エンジンを制御する方法
本発明は、ターボチャージャ（４０）により過給されるエンジン（１０）を制御する方法に関するものであり、前記方法は、前記ターボチャージャ（４０）のコンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算するステップと、次いで、昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓを、前記設定圧力値が、前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに特に依存した状態で決定して、前記エンジン（１０）の吸気マニホールド（５０）内の昇圧圧力を設定するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御の分野に関する。
【０００２】
更に詳細には、本発明は、エンジンの吸気マニホールド内の昇圧圧力を調整するように構成されるエンジン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
この種の方法の使用は、単一段ターボチャージャまたは多段式ターボチャージャ(群)によって過給されるディーゼルエンジンに特に有利である。
【０００４】
原動機付き車両、特にディーゼル式原動機付き車両にはほとんどの場合、エンジン内部の圧力を空気で昇圧させるターボチャージャが装備され、このターボチャージャは、エンジンのシリンダ群に吸入される空気量を多くするように設計される。
【０００５】
当該ターボチャージャまたは各ターボチャージャはタービンを含み、このタービンは、エンジンの排気マニホールドの排気口に配置され、排気ガスにより駆動される。
【０００６】
更に、当該ターボチャージャは、タービンと同じ軸に取り付けられるコンプレッサを含み、このコンプレッサは、エンジンの吸気マニホールドに流入する空気を確実に圧縮する。
【０００７】
この場合、当該ターボチャージャまたは各ターボチャージャは、排気ガスの動力を調整するユニットと連動しており、このユニットは、吸気マニホールド内の圧力を、策定した（developed）昇圧設定圧力値前後に調整するように設計されている。
【０００８】
この種の調整ユニットは、例えばターボチャージャが可変容量型である場合のブレード（blade：翼）、またはターボチャージャが固定容量型である場合のタービンの両端部に配置される排気バルブに対応する。
【０００９】
前記制御ユニットに対する作用は中央ユニットにより制御され、この中央ユニットは、吸気マニホールド内の昇圧圧力を、特にタービンの入口における昇圧圧力の測定値に応じて、調整することができる。
【００１０】
従って、当該中央ユニットは、昇圧圧力を昇圧設定圧力値に調整する役割を担う少なくとも１つのレギュレータを備える。
【００１１】
この調整構造の応答時間向上のために、レギュレータの出力を調整ユニットの事前位置決め値（pre−positioning value）に加算して、調整ユニットに、エンジン排気ガスの圧力に作用する制御信号を供給する。
【００１２】
従来より、昇圧設定圧力値は、例えばエンジン回転速度及びエンジントルクに応じて、かつターボチャージャブレードに基づいてマッピングされ、例えば、タービン下流圧力、タービン上流圧力、及びコンプレッサに流入する空気の温度のような物理値に応じて補正される。
【００１３】
調整ユニットの事前位置決め値もマッピングの形式で、例えば大気圧、及びコンプレッサに流入する空気の温度に応じて補正されるエンジン回転速度及びエンジントルクの形式で提供される。
【００１４】
従って、昇圧設定圧力値は調整ユニットの事前位置決めマッピングの値に対応する。事前位置決めについて、ブレード群の位置設定値を含めて開示することとし、これらの位置設定値によって、昇圧設定圧力をエンジンの各作動点に対応して実現することができる。
【００１５】
しかしながら、この種の調整構造には、依然として制約がある。
【００１６】
具体的には、当該調整構造は、低圧排気ガス再循環通路を備えるエンジンの堅牢性に欠けるという不具合がある。
【００１７】
実際、この種のエンジンでは、エンジンから排出される窒素酸化物の量を低減するように設計される排気ガス再循環通路は、排気回路と吸気回路とを連通させることにより構成される。
【００１８】
更に詳細には、ターボチャージャを１つだけ設ける場合においては、当該排気ガス再循環通路は、微粒子フィルタの後段の排気回路と、コンプレッサの前段の吸気回路とを、排気ガス再循環バルブにより調整される寸法を有する通路部分を介して連通させることにより構成される。多段式ターボチャージャ(低圧段ターボチャージャ、高圧段ターボチャージャ)を設ける場合においては、当該排気ガス再循環通路は、微粒子フィルタの後段の排気回路と、低圧段ターボチャージャのコンプレッサの前段の吸気回路とを、排気ガス再循環バルブにより調整される寸法を有する通路部分を介して連通させることにより構成される。
【００１９】
コンプレッサの上流、または２段式ターボチャージャを設ける場合は低圧段ターボチャージャの上流に排気ガスを戻すことにより、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサに流れ込む温度は、冷気流の温度と低圧排気ガス再循環流の温度との混合気温度となる。
【００２０】
排気ガス再循環通路は、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサに流入する冷気の温度が、昇圧設定圧力値及びブレードの事前位置決め値の決定に関与するという点で昇圧制御に影響を与える。
【００２１】
コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサに流入する冷気の温度は、現時点では、コンプレッサ上流の冷気フローメータ内に設置される温度センサにより測定されている。
【００２２】
しかしながら、温度の正しい測定を行なうために均一な温度の混合気をコンプレッサ上流で実現する難しさ、及び排気ガス再循環通路のガスの近傍に接続されるセンサを汚す危険によって、正しい温度測定を行なうことができない。
【００２３】
更に、温度センサをコンプレッサの入口で使用すると、新品センサの使用に付随する追加コストに関連する、または新品センサをコンプレッサ上流に設置するための空間が無いことに関連する問題が生じ得る。
【００２４】
更に、低圧段ターボチャージャに流入する空気流は、フローメータで測定される空気流と低圧再循環通路を循環する流れとの合計に等しい。しかしながら、２段式ターボチャージャ(低圧段ターボチャージャ及び高圧段ターボチャージャ)の場合、フローメータをＨＰコンプレッサの入口で使用する、または再循環通路内で使用すると、温度センサを実装する場合の問題と同様の問題が生じる。
【発明の概要】
【００２５】
本発明の目的は、吸気マニホールド内の圧力の調整を、従ってエンジンの制御を改善することにある。
【００２６】
本発明の別の目的は、ガス温度センサを、コンプレッサの上流に、または設けるとした場合の低圧コンプレッサの上流に設けなくても済むようにすることにある。
【００２７】
多段式ターボチャージャの特殊事例においては、本発明の別の目的は、フローメータを、低圧コンプレッサの上流に設けなくても済むようにすることにもある。
【００２８】
この目的のために、本発明によれば、単一のターボチャージャにより過給される、または低圧段ターボチャージャ及び高圧段ターボチャージャにより構成されるアセンブリにより過給されるエンジンを制御する方法が提供され、前記方法は：
・ガスの温度を、前記ターボチャージャのコンプレッサの入口において、または前記低圧段ターボチャージャのコンプレッサの入口において計算し；次に、
・昇圧設定圧力値を、前記設定圧力値が、前記ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度に特に依存した状態で決定して、前記エンジンの吸気マニホールド内の昇圧圧力の調整を行なうことを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、単一のターボチャージャにより過給される、または低圧段ターボチャージャ及び高圧段ターボチャージャにより構成されるアセンブリにより過給されるエンジンを制御して、本発明による方法を実行する装置も提供され、前記装置は、前記ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における温度の計算に適する計算手段と、前記ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度に依存する昇圧設定圧力値を決定して、前記エンジンの吸気マニホールド内の昇圧圧力の調整を行なう手段と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明の他の態様、目的、及び利点は、非制限的な例として提示され、かつ添付の図面を参照しながら行なわれる本発明の好適な実施形態に関する以下の詳細な説明を一読することにより明らかになるものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による制御システムを備えるエンジンを模式的に示している。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態による制御システムを備えるエンジンを模式的に示している。
【図３】図３は、図１及び図２のエンジンを模式的に示している。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態による制御システムを備えるエンジンを模式的に示している。
【図５】図５は、図４のエンジンを模式的に示している。
【図６】図６は、図１及び図２のエンジンのマニホールド内の昇圧圧力を調整する構造の本発明による実施形態を示している。
【図７】図７は、図３のエンジンのマニホールド内の昇圧圧力を調整する構造の本発明による実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１〜図５を参照すると、原動機付き車両のディーゼル式内燃エンジン１０には冷気が入口２０を通って供給され、当該内燃エンジン１０は、燃焼ガスを排気管３０を介して排出する。
【００３３】
エンジン１０の冷気の供給を確実に行なう冷気吸入回路は実質的に、エアフィルタ８０と、エアフローメータ７０と、を備え、これらの部品は、ターボチャージャ４０または２段式ターボチャージャ（低圧段ターボチャージャ４１及び高圧段ターボチャージャ４２）、及び適切な配管を介して、エンジン１０の吸気マニホールド５０に給気する。
【００３４】
排気マニホールド６０は、燃焼により発生する排気ガスを回収し、排気ガスを外部に、ターボチャージャ４０または設けるとした場合のターボチャージャ４１，４２、及び微粒子フィルタ９０を介して排出し、この微粒子フィルタ９０は、パーティクルの量、特に大気中に放出される煤の量を低減するように設計される。
【００３５】
ターボチャージャ４０，４１，または４２に注目すると、各ターボチャージャは実質的に、排気ガスにより駆動されるタービン４００，４１０，４２０と、タービンと同じ軸に取り付けられるコンプレッサ４０１，４１１，４２１と、を備え、かつ、エンジン１０のシリンダ群に排気ガス再循環通路１３０を介して導入される空気の量を増やすために、エアフィルタ８０から供給される空気を確実に圧縮する。
【００３６】
この低圧型排気ガス再循環通路１３０では、当該回路は、給気回路の外部にある。当該排気ガス再循環通路は、微粒子フィルタ９０の後段の排気回路と、コンプレッサ４０１の前段の、または設けるとした場合の低圧コンプレッサ４１１の前段の吸気回路とを、排気ガス再循環バルブ１３１により調整される寸法を有する通路部分を介して連通させることにより構成される。
【００３７】
バルブ１３１の開度を中央ユニット１２０で制御することにより、排気ガスを吸気回路に再流入させることができる。
【００３８】
一方、排気バルブ３１は、排気ガス再循環バルブ１３１の後段の排気管に設置することにより、排気ガス再循環通路１３０の側端部における圧力の差を大きくする、従って再循環流量を多くすることができるので、含まれる窒素酸化物の量を低減することができる。
【００３９】
更に、クーラ１１０をコンプレッサ４０１または設けるとした場合の低圧コンプレッサ４１１とバルブ１３１との間に設置して、コンプレッサ４０１，４１１の入口における温度を下げることができる。
【００４０】
ターボチャージャ４０１，４１１は、排気ガスの動力を調整するユニットと連動しており、当該ユニットは、吸気マニホールド５０内の圧力を、ほぼ昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓに調整するように設計される。
【００４１】
この種の調整ユニットは、可変容量型の場合のブレード、または固定容量型の場合の排出バルブに対応させることができる。
【００４２】
更に、ターボチャージャ４０を１つだけ設ける場合、熱交換器１００及び吸気シャッターをコンプレッサ４２と吸気マニホールド５０との間に設置して、コンプレッサ４２の出口の空気を冷却することができる。多段式ターボチャージャ４１，４２の場合、低圧熱交換器１０１を低圧コンプレッサ４１１と高圧コンプレッサ４２１との間に配設することができ、高圧熱交換器１０２を高圧コンプレッサ４２１と吸気マニホールド５０との間に配設することができる。
【００４３】
本発明によれば、中央ユニット１２０は、圧力測定信号及び温度測定信号を適切なセンサを介して取得する。
【００４４】
図１または図５に示すように、有利な点として、当該中央ユニット１２０は、吸気マニホールド５０内の昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓ及び温度Ｔ２１ｍｅｓを取得することができる。
【００４５】
当該中央ユニット１２０はまた、タービンまたは設けるとした場合の低圧タービンの入口及び出口における圧力Ｐ３ｍｅｓ及びＰ４ｍｅｓ、コンプレッサまたは設けるとした場合の低圧コンプレッサの入口及び出口における圧力Ｐ１ｍｅｓ及びＰ２０ｍｅｓ、または排気バルブの前段における圧力Ｐ５ｍｅｓ及び後段におけるＰ６ｍｅｓを受信することができる。
【００４６】
当該中央ユニット１２０はまた、例えばコンプレッサまたは設けるとした場合の低圧コンプレッサの出口における温度Ｔ２０ｍｅｓ、タービンまたは設けるとした場合の低圧タービンの入口における温度Ｔ３ｍｅｓ、及び出口における温度Ｔ４ｍｅｓ、及びエアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓ、及び排気バルブの前段における温度Ｔ５ｍｅｓを取得することができる。
【００４７】
更に、中央ユニット１２０は、昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓを決定する手段１２１と、コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算する手段１２２と、を備える。ターボチャージャが１つだけの場合、中央ユニット１２０の手段１２１によって、ブレードの事前位置決め値Ｐｏｓｔｕｒｂを決定することもできる。
【００４８】
測定値だけでなく設定値も、中央ユニット１２０に収容される制御構造１２３の入力に供給される。
【００４９】
この構造１２３は、１つのレギュレータを含む、または複数のレギュレータを直列に含む。
【００５０】
１つの変形実施形態では、単一のレギュレータによって吸気マニホールド５０内の昇圧圧力を昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓに調整することができる。
【００５１】
更に具体的には、この調整構造１２３は、コンプレッサの入口におけるガスの温度の値Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔによって変わり、この値は、中央ユニット１２０において計算される。
【００５２】
この構造１２３について、図４を参照しながら以下に説明する。
【００５３】
本発明によれば、コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔは、少なくとも次のステップにより計算される、すなわちコンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算し、排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６を求めることにより計算される。
【００５４】
好適には、コンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算するステップは、エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔに基づいて、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓに基づいて行なわれ、これらの２つの変数は、以下に説明する予備ステップ中にそれぞれ求められている。
【００５５】
エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔを求めるステップは、例えばセンサから供給される圧力及び温度に関するデータに関連した入力、及び、例えばエンジンの状態を表わす物理値に関連した１つ、または複数の他の入力を含む。
【００５６】
以下の項目を入力として列挙することができる：
−昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓ；
−吸気マニホールド内の温度Ｔ２１ｍｅｓ；
−空気定数Ｒ；
−エンジン回転速度Ｎ；
−エンジン容量Ｖｃｙｌ；
−エンジン音出力（volumetric output）ηｒ
【００５７】
次に、エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔを、次の関係式（１）により定義する：
【００５８】
エンジン音出力ηｒの値は、吸入ガスの密度に依存するエンジン回転速度の関数として表わされ、かつ次の関係式（２）により表わされるように、空気定数Ｒ及び吸気マニホールド内の温度Ｔ２１ｍｅｓの積に対する昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓの比として定義される：
【００５９】
エンジンがターボチャージャを１つだけ備える場合、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓを求めるステップは、次の関係式（３）を利用して行なわれる：
ここで、Ｖｓｕｒａｌはコンプレッサ４０１の出口とエンジン１０の吸気口との間の昇圧通路の容積を定義する。
【００６０】
これとは異なり、エンジンが２段式ターボチャージャ４１，４２を備える場合、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓを求めるステップは、次の関係式（３’）を利用して行なわれる：
ここで、Ｖｓｕｒａｌ，ＢＰは、低圧コンプレッサ４１１の出口と高圧コンプレッサ４２１の入口との間の昇圧通路の容積を定義し、Ｖｓｕｒａｌ，ＨＰは、高圧コンプレッサの出口とエンジン吸気口との間の昇圧通路の容積を定義し、Ｐ２０は、高圧コンプレッサの入口における圧力を定義する。
【００６１】
圧力Ｐ２０は、次の回帰関係式により推定される：
Ｐ２０，ｋ＝ＲＰ２０，ｋ−１＊Ｐ１ （３’’）
ここで、Ｒは、動的推定器から供給される低圧圧縮比であり、ｋは、関係式の回帰インデックスである。
【００６２】
次に、コンプレッサの、または配設する場合の低圧コンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算する次のステップは、エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔを、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓによって表わされる微分補正項の値だけ小さくした値として表わされる。
【００６３】
ターボチャージャが１つだけの場合、コンプレッサの入口におけるガス流量は従って、次式のように表わされる：
【００６４】
多段式エンジンターボチャージャ（低圧段ターボチャージャ、高圧段ターボチャージャ）の場合、低圧コンプレッサ４１１の入口におけるガス流量は従って、次式のように表わされる：
【００６５】
従って、エンジンが複数の多段式ターボチャージャを備える場合、低圧コンプレッサの入口におけるガス流量の推定値を取得するためには圧力Ｐ２０を推定する必要があるが、この推定値は、コンプレッサが１つだけの場合は必要ではない。
【００６６】
最終的に、低圧コンプレッサに流入するガス流量の値が、フローメータを用いることなく得られる。
【００６７】
更に、次のステップでは、排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６を計算により求める（Ｔ６ｍｅｓ）ことができる、または適切な手段により測定する（Ｔ６ｅｓｔ）ことができる。
【００６８】
排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６ｅｓｔの計算は：
−排気バルブの前段の温度Ｔ５ｍｅｓ；
−排気ガス再循環システムのクーラの冷却水の温度Ｔｅａｕ，ｍｅｓ；
−排気ガス再循環システムのクーラの冷却効率εｅｇｒ＿ｂｐ、
に関連した入力を含む。
【００６９】
クーラの出口における温度Ｔ６ｅｓｔは従って、次の関係式（５）に従って定義される：
Ｔ６ｅｓｔ＝Ｔ５−εｅｇｒ＿ｂｐ（Ｔ５−Ｔｅａｕ，ｍｅｓ） （５）
【００７０】
排気ガス再循環システムのクーラの冷却効率εｅｇｒ＿ｂｐを定義する変数は、複数のパラメータに依存する関数であり、変数Ｑｅｇｒのみに依存することが好都合な関数であり、変数Ｑｅｇｒは、再循環通路を循環する流量であり、この流量は、次の関係式により定義される：
ＱＥＧＲ＝Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔ−Ｑａｉｒ，ｆｒａｉｓ （５’）
【００７１】
コンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔ、及び排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６を求めた後、次のステップで計算により、これらから以下の関係式（６）で表わされるコンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔが導き出される：
【００７２】
この温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔも：
−空気の比熱Ｃｐａｉｒ；
−排気ガスの比熱Ｃｐｅｎｃｈ；
−推定冷気流量Ｑａｉｒ
−エアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓ、
に関連した入力によって定義される。
【００７３】
入口における空気の比熱Ｃｐａｉｒは好ましくは、排気ガス再循環システム１３０のエアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓに基づいて求められることに留意されたい。
【００７４】
一方、排気ガスの比熱Ｃｐｅｎｃｈは好ましくは、排気バルブの前段の温度Ｔ５ｍｅｓ、及び、燃料の質量流量と空気の質量流量との比と１４．８の値を持つ化学量論係数Ｋｓとの積として以下の関係式（７）により定義される変数Ｒｉ＿ｅｃｈに基づいて求められ：
【００７５】
このステップでは、コンプレッサの入口におけるガスの温度値Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔがこのようにして、温度センサを冷気回路内に設置することなく得られる。
【００７６】
従って、この温度値Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔはエンジンの特性、及び次の値：すなわち、
−エアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓ；
−測定冷気流量Ｑａｉｒ，ｍｅｓ；
−吸気マニホールドの温度Ｔ２１ｍｅｓ；
−昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓ；
−選択された実施形態に従って測定されるクーラの出口における温度Ｔ６ｍｅｓまたは計算されるクーラの出口における温度Ｔ６ｅｓｔ、
を表わす値の測定値または推定値から直接計算される。
【００７７】
従って、昇圧圧力を調整するエンジン制御システムは、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに関連したデータの堅牢性を保持する。
【００７８】
実際、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔの計算により、ガス再循環通路の出口における温度、及びエアフィルタ出口の冷気の温度から成るコンプレッサの上流の混合気温度の均一性の低下に関連する測定誤差を無くすことができる。
【００７９】
前述のレギュレータを備える中央ユニット１２０では、昇圧圧力レギュレータ（boost pressure regulator）は、入力として、コンプレッサの入口におけるガスの計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに依存する昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓと、中央ユニット１２０によって取得される昇圧圧力の測定値Ｐ２１ｍｅｓとの差を受信する。
【００８０】
補正によって、昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓが小さくなってターボチャージャの回転速度を抑制することができるので、速度過剰および高温からターボチャージャを保護することができる。
【００８１】
可変容量型ターボチャージャを１つだけ設ける場合、レギュレータの出力をブレードの事前位置決め値Ｐｏｓｔｕｒｂの計算結果に加算して、ブレードの位置設定値を取得する。コンプレッサの入口におけるガスの温度の計算において取得される結果Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔは、ブレードのこの事前位置決め値Ｐｏｓｔｕｒｂの計算における入力変数としても使用される。事前位置決め値はこのようにして、コンプレッサに流入する冷気の温度に応じて補正される。このようにして、ブレードの位置設定値によって、中央ユニット１２０の出力から制御信号を供給することが可能になり、この制御信号で、排気ガスの動力を調整するユニットを、更に詳細にはブレードを制御して、吸気マニホールド５０内の圧力を、ほぼ昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓに制御し、当該制御信号がエンジン排気ガスの圧力に作用するようにする。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御の分野に関する。
【０００２】
更に詳細には、本発明は、エンジンの吸気マニホールド内の昇圧圧力を調整するように構成されるエンジン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
この種の方法の使用は、単一段ターボチャージャまたは多段式ターボチャージャ(群)によって過給されるディーゼルエンジンに特に有利である。
【０００４】
原動機付き車両、特にディーゼル式原動機付き車両にはほとんどの場合、エンジン内部の圧力を空気で昇圧させるターボチャージャが装備され、このターボチャージャは、エンジンのシリンダ群に吸入される空気量を多くするように設計される。
【０００５】
当該ターボチャージャまたは各ターボチャージャはタービンを含み、このタービンは、エンジンの排気マニホールドの排気口に配置され、排気ガスにより駆動される。
【０００６】
更に、当該ターボチャージャは、タービンと同じ軸に取り付けられるコンプレッサを含み、このコンプレッサは、エンジンの吸気マニホールドに流入する空気を確実に圧縮する。
【０００７】
この場合、当該ターボチャージャまたは各ターボチャージャは、排気ガスの動力を調整するユニットと連動しており、このユニットは、吸気マニホールド内の圧力を、策定した（developed）昇圧設定圧力値前後に調整するように設計されている。
【０００８】
この種の調整ユニットは、例えばターボチャージャが可変容量型である場合のブレード（blade：翼）、またはターボチャージャが固定容量型である場合のタービンの両端部に配置される排気バルブに対応する。
【０００９】
前記制御ユニットに対する作用は中央ユニットにより制御され、この中央ユニットは、吸気マニホールド内の昇圧圧力を、特にタービンの入口における昇圧圧力の測定値に応じて、調整することができる。
【００１０】
従って、当該中央ユニットは、昇圧圧力を昇圧設定圧力値に調整する役割を担う少なくとも１つのレギュレータを備える。
【００１１】
この調整構造の応答時間向上のために、レギュレータの出力を調整ユニットの事前位置決め値（pre−positioning value）に加算して、調整ユニットに、エンジン排気ガスの圧力に作用する制御信号を供給する。
【００１２】
従来より、昇圧設定圧力値は、例えばエンジン回転速度及びエンジントルクに応じて、かつターボチャージャブレードに基づいてマッピングされ、例えば、タービン下流圧力、タービン上流圧力、及びコンプレッサに流入する空気の温度のような物理値に応じて補正される。
【００１３】
調整ユニットの事前位置決め値もマッピングの形式で、例えば大気圧、及びコンプレッサに流入する空気の温度に応じて補正されるエンジン回転速度及びエンジントルクの形式で提供される。
【００１４】
従って、昇圧設定圧力値は調整ユニットの事前位置決めマッピングの値に対応する。事前位置決めについて、ブレード群の位置設定値を含めて開示することとし、これらの位置設定値によって、昇圧設定圧力をエンジンの各作動点に対応して実現することができる。
【００１５】
しかしながら、この種の調整構造には、依然として制約がある。
【００１６】
具体的には、当該調整構造は、低圧排気ガス再循環通路を備えるエンジンの堅牢性に欠けるという不具合がある。
【００１７】
実際、この種のエンジンでは、エンジンから排出される窒素酸化物の量を低減するように設計される排気ガス再循環通路は、排気回路と吸気回路とを連通させることにより構成される。
【００１８】
更に詳細には、ターボチャージャを１つだけ設ける場合においては、当該排気ガス再循環通路は、微粒子フィルタの後段の排気回路と、コンプレッサの前段の吸気回路とを、排気ガス再循環バルブにより調整される寸法を有する通路部分を介して連通させることにより構成される。多段式ターボチャージャ(低圧段ターボチャージャ、高圧段ターボチャージャ)を設ける場合においては、当該排気ガス再循環通路は、微粒子フィルタの後段の排気回路と、低圧段ターボチャージャのコンプレッサの前段の吸気回路とを、排気ガス再循環バルブにより調整される寸法を有する通路部分を介して連通させることにより構成される。
【００１９】
コンプレッサの上流、または２段式ターボチャージャを設ける場合は低圧段ターボチャージャの上流に排気ガスを戻すことにより、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサに流れ込む温度は、冷気流の温度と低圧排気ガス再循環流の温度との混合気温度となる。
【００２０】
排気ガス再循環通路は、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサに流入する冷気の温度が、昇圧設定圧力値及びブレードの事前位置決め値の決定に関与するという点で昇圧制御に影響を与える。
【００２１】
コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサに流入する冷気の温度は、現時点では、コンプレッサ上流の冷気フローメータ内に設置される温度センサにより測定されている。
【００２２】
しかしながら、温度の正しい測定を行なうために均一な温度の混合気をコンプレッサ上流で実現する難しさ、及び排気ガス再循環通路のガスの近傍に接続されるセンサを汚す危険によって、正しい温度測定を行なうことができない。
【００２３】
更に、温度センサをコンプレッサの入口で使用すると、新品センサの使用に付随する追加コストに関連する、または新品センサをコンプレッサ上流に設置するための空間が無いことに関連する問題が生じ得る。
【００２４】
更に、低圧段ターボチャージャに流入する空気流は、フローメータで測定される空気流と低圧再循環通路を循環する流れとの合計に等しい。しかしながら、２段式ターボチャージャ(低圧段ターボチャージャ及び高圧段ターボチャージャ)の場合、フローメータをＨＰコンプレッサの入口で使用する、または再循環通路内で使用すると、温度センサを実装する場合の問題と同様の問題が生じる。
【発明の概要】
【００２５】
本発明の目的は、吸気マニホールド内の圧力の調整を、従ってエンジンの制御を改善することにある。
【００２６】
本発明の別の目的は、ガス温度センサを、コンプレッサの上流に、または設けるとした場合の低圧コンプレッサの上流に設けなくても済むようにすることにある。
【００２７】
多段式ターボチャージャの特殊事例においては、本発明の別の目的は、フローメータを、低圧コンプレッサの上流に設けなくても済むようにすることにもある。
【００２８】
この目的のために、本発明によれば、単一のターボチャージャにより過給される、または低圧段ターボチャージャ及び高圧段ターボチャージャにより構成されるアセンブリにより過給されるエンジンを制御する方法が提供され、前記方法は：
・ガスの温度を、前記ターボチャージャのコンプレッサの入口において、または前記低圧段ターボチャージャのコンプレッサの入口において計算し；次に、
・昇圧設定圧力値を、前記設定圧力値が、前記ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度に特に依存した状態で決定して、前記エンジンの吸気マニホールド内の昇圧圧力の調整を行なうことを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、単一のターボチャージャにより過給される、または低圧段ターボチャージャ及び高圧段ターボチャージャにより構成されるアセンブリにより過給されるエンジンを制御して、本発明による方法を実行する装置も提供され、前記装置は、前記ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における温度の計算に適する計算手段と、前記ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャの前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度に依存する昇圧設定圧力値を決定して、前記エンジンの吸気マニホールド内の昇圧圧力の調整を行なう手段と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明の他の態様、目的、及び利点は、非制限的な例として提示され、かつ添付の図面を参照しながら行なわれる本発明の好適な実施形態に関する以下の詳細な説明を一読することにより明らかになるものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による制御システムを備えるエンジンを模式的に示している。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態による制御システムを備えるエンジンを模式的に示している。
【図３】図３は、図１及び図２のエンジンを模式的に示している。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態による制御システムを備えるエンジンを模式的に示している。
【図５】図５は、図４のエンジンを模式的に示している。
【図６】図６は、図１及び図２のエンジンのマニホールド内の昇圧圧力を調整する構造の本発明による実施形態を示している。
【図７】図７は、図３のエンジンのマニホールド内の昇圧圧力を調整する構造の本発明による実施形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１〜図５を参照すると、原動機付き車両のディーゼル式内燃エンジン１０には冷気が入口２０を通って供給され、当該内燃エンジン１０は、燃焼ガスを排気管３０を介して排出する。
【００３３】
エンジン１０の冷気の供給を確実に行なう冷気吸入回路は実質的に、エアフィルタ８０と、エアフローメータ７０と、を備え、これらの部品は、ターボチャージャ４０または２段式ターボチャージャ（低圧段ターボチャージャ４１及び高圧段ターボチャージャ４２）、及び適切な配管を介して、エンジン１０の吸気マニホールド５０に給気する。
【００３４】
排気マニホールド６０は、燃焼により発生する排気ガスを回収し、排気ガスを外部に、ターボチャージャ４０または設けるとした場合のターボチャージャ４１，４２、及び微粒子フィルタ９０を介して排出し、この微粒子フィルタ９０は、パーティクルの量、特に大気中に放出される煤の量を低減するように設計される。
【００３５】
ターボチャージャ４０，４１，または４２に注目すると、各ターボチャージャは実質的に、排気ガスにより駆動されるタービン４００，４１０，４２０と、タービンと同じ軸に取り付けられるコンプレッサ４０１，４１１，４２１と、を備え、かつ、エンジン１０のシリンダ群に排気ガス再循環通路１３０を介して導入される空気の量を増やすために、エアフィルタ８０から供給される空気を確実に圧縮する。
【００３６】
この低圧型排気ガス再循環通路１３０では、当該回路は、給気回路の外部にある。当該排気ガス再循環通路は、微粒子フィルタ９０の後段の排気回路と、コンプレッサ４０１の前段の、または設けるとした場合の低圧コンプレッサ４１１の前段の吸気回路とを、排気ガス再循環バルブ１３１により調整される寸法を有する通路部分を介して連通させることにより構成される。
【００３７】
バルブ１３１の開度を中央ユニット１２０で制御することにより、排気ガスを吸気回路に再流入させることができる。
【００３８】
一方、排気バルブ３１は、排気ガス再循環バルブ１３１の後段の排気管に設置することにより、排気ガス再循環通路１３０の側端部における圧力の差を大きくする、従って再循環流量を多くすることができるので、含まれる窒素酸化物の量を低減することができる。
【００３９】
更に、クーラ１１０をコンプレッサ４０１または設けるとした場合の低圧コンプレッサ４１１とバルブ１３１との間に設置して、コンプレッサ４０１，４１１の入口における温度を下げることができる。
【００４０】
ターボチャージャ４０１，４１１は、排気ガスの動力を調整するユニットと連動しており、当該ユニットは、吸気マニホールド５０内の圧力を、ほぼ昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓに調整するように設計される。
【００４１】
この種の調整ユニットは、可変容量型の場合のブレード、または固定容量型の場合の排出バルブに対応させることができる。
【００４２】
更に、ターボチャージャ４０を１つだけ設ける場合、熱交換器１００及び吸気シャッターをコンプレッサ４２と吸気マニホールド５０との間に設置して、コンプレッサ４２の出口の空気を冷却することができる。多段式ターボチャージャ４１，４２の場合、低圧熱交換器１０１を低圧コンプレッサ４１１と高圧コンプレッサ４２１との間に配設することができ、高圧熱交換器１０２を高圧コンプレッサ４２１と吸気マニホールド５０との間に配設することができる。
【００４３】
本発明によれば、中央ユニット１２０は、圧力測定信号及び温度測定信号を適切なセンサを介して取得する。
【００４４】
図１または図５に示すように、有利な点として、当該中央ユニット１２０は、吸気マニホールド５０内の昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓ及び温度Ｔ２１ｍｅｓを取得することができる。
【００４５】
当該中央ユニット１２０はまた、タービンまたは設けるとした場合の低圧タービンの入口及び出口における圧力Ｐ３ｍｅｓ及びＰ４ｍｅｓ、コンプレッサまたは設けるとした場合の低圧コンプレッサの入口及び出口における圧力Ｐ１ｍｅｓ及びＰ２０ｍｅｓ、または排気バルブの前段における圧力Ｐ５ｍｅｓ及び後段におけるＰ６ｍｅｓを受信することができる。
【００４６】
当該中央ユニット１２０はまた、例えばコンプレッサまたは設けるとした場合の低圧コンプレッサの出口における温度Ｔ２０ｍｅｓ、タービンまたは設けるとした場合の低圧タービンの入口における温度Ｔ３ｍｅｓ、及び出口における温度Ｔ４ｍｅｓ、及びエアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓ、及び排気バルブの前段における温度Ｔ５ｍｅｓを取得することができる。
【００４７】
更に、中央ユニット１２０は、昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓを決定する手段１２１と、コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算する手段１２２と、を備える。ターボチャージャが１つだけの場合、中央ユニット１２０の手段１２１によって、ブレードの事前位置決め値Ｐｏｓｔｕｒｂを決定することもできる。
【００４８】
測定値だけでなく設定値も、中央ユニット１２０に収容される制御構造１２３の入力に供給される。
【００４９】
この構造１２３は、１つのレギュレータを含む、または複数のレギュレータを直列に含む。
【００５０】
１つの変形実施形態では、単一のレギュレータによって吸気マニホールド５０内の昇圧圧力を昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓに調整することができる。
【００５１】
更に具体的には、この調整構造１２３は、コンプレッサの入口におけるガスの温度の値Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔによって変わり、この値は、中央ユニット１２０において計算される。
【００５２】
この構造１２３について、図４を参照しながら以下に説明する。
【００５３】
本発明によれば、コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔは、少なくとも次のステップにより計算される、すなわちコンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算し、排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６を求めることにより計算される。
【００５４】
好適には、コンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算するステップは、エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔに基づいて、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓに基づいて行なわれ、これらの２つの変数は、以下に説明する予備ステップ中にそれぞれ求められている。
【００５５】
エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔを求めるステップは、例えばセンサから供給される圧力及び温度に関するデータに関連した入力、及び、例えばエンジンの状態を表わす物理値に関連した１つ、または複数の他の入力を含む。
【００５６】
以下の項目を入力として列挙することができる：
−昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓ；
−吸気マニホールド内の温度Ｔ２１ｍｅｓ；
−空気定数Ｒ；
−エンジン回転速度Ｎ；
−エンジン容量Ｖｃｙｌ；
−エンジン音出力（volumetric output）ηｒ
【００５７】
次に、エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔを、次の関係式（１）により定義する：
【００５８】
エンジン音出力ηｒの値は、吸入ガスの密度に依存するエンジン回転速度の関数として表わされ、かつ次の関係式（２）により表わされるように、空気定数Ｒ及び吸気マニホールド内の温度Ｔ２１ｍｅｓの積に対する昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓの比として定義される：
【００５９】
エンジンがターボチャージャを１つだけ備える場合、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓを求めるステップは、次の関係式（３）を利用して行なわれる：
ここで、Ｖｓｕｒａｌはコンプレッサ４０１の出口とエンジン１０の吸気口との間の昇圧通路の容積を定義する。
【００６０】
これとは異なり、エンジンが２段式ターボチャージャ４１，４２を備える場合、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓを求めるステップは、次の関係式（３’）を利用して行なわれる：
ここで、Ｖｓｕｒａｌ，ＢＰは、低圧コンプレッサ４１１の出口と高圧コンプレッサ４２１の入口との間の昇圧通路の容積を定義し、Ｖｓｕｒａｌ，ＨＰは、高圧コンプレッサの出口とエンジン吸気口との間の昇圧通路の容積を定義し、Ｐ２０は、高圧コンプレッサの入口における圧力を定義する。
【００６１】
圧力Ｐ２０は、次の回帰関係式により推定される：
Ｐ２０，ｋ＝ＲＰ２０，ｋ−１＊Ｐ１ （３’’）
ここで、Ｒは、動的推定器から供給される低圧圧縮比であり、ｋは、関係式の回帰インデックスである。
【００６２】
次に、コンプレッサの、または配設する場合の低圧コンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算する次のステップは、エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔを、昇圧通路へのガスの流入時間ｔｔｒａｎｓによって表わされる微分補正項の値だけ小さくした値として表わされる。
【００６３】
ターボチャージャが１つだけの場合、コンプレッサの入口におけるガス流量は従って、次式のように表わされる：
【００６４】
多段式エンジンターボチャージャ（低圧段ターボチャージャ、高圧段ターボチャージャ）の場合、低圧コンプレッサ４１１の入口におけるガス流量は従って、次式のように表わされる：
【００６５】
従って、エンジンが複数の多段式ターボチャージャを備える場合、低圧コンプレッサの入口におけるガス流量の推定値を取得するためには圧力Ｐ２０を推定する必要があるが、この推定値は、コンプレッサが１つだけの場合は必要ではない。
【００６６】
最終的に、低圧コンプレッサに流入するガス流量の値が、フローメータを用いることなく得られる。
【００６７】
更に、次のステップでは、排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６を計算により求める（Ｔ６ｍｅｓ）ことができる、または適切な手段により測定する（Ｔ６ｅｓｔ）ことができる。
【００６８】
排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６ｅｓｔの計算は：
−排気バルブの前段の温度Ｔ５ｍｅｓ；
−排気ガス再循環システムのクーラの冷却水の温度Ｔｅａｕ，ｍｅｓ；
−排気ガス再循環システムのクーラの冷却効率εｅｇｒ＿ｂｐ、
に関連した入力を含む。
【００６９】
クーラの出口における温度Ｔ６ｅｓｔは従って、次の関係式（５）に従って定義される：
Ｔ６ｅｓｔ＝Ｔ５−εｅｇｒ＿ｂｐ（Ｔ５−Ｔｅａｕ，ｍｅｓ） （５）
【００７０】
排気ガス再循環システムのクーラの冷却効率εｅｇｒ＿ｂｐを定義する変数は、複数のパラメータに依存する関数であり、変数Ｑｅｇｒのみに依存することが好都合な関数であり、変数Ｑｅｇｒは、再循環通路を循環する流量であり、この流量は、次の関係式により定義される：
ＱＥＧＲ＝Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔ−Ｑａｉｒ，ｆｒａｉｓ （５’）
【００７１】
コンプレッサの入口におけるガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔ、及び排気ガス再循環システム１３０のクーラの出口における温度Ｔ６を求めた後、次のステップで計算により、これらから以下の関係式（６）で表わされるコンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔが導き出される：
【００７２】
この温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔも：
−空気の比熱Ｃｐａｉｒ；
−排気ガスの比熱Ｃｐｅｎｃｈ；
−推定冷気流量Ｑａｉｒ
−エアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓ、
に関連した入力によって定義される。
【００７３】
入口における空気の比熱Ｃｐａｉｒは好ましくは、排気ガス再循環システム１３０のエアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓに基づいて求められることに留意されたい。
【００７４】
一方、排気ガスの比熱Ｃｐｅｎｃｈは好ましくは、排気バルブの前段の温度Ｔ５ｍｅｓ、及び、燃料の質量流量と空気の質量流量との比と１４．８の値を持つ化学量論係数Ｋｓとの積として以下の関係式（７）により定義される変数Ｒｉ＿ｅｃｈに基づいて求められ：
【００７５】
このステップでは、コンプレッサの入口におけるガスの温度値Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔがこのようにして、温度センサを冷気回路内に設置することなく得られる。
【００７６】
従って、この温度値Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔはエンジンの特性、及び次の値：すなわち、
−エアフィルタの出口における温度Ｔ１０ｍｅｓ；
−測定冷気流量Ｑａｉｒ，ｍｅｓ；
−吸気マニホールドの温度Ｔ２１ｍｅｓ；
−昇圧圧力Ｐ２１ｍｅｓ；
−選択された実施形態に従って測定されるクーラの出口における温度Ｔ６ｍｅｓまたは計算されるクーラの出口における温度Ｔ６ｅｓｔ、
を表わす値の測定値または推定値から直接計算される。
【００７７】
従って、昇圧圧力を調整するエンジン制御システムは、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに関連したデータの堅牢性を保持する。
【００７８】
実際、コンプレッサ、または設けるとした場合の低圧コンプレッサの入口におけるガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔの計算により、ガス再循環通路の出口における温度、及びエアフィルタ出口の冷気の温度から成るコンプレッサの上流の混合気温度の均一性の低下に関連する測定誤差を無くすことができる。
【００７９】
前述のレギュレータを備える中央ユニット１２０では、昇圧圧力レギュレータ（boost pressure regulator）は、入力として、コンプレッサの入口におけるガスの計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに依存する昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓと、中央ユニット１２０によって取得される昇圧圧力の測定値Ｐ２１ｍｅｓとの差を受信する。
【００８０】
補正によって、昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓが小さくなってターボチャージャの回転速度を抑制することができるので、速度過剰および高温からターボチャージャを保護することができる。
【００８１】
可変容量型ターボチャージャを１つだけ設ける場合、レギュレータの出力をブレードの事前位置決め値Ｐｏｓｔｕｒｂの計算結果に加算して、ブレードの位置設定値を取得する。コンプレッサの入口におけるガスの温度の計算において取得される結果Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔは、ブレードのこの事前位置決め値Ｐｏｓｔｕｒｂの計算における入力変数としても使用される。事前位置決め値はこのようにして、コンプレッサに流入する冷気の温度に応じて補正される。このようにして、ブレードの位置設定値によって、中央ユニット１２０の出力から制御信号を供給することが可能になり、この制御信号で、排気ガスの動力を調整するユニットを、更に詳細にはブレードを制御して、吸気マニホールド５０内の圧力を、ほぼ昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓに制御し、当該制御信号がエンジン排気ガスの圧力に作用するようにする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のターボチャージャ（４０）により過給される、または低圧段ターボチャージャ（４１）及び高圧段ターボチャージャ（４２）により構成されるアセンブリにより過給されるエンジン（１０）を制御する方法であって：
・ガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを、前記ターボチャージャ（４０）のコンプレッサ（４０１）の入口において、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）のコンプレッサ（４１１）の入口において計算し；次に、
・昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓを、前記設定圧力値が、前記ターボチャージャ（４０）の前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）の前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに特に依存した状態で決定して、前記エンジン（１０）の吸気マニホールド（５０）内の昇圧圧力の調整を行なうことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧コンプレッサの前記入口におけるガスの前記温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔは次の関係式に従って計算され：
ここで：
−Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔはコンプレッサの入口におけるガス流量を定義し；
−Ｃｐａｉｒは空気の比熱を定義し；
−Ｃｐｅｃｈは排気ガスの比熱を定義し；
−Ｑａｉｒは冷気流量を定義し；
−Ｔ１０ｍｅｓは、エアフィルタの出口における温度を定義し；
−Ｔ６は、排気ガス再循環システムのクーラの出口における温度を定義していることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、前記コンプレッサ（４０１）または前記低圧コンプレッサ（４１１）の前記入口における前記ガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算するサブステップを含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンプレッサの前記入口における前記ガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔの計算値は、前記エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔ、及び前記エンジン（１０）の昇圧通路への流入時間ｔｔｒａｎｓに依存することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記エンジンがターボチャージャ（４０）を１つだけ備える場合に、前記コンプレッサ（４０１）の前記入口における前記ガス流量は、次の関係式により計算され：
ここで、
及び、
の関係が成り立ち、更に、上式では、
−Ｐ２１ｍｅｓは昇圧圧力であり；
−Ｔ２１ｍｅｓは吸気マニホールド内の温度であり；
−Ｒは空気定数であり；
−Ｎはエンジン回転速度であり；
−Ｖｃｙｌはエンジン容量であり；
−ηｒはエンジン音出力であり；
−Ｖｓｕｒａｌは、コンプレッサ（４０１）の出口とエンジン（１０）の吸気口との間の昇圧通路の容積であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記エンジンが低圧段ターボチャージャ（４１）及び高圧段ターボチャージャ（４２）により構成されるアセンブリを備える場合に、前記低圧段ターボチャージャのコンプレッサ（４１１）の入口におけるガス流量が次の関係式により計算され：
ここで、
及び
の関係が成り立ち、更に、上式では、
−Ｐ２１ｍｅｓは昇圧圧力であり；
−Ｔ２１ｍｅｓは吸気マニホールド内の温度であり；
−Ｒは空気定数であり；
−Ｎはエンジン回転速度であり；
−Ｖｃｙｌはエンジン容量であり；
−ηｒはエンジン音出力であり；
−Ｖｓｕｒａｌ，ＢＰは、低圧コンプレッサ（４１１）の出口と高圧コンプレッサ（４２１）の入口との間の昇圧通路の容積を定義し；
−Ｖｓｕｒａｌ，ＨＰは、高圧コンプレッサ（４２１）の出口とエンジン吸気口（１０）との間の昇圧通路の容積を定義し；
−Ｐ２０は、高圧コンプレッサ（４２１）の入口における圧力であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記高圧コンプレッサ（４２１）の前記入口における前記圧力Ｐ２０は、次の回帰関係式により推定され：
Ｐ２０，ｋ＝ＲＰ２０，ｋ−１＊Ｐ２０，１
ここで、ｋは回帰インデックスであり、Ｐ１は、高圧コンプレッサの入口における圧力の第１推定値であり、Ｒは、動的推定器から供給される低圧圧縮比であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、前記排気ガス再循環システム（１３０）の前記クーラの前記出口における温度Ｔ６を計算するサブステップを含むことを特徴とする、請求項２乃至７の一項に記載の方法。
【請求項９】
前記排気ガス再循環システム（１３０）の前記クーラの前記出口における温度Ｔ６の計算値は次の関係式により定義され：
Ｔ６＝Ｔ５−εｅｇｒ＿ｂｐ（Ｔ５−Ｔｅａｕ，ｍｅｓ）
ここで：
−Ｔ５は、排気バルブの前段の温度を定義し；
−Ｔｅａｕ，ｍｅｓは、排気ガス再循環システムのクーラの冷却水の温度を定義し；
−εｅｇｒ＿ｂｐは、排気ガス再循環システムのクーラの冷却効率を定義していることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記排気ガスの動力を調整するユニットの事前位置決め変数Ｐｏｓｔｕｒｂは、前記変数の値が特に、前記コンプレッサの前記入口におけるガスの計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに依存した状態で決定されることを特徴とする、請求項１乃至９の一項に記載の方法。
【請求項１１】
制御信号を供給して、前記排気ガスの動力を調整する前記ユニットを、前記信号の値が前記事前位置決め変数Ｐｏｓｔｕｒｂに依存した状態で制御することを特徴とする、請求項１乃至１０の一項に記載の方法。
【請求項１２】
単一のターボチャージャ（４０）により過給される、または低圧段ターボチャージャ（４１）及び高圧段ターボチャージャ（４２）により構成されるアセンブリにより過給されるエンジン（１０）を制御して、請求項１乃至１１の一項に記載の方法を実行する装置であって、前記装置は、前記ターボチャージャ（４０）の前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）の前記コンプレッサの前記入口における温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔの計算に適する計算手段と、前記ターボチャージャ（４０）の前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）の前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに依存する昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓを決定して、前記エンジン（１０）の吸気マニホールド（５０）内の昇圧圧力の調整を行なう手段と、を備えることを特徴とする、装置。
【請求項１】
単一のターボチャージャ（４０）により過給される、または低圧段ターボチャージャ（４１）及び高圧段ターボチャージャ（４２）により構成されるアセンブリにより過給されるエンジン（１０）を制御する方法であって：
・ガスの温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを、前記ターボチャージャ（４０）のコンプレッサ（４０１）の入口において、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）のコンプレッサ（４１１）の入口において計算し；次に、
・昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓを、前記設定圧力値が、前記ターボチャージャ（４０）の前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）の前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに特に依存した状態で決定して、前記エンジン（１０）の吸気マニホールド（５０）内の昇圧圧力の調整を行なうことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧コンプレッサの前記入口におけるガスの前記温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔは次の関係式に従って計算され：
ここで：
−Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔはコンプレッサの入口におけるガス流量を定義し；
−Ｃｐａｉｒは空気の比熱を定義し；
−Ｃｐｅｃｈは排気ガスの比熱を定義し；
−Ｑａｉｒは冷気流量を定義し；
−Ｔ１０ｍｅｓは、エアフィルタの出口における温度を定義し；
−Ｔ６は、排気ガス再循環システムのクーラの出口における温度を定義していることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、前記コンプレッサ（４０１）または前記低圧コンプレッサ（４１１）の前記入口における前記ガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔを計算するサブステップを含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンプレッサの前記入口における前記ガス流量Ｑｅｃｏｍｐ，ｅｓｔの計算値は、前記エンジンの吸気口におけるガス流量Ｑｍｏｔ、及び前記エンジン（１０）の昇圧通路への流入時間ｔｔｒａｎｓに依存することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記エンジンがターボチャージャ（４０）を１つだけ備える場合に、前記コンプレッサ（４０１）の前記入口における前記ガス流量は、次の関係式により計算され：
ここで、
及び、
の関係が成り立ち、更に、上式では、
−Ｐ２１ｍｅｓは昇圧圧力であり；
−Ｔ２１ｍｅｓは吸気マニホールド内の温度であり；
−Ｒは空気定数であり；
−Ｎはエンジン回転速度であり；
−Ｖｃｙｌはエンジン容量であり；
−ηｒはエンジン音出力であり；
−Ｖｓｕｒａｌは、コンプレッサ（４０１）の出口とエンジン（１０）の吸気口との間の昇圧通路の容積であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記エンジンが低圧段ターボチャージャ（４１）及び高圧段ターボチャージャ（４２）により構成されるアセンブリを備える場合に、前記低圧段ターボチャージャのコンプレッサ（４１１）の入口におけるガス流量が次の関係式により計算され：
ここで、
及び
の関係が成り立ち、更に、上式では、
−Ｐ２１ｍｅｓは昇圧圧力であり；
−Ｔ２１ｍｅｓは吸気マニホールド内の温度であり；
−Ｒは空気定数であり；
−Ｎはエンジン回転速度であり；
−Ｖｃｙｌはエンジン容量であり；
−ηｒはエンジン音出力であり；
−Ｖｓｕｒａｌ，ＢＰは、低圧コンプレッサ（４１１）の出口と高圧コンプレッサ（４２１）の入口との間の昇圧通路の容積を定義し；
−Ｖｓｕｒａｌ，ＨＰは、高圧コンプレッサ（４２１）の出口とエンジン吸気口（１０）との間の昇圧通路の容積を定義し；
−Ｐ２０は、高圧コンプレッサ（４２１）の入口における圧力であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記高圧コンプレッサ（４２１）の前記入口における前記圧力Ｐ２０は、次の回帰関係式により推定され：
Ｐ２０，ｋ＝ＲＰ２０，ｋ−１＊Ｐ２０，１
ここで、ｋは回帰インデックスであり、Ｐ１は、高圧コンプレッサの入口における圧力の第１推定値であり、Ｒは、動的推定器から供給される低圧圧縮比であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、前記排気ガス再循環システム（１３０）の前記クーラの前記出口における温度Ｔ６を計算するサブステップを含むことを特徴とする、請求項２乃至７の一項に記載の方法。
【請求項９】
前記排気ガス再循環システム（１３０）の前記クーラの前記出口における温度Ｔ６の計算値は次の関係式により定義され：
Ｔ６＝Ｔ５−εｅｇｒ＿ｂｐ（Ｔ５−Ｔｅａｕ，ｍｅｓ）
ここで：
−Ｔ５は、排気バルブの前段の温度を定義し；
−Ｔｅａｕ，ｍｅｓは、排気ガス再循環システムのクーラの冷却水の温度を定義し；
−εｅｇｒ＿ｂｐは、排気ガス再循環システムのクーラの冷却効率を定義していることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記排気ガスの動力を調整するユニットの事前位置決め変数Ｐｏｓｔｕｒｂは、前記変数の値が特に、前記コンプレッサの前記入口におけるガスの計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに依存した状態で決定されることを特徴とする、請求項１乃至９の一項に記載の方法。
【請求項１１】
制御信号を供給して、前記排気ガスの動力を調整する前記ユニットを、前記信号の値が前記事前位置決め変数Ｐｏｓｔｕｒｂに依存した状態で制御することを特徴とする、請求項１乃至１０の一項に記載の方法。
【請求項１２】
単一のターボチャージャ（４０）により過給される、または低圧段ターボチャージャ（４１）及び高圧段ターボチャージャ（４２）により構成されるアセンブリにより過給されるエンジン（１０）を制御して、請求項１乃至１１の一項に記載の方法を実行する装置であって、前記装置は、前記ターボチャージャ（４０）の前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）の前記コンプレッサの前記入口における温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔの計算に適する計算手段と、前記ターボチャージャ（４０）の前記コンプレッサの前記入口における、または前記低圧段ターボチャージャ（４１）の前記コンプレッサの前記入口におけるガスの前記計算温度Ｔｅｃｏｍｐ，ｅｓｔに依存する昇圧設定圧力値Ｐ２１ｃｏｎｓを決定して、前記エンジン（１０）の吸気マニホールド（５０）内の昇圧圧力の調整を行なう手段と、を備えることを特徴とする、装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１１−５１８９９０（Ｐ２０１１−５１８９９０Ａ）
【公表日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０６７５０（Ｐ２０１１−５０６７５０）
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／０５０７４４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３８６５８
【国際公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（５０７３０８９０２）ルノー・エス・アー・エス (281)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／０５０７４４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３８６５８
【国際公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（５０７３０８９０２）ルノー・エス・アー・エス (281)
【Ｆターム（参考）】
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