JPS63120848A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料供給制御装置

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JPS63120848A
JPS63120848A JP26610386A JP26610386A JPS63120848A JP S63120848 A JPS63120848 A JP S63120848A JP 26610386 A JP26610386 A JP 26610386A JP 26610386 A JP26610386 A JP 26610386A JP S63120848 A JPS63120848 A JP S63120848A
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JP
Japan
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fuel
internal combustion
combustion engine
amount
pump
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JP26610386A
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Masao Yonekawa
米川 正夫
Mitsunori Takao
高尾 光則
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は燃料タンク内の燃料を燃料ポンプを用いて内燃
機関に供給する内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
[従来の技術] 従来この種の装置では、例えば第9図に示す如く、燃料
タンク80に設けられた燃料ポンプ82を用いて燃料タ
ンク80内の燃料をフューエルサクションチューブ84
を介してデリバリパイプ86に圧送し、デリバリパイプ
86を介して内燃微開88の各気筒に設けられた燃料噴
射弁90に供給するようされている。また内燃機関88
への燃料供給は燃料噴射制御装置92により燃料噴射弁
90を開弁することにより行われるが、このときデリバ
リパイプ86内の圧力が安定していないと内燃機関88
への燃料噴射量が変動するので、デリバリパイプ86に
は内部の燃料圧力を調圧し余分な燃料をフューエルリタ
ーンチューブ94を介して燃料タンク80に戻すプレッ
シャレギュレータ96が設けられている。
ところで上記従来の装置では、燃料ポンプが常時駆動さ
れるので、内燃機関が低負荷運転状態で燃料消費量が少
ない場合に、デリバリパイプ86内で機関温度によって
加熱された多量の燃料がフューエルリターンチューブ9
4を介して燃料タンク80に戻され、燃料タンク80内
の燃料温度が上昇し、ペーパーが発生したり蒸気ガスが
増加するといった問題があった。
そこで近年この問題の対策の為に、例えば特開昭56−
107952号公報に記載のように、内燃機関の運転に
必要な燃料、即ち内燃機関の燃料消費量、に応じて燃料
ポンプの動作を制御し、燃料ポンプからの燃料吐出量を
変化さぜることによって、燃料タンクへの燃料の戻り量
を減少させることが考えられている。
[発明が解決しようとする問題点] 上記のように内燃機関の燃料消費量に応じて燃料ポンプ
の動作を制御する場合、内燃機関の燃料消費量が少ない
ときにはそれに応じて燃料ポンプを介して供給する燃料
量が少なくすることができ、燃料タンクに戻される燃料
を少なくして燃料タンク内の燃料温度の上昇を良好に防
止することができるようになるのであるが、燃料ポンプ
の動作を制御するには、燃料ポンプへの印加電圧を変化
させたり、燃料ポンプをON・OFF制御しなければな
らず、今度は燃料ポンプの寿命を著しく低下してしまう
といった問題が生じてくる。
そこで本発明は、燃料ポンプからの燃料吐出lを変化す
ることなく、即ち燃料ポンプを一定に動作させながら、
内燃機関の燃料消費量に応じて内燃機関への燃料供給量
を制御することのできる内燃機関の燃料供給制御装置を
提供することを目的としてなされた。
[問題点を解決するための手段] 即ち、上記目的を達するためになされた本発明の構成は
、第1図に例示する如く、 燃料タンクM1内の燃料を内燃機関M2に圧送する燃料
ポンプM3と、 該燃料ポンプM3から内燃機関M2に圧送された燃料圧
を調圧し、余分な燃料を燃料タンクM1に排出する調圧
手段M4と、 を備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、上記内
燃機関M2での燃料消費量を表す内燃機関M2の所定の
運転状態を検出する運転状態検出手段M5と、 制御信号によって上記燃料ポンプM3から内燃機関M2
への燃料通路M6を遮断し、該燃料ポンプM3からの燃
料を上記燃料タンクM1にそのまま排出させる燃料通路
変更手段M7と、上記運転状態検出手段M5の検出結果
に応じて上記燃料通路変更手段M7に制御信号を出力し
、燃料ポンプM3から内燃機関M2への燃料圧送量を制
御する制御手段M8と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置
を要旨としている。
[作用コ 以上のように構成された本発明の内燃機関の燃料供給制
御装置では、運転状態検出手段M5が内燃機関M2の燃
料消費量を表す内燃機関M2の運転状態を検出し、制御
手段M8がその検出結果に応じた制御信号を燃料通路変
更手段M7に出力する。即ち、本発明では、内燃機関M
2の燃料消費量に応じて燃料通路変更手段M7が制御さ
れ、これによって燃料ポンプM3から内燃機関M2に圧
送される燃料量が制御される。
このため本発明では燃料ポンプM3を一定に運転しなが
ら内燃機関M2への燃料供給量を制御することが可能と
なり、燃料ポンプM3の寿命を低下することなく、調圧
手段M4を介して戻される燃料量を抑制することができ
る。
ここで上記運転状態検出手段M5は内燃機関M2の燃料
消費量を表す運転状態を検出するものであるが、具体的
には、例えば内燃機関M2の吸気管圧力、吸入空気量、
機関回転数等、内燃機関M2への燃料供給量を決定する
従来より周知の機関パラメータを検出するようすればよ
い。
また燃料通路変更手段M7は、制御手段M8から出力さ
れる制御信号により燃料ポンプM3から内燃機関M2へ
の燃料通路M6を遮断し、燃料ポンプM3からの燃料を
そのまま燃料タンクM1に排出する為のもので、例えば
3ポート弁等を用いて燃料ポンプM3からの燃料通路を
内燃機関M2側と燃料タンクM1側とに切換えできるよ
うに構成すればよい。
また更に制御手段M8は、運転状態検出手段M5の検出
結果に応じて燃料通路変更手段M7に制御信号を出力す
ることで、内燃機関M2の燃料消費量に応じて燃料ポン
プM3から内燃機関M2への燃料通路M6を開閉し、燃
料ポンプM3から内燃機関M2への燃料圧送量を制御す
るものであるが、具体的には、例えば運転状態検出手段
M5の検出結果に応じて燃料通路変更手段〜17の制御
量を算出し、それに応じて燃料通路変更手段M7に制御
信号を出力するようすればよい。
この場合、例えば運転状態検出手段M5では関口転数等
の機関パラメータの一つを検出するようにし、この検出
された機関パラメータを用いて制御量を求め、制御信号
を出力するようにしてもよいが、運転状態検出手段M5
で内燃機関M2への燃料供給量を決定する各種運転状態
を検出し、その検出結果に基づき内燃機関M2の燃料消
費量を求め、その消費量と燃料ポンプM3の燃料吐出量
とに基づき燃料通路変更手段M7の制御量を算出し、制
御信号を出力するようにすれば、内燃機関M2の燃料消
費量に応じて精度よく燃料供給量を制御することができ
る。
[実施例] 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず第2図は本発明が適用された内燃機関及びその周辺
装置を表す概略構成図でおる。
図において2は内燃機関を表し、この内燃機関2の各気
筒には、エアクリーナ4、エアフロメータ6、吸気管8
、サージタンク10及び吸気分岐管12を介して空気が
吸入される。また燃料は、各気筒の吸気分岐管12に設
けられ後述の燃料供給系を介して燃料供給された燃料噴
射弁14を開弁することにより各気筒に供給され、各気
筒に設けられた点火プラグ16によって点火される。そ
して内燃機関2に吸入される主空気量は、図示しないア
クセルペダルを介して操作されるスロットルバルブ18
によって調整され、燃料噴射弁14を介して供給される
燃料量及びその点火時期は燃料噴射弁14及びイグナイ
タ20を駆動制御する後述の電子制御回路60により調
整される。
尚イグナイタ20は電子制御回路60の制御信号の出力
タイミングに応じてディストリビュータ22に高電圧を
出力するもので、これによってディストリビュータ22
から各気筒の点火プラグ16に高電圧が分配される。
また吸気管8には、スロットルバルブ18を迂回する吸
気通路24が形成され、この吸気通路24には、冷却水
温に応じて体積の変化するワックスエレメントを使って
開度を制御するエアバルブ26が設けられ、これによっ
て主に内燃機関暖機中のアイドル時の吸入空気量が制御
される。
次に上記各気筒の燃料噴射弁14への燃料供給は、従来
と同様、燃料タンク28内に設けられた燃料ポンプ30
から、フューエルサクションチューブ32を介してデリ
バリバイブ34に燃料を圧送することにより行われる。
またデリバリバイブ34には、負圧導入管38aを介し
て導入されるサージタンク10内の負圧によって、内部
の燃料圧がサージタンク10内の圧力より常に一定口高
くなるよう調圧し、余分な燃料をツユ一二ルリターンチ
ューブ36を介して燃料タンク28に排出する、前述の
調圧手段としてのプレッシャレギュレータ38が設けら
れている。
ところで本実施例では、上記フューエルサクションチュ
ーブ32に、第3図に示す如く構成された前述の燃料通
路変更手段としての3ポート弁40が設けられている。
この3ポート弁40は、第3図に示す如く、燃料ポンプ
30とフューエルサクションチューブ32との間の燃料
通路40aと、燃料ポンプ30とフューエルサブチュー
ブ42との間の燃料通路40bと、の連通状態を切換え
る為の弁体40Gと、この弁体40Cをプランジャ40
dを介して燃料通路40b側に押圧付勢し、燃料通路4
0aを開弁させる圧縮コイルばね40eと、電子制御回
路60からの制御信号によりプランジャ40dを圧縮コ
イルばね40eの付勢力に抗して移動させ、弁体40C
を燃料通路40a側に移動して燃料通路40bを開弁さ
ぜるコア40f及びコイル40C1と、により構成され
ている。
このため本実施例の燃料供給系では、電子制御回路60
から制御信号が出力されていないときには燃料通路40
aが開いて燃料ポンプ30からの燃料がフューエルサク
ションチューブ32側に吐出されてデリバリバイブ36
に圧送され、電子制御回路60から制御信号が出力され
ると弁体40Cがプランジャ40dを介してコア40f
側に引寄せられ、燃料通路40bが開いて燃料ポンプ3
0からの燃料がフューエルサブチューブ42を介してそ
のまま燃料タンク28に排出されることとなる。尚、3
ポート弁40を、電子制御回路60からの制御信号が出
力されていないとき燃料通路40aを開弁するよう構成
したのは、電子制御回路60等、3ポート弁40の駆動
系に異常が生じたときに内燃機関2に燃料を供給できな
くなるのを防止するためである。
一方、内燃機関2には、その運転状態を検出するセンサ
として、吸入空気量を検出するエアフロメータ6の他、
冷却水温を検出する水温センサ44、吸気温度を検出す
る吸気温センサ46、機関回転数を検出する回転数セン
サ48、スロットルバルブ18の開度を検出するスロッ
トル開度センサ50、図示しない内燃機関2の始動時を
検出するスタータスイッチ52、等が備えられている。
尚、回転数センサ48は、内燃機関2のクランク軸と同
期して回転するディストリビュータ22の回転軸に設け
られたリングギヤ48aと、その回転を検出する電磁ピ
ックアップ48bと、から構成されており、この回転数
センサ48からは内燃機関2の回転数に応じたパルス信
号が出力される。
次に電子制御回路60は、上記各センサからの検出信号
に基づき、燃料噴射弁14やイグナイタ20、或は3ポ
ート弁40を駆動して、内燃機関2の燃料噴射量や点火
時期、或は燃料ポンプ30から内燃機関2側への燃料圧
送量を制御するためのものであって、従来より周知のよ
うに、マイクロコンピュータを中心とする論理演算回路
として構成されている。尚電子制御回路60はバッテリ
54からの電源電圧をうけ、イグニッションスイッチ5
6により内燃機関2の起動と共に動作される。また燃料
ポンプ30は電子制御回路60により内燃機関2の運転
中(例えばスタータスイッチ52がON状態となったり
、機関回転数NEが3Q r、 p、 m、以上となっ
たとき)ONされるリレー58を介してバッテリ54か
らの電圧を受け、動作される。
電子制御回路60は第4図に示すように、予め設定され
た制御プログラムに従って内燃機関2の制御のための各
種演算処理を実行するセントラルプロセシングユニット
(CPU)60a、CPU60aで各種演算処理を実行
するための制御プログラムや初期データが記録されたリ
ードオンリメモリ(ROM)60b、同じ<CPU60
aで各種演算処理を実行するための各種データが一時的
に読み書きされるランダムアクセスメモリ(RAM)6
0G、イグニッションスイッチ56をOFFしたとき記
録した情報が消えないよう、バッテリ54からの電圧を
直接受ける電源回路60dによりバックアップされたバ
ックアップRAM60e、及びバックアツプRAM60
e以外の各素子に一定電圧を供給するため、イグニッシ
ョンスイッチ56を介してバッテリ54に接続された電
源回路60f、を中心とする論理演算回路として構成さ
れている。また電子制御回路60には、回転数センサ4
8から出力されるパルス信号をカウントして回転数デー
タとして入力する入力カウンタ60C]、回転数センサ
48以外の各種センサからの検出信号を入力する入力ポ
ートロ0h、燃料噴射弁14やイグナイタ20.或は3
ポート弁40に制御信号を出力するための、ラッチ、ダ
ウンカウンタ、パワートランジスタ等からなる出力回路
601〜60k、及び、内燃機関2の運転中リレー58
をON状態にして燃料ポンプ30を動作させるための出
力回路601が備えられ、上記各センサからの検出信号
を入力して燃料噴射弁14、イグナイタ20.3ポート
弁40を駆動制御できるようにされている。また更にこ
の電子制御回路30には、CPU60aで演算処理を実
行するのに必要なりロック信号を発生するタイマ60m
や、タイマ60mからのクロック信号、或は入力カウン
タ60gを介して入力される回転数センサ48からのパ
ルス信号に応じて割込み制御に必要な割込み信号を発生
する割込み制御部60n、等も備えられている。
このように構成された電子制御回路60では、内燃機関
2をその運転状態に応じて最適に制御するため、燃料噴
射弁14の駆動タイミング或は駆動時間を制御する燃料
噴射制御、イグナイタ20からの高電圧の発生タイミン
グを制御する点火時期制御、3ポート弁40を駆動して
燃料ポンプ30から内燃機関2側に圧送する燃料量を制
御する燃料供給制御が実行されることとなるのであるが
、以下に本発明にかかわる主要な処理である燃料供給制
御について第5図に示すフローチャートに沿って詳しく
説明する。
この燃料供給制御は電子制御回路60の起動と共に所定
時間(例えば40m5ec、 )毎に繰返し実行される
もので、処理が開始されると先ずステップ110を実行
し、バッテリ電圧vbをパラメータとする第6図に示す
如きデータマツプ又は演算式を用いて、所定時間当りに
燃料ポンプ30から吐出される燃料吐出WiOfp@算
出する。
上記ステップ110で燃料ポンプ30の燃料吐出mQf
pが算出されると、次にステップ120を実行し、今度
は内燃機関2で所定時間当りに消費される燃料量(即ち
燃料消費りQegを算出する。
内燃機関2の燃料消費!ji、Qfpは、当該電子制御
回路60で同時に実行される燃料噴射制御によって制御
される燃料噴射弁14からの燃料噴射量と所定時間当り
の燃料噴射回数と気筒数とにより求めることができ、ま
た本実施例では、燃料噴射弁14からの燃料噴射が内燃
機関2の回転と同期して行われるので、このステップ1
20では、燃料噴射制御で制御された最新の燃料噴射f
f1Tiと回転数センサ48を用いて検出される機関回
転数NEとをパラメータとする次式 %式% (但し、KKは定数) を用いて内燃機関2の燃料消費量Qegが算出される。
尚このステップ120で算出される内燃機関2の燃料消
費量QeQと上記ステップ110で算出される燃料ポン
プ30の燃料吐出量Qfpとは、同一時間当りの燃料量
である。また燃料噴射制御では、燃料噴射弁14からの
燃料噴射量(具体的には燃料噴射弁14の開弁時間)T
iを、エアフロメータ6で検出される吸入空気量と回転
数センサ48で検出される機関回転数NEとを用いて基
本燃料噴射量Tpを算出し、これを水温センサ44や吸
気温センサ46等からの検出信号に応じて補正する、と
いった周知の手順で算出する。
このようにして燃料ポンプ30の燃料吐出IQfpと内
燃機関2の燃料消費量Qe(IIとが算出されると、次
ステツプ130を実行し、今度はこれらをパラメータと
する次式 %式%) を用いて3ポート弁40に出力する制御信号のデユーテ
ィ−比りを算出し、次ステツプ140に移行する。この
デユーティ−比りは、現在の燃料ポンプ30からの燃料
吐出量Qfpのうち、デリバリパイプ34に圧送する必
要のある燃料量の割合で、αはプレッシャレギュレータ
38による燃料圧制御等に必要な燃料戻り量やばらつき
を考慮した上での余剰燃料量である。
そしてステップ140では上記算出されたデユーティ−
比りに基づき3ポート弁40のON・OFF時間Ton
及びToffを次式 %式%) [) (但し、T intはデユーティ−制御の基準時間)を
用いて算出し、次ステツプ150でこの算出結果に応じ
て出力回路60に内のダウンカウンタをセットして、3
ポート弁40を駆動させる。これによって、例えば基準
時間1’−1ntが4 Q m5ec、でデューティー
比りが0.3の場合、3ポート弁40は12m5ec、
間OFFされ、28 m5ec、間ONされることとな
る。
以上説明したように、本実施例では燃料ポンプ30から
内燃機関2に燃料を圧送するフューエルサクションチュ
ーブ32に3ポート弁40が設けられ、3ポート弁40
が内燃機関2の燃料消費dQeaに上記余剰燃料量αを
加算した値と燃料ポンプ30からの燃料吐出IQfpと
の比に応じて制御される。このため燃料ポンプ30から
の燃料吐出量Qfpを制御することなく、燃料ポンプ3
0から内燃機関2に圧送される燃料量を内燃機関2の燃
料消費量Qegに応じて制御することができる。
即ち、プレッシャレギュレータ38を介して燃料タンク
28に排出される燃料量を、燃料ポンプ30の寿命を低
下することなく抑制そぎ、燃料タンク28内の燃料温度
上昇を防止してペーパーの発生や蒸気ガスの増加を防止
することができる。
ここで上記実施例では、内燃機関2が始動されるとその
まま第5図の燃料供給制御が実行されるが、内燃機関2
の始動時にはデリバリバイブ34内の燃料圧が低下して
おり、燃料圧を速やかに正規の圧力に上げる必要がある
。また内燃機関2の高温再始動時にはデリバリバイブ3
4内の燃料温度が極端に上昇してペーパーが発生してい
ることがあり、この場合にも燃料を多量に送ってペーパ
ーを扱く必要がある。このため燃料供給制御としては、
内燃機関2の始動後ある程度時間が経過するまでの間、
燃料ポンプ30からの燃料を全て内燃機関2側に圧送さ
せるようにすることが望ましい。
即ち第7図に示す如く、燃料供給制御が開始されたとき
には、先ずステップ210を実行して現在内燃機関2が
始動中であるか否かを判断し、始動中であればステップ
220で始動機燃料ポンプ30からの燃料を全て内燃機
関2側に圧送する時間Taftをセットした後ステップ
230でデユーティ−比りを1にセットして上記ステッ
プ140に移行し、現在内燃機関2が始動中でない場合
には、ステップ240で始動後時間T aft経過した
か否かを判断し、時間Taft経過していなければステ
ップ230を実行してステップ140に移行し、時間T
aft経過しておればステップ110に移行して上記第
5図の燃料供給制御を実行する、といった手順で燃料供
給制御を実行すれば、内燃機関2の始動時及び始動後所
定時間Taft経過するまでの間、燃料ポンプ30から
の燃料を全て内燃機関2側に圧送することができ、上記
のような問題も解決することができるようになる。
尚上記ステップ220で設定される時間Taftは、内
燃機関2の高温再始動時にデリバリバイブ34内の燃料
に発生したペーパーを汰くための時間でおるので、ステ
ップ220では、例えば冷却水温が80℃以上で且つ吸
入空気温が70°C以上の時(即ち内燃機関2がペーパ
ーの発生し易い状態にある時)には時間Taftを10
0秒とし、それ以外の時には20秒とするようにすれば
よい。
また第8図に示す如く、冷却水温く又は、吸入空気温)
に応じて連続的に変化させて設定してもよい。
次に上記実施例では、3ポート弁40のON・OFF制
御の割合を、ステップ130で求めたデユーティ−比り
に応じて連続的に変化させたが、装置の簡素化の為に、
予めON・OFF制御の割合を段階的に設定しておき、
これに応じて変化させるようにしてもよい。この場合上
記実施例のように内燃機関2の燃料消費量Qegを厳密
に算出する必要はなく、燃料消費量Qeaと相関のある
燃料噴射量Ti、吸入空気量Q、或は基本燃料噴射量T
pといった値に基づき制御量、即ち3ポート弁40の0
N−OFF制御の割合を設定するようにしてもよい。
また上記実施例では燃料供給制御を所定時間毎に実行す
るよう構成したが、内燃機関の回転に同期して実行する
ようにしてもよい。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の内燃機関の燃料供給制御
装置では、燃料ポンプから内燃機関への燃料通路に、制
御信号によって該通路を遮断し燃料ポンプからの燃料を
そのまま燃料タンクに排出する燃料通路変更手段を設け
、該燃料通路変更手段を内燃機関の燃料消費量に応じて
制御するよう構成されている。このため、燃料ポンプへ
の印加電圧を制御したり、燃料ポンプを0N−OFF制
御することなく、内燃機関に圧送される燃料量を内燃機
関の燃料消費量に応じて制御することが可能となり、燃
料ポンプの寿命を低下させることなく燃料タンク内の燃
料温度が上昇するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を例示するブロック図、第2図乃
至第8図は本発明の実施例を表し、第2図は実施例の内
燃機関及びその周辺装置を表す概略構成図、第3図は3
ポート弁の構成を表す断面略図、第4図は電子制御回路
の構成を表すブロック図、第5図は電子制御回路で実行
される燃料供給制御を表すフローチャート、第6図はバ
ッテリ電圧vbと燃料ポンプの燃料吐出量Qfpとの関
係を表す線図、第7図は燃料供給制御の他の例を表すフ
ローチャート、第8図はその制御を実行する除用いる時
間T aftの設定方法を説明する線図、第9図は従来
の燃料供給制御装置の構成を表す概略構成図、である。 Ml、−28・・・燃料タンク M2.2・・・内燃機関 M3.30・・・燃料ポンプ M4・・・調圧手段 M5・・・運転状態検出手段 M6・・・燃料通路 Ml・・・燃料通路変更手段 M8・・・制御手段 6・・・エアフロメータ 32・・・フューエルサクションチューブ38・・・プ
レッシャレギュレータ 40・・・3ボート弁 48・・・回転数センサ 60・・・電子制御回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 燃料タンク内の燃料を内燃機関に圧送する燃料ポンプと
    、 該燃料ポンプから内燃機関に圧送された燃料圧を調圧し
    、余分な燃料を燃料タンクに排出する調圧手段と、 を備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、上記内
    燃機関での燃料消費量を表す内燃機関の所定の運転状態
    を検出する運転状態検出手段と、制御信号によつて上記
    燃料ポンプから内燃機関への燃料通路を遮断し、該燃料
    ポンプからの燃料を上記燃料タンクにそのまま排出させ
    る燃料通路変更手段と、 上記運転状態検出手段の検出結果に応じて上記燃料通路
    変更手段に制御信号を出力し、燃料ポンプから内燃機関
    への燃料圧送量を制御する制御手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置
JP26610386A 1986-11-07 1986-11-07 内燃機関の燃料供給制御装置 Pending JPS63120848A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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