[發明專利]用于柴油發動機的燃料控制系統

有效

• 申請號: 200980100675.0
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN101965447A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 井手和成;巖崎聰
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F02D41/10
• 分類號: F02D41/10;F02D45/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術領域

本發明涉及用于控制柴油發動機的燃料進入控制單元，該柴油發動機設置有EGR(排氣再循環)系統，通過該系統，一部分排氣作為EGR氣體返回到柴油發動機的進氣系統。

背景技術

EGR(排氣再循環)方法是一種已知的技術，用于減少從柴油發動機排出的排氣中的成問題的NOx(氮氧化物)。另一方面，當使用EGR方法時且當發動機快速加速或發動機的燃料進入開口快速增大時，被發動機吸入的新鮮空氣的量(新鮮吸入空氣流速)較大地降低，這傾向于在發動機燃燒室中引起缺乏O₂(缺乏氧氣)的氣氛。

為了克服上述問題，通過限制EGR氣體流速而增加新鮮吸入空氣的量似乎是一種對策。但是，由于關于EGR系統的控制響應速度較低，控制EGR氣體流速并不足夠，且由此，需要提供關于燃料噴射系統控制(其具有更快的控制響應速度)的對策。

但是，必須考慮到，獨立于發動機載荷控制或發動機速度控制的燃料進入(加速器開度)控制阻礙發動機速度穩定性。換句話說，確保排氣性能發動機速度響應性能之間的協調性是技術前提。

例如，專利文獻1(JP1999-36962)披露了一種燃料進入控制方法，通過該方法，加速時柴油發動機產生的排氣黑煙的量沒有超過目標密度。在文獻1的方法中，最大燃料質量的量相對于新鮮吸入空氣流速和發動機旋轉速度(由此，排氣黑煙沒有產生)預先在圖表中設定，且通過基于被檢測新鮮吸入空氣流速和被檢測發動機旋轉速度確定的最大燃料質量的量，排氣黑煙的產生得到控制。

此外，專利文獻2(JP1997-151761)披露了一種噴射逐漸(annealing)控制，其中，燃料流速以恒定增量逐漸增加到恒定增量，同時EGR閥開度被控制，從而由于EGR系統的慢響應而導致的排氣黑煙在發動機加速期間沒有產生，且發動機加速性能保持為令人滿意。

但是，在專利文獻1的技術中，建立規定最大燃料質量的量的圖表需要大量工時；另一方面，在專利文獻2的控制技術中，沒有考慮從發動機排放系統回到燃燒室(或發動機的進氣系統)的EGR氣體中的殘余O₂(氧氣)，但是在前一發動機燃燒沖程中沒有消耗的殘余O₂(在燃燒燃料中沒有使用的殘余氧氣)在下一燃燒沖程的煙氣排放中具有重要影響。

發明內容

考慮到上述傳統技術及其預計的方案，本發明目的在于提供一種燃料進入控制單元，來控制柴油發動機，利用該控制單元，可通過考慮EGR氣體中的殘余氧氣的簡單控制而確保排氣性能(非過量排氣溫度性能，較低的煙氣排放、較低的NOx排放等)與發動機速度響應性能相適。

為了獲得上述目標，本發明披露了：

一種用于控制柴油發動機的燃料進入控制單元，該發動機具有EGR系統，該系統使一部分發動機排氣返回到發動機的進氣系統，該燃料進入控制單元包括：

估計過量空氣比λ_s計算裝置，該裝置是運算部分，用于通過被燃料噴射閥噴射到汽缸中的燃料量、被氣流計測量的吸入空氣流速和流回到進氣系統的EGR氣體中的殘余氧氣的流速來計算估計過量空氣比λ_s；和

燃料進入控制裝置，在快速加速下基于估計過量空氣比λ_s計算裝置計算出的估計過量空氣比λ_s控制燃料流速。

根據諸如上述的本發明，估計過量空氣比λ_s計算裝置利用被燃料噴射閥噴射到汽缸中的燃料量、被氣流計測量的吸入空氣流速和返回到進氣系統的EGR氣體中的殘余氧氣的流速來計算估計過量空氣比λ_s；由此，估計過量空氣比λ_s考慮對發動機煙氣排放具有影響的殘余氧氣(沒有用于在汽缸中燃燒，且返回到進氣道中的氧氣)而被算出。

此外，由于加速器開度(燃料進入)基于估計過量空氣比λ_s而被控制，可執行控制使得汽缸空氣或氣體中的氧氣比可被反映到控制上。由此，即使在EGR系統操作期間進行猛烈加速(關于加速器開度的快速增加)，由于燃燒室中缺氧導致的煙氣排放、Nox排放和發動機速度響應劣化可以被限制。

而且，優選的是，本發明的燃料進入控制設置有加速器開度控制裝置，通過該裝置，當估計過量空氣比λ_s計算裝置計算出的估計過量空氣比λ_s低于或等于預定水平時，加速器開度的變化率可被限制為小于或等于預定值。