JPH06330767A - 内燃機関のスロットル弁制御装置 - Google Patents

内燃機関のスロットル弁制御装置

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Publication number
JPH06330767A
JPH06330767A JP12620293A JP12620293A JPH06330767A JP H06330767 A JPH06330767 A JP H06330767A JP 12620293 A JP12620293 A JP 12620293A JP 12620293 A JP12620293 A JP 12620293A JP H06330767 A JPH06330767 A JP H06330767A
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JP
Japan
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throttle valve
rotary plate
throttle
accelerator
internal combustion
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Application number
JP12620293A
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English (en)
Inventor
Yasushi Shimizu
泰 清水
Hideki Kato
秀樹 加藤
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関のスロットル弁制御装置の実用的か
つ具体的な構成を示すとともに装置の小型化を図る。 【構成】 通常運転時、運転者がクルーズコントロール
スイッチをONにすると、そのときの車速が演算部に記
憶されるとともにクラッチコイル12への通電がオンさ
れる。するとクラッチコイル12の周りに磁界が発生
し、アーマチャ34は板バネ33の付勢力に打ち勝って
左方向へ移動し、クラッチロータ13に吸着する。この
吸着による摩擦力はスプリング5および6の付勢力より
も強いので、アクセルペダルを離してもクラッチロータ
13、アーマチャ34およびハブ32がモータ14の駆
動力により一体に回動し、スロットル弁11の開度をモ
ータ14により自由に制御できる。また、クラッチロー
タ13の外縁部13b内にアーマチャ34およびハブ3
2が設置されるので、スロットル軸3の軸長を短縮でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載される内燃
機関のスロットル弁制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両を一定の速度で走行するクルーズコ
ントロール時および通常運転時、電子制御システムによ
り最適なスロットル弁の開度が設定され、モータにより
スロットル弁が開閉制御される内燃機関のスロットル弁
制御装置として、特開平3−85338号公報に示され
るものが知られている。
【0003】特開平3−85338号公報に示されてい
るものでは、通常運転時、第2作動手段と第3作動手段
とを連結する連結手段を作動させず、モータの駆動力が
第2作動手段を介して第3作動手段からスロットル弁に
伝達されないため、アクセル操作手段の操作量に応じて
スロットル弁の開度を制御する。クルーズコントロール
時、連結手段を作動させて第2作動手段と第3作動手段
とを連結することにより、モータの駆動力が直接スロッ
トル弁の開度を制御する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−85338号公報に示されるスロットル弁制御装置
の構成は具体性に乏しく、特に第2作動手段と第3作動
手段とを連結し、モータ駆動力をスロットル弁に伝達す
る連結手段の具体的構成が示されていない。本発明はこ
のような問題点を解決するためになされたもので、実用
的かつ具体的な構成を示すとともに、装置の小型化を図
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明による内燃機関のスロットル弁制御装置は、内
燃機関のスロットル弁の開度を、運転者によって操作さ
れるアクセル操作系と、制御装置によって駆動される電
気操作系との両方で調節可能にした内燃機関のスロット
ル弁制御装置において、内燃機関の吸気管内の空気流量
を調節するスロットル弁と、前記スロットル弁の回転軸
の一端に固定されるスロットルレバーと、前記スロット
ル弁を開方向に付勢する第1付勢手段と、前記スロット
ル弁の回転軸に対して回動可能に設けられ、前記アクセ
ル操作系により運転者の操作量に応じて回動されるとと
もに、前記スロットルレバーの前記スロットル弁の開方
向側で係合して前記スロットル弁の開度を規制するアク
セルガードと、前記アクセルガードを前記スロットル弁
の閉方向に付勢する第2付勢手段と、前記スロットル弁
の回転軸の他端に固定され、外周に前記スロットル弁の
回転軸の径方向に伸長する突起部を有する第1回転板
と、前記第1回転板に、前記スロットル弁の回転軸の軸
方向に伸縮可能な弾性体を介して固定され、前記第1回
転板と一体に回動する第2回転板と、前記スロットル弁
の回転軸に対して回動可能に、前記第2回転板に隣り合
って設けられ、前記第1回転板を取り囲む外縁部を有す
る第3回転板と、前記電気操作系の制御装置からの信号
に応じて前記第3回転板を回動駆動する駆動手段と、ク
ルーズコントロール時、前記第2回転板と前記第3回転
板とが一体に回動可能となるように、前記弾性体の付勢
力に抗して前記第2回転板を前記第3回転板に連結させ
る連結手段と、前記第3回転板の外縁部の内周側に設け
られ、前記第3回転板が前記スロットル弁の開方向へ回
動するとき、前記突起部を係止し、前記第1回転板を前
記第3回転板と一体に回動させる係止部とを備えたこと
を特徴とする。
【0006】
【作用】本発明の内燃機関のスロットル弁制御装置の構
成によると、スロットル弁と一体に回動する第1回転板
の外周を取り囲むように、駆動手段により回動駆動され
る第3回転板の外縁部が設けられている。このため、ス
ロットル弁の回転軸の径方向に、第1回転板の突起部お
よび第3回転板の係止部の配置が可能となる。したがっ
て、上記回転軸の軸量が短縮され、装置全体の小型化が
可能となる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の第1実施例を図1〜図4を用いて説明す
る。スロットル軸3は、ベアリング71および72を介
してスロットルボディ17に回動可能に支持されてい
る。スロットル弁11はスロットル軸3に固定され、ス
ロットル軸3とスロットル弁11とは一体となって回動
する。ベアリング71および72の内側にはオイルシー
ル91および92が取付けられ、吸気通路の気密を確保
している。スプリング1および2の一方の端部はスロッ
トル軸3の一方の端部3aに固定され、スプリング1お
よび2の他方の端部はスロッルボディ17に固定されて
いる。スプリング1および2は、スロットル弁11の開
方向にスロットル軸3を付勢する。スプリングが2本あ
るのは、1本折損時、スロットル軸3への付勢力を確保
するためである。
【0008】スロットルレバー21は、スロットル軸3
の一方の端部3aに圧入等で固定され、スロットルレバ
ー21とスロットル軸3とは一体となって回動する。ス
ロットルレバー21は、一方の端部21aがスロットル
弁全閉ストッパ8に当接し、他方の端部が後述するアク
セル上限ガード41に当接するように形成されている。
スロットル弁11の全閉位置は、スロットル弁全閉スト
ッパ8によって決定される。
【0009】アクセル軸25はベアリング73および7
4を介してハウジング31に回動可能に支持されてい
る。アクセルレバー23は、アクセル軸25の一方の端
部に圧入等で固定されており、図1では図示しないワイ
ヤまたはリンク等でアクセルペダルと結ばれている。ス
プリング5および6は、スプリング1および2の付勢力
よりも大きい付勢力でスロットル弁11の閉方向にアク
セル軸25を付勢する。スプリングが2本あるのは、1
本欠損時、アクセル軸25への付勢力を確保するためで
ある。
【0010】アクセル全閉ストッパ7はハウジング31
に固定され、スロットル弁全閉ストッパ8よりもアクセ
ル全閉ストッパ7の開度が大きい場合、アクセルレバー
23がアクセル全閉ストッパ7に当接する。アクセル軸
25には樹脂製ロータ26が一体成形され、ロータ26
にはコンタクト27が取付けられ、コンタクト27はセ
ンサ基板28に接している。コンタクト27の回転量に
よって出力が変化するような抵抗体がセンサ基板28に
印刷され、アクセルレバー23の回転量がコネクタ29
から電気的に出力される。カバー30は、前記センサ部
の出力特性に悪影響を及ぼすような埃や異物が入らない
ようにするカバーである。
【0011】アクセル軸25は、ウェーブワッシャ37
の付勢力により図1の左右方向にエンジン振動で動かな
いようになっているため、コンタクト27とセンサ基板
28との接触不良を防ぐことができ、コネクタ29の電
気出力が安定する。アクセル上限ガード41は、アクセ
ル軸25の他方の端部に圧入、ナット止、カシメまたは
溶接等で固定されている。スロットルレバー21の一方
の端部がアクセル上限ガード41に当接することによ
り、スロットル弁11はアクセル上限ガード41で規制
される開度より開くことができない。
【0012】クラッチロータ13は軟磁性材で円板状に
形成され、ベアリング75および76を介してスロット
ル軸3に回動可能に組付けられている。クラッチロータ
13には、スロットル軸3を中心として円板状の凹部1
3aが形成され、この凹部13aを取り囲む外縁部13
bに一定円弧幅の凹部13cが形成されている。凹部1
3cは、後述するハブ32の突起部32aが凹部13c
のモータ上限ガード13dに当接するように形成されて
いる。これにより、モータ上限ガード13dは、クラッ
チロータ13がスロットル弁11の開方向に回動すると
き、後述の突起部32aを係止し、ハブ32をクラッチ
ロータ13と一体に回動させる。
【0013】クラッチロータ13の外縁部13bの外周
部には一定円弧幅の切欠き部13eが形成され、この切
欠き部13eの一端に突起状のロータ全開ストッパ13
fが形成されている。スロットル弁11が全開位置にな
るとき、このロータ全開ストッパ13fがスロットルボ
ディ17に形成される突部17aの一端17bと当接す
る。切欠き部13eの他端にロータ全閉ストッパ13g
が形成され、スロットル弁11が全閉位置になるとき、
ロータ全閉ストッパ13gが突部17aの他端17cと
当接する。クラッチロータ13の外縁部13bの外周の
一部には歯部13hが形成されており、モータギヤ14
1と結合している。
【0014】ウェーブワッシャ36は、エンジン振動で
クラッチロータ13が図1の左右方向に動かないように
クラッチロータ13を付勢している。クラッチロータ1
3にはカバー38がネジ止め等で固定されている。カバ
ー38は、クラッチロータ13の凹部13aの底面に後
述するアーマチャ34が吸着されるとき、吸着部に異物
が入ることを防止しており、吸着の信頼性を高めること
に寄与している。
【0015】板状のハブ32は、スロットル軸3の他方
の端部3bに圧入等で固定され、クラッチロータ13の
凹部13a内でスロットル軸3と一体となって回動す
る。ハブ32には、スロットル軸3の径方向に伸長する
突起部32aが形成され、この突起部32aはクラッチ
ロータ13の凹部13c内で回動し、モータ上限ガード
13dに当接する。ハブ32のクラッチロータ13の凹
部13aの底面に面している面32bには、円板状の板
バネ33の内端部がリベット81および82によって固
定されており、板バネ33の外端部には軟磁性材で中空
円板状のアーマチャ34がリベット止めで固定されてい
る。アーマチャ34はハブ32とともに回動し、板バネ
33は、エンジン振動でアーマチャ34が動かないよう
に図1の右方向にアーマチャ34を付勢している。
【0016】図3に示すコネクタ400を介してクラッ
チコイル12へ電力が供給されると、クラッチコイル1
2は、板バネ33の力に打ち勝ってアーマチャ34をク
ラッチロータ13の凹部13aの底面に押し付けること
ができるような磁力を発生させる。この押し付け力によ
りアーマチャ34とクラッチロータ13との吸着部に発
生する摩擦力は、スプリング5および6の付勢力の和と
スプリング1および2の付勢力の和との差よりも大き
い。
【0017】センサ部16は、溶接、ロウ付け、ネジ止
め等の方法でカバー38に固定される軟磁性体のカラー
39、カラー39の内側に固定されるN、S一対のマグ
ネット51および52、マグネット51および52の内
側に位置する磁気検出素子53、この磁気検出素子53
の出力を処理する演算回路60、演算回路60の処理結
果を出力するコネクタ61で構成される。
【0018】カラー39、マグネット51および52
は、クラッチロータ13とともに回動するカバー38と
一体となって回動する。磁気検出素子53は、マグネッ
ト51および52が回動することによる磁束の変化を電
気信号として出力し、この信号が演算回路60で処理後
コネクタ61から図示しない制御装置に送出され、モー
タ14の回転位置(開度)として検出される。
【0019】スロットル軸3は、ウェーブワッシャ22
の付勢力により、エンジン振動で図1の左右方向に動か
ないようになっている。これにより、後述するコネクタ
61からの出力がエンジン等の振動によりずれることを
防ぐ。カラー44は、ウェーブワッシャ22の付勢力を
伝えかつクラッチコイル12の磁束漏れを防ぐため真鍮
等の非磁性材でできている。
【0020】エアバルブ100の構成の詳細な説明は本
発明に直接関与しないので省略するが、冷却水配管10
1および102を通る冷却水温度によりバイメタルやサ
ーモワックス等を利用してバイパスエア空気量を可変す
る装置である。第1実施例の構成では、クラッチロータ
13の外縁部13bがハブ32を取り囲み、板バネ33
でハブ32に固定されたアーマチャ34がクラッチロー
タ13に吸着することにより、モータ14の駆動力がス
ロットル弁11に伝達されるクラッチ機構がクラッチロ
ータ13のスロットル軸3の軸方向の幅内で構築され
る。このため、クルーズコントロール時、モータ14の
駆動力をスロットル弁11に伝達するクラッチ機構がス
ロットル軸3の軸方向に短縮され、スロットル弁制御装
置全体が小型化される。
【0021】以下、(1) 通常運転時、(2) ISC制御
時、(3) クルーズコントロール時の第1実施例によるス
ロットル弁制御装置の作動について説明する。 (1) 通常運転時 運転者がアクセルペダルを操作するとアクセルレバー2
3が回動し、コネクタ29からアクセルペダル操作量に
応じた信号が出力される。この信号は、図示しない制御
装置で演算され、モータ14にスロットル開度指令値を
与える。さらに、この信号とモータ14の位置を示すコ
ネクタ61の出力信号とが比較され、モータ14の回動
が制御されるとともにクラッチロータ13の回動量が決
定される。このとき、クラッチコイル12への通電はオ
フされており、アーマチャ34がクラッチロータ13に
吸着されないので、モータ14の制御は、スロットル弁
11の開方向への突起部32aの動きをモータ上限ガー
ド13dで制限するだけである。スロットル弁11は、
全閉からアクセル上限ガード41の開度までの範囲で制
御される。
【0022】(2) ISC制御時 アクセル全閉ストッパ7の開度は、スロットル弁全閉ス
トッパ8の開度よりも若干大きな開度が与えられている
ため、アイドル時、運転者がアクセルペダルの操作をし
ていない状態では、アクセルレバー23はアクセル全閉
ストッパ7に当接し、アクセル上限ガード41はアクセ
ルレバー23に対応する位置にある。モータ14を制御
することにより、スロットル弁全閉ストッパ8で決定さ
れるスロットル弁11の全閉位置からアクセル全閉スト
ッパ7の開度の範囲内で、クラッチロータ13のモータ
上限ガード13dとハブ32の突起部32aとが当接し
ながら回動し、エンジンの負荷に変動があった場合でも
アイドル回転数を一定に保つことができる。
【0023】本実施例では、エアバルブ100を追加す
ることにより、モータ14や図示しない制御装置等に故
障があった場合にも、アイドル時のエンジン回転数の過
度の上昇を防いでいる。これは、通常のエンジンでは、
エンジン冷間時とエンジン暖機後とのアイドル回転に必
要な空気量に大きな差、例えば30m3 /h位、があ
る。エンジン冷間時、必要な空気量を確保しようとアク
セル全閉ストッパ7の開度を大きくすると、暖機後、モ
ータ14や制御装置等に故障が発生した場合、スロット
ル弁11はアクセル全閉ストッパ7で決められた開度ま
で開いてしまうため、エンジン回転数は運転者がアクセ
ルペダルを操作していないにも関わらず上がってしま
う。これを防ぐため、冷間時には、冷却水温度によって
バイパス空気量をバイメタルやサーモワックスのような
感熱体で増加し、暖機後はバイパス空気量を減少させて
いる。
【0024】(3) クルーズコントロール時 通常運転時、運転者が図示しないクルーズコントロール
スイッチをONにすると、そのときの車速が図示しない
演算部に記憶されるとともにクラッチコイル12への通
電がオンされる。すると、クラッチコイル12の周りに
磁界が発生し、アーマチャ34は電磁の吸引力により板
バネ33の付勢力に打ち勝って図1の左方向へ移動し、
クラッチロータ13に吸着する。この吸着による摩擦力
は、スプリング5および6の付勢力の和とスプリング1
および2の付勢力の和との差よりも大きいので、アクセ
ルペダルを離してもクラッチロータ13、アーマチャ3
4およびハブ32がモータ14の駆動力により一体に回
動し、スロットル弁11の開度をモータ14により自由
に制御できる。
【0025】クルーズコントロール時、スロットル弁1
1、アクセル上限ガード41、モータ上限ガード13d
が一体となって動くので、部材の製造または組付けばら
つき等があっても、コネクタ29とコネクタ61との出
力値の差はある一定幅の範囲に収まっている。運転者が
クルーズコントロール中、一定に保持されている車速度
を上げようとアクセルペダルを踏むと、アクセルレバー
23の開度はスロットル弁11の開度より大きくなり、
コネクタ29の出力値が変化し、コネクタ29とコネク
タ61との出力値の差が一定幅の範囲からずれる。この
ずれを電気的に検出することにより、運転者によるアク
セルペダルの踏み込みを検出し、クラッチコイル12の
通電がオフされ、クルーズコントロール制御が終了す
る。また、クルーズコントロールスイッチをオフするこ
とによっても、クラッチコイル12の通電がオフされ、
クルーズコントロール制御が終了する。
【0026】以下、本発明の第2〜第5実施例について
説明する。第1実施例と同一構成の部分は、第1実施例
と同一符号を付し、説明を省略する。本発明の第2実施
例を図5および図6に示す。第2実施例は、スプリング
2をハブ320の突出部320bとカバー380の突出
部380aとに結合させ、ハブ320をスロットル弁1
1の開方向に付勢するようにした例である。第2実施例
のスプリング2は第1実施例のスプリング2と取付け位
置が違うだけで同じ機能を有する。しかも、モータ14
の駆動力がスロットル弁11を直接作動させる場合、ハ
ブ320とカバー380とが一体に回動するため、スプ
リング2の力はモータ14に作用しない。このため、モ
ータ14に小型モータの使用が可能になる。
【0027】本発明の第3実施例を図7に示す。第3実
施例は、第2実施例のスプリング1をアクセル上限ガー
ド41とスロットル軸3とを結合するようにした例であ
る。第1実施例に比べ、第2実施例と同様にモータ負荷
を減らすことが可能である。また、第1実施例では、モ
ータへの通電オフ時、スロットル弁11を閉方向に戻す
付勢力は、 (スプリング5の力+スプリング6の力)−(スプリン
グ1の力+スプリング2の力) であるが、第3実施例では、 (スプリング5の力+スプリング6の力)−(スプリン
グ2の力) となり、全閉に戻す付勢力が大きくなり、モータ故障時
のスロットル弁制御装置の信頼性が向上するという利点
がある。
【0028】本発明の第4実施例を図8に示す。第4実
施例は、第1実施例のスプリング1および2の2本とも
アクセル上限ガード41とスロットル軸3とを結合させ
るようにした例で、第3実施例よりもさらにスロットル
弁11を全閉に戻す力を多く発生させることができる。
第4実施例では、モータ14の位置(開度)を検出する
センサ部160をクラッチロータ13ではなくスロット
ル軸3に取付けてある。モータ14の駆動力がスロット
ル弁3を作動させる場合、スロットル軸3はモータ14
と一体となって回動するので、センサ部160は、第1
〜第3実施例のセンサ部16と同様に機能する。逆に第
4実施例のセンサ160をクラッチロータ13に取付け
ても同じ機能を果たすことができる。
【0029】本発明の第5実施例を図9に示す。第5実
施例は、図2に示す第1実施例のウェーブワッシャ36
を取り除き、クラッチロータ13のスラスト規制にウェ
ーブワッシャ22の力を利用している。本実施例では、
アクセル開度を検出するためにポテンショメータ式セン
サ、モータ位置開度を検出するのに磁気センサを使用し
ているが、本発明では、これらのセンサはアクセルレバ
ーの回動に応じて電気信号が変化するものなら何を用い
ても同様の効果を得ることができる。また、本発明で
は、ウェーブワッシャを圧縮コイルバネにしても良い。
さらに、バイパス空気通路は必須のものではなく、暖機
後と冷間時の必要空気量の差が少なければなくても良
い。またバイパス空気量制御部(エアバルブ)は、スロ
ットルと一体でなくサージタンク等に取付けても同機能
を果たす。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
のスロットル弁制御装置の構成によると、実用性に富
み、具体的な構成が示されている。また、駆動手段によ
り回動駆動される第3回転板の外縁部内にスロットル弁
と一体に回動する第1回転板が設置されるため、スロッ
トル弁の回転軸の軸長を短縮でき、スロットル弁制御装
置が小型化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による内燃機関のスロット
ル弁制御装置を示す断面図である。
【図2】図1のII線部分の拡大図である。
【図3】図1に示すクラッチローラのカバーを取り除い
たIII 方向矢視図である。
【図4】本発明の第1実施例による内燃機関のスロット
ル弁制御装置を示す模式図である。
【図5】本発明の第2実施例による内燃機関のスロット
ル弁制御装置を示す断面図である。
【図6】本発明の第2実施例による内燃機関のスロット
ル弁制御装置を示す模式図である。
【図7】本発明の第3実施例による内燃機関のスロット
ル弁制御装置を示す模式図である。
【図8】本発明の第4実施例による内燃機関のスロット
ル弁制御装置を示す模式図である。
【図9】本発明の第5実施例による内燃機関のスロット
ル弁制御装置を示す模式図である。
【符号の説明】
1、2 スプリング(第1付勢手段) 3 スロットル軸 5、6 スプリング(第2付勢手段) 11 スロットル弁 12 クラッチコイル(連結手段) 13 クラッチロータ(第3回転板) 13d モータ上限ガード(係止部) 14 モータ(駆動手段) 21 スロットルレバー 23 アクセルレバー(アクセル操作系) 32 ハブ(第1回転板) 32a 突起部 33 板バネ(弾性体) 34 アーマチャ(第2回転板) 41 アクセル上限ガード(アクセルガード)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のスロットル弁の開度を、運転
    者によって操作されるアクセル操作系と、制御装置によ
    って駆動される電気操作系との両方で調節可能にした内
    燃機関のスロットル弁制御装置において、 内燃機関の吸気管内の空気流量を調節するスロットル弁
    と、 前記スロットル弁の回転軸の一端に固定されるスロット
    ルレバーと、 前記スロットル弁を開方向に付勢する第1付勢手段と、 前記スロットル弁の回転軸に対して回動可能に設けら
    れ、前記アクセル操作系により運転者の操作量に応じて
    回動されるとともに、前記スロットルレバーの前記スロ
    ットル弁の開方向側で係合して前記スロットル弁の開度
    を規制するアクセルガードと、 前記アクセルガードを前記スロットル弁の閉方向に付勢
    する第2付勢手段と、 前記スロットル弁の回転軸の他端に固定され、外周に前
    記スロットル弁の回転軸の径方向に伸長する突起部を有
    する第1回転板と、 前記第1回転板に、前記スロットル弁の回転軸の軸方向
    に伸縮可能な弾性体を介して固定され、前記第1回転板
    と一体に回動する第2回転板と、 前記スロットル弁の回転軸に対して回動可能に、前記第
    2回転板に隣り合って設けられ、前記第1回転板を取り
    囲む外縁部を有する第3回転板と、 前記電気操作系の制御装置からの信号に応じて前記第3
    回転板を回動駆動する駆動手段と、 クルーズコントロール時、前記第2回転板と前記第3回
    転板とが一体に回動可能となるように、前記弾性体の付
    勢力に抗して前記第2回転板を前記第3回転板に連結さ
    せる連結手段と、 前記第3回転板の外縁部の内周側に設けられ、前記第3
    回転板が前記スロットル弁の開方向へ回動するとき、前
    記突起部を係止し、前記第1回転板を前記第3回転板と
    一体に回動させる係止部とを備えたことを特徴とする内
    燃機関のスロットル弁制御装置。
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