JPS62291449A - 自動車エンジンスロツトル操作者用適応制御装置 - 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〕 本発明ハ、自動車エンジンのエンジンスロットルを調整
するためのステッパー電動機用電気的サーボ機構装置に
関するものであり、更に特に、サーボ機構の作動中に電
動機の速度とトルクとを最大化する適応性制御装置とそ
の作動の方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ステッパー電動機は位置のサーボ機構制御の用途によく
適している。それは、主として、ステツ・ξ−電動機が
ディジタル制御装置に容易にインターフェースし、回転
子の位置センサを使用しないで機械的負荷を確実に位置
決めすることができるからである。回転子は、多数の離
散的な回転位置の任意の位置で安定であり、制御可能な
速度、すなわち周波数で固定子巻線の付勢を順次的に進
めることによシ、ステップ・バイ・ステップの仕方で順
方向または逆方向に駆動される。従って、実質的に位置
ドリフトがなく、回転子の位置は固定子巻線の進みの履
歴に関係して決定されうる。

多くの用途において、目的は、機械的負荷を所望位置に
最も短時間で確実に動かすことである。

ステッパー電動機システ°ムにおいては、それは、回転
子が、固定子巻線の付勢と回転子の位置との同期を失な
うことなしにできるだけ早く駆動されなければならない
ことを意味する。この点に関する臨界的な電動機特性は
プルアウト・トルク、すなわち回転子に同期を失なうこ
となく加えられうる最大負荷トルクである。負荷トルク
がプルアウト・トルクを越える場合は位置の誤差が発生
する。

典型的には、プルアウト・トルクは回転子速度の増大と
ともに減小し、そのためサーボ機構の応答速度を実効的
に制限する。自動車のエンジンスロットルの正確な位置
制御は、該負荷が走行の範囲にわたって可変であるので
特に困難である。自動車の速度制御のような一定のスロ
ットル制御の用途においては、自動車の運転者がアクセ
ルペダルリンク機構を経由してサーボ機構を乱暴に扱う
ので負荷変動は特別に太きい。従来の取り組み方は、位
置の正確さと応答速度との間を妥協することである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の主目的は、位置指令に従って著るしい位置誤差
を受けずに自動車エンジンのエンジンスロットルを迅速
に位置決めするためのステッパー電動機制御用の改良さ
れた電気的サーボ機構装置を提供することである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

このために、機械的負荷を位置決めする電気的サーボ機
構装置の運転方法において、該電気的サーボ機構装置が
、所定の１順序で付勢され固定子用回転磁界を展開する
複数の固定子巻線と、前記機械的負荷に動力を伝えるよ
うに接続され、前記固定子用回転磁界と同期して回転す
る傾向がある磁界を有する永久磁石とを有するステッパ
ー電動機と、前記固定子巻線を電動機速度指令に従って
決定された速度で順次的に付勢して、前記機械的負荷を
位置指令に従って位置決めするために前記永久磁石回転
子を回転可能に駆動するコンピュータを基礎とする制御
装置とを具備する前記機械的負荷を位置決めするための
電気的サーボ機構装置の運転方法は、 電動機の運転開始の際に前記電動機速度指令を所定の始
動速度に初期化するステップと、その後に各固定子巻線
の付勢の間に、 付勢されようとする固定子巻線における逆起電力の電圧
の交叉が、前記永久磁石回転子の磁界と前記固定子巻線
との不整列の程度に関係する点で発生するのを検出する
ステップと、 前記ステッパー電動機が前記回転子磁界と前記固定子磁
界との間の同期を実質的に失なうことなく電動機の回転
に対抗するトルクにおける所定の変化レベルに耐えうる
経験的に導かれた不整列量に対応する所望の交叉からの
検出された交叉の偏差に関係して電動機速度の補正を決
定するステップと、 実際の交叉を駆動して所望の交叉に一致させるように前
記速度指令を前記電動機速度の補正に関係して調整し、
それＫより電動機速度が打ち勝たなければならないトル
クに従って前記電動機速度を適応性よく制御し、前記電
動機速度をあらゆる負荷状態下の信頼しうる運転に対し
最大化するようにしてなるステップと、 を備える。

また、本発明は上記の方法を実行する電気的サーボ機構
装置を含む。

〔作用〕

この目的及び他の目的を達成するために、本発明の電気
的サーボ機構装置は負荷変化に伴って固定子巻線の付勢
周波数を適応性よく調整して任意の所与の負荷トルクの
レベルでエンジンスロットルを確実に位置決めするため
の最も速い電動機速度を達成しようとする。ステッパー
電動機が同期を失なうことなく負荷トルクに耐える能力
は消勢された相巻線に誘導された電圧（逆起電力）監視
してその電圧の零電圧交叉を確認することによシ判断さ
れる。

ステッパー電動機は、永久磁石回転子を適度に駆動して
固定子巻線の付勢と整列させるようにする復元トルクを
示し、消勢された固定子巻線の逆起電力の中立電圧の交
叉は不整列の程度の指標である。このような交叉はここ
では中立電圧の交叉まだは電交叉と呼ばれる。永久磁石
回転子が固定子巻線より進んでいる場合は、永久磁石回
転子が固定子巻線よシ遅れている場合よシ該交叉は付勢
周期の中で、より遅れた点で発生する。負荷変化を別に
して、回転子の遅れ量は、電動機速度が増大されるにつ
れて増大される傾向にある。

主題のスロットル制御の用途においては、電動機速度を
最大化することができる一方、永久磁石・回転子が固定
子巻線に経験的に決定された量だけ遅れるようにするこ
とによシ負荷変化の所定のレベル）・て応答する能力を
保持する。経、験的に決定された遅れ量は、測定された
零交叉点が比較される最適零交叉点を規定する。測定さ
れた零交叉点が該最適点よシ遅れて発生する場合は、電
動機速度は速すぎて同期を維持できなく、固定子巻線の
付勢周波数は・電動機速度を下げるために下げられる。

測定された零交叉が最適点より早く発生した場合は、電
動機速度は、依然として同期を維持する一方で増大され
て、回転子巻線の付勢周波数は電動機速度を増大するた
めに増大される。

このようにして、固定子巻線の付勢周波数は変化する負
荷状態に適応性よく調整され、ステッパー電動機はエン
ジンスロットルを信頼性よく位置決めすることを確実に
するため最も早い速度で回転する。

図示実施例においては、コンピュータを基礎とする制御
装置が周期的に誘導電圧波形をサンプリングして零交叉
が先行間隔内に発生したかを決定し、そＧようなサンプ
リングの各々で必要ならば付勢周波数を調整する。この
アプローチは、ここでは、サンプリングシステムと呼ば
れる。これに代わるものとして、コンピュータを基礎と
する制御装置は誘導電圧波形を連続的に測定して零交叉
を検出し、そのような検出の各々で必要ならば付勢周波
数を正すことができる。このようなアプローチは、ここ
では比例システムと呼ばれる。

本発明は、−例として添付図面に関してここに記述され
る。

〔実施例〕

図面について、更に特に第１図についてここで言及する
と、永久磁石回転子１２と、三相のＹ字状に接続された
固定子巻線１４ａ−１４ｃとを有するステッパー電動機
１０が示される。固定子巻線１４ａ　−１４ｃの各々の
１つの端子は自動車用蓄電池１６のプラスの端子に線１
８とイグニションスイッチ加とを介して接続される。固
定子巻線１４ａのもう一方の端子は相駆動回路ｎに接続
され、固定子巻線１４ｂのもう一方の端子は相駆動回路
２４に接続され、固定子巻線１４ｃのもう一方の端子は
相駆動回路２６に接続される。

第１図に示された相駆動回路２２−２６と池の種々の回
路ブロックは、電圧調整器四によシ線（ト）を介して与
えられるような比較的低電圧（ｓＶの如き）で動作され
る。回路のブロックのいくつかにそのような電圧が接続
されることを丸で囲んだ５Ｖの指示で示す。

相駆動回路２２−２６の各々は、電力切換え装置を含み
、該電力切換え装置はコンピュータを基礎とする制御装
置３２によりターン・オン／オンされ、それぞれの固定
子巻線１４ａ−１４ｃを所定の順序で交互に付勢と消勢
とをしてステッパー電動機１０の固定子に回転母界を生
じさせる。相駆動回路２２　２６は実質的に同じであり
、相駆動回路２２が第３図に非常に詳細に示される。同
図に示されるように、相駆動回路ｎは、固定子巻線１４
ａと接地電位との間に線３６を経由して接続された電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）３４とターン・オンの際固
定子巻線１４ａに蓄積された誘導性のエネルギーを循環
させるだめのフリーホイーリングダイオード３８と零交
叉検出回路４０とを備える。電力用ＦＥＴ３４はコンピ
−タを基礎とする制御装置３２により線４２を経由して
バイアスをかけられたり外されたりし、該線４２は電力
用ＦＥＴ３４のゲートにＡＮＤゲート１２４を介して接
続される。

零交叉検出回路４０は、相巻線電圧のオフセットを基準
電圧と比較し、それによυコンピュータを基礎とする制
御装置３２に、線４８上の零交叉指示を与える比較器４
６を備える。巻線電圧は比較器４６の非反転入力端に抵
抗器間と抵抗器５２とからなる電圧分割器を介して加え
られる。基準電圧は抵抗器５４と抵抗器５６とからなる
電圧分割器より規定される。

上記の考えからは、ここで使用される「零交叉」の点は
、誘導相巻線電圧が固定子巻線１４ａ−１４ｃのＹ字状
の、すなわち共通の点における中立電圧と交叉する点と
して規定されることが判るであろう。

図示された実施例において、該Ｙ字状の（共通の）点は
自動車用蓄電池１６の正電圧に保たれ零交叉は誘導電圧
を正の蓄電池電圧と比較することにより検出される。し
かしながら、本発明が、Ｙ字状の点が接地され相駆動回
路２２−２６が固定子巻線１４ａ−１４ｃを正の蓄電池
電圧に選択的に接続する代替実施例へ等しく拡張するこ
とは認識されるべきである。そのような場合には、「電
交叉」は誘導電圧を接地電位と比較することにより検出
されることになる。

ステッパー電動機１０の永久磁石回転子１２は減速歯車
セット及びクラッチアセンブリ６０を介してエンジンス
ロットル６２に機械的（で接続される。戻しはネ６４は
エンジンスロットル６２（共に機械的負荷を規定する。

）を閉の位置に偏倚し、ステツノξ−！　動機１０がエ
ンジンスロットル６２を開けるのにはそのばね力に打ち
勝たなければならない。減速歯車セット及びクラッチア
センブリ６０のクラッチはソレノイド９コイル６６によ
り選択的に作動され永久ａ８回転子１２とエンジンスロ
ットル６２との間の機械的な接続をしたり切ったりする
。ソレノイドコイル６６の付勢はクラッチ制御回路６８
により線６つを経由して制御され、該クラッチ制御回路
６８は第２図に関係して詳細に以下に記述される。上記
の記述に合う減速歯車セント及びクラッチアセンブリは
公開された我々の日本の特許出願の特開昭６１−２７２
４２４＠に詳細に記述されており、ここに参照して岨み
入れる。

参照番号７０は自動車の速度制御に直接関係のある複数
の運転者用入力回路を一般的に示す。各運転者用入力回
路７０はイグニションスイッチ２０の下流側とコンビー
ータを基礎とする制御回路３２との間に接続される。オ
ン／オフスイッチ７２はコンピュータを基礎とする制御
装置３２にＲｅ回路網７４と入力線７６とを介して接続
される。オン／オフスイッチ７２は自動車の速度制御機
能を使用可能または使用不能にするために運転者によシ
作動される。

ブレーキ（ＢＲ）スイッチ７８はコンピュータを基礎と
する制御装置３２にＲｅ回路網８０と入力線８２とを介
して制御される。ブレーキスイッチ７８は通常閉じられ
ていて、自動車の常用ブレーキが作動されているときは
必ず開かれる。設定／惰行（Ｓ／Ｃ）スイッチ８４はコ
ンビーータを基礎とする制御装置３２ＫＲＣ回路網８６
と入力線８８とを介して接続される。Ｓ／Ｃスイッチ８
４は通常開いていて、所望の自動車速度を設定するため
、またはよυ遅い自動車速度に惰行するために瞬間的ま
たは連続的に閉じられる。回復／加速（Ｒ／Ａ　）スイ
ッチ（イ）はコンビーータを基礎とする制御装置３２に
Ｒｅ回路網９２と入力線９４とを介して接続される。Ｒ
／Ａスイッチ９０は通常開いていて、あらかじめ設定さ
れた。速度に回復するため、またはよシ早い自動車の速
度しζ加速するため運転者によって瞬間的にまたは連続
的に閉じられる。

線９６上の自動車の速度信号Ｎｖが入力条件づけ回路９
８に加えられ、該入力条件づけ回路９８は自動車の速度
のフィードバック信号をコンピュータを基礎とする制御
装置３２に入力線１００を介して供給する。第５図に記
述されたように、入力条件づけ回路９８は、５■の給電
によシ抵抗器１０４を介して充電され、自動車の速度信
号Ｎｖによυ抵抗器１０６とダイオード″′１０８とを
介して放電されるコンデンサ１０２を備える。コンデン
サ１１０は過渡現象抑制用である。それによってコンデ
ンサ１０２にかかる電圧は自動車の速度の指示を与え、
演算増幅器１１２の反転入力端に加えられる。電圧分割
器用抵抗器１１４と１１６とによって規定されたオフセ
ット電圧は演算増幅器１１２の非反転入力端に加えられ
る。

従って、入力線１００上の演算増幅器１１２の出力電圧
は自動車の速度Ｎｖのオフセット指示を与える。

監視回路１２０は、通常の方法でコンビーータを基礎と
する制御装置３２と協同して制御装置の不調の発生を検
出する。不調の場合には、監視回路１２０が作動して線
１２２とＡＮＤゲート１２４−１２８を介して固定子巻
線１４　ａ　−１４ｃを消勢し、線１２２とクラッチ制
御回路６８とを介して減速歯車セント及びクラッチアセ
ンブリ６０を解放し、そしてコンビーータを基礎とする
制御装置３２を線１３０を経由してリセットする。第４
図（で示されるように、監視回路１２０ばＲＣ発娠器１
３２とリセット論理回路１３４とを備える。ＲＣ発振器
１３￥＋２５Ｈｚの動作周波数を有し、線１３６上のそ
の出力は排他的ＮＯＲゲ−ト１３８の入力として加えら
れる。ＮＯＲゲート１３８に対するもう一方の入力はコ
ンピュータを基礎とする制御装置３２により線１４０上
に供給される。

ＮＯＲゲート１３８の出力（ｄコン上０ユータを基礎と
する制御装置３２に対して入力として線１４２を経由し
て加えられ、かつ排他的ＮＯＲゲート１４４の入力とし
でもまたＲｅ回路網１４６を介して加えられる。

圧レベルに駆動する。コンピュータを基礎とされた制御
装置３２が応答するまで、排他的ＮＯＲゲート１３８の
出力は、論理零、電圧電位に落ちてＲｅ回路網１４６の
コンデンサを放電させる。

正常動作においては、コンピュータを基礎とする制御回
路３２は線１４２上の電圧遷移に迅速に応答して排他的
ＮＯＲゲート１３８の出力は論理１電圧電位に戻される
。ＮＯＲゲート１３８の出力が時間のほんの短い期間だ
け低いので、コンデンサ１４８は相対的に高い電圧レベ
ルで充電されたまＸであり、排他的ＮＯＲゲート１４４
の出力は論理１電圧電位に維持される。トランジスタ１
５０はＮＯＲゲート１４４の出力に抵抗器１５２を介し
て接続され、該トランジスタは導通状態を保たれ、コン
ビーータを基礎とする制御装置３２のリセット入力（Ｒ
）を実質的に接地電位に保持する。

不調によりコンピュータを基礎とする制御装置３２が線
１４２上の電圧遷移に正しく応答するのを妨げられた場
合は、ＮＯＲゲート１３８は論理零電圧電位の、ま＼で
コンデンサ１４８は実質的に放電されることになる。そ
の結果、ＮＯＲゲート１４４の出力は論理零電圧電位に
落ちる。その時に、線１２２はして減速歯車セット及び
クラッチアセンブリ６０を解放する。その上、トランジ
スタ１５０は非導通にバイアスされ、抵抗器１５４は線
１３０を相対的に高電圧の電位に上昇させコンピータを
基礎とする制御装置３２のリセットを行う。線１４２上
の電圧遷移が発生し続けて、コンピュータを基礎とする
制御装置３２がそれに対して正しく応答している場合は
、監視回路１２０は前節で記述されたように動作する。

第２図に示されたクラッチ制御回路６８はソレノイド６
６の付勢を線６９を経由して制御する。ソレノイドコイ
ル６６の付勢電流はオン／オフスイッチ７２の下流側か
ら線１６０とトランジスタのヱミツターコレクター回路
１６２を介して加えられる。ステッパー電動機１０それ
自体は、オン／オフスイッチ７２が閉じられたときだけ
エンジンスロットル６２の調整をなすことができる。オ
ン／オフスイッチ７２がオフの位置（開）に動かされる
ときは、常にソレノイド９コイル６６は消費され、エン
ジンスロットル６２はアクセルペダルのリンク装置（も
しあれば）と戻しばね６４に依存した位置に戻る。ツェ
ナーダイオード９１６３はソレノイドコイル６６が消勢
されたときにトランジスタ１６２を保護する。

オン／オフスイッチ７２が閉じられるときは、常にソレ
ノイド８コイル６６の付勢は、コンピュータを基礎とす
る制御装置３２により線１６４上に与えられるクラッチ
指令信号と線１６６上のブレーキスイッチ信号とに従っ
て制御される。ブレーキスイッチ信号はブレーキスイッ
チ７８の下流側から得られ、該ブレーキスイッチ７８は
、常用ブレーキを使用していないときは閉じられ、常用
ブレーキが作動されているときは開いている。線１６４
上のクラッチ指令信号は入力としてＡＮＤゲート１６８
に対して直接加えられ、線１６６上のブレーキ信号は入
力としてＡＮＤゲート１６８に対してダイオ−）”１７
０とＲｅ回路網１７２とを介して加えられる。ＡＮＤゲ
ート１６８の出力は抵抗器１７４，１７６を介してダー
リントントランジスタ１７８のベース端子に加えられそ
の導通を制御する。ダーリントントランジスタ１７８の
出力回路は、抵抗器１８０，１８２からなる電圧分割器
を介してトランジスタ１６２のベース端子に接続される
。

オン／オフスイッチ７２が閉じられ常用ブレーキが作動
されない限りはＡＮＤゲート１６８の出力、つまりダー
リントントランジスタ１７８及びトランジスタ１６２の
導通は線１６４上のクラッチ指令信号に従って制御され
る。ソレノイド０コイル６６は、クラッチ指令信号がノ
・イの場合には付勢されてクラッチをかみ合わせ、クラ
ッチ指令信号がローの場合には消勢されてクラッチを解
放する。しかし、常用ブレーキが作動された場合は、ブ
レーキスイッチ７８が開き、Ｒｅ回路網１７２によシ行
なわれる短い遅延の後ＡＮＤゲート１６８の出力は論理
零電圧レベルに下がりソレノイドコイル６６を消勢する
。線１６４上のクラッチ指令信号と同様の作動しないよ
うなシステムが、制御装置の不調の場合だ監視回路１２
０によシ行なわれる。線１２２が抵抗器１７４と抵抗器
１７６との接続点にダイオード１８４を介して接続され
、独立にダーリントントランジスタ１７８とトランジス
タ１６２とを非導通にバイアスするよう作用しソレノイ
ドコイル６６を消勢する。

クラッチ制御回路６８の状態を示すフィードバック信号
はコンピュータを基礎とする制御装置３２に対して線１
８６上に与えられる。フィードバック信号はダイオード
及びＲｅ回路網１８８により発生され、該ダイオード及
びＲｅ回路網１８８はＰ波された電圧表示を線６９上に
与える。

固定子巻線１４　ａ　−１４ｃとソレノイドコイル６６
トを付勢することに加えて、コンピータを基礎とする制
御装置３２は運転者用表示ランプ１９０を作動させる。

実質的には、自動車の速度制御機能が働いているときは
常に運転者用表示ランプ１９０は点灯されている。運転
者用表示ランプ１９０は（蓄電池供給）線１８と接地電
位との間にダーリントントランジスタ１９２を経由して
接続され、コンピュータを基礎とする制御装置ｊ２はダ
ーリントントランジスタ１９２の導通を線１９４を経由
して制御する。

ツェナーダイオード１９６は、ダーリントントランジス
タ１９２が電圧の過渡現象によシ損傷されることを防ぐ
。

第６図のグラフＡ−Ｃは固定子巻線１４ａ−１４ｃの１
つの完結した付勢順序の理想電圧波形を共通の時間ベー
ス上に示す。グラフＡは固定子巻線１４ａに現われる電
圧■１４ａを示し、グラフＢは固定子巻線１４ｂに現わ
れる電圧Ｖ１４ｂを示し、グラフＣは固定予巻ｉ腺］４
ｃに現われる電圧Ｖ１４Ｃを示す。

固定子巻線１４ａは間隔ｔＯ−ｔ３の間付勢され、固定
子巻線１４ｂは間隔ｔ　２−　ｔ　５の間付勢され、固
定子巻線１４ｃは間隔ｔＯ−１１とｊ、４−１７との間
付勢される。

付勢間隔の間に生ずる巻線電圧は永久磁石回転子１２の
回転により誘導され、該電圧をこ＼では普通に誘導起電
力または逆起電力と呼ばれる。各固定子巻線１４ａ＝１
４ｃに現われる逆起電力は、個々の固定子巻線が消勢さ
れた直後は負の極性であシ、次いで固定子巻線が再び付
勢される前に正の極性となる。逆起電力が負の極性から
正の極性て変わる点をこ＼では平文叉点と呼ばれる。

本発明は、種々な負荷トルクを有する制御の用途におい
て、負荷トルク変、化の所定のレベルに応答する能力を
保持すると同時に、存在する負荷トルクに対する電動機
速度を最大化するだめの経験的に決定されうる平文叉の
最適点があるという考えに基づかれている。固定子巻線
の付勢周波数、すなわち付勢シーケンス繰り返し速度は
閉ループの方法で調整され、その結果各固定子巻ｍ１４
ａ−１４ｃにおける実際の平文叉点は平文叉の最適点に
、またはその近くに発生する。ステッパー電動機１０が
応答することができる負荷トルク変化の所定のレベルは
該周波数調整の応答速度に依存する。物理的な用語にお
いては、平文叉点は、永久磁石回転子１２が固定子巻線
の付勢の相順を遅らせる量に相当する。

第１図に示された実質的な本発明の機構においては、付
勢周波数が、平文叉が個々の付勢シーケンスステップの
行程の約７５％で発生するように制御された。この点に
関しては、完結した電動機のステップは逐次に付勢され
る２つの固定子巻線の付勢開始間の間隔として規定され
る。間隔ｔＯ−ｔ、２゜ｔ２−ｔ４．ｔ４−ｔ６の各々
は完結した付勢シーケンスステップを規定する。・従っ
て、固定子巻線１４ａの平文叉は、第６図のグラフＡに
示されるように時刻１ａで生ずる。同様に、固定子巻線
１４ｂの平文叉は時刻ｔｂで生じ、固定子巻線１４ｃの
平文叉は時刻ｔ　で生じる。そして、各々の場合、その
時刻は個々の付勢シーケンスステップの行程の７５チで
ある。

最適零交叉点が負荷状態に依存することは認識されてい
るが、７５係の目標零交叉はここでは平文叉の最適点と
呼ばれる。

実際の平文叉点が最適零交叉点より前に生ずる場合は、
ステッパー電動機１０は負荷トルクをより高速で操作し
うる。そのような場合には、コンピュータを基礎とする
制御装置３２は巻線の付勢周波数を増大させるよう作動
して電動機速度を増大させる。実際の平文叉点が最適点
の後に生ずる場合さ は、電動機速度が太きすぎ欺ので同期を失なう（すべる
こと）ことなしに負荷トルクを確実に操作することがで
きず、固定子巻線の付勢周波数は減小され電動機速度を
減小させる。このようにして、固定子巻線の付勢周波数
は変化する負荷状、態に適切に調整され、ステッパー電
動機１０は最高速度で作動してエンジンスロットル６２
を確かな位置決めすることを確実に行う。

こ＼に図示された本発明の実施例においては、コンビー
ータを基礎とする制御装置３２は、平文叉を試、検する
ルーチンを周期的に実行して、必要な場合は付勢周波数
を調整する。特に、３つの平文叉試験が各々の電動機の
ステップにおいて実施される。こ＼ではテストＣと呼ば
れる第１の試験は電動機のステップ開始時に、すなわち
個々の固定子巻線が最初に付勢されたときに行なわれる
。その相の逆起電カイ交叉がまだ起きていない場合は、
電動機速度は余りに早過ぎ、コンビーータを基礎とする
制御装置３２は、以後所望電動機速度と呼ばれる電動機
速度指令で比較的大きな減小をもたらす。

こ＼ではテストＡと呼ばれる第２の試験は、電動機の始
動中にのみ実行され、電動機のステップの中間点で行な
われる。次に来る固定子巻線（すなわち、付勢されよう
とする固定子巻線）の逆起電力の平文叉が起きてしまっ
た場合は、電動機速度は余りに遅過ぎ、コンピュータを
基礎とする制御装置３２は所望電動機速度でもって比較
的大きな増大を行う。

こ５ではテストＢと呼ばれる第３の試験は所望の平文叉
点、すなわち電動機ステップの行程の７５係で行なわれ
る。次に来る固定子蓚線の逆起電力の平文叉が起きてし
まった場合は、電動機速度は少しばかり遅過ぎ、コンピ
ータを基礎とする制御装置３２は所望電動機速度でもっ
て比較的小さな増大をもたらす。平文叉がまた起きてい
ない場合、減小はなされない。第６図において間隔ｔ２
−ｔ４に實・υ規定された電動機のステップについて例
証として言及すると、テストＣは時刻ｔ２よシ前の平文
叉の発生に関係し、テストＡは時刻ｔ３　よシ前の平文
叉に関係し、テストＢは時刻ｔ。の前の平文叉に関係す
る。

第７図においては、所望電動機速度に対する調整が、最
適零交叉からの感知された平文叉の偏差、言い換えると
平文叉誤差の関数としてグラフ図で示されている。負の
誤差は、感知された平文叉が最適零交叉よシ前に生じた
ことを示し、正の誤差は感知された平文叉が最適零交叉
より後に生じたことを示す。グラフに示されるよって、
テストＡによりもたらされた所望電動機速度における増
大とテストＢＫより行われた所望電動機速度における減
小は約４．８％の調整になる。テストＢにより行われた
増大は約１．６％の調整になる。これらの値は、始動中
の安定性と電動機の加速とを最大化するように、かつま
たディジタルコンピュータでの速度調整の実行を容易に
するように選ばれた。

ステッパー電動機１０の始動前は、永久磁石回転子１２
は静止して、逆起電力は固定子巻線１４ａ　−１４ｃに
誘導されない。始動可能にするため、所望電動機速度は
比較的低い始動回転速度にあらかじめ設定される。電動
機の順方向回転が必要とされる場合は、ステッパー電動
機１０は戻しばね６４に抗して働かなければならず、始
動速度は関ステップ／秒のような比較的低い値で初期化
される。電動機の逆回転が必要とされる場合は、戻しば
ね６４はステッパー電動機１０を補助し、始動速度は１
００ステツプ／秒のようにより高い値で初期化される。

実際の電動機速度が始動速度より小さいか、または等し
くなるときまでの始動期間中は、３つの平文叉テストＡ
、Ｂ、Ｃの全ては使用可能にされ、ステッパー電動機１
０の能力に従って所望電動機速度を調整して負荷を加速
するようにする。しかしながら、電動機速度が始動速度
を越えて増大するときはテストＡは禁止される。これは
、より早い電動機速度において割り込みとその結果の平
文叉テストが比較的高い周波数で生ずるからである。そ
のような状態下で所望電動機速度における大きな増大は
安定性の点から必要でもなく望ましくもない。テストＣ
によりもたらされた所望電動機速度ておけ負荷トルクに
おける大きな増大に応答するようにする。

第８図から第１４図の流れ図は、本発明の１ｉｌＪ御機
能をなし逐げるにあたってコンピュータを基礎とする制
御装置３２により実行されるコンピュータプログラム命
令を表わす。第８図の流れ図は、回路の入力を読み、監
視回路１２０を使えるようにし、所望電動機位置を決定
するメインの、すなわちバックグラウンドのプログラム
ループを衣わす。残シの流れ図は、タイマー発生てよる
割込みに応答して電動機の状態を更新し、必要であれば
所望電動機速度を調整するだめの割込みサービス・ルー
チンと、それにより呼ばれる種々なサブルーチンとに関
係する。

こＸで更に特に第８図に言及すると、参照番号２００は
、自動車の操作期間の各々の開始の際ＶＣｄ々な操作パ
ラメータを設定しレジスタに初期値をあてるために実行
される初期化ルーチンを示す。

例えば、実際の電動機位置レジスタＭ−ＰＯ８−ＡＣＴ
は零に等しく設定され、所望電動機速度レジスタＭ−３
，ＰＤ−ＤＥＳば５０ステップ／秒の順方向始動速度に
等しく設定され、割込みタイマーは５０ステップ／秒の
始動速度に基づかれた４分１のステップに初期化される
。

流れ図のブロック２０２−２０６は監視回路１２Ｇを使
えるようにする。判断ブロック２０２は、監視回路１２
０がリセットを線１３０を経由して信号する場合に初期
化ブロック２００の再実行を命令する。リセットが発生
されていない場合、判断ブロック２０４は（監視回路の
出力）線１４２を検査して電圧遷移が発生されたかを決
定する。電圧遷移が発生された場合は命令ブロック２０
６が実行されて対応する電圧遷移を線１４０上に発生す
ることにより監視回路１２０を使えるようにする。第４
図に関して前述したように、監視回路１２０を使えるよ
うにしてリセット信号のｌＪａ　１３０上への発生を防
止する。

命令ブロック２０８は、第１図から第５図までに関して
記述された自動車の速度信号Ｎｖ、運転者が操作された
スイッチ情報及び平文叉検出情報を含む種々な入力を読
む働きをする。命令ブロック２１０は、種々な入力を評
価し、実際の自動、車の速度を所望の自動車の速度に一
致させるための所望電動機位置Ｍ−ＰＯ３−ＤＥＳを決
めるルーチンを聚わす。このアルゴリズムは全く普通の
ものでよく、少くとも一部分は、自動車の速度誤差の大
きさ及び向きと、スロットル位置と自動車の加速トルク
との予め決められた経験的な関係と、に基づれている。

所望の電動機位置の開発に関連するそれ以上の詳細はこ
＼では与えられない。それは、本発明が主に制御アルゴ
リズムの残りの部分に関係するからである。命令ブロッ
ク２１０の実行に続いて、流れ図のフロック２０２−２
１０が流れ図の線２１２により示されるように再実行さ
れる。

第９図の流れ図はコンピュータを基礎とする制御装置３
２によりタイマー発生による２割込みに応答して実行さ
れるルーチンを概略示しである。前述の如く、割込みは
電動機のステップ毎に４回発生する。そのような発生の
各々において、ステッパー電動機１０とタイマー状態と
はブロック２１４で−ｆｆ的に示されるように更新され
る。この機能は第１０図の流れ図で示されるように一層
詳細に記述される。

、その後、判断ブロック２１６が実行されて速度更新フ
ラッグがセットされたかを決定する。セットされている
場合は、命令フロック２１８が実行されて該速度更新フ
ラッグをクリアして、割込みサービスルーチンの次の実
行において、判断ブロック２１６が否定の答えをされる
ようにする。更に、命令ブロック２２０は、判断ブロッ
ク２２２で決定されるようにステッパー電動機１０が回
転している場合に実行されて電動機速度を更新するため
の「電動機速度更新」サブルーチンを呼ぶ。該「電動機
速度更新」サブルーチンは第１１図の流れ図において、
示されるように一層詳細に記述される。

判断フロック２１６が否定で回答された場合は、命令ブ
ロック２２４が実行され速度更新フラッグをセントして
、割込みサービスルーチンの次の実行において、 判断ブロック２１６が肯定で回答されるようにする。更
に、命令ブロック２２６が実行され、相巻線の付勢を早
めて電動機制御を実行するためのＦ篭励磯１σり御」サ
ブルーチンを呼ぶ。「電動機制御」サブルーチンは第１
２図から第１４図までの流れ図において示されるように
一層詳細に記述される。適切なサブルーチンが実行され
た後は、コンピュータを基礎とする制御装置３２は、第
８図に関して前述されたメインの、すなわちバックグラ
ウンドルーズの実行に戻る。

第１０図の流れ図は各タイマー割込みの際実行され、第
９図に関して前述されたようにステッパー電動機１０と
割込み状態とを更新する。流れ図はりフレッシュ部２３
０とタイマー調整部２３２とからなる。リフレッシュ部
２３０はステッパー電動機１０が止められたかを決定し
、それはリフレッシュフラッグの状態によって示される
。リフレッシュフラッグがセントされていない（電動機
回転中）ことを判断ブロック２３４が決定する場合は、
リフレッシュ部２３０の残りの部分は飛ばされる。リフ
レッシュフラッグがセットされた（電動機停止）場合は
、判断フロック２３６が実行され、ステッパー電動機１
０が「零スロットル」の位置にあるかを、すなわちステ
ッパー電動機１０が負荷トルクに従属されていないかを
決定する。ステッパー電動機１０が「零スロットル」の
位置にない場合は、最後に付勢される固定子巻線が比較
的低いデユーティレシオで間欠的に付勢され、正常の負
荷トルクが回転子の位置を変えるのを妨げるのに十分な
保持トルクを作る。この動作はこ＼ではリフレッシュ作
用と呼ばれる。また、該リフレッシュ作用中のデユーテ
ィレシオは過剰の動力゛消費と熱発生とを避ける。ステ
ッパー電動機１０が「零スロットル」の位置にある場合
は、リフレッシュ作用は飛ばされる。

リフレッシュフラッグがセントされ、かつステツメ−電
動機１０が休止位置以外の位置でエンジンスロットル６
２を保持している場合は、判断ブロック２３８が実行さ
れ固定子巻線１４　ａ　−１４ｃの全てが消勢されたか
を決定する。消勢された場合は、命令ブロック２４０が
実行され適切な固定子巻線１４ａ−１４ｃを所定の間隔
ｔの間付勢し、それて応じて電動機の状態インジケータ
を更新する。

リフレッシュフラッグがセットされ、かつステッパー電
動機１０が「零スロットル位置」にある場合は、命令ブ
ロック２４２が実行され固定子巻勝１４ａ−１４ｃを消
勢し、それに応じて電＠機の状態インジケータを更新す
る。更に、自動車の超過速度状態が判断ブロック２４６
で検出される場合は、命令ブロック２４４が実行されソ
レノイドコイル６６を消勢してサーボクラッチを解放す
る。　−タイマー調整部２３２は命令ブロック２４８−
２５２からなる。命令ブロック２４８．２５２が働いて
更なるタイマー割込みの使用可能を一時的に停止する一
方で、命令ブロック２５０が実行され割込みタイマーを
更新する。命令ブロック２５０で示されるように、割込
みタイマーにより合わされた間隔は、所望自動車速度Ｍ
−３ＰＤ−Ｄｋ２Ｓに関連した、ベースタイムと時間（
ＴＩＭＥｄｅｓ）　との差に従って決定され、その結果
割込み周波数が所望自動車速度Ｍ−３ＰＤ−ＤＥＳに直
接関係して変わる。

上記の如く、タイマー割込みは電動機のステップ毎に４
回発生する。第１と第３のそのような割込みに応答して
、コンピュータを基礎とする制御装置３２は第１１図の
「電動機速度更新」サブルーチンを実行して所望自動車
速度項、Ｍ−８ＰＤ−ＤＥＳを更新する。第２と第４の
そのような割込みに応答して、コンピュータを基礎とす
る制御装置３２は、第１２図から第１４図までの「電動
機制御」サブルーチンを実行して固定予巻ｄ１４ａ−１
４ｃを適切に付勢する。第６図を例として言及すると、
間隔ｔ２−ｔ４によシ示される電動機ステップにとって
の第１から第４までの割込みは時刻ｔ工、−１１，でそ
れぞれ発生する。

時刻ｔ工、での第１の割込みに応答して、「電動機速度
更新」サブルーチンが実行され、第６図に関して上記の
ようにそして第１１図に関して以下に述べられるように
してテストＣを評価する。時刻ｔ１゜での第２の割込み
に応答して、「電動機制御」サブルーチンが実行され逆
起電力の平文叉が固定子巻線１４ｃに（次に来るテスｌ
−Ａのために）発生したかを決定して、固定子巻線１４
ａを消勢する。

時刻ｔ工３での第３の割込みに応答して、「電動機速度
制御」サブルーチンが実行され、第６図に関して上記の
ようにそして第１１図に関して以下に述べられるように
テストＡとＢとを（電動機速度に依存して）評価する。

時刻ｔＩ４での第４の割込みに応答して、「電動機制御
」サブルーチンが実行され、逆起電力の平文叉が固定子
巻線１４ｃに（次に来るテストＣのために）発生したか
を決定して、固定子巻線１４ｃを付勢する。

こ＼で一層特に第１１図の「電動機速度更新」サブルー
チンに言及すると、判断ブロック２６０が最初に実行さ
れ１つの固定子巻線だけを使用可能にするかを決定する
。これは、上記の電動機の状態インジケータから決定さ
れうる。電動機のステップ毎の最初のサブルーチンの実
行においては、２つの固定子巻線が作動しているので、
判断ブロック２６０は否定で回答される。これは第６図
のグラフＡ−Ｃを参照すればわかるであろう。そのよう
な点で、命令ブロック２６２が実行され比例調整項ＺＸ
　Ｔ　ＩＭＥ　全所望ｉ［ｉ　動機速度Ｍ−３ＰＤ−Ｄ
ＥＳ　ｃＤ　関数として計算する。図示された実施例に
おいては、項ＺＸ　　ＴＩＭＥは第７図に関して上記で
示されたように所望電動機速度の約１．６係の値を有す
る。その後、判断ブロック゛２６４が実行されて逆起電
力の平文叉が最も最近に付勢された固定子巻線の付勢よ
シ前に発生したかを決定する。それはｚＸフラッグの状
態によシ決定され、該フラッグは以下に記述される「電
動機制御」サブルーチンによりセノトまたはリセットさ
れる。ｚＸフラッグがセットされる場合は、平文叉がす
でに発生していてコンピュータを基礎とする制御装置３
２は、所望電動機速度の調整をすることなしに第９図の
割込みサービスルーチンに戻る。ＺＸフラッグがセット
されない場合は、平文叉が発生しなかったのであり、そ
して命令ブロック２６６が実行され所望電動機速度にお
ける比較的大きな減小を次ｉに従って行う。

Ｍ−３ＰＤ−ＤＥＳ＝Ｍ−８ＰＤ−ＤＥＳ−（３＊ＺＸ
　ＴＩＭＥ）項ＺＸ　ＴＩＭＥ　　が所望電動機速度の
約１．６チの値を有する図示実施例においては、テスト
Ｃはそれにより約４８％の所望電動機速度の減小を行う
。

「電動機速度更新」サブルーチンが続いて所与の電動機
のステップにおいて実行される場合は、判断ブロック２
６０ば、１つの相巻線のみが使用可能とされるので肯定
に回答される。これは、テストＡかつ、またはテストＢ
の評価を信号する。電動機速度が、判断ブロック２６８
で決定されるように順方向の始動速度（図示実施例にお
いては父ステップ／秒）よシ小さいか等しい場合は、テ
ストＡとテストＢとの両方が評価される。電動機速度が
始動速度より大きい場合は、テストＡの評価は禁止され
テス）Ｂのみが評価される。

テスｌ−Ａの評価は、逆起電力の平文叉が最後のタイマ
ー割込みよシ前に、使用可能とされようとする固定子巻
線に発生したかに関する決定を含む。

この決定は判断ブロック２７０によシなされ、該ブロッ
ク２７０はＺＸ　フラッグの状態を検査する。上記の如
く、ＺＸフラッグは「電動機制御」サブルーチンにより
先行のタイマー割込みに応答してセット−ｉたはりセッ
トされる。平文叉が最後のタイマー割込みの前に発生し
た場合は、電動機速度は余りに遅過ぎ、命令ブロック２
７２が実行され所望電動機速度における比較的大きな増
大を次式に従って行う。

Ｍ−３ＰＤ−ＤＥＳ＝Ｍ−３ＰＤ−ＤＥＳ＋（３＊ＺＸ
　ＴＩＭＥ）項ＺＸ　ＴＩＭＥが所望電動機速度の約１
．６チの値を有する図示実施例においては、それにより
テストＡは約４．８％の所望電動機速度の増大を行う。

判断ブロック２７０が否定で回答される場合は、命令ブ
ロック２７２の実行は流れ図の線２７４で示されるよう
だ飛ばされコンピュータを基礎とする制御装置３２はテ
ストＢの評価へ進む。

テストＡと共に、テストＢは、逆起電力の平文叉が使用
可能にされようとする固定子巻線において発生したかに
関する決定を含む。しかしながら、テストＢば、平文叉
が最後のタイマー割込み以後の間隔において発生したか
に関係がする。この情報はｚＸフラッグの状態によって
は指示されない。

むしろ、命令ブロック２７６と判断ブロック２７８とが
実行され、適切な相駆動回路２２−２６によりコンピュ
ータを基礎とする制御装置３２に供給された平文叉人力
を読取り、平文叉が発生した場合は命令ブロック２８０
の実行を指令する。命令ブロック２８０は、所望電動機
速度を次式に従う比較的小量だけ増大させるようだ働く
。

Ｍ−８ＰＤ−ＤＥＳ＝Ｍ−３ＰＤ−ＤＥＳ＋ＺＸ　ＴＩ
ＭＥ項ＺＸ　ＴＩＭＥが所望電動機速度の約１．６％の
値を有する図示実施例においては、それによりテストＢ
は約１．６％の所望電動機速度の増大を行う。平文叉が
発生しなかった場合は、命令ブロック２８０の実行は流
れ図の線２８２に示されるよって飛ばされる。

第１２図から第１４図までの流れ図により示される「電
動機制御」サブルーチンは、固定子巻線１４ａ−１４ｃ
とンレノイビコイル６６とを適切に付勢し逆起電力の平
文叉の発生を検査するのに主として働く。第１２図は主
としてクラッチの制御論理に関するものであり、第１３
図は主として電動機の始動論理に関するものであシ、そ
して第１４図は主として電動機制御、平文叉検出及び状
態の更新（（関するものである。第９図の割込みサービ
スルーチンに関して上述したように、「電動機制御ｊサ
ブルーチンは交互のタイマー割込みの際に電動機のステ
ップ毎に２回実行される。

第１２図の流れ図はエンジンスロットル６２の制御を入
れたシ解放したシする論理を含む。クルーズフラッグは
、第８図のパックグラウンド・プログラムによジオン／
オフスイッチ７２、ブレーキスイッチ７８、Ｓ／Ｃスイ
ッチ８４及びＲ／Ａスイッチ（イ）のそれぞれに従って
セットマたはリセットされ自動車の速度制御が作動して
いることを示す。

自動車の速度制御が作動している場合は、判断ブロック
２９０は肯定に回答され、命令ブロック２９２が実行さ
れ運転者用表示ランプ１９０を点灯する。次に、判断ブ
ロック２９４が実行され、減速歯車セット及びクラッチ
アセンブリ（イ）のクラッチが少くとも保持期間につか
されたかを決定し、それはクラッチフラッグの状態によ
り示される。クラッチが少くとも保持時間だつかされた
場合は、コンピータを基礎と二制御装置３２は流れ図の
線２９６に示されるように、第１３図の電動機の始動論
理に進む。クラッチが少くとも保持期間につかされてい
ない場合は、命令ブロック２９８−３００が実行されソ
レノイドコイル６６を付勢し、ここではクラッチ保持タ
イマーと呼ばれるタイマーに予め記憶された計数を減分
する。クラッチ保持タイマーの計数が零に減分されるま
でなされ、それが判断ブロック３０２で決定されると、
コンピュータを基礎とする制御装置３２は第９図の割込
みサービスルーチンに戻される。クラッチ保持タイマー
によυ計数された間隔が経過してしまう場合は、命令ブ
ロック３０４が実行され保持フラッグをリセットしクラ
ッチフラッグをセットして、クラッチが少くとも保持期
間につかされたことを示す。その後、コンピュータを基
礎とする制御装置３２は割込みサービスルーチン番で戻
され、該サブルーチンは固定子巻線の付勢を可能にしな
い。

自動車の速度制御が作動していない場合は、判断ブロッ
ク２９０は否定に回答され、命令ブロック３０６が実行
され運転者用光示ランプ１９０を消す。

ステッパー電動機１０がオフ（固定子巻線が使用可能で
ない）の場合は、エンジンスロットル６２は解放されコ
ンピュータを基礎とする制御装置３２は割込みサービス
ルーチンに戻される。ステッパー電動機１０がオンの場
合は、命令ブロック３１０と判断ブロック３１２とが実
行され所望電動機位置Ｍ　−ＰＯ３−ＤＥＳを零にセン
トし、ステッパー電動機が実際に「零スロットル」位置
に戻されたかを決定する。

その場合は、命令ブロック３１４−３１６は実行され固
定子巻線１４　ａ　−１４ｃとソレノイド９コイル６６
とを使用不能にし、ラン・フｊ−ドフラッグをセットし
、電動機保持タイマーに所定の計数を記憶し、そして電
動機保持フラッグをセットする。以下に述べられるよう
に、電動機保持タイマーは、電動機の回転方向が逆にさ
れる任意の時に所定の間隔の電動機の運転を妨げるのに
用いられ、保持フラッグは保持モートゝが有効であるか
を示す。ステッパー電動機１０が未だ「零スロットル」
位置に達しなかった場合は、コンピュータを基礎とする
制御装置３２は、流れ図の線３１８により示されるよう
に第１３図の電動機の始動論理に進む。

前述の如く、第１３図の流れ図は主として電動機の始動
論理に関するものである。判断ブロック３２０が最初に
実行されステッパー電動機１０が保持モードであるかを
決定し、それは保持フラッグの状態により示される。第
１２図に関して説明されたように、電動機保持タイマー
は、電動機の所望の回転方向が逆にされるときはいつも
所定の計数に初期化される。保持モードが有効である場
合は、判断ブロック３２０は肯定に回答され、命令ブロ
ック３２２が実行され電動機保持タイマーを減分する。

電動機保持タイマーが零に減分されてしまい、それが判
断ブロック３２４により決定された場合は、脚装置３２
は第９図の割込みサービスルーチンに戻される。

ステッパー電動機１０が保持モードでない場合は、判断
ブロック３２０は否定に回答され、判断ブロック３２８
が実行され実際の電動機の位置（Ｍ−ＰＯ３−ＡＣ：Ｔ
）が所望の電動機の位置（Ｍ−ＰＯ８−ＤＥＳ）に等し
いかを決定する。等しい場合は、判断ブロック３３０が
実行されステッパー電動機ＩＯが回転しているかを決定
する。ステッパー電動機１０が回転していない場合は、
命令ブロック３３２が実行されリフレッシュフラッグを
セットして、割込みサービスルーチンのりフレノシ一部
２３０　（第１０図参照）が次のタイマー割込みて応答
して活性化される。

上記の如く、リフレッシュルーチンは最後に使用可能に
された固定子巻線にデユーティサイクル的に作用してエ
ンジンスロットル６２の位置を維持する保持トルクを作
る。ステッパー電動機１０が回転している場合は、命令
ブロック３３４が実行され、ステッパー電動機１０を遅
くして止めるために所望電動機速度Ｍ−３ＰＤ−ＤＥＳ
を刃ステップ７秒の順方向の始動速度に等しくセットし
て電動機保持タイマーを初期化し、保持フラッグをセッ
トする。

その後、命令ブロック及び判断ブロック３２２−３２６
が実行され上記の如く保持時間間隔を設定する。

判断フロック３２８で実際の電動機位置が所望の電動機
位置に一致しないことが決定される場合は、命令ブロッ
ク３３６が実行されリフレッシュフラッグをクリアして
、次に判断ブロック３３８が実行され電動機の所要回転
方向を決定する。実際の位置が所望位置よシ小さい場合
は、ステッパー電動機１０は順方向に運転されエンジン
スロットル６２を開けるようにしなければならない。実
際の位置が所望位置より大きい場合は、ステッパー電動
機ｌＯは逆方向に運転されエンジンスロットル６２を閉
めるようにしなければならない。

順方向の電動機の運転が必要とされる場合は、判断ブロ
ック３４０が実行されステッパー電動機１０が回転して
いるかを決定する。ステツ・ミー電動機１０が回転して
いない場合は、命令ブロック３４２−３４４が実行され
、所望電動機速度Ｍ−８ＰＤ−ＤＥＳを関ステップ／秒
の順方向始動速度に初期化し、第１４図の流れ図に進む
前にフォワード８・ランフラッグをセットする。ステッ
パー電動機】−０が回転していてフォワード・ランフラ
ッグがセットされ、それが判断ブロック３４６で決定さ
れた場合は、ステッパー電動機は正しい方向に作動して
いてコンピュータを基礎とする制御装置３２は第１４図
の流れ図に進む。フォワード・ランフラッグがセントさ
れない場合は、ス“チッパ−電動機１０は誤った方向に
作動していて、命令ブロック３４８が実行され該フォワ
ード・ランフラッグをクリアする。次に、丸で囲まれた
文字Ｂによシ示されるように、命令ブロック及び判断ブ
ロック３３４，３２２−３２６が実行されステッパー電
動機１０を止め電動機の保持モードを開始する。

電動機が逆方向に作動することが要求される場合は、判
断ブロック３５０が実行されステッパー電動機１０が回
転しているかを決定する。ステッパー電動機１０が回転
していない場合は、命令ブロック３５２−３５４が実行
され所望電動機速度Ｍ−３ＰＤ−ＤＥＳ＆＋００ステッ
プ／秒の逆方向の始動速度で初期化し、第１４図の流れ
図に進む前にフォワード・ランフラッグをクリアする。

ステッパー電動機１０が回転していてフォワードゝ・ラ
ンフラッグがセットされないで、それが判断ブロック３
５６で決定された場合は、ステッパー電動機は正しい方
向に作動していてコンピュータを基礎とする制御装置３
２は第１４図の流れ図に進む。フォワードゝ・ランクラ
ックがセットされている場合は、ステッパー電動機１０
は誤った方向に作動していて、命令ブロック３５８が実
行され該フォワード・ランフラッグをセットする。次に
、丸で囲まれた文字ＢＫよシ示さｈ　ｚ　？　Ａ　＋ｙ
　ｌ＞　Ａ−！　ｒｑ　、、、力ｎ　７ｉ：　引ｔ　Ｉ
Ｍ’ｒ　！　ｍ　、、、力”２”４Ａ３２２−３２６が
実行されステッパー電動機１０を止め電動機の保持モー
ドを開始する。

第１４図の流れ図は、平文叉検出部３６０１固定子巻線
付勢部３６２、及び電動機状態部３６４を有する。

平文叉検出部は命令ブロック及び判断ブロック３６６−
３７２を有し、相駆動回路２２−２６により与えられる
平文叉入力を読み、逆起電力の平文叉が発生した場合に
ＺＸフラッグをセットし、平文叉が発生しない場合には
Ｚｘフラッグをリセットするよう働く。固定子巻線付勢
部３６２は命令ブロック３７４−３７８を有して、付勢
されるべき固定子巻線を予め記憶されたルック・アップ
・テーブルの情報に基づかれて選択し、相駆動回路２２
−２６を適切に制御するよう動く。電動機状態部３６４
は命令フロック及び判断ブロック３８０−３８８を有し
て、実際の電動機位置のインジケータＭ−ＰＯ３−ＡＣ
Ｔを新しい巻線の付勢化に従って更新するよう働く。フ
ォワード・ランフラッグがセットされ（それはブロック
３８０で決定され）、項Ｍ−ＰＯ３−ＡＣＴが上限位置
ＭＡＸよシ小さい位置を指示する（それは判断ブロック
３８２で決定される）場合は、命令ブロック３８４が実
行されＭ−ＰＯ８−ＡＣＴを増分する。同様に、フォワ
ード・ランフラッグがセットされないで項Ｍ−ＰＯ３−
ＡＣ：Ｔが下限位置ＭＩＮより大きい位置を指示する（
それは判断ブロック３８６で決定される）場合は、命令
ブロック３８８が実行されＭ−ＰＯ３−ＡＣＴを減分す
る。その後、コンピュータを基礎とする制御装置３２は
第９図の割込みサービスルーチンに戻される。

上記の方法で、電動機速度は負荷トルクの変化に従って
適応性よく調整されて、同期を失なうことなく成る程度
の負荷トルク変化に応答する能力を保持する一方で、電
動機速度を最大化する（そしてそれによってスロットル
操作者の応答速度を最大化する）ようにする。速度調整
は始動運転中と回転運転中の両方でなされて、同期を失
なうことなく許容しうるできる限りの早さでステッパー
電動機１０をその定常状態の回転速度へ加速する。

以上記述されたように、本発明はこ５では、一定時刻に
作動するように仕組んだ割込みが電動機の運転と同期し
て発生し、必要ならば電動機の速度調整をもたらすだめ
の割込みにより規定される離散的な間隔で平文叉が評価
される図示実施例に関して述べられた。また以上記述さ
れたように、本発明の適応性のある速度調整は、割込み
が逆起電力の平文叉の検出に応答して発生する回路をも
ってなされうる。そのような回路においては、平文叉誤
差がそのような割込みの各々で決定され、速度調整はそ
れに比例してなし遂げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自動車の速度制御に関しての本発明の制御機
能を実行するだめのステッパー電動機とコンピュータを
基礎とする制御装置とのブロック図であり、 第２図から第５図までは、第１図の特定の機能ブロック
を更に詳細に示す回路図であシ、第６図は、第１図のス
テツノぞ一電動機の固定子巻線電圧をグラフ図で示し、 第７図は、付勢周波数調整を、検出された平文叉とサン
プリング配列における最適零交叉との誤差の関数として
グラフ図で示し、 第８図から第１４図までは、本発明の制御機能を実行す
るだめに、第１図のコンピュータを基礎とする制御装置
により実行されるコンピュータプログラムの命令を表わ
す流れ図を示す。 １０ニスチッパ−電動機　１２：永久磁石回転子１４ａ
　、　１４ｂ　、　１４ｃ：固定子巻線　１６：自動車
用蓄電池１８　、３０　、３６　、４２　、４８　、６
９　、７６　、８２　、８８　、９４　、９６　、１０
０　、１２２　。 １３０．１３６，１４０，１４２，１６０，１６４，１
６６．１８６，１９４：線２０：イダニションスイッチ ２２　、２４　、２６　：相駆動回路　２８：電圧調整
器３２：コンピュータを基礎とする制御装置３４：電界
効果トランジスタ ３８：フリーホイーリングダイオード５４０：平文叉検
出回路　　４６：比較器５０．５２，５４，５６．１０
４．１０６．１１４．１１６．１５２．１５４゜１７４
、１７６、１８０．１８２　：抵抗器６０：減速歯車セ
ット及びクラッチアセンブリ６２：エンジンスロットル
　６４：戻シハネ６６：ソレノイビコイル　６８：クラ
ソチ制御回路７０：複数の運転者用入力回路 ７２：オン／オフスイッチ ７４．８０，８６，９２．１４６，１７２　　：　ＲＣ
回路網７８ニブレーキ（ＢＲ）スイッチ ８４：設定／隋行（Ｓ／Ｃ）スイッチ ９０：回復／加速（ＰＩ／Ａ）スイッチ９８：入力条件
づけ回路 １０２．１１０，１４８　：コンデンサ１０８．１７０
，１８４　：　ダイオード８１１２：演算増幅器　　１
２０：監視回路１２４．１２６，１２８，１６８　：　
ＡＮＤゲート１３２　：　ＲＣ発撮器　　１３４：！Ｊ
上セツト理回路１３８．１４４：排他的ＮＯＲゲート １５０．１６２：　トランジスタ １６３．１９６：ツヱナーダイオートゝ１７８．１９２
：ダーリントントランジスタ１８８：ダイオートゝ及び
ＲＣ回路網 １９０：運転者用表示ランプ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．所定の順序で付勢されて固定子用回転磁界を作る複
   数の固定子巻線（１４ａ−１４ｃ）と、機械的負荷（６
   ２）に動力を伝えるように接続され前記固定子用回転磁
   界と同期して回転する傾向がある磁界を有する永久磁石
   回転子（１２）とを有するステッパー電動機（１０）と
   、 前記固定子巻線を電動機速度指令に従って決定された速
   度で順次的に付勢して、前記機械的負荷を位置指令に従
   って位置決めするために、前記永久磁石回転子を回転可
   能に駆動するコンピュータを基礎とする制御装置（３２
   ）と、 を具備し、前記機械的負荷を位置決めするための電気的
   サーボ機構装置の運転方法において、電動機の運転開始
   の際に前記電動機速度指令を所定の始動速度に初期化す
   るステップと、 その後に各固定子巻線の付勢の間に、 付勢されようとする前記固定子巻線における逆起電力の
   電圧の交叉が、前記永久磁石回転子の磁界と前記固定子
   巻線の磁界との不整列の程度に関係する点で発生するの
   を検出するステップと、前記ステッパー電動機が前記回
   転子磁界と前記固定子磁界との間の同期を実質的に失う
   ことなく電動機の回転に対抗するトルクにおける所定の
   変化レベルに耐えうる経験的に導かれた不整列量に対応
   する所望の交叉からの検出された交叉の偏差に関係して
   電動機速度の補正を決定するステップと、 実際の交叉を駆動して所望の交叉に一致させるように前
   記電動機速度指令を前記電動機速度の補正に関係して調
   整し、それにより電動機速度が打ち勝たなければならな
   いトルクに従って前記電動機速度を適応性よく制御し、
   前記電動機速度をあらゆる負荷状態下の信頼しうる運転
   に対して最大化するようにしてなるステップと、 を備えることを特徴とする機械的負荷を位置決めするた
   めの電気的サーボ機構装置の運転方法。
2. ２．電動機の回転に対抗するトルクにおける前記所定の
   変化レベルが前記電動機速度指令の調整の応答速度に関
   係して決定されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。
3. ３．前記機械的負荷が、自動車エンジンのエンジンスロ
   ットル（６２）と前記エンジンスロットルを閉の位置に
   偏移させる戻しばね（６４）とを具備するものであって
   、 電動機の運転開始の際に前記電動機速度指令を初期化す
   る前記ステップが、 前記ステッパー電動機（１０）が止められ、かつ指令さ
   れたスロットル位置と実際のスロットル位置との誤差が
   、前記ステッパー電動機が前記戻しばねの偏移に対抗す
   るスロットルの調整を行うことを必要とする場合は、前
   記電動機速度指令を最小の比較的低い値に設定するステ
   ップと、 前記ステッパー電動機が止められ、かつ指令されたスロ
   ットル位置と実際のスロットル位置との誤差が、前記ス
   テッパー電動機が前記戻しばねの偏移を補助するスロッ
   トルの調整を行うことを必要とする場合は、前記電動機
   速度指令を最小の比較的高い値に設定するステップとを
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の方法。
4. ４．前記機械的負荷が自動車エンジンのエンジンスロッ
   トル（６２）であり、前記位置指令が、前記自動車の実
   際の速度を所望速度に一致させるようにするためのスロ
   ットル位置を表わすことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。
5. ５．前記固定子巻線（１４ａ−１４ｃ）がＹ字状配置で
   接続され、 前記逆起電力電圧の交叉を検出するステップが、基準電
   圧を前記固定子巻線の配置の共通点における電圧に関係
   して規定するステップと、 前記固定子巻線の逆起電力電圧を前記基準電圧と比較し
   てその一致を検出するステップと、を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１つの項に記
   載の方法。
6. ６．所定の順序で付勢されてステップ・バイ・ステップ
   で回転する固定子磁界を作る複数の固定子巻線（１４ａ
   −１４ｃ）と、機械的負荷（６２）に動力を伝えるよう
   に接続され前記回転する固定子磁界と同期して回転する
   傾向がある磁界を有する永久磁石回転子（１２）とを有
   するステッパー電動機（１０）と、前記固定子巻線を順
   次的に付勢して、前記機械的負荷を位置指令に従って位
   置決めするために前記永久磁石回転子を回転可能に駆動
   するコンピュータを基礎とする制御装置（３２）と、 を具備し、前記機械的負荷を位置決めするための電気的
   なサーボ機構装置において、 種々の前記固定子巻線における逆起電力電圧の交叉を検
   出する逆起電力検出手段であって、該交叉が発生する点
   を前記永久磁石回転子の磁界と前記固定子巻線の磁界と
   の間の不整列の程度に関係づけるようにされる逆起電力
   検出手段と、 電動機の各ステップにおいて所定の回数作動される制御
   装置手段を備え、作動された場合、逆起電力の中立電圧
   の交叉が前記逆起電力検出手段により検出されたか否か
   を決定して前記電動機速度指令を前記の決定の結果に従
   って調整し、該調整に次いで、付勢されようとする固定
   子巻線の逆起電力の中立電圧の交叉が、先行する固定子
   巻線の付勢により規定された電動機ステップにおける所
   望の点で発生するのに有効な手段であって、前記所望の
   点を、前記回転子磁界と前記固定子磁界との間の同期を
   実質的に失なうことなく電動機の回転に対抗するトルク
   における所定の変化レベルに前記ステッパー電動機が耐
   えうる経験的に導かれた不整列量に対応させる手段と、
   を備え、もって、前記電動機速度が打ち勝たなければな
   らないトルクに従って前記電動機速度を適応性よく制御
   し、前記電動機速度をあらゆる負荷状態下の信頼できる
   運転に対し最大化することを特徴とする、機械的負荷を
   位置決めするための電気的サーボ機構装置。
7. ７．補正の大きさが、逆起電力の中立電圧の交叉が検出
   された点の所望の点からの偏差に関係して指定されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の電気的サ
   ーボ機構装置。
8. ８．前記制御装置手段が、予定された割込みに応答して
   電動機ステップ毎に所定の回数作動されて、実質的に等
   しい持続時間の所定数の電動機ステップ間隔を規定し、
   １つの前記電動機ステップ間隔の開始が、付勢されよう
   とする前記固定子巻線（１４ａ−１４ｃ）の逆起電力の
   中立電圧の交叉の所望の点と実質的に一致することを特
   徴とする特許請求の範囲第６項または第７項記載の電気
   的サーボ機構装置。
9. ９．前記制御装置手段が、前記１つの電動機ステップ間
   隔に先行する電動機のステップ間隔において有効であっ
   て、付勢されようとする前記固定子巻線（１４ａ−１４
   ｃ）の逆起電力の中立電圧の交叉が前記逆起電力検出手
   段によりすでに検出された場合は、前記電動機速度指令
   を増大させることを特徴とする特許請求の範囲第８項に
   記載の電気的サーボ機構装置。
10. １０．前記制御装置手段が、前記１つの電動機ステップ
    間隔に続く電動機ステップ間隔において有効であって、
    付勢されようとする前記固定子巻線（１４ａ−１４ｃ）
    の逆起電力の中立電圧の交叉が前記逆起電力検出手段に
    より未だ検出されない場合は、前記電動機速度指令を減
    小させることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
    電気的サーボ機構装置。