(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気管に設けられたスロットル弁と、
該スロットル弁の開度を調節するステッピングモータと、
該ステッピングモータのマイクロステップ駆動を行なうマイクロステップ駆動回路と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じて、前記マイクロステップ駆動回路を駆動して、２相励磁，１−２相励磁又はマイクロステップ駆動を行なう電流を前記ステッピングモータに加える電流制御手段と、
を有するとともに、
前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段と、
該脱調検出手段によって、前記ステッピングモータの脱調を検出した場合には、ステッピングモータの駆動手段をマイクロステップ駆動手段とする脱調制御手段と、
を有することを特徴とするスロットル弁制御装置。
【請求項２】
内燃機関の吸気管に設けられたスロットル弁と、
該スロットル弁の開度を調節するステッピングモータと、
該ステッピングモータの２相励磁駆動を行なう２相励磁駆動手段と、
該ステッピングモータの１−２相励磁駆動を行なう１−２相励磁駆動手段と、
該ステッピングモータのマイクロステップ駆動を行なうマイクロステップ駆動手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段によって、前記内燃機関がアイドル運転時であることが検出された場合には、前記マイクロステップ駆動手段を採用し、通常運転時には、前記２相励磁駆動手段又は／及び前記１−２相励磁駆動手段を採用する駆動方式選択手段と、
を有するとともに、
前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段と、
該脱調検出手段によって、前記ステッピングモータの脱調を検出した場合には、ステッピングモータの駆動手段をマイクロステップ駆動手段とする脱調制御手段と、
を有することを特徴とするスロットル弁制御装置。
【請求項３】
定速走行制御時又は加速スリップ制御時には、前記２相励磁駆動手段，前記１−２相励磁駆動手段，前記マイクロステップ駆動手段を切り替えて、前記ステッピングモータを駆動することを特徴とする前記請求項２記載のスロットル弁制御装置。
【請求項４】
前記マイクロステップ駆動手段を採用する場合には、前記ステッピングモータの複数の相電流として、階段状に略正弦波状に変化する位相の異なる電流を用いることを特徴とする前記請求項２記載のスロットル弁制御装置。
【請求項５】
前記マイクロステップ駆動手段を採用する場合には、前記ステッピングモータの相電流のデューティ比制御を行なうことを特徴とする前記請求項２記載のスロットル弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の吸入空気量を、ステッピングモータの駆動によるスロットル弁によって調節するスロットル弁制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスロットル弁制御装置として、例えば、特公昭５１−１３８２３５号公報のものが知られている。これは、ステッピングモータによりスロットル弁を駆動するもので、その制御方式として、目標スロットル開度に追従すべく一定の分解能でステッピングモータを回転駆動するものである。
【０００３】
このタイプのスロットル弁制御装置では、スロットル弁を目標スロットル開度に素早く追従させるには、ステッピングモータの回転角分解能をある程度粗くする必要があるが、こうすると、分解能の粗い分だけ目標スロットル開度に正確に一致させることが困難になる。逆に、目標スロットル開度に正確に追従させるには、分解能を細かくする必要があるが、こうすると高速性を犠牲にすることになる。つまり、ステッピングモータを一定の分解能だけで駆動しているために、上述した一方の利点、即ち、高速性か目標スロットル開度への正確な追従性のいずれか一方を犠牲にしなければならない。
【０００４】
この問題を解決する手段として、特開昭６１−１３８８５号公報及び特開昭６０−２１２６４１号公報に記載されているように、目標スロットル開度と現在のスロットル開度との偏差に応じて、スロットル開閉速度を変更するものがある。この技術では、開閉速度を変更する手段として、ステッピングモータの駆動パルスレートを変更することで対処している。ところが、駆動パルスレートには、上限があり、上げすぎるとステッピングモータは、脱調するという問題がある。
【０００５】
また、他の従来技術として、実開昭６０−８２５３８号公報に記載されているように、アイドル時とアクセル操作時とで１−２相励磁から２相励磁方式へ切り換えるものも知られている。しかし、この技術では、１−２相励磁をアイドル時に限定しているため、定常走行時にオートドライブ等の制御を行う場合には、２相励磁だけでは精度が不十分となるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この対策として、特開昭６１−２０７１９８号公報では、高速性と高分解能とを同時に満足するために、ステッピングモータの駆動方法を目標値との偏差に応じて切り換えるものが提案されている。具体的には、ステッピングモータの回転速度等の運転状態に応じて、その駆動方法を、２相励磁と１−２相励磁或は複合１−２相励磁とに切り換えている。
【０００７】
また、特開平２−１６９８２９号公報の技術では、定常時と過渡時でスロットル弁の回転角分解能を変えることにより、スロットル開度制御について応答性と目標値への追随性を両立させるものが提案されている。具体的には、定常時と過渡時で、ステッピングモータの駆動方法を、２相励磁と１−２相励磁とに切り換えている。
【０００８】
ところが、スロットルコントロールにより多くの機能を実現しようとする場合には、それだけでは十分ではないことがある。例えばアイドル運転時に、アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）の精密な制御が要求される場合や、より高性能のエミッション対策が要求された場合には、一層の高分解能が必要となり、上述した技術だけでは必ずしも十分ではない。
【０００９】
本発明は、前記従来の技術の問題点を解消することを課題とし、パルスレートを変更することなく、一層の高速性と高分解能を両立することができるスロットル弁制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１の発明は、
内燃機関の吸気管に設けられたスロットル弁と、該スロットル弁の開度を調節するステッピングモータと、該ステッピングモータのマイクロステップ駆動を行なうマイクロステップ駆動回路と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じて、前記マイクロステップ駆動回路を駆動して、２相励磁，１−２相励磁又はマイクロステップ駆動を行なう電流を前記ステッピングモータに加える電流制御手段と、を有するとともに、前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段と、該脱調検出手段によって、前記ステッピングモータの脱調を検出した場合には、ステッピングモータの駆動手段をマイクロステップ駆動手段とする脱調制御手段と、を有することを特徴とするスロットル弁制御装置を要旨とする。
【００１１】
請求項２の発明は、図１に例示する様に（図１には本発明の前提部分が記載されている）、
内燃機関の吸気管に設けられたスロットル弁と、該スロットル弁の開度を調節するステッピングモータと、該ステッピングモータの２相励磁駆動を行なう２相励磁駆動手段と、該ステッピングモータの１−２相励磁駆動を行なう１−２相励磁駆動手段と、該ステッピングモータのマイクロステップ駆動を行なうマイクロステップ駆動手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段によって、前記内燃機関がアイドル運転時であることが検出された場合には、前記マイクロステップ駆動手段を採用し、通常運転時には、前記２相励磁駆動手段又は／及び前記１−２相励磁駆動手段を採用する駆動方式選択手段と、を有するとともに、前記ステッピングモータの脱調を検出する脱調検出手段と、該脱調検出手段によって、前記ステッピングモータの脱調を検出した場合には、ステッピングモータの駆動手段をマイクロステップ駆動手段とする脱調制御手段と、を有することを特徴とするスロットル弁制御装置を要旨とする。
【００１２】
請求項３の発明は、
定速走行制御時又は加速スリップ制御時には、前記２相励磁駆動手段，前記１−２相励磁駆動手段，前記マイクロステップ駆動手段を切り替えて、前記ステッピングモータを駆動することを特徴とする前記請求項２記載のスロットル弁制御装置を要旨とする。
【００１３】
請求項４の発明は、
前記マイクロステップ駆動手段を採用する場合には、前記ステッピングモータの複数の相電流として、階段状に略正弦波状に変化する位相の異なる電流を用いることを特徴とする前記請求項２記載のスロットル弁制御装置を要旨とする。
【００１４】
請求項５の発明は、
前記マイクロステップ駆動手段を採用する場合には、前記ステッピングモータの相電流のデューティ比制御を行なうことを特徴とする前記請求項２記載のスロットル弁制御装置を要旨とする。
【００１６】
【作用】
請求項１の発明では、運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じて、電流制御手段によって、マイクロステップ駆動回路を駆動して、２相励磁，１−２相励磁又はマイクロステップ駆動を行なう電流をステッピングモータに加えることにより、スロットル弁の開度を調節する。つまり、マイクロステップ駆動回路によって、ステッピングモータの相電流を調節することによって、マイクロステップ駆動を行なうだけでなく、２相励磁や１−２相励磁に相当する駆動を行なうことが可能となり、運転状態に応じて高速性（迅速な応答性）と高分解能（精度）を両立できるだけでなく、その構成も簡易化されることになる。
更に、本発明では、脱調検出手段によって、ステッピングモータの脱調を検出した場合には、脱調制御手段によって、ステッピングモータをマイクロステップ駆動するので、ステッピングモータの位置精度が向上し、脱調から回復することができる。
【００１７】
請求項２の発明では、運転状態検出手段によって、内燃機関がアイドル運転時であることが検出された場合には、駆動方式選択手段によってマイクロステップ駆動手段を採用して、ステッピングモータのマイクロステップ駆動を行なってスロットル弁の開度を調節する。また、通常運転時には、２相励磁駆動手段又は／及び１−２相励磁駆動手段を採用して、２相励磁駆動又は／及び１−２相励磁駆動を行なう。つまり、アイドル運転時には精密な制御が要求されるのでマイクロステップ駆動を採用し、通常運転時には高速性とある程度の精度が要求されるので、２相励磁駆動又は／及び１−２相励磁駆動を採用するものである。
更に、本発明では、脱調検出手段によって、ステッピングモータの脱調を検出した場合には、脱調制御手段によって、ステッピングモータをマイクロステップ駆動するので、ステッピングモータの位置精度が向上し、脱調から回復することができる。
【００１８】
請求項３の発明では、定速走行制御時又は加速スリップ制御時には、例えば目標スロットル開度との偏差に応じて、２相励磁駆動手段，１−２相励磁駆動手段，マイクロステップ駆動手段を切り換えて、ステッピングモータを駆動するので、高速性と高精度を実現できることになる。
【００１９】
請求項４の発明では、マイクロステップ駆動手段を採用する場合には、ステッピングモータの複数の相電流として、階段状に略正弦波状に変化する位相の異なる電流を用いるので、ステッピングモータのステップ数を多くして、スロットル弁の開度を容易に高い分解能に設定できることになる。
【００２０】
請求項５の発明では、マイクロステップ駆動手段を採用する場合には、ステッピングモータの相電流のデューティ比制御を行なうので、スロットル弁の開度を高分解能とすることができ、しかもステップ数の設定や変更が簡易化されることになる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例のスロットル弁制御装置を図面を参照して説明する。
（実施例１）
図２は、本実施例におけるエンジンの吸気管に設けられたスロットル弁及びこれを開閉駆動する周辺装置を示す概略構成図である。
【００２３】
図示するように、エンジンの吸気管１のサージタンク上流側には、スロットル弁３が設けられている。このスロットル弁３は、後述するステッピングモータ５により開閉駆動されるものであり、その回転角度はスロットルポジションセンサ７により検出される。
【００２４】
ステッピングモータ５を駆動する電子制御装置３０は、周知のＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。この電子制御装置３０には、さらに、車速センサ４１からの車速信号、スロットルポジションセンサ７からのスロットル開度信号、およびアクセルセンサ４３からの踏込量に相当する信号等をＣＰＵ３１の処理可能なディジタル信号に変換する入力ポート３４と、ＣＰＵ３１から出力される信号をステッピングモータ５への駆動信号に変換するモータ駆動回路３５等を備えている。
【００２５】
ステッピングモータ５は、図３に示す様に、例えば４相モータであり、出力軸１１に固定され、外周部に多数の等ピッチの小歯１３を有するロータ１５と、内周部に巻線１７を巻いた８個の大歯１９を備え、それぞれの大歯１９に４個の小歯２１を有するステータ２３とから構成されている。
【００２６】
このステッピングモータ５は、前記電子制御装置３０の制御により駆動される。つまり、電子制御装置３０は、前記各センサからの各信号やマップを読み込み、所定のプログラムにしたがって演算処理し、モータ駆動回路３５を介し、ステッピングモータ５の回転角に対応したステップ数Ｎに応じて、ステッピングモータ５にパルス状の信号を送り駆動制御する。そして、このステッピングモータ５のの制御は、２相励磁駆動（以下２相励磁と記す）と１−２相励磁駆動（以下単に１−２相励磁と記す）とマイクロステップ駆動とのうち、いずれかを選択して行われる。
【００２７】
ここで、ステッピングモータ５の３種類の駆動方式である、１−２相励磁と２相励磁とマイクロステップ駆動について説明する。尚、以下の記述においては、説明を簡単にするために、図４に示す様に、４つのステータ（第１〜第４ステータ２３ａ〜２３ｂ）を有するＡ相及びＢ相の２相モータを例にとって、その動作を説明する。
【００２８】
▲１▼図４（ａ）に示す様に、２相励磁では、まず、第１ステータ２３ａと第２ステータ２３ｂが＋側（斜線部分）となる様に、Ａ相及びＢ相の２相の電流を加える。これによって、ロータ１５に加わる力は、図の・印で示す直角を２分割する４５゜の方向となる。以後同様に、第２ステータ２３ｂと第３ステータ２３ｃが＋側となる様に常に２相の電流を加え、順次電流を加えるステータ２３をロータ１５の回転方向に変更してゆく。これによって、ロータ１５は１周が４分割される様にして回転する。
【００２９】
▲２▼図４（ｂ）に示す様に、１−２相励磁では、まず、第１ステータ２３ａが＋側となる様にＡ相のみの１相の電流を加えると、ロータ１５に加わる力は、図の上方を向く角度となる。次に、第１ステータ２３ａと第２ステータ２３ｂが＋側となる様にＡ相及びＢ相の２相の電流を加えると、前記▲１▼と同様に、ロータ１５に加わる力は、図の４５゜方向の角度となる。以後同様に、順次１相と２相とに切り換えながら、電流を加えるステータ２３をロータ１５の回転方向に変更してゆく。これによって、ロータ１５は１周が８分割される様にして回転する。
【００３０】
▲３▼図４（ｃ）に示す様に、マイクロステップ駆動では、まず、第１ステータ２３ａと第２ステータ２３ｂの電流比が４：０となる様に電流を加える。これによって、ロータ１５に加わる力は、図の上方を向く角度となる。以後、第１ステータ２３ａと第２ステータ２３ｂの電流比を、３：１，２：２，１：３，０：４の様に変化させる。また、この様な電流比の制御を、順次他の隣合うステータ２３同士で行なう。これによって、ロータ１５は１周が１６分割される様にして回転する。
【００３１】
▲４▼更に、マイクロステップ駆動にて、後述する様に１周を６４分割する場合について説明する。図５に示す様に、Ａ相及びＢ相には、それぞれ階段状の略正弦波の様に変化する電流が流されるが、Ａ相とＢ相とでは９０゜の位相のずれがある。従って、この様に位相のずれた電流を流すと、ロータ１５は２相励磁の場合の１／１６の精度（即ち１周で６４分割される精度）で回転し、その結果、スロットル弁３の開度（バルブ開度）も同じ精度で変化することになる。
【００３２】
次に、ステッピングモータ５の制御処理を、図６及び図７のフローチャートにしたがって説明する。
図６に示す様に、まず、最初のステップ１００にて、車速センサ４１およびアクセルセンサ４３等の各種データを読み込む。次のステップ１０５では、前記各種のデータに基づき、かつ所定のマップや演算式を用いて目標スロットル開度θｏの演算処理を行う。続くステップ１１０にて、スロットルポジションセンサ７の出力信号に基づいて今回のスロットル開度θを求める。次のステップ１１５では、前記目標スロットル開度θｏと前記スロットル開度θとの偏差△θ（＝｜θｏ−θ｜）を演算する。
【００３３】
続くステップ１２０では、現在アイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）中であるか否かを判断する。ここで、肯定判断されるとステップ１４０に進む。ステップ１４０では、ＩＳＣでの精密なスロットル弁３の制御が必要であるので、上述した▲４▼のロータ１５の１回転を１／６４に分割する様なマイクロステップ駆動を行って、一旦本処理を終了する。
【００３４】
つまり、ステップ１４０では、図７に示す様に、まず、現在のモータ角度（又はバルブ開度）を読み込み（ステップ１４０ａ）、目標スロットル開度θｏに対応する目標角度を読み込み（ステップ１４０ｂ）、この両角度から、偏差△θに相当するステッピングモータ５の駆動ステップ数Ｎを算出する（ステップ１４０ｃ）。次に、Ａ相，Ｂ相の電流値を電流値マップより読み込み（ステップ１４０ｄ）、この電流値に対応するパルス信号に変換された駆動信号がモータ駆動回路３５に出力される（ステップ１４０ｅ）。そして、この動作がステップ数Ｎが０になるまで繰り返される（ステップ１４０ｆ，１４０ｇ）。これにより、ステッピングモータ５は、マイクロステップ駆動され、スロットル弁３は目標スロットル開度θｏに対して精密に駆動制御されることになる。
【００３５】
図６に戻り、前記ステップ１２０で否定判断されると、ステップ１２５に進み、その他のエンジン制御中であるか否か、例えば定速走行制御（クルーズコントロールＣ／Ｃ）や加速スリップ制御（トラクションコントロールＴＲＣ）を行なっているか否かを判断する。ここで、肯定判断されるとステップ１３０に進み、一方否定判断されるとステップ１３５に進む。
【００３６】
ステップ１３０では、偏差△θが判定値θｂ（但しθａ＞θｂ）以下か否かの判定を行なう。ここで肯定判断されたとき、つまり、現在のスロットル開度θが目標スロットル開度θｏに対して差が小さい状態であると判定されたときには、  スロットル弁３の精密な制御が必要であるので、ステップ１４０へ進み、前記と同様に、上述した▲４▼のマイクロステップ駆動を行なって、一旦本処理を終了する。
【００３７】
一方、ステップ１３５では、偏差△θが判定値θａ以下か否かの判定を行なう。ここで肯定判断されたとき、つまり、現在のスロットル開度θが目標スロットル開度θｏに対して差がやや大きい（中程度）状態であると判定されたときには、ステップ１４５に進み、上述した▲２▼の様なロータ１５の１回転を８分割する１−２相励磁を行なって、一旦本処理を終了する。具体的には、ステップ１４５にて、偏差△θに相当するステッピングモータ５の駆動ステップ数を算出し、この算出値が１−２相励磁をするためのパルス信号に変換されて、１−２相励磁による駆動出力がモータ駆動回路３５に出力される。これによって、ステッピングモータ５が１−２相励磁により駆動されるので、ある程度の精密さで且つある程度の迅速さでスロットル弁３が制御されることになる。
【００３８】
一方、ステップ１３５にて否定判断がされたとき、つまり、現在のスロットル開度θが目標スロットル開度θｏに対して差が大きい状態であると判定されたときには、ステップ１５０へ進み、上述した▲１▼の様なロータ１５の１回転を４分割する２相励磁を行なって、一旦本処理を終了する。具体的には、ステップ１５０にて、偏差△θに相当するステッピングモータ５の駆動ステップ数を算出し、この算出値が２相励磁をするためのパルス信号に変換されて、２相励磁による駆動出力がモータ駆動回路３５に出力される。これによって、ステッピングモータ５が２相励磁により駆動されるので、迅速にスロットル弁３が制御されることになる。
【００３９】
次に、前記フローチャートによる処理のうち、偏差△θに応じてステッピングモータ５を駆動方式を切り替える様子を、図８に示すタイムチャートを用いて説明する。尚、図８は縦軸にスロットル開度θをとったものであり、線Ａにて本実施例を示すとともに、線Ｂ（２相励磁のみ）及び線Ｃ（１−２相励磁のみ）及び線Ｄ（マイクロステップ駆動のみ）にて比較例を併記してある。
【００４０】
まず、線Ａで示す本実施例では、時点ｔｏにて、スロットル開度θが全閉の状態にあり、このときの目標スロットル開度としてθｏが設定されると、その偏差△θは判定値θａ以上になる。このような偏差△θが大きい状態では、時点ｔ１まで２相励磁が行われる（ステップ１５０）。続いて、時点ｔ１にて偏差△θがθａ以下になると、１−２相励磁に切り換えられる（ステップ１４５）。そして、偏差△θが中程度の状態（θｂ＜△θ＜θａ）の時点ｔ２まで、１−２相励磁が行われる（ステップ１４５）。続いて、時点ｔ２にて偏差△θがθｂ以下になると、マイクロステップ駆動に切換えられる（ステップ１４０）。これによって、スロットル開度θは緩やかな割合で増加し、時点ｔ３にて目標スロットル開度θｏに一致する。
【００４１】
この様に、本実施例によれば、スロットル開度θと目標スロットル開度θｏとの間に大きな偏差△θがある場合には、ステッピングモータ５の１ステップ当りのスロットル弁３の回転角分解能を粗くし、また、目標スロットル開度θｏとの間に中程度の偏差△θがある場合には、ステッピングモータ５の１ステップ当りのスロットル弁３の回転角分解能を少し細かくし、更に、目標スロットル開度θｏに近い場合には、ステッピングモータ５の１ステップ当りの分解能を細かくして制御するので、速度と精度を両立させた好適な制御を行なうことができる。
【００４２】
特に本実施例では、下記表１に示す様に、ＩＳＣの場合は、マイクロステップ駆動に切り換えられるので、精密な制御を行なうことができ、また、Ｃ／ＣやＴＲＣの場合において偏差△θが小さい場合には、同様にマイクロステップ駆動に切り換えられるので、精密な制御を行なうことができる。更に、Ｃ／ＣやＴＲＣの場合において偏差△θが小さくない場合及びＣ／ＣやＴＲＣではない場合には、偏差△θに応じて、適宜１−２相励磁又は２相励磁に切り換えられるので、速度と精度を必要とされる程度に両立させることができる。
【００４３】
【表１】
0003546465.tif 000002
【００４４】
つまり、本実施例では、ＩＳＣ，Ｃ／Ｃ，ＴＲＣの様な運転状態と、スロットル開度θと目標スロットル開度θｏとの間の偏差△θとに基づいて、ステッピングモータ５の駆動方式を適宜切り換えることができるので、高速性と高分解能とを両立した好適な制御を行なうことができるという顕著な効果を奏する。
【００４５】
また、ステッピングモータ５の初期位置決めをする場合には、マイクロステップ駆動を用いれば、より精密に行なうことができるという利点がある。
（実施例２）
次に、実施例２について説明するが、本実施例ではハード構成等は前記実施例１と同様であるので説明は省略し、本実施例の特徴である制御処理について詳しく説明する。本実施例では、偏差△θの判定値θａ，θｂを可変とした点が大きく異なる。
【００４６】
図９に示す様に、まず、最初のステップ２００にて、車速センサ４１およびアクセルセンサ４３等の各種データを読み込む。次のステップ２０５では、前記各種のデータに基づき、かつ所定のマップや演算式を用いて目標スロットル開度θｏの演算処理を行う。続くステップ２１０にて、スロットルポジションセンサ７の出力信号に基づいて今回のスロットル開度θを求める。次のステップ２１５では、前記目標スロットル開度θｏと前記スロットル開度θとの偏差△θを演算する。
【００４７】
続くステップ２２０では、現在ＩＳＣ中であるか否かを判断する。ここで、肯定判断されるとステップ２２４に進む。ステップ２２４では、偏差△θの判定値θａ，θｂを、θａ＞θｂ＞∞と設定し、ステップ２３０に進む。
一方、ステップ２２０で否定判断されると、ステップ２２５に進み、その他のエンジン制御中であるか否か、例えばＣ／ＣやＴＲＣを行なっているか否かを判断する。ここで、肯定判断されるとステップ２２７に進み、判定値θａ，θｂを、θａ＞θｂの所定の値に設定し、ステップ２３０に進む。一方否定判断されるとステップ２３８に進み、判定値θｂを０とし、ステップ２３０に進む。
【００４８】
ステップ２３０では、偏差△θが判定値θａ以下か否かの判定を行なう。ここで否定判断されたとき、つまり、現在のスロットル開度θが目標スロットル開度θｏに対して差が大きな状態であると判定されたときには、スロットル弁３を迅速に制御する必要があるので、ステップ２５０へ進み、上述した▲１▼の２相励磁による駆動を行なって、一旦本処理を終了する。
【００４９】
一方、ステップ２３０で肯定判断された場合には、ステップ２３５に進み、偏差△θが判定値θｂ未満か否かの判定を行なう。ここで否定判断されたとき、つまり、現在のスロットル開度θが目標スロットル開度θｏに対して差が中程度の状態であると判定されたときには、スロットル弁３をある程度の精密さで且つある程度の迅速さで制御する必要があるので、ステップ２４５へ進み、上述した▲２▼の１−２相励磁による駆動を行なって、一旦本処理を終了する。
【００５０】
一方、ステップ２３５で肯定判断された場合、つまり、現在のスロットル開度θが目標スロットル開度θｏに対して差が小さい状態であると判定されたときには、スロットル弁３の精密な制御が必要であるので、ステップ２４０に進み、上述した▲４▼のマイクロステップ駆動を行なって、一旦本処理を終了する。
【００５１】
この様に、本実施例では、下記表２に示す様に、ＩＳＣ中の場合には、ステップ２２４にて、判定値θａ，θｂを、θａ＞θｂ＞∞と設定しているので、ステップ２３０，２３５で必ず肯定判断されて、マイクロステップ駆動による精密な制御が行なわれる。また、Ｃ／ＣやＴＲＣが実行されている場合には、その偏差△θに応じて、ステッピングモータ５の駆動方式が、マイクロステップ駆動，１−２相励磁，２相励磁の３通りに適切に切り換えられて、高速性と高分解能とが両立される。更に、通常運転の場合は、ステップ２２７にて、判定値θｂを０と設定しているので、その偏差△θに応じて、ステッピングモータ５の駆動方式が、１−２相励磁，２相励磁の２通りに適切に切り換えられて、適度に高速性と高分解能とが両立される。
【００５２】
【表２】
0003546465.tif 000003
【００５３】
この様に、本実施例では、運転状態に応じて判定値θａ，θｂを変更することが可能であるので、必要に応じて適宜判定値θａ，θｂを変更することによって、より好適に制御を行なうことが可能である。
（実施例３）
次に、実施例３について説明する。本実施例では、ステッピングモータ５を駆動するための信号として、一定の間隔のパルス信号ではなく、デューティ比によって分けられた信号を用いる点が大きく異なる。尚、前記実施例１と同様な処理は説明を簡略化する。
【００５４】
本実施例では、図１０に示す様に、Ａ相として階段状の略正弦波の相電流が与えられ、Ｂ相には同様に階段状の略余弦波の相電流が与えられるが、Ａ相及びＢ相とも同じデューティ比の電流が流される。例えば、相電流値が、図１１（ａ）に示す様に、高い電流値ｉ２と低い電流ｉ１と間にて切り換えられるとすると、その切り換えられる間隔ａ，ｂの比がデューティ比に相当する。
【００５５】
本実施例では、図１１（ｂ）に示す様に、そのデューティ比（ａ：ｂ）は、（０：１００），（２５：７５），（５０：５０），（７５：２５），（１００：０）の様に切り換えられる。また、切り換えられる相電流値ｉ２，ｉ１自体が、図１０に示す様に、時間の経過とともに変化してゆくことになる。具体的には、下記表３の様に変化して、正弦波（余弦波）の変化に応じて（１周期で）、そのステップが１６回切り替わる。これによって、スロットル弁３の開度は、近似的に複合１−２相励磁（Ｗ１−２相励磁）の分解能の１／４となり、結果として、スロットル弁３の分解能は、ステッピングモータ５が１回転する間に６４分割されることになる。
【００５６】
尚、本実施例では、ステッピングモータ５を駆動する際には、上述した図７のステップ１４０ｄの電流値の処理において、１ステップ毎にデューティ比を更新するとともに、４ステップ毎に電流値ｉ２，ｉ１を更新する。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
この様に、本実施例では、ステッピングモータ５の相電流のデューティ比制御を行うので、所望のステップ数Ｎに容易に変更することができ、精密なマイクロステップ制御を行なうことができるという利点がある。また、単にデューティ比を変更するだけで、２相励磁や１−２相励磁へも変更ができるので、その点でも制御が容易であるという効果がある。
（実施例４）
次に、実施例４について説明するが、本実施例では前記実施例１と同様な構成は説明は簡略化し、本実施例の特徴である制御処理について詳しく説明する。
【００５９】
本実施例では、ステッピングモータ５の脱調（共振脱調）の際にマイクロステップ駆動を利用して正常な状態に戻す処理に大きな特徴がある。
図１２に示す様に、ステッピングモータ５によってスロットル弁３を駆動する際には、まず、ステップ３００にて、ステッピングモータ５の実ステップＮを読み込む。即ち、実際にステッピングモータ５へ出されている駆動の指令がどの段階（ステップＮ）かを読み込む。続くステップ３１０では、スロットル開度センサ７からの信号に基づいて検出されたスロットル開度θを読み込む。
【００６０】
次に、ステップ３２０にて、前記実ステップＮとスロットル開度θとの比較を行なう。ここで、この比較方法１，２について説明する。
比較方法１
図１３（ａ）に示す様に、スロットル開度θは各ステップ毎にＡだけ増加し、一方、実ステップＮも１づつ加算される。この両値は対応しているので、この対応関係をチェックすることによって比較を行なう。
【００６１】
比較方法２
図１３（ｂ）に示す様に、スロットル角度θの１ステップ当りの変化値Ａが、理論値と一致しているかをチェックすることで比較を行なう。
図１２に戻り、ステップ３３０にて、前記の比較結果に基づいて、ステッピングモータ５が正常であるか否か、即ち脱調しているか否かを判定する。ここで、脱調していると判断されると、ステップ３４０に進み、一方正常であると判断されると、一旦本処理を終了する。
【００６２】
ステップ３４０では、ステッピングモータ５の制御に異常があることを報知し、続く３５０では、脱調を正常の状態に戻すために、ステッピングモータ５を数ステップ分だけマイクロステップ駆動に切り換えて、一旦本処理を終了する。ここで、脱調の際にマイクロステップ駆動に切り換えるのは、マイクロステップ駆動では、ステッピングモータ５の位置精度が高くずれにくいので、迅速に脱調から正常な状態に回復できるからである。
【００６３】
この様に、本実施例では、実ステップＮとスロットル開度θとを比較することによって、ステッピングモータ５が脱調しているか否かを確実に判定することができる。そして、ステッピングモータ５が脱調している場合には、マイクロステップ駆動に切り換えることによって、容易に脱調から脱して正常な状態に戻すことができる。
【００６４】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明では、運転状態に応じてマイクロステップ駆動回路を駆動して、２相励磁，１−２相励磁又はマイクロステップ駆動を行なう電流をステッピングモータに加えるので、スロットル弁の開度を運転状態に応じて適切に調節することができる。つまり、ステッピングモータを駆動する回路として、マイクロステップ駆動回路を備えておればよく、運転状態に応じて高速性と高分解能を両立できるだけでなく、その構成も簡易化されるという効果がある。
更に、本発明では、ステッピングモータの脱調を検出した場合には、ステッピングモータをマイクロステップ駆動するので、ステッピングモータの位置精度が向上し、容易にかつ迅速に脱調から回復することができる。
【００６６】
請求項２の発明では、アイドル運転時である場合には、ステッピングモータのマイクロステップ駆動を行ない、通常運転時には、２相励磁駆動又は／及び１−２相励磁駆動を行なうので、アイドル運転時には精密な制御ができ、しかも、通常運転時には高速性とある程度の精度を実現できる。
更に、本発明では、ステッピングモータの脱調を検出した場合には、ステッピングモータをマイクロステップ駆動するので、ステッピングモータの位置精度が向上し、容易にかつ迅速に脱調から回復することができる。
【００６７】
請求項３の発明では、定速走行制御時又は加速スリップ制御時には、例えば目標スロットル開度との偏差に応じて、２相励磁駆動手段，１−２相励磁駆動手段，マイクロステップ駆動手段を切り換えて、ステッピングモータを駆動するので、高速性と高精度を共に実現できる。
【００６８】
請求項４の発明では、マイクロステップ駆動を行なう場合には、ステッピングモータの複数の相電流として、階段状に略正弦波状に変化する位相の異なる電流を用いるので、スロットル弁の開度を容易に高い分解能に設定できる。
請求項５の発明では、マイクロステップ駆動を行なう場合には、ステッピングモータの相電流のデューティ比制御を行なうので、スロットル弁の開度を高分解能とすることができ、しかもステップ数の設定や変更を簡易化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項２の発明の基本的構成の一例を示す構成図である。
【図２】実施例１のエンジン及びその周辺を示す装置の説明図である。
【図３】ステッピングモータの構成を示す断面図である。
【図４】ステッピングモータの動作を示す説明図である。
【図５】相電流の変化を示すタイムチャートである。
【図６】スロットル弁の制御処理を示すフローチャートである。
【図７】ステッピングモータの駆動処理を示すフローチャートである。
【図８】実施例１の作用を示すタイムチャートである。
【図９】実施例２のスロットル弁の制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施例３の相電流の変化を示すタイムチャートである。
【図１１】デューティ比制御される相電流の変化を示すタイムチャートである。
【図１２】実施例４のステッピングモータの脱調処理を示すフローチャートである。
【図１３】実ステップとスロットル開度との比較方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１…吸気管                          ３…スロットル弁
５…ステッピングモータ  ３０…電子制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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