JPS62206248A - 車両用スロツトル弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両エンジンに空気を供給するスロットル弁を
モーターを用いて駆動する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来スロットル弁はアクセルペダルの、動きに応答する
ようにアクセルペダルとスロットル弁との間が機械的な
連結機構によって連結されている。

しかし近年においては、機械的な連結手段に代わり、モ
ーターで直接スロットル弁を駆動する試みが考えられて
いる。この試みはスロットル弁をアクセルペダルの信号
だけでなく、他の外部信号によっても制御したいという
ような要望のためには特に重要となる。

しかしこのような直接モーターで駆動するスロットル弁
においては、次の問題を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

スロットル弁を駆動するためにはその耐久性や火花発生
等の安全上の問題からブラシレスモーターにすることが
好ましい、しかしブラシレスモーターにするためには、
このモーターの回転子の回転を検出するための回転セン
サーが必要となり、このためホール素子を用いた回転位
置検出センサーやレゾルバ−等のセンサーが用いられる
。しかしながら、ブラシレスモーターにこのような回転
センサーを設けることはコストアップの要因になり、か
つ構造が複雑になって信頼性の低下にもつながる。そこ
で本発明はブラシレスモーターを用いてスロットル弁を
直接駆動するものにおいて、ブラシレスモーター専用の
回転位置検出センサーを省略する車両用スロットル弁駆
動装置にすることを９的とする。

〔発明の概要〕

このため本発明はブラシレスモーター専用の回転センサ
ーの代わりに既存のスロットルセンサーを用いたもので
ある。すなわちこの種の車両用スロットル弁はスロット
ル弁の回動角を検出して、車両エンジンに供給される空
気量を把握し、車両エンジンに供給する燃料の量を決定
してエンジン制御を行うためにスロットル弁の回動角度
を検出するスロットルセンサーが用いられている。よっ
て本発明はこのスロットルセンサーの出力信号をブラシ
レスモーターの回転のための信号としても利用すること
により、ブラシレスモーター専用の回転センサーを廃止
するものである。

これを第１１図を用いて説明すると、配管６０を介して
車両エンジン４０内に空気が取り込まれ、この空気の量
を制御するために、スロットル弁２が設けられている。

このスロットル弁２の回ａ角度はスロットルセンサー４
によって検出され、この回動角度すなわち配管６０内を
通る空気量に対応した信号を燃料制御装置４１が取込み
、この空気量に見合った燃料を車両エンジン４０に与え
るべく演算処理して、燃料の量を制御している。アクセ
ル手段３０となる例えばアクセルペダルはアクセルセン
サー３１と結合関係にあり、アクセル手段３０は踏み込
まれるとアクセルセンサー３１はその踏み込み角度に応
じた信号を制御回路７０に入力する。スロットルセンサ
ーの出力は燃料制御装置４１に用いられるとともに、制
御回路７０にも入力される。そしてこの制御回路７０は
アクセル手段３０の踏み込み角に応じたアクセルセンサ
ー３１からの信号とスロットルセンサー４からの信号と
を取込み、演算処理してモーター６を駆動する信号をモ
ーター６に出力する。これによりモーター６は直接スロ
ットル弁２を駆動すべく正。

逆回転するのである。

そして制御回路は、スロットルセンサーからの回動角信
号とアクセル手段からのアクセル信号との偏差を求める
手段を有し、この偏差からストツロル弁を回動すべき方
向を決定する手段を有す。

また前記偏差からスロットル弁を回動する回動角速度を
決定する手段を有し、これによりモーター６を駆動する
ものである。

〔作用〕

スロットルセンサー４はスロットル弁２の回動角を時々
刻々把握して、スロットル弁が現在どの位置にあるのか
を検出する。この事はスロットル弁と連結されたモータ
ーの回転子がモーターのステータに対してどのような角
度位置になっているのかを示す信号でもある。よってこ
のスロットルセンサー４の出力を利用すれば、モーター
の回転子がモーターのステータに対してどのような回動
角度位置にあるのかを判別する手段としても使えること
になる。そしてこのようなスロットルセンサー４は燃料
制御装置４１を用いて、燃料量を制御する車両エンジン
システムにおいては、一般的に採用されているものであ
るので、何ら特別なセンサーを追加することなく、モー
ターの制御が可能となる。

次にアクセルセンサーは運転者が操作したアクセル量を
検出し、時々刻々制御回路７０に入力している。スロッ
トル弁２としては少なくともアクセル手段３０からの指
令に応じて自身の回動位置を制御されなければならない
。このため制御回路７０はアクセルセンサー３１からの
出力信号とスロットルセンサー４の出力信号とを取込み
、その偏差を求めている。

この偏差の意味するところは、スロットル弁２の現在の
回動位置とこれから回動変位して落ち着くべき位置との
差である。この差は時々刻々変化するものであり、この
ような偏差を時々刻々求めることにより制御回路はモー
ター６によりスロットル弁２を動かしてアクセル手段が
要望している落ち着くべき先まで回動ずべく回動方向を
決定することができる。また前記偏差に応じてモーター
の回動角速度を決定することが望ましい。すなわち偏差
が大きい時には回動角速度を速めてすみやかに偏差を縮
めるように作動しなければならない。

また偏差が小さい時はあまり速い回動角速度ではオーバ
ーシュートしてハンチングを起こす恐れがある。よって
偏差に対応した回動角速度を決定する手段があれば、き
わめてスムーズな制御が可能となるのである。

〔発明の効果〕

上述により本発明においては、ブラシレスモーターを用
いてスロットル弁を駆動することができるので刷子部分
がないため火花等が発生せず、安全でありまた耐久性が
向上する。さらに既存のスロットルセンサーをブラシレ
スモーター用の回転センサーとして兼用しているので、
部品点数が少なくなり、構造が簡単になって信頼性が向
上する。

またコストも低減されるという優れた効果がある。

〔実施例〕

第１図（１１）、　（ｂ）は車両エンジンに空気を供給
するスロットルボデー１部分の断面を示すものであり、
第１図（ａｌにおいて、空気は紙面と垂直方向にスロッ
トルボデーｌ内を流れる。２はスロットル弁であり、ス
ロットルボデー１内の穴１ａをほぼ閉塞している。スロ
ットル弁は回動軸３を持っており、該回動軸はスロット
ルボデー１に軸支されている。

４はスロットルセンサーであり、センサー人力軸５を持
っており、このセンサー人力軸５の回動角に応じて回動
角信号すなわち出力電圧を発生する周知の可変抵抗器型
のものである。スロットル弁２の回動軸３の両端には穴
が開けられており、この穴の中にセンサー人力軸５が挿
入され、ピン゛で回動軸３と固定され、センサー人力軸
５と回動軸３は一体に回動するようになっている。なお
この回動軸３とセンサー人力軸５との連結構造は種々の
構成を作用できる。

次に、６はモーターであり、モーター出力軸７を持って
おりこのモーター出力軸７は回動軸３の穴内に挿入され
、ピン８で固定されている。

モーター６はエンドフレーム９０とステータハウジング
１０とを持つ円筒状の外形を有し、１１はステータコア
、１２はステータコイル、１３は軸受であり、モーター
出力軸７をエンドフレーム９０に回動自在に軸支するも
のである。

モーター６の回転子１５は永久磁石１６とこの永久磁石
１６の両側面に接合された金属板１７とを持っている。

このモーターはブラシレスモーターであり、固定子すな
わちステータ側に多相巻線が巻回されたものであり、こ
の一実施例においては固定子側に三相巻線が巻回されて
いるものである６次にこのモーターの回転原理について
説明する。

第２図（ａｌ、　（ｂ）、　（Ｃ）は回転原理を示すも
のであり、第２図（ａ）においてＵ”、Ｕ−等は各巻線
の巻始めと巻終りを示している。すなわちＵ＋は三相の
うちのＵ相の巻始めを示し、Ｕ−はＵ相の巻終りを示し
ている。そしてＸ印はステータコイル１２の電流の流れ
る向きを示し、紙面と垂直に手前から向こう側に流れる
ことを示している。またＮ、　Ｓは回転子１５の永久磁
石１６の周面に着磁された極性を示している。またφ１
はコイルによって作られる磁束、φ２は他方のコイルに
よって作られる磁束、φ０は合成磁束を示している。

第２図（Ｃ）はステータコイル１２のＵ相、■相。

Ｗ相に印加される電圧波形図であり、このモーターを連
続回転させる場合の波形図である。従って連続回転でな
く、３６０”以内の回動範囲で使用する場合にはこの波
形のごく一部を使用することになり、ａ点からｂ点まで
の範囲は電気角で６０゜の範囲を示している。いま点Ａ
すなわち時刻への時の電圧波形を見ると、第２図（Ｃ）
のごとくＵ相のみが正極であり、■相とＷ相とは共に負
極である。

従ってこの時刻Ａにおける各相の電流の方向は第２図（
ａ）のとおりとなる。そしてこのコイル１２に流れる電
流により合成磁束φ０が生じ、このφＯが回転子１５は
貫通する。よって回転子１５は矢印Ｒ１方向に回転する
。

次に、第２図（Ｃ）のＢ点について電圧波形を調べると
Ｗ相のみが負極であり、Ｕ相、■相は正極である。よっ
てステータコイル１２の電流分布は第２図（ｂ）のよう
になり、合成磁束φＯは傾斜した方向となる。よって回
転子１５４ｒφ０に応じて機械角で６０″回動じた位置
に存在する。

上述のごとく例えば電気角６０”の範囲内で三相交流波
形に基づく電圧をＵ相、■相、Ｗ相の各ステータコイル
に印加することにより、回転子１５を機械角６０°の範
囲で回動させることができる。もちろん電気角６０’に
限らず、任意の回動角度内で回転子の回動角を制御する
ことができるものである。またモーターの構造によって
は電気角と機械角とが異なる角度になることはもちろん
であり、そしてこの場合Ａ点からＢ点に至るまでの間に
各Ｕ相、■相、Ｗ相には第２図（Ｃ）に示したごとく時
間の経過について電圧振幅が変化する電圧波形を印加し
なければならない。また電圧振幅と共に極性も反転する
場合があることも第２図（Ｃ）で明らかである。

なお、次に述べる制御回路の一実施例においては第２図
（Ｃ）の振幅の異なる電圧を得るために、直流電圧をＰ
ＷＭ　（パルス中度ｆｆ１）　して時々刻々変化する実
効値をもつ電圧を得ている。また極性を変化させるため
にコイルにトランジスタからなるブリフジ回路を接続し
、コイルに流れる電流の向きを反転させている。

第３図はモーターのステータコイルおよびこのステータ
コイルに電圧を印加する制御回路並びにスロットルセン
サー等を模式的に示す全体結線図である。

第３図において破線の部分で囲ったところはステータコ
イル１２の部分に電圧を振幅変調しながらかつ極性を変
えて印加する部分を示している。

以下この部分をＵ相ブロック、Ｖ相ブロックおよびＷ相
ブロックとして説明する。なお、Ｕ相ブロックは具体的
に示したが、■相ブロックとＷ相ブロックとは省略して
図示した。Ｖ相プロ・７りとＷ相ブロックは構造上Ｕ相
ブロックと同一のものである。

以下Ｕ相ブロックの中を説明する。１２はステータコイ
ル１２のＵ相の部分であり、このコイル部分１２の一端
は中性点２０に接続されている。

また他端はトランジスタ２１．２２部分に接続されてい
る。従ってステータコイル１２はＵ相、■相、Ｗ相の一
方のコイル端が中性点２０に接続されたＹ結線構造を持
つものである。

２３は第１バツテリ、２４は第２バツテリであり、直列
接続されその中間点はアースされている。

２５．２６はダイオード、２７はトランジスタ２１．２
２にベース電流を供給する増幅回路である。

そしてＵ相のコイル１２の巻始め部分すなわちトランジ
スタ２１．２２側から巻終りとなる中性点２０側に電流
を流したい時には、トランジスタ２１がＯＮＬ、逆に中
性点２０側からコイル１２のトランジスタ側に電流を流
したい時にはトランジスタ２１はＯＦＦしており、トラ
ンジスタ２２がＯＮとなる。すなわちこの時は第２バツ
テリ２４の＋側からアースを経由し、中性点２０を通っ
てコイル１２に流れ、さらにＯＮしたトランジスタ２２
を通って第２バツテリ２４の一側に電流が流れるもので
ある。

またコイル１２に加える電圧の振幅を増減させるために
トランジスタ２１．２２はＯＮＬでいる期間のパルス幅
が次々に変化するＰＷＭ制御がなされる。すなわち例え
ばＵ租コイル１２にトランジスタ側から中性点２０側に
所定の実効値を持った電圧を印加したい場合にはトラン
ジスタ２１が所定のデユーティ−でＯＮ、ＯＦＦする。

この場合高い電圧を加える時にはパルス幅が長くなるこ
とはもちろんである。

第３図において３０はアクセルペダルであり、車両の運
転者によって操作されるものである。３１はアクセルセ
ンサーであり、アクセルペダル３０の踏み込み角を電圧
信号に変換する可変抵抗器である。４は前述したスロッ
トルセンサーであり、スロットル弁の回動角を検出し、
それを電圧信号に変換して車両エンジン４０の燃料量を
制御する燃料制御装置４１に供給する。そして燃料制御
装置４１はスロットルセンサーからの回動角信号に基づ
いて、車両エンジン４０に供給される空気量を予想し、
演算処理により燃料量を決定して、車両エンジン４０に
供給する燃料の量を制御するものであり、例えば周知の
電子燃料噴射制御装置である。４２．４３はＡ／Ｄ変換
器である。４４はマイクロコンピュータであり、周知の
ごとく内部に入出力を制御するＩ　１０．プログラムメ
モリー。

データメモリー、クロック信号発生器、中央演算処理装
置（ＣＰＵ）等を持つものである。４５はＰＷＭ用ドラ
ドライバーる。

次に第４図は第３図に述べたアクセルセンサーの出力電
圧特性図であり、横軸にアクセルペダル３０の踏み込み
角を取り、縦軸に出力電圧Ｖａｐを取ったものである。

なお、アクセルセンサーは一種の可変抵抗器であり、定
電流回路によりこの可変抵抗器に定電流が供給されると
、このセンサーの出力端にアクセル踏み込み角に応じた
電圧降下すなわち出力電圧を与えるものである。

第５図はスロットルセンサーの出力電圧特性図であり、
スロットル弁２の回動角度に応じた出力電圧Ｖｓｐを出
力する。そしてスロットル弁２の回動角度は構造上最大
で９０°であり、出力電圧は直線的に出力されるものと
する。

マイクロコンピュータ４４のプログラムについて第６図
等を用いて説明する。まずスタートするとステップ１０
０においてその時の第４図、第５図に示したＶａｐ、Ｖ
ａｐを読み込む。このＶｓｐはスロットルセンサー出力
電圧であり、Ｖａｐはアクセルセンサー出力電圧である
。

次にステップ１０１に進み、ＶａｐとＶｓｐとが等しい
かどうかを判定する。等しくない時すなわちスロットル
センサー出力電圧とアクセルセンサー出力電圧との間に
差があり、アクセルペダルの支持する位置にスロットル
弁が位置していない時には、ステップ１０２に進み、一
時期前のスロットルセンサー出力電圧Ｖｓρ。からこの
ステップ１０２の時のいまのスロットルセンサー出力電
圧Ｖ　ｓｐｎを引いてそれに比例定数Ｋを乗算し、その
結果をθｓｐとする。

次にステップ１０３に進み、ステップ１００の時に読み
込んだＶａｐからＶｓｐを引き、この差の値をＶｅとす
る。このＶｅはアクセルセンサー出力電圧からスロット
ルセンサー出力電圧をひいたものであるから、アクセル
指令に対する偏差を表している。

次にステップ１０４に進み、前述のアクセル指令に対す
る偏差Ｖｅからθを求めて記憶する。

次にステップ１０５に進み、前述のθからステップ１０
２で求めたθｓｐを引算し、その差をθｅとして記憶す
る。

なおステップ１０４のθはＶｅから求めたのでアクセル
指令に対する偏差に対応したモーター出力軸回動角速度
の指令値に相当するものである。

またθｓｐは単位時間あたりのスロットルセンサー出力
電圧の変化量に比例したセンサー人力軸の回動角に相当
するものである。よってその差であるθｅはモーター出
力軸回動角速度の指令値に対する偏差ということができ
る。

次にステップ１０６に進み、前述のようにして求めたＶ
ｅの値からＶｅが正の値であるのか負の値であるのかを
判別する。そしてＶｅ＞Ｑ又はＶｅ＝０の時はステップ
１０７に進み、正転指令を発し、モーターを正転させる
。一方Ｖｅが負の値である時には、逆転指令を出しモー
ターを逆転させる。なお、この正転指令、逆転指令はコ
ンピューター内のメモリーに指令値として記憶されてい
る。

なお、以上のステップにおいてステップ１０１において
Ｖａｐ＝ＶｓｐＯ時にはスロットル弁を動かす必要がな
い時である。すなわち、この時にはＶａｐ＝Ｖｓｐとな
るようにスロットルセンサーとア　。

クセルセンサーの出力電圧の値を決定しである。

すなわち、スロットルセンサー出力電圧とアクセルセン
サー出力電圧とはスロットル弁を動かす必要がない時に
は、Ｖｓｐ＝Ｖａｐとなるように、互いの出力電圧をマ
ツチングさせているのである。そして、ステップ１０１
においてＶａｐ＝Ｖｓｐとなった場合には、ステップ１
０９に進み、モーターのステータ側と回転子との間に保
持トルクが作用するようにステータコイルに電圧を印加
する。この電圧の印加の状態すなわちＵ、Ｖ、Ｗの各相
にどのような極性のどのような電圧振幅の大きさの電圧
をかけるのか、ここでは説明を省略するがステータ側に
対して現在回転子が取っているその位置の状態でお互い
の間に保持トルク（ホールディングトルク）が発生する
ように、ステータコイル電圧が加えられるのである。そ
してこのホールディングののちにふたたびステップ１０
０に戻る。そしてスロットル弁を動かす必要がない時に
はステップ１００，１０１．１０９間を循環し、モータ
ーの回転子にはホールディングトルクが働くので回転子
はその位置を保持し、不用意に回転することはなくなる
。つまり、例えば第２図（ｂ）のごとき位置に回転子１
５をホールドさせたい時には、第２図（ＣｌＯＢ点の時
の各相電圧をステータコイル１２に印加すればよいので
ある。

次にステップ１０９のさらに詳細な説明を行う。

第７図（ａ）、　（ｂｌ、　（Ｃ）はコンピューター４
４内のＲＯＭ内のデータとして記憶されたＵ相データ。

Ｖ相データ、Ｗ相データであり、第２図（Ｃ）の三相交
流電圧波形の一部に相当するものである。そして横軸に
はこのデータのアドレスをとり、縦軸には電圧振幅に比
例したデータを取っである。そして横軸のアドレス００
はスロットル弁２が閉じている状態に対応しており、ア
ドレスＦＦはスロットル弁２が全開している場合に対応
している。そしてスロットル弁がどのような回動位置に
あるが第５図のスロットルセンサーの出力電圧Ｖｓｐで
知ることができる。すなわち、閉じている時が００であ
り、全開の時が９０°に相当する。よって第６図のステ
ップ１０９においてはＶａρ＝Ｖｓｐと判断された時に
その時のスロットルセンサーの出力電圧Ｖｓｐに対応し
たスロットル弁開度のＵ相、■相、Ｗ相の各データを第
７図に示したごときＲＯＭ内のデータから読みだし、こ
のデータに所定の比例定数を乗じて、これをコンピュー
タ４４から第３図のＰＷＭ用ドラドライバー力するデー
タとするものである。ＰＷＭ用ドラドライバ一種のＤ／
Ａ変換器であり、コンピューター４４から与えられたデ
ィジタルデータすなわち第７図ｔａ）、　ｌｂ）、　Ｉ
Ｏ）に示した現在のスロットル弁の開度に対応している
各相データのディジタル信号が入力される。そしてＰＷ
Ｍ用ドラドライバーのディジタル人力に対応したアナロ
グ出力すなわちパルス幅変調された矩形パルス列からな
るアナログデータを増幅回路２７に加えるものである。

つまり、コンピューター４４の１１０５０からは第６図
のステップ１０９においてホールディングさせるための
各相データがディジタル信号として出力され、このディ
ジタル信号はＰＷＭ用ドラドライバー４５ってアナログ
出力に変えられる。

そしてこのアナログ出力はパルス幅の変化する矩形パル
スからなり、この矩形パルスは増幅回路２７によって増
幅されて、トランジスタ２１または２２に加えられるも
のである。

すなわちＰＷＭ用ドラドライバー４５力は第７図（ａ）
、　（ｂ）、　（Ｃ）に示したごとき振幅の波形および
極性に対応するパルス幅変調されたパルス列信号が出力
されるのである。そして増幅回路２７はこのパルス列を
増幅するとともに、その信号の極性に応じてトランジス
タ２１側かトランジスタ２２側かにベース電流を供給す
るのである。例えばホールディングした時の第７図＋ａ
）のアドレスが８０の位置においては、つまりスロット
ル弁２が半分量いている時にはＵ相データとしてはプラ
スのデータが出力され、■相、Ｗ相はマイナスのデータ
が出力される。またこの場合はＶ相データで最も大きな
振幅を持ったデータとして出力されている。

よってこの時は増幅回路２７はＵ相ブロックのトランジ
スタ２１側のみにＵ相データに対応したデユーティ−を
持ったすなわち実効値をもったパルス幅変調された電圧
をベース人力として与えることになる。

またＶ相ブロック５６では第７図（ｂ）のアドレス８０
に相当するデータが働くので、トランジスタ２２側に相
当するトランジスタに実効値の大きなパルス列が加えら
れる。さらに、Ｗ相ブロック５７には第７図（Ｃ）のア
ドレス８０に相当するデータが作用するので、トランジ
スタ２２側に相当するトランジスタにデユーティ−信号
が送られることになる。これによってモーターのホール
ディングは完了する。

前述のステップ１０４においてＶｅすなわちアクセル指
令に対する偏差からθすなわちモーター出力軸の回動角
速度の指令値を求めるステ・ノブについて詳しく説明す
る。このステップにおいてＶｅからθを求めるためには
ＲＯＭ内に記憶されたデータからθを求めるものであり
、第８図のようなデータをＲＯＭ内に記憶させておくも
のである。

第８図において横軸にはアドレスをとってあり、このア
ドレスはＶｅすなわちアクセル指令に対する偏差に相当
する。そして縦軸のデータはθすなわちモーター出力軸
の回動角速度の指令値に相当する。すなわちこの第８図
のデータからアクセル指令に対する偏差に応じてモータ
ーがいかなる角速度で回転すればよいかを判別するので
ある。そしてこの回転速度でＭＡＸとあるのはモーター
が出し得る最高スピードであり、ＭＩＮとあるのはモー
ターの効率を考慮して定めた最低速度である。

そして中間レベルにおいては、速度がＶｅＯ値に応じて
変化するようにしである。そしてその第８図に示したよ
うな特性を持つテーブルからアクセル指令に対する偏差
Ｖｅに応じた速度指令パターンデータを読取り、これを
ステップ１０４においてθとしたものである。このθは
モーターの回転子がいかなる速度でＶｅの偏差を埋める
べきかを示すものである。すなわち偏差が大きい時はス
ピードを速くし、偏差が少ない時にはゆっくりしたスピ
ードでモーターを駆動して回転子が所定の位置にすみや
かに到達するようにするものである。

次にステップ１０５で演算したθｅはモーター回動角速
度の指令値に対する偏差、つまり現在回動じている角速
度が回動角速度の指令値に対してどの程度隔たっている
かを表すものである。この隔たりが大きい時には、モー
ターの回動角速度の差を縮めるべく現実のモーターの回
動角速度を大きくしたり小さくしたりしなければならな
い。そしてモーターの回動角速度は第７図（ａｌ、　（
ｂ）、　ｆｃ）に示した位相データをロードするスピー
ドに関係している。すなわちいま仮にスロットル弁がア
ドレス８０の位置にある時に、これを正転方向すなわち
矢印Ｃ方向に回転子を回動すべく位相データを進める場
合に、アドレス８０の次のアドレスの位相データを読み
取るまでの時間すなわち次々とアドレスを進めて行くピ
ッチが短ければ短いほど、すなわちすみやかにアドレス
のデータを次々とロードしていく場合には、回転子の回
転は速くなる。

逆に８０のアドレスに回転子がある時次のアドレスのデ
ータを読み込んでモーターに与えるまでの時間が長い時
は、位相データが変化していくスピードが遅くなり、回
転子の回転は遅いものとなる。

よって第７図の位相データを読み取るピッチを速くすべ
きか遅くすべきかによって回転スピードは変わる。また
現在あるスロットル弁の位置の右側のデータを読むか、
あるいは左側のデータを読むかによってローターの正転
、逆転が決定される。

すなわちいまスロットル弁が８０の位置にある時に、次
のデータを第７図（ａ）において矢印Ｃ方向のデータを
読み取ることにすれば、それはローターを正転させるこ
と、すなわちスロットルバルブを開放することであり、
アドレス８０の左側のデータすなわち矢印ＣＣ方向のデ
ータを読むことは回転子を逆転させることであって、こ
れはスロ・ノトル弁を閉じることに相当する。そして第
７図において矢印Ｃ方向のデータを読むべきか、矢印Ｃ
Ｃ方向のデータを読むべきかは、ステップ１０６゜１０
７．１０８によって決定される。またアドレスから次の
アドレスを読み取るまでのピッチすなわち時間間隔を短
くすべきか長くするべきか、すなわち回転子の速度をど
のようにすべきかはステップ１０９で決定される。また
第７図で読み取った位相データすなわちＵ相、■相、Ｗ
相相互間の電圧振幅の比率をもとに、モーターのステー
タコイルのＵ相、■相、Ｗ相に実際にどの程度の振幅の
電圧を加えるか、すなわちモーターの発生トルクの大き
さをどの程度のものにするかは、ステップ１０９によっ
て決定される。

次にステップ１０６においてＶｅが正の値であるか負の
値であるかが決定される。そしてＶｅが正の値である時
、すなわちステップ１０３においてＶａｐの方がＶｓｐ
より大きい時、この時は第４図。

第５図で判明するごとくアクセル開度の方がスロットル
弁の開度より大きいので、モーターはスロットル弁を開
く方向に回転しなければならない。

よってこの時は第７図の位相データは矢印Ｃ方向のアド
レスを次々と読んでいくことになる。すなわちステップ
１０６において’Ｊｅが正の値である時、ｖｅ＞Ｏの時
にはステップ１０７に進み、第７図矢印Ｃ方向にアドレ
スを進ませてスロットル弁を開く方向に回動させる。ま
たＶｅが負の時にはステップ１０８に進み、第７図の矢
印ＣＣ方向のアドレスを読取り、スロットル弁を閉じる
。

すなわちステップ１０７．１０８は第７図の位相データ
において現在のスロットル弁の位置に対応するアドレス
からどちら方向のアドレスを次に呼ぶべきかを指令する
のであって、この指令値はコンピューター内のメモリー
に蓄えておき、後述のステップでそれを使用する。

次にステップ１０９に進み、ステップ１０５で求めたθ
ｅからアドレス送り時間と電圧振幅指令値ＥＡＤを求め
る。アドレス送り時間はアドレスを読み取るピッチを定
めるものであり、これはモーターの回転角速度に影響す
る。ステップ１０４および第８図において速度指令パタ
ーンデータからモーター出力軸回動角速度の指令値θを
読み取ったが、これは速度指令値であり、この速度指令
値に対して現在回転子が速度の遅れを持っているかを知
る必要がある。これはステップ１０５においてθｅとし
て求められた。これは速度の偏差を示すものである。す
なわち速度の偏差が大きければ大きいほど、指令した速
度に対して実際のモーターの速度は遅れているわけであ
るから、アドレス送り時間を小さくしてピッチを速くし
なければならない。よってステップ１０９においては、
速度の偏差θｅから第９図に示すテーブルを用いてアド
レス送り時間を決定する。第°９図は横軸に速度の偏差
θｅをとったものであり、縦軸にアドレス送り時間をと
っである。アドレス送り時間が小さければ小さいほどア
ドレスを送るピッチは速くなり、モーターの回転スピー
ドは向上する。またステップ１０９においては同じく速
度の偏差θｅから電圧振幅指令を第１Ｏ図のテーブルを
用いて読み取る。すなわち速度の偏差が大きければ大き
いほど速度が遅れているわけであり、速いピッチでアド
レスを読みだして増速しなければならない。

またこの時にはモーターは大きなトルクを必要とするの
であるから、速度の偏差が大きければ大きいほどモータ
ーのステータコイルに加わる電圧の振幅を大きくして十
分なトルクが回転子に発生するようにしなければならな
い。そのためステップ１０９においては第１０図のテー
ブルからθｅの速度の偏差に対応した電圧振幅データＢ
ＡＤを読み取る。

次にステップ１１０に進み、ステップ１０９で求めた第
７図の位相データのうち現在のスロットル弁の位置に対
応するアドレスの次のアドレスの位相データにステップ
１０９で求めた電圧振幅指令データＢＡＤを乗算し、こ
の乗算値Ｒをコンピューター４４のｌ１０５０から出力
し、ステップ１１１においてＰＷＭ用ドラドライバー動
するものである。すなわちステップ１１１はＰＷＭ用ド
ラドライバーアウトプットを示している。その後またＡ
印のように初期のＶ　ｓｐ、　　Ｖ　ｓｐ読み込みステ
ップ１００に戻るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す全体構成図であり
、第１図（ａ）は平面方向から見た一部断面図、第１図
（ｂ）は矢印１−１断面図である。第２図（ａｌ、　（
ｂ）、　（Ｃ１は上記一実施例に使用したモーターの回
転原理を示す模式図である。第３図は上記一実施例の全
体電気結線図、第４図は上記一実施例のアクセルセンサ
ーの出力特性図、第５図は上記一実施例のスロットルセ
ンサーの出力特性図、第６図は上記一実施例に使用した
マイクロコンビ二一夕のフローチャート、第７図は上記
一実施例に使用したマイクロコンピュータ内に記憶され
た位相データの特性図であり、第７図（ａ）はＵ相デー
タ、第７図（ｂ）はＶ相データ、第７図（Ｃ）はＷ相デ
ータである。第８図は上記一実施例のコンピューター内
に記憶された速度指令パターンデータの特性図、第９図
は上記一実施例に使用するコンピューター内に記憶され
たアドレス送り時間指令データの特性図、第１０図は同
じく電圧振幅指令データの特性図、第１１図は本発明装
置の概略構成を示した模式図である。 ２・・・スロットル弁、３・・・回動軸、４・・・スロ
ットルセンサー、５・・・センサー人力軸、６・・・モ
ーター。 ７・・・モーター出力軸、１５・・・回転子、１６・・
・永久磁石、２７・・・増幅回路、３０・・・アクセル
ペダル。 ４１・・・燃料制御装置、４０・・・車両エンジン、４
４・・・マイクロコンピュータ、４５・・・ＰＷＭ用　
ドライバー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両エンジンに空気を送り込む配管中に設けられ
   、回動軸を有するスロットル弁、 該スロットル弁の前記回動軸に連結され、前記スロット
   ル弁の回動角を検出し、この回動角に応じた回動角信号
   を出力するスロットルセンサー、前記スロットル弁の前
   記回動軸に連結され、前記スロットル弁の回動角を変化
   させるスロットル弁駆動のためのモーター、 前記スロットルセンサーからの信号より前記車両エンジ
   ンに供給する燃料量を制御する燃料制御装置、 前記スロットル弁を制御するアクセル信号を発生するア
   クセル手段、 少なくとも前記アクセル手段からの前記アクセル信号と
   前記スロットルセンサーからの回動角信号とが入力され
   、前記モーターの出力軸の回動角を制御し、前記スロッ
   トル弁の回動角を制御する制御回路とを備え、 かつ前記制御回路は次の構成を有する。 （ａ）前記スロットルセンサーからの前記回動角信号と
   、前記アクセル手段からの前記アクセル信号との偏差を
   求める手段、 （ｂ）前記偏差から前記スロットル弁を回動すべき方向
   を決定する手段、 （ｃ）前記偏差から前記スロットル弁を回動する回動角
   速度を決定する手段。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の車両用スロットル
   弁駆動装置において、前記モーターは回転子に永久磁石
   を有し、固定子に多相巻線が巻回されたブラシレスモー
   ターからなり、前記制御回路はさらに次の構成を有する
   。 （ｄ）前記多相巻線に印加する多相交流波形に対応する
   位相指令データを記憶する手段と、 （ｅ）前記偏差に応じて前記位相指令データを出力する
   時間間隔を決定し、前記モーターの速度を決定する手段
   と、 （ｆ）前記偏差に応じて前記位相指令データのアドレス
   の読取り方向を決定し、前記モーターの回動方向を定め
   る手段。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の車両用スロットル
   弁駆動装置において、前記制御回路はさらに次の構成を
   有する。 （ｇ）前記偏差に応じて前記位相指令データからモータ
   ーに印加する各相電圧の実効値を決定する手段。