前にラッチ回路143とドライバ回路4
5との間に設けられたゲート回路44CPUの記憶エリ
アを確保するためのROM49、RAM401.各素子
のアドレスを分離するデコーダ402がその主要構成素
子となっている。
In the present invention, as a solution to the above problem, a circuit configuration as shown in FIG. 1 is adopted. In other words, the latch circuit that holds the motor output turn set by the CPU ■42. In accordance with the output of the latch circuit (2), the latch circuit (43, pattern to the motor excitation coil) outputs the motor output pattern to the motor driver circuit 45 in synchronization with the timing of the programmable timer output output from P21 of the CPU. The latch circuit 143 and the driver circuit 4 are connected in front of the motor driver circuit 45, which supplies current as described above in accordance with the above, in order to prevent pattern input that would damage the driver circuit 45.
ROM 49 and RAM 401 .5 for securing a storage area for the gate circuit 44 and the CPU. Its main component is a decoder 402 that separates the address of each element.

)この構成において、第2図のようなモータ出カバター
ン設定、パターンのラッチlへの書込み。
) In this configuration, set the motor output pattern and write the pattern to the latch l as shown in FIG.

タイマー■の出力に同期したラッチ■のドライバー回路
へのパターン出力、タイマー■の出力による割込フラグ
のセット、次の出カバターンのCPUによる設定・・・
を順に操り返すようなルーチンを作っておけば、他のタ
スク実行中に、次のパターン出力のタイミングになった
場合でも必ず、最小のパターン変化周期は確保される。
Pattern output to the latch driver circuit synchronized with the output of the timer ■, setting of an interrupt flag by the output of the timer ■, setting of the next output pattern by the CPU...
By creating a routine that sequentially returns the patterns, the minimum pattern change cycle will be ensured even if the next pattern output timing comes while other tasks are being executed.

つまり、第1図のラッチn43に相違するような回路を
設けない場合は・、第5図に示すように、例えば、Td
および、Teの時点で、比較的長いタスクを実行中の場
合に、モータの出力周期を決定するタイマー■の割込み
が入ったとすると、次の出カバターンのドライバ回路へ
の出力は、そのタスクが終了後、すぐなされる。この場
合、破線で示されるようなパターン出力となり、Td’
 およびT8’時点で出力されるべきパターン出力が遅
れるため、tg tzのようにパターン変化周期が短く
なる現象が起きて、この時点でモータが脱調する恐れが
ある。これに対して、ラッチ■を設けると、ラッチIに
は次のパターンが割込まれても、次のタイマー■のパル
スが入るまで、出力がされないため、常に必要な最小の
周期は確保されモータは常に必要最小限のトルクは維持
され、安定した制御を行える。
In other words, if a circuit different from latch n43 in FIG. 1 is not provided, as shown in FIG. 5, for example, Td
At Te, if a relatively long task is being executed and an interrupt occurs from the timer ■ that determines the output cycle of the motor, the output to the driver circuit for the next output pattern will be determined by the end of that task. It will be done soon afterwards. In this case, the pattern output is as shown by the broken line, and Td'
Since the pattern output that should be output at time T8' is delayed, a phenomenon in which the pattern change cycle becomes shorter as in tg tz occurs, and there is a risk that the motor may step out at this point. On the other hand, if latch ■ is provided, even if the next pattern is interrupted in latch I, no output will be generated until the next timer ■ pulse is input, so the minimum required cycle is always ensured and the motor The minimum necessary torque is always maintained and stable control can be achieved.

本例では、ラッチ■への出力素子として、前段階にラツ
≠742を用いたが、これはCPU内の同様の機能を備
えた出力ポートを使用することが可能であり、またタイ
マー■としては、CPU外でもプログラマブルタイマー
回路を使用することも可能である。
In this example, the latch≠742 was used in the previous stage as the output element to the latch ■, but it is possible to use an output port with a similar function in the CPU, and as the timer ■ , it is also possible to use a programmable timer circuit outside the CPU.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ステッピングモータ等の起動周波数に
限界をもっているモータの制御を確実に行えるため、自
動車の運転性を損うことなく、スロットルの制御が確実
に行える。
According to the present invention, since it is possible to reliably control a motor such as a stepping motor that has a limited starting frequency, it is possible to reliably control the throttle without impairing the drivability of the vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は第
1図図示実施例のフローチャート、第3図はモータの制
御パターンを示す図、第4図は第3図の補足説明図、第
5図はタイムチャートである。 4・・・制御回路、41・・・CPU、42.43・・
・ラッチ回路、44・・・ゲート回路、45・・・ドラ
イバ回路、46・・・駆動回路、47・・・パルス回路
、48・・・A/D回路、             
      乙′扉1j(〕某2図 タイマー1割1に 77セル閏度 託込み ローフ1ル5@た との比較 一タロ転古間 にナーt7’4町受定 一90転l 設定− タイマー廁#弓 害へ 9出力t?q−ン    Y 言貸定−9イア−1害・J込 出力/ずターン 出力 5力又す・・ノア 数カウント 医・          N    w+b −ハリ躬
5図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a flowchart of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 3 is a diagram showing a motor control pattern, and Fig. 4 is a supplementary explanatory diagram of Fig. 3. , FIG. 5 is a time chart. 4...Control circuit, 41...CPU, 42.43...
- Latch circuit, 44... Gate circuit, 45... Driver circuit, 46... Drive circuit, 47... Pulse circuit, 48... A/D circuit,
Otsu' door 1j () Comparison with a certain 2 timer 10% 1 and 77 cell interleave rate loaf 1 ru 5 @ 1 taro transfer between nat 7' 4 town reception 1 90 transfer l Setting - timer 廀#bow 9 outputs to harm t?q-n Y word loan - 9 years - 1 harm, J included output/zu turn output 5 force again...Noah number counting doctor, N w + b - Hariman 5 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、自動車の内燃機関への空気流入量を変化させる第1
の手段と、該第1の手段を電気的に駆動するため動力源
としての第2の手段と、該第2の手段を電子的に制御す
るための第3の手段を備えたものにおいて、上記第3の
手段に、上記第2の手段を制御するためのデジタル出力
を発生する第4の手段と、該第4の手段の出力を保持す
るための第5の手段と、時間周期を発生するための第6
の手段と、該第6の手段の出力に同期して前記第5の手
段の出力に応じたモータ駆動のための出力を発生する第
7の手段とを設けたことを特徴とするスロットル開度制
御装置。
1. The first method of changing the amount of air flowing into the internal combustion engine of a car
A second means as a power source for electrically driving the first means, and a third means for electronically controlling the second means. The third means includes a fourth means for generating a digital output for controlling the second means, a fifth means for holding the output of the fourth means, and a time period. 6th for
and a seventh means for generating an output for driving a motor according to the output of the fifth means in synchronization with the output of the sixth means. Control device.
JP15606386A 1986-07-04 1986-07-04 Throttle opening control device Pending JPS6312845A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15606386A JPS6312845A (en) 1986-07-04 1986-07-04 Throttle opening control device

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JP15606386A JPS6312845A (en) 1986-07-04 1986-07-04 Throttle opening control device

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ID=15619493

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JP15606386A Pending JPS6312845A (en) 1986-07-04 1986-07-04 Throttle opening control device

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JP (1) JPS6312845A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01244136A (en) * 1988-03-25 1989-09-28 Fuji Heavy Ind Ltd Throttle control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01244136A (en) * 1988-03-25 1989-09-28 Fuji Heavy Ind Ltd Throttle control device

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