JP3241661B2 - Method and apparatus for controlling intake throttle valve of diesel engine - Google Patents
Method and apparatus for controlling intake throttle valve of diesel engineInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関の
吸気通路に設けられ、ステップモータによって開閉駆動
される吸気絞り弁の制御方法及び制御装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for controlling an intake throttle valve provided in an intake passage of a diesel engine and driven to be opened and closed by a step motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】ディーゼル機関の出力調整は主に燃料噴
射量制御によって行われるため、従来、吸入空気量制御
には、あまり高い精度は要求されなかった。しかしなが
ら、近年高まりつつあるエミッション向上の要求を満た
すためには、排気ガス還流(以下「EGR」という)装
置を通じて大量のEGR量を確保することが必要となっ
てきており、大量のEGR量を確保すべく、ディーゼル
機関への吸入空気量そのものを細密に制御する必要が生
じるようになってきている。そして、こうした細密な吸
入空気量制御を可能とするために、アクセルペダルとは
連動せずに独立して、しかも高精度の開度制御が可能な
吸気絞り弁装置が要望されるようになった。2. Description of the Related Art Since the output adjustment of a diesel engine is mainly performed by controlling the fuel injection amount, conventionally, the intake air amount control has not been required to have very high accuracy. However, in order to satisfy the increasing demand for emission improvement in recent years, it has become necessary to secure a large amount of EGR through an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “EGR”) device, and to secure a large amount of EGR. In order to achieve this, it has become necessary to precisely control the amount of intake air to the diesel engine itself. In order to enable such fine control of the intake air amount, there has been a demand for an intake throttle valve device capable of controlling the degree of opening independently and independently of the accelerator pedal without interlocking with the accelerator pedal. .
【0003】そして従来、こうした要求を満たすため
に、例えば特公昭61−20268号公報に記載の装置
のように、正逆転モータによって吸気絞り弁を独立して
開度制御することのできる装置が提案され、実用される
に至っている。また、こうした正逆転モータとしてステ
ップモータを採用することで、更に高精度の開度制御を
実現するステップモータ式の吸気絞り弁制御装置も実用
化されている。Conventionally, in order to satisfy such demands, there has been proposed a device capable of independently controlling the opening degree of an intake throttle valve by a forward / reverse rotation motor, such as a device described in Japanese Patent Publication No. 61-20268. It has been put to practical use. In addition, a step motor-type intake throttle valve control device that realizes more accurate opening control by employing a step motor as such a forward / reverse rotation motor has been put to practical use.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような装
置では、上記吸気絞り弁の開弁が遅れると、ディーゼル
機関に導入される吸入空気量が不足してスモークが発生
するなどの不具合が生じることがある。そのため、吸気
絞り弁の開弁時には高い応答性が必要とされる。また、
吸気絞り弁は吸気通路内を流れる空気の流動抵抗によっ
て閉弁方向に付勢されるため、閉弁時には、より高い駆
動トルクが必要とされる。したがって、上記ステップモ
ータ式の吸気絞り弁制御装置にあって、こうした要求に
応えるためには、出力の高い大型でしかも高価なステッ
プモータが必要とされていた。However, in such a device, if the opening of the intake throttle valve is delayed, there arises a problem that the amount of intake air introduced into the diesel engine becomes insufficient and smoke is generated. There is. Therefore, high responsiveness is required when the intake throttle valve is opened. Also,
Since the intake throttle valve is urged in the valve closing direction by the flow resistance of the air flowing in the intake passage, a higher driving torque is required when the valve is closed. Therefore, in the above-described step motor type intake throttle valve control device, a large-sized and expensive step motor having a high output is required to meet such demands.
【0005】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、小型・低コストのステッ
プモータを用いながらも、吸気絞り弁の開弁時の応答性
や駆動トルクを好適に確保することのできるディーゼル
機関の吸気絞り弁の制御方法及び制御装置を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a small-sized, low-cost stepping motor and a responsiveness and a driving torque at the time of opening an intake throttle valve. Is to provide a control method and a control device for an intake throttle valve of a diesel engine, which can appropriately secure the throttle valve.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、ディーゼル機関の吸気絞
り弁に駆動連結されたステップモータの所定のステップ
位置を基準としたステップ数制御に基づき前記吸気絞り
弁を開閉せしめるディーゼル機関の吸気絞り弁制御方法
において、機関運転状態に応じた目標ステップ数に前記
ステップモータを制御する吸気絞り弁の開閉駆動に際
し、同吸気絞り弁の開弁側へのステップモータの作動速
度を閉弁側へのステップモータの作動速度よりも高めた
ことをその要旨とする。 In order to achieve the above object, the present invention is directed to a step number control based on a predetermined step position of a step motor drivingly connected to an intake throttle valve of a diesel engine. In the intake throttle valve control method for a diesel engine that opens and closes the intake throttle valve based on the target number of steps according to the engine operating state,
The gist of the invention is that, when opening and closing the intake throttle valve for controlling the step motor, the operating speed of the step motor toward the valve opening side of the intake throttle valve is higher than the operating speed of the step motor toward the valve closing side .
【0007】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載のディーゼル機関の吸気絞り弁制御方法におい
て、前記吸気絞り弁は、開弁側に対して常時付勢される
ことをその要旨とする。[0007] The invention described in claim 2 is the first invention.
In the method of controlling an intake throttle valve of a diesel engine described in the above, the gist of the invention is that the intake throttle valve is constantly urged toward the valve opening side.
【0008】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
または2に記載のディーゼル機関の吸気絞り弁制御方法
において、前記ステップモータの駆動電圧を常時監視
し、該駆動電圧が所定電圧以下となるとき、前記ステッ
プモータの作動速度を前記吸気絞り弁の閉弁側への作動
速度よりも更に減速せしめることをその要旨とする。[0008] The invention described in claim 3 is the first invention.
In the method of controlling an intake throttle valve for a diesel engine according to claim 2, the drive voltage of the step motor is constantly monitored, and when the drive voltage falls below a predetermined voltage, the operation speed of the step motor is reduced by closing the intake throttle valve. The gist of the present invention is to further reduce the operating speed to the valve side.
【0009】また、請求項4に記載の発明は、ディーゼ
ル機関の吸気絞り弁に駆動連結されたステップモータの
所定のステップ位置を基準としたステップ数制御に基づ
き前記吸気絞り弁を開閉駆動せしめるディーゼル機関の
吸気絞り弁制御装置において、前記ステップモータの機
関運転状態に応じた目標ステップ数への制御に際して、
前記吸気絞り弁の開弁側へのステップモータの作動速度
を同吸気絞り弁の閉弁側へのステップモータの作動速度
よりも高く設定する作動速度設定手段と、前記設定され
る作動速度に基づきステップモータを作動せしめる作動
指令手段とを備えることをその要旨とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a diesel engine for opening and closing the intake throttle valve based on a step number control based on a predetermined step position of a step motor driven and connected to the intake throttle valve of the diesel engine. the intake throttle valve control apparatus for an engine, machine of the step motor
When controlling to the target number of steps according to the
Actuating speed of the step motor to the valve opening side of the intake throttle valve
Operating speed of the step motor to the closing side of the intake throttle valve
And operating speed setting means for setting higher than, and its gist that obtain Bei the operation command means allowed to operate the step motor based on operating speed of the set.
【0010】また、請求項5に記載の発明は、請求項4
に記載のディーゼル機関の吸気絞り弁制御装置におい
て、前記吸気絞り弁を開弁側に付勢する付勢手段を更に
備えることをその要旨とする。The invention described in claim 5 is the same as the invention in claim 4.
The gist is that the intake throttle valve control device for a diesel engine further includes an urging means for urging the intake throttle valve to the valve opening side.
【0011】また、請求項6に記載の発明は、請求項4
または5に記載のディーゼル機関の吸気絞り弁制御装置
において、前記ステップモータの駆動電圧を監視する監
視手段を更に備え、前記作動速度設定手段は、この監視
する駆動電圧が所定電圧以下となるとき、前記吸気絞り
弁の閉弁側への同ステップモータの作動速度よりも作動
速度を更に遅く設定することをその要旨とする。[0011] The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4.
Or the intake throttle valve control device for a diesel engine according to 5, further comprising monitoring means for monitoring a drive voltage of the step motor, wherein the operating speed setting means sets the monitored drive voltage to a predetermined voltage or less. The gist of the present invention is to set the operation speed of the step motor to the valve closing side of the intake throttle valve to be lower than the operation speed.
【0012】上記請求項1に記載の方法及び請求項4に
記載の構成によれば、高い応答性が必要とされる吸気絞
り弁の開弁時には吸気絞り弁の開弁速度を速くすること
ができるようになる。一方、閉弁時にはそれほど高い応
答性は要求されないため、閉弁速度を遅くして駆動トル
クを高めることで、吸気通路内を流れる空気の流動抵抗
を受けながらも、ステップモータの脱調の発生を抑制す
ることができるようになる。したがって、小型・低コス
トのステップモータを用いながらも、吸気絞り弁の開弁
時の応答性を好適に確保しつつ、ステップモータの脱調
の発生を抑制することができるようになる。According to the method of the first aspect and the configuration of the fourth aspect, the opening speed of the intake throttle valve can be increased at the time of opening the intake throttle valve which requires high responsiveness. become able to. On the other hand, when the valve is closed, not so high responsiveness is required.Therefore, by reducing the valve closing speed and increasing the driving torque, the stepping motor of the stepping motor can be prevented while receiving the flow resistance of the air flowing in the intake passage. It can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of step-out of the step motor while suitably securing the response at the time of opening the intake throttle valve, while using a small-sized and low-cost step motor.
【0013】また、請求項2に記載の方法及び請求項5
に記載の構成によれば、高い応答性が要求される開弁時
には、付勢力によって助勢されるため、容易に開弁速度
を高めることができるようになる。一方、あまり高い応
答性を必要としない閉弁時には、ステップモータの作動
速度を遅くして駆動トルクを高めることで、付勢力に抗
しながらも、ステップモータの脱調を抑制することがで
きるようになる。したがって、小型・低コストのステッ
プモータを用いながらも、吸気絞り弁の開弁時の応答性
や駆動トルクを更に好適に確保することができるように
なる。The method according to claim 2 and the method according to claim 5
According to the configuration described in (1), at the time of valve opening that requires high responsiveness, the valve is assisted by the urging force, so that the valve opening speed can be easily increased. On the other hand, at the time of valve closing that does not require very high responsiveness, it is possible to suppress step-out of the step motor while resisting the urging force by reducing the operation speed of the step motor and increasing the driving torque. become. Therefore, the responsiveness and the driving torque at the time of opening the intake throttle valve can be more preferably ensured while using a small-sized and low-cost step motor.
【0014】また、上記請求項3に記載の方法及び請求
項6に記載の構成によれば、駆動電力の低下によりステ
ップモータの出力が低下しても、ステップモータの作動
速度を減速して十分な駆動トルクを確保することで、同
ステップモータの脱調の発生を抑制することができるよ
うになる。Further, according to the method of the third aspect and the configuration of the sixth aspect, even if the output of the step motor decreases due to the reduction of the driving power, the operation speed of the step motor is reduced to a sufficient level. By ensuring a sufficient drive torque, the occurrence of step-out of the step motor can be suppressed.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるディーゼル
機関の吸気絞り弁制御装置を具体化した一実施の形態に
ついて、詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an intake throttle valve control device for a diesel engine according to the present invention.
【0016】まず、本実施の形態にかかる弁装置が設け
られたディーゼル機関の概要について、図1に基づき説
明する。ディーゼル機関1の燃焼室12には、図示しな
い吸気バルブを介して吸気通路2が接続されている。こ
の吸気通路2には、上流側より、吸入空気を濾過するエ
アクリーナ3、吸入空気の圧力(大気圧)を検出するた
めの圧力センサ6、同吸入空気の温度を検出するための
吸気温センサ78、燃焼室12内に導入される吸入空気
量を調整するための吸気絞り弁4が設けられいる。First, an outline of a diesel engine provided with a valve device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. An intake passage 2 is connected to a combustion chamber 12 of the diesel engine 1 via an intake valve (not shown). An air cleaner 3 for filtering the intake air, a pressure sensor 6 for detecting the pressure (atmospheric pressure) of the intake air, and an intake temperature sensor 78 for detecting the temperature of the intake air are provided in the intake passage 2 from the upstream side. An intake throttle valve 4 for adjusting the amount of intake air introduced into the combustion chamber 12 is provided.
【0017】吸気絞り弁4は、ステップモータ40及
び、このステップモータ40と吸気絞り弁4とを駆動連
結するギア群を中心として構成される駆動機構5によっ
て開閉駆動される。なお、ステップモータ40は、ディ
ーゼル機関1の各種制御を行うための電子制御装置(以
下「ECU」という)19によって駆動制御される。ま
た、上記駆動機構5には、吸気絞り弁4が全開位置近傍
の所定位置よりも開き側に位置することでオン状態とな
る全開スイッチ39が設けられている。The intake throttle valve 4 is opened and closed by a stepping motor 40 and a drive mechanism 5 mainly composed of a gear group for drivingly connecting the step motor 40 and the intake throttle valve 4. The drive of the step motor 40 is controlled by an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 19 for performing various controls of the diesel engine 1. Further, the drive mechanism 5 is provided with a full-open switch 39 which is turned on when the intake throttle valve 4 is located closer to the open side than a predetermined position near the fully open position.
【0018】一方、吸気通路2にあって吸気絞り弁4の
更に下流側には、上記燃焼室12に図示しない排気バル
ブを介して接続される排気通路7から分岐して同吸気通
路2に合流するEGR(排気ガス還流)通路8が接続さ
れている。このEGR通路8には、上記ECU19によ
って制御されるダイアフラム等のアクチュエータ10に
よって開閉駆動されるEGR制御弁9が設けられてい
る。前記吸気絞り弁4によって吸入空気量を、またこの
EGR制御弁9によってEGR量をそれぞれ調整するこ
とで燃焼室12内に導入される吸入空気量に対するEG
R量の割合、すなわちEGR率を自在に設定することが
可能となる。すなわち、ディーゼル機関1の全運転領域
にわたって適切なEGR制御を行うことができるように
なる。On the other hand, in the intake passage 2, further downstream of the intake throttle valve 4, a branch is made from an exhaust passage 7 connected to the combustion chamber 12 via an exhaust valve (not shown), and merges into the intake passage 2. EGR (exhaust gas recirculation) passage 8 is connected. The EGR passage 8 is provided with an EGR control valve 9 which is opened and closed by an actuator 10 such as a diaphragm controlled by the ECU 19. The amount of intake air is adjusted by the intake throttle valve 4 and the amount of EGR is adjusted by the EGR control valve 9 to adjust the amount of EG for the amount of intake air introduced into the combustion chamber 12.
The ratio of the R amount, that is, the EGR ratio can be freely set. That is, appropriate EGR control can be performed over the entire operation range of the diesel engine 1.
【0019】ところで、ディーゼル機関1の副燃焼室1
3には、燃料を噴射するための噴射ノズル11が設けら
れている。この燃料噴射ノズル11は、燃料噴射ポンプ
14に接続されている。この燃料噴射ポンプ14は、デ
ィーゼル機関1の出力軸23の回転に基づき駆動されて
前記噴射ノズル11に対し燃料を加圧供給する。また、
この燃料噴射ポンプ14は、噴射ノズル11から噴射さ
れる燃料の噴射時期や噴射量を調整するタイマコントロ
ールバルブ15及びスピル弁16を備えている。これら
タイマコントロールバルブ15及びスピル弁16も前記
ECU19によってその作動が制御される。The auxiliary combustion chamber 1 of the diesel engine 1
3 is provided with an injection nozzle 11 for injecting fuel. This fuel injection nozzle 11 is connected to a fuel injection pump 14. The fuel injection pump 14 is driven based on the rotation of the output shaft 23 of the diesel engine 1 and pressurizes and supplies fuel to the injection nozzle 11. Also,
The fuel injection pump 14 includes a timer control valve 15 and a spill valve 16 for adjusting the injection timing and injection amount of the fuel injected from the injection nozzle 11. The operations of the timer control valve 15 and the spill valve 16 are also controlled by the ECU 19.
【0020】なお、燃料噴射ポンプ14内には、ディー
ゼル機関1の出力軸の回転に同期して回転するロータ
(図示しない)が設けられるとともに、このロータの外
周面に形成された凸部を検出してその回転速度に対応し
たパルス信号を出力する電磁ピックアップからなる回転
数センサ17が設けられている。この回転数センサ17
の出力は、ディーゼル機関1の回転数の算出に寄与する
信号として前記ECU19に取り込まれる。A rotor (not shown) which rotates in synchronization with the rotation of the output shaft of the diesel engine 1 is provided in the fuel injection pump 14, and a protrusion formed on the outer peripheral surface of the rotor is detected. A rotation speed sensor 17 comprising an electromagnetic pickup for outputting a pulse signal corresponding to the rotation speed is provided. This rotation speed sensor 17
Is taken into the ECU 19 as a signal contributing to the calculation of the rotational speed of the diesel engine 1.
【0021】その他、ECU19には、上記圧力センサ
6によって検出される大気圧情報や吸気温センサ78に
よって検出される吸気温度情報をはじめ、アクセル開度
センサ18によって検出されるアクセル開度情報(アク
セルペダルの踏み込み量情報)やIG(イグニション)
スイッチ20のオン・オフ情報、スタータスイッチ21
のオン・オフ情報、水温センサ77によって検出される
冷却水温度情報、ECU19やステップモータ40を含
む各種電気機器に対して電力を供給するバッテリ22の
出力電圧情報等も併せて取り込まれるようになってい
る。In addition, the ECU 19 stores accelerator opening information (accelerator opening information) detected by the accelerator opening sensor 18 including atmospheric pressure information detected by the pressure sensor 6 and intake air temperature information detected by the intake air temperature sensor 78. Pedal depression information) and IG (ignition)
ON / OFF information of switch 20, starter switch 21
, The cooling water temperature information detected by the water temperature sensor 77, the output voltage information of the battery 22 that supplies power to various electric devices including the ECU 19 and the step motor 40, and the like. ing.
【0022】次に、前記吸気絞り弁4を開閉させる駆動
機構5の詳細について、図2〜図4に基づき説明する。
なお、図2は吸気絞り弁4及びその駆動機構5の側部断
面構造を、図3は同駆動機構5の正面構造を、図4は同
駆動機構5内に設けられた被動ギア29及びその周辺部
の部分断面構造を示している。Next, details of the drive mechanism 5 for opening and closing the intake throttle valve 4 will be described with reference to FIGS.
2 is a side sectional structure of the intake throttle valve 4 and its driving mechanism 5, FIG. 3 is a front view of the driving mechanism 5, and FIG. 4 is a driven gear 29 provided in the driving mechanism 5 and its driven gear 29. 3 shows a partial cross-sectional structure of a peripheral portion.
【0023】図2に示されるように、吸気通路2の開口
面積を可変とし、同通路2内を流れる吸入空気量を調整
するための吸気絞り弁4は、弁軸26に一体回動可能に
固定されている。この弁軸26は、前記吸気通路2に連
結されたスロットルボディ25に回動可能に支持されて
いる。この弁軸26の一端(図2の上方端)は、リター
ンスプリング27を介して上記スロットルボディ25に
連結されている。そして、弁軸26並びに吸気絞り弁4
は、このリターンスプリング27の付勢力によって、吸
気絞り弁4を開弁させる方向に付勢されている。As shown in FIG. 2, the intake throttle valve 4 for making the opening area of the intake passage 2 variable and adjusting the amount of intake air flowing through the passage 2 is rotatable integrally with a valve shaft 26. Fixed. The valve shaft 26 is rotatably supported by a throttle body 25 connected to the intake passage 2. One end (the upper end in FIG. 2) of the valve shaft 26 is connected to the throttle body 25 via a return spring 27. And, the valve shaft 26 and the intake throttle valve 4
Is biased in a direction to open the intake throttle valve 4 by the biasing force of the return spring 27.
【0024】一方、弁軸26のもう一端(図2の下方
端)には、スロットルボディ25に装着されたギアボッ
クス28内に設けられた被動ギア29が一体回動可能に
取り付けられている。この被動ギア29は、上記ギアボ
ックス28内に設けられた支軸35に回動可能に支持さ
れた第2中間ギア37と噛合している。また、上記支軸
35には、この第2中間ギア37と一体回動する第1中
間ギア36が取り付けられている。この第1中間ギア3
6は、前記ギアボックス28に装着されたステップモー
タ40の出力軸41に一体回動可能に取り付けられた駆
動ギア38と噛合している。すなわち、ステップモータ
40によって駆動される出力軸41の回動は、前記駆動
ギア38,第1中間ギア36,第2中間ギア37及び被
動ギア29を介して弁軸26に伝達される。そして、同
弁軸26の回動によって前記吸気絞り弁4が開閉駆動さ
れる。On the other hand, a driven gear 29 provided in a gear box 28 mounted on the throttle body 25 is integrally rotatably attached to the other end (the lower end in FIG. 2) of the valve shaft 26. The driven gear 29 is meshed with a second intermediate gear 37 rotatably supported by a support shaft 35 provided in the gear box 28. Further, a first intermediate gear 36 that rotates integrally with the second intermediate gear 37 is attached to the support shaft 35. This first intermediate gear 3
Reference numeral 6 meshes with a drive gear 38 attached to the output shaft 41 of a step motor 40 mounted on the gear box 28 so as to be integrally rotatable. That is, the rotation of the output shaft 41 driven by the step motor 40 is transmitted to the valve shaft 26 via the driving gear 38, the first intermediate gear 36, the second intermediate gear 37, and the driven gear 29. The rotation of the valve shaft 26 drives the intake throttle valve 4 to open and close.
【0025】なお、前記弁軸26には、図3に示すよう
に、2本のアーム部32a及び32bを備えるレバー3
2が回動可能に装着されている。このレバー32は、リ
リーフスプリング31を介して前記被動ギア29に連結
されている。レバー32は、このリリーフスプリング3
1の付勢力によって、被動ギア29に対して図3の反時
計回り方向に付勢されている。また、レバー32に設け
られたアーム部の一方32bは、L字状に曲折し、被動
ギア29側に延伸されている。このアーム部32bの先
端部は、図4に示すように、被動ギア29に形成された
溝部30内に係合されている。そして、レバー32は被
動ギア29に対して、溝部30とアーム部32bの先端
部との間隙分だけ相対回動可能となっている。ただし通
常、アーム部32bの先端部は、リリーフスプリング3
1の付勢力によって、この溝部30の弁軸26を中心と
した反時計回り方向側の側壁と当接している。そしてこ
の状態で、被動ギア29とレバー32とは一体となって
回動される。As shown in FIG. 3, the valve shaft 26 has a lever 3 having two arms 32a and 32b.
2 is rotatably mounted. This lever 32 is connected to the driven gear 29 via a relief spring 31. The lever 32 is connected to the relief spring 3
The driven gear 29 is urged in the counterclockwise direction in FIG. One of the arms 32b provided on the lever 32 is bent in an L-shape and extends toward the driven gear 29. The distal end of the arm 32b is engaged in a groove 30 formed in the driven gear 29, as shown in FIG. The lever 32 is relatively rotatable with respect to the driven gear 29 by the gap between the groove 30 and the tip of the arm 32b. However, usually, the tip of the arm portion 32b is
Due to the urging force of 1, the groove 30 is in contact with the side wall on the counterclockwise direction centering on the valve shaft 26. In this state, the driven gear 29 and the lever 32 are integrally rotated.
【0026】また、レバー32に設けられたもう一方の
アーム部32aの先端部には、ギアボックス28内に設
けられた全開スイッチ39と当接可能な押圧部33が設
けられている。この押圧部33は、吸気絞り弁4の全開
位置において全開スイッチ39と当接し、全開スイッチ
39をオンとすることが可能である。なお、本実施の形
態において、吸気絞り弁4は、上記全開位置よりも更に
開き側方向に回動可能となっている。ここでいう全開位
置とは、吸気通路2の開口面積が最大となるときの吸気
絞り弁4の位置のことである。そして、吸気絞り弁4を
全開位置より更に開き側方向に駆動していくと、やがて
図示しないストッパによりそれ以上の開駆動が制限され
るようになる。以下では、このときの吸気絞り弁4の位
置を最大開度位置ということとする。At the tip of the other arm portion 32a provided on the lever 32, a pressing portion 33 is provided which can abut on a fully open switch 39 provided in the gear box 28. The pressing portion 33 is in contact with the full-open switch 39 at the full-open position of the intake throttle valve 4, and can turn on the full-open switch 39. Note that, in the present embodiment, the intake throttle valve 4 is rotatable further in the opening side than the fully open position. Here, the fully open position refers to the position of the intake throttle valve 4 when the opening area of the intake passage 2 is maximized. Then, when the intake throttle valve 4 is further driven in the opening direction from the fully opened position, further opening drive is eventually restricted by a stopper (not shown). Hereinafter, the position of the intake throttle valve 4 at this time is referred to as a maximum opening position.
【0027】さらに、ギアボックス28と反対側のシャ
フト部には、図示しない全閉ストッパが設けられてい
る。この全閉ストッパは、吸気絞り弁4が全閉位置とな
る位置でストッパと当接し、レバー32の吸気絞り弁4
の閉方向側への回動を規制する。なお、ここでいう全閉
位置とは吸気通路2の開口面積が最小、すなわち0とな
るときの吸気絞り弁4の位置をいうこととする。ただ
し、このとき被動ギア29は、全閉位置より更に閉方向
側へと回動可能である。前記ストッパが当接してレバー
32の回動が規制された位置から更に被動ギア29が閉
方向側に回動した場合、前記リリーフスプリング31の
付勢力によって、被動ギア29は開方向側に付勢される
ようになる。Further, a not-shown fully closed stopper is provided on the shaft portion opposite to the gear box 28. The fully closed stopper comes into contact with the stopper at a position where the intake throttle valve 4 is in the fully closed position.
Is restricted in the closing direction. Here, the fully closed position means the position of the intake throttle valve 4 when the opening area of the intake passage 2 is minimum, that is, 0. However, at this time, the driven gear 29 can rotate further in the closing direction than the fully closed position. When the driven gear 29 further rotates in the closing direction from the position where the rotation of the lever 32 is restricted by the contact of the stopper, the driven gear 29 is urged in the opening direction by the urging force of the relief spring 31. Will be done.
【0028】次に、前記ディーゼル機関1の制御系統を
示す電気回路構成について、図5に示すブロック図に基
づき説明する。ECU19は、ディーゼル機関1の燃料
噴射量制御、燃料噴射時期制御、EGR制御、吸入空気
量制御等のための各種制御プログラムや、各種条件に対
応した値を算出するためのマップ等を記憶した読み出し
専用メモリ(ROM)61を備えている。また、ECU
19は、このROM61内に記憶されたプログラムに基
づき演算処理を実行する中央演算装置(CPU)60
と、このCPU60での演算結果や各センサ等から入力
されたデータを一時的に記憶するためのランダムアクセ
スメモリ(RAM)62と、必要なデータをECU19
への電源供給遮断時にも保持するためのバックアップR
AM63等を備えている。これらCPU60,ROM6
1,RAM62及びバックアップRAM63は、バス6
4を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路6
6及び外部出力回路67とも接続されている。Next, an electric circuit configuration showing a control system of the diesel engine 1 will be described with reference to a block diagram shown in FIG. The ECU 19 reads out various control programs for controlling the fuel injection amount, the fuel injection timing, the EGR control, the intake air amount, etc. of the diesel engine 1 and maps for calculating values corresponding to various conditions. A dedicated memory (ROM) 61 is provided. Also, ECU
Reference numeral 19 denotes a central processing unit (CPU) 60 for executing arithmetic processing based on a program stored in the ROM 61.
And a random access memory (RAM) 62 for temporarily storing the result of calculation by the CPU 60 and data input from each sensor and the like.
R to maintain the power supply even when the power supply is cut off
AM63 and the like. These CPU 60 and ROM 6
1, a RAM 62 and a backup RAM 63 are connected to a bus 6
4 and an external input circuit 6
6 and an external output circuit 67.
【0029】一方、ECU19において、前記圧力セン
サ6及びアクセル開度センサ18、水温センサ77、吸
気温センサ78からの入力信号は、バッファ69内に一
時的に格納される。各バッファ69内に格納された入力
信号は、マルチプレクサ68によってCPU60の指令
に基づき順次選択され、A/D変換器65によってデジ
タル信号に変換された後、上記外部入力回路66へと送
られる。また、回転数センサ17からのパルス状の入力
信号は、波形整形回路71によって2値化された後、外
部入力回路66へと送られる。更に、IGスイッチ2
0、スタータスイッチ21及び全開スイッチ39の状態
も、それらスイッチのオン・オフ情報として送られる。
なお、IGスイッチ20は、機関の始動・停止を制御す
るためのスイッチであり、機関始動時にオンとなり、停
止時にオフとなる。また、スタータスイッチ21は、機
関を始動させるスタータモータを駆動するためのスイッ
チであり、同スタータモータの回転時にはオンとなり、
停止時にはオフとなる。On the other hand, in the ECU 19, input signals from the pressure sensor 6, the accelerator opening sensor 18, the water temperature sensor 77, and the intake temperature sensor 78 are temporarily stored in a buffer 69. The input signals stored in each buffer 69 are sequentially selected by the multiplexer 68 based on the instruction of the CPU 60, converted into digital signals by the A / D converter 65, and sent to the external input circuit 66. The pulse-like input signal from the rotation speed sensor 17 is sent to the external input circuit 66 after being binarized by the waveform shaping circuit 71. Furthermore, IG switch 2
0, the state of the starter switch 21 and the state of the fully open switch 39 are also transmitted as on / off information of those switches.
The IG switch 20 is a switch for controlling start / stop of the engine, and is turned on when the engine is started and turned off when the engine is stopped. The starter switch 21 is a switch for driving a starter motor for starting the engine, and is turned on when the starter motor rotates,
It turns off when stopped.
【0030】さらに、バッテリ22から供給される電圧
の一部も、A/D変換器65を介して外部入力回路66
に取り込まれる。こうしてECU19は、ステップモー
タ40等に供給されるバッテリ22の電圧VBを把握し
ている。Further, a part of the voltage supplied from the battery 22 is also supplied to the external input circuit 66 via the A / D converter 65.
It is taken in. Thus, the ECU 19 knows the voltage VB of the battery 22 supplied to the step motor 40 and the like.
【0031】一方、ECU19の外部出力回路67に
は、前記ステップモータ40の駆動回路72、前記EG
R制御弁9を開閉駆動するアクチュエータ10の駆動回
路73、前記燃料噴射ポンプ14のタイマコントロール
バルブ15の駆動回路74、そして同燃料噴射ポンプ1
4のスピル弁16の駆動回路75が接続されている。こ
れら各駆動回路72〜75には、CPU60の演算結果
に基づき指令信号が送られる。そして、各駆動回路72
〜75は、この指令信号に基づき、上記ステップモータ
40,アクチュエータ10,タイマコントロールバルブ
15及びスピル弁16をそれぞれ駆動する。On the other hand, an external output circuit 67 of the ECU 19 includes a drive circuit 72 of the step motor 40 and the EG
A drive circuit 73 of the actuator 10 for opening and closing the R control valve 9, a drive circuit 74 of the timer control valve 15 of the fuel injection pump 14, and the fuel injection pump 1
The drive circuit 75 of the spill valve 16 is connected. A command signal is sent to each of the drive circuits 72 to 75 based on the calculation result of the CPU 60. Then, each drive circuit 72
75 drive the step motor 40, the actuator 10, the timer control valve 15, and the spill valve 16 based on the command signal.
【0032】次に、前記ステップモータ40の構成及び
その制御態様について、図6〜図10に基づき説明す
る。図6にステップモータ40の平面断面構造を、図7
に同モータ40の側部断面構造を示す。これらの図に示
されるように、ステップモータ40は大きくは、前記出
力軸41と一体回動可能な回転子42と、回転子42を
囲繞するように設けられた2つの固定子カップ、すなわ
ちA相固定子カップ44とB相固定子カップ45とから
構成されている。回転子42には、その外周に永久磁石
43が一体回動可能に設けられている。この永久磁石4
3には、図8(a)及び(b)に同ステップモータ40
の模式断面図を示すように、所定角間隔をおいて磁極の
N極とS極とが交互に形成されている。Next, the configuration of the step motor 40 and its control mode will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a plan sectional structure of the step motor 40, and FIG.
2 shows a cross-sectional side structure of the motor 40. As shown in these figures, the step motor 40 is roughly composed of a rotor 42 that can rotate integrally with the output shaft 41, and two stator cups provided to surround the rotor 42, that is, A It comprises a phase stator cup 44 and a B-phase stator cup 45. A permanent magnet 43 is provided on the outer periphery of the rotor 42 so as to be integrally rotatable. This permanent magnet 4
3 shows the stepping motor 40 shown in FIGS.
As shown in the schematic cross-sectional view, N poles and S poles of magnetic poles are alternately formed at predetermined angular intervals.
【0033】一方、図6及び図7に示すように、A相固
定子カップ44及びB相固定子カップ45はリング形状
を呈しており、その中空部には前記回転子42が回動可
能に収容されている。これら固定子カップ44及び45
内には、それぞれ2組のコイル、すなわちAp相コイル
46及びAn相コイル47、またはBp相コイル48及
びBn相コイル49が設けられている。これら各コイル
46〜49は、同一方向に巻き線されている。On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, the A-phase stator cup 44 and the B-phase stator cup 45 have a ring shape, and the rotor 42 is rotatable in a hollow portion thereof. Is housed. These stator cups 44 and 45
Inside, two sets of coils are provided, that is, an Ap phase coil 46 and an An phase coil 47, or a Bp phase coil 48 and a Bn phase coil 49. These coils 46 to 49 are wound in the same direction.
【0034】また、これら固定子カップ44及び45に
あって、回転子42が収容された中空部の内周には、図
8(a)及び(b)に示すように、回転子42の永久磁
石43の磁極と同じ所定角間隔をおいて、上歯50及び
下歯51(A相固定子カップ44)、あるいは上歯52
及び下歯53(B相固定子カップ45)が交互に形成さ
れている。これらの上歯50,52及び下歯51,53
は、前記コイル46〜49に電圧が印加されることで励
磁される。なお、A相固定子カップ44に設けられた各
歯50,51とB相固定子カップ45に設けられた各歯
52,53とは、上記所定角の半分、すなわち半歯分だ
けずらされた位置に設けられている。As shown in FIGS. 8A and 8B, in the stator cups 44 and 45, as shown in FIGS. The upper teeth 50 and the lower teeth 51 (A-phase stator cup 44) or the upper teeth 52 at the same predetermined angular intervals as the magnetic poles of the magnet 43.
And lower teeth 53 (B-phase stator cup 45) are formed alternately. These upper teeth 50 and 52 and lower teeth 51 and 53
Are excited when a voltage is applied to the coils 46 to 49. Note that the teeth 50 and 51 provided on the A-phase stator cup 44 and the teeth 52 and 53 provided on the B-phase stator cup 45 are shifted by half of the predetermined angle, that is, by half a tooth. Position.
【0035】次に、上記ステップモータ40及びその駆
動回路72の電気回路構成を、図9に基づき説明する。
なお、図9(a)及び(b)では、ステップモータ40
の回転子42の外周部と各固定子カップ44及び45の
内周部との関係を平面的に展開するかたちで模式的に示
している。また、同図9では、駆動回路72の機能をわ
かりやすく説明するため、その電気回路構成についても
これを簡略化して模式的に示している。Next, the electric circuit configuration of the step motor 40 and its drive circuit 72 will be described with reference to FIG.
9A and 9B, the stepping motor 40
The relationship between the outer peripheral portion of the rotor 42 and the inner peripheral portions of the stator cups 44 and 45 is schematically shown in a form developed in a plane. In FIG. 9, the electric circuit configuration is also schematically shown in a simplified manner in order to easily explain the function of the drive circuit 72.
【0036】A相固定子カップ44内に設けられたAp
相コイル46及びAn相コイル47は、直流電源58に
よって電圧が印加される。駆動回路72には、各コイル
47,48への電圧の印加を許容あるいは遮断するため
のAp相コイルスイッチ54とAn相コイルスイッチ5
5とが設けられている。これら各コイルスイッチ54及
び55をオンとすることで、各コイル47,48に電圧
が印加され、各上歯50及び下歯51が励磁される。こ
れら各コイル47,48は先述したように同一方向に巻
き線されているが、同図9(a)及び(b)に示すよう
に、コイル47,48に通電される電流の方向は逆方向
となるよう構成されている。したがって、Ap相コイル
46に電圧が印加されたときと、An相コイル47に電
圧が印加されたときとでは、各上歯50及び下歯51は
異なった極に励磁されるようになる。すなわち、Ap相
コイル46に電圧を印加したときには、上歯50はN極
に励磁され、下歯51はS極に励磁される。一方、An
相コイル47に電圧を印加したときには、上歯50がS
極に励磁され、下歯51がN極に励磁される。Ap provided in the A-phase stator cup 44
A voltage is applied to the phase coil 46 and the An phase coil 47 by a DC power supply 58. The drive circuit 72 includes an Ap-phase coil switch 54 and an An-phase coil switch 5 for allowing or interrupting application of voltage to each of the coils 47 and 48.
5 are provided. By turning on each of the coil switches 54 and 55, a voltage is applied to each of the coils 47 and 48, and the upper teeth 50 and the lower teeth 51 are excited. Although the coils 47 and 48 are wound in the same direction as described above, the directions of the currents applied to the coils 47 and 48 are opposite as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). It is configured so that Therefore, when the voltage is applied to the Ap-phase coil 46 and when the voltage is applied to the An-phase coil 47, the upper teeth 50 and the lower teeth 51 are excited to different poles. That is, when a voltage is applied to the Ap-phase coil 46, the upper teeth 50 are excited to the N pole and the lower teeth 51 are excited to the S pole. On the other hand, An
When a voltage is applied to the phase coil 47, the upper teeth 50
The lower teeth 51 are excited to the N pole.
【0037】また、B相固定子カップ45部においても
同様の電気回路構成が採用されており、Bp相コイルス
イッチ56及びBn相コイルスイッチ57のオン・オフ
切り替えによって各コイル48,49に選択的に電圧が
印加される。そして、Bp相コイル48に電圧を印加す
ることで上歯52はN極に、下歯53はS極に励磁さ
れ、Bn相コイル49に電圧を印加することで上歯52
はS極に、下歯53はN極に励磁される。A similar electric circuit configuration is employed in the B-phase stator cup 45, and the Bp-phase coil switch 56 and the Bn-phase coil switch 57 are selectively turned on and off by the respective coils 48 and 49. Is applied with a voltage. By applying a voltage to the Bp phase coil 48, the upper teeth 52 are excited to the N pole, and the lower teeth 53 are excited to the S pole.
Is excited to the S pole, and the lower teeth 53 are excited to the N pole.
【0038】次に、上記駆動回路72により駆動される
ステップモータ40の動作原理について、同図9及び図
10に基づき説明する。駆動回路72は、前記CPU6
0の指令信号に基づき動作し、A相固定子カップ44の
各コイル46,47の一方とB相固定子カップ45の各
コイル48,49の一方とに対して同時に、あるいは各
固定子カップ44,45のコイル46〜49のいずれか
一つに対して電圧を選択的に印加する。図10に、ステ
ップモータ40の各コイル46〜49に対する通電態様
を示す。Next, the operating principle of the step motor 40 driven by the drive circuit 72 will be described with reference to FIGS. The drive circuit 72 includes the CPU 6
0, and operates on one of the coils 46 and 47 of the A-phase stator cup 44 and one of the coils 48 and 49 of the B-phase stator cup 45 simultaneously or on each of the stator cups 44. , 45 to one of the coils 46 to 49. FIG. 10 shows an energization state of each of the coils 46 to 49 of the step motor 40.
【0039】駆動回路72は、同図10に示されるよう
な8つの励磁相モード0〜7を選択的に切り替えてステ
ップモータ40を回動させる。なお、同図10から明ら
かなように、奇数番号の励磁相モードの場合には、各固
定子カップ44,45のコイル46,47及び48,4
9に対して各々一つずつ同時に電圧が印加され、偶数番
号の場合には、コイル46〜49のいずれか1つだけに
対して電圧が印加される。The drive circuit 72 selectively switches among eight excitation phase modes 0 to 7 as shown in FIG. As apparent from FIG. 10, in the case of the odd-numbered excitation phase mode, the coils 46, 47 and 48, 4 of the stator cups 44, 45 are provided.
A voltage is applied to each of the coils 9 at a time, and in the case of an even number, a voltage is applied to only one of the coils 46 to 49.
【0040】図9(a)は、図10に示す励磁相モード
1(elstepの下位3ビットの値=1)の場合の駆
動回路72及びステップモータ40の態様を示す。この
とき、駆動回路72は、Ap相コイルスイッチ54及び
Bp相コイルスイッチ56を閉じ、Ap相コイル46と
Bp相コイル48とに対して電圧を印加させる。これら
コイル46,48に電圧を印加することで、A相固定子
カップ44の上歯50はN極に、下歯51はS極に、ま
た同様にB相固定子カップ45の上歯52はN極に、下
歯53はS極に励磁される。このとき、回転子42の永
久磁石43のS極は、N極に励磁されたA相固定子カッ
プ44の上歯50及びB相固定子カップ45の上歯52
とに吸引され、これら両上歯50及び52の中間の位置
に引き寄せられる。また同様に、回転子42の永久磁石
43のN極は、S極に励磁されたA相固定子カップ44
の下歯51及びB相固定子カップ45の下歯53とに吸
引され、これら両下歯51及び53の中間の位置に引き
寄せられる。こうして回転子42は、永久磁石43のS
極が上記両上歯50,52の中間の位置に、同じく永久
磁石43のN極が上記両下歯51,53の中間の位置に
位置するように回動される。FIG. 9A shows an embodiment of the drive circuit 72 and the step motor 40 in the excitation phase mode 1 (the value of the lower 3 bits of elstep = 1) shown in FIG. At this time, the drive circuit 72 closes the Ap-phase coil switch 54 and the Bp-phase coil switch 56, and applies a voltage to the Ap-phase coil 46 and the Bp-phase coil 48. By applying a voltage to these coils 46 and 48, the upper teeth 50 of the A-phase stator cup 44 become the N pole, the lower teeth 51 become the S pole, and similarly, the upper teeth 52 of the B phase stator cup 45 become the north pole. The lower teeth 53 are excited to the N pole and the lower teeth 53 are excited to the S pole. At this time, the S-pole of the permanent magnet 43 of the rotor 42 has the upper teeth 50 of the A-phase stator cup 44 and the upper teeth 52 of the B-phase stator cup 45 excited to the N-pole.
At the center of the upper teeth 50 and 52. Similarly, the N-pole of the permanent magnet 43 of the rotor 42 is connected to the A-phase stator cup 44 excited to the S-pole.
The lower teeth 51 and the lower teeth 53 of the B-phase stator cup 45 are attracted to the lower teeth 51 and 53, and are drawn to an intermediate position between the lower teeth 51 and 53. Thus, the rotor 42 has the S
The pole is rotated so that the pole is located at a position between the upper teeth 50 and 52 and the N pole of the permanent magnet 43 is also located at a position between the lower teeth 51 and 53.
【0041】その後、励磁相モードをモード1からモー
ド3に変更すると、図10に示すように、今度はAn相
コイル47とBp相コイル48とに電圧が印加されるよ
うに駆動回路72のスイッチ設定が行われる。上記励磁
相モード3(elstepの下位3ビットの値=3)の
場合の駆動回路72及びステップモータ40の態様を図
9(b)に示す。このとき、A相固定子カップ44の上
歯50はS極に、下歯51はN極に、B相固定子カップ
45の上歯52はN極に、下歯53はS極に励磁される
ようになる。こうして回転子42の永久磁石43のS極
は、N極に励磁されたA相固定子カップ44の下歯51
とB相固定子カップ45の上歯52との中間の位置に吸
引され、同じく永久磁石43のN極は、S極に励磁され
たA相固定子カップ44の上歯50とB相固定子カップ
45の下歯53との中間の位置に吸引される。こうして
回転子42は、同図9においては右方向に半歯分だけ回
動され、出力軸41は時計回り方向に前記所定角の半分
だけ回動される。なお、本実施の形態では、出力軸41
(回転子42)が同図9において右方向に回動すること
で吸気絞り弁4が閉弁され、左方向に回動することで同
弁4が開弁される構成となっている。Thereafter, when the excitation phase mode is changed from mode 1 to mode 3, as shown in FIG. 10, the driving circuit 72 switches so that a voltage is applied to the An phase coil 47 and the Bp phase coil 48. The settings are made. FIG. 9B shows an aspect of the drive circuit 72 and the step motor 40 in the excitation phase mode 3 (the value of the lower 3 bits of elstep = 3). At this time, the upper teeth 50 of the A-phase stator cup 44 are excited to the S pole, the lower teeth 51 are excited to the N pole, the upper teeth 52 of the B phase stator cup 45 are excited to the N pole, and the lower teeth 53 are excited to the S pole. Become so. Thus, the S pole of the permanent magnet 43 of the rotor 42 becomes the lower teeth 51 of the A-phase stator cup 44 excited to the N pole.
And the N-pole of the permanent magnet 43 is similarly attracted to the intermediate position between the upper teeth 52 of the B-phase stator cup 45 and the upper teeth 50 of the A-phase stator cup 44 and the B-phase stator. The suction is performed at a position intermediate the lower teeth 53 of the cup 45. Thus, the rotor 42 is rotated rightward by half a tooth in FIG. 9, and the output shaft 41 is rotated clockwise by half the predetermined angle. In the present embodiment, the output shaft 41
When the (rotor 42) rotates rightward in FIG. 9, the intake throttle valve 4 is closed, and when the rotor 42 rotates leftward, the valve 4 is opened.
【0042】以上のように、駆動回路72は励磁相モー
ドを切り替えることでステップモータ40の出力軸41
を回動させるものであり、具体的には励磁相モードを降
順に切り替えることで吸気絞り弁4を開弁させ、励磁相
モードを昇順に切り替えることで吸気絞り弁4を閉弁さ
せる方向に同出力軸41を回動させる。As described above, the drive circuit 72 switches the excitation phase mode so that the output shaft 41 of the step motor 40
Specifically, by switching the excitation phase mode in descending order, the intake throttle valve 4 is opened, and by switching the excitation phase mode in ascending order, the intake throttle valve 4 is closed. The output shaft 41 is rotated.
【0043】ところで本実施の形態の制御装置では、ス
テップモータ40を回動させるときに、2つの励磁方式
を使い分けている。すなわち上記励磁相モードを1つず
つ、具体的には、励磁相モードをモード0→モード1→
モード2…あるいはモード2→モード1→モード0…と
切り替え、1つのコイルのみが励磁されるモードと2つ
のコイルが同時に励磁されるモードとを交互に繰り返し
ながら回動させる方式(以下「1−2相励磁方式」とい
う)と、常に励磁相モードが奇数番号となるように励磁
相モードを2つずつ、具体的には、励磁相モードをモー
ド1→モード3→モード5…あるいはモード5→モード
3→モード1…と切り替え、2つのコイルが同時に励磁
されるモードのみを使用して回動させる方式(以下「2
相励磁方式」という)との2つの励磁方式である。1−
2相励磁方式の場合、励磁相モードの切り替え1回当た
りのステップモータ40の回転子42の回動角を細かく
設定することが可能であり、細密な吸気絞り弁4の開度
制御ができる。一方、2相励磁方式の場合、励磁相モー
ドの切り替え1回当たりの回転子42の回動角を大きく
することが可能となり、吸気絞り弁4の開閉速度を速く
できる。このように2つの励磁方式を状況に応じて使い
分けることで、吸気絞り弁4の開度制御における精度向
上と追従性向上との両立を図るようにしている。By the way, in the control device of the present embodiment, when the step motor 40 is rotated, the two excitation methods are selectively used. That is, the excitation phase mode is changed one by one, specifically, the excitation phase mode is changed from mode 0 → mode 1 →
Mode 2... Or Mode 2 → Mode 1 → Mode 0... And a mode in which a mode in which only one coil is excited and a mode in which two coils are simultaneously excited are alternately repeated (hereinafter referred to as “1- Two-phase excitation method) and two excitation phase modes so that the excitation phase mode always has an odd number. More specifically, the excitation phase mode is changed from mode 1 to mode 3 to mode 5 or mode 5 to mode. The mode is switched from mode 3 to mode 1... And is rotated using only the mode in which two coils are simultaneously excited (hereinafter referred to as “2
Phase excitation method "). 1-
In the case of the two-phase excitation method, the rotation angle of the rotor 42 of the step motor 40 per switching of the excitation phase mode can be set finely, and the opening degree of the intake throttle valve 4 can be finely controlled. On the other hand, in the case of the two-phase excitation method, the rotation angle of the rotor 42 per switching of the excitation phase mode can be increased, and the opening and closing speed of the intake throttle valve 4 can be increased. In this way, by using the two excitation methods properly according to the situation, it is possible to achieve both improvement in accuracy and improvement in followability in controlling the opening degree of the intake throttle valve 4.
【0044】なお、本実施の形態では、1−2相励磁方
式時の励磁相モード切り替え1回あたりの回動角を1ス
テップと定義して吸気絞り弁4の開度制御を行ってい
る。したがって、2相励磁方式時には、1回の励磁相モ
ード切り替え毎に2ステップずつ回動されることとな
る。In the present embodiment, the opening angle control of the intake throttle valve 4 is performed by defining the rotation angle per excitation phase mode switching in the 1-2 phase excitation method as one step. Therefore, in the case of the two-phase excitation method, the motor is rotated by two steps each time the excitation phase mode is switched.
【0045】次に、本実施の形態の吸気絞り弁4を開閉
駆動させるステップモータ40の具体的な駆動制御態様
について説明する。本実施の形態では、ステップモータ
40を駆動したステップ数によって吸気絞り弁4の作動
量を算出し、それに基づき同吸気絞り弁4の開度制御を
行っている。しかしながら、ステップモータ40の脱調
の発生や機関1の停止時にステップモータ40への通電
が遮断されること等によって、ステップモータ40のス
テップ位置から把握される制御上の吸気絞り弁4の開度
と、実際の吸気絞り弁4の開度との対応がとれなくなる
ことがある。したがって、本実施の形態では、吸気絞り
弁4の開度制御に先立ち、これらの対応を確定する初期
化処理を実行している。Next, a specific drive control mode of the step motor 40 for driving the intake throttle valve 4 to open and close according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the operation amount of the intake throttle valve 4 is calculated based on the number of steps at which the step motor 40 is driven, and the opening degree of the intake throttle valve 4 is controlled based on the calculated amount. However, when step-out of the step motor 40 occurs or when the power supply to the step motor 40 is cut off when the engine 1 is stopped, the opening degree of the intake throttle valve 4 is controlled based on the step position of the step motor 40. May not be able to correspond to the actual opening degree of the intake throttle valve 4. Therefore, in the present embodiment, prior to the control of the opening degree of the intake throttle valve 4, an initialization process for determining these correspondences is executed.
【0046】はじめに、こうした初期化処理について説
明する。この初期化処理が開始されると、CPU60
は、まず、前記全開スイッチ39のオン・オフ状態を確
認する。そしてCPU60はステップモータ40を全開
スイッチ39が切り替わる方向へと駆動し、同スイッチ
39が切り替わった時点でのステップ位置を基準位置と
して設定する。この基準ステップ位置の設定は、全開ス
イッチ39のオン・オフ状態が切り替わったステップモ
ータ40のステップ位置で、現在のステップelsac
tの値を”0”、そのときの励磁相モードのモード値を
オフセット値elsofとして記憶することで行われ
る。この現在のステップelsactは、吸気絞り弁4
を駆動したステップ数だけ、開弁時には減算、閉弁時に
は加算される。このように現在のステップelsact
の値は吸気絞り弁4の開閉に伴い増減されるため、この
値から同吸気絞り弁4の開度を把握することができる。
また、吸気絞り弁4の開度制御には、こうして設定され
た現在のステップelsact及び記憶したオフセット
値elsofとの和である励磁相対応ステップelst
epが用いられる。この励磁相対応ステップelste
pの下位3ビットの値(0〜7)は、現在のステップe
lsactにおけるステップモータ40の励磁相モード
値(図10)に対応している。First, such initialization processing will be described. When the initialization process is started, the CPU 60
First, the on / off state of the full-open switch 39 is confirmed. Then, the CPU 60 drives the step motor 40 in the direction in which the fully open switch 39 is switched, and sets the step position at the time when the switch 39 is switched as the reference position. The setting of the reference step position is based on the step position of the step motor 40 at which the on / off state of the full-open switch 39 is switched and the current step elsac.
This is performed by storing the value of t as “0” and the mode value of the excitation phase mode at that time as an offset value elsof. This current step elsact is performed by the intake throttle valve 4
Is subtracted when the valve is opened, and is added when the valve is closed. Thus the current step elsact
Is increased or decreased with the opening and closing of the intake throttle valve 4, the opening degree of the intake throttle valve 4 can be grasped from this value.
In addition, the opening degree control of the intake throttle valve 4 includes an excitation phase corresponding step elst which is a sum of the current step elsact thus set and the stored offset value elsof.
ep is used. This excitation phase corresponding step elste
The value of the lower 3 bits of p (0 to 7) is
This corresponds to the excitation phase mode value of the step motor 40 at lsact (FIG. 10).
【0047】次に、本実施の形態における吸気絞り弁4
の開度制御時におけるステップモータ40の駆動制御態
様について、図11に基づき詳細に説明する。図11
は、ステップモータ40の駆動制御ルーチンにおける制
御手順を示すフローチャートである。Next, the intake throttle valve 4 according to the present embodiment will be described.
The drive control mode of the step motor 40 during the opening degree control will be described in detail with reference to FIG. FIG.
5 is a flowchart showing a control procedure in a drive control routine of the step motor 40.
【0048】なお、本ルーチンは、ステップモータ40
に対する励磁割り込みとして起動される。この励磁割り
込み周期は、励磁相の切り替え周期に相当し、この周期
自体も本ルーチンの処理により設定される。また、以下
の説明では、この励磁相を切り替え周期(駆動周期、駆
動周波数)をパルスレートと言う。そして、その単位
を、この励磁相の切り替え周期にかかる時間の逆数、す
なわち1秒あたりの励磁相の切り替え回数(パルス数)
を示す「PPS(パルス・パー・セカンド)」で表すこ
ととする。よって、パルスレートの値が大きなほど、励
磁相切り替え周期は短くなり、吸気絞り弁4の開閉駆動
速度は速くなる。This routine is executed by the step motor 40
Is activated as an excitation interrupt for. This excitation interruption period corresponds to a switching period of the excitation phase, and this period itself is also set by the processing of this routine. In the following description, the period (switching cycle, driving frequency) at which the excitation phase is switched is referred to as a pulse rate. And the unit is the reciprocal of the time required for the excitation phase switching cycle, that is, the number of excitation phase switching per second (number of pulses).
Is represented by “PPS (pulse per second)”. Therefore, as the value of the pulse rate increases, the excitation phase switching cycle becomes shorter, and the opening / closing drive speed of the intake throttle valve 4 becomes faster.
【0049】一方、本実施の形態にあっては、ステップ
モータ40の1回の励磁相切り替えあたりに1ステップ
ずつ駆動する1−2相励磁方式と2ステップずつ駆動す
る2相励磁方式とを使い分けている。すなわち、パルス
レートが同一でも、1−2相励磁方式で駆動する場合よ
りも2相励磁方式で駆動する場合の方が2倍の速度で吸
気絞り弁4が開閉駆動されることとなる。On the other hand, in the present embodiment, a 1-2-phase excitation method in which the step motor 40 is driven one step at a time for each excitation phase switching and a two-phase excitation method in which the step motor 40 is driven in two steps are selectively used. ing. That is, even when the pulse rate is the same, the intake throttle valve 4 is opened and closed at twice the speed when driven by the two-phase excitation method than when driven by the 1-2-phase excitation method.
【0050】さて、本ルーチンの処理に移行すると、C
PU60は、まず処理S101において、現在のステッ
プelsactと目標ステップelstrgとを比較す
る。この目標ステップelstrgは、吸気絞り弁4の
開度制御時の目標開度に対応したステップモータ40の
ステップ位置として設定された値である。この目標ステ
ップelstrgは、例えば吸入空気量や機関回転数N
E等の機関1の運転状態に基づき設定されるとともに、
前記水温センサ77や圧力センサ6、吸気温センサ78
等によって検出される冷却水温度や大気圧、吸気温度等
のパラメータに基づき補正される。これらの目標ステッ
プelstrgの設定や補正は、別途の図示しない定時
割り込み(時間同期)ルーチンによってなされる。ま
た、この目標ステップelstrgは、吸気絞り弁4が
全開位置に達したときのステップモータ40のステップ
位置を基準ステップ位置、すなわち”0”ステップと
し、同モータ40を閉弁方向に駆動するほど大きな値を
とるステップ数として設定される。Now, when the process proceeds to this routine, C
First, in step S101, the PU 60 compares the current step elsact with the target step elstrg. The target step elstrg is a value set as the step position of the step motor 40 corresponding to the target opening at the time of controlling the opening of the intake throttle valve 4. The target step elstrg is determined, for example, by the intake air amount or the engine speed N.
E is set based on the operating state of the engine 1 such as E,
The water temperature sensor 77, the pressure sensor 6, and the intake air temperature sensor 78
The correction is made based on parameters such as the cooling water temperature, the atmospheric pressure, the intake air temperature, etc. The setting and correction of these target steps elstrg are performed by a regular interrupt (time synchronization) routine (not shown). The target step elstrg is set such that the step position of the step motor 40 when the intake throttle valve 4 reaches the fully open position is set as a reference step position, that is, “0” step, and the target step elstrg is increased as the motor 40 is driven in the valve closing direction. It is set as the number of steps to take a value.
【0051】上記処理S101において現在のステップ
elsactよりも目標ステップelstrgの方が大
きいと判定される場合、CPU60は処理S102とし
て、現在のステップelsactと励磁相対応ステップ
elstep(図10)とにそれぞれ”2”を加算し、
開弁駆動フラグexopenをオフとする。一方、現在
のステップelsactの方が大きな場合、CPU60
は処理S103として、現在のステップelsactと
励磁相対応ステップelstepとからそれぞれ”2”
を減算し、開弁駆動フラグexopenをオンとする。
駆動回路72は、次の励磁切り替え時に、こうして変更
された励磁相対応ステップelstepの下位3ビット
の値(0〜7)に基づき、ステップモータ40の励磁相
を変更し、吸気絞り弁4をここで変更された現在のステ
ップelsactに対応した開度とする。If it is determined in step S101 that the target step elstrg is larger than the current step elsact, the CPU 60 determines in step S102 that the current step elsact and the excitation phase corresponding step elstep (FIG. 10) are respectively executed. 2 "
The valve opening drive flag “exopen” is turned off. On the other hand, if the current step elsact is larger, the CPU 60
Is "2" from the current step elsact and the excitation phase corresponding step elstep as processing S103.
Is subtracted, and the valve opening drive flag “exopen” is turned on.
The drive circuit 72 changes the excitation phase of the step motor 40 based on the value (0 to 7) of the lower three bits of the excitation phase corresponding step elstep changed at the time of the next excitation switching, and sets the intake throttle valve 4 at this point. The opening degree corresponds to the current step elsact changed in.
【0052】なお、本実施の形態では、現在のステップ
elsactと目標ステップelstrgとが一致した
場合、またはステップモータ40の駆動方向が反転、す
なわち現在のステップモータ40の駆動方向とは逆方向
となるよう目標ステップelstrgが変更された場合
には、本ルーチンの図示しない処理を通じて、ステップ
モータ40を停止させる停止制御を行い、停止制御フラ
グexstopをオンとしている。ステップモータ40
の駆動を停止する場合、あるいは駆動方向を反転させる
場合、慣性力によって脱調が発生するおそれがある。そ
こでこうした場合、CPU60は、ステップモータ40
が安定するのに必要とされる所定時間、励磁相をそのま
ま固定して脱調の発生を抑制している。In the present embodiment, when the current step elsact and the target step elstrg match, or the driving direction of the step motor 40 is reversed, that is, the driving direction of the step motor 40 is reversed. When the target step elstrg is changed as described above, stop control for stopping the step motor 40 is performed through a process (not shown) of this routine, and the stop control flag exstop is turned on. Step motor 40
When the driving of the motor is stopped or when the driving direction is reversed, the step-out may occur due to the inertial force. Therefore, in such a case, the CPU 60
The excitation phase is fixed as it is for a predetermined time required for stabilization of the motor, thereby suppressing the occurrence of step-out.
【0053】ところで、本実施の形態のステップモータ
40は、先述したように2つの駆動方式を使い分けてい
る。通常は2相励磁方式でステップモータ40を駆動し
ており、この場合は前記処理S102あるいは処理S1
03をそのまま実行する。ただし、ステップモータ40
が1相励磁されているときや目標ステップelstrg
と現在のステップelsactとの差が1ステップだけ
である場合には、1−2相励磁方式でステップモータ4
0を駆動する。この場合、前記処理S102あるいは処
理S103において、現在のステップelsact及び
励磁相対応ステップelstep(図10)を”1”ず
つ加減算して、ステップモータ40を1ステップ分だけ
駆動させるようにしている。By the way, the stepping motor 40 of the present embodiment uses two driving methods as described above. Usually, the step motor 40 is driven by the two-phase excitation method.
03 is executed as it is. However, the step motor 40
Is excited in one phase or the target step elstrg
If there is only one step difference between the step motor 4 and the current step elsact, the step motor 4
Drive 0. In this case, in the process S102 or the process S103, the current step elsact and the excitation phase corresponding step elstep (FIG. 10) are added or subtracted by "1", and the step motor 40 is driven by one step.
【0054】さて、こうして現在のステップelsac
tと励磁相対応ステップelstepとを変更した後、
CPU60は処理S104において、バッテリ電圧VB
が12Vより高いか否かを判定する。なお、この12V
という値は、ステップモータ40としての吸気絞り弁駆
動性能を十分に引き出す上での目安となる電圧である。Now, the current step elsac
After changing t and the excitation phase corresponding step elstep,
The CPU 60 determines in step S104 that the battery voltage VB
Is higher than 12V. Note that this 12V
Is a voltage serving as a standard for sufficiently drawing out the drive performance of the intake throttle valve as the step motor 40.
【0055】この処理S104において、バッテリ電圧
VBが12Vより高い、すなわちステップモータ40に
十分な電圧が印加されている場合、CPU60は処理S
108に移行する。この処理S108においてCPU6
0は、前記開弁駆動フラグexopenがオンであるか
否か、すなわち吸気絞り弁4を開弁側に駆動するか否か
を判定する。ここで開弁駆動フラグexopenがオン
の場合、CPU60は処理S110において、ステップ
モータ40が前回の励磁相切り替え時に停止制御が行わ
れていたか否か、すなわち前回停止制御フラグexst
opがオンであったか否かを判定する。前回停止制御が
行われていなかった場合(前回exstop=OF
F)、CPU60は処理S112において、パルスレー
トを200PPSに設定する。一方、前回ステップモー
タ40に停止制御が行われていた場合(前回exsto
p=ON)には、CPU60は処理S111において、
パルスレートを150PPSに設定する。なお、停止状
態から駆動を開始する場合には、ステップモータ40は
高い起動トルクが必要となる。したがって本実施の形態
では、停止した状態から開弁方向への駆動を開始する場
合(前回exstop=ON)にも、ステップモータ4
0のパルスレートを小さくして駆動トルクを高めること
で、脱調の発生を抑制している。In this step S104, if the battery voltage VB is higher than 12 V, that is, if a sufficient voltage is applied to the step motor 40, the CPU 60 executes the step S104.
Move to 108. In this processing S108, the CPU 6
0 determines whether or not the valve opening drive flag exopen is ON, that is, whether or not to drive the intake throttle valve 4 to the valve opening side. If the valve opening drive flag “exopen” is ON, the CPU 60 determines in step S110 whether the stop control of the step motor 40 was performed at the time of the previous excitation phase switching, that is, the previous stop control flag “exst”.
It is determined whether or not op is on. When stop control was not performed last time (previous exstop = OF
F), in step S112, the CPU 60 sets the pulse rate to 200 PPS. On the other hand, if the stop control was previously performed on the step motor 40 (the previous
(p = ON), the CPU 60 proceeds to step S111.
Set the pulse rate to 150 PPS. When driving is started from a stopped state, the step motor 40 needs a high starting torque. Therefore, in the present embodiment, even when driving in the valve opening direction is started from the stopped state (previous exstop = ON), the stepping motor 4
By increasing the drive torque by decreasing the pulse rate of 0, the occurrence of step-out is suppressed.
【0056】一方、前記処理S108において、開弁駆
動フラグexopenがオフ、すなわちステップモータ
40を閉弁側に駆動する場合、CPU60は処理S10
9としてパルスレートを150PPSに設定する。先述
したように、吸気絞り弁4はリターンスプリング27に
よって開弁側に付勢されている。したがって、ステップ
モータ40は開弁時にはこのリターンスプリング27の
付勢力の助勢を受けつつ吸気絞り弁4を駆動できるのに
対して、閉弁時にはこの付勢力に抗して駆動する必要が
ある。そこで本実施の形態では、閉弁時には励磁切り替
え周期を遅く設定し、ステップモータ40の駆動トルク
を十分に確保している。On the other hand, in step S108, when the valve-opening drive flag “exopen” is off, that is, when the step motor 40 is driven to the valve-closing side, the CPU 60 executes step S10.
As 9, the pulse rate is set to 150 PPS. As described above, the intake throttle valve 4 is urged toward the valve opening side by the return spring 27. Therefore, the step motor 40 can drive the intake throttle valve 4 while being assisted by the urging force of the return spring 27 when the valve is opened, but must be driven against this urging force when the valve is closed. Therefore, in the present embodiment, when the valve is closed, the excitation switching cycle is set to be slow, and the drive torque of the step motor 40 is sufficiently ensured.
【0057】次に、処理S104において、バッテリ電
圧VBが12V以下、すなわちステップモータ40に供
給される電圧が不足した場合について説明する。この場
合、CPU60は処理S105において、バッテリ電圧
VBが11V以下であるか否かを判定する。この処理S
105において、バッテリ電圧VBが11Vより高いと
判定された場合、すなわちバッテリ電圧VBが11〜1
2Vの範囲にある場合、CPU60は処理S106にお
いて、パルスレートを100PPSとし、ステップモー
タ40の駆動速度を遅くしている。一方、バッテリ電圧
VBが11V以下であると判定された場合には、CPU
60は処理S107において、パルスレートを50PP
Sとし、ステップモータ40の駆動速度を更に遅くして
いる。このようにバッテリ電圧VBが低下するとステッ
プモータ40の出力も低下するため、通常と同じパルス
レートで駆動しようとすると吸気絞り弁4を駆動する際
の駆動トルクが不足し、脱調が発生し易くなる。そこで
本実施の形態では、上記のようにバッテリ電圧VBが低
下したときには、励磁切り替え周期を遅くし、ステップ
モータ40の駆動トルクを高めるようにしている。Next, the case where the battery voltage VB is equal to or lower than 12 V in step S104, that is, the case where the voltage supplied to the step motor 40 becomes insufficient will be described. In this case, the CPU 60 determines whether or not the battery voltage VB is equal to or lower than 11 V in the process S105. This processing S
105, when it is determined that the battery voltage VB is higher than 11 V, that is, when the battery voltage VB is 11 to 1
If it is in the range of 2 V, the CPU 60 sets the pulse rate to 100 PPS and reduces the drive speed of the step motor 40 in step S106. On the other hand, when it is determined that the battery voltage VB is 11 V or less, the CPU
In step S107, the pulse rate is set to 50 PP.
In step S, the driving speed of the step motor 40 is further reduced. As described above, when the battery voltage VB decreases, the output of the step motor 40 also decreases. Therefore, when trying to drive at the same pulse rate as usual, the driving torque when driving the intake throttle valve 4 becomes insufficient, and step-out easily occurs. Become. Therefore, in the present embodiment, when the battery voltage VB decreases as described above, the excitation switching cycle is delayed, and the driving torque of the step motor 40 is increased.
【0058】CPU60は、以上のように設定されるパ
ルスレートをステップモータ40の次回以降の駆動周期
に反映させることで、吸気絞り弁4の実質的な開閉駆動
速度を調整する。The CPU 60 adjusts the substantial opening / closing drive speed of the intake throttle valve 4 by reflecting the pulse rate set as described above in the drive cycle of the next step motor 40 and thereafter.
【0059】図12に、バッテリ電圧VB及びステップ
モータ40の駆動方向と、同モータ40駆動時にこうし
て設定されるパルスレートとの関係を示す。前述のよう
にディーゼル機関1に供給される吸入空気量が不足する
と、スモークが発生するなどの不具合が発生する。一
方、ディーゼル機関の機構上、吸入空気量が過分となっ
ても運転に支障をきたすことはない。したがって、吸入
空気量の増量が必要とされる場合には、吸気絞り弁4を
素早く開弁させて、速やかに必要な吸入空気量を確保す
る必要がある。それに対して、吸気絞り弁4を閉弁させ
る場合には、こうした要求がないため、開弁時ほど閉弁
速度を速める必要はない。FIG. 12 shows the relationship between the battery voltage VB, the driving direction of the step motor 40, and the pulse rate set when the motor 40 is driven. As described above, when the amount of intake air supplied to the diesel engine 1 is insufficient, problems such as generation of smoke occur. On the other hand, due to the mechanism of the diesel engine, even if the intake air amount is excessive, operation will not be hindered. Therefore, when it is necessary to increase the amount of intake air, it is necessary to quickly open the intake throttle valve 4 to quickly secure the required amount of intake air. On the other hand, when the intake throttle valve 4 is closed, there is no such requirement, so that it is not necessary to increase the valve closing speed as compared to when the valve is opened.
【0060】そこで本実施の形態では、同図12に一覧
して示すように、バッテリ電圧VBが12Vより大き
く、ステップモータ40に対する印加電圧が十分である
場合には、主にステップモータ40の駆動方向に基づい
てパルスレートを変更しており、開弁時には閉弁時より
も駆動速度を早めている(開弁時=200PPS、閉弁
時=150PPS)。本実施の形態の吸気絞り弁4はリ
ターンスプリング27によって開弁側に付勢されている
ため、開弁時にはこの付勢力の助勢を受けつつ開弁駆動
させることができる。したがって、ステップモータ40
としての出力(トルク)の小さい小型なものを用いる場
合でも、吸気絞り弁4の開弁速度を速くすることが可能
となり、開弁時の応答性を十分に確保することができる
ようになる。一方、閉弁時には、ステップモータ40は
リターンスプリング27の付勢力に抗しながら吸気絞り
弁4を閉弁駆動する必要がある。しかしながら、先述し
たように閉弁時の閉弁速度をあまり高くする必要がない
ため、駆動速度を遅くしてステップモータ40の発生す
る駆動トルクを高めている。Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, when the battery voltage VB is higher than 12 V and the voltage applied to the step motor 40 is sufficient, the driving of the step motor 40 is mainly performed. The pulse rate is changed based on the direction, and the driving speed is faster when the valve is open than when it is closed (200 PPS when the valve is open, 150 PPS when the valve is closed). Since the intake throttle valve 4 of the present embodiment is urged toward the valve opening side by the return spring 27, the valve can be driven to open while receiving the assistance of this urging force when the valve is opened. Therefore, the step motor 40
Even when a small output (torque) having a small output is used, the valve opening speed of the intake throttle valve 4 can be increased, and the responsiveness at the time of valve opening can be sufficiently ensured. On the other hand, when the valve is closed, the step motor 40 needs to drive the intake throttle valve 4 to close while resisting the urging force of the return spring 27. However, as described above, since it is not necessary to increase the valve closing speed at the time of closing the valve, the driving speed is reduced to increase the driving torque generated by the step motor 40.
【0061】ただし、開弁時にあっても、停止状態から
駆動を開始した直後には高い起動トルクが必要になるた
め駆動トルクを高める必要がある。そこで、こうした場
合には、ステップモータ40の駆動速度を遅くして(開
弁時=150PPS)、十分な駆動トルクが得られるよ
うにしている。なお、本実施の形態では、閉弁駆動の開
始時にはこのような制御を行っていない。これは、閉弁
駆動時の駆動速度は既に遅くされており、十分な駆動ト
ルクが確保されていることから、あらためてこうした制
御を行う必要がないためである。However, even when the valve is opened, a high starting torque is required immediately after the driving is started from the stopped state, so that the driving torque needs to be increased. Therefore, in such a case, the drive speed of the step motor 40 is reduced (when the valve is opened = 150 PPS) so that a sufficient drive torque can be obtained. In the present embodiment, such control is not performed at the start of the valve closing drive. This is because the drive speed at the time of the valve closing drive has already been reduced and a sufficient drive torque has been secured, so that it is not necessary to perform such control again.
【0062】また、バッテリ電圧VBが低下し、ステッ
プモータ40の出力が低下した場合にも、駆動速度を遅
くしてステップモータ40の駆動トルクを十分に確保で
きるようにしている(11〜12V=100PPS、1
1V以下=50PPS)。Further, even when the battery voltage VB decreases and the output of the step motor 40 decreases, the drive speed is reduced to ensure a sufficient drive torque of the step motor 40 (11 to 12 V = 100PPS, 1
1 V or less = 50 PPS).
【0063】このように状況に応じてステップモータ4
0の駆動速度を変更することで、同ステップモータ40
として出力(トルク)の小さい小型・低コストのものを
用いる場合でも、開弁駆動時の応答性を十分に確保しつ
つ、必要とされる駆動トルクを確保することができるよ
うになる。As described above, the stepping motor 4
0, the stepping motor 40 is changed.
Therefore, even when a small-sized and low-cost device having a small output (torque) is used, the required driving torque can be secured while sufficiently securing the responsiveness at the time of the valve opening drive.
【0064】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、以下に示すような効果を得ることができるようにな
る。 (1)吸気絞り弁4をリターンスプリング27によって
開弁側に常時付勢するようにしたことで、ステップモー
タ40として出力(トルク)の小さい小型・低コストの
ものを用いる場合でも同吸気絞り弁4を速やかに開弁で
きるようになる。As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) Since the intake throttle valve 4 is always urged toward the valve opening side by the return spring 27, even when a small-sized and low-cost step motor 40 having a small output (torque) is used, the intake throttle valve 4 is used. 4 can be quickly opened.
【0065】(2)リターンスプリング27の付勢力に
抗して駆動する必要がある吸気絞り弁4の閉弁時には、
ステップモータ40の駆動速度を遅くして駆動トルクを
高めることで、ステップモータ40として出力(トル
ク)の小さい小型・低コストのものを用いる場合でも、
脱調の発生を抑制し、安定した駆動を行うことができる
ようになる。(2) When closing the intake throttle valve 4 which needs to be driven against the urging force of the return spring 27,
By increasing the driving torque by lowering the driving speed of the step motor 40, even when a small-sized and low-cost step motor 40 having a small output (torque) is used,
Step-out can be suppressed, and stable driving can be performed.
【0066】(3)バッテリ電圧VBが低下し、ステッ
プモータ40の出力が低下した場合には、駆動速度を遅
くして十分な駆動トルクを確保することで、ステップモ
ータ40の脱調の発生を抑制し、吸気絞り弁4の開度制
御を安定して行うことができるようになる。(3) When the battery voltage VB decreases and the output of the step motor 40 decreases, the drive speed is reduced to secure a sufficient drive torque to prevent the step motor 40 from stepping out. Thus, the opening degree control of the intake throttle valve 4 can be stably performed.
【0067】(4)ステップモータ40を停止状態から
開弁方向の駆動へと切り替えた直後にも、駆動速度を遅
くして十分な駆動トルクを確保することで、ステップモ
ータ40の脱調の発生を抑制し、吸気絞り弁4を安定し
て開閉駆動できるようになる。(4) Immediately after the step motor 40 is switched from the stopped state to the drive in the valve opening direction, the drive speed is reduced to secure a sufficient drive torque, thereby causing the step motor 40 to lose synchronism. , And the intake throttle valve 4 can be driven to open and close stably.
【0068】(5)また、ステップモータ40として出
力(トルク)の小さい小型・低コストのものを用いるこ
とができることで、システム全体のコストや消費電力を
削減することができるようにもなる。(5) Since a small-sized and low-cost step motor 40 having a small output (torque) can be used, the cost and power consumption of the entire system can be reduced.
【0069】なお、本発明の実施の形態は、以下のよう
に変更してもよい。 ・本実施の形態でのパルスレートの値及びそれらのパル
スレートの変更の目安とするバッテリ電圧VBの値等は
任意であり、バッテリ電圧VB低下時におけるステップ
モータ40の駆動速度を吸気絞り弁4の閉弁駆動時の駆
動速度よりも更に減速させるように、これらの値を設定
すればよい。The embodiment of the present invention may be modified as follows. The value of the pulse rate in this embodiment and the value of the battery voltage VB used as a guide for changing the pulse rate are arbitrary, and the drive speed of the step motor 40 when the battery voltage VB decreases is determined by the intake throttle valve 4. These values may be set so as to further reduce the driving speed at the time of the valve closing drive.
【0070】・また、バッテリ電圧VB低下時にパルス
レートを小さくする制御を行わなくとも、上記(1)、
(2)の効果を得ることはできる。次に、以上説明した
本実施の形態から把握できる請求項に記載した以外の技
術的思想について、それらの効果と共に以下に記載す
る。Also, without performing control to reduce the pulse rate when the battery voltage VB decreases, the above (1),
The effect of (2) can be obtained. Next, technical ideas other than those described in the claims that can be understood from the above-described embodiment will be described below together with their effects.
【0071】(1)請求項1または2に記載のディーゼ
ル機関の吸気絞り弁制御方法において、前記吸気絞り弁
の閉弁側への駆動への切り替わり直後、及び同吸気絞り
弁の停止状態から開弁側への起動直後の少なくとも一方
には、前記ステップモータの作動速度を前記吸気絞り弁
の開弁側へのステップモータの作動速度よりも一時的に
減速せしめることを特徴とするディーゼル機関の吸気絞
り弁制御方法。(1) In the intake throttle valve control method for a diesel engine according to claim 1 or 2, immediately after the intake throttle valve is switched to the drive to the closing side, and from the stopped state of the intake throttle valve, the valve is opened. In at least one of the steps immediately after startup to the valve side, the operation speed of the step motor is temporarily reduced to be lower than the operation speed of the step motor to the valve opening side of the intake throttle valve. Throttle valve control method.
【0072】(2)請求項3または4に記載のディーゼ
ル機関の吸気絞り弁制御装置において、前記吸気絞り弁
の閉弁側への駆動から開弁側への駆動への切り替わり直
後、及び同吸気絞り弁の停止状態から開弁側への起動直
後の少なくとも一方の状態を検出する状態検出手段と、
該状態検出手段によって前記状態が検出されることに基
づき前記ステップモータの作動速度を前記吸気絞り弁の
開弁側へのステップモータの作動速度よりも一時的に減
速せしめる一時減速手段と、を更に備えることを特徴と
するディーゼル機関の吸気絞り弁制御装置。(2) In the intake throttle valve control device for a diesel engine according to the third or fourth aspect, immediately after the drive of the intake throttle valve is switched from the drive to the valve-opening side to the valve-opening side, and to the same intake valve. State detection means for detecting at least one state immediately after the stop of the throttle valve from the stop state to the valve opening side,
Temporary deceleration means for temporarily reducing the operation speed of the step motor based on the detection of the state by the state detection means than the operation speed of the step motor toward the valve opening side of the intake throttle valve. An intake throttle valve control device for a diesel engine, comprising:
【0073】ステップモータの駆動方向が切り替わった
直後、あるいは停止状態から駆動を開始した直後には、
慣性力が作用せず、静摩擦力などの抗力が大きいためス
テップモータの脱調が発生し易くなるが、その点、上記
(1)記載の方法及び(2)記載の構成によれば、こう
した場合にステップモータの駆動速度を遅くして駆動ト
ルクを高めることで、ステップモータの脱調を抑制する
ことができるようになる。Immediately after the driving direction of the step motor is switched or immediately after the driving is started from the stopped state,
The step motor is likely to lose synchronism because inertia force does not act and the drag such as static friction force is large. According to the method described in the above (1) and the configuration described in the above (2), in such a case, In this case, the drive speed of the step motor is reduced to increase the drive torque, whereby the step out of the step motor can be suppressed.
【0074】[0074]
【発明の効果】請求項1及び請求項4に記載の発明によ
れば、開弁時の作動速度を閉弁時よりも高くすること
で、小型・低コストのステップモータを用いながらも、
吸気絞り弁の開弁時の応答性を好適に確保しつつ、ステ
ップモータの脱調の発生を抑制することができるように
なる。According to the first and fourth aspects of the present invention, the operating speed at the time of opening the valve is higher than that at the time of closing the valve.
It is possible to suppress the occurrence of step-out of the step motor while appropriately ensuring the response at the time of opening the intake throttle valve.
【0075】また、請求項2及び請求項5に記載の発明
によれば、吸気絞り弁を開弁側に付勢することで、小型
・低コストのステップモータを用いながらも、吸気絞り
弁の開弁時の応答性や駆動トルクを更に好適に確保する
ことができるようになる。According to the second and fifth aspects of the present invention, the intake throttle valve is urged toward the valve opening side so that a small-sized and low-cost step motor can be used. Responsiveness and driving torque at the time of valve opening can be more appropriately secured.
【0076】また、請求項3及び請求項6に記載の発明
によれば、ステップモータの作動速度を減速して十分な
駆動トルクを確保することで、駆動電圧低下時にあって
もステップモータの脱調の発生を抑制することができる
ようになる。According to the third and sixth aspects of the present invention, the operation speed of the stepping motor is reduced to secure a sufficient driving torque. Tone generation can be suppressed.
【図1】本発明の一実施形態にかかるステップモータ式
弁装置が適用されたディーゼル機関の概略構成を示す略
図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a diesel engine to which a step motor type valve device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】吸気絞り弁及びその駆動機構の側部断面構造を
示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a side sectional structure of an intake throttle valve and a drive mechanism thereof.
【図3】吸気絞り弁の駆動機構の正面構造を示す正面
図。FIG. 3 is a front view showing a front structure of a drive mechanism of the intake throttle valve.
【図4】同吸気絞り弁の駆動機構の部分断面図。FIG. 4 is a partial sectional view of a drive mechanism of the intake throttle valve.
【図5】同実施形態の弁装置の電気的構成を示すブロッ
ク図。FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the valve device of the embodiment.
【図6】ステップモータの平面断面構造を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a planar sectional structure of a step motor.
【図7】同ステップモータの側部断面構造を示す断面
図。FIG. 7 is a sectional view showing a side sectional structure of the step motor.
【図8】同ステップモータの模式構造を示す略図。FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic structure of the step motor.
【図9】同ステップモータの動作原理を示す略図。FIG. 9 is a schematic view showing the operation principle of the step motor.
【図10】同ステップモータの各コイルへの通電態様を
示す図。FIG. 10 is a diagram showing a state of energizing each coil of the step motor.
【図11】ステップモータの駆動制御ルーチンの制御手
順を示すフローチャート。FIG. 11 is a flowchart showing a control procedure of a drive control routine of a step motor.
【図12】バッテリ電圧及びステップモータの駆動方向
とパルスレートとの関係を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a pulse rate and a driving voltage of a step voltage and a battery voltage.
1…ディーゼル機関、2…吸気通路、4…吸気絞り弁、
5…吸気絞り弁駆動機構、6…圧力センサ、7…排気通
路、8…EGR通路、9…EGR制御弁、19…電子制
御装置(ECU)、20…イグニションスイッチ、21
…スタータスイッチ、22…バッテリ、26…弁軸、2
9…被動ギア、32…レバー、33…押圧部、35…支
軸、36…第1中間ギア、37…第2中間ギア、38…
駆動ギア、39…全開スイッチ、40…ステップモー
タ、41…出力軸、42…回転子、43…永久磁石、4
4…A相固定子カップ、45…B相固定子カップ、46
…Ap相コイル、47…An相コイル、48…Bp相コ
イル、49…Bn相コイル、60…CPU、72…駆動
回路、77…水温センサ、78…大気温センサ。1 ... diesel engine, 2 ... intake passage, 4 ... intake throttle valve,
Reference numeral 5: intake throttle valve driving mechanism, 6: pressure sensor, 7: exhaust passage, 8: EGR passage, 9: EGR control valve, 19: electronic control unit (ECU), 20: ignition switch, 21
... Starter switch, 22 ... Battery, 26 ... Valve shaft, 2
9: driven gear, 32: lever, 33: pressing portion, 35: support shaft, 36: first intermediate gear, 37: second intermediate gear, 38 ...
Drive gear, 39 ... Fully open switch, 40 ... Step motor, 41 ... Output shaft, 42 ... Rotor, 43 ... Permanent magnet, 4
4 ... A phase stator cup, 45 ... B phase stator cup, 46
... Ap-phase coil, 47 ... An-phase coil, 48 ... Bp-phase coil, 49 ... Bn-phase coil, 60 ... CPU, 72 ... Drive circuit, 77 ... Water temperature sensor, 78 ... Atmospheric temperature sensor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02P 8/14 H02P 8/00 R 8/38 304A (56)参考文献 特開 昭60−252137(JP,A) 特開 平4−19340(JP,A) 特開 平4−17744(JP,A) 特開 平9−317501(JP,A) 特開 昭59−38238(JP,A) 特開 平10−89093(JP,A) 実開 平3−97546(JP,U)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H02P 8/14 H02P 8/00 R 8/38 304A (56) References JP-A-60-252137 (JP, A) 4-19340 (JP, A) JP-A-4-17744 (JP, A) JP-A-9-317501 (JP, A) JP-A-59-38238 (JP, A) JP-A-10-89093 (JP, A) A) Hikaru 3-97546 (JP, U)
Claims (6)
れたステップモータの所定のステップ位置を基準とした
ステップ数制御に基づき前記吸気絞り弁を開閉せしめる
ディーゼル機関の吸気絞り弁制御方法において、 機関運転状態に応じた目標ステップ数に前記ステップモ
ータを制御する吸気絞り弁の開閉駆動に際し、同吸気絞
り弁の開弁側へのステップモータの作動速度を閉弁側へ
のステップモータの作動速度よりも高めたことを特徴と
するディーゼル機関の吸気絞り弁制御方法。1. A method for controlling an intake throttle valve of a diesel engine, wherein said intake throttle valve is opened and closed based on a step number control based on a predetermined step position of a step motor driven and connected to the intake throttle valve of the diesel engine. The step mode is set to the target number of steps according to the operating conditions.
The opening and closing operation of the intake throttle valve for controlling the operation of the intake throttle valve, the operating speed of the step motor for opening the intake throttle valve is higher than the operating speed of the step motor for closing the intake throttle valve. Intake throttle valve control method.
り弁制御方法において、 前記吸気絞り弁は、開弁側に対して常時付勢されること
を特徴とするディーゼル機関の吸気絞り弁制御方法。2. The intake throttle valve control method for a diesel engine according to claim 1, wherein the intake throttle valve is constantly energized toward a valve opening side. Method.
の吸気絞り弁制御方法において、 前記ステップモータの駆動電圧を常時監視し、該駆動電
圧が所定電圧以下となるとき、前記ステップモータの作
動速度を前記吸気絞り弁の閉弁側への作動速度よりも更
に減速せしめることを特徴とするディーゼル機関の吸気
絞り弁制御方法。3. The method of controlling an intake throttle valve for a diesel engine according to claim 1, wherein the drive voltage of the step motor is constantly monitored, and when the drive voltage becomes equal to or lower than a predetermined voltage, the operation of the step motor is performed. A method for controlling an intake throttle valve of a diesel engine, wherein the speed is further reduced than the operating speed of the intake throttle valve to the valve closing side.
れたステップモータの所定のステップ位置を基準とした
ステップ数制御に基づき前記吸気絞り弁を開閉駆動せし
めるディーゼル機関の吸気絞り弁制御装置において、 前記ステップモータの機関運転状態に応じた目標ステッ
プ数への制御に際して、前記吸気絞り弁の開弁側へのス
テップモータの作動速度を同吸気絞り弁の閉弁側へのス
テップモータの作動速度よりも高く設定する作動速度設
定手段と、 前記設定される作動速度に基づきステップモータを作動
せしめる作動指令手段とを備えることを特徴とするディ
ーゼル機関の吸気絞り弁制御装置。4. An intake throttle valve control device for a diesel engine for opening and closing said intake throttle valve based on a step number control based on a predetermined step position of a step motor drivingly connected to the intake throttle valve of the diesel engine. Set the target step according to the engine operating state of the step motor.
When controlling the number of valves, the intake throttle valve is moved toward the valve opening side.
Move the operating speed of the step motor toward the valve closing side of the intake throttle valve.
And operating speed setting means for setting higher than the operating speed of the Teppumota, intake throttle valve control apparatus for a diesel engine, characterized in that Ru and an operation command unit allowed to operate the step motor based on operating speed of the set.
り弁制御装置において、 前記吸気絞り弁を開弁側に付勢する付勢手段を更に備え
ることを特徴とするディーゼル機関の吸気絞り弁制御装
置。5. The intake throttle valve control device for a diesel engine according to claim 4, further comprising: biasing means for biasing the intake throttle valve to a valve opening side. Control device.
の吸気絞り弁制御装置において、 前記ステップモータの駆動電圧を監視する監視手段を更
に備え、 前記作動速度設定手段は、この監視する駆動電圧が所定
電圧以下となるとき、前記吸気絞り弁の閉弁側への同ス
テップモータの作動速度よりも作動速度を更に遅く設定
することを特徴とするディーゼル機関の吸気絞り弁制御
装置。6. The intake throttle valve control device for a diesel engine according to claim 4, further comprising monitoring means for monitoring a drive voltage of said step motor, wherein said operating speed setting means includes a drive voltage to be monitored. When the pressure becomes equal to or lower than a predetermined voltage, the operation speed is set to be lower than the operation speed of the stepping motor for closing the intake throttle valve to the valve closing side.
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