JPH0771399B2

JPH0771399B2 - スロットル弁制御方法

Info

Publication number: JPH0771399B2
Application number: JP1192830A
Authority: JP
Inventors: 晃治笹嶋; 佳宏遠藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH0357845A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、車載エンジンの出力を制御するために、車載
エンジンの吸気経路内に設けられ、吸入吸気量を制御す
るスロットル弁の制御方法に関し、より詳細には、スロ
ットル弁をステップモータによって駆動制御するスロッ
トル弁制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

上記制御弁の内、例えばスロットル弁はそのスロットル
軸がスロットルワイヤによってアクセルペダルに連結さ
れており、アクセルペダル操作によって開方向に回動す
ると共に、エンジンへの適量な吸入空気あるいは混合気
の供給量を調整するためステップをモータによって閉方
向に回動制御されるようになっている。ステップモータ
は混合気量の調整を自動的に行うため、マイクロコンピ
ュータにより、その駆動が制御されている。

第35図はこのステップモータの駆動を行うため、従来よ
り使用されている回路を示す。ステップモータ200のス
テータの各相＃１〜４を巻線に、駆動用のトランジスタ
201,202,203,204がそれぞれ接続されている。各トラン
ジスタ201〜204はそのベースがパルス振り分け回路205
の出力端子Q₁〜Q₄に接続され、このパルス振り分け回路
205がマイクロコンピュータからなる中央処理装置（CP
U）206に接続されている。パルス振り分け回路205はCPU
206からの指令に基いてトランジスタ201〜204を駆動す
るパルス信号を振り分けるものであり、CPU206とはシリ
アルクロックライン207,回転方向信号ライン208および
励磁信号ライン209により接続されている。シリアルク
ロッライン207はパルス信号をシリアルにパルス振り分
け回路205に入力し、回転方向信号ライン208はCW,CCWの
回転方向信号を入力し、励磁信号ライン209は１−２相
励磁,2相励磁などの励磁指令信号を入力する。パルス振
り分け回路205は励磁信号ライン209からの励磁指令信号
に基いて、パルス信号をどの順序でトランジスタ201〜2
04に出力するかを演算して、出力端子から各トランジス
タ201〜204に出力する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の制御方法では、トランジスタ201〜204駆動順序の
演算が複雑であり、この演算処理のための回路の組立て
が難しいと共に、迅速な演算が難しく、ステップモータ
の応答性が悪くなっている。

そこで本発明は簡単な処理でステップモータを駆動さ
せ、応答性の良好な制御方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係るスロットル弁
制御方法は、自動車用内撚エンジンのスロットル弁に接
続されたステップモータの各相を所定の励磁方式で励磁
することによりスロットル弁の駆動制御を行うスロット
ル弁制御方法であって、ステップモータの各相巻線のそ
れぞれに接続された駆動用トランジスタは入力される相
励磁信号に応じて励磁電流を電源からステップモータの
対応の相巻線に供給する駆動用トランジスタであり、ス
テップ毎に各駆動用トランジスタに入力される相励磁信
号の組合せをそれぞれ所定のカウント値に割り当て、ス
テップモータの各相巻線に設けられた給電経路の電圧を
それぞれ検知し、検知された電圧から給電経路の各々に
異常がないと判断した場合には、カウント値の全てをカ
ウントし、カウント値に割り当てられた相励磁信号の組
合せを順次駆動用トランジスタに出力し、検知された電
圧から異常のある給電経路を認識した場合には、この異
常のある給電経路に対応するステップモータの相を励磁
するための相励磁信号が含まれる相励磁信号の組合せに
対応するカウント値をスキップして残りのカウント値を
カウントし、残りのカウント値に割り当てられた相励磁
信号の組合せを順次駆動用トランジスタに出力すること
を特徴とするスロットル弁制御方法。

〔作用〕

上記構成では、カウントされたカウント値によって励磁
される巻線が決定されるため、演算が不要となる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図、第２図、第３図および第４図におい
て、支持体としてのスロットルボディ１には、スロット
ル軸２が軸受3,4を介して回動自在に支承されており、
スロットル軸２には、スロットルボディ１に形成されて
いる吸気通路５を開閉するバタフライ形スロットル弁６
が固着されている。

スロットル軸２の両端はスロットルボディ１から両側に
それぞれ突出し、スロットルボディ１から突出したスロ
ットル軸２の一方の端部（第３図の左端部）には第１ロ
ストモーションレバー７が固着されるとともに、操作レ
バー８が回動可能に支承されている。またスロットルボ
ディ１から突出したスロットル軸２の他方の端部（第３
図の右端部）には制御レバー９が固着されている。

スロットルボディ１から突出したスロットル軸２の前記
一方の端部には、軸線に沿って一つの平坦面を有する係
合部2aが形成されている。係合部2aには、その内端すな
わちスロットルボディ１寄りの端から外端すなわちスロ
ットルボディ１から遠い方の端に向けて順に、軸受３に
内端が当接した円筒状カラー10と、カラー10の外端に当
接した円板状の規制板11と、内端が規制板に当接した円
筒状カラー12と、カラー12の外端に当接した第１ロスト
モーションレバー７とが嵌合している。第１ロストモー
ションレバー７から突出したスロットル軸２の外端には
ナット13が螺合しており、カラー10、規制板11、カラー
12および第１ロストモーションレバー７スロットル軸２
に固定している。

操作レバー８は、カラー10を同軸に囲繞する円筒部8a
と、円筒部8aの外端に固設されたドラム部8bとから成
り、円筒部8aはベアリング14を介してカラー10によって
枢支されている。また、円筒部8aは、スロットルボディ
１の外側面に当接した合成樹脂製受け部材15と規制板11
とにより軸方向位置が規制されている。ドラム部8bに
は、図示しないアクセルペダル等のスロットル操作部に
より牽引駆動されるスロットルワイヤ16が巻掛けられ、
スロットルワイヤ16の一端に設けられた係合駒17がドラ
ム部8bに係合している。したがってアクセルペダル操作
に応じたスロットルワイヤ16の牽引作動により操作レバ
ー８は、第２図の矢印18で示すスロットル弁開き方向に
回動駆動される。なお、前述のごとくカラー10をスロッ
トルボディ１に固定せずにスロットル軸２に固定し、ベ
アリング14を介してカラー10に操作レバー８の円筒部8a
を枢支させたので、仮にベアリング14が固着した場合に
も、操作レバー８はスロットル軸２と一体的に回転でき
る。すなわち操作レバー８の確実な作動が担保されてい
る。

ドラム部8bとスロットルボディ１の間には円筒部8aを囲
繞するコイル状第１戻しばね19が介設されており、この
第１戻しばね19は、操作レバー８を前記矢印18とは逆方
向のスロットル弁閉じ方向20に附勢している。

操作レバー８と第１ロストモーションレバー７の間に
は、操作レバー８の回動に第１ロストモーションレバー
７を追随させるとともに、第１ロストモーションレバー
７のスロットル弁閉じ方向20への強制的回動が操作レバ
ー８の作動に影響を及ぼすことを阻止するロストモーシ
ョン機構Ａが設けられている。ロストモーション機構Ａ
は、操作レバー８のドラム部8bに設けられた係合腕部21
a,21bと、係合腕部21a,21bにそれぞれ係合すべく第１ロ
ストモーションレバー７に設けられた係合腕部22a,22b
と、操作レバー８と第１ロストモーションレバー７の間
に介装された第１ロストモーションばね23とから成り、
係合腕部21a,22aは、第１ロストモーションばね23によ
り相互に係合する方向に附勢されている。

また第１ロストモーションばね23の外側には、操作レバ
ー８をスロットル弁閉じ方向20に附勢する第２戻しばね
24が介装されている。

第１ロストモーションばね23および第２戻しばね24は、
コイル状に形成されており、第１ロストモーションレバ
ー７に当接した受け部材25aと、規制板11に当接した受
け部材25bの間でカラー12を同軸に囲繞して配置されて
いる。受け部材25a,25bはカラー12を同軸に囲繞する合
成樹脂製の有底二重円筒体として構成されており、第１
ロストモーションばね23は受け部材25a,25bの内筒に、
また第２戻しばね24は受け部材25a,25bの外筒に、それ
ぞれそ外嵌している。受け部材25a,25bの二重円筒部に
は、第６図に示すように、それぞれ周方向に複数の軸方
向に延びる切欠25a′,25b′が形成されており、内外筒
の表面とロストモーションばね23、第２戻しばね24との
接触面積の減少によるロストモーションばね23、第２戻
しばね24の摺動抵抗の低減と、ロストモーションばね2
3、第２戻しばね24に塵がかみ込んだ時の塵の逃げ場の
確保が図られている。なお本実施例では、第３図に示す
ように、受け部材25a,25bをスロットル軸２の軸線方向
に分離しているが、受け部材25a,25bをスロットル軸２
の軸線方向に突合わせても良い。両者を突合わせること
により、ロストモーションばね23、第２戻しばね24の作
動時の変形により両ばねが相互に噛み込む事態の発生が
防止される。

第１ロストモーションばね23の一端23aは第１ロストモ
ーションレバー７の係合腕部22aに係合し、他端23bはド
ラム部8bの係合腕部21aに係合している。また第２戻し
ばね24の一端24aは係合腕部21aに係合し、他端24bはス
ロットルボディ１に係合している。

このようなロストモーション機構Ａによれば、操作レバ
ー８をアクセルペダル操作により第１および第２戻しば
ね19,24の附勢力に抗してスロットル弁開き方向18に回
動させると、第１ロストモーションばね23の附勢力によ
り第１ロストモーションレバー７がスロットル弁開き方
向18に回動し、スロットル軸２がスロットル弁６を開く
方向に回動する。また操作レバー８をスロットル弁閉じ
方向に回動操作すると、係合腕部21a,21bがそれぞれ係
合腕部22a,22bと係合することにより第１ロストモーシ
ョンレバー７およびスロットル軸２がスロットル弁閉じ
方向20に回動する。なお上述のごとく、操作レバー８と
ロストモーションレバー７の係合部を２組設けたことに
より、何らかの原因で一方の係合部が係合不能になって
も他方の係合部により操作レバー８とロストモーション
レバー７の係合が確保されている。すなわち操作レバー
８の回動操作によりスロットル軸２の回動の確実性の向
上が図られている。

スロットルボディ１にはブラケット26が固着されてい
る。ブラケット26にはスロットル軸２と平行な軸線を有
する円筒支持部26aが形成されており、円筒支持部26aに
より検出軸27が回動可能に支承されている。検出軸27に
は、操作レバー８に連動、連結された第２ロストモーシ
ョンレバー28が回動可能に支承されている。第２ロスト
モーションレバー28から突出した検出軸27の外端部すな
わちスロットルボディ１から遠い方の端部には、略矩形
断面の小径の雄ねじ部27aが段部27bを介して同軸に形成
されている。雄ねじ部27aは、第２ロストモーションレ
バー28に係合可能な検出レバー29を相対回動不能に貫通
しており、検出レバー29から突出した雄ねじ27aに螺合
したナット30を締付けて検出レバー29を段部27bに押付
けることにより、検出レバー29が検出軸27に固定されて
いる。

第２ロストモーションレバー28は検出軸27を囲繞する円
筒部28aと、円筒部28aの内端部すなわちスロットルボデ
ィ１寄りの端部に固着された円板部28bとから成り、ブ
ラケット26の円筒支持部26aの外端すなわちスロットル
ボディ１から遠い方の端と検出レバー29の間で回動可能
に検出軸27に装着されている。第２ロストモーションレ
バー28の円板部28bと操作レバー８のドラム部8bとは、
カム機構Ｂを介して相互に連動、連結されている。この
カム機構Ｂは、円板部28bの外端側すなわちスロットル
ボディ１から遠い方の端側に張出した腕部28b₁に設けら
れた係合ピン28b₁₁と、係合ピン28b₁₁に係合すべくドラ
ム部8bの外端側すなわちスロットルボディ１から遠い方
の端側に張出した第１カム31aと、円板部28bの内端側す
なわちスロットルボディ１寄りの端側に張出した腕部28
b₂に設けられた係合ピン28b₂₂と、係合ピン28b₂₂に係合
すべくドラム部8bの内端側すなわちスロットルボディ１
寄りの端側に張出した第２カム31bとから成る。カム機
構Ｂは、操作レバー８のスロットル弁開き方向18への回
動に応じて第２ロストモーションレバー28を矢印32で示
すアクセルペダルの踏込方向に回動すべくレバー８と28
を連通するものである。カム機構Ｂにあっては、ロッド
リンクの場合と異なり、原動節すなわち操作レバー８と
従動節すなわち第２ロストモーションレバー28が離間し
得るので、両者間の連動・連結機構の設計に際し高い自
由度が得られる。また、31aと31bの二つのカムを設け、
操作レバー８のスロットル弁開き方向18への回動角度が
小さい時はカム31aを介して、回転角度が大きくなると
カム31bを介して第２ロストモーションレバー28をアク
セルペダルの踏込方向32に回動させるので、操作レバー
８の回転と第２ロストモーションレバー28の回転の間の
線形関係が担保されている。なお、本実施例ではカムの
数を２つとしたが、より多くのカムを設けることによ
り、操作レバー８の回転と第２ロストモーションレバー
28の回転の間の線形関係をより一層高めことができる。

ブラケット26には、第１図及び第２図に示したように、
円筒支持部26aと平行な軸線を有する係合ピン33が植設
されており、係合ピン33と検出レバー28との間には検出
レバー29ひいては検出軸27を前記アクセルペダルの戻し
方向34に回動附勢する第２ロストモーションばね35が介
装されている。第２ロストモーションばね35は、円筒支
持部26aを囲繞するコイル状に形成されており、その一
端35aは検出レバー29に係合し、他端35aは係合ピン33に
係合している。

第２ロストモーションレバー28の円板部28bには係合部3
6が設けられており、検出レバー29には係合部36に係合
可能な係合部37が設けられている。係合部37は、検出レ
バー29と係合ピン33の間に介装された第２ロストモーシ
ョンばね35により、係合部36に係合する方向に附勢され
ている。

したがって操作レバー８のスロットル弁開き方向18への
回動操作に伴って第２ロストモーションレバー28がアク
セルペダルの踏込方向32に回動すると、係合部36,37の
係合により検出レバー29が第２ロストモーションばね35
の附勢力に打ち勝ちつつアクセルペダルの踏込方向32に
回動し、また動作レバー８がスロットル弁閉じ方向20へ
回動操作されると、検出レバー29が第２ロストモーショ
ンばね35の附勢力の下に第２ロストモーションレバー28
を押しつつアクセルペダルの戻し方向34に回動すること
になり、操作レバー８の回動量すなわちアクセル操作量
に対応して検出レバー29ひいては検出軸27が回動する。
一方、検出軸27の内端すなわちスロットルボディ１寄り
の端に対向してブラケット26にアクセルペダル操作量検
出器38が固定されており、検出軸27の内端に固定された
レバー39がアクセルペダル操作量検出器38に連結されて
いる。

スロットルボディ１から突出したスロットル軸２の前記
他方の端部は、スロットルボディ１に固着され、かつ内
端が軸受４に当接した円筒状カラー41に枢支されてお
り、該カラー41から突出したスロットル軸２の突出端に
前記制御レバー９が固定されている。またカラー41には
軸受42を介して被動ギア43が回動自在に支承されてい
る。このような構成により、軸受42がたとえ固着して
も、被動ギヤ43をスロットル軸２に回動自在に支承する
ことができる。例えば、被動ギヤ43をスロットル軸に軸
受を介して支承した場合には、軸受の固着に起因してス
ロットル軸と被動ギヤが一体となり、被動ギヤ及びこれ
と連結された他のギヤ等が抵抗となって、スロットル軸
の回動、すなわちスロットル弁の回動が不能となるが、
上述の構成ではこのような事態を回避することができ
る。また、カラー41をスロットルボディ１と別体に構成
することにより、前者を後者と異なるより適切な材料、
例えば耐磨耗性の高い材料で構成できるとともに、カラ
ー41に支承が生じてもカラー41だけの部品交換で容易に
修理を行える。

被動ギア43はスロットルボディ１との間には第３戻しば
ね44が介装されており、被動ギヤ43は、第３戻しばね44
によりスロットル弁閉じ方向18に回動附勢され、制御レ
バー９に係合している。また、被動ギヤ43の外側面、す
なわちスロットルボディ１から遠い側の端面は、カラー
41に固定された規制板101と当接しており、被動ギヤ43
は、第３戻しばね44により軸線方向に附勢されるととも
に、規制板101でスラスト方向に支持され、その軸線方
向位置が規制される。

スロットルボディ１の外側面にはブラケット45が固着さ
れており、スロットルボディ１との間に、前記被動ギヤ
43並びに後述する中間ギヤ49及び駆動ギヤ54を収容する
ギヤボックス102を構成している。

ブラケット45には、スロットル軸２の他端に対向する位
置にスロットル開度検出部46が支持、固着されており、
このスロットル開度検出器46には、スロットル軸２の他
端に前記制御レバー９とともに固定されたレバー47が連
結されている。したがって、スロットル軸２の回動量、
すなわちスロットル弁６の開度がスロットル開度検出器
46により検出される。

スロットルボディ１とブラケット45との間には、スロッ
トル軸２と平行な軸線を有する支軸48が支承されてお
り、この支軸48には前記被動ギヤ43と噛合する中間ギヤ
49が軸受50を介して回動自在に支承されている。中間ギ
ヤ49とスロットルボディ１の外側面との間にはばね51が
介装されており、中間ギヤ49は、ばね41により軸線方向
に附勢されるとともに、ブラケット45がスラスト方向に
支持され、その軸線方向位置が規制される。

前述したように、中間ギヤ49と噛合する被動ギヤ43も同
様の構成によって、軸線方向に附勢され、かつスラスト
方向に支持されてその軸線方向位置が規制されているの
で、両ギヤ43,49に軸線方向の遊びが生ずるのをそれぞ
れ防止できるとともに、軸線方向位置が合致するように
両ギヤ43,49を配置することにより、両ギヤ43,49を歯面
全体にわたって確実に噛合させることができ、したがっ
て騒音の発生やギヤの偏摩耗を防止することができる。

ブラケット45のモータ支持部45aには、アクチュエータ
としてのステップモータ52が支持、固定されており、そ
の出力軸53が軸受103を介して支承されている。このよ
うに、ステップモータ52の出力軸53をブラケット45で支
承することにより、従来ステップモータの一部品として
必要であったモータフランジ部を省略でき、したがって
部品点数の削減によって、スロットルボディの製造コス
トを減ずることができる。この場合、スロットルボディ
１へのステップモータ52の配置は、ブラケット45に対し
てステップモータ52の構成部品を順次組み付けることに
よって行われる。

ステップモータ52の前記出力軸53には駆動ギヤ54が固定
され、駆動ギヤ54に前記中間ギヤ49が噛合されている。
したがってステップモータ52の出力軸53は、駆動ギヤ5
4、中間ギヤ49、被動ギヤ43おび該被動ギヤ43と係合し
た制御レバー９を介して、スロットル軸２と連結され
る。即ち、アクセルペダル操作によりスロットル軸２が
回動してスロットル弁６がある開度まで開いているとき
にステップモータ52を作動することにより、スロットル
弁６は、アクセル位置とは無関係に閉じ方向に回動駆動
される。

ステップモータ52の作動によりスロットル弁６を閉じ方
向に回動駆動する際、スロットル軸２は第１ロストモー
ションばね23のばね力に抗して係合腕ブラケット21,22
を相互に離反させながらスロットル弁閉じ方向20に回動
するので、スロットルワイヤ16に影響が及ぶことはな
い。

また、第７図に示したように、ブラケット45の外側面に
は、前記中間ギヤ49に対向する位置に凹部104が設けら
れており、この凹部104に中間ギヤ49の調整ねじ105が螺
合され、更に凹部104には調整ねじ105を覆うようにプラ
グギャップ106が嵌め込んである。この調整ねじ105は、
進退位置が調整可能であり、その先端が中間ギヤ49の所
定の周方向位置で当接することにより、ステップモータ
52の戻り側停止位置を規制して、ステップモータ52のパ
ルス数とスロットル軸２の回動角度との関係が一義的に
定めるように調整するものである。上述の構成により、
ステップモータ52の戻り側停止位置がずれた場合に調整
ねじ105を外部から廻すだけでその調整を容易に行える
とともに、プラグキャップ106で内部への防水、防塵が
なされることで、ステップモータ52の精度や耐久性等に
悪影響が及ぶのを防止することができる。

また、ブラケット45には、ギヤボックス102の鉛直下側
にチャンバ107が設けられており、このチャンバ107は、
第１乃至第３の水抜き穴108a,108b及び108cを介して、
ギヤボックス102、ステップモータ52の内部及び大気と
それぞれ連通している。このような構成により、ステッ
プモータ52の作動やエンジンの運転等に伴う温度変化に
よって、空気中の水分がギヤボックス102やステップモ
ータ52の内部で凝結しても、これを水抜き穴108a及び10
8bを介してチャンバ107に導き、更に水抜き穴108cを介
して大気中に排出できるので、水分やこれに含まれる不
純物等がステップモータ52やギヤ機構に悪影響を及ぼす
のを適切に防止することができる。また、外部からステ
ップモータ52等へ水が直接侵入することは、チャンバ10
7が介在することで防止される。更に、このチャンバ107
の容積を、ギヤボックス102内における呼吸量に見合っ
たもの（例えば、ギヤボックス102内の空間容積のおよ
そ３分の１）に設定することにより、ギヤボックス内が
冷えて外気を吸込む場合にギヤボックス内に水を吸込む
ことを防止でき、最小限のチャンバ容積で上記作用を得
ることができる。

ブラケット45の上壁には更に、ギヤボックス102と連通
する通気孔109が設けられており、車載エンジンの吸気
系に設けられるエアクリーナ等のフィルタ（図示せず）
を介して大気に解放されている。通気孔109によってギ
ヤボックス102内の通気性が確保されるとともに、水、
燃料及びほこり等が通気孔109を通ってギヤボックス102
及びこれに通ずるステップモータ52の中に侵入するのを
フィルタによって防止できる。また、通気孔109は前記
水抜きの際の通気孔として機能するので、この水抜き作
用を円滑に行える。この場合、水抜き孔108cと通気孔10
9の寸法関係を適切に設定すれば、水抜き作用をより円
滑に行うことができる。

スロットルボディ１には、スロットル軸２に支承されて
いる第１ロストモーションレバー７の全閉近傍における
スロットル弁閉じ方向20への回動作動を緩やかにするた
めのダッシュポット56が支持、固定されている。このダ
ッシュポット56は、従来周知のものであり、ハウジング
57と、ハウジング57に周縁を挟持されハウジング57の内
部を吸入室58と大気圧室59に区画するダイヤフラム60と
から成り、ダイヤフラム60の中央部には大気圧室59側で
ハウジング57を移動自在に貫通して外方に延びる連結ロ
ッド61の一端がリテーナ80を介して連結されている。ハ
ウジング57には吸入室58に通じる吸入管81が接続されて
おり、この吸入管81は、その先端のジェット82を介して
大気に解放されている。したがって吸入室58の容積を増
大する方向にダイヤフラム60を撓ませるべく連結ロッド
61を駆動しようとすると、ジェット82の働きにより、連
結ロッド61にはその駆動方向と逆方向の力が作用するこ
とになる。

一方、スロットルボディ１の外側面には、スロットル軸
２と平行な軸線を有する支持ボルト62が螺着されてお
り、この支持ボルト62には、規制レバー63および強制起
動レバー64が回動可能に支承されている。すなわち支持
ボルト62の頭部62aとスロットルボディ１との間には、
前記頭部62a側から順に、支持ボルト62を囲繞する円筒
状のカラー65、カラー65の内端すなわちスロットルボデ
ィ１寄りの端に当接した円板状の規制板66、外端すなわ
ちスロットルボディ１から遠い方の端を規制板66に当接
させるようにして支持ボルト62を囲繞する円筒状のカラ
ー67、ならびにカラー67の内端とスロットルボディ１の
間に介在する規制板68とが順に嵌合しており、支持ボル
ト62を締付けることにより、前記カラー65、規制板66、
カラー67および規制板68が支持ボルト62に固定されて
る。規制レバー63は、カラー65を同軸に囲繞する円筒部
63aと、円筒部63aの外端部に固設されたドラム部63bと
から成り、円筒部63aは支持ボルト62の頭部62aと規制板
66の間でカラー65により回動可能に支承されている。強
制起動レバー64は、カラー67を同軸に囲繞する円筒部64
aと、円筒部64aの内端部に固設されたドラム部64bとか
ら成り、円筒部64aは規制板66,68間でカラー67により回
動可能に支承されている。強制レバー63の円筒部63a、
強制起動レバー64の円筒部64aの内外端にはカラー65,67
との摺動面にそれぞれダストシール63c,64cが配設さ
れ、摺動部への異物の侵入防止、ひいては規制レバー6
3、強制起動レバー64の作動の確実性の向上が図られて
いる。

規制レバー63には、第１ロストモーションレバー７に設
けられた当接腕部70に先端が当接可能な調整ねじ69が進
退位置を調整可能にして螺合しており、調整ねじ69と当
接腕部70は、第１ロストモーションレバー７がスロット
ル弁閉じ方向20へ回動することによって相互に当接する
ようになっている。またスロットルボディ１には、第１
ロストモーションレバー７が、スロットル弁６を全閉と
する位置まで回動したときに当接腕部70に当接する調整
ねじ71が進退位置を調整可能にして螺合している。

規制レバー63には、ダッシュポット56の連続ロッド61の
他端が連結されており、その連結態様は、調整ねじ69が
当接腕部70に当接した状態で第１ロストモーションレバ
ー７がスロットル弁閉じ方向20に回動したときに、連結
ロッド61が連結されているダイヤフラム60が吸入室58の
容積を増大する側に撓むように設定されている。

強制起動レバー64には当接腕部72が設けられており、こ
の当接腕部72に先端が当接可能な調整ねじ73が進退位置
を調整可能にして規制レバー63に螺合している。当接腕
部72と調整ねじ73は、スロットルボディ１と強制起動レ
バー64の間に介装されたばね74の附勢力によって相互に
当接するようになっている。ばね74は、当接腕部72と調
整ねじ73の当接によって強制起動レバー64と当接状態に
ある規制レバー63を介して第１ロストモーションレバー
７をスロットル弁開き方向18に附勢する力を発揮するも
のであり、操作レバー８がスロットル弁６の全閉位置か
らスロットル弁開き方向18へと回動したときに、規制レ
バー63と強制起動レバー64はばね74により操作レバー８
に追随して回動し、ダッシュポット56のリテーナ80が吸
入室58側でハウジング57の内面に当接したときに、規制
レバー63の調整ねじ69と当接腕部70の当接状態が解除さ
れる。

第５図において、操作レバー８および強制起動レバー64
間には、スロットル弁６の全閉位置に対応する位置にあ
る操作レバー８が、スロットル弁開き方向18に回動した
ときに、強制起動レバー64を強制的に回動し、規制レバ
ー63を介して第１ロストモーションレバー７ひいてはス
ロットル軸２をスロットル弁開き方向18に強制的に回動
させる強制起動機構75が設けられている。

該強制起動機構75は、強制起動レバー64の側面に設けら
れたカム面76と、カム面76に沿って移動すべくスロット
ル軸２と平行な軸線を有して操作レバー８に軸支された
ローラ77とから成る。カム面76とローラ77は、操作レバ
ー８のスロットル弁６全閉位置に対応する位置と、その
状態からわずかにスロットル弁開き方向18に回動した位
置との間で相互に接触するように設定されており、カム
面76は、操作レバー８の全閉位置からスロットル弁開き
方向18への回動に応じて、ローラ77を介して強制起動レ
バー64をスロットル弁開き方向18に回動させるように形
成されている。一方、前記強制起動レバー64のスロット
ル弁閉じ方向18への回動は、スロットルボディ１の外側
面に固設されたストッパ64dにより、カム面76とローラ7
7との当接が維持される範囲内に規制されており、強制
起動レバーがスロットル弁閉じ方向に回り過ぎてローラ
77が強制起動レバー64のカム面76以外の箇所に乗り上げ
る事態の発生防止、ひいては強制起動レバー64の作動の
確実性の向上が図られている。

次にこの実施例の作用について説明すると、ステップモ
ータ52の作動を全開の停止した状態でアクセルペダル操
作により操作レバー８をスロットル弁開き方向18に回動
駆動した場合には、係合腕部21a,21bと22a,22bの係合に
より第１ロストモーションレバー７すなわちスロットル
軸２がスロットル弁開き方向18に回動され、スロットル
弁６が所望の開度までスロットル弁開き方向18に回動せ
しめられる。

この際、ステップモータ52はスロットル弁６と共に自由
に回転可能な状態にあり、スロットル弁６の開き方向の
回動作動に応じて、制御レバー９、各ギヤ43,48,53を介
してステップモータ52にも回動動力が伝達されることに
なり、該ステップモータ52は自由に回転する。

このようなアクセルペダル操作に応じた操作レバー８の
回動作動は、カム機構Ｂを介して第２ロストモーション
レバー28にも伝達され、係合部36,37の係合により検出
レバー29すなわち検出軸27がアクセルペダル踏込方向32
に回動する。したがってスロットル軸２の回動量すなわ
ちスロットル開度をスロットル開度検出器46で検出する
とともに操作レバー８の回動操作量すなわちアクセルペ
ダル操作量をアクセル操作量検出器38で検出することが
できる。

ところで、このようなスロットル弁６をその全閉位置か
らスロットル弁開き方向18に回動駆動する初期には、ロ
ストモーション機構Ａを介して操作レバー８および第１
ロストモーションレバー７を連動、連結しているだけで
は、スロットル軸２の起動力が足りず、スロットル軸２
の初期回動作動が円滑とならない場合がある。かかる場
合に、強制起動機構75の働きによりスロットル軸２の初
期回動作動が強制的に行われる。すなわちスロットル弁
６をその全閉位置から回動すべく操作レバー８が回動す
ると、ローラ77が受圧面76に当接して点動することによ
り強制起動レバー64が回動起動され、この強制起動レバ
ー64の回動が当接腕部72に調整ねじ73を介して当接して
いる規制レバー63に伝達され、さらに該規制レバー63の
調整ねじ69に当接する当接腕部70を有する第１ロストモ
ーションレバー７に伝達される。したがって操作レバー
７の初期回動操作時には第１ロストモーションレバー７
が強制的に回動駆動され、スロットル軸すなわちスロッ
トル弁６の全閉位置からの初期回動作動が円滑となる。

さらに操作レバー８によるスロットル弁６を或る開度ま
で回動した状態では、スロットル軸２すなわちスロット
ル弁６には第１、第２および第３戻しばね19,24,44のば
ね力が閉じ側に作用している。したがってスロットルワ
イヤ16の牽引力を緩めることにより、操作レバー８がス
ロットル弁閉じ方向20に回動し、スロットル軸２および
スロットル弁６も閉じ方向に回動する。

この際、スロットル弁６がその全閉位置近傍まで回動す
ると、ダッシュポット56ではリテーナ80が吸入室58側で
ハウジング57に当接した状態にあり、規制レバー64の調
整ねじ69が当接腕部70に当接してからは、吸入室58の容
積増大によるダッシュポット56の減衰力が第１ロストモ
ーションレバー７に作用し、スロットル軸２およびスロ
ットル弁６の閉じ側への回動速度が緩やかに抑えられ
る。

また操作レバー８のスロットル弁閉じ方向20への回動作
動時に、アクセル操作量検出器38にレバー39を介して連
結されている検出軸27が、アクセル操作量検出器38の作
動不良等により円滑に回動しない場合を想定する。この
場合、操作レバー８に設けられたカム31aあるいは31bと
第２ロストモーションレバー28に設けられた係合ピン28
b₁₁あるいは28b₂₂との係合を解除して操作レバー８はア
クセルペダルの戻し方向20に回動することが可能であ
り、スロットル弁６を確実に閉じ側に回動することがで
きる。

上述のように、アクセルペダル操作によりスロットル弁
６を或る開度に開いた状態で、トラクション制御等のた
めにスロットル弁６を閉じ側に駆動する場合には、ステ
ップモータ52を作動せしめる。このステップモータ52の
作動により、スロットル軸２およびスロットル弁６は、
操作レバー８の係合部21a,21bと第１ロストモーション
レバー７の係合部22a,22bとが離反するように第１ロス
トモーションばね23のばね力に抗して回動することがで
き、アクセルペダル操作にかかわらずスロットル弁６を
閉じ方向に駆動することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記の実
施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載
された発明の範囲内で種々改変が可能であることはいう
までもない。

上述したように、ステップモータ52は歯車等を介してス
ロットル軸２と連動するように構成されているので、ス
ロットル弁６の開度はステップモータ52のロータ回転角
度と対応する。

第８図はステップモータ52を駆動するための回路を示
す。既述のようにステップモータ52はアクセル操作によ
るスロットル弁６の開き方向18への回動に抗してスロッ
トル弁６を閉じ方向20へ回動駆動するものであり（第２
図参照）、年齢がスリップを生じた場合等におけるエン
ジンへの燃料油の過剰供給を防止するために作動する。
本実施例において、ステップモータ52は＃１〜＃４の４
相の巻線が施され２相励磁、１−２相励磁などの所定の
励磁方式に従って作動する。このステップモータ52の各
相＃１〜＃４の巻線の一端側には駆動用トランジスタ10
1〜104のコレクタ端子が接続されており、これら駆動用
トランジスタ101〜104のベースは中央処理装置（以下、
CPUと記する。）105が接続されている（後述する第９図
参照）。また、各相＃１〜＃４の巻線の他端はチョッピ
ング用トランジスタ106を介して車載のバッテリ107に接
続されている。チョッピング用トランジスタ106はその
エミッタがバッテリ107に接続され、コレクタが各相＃
１〜＃４の巻線に接続されており、そのベースはCPU105
内の発振回路（図示せず）に接続されている。チョッピ
ング用トランジスタ106のベースには高周波数（例え
ば、20KHzのパルス信号PWM（Pulse Width Modulation）
制御等によって入力されるものである。従って、このよ
うな回路ではCPU105によって制御された駆動用トランジ
スタ101〜104の出力パルスをタイミング基準として、チ
ョッピング用トランジスタ106でチョッピングされたバ
ッテリ107の電流がステップモータ52に供給されて、各
相＃１〜＃４の巻線が励磁されるようになっている。第
８図において、ダイオードD₁，D₂およびツエナーダイオ
ードD_Zは駆動用トランジスタ101〜104およびチョッピン
グ用トランジスタ106を保護するものである。第９図は
これらのダイオードD₁，D₂，D_Zおよびチョッピング用ト
ランジスタ106側を省略して示した駆動のための回路で
あり、各駆動用トランジスタ101〜104のベースがCPU105
の出力ポートO₁〜O₄に接続されている。CUP105は駆動用
トランジスタ101〜104ヘダイレクトに制御パルスを出力
するようになっており、CPU105は内部に設けられたレジ
スタのカウント値によって励磁すべき相の巻線のトラン
ジスタ101〜104に制御パルスを出力する。このようなCP
U105によるダイレクトの制御では、駆動用トランジスタ
101〜104に制御パルスを振り分けるパルス振り分け回路
が不要となるため、CPU105とパルス振り分け回路とを接
続するシリアルクロックラインも不要となり、同ライン
の断線に基づくステップモータ52の作動ロックも生じな
いと共に、配線も簡素化される。

第10図はステップモータ52のステータにおける巻線結線
図であり、第８図に対応している。第８図において、チ
ョッピング用トランジスタ106のコレクタから２本の電
源ライン108,109が引き出され、電源ライン108が＃１お
よび＃３相の相ライン111,113に分岐される一方、電源
ライン109が＃２および＃４相の相ライン112,114に分岐
されて各相＃１〜＃４の巻線に通電されるようになって
いる。ステータは第10図に示すように、８極の突極を備
えている。この突極は１極→８極の順で円周上に等間隔
に配設されており、１極と５極、２極と６極、３極と７
極、４極と８極が対向するようになっている。ステップ
モータ52の励磁では＃１相と＃３相に同時に通電される
ことはなく、又＃２相と＃４相も同様であり、このため
＃１相と＃３相の巻線に対して電極ライン108がコモン
線となっていると共に、＃２相と＃４相の巻線に対して
電源ライン109がコモン線となっている。

前記CPU105（第９図）は以上のように結線された各相の
巻線に通信を行うことにより、ステータの励磁を制御す
る。この制御はCPU105内のレジスタのカウント値に応じ
て励磁すべき相を設定することにより行うようになって
いる。下記第１表はこの制御を１−２相励磁で行う場合
の一例を示すテーブルであり、CPU105のレジスタのカウ
ント値０〜７に応じて各巻線＃１〜＃４へ出力する信号
「１」または「０」が設定されている。この場合、カウ
ント値が0,1,→７のように増大する場合をステップモー
タ52の反時計方向（CCW）の回転と設定し、一方、カウ
ント値7,6,→０のように減少する場合を時計方向（CW）
の回転と設定することにより、ステップモータ52の回転
方向の切替えもカウント値によって制御することができ
る。このような構成において、CPU105のレジスタはカウ
ントを行なって、カウント値に対応する信号（以下、相
励磁信号という。）の組合わせを第１表のテーブルに基
いて出力ポート0₁〜0₄から出力するものであるため、相
ライン111〜114の内のいずれかが断線した場合でも信号
の出力は続行される。例えば相ライン111が断線した場
合、カウント値から0.6及び７を除外し、1,2,3,4,5,1,
2,…でカウント値を構成する。このように、カウント値
に応じて励磁すべき相を設定する制御法によれば、簡単
にフェールセーフを行うことができる。この場合、ステ
ップモータ52側では断線を生じていない相の励磁が行わ
れるため、ステップモータ52の駆動を維持することがで
きるメリットがある。

以上のようなステップモータ52において、駆動用トラン
ジスタ101〜104の故障や電源ライン108,109,相ライン11
1〜114の断線や短絡はモータ駆動が停止して、エンジン
への吸入空気あるいは燃料混合気の供給制御が不能とな
る。このため、本実施例では、これらの故障、断線を検
出する手段を採用している。以下、第11図〜第13図によ
って、これらの手段を説明する。

第11図は駆動用トランジスタ101〜104側の異常を検出す
る回路図である。駆動用トランジスタ101〜104はそのベ
ースがCPU105の出力ポート0₁〜0₄にそれぞれ接続されて
おり、これらのトランジスタ101〜104のコレクタがステ
ップモータのステータの各相＃１〜＃４巻線に接続され
ている。また、トランジスタ101〜104のエミッタはアー
スされており、トランジスタ101〜104は前述した第１表
のテーブルなどに基いて、それぞれの巻線＃１〜＃４を
励磁するように駆動する。この駆動用トランジスタ101
〜104における出力端子となるコレクタには検出ライン1
15〜118の一端がそれぞれ接続されており、各検出ライ
ン115〜118の他端はCPU105の検出用入力ポートI₁〜I₄に
接続されている。CPU105はこの検出用入力ポートI₁〜I₄
からの信号の入力があるか否かをそれぞれ検出する。そ
して、検出用入力ポートI₁〜I₄が信号の入力を検出した
場合、その入力ポートに対応する駆動用トランジスタ10
1〜104が正常と判断する一方、信号の入力を検出しない
場合、その入力ポートに対応する駆動用トランジスタ10
1〜104が異常と判断する判定部を備えている。このよう
な構成では、各駆動用トランジスタ101〜104がCPU105の
それぞれの検出用入力ポートに独立して接続されてお
り、いずれかのトランジスタ101〜104のコレクタからの
信号の出力がないときはCPU105はそのトランジスタを特
定することができる。このため、駆動用トランジスタ10
1〜104のいずれかが故障した場合あるいは駆動用トラン
ジスタ101〜104に電流を供給するハーネス線の断線や短
絡を生じた場合に異常発生箇所を検出でき、その対応を
適格に行うことができる。この対応は例えば、燃料油の
供給中断や前述したカウンタ値の設定変更などのフェー
ルセーフによって行うことができる。又、CPU105は信号
出力のない駆動用トランジスタ101〜104を駆動しないよ
うな制御を行うことができる。例えば、＃１相に対応す
る駆動用トランジスタ101の信号の出力がない場合に
は、第１表におけるカウントを１→２→３→４→５→１
→２と行うことによりその駆動用トランジスタ101の駆
動を停止、他の駆動用トランジスタ102〜104を使用した
駆動によってスロットル弁６の回動制御を行うことがで
きる。

第12図は相ライン111〜114の断線や短絡などの異常を検
出する回路である。電源ライン108から分岐してステッ
プモータ52の＃１相、＃３相の巻線に通電する相ライン
111、113および電源ライン109から分岐してステップモ
ータ52の＃２相、＃４相の巻線に通電する相ライン11
2、114には、それぞれ検出ライン119、121、120、122の
一端側が接続されている。各検出ライン119、121、12
0、122の他端側はCPU105の検出用入力ポートI₅、I₇、
I₆、I₈にそれぞれ接続されており、相ライン111〜114の
信号はそれぞれの検出用入力ポートI₅、I₇、I₆、I₈に個
々に入力されるようになっている。CPU105は第11図の場
合と同様に、検出用入力ポートI₅、I₇、I₆、I₈への信号
の入力によって同ポートに対応する相ライン111〜114が
正常と判定する一方、信号の入力がない場合に、そのポ
ートの対応する相ライン111〜114が異常と判定する判定
部を備えており、この判定部によって異常を生じた相ラ
イン111〜114の特定が行われる。従って、第11図の場合
と同様に、フェールセーフで対応することもでき、ま
た、異常と判定した相ラインに対応する巻線のカウント
を省いて第１表に基いた制御を行うこともできる。な
お、第12図においては、２基のチョッピング用トランジ
スタ106、110がバッテリ107に並列に接続されており、
チョッピング用トランジスタ106のコレクタが＃１、＃
３相の巻線側に接続される一方、チョッピング用トラン
ジスタ110のコレクタが＃２、＃４相の巻線側に接続さ
れている。このようにチョッピング用トランジスタ10
6、110を並列接続することにより、各トランジスタ10
6、110への負荷が軽減するため、故障等が少なくなる。
この場合、第８図のようにチョッピング用トランジスタ
を１基としても、相ライン111〜114の異常検出ができ、
これらは選択的事項にすぎないものである。

第13図はステップモータの電源ライン108、109の断線や
短絡などの異常を検出する回路である。ステップモータ
52の＃１相および＃３相の巻線側の電源ライン108に検
出ライン123の一端側が接続される一方、＃２相および
＃４相の巻線側の電源ライン109に検出ライン124の一端
側が接続されている。これら検出ライン123、124の他端
側はCPU105の検出用入力ポートI₉、I₁₀に接続されてお
り、各ポートI₉、I₁₀にはそれぞれの電源ライン108、10
9からの信号が入力される。CPU105は第11図、第12図の
場合と同様に、信号の入力で電源ライン108、109が正常
と判定する一方、信号の入力がない場合には異常と判定
する判定部を備えており、同判定部によつて異常を生じ
た電源ライン108または109の特定が行われる。従って、
この場合にも異常の場合にはフェールセーフで対応する
ことができる。

本実施例では、このようなステップモータ52の相巻線へ
の通電系の監視に加えて、CPU105の監視も行われる。第
14図はこのCPU105の監視回路を示し、CPU105にはウオッ
チドグ125が接続されている。また、チョッピング用ト
ランジスタ106のベースにはアンドゲート126の出力側が
接続され、CPU105はアンドゲート126の一方の入力端に
接続されている。そして、アンドゲート126のもう一方
の入力端はウオッチドグ125の出力側に接続されてい
る。このような構成において、CPU106はアンドゲート12
6に信号を出力すると共に、ウオッチドグ125にも信号を
出力する。ウオッチドグ125はCPU106から入力された信
号に基いてCPU106を監視しており、その信号が正常の場
合にはアンドゲート126に信号を出力する。これにより
チョッピング用トランジスタ106はバッテリ107をステッ
プモータ52に通電し、ステップモータ52は正常作動す
る。これに対し、ウオッチドグ125が異常と判定した場
合には、ウオッチドグ125はアンドゲート126への出力を
停止する。これにより、アンドゲート126からチョッピ
ング用トランジスタ106への出力がなくなるため、同ト
ランジスタ106はバッテリ107の通電をカットし、ステッ
プモータ52が停止する。従って、CPU105が暴走した場合
においては、ステップモータ52が停止するため、同モー
タ52によるスロットル弁の回動制御がなくなり、安全性
が向上する。

上述したスロットル弁６やチョーク弁（図示せず）など
の制御弁は車軸のエンジンへの空気流路内に設けられて
おり、ステップモータによって個々に回動動作して燃料
油を吸引する空気流量を制御する。従って、これらの制
御弁の作動を行うステップモータはバッテリ電圧や車軸
の停止、走行などの状態、走行スピードなどの諸々の外
的要因に応じて適格に作動するように制御する必要があ
る。以下、このステップモータの制御方法をスロットル
弁６に適用した例に基いて、場合を分けて説明する。

（１）制御弁の開度に応じた制御スロットル弁、チョーク弁などはその回動によって混合
気通路や空気通路の開口面積を増減するように作動し、
これらの弁の開度θ_THとの流路の開口面積とは相関関係
を有している。また、こらの弁の開度θ_THはステップモ
ータ52の作動によって制御され、ステップモータ52の作
動角θと弁の開度θ_THは相関関係を有している。第15図
はこれらの相関関係を示す特性図であり、特性曲線130
は全開状態からステップモータの作動角θに対するスロ
ットル弁６の開度θ_THの変化を、特性曲線131はスロッ
トル弁の開度θ_THに対する開口面積の変化を示してい
る。図示のように、ステップモータの作動角θが小さい
とき（スロットル弁の開度θ_THが大きいとき）は、開口
面積の変化率が小さいが、ステップモータの作動角θが
大きくなる（スロットル弁の開度θ_THが小さい）と、開
口面積の変化率が大きくなる。開口面積の変化率と空気
流量の変化率とは相互に相関関係にあるところから、ス
テップモータの作動角θが大きい領域では、その作動角
θを緻密に制御する必要がある。

ところでステップモータ52の励磁制御方式としては、１
相励磁法、２相励磁法および１−２相励磁法がある。第
16図はパルスレートすなわちPPS（Puls Per Second）制
御で出力されるステップモータのトルク特性図であり、
特性曲線132は２相励磁法を、特性曲線133は１−２相励
磁法を示す。図示のように、２相励磁法はトルク（すな
わち作動角θ）を大きく変化させる一方、１−２相励磁
法は小刻みに変化させるように制御する。すなわち２相
励磁法はステップモータの作動ステップ角が大きく、目
標の作動角まで速く達する一方、１−２相励磁法は作動
ステップ角が小さく、作動角の緻密な制御が可能となっ
ている。

この（１）項の制御はこれらに基き、開口面積の変化率
が少ない領域（すなわち、スロットル弁の開度が大きい
領域）では２相励磁法によってステップモータを駆動し
て、スロットル弁の目標角度を迅速に得る一方、開口面
積の変化率が大きい領域（すなわち、スロットル弁の開
度が小さい領域）では１−２相励磁法によってステップ
モータを駆動して、スロットル弁の開口面積の緻密な制
御を行うものである。この２相励磁法と１−２相励磁法
の切り換えは、スロットル弁の開度、ステップモータの
作動角などの現在の角度と目標の角度との偏差に応じて
適宜、行われ、スロットル弁６の場合には、例えば、そ
の開度が15゜以上は２相励磁法による駆動とし、15゜以
下の場合は１−２相励磁法による駆動とすることができ
る。これにより、例えば、車軸がスリップを生じた場合
にスロットル弁の開度15゜付近まで２相励磁法によって
高速にスロットル弁を絞り、それ以降は１−２相励磁法
に切り換えることにより精度の高い絞りを行うことがで
きる。なお、２相励磁法と１相励磁法の特性は作動ステ
ップ角の大きさにおいて同一であるため、この制御で２
相励磁法に替えて１相励磁法を行うようにしても良い。

（２）１−２相励磁駆動時の制御１−２相励磁法における１相励磁時および２相励磁時で
はステップモータから出力されるトルクが異なる。第17
図は同一トルクを得る為にするデューティ比（以下、
「Duty」と記する。）を示す特性図であり、特性曲線13
4は２相励磁時、特性曲線135は１相励磁時を示す。図示
のように同一電圧を通電した状態でも１相励磁時に同一
トルクを得る為には２相励磁時のデューティ比より大き
いDutyが必要になる。第１図〜第４図に示すように、ス
ロットル弁６のスロットル軸２第２戻しばね24によって
開方向に附勢されており、スロットル軸２を閉方向に回
動駆動するステップモータ52には戻しばね24のばね力が
作用している。ステップモータ52はステータコイルへの
通電によって生じたトルクより、戻しばね24のばね力に
抗したスロットル軸２（すなわち、スロットル弁６）の
停止状態を保持するが、１相励磁時のトルクが小さい場
合にはスロットル軸の停止保持ができない場合もあり、
また、１相励磁時と２相励磁時では保持位置が異なるた
め、ステップモータ52の脱調を生じることもある。特
に、１−２相励磁法による駆動は（１）項のように、作
動角θが大きい領域であり、この領域では第18図のよう
に、戻しばね24のばね力が大きく作用して、上記不都合
を生じ易い。この１−２相励磁法による停止状態を保持
するため、１相励磁時は２相励磁時よりも励磁法による
パルスのDutyを増大して、トルクの増大を図るものであ
る。具体的なDutyの増大率は第17図に示す特性曲線134
が特性曲線135と重なる程度が良好であり、２相励磁時
のDutyが15％の場合には、１相励磁時のDutyは22〜22.5
％となるように制御される。このDuty増大により、１相
励磁時におけるスロットル軸２の回転がなくなり、スロ
ットル軸２は定位置に保持されると共に、位置ずれによ
る脱調も防止することができる。（１）項の制御ではス
ロットル弁６の開度に応じて２相励磁法による駆動と１
−２相励磁法による駆動との切り替えが行われる。第19
図はこれらの駆動によってステップをモータ52から出力
されるトルクの特性図であり、特性曲線136は２相励磁
法におけるトルク、特性曲線137は１−２相励磁法にお
けるトルクを示す。図示のように、１−２相励磁法では
２相励磁法よりも全体的にトルクが小さく、２相励磁法
のトルクとの不均衡を生じる。このため、１−２相励磁
法による駆動の別の制御方法として１−２相励磁法によ
る駆動の励磁パルスのDutyを大きくして、２相励磁法に
よる駆動のトルクとの均衡を図るものである。具体的な
Dutyの増大率は第19図における特性曲線136が特性曲線1
37と重なる程度である。

（３）チョッピング用信号の周波数制御バッテリ107の電流はチョッピング用トランジスタ106
（または106および110）によってチョッピングされて、
各相コイルに通電される（第８図、第12図参照）。この
チョッピングを行うため、チョッピング用トランジスタ
106はCPUに接続され、CPUの発振回路からチョッピング
用信号が入力される。本制御部はこのチョッピング用信
号として可聴域周波数以上の周波数の信号を使用するも
のである。可聴域周波数の信号は人間の音に対する感度
が高く、発振音として感受されて騒音の原因となる。こ
れに比べ、可聴域周波数以上の周波数の信号は発振音と
して感受されることがなく、騒音の発生がなくなるため
である。使用されるチョッピング用信号の周波数として
は20KHz以上が良好であり、このような高周波数領域の
信号によりチョッピングの制御も良好となる。

（４）ステップモータ停止時の制御ステップモータ停止時において、バッテリ107の電圧V_B
が変動した場合、バッテリ電圧V_Bの変動に応じて、ステ
ップモータの励磁パルスのDutyあるいはパルスレートを
変化させる制御を行うものである。ステップモータ停止
時において、スロットル弁の開度を定位置に保存するた
めである。既述のように、スロットル弁のスロットル軸
２には戻しばね24のばね力が作用しており、このばね力
に抗してスロットル弁を定位置に保持するため、ステッ
プモータは停止時においても、バッテリ107から電流が
通電され、例えば15％のDutyにより励磁状態が維持され
ている。かかる状態でバッテリ電圧V_Bが変動すると、通
電電流が変動してステップモータのトルクが変動し、戻
しスプリングの附勢力以下になるとスロットル弁の開度
を一定に保持することができない。本制御は、このバッ
テリ電圧V_Bの変動に応じて、ステップモータへの励磁パ
ルスのDutyまた、パルスレートを変化させるものであ
る。なお、この制御を行うため、バッテリ電圧の変動を
監視し、バッテリ電圧V_Bが所定範囲を逸脱した場合に、
Dutyまたはパルスレートを変化させるようになってい
る。このような制御により、ステップモータの停止時に
バッテリ電圧が変動しても、スロットル弁は一定の開度
を保持することができる。例えば、バッテリ電圧が14V
のときDutyが60％であり、バッテリ電圧が12Vに低下し
たとき、Dutyを例えば80％に増加して停止時のモータト
ルクを安定させる。

（５）バッテリ電圧変動時の制御バッテリ電圧V_Bが変動した場合に、チョッピング用信号
のDutyを電圧変動に応じて変化させて一定のトルクを出
力するように制御するものである。また、このDuty制御
に加えて、パルスレートを変化させて一定のトルクを出
力するように制御するものである。例えば、前者の制御
はバッテリ電圧の変動幅が小さい場合に適用され、後者
の制御は前者の制御で補償することができないようなバ
ッテリ電圧の大きな変動の場合に適用される。

第20図はチョッピング用信号のDutyとバッテリからステ
ップモータに通電される平均電流とをバッテリ電圧V_Bの
電圧値に応じてプロットした特性図である。図示のよう
に、バッテリ電圧V_Bが低下すると、ステップモータへの
平均電流も低下する。この電流の低下によってパルスモ
ータの出力トルクも低下するため、この場合には、ステ
ップモータを励磁するチョッピング用信号の励磁パルス
のDutyを増大させて、同図二点鎖線で示すように、一定
の平均電流がステップモータに通電されるように制御す
る。これによりバッテリ電圧V_Bが変動してもステップモ
ータは一定のトルクを安定して出力することができる。

一方、チョッピング信号のDutyは100％を上限とするも
のであり、第21図に示すように、バッテリ電圧V_Bが大き
く低下した場合には、Duty増大によるトルク補償に限界
がある。第22図はステップモータの制御をパルスレート
によって行った場合の出力トルクの特性図であり、パル
スレートを減少させると、トルクが増大している。この
ことからDuty制御では補償することのできないようなバ
ッテリ電圧の低下があった場合には、パルスレートを減
少させて一定トルクを出力するように制御するものであ
る。従って、本制御はバッテリ電圧が低下した場合に、
Dutyを増大させる制御を行い、Duty制御では補償できな
いような大きなバッテリ電圧の低下があった場合に、そ
のパルスレートを減少させる制御を行うものである。第
23図はかかるDuty制御とパルスレート制御を切り変える
臨界点を示し、ハッチング部分でパルスレート制御を行
うことによって一定トルクの保持が行われる。

このように本制御はバッテリ電圧V_Bを監視し、その電圧
値の変動によってDuty制御、パルスレート制御を行うも
のであり、ステップモータへの電流値をフィードバック
させてステップモータを制御するような複雑な回路が不
要となるため、制御システムが簡素化できると共に、制
御も容易且つ確実となる。

上記パルスレート制御においては、バッテリ電圧の変動
によってパルスレート値を変更させると共に、バッテリ
電圧の一定の変動範囲内では同一のパルスレート値で制
御を続行することも可能である。第24図はこの制御の一
例の特性図を示し、バッテリ電圧V_Bが16V〜10V近辺まで
は600パルスレートでステップモータの駆動を行い、10V
近辺に低下した場合には400パルスレートで駆動を行
う。この400パルスレートでの駆動はバッテリ電圧V_Bが
低下する傾向の場合、続行するが、バッテリ電圧V_Bが増
大し、例えば12V程度に復元した場合には600パルスレー
トでの駆動に切り変えるようになっている。このような
パルスレートの履歴を設定することにより、バッテリ電
圧の増減があってもロスの少ない制御が可能となる。

以上のようなDuty制御およびパルスレート制御に対し、
さらにバッテリ電圧が低下した場合、ステップモータへ
の通電を遮断する制御を行う。上記制御は所定範囲の電
圧値内では有効であるが、バッテリ電圧が所定の電圧値
よりも低下した場合、これらの制御によっても所定の作
動トルクのみならず、保持トルクをも出力することがで
きない。

第25図はバッテリ電圧の変動に伴なうステップモータの
出力トルクを示し、トルクが一定の負荷ラインを維持す
るのに、Dutyの増大で対応することができる。ところ
が、Dutyの増大あるいはパルスレートの変更にも限界が
あり、この限界を超えてバッテリ電圧が低下した場合
に、ステップモータへの通電を停止するものである。第
26図および第27図は、このステップモータへの通電を停
止するバッテリ電圧の具体例を示す。第26図はステップ
モータの起動のためのトルクを得るものであり、このト
ルクはモータ要求トルクで決定される。バッテリ電圧V_B
がある程度低下した範囲では、このモータ要求トルクを
得るため、Duty増大およびパルスレート減少によって対
応することができる。しかし、これらのDuty制御、パル
スレート制御の制御可能範囲を超えてバッテリ電圧が低
下した場合、ステップモータはモータ要求トルクを出力
することができないため、ステップモータへの通電を遮
断する。なお、同図に示すスロットル駆動負荷ラインか
らモータ要求トルクまでの範囲はステップモータの出力
によるスロットル弁の駆動が行われない範囲である。第
27図はステップモータの停止のためのトルクを得るもの
である。停止のためのトルクはスロットル弁を開方向に
附勢する戻しばねのばね力に抗して、スロットル弁を定
開度に保持するものであり、この停止トルク出力に対し
てもバッテリ電圧V_Bが必要以上に低下した場合、ステッ
プモータへの通電を遮断する。このようなステップモー
タへの通電の遮断によって、バッテリ電源の節電をする
ことができる。このようなステップモータへの通電遮断
の制御においても、バッテリ電圧の監視を行うだけで可
能であり、システムの簡素化と制御の容易化が可能であ
る。

（６）ステップモータの定常状態（停止状態・作動状
態）の制御ステップモータの停止時と作動時とで、チョッピング信
号のDutyを変化させるように制御する。具体的には、ス
テップモータの停止時のチョッピング信号をDutyを作動
時のDutyよりも小さくするように制御するものである。

ステップモータの起動可能な定常状態において、ステッ
プモータの停止時にもバッテリから所定の電流が通電さ
れ、この通電によって第２戻しばね24のばね力に抗した
スロットル軸の保持が行われている。このステップモー
タ停止時に通電される平均電流はばね力に抗したトルク
を出力するだけで十分であり、ステップモータ停止時の
チョッピング信号のDutyを作動時のチョッピング信号の
Dutyよりも小さくするものである。これによりバッテリ
電源の節電が可能となる。なお、具体的数値としては、
ステップモータ作動時のDutyが50％の場合、停止時は15
％前後のDutyが選定できるが、特に、この数値に限定さ
れるものではない。

（７）ステップモータの停止・作動間の過渡状態の制御ステップモータを停止状態から起動させる場合、起動当
初のステップモータへの通電電流値を増大させる制御を
行うものである。ステップモータの停止状態はスロット
ル弁の戻しばねのばね力との均衡によって保持されてお
り、この停止状態からスロットル弁を回動させる場合に
は戻しばねのばね力およびステップモータ内のステータ
マグネットの磁力に抗してステップモータを駆動させる
必要があり、起動当初においてはステップモータの負荷
が大きい。かかる起動当初の負荷状態から定常の起動状
態に速やかに移行させるため起動当初における通電電流
を増大させる制御を行うものである。この通電電流の増
大はその信号のDutyを増大することにより行うことがで
きる。第28図はステップモータの起動のためのトルク
（pull−inトルク）の特性を示し、本制御においては、
電圧一定状態のままで通電電流を多くすることにより、
特性曲線138から特性曲線139のように移行させて、pull
−inトルクを増大させるものである。第29図はDuty増大
により電流増加制御の一例のタイミングチャートを示
す。停止状態においてはDuty15％で通電が行われ、この
状態で起動要求信号が入力されると、ステップモータへ
のパルスはDuty70％に切り変えられる。このDuty70％の
信号は、数パルス続行され、定常作動状態に移行した後
は、Duty50％に切り変えられる。定常作動状態では、慣
性力によって負荷が小さくなり、比較的、小さなトルク
での駆動が可能なため、Dutyを負荷に応じて減少させる
ものである。このような起動当初におけるステップモー
タへの通電電流の制御では、パルスレート増減による加
減速制御に比べて、応答性が良好であり、速やかに必要
トルクを得ることができる。第30図はスロットル弁が全
閉（開度０゜）と全開（開度80゜）との間でステップモ
ータが必要とする起動デューティを示し、全閉状態で
は、スロットル弁の戻しばねの負荷が大きくこの負荷に
抗してステップモータを起動するため、より高いDuty
（例えば80％）で上述の制御が行われる。

（８）ステップモータ通電制御ステップモータの駆動が不要の場合、ステップモータへ
の通電を遮断する制御を行うものである。例えば、アク
セルペダルの操作だけでスロットル弁６が所定角度を保
持し、エンジンへの吸入空気量あるいは混合気量に過不
足がない場合、ステップモータの駆動が不要となる。こ
のような場合に、ステップモータへの通電の遮断制御を
行う。この通電遮断のため、以下に揚げる手段のいずれ
かを行う。なお、以下の手段はCPU105などの指令によっ
て行うものである。

チョッピング用信号のDutyを０とする。

チョッピング用トランジスタ106, 110（第８図、第12図参照）の電源を切る。チョッピン
グ用トランジスタの作動を停止することにより、バッテ
リ107からのステータの各相巻線への通電を遮断するも
のである。

全ての駆動用トランジスタ101〜104の電源を切る。
駆動用トランジスタの全ての作動を停止することによ
り、ステップモータの各相巻線への通電を遮断するもの
である。

チョッピング用トランジスタ106,110および全ての
駆動用トランジスタ101〜104の電源を切る。

以上の制御によってステップモータのバッテリ電源の電
力消費の節減が可能となる。

（９）チョッピング信号の制御チョッピング信号を２系統化する制御である。チョッピ
ング信号はチョッピング用トランジスタから電源ライン
を介してステップモータのステータの各相巻線に出力さ
れる。このチョッピング用トランジスタを第12図のよう
にバッテリ107に対して２基並列に接続することによ
り、チョッピング用信号の２系統化を行うものであり、
チョッピング用トランジスタ106は＃1,＃３相の巻線に
出力し、チョッピング用トランジスタ110は＃2,＃４相
の巻線に出力する。＃１相と＃３相は同時に通電される
ことはなく、＃２相と＃４相も同様であり、これらを１
組として、チョッピング用トランジスタにそれぞれ接続
してもステップモータの作動に支障を生じることがな
い。また、このようにチョッピング用トランジスタを並
列に用いることにより、各トランジスタへの負荷が半減
する。このためチョッピング用トランジスタの発熱が小
さくなり、温度安定性を有するようになる。

（10）スタータ始動時の制御スタータスイッチがONしているとき、ステップモータへ
の通電を遮断する一方、スタータスイッチのONでエンジ
ンが始動したとき、一定の遅れ時間経過後に、ステップ
モータへの通電を行うように制御する。スタータスイッ
チはバッテリ電力を大幅に消費するため、そのON時には
バッテリ電圧の低下が激しく、ステップモータは駆動を
行うための電圧が得られないこともある。このため、ス
タータスイッチのON時には、ステップモータへの通電を
画一的に遮断してステップモータを待期状態とし、バッ
テリ電力の消費を防止する。

一方、エンジンの空爆後バッテリ電圧が回復してステッ
プモータの駆動が可能となった場合、一定の遅れ時間後
に、ステップモータへの通電を行うものである。この遅
れ時間は、ステップモータの駆動が可能な値までバッテ
リ電圧が回復する時間を考慮したものである。

第31図はかかる制御を行うための回路図を示す。バッテ
リ107はスタータスイッチ150およびリレースイッチ151
を介してスタータモータ152に接続されている。リレー
スイッチ151はスタータスイッチ150の作動に追随作動
し、リレースイッチ151が接点に投入されると、スター
タスイッチ150は閉となってスタータモータ152への通電
がおこなわれる一方、エンジンの始動でスタータスイッ
チ150が開放されるとリレースイッチ151も開放されてス
タータモータ152への通電が遮断される。図中、153はエ
レクトリカルコントロールユニット（以下、ECUと記す
る。）であり、スタータスイッチ150開閉作動と同時に
時間を計測するクロックを有している。また、ECU153に
は所定の遅れ時間があらかじめ設定されており、クロッ
ク計測する計測時間と遅れ時間とを比較し、計測時間が
遅れ時間に達したとき、ステップモータの駆動を再開す
るように制御する。

第32図は上記構成によるタイミングチャートを示し、ス
タータスイッチのONによって、バッテリ電圧V_Bが急激に
減少する。一方、スタータスイッチをOFFとすると、バ
ッテリ電圧V_Bが徐々に回復する。ECU153はこのスタータ
スイッチのOFFから所定の遅れ時間（例えば0.1〜0.2se
c）後に、ステップモータへの通電を行う。この遅れ時
間はステップモータの駆動が可能な程度にバッテリ電圧
V_Bが回復する時間であり、実験等に基いて、あらかじめ
設定されている。

（11）異常時の制御ステップモータ駆動回路の異常時にはバッテリからの通
電を遮断する。第33図はこの制御を行うための回路図を
示し、バッテリ107とチョッピング用トランジスタ106と
を接続するリード線154にカットスイッチ155が設けられ
ている。カットスイッチ155はステップモータ52が正常
時には、その接点が閉じるように投入されているが、ス
テップモータ52が異常の場合には接点が開かれてバッテ
リ107とステップモータ52を切り離すように作動する。
図示例において、カットスイッチ155にリレースイッチ
が使用されており、フリップフロップ回路159から入力
された信号に基いて、カットスイッチの上記作動を行
う。このように検出回路によってステップモータ52の異
常・正常を判定し、異常と判定した場合にはカットスイ
ッチ155によってバッテリ107とステップモータ52との導
通を遮断する制御により、ステップモータ52の異常動作
に基くエンジン制御の異常を未然に防止できると共に、
バッテリ107の電力浪費も防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ステップモータ
の各相巻線を励磁する相励磁信号の組合わせをカウント
値にそれぞれ割り当てておき、給電経路の各々に異常が
ないと判断した場合には割り当てられたカウント値の全
てをカウントし、異常のある給電経路を認識した場合に
は異常のある給電経路に対応するステップモータの相を
励磁するための相励磁信号が含まれる相励磁信号の組合
わせに対応するカウント値をスキップして残りのカウン
ト値をカウントし、残りのカウント値に割り当てられた
相励磁信号の組合わせを順次駆動用トランジスタに出力
するようにしたために、従来必要であってパルス振り分
け回路が不要となり、パルス振り分け回路でされるべき
演算が不要となるので、ステップモータの応答性が良好
になった。

また、本発明の実現によって、内燃エンジンの出力を制
御するスロットル弁の応答性の向上は、エンジン出力の
制御性を向上させ、自動車の安全性が更に向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るスロットル制御装置の正
面図、第２図は第１図のII矢視図、第３図は第２図の線
III−III矢視図、第４図は第２図のIV矢視図、第５図は
第３図のＶ−Ｖ矢視図、第６図は受け部材25bの部分斜
視図、第７図は中間ギヤの調整ねじを示した断面図、第
８図はステップモータを駆動するための回路図、第９図
はステップモータと駆動用トランジスタの接続部分を示
す回路図、第10図はステップモータのステータの巻線結
線図、第11図は駆動用トランジスタの異常検出のための
回路図、第12図はステップモータを駆動する別の回路
図、第13図はステップモータの電源ラインの異常検出の
ための回路図、第14図はCPUの監視回路を示す回路図、
第15図はステップモータの作動角とスロットル弁の開度
の関係を示す特性図、第16図はパルスレート制御による
ステップモータの出力トルクを示す特性図、第17図は１
−２相励磁の出力トルクを示す特性図、第18図はステッ
プモータの作動角と戻しばねのばね力の関係を示す特性
図、第19図は１−２相励磁と２相励磁の出力トルクを示
す特性図、第20図はステップモータのDutyと電流との関
係を示す特性図、第21図はバッテリ電圧とステップモー
タのDutyの関係を示す特性図、第22図はパルスレート制
御時のステップモータの出力トルクを示す特性図、第23
図はDuty制御とパルスレート制御との切り換え点を示す
特性図、第24図はパルスレートによる履歴制御を示す特
性図、第25図はバッテリ電圧とステップモータの出力と
の関係を示す特性図、第26図はステップモータの起動ト
ルクに対してバッテリ電圧が低下した場合の制御を示す
特性図、第27図はステップモータの停止トルクに対して
の制御を示す特性図、第28図はステップモータの起動当
初の制御を示す特性図、第29図はDuty増大による電流増
加制御の一例を示すタイミングチャート、第30図はスロ
ットル弁の開度に応じた起動デューティを示す特性図、
第31図はスタータスイッチ操作に対応する制御を行うた
めの回路図、第32図は第31図の回路のタイミングチャー
ト、第33図はステップモータ異常時の制御を行う回路
図、第34図はステップモータの異常を検出する回路図、
第35図は従来におけるステップモータの制御の回路を示
す回路図である。 101〜104……駆動用トランジスタ、 105……CPU、106,110……チョッピング用トランジス
タ、107……バッテリ、108,109……電源ライン、111,11
4……相ライン、115〜124……検出ライン、125……ウォ
ッチドグ、126……アンドゲート、130……スロットル弁
の開度の特性曲線、131……開口面積の特性曲線、132…
…２相励磁の特性曲線、133……１−２相励磁の特性曲
線、134……１−２相励磁の１相励磁時のトルク、135…
…１−２相励磁の２相励磁時のトルク、136……１−２
相励磁のトルク、137……２相励磁のトルク、138,139…
…pull−inトルク、150……スタータスイッチ、151……
リレースイッチ、152……スタータモータ、153……エン
ジンコントロールユニット、154……リード線、155……
カットスイッチ、156……排他的論理和回路、157……AN
D回路、159……フリップフロップ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車用内燃エンジンのスロットル弁に接
続されたステップモータの各相を所定の励磁方式で励磁
することにより前記スロットル弁の駆動制御を行うスロ
ットル弁制御方法において、前記ステップモータの各相巻線のそれぞれに接続された
駆動用トランジスタであって、入力される相励磁信号に
応じて励磁電流を電源から前記ステップモータの対応の
相巻線に供給するものを用い、ステップ毎に前記各駆動用トランジスタに入力される相
励磁信号の組合せをそれぞれ所定のカウント値に割り当
て、前記ステップモータの各相巻線に設けられた給電経路の
電圧をそれぞれ検知し、検知された電圧から前記給電経路の各々に異常がないと
判断した場合には、前記カウント値の全てをカウント
し、前記カウント値に割り当てられた前記相励磁信号の
組合せを順次前記駆動用トランジスタに出力し、検知された電圧から異常のある前記給電経路を認識した
場合には、この異常のある給電経路に対応する前記ステ
ップモータの相を励磁するための相励磁信号が含まれる
前記相励磁信号の組合せに対応するカウント値をスキッ
プして残りのカウント値をカウントし、前記残りのカウ
ント値に割り当てられた前記相励磁信号の組合せを順次
前記駆動用トランジスタに出力することを特徴とするス
ロットル弁制御方法。