JPH05240070A

JPH05240070A - 内燃機関のスロットルアクチュエータ及び内燃機関の吸入空気量制御装置

Info

Publication number: JPH05240070A
Application number: JP4094992A
Authority: JP
Inventors: Fumio Tajima; 文男田島; Shigeki Morinaga; 茂樹森永; Shunichi Tanae; 俊一田苗; Yasushi Sasaki; 靖佐々木; Hiroyuki Kanazawa; 宏至金澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の第１の目的は電機子への電流の切り換
えが頻繁ではなく、且つ、高精度のモータ回転角度検出
器が必要とならない内燃機関のスロットルアクチュエー
タを提供することにある。【構成】ブラシレスモータの回転を減速してスロットル
バルブに伝えるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸入通路内
に配されるスロットルバルブを回転するスロットルアク
チュエータ、及び、内燃機関に供給する吸入空気量を制
御する吸入空気量制御手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に吸入空気を供給する吸入通路
内にはスロットルバルブが配されている。従来から、こ
のスロットルバルブはアクセルペダルとワイアで機械的
に接続されていた。ところが、近年、トラクションコン
トロールやオートクルーズなどの制御、及び、排気ガス
浄化や燃費向上のために、モータ等によりスロットルバ
ルブを制御する試みがなされてきた。このような例とし
て、特開昭62−91640 号公報に知られるように、直流機
にギヤを介してスロットルバルブを接続し、直流機に印
加する電圧を操作することによってスロットルバルブを
制御する技術がある。

【０００３】直流機はブラシ整流子を介して電機子巻線
に電流を供給して永久磁石界磁との間で回転力を発生す
るようになっている。このように回転子にブラシを押圧
するようになっているので、直流機の正転方向と逆転方
向ではヒステリシス摩擦が発生してしまい、スロットル
バルブの位置制御が困難であった。また、電機子に押圧
力がかかっていたので、この力に打ち勝つ力を発生しな
ければ直流機が回転し始めず反応の特性が悪かった。

【０００４】そこで、ブラシを用いずに回転子を回転す
るブラシレスモータ（交流機）を用いてスロットルバル
ブを開閉することが考え付かれた。このような技術は特
開平1−315641 号公報などに記載されている。この公報
に記載されたものでは、ブラシレスモータの回転子にス
ロットルバルブが直接に固定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平1−31564
1号公報に記載された技術では、ブラシレスモータの回
転子にスロットルバルブが直接に固定されているので、
モータの発生する力を大きくするためには、極数を多く
しなければならない。ブラシレスモータの極数を多くす
ると、回転子の回転に伴う固定巻線に供給する電流の切
り換えを、細かい角度でせざるを得なく、特にモータの
回転が高速になったときに顕著になるが、電流の切り換
えの制御が充分に追従できないという問題があった。ま
た、電流を切り換える回転子の角度が小さくなってしま
うので、高精度のモータ回転角度検出器が必要であっ
た。

【０００６】本発明の第１の目的は巻線子への電流の切
り換えの角度が小さくなく、且つ、高精度のモータ回転
角度検出器が必要とならない内燃機関のスロットルアク
チュエータ及び内燃機関の吸入空気量制御装置を提供す
ることにある。

【０００７】さらに、一般に、従来のブラシレスモータ
の固定子巻線が巻相される固定子鉄心には、鉄損を小さ
くするために、打ち抜いた珪素鋼板を積層して用いてい
た。しかしながら、積層しているために、軸方向に空気
が入り込み磁気抵抗を形成する。そのために、ブラシレ
スモータの出力が低下し、応答性が低下するという問題
点があった。

【０００８】第２の目的はブラシレスモータの出力の低
下をなくし充分な応答性を持った内燃機関のスロットル
アクチュエータを提供することにある。

【０００９】また、一般に、従来のブラシレスモータで
は、固定子の固定子鉄心と磁石回転子の磁石とは軸線方
向に同じ距離となるように形成されていた。固定子鉄心
の周囲には巻線が巻かれているが、巻線を巻回すと、こ
の巻線の軸方向の距離は磁石の軸方向の距離より長くな
る。そうすると、固定子巻線の発生する磁束が有効に使
われなくなり、ブラシレスモータの出力が低下し力が出
なくなり、応答性が低下するという問題点があった。

【００１０】第３の目的は、第２の目的と同様に、ブラ
シレスモータの出力の低下をなくし充分な応答性を持っ
た内燃機関のスロットルアクチュエータを提供すること
にある。

【００１１】また、上記の特開平1−315641 号公報に記
載の技術では、回転子の出力軸に４極の磁石を固定し、
この磁石を検出素子で検出し、この検出素子の出力に基
づいて固定子に供給する電流を切り換えるようにしてい
る。しかしながら、ブラシレスモータが高速で回転する
ときに正確に固定子に供給する電圧を切り換えるように
するためには、磁石の工作精度を上げ、また、磁石と回
転子を正確にあわせなくてはならない。

【００１２】第４の目的は、ブラシレスモータの固定子
に供給する電流の切り換えのための信号が比較的容易に
得られる吸入空気量制御装置を提供することにある。

【００１３】また、上記の特開平1−315641 号公報に記
載の技術では、検出素子の検出信号を論理演算すること
によって、ブラシレスモータの固定子に供給する電流の
切り換えを行っていた。このように、検出素子の出力を
論理演算等することによってブラシレスモータに供給す
る電流を切り換えていたので、少なくとも、論理演算を
する装置が必要となり、複雑で、高価になっていた。

【００１４】第５の目的は、ブラシレスモータに供給す
る電流の切り換えをするのに簡単で、廉価な吸入空気量
制御装置を提供することにある。

【００１５】さらに、上記の従来技術では、故障の検出
について充分に配慮されていなかった。

【００１６】第６の目的は故障の検出が可能な内燃機関
の吸入空気量制御装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに、第１の発明では、固定子巻線と、前記固定子巻線
の磁束の変化によって回転する回転子と、内燃機関に吸
入空気を供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配され
て吸入空気を増減するスロットルバルブを有した内燃機
関のスロットルアクチュエータにおいて、前記回転子の
回転を減速して前記スロットルバルブに伝える減速手段
を有するように構成した。

【００１８】第２の目的を達成するために、第２の発明
では、軸の周囲に磁石を配した磁石回転子と、前記磁石
回転子に磁束を与える固定子巻線と、内燃機関に吸入空
気を供給する吸入通路と、前記磁石回転子により回転し
て吸入空気を増減するスロットルバルブを有した内燃機
関のスロットルアクチュエータにおいて、前記固定子巻
線が巻相される固定子鉄心を軸方向に連続な金属で構成
した。

【００１９】第３の目的を達成するために、第３の発明
では、軸の周囲に磁石を配した磁石回転子と、前記磁石
回転子に磁束を与える固定子巻線と、内燃機関に吸入空
気を供給する吸入通路と、前記磁石回転子により回転し
て吸入空気を増減するスロットルバルブを有した内燃機
関のスロットルアクチュエータにおいて、前記固定子鉄
心の巻線部の軸方向長さを対向する部分の前記磁石回転
子の軸方向長さよりも短くするように構成した。

【００２０】第４の目的を達成するために、第４の発明
では、固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の変化によ
って回転する回転子と、内燃機関に吸入空気を供給する
吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入空気を増減
するスロットルバルブと、前記スロットルバルブを制御
するスロットル制御ユニットを有した内燃機関の吸入空
気量制御装置において、前記固定子巻線の発生する逆起
電圧を検出する逆起電圧検出器を有し、前記スロットル
制御ユニットは前記逆起電圧検出器の出力に基づいて前
記スロットルバルブを制御するように構成した。

【００２１】第５の目的を達成するために、第５の発明
では、固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の変化によ
って回転する回転子と、内燃機関に吸入空気を供給する
吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入空気を増減
するスロットルバルブと、前記固定子巻線に電流を供給
するスロットル制御ユニットを有した内燃機関の吸入空
気量制御装置において、前記固定子巻線に電流を供給す
る時点を示す電流切り換え検出器を有し、前記スロット
ル制御ユニットは前記電流切り換え検出器の出力がある
と前記固定子巻線に電流を供給するように構成した。

【００２２】第６の目的を達成するために、第６の発明
では、回転力を発生する駆動手段と、内燃機関に吸入空
気を供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸
入空気を増減するスロットルバルブと、前記駆動手段を
制御するスロットル制御ユニットを有した内燃機関の吸
入空気量制御装置において、前記駆動手段の回転を減速
して前記スロットルバルブに伝える減速手段と、前記ス
ロットルバルブが全閉状態から開き始めるのを検出する
第１の検出手段と、前記第１の検出手段の検出信号の発
生に応じて前記の駆動手段の回転角度を検出する第２の
検出手段と、前記第２の検出手段の出力に基づいて異常
を検出する第１の異常検出手段を有するように構成し
た。

【００２３】さらに、第６の目的は、第７の発明のよう
に、回転力を発生する駆動手段と、内燃機関に吸入空気
を供給する吸入通路と、前記駆動手段により回転して吸
入空気を増減するスロットルバルブと、前記駆動手段を
制御するスロットル制御ユニットを有した内燃機関の吸
入空気量制御装置において、前記駆動手段の回転角度を
検出する第３の検出手段と、前記スロットルバルブの開
度を検出する第４の検出手段と、前記第４の検出手段の
出力と前記第４の検出手段の出力を比較して異常を検出
する第２の異常検出手段を有するように構成することに
よっても達成できる。

【００２４】

【作用】第１の構成によれば、回転子の回転は減速手段
を介してスロットルバルブの回転力として伝えられる。
そのために、磁極数を増加させなくても充分な力を発生
させることができ、電流の切り換えの制御が充分に追従
できるようになる。また、電流を切り換える回転子の角
度を小さくしなくてもよく、高精度のモータ回転角度検
出器が必要でなくなることが可能となる。

【００２５】第２の構成によれば、固定子巻線の固定子
鉄心を連続体の鉄で構成したので、軸方向の空隙を生じ
ないように固定子鉄心を構成することができ、そのため
に、固定子巻線で発生する磁束を有効に使うことがで
き、目標となる開度まで速やかにスロットルバルブを移
動する。

【００２６】第３の構成によれば、固定子鉄心の巻線部
の軸方向長さを対向する部分の磁石回転子の軸方向長さ
よりも短くしたので、固定子鉄心に巻回した巻線の軸方
向の長さと回転子の磁石との軸方向の長さをほぼ同じに
することができ、巻線で発生する磁束を有効に使うこと
ができ、目標となる開度まで速やかにスロットルバルブ
を移動することが可能となる。

【００２７】第４の構成によれば、スロットル制御ユニ
ットは逆起電圧検出器の出力に基づいてスロットルバル
ブを制御する。そのために、複雑な検出装置を備えるこ
となくブラシレスモータの固定子に供給する電流を切り
換えることが可能になる。

【００２８】第５の構成によれば、電流切り換え検出器
の信号をそのままブラシレスモータの固定子に供給する
電圧の切り換え信号として用いることができる。このよ
うに、検出器の信号をそのまま制御信号として用いるこ
とができるので、簡単で安価な吸入空気量制御装置を得
ることができる。

【００２９】第６の構成によれば、スロットルバルブが
全閉状態から開き始めたときの、駆動手段の回転角度に
よって、異常の検出ができる。

【００３０】第７の構成によれば、駆動手段の回転角度
とスロットルバルブの開度を比較することによって異常
の検出が可能となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。まず、本実施例のシステム構成図を図２に示す。エ
アクリーナ１０を介して吸入された吸入空気は、スロッ
トルチャンバ６内に設けられたスロットルバルブ４に制
御され、吸気通路２を通ってエンジン１のシリンダに導
びかれる。一方、噴射弁１６から供給された燃料は、吸
入空気と混合され、混合気となって、エンジン１のシリ
ンダに導びかれる。混合気は圧縮及び爆発行程を経た後
に排気通路３から外部に放出される。

【００３２】アクセル９の踏み込み量ＡＣＣはアクセル
センサ８により、エンジン１の水温ＴＭは水温センサ１
２により、クランク軸１８の回転角度ＮＰはクランク角
センサ１３により、スロットルバルブ４の回転角度ＰＦ
はスロットル開度センサ１７により、前車輪の回転速度
ＶＦ及び後車輪の回転速度ＶＲは、車輪速センサ１９，
２０により検出され、それぞれの検出信号は制御ユニッ
ト１４に入力される。エンジン制御ユニット１４は、各
センサからの信号を演算処理して吸入空気量を演算す
る。さらにエンジン制御ユニット１４は、この演算結果
に基づいてスロットルアクチュエータ５を駆動して吸入
空気を制御する。また、実際にエンジンに供給される吸
入空気量ＱＡを吸入空気量センサ７により検出し、この
信号はエンジン制御ユニット１４に入力される。エンジ
ン制御ユニット１４はこの吸入空気量センサ７の出力信
号に基づいて燃料供給量Ｔｉを演算し、噴射弁１６を駆
動して燃料供給を制御する。

【００３３】なお、詳細は後述するが、本実施例では、
スロットルアクチュエータ５のモータとしてブラシレス
モータを用い、このモータの固定子巻線（３相）に電流
を供給することによってスロットルバルブ４を開閉して
いる。

【００３４】エンジン制御ユニット１４の詳細を図３に
示す。エンジン制御ユニット１４は燃料制御ユニット２
１及びスロットル制御ユニット２２により構成される。
燃料制御ユニット２１は各センサの出力に基づいて燃料
供給量Ｔｉ及びスロットル開度指定ＰＳを演算し出力す
る。一方、スロットル制御ユニット２２はスロットル開
度指令ＰＳ，ブラシレスモータの磁極位置ＭＰ及びブラ
シレスモータの電流値Ｉに基づいて、ブラシレスモータ
に与える電流のデューティＰＷＭとブラシレスモータの
回転子の各相の切り換え信号Ａ，Ｂ，Ｃを演算し、スロ
ットルアクチュエータ５を駆動する。

【００３５】スロットルアクチュエータ５及びスロット
ル制御ユニット２２の詳細を図１に示す。ブラシレスモ
ータ２５（３相）は固定子２３及び磁石回転子２４より
構成される。磁石回転子２４の中心軸には減速歯車２６
が接続される。これによって、磁石回転子２４の回転力
はスロットルバルブ４に伝えられる。また、磁石回転子
２４の回転は磁極位置検出器２７によって検出される。
スロットルバルブ４はリターンスプリング２９によって
閉方向に付勢される。電源３１の電圧はドライバ３０に
よって制御され固定子２５に供給される。また、この電
流Ｉは電流検出器３２によって検出される。

【００３６】スロットル制御ユニット２２は、Ａ／Ｄ変
換器３３，３５と波形整形器３４より成る入力部と、ワ
ンチップマイクロコンピュータ３８より構成される。ワ
ンチップマイクロコンピュータ３８は機能的に磁極検出
手段３６及びスロットル開度制御手段３７の２つの機能
を有している。電流検出器３２の出力ＩはＡ／Ｄ変換器
３５を介して、スロットル開度センサ２８の出力ＰＦは
Ａ／Ｄ変換器３３を介して、スロットル開度制御手段３
７に入力される。スロットル開度制御手段３７はスロッ
トル開度指令ＰＳ（燃料制御ユニット２１より出力），
スロットル開度ＰＦ及びモータ電流値Ｉに基づいてＰＷ
Ｍを演算してドライバ３０に出力する。また、磁極位置
検出器２７の出力は波形整形回路３４により波形整形さ
れ磁極位置検出手段３６に入力される。磁極位置検出手
段３６はこの信号(Ａ,Ｂ,Ｃ)に基づいて、固定子２３の
各相切り換え信号Ａ，Ｂ，Ｃをドライバ３０に出力す
る。ブラシレスモータ２５は、ギヤ比が８で４極のもの
を用いる。つまり、２回転でほぼ９０度のバルブ開度と
なる。ここでは１２０度通電方式の永久磁石ブラシレス
モータを使用する。ドライバ３０の各アームの上下への
通電のパターンは固定子２３と磁石回転子２４の位置関
係から割り振られる。各アームへの通電モードは電気角
１サイクルの繰返しとなる。なお、ブラシレスモータ２
５を４極とすると８極以上のものと比べて周波数が小さ
くなるので鉄損が減少し、巻線数が小さくなり、また着
磁がやりやすくなるので磁束量が大きくなり、サーボに
用いたときのイナーシャが小さくなる。なお、２極であ
ればさらに性能が向上する。

【００３７】ここで、ブラシレスモータ２５の駆動力を
増大させるためにギヤ２６が使用されている。これは、
特に、スロットルバルブの制御は位置制御であるため、
常時ブラシレスモータ２５に電流を通電させてスロット
ルバルブ４の開度を制御する必要がある、また、故障時
の復帰を早めるためにリターンスプリング２９の力を強
めなければならないため、ブラシレスモータ２５のギヤ
直結方式ではトルクが小さくモータ体格が大きくなり、
消費電力が多くなる。このような問題があるからであ
る。

【００３８】スロットルアクチュエータ５の詳細を図４
に示す。空気をエンジンに導く吸入通路２の中を、ベア
リング４１によって支承されるとともに、約９０度の範
囲で回転することによって空気量を制御するスロットル
バルブ４と、スロットルバルブ４を閉方向に常に戻ろう
とする力を発生させるリターンスプリング２９とスロッ
トルバルブ４の開度を示すスロットル開度センサ２８
と、変換機であるギヤ２６を介してスロットルバルブ４
を開閉する力を発生するブラシレスモータ２５とで構成
されている。ここで、ブラシレスモータ２５は永久磁石
型の３相ブラシレスモータを用いる。ブラシレスモータ
２５は固定子巻線４２を巻き回した固定子鉄心３９から
なる固定子２３と、永久磁石からなる磁石回転子２４と
で構成される。このブラシレスモータ２５は磁極位置検
出器２７の出力信号によって３相の固定子巻線４２への
電流を変化させるものである。また、この磁石回転子２
４はギヤ４に連結され、またベアリング４０を介して支
承されている。

【００３９】ブラシレスモータ２５の固定子２３及び回
転子２４の詳細を図５に示す。ブラシレスモータ２５は
主として圧粉鉄心で製作された固定子鉄心３９に巻回さ
れた固定子巻線４２とからなる固定子２３と、永久磁石
とからなる回転子２４（Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ）とで構成され
る。ここで、固定子鉄心３９の巻線部の軸方向長さは、
これと対向する永久磁石側（内径側）より短くした構成
とする。これによって、巻線の長さが短くでき、消費電
力の低減あるいはモータの全長も短くすることができ
る。

【００４０】ブラシレスモータの固定子鉄心３９におい
て従来は薄板の珪素鋼板を打ち抜き、積層して使用して
いる。これは、高速回転数時の鉄損を小さくするためで
ある。一方、スロットルアクチュエータにおいては移動
角度の最大が９０度であるため、高速回転時の動作は、
短時間であり、圧粉鉄心の使用は不利とはならず、さら
に、前述のように低消費電力，小型化が達成できる。ま
た、積層鉄心の内転型モータでは固定子鉄心４２を打ち
抜いた後の中側の円形鉄心は使わないためにムダになる
が、圧粉鉄心では材料のムダが無く、経済的である。

【００４１】磁極位置検出器２７の詳細を図６に示す。
磁極位置検出器２７は位置検出用回転子５０及びホール
素子５１〜５３より成る。位置検出用回転子５０は４極
の磁石（Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ）で構成され磁石回転子２４と
一体となって回転される。位置検出用回転子５０の周囲
には１２０度（機械角）毎にホール素子５１〜５３が配
される。ホール素子５１〜５３は位置検出用回転子５０
の回転位置を検出し、それぞれ図７に示すようなＡ相，
Ｂ相及びＣ相の出力をする。さらに、ホール素子５１〜
５３の出力は波形整形回路３４で図７に示すようなパル
ス状の信号に整形される。

【００４２】ドライバ３０の詳細を図８に示す。スロッ
トル制御ユニット２２は前述したようにアナログ入力ポ
ートＡＮ０からＡＮ２にそれぞれ信号ＰＦ，ＰＳ，Ｉを
入力しＰＷＭ信号を発生し、また、磁極位置検出器２７
の出力Ａ，Ｂ，Ｃを受けて各相の切り換えＡ，Ｂ，Ｃ信
号を発生する。スロットル制御ユニット２２の各相の切
り換えＡ，Ｂ，Ｃ信号はそれぞれ、インバータ５４ａ，
５４ｂ，５４ｃに入力される。このインバータ５４ａ，
５４ｂ，５４ｃの出力はアンドゲート５５ａ，５５ｂ，
５５ｃの一方に入力される。アンドゲート５５ａ，５５
ｂ，５５ｃの他方にはＰとＭ信号が入力される。アンド
ゲート５５ａ，５５ｂ，５５ｃの出力は抵抗５７ａ,５
７ｂ,５７ｃを介してドライブトランジスタ５９ａ,５９
ｂ,５９ｃのベースに入力される。ドライブトランジス
タ５９ａ，５９ｂ，５９ｃのエミッタはＦＥＴ（上アー
ム）６１ａ,６１ｂ,６１ｃに入力される。インバータ５
４ａ，５４ｂ，５４ｃの出力はナンドゲート５８ａ，５
８ｂ，５８ｃの一方に入力される。ナンドゲート５８
ａ，５８ｂ，５８ｃの他方はスロットル制御ユニット２
２の出力する各相の切り換えＡ,Ｂ,Ｃ信号が入力され
る。ナンドゲート５８ａ，５８ｂ，５８ｃの出力は抵抗
６３ａ，６３ｂ，６３ｃを介してドライブトランジスタ
６０ａ，６０ｂ，６０ｃのベースに入力される。ドライ
ブトランジスタ６０ａ，６０ｂ，６０ｃのエミッタはＦ
ＥＴ(下アーム)６２ａ，６２ｂ，６２ｃに入力される。
なお、図７に磁極位置検出器２７の出力信号(波形整形
回路３４)と、ＦＥＴ（上アーム）６１ａ，６１ｂ，６
１ｃとＦＥＴ（下アーム）６２ａ，６２ｂ，６２ｃのス
イッチング状態が示されている。この図において、各
Ａ，Ｂ，Ｃと表現されているものは各相のＦＥＴのスイ
ッチングがオン状態であることを示している。また、表
現されていない場合は、各相のＦＥＴのスイッチング状
態がオフであることを示している。例を挙げて説明する
と、図７中の（イ）のように磁極位置検出器２７が出力
しているときには、ＦＥＴ６１ａ〜６１ｃ（上アーム）
中で６１ｃ（Ｃ相）のみがオン状態であり、他のＦＥＴ
(上アーム)６１ａ(Ａ相），６１ｂ（Ｂ相）はオフ状態
になっている。また、ＦＥＴ（下アーム）６２ａ〜６２
ｃの中で、６２ｂ（Ｂ相）のみがオン状態であり、他の
ＦＥＴ（下アーム）６２ａ(Ａ相），６２ｃ（Ｃ相）は
オフ状態となっている。

【００４３】このようにドライバ３０は、まず、磁極位
置検出信号にかわるＡＢＣ信号からＡＮＤ，ＮＡＮＤ，
ＩＮＶロジックによってＦＥＴの上アームおよび下アー
ムを制御する信号を作る。この場合上アームの信号には
ワンチップマイクロコンピュータ１４で計算されたＰＷ
Ｍ信号が重畳される。さらにこの信号がそれぞれFET
（上アーム）のドライブトランジスタ５９ａ，５９ｂ，
５９ｃと、ＦＥＴ（下アーム）のドライブトランジスタ
６０ａ，６０ｂ，６０ｃとを介してそれぞれを制御する
構成である。

【００４４】次に、スロットル制御ユニット２２の演算
動作について図９から図１１のフローチャート図を用い
て説明する。まず、ＰＷＭデューティの演算動作を図９
に示す。まずステップ９０１で電流検出器３２の検出し
た電流値Ｉが所定値ＩＣより大きいか判断する。電流値
Ｉが所定値Ｉより大きければ過電流がＦＥＴ６１ａ〜６
１ｃ，６２ａ〜６２ｃに流れているのでステップ９０７
に進み前回のＰＷＭデューティから所定量Ｌ（かなり大
きい）を減算しこのフローを終了する。ステップ９０１
で過電流が検出されなければステップ９０２で燃料制御
ユニット２１からのスロットル関係指令ＰＳを取り込
み、さらに、ステップ９０３でスロットル開度センサ２
８の検出値ＰＦを取り込む。ステップ９０４で偏差ＰＥ
を求め、ステップ９０５でＰＷＭデューティを演算す
る。ステップ９０６では、この演算値をレジスタにセッ
トし出力する。ここでは比例制御の例で示したが、必要
に応じてＰＩＤ制御が採用される。またマイナーループ
に速度制御を入れても良い。ここで、Ｋは制御の比例定
数である。ＰＷＭ信号の周波数は、モータの騒音や、ト
ランジスタのスイッチング損失等を考えて決定する。

【００４５】次に、磁極位置検出器１４の出力に基づく
スロットル開度の演算とこれによる故障診断を図１０に
示す。まずステップ１００１で磁極位置検出器２７の出
力を波形整形して得られたパルスＡ，Ｂ，Ｃ（３相）を
取り込む。ステップ１００２でこのＡ，Ｂ，Ｃのいずれ
かの信号に変化があったか判断する。変化がなければス
テップ１００６までジャンプする。一方、ステップ１０
０でＡ，Ｂ，Ｃの信号のいずれかに変化すれば、ステッ
プ１００３で正転か逆転か判断し、正転であればステッ
プ１００４でＣカウンタを１だけインクリメントし、ま
た、逆転であればステップ１００５で１だけデクリメン
トしてステップ１００６に進む。ステップ１００６では
Ｃカウンタ値に基づいてスロットル開度の推論値ＴＨＥ
ＴＡを求める。ステップ１００７で実際のスロットル開
度ＰＦを取り込だらステップ1008でスロットル開度ＰＦ
が零か判断する。零であれば故障診断をしないものとす
る。ステップ１００９で実際のスロットル開度ＰＦが零
でなければ、実際のスロットル開度ＰＦと推論値ＴＨＥ
ＴＡに基づいて故障診断をする。すなわち、実際のスロ
ットル開度ＰＦと推論値ＴＨＥＴＡが所定（Ｃ）以上に
離れていれば故障と判断しステップ１０１０で故障を示
すフラグＮＧＦＬＡＧを１とする。また、ステップ１０
０９で故障が認められなければステップ１０１１に進
む。最後に、磁極位置検出器２７による検出パルスをそ
のまま各相の切り換え信号Ａ，Ｂ，Ｃとしてドライバ３
０に出力する。

【００４６】次に、スロットル開度が零であるときの故
障診断を図１１に示す。まず、ステップ１１０１でスロ
ットルバルブ４がブラシレスモータ２５により負荷がか
けているか（スロットルバルブ４がリターンスプリング
２９によって充分に付勢されているか）判断する。１１
０１で実際のスロットル開度が零か判断し、さらにＰＷ
Ｍデューティが零か判断する。一方でも条件がととなわ
なければそのままステップ１１０４に進む。両方の条件
がととのったときにはステップ１１０３で故障診断力を
示すフラグＣＦＬＡＧを１とする。ステップ１１０４で
ＣＦＬＡＧが１か判断する。ＣＦＬＡＧが１でなければ
そのままフローを終了する。

【００４７】ここで、図１１のフローチャートに示す故
障診断の方法を簡単に説明する。スロットルバルブの開
度が零のブラシレスモータ２５の回転による進み角の移
動範囲はギヤ２６のガタによってブラシレスモータ２５
が移動できる範囲である。このようすを図１２に示す。
つまり、上記以外ではリターンスプリング２９の力によ
ってブラシレスモータ２５は閉方向の力を受け、ガタは
無いが、ギヤ２６のガタの移動角の範囲では、スロット
ルバルブ４は、設けられたストッパ(図示せず)に当た
り、リターンスプリング２９の力は全てストッパで受け
てくれるために、ブラシレスモータ２５はギヤ２６のガ
タの分だけ移動可能となる。特に、ギヤ比が大きい場合
には、この距離が大きくなる。この範囲に着目し、エン
ジンの始動の前後に、閉方向あるいは開方向に、適切な
駆動トルクをブラシレスモータ２５に与える。これによ
って、ブラシレスモータ２５は移動し、それにともなっ
て図７に示したように電気角６０度毎に生じる上アー
ム，下アームの切り換え信号が発生する。その数をカウ
ントし、所定数量に達した場合には、ブラシレスモータ
２５及び駆動装置が健全であると判定することができ
る。さらには、この間における通電モードの順が保たれ
ているかをチェックすることによって、さらにドライバ
３０、あるいは磁極位置検出器２７等の健全性が確認で
き、一層診断の信頼性を高めることができる。

【００４８】ステップ１１０５でＣＦＬＡＧが１かどう
か判断する。ＣＦＬＡＧが１でなければこのフローを終
了する。ステップ１１０５でＣＦＬＡＧが１であればス
テップ１１０５で前回の実際のスロットル開度ＰＦが零
であったか判断する。零でなければこのフローを終了す
る。ステップ１１０５で前回の実際のスロットル開度Ｐ
Ｆが零でなければステップ１１０６で今回の実際のスロ
ットル開度ＰＦが零より大きいか判断する。零より大き
くなければこのフローを終了する。ステップ１１０６で
今回の実際のスロットル開度ＰＦが零より大きければス
テップ1007でＣカウンタが所定値ＣＮより大きいか判断
する。大きければスロットルアクチュエータ５の全体が
正常であると判断しステップ１００９でＣＦＬＡＧを再
び零に戻してこのフローを終了する。ステップ１００７
でＣカウンタがＣＮより大きくなければ故障も判断しス
テップ１００８でＮＧＦＬＡＧを１にする。ステップ１
００９でＣＦＬＡＧを零に戻しこのフローを終了する。

【００４９】さらに、本実施例の有する効果を説明す
る。ブラシレスモータ２５が発生するトルクＴmotor は
以下の式で表される。

【００５０】Ｔmotor＝Ｔacc＋Ｔsp＋Ｔfr …(１) ここで、Ｔacc はモータ，ギヤ，バルブのイナーシャに
打ち勝って、スロットルバルブを加速させるためのトル
クを示す。Ｔspはバネの力と釣り合う為のトルクを、Ｔ
frはアクチュエータを含めたスロットル系の摩擦トルク
を表す。従来の直流機方式の特にギヤを使用する方式で
は、ブラシと整流子との間の摩擦力によって特に上記の
Ｔfrの値が大きくなる。この摩擦トルクはヒステリシス
特性を示すため、位置決めが困難になる。また、これは
バルブ側で見ると、実際の摩擦トルクのギヤ比の倍数と
なるため、バルブ側で見た摩擦トルクが大きくなり、位
置決めがしにくくなる。また、摩擦トルクの存在はスロ
ットルバルブアクチュエータの故障の際に、バルブを閉
の状態に戻すのに長い時間がかかる欠点がある。実際に
は一定時間以内に戻す必要があるため、使用バネの強さ
を大きくしておく必要が有り、モータを必要以上に大き
くする欠点もある。ギヤの比を大きくするに従って直流
機を使用するとその不利は大きく、ギヤ比が５以上では
その影響が一層顕著となる。

【００５１】さらには、固定子鉄心３９として圧粉鉄心
材を利用し、かつ、圧粉鉄心材と使用した固定子鉄心３
９として軸方向の長さの異なる形状とすることによっ
て、効率のよいモータを構成でき、かつ性能の劣化も少
なくすることができる。

【００５２】また、装置全体の摩擦トルクの低減が重要
であるが、スロットルバルブ４を閉じる方向に作用させ
るリターンスプリング２９として図１で示すように鶴巻
状のバネを利用することによって、スロットル装置全体
の摩擦トルクを低減することができる。

【００５３】また、図１，図２で示したようにブラシレ
スモータ２５と、この出力トルクを増幅し、かつかみあ
い形式のギヤ２６と、スロットルバルブ４とをほぼ同一
直線の上に配置することによっても、スロットルアクチ
ュエータ全体の摩擦トルクを低減することができる。

【００５４】第２の実施例を図１３から図１５を用いて
説明する。第２の実施例では、回転角度に対してリニア
な出力をする磁極位置検出器を用いる。第１の実施例で
はドライバ３０がＦＥＴ６１ａ〜６１ｃ，６２ａ〜６２
ｃの通電モードを決めていたが、第２の実施例ではスロ
ットル制御ユニット２２がＦＥＴ６１ａ〜６１ｃ，６２
ａ〜６２ｃの通電モードを演算する。図１３において、
スロットル制御ユニット２２のＡ，Ｂ，Ｃ相（上アー
ム）の出力はそれぞれアンドゲート５５ａ〜５５ｃに入
力される。アンドゲート５５ａ〜５５ｃの他端にはＰＷ
Ｍ出力が入力される。また、スロットル制御ユニット２
２のＡ，Ｂ，Ｃ相（下アーム）の出力は直接にドライバ
６０ａ〜６０ｃのベースに加えられる。なお、磁極位置
検出器２７の出力はスロットル制御ユニット２２のアナ
ログ入力ポートＡＮ３に入力され、スロットル制御ユニ
ット２２はＡ／Ｄ変換してワンチップマイクロコンピュ
ータに取り込むようになっている。

【００５５】次に、動作について説明する。第１の実施
例の図１０のフローチャートに示す動作に換えて、図１
４のフローチャートに示す動作をおこなう。ステップ14
01でモータ回転角度ＰＭを取り込む。ステップ１４０２
でモータ回転角度ＰＭに応じたＦＥＴ６１ａ〜６１ｃ，
６２ａ〜６２ｃの通電モード（各相の切り換え信号Ａ，
Ｂ，Ｃ）を演算する。この場合に図１５に示すようなモ
ータ回転角ＰＭに対すると通電モードを予めＲＯＭに記
憶しておき、これを読み出すようにする。

【００５６】なお、他の部分は第１の実施例と同様なの
で説明を省略する。

【００５７】第３の実施例を図１６から図１７を用いて
説明する。第３の実施例では、スロットル開度センサ２
８の出力ＰＦに基づいてＦＥＴ６１ａ〜６１ｃ，６２ａ
〜６２ｃの通電モードを演算する。スロットル制御ユニ
ット２２は図１４のフローチャートに示す動作に換えて
図１６のフローチャートに示す動作をおこなう。すなわ
ち、ステップ１６０１でスロットル開度センサ２８の出
力ＰＦを取り込む。ステップ１６０２で検出値ＲＦに基
づいてＦＥＴ６１ａ〜６１ｃ，６２ａ〜62ｃの通電モー
ドを演算する。すなわち、図１７に示すようなスロット
ル開度ＲＦに対するＦＥＴ６１ａ〜６１ｃ，６２ａ〜６
２ｃの通電モードを予めＲＯＭに記憶させておき、この
ＲＯＭから記憶値を読み出すようにする。ステップ１４
０３でＡ，Ｂ，Ｃをドライバ１０に出力する。

【００５８】なお、他の部分は第２の実施例と同様なの
で説明を省略する。

【００５９】次に第４の実施例を説明する。第４の実施
例ではブラシレスモータ２５の回転位置を検出するもの
である。スロットルアクチュエータのバルブを開く速度
は０〜９０度で０.１秒以下の性能が求められる。一
方、永久磁石ブラシレスモータとしてトルクアップのた
めには多極化が有利であり、４極以上の極数が選定して
も良い。この場合、速度が０〜４５度までは直線的に増
加し、４５〜９０度までは直線的に減少すると仮定する
と、最高回転数は約３０００回転にもなることが推定さ
れる。この回転数における電気角６０時間間隔は約５０
０μｓとなり、ソフトで電気角各６０度の切り換えのタ
イミングを見出すには少なくとも電気角６０度の中を５
以上のサンプリングが必要となる。これを達成するため
には高速のマイクロプロセッサを使わねばならないこ
と、通電モードの検出以外のシステムの処理ができなく
なってしまう不便がある。高速回転数になるに従って、
電気角６０度の所要時間は短くなっていく。上記の欠点
を補う制御方式として高速回転数時にはブラシレスモー
タの各相巻線への通電の切り換えのタイミングを発生さ
せる機構をモータもしくは開度センサ側に備えることに
よって可能である。これを割込み信号として制御演算装
置に切り換えをおこなえば良い。実施例では、モータの
逆起電圧を利用し、電気角６０度の相変わりのタイミン
グはハードによって検出するようにする。

【００６０】逆起電圧位置検出器７３の詳細構成を図１
８（ａ）に示す。巻線の各相の電圧を一次遅れフィルタ
７０を介して比較器７１ａ〜７１ｃの一方に入れ、かつ
その他方には各相の巻線から抵抗を介して星型接続した
中性点を接続する。星型接続した中性点の電位は各相電
圧の平均値となり、これと各相巻線電圧と比較すること
によって電気角６０度の相切り換わり点を見出すことが
できる。各比較器の出力は図示図１８（ｂ）の（イ)，
(ロ)，(ハ）のように１２０度の位相差の矩形波信号と
なり、この三つの矩形波信号を立上り立下り検出器７２
で合成することによって電気角６０度の信号が図示図１
８（ｂ）の（ニ）のように合成できる。この信号をワン
チップマイクロコンピュータ３８の割込み信号として使
用することによって、電気角６０度の相変わり角で瞬時
に通電モードを切り換えることができる。この時の電気
角６０度の相変わり角の通電モードのデータは逆起電圧
位置検出器のデータを使っても良く、スロットル開度セ
ンサ２８からの通電情報を示しても良い。

【００６１】第４の実施例のスロットル制御ユニット２
２の動作を説明する。第４の実施例では第３の実施例の
図１６のフローチャートに示される動作の換わりに図１
９のフローチャートに示される動作をおこなう。逆起電
圧検出器７２の発生するパルスがワンチップマイクロコ
ンピュータ３８のＩＲＱ端子に入力されると、ステップ
１９０１で正転か判断し、正転であればステップ１９０
２でＤカウンタを１だけ増加されてこのフローを終了す
る。一方、ステップ１９０１で正転と判断されないとＤ
カウンタを１だけ減少させてこのフローを終了する。

【００６２】また別のルーチンにおいて、ステップ１９
１０で回転数が所定値ＮＳより大きいか判断する。所定
値ＮＳより大きければ、Ｄカウンタに応じて各アームの
通電モードを演算する。すなわち、図２０に示されるＤ
カウンタに対する通電モードが予めＲＯＭに記憶されて
おり、これを読み出すことによって通電モードを求め
る。ステップ１９１０で回転数が所定値ＮＳより大きく
ないときには、スロットルセンサ２８の出力ＲＦを取り
込む。さらにステップ１９１１で実際のスロットル開度
ＲＦに基づいて各アームの通電モードを求める（第３の
実施例と同様）。ステップ１９１２で各相の切り換え信
号Ａ，Ｂ，Ｃを出力してこのフローを終了する。

【００６３】次に、第５の実施例を説明する。第５の実
施例はブラシレスモータ２５が１５度（機械角）毎にパ
ルスを発生する磁極位置検出器２７を用いたものであ
る。この磁極位置検出器２７の詳細を図２１に示す。全
周にわたり１５度毎に２４個の突起を有した回転体２７
の回転を検出コイル７６によって検出する。検出コイル
７６は図２１（ｂ）のような信号を出力し、波形整形回
路７７は波形整形し図２１（ｃ）のようなパルスを発生
する。

【００６４】第５の実施例では、この波形整形回路７７
の出力パルスによりワンチップマイクロコンピュータ３
８に割込（ＩＲＱ）み、このパルスをＤカウントし、カ
ウントマップ，カウントダウンすることによってブラシ
レスモータの回転角度を演算し、これに基づいてＡ，
Ｂ，Ｃ各相の信号をドライバ２０に出力する（図１９に
おいて、ステップ１９１０，ステップ１９１１，ステッ
プ１９１２を省略したもの）。

【００６５】次に第６の実施例を図２２を用いて説明す
る。第６の実施例では永久磁石回転子３２の変わりに可
変リラクタンス型の回転子７８を用いた。ここで、回転
子７８は磁性材からなる突極形状の例で示す。永久磁石
回転子３２が、固定子の巻線によって作る磁極と永久磁
石回転子との吸引，反発を利用した原理であるのに対し
て、これは固定子の巻線によって作る磁極と突極回転子
の吸引力のみを利用しており、効率は悪いが、構成が簡
単で、低価格なモータとすることができる。この構成
も、摺動に伴う摩擦トルクがないために、前記と同様の
効果が期待できる。また、磁極位置検出器が必要なこと
は永久磁石回転子の場合と同じである。なお、他の部分
は第１の実施例から第５の実施例と同様なので省略す
る。

【００６６】なお、スロットルアクチュエータは自動車
エンジンの心臓部を制御するために信頼性が非常に重要
となる。このため、モータの出力軸にクラッチを備えて
モータがロックして動かなくなったときにクラッチでモ
ータとバルブの連結を解き、別に備えたアクセルワイヤ
で制御することも可能である。この場合、クラッチを使
用したときにはモータの磁極の位置関係と、開度センサ
の位置関係がずれて成り立たなくなってしまう。そこ
で、クラッチとして常にモータ側とバルブ側とが一定の
位置に復帰するようなクラッチ機構とすることによって
クラッチの使用にかかわらず、安定した特性を持つスロ
ットルアクチュエータとすることができる。そのほか、
開度センサの動きと、逆起電圧位置検出器の動きから学
習して、開度センサの動きと、逆起電圧位置検出器の動
きを実時間で、学習し修正することも考えられる。

【００６７】なお、制御演算装置として、マイクロコン
ピュータを使用する方式では開度センサのアナログ情報
をＡ／Ｄ変換器を介してデジタル量として取り込む。電
気角６０度のデジタルの量は計算されるが、ビット数の
少ないＡ／Ｄ変換器を使用する場合には予め、電気角６
０度に相当するデジタル量をＡ／Ｄ変換器の最小分解能
の整数倍に同期させることによって、少ないビット数で
かつ性能を落すこと無く運転することができる。

【００６８】なお、永久磁石のブラシレスモータで説明
したが、可変リラクタンス型のブラシレスモータの場合
でも良く、また、ステップモータの位置を検出してクロ
ーズドループ運転する形式の場合にも適用可能である。

【００６９】また、スロットルバルブ開閉装置について
説明したが、他のバルブ開閉装置にも適用できる。ま
た、バルブ開閉装置以外のブラシレスモータの制御装置
にも適用できる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明では、
電機子への電流の切り換え角度が小さくなく、且つ、高
精度のモータ回転角度検出器が不必要とすることが可能
となる。第２の発明及び第３の発明ではブラシレスモー
タの出力の低下をなくし、充分な応答性を有し、スロッ
トルバルブを目標のスロットル開度に速やかに移動する
ことが可能となる。第４の発明では複雑な検出装置を備
えることなくブラシレスモータの固定子に供給する電流
を切り換えることが可能となる。第５の発明では装置全
体を簡単で安価とすることが可能となる。第６の発明及
び第７の発明では系全体の異常の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スロットルアクチュエータ及びスロットル制御
ユニットを示す図である。

【図２】システム構成図である。

【図３】制御ユニットの詳細を示す図である。

【図４】スロットルアクチュエータの詳細を示す図であ
る。

【図５】ブラシレスモータの詳細を示す図である。

【図６】磁極位置検出器の詳細を示す図である。

【図７】磁極位置値検出器の出力とＦＥＴのスイッチン
グ状態を示す図である。

【図８】ドライバの詳細を示す図である。

【図９】スロットル制御ユニットの動作を示すフローチ
ャート図である。

【図１０】スロットル制御ユニットの動作を示すフロー
チャート図である。

【図１１】スロットル制御ユニットの動作を示すフロー
チャート図である。

【図１２】スロットル開度とブラシレスモータの回転角
の関係を示す図である。

【図１３】第２の実施例のドライバの詳細を示す図であ
る。

【図１４】第２の実施例のスロットル制御ユニットの動
作を示すフローチャート図である。

【図１５】第２の実施例とブラシレスモータの回転角と
スイッチング状態を示す図である。

【図１６】第３の実施例のスロットル制御ユニットの動
作を示すフローチャート図である。

【図１７】第３の実施例のスロットル開度とＦＥＴのス
イッチング状態を示す図である。

【図１８】逆起電圧位置検出器の詳細を示す図である。

【図１９】第４の実施例のスロットル開度とＦＥＴのス
イッチング状態を示す図である。

【図２０】第４の実施例のＤカウンタとＦＥＴのスイッ
チング状態を示す図である。

【図２１】第５の実施例の磁極位置検出器の詳細を示す
図である。

【図２２】第６の実施例の可変リラクタンスの図であ
る。

【符号の説明】

２…吸入通路、４…スロットルバルブ、５…スロットル
アクチュエータ、２２…スロットル制御ユニット、２４
…磁石回転子、２６…減速機、２７…磁極位置検出器、
２８…スロットル開度センサ、４２…固定子巻線、７３
…逆起電圧検出器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木靖茨城県勝田市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者金澤宏至茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の変
化によって回転する回転子と、前記固定子巻線に供給す
る電流を制御する電流制御手段と、内燃機関に吸入空気
を供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入
空気を増減するスロットルバルブを有した内燃機関のス
ロットルアクチュエータにおいて、前記回転子の回転を
減速して前記スロットルバルブに伝える減速手段を有し
たことを特徴とする内燃機関のスロットルアクチュエー
タ。
【請求項２】固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の変
化によって回転する回転子と、前記固定子巻線に供給す
る電流を制御する電流制御手段と、内燃機関に吸入空気
を供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入
空気を増減するスロットルバルブを有した内燃機関のス
ロットルアクチュエータにおいて、前記回転子の回転は
ギヤを介して前記スロットルバルブに伝えられるように
構成したことを特徴とする内燃機関のスロットルアクチ
ュエータ。
【請求項３】請求項１において、前記回転子と、前記減
速手段及び前記スロットルバルブをほぼ１つの軸線上に
乗るように配置したことを特徴とする内燃機関のスロッ
トルアクチュエータ。
【請求項４】請求項１において、前記スロットルバルブ
を閉じ方向に付勢するリターンスプリングを有し、さら
に、前記リターンスプリングとして渦巻状のバネを用い
たことを特徴とする内燃機関のスロットルアクチュエー
タ。
【請求項５】軸の周囲に磁石を配した磁石回転子と、前
記磁石回転子に磁束を与える固定子巻線と、内燃機関に
吸入空気を供給する吸入通路と、前記磁石回転子により
回転して吸入空気を増減するスロットルバルブを有した
内燃機関のスロットルアクチュエータにおいて、前記固
定子巻線が巻相される固定子鉄心を軸方向に連続な金属
で構成したことを特徴とする内燃機関のスロットルアク
チュエータ。
【請求項６】請求項５において、前記固定子鉄心は圧粉
鉄心で構成したことを特徴とする内燃機関のスロットル
アクチュエータ。
【請求項７】請求項６において、前記固定子鉄心の軸方
向の長さを前記磁石回転子の軸方向の長さとほぼ同じに
したことを特徴とする内燃機関のスロットルアクチュエ
ータ。
【請求項８】軸の周囲に磁石を配した磁石回転子と、前
記磁石回転子に磁束を与える固定子巻線と、内燃機関に
吸入空気を供給する吸入通路と、前記磁石回転子により
回転して吸入空気を増減するスロットルバルブを有した
内燃機関のスロットルアクチュエータにおいて、前記固
定子鉄心の巻線部の軸方向長さを対向する部分の前記磁
石回転子の軸方向長さよりも、短くしたことを特徴とす
る内燃機関のスロットルアクチュエータ。
【請求項９】固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の変
化によって回転する回転子と、前記固定子巻線に供給す
る電流を制御する電流制御手段と、内燃機関に吸入空気
を供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入
空気を増減するスロットルバルブと、前記スロットルバ
ルブを制御するスロットル制御ユニットを有した内燃機
関の吸入空気量制御装置において、前記回転子の回転を
減速して前記スロットルバルブに伝える減速手段を有し
たことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１０】固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の
変化によって回転する回転子と、内燃機関に吸入空気を
供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入空
気を増減するスロットルバルブと、前記スロットルバル
ブを制御するスロットル制御ユニットを有した内燃機関
の吸入空気量制御装置において、前記固定子巻線の発生
する逆起電圧を検出する逆起電圧検出器を有し、前記ス
ロットル制御ユニットは前記逆起電圧検出器の出力に基
づいて前記スロットルバルブを制御するように構成した
ことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記回転子の回転
状態を検出する第２の回転状態検出器を有し、前記スロ
ットル制御ユニットは、前記逆起電圧検出器又は前記第
２の回転状態検出器の出力の一方の出力に基づいて前記
スロットルバルブを制御するように構成したことを特徴
とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１２】請求項１０において、前記スロットル制
御ユニットは、前記回転子が高速回転で回転していると
きには、前記逆電圧検出器の出力に基づいて前記スロッ
トルバルブを制御するように構成したことを特徴とする
内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１３】固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の
変化によって回転する回転子と、内燃機関に吸入空気を
供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入空
気を増減するスロットルバルブと、前記固定子巻線に電
流を供給するスロットル制御ユニットを有した内燃機関
の吸入空気量制御装置において、前記固定子巻線に電流
を供給する時点を示す電流切り換え検出器を有し、前記
スロットル制御ユニットは前記電流切り換え検出器の出
力があると前記固定子巻線に電流を供給するように構成
したことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１４】請求項１３において、前記スロットル制
御ユニットはマイクロコンピュータを含み、前記電流切
り換え検出器の出力があると前記マイクロコンピュータ
に割込みがかかるように構成したことを特徴とする内燃
機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１５】回転力を発生する駆動手段と、内燃機関
に吸入空気を供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配
されて吸入空気を増減するスロットルバルブと、前記駆
動手段を制御するスロットル制御ユニットを有した内燃
機関の吸入空気量制御装置において、前記駆動手段の回
転を減速して前記スロットルバルブに伝える減速手段
と、前記スロットルバルブが全閉状態から開き始めるの
を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段の検
出信号の発生に応じて前記の駆動手段の回転角度を検出
する第２の検出手段と、前記第２の検出手段の出力に基
づいて異常を検出する第１の異常検出手段を有したこと
を特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１６】回転力を発生する駆動手段と、内燃機関
に吸入空気を供給する吸入通路と、前記駆動手段により
回転して吸入空気を増減するスロットルバルブと、前記
駆動手段を制御するスロットル制御ユニットを有した内
燃機関の吸入空気量制御装置において、前記駆動手段の
回転角度を検出する第３の検出手段と、前記スロットル
バルブの開度を検出する第４の検出手段と、前記第３の
検出手段の出力と前記第４の検出手段の出力を比較して
異常を検出する第２の異常検出手段を有したことを特徴
とする内燃機関の吸入蒸気量制御装置。
【請求項１７】固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の
変化によって回転する回転子と、内燃機関に吸入空気を
供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入空
気を増減するスロットルバルブを有した内燃機関のスロ
ットルアクチュエータにおいて、前記回転子の極数をＰ
とし、前記固定子への通電モードの繰返し数をＫとした
ときに、Ｋ＜Ｐ＊３が成り立つように構成したことを特
徴とする内燃機関のスロットルアクチュエータ。
【請求項１８】固定子巻線と、前記固定子巻線の磁束の
変化によって回転する回転子と、内燃機関に吸入空気を
供給する吸入通路と、前記吸入通路内に配されて吸入空
気を増減するスロットルバルブを有した内燃機関のスロ
ットルアクチュエータにおいて、前記スロットルバルブ
の回転角度よりも前記回転子の回転角度が大きくなるよ
うに構成したことを特徴とする内燃機関のスロットルア
クチュエータ。
【請求項１９】複数の磁極で構成される回転子と、前記
回転子と同数の磁極で構成される固定子と、前記固定子
の固定子巻線に供給する電流を制御する制御装置と、内
燃機関に吸入空気を供給する吸入通路と、前記回転子に
より回転して吸入空気を増減するスロットルバルブを有
した内燃機関のスロットルアクチュエータにおいて、前
記回転子の回転を減速して前記スロットルバルブに伝え
る減速手段を有したことを特徴とする内燃機関のスロッ
トルアクチュエータ。
【請求項２０】請求項１９において、前記磁極数は４以
下であることを特徴とする内燃機関のスロットルアクチ
ュエータ。