JP2003206764A - スロットルバルブの操作装置 - Google Patents
スロットルバルブの操作装置Info
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アクチュエータの制御が容易で、制御精度の
向上が達成される上に、スロットル開度の全域における
分解能も平均化できるスロットルバルブの操作装置を提
供する。 【解決手段】 エンジン４の性能テストなどに際して用
いられるエンジン制御用のスロットルバルブの操作装置
として、回動角θ１が電圧の印加量に比例して回動する
アクチュエータ軸１とスロットルバルブ軸３とにそれぞ
れ設けられた２つの回動体５，６にワイヤー７を巻き掛
け連結し、かつ、スロットル開度θ２が大きい範囲での
スロットルバルブ軸３の回動量を、これを回動させるア
クチュエータ軸１の回動量に比較して大きくするよう
に、アクチュエータ軸１側の回動体６のワイヤー巻き掛
け周面を異径に形成している。
向上が達成される上に、スロットル開度の全域における
分解能も平均化できるスロットルバルブの操作装置を提
供する。 【解決手段】 エンジン４の性能テストなどに際して用
いられるエンジン制御用のスロットルバルブの操作装置
として、回動角θ１が電圧の印加量に比例して回動する
アクチュエータ軸１とスロットルバルブ軸３とにそれぞ
れ設けられた２つの回動体５，６にワイヤー７を巻き掛
け連結し、かつ、スロットル開度θ２が大きい範囲での
スロットルバルブ軸３の回動量を、これを回動させるア
クチュエータ軸１の回動量に比較して大きくするよう
に、アクチュエータ軸１側の回動体６のワイヤー巻き掛
け周面を異径に形成している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの性能テ
ストや耐久テストなどに際して用いられるエンジン制御
用のスロットルバルブの操作装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車のエンジン特性を調べる場
合、エンジンダイナモメータ装置に供試エンジンを機械
的に直結し、レギュレーションで定められるところの運
転パターンに従ってエンジンを制御することが行われ
る。 【０００３】この際、スロットル開度を０％〜１００％
の間で様々に変化させて、エンジンをアイドルからフル
スケールの間で回転させるが、そのためのスロットルバ
ルブの操作装置として、従来は、図５に示すように、回
動角が電圧の印加量に比例して回動するアクチュエータ
軸１１とエンジンのスロットルバルブ軸１２とにそれぞ
れ設けられた２つの回動体１３，１４にワイヤー１５を
巻き掛け連結して、エンジンの回転数を制御するように
している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、上
記の両回動体１３，１４を完全な円形にしていることか
ら、アクチュエータ軸１１の回動角と、この軸１１の回
動に伴うワイヤー１５の引っ張り量とが比例する関係に
あり、従って、図６に示すように、アクチュエータ軸１
１の回動角θ１と、スロットルバルブ軸１２の回動角す
なわちスロットル開度θ２とは、線形に変化する関係に
ある。 【０００５】一方、制御対象のエンジンは、負荷一定の
状態において、図７に示すように、スロットル開度θ２
とエンジン回転数Ｒとが非線形に変化する特性を有し、
かつ上記したように、アクチュエータ軸１１の回動角θ
１とスロットル開度θ２とが線形に変化することから、
図８に示すように、当然ながら、アクチュエータ軸１１
の回動角θ１とエンジン回転数Ｒとの関係についても、
これが非線形に変化することになる。 【０００６】具体的には、エンジンの特性として、スロ
ットル開度θ２が大きな領域では、スロットル開度θ２
の割にエンジン回転数Ｒの変化量が小さくなるのであっ
て、目標の変化量（エンジン回転数Ｒ）と操作量（スロ
ットル開度θ２ひいてはアクチュエータ軸１１の回動角
θ１）とが非線形になることから、スロットルバルブひ
いてはアクチュエータ軸１１を例えばフィードバック制
御する上で非常に不利であった。 【０００７】本発明は、かゝる実情に鑑みて成されたも
ので、その目的は、合理的な改良技術によって、アクチ
ュエータ軸の回動角とエンジン回転数との状態変化を線
形に近づけることが可能なスロットルバルブの操作装置
を提供する点にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、エンジン制御用のスロットルバルブの操
作装置として、回動角が電圧の印加量に比例して回動す
るアクチュエータ軸とスロットルバルブ軸とにそれぞれ
設けられた２つの回動体にワイヤーを巻き掛け連結し、
かつ、スロットル開度が大きい範囲でのスロットルバル
ブ軸の回動量を、これを回動させるアクチュエータ軸の
回動量に比較して大きくするように、アクチュエータ軸
側の回動体のワイヤー巻き掛け周面を異径に形成して成
る点に特徴がある。 【０００９】即ち、スロットル開度が大きい範囲でのス
ロットルバルブ軸の回動量を、上記のように大きくする
と、図２に示すように、アクチュエータ軸の回動角θ１
とスロットル開度θ２とが、エンジン特性とは逆の非線
形を描くように変化するのであって、これによって図３
に示すように、アクチュエータ軸の回動角θ１とエンジ
ン回転数Ｒとを、線形に近づけるように変化させること
が可能になる。 【００１０】従って、アクチュエータ軸の回動角とエン
ジン回転数とを線形に近づけることにより、或る状態か
ら次の状態にエンジンを制御する場合、アクチュエータ
軸のどの回動領域においても、アクチュエータの回動角
の変化が、エンジンの状態の変化量に対してほゞ一定に
なることから、アクチュエータの制御が容易となり、制
御精度の向上が達成される。また、アクチュエータ軸の
回動角が平均化されるため、スロットル開度の全域にお
ける分解能も平均化できる利点がある。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はエンジン特性を調べるため
に用いられるエンジン制御用のスロットルバルブの操作
装置を示し、図中の１はアクチュエータ軸で、回動角が
電圧の印加量に比例して回動する例えばステッピングモ
ータ２に連結されている。 【００１２】３はエンジン４のスロットルバルブ軸で、
このスロットルバルブ軸３と前記アクチュエータ軸１と
にそれぞれ設けられた２つの回動体５，６にワイヤー７
を巻き掛け連結している。 【００１３】そして、前記エンジン４の出力軸８に、エ
ンジンダイナモメータ装置９を機械的に直結して、レギ
ュレーションで定められるところの運転パターンに従っ
てステッピングモータ２ひいてはエンジン４を制御し
て、エンジン特性を調べるようにしている。 【００１４】上記構成の操作装置において、スロットル
バルブ軸３側の回動体５のワイヤー巻き掛け周面を円形
とし、アクチュエータ軸１側の回動体６のワイヤー巻き
掛け周面を異径にして、スロットル開度θ２が大きい範
囲でのスロットルバルブ軸３の回動量を、これを回動さ
せるアクチュエータ軸１の回動量に比較して大きくする
ように構成している。 【００１５】具体的には、アクチュエータ軸１とスロッ
トルバルブ軸３とを平行にして、これらの回動軸線を水
平方向に向けるものとし、かつ、スロットルバルブ軸３
を、スロットル開度が零位置Ａから全開位置Ｂにわたっ
て９０度（本来は９０度以下であるが、便宜上９０度と
する。）、時計廻り方向に回動させるものとし、更に、
負荷一定の状態でアクチュエータ軸１を時計廻り方向に
９０度回動させることで、スロットル開度が全開になる
ことを前提にして説明すると、前記アクチュエータ軸１
側の回動体６を楕円形に形成して、スロットル開度が零
の状態で、この楕円形回動体６の長径軸芯を水平のＸ軸
方向に向かわせ、かつ、楕円形回動体６の垂直のＹ軸上
の下部側短径部分６ａと、スロットルバルブ軸３に対し
てアクチュエータ軸１とは反対側のＸ軸上の回動体部分
５ａとを、ワイヤー７によって連結している。 【００１６】上記の構成によれば、アクチュエータ軸１
の初期の回動領域すなわちスロットル開度が小さな領域
では、回動体６によるワイヤー７の引っ張り量が小さ
く、かつ、回動が進むに連れてスロットル開度θ２が大
きくなる領域では、ワイヤー７が楕円形回動体６の長径
部分に巻き掛けられることで、回動体６によるワイヤー
７の引っ張り量が大きくなる。 【００１７】従って、アクチュエータ軸１の時計廻り方
向９０度にわたる回動に伴って、その際のワイヤー７の
引っ張り量でスロットルバルブ軸３が時計廻り方向に９
０度回動するように、かつ、図２に示すように、アクチ
ュエータ軸１の回動角θ１とスロットル開度θ２とがエ
ンジン特性とは逆の非線形を描くように、楕円形回動体
６のワイヤー７の巻き掛け周面形状を設定することで、
図３に示すように、アクチュエータ軸１の回動角θ１と
エンジン回転数Ｒとを、線形に近づけるように変化させ
ることが可能になる。 【００１８】別の実施の形態によるスロットルバルブの
操作装置を図４に示している。この別の実施の形態で
は、スロットルバルブ軸３とアクチュエータ軸１とにそ
れぞれ設けられた２つの回動体５，６のうちのアクチュ
エータ軸１側の回動体６の形状を、次のように形成して
いる。即ち、回動体６のワイヤー巻き掛け周面を、アク
チュエータ軸１の回動に伴ってワイヤー７の巻き掛け半
径が大きくなるカム面Ｓに形成しており、勿論この際、
カム面Ｓによるワイヤー７の巻き掛け周面形状を、図２
に示すように、アクチュエータ軸１の回動角θ１とスロ
ットル開度θ２とがエンジン特性とは逆の非線形を描く
ように設定するのであり、かゝる形態では、ワイヤー巻
き掛け周面の形状を任意に形成できることから、図３に
示すように、アクチュエータ軸１の回動角θ１とエンジ
ン回転数Ｒとを線形に近づけることが、回動体６を楕円
形に形成する場合に比較して容易に可能となる。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明にかゝるス
ロットルバルブの操作装置によれば、アクチュエータ軸
側の回動体を異径に形成する簡単な改良技術によって、
アクチュエータ軸の回動角とエンジン回転数との状態変
化を線形に近づけることが可能となり、従って、アクチ
ュエータ軸のどの回動領域においても、アクチュエータ
の回動角の変化が、エンジンの状態の変化量に対してほ
ゞ一定になることから、アクチュエータの制御が容易
で、制御精度の向上が達成される上に、アクチュエータ
軸の回動角が平均化されることから、スロットル開度の
全域における分解能も平均化できる利点がある。
ストや耐久テストなどに際して用いられるエンジン制御
用のスロットルバルブの操作装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車のエンジン特性を調べる場
合、エンジンダイナモメータ装置に供試エンジンを機械
的に直結し、レギュレーションで定められるところの運
転パターンに従ってエンジンを制御することが行われ
る。 【０００３】この際、スロットル開度を０％〜１００％
の間で様々に変化させて、エンジンをアイドルからフル
スケールの間で回転させるが、そのためのスロットルバ
ルブの操作装置として、従来は、図５に示すように、回
動角が電圧の印加量に比例して回動するアクチュエータ
軸１１とエンジンのスロットルバルブ軸１２とにそれぞ
れ設けられた２つの回動体１３，１４にワイヤー１５を
巻き掛け連結して、エンジンの回転数を制御するように
している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、上
記の両回動体１３，１４を完全な円形にしていることか
ら、アクチュエータ軸１１の回動角と、この軸１１の回
動に伴うワイヤー１５の引っ張り量とが比例する関係に
あり、従って、図６に示すように、アクチュエータ軸１
１の回動角θ１と、スロットルバルブ軸１２の回動角す
なわちスロットル開度θ２とは、線形に変化する関係に
ある。 【０００５】一方、制御対象のエンジンは、負荷一定の
状態において、図７に示すように、スロットル開度θ２
とエンジン回転数Ｒとが非線形に変化する特性を有し、
かつ上記したように、アクチュエータ軸１１の回動角θ
１とスロットル開度θ２とが線形に変化することから、
図８に示すように、当然ながら、アクチュエータ軸１１
の回動角θ１とエンジン回転数Ｒとの関係についても、
これが非線形に変化することになる。 【０００６】具体的には、エンジンの特性として、スロ
ットル開度θ２が大きな領域では、スロットル開度θ２
の割にエンジン回転数Ｒの変化量が小さくなるのであっ
て、目標の変化量（エンジン回転数Ｒ）と操作量（スロ
ットル開度θ２ひいてはアクチュエータ軸１１の回動角
θ１）とが非線形になることから、スロットルバルブひ
いてはアクチュエータ軸１１を例えばフィードバック制
御する上で非常に不利であった。 【０００７】本発明は、かゝる実情に鑑みて成されたも
ので、その目的は、合理的な改良技術によって、アクチ
ュエータ軸の回動角とエンジン回転数との状態変化を線
形に近づけることが可能なスロットルバルブの操作装置
を提供する点にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、エンジン制御用のスロットルバルブの操
作装置として、回動角が電圧の印加量に比例して回動す
るアクチュエータ軸とスロットルバルブ軸とにそれぞれ
設けられた２つの回動体にワイヤーを巻き掛け連結し、
かつ、スロットル開度が大きい範囲でのスロットルバル
ブ軸の回動量を、これを回動させるアクチュエータ軸の
回動量に比較して大きくするように、アクチュエータ軸
側の回動体のワイヤー巻き掛け周面を異径に形成して成
る点に特徴がある。 【０００９】即ち、スロットル開度が大きい範囲でのス
ロットルバルブ軸の回動量を、上記のように大きくする
と、図２に示すように、アクチュエータ軸の回動角θ１
とスロットル開度θ２とが、エンジン特性とは逆の非線
形を描くように変化するのであって、これによって図３
に示すように、アクチュエータ軸の回動角θ１とエンジ
ン回転数Ｒとを、線形に近づけるように変化させること
が可能になる。 【００１０】従って、アクチュエータ軸の回動角とエン
ジン回転数とを線形に近づけることにより、或る状態か
ら次の状態にエンジンを制御する場合、アクチュエータ
軸のどの回動領域においても、アクチュエータの回動角
の変化が、エンジンの状態の変化量に対してほゞ一定に
なることから、アクチュエータの制御が容易となり、制
御精度の向上が達成される。また、アクチュエータ軸の
回動角が平均化されるため、スロットル開度の全域にお
ける分解能も平均化できる利点がある。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はエンジン特性を調べるため
に用いられるエンジン制御用のスロットルバルブの操作
装置を示し、図中の１はアクチュエータ軸で、回動角が
電圧の印加量に比例して回動する例えばステッピングモ
ータ２に連結されている。 【００１２】３はエンジン４のスロットルバルブ軸で、
このスロットルバルブ軸３と前記アクチュエータ軸１と
にそれぞれ設けられた２つの回動体５，６にワイヤー７
を巻き掛け連結している。 【００１３】そして、前記エンジン４の出力軸８に、エ
ンジンダイナモメータ装置９を機械的に直結して、レギ
ュレーションで定められるところの運転パターンに従っ
てステッピングモータ２ひいてはエンジン４を制御し
て、エンジン特性を調べるようにしている。 【００１４】上記構成の操作装置において、スロットル
バルブ軸３側の回動体５のワイヤー巻き掛け周面を円形
とし、アクチュエータ軸１側の回動体６のワイヤー巻き
掛け周面を異径にして、スロットル開度θ２が大きい範
囲でのスロットルバルブ軸３の回動量を、これを回動さ
せるアクチュエータ軸１の回動量に比較して大きくする
ように構成している。 【００１５】具体的には、アクチュエータ軸１とスロッ
トルバルブ軸３とを平行にして、これらの回動軸線を水
平方向に向けるものとし、かつ、スロットルバルブ軸３
を、スロットル開度が零位置Ａから全開位置Ｂにわたっ
て９０度（本来は９０度以下であるが、便宜上９０度と
する。）、時計廻り方向に回動させるものとし、更に、
負荷一定の状態でアクチュエータ軸１を時計廻り方向に
９０度回動させることで、スロットル開度が全開になる
ことを前提にして説明すると、前記アクチュエータ軸１
側の回動体６を楕円形に形成して、スロットル開度が零
の状態で、この楕円形回動体６の長径軸芯を水平のＸ軸
方向に向かわせ、かつ、楕円形回動体６の垂直のＹ軸上
の下部側短径部分６ａと、スロットルバルブ軸３に対し
てアクチュエータ軸１とは反対側のＸ軸上の回動体部分
５ａとを、ワイヤー７によって連結している。 【００１６】上記の構成によれば、アクチュエータ軸１
の初期の回動領域すなわちスロットル開度が小さな領域
では、回動体６によるワイヤー７の引っ張り量が小さ
く、かつ、回動が進むに連れてスロットル開度θ２が大
きくなる領域では、ワイヤー７が楕円形回動体６の長径
部分に巻き掛けられることで、回動体６によるワイヤー
７の引っ張り量が大きくなる。 【００１７】従って、アクチュエータ軸１の時計廻り方
向９０度にわたる回動に伴って、その際のワイヤー７の
引っ張り量でスロットルバルブ軸３が時計廻り方向に９
０度回動するように、かつ、図２に示すように、アクチ
ュエータ軸１の回動角θ１とスロットル開度θ２とがエ
ンジン特性とは逆の非線形を描くように、楕円形回動体
６のワイヤー７の巻き掛け周面形状を設定することで、
図３に示すように、アクチュエータ軸１の回動角θ１と
エンジン回転数Ｒとを、線形に近づけるように変化させ
ることが可能になる。 【００１８】別の実施の形態によるスロットルバルブの
操作装置を図４に示している。この別の実施の形態で
は、スロットルバルブ軸３とアクチュエータ軸１とにそ
れぞれ設けられた２つの回動体５，６のうちのアクチュ
エータ軸１側の回動体６の形状を、次のように形成して
いる。即ち、回動体６のワイヤー巻き掛け周面を、アク
チュエータ軸１の回動に伴ってワイヤー７の巻き掛け半
径が大きくなるカム面Ｓに形成しており、勿論この際、
カム面Ｓによるワイヤー７の巻き掛け周面形状を、図２
に示すように、アクチュエータ軸１の回動角θ１とスロ
ットル開度θ２とがエンジン特性とは逆の非線形を描く
ように設定するのであり、かゝる形態では、ワイヤー巻
き掛け周面の形状を任意に形成できることから、図３に
示すように、アクチュエータ軸１の回動角θ１とエンジ
ン回転数Ｒとを線形に近づけることが、回動体６を楕円
形に形成する場合に比較して容易に可能となる。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明にかゝるス
ロットルバルブの操作装置によれば、アクチュエータ軸
側の回動体を異径に形成する簡単な改良技術によって、
アクチュエータ軸の回動角とエンジン回転数との状態変
化を線形に近づけることが可能となり、従って、アクチ
ュエータ軸のどの回動領域においても、アクチュエータ
の回動角の変化が、エンジンの状態の変化量に対してほ
ゞ一定になることから、アクチュエータの制御が容易
で、制御精度の向上が達成される上に、アクチュエータ
軸の回動角が平均化されることから、スロットル開度の
全域における分解能も平均化できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスロットルバルブの操作装置を示
す構成図である。 【図２】アクチュエータ軸側の回動体を異径にして、ア
クチュエータ軸の回動角とスロットル開度とをエンジン
特性とは逆の非線形の関係で変化させるようにした説明
図である。 【図３】アクチュエータ軸の回動角とエンジン回転数と
の線形の変化関係を示す説明図である。 【図４】別の実施の形態によるアクチュエータ軸側の回
動体の詳細図である。 【図５】従来例のスロットルバルブの操作装置を示す構
成図である。 【図６】図５に示す操作装置のアクチュエータ軸の回動
角とスロットル開度との線形の変化関係を示す説明図で
ある。 【図７】図５に示す操作装置のスロットル開度とエンジ
ン回転数との非線形の変化関係を示す説明図である。 【図８】図５に示す操作装置のアクチュエータ軸の回動
角とエンジン回転数との非線形の変化関係を示す説明図
である。 【符号の説明】 １…アクチュエータ軸、３…スロットルバルブ軸、４…
エンジン、５，６…回動体、７…ワイヤー、θ１…アク
チュエータ軸の回動角、θ２…スロットル開度。
す構成図である。 【図２】アクチュエータ軸側の回動体を異径にして、ア
クチュエータ軸の回動角とスロットル開度とをエンジン
特性とは逆の非線形の関係で変化させるようにした説明
図である。 【図３】アクチュエータ軸の回動角とエンジン回転数と
の線形の変化関係を示す説明図である。 【図４】別の実施の形態によるアクチュエータ軸側の回
動体の詳細図である。 【図５】従来例のスロットルバルブの操作装置を示す構
成図である。 【図６】図５に示す操作装置のアクチュエータ軸の回動
角とスロットル開度との線形の変化関係を示す説明図で
ある。 【図７】図５に示す操作装置のスロットル開度とエンジ
ン回転数との非線形の変化関係を示す説明図である。 【図８】図５に示す操作装置のアクチュエータ軸の回動
角とエンジン回転数との非線形の変化関係を示す説明図
である。 【符号の説明】 １…アクチュエータ軸、３…スロットルバルブ軸、４…
エンジン、５，６…回動体、７…ワイヤー、θ１…アク
チュエータ軸の回動角、θ２…スロットル開度。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 エンジンの性能テストなどに際して用い
られるエンジン制御用のスロットルバルブの操作装置で
あって、回動角が電圧の印加量に比例して回動するアク
チュエータ軸とスロットルバルブ軸とにそれぞれ設けら
れた２つの回動体にワイヤーを巻き掛け連結し、かつ、
スロットル開度が大きい範囲でのスロットルバルブ軸の
回動量を、これを回動させるアクチュエータ軸の回動量
に比較して大きくするように、アクチュエータ軸側の回
動体のワイヤー巻き掛け周面を異径に形成して成ること
を特徴とするスロットルバルブの操作装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005637A JP2003206764A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | スロットルバルブの操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002005637A JP2003206764A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | スロットルバルブの操作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003206764A true JP2003206764A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27644629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002005637A Pending JP2003206764A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | スロットルバルブの操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003206764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017198168A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 株式会社ハイレックスコーポレーション | 操作量変換機構 |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002005637A patent/JP2003206764A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017198168A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 株式会社ハイレックスコーポレーション | 操作量変換機構 |
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