JPS6334306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスロツトル弁の制御装置に係り、例え
ば、適宜なばねの復帰力により常に閉方向に付勢
されている自動車用内燃機関におけるスロツトル
弁の電気制御装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の電気制御装置においては、自動
車のアクセルペダルの踏込角度に応じて生じる複
数の電気パルス信号によりステツプモータの各励
磁巻線を順次励磁し、これにより生じるステツプ
モータの回転力により、ばねの復帰力に抗して、
同ステツプモータに同軸的に連結したスロツトル
弁を開くように構成し、かつステツプモータの定
格出力を、このステツプモータの回転力がこれと
反対方向に作用するばねの復帰力よりもかなり大
きくなるように選定し、これによつてスロツトル
弁をその開度にて安定に保持するようにしたもの
がある（例えば、特開昭51−138235号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような電気制御装置におい
ては、アクセルペダルの踏込速度が速い程、ステ
ツプモータを駆動するための電気パルス信号の周
波数が高くなつてそのパルス幅が狭くなり、その
結果、ステツプモータの励磁巻線のインダクタン
ス及び逆起電力の影響により、同励磁巻線を流れ
る平均電流値が減少し、第５図にて曲線Laによ
り示すように周波数の上昇に従いステツプモータ
の回転トルクが低下する。このため、高速動作を
必要とする場合には、ステツプモータの回転トル
クがスロツトル弁の反力以下になることとなり、
スロツトル弁の開度をばねの復帰力に抗してアク
セルペダルの踏込角度に対応する値まで正確には
制御することができない場合が生じる。一方、ス
ロツトル弁の反力は、第６図にて直線Lbにより
示すごとく、スロツトル弁の開度に応じて大きく
なり、その結果、ステツプモータの回転トルクが
スロツトル弁の反力以下になるという不具合は、
スロツトル弁、即ちアクセルペダルの踏込角度及
びその角速度が大きい程著しい。従つて、上記の
ような問題を考慮した上でスロツトル弁をアクセ
ルペダルの踏込角度に対応する位置まで常に安定
して開き得るようにしようとすれば、ステツプモ
ータの定格出力、即ち同ステツプモータの磁気回
路の形状寸法を大きくしなければならず、このこ
とは、ステツプモータの大型化、コストの増大を
きたし電気制御装置としての商品価値を低下させ
る。

本発明者は、上記のようなことに鑑み、スロツ
トル弁の開度、このスロツトル弁を通して機関内
に吸収される混合気量及びこれに伴なう機関出力
との相関関係について実験を繰返した結果、以下
のようなことを確認できた。

(1) 通常使用されているスロツトル弁の開口面積
はほぼ正弦曲線に沿つて変化する。従つて、一
般に機関出力はスロツトル弁を通して機関内に
吸引される混合気量にほぼ比例するので、スロ
ツトル弁の開度が小さい範囲では機関出力の変
化が大きく、開度が大きい範囲では機関出力の
変化が小さい。

(2) スロツトル弁の開度の変化に対する混合気量
の応答性に比べて、スロツトル弁の開度の変化
に対する機関出力の応答性の方が機関固有の慣
性のため遅れが大きい。

(3) 上記(1)、(2)のことから、アクセルペダルの踏
込角度が小さい範囲においては、機関出力の変
化が大きく、これに伴ないその応答性の遅れも
大きく影響するため、アクセルペダルの踏込速
度及び踏込角度に対してスロツトル弁の開度が
速くしかも適確に応答し得るようにステツプモ
ータの回転力を充分に確保することが望まし
い。このためには、上述の電気パルス信号の信
号幅が、前記ばねの復帰力に負けない範囲内で
出来る限り狭いことが望ましい。一方、アクセ
ルベダルの踏込角度が大きい範囲においては、
機関出力の変化が小さく、これに伴ないその応
答性の遅れの影響も少ないため、アクセルペダ
ルの踏込角度に対してスロツトル弁の開度が適
確に対応するようにステツプモータの回転力を
確保すればよく、アクセルペダルの踏込速度に
対するスロツトル弁の開度変化の速い応答性は
必要でない。このためには、上述の電気パルス
信号の信号幅が、ステツプモータの回転力確保
のもとに前記ばねの増大復帰力に負けないよう
に、出来る限り広い方が望ましい。

従つて、これらのことに対処すべく、例えば、
特開昭51−138235号公報に示されているように、
無安定マルチバイブレータからの一定周波数のパ
ルス信号によりステツプモータの各励磁巻線を順
次励磁してみても、同パルス信号の信号幅が常に
一定であるため、このパルス信号の信号幅は、そ
の定め方によつては、アクセルペダルの踏込角の
小さい範囲では広過ぎ、同アクセルペダルの踏込
角の大きい範囲では狭過ぎるという不具合を招
く。

そこで、本発明は、上記のことに着目し、ステ
ツプモータをを大型化することなく、ステツプモ
ータの必要十分な回転力の確保によりばねの復帰
力に抗してスロツトル弁を応答性よく適確に開き
得るようにしたスロツトル弁の電気制御装置を提
供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題の解決にあたり、本発明の構成上の
特徴は、第１図にて例示するごとく、ばね１によ
り常に閉方向へ付勢された状態にてアクセルペダ
ル２の操作角度に応じた開度でもつて内燃機関へ
の混合気供給量を調整するスロツトル弁３におい
て、このスロツトル弁３に連結されて複数の励磁
巻線の一励磁順序による励磁によりばね１の弾撥
力に抗し一方向へステツプ状に回転しスロツトル
弁３の開度を増大させ前記複数の励磁巻線の逆の
励磁順序による励磁により他方向へステツプ状に
回転しスロツトル弁３の開度を減少させるステツ
プモータ４と、アクセルペダル２の操作角度を検
出する検出手段５と、前記検出操作角度とその直
前のスロツトル弁３の開度に対応する開度データ
とに基きステツプモータ４の回転方向を前記一方
向又は他方向と決定する回転方向決定手段６と、
この回転方向決定手段６による前記一方向との決
定下にて、前記開度データがスロツトル弁３の開
度の増大に応じた向きに変化する程前記複数の励
磁巻線の前記一励磁順序における励磁の時間幅を
順次増大させるように決定する増大決定手段７
と、この増大決定手段７の決定時間幅の増大に応
じ前記複数の励磁巻線を前記一励磁順序にてその
励磁時間の増大を順次もたらすように励磁すべく
駆動し、また回転方向決定手段６の他方向との決
定下にて前記複数の励磁巻線を前記逆の励磁順序
にて励磁するように駆動する駆動手段８とを備え
たようにしたことにある。

〔作用効果〕

しかして、このように本発明を構成したことに
より、アクセルペダル２を急激に大きく踏込操作
した場合には、回転方向決定手段６が、検出手段
５による検出操作角度と、その直前のスロツトル
弁３の開度に対応する前記開度データとに基き、
ステツプモータ４の回転方向を前記一方向と決定
し、この決定下にて、前記開度データがスロツト
ル弁３の開度の増大に応じた向きに変化する程増
大決定手段７がステツプモータ４の複数の励磁巻
線の前記一励磁順序における励磁の時間幅を順次
増大させるように決定し、かつ駆動手段８が、同
決定時間幅の増大に応じ前記複数の励磁巻線を、
前記一励磁順序にて、その励磁時間の増大を順次
もたらすように励磁すべく駆動する。

このため、前記複数の励磁巻線に前記一励磁順
序下にて流入する平均電流値が、増大決定手段７
による励磁の決定時間幅の増大に応じ順次増大
し、ステツプモータ４からスロツトル弁３に付与
される回転トルクがばね１の弾撥力を常に上回る
ように増大維持される。換言すれば、回転方向決
定手段６の前記一方向への決定毎に上述のような
作用が繰返えされて、ステツプモータ４からスロ
ツトル弁３への回転トルクを、スロツトル弁３の
開度増大に伴い順次増大するばね１の弾撥力を常
に上回るように順次増大させることができ、その
結果、スロツトル弁３の開度を常に応答性よく適
確に増大制御し得る。かかる場合、前記複数の励
磁巻線の前記一励磁順序下における励磁の時間幅
を順次増大させて同励磁巻線への流入平均電流値
をステツプモータ４の回転角の増大に応じ順次増
大させるだけでよいので、ステツプモータを大型
化することなく（即ちステツプモータの磁気系統
を大型化することなく）、本発明装置をコンパク
トに構成し得るとともにその経済的価値を向上さ
せ得る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する
と、第１図及び第３図にて符号１０はアクセルペ
ダルを示し、符号２０は自動車用内燃機関の吸気
管２１内にてロツド２２により関閉可能に軸支し
たスロツトル弁を示している。アクセルペダル１
０は自動車の運転席床面に上下方向へ踏込可能に
組付けられている。また、吸気管２１の一側に
は、ステツプモータＭがその回転子Ｒをロツド２
２の一端に同軸的に連結して組付けられている。
一方、吸気管２１の他側には、復帰コイルばね２
３が、その両端２３ａ，２３ｂを、ロツド２２の
他端と吸気管２１の他側に設けたピン２１ａにそ
れぞれ係止してロツド２２に巻回され、スロツト
ル弁２０を閉方向に常に付勢している。なお、ア
クセルペダル１０は図示しないばねにより原位置
へ復帰し得るように付勢されている。

ステツプモータＭは本発明による電気制御装置
の一要素を構成するもので、第３図に示すごと
く、複数の励磁巻線（本実施例においては４相の
励磁巻線C₁〜C₄）と、回転子Ｒを備えている。
しかして、各励磁巻線が、後述するごとく、C₁，
C₂，C₃及びC₄の順に２相ずつ励磁されたとき、
回転子Ｒが所定の回転角ずつ、即ち一ステツプず
つ順次正方向へ復帰コイルばね２３の復帰力に抗
してスロツトル弁２０を開くべく回転する。一
方、各励磁巻線がC₄，C₃，C₂，C₁の順に２相ず
つ励磁されたとき、回転子Ｒが一ステツプずつ順
次逆方向へスロツトル弁２０を閉じるべく回転す
る。また、二励磁巻線のみが連続的に励磁されて
いるときは、回転子Ｒはその励磁巻線に対応する
回転角にて静止し復帰コイルばね２３の復帰力に
抗してスロツトル弁２０の開度を静止回転角に対
応する値に保持する。この場合、アクセルペダル
が予測される最高速度にて所定の角度だけ操作さ
れた場合に、回転子Ｒの回転角が復帰コイルばね
２３に抗してアクセルペダル１０の操作角度に対
応する値に達し得るように、ステツプモータＭの
定格出力が予め選定されている。

また、電気制御回路は定電圧回路３０を備えて
おり、この定電圧回路３０は、イグニツシヨンス
イツチIGを操作したとき、自動車用電源Ｂから
の直流電圧を受けて安定した一定電圧を生じる。
そして、この定電圧回路３０からの一定電圧はポ
テンシヨメータ４０、Ａ−Ｄ変換器５０、デイジ
タルコンピユータ６０及び駆動回路７０に付与さ
れる。ポテンシヨメータ４０は、アクセルセンサ
をなすもので、このポンテシモメータ４０は、ア
クセルペダル１０に連動する摺動子４１を有し
て、アクセルペダル１０の操差角度に対応するア
ナログ電圧Vaを発生しＡ−Ｄ変換器５０に付与
する。Ａ−Ｄ変換器５０はポテンシヨメータ４０
からのアナログ電圧Vaを二進コードのデイジタ
ル信号Vdに変換し、このデイジタル信号Vdをデ
イジタルコンピユータ６０からの要求に応じて同
デイジタルコンピユータ６０に付与する。

デイジタルコンピユータ６０は、単一チツプの
LSIにより形成したマイクロコンピユータであ
り、バス６７を介して入力ポート６２及び出力ポ
ート６５に接続した中央処理装置６１（以下
CPU６１という）を備えている。また、この
CPU６１はバス６７を介してメモリ６３及びク
ロツク回路６４に接続されている。入力ポート６
２はＡ−Ｄ変換器５０からのデイジタル信号Vd
を受けてメモリ６３に一時的に記憶させる。メモ
リ６３に記憶したデイジタル信号はバス６７を通
してCPU６１に付与される。

メモリ６３においては、アクセルペダル１０が
原位置（即ち、操作角度が零）にあるとき、
CPU６１がステツプモータＭのステツプ数SCを
零として設定するように所定のコンピユータプロ
グラムが記憶されている。また、メモリ６３にお
いては、アクセルペダル１０の操作角度がその直
前のステツプモータＭのステツプ数SCより大き
いとき、CPU６１が各励磁巻線の励磁順序（二
相ずつ）をC₁，C₂，C₃及びC₄の順となるように
設定し、かつ前記直前のステツプ数SCに設定ス
テツプ数「１」を加算するとともに基準設定値
Tonに補正値ｋを加算するようにコンピユータプ
ログラムが記憶されている。さらに、メモリ６３
においては、アクセルペダル１０の操作角度がそ
の直前のステツプモータＭのステツプ数SCより
小さいときCPU６１が各励磁巻線の励磁順序
（二相ずつ）をC₄，C₃，C₂及びC₁の順となるよう
に設定し、かつ前記直前のステツプ数SCから設
定ステツプ数「１」を減算するとともに設定値、
例えば「Ton＋nk」（ｎ＝１、２、……）から補
正値ｋを減算するようにコンピユータプログラム
が記憶されている。この場合、基準設定値Ton
は、各励磁巻線に一定の平均電流を流すのに必要
な時間幅を表わすもので、ステツプモータＭの定
格出力により一義的に定まる。また、補正値ｋは
ステツプモータＭの回転角の変化（スロツトル弁
２０が開く方向）に応じて基準設定値Tonを補正
するための値であつて、復帰コイルばね２３の復
帰力を考慮して定められる。そして、基準設定値
Ton及び補正値ｋはそれぞれメモリ６３に記憶さ
れている。

クロツク回路６４は水晶発振器６８と協働して
所定周波数のクロツク信号を発生する。CPU６
１はクロツク回路６４からのクロツク信号に応答
してコンピユータプログラムに従い演算を実行す
る。Ａ−Ｄ変換器５０からデイジタル信号が生じ
たとき、このデイジタル信号が零であれば、
CPU６１はステツプ数SCを零と設定して解除信
号を生じる。また、デイジタル信号が零でない場
合には、CPU６１は、このデイジタル信号がス
テツプ数SCより大又は小なるとき、励磁巻線の
励磁順序を設定した後、ステツプ数及び設定値に
係る前記加算又は減算を行なつて、この結果得ら
れた設定値を第１又は第２の出力信号として発生
する。この場合、前記第１又は第２の出力信号は
上記演算を繰返す毎に発生する。また、デイジタ
ル信号とステツプ数の差が零のときは、CPU６
１から静止信号が生じる。なお、本実施例におい
ては、デイジタルコンピユータ６０としてインテ
ル・コーポレーシヨン製8048型マイクロコンピユ
ータを採用しており、その詳細な説明は公知故省
略する。

駆動回路７０は、公知のパワートランジスタ等
からなり、デイジタルコンピユータ６０とステツ
プモータＭの各励磁巻線C₁〜C₄間に接続されて
おり、デイジタルコンピユータ６０の出力ポート
６５を通して解除信号を付与されたとき、各励磁
巻線に消磁信号を付与する。また、駆動回路７０
は、出力ポート６５からの一連の第１出力信号に
応答して、各励磁巻線をC₁，C₂，C₃，C₄の順に
２相ずつ繰返し励磁する一連の励磁信号を発生
し、一方出力ポート６５からの一連の第２出力信
号に応答して、各励磁巻線をC₄，C₃，C₂，C₁の
順に２相ずつ繰返し励磁する一連の励磁信号を発
生する。また、駆動回路７０は、出力ポート６５
からの静止信号に応答して、二励磁巻線のみを励
磁状態に保持する励磁保持信号を発生する。

以上のように構成した本実施例において、アク
セルペダル１０を解放した状態にあつてはこのア
クセルペダル１０が原位置にありスロツトル弁２
０が閉じている。この状態にてイグニツシヨンス
イツチIGを操作して本発明装置に電源Ｂから直
流電圧を供給し当該内燃機関を始動させる。つい
で、デイジタルコンピユータ６０が定電圧回路３
０からの一定電圧を受けて作動状態におかれ、コ
ンピユータプログラムが、第４図に示すごとく、
ステツプ８０にて開始し、ステツプ８１に進む。
しかして、このステツプ８１において、デイジタ
ルコンピユータ６０内に残存している値がすべて
リセツトされ、その後、レジスタ、データメモ
リ、フラグ等に初期値が設定されてコンピユータ
プログラムがステツプ８２に進む。

コンピユータプログラムが、上述したごとく、
ステツプ８２に進むと、基準設定値Tonがメモリ
６３から読出される。然る後、コンピユータプロ
グラムがステツプ８３に進み、アクセルペダル１
０が原位置にあることがポテンシヨメータ４０に
より検出され、アナログ電圧Va（この段階にては
Va＝０）としてＡ−Ｄ変換器５０に付与される。
すると、このアナログ電圧はＡ−Ｄ変換器５０に
よりデイジタル信号Vd（この段階においては二進
表示にてVd＝0000）に変換され、入力ポート６
２を介してデイジタルコンピユータ６０に読み込
まれる。ついで、ステツプ８４において、CPU
６１がデイジタル信号Vdが零であるか否かにつ
いて判断を行なう。そして、このデイジタル信号
Vdが零であることに基づき、「YES」として判別
し、コンピユータプログラムをステツプ８５に進
める。

このようにしてコンピユータプログラムがステ
ツプ８５に進むと、回転子Ｒのステツプ数SCが
零と設定され、然る後コンピユータプログラムが
ステツプ８６に進む。すると、解除信号がCPU
６１から発生され、出力ポート６５を介して駆動
回路７０に付与され、これに応答して駆動回路７
０から生じる消磁信号によりステツプモータＭの
各励磁巻線C₁〜C₄が消磁状態に維持される。こ
れにより、ステツプモータＭが回転トルクを発生
せず、スロツトル弁２０が復帰コイルばね２３に
よつて閉状態に保持される。なお、以上述べたデ
イジタルコンピユータ６０による演算はアクセル
ペダル１０が原位置にある間繰返えされる。

かかる状態において、自動車を発進させるべく
アクセルペダル１０を深く急速に踏込むと、アク
セルペダル１０の踏込角度がポテンシヨンメータ
４０により検出され、この踏込角度に対応するア
ナログ電圧VaとしてＡ−Ｄ変換器５０に付与さ
れる。すると、このアナログ電圧Vaは、Ａ−Ｄ
変換器５０によつてデイジタル信号Vdに変換さ
れ、コンピユータプログラムがステツプ８３に達
したとき、コンピユータ６０に読込まれる。つい
で、ステツプ８４において、CPU６１が、デイ
ジタル信号Vdが零でないことに基づき、「NO」
として判別し、コンピユータプログラムをステツ
プ８７に進める。

このようにしてコンピユータプログラムがステ
ツプ８７に進むと、ステツプ数SC＝０がデイジ
タル信号Vdから減算されて減算値△Vd＝Vdと
して得られる。そして、ステツプ８８において、
減算値△Vdが零であるか否か判断され、上述し
たごとく、減算値△Vd＝Vd≠０であることに基
づき、「NO」として判別され、コンピユータプ
ログラムがステツプ９０に進む。このステツプ９
０においては、CPU６１が、減算値△Vdが正で
あるか否かについて判断し、減算値△Vd＞０で
あることに基づき、「YES」として判別し、コン
ピユータプログラムをステツプ９１に進める。

然る後、このステツプ９１においては、CPU
６１がステツプモータＭの励磁巻線C₁〜C₄を
（２相ずつ）一定の順序にて励磁するように設定
し、デイジタルコンピユータプログラムをステツ
プ９２に進める。すると、ステツプ９２にてステ
ツプ数SCに設定ステツプ数「１」が加算され、
この加算結果がステツプ数SCとして新たに設定
される。コンピユータプログラムがステツプ９３
に進むと、補正値ｋが設定値Tonに加算され、こ
の加算結果「Ton＋ｋ」を表わす第１出力信号が
CPU６１から駆動回路７０に対しステツプ９７
にて付与される。

以上のごとくデイジタルコンピユータ６０から
の第１出力信号が駆動回路７０に付与されると、
駆動回路７０が加算結果「Ton＋ｋ」に対応する
パルス幅の励磁信号を励磁巻線C₁，C₂に付与し
て励磁し、回転子Ｒを正方向に一ステツプ回転さ
せてスロツトル弁２０を開く、ついで、ステツプ
９８にて加算結果「Ton＋ｋ」を変数値Ａとして
設定し、ステツプ９９にて加算結果Ａから設定計
時値「１」が減算され、減算結果が新たにＡとし
て設定されてコンピユータプログラムがステツプ
１００に進む。このステツプ１００においては、
減算結果Ａが零であるか否かが判別され、この減
算結果が零となるまでステツプ９９，１００にお
ける演算が繰返えされる。そして、所定時間経過
後、ステツプ９９における減算結果が零となつた
とき、即ち励磁巻線C₁，C₂の励磁時間「Ton＋
ｋ」が経過したとき、CPU６１がステツプ１０
０にて「YES」として判別し、コンピユータプ
ログラムをステツプ８３に進める。

然る後、コンピユータプログラムが上記作用説
明と同様にしてステツプ８７に進むと、デイジタ
ル信号Vdからステツプ数「１」が減算され、ス
テツプ８８において、CPU６１が、減算値△Vd
＝Vd−１≠０に基づき、「NO」として判別し、
コンピユータプログラムをステツプ９０に進め
る。このステツプ９０においては、上記作用説明
と同様に減算値△Vd＞０であることに基づき、
CPU６１が「YES」として判別し、コンピユー
タプログラムをステツプ９１に進める。

然る後、このステツプ９１においては、CPU
６１がステツプモータの励磁巻線C₁〜C₄を二相
ずつ前記一定順序に励磁するように再度設定し、
コンピユータプログラムをステツプ９２に進め
る。すると、ステツプ数SC＝１に設定ステツプ
数「１」が加算され、この加算結果SC＝２が新
たなステツプ数SCとして設定される。コンピユ
ータプログラムがステツプ９３に進むと、補正値
ｋが、設定値「Ton＋ｋ」に加算され、この加算
結果「Ton＋2k」を表わす第１出力信号がステ
ツプ９７にて駆動回路７０に付与される。

以上のごとく、デイジタルコンピユータ６０か
らの第１出力信号が駆動回路７０に付与される
と、駆動回路７０が加算結果「Ton＋2k」に対
応するパルス幅の励磁信号を励磁巻線C₂，C₃に
付与して励磁し、回転子Ｒをさらに一ステツプ正
方向へ回転させてスロツトル弁を開く。ついで、
ステツプ９８にて加算結果「Ton＋2k」を変数
値Ａとして設定し、然る後、上記説明と同様にし
てステツプ９９，１００においてＡが零になる迄
繰返し減算され、ステツプ９９における減算結果
が零になつたとき、CPU６１が、ステツプ１０
０にて「YES」として判別し、コンピユータプ
ログラムをステツプ８３に進める。以後、上記演
算と実質的に同様な演算が、ステツプ９２及び９
３におけるステツプ数及び設定値をそれぞれ
「１」及び「ｋ」ずつ増加させながら、ステツプ
８７における減算値△Vdが零になるまで、繰返
し行なわれる。換言すれば、このことは、アクセ
ルペダル１０の踏込角度に対応する回転角まで励
磁巻線C₁〜C₄が順次一定順序にて励磁されて回
転子Ｒが復帰コイルばね２３の復帰力に抗して正
方向へ回転し、スロツトル弁２０の開度を増大さ
せることを意味する。そして、このような過程に
おいては、各励磁巻線の励磁時間が順次補正値ｋ
ずつ増加するため、その結果各励磁巻線を流れる
平均電流値が順次増加し、ステツプモータＭの出
力トルクが復帰コイルばね２３の復帰力より常に
大きくなる。このことは、各々励磁巻線への流入
平均電流値の増加でもつて、ステツプモータＭの
定格出力を大きくすることなくその出力トルクを
充分に確保し得ることを意味する。

上記繰返し演算過程において、減算値△Vdが
零になると、コンピユータプログラムがステツプ
８８に達したとき、CPU６１が「YES」として
判別し、コンピユータプログラムをステツプ８９
に進める。すると、CPU６１が静止信号を発生
して駆動回路７０に付与する。これにより、この
直前に既に励磁状態にある励磁巻線がそのまま励
磁状態に維持され、ステツプモータＭの回転が停
止し、これに対応した値にてスロツトル弁２０の
開度が保持される。以後、アクセルペダル１０の
踏込角度が変化しない限り、上記演算が繰返さ
れ、この踏込角度に対応する開度にてスロツトル
弁２０が保持される。

ところで、このような状態において、アクセル
ペダル１０の踏込角度を減少させると、この減少
した踏込角度がポテンシヨメータ４０により検出
され、アナログ電圧VaとしてＡ−Ｄ変換器５０
に付与され、デイジタル信号Vdに変換される。
そして、コンピユータプログラムがステツプ８３
に達したとき、デイジタル信号がデイジタルコン
ピユータ６０に読み込まれる。ついで、コンピユ
ータプログラムがステツプ８４を介してステツプ
８７に進むと、アクセルペダル１０の踏込角度が
減少する直前のステツプ数（SC＋ｎとする。）を
デイジタル信号Vdから減算することにより減算
値△Vdが求められる。

然る後、上記作用説明と実質的に同様にして、
減算値△Vd＜０であることに基づき、ステツプ
９０にてCPU６１が「NO」として判別し、コン
ピユータプログラムをステツプ９４に進める。す
ると、CPU６１がステツプモータＭの励磁巻線
C₁〜C₄を逆の順序、即ち各巻線C₄，C₃，C₂，C₁
の順に励磁するように設定し、コンピユータプロ
グラムをステツプ９５に進める。ついで、アクセ
ルペダル１０の踏込角度の減少直前におけるステ
ツプ数「SC＋ｎ」から設定ステツプ数「１」が
減算され、この減算結果が、ステツプ９２の場合
と実質的に同様に、ステツプ数SCとして設定さ
れる。コンピユータプログラムがステツプ９６に
進むと、ステツプ９３の場合とは逆に、アクセル
ペダル１０の踏込角度の減少直前における設定値
（Ton＋nkとする。）から補正値ｋが減算され、
この減算結果が新たに設定され、かつこの減算結
果を表わす第２出力信号がCPU６１から駆動回
路７０に対しステツプ９７にて付与される。

以上のごとくデイジタルコンピユータ６０から
の第２出力信号が駆動回路７０に付与されると、
減算結果Ton＋（ｎ−１）ｋに対応するパルス幅
の励磁信号が、アクセルペダル１０の踏込角度減
少直後に励磁されるべき励磁巻線に対し、駆動回
路７０から付与され、この励磁巻線が励磁されて
回転子Ｒが逆方向へ一ステツプ回転し、これに応
じてスロツトル弁２０の開度も減少する。つい
で、ステツプ９８〜１００において、上記作用説
明と実質的に同様に変数値Ａが零になるまで減算
が繰返し行なわれ、ステツプ９９における減算結
果が零になつたとき、CPU６１がステツプ１０
０にて「YES」として判別しコンピユータプロ
グラムをステツプ８３に進める。

然る後、コンピユータプログラムがステツプ８
７に進むと、デイジタル信号Vdからステツプ数
「SC＋（ｎ−１）」が減算され、減算値△Vdが新
たに設定される。ついで、CPU６１が、減算値
△Vdに基づき、「NO」としてステツプ８８にて
判別し、減算値△Vd＜０であることに基づきス
テツプ９０にて「NO」として判別して、コンピ
ユータプログラムをステツプ９４に進める。

然る後、このステツプ９４においては、CPU
６１がステツプモータＭの励磁巻線C₁〜C₄を前
記逆の順序にて順序励磁するように再度設定し、
コンピユータプログラムをステツプ９５に進め
る。すると、ステツプ数「SC＋（ｎ−１）」から
設定ステツプ数「１」が減算され、この減算結果
が新たにステツプ数SCとして設定される。つい
で、コンピユータプログラムがステツプ９６に進
み、補正値ｋが設定値「Ton＋（ｎ−１）ｋ」か
ら減算され、この減算結果「Ton＋（ｎ−２）ｋ」
を表わす第２出力信号がステツプ９７にて駆動回
路７０に付与される。

以上のごとく、デイジタルコンピユータ６０か
らの第２出力信号が駆動回路７０に付与される
と、駆動回路７０が、減算結果「Ton＋（ｎ−２）
ｋ」に対応するパルス幅の励磁信号を、次に励磁
すべき励磁巻線に付与し、回転子Ｒをさらに逆方
向へ一ステツプ回転させてスロツトル弁２０の開
度を減少させる。ついで、ステツプ９８〜１００
において、上記作用と同様に変数値Ａが零になる
まで減算が行なわれ、ステツプ９９における減算
結果が零になつたとき、コンピユータプログラム
がステツプ１００を介しステツプ８３に進む。以
後、上記演算と実質的に同様な演算が、ステツプ
９５，９６におけるステツプ数及び設定値をそれ
ぞれ「１」及び「ｋ」ずつ減少させながら、ステ
ツプ８７における減算値△Vdが零になるまで、
繰返し行なわれる。

換言すれば、このことは、減少したアクセルペ
ダル１０の踏込角度に対応する回転角まで、励磁
巻線C₁〜C₄が、順次、逆の順序にて２相ずつ励
磁され、回転子Ｒが逆方向へ回転してスロツトル
弁２０の開度を減少させることを意味する。そし
て、このような過程においては、各励磁巻線の励
磁時間が、順次、補正値ｋずつ減少するため、そ
の結果各励磁巻線を流れる平均電流値が順次減少
していく。なお、上記繰返し演算過程にて減算値
△Vdが零になると、上記作用説明の場合と同様
にステツプモータＭの回転が停止し、これに応じ
た値にてスロツトル弁２０の開度が保持される。

なお、上記作用説明において、アクセルペダル
１０を急激に開放した場合には、アクセルペダル
１０が原位置に復帰し、このことがポテンシヨメ
ータ４０により検出され、アナログ電位Va（この
段階にてはVa＝０）としてＡ−Ｄ変換器５０に
付与される。すると、このアナログ電圧VaはＡ
−Ｄ変換器５０によりデイジタル信号Vdに変換
され、ステツプ83にてデイジタルコンピユータ６
０に読み込まれる。ついで、ステツプ84におい
て、CPUがデイジタル信号Vdが零であることに
基づき、「YES」として判別し、コンピユータプ
ログラムをステツプ85に進める。すると、回転子
Ｒのステツプ数SCが零と設定され、ステツプ86
にて解除信号がCPU６１から発生されて駆動回
路７０に付与される。これに応答して駆動回路７
０から生じる消磁信号により各励磁巻線C₁〜C₄
が消磁される。かくして、ステツプモータＭの回
転トルクがなくなり、スロツトル弁２０が復帰コ
イルばね２３の復帰力を受けて閉じる。

また、上記実施例においては、ステツプモータ
Ｍの一ステツプ毎に基準設定値Tonを変化させる
ようにした例について説明したが、これに限ら
ず、例えば、ステツプモータＭのｎステツプ毎に
設定値Tonを変化させるように実施してもよい。

また、上記実施例においては、ステツプモータ
を駆動させる信号をデイジタルコンピユータ６０
によつて発生させるようにしたが、これに代え
て、例えば、デイジタルコンピユータ６０の演算
結果に基いた周波数（パルス幅）のパルス信号を
発生する発振器と、演算結果に基く方向にステツ
プモータを駆動するシフトレジスタを組合せて使
用するようにしてもよい。

さらに、上記実施例においては、１バレル形式
におけるスロツトル弁に本発明を適用した例につ
いて説明したが、これに限らず、例えば、２バレ
ル２ステージ方式におけるスロツトル弁にも本発
明を適用できる。この場合、ポテンシヨメータ４
０に代えて、例えば、可変容量式、又は誘導式セ
ンサを採用し、これによつてアクセルペダル１０
の操作角度を検出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲に記載の発明の構成に
対する対応図、第２図はスロツトル弁、復帰コイ
ルばね及びステツプモータの組付関係を示す概略
図、第３図は本発明装置を示すブロツク図、第４
図は第３図に示したコンピユータの作用を示すフ
ローチヤート、第５図はステツプモータの回転ト
ルクの公知の周波数特性を示すグラフ、及び第６
図は同ステツプモータの反力のスロツトル弁の開
度との関係を示す公知のグラフである。 符号の説明、１０……アクセルペダル、２０…
…スロツトル弁、２３……復帰コイルばね、４０
……ポテンシヨメータ、６０……デイジタルコン
ピユータ、７０……駆動回路、C₁〜C₄……励磁
巻線、Ｍ……ステツプモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ばねにより常に閉方向へ付勢された状態にて
   アクセルペダルの操作角度に応じた開度でもつて
   内燃機関への混合気供給量を調整するスロツトル
   弁において、このスロツトル弁に連結されて複数
   の励磁巻線の一励磁順序による励磁により前記ば
   ねの弾撥力に抗し一方向へステツプ状に回転し前
   記スロツトル弁の開度を増大させ前記複数の励磁
   巻線の逆の励磁順序による励磁により他方向へス
   テツプ状に回転しスロツトル弁の開度を減少させ
   るステツプモータと、前記アクセルペダルの操作
   角度を検出する検出手段と、前記検出操作角度と
   その直前の前記スロツトル弁の開度に対応する開
   度データとに基き前記ステツプモータの回転方向
   を前記一方向または他方向と決定する回転方向決
   定手段と、この回転方向決定手段による前記一方
   向との決定下にて、前記開度データが前記スロツ
   トル弁の開度の増大に応じた向きに変化する程前
   記複数の励磁巻線の前記一励磁順序における励磁
   の時間幅を順次増大させるように決定する増大決
   定手段と、この増大決定手段の決定時間幅の増大
   に応じ前記複数の励磁巻線を前記一励磁順序にて
   その励磁時間の増大を順次もたらすように励磁す
   べく駆動し、また前記回転方向決定手段の他方向
   との決定下にて前記複数の励磁巻線を前記逆の励
   磁順序にて励磁するように駆動する駆動手段とを
   備えるようにしたことを特徴とするスロツトル弁
   の電気制御装置。