JPS60201063A - ガス機関の空燃比制御装置 - Google Patents
ガス機関の空燃比制御装置Info
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- JPS60201063A JPS60201063A JP59059259A JP5925984A JPS60201063A JP S60201063 A JPS60201063 A JP S60201063A JP 59059259 A JP59059259 A JP 59059259A JP 5925984 A JP5925984 A JP 5925984A JP S60201063 A JPS60201063 A JP S60201063A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、例えば発電用やヒートポンプ駆動用の定置型
ガス機関のように比較的大型のカス枳、関に主として使
用される空燃比制御装置に関する。 ガス機関の普及には排気ガス中の有害成分(Co、HC
,NOx )の低減が急務とされている。この排気ガス
対策に三元触媒を用いる場合、一般には、三元触媒の上
流側に酸素センサを取り付け、該酸素センサからの検出
信号をフィードバックして吸気側において吸入空気に対
し燃料供給量を増減させ、前記触媒の入口において空燃
比がλ=1近1労となるように調整している。 具体的には、自動車用等の小型ガス機関について、燃料
供給手段としてガス噴射器を用い、そのガス噴射時間を
長短変更することによって空燃比を制御することが考え
られているが、このようなガス噴射器による空燃制御装
置は、小型゛ガス機関では充分有効に動作するであろう
が、大型のカス機関では燃料カスの供給量が大量である
ため、前記のようなガス噴射器では対応できず、従って
大型のカス機関にガス噴射器による空燃比制御装置を採
用することは事実上無理であった。 本発明は、燃料供給量、の多いガス機関であっても敏速
に燃料供給量をgJ整して精確に所要の空燃比制仙1を
為し得る装置を提供しようとするもので、燃料供給管路
の途中にニー1・′ル弁のような調整弁を有する供給耐
調整手段を設け、この供給量調整手段を、排気管路途中
の酸素センサからの酸素検出信号に基いて応答動作する
ようにしたところにも微かある。 以下本発明の詳細を図示の実施例に基いて説明する。 第1図は本発明の一実施例の(1“η成因であって、同
図中、杓−号1は機関の燃焼室、2は吸気管、3は排気
管であり、吸気管2の」二流部にミキサ4とスロットル
弁5とが配設され、111」記ミキサ4に燃料供紹管6
と空気供給執7とか接続されている。 燃料供紹管6には」1流側から順に調圧弁8′及び供給
量調整手段9が設けられ、この供給量調整手段9の構造
は後に詳述する。IOはステップモータのようなアクチ
ュエータで、供給量調整手段9にイ」設されている。一
方、排気管3にはその上流側がら順に三元触媒11及び
消音器12が設けられており、三元触媒11の入口側に
酸素センサ13が取着されている。14はカバナであっ
て、そのレバーがスロットル弁5に連動し該スロットル
弁5の開度を調節する。15はスロットル弁5の開度を
通しで負荷を検出する負荷センサである。16は前記酸
素センサ13及び負荷センサ15からの検出信号に基い
て供給量調整手段9を制御する制御部であって、CP
U17、A/Dコンバータのような入力インターフェー
ス18、パワートランジスタ等から成る出力インターフ
ェース19、ROM20、RAM21から構成されてい
る。 しかして第2図は供給量調整手段9の断面図であって、
該供給量調整手段9は本体ケーシング22内にテーパ形
ニードル弁のような調整弁23を有し、アクチュエータ
lOの軸部が軸方向に変位することによって、該調整弁
20が同方向に変位し、この調整弁23と弁口24との
間で流量が紋られるようになっている。なお、アクチュ
エータlOは、回転形ステップモータの軸部にネジ機構
を設け、回転運動を軸の直線出力に変挾する形のものが
使用可能である。 次に上記構成から成る装置の動作を第3図に示すフロー
チャートに基いて説明する。まず、ステップ1において
酸素センサ13から出力される酸素検出信号が入力イン
ターフェース18を通してCPU17に入力される。こ
の場合、酸素センサ13近傍の酸素濃度は第4図(3)
に示すように連続的に変化するが、酸素センサ13によ
る検出はこれより若干遅延し、従って該酸素センサ13
からの出力波形は第4図fB)に示す如く、酸素濃度波
形より微小時間aだけすれた波形となる。次にステップ
2としてCPU 17において前記酸素検出信号に基い
てアクチュエータの駆動量を算出する。ROM20はこ
の算出のプログラムや計算定数を記埠している。ステッ
プ3において負荷センサ15からその負荷検出信号が入
力インターフェースISを通じてCPU17に入力され
る。この負荷センサI5や酸素センサ13の検出信号の
入力は、もちろん適当なサンプリング間隔で為される。 ステップ4としてCPU17+4おいて負荷検出信号に
基いて前記アクチュエータ駆動量が補正され、アクチュ
エータ10へ駆動指令信号が出力される(ステップ5)
。アクチュエータ!0の駆動量には、調整弁23を急激
に変位させるスキップ駆動量と、調整弁23を緩速で変
位させる傾斜駆動
ガス機関のように比較的大型のカス枳、関に主として使
用される空燃比制御装置に関する。 ガス機関の普及には排気ガス中の有害成分(Co、HC
,NOx )の低減が急務とされている。この排気ガス
対策に三元触媒を用いる場合、一般には、三元触媒の上
流側に酸素センサを取り付け、該酸素センサからの検出
信号をフィードバックして吸気側において吸入空気に対
し燃料供給量を増減させ、前記触媒の入口において空燃
比がλ=1近1労となるように調整している。 具体的には、自動車用等の小型ガス機関について、燃料
供給手段としてガス噴射器を用い、そのガス噴射時間を
長短変更することによって空燃比を制御することが考え
られているが、このようなガス噴射器による空燃制御装
置は、小型゛ガス機関では充分有効に動作するであろう
が、大型のカス機関では燃料カスの供給量が大量である
ため、前記のようなガス噴射器では対応できず、従って
大型のカス機関にガス噴射器による空燃比制御装置を採
用することは事実上無理であった。 本発明は、燃料供給量、の多いガス機関であっても敏速
に燃料供給量をgJ整して精確に所要の空燃比制仙1を
為し得る装置を提供しようとするもので、燃料供給管路
の途中にニー1・′ル弁のような調整弁を有する供給耐
調整手段を設け、この供給量調整手段を、排気管路途中
の酸素センサからの酸素検出信号に基いて応答動作する
ようにしたところにも微かある。 以下本発明の詳細を図示の実施例に基いて説明する。 第1図は本発明の一実施例の(1“η成因であって、同
図中、杓−号1は機関の燃焼室、2は吸気管、3は排気
管であり、吸気管2の」二流部にミキサ4とスロットル
弁5とが配設され、111」記ミキサ4に燃料供紹管6
と空気供給執7とか接続されている。 燃料供紹管6には」1流側から順に調圧弁8′及び供給
量調整手段9が設けられ、この供給量調整手段9の構造
は後に詳述する。IOはステップモータのようなアクチ
ュエータで、供給量調整手段9にイ」設されている。一
方、排気管3にはその上流側がら順に三元触媒11及び
消音器12が設けられており、三元触媒11の入口側に
酸素センサ13が取着されている。14はカバナであっ
て、そのレバーがスロットル弁5に連動し該スロットル
弁5の開度を調節する。15はスロットル弁5の開度を
通しで負荷を検出する負荷センサである。16は前記酸
素センサ13及び負荷センサ15からの検出信号に基い
て供給量調整手段9を制御する制御部であって、CP
U17、A/Dコンバータのような入力インターフェー
ス18、パワートランジスタ等から成る出力インターフ
ェース19、ROM20、RAM21から構成されてい
る。 しかして第2図は供給量調整手段9の断面図であって、
該供給量調整手段9は本体ケーシング22内にテーパ形
ニードル弁のような調整弁23を有し、アクチュエータ
lOの軸部が軸方向に変位することによって、該調整弁
20が同方向に変位し、この調整弁23と弁口24との
間で流量が紋られるようになっている。なお、アクチュ
エータlOは、回転形ステップモータの軸部にネジ機構
を設け、回転運動を軸の直線出力に変挾する形のものが
使用可能である。 次に上記構成から成る装置の動作を第3図に示すフロー
チャートに基いて説明する。まず、ステップ1において
酸素センサ13から出力される酸素検出信号が入力イン
ターフェース18を通してCPU17に入力される。こ
の場合、酸素センサ13近傍の酸素濃度は第4図(3)
に示すように連続的に変化するが、酸素センサ13によ
る検出はこれより若干遅延し、従って該酸素センサ13
からの出力波形は第4図fB)に示す如く、酸素濃度波
形より微小時間aだけすれた波形となる。次にステップ
2としてCPU 17において前記酸素検出信号に基い
てアクチュエータの駆動量を算出する。ROM20はこ
の算出のプログラムや計算定数を記埠している。ステッ
プ3において負荷センサ15からその負荷検出信号が入
力インターフェースISを通じてCPU17に入力され
る。この負荷センサI5や酸素センサ13の検出信号の
入力は、もちろん適当なサンプリング間隔で為される。 ステップ4としてCPU17+4おいて負荷検出信号に
基いて前記アクチュエータ駆動量が補正され、アクチュ
エータ10へ駆動指令信号が出力される(ステップ5)
。アクチュエータ!0の駆動量には、調整弁23を急激
に変位させるスキップ駆動量と、調整弁23を緩速で変
位させる傾斜駆動
【とがあり、両部動量の組み合わせで
調整弁23は第4図(C)1こ示すような波形を描いて
変位する(ステップ6)。前記負荷検出量に基く補正は
、第4図のす、b’、α、α′の量を補正する形で反影
されるものである。同波形中に示すスキップ駆動による
急激な変位量すは、実丙の酸素濃度変化に対する調整弁
23の応答動作のずれを吸収するためのもので、この調
整弁23のスキップで、燃料供給Iの増減のタイミング
が酸素センサ13近傍の酸素濃度の変化のタイミングに
合う。このようにして酸素センサ13近傍の酸素濃度の
変化に応じて燃料供給量が増減し、三元触媒11の入口
側での空燃比が所定値となるよう制御される。なお、本
実施例では、駆動量補正のためのセンサとして、電子ガ
バナーレバー位置を読む方式の負荷検出信号を用いてい
るが、吸気圧センサを用いて負荷検出を行なうも可能で
あり、さらに負荷のみてなく機関回転速度をも読み込み
、より正確な補正を行なうことも可能である。 なお、第1図に示す実施例には、鎖線で図示するように
排気再循環装置を併設する場合がある。 同装置は、消音器12の下流側で排気管3に接続された
環流’4’25、その中途部に設けられたドレンポット
26及び調圧弁27等から成り、排気の一部がミキサ4
とスロットル弁5との間で吸気管2内に流入するように
なっている。この装置の併設により排気中のNOxの量
が更に減少するが、空燃比制御装置全体の動作はiir
述の動作説明におけるそれと同じである。 箱5図は他の実jjf!i例の構成!’;:lであって
、同実施例において燃料供給管6′は調圧弁8の下流側
において主供給管6aと副供給管6bとに分岐しており
、主供給管6aはミキサ4に直結しているが、副供給管
6bはミキサ4とスロットル弁5との間で吸気管2に接
続されており、副供給管6bの中途部にアクチュエータ
lシ′付きの供給量調整手段9′が設けられている。排
気管3に取着した酸素センサ】3からの#累検出信号、
ならびにガバナ14に設けた負荷センサ15からの負荷
検出信号に基いて制御部16で燃イ24供給量が算出さ
れ、この制mI部1Gからの駆動指令信号でアクチュエ
ータ10’が応答動作する点は、第1図に図示の実施例
の場合と同様で、その詳細の説明は省略する。また第1
図の実施例の各構成部分と同じものには同符号を付して
いる。 なお、第5図の実施例に、鎖線で示す環流管25、ドレ
ンボット26、調圧弁27等から成る排気再循環装置を
併設する場合がある。 本発明は上述の通り、調整弁の変位により燃料供給凰を
調整する供給量調整手段を燃料供給管路の途中に設けて
、そのアクチュエータを排気管路に設けた酸素センサか
らの酸素検出信号に基いて制御するようにしたもので、
調整弁の変位により燃料の流量を増減させるがら、ガス
噴射器の噴射時間の変更で洪衿足の調整を行なうものに
比べ、多mの供給ル、であってもこれを瞬時に増減調整
をすることができ、大型ガス(人聞においても精確に空
燃比制征11を為し得る。 身、5図に示す実施例のように、燃料供給管路を主副2
本の供給管路に分岐させて、副供給管路に供給量調整手
段を設けると、供給i調整手段において調整すべき洪糺
量が大幅に減少するがら、供給量調整手段を著しく小型
化することができ、且つ該調整手段の応答性を良好にす
ることがてきる。
調整弁23は第4図(C)1こ示すような波形を描いて
変位する(ステップ6)。前記負荷検出量に基く補正は
、第4図のす、b’、α、α′の量を補正する形で反影
されるものである。同波形中に示すスキップ駆動による
急激な変位量すは、実丙の酸素濃度変化に対する調整弁
23の応答動作のずれを吸収するためのもので、この調
整弁23のスキップで、燃料供給Iの増減のタイミング
が酸素センサ13近傍の酸素濃度の変化のタイミングに
合う。このようにして酸素センサ13近傍の酸素濃度の
変化に応じて燃料供給量が増減し、三元触媒11の入口
側での空燃比が所定値となるよう制御される。なお、本
実施例では、駆動量補正のためのセンサとして、電子ガ
バナーレバー位置を読む方式の負荷検出信号を用いてい
るが、吸気圧センサを用いて負荷検出を行なうも可能で
あり、さらに負荷のみてなく機関回転速度をも読み込み
、より正確な補正を行なうことも可能である。 なお、第1図に示す実施例には、鎖線で図示するように
排気再循環装置を併設する場合がある。 同装置は、消音器12の下流側で排気管3に接続された
環流’4’25、その中途部に設けられたドレンポット
26及び調圧弁27等から成り、排気の一部がミキサ4
とスロットル弁5との間で吸気管2内に流入するように
なっている。この装置の併設により排気中のNOxの量
が更に減少するが、空燃比制御装置全体の動作はiir
述の動作説明におけるそれと同じである。 箱5図は他の実jjf!i例の構成!’;:lであって
、同実施例において燃料供給管6′は調圧弁8の下流側
において主供給管6aと副供給管6bとに分岐しており
、主供給管6aはミキサ4に直結しているが、副供給管
6bはミキサ4とスロットル弁5との間で吸気管2に接
続されており、副供給管6bの中途部にアクチュエータ
lシ′付きの供給量調整手段9′が設けられている。排
気管3に取着した酸素センサ】3からの#累検出信号、
ならびにガバナ14に設けた負荷センサ15からの負荷
検出信号に基いて制御部16で燃イ24供給量が算出さ
れ、この制mI部1Gからの駆動指令信号でアクチュエ
ータ10’が応答動作する点は、第1図に図示の実施例
の場合と同様で、その詳細の説明は省略する。また第1
図の実施例の各構成部分と同じものには同符号を付して
いる。 なお、第5図の実施例に、鎖線で示す環流管25、ドレ
ンボット26、調圧弁27等から成る排気再循環装置を
併設する場合がある。 本発明は上述の通り、調整弁の変位により燃料供給凰を
調整する供給量調整手段を燃料供給管路の途中に設けて
、そのアクチュエータを排気管路に設けた酸素センサか
らの酸素検出信号に基いて制御するようにしたもので、
調整弁の変位により燃料の流量を増減させるがら、ガス
噴射器の噴射時間の変更で洪衿足の調整を行なうものに
比べ、多mの供給ル、であってもこれを瞬時に増減調整
をすることができ、大型ガス(人聞においても精確に空
燃比制征11を為し得る。 身、5図に示す実施例のように、燃料供給管路を主副2
本の供給管路に分岐させて、副供給管路に供給量調整手
段を設けると、供給i調整手段において調整すべき洪糺
量が大幅に減少するがら、供給量調整手段を著しく小型
化することができ、且つ該調整手段の応答性を良好にす
ることがてきる。
釘、1図は本発明の一実施例の11°も成因、第2図は
供給量!tlid整手段のh面図、第3図は1iir記
実施例の!19) 作ヲ示t 7 o −f ヤ−h、
第4 図(A)、 (B)、 C)Lt各部の開用′を
示す波形図で、(2)は酸素センサ近傍の酸素a度、(
Blは酸素センサの出力、(C1は調整弁の変位量をそ
れぞれ示す。第5図は他の実施例の1N;成因である。 2・・・・・・吸気彊、3・面・排気管、4・・・・・
・ミキサ、5・・・・・・スロットル弁、6,6′・・
・・・・燃料供給管、6a・・・・・・主供給管、6b
・・・・・・副供給管、9,9′・・・・・・供給量調
整手段、10.10’・旧・・アクチュエータ、13・
・・・・・酸素センサ、I6・・・・・・制御部、23
・・団・1.′i1整弁。 出願人 ヤンマーディーゼル株式会社 代理人 弁理士 岡 1)和 秀 第2図 ステンア2 又テップ3 ステップ4 ステ、ア5 ステラフ゛6 第3図
供給量!tlid整手段のh面図、第3図は1iir記
実施例の!19) 作ヲ示t 7 o −f ヤ−h、
第4 図(A)、 (B)、 C)Lt各部の開用′を
示す波形図で、(2)は酸素センサ近傍の酸素a度、(
Blは酸素センサの出力、(C1は調整弁の変位量をそ
れぞれ示す。第5図は他の実施例の1N;成因である。 2・・・・・・吸気彊、3・面・排気管、4・・・・・
・ミキサ、5・・・・・・スロットル弁、6,6′・・
・・・・燃料供給管、6a・・・・・・主供給管、6b
・・・・・・副供給管、9,9′・・・・・・供給量調
整手段、10.10’・旧・・アクチュエータ、13・
・・・・・酸素センサ、I6・・・・・・制御部、23
・・団・1.′i1整弁。 出願人 ヤンマーディーゼル株式会社 代理人 弁理士 岡 1)和 秀 第2図 ステンア2 又テップ3 ステップ4 ステ、ア5 ステラフ゛6 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) スロットル弁に至る燃料供給管路途中にあって
調整弁の変位により燃料供給量を調整する供給量調整手
段と、排気管路途中に設けられた酸素センサからの酸素
検出信号に基いて燃料供給量を算出して該量に応じた駆
動指令信号を出力する制筒部と、該制御部からの駆動指
令信号に応動して11f記供給邦、調整手段の調整弁を
変位させるアクチュエータとを備えたことを腸°徴とす
るカス機関の空燃比制御装置。 (2、特許請求の範囲第1項に記載のガス機関の空燃比
制御装置う°において、単一の燃料供給管路に供給量調
整手段が設けられているガス機関の空燃比制御装置。 (3)特許請求の範囲第1項に記載のガス機関の空燃比
制御装置において、燃料供給管路が主供給管路と副供給
管路とに分岐し、且つ前記副供給管路に供給量調整手段
が設けられているガス發、1関の空 ・燃比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059259A JPS60201063A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059259A JPS60201063A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12842691A Division JPH04228848A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | ガス機関の空燃比制御装置 |
| JP12842591A Division JPH04228852A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201063A true JPS60201063A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0222229B2 JPH0222229B2 (ja) | 1990-05-17 |
Family
ID=13108194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59059259A Granted JPS60201063A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | ガス機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201063A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0679219A4 (en) * | 1992-12-14 | 1998-06-10 | Transcom Gas Tech | ENGINE CONTROL UNIT. |
| JP2022073428A (ja) * | 2020-11-02 | 2022-05-17 | 株式会社Hit研究所 | 水素ガス供給装置及びエンジンの運転方法 |
| WO2023112637A1 (ja) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 株式会社Hit研究所 | エンジンの運転方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52135718U (ja) * | 1976-04-09 | 1977-10-15 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP59059259A patent/JPS60201063A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52135718U (ja) * | 1976-04-09 | 1977-10-15 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0679219A4 (en) * | 1992-12-14 | 1998-06-10 | Transcom Gas Tech | ENGINE CONTROL UNIT. |
| JP2022073428A (ja) * | 2020-11-02 | 2022-05-17 | 株式会社Hit研究所 | 水素ガス供給装置及びエンジンの運転方法 |
| WO2023112637A1 (ja) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 株式会社Hit研究所 | エンジンの運転方法 |
| JP2023087161A (ja) * | 2021-12-13 | 2023-06-23 | 株式会社Hit研究所 | エンジンの運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222229B2 (ja) | 1990-05-17 |
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