JP2715706B2 - 内燃機関におけるステップモータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スロットル弁を駆動す
るステップモータの制御に使用する内燃機関におけるス
テップモータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の機関シリンダ内に供
給される燃料や空気の量をステップモータを用いて制御
するようにした内燃機関は、ステップモータおよびその
駆動回路が正常に動作することを確認した後に、燃料や
空気の量の制御を開始している。

【０００３】従来、この種のステップモータおよびその
駆動回路を確認する方法は、図４に示すように、ステッ
プ４１において要求ステップ位置を特定のステップモー
タ動作確認用の値とし、ステップ４２においてステップ
モータの現在ステップ位置が要求ステップ位置となるよ
うにステップモータを駆動制御し、ステップ４３におい
てステップモータの現在ステップ位置が要求ステップ位
置と一致したか否かの確認を行ない、不一致の場合には
現在ステップ位置と要求ステップ位置とが一致するまで
時間待ちを行ない（ステップ４４）、一致した場合は燃
料や空気の量の制御（ステップ４５）の処理を開始す
る。

【０００４】他の方法としては、図５に示すように、ス
テップ５１において要求ステップ位置を特定のステップ
モータ動作確認用の値とし、ステップ５２においてステ
ップモータの現在ステップ位置が要求ステップ位置とな
るようにステップモータを駆動制御し、ステップ５３で
ステップモータおよびその駆動回路が正常であれば確実
にステップモータの現在ステップ位置が要求ステップ位
置となるだけの時間待ちを行ない、ステップ５４におい
てステップモータの現在ステップ位置が要求ステップ位
置と一致したか否かの確認を行ない、不一致の場合には
ステップ５５で警報動作を行ない、一致した場合は燃料
や空気の量の制御の処理を開始（ステップ５６）する方
法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
４、図５に示すように燃料や空気の量の制御の処理を開
始する前にステップモータおよびその駆動回路の動作確
認を行なう方法は、動作確認に要する時間だけ燃料や空
気の量の制御が遅れ、正常な制御を行なうことができな
いという問題点があった。

【０００６】ここで、上記燃料や空気の量の制御を行な
うマイクロプロセッサ（以下ＭＰＵと記す）のスタート
時点を説明すると、電源電圧は、電源である車載バッテ
リの供給能力が低く、始動時にスタータモータに大電流
が流れるために、周期的に０ボルト近傍まで減少し、そ
のためＭＰＵがリセットされ再スタートする。更に、図
６に示すように、電源電圧はエンジンを回転する際の負
荷により変動し、この変動は燃料噴射タイミングを示す
上死点検出信号（以下ＴＤＣ信号と記す）に同期する。
そして、クランキングなどによる電圧低下によりＭＰＵ
がリセットされて再スタートした後、ＴＤＣ信号までの
時間間隔Ｔｉｎｔ（図６の６１）の間に燃料噴射可能に
ならない場合には燃料噴射を行なうことができず、時間
間隔Ｔｉｎｔを長く設定すると始動性が低下する。

【０００７】したがって、上記図４、図５に示すように
燃料や空気の量の制御の処理を開始する前にステップモ
ータおよびその駆動回路の動作確認を行なう方法は、電
源電圧が低下すると始動性が低下するという問題点があ
る。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るものであり、電源がオンになった時にステップモータ
及びその駆動回路の動作確認をすることができ、かつ瞬
断時の始動性を向上させることのできる優れたステップ
モータ制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、内燃機関の燃料や空気の量を調節するスロ
ットル弁を駆動するステップモータの現在ステップ位置
を検出する手段と、電源電圧が所定値以下か否かを所定
時間遅らして検出する電源電圧監視手段と、前記電源電
圧が低下してリセットした後に再度動作を開始する時
に、前記電源電圧監視手段の検出電圧が所定値未満の時
には前記ステップモータの現在ステップ位置が動作確認
用の要求ステップ位置に移動するか否かの確認を行った
後に、前記電源電圧監視手段の検出電圧が所定値以上の
時には前記の確認を行わずに、前記内燃機関の運転状態
に対応した前記ステップモータの要求ステップ位置を制
御するマイクロプロセッサとを備えたものである。

【００１０】

【作用】したがって、本発明によれば、車のイグニッシ
ョンキーがオンになってＭＰＵがスタートした場合は、
電源電圧の検出電圧が所定値未満であり、この場合には
ステップモータおよびその駆動回路の動作確認を行な
い、動作に支障が生じた場合に直ちに感知することがで
きる。

【００１１】また一方、走行中の電源瞬断時やクランキ
ングなどによりＭＰＵがリセットされて再スタートした
場合は、電源電圧の検出電圧が所定値以上であり、この
場合にはステップモータおよびその駆動回路の動作確認
を行なわず、直ちに燃料や空気の量の制御の処理を開始
するので、始動性を向上させることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す概略ブロック
図であり、１１は車載バッテリー等の電源電圧Ｅを時間
的に遅れて監視し、その検出電圧Ｅｄが所定値Ｅｔｈ以
上か所定値Ｅｔｈ未満かを検出する電源電圧監視手段で
あり、１２は電源電圧Ｅにより動作し、検出電圧Ｅｄが
所定値Ｅｔｈ未満の場合、または検出電圧Ｅｄが所定値
Ｅｔｈ以上であっても前回のチェックが異常の場合に、
ステップモータおよびその駆動回路１５の動作確認を行
ない、検出電圧Ｅｄが所定値Ｅｔｈ以上かつ前回のチェ
ックが正常の場合にステップモータおよびその駆動回路
１５の動作確認を行なわず、直ちに燃料や空気の量の制
御の処理を行なう制御装置である。

【００１３】また、制御装置１２は、電源電圧監視手段
１１の出力に基づきステップモータの要求ステップ位置
の制御を行なうＭＰＵ１３と、各種演算結果をステップ
モータのステップ位置の補正値として格納する不揮発性
メモリー１４とから構成されており、燃料噴射タイミン
グを示すＴＤＣ信号１８に同期して、エンジンの状態を
示す各種入力１９より最適燃料噴射タイミングを算出し
て、スロットル弁を駆動するステップモータのモータ駆
動回路１５及び燃料噴射を行うインジェクタのソレノイ
ド駆動回路１６を駆動させる。

【００１４】図２は、車載バッテリー等の電源電圧Ｅを
時間的に遅れて監視し、その検出電圧Ｅｄが所定値Ｅｔ
ｈ以上か所定値Ｅｔｈ未満かを検出する電源電圧監視手
段１１の一実施例であり、抵抗ｒ１，ｒ２，ｒ３及びコ
ンデンサｃよりなる時定数回路であり、抵抗ｒ３の出力
端子がＭＰＵ１３のアナログ入力端子ＡＮ１に接続され
ている。ＭＰＵ１３のアナログ入力端子ＡＮ１の電圧は
その時定数により、電源がオンになると図２（Ｂ）に示
すように、時間間隔ｔ１後に電圧判定値ＡＤＶＲＦ以上
になり、他方、電源がオフになると図２（Ｃ）に示すよ
うに、時間間隔ｔ２後に電圧判定値ＡＤＶＲＦ以下にな
る。

【００１５】従って、車のイグニッションキーがオンに
なってＭＰＵ１３がスタートしたときには、電源電圧監
視手段１１の出力電圧は電圧判定値ＡＤＶＲＦ以下であ
り、他方、走行中のクランキングなどによりＭＰＵ１３
がリセットされて再スタートしたときには、電源電圧監
視手段１１の出力電圧は電圧判定値ＡＤＶＲＦ以上にな
る。

【００１６】次に、図３を参照してＭＰＵ１３の動作を
説明する。尚、ＭＰＵ１３は上記の如く、電源がオンに
なったり、電源電圧が低下したときにリセットされ、再
スタートする。ＭＰＵ１３はスタート後、ステップ３１
において、電源電圧監視手段１１の出力電圧が電圧判定
値ＡＤＶＲＦ以上か否かを判別し、ＹＥＳの場合にはス
テップ３２に分岐し、ＮＯの場合にはステップ３３に進
む。

【００１７】ステップ３２においては、不揮発性メモリ
ー１４に格納しておいたステップモータおよびその駆動
回路の動作確認済みを示すフラグ（以下モータ確認済み
フラグと記す）が「１」か否かを判別し、ＹＥＳの場合
にはステップ３８に進み、ＮＯの場合にはステップ３３
に分岐する。

【００１８】ステップ３３では、ステップモータおよび
その駆動回路１５の動作確認を行ない、正常でない場合
にはステップ３５に分岐してモータ確認済みフラグを
「０」にリセットし、続くステップ３６において警報装
置１７を駆動し運転者にモータ異常を知らせる。さら
に、ステップ３７では、モータ確認済みフラグを「１」
にセットし、燃料や空気の量の制御の処理を開始する。
（ステップ３８）すなわち、イグニッションキーにより
電源がオンになってＭＰＵ１３がスタートした時は、図
２（Ｂ）に示すように、電源電圧監視手段１１の出力電
圧は電圧判定値ＡＤＶＲＦ以下であるため、ステップ３
３に示すようにステップモータおよびその駆動回路１５
の動作確認を行なう。

【００１９】他方、動作中に電源が瞬間的にオフになっ
たり、電源電圧が低下した場合にリセットされて再スタ
ートした時は、図２（Ｃ）に示すように、時間間隔ｔ２
以内に電源電圧が復帰した時は、復帰時の電源電圧監視
手段１１の出力電圧は電圧判定値ＡＤＶＲＦ以上である
ために、ステップ３１からステップ３２に分岐し、前回
に動作確認の結果が正常な場合（モータ確認済みフラグ
＝１）には、ステップ３３の動作確認を行なうことなく
燃料や空気の量の制御の処理を開始し、前回に動作確認
の結果が正常でない場合（モータ確認済みフラグ＝０）
には、ステップ３３の動作確認を行なった後燃料や空気
の量の制御の処理を開始する。

【００２０】このように、上記実施例によれば、電源電
圧監視手段１１により電源電圧の変動を時間的に遅れて
検出するとともに、その検出電圧が所定値以上か否かを
検出し、その検出電圧が所定値未満の場合、つまり車の
イグニッションキーがオンになってＭＰＵ１３がスター
トしたときには、電源電圧の検出電圧は所定値未満であ
り、この場合にはステップモータおよびその駆動回路の
動作確認を行なうために、誤動作を防止することができ
る。

【００２１】また、走行中の電源瞬断時やクランキング
などによりＭＰＵ１３がリセットされて再スタートした
場合には、電源電圧の検出電圧は所定値以上であり、こ
の場合にはステップモータおよびその駆動回路の動作確
認を行なわず、直ちに燃料や空気の量の制御の処理を開
始するので、始動性を向上させることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、電源がオンになった時には必ずステップモータおよ
びその駆動回路の動作確認を行なうために、誤動作の危
険がないという効果を有する。また、走行中に電源が瞬
間的にオフになったり、あるいは電源電圧が低下し所定
時間内に電源電圧が復帰した時には、ステップモータお
よびその駆動回路の動作確認を行なわず、直ちに燃料や
空気の量の制御の処理を開始するので、始動性を向上さ
せることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における内燃機関におけるス
テップモータ制御装置のブロック図

【図２】（Ａ）同装置の電源電圧監視手段の回路図 （Ｂ）同装置の電源電圧監視手段の動作説明図 （Ｃ）同装置の電源電圧監視手段の動作説明図

【図３】同装置の動作を示すフローチャート

【図４】従来のステップモータ制御装置の動作を示すフ
ローチャート

【図５】従来のステップモータ制御装置の動作を示すフ
ローチャート

【図６】電源電圧変動時のＭＰＵの動作を説明するため
のタイミングチャート

【符号の説明】

１１ 電源電圧監視手段 １２ 制御装置 １３ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ） １４ 不揮発性メモリ １５ ステップモータおよびその駆動回路 １６ 燃料噴射インジェクタおよびその駆動回路 １７ 警報装置 １８ 上死点検出信号 １９ エンジン状態検出信号

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃料や空気の量を調節するス
   ロットル弁を駆動するステップモータの現在ステップ位
   置を検出する手段と、電源電圧が所定値以下か否かを所
   定時間遅らして検出する電源電圧監視手段と、前記電源
   電圧が低下してリセットした後に再度動作を開始する時
   に、前記電源電圧監視手段の検出電圧が所定値未満の時
   には前記ステップモータの現在ステップ位置が動作確認
   用の要求ステップ位置に移動するか否かの確認を行った
   後に、前記電源電圧監視手段の検出電圧が所定値以上の
   時には前記の確認を行わずに、前記内燃機関の運転状態
   に対応した前記ステップモータの要求ステップ位置を制
   御するマイクロプロセッサとを備えた内燃機関における
   ステップモータ制御装置。