JPH02112643A - 燃料噴射装置 - Google Patents

燃料噴射装置

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Publication number
JPH02112643A
JPH02112643A JP63266713A JP26671388A JPH02112643A JP H02112643 A JPH02112643 A JP H02112643A JP 63266713 A JP63266713 A JP 63266713A JP 26671388 A JP26671388 A JP 26671388A JP H02112643 A JPH02112643 A JP H02112643A
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JP
Japan
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fuel
fuel injection
pressure
pressure accumulation
cylinder
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JP63266713A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Tamai
玉井 克行
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • 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、ディーゼル機関等に使用される蓄圧配管を有
する燃料噴射装置に関する。
[従来の技術] 従来より、ディーゼル燃料等を用いた多気筒内燃機関に
おいては、各気筒毎に燃料を噴射する燃料噴射弁からの
燃料噴射量を制御して、機関の運転を制御している。ま
た、制御性の改善のために、高圧燃料を蓄圧する蓄圧配
管、いわゆるコモンレールを設け、このコモンレールを
介して燃料噴射弁に高圧燃料を供給する燃料噴!l]装
置が種々提案されている。例えば、特開昭62−258
160号公報ζこあるように、吐出量可変の燃料供給ポ
ンプを制御して、コモンレール圧を一定に保つための必
要量だけの燃料をコモンレールに送り出し、コモンレー
ル圧を一定に維持する装置が提案されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、こうした従来の装置では、いずれかの燃
料噴射弁が故障して、燃料噴射量の制御が出来なくなり
、この燃料噴射弁から燃料が連続して内燃機関の気筒内
に噴射されると、気筒内では正常な燃焼が行われなくな
る。正常な燃焼が行われなくなると、例えば、気筒内に
噴射された燃料が、気筒内にn・積して、その蓄積量が
ピストンの上死点に達したときのすきま容積以上となる
と、ピストンが上昇しにくくなり、内燃機関の回転が急
速に停止したり、甚だしい場合には、内燃機関の破損に
つながる場合もある。そこで、この燃料噴射弁の故障を
検出して、故障した場合には、故障していない他の全て
の燃料噴射弁の噴射量を0とする制御を行い、内燃機関
の運転を停止するか、コモンレールへの燃料供給ポンプ
からの燃料供給を停止して、内燃機関の運転を停止して
いた。
その為、車両走行中に故障が生じて、内燃機関の運転が
停止されると、急減速状態となり、特に高速走行中には
甚だしい急減速状態となり、走行安全性が必ずしも十分
ではなかった。また、内燃機関の運転が停止してしまう
ので、車両が自走できなくなり、修理等のために他の場
所に移動するためには、他の車両による牽引を必要とす
るという問題があった。
そこで本発明は上記の課題を解決することを目的とし、
燃料噴射弁が故障した場合でも、内燃機関の運転を停止
することなく、走行安全性等の向上を図った燃料噴射装
置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するため
の手段として次の構成を取った。即ち、第1図に例示す
る如く、 高圧燃料が蓄圧された蓄圧配管M1を介して供給される
燃料を、多気筒内燃機関の各気筒毎に設けられた燃料噴
射弁M2により燃料噴射を行う燃料噴射装置において、 前記蓄圧配管M1を複数設けて、前記各燃料噴射弁M2
をいずれかの蓄圧配管M1に接続し、燃料を圧送して前
記蓄圧配管M1に所定の高圧を生成する複数の燃料供給
ポンプM3を前記各蓄圧配管M1毎に配設すると共に、
前記燃料供給ポンプM3から前記蓄圧配管M1への燃料
の供給◆停止を制御する制御弁M4を前記蓄圧配管Mi
に設け、前記蓄圧配管Ml毎のいずれの前記燃料噴射弁
M2が故障したかを検出する故障検出−ト段M5と、該
故障検出手段M5により故障が検出されたときに、前記
制御弁M4を制御して故障した前記燃料噴射弁M2に接
続した前記蓄圧配管M1への高圧燃料の供給を停止する
制御手段M6とを備えたことを特徴とする燃料噴射装置
の構成がそれである。
[作用] 前記構成を有する燃料噴射装置は、複数の燃料供給ポン
プM3が、それぞれの複数の蓄圧配管M1に燃料を圧送
し、燃料噴射弁M2が、蓄圧配管Mlから供給される燃
料を各気筒に噴射し、故障検出手段M5が、蓄圧配管M
l毎の燃料噴射弁M2が故障したことを検出したときに
は、制御手段M6が、故障した燃料噴射弁M2に対応し
た制御弁4を制御して、故障した燃料噴射弁M2と接続
された蓄圧配管M1への高圧燃料の供給を停止する。よ
って、故障した燃料噴射弁M2から燃料が噴射されず、
その他の正常な燃料噴射弁M2からは燃料が噴射され、
内燃機関の運転が継続される。
[実施例] 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第2図は本発明の一実施例である燃料噴射装置の概略構
成図である。この燃料噴射装置は、多気筒内燃機関とし
ての周知の6気筒デイ一ゼル機関に適用されたものであ
る。ディーゼル機関本体りの各気筒#1〜#6には、各
々燃料を噴射供給する燃料噴射弁1〜6が設けられてい
る。この燃料噴射弁l〜6は、それぞれ電磁弁部1aと
、インジェクタ部1bとを備え、電磁弁部1aは人力信
号に応じて開弁時間を調整して、インジェクタ部1bか
らの燃料噴射量を増減できる構成のものである。
各燃料噴射弁1〜6には、高圧燃料を蓄圧する複数の蓄
圧配管7〜9のいずれかが接続されている。本実施例で
は、燃料噴射弁1.2が蓄圧配管7に、燃料噴射弁3,
4が蓄圧配管8に、燃料噴射弁5.6が蓄圧配管9に、
それぞれ接続されている。各蓄圧配管7〜9には、蓄圧
配管7〜9内の燃料圧力を検出する圧力センサ10〜1
2が各々配設されている。尚、このような接続に限らず
、燃料噴射弁1を蓄圧配管7に、燃料噴射弁2を蓄圧配
管8に、燃料噴射弁3. 4. 5. 6を蓄圧配管9
に、それぞれ接続して構成しても実施可能である。また
、蓄圧配管7〜9は、それぞれ独立した3個の蓄圧配管
7〜9として構成してもよく、若しくは、大きく蓄圧配
管を仕切って3部屋とした蓄圧配管7〜9として構成し
てもよい。
各蓄圧配管7〜9には、それぞれ燃料供給ポンプ13〜
15が接続されている。この燃料供給ポンプ13〜15
は、第3図に示すように、ディーゼル機関の回転数の1
/2の速度で回転するカムシャフト16によって駆動さ
れ、カムシャフト16には、3つのカム17〜19が形
成されている。
このカム17〜19は、カムシャフト16の一回転に二
度の上昇工程をなす、即ち2山カムの形態をなし、カム
リフトの角度に対する位相は120度ポンプ回転角ずつ
相互に異ならせでいる。
各カム17〜19には、フォロア20〜22を介してボ
ンピングプランジャ23〜25が、プランジャズブリン
グ26〜2日によりカム17〜1つに接触するように押
圧付勢されている。ボンピングプランジャ23〜25は
、プランジャバレル29〜31に摺動可能にかつ油密的
に嵌合されて、ボンピングプランジャ23〜25と、プ
ランジャバレル29〜31とに囲まれてポンプ室32〜
34が形成されている。このポンプ室32〜34は、チ
エツク弁35〜37を介して前記蓄圧配管7〜9に接続
されている。プランジャバレル29〜31には、フィー
ドホール38〜40が形成されており、このフィードホ
ール38〜40は、低圧流路41を介して、燃料タンク
42内の燃料を所定の低圧に加圧して供給する燃料ポン
プ43に各々接続されている。
また、ポンプ室32〜34に連通するスピル通路44〜
46が設けられており、このスピル通路44〜46から
前記低圧流路41に至る通路の途中には、おのおの制御
弁47〜49が設けられている。この制御弁47〜49
は励磁信号が人力されている間は、スピル通路44〜4
6と、低圧流路41との連通を遮断する様構成されてい
る。
前記ボンピングプランジャ23〜25には、カム17〜
19の圧送工程の終期にて、フィードホール38〜40
と合致するスピル溝50〜52が形成されており、ポン
プ室32〜34とスピル溝50〜52とは、連絡孔53
〜55により常時連通されている。
更に、ディーゼル機関の回転速度の172の速度で回転
する前記カムシャフト16には、円盤56が設けられて
おり、この円盤56の外周には、60°の角度間隔で6
個の突起57が形成されている。この突起57に対抗す
る位置に、周知の電磁ピックアップである回転速度セン
サ59が設けられている。この回転速度センサ59から
は、ディーゼル機関の2回転に対して、6個のパルス信
号が回転速度信号として出力される。
また、前記カムシャフト16には、気筒判別円盤60が
設けられており、この気筒判別円盤60の外周には、1
個の突起61が形成されている。
この突起61に対向する位置に、電磁ピックアップであ
る気筒判別センサ62が設けられている。
この気筒判別センサ62からは、ディーゼル機関の2回
転に対して、1個のパルス信号が気筒判別信号として出
力され、前記回転速度信号と併せて、回転速度信号のパ
ルス信号がとの気筒#1〜#6のものであるか判別でき
る構成となっている。
第4図に示すように、カムシャフト16の一回転に対し
て、1パルスの気筒判別信号が出力され、この間に6パ
ルスの回転速度信号が出力される。
そして、回転速度信号が人力されたときに、例えば気筒
#1について説明すると、その気筒#1に対応した制御
弁47に励磁信号を出力して閉弁し、ボンピングプラン
ジャ23の上昇に応じて、チエツク弁35を介して蓄圧
配g7に高圧燃料を供給する。そして、励磁信号に出力
を停止して、制御弁47を開弁すると、ポンプ室32内
の燃料は、スピル通路44、制御弁47を介して、低圧
流路41に排出される。前記励磁信号の出力時間を、最
小制御時間Te  (本実施例ではTθ=0)から最大
制御時間TA までの間で制御することにより、蓄圧配
管7〜9への高圧燃料の供給量を制御でき、蓄圧配管7
〜9内の圧力を所定の圧力に調整・維持することが出来
る構成となっている。
尚、アクセルペダル64の踏込量をアクセル開度θとし
て検出するアクセル開度センサ65も設けられている。
これらの圧力センサ10〜12、回転速度センサ59、
気筒判別センサ62、アクセル開度センサ65、燃料噴
射弁1〜6の電磁弁部1a〜6b、制御弁47〜49は
、各々電子制御回路100に接続されている。この電子
制御回路100は、周知のCPU 101、制御用のプ
ログラムやデータを予め格納するROM102、読み書
き可能なRAM103に、入出力回路104がコモンバ
ス105を介して相互に接続されて構成されている。
CPU 101は、圧力センサ10〜12、回転速度セ
ンサ59、気筒判別センサ62、アクセル開度センサ6
5からの信号を入出力回路104を介して人力し、これ
らの信号、ROM102、RAM103内のプログラム
やデータ等に基づいてCPU 101は、入出力回路1
04を介して燃料噴射弁1〜6の電磁弁部1a〜6b、
制御弁47〜49に駆動信号を出力する。
次に、前述した電子制御回路100で行われる処理につ
いて、第5図のフローチャートによって説明する。
本燃料噴aJR装置は、図示しないキースイッチが投入
されると、第5図の制御処理を他の制御処理と共に実行
する。第5図に示すフローチャートは、蓄圧配管7〜9
の圧力を制御する圧力制御処理であり、所定時間毎に繰
り返し実行される。まず、回転速度センサ59からの回
転速度信号に基づいて、回転数Nが検出される(ステッ
プ200)。
次に、アクセル開度センサ65により検出されるアクセ
ル開度θを負荷として検出する(ステップ210)。続
いて、前記検出した回転数Nとアクセル開度θとに基づ
いて、図示しないマツプや算出式等によって目標圧力P
9を算出する(ステップ220)。そして、算出した目
標圧力P9に従って、制御弁47〜49の基本制御時間
Tgを、図示しないマツプや算出式等によって算出する
(ステップ230)。
次に、係数nを傾1としてから(ステップ240)、後
述する故障検出処理を実行する(ステ・ンブ250)。
続いて、係数nを値2としてから(ステップ260)、
同様に故障検出処理を実行する(ステップ270)。そ
して、係数nを値3としてから(ステップ280)、同
様に故障検出処理を実行する(ステップ290)。この
ように、係数nに応じて同様の故障検出処理を繰り返し
実行するが、この係数旧の値は、蓄圧配管7〜9に対応
しており、係数n=1は蓄圧配管7に対応し、係数n=
2は蓄圧配管8に対応し、係数n=3は蓄圧配管9に対
応している。即ち、蓄圧配管7〜9毎に故障検出処理を
実行する。本実施例では、3個の蓄圧配管7〜9を設け
ているので、係数nは3までとしたが、係数nの値は、
蓄圧配管の数に応して決めれはよい。
また、前記故障検出処理(ステップ250. 270.
290)について、第5図(b)に示すフローチャート
によって説明する。尚、以下係数n;1のときの故障検
出処理(ステ・ンプ250)、即ち、蓄圧配管7に接続
されている燃料噴射弁1゜2の故障検出を例にして説明
する。まず、蓄圧配管7内の圧力Pn (添字。は係数
nの1直に対応する値である。蓄圧配管7のときは1゜
以下同様である。)を、圧力センサ10を介して検出す
る(ステ・ンプ300)。次に、前記ステップ220の
処理により算出した目標圧力P9から、検出した圧力P
。を減算して、圧力差ΔPoを算出する(ステ・ンブ3
10)。続いて、この圧力差△P、に基づいて、制御弁
47の補正制御時間T。を算出する(ステップ320)
6 次に、前記基本制御時間T9に補正制御時間T。を加算
した値が、燃料供給ポンプ13からの吐出量が最大とな
る、制御弁47の最大制御時間T4以上か否かが判定さ
れる(ステップ330)。
基本制御時間Tgに補正制御時間T0を加算した値が制
御弁47の最大制御時間T 4未満であると判定される
と、フラグF。をクリアしくステ・ンプ340)、基本
制御時間Ti]に補正制御時間T。
を加算して制御時間T。gとする(ステップ350)次
に、カウンタCの1直をクリアする(ステップ355)
。この算出した制御時間T。gに基づいて、制御弁47
に励磁信号を出力して、蓄圧配管7に燃料供給ポンプ1
3から高圧燃料を供給し、蓄圧配管7の圧力を目標圧力
P3に制御する。
一方、ステップ330の処理により、基本制御時間T9
に補正制御時間Tnを加算した値が、制御弁47の最大
制御時間TA以上であると判定されると、フラグF。が
値0か否かを判定する(ステップ360)。フラグF。
が値0でないときには、カウンタCのカウントを開始す
る(ステップ370)。そして、フラグFnに値1をセ
ットする(ステップ380)。
そして、本故障検出処理を他の制御処理と共に繰り返し
実行して、ステップ360の処理により、フラグF。が
値0でないと判定されると、カウンタCが所定(i t
 aを越えているか否かを判定する(ステップ390)
。カウンタCが所定値ta以下の場合には、本故障検出
処理を繰り返し実行する。一方、ステップ390の処理
により、カウンタCが所定値t8を越えていると判定す
ると、即ち、−基本制御時間Tl1Iに補正制御時間1
゛。を加算した値が制御弁47の最大制御時間TA以上
である時間が、所定時間を越えると、蓄圧配管7に接続
された燃料噴射弁1. 2のいずれかが故障して、燃料
が連続して噴射されていると判断する。そして、故障モ
ードに移行して(ステップ400)、制御時間Tnci
を燃料供給ポンプ13の吐出量が最小となる制御弁47
の最小制御時間Te  (本実施例ではT[1=O)と
する。また、故障した燃料噴射弁1.2に対応した表示
を図示しないパネル等に表示する。
一方、係数nが2.3である場合も同様にして、それぞ
れステップ270,290の処理を行って、蓄圧配管8
,9にそれぞれ接続された燃料噴射弁3〜6の故障を検
出する。例えば、燃料噴射弁1゜2のいずれかが故障し
て、蓄圧配管7への燃料の供給が停止されても、燃料噴
射弁3〜Gが故障していないときには、蓄圧配管8.9
には、高圧燃料が供給されて、気高#3〜#6への燃料
噴IJは継続される。
尚、ステップ300〜390の処理が、故障検出手段M
5として働き、ステップ400の処理が制i卸手段M6
として働く。
このように、本実施例の燃料噴射装置は、複数の燃料供
給ポンプ13〜15が1.それぞれの複数の蓄圧配管7
〜9に燃料を圧送し、燃料噴射弁1〜6が、蓄圧配管7
〜9から供給される燃料を各気筒井1〜#6に噴射する
。いずれかの燃料噴射弁1〜6が故障したことを検出し
たときには(ステップ300〜390)、故障した燃料
噴射弁1〜6に対応した制御弁47〜49を制御して、
故障した燃料噴射弁1〜6と接続された蓄圧配管7〜9
への高圧燃料の供給を停止する(ステ・ンブ400)。
従って、故障したいずれかの燃料噴射弁1〜6に接続さ
れた蓄圧配管7〜9には燃料が供給されないので、故障
した燃料噴射弁1〜6からは燃料が噴射されず、その他
の正常な燃料噴射弁1〜6からは燃料が噴射され、ディ
ーゼル機関の運転が継続される。よって、いずれかの燃
料噴射弁1〜6が故障しても、ディーゼル機関の運転が
継続されるので、車両が急に減速されることがなく、走
行完全性が保たれ、また、車両は自走することができる
ので、自走して修理工場等に行くことが出来る。
次に、故障検出1手段M5の第2実施例について、第6
図のフローチャートによって説明する。
この故障検出手段M5は、前述した蓄圧配管7〜9の圧
力を検出して故障を判定するのではなく、ディーゼル機
関の回転変動から燃料噴射弁1〜6の故障を検出するも
のである。
まず、回転速度センサ59からの出力されるパルス信号
間隔の実パルス時間Δtnを検出する(ステ・ンブ50
0)(添字nは各燃料噴射弁1〜6に対応しており、1
〜6までの値である。以下同様である。)。この実パル
ス時間△t0は、第4図に示すように、前回の突起57
が検出されてから今回の突起が検出されるまでの時間で
ある。−方、このパルス信号が人力されたときを基準と
して気筒#1〜#6において燃料噴射が行われて、気筒
#1〜#6内で燃焼が行われている。次に、前述したス
テップ200の処理と同様に、回転速度センサ59から
人力されるこのパルス信号に基づいて、ディーゼル機関
の平均回転数NGIが算出される(ステ・ンブ510)
続いて、この平均回転数Nいに基づいて、前記突起57
と突起57とが検出されるパルス信号の平均間隔である
平均パルス時間へTが算出される(ステ・ンブ520)
。そして、この算出した平均パルス時間ΔTから前記各
実パルス時間Δtnを減算して、パルス時間差d。を算
出する(ステ・ンブ530)。
次に、このパルス時間差dnが所定の基準値A以上か否
かを判定する(ステップ540)。パルス時間差d。が
所定の基準(+uA以上でないときには、本故障検出処
理を他の制御処理と共に繰り返し実行する。一方、ステ
ップ540の処理により、パルス時間差dnが所定の基
準値A以上であると判定されたときには、前記ステップ
400と同様に、燃料噴射弁1〜6のいずれかが故障で
あると判定して、制御時間T。gを最小制御時間T9 
 (本実施例ではTB =O)とする。例えば、燃料噴
射弁lが故障しているときには、気筒#1において正常
な燃焼が行われないので、回転速度が低下して、実パル
ス時間△t1が長くなり、パルス時間差d1が所定の基
準値A以上であると判定される。
そして、前記ステップ400と同様に、制御時間Tnq
を燃料供給ポンプ13の吐出量が最小となる制御弁47
の最小制御時間TIl](本実施例ではTB:0)とし
て、蓄圧配管7への燃料の供給を停止する。また、故障
した燃料噴射弁1に対応した表示を図示しないパネル等
に表示する。
このように、第2実施例の燃料噴射装置は、高価な圧力
センサ10〜12を各蓄圧配管7〜9毎に設けなくとも
、燃料噴射弁1〜6の故障を検出することが出来き、簡
便な構成で実施でき、しかも各気筒#1〜#6毎の燃料
噴射弁1〜6の故障を知ることが出来る。
更に、この第2実施例のように、回転速度センサ59に
よることなく、第7図に示す第3実施例のように、ディ
ーゼル機関の各気筒6勿の吸気ボート80及び排気ポー
ト81のうち、排気ポート81にそれぞれ温度センサ8
2〜84を配設してもよい。この温度センサ82〜84
により検出される排気温度が所定値以下となったときに
は、着火していないか、あるいは不完全燃焼しており、
燃料噴射弁から燃料が連続して流出していると判断し、
該当する制御弁47〜49を制御して蓄圧配管7〜9に
高圧燃料の供給を停止する構成としても同様に実施でき
る。
また、前記温度センサ82〜84に代えてHC濶度セン
サを配置しても実施可能である。HCfi度センサによ
り検出されるHC澗度が所定値以上となった場合には、
前述したと同様に、燃料噴射弁1〜6が故障していると
判断し、該当する制御弁47〜49を制御して蓄圧配管
7〜9に高圧燃料の供給を停止する構成としても同様に
実施できる。
尚、本発明はこの様な実施例に同等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において神々なる
態様で実施し得る。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明の燃料噴射装置は、故障した
いずれかの燃料噴射弁と接続した蓄圧配管への燃料の供
給を停止して、その他の正常な燃料噴射弁からは燃料が
噴射され、内燃機関の運転が継続される。よって、いず
れかの燃料噴射弁が故障しても、内燃機関の運転が継続
されるので、車両が急に減速されることがなく、走行完
全性が保たれ、また、車両は自走することができるので
、自走して修理工場等に行くことが出来るという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
2図は本発明の一実施例としての燃料噴IflI装置の
概略構成図、第3図は本実施例の燃料供給ポンプの概略
構成図、第4図は燃料供給タイミングを説明するタイミ
ングチャート、第5図は本実施例の電子制御回路におい
て行われる制御処理の一例を示すフローチャート、第6
図は第2実施例としての制御処理の一例を示すフローチ
ャート、第7図は第3実施例としての故障検出手段の概
略構成図である。 Ml、7〜9・・・蓄圧配管 M2,1〜6・・・燃料噴躬間弁 M3,13〜15・・・燃料供給ポンプM4.47〜4
9・・・制御弁 M5・・・故障検出手段  M6・・・制御手段D・・
・ディーゼル機関  10〜12・・・圧力センサ59
・・・回転速度センサ 62・・・気筒判別センサ82
〜84・・・温度センサ 100・・・電子制御回路 代理人  弁理士  定立 勉(ほか2名)第1図 第4図 第 図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  高圧燃料が蓄圧された蓄圧配管を介して供給される燃
    料を、多気筒内燃機関の各気筒毎に設けられた燃料噴射
    弁により燃料噴射を行う燃料噴射装置において、 前記蓄圧配管を複数設けて、前記各燃料噴射弁をいずれ
    かの蓄圧配管に接続し、燃料を圧送して前記蓄圧配管に
    所定の高圧を生成する複数の燃料供給ポンプを前記各蓄
    圧配管毎に配設すると共に、前記燃料供給ポンプから前
    記蓄圧配管への燃料の供給・停止を制御する制御弁を前
    記蓄圧配管毎に設け、前記蓄圧配管毎のいずれの前記燃
    料噴射弁が故障したかを検出する故障検出手段と、該故
    障検出手段により故障が検出されたときに、前記制御弁
    を制御して故障した前記燃料噴射弁に接続した前記蓄圧
    配管への高圧燃料の供給を停止する制御手段とを備えた
    ことを特徴とする燃料噴射装置。
JP63266713A 1988-10-21 1988-10-21 燃料噴射装置 Pending JPH02112643A (ja)

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