JPH09308294A

JPH09308294A - ステップモータ駆動制御装置

Info

Publication number: JPH09308294A
Application number: JP8123609A
Authority: JP
Inventors: Chitake Murata; 千岳村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はエンジン制御手段として駆動するステ
ップモータを駆動制御するステップモータ駆動制御装置
に関し、使用環境状態に最適化したステップモータの駆
動制御を実現することを課題とする。【解決手段】流量制御弁23を駆動するステップモータ26
を駆動制御するステップモータ駆動制御装置において、
バッテリ46のバッテリ電圧BAT を検出するバッテリセン
サ45と、冷却水温度THW を検出する水温センサ13と、ス
テップモータ26の駆動方向を判定する駆動方向判定手段
(ステップ100,102)と、検出されたバッテリ電圧BAT,冷
却水温度THW に基づきステップモータ駆動周波数の上限
値X を設定する駆動周波数設定手段とを具備する。そし
て、駆動周波数設定手段は、ステップモータ26が減負荷
方向に駆動される時は、ステップモータ駆動周波数の上
限値を大きく設定し、ステップモータが増負荷方向に駆
動される時は、ステップモータ駆動周波数の上限値を減
負荷方向への駆動時に比べて小さく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステップモータ駆動
制御装置に係り、特にエンジン制御手段として駆動する
ステップモータを駆動制御するステップモータ駆動制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジン制御を行う各種制御装
置のアクチュエータとしてステップモータが多様されて
いる。例えば、特開昭６１−１９９４６号公報には、ス
テップモータを駆動してエンジンのスロットルを電気的
に制御するエンジンのスロットル制御装置が開示されて
いる。

【０００３】このスロットル制御装置は、スロットルを
ステップモータより駆動する構成とされている。そし
て、アクセルペダルの踏み込み量をアクセルセンサによ
り電気信号に変換し、このアクセルセンサからの出力信
号に応じてステップモータを駆動させることにより、ス
ロットルをアクセルペダルの踏み込み量に対応して開閉
する構成とされている。

【０００４】このステッピングモータは内部にロータを
有し、このロータの周囲に配設された複数の磁極への励
磁を切り換えることによりロータを回転駆動するよう構
成されている。具体的には、ステップモータ駆動制御装
置からステッピングモータに対し、駆動パルス電流を通
電することによりロータの回転量を制御する構成とされ
ている。

【０００５】ところで、ステップモータの駆動源となる
電源部の電圧が、ステップモータの出力トルクを低下さ
せるような値まで低下した場合は、ステップモータ駆動
制御装置から高い周波数の駆動パルス信号が供給される
と、ステップモータはこの高周波数の駆動パルス信号に
追従して駆動することができなくなり、いわゆる脱調現
象が発生する。この脱調現象が発生すると、アクセルペ
ダルの踏み込み量に対応したスロットルの駆動ができな
くなり制御の精度が低下してしまう。

【０００６】そこで、上記したスロットル制御装置で
は、電源部の電圧に応じてステップモータを駆動する駆
動周波数の上限値を算出し、算出された駆動周波数の上
限値までの周波数の範囲でステップモータに駆動パルス
信号を供給することにより脱調現象の発生を防止する構
成としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記構成とされたスロ
ットル制御装置では、駆動周波数の上限値が電源電圧に
対し画一的に決定された構成とされている。しかるに、
ステップモータには、その駆動を妨げようとする力（以
下、この力を抵抗力という）が作用する。

【０００８】具体的には、ステップモータ内に潤滑のた
めに配設されているグリースは、高温下では粘性が低く
抵抗力となることはないが、低温下では粘性が高くな
り、これが抵抗力となってステップモータのロータの回
転を妨げる作用を行う。また、ステップモータの使用状
態によっても抵抗力が発生する場合がある。例えば、上
記したスロットル制御装置の例では、通常スロットルは
フェイルセイフの点より、スプリング等により閉弁方向
に付勢されている。従って、スロットルを開弁させる場
合には、ステップモータはスプリングによる弾性力に抗
してスロットルを開弁させる必要がある。この場合、ス
プリングの弾性力は、ステップモータに対して抵抗力と
して作用する。逆に、スロットルを閉弁させる場合に
は、スプリングの弾性力はステップモータの駆動を助け
る方向に作用する。上記のように、ステップモータの使
用状態によっては、ステップモータの回転方向により抵
抗力が変化する場合がある。

【０００９】従って、電源電圧が一定であっても、温度
条件，回転方向等の要因により抵抗力が発生すると、こ
の抵抗力よりロータの回転が規制されて脱調現象が発生
する場合がある。このため、電源電圧が同一電圧状態で
あっても、温度状態によって駆動周波数の上限値の最適
値が異なり、また回転方向により許容できる駆動周波数
の上限値も異なる。具体的には、抵抗力が大きい場合に
はステップモータの駆動周波数の上限値を小さく設定す
る必要がある。

【００１０】これに対し、上述したように従来では電圧
のみによって駆動周波数の上限値が決定されていたた
め、駆動周波数の上限値を高く設定した場合には、温度
が低い状態やステップモータが抵抗力が印加される方向
に回転している状態では、高い駆動周波数に追従してス
テップモータは駆動することができず脱調が発生する可
能性がある。

【００１１】また、これに対応すべく駆動周波数の上限
値を低く設定した場合には、ステップモータの使用に伴
い温度が上昇したり、またステップモータが逆回転する
ことにより抵抗力が印加されない方向に回転した時に、
許容しうる駆動周波数の上限値に対し設定された上限値
が小さくなり、ステップモータの駆動応答性が劣化し、
制御性の悪化をきたすおそれがあるという問題点があっ
た。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、電圧状態に加え、温度状態，回転方向に基づきス
テップモータの駆動周波数の上限値を設定する構成とす
ることにより、使用環境状態に最適化したステップモー
タの駆動制御を実現しうるステップモータ駆動制御装置
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、下記の手
段を講じることにより解決することができる。請求項１
記載の発明では、エンジン制御手段として駆動するステ
ップモータを駆動制御するステップモータ駆動制御装置
において、駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
温度状態を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段
と温度検出手段の検出結果に基づき、前記ステップモー
タ駆動周波数の上限値を設定する駆動周波数設定手段と
を具備することを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項２記載の発明では、エンジン
制御手段として駆動するステップモータを駆動制御する
ステップモータ駆動制御装置において、駆動電源の電圧
を検出する電圧検出手段と、温度状態を検出する温度検
出手段と、前記ステップモータの駆動方向を判定する駆
動方向判定手段と、前記電圧値と前記温度値とに基づ
き、前記ステップモータが駆動抵抗が小さい方向に駆動
された時のステップモータ駆動周波数の上限値を求め設
定する第１の駆動周波数設定手段と、前記電圧値と前記
温度値とに基づき、前記ステップモータが駆動抵抗が大
きい方向に駆動された時のステップモータ駆動周波数の
上限値を求め設定する第２の駆動周波数設定手段と、前
記駆動方向判定手段の検出結果に基づき、前記第１の駆
動周波数設定手段が設定した上限値、または前記第２の
駆動周波数設定手段が設定した上限値を選択する選択手
段とを具備することを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項３記載の発明では、ステップ
モータの駆動量によりエンジンに供給される燃料量を制
御するステップモータ駆動制御装置において、バッテリ
電圧を検出する電圧検出手段と、前記エンジンの温度状
態を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段と温度
検出手段の検出結果に基づき、前記ステップモータ駆動
周波数の上限値を設定する駆動周波数設定手段とを具備
することを特徴とするものである。

【００１６】更に、請求項４記載の発明では、ステップ
モータの駆動量によりエンジンに供給される燃料量を制
御するステップモータ駆動制御装置において、バッテリ
電圧を検出する電圧検出手段と、エンジンの温度状態を
検出する温度検出手段と、前記ステップモータの駆動方
向を判定する駆動方向判定手段と、前記電圧検出手段と
温度検出手段の検出結果に基づき、前記ステップモータ
駆動周波数の上限値を設定する駆動周波数設定手段とを
具備し、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動方向判定
手段の判定結果に基づき、前記ステップモータが駆動抵
抗が小さい減負荷方向に駆動される時は、前記ステップ
モータ駆動周波数の上限値を大きく設定すると共に、前
記ステップモータが駆動抵抗が大きい増負荷方向に駆動
される時は、前記ステップモータ駆動周波数の上限値を
前記減負荷方向への駆動時に比べて小さく設定すること
を特徴とするものである。

【００１７】上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１及び３記載の発明によれば、電圧検出手段は駆
動電源の電圧（バッテリ電圧）を検出し、温度検出手段
はステップモータの温度状態を検出する。また、駆動周
波数設定手段は前記電圧検出手段と温度検出手段の検出
結果に基づき、ステップモータ駆動周波数の上限値を設
定する。

【００１８】よって、ステップモータの駆動周波数の上
限値を電圧と温度状態に応じた最適値に設定することが
可能となり、抵抗力が大きい低温時や抵抗力が小さい高
温時に適応した駆動周波数の上限値を設定することが可
能となる。これにより、ステップモータを駆動する際、
脱調の発生を効果的に防止することができると共に応答
性のよい駆動制御を行うことができる。

【００１９】また、請求項２及び４記載の発明によれ
ば、電圧検出手段は駆動電源の電圧（バッテリ電圧）を
検出し、温度検出手段はステップモータの温度状態を検
出し、更に駆動方向判定手段はステップモータの駆動方
向を判定する。また、駆動周波数設定手段は前記電圧検
出手段と温度検出手段の検出結果に基づき、ステップモ
ータ駆動周波数の上限値を設定する。

【００２０】更に、この駆動周波数設定手段または選択
手段は、駆動方向判定手段の判定結果に基づき、ステッ
プモータが駆動抵抗が小さい減負荷方向に駆動される時
は、ステップモータ駆動周波数の上限値を大きく設定す
る。また、逆にステップモータが駆動抵抗が大きい増負
荷方向に駆動される時は、ステップモータ駆動周波数の
上限値を前記減負荷方向への駆動時に比べて小さく設定
する。

【００２１】これにより、上記した請求項１及び２記載
の発明の作用に加え、ステップモータの回転方向に応じ
て駆動周波数の上限値を適正化することが可能となる。
よって、ステップモータが減負荷方向に回転する場合に
おいては応答性の向上を図ることができ、また増負荷方
向に回転する場合においては脱調の発生を防止すること
ができる。

【００２２】更に、請求項３及び４記載の発明のよう
に、上記したステップモータ駆動制御装置をエンジンの
燃料供給系に適用した場合、ステップモータの脱調が防
止されると共に応答性が向上するため、燃料供給の増減
制御を速やかにかつ高い精度で実施することができエン
ジン制御の信頼性を向上させることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面と共に説明する。図１は、本発明の一実施例である
ステップモータ駆動制御装置を適用した気体燃料内燃機
関（以下単にＬＰＧエンジンと呼ぶ。）のシステム構成
図である。ＬＰＧエンジン１は液化石油ガス（ＬＰＧ）
を燃料としており、大略するとエンジン本体２，キャブ
レター３，ＬＰＧレギュレータ４，電子制御装置５（以
下、ＥＣＵという）等により構成されている。

【００２４】エンジン本体２はシリンダブロック６内に
ピストン７を有し、ピストン７の上部に形成された燃焼
室８に吸入弁９が開弁することにより吸入ポートから混
合気が取り込まれる構成とされている。また、シリンダ
ブロック６には冷却水が循環されるウォータジャケット
１２が形成されると共に、冷却水温を検出する水温セン
サ１３が配設されている。

【００２５】燃焼室８内の混合気は点火プラグ１０が発
火することにより燃焼し、ピストン７を駆動すると共
に、発生した燃焼ガスは排気弁１１が開弁されることに
より排気ポートに排出される。排気ポートには排気通路
１６及び三元触媒１７，１８が接続されており、燃焼ガ
スは排気通路１６を通り三元触媒１７，１８で清浄化さ
れた上で排出される。

【００２６】一方、吸入ポートは吸気通路１４と接続さ
れており、この吸気通路１４から外気が取り込まれる構
成とされている。また、吸気通路１４の外気吸入端部に
はエアクリーナ１５が設けられており、外気に含まれる
塵埃が燃焼室８内に侵入しないよう構成されている。こ
の吸気通路２の途中位置にはキャブレター３が一体的に
接続されている。

【００２７】キャブレター３の構造について、図１に加
え図２を用いて説明する。図２は、キャブレター３を拡
大して示す図である。キャブレター３は、大略するとベ
ンチュリ１９，スロットルバルブ２０，アイドルスピー
ドコントロール用バイパス通路２１（以下、ＩＳＣ用バ
イパス通路という），アイドルスピードコントロールバ
ルブ２２（以下、ＩＳＣＶという），及び流量制御弁２
３等をキャブレターボデー２４に一体的に組み込んだ構
成とされている。

【００２８】キャブレターボデー２４内の吸気通路１４
にはベンチュリ１９が形成されており、このベンチュリ
１９により吸気通路１４は絞られた構成とされている。
また、吸気通路１４のベンチュリ１９が形成された位置
より、空気の流れに対し下流位置には、図示しないアク
セルペダルの操作に連動して開閉されるスロットルバル
ブ２０が設けられている。そして、このスロットルバル
ブ２０が開閉されることにより、吸気通路１４への吸入
空気量が調節される構成となっている。また、スロット
ルバルブ２０の近傍には、スロットルバルブ２０が全閉
位置にある時にこれを検知してスロットル全閉信号ＩＤ
Ｌの出力をオン（ＯＮ）するスロットルセンサ２５が設
けられている。

【００２９】ＩＳＣ用バイパス通路２１は、スロットル
バルブ２０をパイパスするよう、スロットルバルブ２０
の上流側と下流側とを連通する通路であり、その途中位
置にはＩＳＣＶ２２が配設されている。このＩＳＣＶ２
２は、スロットルバルブ２０が全閉位置にあるアイドル
状態においてＩＳＣ用バイパス通路２１を流れる吸気量
を制御し、例えば電気負荷及びエアコン等によるアイド
ル回転数の低下を防止する機能を奏する。

【００３０】流量制御弁２３は、ステッピングモータ２
６とニードル弁２７とにより構成されている。この流量
制御弁２３は、後述するＬＰＧレギュレータ４とベンチ
ュリ１９とを接続する燃料通路２８の途中位置、特にベ
ンチュリ１９に近い位置に配設されている。

【００３１】ステッピングモータ２６は、図３に示すよ
うに、積層鉄心からなるロータＲＴを内部に有し、この
ロータＲＴの外周に、２層４極の磁極ＧＫ１，ＧＫ２，
ＧＫ３，ＧＫ４を有する構成とされており、磁極ＧＫ１
〜ＧＫ４への励磁電圧を切り替えることによりロータＲ
Ｔを回転する。このステッピングモータ２６は、ＥＣＵ
５に接続されたバッテリ４６を電源として駆動する構成
とされており、具体的にはＥＣＵ５から供給される駆動
制御パルス信号（以下、駆動制御信号という）に対応し
て駆動する構成とされている。また、ステッピングモー
タ２６の内部には図示しないギヤ機構が設けられてお
り、ロータＲＴの回転をニードル弁２７の直進運動に変
換する構成とされている。

【００３２】上記のステッピングモータ２６及びギヤ機
構には、潤滑剤としてグリースが配設されている。グリ
ースは、潤滑油に増ちょう剤を均一に分散させた構成と
されており所定の粘性を有している。このグリースの粘
性は温度により変化し、温度が高いと粘性は低くなり、
温度が低いと粘性が高くなる特性を示す。粘性が高くな
ると、ステップモータ２６内のロータＲＴ及びギヤ機構
内のギヤは、このグリースの粘性抵抗に抗して駆動する
必要が生じる。尚、以下の説明において、このグリース
の粘性抵抗によりロータＲＴ及びギヤに作用する力を抵
抗力というものとする。

【００３３】一方、ニードル弁２７は先端がテーパ状と
されており、このニードル弁２７はキャブレターボデー
２４内においてＬ字形状に折曲形成された燃料通路２８
の折曲部と対向するよう構成されている。具体的には、
キャブレターボデー２４内に形成された燃料通路２８の
折曲部には弁座部２９が形成されており、ニードル弁２
７は弁座部２９と対向するよう配設されている。

【００３４】従って、ステッピングモータ２６によりニ
ードル弁２７を進退方向（図中左右方向）に移動させる
ことにより、燃料通路２８の通路面積を可変することが
できる。これにより、流量制御弁２３によりＬＰＧレギ
ュレータ４から供給される燃料流量を制御することが可
能となり、Ｏ₂センサ４３（後述する）が出力する排気
ガスに含まれる酸素濃度に基づき空燃比制御を実施する
ことが可能となる。

【００３５】本実施例においては、ステッピングモータ
２６が正回転することによりニードル弁２７は閉弁方向
（図２に矢印Ｘ１で示す方向）に進行し、逆回転するこ
とによりニードル弁２７は開弁方向（図２に矢印Ｘ２で
示す方向）に後退する構成とされている。

【００３６】上記構成において、ステッピングモータ２
６が逆回転することにより流量制御弁２３が開弁する
と、ＬＰＧレギュレータ４から供給される燃料は流量制
御弁２３の弁開度に対応した流量でベンチュリ１９に供
給され、このベンチュリ１９に設けられたスリット３０
から吸気通路１４内に燃料供給が行われる。

【００３７】更に、ニードル弁２７とステッピングモー
タ２６のケーシングとの間にはスプリング２６ａが配設
されている。このスプリング２６ａはニードル弁２７を
上記ケーシングから離間させる方向に弾性力を付勢する
構成とされており、この弾性力によりギヤ機構内におけ
るバックラッシュの影響及び動作時におけるニードル弁
２７のガタツキを防止する構成とされている。

【００３８】従って、ニードル弁２７を開弁させる場合
（ステップモータ２６が逆回転する場合）には、ステッ
プモータ２６はスプリング２６ａによる弾性力に抗して
ニードル弁２７を開弁動作させる必要がある。この場
合、スプリング２６ａの弾性力は、ステップモータ２６
の駆動を妨げる力（以下、この力も抵抗力という）とし
て作用する。逆に、ニードル弁２７を閉弁させる場合
（ステップモータ２６が正回転する場合）には、スプリ
ング２６ａの弾性力はステップモータ２６の駆動を助け
る方向に作用する。

【００３９】一方、キャブレターボデー２４の前記した
ＩＳＣ用バイパス通路２１と対向する位置には、エアア
ジャステング通路３１がスロットルバルブ２０をバイパ
スするように形成されている。このエアアジャステング
通路３１には、通路面積を調整するエアアジャステング
スクリュー３２が設けられている。このエアアジャステ
ング通路３１及びエアアジャステングスクリュー３２
は、アイドル時におけるＩＳＣ用バイパス通路２１を流
れる流量を補正するために設けられている。

【００４０】更に、キャブレターボデー２４のエアアジ
ャステング通路３１が形成された位置より下部（スロッ
トルバルブ２０よりも下流側）には、ＬＰＧインジェク
タ３３が取り付けられるインジェクタ取付部３４が形成
されている。このインジェクタ３３は補正燃料通路３５
を介してＬＰＧレギュレータ４に接続されており、特に
軽負荷運転時において、空燃比補正用の燃料を吸気通路
１４に向け噴射する構成とされている。これにより、機
関運転時における空燃比の安定化を図っている。

【００４１】ＬＰＧレギュレータ４は、燃料タンク３７
に貯留された液体燃料を気化すると共に所定の圧力でベ
ンチュリ１９に供給する機能を有している。このＬＰＧ
レギュレータ４は、内部に図示しない第１の減圧室と第
２の減圧室とを有しており、第１の減圧室はタンク側燃
料通路３６を介して燃料タンク３７に接続されると共
に、第２の減圧室は前記した燃料通路２８を介してベン
チュリ１９に接続されている。また、タンク側燃料通路
３６の途中には、燃料タンク３７からＬＰＧレギュレー
タ４への燃料の供給を遮断するメインソレノイドバルブ
３８が設けられている。

【００４２】ＬＰＧレギュレータ４の第１の減圧室に
は、燃料タンク３７から液体状態の燃料が供給され、こ
の液体状態の燃料は第１の減圧室において減圧気化され
る。また、第２の減圧室はベンチュリ１９に接続されて
いるため、ＬＰＧエンジン１が始動しベンチュリ負圧が
第２の減圧室に作用すると、第１の減圧室と第２の減圧
室との間に設けられているイラスティックバルブは開弁
し、第１の減圧室内の燃料が第２の減圧室に導入される
よう構成されている。

【００４３】これにより、第２の減圧室に導入した気化
された燃料は、燃料通路２８を介してベンチュリ１９に
供給される。また、ベンチュリ負圧が小さくなり大気圧
に近くなると、上記したイラスティックバルブは閉弁
し、第１の減圧室から第２の減圧室への燃料供給は停止
される。これにより、第２の減圧室内の燃料は略大気圧
状態を維持する。

【００４４】また、前記したインジェクタ３３に接続し
た補助燃料通路３５は、ＬＰＧレギュレータ４の第１の
減圧室に接続されており、かつその接続位置にはスロー
燃料通路３５ａを流れる燃料流量を制御するスローロッ
ク電磁弁３９が配設されている。このスローロック電磁
弁３９は通常走行減速時以外は開弁される構成とされて
おり、よって前記したように開弁時はインジェクタ３３
から吸気通路１４に向け燃料が噴射される。

【００４５】一方、上記したＩＳＣＶ２２，ステッピン
グモータ２６，インジェクタ３３，メインソレノイドバ
ルブ３８，及びスローロック電磁弁３９は、ＥＣＵ５に
夫々接続されておりその駆動が制御される構成とされて
いる。また、ＥＣＵ５には、前記した水温センサ１３，
スロットルセンサ２５が接続されると共に、圧力センサ
４０，回転数センサ４１，車速センサ４２，Ｏ₂センサ
４３，バッテリセンサ４５等が接続されている。更に、
ＥＣＵ５には電源となるバッテリ４６が接続されてい
る。

【００４６】圧力センサ４０は吸気通路１４内の圧力を
検出するものであり、吸気通路１４のスロットルバルブ
２０より下流側に配設されている。また、回転数センサ
４１は機関回転数（エンジン回転数）を検出するもので
あり、デイストリビュータ４４に取り付けられている。
また、車速センサ４２はＬＰＧエンジン１が搭載された
車両の車速を検出するものであり、例えばスピードメー
タケーブルの回転を検知することにより車速を検出する
構成とされている。また、Ｏ₂センサ４３は排気ガス中
の酸素濃度を検出するものであり、排気通路１６に取り
付けられている。更に、バッテリセンサ４５は、バッテ
リ４６の電圧を検出する構成とされている。

【００４７】ＥＣＵ５は、上記した各センサ１３，２
５，４０〜４３，４５から出力される出力信号に応じて
ＩＳＣＶ２２，ステッピングモータ２６，インジェクタ
３３，メインソレノイドバルブ３８，スローロック電磁
弁３９等を運転状態に対応するよう好適に制御する。

【００４８】次に、ＥＣＵ５のハード構成について説明
する。図４はＥＣＵ5 のハード構成を示すブロック図で
ある。ＥＣＵ５は周知の中央処理ユニット（ＣＰＵ）５
１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５２、ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）５３、記憶されたデータを保存す
るバックアップＲＡＭ５４等を中心に、これらと外部入
力回路５５、外部出力回路５６等とをバス５７によって
接続した論理演算回路として構成されている。

【００４９】外部入力回路５５には、前述した水温セン
サ１３，スロットルセンサ２５，圧力センサ４０，回転
数センサ４１，車速センサ４２，Ｏ₂センサ４３，バッ
テリセンサ４５等が接続されていて、この外部入力回路
５５を介してＣＰＵ５１は各センサ等から出力される信
号を入力値として読み取る。ＣＰＵ５１はこれらの入力
値に基づいて、外部出力回路５７に接続された前述のＩ
ＳＣＶ２２，ステッピングモータ２６，インジェクタ３
３，メインソレノイドバルブ３８，スローロック電磁弁
３９等を制御する。

【００５０】尚、ＥＣＵ５のＲＯＭ５２には、以下説明
するステップモータ駆動制御処理プログラムや、ステッ
プモータ駆動制御処理に用いる所定値等が予め記憶され
ている。また、ＥＣＵ５は計時を行うタイマ５８を有
し、外部出力回路５６内には、予め設定された時刻と前
記タイマ５８の計時とが一致したときにＣＰＵ５１に割
込信号を出力するコンベアレジスタも配設されている。

【００５１】上記構成において、本発明の要部となるス
テップモータ駆動制御装置は、ＥＣＵ５，ステップモー
タ２６，水温センサ１３，バッテリセンサ４５，バッテ
リ４６等により構成される。以下、これらの構成要素か
ら構成されるステップモータ駆動制御装置の動作につい
て説明する。

【００５２】本実施例に係るステップモータ駆動制御装
置は、ＥＣＵ５が実行するステップモータ駆動制御処理
プログラムに従いステップモータ２６の駆動制御を行う
構成とされている。図５は、ＥＣＵ５が実行するステッ
プモータ駆動制御処理プログラムを示すフローチャート
である。

【００５３】ここで、図５に示されるステップモータ駆
動制御処理の説明に先立ち、本実施例におけるステップ
モータ２６の駆動制御処理の基本原理について図６乃至
図１０を用いて説明する。前記したように、ステップモ
ータ２６はＥＣＵ５に接続されたバッテリ４６を電源と
して駆動する構成とされており、具体的にはＥＣＵ５か
ら供給される駆動制御信号に対応して駆動する構成とさ
れている。しかるに、ステップモータ２６の駆動力は電
源となるバッテリ４６の電圧により変化する。図６は、
ステップモータ２６の駆動力とバッテリ４６の電圧（Ｂ
ＡＴ）との関係を示している。

【００５４】同図に示されるように、バッテリ電圧ＢＡ
Ｔが小さいとステップモータ２６の磁極ＧＫ１〜ＧＫ４
（図３参照）に発生する磁力は小さくなり、従ってステ
ップモータ２６の駆動力も小さくなる。このステップモ
ータ２６の駆動力は、図６に示されるように、バッテリ
電圧ＢＡＴが増加するに伴い増加する特性を示す。

【００５５】よって、バッテリ電圧ＢＡＴが小さい、即
ち駆動力が小さい状態において、ＥＣＵ５から高い駆動
周波数の駆動制御信号が供給されると、ステップモータ
２６は駆動制御信号に追随して駆動する事ができなくな
り、脱調が発生することは前述した通りである。このた
め、本実施例に係るステップモータ駆動制御装置も従来
構成の装置と同様に、バッテリ電圧ＢＡＴの値に対応さ
せてステップモータ２６が駆動制御信号に追随した駆動
ができる駆動周波数の上限値を設定し、ＥＣＵ５から供
給される駆動制御信号の駆動周波数が、この上限値を越
えないようにすることにより、ステップモータ２６に脱
調が発生しないよう構成している。

【００５６】ところで、ステップモータ２６に発生する
脱調の原因は、上記したバッテリ電圧ＢＡＴの低下以外
にも存在する。具体的には、ステップモータ２６及びギ
ヤ機構の内部に配設されたグリースの粘性力、及びニー
ドル弁２７とステッピングモータ２６のケーシングとの
間に配設されたスプリング２６ａの弾性力によっても発
生する。以下、個々の原因について考察する。

【００５７】図７は、ステップモータ２６及びギヤ機構
が配設される環境温度とグリースの粘性力（抵抗力）と
の関係を示している。本実施例では、ステップモータ２
６及びギヤ機構が配設される環境温度を検出する手段と
して水温センサ１３を用いており、水温センサ１３で検
出されるＬＰＧエンジン１の冷却水温度（ＴＨＷ）によ
り上記の環境温度を類推する構成としている。

【００５８】ステップモータ２６が配設されるキャブレ
ター３は、エンジン本体２に直接配設されるものである
ため、冷却水温度（ＴＨＷ）によりステップモータ２６
及びギヤ機構が配設される環境温度を類推しても特に問
題となるようなことはない。尚、他の温度センサを用い
たり、またグリースの温度を直接的に検出するグリース
温度センサを用いる構成とすることも可能である。

【００５９】図７に示されるように、冷却水温度ＴＨＷ
が低い状態ではグリースの温度も低く、よってグリース
の粘性力（抵抗力）は大きくなっている。また、グリー
スの粘性力（抵抗力）は、冷却水温が高くなるに従い小
さくなる特性を示す。従って、グリースの粘性力（抵抗
力）が大きい状態において、ＥＣＵ５から高い駆動周波
数の駆動制御信号が供給されると、ステップモータ２６
は駆動制御信号に追随して駆動する事ができなくなり脱
調が発生するおそれがある。

【００６０】よって、冷却水温ＴＨＷの値に対応させて
ステップモータ２６が駆動制御信号に追随した駆動がで
きる低い周波数に駆動周波数の上限値を設定し、ＥＣＵ
５から供給される駆動制御信号の駆動周波数がこの上限
値を越えないよう構成することにより、ステップモータ
２６にグリースの粘性力（抵抗力）が作用することに起
因した脱調の発生を防止することができる。

【００６１】しかるに、駆動周波数の上限値を冷却水温
が低い時に対応した値に一定化し可変できない構成とす
ると、冷却水温度ＴＨＷが上昇しグリースの粘性力（抵
抗力）が小さくなると、ステップモータ２６が高い駆動
周波数で駆動可能な状態であるにも拘わらず、駆動周波
数の上限値が低温時に対応した低い値に設定されている
ことにより、応答性のよいステップモータ２６の駆動が
できなくなってしまう。

【００６２】よって、冷却水温度ＴＨＷの変化に対応し
て駆動周波数の上限値を可変しうる構成とし、グリース
の粘性力が大きい状態（即ち、冷却水温度ＴＨＷの低い
状態）では駆動周波数の上限値を低く設定し、またグリ
ースの粘性力が小さい状態（即ち、冷却水温度ＴＨＷの
高い状態）では駆動周波数の上限値を高く設定すること
により、低温時における脱調の防止と高温時における応
答性の向上を共に実現することができる。

【００６３】続いて、スプリング２６ａの弾性力に注目
して以下説明する。図８は、ステップモータ２６により
進退方向に変位するニードル弁２７の変位量と、スプリ
ング２６ａが発生する弾性力（抵抗力）との関係を示し
ている。同図では、横軸にニードル弁２７の変位量を示
し、ステップモータ２６が正回転している時（即ちニー
ドル弁２７が閉弁方向に移動している時）の変位量をゼ
ロ点より右側に示し、ステップモータ２６が逆回転して
いる時（即ちニードル弁２７が閉弁方向に移動している
時）の変位量をゼロ点より左側に示している。また、同
図において縦軸はスプリング２６ａの弾性力を示してい
る。

【００６４】同図に示されるように、スプリング２６ａ
の弾性力は、ステップモータ２６の回転方向に拘わらず
常に一定の値となる。しかるに、前記したようにニード
ル弁２７を開弁させる場合（矢印Ｘ２方向に変位させる
場合）には、ニードル弁２７の変位方向とスプリング２
６ａによる弾性力の付勢方向が逆方向となるため、ステ
ップモータ２６はスプリング２６ａによる弾性力に抗し
てニードル弁２７を開弁動作させる必要がある。従っ
て、ステップモータ２６が逆回転方向（増負荷方向）に
回転する場合は、スプリング２６ａの弾性力はステップ
モータ２６の駆動を妨げる抵抗力として作用する。

【００６５】逆に、ニードル弁２７を閉弁させる場合
（矢印Ｘ１方向に変位させる場合）には、ニードル弁２
７の変位方向とスプリング２６ａによる弾性力の付勢方
向は同一方向となるため、スプリング２６ａの弾性力は
ステップモータ２６の駆動を助ける方向に作用する。

【００６６】従って、スプリング２６ａの弾性力がステ
ップモータ２６の駆動を妨げる抵抗力として作用するス
テップモータ２６の逆回転時（増負荷時）において、Ｅ
ＣＵ５から高い駆動周波数の駆動制御信号が供給される
と、ステップモータ２６は駆動制御信号に追随して駆動
する事ができなくなり脱調が発生するおそれがある。よ
って、ステップモータ２６が逆回転している時には、ス
テップモータ２６が駆動制御信号に追随した駆動ができ
る低い周波数に駆動周波数の上限値を設定し、ＥＣＵ５
から供給される駆動制御信号の駆動周波数がこの上限値
を越えないよう構成することにより、ステップモータ２
６にスプリング２６ａの弾性力に起因した脱調の発生を
防止することができる。

【００６７】しかるに、駆動周波数の上限値をステップ
モータ２６の逆回転時に対応した値に一定化し可変でき
ない構成とすると、ステップモータ２６が正回転方向
（減負荷方向）に回転しスプリング２６ａの弾性力がス
テップモータ２６の駆動を助ける方向に作用した場合で
も、駆動周波数の上限値が逆回転時に対応した低い値に
設定されていることにより、応答性のよいステップモー
タ２６の駆動ができなくなってしまう。

【００６８】よって、ステップモータ２６の回転方向に
対応して駆動周波数の上限値を可変しうる構成とし、ス
プリング２６ａの弾性力が抵抗力として作用する増負荷
方向回転時（即ち、逆回転時）では駆動周波数の上限値
を低く設定し、またスプリング２６ａの弾性力が補助力
として作用する減負荷方向回転時（即ち、正回転時）で
は駆動周波数の上限値を高く設定することにより、逆回
転時における脱調の防止と正回転時における応答性の向
上を共に実現することができる。

【００６９】図９は、上述した原理に基づき、駆動周波
数の上限値を設定するパラメータとなる、バッテリ電
圧ＢＡＴ，冷却水温度ＴＨＷ，ステップモータ２６
の回転方向により、最適な駆動周波数の上限値を求めた
結果を示している。同図において、横軸はバッテリ電圧
ＢＡＴを示しており、縦軸は駆動周波数の上限値を示し
ている。また、冷却水温度ＴＨＷとしてはＴ１〜Ｔ３を
例として示しており、更にステップモータ２６が逆回転
している場合を図中実線で示し、ステップモータ２６が
正回転している場合を図中破線で示している。

【００７０】同図に示されるように、バッテリ電圧ＢＡ
Ｔが低いほど駆動周波数の上限値は低い値となってお
り、バッテリ電圧ＢＡＴの増大に伴い駆動周波数の上限
値も増大する特性となっている。また、冷却水温度ＴＨ
Ｗが低いほど駆動周波数の上限値は低い値となってお
り、冷却水温度ＴＨＷの増大に伴い駆動周波数の上限値
も増大する特性となっている。更に、ステップモータ２
６の正回転時（閉弁時）に比べて逆回転時（開弁時）の
方が駆動周波数の上限値は低い値となっている。

【００７１】従って、バッテリ電圧ＢＡＴ，冷却水温度
ＴＨＷ，及びステップモータ２６の回転方向を夫々検出
し、検出された各値に基づき図９から駆動周波数の上限
値を設定し、設定された駆動周波数の上限値によりステ
ップモータ２６の駆動制御を行うことにより、ステップ
モータ２６の駆動制御時において脱調の防止と応答性の
向上を共に実現することができる。

【００７２】図１０（Ａ），（Ｂ）は、図５に示すステ
ップモータ駆動制御処理に用いるマップを示しており、
図９に示した最適化された駆動周波数の上限値に基づき
設定さてれいる。図１０（Ａ）はステップモータ２６が
正回転した場合のマップであり、また図１０（Ｂ）はス
テップモータ２６が逆回転した場合のマップである。ま
た、同図示される各マップ値ＳＯＰ_X-Y,ＳＣＬ
_X-Y（Ｘ，Ｙは整数。Ｘ＝１〜３，Ｙ＝１〜３）は、図
９に対応することにより、概ね下式のような特性を有し
ている。

【００７３】ＳＯＰ_1-Y≦ＳＯＰ_2-Y≦ＳＯＰ_3-Y（Ｙは一定） ……（１）ＳＯＰ_X-1≦ＳＯＰ_X-2≦ＳＯＰ_X-3（Ｘは一定） ……（２）ＳＣＬ_1-Y≦ＳＣＬ_2-Y≦ＳＣＬ_3-Y（Ｙは一定） ……（３）ＳＣＬ_X-1≦ＳＣＬ_X-2≦ＳＣＬ_X-3（Ｘは一定） ……（４）続いて、上述したステップモータ２６の駆動制御処理の
基本原理に基づき実施されるステップモータ駆動制御処
理について図５を用いて説明する。同図に示すステップ
モータ駆動制御処理ルーチンは、所定時間毎の定時割り
込みで実行される。

【００７４】ステップモータ駆動制御処理が起動する
と、先ずステップ１００の処理を行う。このステップ１
００及びステップ１０２の処理は、ステップモータ２６
の回転方向を検出するための処理であり、前記した請求
項に記載した駆動方向判定手段となるものである。ステ
ップ１００では、今回のルーチン処理時におけるステッ
プモータ２６のステップ数Ｓと、前回のステップモータ
２６のステップ数Ｓ₀とのステップ差ＳＡ（ＳＡ＝Ｓ−
Ｓ₀）を算出する。

【００７５】ここで、ステップ差ＳＡが正の値である場
合（ＳＡ＞０）は、今回のステップ数Ｓが前回のステッ
プ数Ｓよりも多い場合であるため、よってステップモー
タ２６は正転していると判定することができる。逆に、
ステップ差ＳＡが負の値である場合（ＳＡ＜０）は、今
回のステップ数Ｓが前回のステップ数Ｓよりも少ない場
合であるため、よってステップモータ２６は逆転してい
ると判定することができる。更に、ステップ差ＳＡがゼ
ロである場合（ＳＡ＝０）は、今回のステップ数Ｓと前
回のステップ数Ｓとが等しい場合であるため、よってス
テップモータ２６は停止していると判定することができ
る。よって、ステップ１０２では、ステップ１００で算
出されたステップ差ＳＡに基づき、ステップモータ２６
の回転方向を判定する。尚、図示されないが、次回のル
ーチン処理に備えるため、ステップ１０２の処理を実施
した後に前回のステップ数Ｓ₀は今回のステップ数Ｓに
更新される（Ｓ₀←Ｓ）。

【００７６】ステップ１０２の処理により、ステップモ
ータ２６が正回転している（即ち、閉弁動作している）
と判定された場合には処理はステップ１０４に進み、ま
た、ステップモータ２６が逆転転している（即ち、開弁
動作している）と判定された場合には処理はステップ１
３０に進む。更に、ステップ１０２でステップモータ２
６が停止していると判定された場合には、駆動周波数の
上限値を設定する必要はないため、本ルーチンを終了す
る。

【００７７】上記のように、ステップモータ２６が正回
転していると判定された場合には、ステップ１０４〜ス
テップ１２８に示される正回転時における駆動周波数の
上限値の設定処理が実施される。先ず、ステップ１０４
では、温度検出手段として機能する水温センサ１３が検
出する冷却水温ＴＨＷに基づき、ステップモータ２６及
びギヤ機構が配設される環境温度を推定する。前記した
ように、本実施例ではステップモータ２６及びギヤ機構
が配設される環境温度を検出する手段として水温センサ
１３を用いているが、他の温度センサを利用する構成と
してもよい。

【００７８】また本実施例では、図１０に示したように
冷却水温ＴＨＷを低温時（ＴＨＷ＜Ｔ１），中間温時
（Ｔ１≦ＴＨＷ＜Ｔ２），高温時（ＴＨＷ≧Ｔ２）の３
領域に区分して駆動周波数の上限値を設定する構成とし
ている（但し、Ｔ１＜Ｔ２）。そして、ステップ１０４
において、冷却水温ＴＨＷが低温時（ＴＨＷ＜Ｔ１）で
あると判定されると、処理はステップ１０６に進み、電
圧検出手段として機能するバッテリセンサ４５の検出結
果に基づき、バッテリ４６のバッテリ電圧ＢＡＴを判定
する。本実施例では、図１０に示したようにバッテリ電
圧ＢＡＴを低電圧時（ＢＡＴ＜Ｖ１），中間電圧時（Ｖ
１≦ＢＡＴ＜Ｖ２），高電圧時（ＢＡＴ≧Ｖ２）の３領
域に区分して駆動周波数の上限値を設定する構成として
いる（但し、Ｖ１＜Ｖ２）。

【００７９】そして、ステップ１０６において、バッテ
リ電圧ＢＡＴが低電圧時（ＢＡＴ＜Ｖ１）であると判定
されると、処理はステップ１０８に進み、図１０（Ａ）
に示したマップに基づき駆動周波数の上限値（Ｘ）とし
てＳＯＰ_1-1を設定する（Ｘ←ＳＯＰ_1-1）。また、ス
テップ１０６において、バッテリ電圧ＢＡＴが中間電圧
時（Ｖ１≦ＢＡＴ＜Ｖ２）であると判定されると、処理
はステップ１１０に進み、図１０（Ａ）に示したマップ
に基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＯＰ_1- ₂を設定
する（Ｘ←ＳＯＰ_1-2）。更に、ステップ１０６におい
て、バッテリ電圧ＢＡＴが高電圧時（ＢＡＴ≧Ｖ２）で
あると判定されると、処理はステップ１１２に進み、図
１０（Ａ）に示したマップに基づき駆動周波数の上限値
ＸとしてＳＯＰ_1-3を設定する（Ｘ←ＳＯＰ_1-3）。

【００８０】一方、ステップ１０４において、冷却水温
ＴＨＷが中間温時（Ｔ１≦ＴＨＷ＜Ｔ２）であると判定
されると、処理はステップ１１４に進み、電圧検出手段
として機能するバッテリセンサ４５の検出結果に基づ
き、バッテリ４６のバッテリ電圧ＢＡＴを判定する。そ
して、ステップ１１４において、バッテリ電圧ＢＡＴが
低電圧時（ＢＡＴ＜Ｖ１）であると判定されると、処理
はステップ１１６に進み、図１０（Ａ）に示したマップ
に基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＯＰ_2-1を設定
する（Ｘ←ＳＯＰ_2-1）。また、ステップ１１４におい
て、バッテリ電圧ＢＡＴが中間電圧時（Ｖ１≦ＢＡＴ＜
Ｖ２）であると判定されると、処理はステップ１１８に
進み、図１０（Ａ）に示したマップに基づき駆動周波数
の上限値ＸとしてＳＯＰ_2-2を設定する（Ｘ←ＳＯＰ
_2-2）。更に、ステップ１１４において、バッテリ電圧
ＢＡＴが高電圧時（ＢＡＴ≧Ｖ２）であると判定される
と、処理はステップ１２０に進み、図１０（Ａ）に示し
たマップに基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＯＰ
_2-3を設定する（Ｘ←ＳＯＰ_2-3）。上記のようにステ
ップ１０８〜１１２，ステップ１１６〜１２０，ステッ
プ１２４〜１２８の各ステップにおいて駆動周波数の上
限値Ｘが設定されると、ステップモータ駆動制御処理は
終了する。

【００８１】一方、ステップ１０４において、冷却水温
ＴＨＷが高温時（ＴＨＷ≧Ｔ２）であると判定される
と、処理はステップ１２２に進み、電圧検出手段として
機能するバッテリセンサ４５の検出結果に基づき、バッ
テリ４６のバッテリ電圧ＢＡＴを判定する。そして、ス
テップ１２２において、バッテリ電圧ＢＡＴが低電圧時
（ＢＡＴ＜Ｖ１）であると判定されると、処理はステッ
プ１２４に進み、図１０（Ａ）に示したマップに基づき
駆動周波数の上限値ＸとしてＳＯＰ_3-1を設定する（Ｘ
←ＳＯＰ_3-1）。また、ステップ１２２において、バッ
テリ電圧ＢＡＴが中間電圧時（Ｖ１≦ＢＡＴ＜Ｖ２）で
あると判定されると、処理はステップ１２６に進み、図
１０（Ａ）に示したマップに基づき駆動周波数の上限値
ＸとしてＳＯＰ_3-2を設定する（Ｘ←ＳＯＰ_3-2）。更
に、ステップ１２２において、バッテリ電圧ＢＡＴが高
電圧時（ＢＡＴ≧Ｖ２）であると判定されると、処理は
ステップ１２８に進み、図１０（Ａ）に示したマップに
基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＯＰ_3-3を設定す
る（Ｘ←ＳＯＰ_3-3）。

【００８２】上記したステップ１０４〜ステップ１２８
の処理により、駆動周波数の上限値Ｘは、図１０（Ａ）
に示したマップ値に対応した値に設定される。また、図
１０（Ａ）に示したマップ値は、図９に示したバッテ
リ電圧ＢＡＴ，冷却水温度ＴＨＷ，ステップモータ
２６の回転方向の夫々のパラメータに適応した最適な値
となっている。従って、ステップモータ２６及びギヤ機
構に配設されたグリースの粘性が環境温度の変化に伴い
変化したとしても、またバッテリ電圧ＢＡＴの変化に伴
いステップモータ１６の駆動力が変化したとしても、
バッテリ電圧ＢＡＴ，冷却水温度ＴＨＷに適応した駆
動周波数の上限値を設定することができる。

【００８３】また、ステップ１０４〜ステップ１２８の
処理は、ステップ１０２でステップモータ２６が正回転
していると判断された時に実行される処理であり、また
図９に破線で示されるように、ステップモータ２６が正
回転している時に設定される駆動周波数の上限値は、ス
テップモータ２６が逆回転している時に設定される駆動
周波数の上限値（図９に実線で示す）に比べて高く設定
される。このように、ステップモータ２６の駆動に際
し、スプリング２６ａの弾性力が補助力として作用する
正回転状態において駆動周波数の上限値が高く設定され
ることにより、特にステップモータ２６の応答性を向上
させることができる。

【００８４】続いて、ステップ１０２の処理において、
ステップモータ１６が逆回転している（即ち、開弁動作
している）と判定された時に実施される処理について説
明する。ステップ１０２の処理において、ステップモー
タ２６が正回転していると判定された場合にはステップ
１３０〜ステップ１５４に示される逆回転時における駆
動周波数の上限値の設定処理が実施される。

【００８５】先ず、ステップ１３０では、温度検出手段
として機能する水温センサ１３が検出する冷却水温ＴＨ
Ｗに基づき、ステップモータ２６及びギヤ機構が配設さ
れる環境温度を推定する。そして、ステップ１３０にお
いて、冷却水温ＴＨＷが低温時（ＴＨＷ＜Ｔ１）である
と判定されると、処理はステップ１３２に進み、電圧検
出手段として機能するバッテリセンサ４５の検出結果に
基づき、バッテリ４６のバッテリ電圧ＢＡＴを判定す
る。

【００８６】そして、ステップ１３２において、バッテ
リ電圧ＢＡＴが低電圧時（ＢＡＴ＜Ｖ１）であると判定
されると、処理はステップ１３４に進み、図１０（Ｂ）
に示したマップに基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳ
ＣＬ_1-1を設定する（Ｘ←ＳＣＬ_1-1）。また、ステッ
プ１３２において、バッテリ電圧ＢＡＴが中間電圧時
（Ｖ１≦ＢＡＴ＜Ｖ２）であると判定されると、処理は
ステップ１３６に進み、図１０（Ｂ）に示したマップに
基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＣＬ_1-2を設定す
る（Ｘ←ＳＣＬ_1-2）。更に、ステップ１３２におい
て、バッテリ電圧ＢＡＴが高電圧時（ＢＡＴ≧Ｖ２）で
あると判定されると、処理はステップ１３８に進み、図
１０（Ｂ）に示したマップに基づき駆動周波数の上限値
ＸとしてＳＣＬ_1-3を設定する（Ｘ←ＳＣＬ_1-3）。

【００８７】一方、ステップ１３０において、冷却水温
ＴＨＷが中間温時（Ｔ１≦ＴＨＷ＜Ｔ２）であると判定
されると、処理はステップ１４０に進み、電圧検出手段
として機能するバッテリセンサ４５の検出結果に基づ
き、バッテリ４６のバッテリ電圧ＢＡＴを判定する。そ
して、ステップ１４０において、バッテリ電圧ＢＡＴが
低電圧時（ＢＡＴ＜Ｖ１）であると判定されると、処理
はステップ１４２に進み、図１０（Ｂ）に示したマップ
に基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＣＬ_2-1を設定
する（Ｘ←ＳＣＬ_2-1）。また、ステップ１４０におい
て、バッテリ電圧ＢＡＴが中間電圧時（Ｖ１≦ＢＡＴ＜
Ｖ２）であると判定されると、処理はステップ１４４に
進み、図１０（Ｂ）に示したマップに基づき駆動周波数
の上限値ＸとしてＳＣＬ_2-2を設定する（Ｘ←ＳＣＬ
_2-2）。更に、ステップ１４０において、バッテリ電圧
ＢＡＴが高電圧時（ＢＡＴ≧Ｖ２）であると判定される
と、処理はステップ１４６に進み、図１０（Ｂ）に示し
たマップに基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＣＬ
_2-3を設定する（Ｘ←ＳＣＬ_2-3）。

【００８８】一方、ステップ１３０において、冷却水温
ＴＨＷが高温時（ＴＨＷ≧Ｔ２）であると判定される
と、処理はステップ１４８に進み、電圧検出手段として
機能するバッテリセンサ４５の検出結果に基づき、バッ
テリ４６のバッテリ電圧ＢＡＴを判定する。そして、ス
テップ１４８において、バッテリ電圧ＢＡＴが低電圧時
（ＢＡＴ＜Ｖ１）であると判定されると、処理はステッ
プ１５０に進み、図１０（Ｂ）に示したマップに基づき
駆動周波数の上限値ＸとしてＳＣＬ_3-1を設定する（Ｘ
←ＳＣＬ_3-1）。また、ステップ１４８において、バッ
テリ電圧ＢＡＴが中間電圧時（Ｖ１≦ＢＡＴ＜Ｖ２）で
あると判定されると、処理はステップ１５２に進み、図
１０（Ｂ）に示したマップに基づき駆動周波数の上限値
ＸとしてＳＣＬ_3-2を設定する（Ｘ←ＳＣＬ_3-2）。更
に、ステップ１４８において、バッテリ電圧ＢＡＴが高
電圧時（ＢＡＴ≧Ｖ２）であると判定されると、処理は
ステップ１５４に進み、図１０（Ｂ）に示したマップに
基づき駆動周波数の上限値ＸとしてＳＣＬ_3-3を設定す
る（Ｘ←ＳＣＬ_3-3）。上記のようにステップ１３４〜
１３８，ステップ１４２〜１４６，ステップ１５０〜１
５４の各ステップにおいて駆動周波数の上限値Ｘが設定
されると、ステップモータ駆動制御処理は終了する。

【００８９】上記したステップ１３０〜ステップ１５４
の処理により、駆動周波数の上限値Ｘは、図１０（Ｂ）
に示したマップ値に対応した値に設定される。また、図
１０（Ｂ）に示したマップ値は、図９に示したバッテ
リ電圧ＢＡＴ，冷却水温度ＴＨＷ，ステップモータ
２６の回転方向の夫々のパラメータに適応した最適な値
となっている。従って、ステップモータ２６及びギヤ機
構に配設されたグリースの粘性が環境温度の変化に伴い
変化したとしても、またバッテリ電圧ＢＡＴの変化に伴
いステップモータ１６の駆動力が変化したとしても、
バッテリ電圧ＢＡＴ，冷却水温度ＴＨＷに適応した駆
動周波数の上限値を設定することができる。

【００９０】また、ステップ１３０〜ステップ１５４の
処理は、ステップ１０２でステップモータ２６が逆回転
していると判断された時に実行される処理であり、また
図９に実線で示されるように、ステップモータ２６が逆
回転している時に設定される駆動周波数の上限値は、ス
テップモータ２６が正回転している時に設定される駆動
周波数の上限値（図９に破線で示す）に比べて低く設定
される。このように、ステップモータ２６の駆動に際
し、スプリング２６ａの弾性力が抵抗力として作用する
逆回転状態において駆動周波数の上限値が低く設定され
ることにより、ステップモータ２６に脱調が発生するこ
とを防止することができる。

【００９１】上述してきたように、図５に示すステップ
モータ駆動制御処理を実施することにより、ステップモ
ータ２６を駆動するに際し、脱調の発生を効果的に防止
できると共に、応答性の向上を図ることができる。尚、
図５に示したステップモータ駆動制御処理において、ス
テップ１０４〜１２８の処理、及びステップ１３０〜ス
テップ１５４で示す処理は、請求項に記載した駆動周波
数設定手段となるものである。

【００９２】また、本実施例においてはステップモータ
駆動制御装置の適用対象としてエンジンを例に挙げ、駆
動周波数の上限値を設定するパラメータとして、バッ
テリ電圧ＢＡＴ，冷却水温度ＴＨＷ，ステップモー
タ２６の回転方向の３つのパラメータを用いる構成とし
た。しかるに、ステップモータ２６が適用される装置・
機器の特性に応じ、ステップモータ２６に脱調を発生さ
せる他のパラメータが存在する場合には、この他のパラ
メータも加えて駆動周波数の上限値を設定する構成とし
てもよい。

【００９３】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１及び３記
載の発明によれば、ステップモータを駆動する際に脱調
の発生を効果的に防止することができると共に応答性の
よいステップモータの駆動制御を行うことができる。

【００９４】また、請求項２及び４記載の発明によれ
ば、上記した請求項１及び３記載の発明の効果に加え、
ステップモータが減負荷方向に回転する場合においては
応答性の向上を図ることができ、また増負荷方向に回転
する場合においては脱調の発生を防止することができ
る。

【００９５】更に、請求項３及び４記載の発明では、燃
料供給の増減制御を速やかにかつ高い精度で実施するこ
とができエンジン制御の信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である燃料制御装置を適用
したＬＰＧエンジンのシステム構成図である。

【図２】キャブレターを拡大して示す断面図である。

【図３】ステッピングモータの概略構成図である。

【図４】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。

【図５】ステップモータ駆動制御処理を示すフローチャ
ートである。

【図６】バッテリ電圧ＢＡＴとステップモータの駆動力
との関係を示す図である。

【図７】冷却水温度ＴＨＷとグリースの粘性力（抵抗
力）との関係を示す図である。

【図８】ニードル弁の変位量とスプリングで発生する弾
性力との関係を示す図である。

【図９】バッテリ電圧，冷却水温と駆動周波数の上限値
との関係を示す図である。

【図１０】（Ａ）はステップモータが正転する時におけ
る駆動周波数の上限値を求めるマップを示す図であり、
（Ｂ）はステップモータが逆転する時における駆動周波
数の上限値を求めるマップを示す図である。

【符号の説明】

１ＬＰＧエンジン２エンジン本体３キャブレター４ＬＰＧレギュレータ５ＥＣＵ１３水温センサ１４吸気通路１６排気通路１９ベンチュリ２０スロットルバルブ２１ＩＳＣ用バイパス通路２２ＩＳＣＶ２３流量制御弁２５スロットルセンサ２６ステッピングモータ２６ａスプリング２７ニードル弁２８燃料通路２９弁座部３０スリット３３インジェクタ３５補助燃料通路３６タンク側燃料通路３７燃料タンク３８メインソレノイドバルブ３９スローロック電磁弁４０圧力センサ４１回転数センサ４２車速センサ４５バッテリセンサ４６バッテリ５１ＣＰＵ５２ＲＯＭ５３ＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７８Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７８Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｆ０２Ｍ 21/02 Ｌ 21/04 21/04 ＦＨ０２Ｐ 8/12 Ｈ０２Ｐ 8/00 Ｋ 8/38 Ｒ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン制御手段を駆動するステップモ
ータを駆動制御するステップモータ駆動制御装置におい
て、駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段と、温度状態を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段と温度検出手段の検出結果に基づき、
前記ステップモータ駆動周波数の上限値を設定する駆動
周波数設定手段とを具備することを特徴とするステップ
モータ駆動制御装置。
【請求項２】エンジン制御手段として駆動するステッ
プモータを駆動制御するステップモータ駆動制御装置に
おいて、駆動電源の電圧を検出する電圧検出手段と、温度状態を検出する温度検出手段と、前記ステップモータの駆動方向を判定する駆動方向判定
手段と、前記電圧値と前記温度値とに基づき、前記ステップモー
タが駆動抵抗が小さい方向に駆動された時のステップモ
ータ駆動周波数の上限値を求め設定する第１の駆動周波
数設定手段と、前記電圧値と前記温度値とに基づき、前記ステップモー
タが駆動抵抗が大きい方向に駆動された時のステップモ
ータ駆動周波数の上限値を求め設定する第２の駆動周波
数設定手段と、前記駆動方向判定手段の検出結果に基づき、前記第１の
駆動周波数設定手段が設定した上限値、または前記第２
の駆動周波数設定手段が設定した上限値を選択する選択
手段とを具備することを特徴とするステップモータ駆動
制御装置。
【請求項３】ステップモータの駆動量によりエンジン
に供給される燃料量を制御するステップモータ駆動制御
装置において、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、前記エンジンの温度状態を検出する温度検出手段と、前記電圧検出手段と温度検出手段の検出結果に基づき、
前記ステップモータ駆動周波数の上限値を設定する駆動
周波数設定手段とを具備することを特徴とするステップ
モータ駆動制御装置。
【請求項４】ステップモータの駆動量によりエンジン
に供給される燃料量を制御するステップモータ駆動制御
装置において、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、エンジンの温度状態を検出する温度検出手段と、前記ステップモータの駆動方向を判定する駆動方向判定
手段と、前記電圧検出手段と温度検出手段の検出結果に基づき、
前記ステップモータ駆動周波数の上限値を設定する駆動
周波数設定手段とを具備し、前記駆動周波数設定手段は、前記駆動方向判定手段の判定結果に基づき、前記ステッ
プモータが駆動抵抗が小さい減負荷方向に駆動される時
は、前記ステップモータ駆動周波数の上限値を大きく設
定すると共に、前記ステップモータが駆動抵抗が大きい
増負荷方向に駆動される時は、前記ステップモータ駆動
周波数の上限値を前記減負荷方向への駆動時に比べて小
さく設定することを特徴とするステップモータ駆動制御
装置。