(57)【要約】【課題】ステッピングモータのロータが停止するまでの収束時間を短くするための制御方法を提供する。【解決手段】制御方法は、複数個のステータ極部のうち、回転方向に隣り合う２個のステータ極部を同時に励磁する励磁方式を用いてロータを回転させ、ロータが回転している間に、ロータを停止させるための停止信号が検知される場合に、回転方向に隣り合う２個のステータ極部を励磁させ、励磁中の２個の励磁ステータ極部以外の特定のステータ極部であって、２個の励磁ステータ極部のうちの回転方向の後退側に位置する後退側ステータ極部を励磁している第１のコイルの磁力が増強されるように配置されている特定のコイルによって励磁される前記特定のステータ極部を励磁させてもよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のステータ極部がロータの回転方向に沿って並んでいるステッピングモータの制御方法であって、
前記複数個のステータ極部のうち、前記回転方向に隣り合う２個のステータ極部を同時に励磁する励磁方式を用いて前記ロータを回転させ、
前記ロータが回転している間に、前記ロータを停止させるための停止信号が検知される場合に、前記回転方向に隣り合う２個のステータ極部を励磁させ、励磁中の２個の励磁ステータ極部以外の特定のステータ極部であって、前記２個の励磁ステータ極部のうちの前記回転方向の後退側に位置する後退側ステータ極部を励磁している第１のコイルの磁力が増強されるように配置されている特定のコイルによって励磁される前記特定のステータ極部を励磁させる、制御方法。
【請求項２】
前記停止信号が検知されるタイミングから所定時間が経過した後に、前記特定のステータ極部を励磁している前記特定のコイルと前記後退側ステータ極部を励磁している前記第１のコイルの通電を遮断し、前記２個の励磁ステータ極部のうちの前記回転方向の進行側に位置する進行側ステータ極部を励磁している第２のコイルの通電を維持する、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記励磁ステータ極部は、前記停止信号が検知されるタイミングで励磁されているステータ極部である、請求項１又は２に記載の制御方法。
【請求項４】
ロータと、
前記ロータの回転方向に沿って並んでいる複数個のステータ極部と、
前記複数個のステータ極部のそれぞれの励磁を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記複数個のステータ極部のうち、前記回転方向に隣り合う２個のステータ極部を同時に励磁する励磁方式を用いて前記ロータを回転させ、
前記ロータが回転している間に、前記ロータを停止させるための停止信号を検知する場合に、前記回転方向に隣り合う２個のステータ極部を励磁させ、励磁中の２個の励磁ステータ極部以外の特定のステータ極部を励磁させ、
前記特定のステータ極部を励磁する特定のコイルと前記２個の励磁ステータ極部のうちの前記ロータの前記回転方向の後退側に位置する後退側ステータ極部を励磁する他のコイルとは、１個の連続するコイルに並んで配置されており、前記特定のコイルと前記他のコイルとの間には、電源が接続されている、ステッピングモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、複数個のステータ極部がロータの回転方向に沿って並んでいるステッピングモータを回転及び停止させるための制御方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、ロータの回転方向に沿って並んでいる複数個のステータ極部を備える。特に、ステッピングモータは、複数個のステータ極部のうち、回転方向に隣り合う２個のステータ極部を同時に励磁する励磁方式により回転する。この励磁方式として、例えば、２相励磁方式、１−２相励磁方式が知られている。
【０００３】
上記の方式によって回転しているステッピングモータの停止は、１個のステータ極部を励磁させ（即ち、当該１個のステータ極部を励磁させるためのコイルを通電し）、残りのステータ極部を励磁しない（即ち、残りのステータ極部を励磁させるためのコイルの通電を遮断する）ことにより実現される。即ち、ロータの磁極が励磁中の１個のステータ極部に引きつけられて、ロータが停止する。
【０００４】
特許文献１には、ステッピングモータを停止させるための技術が開示されている。この技術では、ステッピングモータを停止させるための停止信号が検知された場合に、停止信号が検知されたタイミングで励磁しているステータ内の２個の突起の励磁を所定時間だけ維持し、当該所定時間が経過した後に、励磁中の２個の突起のうちの１個の突起を励磁しているコイルの通電を遮断して、残りの１個の突起を励磁しているコイルの通電を維持する。これにより、ロータの磁極が当該残りの１個の突起に引きつけられて、ロータが停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６７００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転中のロータは、ロータを停止させるべき位置を中心として振動しながら当該位置に収束して停止する。この振動の振幅が大きくなるほど振動が収束するまでの時間（以下、「収束時間」と呼ぶ）が長くなる。ロータを再び回転させるためには、当該振動が収束するまで待つのが望ましい。このため、収束時間が長くなるほど、ロータの回転を再び開始するまでの待ち時間が長くなる。この結果、ステッピングモータを停止させた後に素早く動作させることができない場合がある。
【０００７】
本明細書では、ステッピングモータのロータが停止するまでの収束時間を短くするための技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する制御方法は、複数個のステータ極部のうち、回転方向に隣り合う２個のステータ極部を同時に励磁する励磁方式を用いてロータを回転させ、ロータが回転している間に、ロータを停止させるための停止信号が検知される場合に、回転方向に隣り合う２個のステータ極部を励磁させ、励磁中の２個の励磁ステータ極部以外の特定のステータ極部であって、２個の励磁ステータ極部のうちの回転方向の後退側に位置する後退側ステータ極部を励磁している第１のコイルの磁力が増強されるように配置されている特定のコイルによって励磁される特定のステータ極部を励磁させてもよい。ここで、上記の「励磁方式」は、２相励磁方式、１−２相励磁方式を含む。
【０００９】
上記の構成を有する制御方法を実験したところ、従来の制御方法と比較して、収束時間が短くなる結果が得られた。この結果は、以下の原理により得られるものと推測される。上記の構成によれば、励磁中の２個の励磁ステータ極部以外の特定のステータ極部を励磁させる。特定のステータ極部は特定のコイルによって励磁され、特定のコイルは、２個の励磁ステータ極部のうちの後退側ステータ極部を励磁している第１のコイルの磁力を増強させる。これにより、後退側ステータ極部の磁力が、２個の励磁ステータ極部のうちの回転方向の進行側に位置するステータ極部（以下、「進行側ステータ極部」と呼ぶ）の磁力より大きくなる。このため、２個の励磁ステータ極部の間に位置して回転しているロータは、後退側ステータ極部が位置する後退側に引きつけられる。これにより、ロータの回転にブレーキがかかり、停止信号が検知されてからロータが停止するまでの収束時間を短くすることができる。
【００１０】
上記の制御方法は、停止信号が検知されるタイミングから所定時間が経過した後に、特定のステータ極部を励磁している前記特定のコイルと後退側ステータ極部を励磁している前記第１のコイルの通電を遮断し、２個の励磁ステータ極部のうちの回転方向の進行側に位置する進行側ステータ極部を励磁している第２のコイルの通電を維持してもよい。特定のコイルと第１のコイルの通電は、ロータの回転にブレーキをかけるために行われ、一時的であればよい。そのため、上記のタイミングから所定時間経過した後では、特定のコイルと第１のコイルの通電が不要である。そして、第２のコイルの通電を維持すれば、ロータの磁極を進行側ステータ極部に引きつけて、ロータを進行側ステータ極部の位置によって定まる角度で停止することができる。この構成によれば、不要な通電を停止して、ロータの停止に必要な通電のみを維持することができる。
【００１１】
励磁ステータ極部は、停止信号が検知されるタイミングで励磁されているステータ極部であってもよい。この構成によれば、停止信号が検知されるタイミングからロータが停止するタイミングまでの期間を短くすることができる。
【００１２】
特定のステータ極部を励磁する特定のコイルと２個の励磁ステータ極部のうちのロータの回転方向の後退側に位置する後退側ステータ極部を励磁する他のコイルとは、１個の連続するコイルに並んで配置されており、特定のコイルと他のコイルとの間には、電源が接続されていてもよい。特定のコイルに流れる電流と他のコイルに流れる電流は、電源が接続されている点を挟んで逆向きになる。即ち、特定のコイルは、通電されると、他のコイルに発生している磁束を打ち消すように磁束を発生させる。このため、他のコイルは、元の磁束を維持するように、その磁力を一時的に増強させる。即ち、特定のコイルは、他のコイルの磁力が増強される位置に配置されている。上記の制御方法は、この特定のコイル及び他のコイルを備えるステッピングモータに採用するのが有用である。
【００１３】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】４相ステッピングモータを示す模式図である。
【図２】４相ステッピングモータの回路図である。
【図３】実施例の制御方法に従って各相のコイルに供給されるパルス信号を示す図である。
【図４】従来の制御方法に従って各相のコイルに供給されるパルス信号を示す図である。
【図５】実施例の制御方法においてロータの角度と速度を示すグラフである。
【図６】従来の制御方法においてロータの角度と速度を示すグラフである。
【図７】実施例の制御方法において各コイルに流れる電流値を示すグラフである。
【図８】従来の制御方法において各コイルに流れる電流値を示すグラフである。
【図９】４相ステッピングモータを採用するＥＧＲバルブの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculationの略）バルブ１００（図９参照）に採用されるステッピングモータ１０の模式図であり、図２は、ステッピングモータ１０の模式的な回路図である。ステッピングモータ１０は、いわゆるユニポーラ型の４相ステッピングモータである。ステッピングモータ１０は、円筒形状のステータ４と、ステータ４の内側に配置されている円柱形状のロータ２と、ステータ４に備えられる各ステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ４を励磁する各コイルＣ１〜Ｃ４の通電を制御する制御回路６と、を備える。
【００１６】
ステータ４は、４相に対応する４個のステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ４を備える。ステータ極部は、ステータの磁極として機能する部分である。ステータ極部は、いわゆる極歯である。ステータ磁極ＳＰ１は、コイルＣ１の通電によって励磁される。各ステータ磁極ＳＰ２〜ＳＰ３は、各コイルＣ２〜Ｃ４の通電によって励磁される。ステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ４は、ロータ２の回転方向Ｒに沿って、ＳＰ１〜ＳＰ４の順で並んでいる。さらに、ステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ４のセットが、ロータ２の回転方向Ｒに沿って、４回に亘って繰り返されている。即ち、ステータ４は、１６個のステータ極部を備える。なお、変形例では、ステータ４は、ステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ４の１セットのみを備えていてもよいし、当該セットの繰り返しが、４回以外の複数回（例えば、８回）の繰り返しであってもよい。
【００１７】
ステータ極部ＳＰ１は、励磁されることによりＳ極となる。他のステータ極部ＳＰ２〜ＳＰ４も、同様に、励磁されることによりＳ極となる。なお、変形例では、ステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ４のそれぞれは、Ｎ極となってもよい。
【００１８】
図２に示すように、ステータ極部ＳＰ１を励磁するコイルＣ１は、１個のコイルを中間点Ｍ１で分割した２個のうちの一方であり、ステータ極部ＳＰ３を励磁するコイルＣ３は、その他方である。コイルＣ１の一端Ｔ１は、スイッチＳ１の一端に接続されており、他端（即ち、中間点Ｍ１）は、直流電源８の正極及びコイルＣ３の一端に接続されている。コイルＣ３の他端Ｔ３は、スイッチＳ３の一端に接続されている。直流電源８の負極は、スイッチＳ１、Ｓ３の他端に接続されている。コイルＣ１に流れる電流とコイルＣ３に流れる電流は、中間点Ｍ１を挟んで互いに逆向きとなる。このため、コイルＣ１の励磁方向とコイルＣ３の励磁方向が互いに逆向きとなる。ステータ極部ＳＰ２を励磁するコイルＣ２と、ステータ極部ＳＰ４を励磁するコイルＣ４も、コイルＣ１、Ｃ３と同様の構成を有し、コイルＣ２の一端Ｔ２とコイルＣ４の他端Ｔ４のそれぞれは、スイッチＳ２、Ｓ４に接続され、その中間点Ｍ２は、直流電源８の正極に接続されている。
【００１９】
ロータ２は、永久磁石である。ロータ２は、円柱形状の円周に沿ってＮ極とＳ極が交互に並ぶ磁石である。本実施例では、４個のＮ極と４個のＳ極が交互に並ぶ。ロータ２は、回転方向Ｒで隣り合う２個のステータ極部（例えば、ＳＰ１、ＳＰ２）を所定時間に亘って順次に励磁する２相励磁方式により回転する。例えば、２個のステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２が励磁されると、ロータ２のＮ極は、２個のステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２の中間に引きつけられる。続いて、２個のステータ極部ＳＰ２、ＳＰ３が励磁されると、ロータ２のＮ極は、２個のステータ極部ＳＰ２、ＳＰ３の中間に引きつけられる。（ＳＰ１、ＳＰ２）、（ＳＰ２、ＳＰ３）、（ＳＰ３、ＳＰ４）、（ＳＰ４、ＳＰ１）の組合せで順次に励磁されることにより、ロータ２のＮ極が励磁中の２個のステータ極部の中間に順次に引きつけられて、ロータ２が回転方向Ｒに回転する。なお、ロータ２を２相励磁方式により回転させる際、２個のステータ極部（例えば、ＳＰ１、ＳＰ３）は、同時に励磁されることは無い。別言すれば、中間点を介して接続されている２個のコイル（例えば、Ｃ１、Ｃ３）は、同時に通電されることは無い。なお、ロータ２の磁極の数は、ステータ４のステータ極部の数に従って決定される。例えば、ステータ極部の数が３２個（１セットの８回の繰り返し）である場合に、ロータ２の磁極の数は１６個（８個のＮ極と８個のＳ極）に決定される。
【００２０】
制御回路６は、スイッチＳ１〜Ｓ４のＯＮとＯＦＦを制御する。具体的には、制御回路６は、各スイッチＳ１〜Ｓ４に所定の振幅と所定の周期を有するパルス信号を供給する。パルス信号がＯＮ電圧を示す場合に、スイッチはＯＮとなり、パルス信号がＯＦＦ電圧を示す場合に、スイッチはＯＦＦとなる。スイッチＳ２に供給されるパルス信号は、スイッチＳ１に供給されるパルス信号より４分の１周期だけ進んだ位相を有する。スイッチＳ３に供給されるパルス信号は、さらに４分の１周期だけ進んだ位相を有し、スイッチＳ４に供給されるパルス信号は、さらに４分の１周期だけ進んだ位相を有する（図３参照）。また、制御回路６は、ロータ２を停止させるための停止信号を検知すると（例えば、外部（例えば、制御回路６の上位に位置するコントローラ）から停止信号を受信すると）、他の信号の組合せをスイッチＳ１〜Ｓ４に供給してロータ２を停止する。他の信号の組合せについては、後述する。
【００２１】
図３を参照して、制御回路６によって実現される本実施例の制御方法を説明する。図３の上段は、スイッチＳ１〜Ｓ４に供給される信号のタイムチャートの一例である。ロータ２は、停止信号が検知されるタイミングｔ１より前の期間において、２相励磁方式によって回転しており、タイミングｔ１より後に停止する。以下では、２相励磁方式において、隣り合う２個のステータ極部（例えば、ＳＰ２、ＳＰ３）が励磁している際のロータ２の位置（即ち、ＥＧＲバルブ１００のバルブ本体１２の位置（図９参照））を「ステップ」と呼ぶ。図３の下段は、ステップの推移を示すグラフの一例である。図３では、タイミングｔ１の直前の８つのステップを示し、当該８つのステップより前のステップは省略されている。
【００２２】
制御回路６は、コイルＣ１、Ｃ２を通電してステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２を励磁させている際、即ち、スイッチＳ１、Ｓ２のそれぞれがＯＮであり、スイッチＳ３、Ｓ４のそれぞれがＯＦＦである際に、タイミングｔ１で停止信号を検知する。この場合、制御回路６は、スイッチＳ１、Ｓ２をＯＮに維持して（即ち、ＯＮ電圧を示すパルス信号に代えて、ＯＮ電圧を示すＯＮ信号の供給を開始して）、コイルＣ１、Ｃ２の通電を維持する。さらに、制御回路６は、スイッチＳ３をタイミングｔ１でＯＦＦからＯＮに切り替えて（即ち、ＯＦＦ電圧を示すパルス信号に代えて、ＯＮ信号の供給を開始して）、コイルＣ３を通電してステータ極部ＳＰ３を励磁させる。別言すれば、タイミングｔ１の直後では、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３がＯＮであり、スイッチＳ４がＯＦＦであり、３個のステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３が励磁され、ステータ極部ＳＰ４が励磁されていない。そして、制御回路６は、タイミングｔ１から所定時間が経過したタイミングｔ２で、スイッチＳ１、Ｓ３をＯＮからＯＦＦに切り替えて（即ち、ＯＮ信号の供給を停止して）、コイルＣ１、Ｃ２の通電を遮断する。さらに、制御回路６は、タイミングｔ２で、スイッチＳ２をＯＮに維持して（即ち、ＯＮ信号の供給を維持して）、コイルＣ２の通電を維持する。これにより、ロータ２のＮ極がコイルＣ２によって励磁されているステータ極部ＳＰ２引きつけられて、ロータ２が停止する。
【００２３】
図１を再び参照して、図３に示す制御方法によるロータ２の挙動を説明する。タイミングｔ１では、ロータ２のＮ極は、ステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２の間で回転方向Ｒに回転している。タイミングｔ１で停止信号が検知されると、スイッチＳ１、Ｓ２はＯＮを維持するとともに、スイッチＳ３はＯＦＦからＯＮに切り換わる。ここで、コイルＣ３は、ステータ極部ＳＰ１を励磁するコイルＣ１と中間点Ｍ１を介して接続されている（図２参照）。コイルＣ３に流れる電流は、中間点Ｍ１を挟んでコイルＣ１を流れる電流と逆向に流れるので、コイルＣ３は、コイルＣ１の励磁方向と逆向に励磁する。即ち、コイルＣ３は、コイルＣ１に発生している磁束を打ち消すように磁束を発生させる。この際、コイルＣ１は、タイミングｔ１の直前の磁束を維持するように、一時的に磁束を増幅させる。これにより、コイルＣ１の磁力がコイルＣ２の磁力より一時的に大きくなり、ステータ極部ＳＰ１の磁力がステータ極部ＳＰ２の磁力より一時的に大きくなる。ここで、ステータ極部ＳＰ１は、ステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２のうちの回転方向Ｒの後退側に位置している。ロータ２のＮ極は、タイミングｔ１の直後に後退側に位置しているステータ極部ＳＰ１に引きつけられる。これにより、ロータ２が回転方向Ｒの進行側に位置しているステータ極部ＳＰ２に到達する前にロータ２の回転にブレーキがかかる。
【００２４】
そして、スイッチＳ２は、タイミングｔ２でＯＮを維持し、スイッチＳ１、Ｓ３は、タイミングｔ２でＯＮからＯＦＦに切り換わる。ロータ２の回転エネルギは、タイミングｔ１の直後のブレーキにより減少する。回転エネルギが減少した状態で、ロータ２のＮ極がステータ極部ＳＰ２に引きつけられ、ロータ２が停止する。
【００２５】
図４は、従来の制御方法において各スイッチに供給される信号のタイムチャート及びステップの推移を示すグラフの一例である。ステップのグラフは、図３と同様である。タイムチャートは、停止信号が検知されるタイミングｔ１まで、図３と同様である。制御回路６は、タイミングｔ１で停止信号を検知すると、スイッチＳ１をＯＮからＯＦＦに切り替えるとともに、スイッチＳ２をＯＮに維持する。これにより、ロータ２のＮ極がステータ極部ＳＰ２に引きつけられ、ロータ２が停止する。
【００２６】
図４の制御方法によれば、タイミングｔ１でステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２の間に位置しているロータ２のＮ極は、タイミングｔ１の直後にステータ極部ＳＰ２に引きつけられる。従来の制御方法では、実施例の制御方法のようにタイミングｔ１の直後にロータ２の回転にブレーキがかからない。このため、ロータ２のＮ極は、ロータ２の回転エネルギがブレーキにより減少することなく、ステータ極部ＳＰ２に到達する。
【００２７】
図５〜図８を参照して、本実施例の制御方法と従来の制御方法を比較する。図５は、図３の制御方法（即ち、本実施例の制御方法）によるロータ２の挙動を示すグラフであり、図６は、図４の制御方法（即ち、従来の制御方法）によるロータ２の挙動を示すグラフである。各グラフは、ロータ２の目標角度を示すグラフＧａ（実線）と、ロータ２の実際の角度を示すグラフＧｒ（実線）と、ロータ２の実際の速度を示すグラフＧｖ（破線）と、を含む。本実施例に対応するグラフに符号「１」を付し、従来に対応するグラフに符号「２」を付す。各グラフに示すように、ロータ２の角度は、タイミングｔ１で停止信号が検知されると、ステータ極部ＳＰ２の位置に対応する角度Ａ２を中心に振動しながら角度Ａ２に収束する。図５、図６に示すように、本実施例の制御方法においてタイミングｔ１から角度Ａ２に収束するまでの収束時間ＣＴ１は、従来の制御方法においてタイミングｔ１から角度Ａ２に収束するまでの収束時間ＣＴ２よりも短い。また、タイミングｔ１の後において図５のグラフＧｖ１と図６のグラフＧｖ２を比較すると、グラフＧｖ１によって示される速度の最大値が、グラフＧｖ２によって示される速度の最大値より小さい。そして、タイミングｔ１の後においてロータ２が収束するまでの回転エネルギを比較すると、グラフＧｖ１から得られる回転エネルギは、グラフＧｖ２から得られる回転エネルギより小さい。また、グラフＧｒ１の角度Ａ２を中心とする振動の振幅の最大値が、グラフＧｒ２の角度Ａ２を中心とする振動の振幅の最大値より小さいことからも、本実施例の回転エネルギが従来の回転エネルギより小さくなっていることが推測される。回転エネルギが減少したことにより、角度Ａ２に収束するまでに消費すべきエネルギも減少し、収束時間が早くなったものと推測される。
【００２８】
また、図７は、図３の制御方法（即ち、本実施例の制御方法）において各コイルＣ１〜Ｃ４に流れる電流値を示すグラフであり、図８は、図４の制御方法（即ち、従来の制御方法）において各コイルＣ１〜Ｃ４に流れる電流値を示すグラフである。図７に示すように、本実施例の制御方法では、タイミングｔ１の直後にコイルＣ１に流れる電流の電流値が急激に増加し、その後に通常の電流値まで低下する。このことから、タイミングｔ１でコイルＣ３の通電を開始したことによって、コイルＣ１が元の磁束を維持するように一時的に磁束を増幅させたことが推測される。即ち、回転方向Ｒの後退側に位置するステータ極部ＳＰ１の磁力が進行側に位置するステータ極部ＳＰ２の磁力より一時的に大きくなり、タイミングｔ１の直後でロータ２の回転にブレーキがかかることが推測される。なお、図８に示すように、従来の制御方法では、タイミングｔ１の直後にコイルＣ１に流れる電流の電流値が急激に増加するような現象は現れない。
【００２９】
上記のように、本実施例の制御方法によれば、従来の制御方法より収束時間を短くすることができる。収束時間が短くなることにより、ロータ２の回転を再び開始するまでの待ち時間を短くすることができる。本実施例の制御方法は、ＥＧＲバルブ１００（図９を参照）を開閉するためのステッピングモータ１０の制御に利用される。ＥＧＲバルブ１００の開度（即ち、エンジンに供給される排気ガスの流量）は、自動車の燃費に関わる。収束時間を短くして待ち時間を短くすることで、ＥＧＲバルブ１００の開度の細かな制御、例えば、停止後に素早く回転を再開する応答性の良好な制御を実現することができ、自動車の燃費向上に寄与することが期待される。
【００３０】
図９は、ＥＧＲバルブ１００の断面図である。図９は、ステッピングモータ１０のステータ４の軸線に沿った断面図である。ＥＧＲバルブ１００のバルブ本体１２は、シャフト１４の一端に接続されている。シャフト１４の他端には、送りねじ１４ａが形成されており、送りねじ１４ａは連結部材１６に形成されている雌ねじに接続されている。なお、シャフト１４の送りねじ１４ａは、図面の見易さのため断面で描かれていない。連結部材１６は、ロータ２に固定されている。ロータ２は、ステータ４の内側に配置されている。ステータ４は、コイルＣ１、Ｃ３が巻回されているボビン４ａと、コイルＣ２、Ｃ４が巻回されているボビン４ｂと、をその軸線方向に沿って並べることにより構成されている。ステータ極部ＳＰ１、ＳＰ３は、ボビン４ａの内周面で回転方向に沿って交互に並んでいる極歯である。ステータ極部ＳＰ２、ＳＰ４は、ボビン４ｂの内周面で回転方向に沿って交互に並んでいる極歯である。端子４ａを介してコイルＣ１〜Ｃ４にパルス信号が供給され、ロータ２が回転すると、連結部材１６の雌ねじに接続されている送りねじ１４ａが回転し、シャフト１４がその軸方向に沿って移動する。シャフト１４の移動により、シャフト１４の一端に接続されているバルブ本体１２がシャフト１４の軸方向に沿って移動する。バルブ本体１２は、排気ガスの流路１８の中間に設けられている縮径部２０を覆うように配置されている。例えば、バルブ本体１２が紙面上側に移動して、バルブ本体１２と縮径部２０との隙間が狭くなると、エンジンに供給される排気ガスの流量が低下する。そして、バルブ本体１２が縮径部２０に当接すると、排気ガスがエンジンに供給されなくなる。本実施例の制御方法によってステッピングモータ１０の回転を制御して、ＥＧＲバルブ１００のバルブ本体１２の移動を制御することにより、排ガスの流量を細かく調整すること、例えば、排ガスの供給を停止した直後に素早く排ガスの供給を開始することができる。これにより、自動車の燃費向上に寄与する。
【００３１】
（対応関係）
ステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ４が、「複数個のステータ極部」の一例である。図３のスイッチＳ１、Ｓ２に対応するステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２が、「２個の励磁ステータ極部」の一例である。ステータ極部ＳＰ１、ステータ極部ＳＰ２、ステータ極部ＳＰ３が、それぞれ、「後退側ステータ極部」、「進行側ステータ極部」、「特定のステータ極部」の一例である。コイルＣ１、コイルＣ２、コイルＣ３が、それぞれ、「第１のコイル（他のコイル）」、「第２のコイル」、「特定のコイル」の一例である。
【００３２】
以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、本明細書が開示する制御方法及びステッピングモータは、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００３３】
（１）上記の実施例では、制御回路６は、タイミングｔ１から所定時間が経過した後のタイミングｔ２で、コイルＣ１、Ｃ３の通電を遮断する。これに代えて、タイミングｔ１から次にロータ２の回転を開始するまで、各コイルＣ１〜Ｃ３の通電を維持して、各ステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ３の励磁を維持してもよい。図１に示すように、４相ステッピングモータでは、タイミングｔ１の後に励磁しているステータ極部ＳＰ１〜ＳＰ３のうち、ステータ極部ＳＰ２は円弧の中心に位置し、ステータ極部ＳＰ１、ＳＰ３は当該円弧の両端に位置する。このため、タイミングｔ１から所定時間が経過した後において、ステータ極部ＳＰ１の磁力とステータ極部ＳＰ３の磁力は相殺され、ロータ２のＮ極は、ステータ極部ＳＰ２に引きつけられる。従って、ロータ２は、タイミングｔ２でコイルＣ１、Ｃ３の通電を遮断せずに、ステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２を励磁していても、ステータ極部ＳＰ２の位置により定まる角度で停止する。なお、ロータ２を当該角度で停止させるためには、コイルＣ２を通電すればよく、コイルＣ１、Ｃ３の通電は不要である。上記の実施例では、不要な通電を停止して、ロータの停止に必要な通電のみを維持することができる。
【００３４】
（２）上記の実施例では、停止信号が検知されるタイミングｔ１で励磁しているステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２の励磁が維持される。しかしながら、停止信号が検知される場合に、励磁されるステータ極部は、停止信号が検知されるタイミングｔ１で励磁されているステータ極部ＳＰ１、ＳＰ２でなくてもよい。例えば、停止信号が検知されるタイミングｔ１より後のタイミングで励磁されているステータ極部、例えば、ステータ極部ＳＰ２、ＳＰ３を励磁してもよい。そして、当該タイミングで後退側のステータ極部ＳＰ２を励磁するコイルＣ２と中間点Ｍ２を介して接続されているコイルＣ４の通電が開始されてもよい。本変形例では、タイミングｔ１より後のタイミングで励磁されているステータ極部ＳＰ２、ＳＰ３が、「２個の励磁ステータ極部」の一例である。
【００３５】
（３）上記の実施例は、回転方向Ｒで隣り合うステータ極部（例えば、ＳＰ１、ＳＰ２）を所定時間に亘って順次に励磁することによって、２個のステータ極部が同時に励磁されるタイミングと１個のステータ極部のみが励磁されるタイミングとが交互に到来する、いわゆる１−２相励磁方式により回転するステッピングモータの回転の停止にも採用することができる。例えば、停止信号が検知されたタイミングで、２個のステータ極部が励磁されている場合には、上記の実施例と同様に、当該２個のステータ極部を含む３個のステータ極部を励磁して、ロータを停止させてもよい。また、当該タイミングで１個のステータ極部が励磁されている場合には、当該１個のステータ極部の次に励磁される２個のステータ極部が励磁された後に、上記の実施例と同様に、当該２個のステータ極部を含む３個のステータ極部を励磁して、ロータを停止させてもよい。また、当該タイミングで１個のステータ極部が励磁されている場合には、上記の実施例の制御方法を実行せずに、１個のステータ極部を励磁して、ロータを停止させてもよい。
【００３６】
（４）上記の実施例は、４相以上の複数の相（例えば、５相、６相等）に対応する複数個のステータ極部を備えるステッピングモータの制御に採用してもよい。
【００３７】
（５）上記の実施例では、コイルＣ１、Ｃ３は、１個のコイルを中間点Ｍ１で分割した２個のコイルである。これに代えて、コイルＣ１、Ｃ３は、別々のコイルであってもよく、コイルＣ３は、コイルＣ３が通電された場合に、コイルＣ１の磁力が増強されるように配置されていればよい。例えば、コイルＣ３がコイルＣ１の磁束を打ち消すような磁束を発生するように配置されていてもよい。この場合、コイルＣ３が通電されると、コイルＣ３で発生する磁束によって、コイルＣ１の磁力が一時的に増強されてもよい。例えば、コイルＣ１、Ｃ３が、各コイルＣ１、Ｃ３の電源に接続されている端部が互いに対面するように配置されていればよい。
【００３８】
（６）上記の実施例では、タイミングｔ２で、スイッチＳ１、Ｓ３をＯＮからＯＦＦに切り替えて、タイミングｔ２で、スイッチＳ２をＯＮに維持することによって、ロータ２のＮ極が、ステータ極部ＳＰ２に引きつけられて、ロータ２が停止する。これに代えて、タイミングｔ２で、スイッチＳ１、Ｓ２をＯＮからＯＦＦに切り替えて、タイミングｔ２で、スイッチＳ３をＯＮに維持することによって、ロータ２のＮ極が、ステータ極部ＳＰ３に引きつけられて、ロータ２が停止してもよい。
【００３９】
（７）上記の実施例では、ステータ極部は、極歯である。これに代えて、ステータ４の内周面の内側に回転方向に沿って並ぶ４個の突起が設けられており、各突起に各コイルＣ１〜Ｃ４が巻回されていてもよい。そして、当該４個の突起のセットが、ロータ２の回転方向Ｒに沿って、複数回に亘って繰り返されていてもよい。本変形例では、突起が、「ステータ極部」の一例である。
【００４０】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
２              ：ロータ
４              ：ステータ
４ａ            ：端子
６              ：制御回路
８              ：直流電源
１０            ：ステッピングモータ
１２            ：バルブ本体
１４            ：シャフト
１４ａ          ：送りねじ
１６            ：連結部材
１８            ：流路
２０            ：縮径部
１００          ：ＥＧＲバルブ
ＳＰ１〜ＳＰ４      ：ステータ極部
Ｃ１〜Ｃ４      ：コイル
Ｓ１〜Ｓ４      ：スイッチ
Ｍ１、Ｍ２      ：中間点
Ｔ１、Ｔ２      ：一端
Ｔ３、Ｔ４      ：他端
Ｇａ１、Ｇａ２  ：目標角度のグラフ
Ｇｒ１、Ｇｒ２  ：実際の角度グラフ
Ｇｖ１、Ｇｖ２  ：速度のグラフ
ＣＴ１、ＣＴ２  ：収束時間
ｔ１、ｔ２      ：タイミング
【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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