JPH07174041A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給制御装置

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JPH07174041A
JPH07174041A JP4218711A JP21871192A JPH07174041A JP H07174041 A JPH07174041 A JP H07174041A JP 4218711 A JP4218711 A JP 4218711A JP 21871192 A JP21871192 A JP 21871192A JP H07174041 A JPH07174041 A JP H07174041A
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JP
Japan
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drive
step motor
control
motor
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Application number
JP4218711A
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Inventor
Norio Suzuki
典男 鈴木
Kazuo Hirabayashi
一雄 平林
Yosuke Tachibana
洋介 立花
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステップモータの駆動に脱調が発生したとき
に、短時間に回復することができ燃料供給を常に適正に
制御できる燃料供給制御装置を供する。 【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
制御値を出力する制御値出力手段とを備えた内燃機関の
燃料供給機構において、前記燃料供給調整手段の制御位
置を検出する位置センサと、前記制御値出力手段の制御
値と前記位置センサの検出した制御位置とからステップ
モータの脱調を検出する脱調検出手段と、前記脱調検出
手段によってステップモータの脱調を検出したときの前
記制御値と前記制御位置との偏差を前記ステップモータ
のステップ数に換算する脱調ステップ値演算手段と、前
記脱調ステップ値演算手段により求められたステップ数
を用いて前記ステップモータの制御値を修正する制御値
修正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。

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】この種のステップモータの駆動制御は、高
精度でかつ早い応答性が要求される。例えば絞り弁をス
テップモータで駆動し弁開度を制御する場合、ステップ
モータは開側から閉側あるいは逆に閉側から開側への反
転、駆動から停止あるいは駆動制御モードの切り換え等
が駆動制御系からの要求により頻繁に行われ、かつ速か
に対応し弁開度を調整しなければならない。
【０００３】そこで絞り弁の慣性力が原因で脱調が起り
易く、そのため負荷に対すステップモータの必要トルク
にマージンを大きく設定したり、特に反転時には反転信
号入力直前の相励磁を一定時間維持したり（特開昭58−
204799号公報）、駆動パルス信号の供給を一定期間だけ
遅延させる（特開昭62−294743号公報）等の方法により
脱調の発生を防止している。
【０００４】
【解決しようとする課題】しかし反転時以外でも脱調は
起り得るし、反転時であっても上記方法により完全に脱
調を防止することは難しい。
【０００５】またモータのトルクマージンを大きくする
ためには、モータが大型化したり消費電流の上昇それに
伴う発熱等の問題がある。さらにはハーネス、カプラの
瞬断を考慮すると、駆動トルクを十分確保しても説調は
発生し精度の高いスロットル弁開度制御が行えない状況
が生じる。
【０００６】なお弁開度検出センサの検出値をフィード
バックしてモータ位置制御を行う制御方法もあるが、高
精度かつ高信頼性の位置センサを必要とし、またステッ
プモータの特徴でもあるオープンループ制御が可能であ
るとする長所を失うことになる。
【０００７】このように脱調を完全に防止することは困
難であることに鑑み、本発明はなされたもので、その目
的とする処はステップモータに脱調が生じても短時間に
対処し、燃料供給を適正に制御する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
テップモータの制御値を出力する制御値出力手段とを備
えた内燃機関の燃料供給機構において、前記燃料供給調
整手段の制御位置を検出する位置センサと、前記制御値
出力手段の制御値と前記位置センサの検出した制御位置
とからステップモータの脱調を検出する脱調検出手段
と、前記脱調検出手段によってステップモータの脱調を
検出したときの前記制御値と前記制御位置との偏差を前
記ステップモータのステップ数に換算する脱調ステップ
値演算手段と、前記脱調ステップ値演算手段により求め
られたステップ数を用いて前記ステップモータの制御値
を修正する制御値修正手段とを備えた内燃機関の燃料供
給制御装置とした。
【０００９】脱調を検出すると、前記制御値と前記制御
位置との偏差相当分のステップ数を用いてステップモー
タの制御値を修正するので、脱調が発生すればすぐに制
御値を修正し、次の駆動で正常な制御位置に燃料供給調
整手段を位置させることができる。
【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θO 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θAPを演算するθAP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θACR をブ
レーキスイッチ40等に基づき演算するθACR 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ＮE に応
じアイドル時のスロットル開度θIDL を演算するθIDL
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ＶW からトラクション制御時のスロットル開度
θTCS を演算するθTCS 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θINH を
演算するθINH 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θAP，θ ACR ，θIDL ，θTCS ，θINH から目標スロ
ットル開度θO 決定手段50が最終的な目標スロットル開
度θO 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θO 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θO 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
（ＴＭOH）と400pps（ＴＭOH）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10H （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01H 単位の0FH
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、40H 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ＤMOV より後者のホールドデ
ューティＤHLD 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θTH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（θTH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θAP，θIDL ，θINH ，θACR ，θTCS 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θAP，θIDL ，θINH ，θACR ，θTCS から次のステ
ップ５において目標スロットル開度θO 決定手段50によ
り最終的な目標スロットル開度θO が決定される。
【００３９】なおθACR 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、θTCS 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、
θINH 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８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ＦSMFSが「１」か否かが判別され、異常ありとして
フラグＦSMFS＝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（ＦSMFS＝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】スロットルセンサに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ＣER1 と
閉側脱調カウント値ＣER2 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2DH を越えて
いるか否かが判別される。
【００４５】2DH 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05H に満たないか否
かが判別され、05H 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ＣER1 ，ＣER2 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05H 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θO 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｜＞2DH 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ＣER1 を増歩進し閉側脱調カウント値ＣER2 はクリア
し、ステップ20で開側脱調カウント値ＣER1 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ＫDAC を算出し、次のステッ
プ22で脱調フラグＦDAC に「１」を立てる。ここに脱調
補正値ＫDAC は、ＴＨ−ＳＭに最も近い40H 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ＣER1 はクリアし、閉側脱調カウント値ＣER2 を増歩
進し、ステップ24で閉側脱調カウント値ＣER2 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05H に満たな
いか否かが判別され、05H 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ＫDACを算出
し、ステップ22で脱調フラグＦDAC に「１」を立て、ま
た記憶スロットル開度ＳＭが05H 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ＦTHC に「１」を立て、さらにステップ22に進ん
で脱調フラグＦDAC に「１」を立てる。
【００４９】ステップ22で脱調フラグＦDAC 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ＴSMSF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ＣDAC をクリアし、ステップモータ異常判定タイマー
ＴSMSF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ＴSMSFが
リセットスタートした後、同タイマーＴSMSF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Ｆ13FS）、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Ｆ24FS）を判別し、いずれかに異常がありフラグＦ
13FSまたはＦ24FS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ＣDAC 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ＣDAC 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ＴSMSFをリセットし、再度
ＴSMSF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ＣDAC 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ＦSMFSに
「１」を立てる。
【００５１】ＦSMFS＝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θO をステップモータ15のステップ数ＴＨO
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）ＴＭO が高い600pps（ＴＭOH）であるか否か
が判別され、ＴＭOHならば次のステップ43で現在の駆動
デューティＤMOV 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ＴＭOHで
ある600ppsが設定され、ＤMOV が95％以上であるとき
は、ステップ45に進んで駆動周波数ＴＭO として低い駆
動周波数ＴＭOL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ＴＭO
がＴＭOHでないすなわちＴＭOLの場合はステップ47に進
んで駆動デューティＤMOV 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ＴＭO に高い駆動周波数ＴＭOH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
ＴＭO に低い駆動周波数ＴＭOLの400ppsが再度設定され
る。
【００５７】このように駆動周波数ＴＭO が高いＴＭOH
（600pps）である場合に駆動デューティＤMOV 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
ＭOL（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ＴＭO が低いＴＭOL（400p
ps）である場合に駆動デューティＤMOV が40％未満のと
きは、駆動周波数を高いＴＭOH（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ＴＭO に高
い駆動周波数ＴＭOHが設定されたときは、次のステップ
45でＴＭOH用の駆動デューティテーブルを検索してバッ
テリ電圧ＶB に応じたＤMOVHを選び、駆動デューティＤ
MOV にＤMOVHを設定する（ステップ46）。
【００６０】またステップ48で駆動周波数ＴＭO に低い
駆動周波数ＴＭOLが設定されたときは、次のステップ49
でＴＭOL用の駆動デューティテーブルを検索してバッテ
リ電圧ＶB に応じたＤMOVLを選び、駆動デューティＤ
MOV にＤMOVLを設定する（ステップ50）。
【００６１】こうして駆動デューティＤMOV 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ＶB に基づくデュ
ーティ補正係数ＫμD をテーブルから検索する。
【００６２】以上のように駆動周波数ＴＭO 、駆動デュ
ーティＤMOV 、ホールドデューティＤHLD 、デューティ
補正係数ＫμD 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ＮE 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ＴＭO がセットされ、以後同駆動周波数ＴＭO
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ＴＨO 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ＳCMD 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ＦDIR 、回転方向の反
転を指示する反転フラグＦOPP 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ＦDAC 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ＦDAC を「０」にしたのち全閉脱調フラ
グＦTHC 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ＫDAC 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ＦTHC に
「１」が立っていれば、ステップ68に進み、全閉脱調フ
ラグＦTHC 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ＳＭL 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】すなわち記憶スロットル開度ＳＭを補正し
ておき、その後の駆動で目標スロットル開度にステップ
モータ15を駆動制御することにより、短時間に脱調から
回復することができ、以後の制御に影響を与えない。し
たがって脱調防止のためモータのトルクマージンを大き
くとる必要もなく、オープンループ制御で短時間に確実
に脱調修正が可能である。
【００７１】一方前記ステップ64でＦDAC ＝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ＳCMD が10
H 以上か否かが判別される。
【００７２】目標ステップ数ＳCMD が10H 以上ならばス
テップ73に進み、10H 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10H 以上である場合にス
テップ73に進み、逆にＦ２φ＝０でかつＳCMD ＜10H 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ＴＭO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０H 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ＳCMDが９H 以上であるか
否かを判別し（ステップ101)、９H 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ＦHLD から判別し、前回もホールド状態
（ＦHLD ＝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（ＦHLD ＝０）であっ
た場合は、ステップ103 に進みホールドフラグＦHLD ＝
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ＦDUP 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ＴＭO をＴ
ＭDLY （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９H
以上で駆動すべきときは、ステップ106 に進み保持フラ
グＦHLD ＝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
（ＦOPP ＝１）、ステップ104に飛びデューティアップ
フラグＦDUP に「１」を立て、駆動周波数ＴＭO 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ＦOPP ＝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ＦDIR 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10H （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（ＦDIR ＝１）、記憶スロットル開度ＳＭから
10H 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０H 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０H 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ＦDIR の状態を判別し、開側への
回転のときは（ＦDIR＝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
（ＦDIR ＝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】こうして記憶スロットル開度ＳＭの１桁目
を切上げまたは切下げして２相駆動に備えるので、マイ
クロステップ駆動から２相駆動に切替える際に一時的に
目標方向と反対の方向へ逆転するような不具合はなく円
滑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ＦCMD が10H 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ＦOPPから判別
し、反転しないときは（ＦOPP ＝０）ステップ87に進
み、反転のときは（ＦOPP ＝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ＴＭO をＴＭDLY 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ＦHLD 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ＦHLD 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（ＦHLD ＝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ＦDUP
に「１」を立て、さらにステップ105 で駆動周波数ＴＭ
O にＴＭDLY 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ＦDIR の状
態を判別し、開側への回転の場合は（ＦDIR ＝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ＳCMD 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（ＦDIR ＝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
ＳCMD 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40H 以上であるか否
かを判別し（ステップ142)、40H 以上であればステップ
143 に進み、ストア値Ｍから40H 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40H 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40H 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ＣNUM に設定する。
【００８９】このカウント値ＣNUM は、00H 〜3FH （０
〜63）の値であり、このカウント値ＣNUM 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ＣNUM 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ＦDUP に「１」を立てたかを判別し、ＦDUP
＝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、ＦDUP ＝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ＦHLD から判
別し、ホールド指示があれば（ＦHLD ＝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（ＦHLD＝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
（ＦDUP ＝０）、２相モードで（Ｆμ＝０）、ホールド
指示（ＦHLD ＝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ＤHLD を設定し、次のステップ149 で前記カ
ウント値ＣNUM 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ＤMOV の方がホー
ルドデューティ値ＤHLD よりも当然に大きく、ホールド
時の保持力は小さくてよい。
【００９４】そこでデューティアップの指示が出てたと
きは（ＦDUP ＝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ＤMOV 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ＦDUP 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ＤMOV 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ＣNUM 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ＶB より求めたデューティ
補正係数ＫμD 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、特に脱調を生じたときには、速か
に脱調を検出し（ステップ14，20，24）、脱調補正値Ｋ
DACを算出して（ステップモータ21，26）、記憶スロッ
トル開度ＳＭにこのＫDAC を加算することで記憶スロッ
トル開度ＳＭを補正して（ステップ67）、脱調修正を短
時間に行うことができる。したがって駆動トルクに大き
めのマージンを設定する必要もなく、またオープンルー
プ制御を確保することもできる。
【０１００】なお本実施例は、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、脱調を生じたときに、脱調検
出手段により脱調を検知し、脱調ステップ値演算手段に
より演算した補正ステップ数を用いて制御値修正手段が
制御値を修正するので、短時間のうちに脱調補正がで
き、速やかにスロットル制御機能を元通り正常な状態に
復帰させることができる。
【０１０２】この脱調補正は制御値を修正するものであ
るから正確かつ安全であり、オープンループ制御を維持
して駆動トルクマージンも大きく設定する必要がない。
【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，ＴＭO 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…θO 決定手段、
51…θAP演算手段、52…θACR 演算手段、53…θIDL 演
算手段、54…θTCS 演算手段、55…θINH 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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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制御値を出力する制御値出力手段
    とを備えた内燃機関の燃料供給機構において、 前記燃料供給調整手段の制御位置を検出する位置センサ
    と、 前記制御値出力手段の制御値と前記位置センサの検出し
    た制御位置とからステップモータの脱調を検出する脱調
    検出手段と、 前記脱調検出手段によってステップモータの脱調を検出
    したときの前記制御値と前記制御位置との偏差を前記ス
    テップモータのステップ数に換算する脱調ステップ値演
    算手段と、 前記脱調ステップ値演算手段により求められたステップ
    数を用いて前記ステップモータの制御値を修正する制御
    値修正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。
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