JPS63302162A

JPS63302162A - スロットルバルブ駆動用モ−タ制御装置

Info

Publication number: JPS63302162A
Application number: JP13877387A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Irino; 入野　博史; Junichi Miyake; 三宅　準一
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1988-12-09

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）本発明はスロットルバルブ駆動用モータ制御装置に関す
るものであり、特に、スロットルバルブの位置または開
度調整用ステッパモータの駆動制御装置に関する。さら
に具体的にいえば、本発明は、内燃エンジンの運転（負
荷）状態をあらゎす少なくとも１つのパラメータに応じ
て前記ステッパモータの駆動方式を切換えることにより
、アクセルペダルの踏込み操作に対するスロットルバル
ブの応答性を改善したスロットルバルブ駆動用モータ制
御装置に関する。

（従来の技術）スロットルバルブの位置または開度調整は、従来におい
ては、専らアクセルペダルとスロットルバルブの回動軸
とを可撓性ワイヤなどで連結し、アクセルペダルの踏込
み操作量を機械的に伝達することによって行なわれて来
た。

ところが最近では、減速機構を介し、または介すること
なしに、スロットルバルブの回動軸にステッパモータを
連結し、一方、アクセルペダルの踏込み操作量を可変抵
抗器などによって電気量に変換し、この電気量に応じて
ステッパモータの回動量を制御し、スロットルバルブの
位置または開度調整を電気的に行なうことが考えられて
いる。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

ステッパモータを用いる場合に、ステッパモータの一般
的制御手法を用いるとすると、その最小分解能すなわち
、前記ステッパモータのステータコイルに供給する励磁
電流位相の１ステップ当りのロータ回転量が、内燃エン
ジンの運転（負荷）状態の変化とは無関係に一定にされ
るので、スロットルバルブの細かい２ｌ！１が要求され
る低開度領域では精度不足となり、また一方高開度領域
では応答速度が不足しがちになるなど、内燃エンジンの
運転（負荷）状態に応じたきめ細かい開度制御が難かしいと
いう欠点が予想される。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、前記ステッパモータの
ステータコイルに供給する励磁電流位相の１ステップ当
りのロータ回転量を、内燃エンジンの運転（負荷）状態
に応じて異ならせるように構成した点に特徴がある。

例えばアイドル運転や極低負荷運転時のように、スロッ
トルバルブの開度が０または極めて０に近い領域では、
１ステップ当りのステッパモータの回転角を小さく設定
したので、スロットルバルブの開度を細かく調整して内
燃エンジンの回転数変動を小さく抑えることができる。

また、始動時や減速時、あるいはスロットルバルブがほ
ぼ全開になるような高負荷運転時には、１ステップ当り
のステッパモータの回転角を大きく設定したので、スロ
ットルバルブの開度を高速度で調整して運転状態の変化
に追従する忠実なエンジン制御を実現することができる
。

（実施例）以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部構造の断面図および制
御部のブロック図、第２図はステッパモ−夕の励磁巻線
構造の１例を示す回路図、第３図および第４図は本発明
の詳細な説明するためのタイムチャートである。

第１図に示したように、内燃エンジンのエアクリーナ側
からシリンダへ連通されるインテークマニホールド１０
内には、その実効断面積を可変してそこを流れる吸込み
空気量を制御するためのスロットルバルブ１２が設けら
れる。

スロットルバルブ１２は回動軸１４で回動可能に支持さ
れ、前記回動軸１４は減速ギア列を介して、または介さ
ずにステッパモータ１８のロータ軸（図示せず）に連結
される。

一方、アクセルペダル２０は可変抵抗器２１（一般には
、変位電気量変換素子）に連結され、その位置または踏
込み量が電気的なアクセル信号Ｅａｃに変換される。回
転数センサ２２は内燃エンジンの回転数信号Ｎｅを出力
する。

前記２つの信号ＥａｃおよびＮｅはモータ駆動モード選
択手段２３に供給される。モータ駆動モード選択手段２
３は、前記２つの信号ＥａｃおよびＮｅに基づいて内燃
エンジンの運転（負荷）状態を判別し、後述するように
、ステッパモータ１８の駆動モードを決定する。

よく知られているように、ステッパモータのロータ（図
示せず）は、複数個のステータコイルのそれぞれに供給
される励磁電流のオン・オフ制御および位相切換えによ
って発生する回転磁界と、ロータに固定された永久磁石
との相互作用によって回転される。

それ故に、ステータコイルに対する励磁電流の通電位相
が決まれば、ロータの停止位置が決定される。

いま、説明の便宜上、ステッパモータ１８のステータコ
イルの相数を４と仮定すると、その回路構成は第２図の
ようにあられされる。

それぞれのステータコイル８Ａ〜８Ｄは、対応するスイ
ッチング回路Ｔｒｉ−Ｔｒ４と直列に接続されるので、
前記スイッチング回路のオン・オフ制御によって、どの
ステータコイルに励磁電流が供給されるかが決まり、ス
テータコイル８八〜８Ｄが発生する回転磁界の向き（位
相）が決定される。

第３図は、本実施例における１−２相駆動モードの場合
の各ステータコイル８Ａ〜８Ｄの電流波形である。

この場合は、ある瞬間には１相または相隣る２相のステ
ータコイルに、図示のような予定の順序で電流が供給さ
れるので、ロータの１回転が８ステツプに分割されるこ
とになる。換言すれば、励磁電流位相表化１ステップに
つきロータは４５″（−３６０°／８）ずつ回転する。

第４図は、本実施例における２相駆動モードの場合の各
ステータコイル８Ａ〜８Ｄの電流波形である。

この場合は、ある瞬間には相隣る２相のステータコイル
に、図示のような予定の順序で電流が供給されるので、
ロータの１回転が４ステツプに分割されることになる。

換言すれば、励磁電流位相変化１ステツプにつきロータ
は第３図の場合の２倍に等しい９０’　　（−３６０”
／４）ずつ回転する。

第１図の実施例においては、モータ駆動モード選択手段
２３が、２相駆動モードと１−２相駆動モードとのいず
れか一方を内燃エンジンの運転（負荷）状態に応じて選
択採用する。

１−２相駆動モードは、アイドル運転時および極めて低
負荷の運転時−すなわち、例えばスロットルバルブ１２
の開度がほぼ０で、スタータスイッチ（図示せず）がオ
フ、かつエンジン回転数（Ｎｅ）が６００〜１１０００
ｒｐの範囲にある場合のように、スロットルバルブ１２
の開度を細密に調整する必要がある場合に用いられる。

また、２相駆動モードは、前記以外の運転時−すなわち
、例えば、スロットルバルブ１２の開度がやや大きい低
負荷から全開の全負荷時まで、始動時（例えば、スター
タスイッチのオンおよびＮｅが６００〜１１０００ｒｐ
の条件で判定）、および減速時（例えば信号Ｅａｃの変
化率が負、かつ予定値以上、およびＮｅが予定値以上の
条件で判定）などのように、どちらかといえばスロット
ルバルブ１２の高速応答性が望まれる場合に用いられる
。

第１図において、モータ駆動モード選択手段２３は、前
記２つの信号ＥａｃＳＮｅ　（および、さらに必要に応
じては、図示していないスタータスイッチのオン・オフ
信号など）の組合せに基づいて、２相川ドライバ２４ま
たは１−２相川ドライバ２５のいずれかを選択し、起動
させる。

２相用ドライバ２４は、第４図に示したようなパルス電
流を各ステータコイル８Ａ〜８Ｄに供給し、一方、１−
２相川ドライバ２５が選択されたときは、第３図に示し
たようなパルス電流が各ステータコイル８八〜８Ｄに供
給される。

それ故に、１−２相川ドライバ２５が選択されたときは
、ステッパモータ１８は８ステツプでそのロータが１回
転するような細かい精度で制御されるので、スロットル
バルブ１２の開度は内燃エンジンの運転（負荷）状態に
応じてきめ細かに制御される。

また一方、２相川ドライバ２４が選択されたときは、ス
テッパモータ１８は４ステツプでそのロータが１回転す
るような早い速度で制御されるので、スロットルバルブ
１２の開度は内燃エンジンの運転（負荷）状態に応じて
十分高速に、作動遅れなしに制御される。

以上では、ステッパモータ１Ｂが４相の場合について説
明したが、ステッパモータ１８の相数を任意に選定でき
ることは明らかである。

また、駆動モードの切換えを決定するためのパラメータ
としては、２つの信号ＥａｃＳＮｅ　（＃よび、さらに
必要に応じてはスタータスイッチのオン・オフ信号など
）の組合せを用いるものとしたが、これは内燃エンジン
の運転（負荷）状態を代表できるものであれば他の組合
せまたは単独のパラメータでもよく、例えば信号Ｅａｃ
だけでも、用途によっては実用上有効である。

さらに、前記駆動モードの切換えを多段階に行なっても
よいことは明らかである。

また、ステータコイルの励磁状態の切換えの１ステツプ
ごとのステッパモータ１８のロータ回転角度、換言すれ
ばロータの１回転に要するステップ数の切換えを、前記
実施例では、一時に電流供給するステータコイルの個数
または組合せの切換えによって実現したが、同様の効果
は、ステータコイルの実効的相数を、細密な調整が必要
な場合には大きくなってロータの１回転に要するステッ
プ数も大きくなり、反対に高速な応答が必要な場合には
小さくなってロータの１回転に要するステップ数が小さ
くなるように切換えることによっても達成することがで
きる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
のような効果が達成される。

ステータコイルの励磁状態の切換えの１ステツプごとの
ステッパモータ１８のロータ回転角度を、内燃エンジン
の運転（負荷）状態に応じて、例えばアイドル運転時の
ように細密な調整が必要な場合には小さくし、反対に高
速応答が必要な場合には大きくするように、換言すれば
ロータの１回転に要するステップ数をそれぞれの要求に
応じて大きくしたり、小さくしたりするので、要求にマ
ツチしたステッパモータの開度の細密な調整や高速応答
を両立させ、全体として円滑なステッパモータの開度調
整を行ない内燃エンジンの運転性能を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構造の断面図および制
御部のブロック図、第２図はステッパモータの励磁巻線
構造の１例を示す回路図、第３図および第４図は本発明
の詳細な説明するためのタイムチャートである。１０・・・インテークマニホールド、１２・・・スロッ
トルバルブ、１４・・・回動軸、１８・・・ステッパモ
ータ、２０・・・アクセルペダル、２１・・・可変抵抗
器、２２・・・回転数センサ、２３・・・モータ駆動モ
ード選択手段、２４・・・２相用ドライバ、２５・・・
１−２相川ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃エンジンのシリンダに連通するインテークマ
ニホールド内に配置されたスロットルバルブと、前記ス
ロットルバルブを回動可能に支持する回動軸と、前記回
動軸に連結されてこれを回動させるステッパモータと、
内燃エンジンの運転状態を代表する少なくとも１つのパ
ラメータを検知する手段と、前記ステッパモータの、予
め定められた複数の駆動モードの１つを、前記パラメー
タ検知手段の出力に応答して選択する手段と、前記の選
択された駆動モードで前記ステッパモータを駆動する手
段とを具備し、前記複数の駆動モードは、前記ステッパ
モータのステータコイルに供給する励磁電流位相の１ス
テップ当りのロータ回転量が複数段階に互いに異なるよ
うに設定されたことを特徴とするスロットルバルブ駆動
用モータ制御装置。
（２）前記１つのパラメータは、アクセルペダルの位置
または踏込み量であることを特徴とする前記特許請求の
範囲第１項記載のスロットルバルブ駆動用モータ制御装
置。
（３）前記ステッパモータのステータコイルに供給する
励磁電流位相の１ステップ当りのロータ回転量を異なら
せるために、ステータコイルへの励磁電流供給の順序お
よび組合せが切換えられることを特徴とする前記特許請
求の範囲第１または２項記載のスロットルバルブ駆動用
モータ制御装置。
（４）前記ステッパモータのステータコイルに供給する
励磁電流位相の１ステップ当りのロータ回転量を異なら
せるために、ステータコイルの実効相数が切換えられる
ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１または２項記
載のスロットルバルブ駆動用モータ制御装置。
（５）前記ステッパモータのステータコイルに供給する
励磁電流位相の１ステップ当りのロータ回転量が、内燃
エンジンの低負荷状態では小さく、反対に内燃エンジン
の高負荷状態では大きくなるように切換えられることを
特徴とする前記特許請求の範囲第１ないし第４項のいず
れかに記載のスロットルバルブ駆動用モータ制御装置。