JPH0650198A

JPH0650198A - 内燃機関の燃料供給制御装置

Info

Publication number: JPH0650198A
Application number: JP21871292A
Authority: JP
Inventors: Norio Suzuki; 典男鈴木; Kazuo Hirabayashi; 一雄平林; Yosuke Tachibana; 洋介立花
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 1994-02-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】マイクロステップ駆動から２相駆動にステッ
プモータの駆動制御を速かにかつ円滑に移行させること
ができる燃料供給制御装置の提供。【構成】内燃機関に供給される吸入空気量または燃料
量を調整する燃料供給調整手段を駆動するステップモー
タの相隣る励磁相に同一駆動電流を供給する２相駆動制
御手段と、ステップモータの相隣る励磁相に異なるデュ
ーティの駆動電流をそれぞれ供給するマイクロステップ
制御手段とを備え、ステップモータの現在位置をｎビッ
トのデータ長で記憶し、前記ｎビットのうち上位ｍビッ
トが前記２相駆動制御手段による２相駆動時における現
在位置を示し、前記ｎビットのうち下位ｎ−ｍビットが
前記マイクロステップ制御手段によるマイクロステップ
駆動時における現在位置を示す現在位置記憶手段と、マ
イクロステップ駆動から２相駆動に移行する際に駆動方
向に応じて前記下位ｎ−ｍビットを切上げまたは切下げ
するビット操作手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンエンジンまた
はディーゼルエンジン等の内燃機関に供給される吸入空
気量または燃料量を調整する絞り弁等の調整手段がステ
ップモータによって駆動されるものにおいて、該ステッ
プモータの駆動制御に関する。

【０００２】

【従来技術】内燃機関の吸気系に配設された絞り弁をス
テップモータで駆動する例は種々あり、そのうち特開昭
63−263239号公報には、ステップモータを粗調ステップ
と微調ステップにて駆動制御する技術が開示されてい
る。

【０００３】同例では、粗調ステップは位置フィードバ
ックを行うクローズドループ制御とし、微調ステップは
オープンループ制御でステップモータの駆動制御を行っ
ている。

【０００４】そして絞り弁の位置を検出し検出信号を発
信する位置発信器の位置実際値とペダル値に依存する位
置目標値とに応じた差信号の大きさに基づいて粗調ステ
ップ制御と微調ステップ制御との間の移行を行ってい
る。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかるに微調ステップ制御か
ら粗調ステップ制御に移行する場合、ステップモータの
挙動は位置発信器等の精度に影響され、移行の際の連続
性に問題が生じる場合があり、例えば前記差信号は、粗
調桁と微調桁とを持ったディジタルの形で存在するの
で、上記移行の際に微調桁の処理いかんによっては目標
に反してステップモータが一瞬逆転する事象も生じ得
る。

【０００６】またフィードバック制御中も、オープンル
ープ制御用の位置発振器を常時カウントし記憶する必要
がある。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は常にオープンループ制御により
ステップモータを駆動しステップ制御モードの移行を円
滑に行うことができる燃料供給制御装置を供する点にあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は、内燃機関に供給される吸入空
気量または燃料量を調整する燃料供給調整手段と、前記
燃料供給調整手段を駆動するステップモータと、前記ス
テップモータの相隣る励磁相に同一駆動電流を供給する
２相駆動制御手段と、前記ステップモータの相隣る励磁
相に異なるデューティの駆動電流をそれぞれ供給するマ
イクロステップ制御手段とを備えた内燃機関の燃料供給
機構において、前記ステップモータの現在位置をｎビッ
トのデータ長で記憶し、前記ｎビットのうち上位ｍビッ
トが前記２相駆動制御手段による２相駆動時における現
在位置を示し、前記ｎビットのうち下位ｎ−ｍビットが
前記マイクロステップ制御手段によるマイクロステップ
駆動時における現在位置を示す現在位置記憶手段と、前
記マイクロステップ駆動から前記２相駆動に移行する際
に駆動方向に応じて前記下位ｎ−ｍビットを切上げまた
は切下げするビット操作手段とを備えた内燃機関の燃料
供給制御装置とした。

【０００９】マイクロステップ駆動から２相駆動に移行
する際に、現在位置記憶手段の下位ｎ−ｍビットを駆動
方向に応じて切上げまたは切下げする簡単かつ迅速なビ
ット操作で円滑に２相駆動に移行し、目標に反してステ
ップモータが一瞬逆転するようなこともない。

【００１０】

【実施例】以下図１ないし図８に図示した本発明の
一実施例について説明する。

【００１１】図１は、本実施例の車載内燃機関の燃料供
給制御装置の全体概略図である。該内燃機関１に燃料を
供給する吸気路２は、その上流端にエアクリーナ３を備
え、途中にスロットル弁４が吸気路２を開閉自在に配設
され、下流側には燃料噴射弁５が設けられ、エアクリー
ナ３を介して吸気路２に導入された空気は、スロットル
弁４によって流量を調節されてインテークマニホールド
６に入り、燃料噴射弁５より噴射される燃料とともに吸
気弁７が開閉する吸気ポートを通じて燃焼室８に流入す
る。

【００１２】流入した混合気は、燃焼してピストン９を
駆動し、排気弁10で開閉される排気ポートを通ってエキ
ゾーストマニホールド11から排気路を経て機関外に排出
される。

【００１３】また該内燃機関１が搭載される車両の運転
室床面にはアクセルペダル12が配設されており、同アク
セルペダル12はスプリングによりアイドル位置に付勢さ
れ運転者の踏込動作に応じて揺動する。

【００１４】図１に示すようにアクセルペダル12とスロ
ットル弁４とは機械的に連結されておらず、アクセルペ
ダル12の踏込量はアクセルペダル12の揺動軸に設けられ
たポテンショメータからなるアクセルセンサ13によって
検出され、スロットル弁４はステップモータ15によって
開閉駆動され、ステップモータ15は電子制御ユニットＥ
ＣＵ20からの駆動信号によって動作するようになってい
る。

【００１５】ステップモータ15の駆動軸15ａは、スロッ
トル弁４の弁軸４ａと同軸にあって、ギア等の変速連結
具を一切介さずに直接連結部16で連結されている。

【００１６】ステップモータ15の正逆回転角度は、その
ままスロットル弁４の開閉角度となる。このスロットル
弁４の開閉角度はポテンショメータ等からなるスロット
ルセンサ17によって検出され、その検出信号はＥＣＵ20
に入力される。

【００１７】吸気路２において、上流側には大気圧セン
サ21が配設され、スロットル弁４の下流には吸入空気の
絶対圧を検出する吸気圧センサ22が設けられ、さらに下
流側には吸入空気の温度を検出する吸気温センサ23が設
けられている。

【００１８】また内燃機関１の燃焼室８付近適宜位置に
は冷却水温を検出する水温センサ24、ディストリビュー
タ内にはクランク角センサ25が設けられ、またエンジン
回転数センサ26、車速センサ27、駆動輪速度センサ28が
適宜位置に設けられている。以上の各センサの検出信号
はＥＣＵ20に入力される。

【００１９】その他本制御装置においては、オルタネー
タのフィールド電流を検出するＡＣＧセンサ30、パワー
ステアリングの作動の有無を検出するパワステスイッチ
31、エアコンの作動の有無を検出するエアコンスイッチ
32、スタータの作動の有無を検出するスタータスイッチ
33、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧センサ34、シ
フトレバーのレンジ位置を検出するレンジセレクタスイ
ッチ35およびシフト位置を検出するシフトポジションス
イッチ36が設けられＥＣＵ20に検出信号を出力するとと
もにバッテリから延出する主電線にはホール素子からな
る電流センサ37が配設されて電気負荷を検出しＥＣＵ20
にその検出信号を出力するようになっている。

【００２０】またオートクルーズ（ＡＣ）制御のために
ブレーキスイッチ40、ＡＣメインスイッチ41、ＡＣセッ
トスイッチ42およびＡＣリジュームスイッチ43も設けら
れている。

【００２１】以上のような各種センサ、スイッチ類の信
号に基づきスロットル弁４を作動するステップモータ15
の駆動制御を行う制御系の概略構成を図２に示す。まず
スロットル弁４の最終的な目標スロットル開度θ_Oを決
定する過程で種々の立場から要求されるスロットル開度
が演算される。

【００２２】すなわちアクセルセンサ13からのアクセル
ペダル12の踏込量ＡＰに応じてノーマルなスロットル開
度θ_APを演算するθ_AP演算手段51、車速センサ27の車速
Ｖに応じオートクルーズ時のスロットル開度θ_ACRをブ
レーキスイッチ40等に基づき演算するθ_ACR演算手段5
2、エンジン回転数センサ26のエンジン回転数Ｎ_Eに応
じアイドル時のスロットル開度θ_IDLを演算するθ_IDL
演算手段53、車速Ｖおよび駆動輪速度センサ28からの駆
動輪速度Ｖ_Wからトラクション制御時のスロットル開度
θ_TCSを演算するθ_TCS演算手段54、エンジン破損防止
のためのエンジン出力制限時のスロットル開度θ_INHを
演算するθ_INH演算手段55の以上５個の演算手段をＥＣ
Ｕ20は有しており、各換算手段が演算したスロットル開
度θ_AP，θ_ACR，θ_IDL，θ_TCS，θ_INHから目標スロ
ットル開度θ_O決定手段50が最終的な目標スロットル開
度θ_Oを決定する。

【００２３】一方でＥＣＵ20は各種センサ・スイッチ類
からの信号をもとに運転状態を判断する運転状態判断手
段61、車両走行状態を判断する走行状態判断手段62を有
し、これら判断手段61，62の判断結果をもとにＳ／Ｍ駆
動条件決定手段60が目標スロットル開度θ_Oにステップ
モータ15を駆動する駆動条件を決定する。

【００２４】そしてＳ／Ｍ駆動制御手段70がＳ／Ｍ駆動
条件決定手段60により決定された駆動条件の下で目標ス
ロットル開度θ_Oにスロットル弁４をすべくステップモ
ータ15を駆動制御する。

【００２５】ここにステップモータ15は、ハイブリッド
型の４相ステッピングモータで、２相励磁駆動方式で駆
動される。そして該ステップモータ15は通常の２相駆動
のほか、高分解能を機械的な減速なしで行うマイクロス
テップ駆動が可能で、２相モードとマイクロステップモ
ードの２つの駆動モードをソフトウエアで使い分けるよ
うにしている。

【００２６】２相モードでは相隣る励磁相に同一駆動電
流を供給する通常の駆動方法で、本例では１ステップで
1.８度回転する。

【００２７】一方マイクロステップモードは、相隣る励
磁相に異なるデューティの駆動電流をそれぞれ供給する
駆動方法で、２相モードにおける１ステップ（1.８°）
をデューティ比で分割したさらに小さい回転角度を１ス
テップのスキップ量としており、本例では1.８度を16分
割した0.11度を１ステップの単位スキップ量としている
が、なおさらに細かく分割することは可能である。

【００２８】ステップモータ15の回転速度は、駆動周波
数ｆ（pps)に比例する。駆動周波数ｆが大きいと、回転
速度は速く応答性が良くなるが駆動トルクは小さくな
る。逆に駆動周波数ｆが小さいと、応答性は悪くなるが
駆動トルクは大きくなる。

【００２９】本実施例では、駆動周波数ｆとして600pps
（ＴＭ_OH）と400pps（ＴＭ_OH）の２種類を使い分けてい
るが、要求回転速度および要求駆動トルクにより更に細
かく分けてもよい。なおコンピュータによるデジタル処
理を行う関係で、スロットル開度および回転角度はステ
ップ数で示すものとし、10ビットのメモリーを用いて16
進法で表わす。

【００３０】10ビットのうち下４桁（16進法で下１桁）
がマイクロステップモードに相当し、それ以上の桁が２
相モードに相当する。したがって16進法で10_H（_Hは16
進法表示を示す）が２相モードの１ステップに当たり1.
８度の回転角を示し、これを16分割した01_H単位の0F_H
までの角度がマイクロステップモードの１ステップに当
たる。

【００３１】励磁相の組合わせは４相と１相、１相と２
相、２相と３相、３相と４相の４種類あり、各々につい
て16個のデューティパターンを有するので、全体で励磁
パターンは64種類あり、40_H未満のステップ数が64種類
の各々の励磁パターンに対応している。

【００３２】一方２相モードでのステップモータ15の駆
動はチョッパ制御がなされており、絞り弁の駆動時と休
止（ホールド）時とではチョッピングデューティを変
え、前者の駆動デューティＤ_MOVより後者のホールドデ
ューティＤ_HLDは小さい値である。

【００３３】以下図３ないし図８に図示したフローチャ
ートにしたがってステップモータ15の駆動制御の手順に
ついて説明する。フローチャートはステップモータ15の
駆動条件を設定するルーチン（図３をメインルーチン、
図４，５をサブルーチンとする）と、ステップモータ15
を実際に制御するルーチン（図６をメインルーチン、図
７，８をサブルーチンとする）との２種類に大別でき
る。

【００３４】図３のステップモータ駆動条件ルーチンは
10m sec の割込みにより実行され、まずスロットルセン
サ17により検知したスロットル開度θ_THを読込む（ステ
ップ１）とともに、アクセルセンサ13の踏込量ＡＰ等各
種センサの検出情報を読込む（ステップ２）。

【００３５】そして、ステップ３に進みステップモータ
15の脱調を検知する。ステップモータの脱調とはステッ
プモータをオープンループで制御した際にステップモー
タの制御系が記憶する現在位置と実際のモータ位置とに
差を生じた場合をいい、通常その差は同一励磁相の異な
る位置となる。

【００３６】本実施例では、スロットル弁４の制御系が
記憶する現在のスロットル開度ＳＭとスロットルセンサ
17に基づくスロットル開度ＴＨ（θ_THをステップ数に換
算した値）との偏差が所定値以上の差を生じた場合に脱
調と判定する。

【００３７】この脱調検知ルーチンは図４にサブルーチ
ンとして示してあり後記するもので、ここでは図３にお
いて次のステップ４に進み、前記した各別の目標スロッ
トル開度θ_AP，θ_IDL，θ_INH，θ_ACR，θ_TCSを演算
する。

【００３８】こうして算出された５種類のスロットル開
度θ_AP，θ_IDL，θ_INH，θ_ACR，θ_TCSから次のステ
ップ５において目標スロットル開度θ_O決定手段50によ
り最終的な目標スロットル開度θ_Oが決定される。

【００３９】なおθ_ACR演算手段52はオートクルーズ時
以外はスロットル開度を全閉とし、θ_TCS演算手段54は
トラクション制御時以外はスロットル開度を全開とし、
θ_INH演算手段55は出力制限時以外はスロットル開度を
全開とする。

【００４０】次のステップ６では目標スロットル開度θ
_Oに基づきステップモータ駆動条件を決定する。

【００４１】こうして本ルーチンを終了するが、ここで
前記ステップ３におけるステップモータの脱調検知を図
４のサブルーチンにしたがって説明する。

【００４２】まずステップモータ15自体の異常を表すフ
ラグＦ_SMFSが「１」か否かが判別され、異常ありとして
フラグＦ_SMFS＝１であれば本ルーチンを抜けて脱調検知
を行わず、異常がないとき（Ｆ_SMFS＝０）次のステップ
12に進み、スロットルセンサ17に異常があるか否かが判
別される。

【００４３】Ｆ_THFSに「１」が立って異常ありと判別さ
れたときはステップ13に飛び、開側脱調カウント値Ｃ
_ER1と閉側脱調カウント値Ｃ_ER2をクリアして本ルーチ
ンを抜ける。

【００４４】スロットルセンサに異常がない場合、次の
ステップ14に進み、スロットルセンサ17に基づくスロッ
トル開度ＴＨと制御系が記憶する現在の記憶スロットル
開度ＳＭとの偏差の絶対値｜ＴＨ−ＳＭ｜が2D_Hを越え
ているか否かが判別される。

【００４５】2D_Hを越えていなければ、脱調の可能性は
少ないとしてステップ15に進み、さらにスロットルセン
サ17に基づくスロットル開度ＴＨが05_Hに満たないか否
かが判別され、05_H以上ならば正常ということでステッ
プ17に進んで脱調カウント値Ｃ_ER1，Ｃ_ER2をクリアし
て本ルーチンを抜ける。

【００４６】スロットル開度ＴＨが05_Hに満たないとき
は、ステップ16に進み、目標スロットル開度θ_Oが1.１
度を越えているか否かを判別し、越えていなければ脱調
していないとして前記ステップ７に進むが、1.１度を越
えているときはステップ23に飛んで後記する閉側脱調の
処理に入る。

【００４７】一方ステップ14で｜ＴＨ−ＳＭ｜＞2D_Hの
ときは、脱調のおそれがあるとしてステップ18に進み、
スロットルセンサ17のスロットル開度ＴＨと記憶スロッ
トル開度ＳＭの大小を比較してＴＨ＞ＳＭならば開側脱
調のおそれがあり、ステップ19に進み開側脱調カウント
値Ｃ_ER1を増歩進し閉側脱調カウント値Ｃ_ER2はクリア
し、ステップ20で開側脱調カウント値Ｃ_ER1が脱調判定
閾値ＣＥ以上となったか否かが判別されて、ＣＥに満た
ないときは本ルーチンを抜け、ＣＥ以上となったときス
テップ21に進み脱調補正値Ｋ_DACを算出し、次のステッ
プ22で脱調フラグＦ_DACに「１」を立てる。ここに脱調
補正値Ｋ_DACは、ＴＨ−ＳＭに最も近い40_Hの整数倍の
値とする。

【００４８】またステップ18でＴＨ＜ＳＭのときは閉側
脱調のおそれがありステップ23に進み開側脱調カウント
値Ｃ_ER1はクリアし、閉側脱調カウント値Ｃ_ER2を増歩
進し、ステップ24で閉側脱調カウント値Ｃ_ER2が脱調判
定閾値ＣＥ以上となったか否かを判別し、ＣＥに満たな
いときはステップ24から本ルーチンを抜け、ＣＥ以上と
なったときは、記憶スロットル開度ＳＭが05_Hに満たな
いか否かが判別され、05_H以上にならばステップ26に進
んで前記ステップ21と同様に脱調補正値Ｋ_DACを算出
し、ステップ22で脱調フラグＦ_DACに「１」を立て、ま
た記憶スロットル開度ＳＭが05_Hに満たないときは、ス
ロットル弁４が全閉状態で脱調しているとして全閉脱調
フラグＦ_THCに「１」を立て、さらにステップ22に進ん
で脱調フラグＦ_DACに「１」を立てる。

【００４９】ステップ22で脱調フラグＦ_DACに「１」が
立ったあとは、ステップ28でステップモータ異常判定タ
イマーＴ_SMSFが終了したか否かが判別され、当初終了し
ていないとしてステップ29に進み脱調発生回数カウント
値Ｃ_DACをクリアし、ステップモータ異常判定タイマー
Ｔ_SMSFをリセットする（ステップ30）。

【００５０】ステップモータ異常判定タイマーＴ_SMSFが
リセットスタートした後、同タイマーＴ_SMSFが終了する
までに再度脱調が発生するとステップ28からステップ31
に飛び、ステップモータ15の励磁相のうち１，３相に異
常があるか（１，３相異常フラグＦ_13FS）、さらにステ
ップ32で、２，４相に異常があるか（２，４相異常フラ
グＦ_24FS）を判別し、いずれかに異常がありフラグＦ
_13FSまたはＦ_24FSに「１」が立っているときは本ルーチ
ンを抜け、いずれも異常がないときに、ステップ33に進
んで脱調発生回数カウント値Ｃ_DACを増歩進し、次のス
テップ34でこの脱調発生回数カウント値Ｃ_DACがステッ
プモータ異常判定閾値ＣＤ以上となったかを判別し、未
だＣＤに達していないときは、ステップ30に飛んでステ
ップモータ異常判定タイマーＴ_SMSFをリセットし、再度
Ｔ_SMSF以内に脱調が発生するかをみて、発生すればステ
ップ28からステップ31に進み脱調発生回数カウント値Ｃ
_DACを増歩進し、これを繰り返して継続して脱調が発生
してＣ_DACが閾値ＣＤ以上となると、ステップ34からス
テップ35に進みステップモータ異常フラグＦ_SMFSに
「１」を立てる。

【００５１】Ｆ_SMFS＝１となると、以後前記ステップ11
から本ルーチンを抜けることになる。

【００５２】以上がステップモータ脱調検知ルーチンで
あり、図３におけるステップ５に当たる。

【００５３】次に図３におけるステップ６のステップモ
ータ駆動条件決定ルーチンについて図５のフローチャー
トにしたがって説明する。

【００５４】まず前記ステップ５で決定された目標スロ
ットル開度θ_Oをステップモータ15のステップ数ＴＨ_O
に換算し（ステップ41）、ステップ42に進む。

【００５５】ステップ42に進むと現在のステップモータ
の駆動周波数（ステップモータ駆動制御の割込みタイマ
ー設定値）ＴＭ_Oが高い600pps（ＴＭ_OH）であるか否か
が判別され、ＴＭ_OHならば次のステップ43で現在の駆動
デューティＤ_MOVが95％以上であるか否か判別され、95
％未満ならばステップ44で再度高い駆動周波数ＴＭ_OHで
ある600ppsが設定され、Ｄ_MOVが95％以上であるとき
は、ステップ48に進んで駆動周波数ＴＭ_Oとして低い駆
動周波数ＴＭ_OLである400ppsが設定される。

【００５６】一方ステップ42で現在の駆動周波数ＴＭ_O
がＴＭ_OHでないすなわちＴＭ_OLの場合はステップ47に進
んで駆動デューティＤ_MOVが40％以上であるか否かが判
別され、40％未満ならば前記ステップ44に進んで、駆動
周波数ＴＭ_Oに高い駆動周波数ＴＭ_OHである600ppsが設
定され、40％以上ならばステップ48に進んで駆動周波数
ＴＭ_Oに低い駆動周波数ＴＭ_OLの400ppsが再度設定され
る。

【００５７】このように駆動周波数ＴＭ_Oが高いＴＭ_OH
（600pps）である場合に駆動デューティＤ_MOVが95％以
上のときは電気負荷変動による電源電圧の変動の影響を
ステップモータ15が受け易いので、駆動周波数を低いＴ
Ｍ_OL（400pps）に下げることで、ステップモータ15を正
確に駆動するに十分な駆動トルクを確保することができ
る。

【００５８】逆に駆動周波数ＴＭ_Oが低いＴＭ_OL（400p
ps）である場合に駆動デューティＤ_MOVが40％未満のと
きは、駆動周波数を高いＴＭ_OH（600pps）に上げること
で、十分な駆動トルクを維持したまま応答性を良くする
ことができる。

【００５９】そしてステップ44で駆動周波数ＴＭ_Oに高
い駆動周波数ＴＭ_OHが設定されたときは、次のステップ
45でＴＭ_OH用の駆動デューティテーブルを検索してバッ
テリ電圧Ｖ_Bに応じたＤ_MOVHを選び、駆動デューティＤ
_MOVにＤ_MOVHを設定する（ステップ46）。

【００６０】またステップ48で駆動周波数ＴＭ_Oに低い
駆動周波数ＴＭ_OLが設定されたときは、次のステップ49
でＴＭ_OL用の駆動デューティテーブルを検索してバッテ
リ電圧Ｖ_Bに応じたＤ_MOVLを選び、駆動デューティＤ
_MOVにＤ_MOVLを設定する（ステップ50）。

【００６１】こうして駆動デューティＤ_MOVが設定され
ると、次にステップ51においてホールドデューティＤ
_HLDをホールドデューティテーブルからバッテリ電圧Ｖ
_Bに応じて検索する。さらにステップ52では、マイクロ
ステップモードにおけるバッテリ電圧Ｖ_Bに基づくデュ
ーティ補正係数Ｋμ_Dをテーブルから検索する。

【００６２】以上のように駆動周波数ＴＭ_O、駆動デュ
ーティＤ_MOV、ホールドデューティＤ_HLD、デューティ
補正係数Ｋμ_Dの４つのステップモータ駆動条件が決定
される。

【００６３】そして次のステップ53では、エンジン回転
数Ｎ_Eが所定回転数Ｎ₁以下か否かを判別し、Ｎ₁を越
えていれば強制２相フラグＦ２φを「０」とし（ステッ
プ54）、Ｎ₁以下であればステップ55に進んで強制２相
フラグＦ２φに「１」を立て強制的に２相駆動とするこ
とを指示する。

【００６４】すなわちエンジン回転数が所定値以下でエ
ンジンが完全に始動するまでは、電流消費対策としてス
テップモータを強制的に２相駆動とするもので、そのた
めに強制２相フラグＦ２φに「１」を立て２相駆動を指
示する。

【００６５】次に以上設定された条件の下でステップモ
ータ15を実際に駆動制御する手順を図６ないし図８にし
たがって説明する。

【００６６】まず図６に示すステップモータ制御のメイ
ンルーチンにおいて、ステップ61では前記設定された駆
動周波数ＴＭ_Oがセットされ、以後同駆動周波数ＴＭ_O
に基づく割込み周期で本ルーチンは動作される。

【００６７】そしてステップ62では、目標スロットル開
度のステップ数ＴＨ_Oと現在の記憶スロットル開度のス
テップ数ＳＭとの差の絶対値を目標ステップ数Ｓ_CMDと
し、次にステップ63ではステップモータ15の回転方向を
判定する。すなわちステップモータ15の開閉いずれの側
への回転かを示す回転方向フラグＦ_DIR、回転方向の反
転を指示する反転フラグＦ_OPPおよびホールドフラグＦ
_HLD等を設定する。

【００６８】次のステップ64では、脱調フラグＦ_DACの
状態を判別し、「１」が立っているときはステップ65に
進み脱調フラグＦ_DACを「０」にしたのち全閉脱調フラ
グＦ_THCの状態を判別し（ステップ66）、「０」ならば
ステップ67に進んで、記憶スロットル開度ＳＭに前記ス
テップ21，26で算出した脱調補正値Ｋ_DACを加えて、新
たな記憶スロットル開度ＳＭとし、脱調修正を記憶スロ
ットル開度ＳＭの補正によって行い、ステップ90に飛
ぶ。

【００６９】ステップ66で全閉脱調フラグＦ_THCに
「１」が立っていれば、ステップ68に進み、全閉脱調フ
ラグＦ_THCを「０」にし、マイクロステップフラグＦμ
も「０」とし（ステップ69）、次に記憶スロットル開度
ＳＭを下限リミット値ＳＭ_Lに設定して脱調修正を記憶
スロットル開度ＳＭの補正により行い、ステップ90に飛
ぶ。

【００７０】以上のように本実施例の脱調修正は記憶ス
ロットル開度ＳＭの補正により行うので、ステップモー
タのオープンループ制御で短時間に確実に修正が可能で
ある。

【００７１】前記ステップ64でＦ_DAC＝０ならば脱調し
ていないということで、ステップ71に進み、強制２相フ
ラグＦ２φに「１」が立っているか否かが判別され、
「１」立っていればステップ73に進み、Ｆ２φ＝０なら
ば次のステップ72に進み目標ステップ数Ｓ_CMDが10_H以
上か否かが判別される。

【００７２】目標ステップ数Ｓ_CMDが10_H以上ならばス
テップ73に進み、10_Hに満たなければステップ81に進
む。

【００７３】すなわちステップ73に進むときは今回２相
モードのときであり、強制２相フラグＦ２φに「１」が
立っているか目標ステップ数が10_H以上である場合にス
テップ73に進み、逆にＦ２φ＝０でかつＳ_CMD＜10_Hの
場合にステップ81に進みマイクロステップモードで駆動
することになる。

【００７４】２相モードということでステップ73に進む
と、前回マイクロステップモードであったか否かをマイ
クロステップフラグＦμにより判別し、Ｆμ＝０でマイ
クロステップモードではなく前回も２相モードであると
きは、ステップ76のサブルーチンに進み、記憶スロット
ル開度ＳＭの更新やデューティＤ、駆動周波数ＴＭ_Oの
変更等を行う。

【００７５】また前回がマイクロステップモード（Ｆμ
＝１）のときはステップ74に進み、記憶スロットル開度
ＳＭの16進法で１桁目が０_Hであるか否かを判別し、０
_HならばマイクロステップフラグＦμを「０」として
（ステップ75）、前記ステップ76のサブルーチンを実行
する。

【００７６】ステップ76のサブルーチンは図７に示され
ており、まず目標ステップ数Ｓ_CMDが９_H以上であるか
否かを判別し（ステップ101)、９_Hに満たないときは、
２相駆動をする必要を有せずホールド状態とするとして
ステップ102 に進み、前回ホールド状態であったかをホ
ールドフラグＦ_HLDから判別し、前回もホールド状態
（Ｆ_HLD＝１）ならば従前状態を維持してそのまま本サ
ブルーチンを抜け、前回駆動状態（Ｆ_HLD＝０）であっ
た場合は、ステップ103 に進みホールドフラグＦ_HLD＝
１として、今回駆動からホールド状態に移行するので、
デューティを大きくして保持力を増加すべくデューティ
アップフラグＦ_DUPに「１」を立て（ステップ104 ）大
きいデューティを指示し、さらに駆動周波数ＴＭ_OをＴ
Ｍ_DLY（約100pps）の長い周期に設定して（ステップ10
5)次の割込みを所定時間禁止して、駆動からホールド状
態への移行に伴う振動を抑制し速やかに安定したホール
ド状態に入るようにしている。

【００７７】一方ステップ101 で目標ステップ数が９_H
以上で駆動すべきときは、ステップ106 に進み保持フラ
グＦ_HLD＝０とし、次のステップ107 で反転フラグＦ
_OPPに「１」が立っているかを判別し、反転するときは
（Ｆ_OPP＝１）、ステップ104に飛びデューティアップ
フラグＦ_DUPに「１」を立て、駆動周波数ＴＭ_OにＴＭ
_DLYを設定し、ステップモータ15の回転方向が反転する
のに伴う振動および脱調を、高い保持力の維持と次の割
込みを所定時間禁止することで防止している。

【００７８】一方ステップ107 で反転フラグＦ_OPP＝０
で反転しないときは、ステップ108に進み、回転方向フ
ラグＦ_DIRの状態を判別し、開側への回転のときは（Ｆ
_DIR＝０）、記憶スロットル開度ＳＭに10_H（２相モー
ドにおける１ステップ相当）を加算して新たな記憶スロ
ットル開度ＳＭとし（ステップ109)、逆に閉側への回転
のときは（Ｆ_DIR＝１）、記憶スロットル開度ＳＭから
10_Hを減算して新たな記憶スロットル開度ＳＭに更新し
ておく（ステップ110)。

【００７９】以上が２相モードで前回も２相モードであ
ったか、または前回マイクロステップモードで記憶スロ
ットル開度ＳＭの１桁目が偶然０_Hの場合のサブルーチ
ン処理であったが、前回マイクロステップモードで記憶
スロットル開度ＳＭの１桁目が０_Hでないときは、図６
のフローチャートに戻ってステップ74からステップ77に
進み、回転方向フラグＦ_DIRの状態を判別し、開側への
回転のときは（Ｆ_DIR＝０）、記憶スロットル開度ＳＭ
の１桁目を切上げして新たな記憶スロットル開度ＳＭと
しておき（ステップ78）、逆に閉側への回転のときは
（Ｆ_DIR＝１）、記憶スロットル開度ＳＭの１桁目を切
下げして新たな記憶スロットル開度ＳＭに更新しておく
（ステップ79）。

【００８０】このような更新された記憶スロットル開度
ＳＭは、後述するように２相駆動に際し１ステップ分の
10_Hを回転方向に応じて加減され（ステップ109 ，11
0)、この新たな記憶スロットル開度ＳＭに基づいてステ
ップモータの２相駆動の励磁相が決定される（ステップ
149 ，151)ので、マイクロステップ駆動から２相駆動に
移行する際に開側または閉側の回転方向に応じて記憶ス
ロットル開度ＳＭの１桁目を切上げ（ステップ78）、切
下げ（ステップ79）しておくことで、適切な駆動励磁相
が決定されて一時的に目標方向と反対方向へ逆転するよ
うなことを防止して、速かにかつ円滑に２相駆動に移行
することができる。

【００８１】ステップ78またはステップ79からはステッ
プ80に進みマイクロステップフラグＦμを「０」にし、
前記ステップ76のサブルーチンとともに新たな記憶スロ
ットル開度ＳＭに基づきステップモータ15への実際の出
力ルーチン（ステップ90）に入る。

【００８２】以上は２相モード処理であったが、ステッ
プ71で強制２相モードでなく（Ｆ２φ＝０）、ステップ
72で目標ステップ数Ｆ_CMDが10_Hに満たないときは、マ
イクロステップモードに入り、ステップ81でマイクロス
テップフラグＦμに「１」を立て、ステップ82で前回マ
イクロステップモードであったか否かを前回マイクロス
テップフラグＦμから判別し、前回もマイクロステップ
モードのときは（前回Ｆμ＝１）、ステップ83に進み回
転方向を反転させるか否かを反転フラグＦ_OPPから判別
し、反転しないときは（Ｆ_OPP＝０）ステップ87に進
み、反転のときは（Ｆ_OPP＝１）、すなわち前回もマイ
クロステップモードで今回マイクロステップで反転する
ときは、前記図７のＳＭ更新等ルーチンのステップ105
に飛び駆動周波数ＴＭ_OをＴＭ_DLYに設定し、次の割込
みを所定時間（約10ms）禁止して振動を抑制し脱調を防
止している。

【００８３】一方ステップ82で前回２相モードのときは
ステップ84に進み、ホールド指示があるか否かをホール
ドフラグＦ_HLDで判別し、ホールド指示があれば（Ｆ
_HLD＝１）、ステップ85に進みホールドフラグＦ_HLDを
「０」としてホールドを解除してステップ87に進む。

【００８４】前回２相モード（Ｆμ＝０）でステップ84
で駆動指示（Ｆ_HLD＝０）がなされているときは、図７
のステップ104 に飛び、デューティアップフラグＦ_DUP
に「１」を立て、さらにステップ105 で駆動周波数ＴＭ
_OにＴＭ_DLYを設定する。すなわち２相駆動状態からマ
イクロステップ駆動に移行するときは、ステップモータ
15への供給電流のデューティを上げるとともに次の割込
みを所定時間禁止して振動を抑制し脱調を防止してい
る。

【００８５】ステップ87では回転方向フラグＦ_DIRの状
態を判別し、開側への回転の場合は（Ｆ_DIR＝０）、ス
テップ88に進み記憶スロットル開度ＳＭに目標ステップ
数Ｓ_CMDを加えて記憶スロットル開度ＳＭを更新してお
き、逆に閉側への回転の場合は（Ｆ_DIR＝１）、ステッ
プ89に進み記憶スロットル開度ＳＭから目標ステップ数
Ｓ_CMDを減じて記憶スロットル開度ＳＭを更新してお
く。

【００８６】以上のようにして記憶スロットル開度ＳＭ
が更新されたのちステップ90に進みステップモータへの
出力ルーチンに入る。

【００８７】該ルーチンは図８に示されており、まずス
テップ141 で更新後の記憶スロットル開度ＳＭを一時Ｍ
にストアし、次にこのストア値Ｍが40_H以上であるか否
かを判別し（ステップ142)、40_H以上であればステップ
143 に進み、ストア値Ｍから40_Hを減算して新たなスト
ア値Ｍとして再びステップ142 に戻り同減算後のストア
値Ｍが40_H以上にあるかを判別する。

【００８８】このステップ142 とステップ143 を繰り返
すことで当初のストア値Ｍを40_Hで割った余りをストア
値Ｍとすることができ、余りが出たところでステップ14
2 からステップ144 に進み、この余りのストア値Ｍを励
磁相等決定のためのカウント値Ｃ_NUMに設定する。

【００８９】このカウント値Ｃ_NUMは、00_H〜3F_H（０
〜63）の値であり、このカウント値Ｃ_NUMに基づいてマ
ップ検索することで、次に励磁すべきステップモータ15
の励磁相を決定することができるとともに、マイクロス
テップモードの場合は、相隣る励磁相のデューティもマ
ップ検索により決定される。

【００９０】このカウント値Ｃ_NUMの設定ののち、ステ
ップ145 では前記ステップ104 （図７）でデューティア
ップフラグＦ_DUPに「１」を立てたかを判別し、Ｆ_DUP
＝１ならばステップ148 でデューティアップフラグＦ
_DUPを「０」に戻してステップ150 に飛び、Ｆ_DUP＝０
ならば次のステップ146 でマイクロステップフラグＦμ
に「１」が立っているか否かを判別し、マイクロステッ
プモードならば（Ｆμ＝１）、ステップ152 に進みマイ
クロステップモードの駆動制御に設定することとし、２
相モードならば（Ｆμ＝０）、ステップ147 に進んでホ
ールド指示があるか否かをホールドフラグＦ_HLDから判
別し、ホールド指示があれば（Ｆ_HLD＝１）、ステップ
148 に進み２相ホールド状態に設定し、駆動指示であれ
ば（Ｆ_HLD＝０）、ステップ150 に進み２相駆動状態に
設定する。

【００９１】すなわちデューティアップの指示はなく
（Ｆ_DUP＝０）、２相モードで（Ｆμ＝０）、ホールド
指示（Ｆ_HLD＝１）のときは、ステップ148 に進みステ
ップモータ15の１，３相および２，４相の励磁電流のチ
ョッピングデューティφ1,３Ｄ、φ2,４Ｄにホールドデ
ューティ値Ｄ_HLDを設定し、次のステップ149 で前記カ
ウント値Ｃ_NUMに基づきマップ検索により励磁相を決定
する。

【００９２】またデューティアップの指示はなく（Ｆ
_DUP＝０）、２相モードで（Ｆμ＝０）、駆動指示（Ｆ
_HLD＝０）のときは、ステップ150 に進みステップモー
タ15の１，３相および２，４相の励磁電流のチョッピン
グデューティφ1,３Ｄ、φ2,４Ｄに駆動デューティ値Ｄ
_MOVを設定し、次のステップ151 で前記カウント値Ｃ
_NUMに基づきマップ検索により励磁相を決定する。

【００９３】ここに駆動デューティ値Ｄ_MOVの方がホー
ルドデューティ値Ｄ_HLDよりも当然に大きく、これはホ
ールド時は小さいデューティ値であっても駆動トルクが
確保できることに因るものである。

【００９４】そこでデューティアップの指示が出てたと
きは（Ｆ_DUP＝１）、ステップ148を介してステップ150
に飛ぶので、大きい値の駆動デューティ値Ｄ_MOVがチ
ョッピングデューティφ1,３Ｄ、φ2,４Ｄに設定され
る。

【００９５】すなわち２相駆動で反転するとき、駆動か
らホールド状態に移行するときおよび２相駆動からマイ
クロステップ駆動に移行するときは、振動を抑制し脱調
を防止するため前記ステップ104 （図７）でデューティ
アップフラグＦ_DUPに「１」を立て、励磁電流のチョッ
ピングデューティを大きい駆動デューティ値Ｄ_MOVに設
定するものである。

【００９６】マイクロステップモードの指示が出ている
ときは（Ｆμ＝１）、ステップ146からステップ152 に
進み、マイクロステップモードにおける励磁相およびデ
ューティＹn （１，３相デューティ）、Ｚn （２，４相
デューティ）を前記カウント値Ｃ_NUMに基づきマップ検
索する。

【００９７】そして次のステップ153 では、前記ステッ
プ53（図５）でバッテリ電圧Ｖ_Bより求めたデューティ
補正係数Ｋμ_Dを前記デューティＹn ，Ｚn に乗算して
１，３相および２，４相のチョッピングデューティφ1,
３Ｄ、φ2,４Ｄに設定する。

【００９８】このようにして２相駆動またはマイクロス
テップ駆動の励磁相および各励磁相のデューティが設定
されて、ステップ154 にて駆動制御信号としてステップ
モータ15に出力され、ステップモータ15は駆動制御され
る。

【００９９】本実施例は以上のようにステップモータ15
が制御されるもので、特にステップモータ15は常にオー
プンループ制御されて、マイクロステップ駆動から２相
駆動への移行時にも、記憶スロットル開度ＳＭの１桁目
を駆動方向に応じて切上げまたは切下げする簡単かつ迅
速なビット操作（ステップ78，79）で、２相駆動のため
の適切な駆動励磁相が決定され（ステップ149 ，151)，
速かにかつ円滑に２相駆動に移行することができる。

【０１００】また本実施例は、ガソリンエンジンの燃料
供給制御に関するものであったが、ディーゼルエンジン
の燃料供給制御にも適用可能である。

【０１０１】

【発明の効果】本発明は、マイクロステップ駆動から２
相駆動に移行する際に駆動方向に応じ現在位置記憶手段
の下位ｎ−ｍビットを切上げまたは切下げする簡単なビ
ット操作で、目標方向に反してステップモータが一瞬逆
転する事態を防止し、円滑にかつ速かに２相駆動に移行
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の内燃機関の燃料供給制
御装置の全体概略図である。

【図２】同装置の制御系の構成図である。

【図３】同制御系におけるステップモータ駆動条件ルー
チンの制御手順を示すフローチャートである。

【図４】脱調検知ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図５】ステップモータ駆動条件決定ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図６】ステップモータ制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図７】ＳＭ更新、Ｄ，ＴＭ_O変更ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図８】ステップモータ出力ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…内燃機関、２…吸気路、３…エアクリーナ、４…ス
ロットル弁、５…燃料噴射弁、６…インテークマニホー
ルド、７…吸気弁、８…燃焼室、９…ピストン、10…排
気弁、11…エキゾーストマニホールド、12…アクセルペ
ダル、13…アクセルセンサ、15…ステップモータ、16…
連結部、17…スロットルセンサ、20…ＥＣＵ、21…大気
圧センサ、22…吸気圧センサ、23…吸気温センサ、24…
水温センサ、25…クランク角センサ、26…エンジン回転
数センサ、27…車速センサ、28…駆動輪速度センサ、30
…ＡＣＧセンサ、31…パワステスイッチ、32…エアコン
スイッチ、33…スタータスイッチ、34…バッテリ電圧セ
ンサ、35…レンジセレクタスイッチ、36…シフトポジシ
ョンスイッチ、37…電流センサ、40…ブレーキスイッ
チ、41…ＡＣメインスイッチ、42…ＡＣセットスイッ
チ、43…ＡＣリジュームスイッチ、50…θ_O決定手段、
51…θ_AP演算手段、52…θ_ACR演算手段、53…θ_IDL演
算手段、54…θ_TCS演算手段、55…θ_INH演算手段、60
…Ｓ／Ｍ駆動条件決定手段、61…運転状態判断手段、62
…走行状態判断手段、70…Ｓ／Ｍ駆動制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関に供給される吸入空気量または
燃料量を調整する燃料供給調整手段と、前記燃料供給調整手段を駆動するステップモータと、前記ステップモータの相隣る励磁相に同一駆動電流を供
給する２相駆動制御手段と、前記ステップモータの相隣る励磁相に異なるデューティ
の駆動電流をそれぞれ供給するマイクロステップ制御手
段とを備えた内燃機関の燃料供給機構において、前記ステップモータの現在位置をｎビットのデータ長で
記憶し、前記ｎビットのうち上位ｍビットが前記２相駆
動制御手段による２相駆動時における現在位置を示し、
前記ｎビットのうち下位ｎ−ｍビットが前記マイクロス
テップ制御手段によるマイクロステップ駆動時における
現在位置を示す現在位置記憶手段と、前記マイクロステップ駆動から前記２相駆動に移行する
際に駆動方向に応じて前記下位ｎ−ｍビットを切上げま
たは切下げするビット操作手段とを備えたことを特徴と
する内燃機関の燃料供給制御装置。