[发明专利]用于柴油发动机的燃料控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制柴油发动机的燃料进入控制单元，该柴油发动机设置有EGR(排气再循环)系统，通过该系统，一部分排气作为EGR气体返回到柴油发动机的进气系统。

背景技术

EGR(排气再循环)方法是一种已知的技术，用于减少从柴油发动机排出的排气中的成问题的NOx(氮氧化物)。另一方面，当使用EGR方法时且当发动机快速加速或发动机的燃料进入开口快速增大时，被发动机吸入的新鲜空气的量(新鲜吸入空气流速)较大地降低，这倾向于在发动机燃烧室中引起缺乏O₂(缺乏氧气)的气氛。

为了克服上述问题，通过限制EGR气体流速而增加新鲜吸入空气的量似乎是一种对策。但是，由于关于EGR系统的控制响应速度较低，控制EGR气体流速并不足够，且由此，需要提供关于燃料喷射系统控制(其具有更快的控制响应速度)的对策。

但是，必须考虑到，独立于发动机载荷控制或发动机速度控制的燃料进入(加速器开度)控制阻碍发动机速度稳定性。换句话说，确保排气性能发动机速度响应性能之间的协调性是技术前提。

例如，专利文献1(JP1999-36962)披露了一种燃料进入控制方法，通过该方法，加速时柴油发动机产生的排气黑烟的量没有超过目标密度。在文献1的方法中，最大燃料质量的量相对于新鲜吸入空气流速和发动机旋转速度(由此，排气黑烟没有产生)预先在图表中设定，且通过基于被检测新鲜吸入空气流速和被检测发动机旋转速度确定的最大燃料质量的量，排气黑烟的产生得到控制。

此外，专利文献2(JP1997-151761)披露了一种喷射逐渐(annealing)控制，其中，燃料流速以恒定增量逐渐增加到恒定增量，同时EGR阀开度被控制，从而由于EGR系统的慢响应而导致的排气黑烟在发动机加速期间没有产生，且发动机加速性能保持为令人满意。

但是，在专利文献1的技术中，建立规定最大燃料质量的量的图表需要大量工时；另一方面，在专利文献2的控制技术中，没有考虑从发动机排放系统回到燃烧室(或发动机的进气系统)的EGR气体中的残余O₂(氧气)，但是在前一发动机燃烧冲程中没有消耗的残余O₂(在燃烧燃料中没有使用的残余氧气)在下一燃烧冲程的烟气排放中具有重要影响。

发明内容

考虑到上述传统技术及其预计的方案，本发明目的在于提供一种燃料进入控制单元，来控制柴油发动机，利用该控制单元，可通过考虑EGR气体中的残余氧气的简单控制而确保排气性能(非过量排气温度性能，较低的烟气排放、较低的NOx排放等)与发动机速度响应性能相适。

为了获得上述目标，本发明披露了：

一种用于控制柴油发动机的燃料进入控制单元，该发动机具有EGR系统，该系统使一部分发动机排气返回到发动机的进气系统，该燃料进入控制单元包括：

估计过量空气比λ_s计算装置，该装置是运算部分，用于通过被燃料喷射阀喷射到汽缸中的燃料量、被气流计测量的吸入空气流速和流回到进气系统的EGR气体中的残余氧气的流速来计算估计过量空气比λ_s；和

燃料进入控制装置，在快速加速下基于估计过量空气比λ_s计算装置计算出的估计过量空气比λ_s控制燃料流速。

根据诸如上述的本发明，估计过量空气比λ_s计算装置利用被燃料喷射阀喷射到汽缸中的燃料量、被气流计测量的吸入空气流速和返回到进气系统的EGR气体中的残余氧气的流速来计算估计过量空气比λ_s；由此，估计过量空气比λ_s考虑对发动机烟气排放具有影响的残余氧气(没有用于在汽缸中燃烧，且返回到进气道中的氧气)而被算出。

此外，由于加速器开度(燃料进入)基于估计过量空气比λ_s而被控制，可执行控制使得汽缸空气或气体中的氧气比可被反映到控制上。由此，即使在EGR系统操作期间进行猛烈加速(关于加速器开度的快速增加)，由于燃烧室中缺氧导致的烟气排放、Nox排放和发动机速度响应劣化可以被限制。

而且，优选的是，本发明的燃料进入控制设置有加速器开度控制装置，通过该装置，当估计过量空气比λ_s计算装置计算出的估计过量空气比λ_s低于或等于预定水平时，加速器开度的变化率可被限制为小于或等于预定值。