WO2009136562A1

WO2009136562A1 - ディーゼルエンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: WO2009136562A1
Application number: PCT/JP2009/058235
Authority: WO
Inventors: 井手和成; 岩崎聡
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2009-11-12
Also published as: US9008951B2; RU2432481C1; US20100211295A1; BRPI0904954B1; BRPI0904954A2; KR20100068428A; JP2009270518A; EP2412957A3; EP2196656A1; EP2196656A4; EP2196656B1; CN101965447A; EP2412957B1; KR101185756B1; JP4981743B2; CN101965447B; EP2412957A2

Abstract

ＥＧＲガス中の未燃焼空気量まで考慮し、ＥＧＲ適用時の排ガス性能とエンジンレスポンスとの両立を簡単な制御によって達成することが可能なディーゼルエンジンの燃料制御装置を提供することを目的とする。エンジンの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流するＥＧＲ装置を有するディーゼルエンジンの燃料制御装置において、燃料噴射弁（３１）によってシリンダ（３）に噴射される燃料噴射量と吸入空気量とさらに吸気系に還流されるＥＧＲガス中の未燃焼空気量とを用いてシリンダ内の推定空気過剰率を算出する推定空気過剰率算出手段（４７）を備え、前期推定空気過剰率算出手段（４７）によって算出された推定空気過剰率に基づいて急加速時の燃料噴射量を制御する燃料制御手段（３３，５１）を備えたことを特徴とする。

Description

明細書ディーゼルエンジンの燃料制御装置技術分野

本発明は、エンジンのお^気ガスの一部を E G Rガスとして吸気系に還流する E G R装置を有するディ一ゼルェンジンの燃料制御装置に関する。背景技術

ディーゼノレエンジンの排ガスで問題となる窒素酸ィ匕物（NO x ) を低減する技術として E G R (排気ガス再循環）が知られている。一方で、 E G R適用時には新気量（吸入空気量）が低下するため、急加速（急激なアクセル開度上昇）時においては、燃焼室の酸素不足が発生しゃすレ、という問題がある。

これに対して、 E G R量を制御して吸入空気量を増加させる対策が考えられるが、比較的応答が遅い E G R制御だけでの対応には限界があり、応答性が速い燃料噴射制御側の対策が必要である。

しかしながら、燃料噴射量または、燃料噴射量を決めるァクセル開度を補正（なまらせる）することは、エンジンの応答性を損なうこととなり、排ガス性能とェンジンレスポンスの両立が技術課題となっている。

例えば、加速時に排気スモークの発生を抑えるディーゼルエンジンの燃料噴射量制御について、特許文献 1 (特開平 1 1— 3 6 9 6 2号公報）が知られている。この特許文献 1には、吸入空気量とエンジン回転数に対する排気スモークが発生しない燃料噴射量の最大値を予めマップとして設定しておき、検出した吸入空気量と、エンジン回転数と、力燃料噴射量の最大値を求めて、スモークの発生を抑制するものである。

また、特許文献 2 (特開平 9— 1 5 1 7 6 1号公報）には、 E G R系の応答遅れによる加速時の排気黒煙の発生を防止しつつ、良好な加速性能を維持するために、 E G R弁開度量を制御すると共に燃料噴射量を一定量ずつ増量するなまし制御を行う技術が示されている。しかしながら、前記特許文献 1の技術においては、吸入空気量とエンジン回転数とに対する燃料噴射量の最大値マップを予め作成する必要があり、そのために多くの工数を要する問題があり、また、特許文献 2においては、 E G Rガス中には未燃焼の酸素が存在し、その未燃焼酸素の影響で排気スモーク発生に影響が生じるが、このように排気系から還流される E G Rガス中の未燃焼空気量まで考慮しての制御はされていない。発明の開示

そこで、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、 E G Rガス中の未燃焼空気量までを考慮し、 E G R適用時の排ガス性能とェンジンレスポンスとの両立を簡単な制御によって達成することが可能なディーゼルエンジンの燃料制御装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、本発明は、エンジンの排気ガスの一部を E G Rガスとして吸気系に還流する E G R装置を有するディーゼルエンジンの燃料制御装置において、燃料噴射装置によってシリンダ内に噴射される燃料噴射量と吸入空気量とさらに吸気系に還流される E G Rガス中の未燃焼空気量とを用いてシリンダ内の推定空気過剰率を算出する推定空気過剰率算出手段を備え、前記推定空気過剰率算出手段によって算出された推定空気過剰率に基づ、て急加速時の燃料噴射量を制御する燃料制御手段を備えたことを特徴とする。

かかる発明によれば、推定空気過剰率算出手段によって、シリンダ内に噴射される燃料噴射量と、吸気通路を通って該シリンダ内に流入される吸入空気量と、さらに吸気系に還流される E G Rガス中の未燃焼空気量とを用いてシリンダ内の推定空気過剰率を算出するので、 E G Rガス中の未燃焼空気（酸素）も排気スモークに影響を与えるため、その未燃焼空気（酸素）も考慮した空気過剰率が推定空気過剰率として算出される。

そして、この推定空気過剰率を基にして、アクセル開度を制御するため、シリンダ内に存在する空気（酸素）量を的確に反映した制御が可能となる。その結果、 E G R適用時に急激な加速操作（アクセル開度上昇操作）がされても、燃焼室内の空気（酸素）不足が原因で発生するスモークを抑制しつつ、 N O Xの低減およぴエンジンのレスポンスの低下を抑えることができる。

また、本発明において好ましくは、前記燃料制御手段には、前記推定空気過剰率算出手段によつて算出された推定空気過剰率が一定値以下の場合に、ァクセル開度最大変化率を一定値以下に制限するアクセル開度制限手段を有しているとよい。

かかる構成によると、前記推定空気過剰率が一定値以下の場合にはアクセル開度制限手段によって、アクセル開度の最大変ィヒ率を一定値以下に制限するので、

E G R適用時に急激な加速操作（アクセル開度上昇操作）がされても、燃焼室内の空気（酸素）不足が原因で発生するスモークを抑制しつつ、 NO Xの低減およぴェンジンのレスポンスの低下を抑えることができる。

また、係る発明において好ましくは、前記推定空気過剰率とアクセル開度最大変化率とがあらかじめ関係付けられたテーブルを備えているとよい。

これによつて、推定空気過剰率とァクセル開度最大変化率のテーブルを調整することで、アクセル開度最大変化率の制限値を簡単に調整できるので、排気スモ →とエンジンレスポンスとのトレードオフの関係を容易に調整できるようになる。

さらに、本発明において好ましくは、前記燃料嘖射量制御手段には、前記推定空気過剰率算出手段によって算出された推定空気過剰率が予め設定された目標空気過剰率に追従するようにアクセル開度を制御するアクセル開度制御手段を有しているとよい。

力かる構成によれば、前記推定空気過剰率算出手段によって算出された推定空気過剰率が予め設定された目標空気過剰率に追従するように前記アクセル開度を制御するアクセル開度制御手段を備えているため、アクセル開度の変化率の最大値を制限するよりも木目細かいアクセル開度の変ィヒ率の制御が行われるため、排気スモークに直接的に作用する E G Rガス中の空気（酸素）濃度を考慮した推定空気過剰率を精度よく制御することで排気スモークを抑制できる。

また、加速過渡時において、排気スモーク抑制の目的で E G Rパルプを閉弁するが、これが原因で吸気マ二ホールド内の酸素濃度が急激に上昇して、 N O xが上昇する問題があるが、これに対しても、推定空気過剰率が精度よく制御可能であるため、 E G Rパルプをやや緩慢に閉方向に制御して、応答性の速レ、燃料噴射制御で推定空気過剰率を精度よく制御することで、排気スモークを抑制しつつ N O Xに対しても低減効果を発揮することも可能になる。

また、係る発明において好ましくは、前記速時がアクセル開度の変ィ匕率が一定値以上であり、該ァクセル開度の変化率が一定値以上の場合にだけ前記燃料噴射量の制御を行うとよい。

これにより、空気過剰率が低い高負荷での運転時に定常的な制限がかかるのを防ぐことができる。

また、本発明において好ましくは、前記推定空気過剰率算出手段に代えて、 E G R通路が吸気通路に接続する位置よりも下流側の吸気通路内に酸素濃度を検出する酸素濃度センサを設置し、該酸素濃度センサからの酸素濃度検出値に基づ、て急加速時の燃料噴射量を制御するとよい。

E G R通路が合流する吸気通路の下流側の吸気マ二ホールド内に設置した酸素濃度センサによって、 E G Rガス中の未燃焼空気量を含めて燃焼室に流入する酸素量を直接検出して燃料噴射量を制御するので、吸気圧力、吸気温度等を検出して、所定の算出式を用いて推定空気過剰率を算出して制御するよりも制御が簡素ィ匕される。

また、排気スモーク発生の原因となる酸素濃度の低下を直接に検出して制御するので、排気スモークの発生を確実に抑制できる。

本発明によれば、 E G Rガス中の未燃焼空気量まで考慮し、 E G R適用時のガス性能とエンジンレスポンスとの両立を簡単な制御によつて達成することが可能なディーゼルエンジンの燃料制御装置を提供できる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の第 1実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料制御装置の全体構成を示す構成図である。

第 2図は、第 1実施形態に係るコントロールュニットの制御フローチャートでめる。

第 3図は、推定空気過剰率の閾値と最大アクセル開度変ィ匕率の制限値との関係を示す関係図である。

第 4図は、第 1実施形態の制御の流れを概念的に表した特性図である。

第 5図は、第 2実施形態を示す構成図である。

第 6図は、第 2実施形態のコントロールュニットの構成プロック図である。第 7図は、第 2実施形態に係るコントロールュニットの制御フローチャートである。

第 8図は、第 1実施形態の試験確認結果を示す説明図である。

第 9図は、第 3実施形態を示す構成図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図 1は、本発明の第 1実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料制御装置の構成を示す。図示のように、 4サイクルのディーゼルエンジン 1は、シリンダ 3内に往復摺動自在に嵌合されたビストン 5、該ピストン 5の往復動をコネクチングロッド 7を介して回転に変換する図示しないクランク軸を備えている。

前記エンジン 1は、ビストン 5の上面とシリンダ 3の内面との間に区画形成される燃焼室 9を形成し、該燃焼室 9には吸気通路 1 3が接続され、吸気ポートを開閉する吸気弁 1 5を備えている。さらに燃焼室 9には排気通路 1 9が接続され、排気ポートを開閉する排気弁 2 1を備えている。

前記吸気通路 1 3には排気通路 1 9の途中から E G R (排気ガス再循環）通路 2 3が分岐して、 E G R通路 2 3を流れる E G Rガスを冷却する E G R冷却器 2 5、および E G Rガス流量を制御する E G R弁 2 7を介して吸気通路 1 3の吸気スロットル弁 2 9の下流側に接続されている。

この吸気スロットル弁 2 9の開度を制御することで燃焼室 9内に流入される吸気量が制御されるようになっている。ディーゼルエンジンの場合では、このスロットル弁 2 9は E G R制御時に閉方向に制御されるが、通常全開状態であり空気過剰率は、燃料噴射量によって制御されるようになっている。

燃焼室 9には燃料噴射弁 3 1が取付けられ、図示しない燃料噴射ポンプによつて高圧化された燃料を、コントロールユニット（燃料制御手段） 3 3によって所定の噴射タイミングと噴射量とが制御されて燃焼室 9内に噴射されるようになつている。

また、吸気通路 1 3の吸気ス口ットル弁 2 9の上流側には、吸気通路 1 3を通じて燃焼室 9に吸入する新気量を検出するためのエアフローメータ 3 5が設けられ、コントロールユニット 3 3に信号が入力される。また、 E G Rガスにおいても、 E G R通路 2 3から吸気通路 1 3に流入する E G Rガス量を検出するための E G Rガスフローメータ 3 7力 S、 E G R弁 2 7の上流側に設けられている。さらに、吸気マ二ホールド内の圧力、温度を検出する吸気マ二ホールド圧力センサ 3 9、吸気マ二ホールド温度 4 1がそれぞれ設けられて、コントロールュニット 3 3に信号が入力される。

また、エンジンの回転速度センサ 4 3、アクセルペダルの踏み込み量、またはアクセルハンドル等の操作量を検出するアクセルセンサ 4 5からの信号も前記コントロールュニット 3 3に入力される。

次にコントロールュニット 3 3について説明する。第 1実施形態におけるコント口一ルュニット 3 3には、燃料噴射装置の燃料噴射弁 3 1によってシリンダ 3 内に嘖射される燃料噴射量と、エアフローメータ 3 5によって検出される吸入空気量と、さらに吸気通路 1 3に還流される E G Rガス中の未燃焼空気量とを用いてシリンダ 3内の推定空気過剰率を算出する推定空気過剰率算出手段 4 7を備えている。

さらに、推定空気過剰率算出手段 4 7によって算出された推定空気過剰率が一定値以下力、否かを判定する推定空気過剰率判定手段 4 9を備え、該判定手段よつて一定の閾値以下であると判定した場合に、アクセル開度の変化率を一定値以下に制限するァクセル開度制限手段 5 0を有している。

図 2に示すフローチャートを参照して、コントロールュュット 3 3におけるァクセル開度の制限について制御手順を説明する。

まず、ステップ S 1でアクセル開度制限処理を開始すると、ステップ S 2で、アクセル開度信号を読込む。アクセル開度信号は図 4 (a) のように変化しており、始めの一定開度から立ち上がるように開度が増大していく状態を示す。次に、ステップ S 3で、アクセル開度変化率に制限をかける力否かを判定するためのァクセル開度変化率の閾値 Hい H₂を読み込む。閾値以上の場合には制限 ON であり、閾値 H₂以下の場合には制限 OFFとなる。閾値と H₂との間には >H₂の関係をもうけて、閾値において制限がハンチングして不安定な作動となることを防止している。

ステップ S 4では、ステップ S 2で読込んだァクセル開度信号から、アクセル開度変化率を算出する。アクセル開度変化率は図 4 (a) のアクセル開度の傾きであり、図 4 (b) に示すような曲線として算出される。

ステップ S 5では、前記閾値 H H₂に基づいて制限の有効、無効の判断を行う。すなわち、アクセル加速時に閾値以上の場合には有効と判断し、 H₂以下に下がったら無効と判断して、有効、無効フラグを設定する。図 4 (c) に有効フラグの部分を凸状に示す。

このように、ァクセル開度の変化率が一定値以上の場合にだけ制限処理を行うため、空気過剰率が低い高負荷での運転時に定常的に制限がかかるのを防ぐことができる。

次に、ステップ S 6では、推定空気過剰率の算出を行う。この推定空気過剰率 L_sの算出は、推定空気過剰率算出手段 47によって行われ、次の式（1)、 (2) によって算出される。。 + (1)

Gf '^Lth

r G_egr(l_s(n-l)-l).G_f -L_lh

= ~" G_{a +}G_{f +}G_egr ^{( 2 )}

G_a ：吸入空気質量流量

G_egr ： EGRガス質量流量

G_egra ： EGRガス中の空気質量流量

G_f ：燃料噴射量

L_th ：理論空燃比 (n— 1) ： 1ステップ前の演算結果

式（1) の吸入空気質量流量（G_a) は、エアフローメータ 35からの検出信号によって算出され、また EGRガス質量流量（G_egr) は EGRガスフローメータ 37から検出される EGRガス量、または、図示しない EG R冷却器 25の前後差圧を計測してその検出結果から演算処理して EGRガス量を算出する。

EGRガス中の空気質量流量（G_egra) は、式（2) を用いて 1ステップ前の演算処理によって算出された推定空気過剰率を用いて推定する。

次に、ステップ S 7では、前記算出した推定空気過剰率; l_sが、推定空気過剰率の閾値 K以下である力否かを推定空気過剰率判定手段 49で判定する。閾値以下の場合には、ステップ S 8に進んで、最大アクセル開度変ィ匕率を算出する。そしてステップ S 9では該算出された最大アクセル開度変ィ匕率を Pに制限して、ステップ S 10で最大ァクセル開度変化率がこの制限値 Pを超えなレヽように制限後のアクセル開度信号を制御信号として書込み、ステップ S 10で終了する。このステップ S 9、 10による最大アクセル開度変化率の制限は、コントロールュニット 33内のアクセル開度制限手段 50によって実行される。

図 4 (d) に示すように、推定空気過剰率え ₃が閾値 K以下になったときには、燃料量が過剰でスモークの発生のおそれがあるとしてその領域では図 4 (e) に示すように、最大アクセル開度変化率を制限値 Pに低下させる。

なお、推定空気過剰率の閾値 Kと最大アクセル開度変ィ匕率の制限値 Pとは図 3 に示すように予めテーブルに設定されている。

この図 3のテーブルの関係より、推定空気過剰率; L _sの閾値が 1. 7から 1. 5へと小さくなるに従って、すなわち、燃料量が増加する傾向にあれば、最大ァクセル開度変ィ匕率の制限値 Pを小さくして制限を強め、閾値 Kが 1. 5以下では制限値 Pを 10%の一定値として設定している。

このように、推定空気過剰率の閾値 Kと最大アクセル開度変化率の制限値 Pとをあらかじめ関係付けてテーブルとして備えているため、推定空気過剰率の閾値と最大ァクセル開度変ィヒ率の制限値 Pとのテーブルを調整することで、ァクセル開度最大変ィ匕率の制限値 Pを簡単に調整できるので、排気スモークとエンジンレスポンスとのトレードオフの関係を容易に調整できる。推定空気過剰率という 1つのパラメータによって、スモークの発生度合いを制御することができるようになるため、複数のパラメータを使って制御するものに比べて制御ロジックが単純化するとともに、調整が容易化する。

以上のように、第 1実施形態によると、推定空気過剰率算出手段 4 7によって、シリンダ 3内に噴射される燃料噴射量と、吸気通路 1 3を通ってシリンダ 3内に流入される吸入空気量と、さらに吸気系に還流される E G Rガス中の未燃焼空気量とを用いてシリンダ 3内の推定空気過剰率を算出するので、 E G Rガス中の未燃焼空気（酸素）も排気スモーク影響を与えるため、その未燃焼空気（酸素）も考慮した空気過剰率が推定空気過剰率として算出される。

そして、この推定空気過剰率を基にして、アクセル開度を制御するため、シリンダ内に存在する空気（酸素）量を的確に反映した制御が可能となる。また、前記推定空気過剰率が一定値以下の場合にはアクセル開度制限手段 5 0によって、アクセル開度の最大変化率を一定値以下に制限するので、 E G R適用時に急激な加速操作（アクセル開度上昇操作）がされても、燃焼室 9内の空気（酸素）不足が原因で発生するスモークを抑制しつつ、 N O Xの低減およびエンジンのレスポンスの低下を抑えることができる。

図 4 ( a ) には、制限後のアクセル開度を点線部分 Rで示す。制限有効フラグ O Nのときに、最大アクセル開度変化率が制限値 Pで制限されるため、アクセル開度の変ィヒ率が緩慢になり、燃焼室 9内の空気（酸素）不足が原因で発生するスモークを抑制しつつ、 N O Xの低減およびェンジンのレスポンスの低下を抑えることができる。

また、第 1実施形態の効果を試験によつて確認した結果を図 8に示す。図 8 ( a ) より、アクセル開度が実線で示すように抑えられ、図 8 ( b ) に実線で示すようにアクセル開度が抑えられ、図 8 ( c ) に実線で示すように燃料噴射量も抑えられる。そして、その結果図 8 ( d ) に実線で示すように、排煙濃度が低下されたことが確認できた。

次に、図 5〜図 7を参照して第 2実施形態を説明する。第 1実施形態と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

第 1実施形態においては、コントロールュニット 3 3内の推定空気過剰率判定手段 4 9によって推定空気過剰率の低下を判定してアクセル開度制限手段 5 0によって最大アクセル開度変化率の制限を行っているが、第 2実施形態では、これら推定空気過剰率判定手段 4 9、アクセル開度制限手段 5 0に代えて、図 5、図 6に示すようにコント口一ルュニット 5 1は目標空気過剰率算出手段 5 2、およびアクセル開度制御手段 5 4を備えることが相違し、その他は第 1実施形態と同様である。

図 6に、第 2実施形態のコント口一ルュニット 5 1の構成プロック図を示す。目標空気過剰率算出手段 5 2では、エンジン回転数と目標燃料噴射量とに対する目標空気過剰率 l _mが予めマップィ匕されてあおり、回転速度センサ 4 3によって検出されたエンジン回転数に基づいて、目標空気過剰率 L _mがそのマップから設定される。この目標空気過剰率え _mのマップには、各運転条件において N O X排出量とスモーク排出量とのトレードオフ関係が最適になる空気過剰率が設定されている。

そして、アクセル開度制御手段 5 4においては、推定空気過剰率算出手段 4 7 によつて算出される推定空気過剰率 λ _sを目標空気過剰率 λ Jこ追従するように、目標空気過剰率 λ _mにフィードパック制御する。

コントロールュニット 5 1の制御について、図 7のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ S 2 1でアクセル開度補正処理を開始し、ステップ S 2 2でァクセルセンサ 4 5からァクセル開度信号を読込む。ステップ S 2 3では目標空気過剰率算出手段 5 2によって、エンジン回転数、目標燃料嘖射量を読込み、ステップ S 2 4で目標空気過剰率 λ _mを目標空気過剰率 ;i _mのマップから算出する。次に、ステップ S 2 5では推定空気過剰率算出手段 4 7によって、推定空気過剰率; L _sを算出する。この算出は第 1実施形態で説明した式（1 )、 ( 2 ) に基づく算出と同様に行う。目標空気過剰率 λ _mと推定空気過剰率 L _sとが図 6に示す加減算器 5 6によって加減算されて、アンチワインドアップ付 P I制御器 5 8に入力され、ここでステップ S 2 6の P I制御演算を行う。その後、ステップ S 2 7 に進み、アクセル開度と P I出力を比較して最小値選択を図 6に示す最小値選択器 6 0によって行う。次のステップ S 2 8〜S 3 0の間の処理 Bは、第 1実施形態のステップ S 3〜 S 5と同様で、アクセル開度変化率が所定の閾値以上力否かを判定してその後の補正処理に進む。ステップ S 3 1で、アクセル開度変ィヒ率が所定の閾値以上でァクセル開度に制限をかけることが有効と判定した場合には、ステップ S 3 2へ進んで、ステップ S 2 7の「処理 A」の出力をアクセル開度補正値に設定する。すなわち、図 6の最小値選択器 6 0からの出力 M iを飽和要素 6 2に入力する。一方、ステップ S 3 1で無効と判定した場合には、ステップ S 3 3へ進み、ァクセル開度をアクセル開度捕正値に設定する。すなわち、図 6のアクセル開度信号 A cがそのままアクセル開度捕正値として飽和要素 6 2に入力される。

その後、ステップ 3 4では、飽和処理される。すなわち、図 6の飽和要素 6 2 に入力されるァクセル開度補正値信号がァクセルへの補正信号として 0 %〜 1 0 0 %の間の信号になるように処理される。そして、ステップ S 3 5で補正処理後のアクセル開度信号を制御信号として書込み、ステップ S 3 6で終了する以上のように、第 2実施形態によれば、前記第 1の実施形態と同様に、推定空気過剰率を基にして、アクセル開度を制御するため、燃焼室内に存在する空気（酸素）量を的確に反映した制御が可能となる。

そして、推定空気過剰率算出手段 4 7によって算出された推定空気過剰率が予め設定された目標空気過剰率に追従するようにアクセル開度を補正するアクセル開度制御手段 5 4を備えているため、アクセル開度変ィヒ率の最大値を制限する前記第 1実施形態に比べてより木目細かいァクセル開度の変化率の制御が行われるため、排気スモークに直接的に作用する E G Rガス中の空気（酸素）濃度を考慮した推定空気過剰率を精度よく制御することで排気スモークを抑制できる。また、加速過渡時において、排気スモーク抑制の目的で E G R弁 2 7を閉弁するが、これが原因で吸気マユホールド内の酸素濃度が急激に上昇して、 N O Xが上昇する問題があるが、これに対しても、推定空気過剰率が精度よく制御可能であるため、 E G R弁 2 7をやや緩慢に閉方向に制御して、応答性の速レ、燃料噴射制御で推定空気過剰率を精度よく制御することで、排気スモークを抑制 L N O Xに対しても低減効果を発揮することも可能になる。

次に、図 9を参照して第 3実施形態を説明する。第 1実施形態と同様の構成に JP2009/058235

12 ついては同一符号を付して説明を省略する。

第 1実施形態においては、コント口一ルュニット 3 3内の推定空気過剰率判定手段 4 9によって推定空気過剰率の低下を判定してアクセル開度制限手段 5 0によって最大アクセル開度変ィ匕率の制限を行っている力第 3実施形態では、これら推定空気過剰率判定手段 4 9、アクセル開度制限手段 5 0に代えて、図 9に示すようにコント口ールュニット 7 1は酸素濃度判定手段 7 3、およびアクセル開度制限手段 7 5を備えることが相違し、その他は第 1実施形態と同様である。図 9の構成図に示すように、 E G R通路 2 3が吸気通路 1 3に接続する位置よりも下流側の吸気通路である吸気マ二ホールド内に酸素濃度を検出する酸素濃度センサ 7 7を設置し、該酸素濃度センサ 7 7からの酸素濃度検出値に基づいて、酸素濃度判定手段 7 3では、第 1実施形態の推定空気過剰率判定手段 4 9と同様に予め設定された酸素濃度閾値以下となつたかを判定して、該閾値以下の時にはアクセル開度制限手段 7 5によって、最大アクセル開度変化率が制限値を超えないようにアクセル開度信号を制御する。

酸素濃度センサ 7 7によって、 E G Rガス中の未燃焼空気量を含めて燃焼室に流入する酸素濃度を直接検出して燃料噴射量を制御するので、前記したような推定空気過剰率を算出するために吸気圧力、吸気温度等を検出して、所定の算出式を用いて制御するよりも制御が簡素化される。

なお、実施形態 1〜 3の説明において、ァクセル開度の制御につ!/、て説明したが、ァクセル開度でなく、他の燃料噴射量の指令値であればょレ、ことは勿論である。産業上の利用可能性

本発明によれば、 E GR制御装置を備えた 4サイクルガスエンジンにおいて、ェンジン回転数の整定時における大幅な回転数の低下の発生を回避して、ェンジンの始動性を向上する 4サイクルガスエンジンの E G R制御装置を提供できる。

Claims

請求の範囲

1 . エンジンの排気ガスの一部を E G Rガスとして吸気系に還流する E G R 装置を有するディーゼルエンジンの燃料制御装置において、

燃料噴射装置によってシリンダ内に噴射される燃料噴射量と吸入空気量とさらに吸気系に還流される E G Rガス中の未燃焼空気量とを用いてシリンダ内の推定空気過剰率を算出する推定空気過剰率算出手段を備え、

前記推定空気過剰率算出手段によって算出された推定空気過剰率に基づ、て急加速時の燃料噴射量を制御する燃料制御手段を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料制御装置。

2 . 前記燃料制御手段には、前記推定空気過剰率算出手段によって算出された推定空気過剰率が一定値以下の場合に、ァクセル開度最大変化率を一定値以下に制限するアクセル開度制限手段を有していることを特徴とする請求項 1記載のディーゼルエンジンの燃料制御装置。

3 . 前記推定空気過剰率とァクセル開度最大変化率とがあらかじめ関係付けられたテーブルを備えたことを特徴とする請求項 2記載のディーゼルエンジンの燃料制御装置。

4 . 前記燃料制御手段には、前記推定空気過剰率算出手段によって算出された推定空気過剰率が予め設定された目標空気過剰率に追従するようにアクセル開度を制御するアクセル開度制御手段を有していることを特徴とする請求項 1記載のディ一ゼルェンジンの燃料制御装置。

5 . 前記目標空気過剰率はェンジン回転数と該回転数に対する目標燃料噴射量との関係からスモーク排出および N O _X排出が最も抑制される空気過剰率であることを特徴とする請求項 4記載のディ一ゼルェンジンの燃料制御装置。

6 . 前記^^速時がァクセル開度の変化率が一定値以上であり、該ァクセル開度の変ィ匕率が一定値以上の場合にだけ前記燃料噴射量の制御を行うことを特徴とする請求項 1記載のディーゼルエンジンの燃料制御装置。

7 . 前記推定空気過剰率算出手段に代えて、 E G R通路が吸気通路に接続する位置よりも下流側の吸気通路内に酸素濃度を検出する酸素濃度センサを設置し、該酸素濃度センサからの酸素濃度検出値に基づ、て急加速時の燃料噴射量を制御することを特徴とする請求項 1記載のディーゼルエンジンの燃料制御装置。