熱エンジンの制御方法
本発明は、燃焼室（３１）と、燃料の噴射手段（５１）と、支燃性物質（４１）の給気手段（３４、３５）と、燃焼ガス（５０）の排気手段（４３、４４）と、燃焼ガス（４２）を再循環させるための第１流量制御手段（５９）を有する再循環手段（５８）であって、該制御手段は制御信号Ｃｏｍによって操作され、再循環される燃焼ガスの流量は制御信号の値の増加関数である、再循環手段を有する、熱エンジンの制御方法に関する。この制御方法は、経過した１つの時間間隔中に制御信号の変化の結果生じたエンジンの効率の変化を評価する段階と、次の新しい時間間隔中にエンジンの効率を最大化するように制御信号を変化させることからなる、制御信号の更新段階を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、圧縮点火熱エンジンに適用されるＥＧＲ（外部燃焼ガス再循環）の量の最適化に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、燃焼室と、上記燃焼室の中への燃料の噴射手段と、上記燃焼室の中へ、空気を含むガス状支燃性物質を選択的に給気するための給気手段と、上記燃焼室の外への燃焼ガスの排出を選択的に可能にする排気手段と、燃焼ガスを再循環させるための第１流量制御手段を含む再循環手段であって、上記第１流量制御手段は変化する制御信号［Ｃｏｍ］によって操作され、再循環される上記燃焼ガスの流量は上記制御信号の値の増加関数によって表される再循環手段と、上記エンジンの燃料消費量の測定手段を特に有する、燃料直接噴射のディーゼルエンジンのような、サイクリックな動作をする熱エンジンの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
再循環ガスの利用、すなわち、レシプロエンジン、より詳細には圧縮点火エンジンの燃焼室の中へ排気ガスが再循環されるＥＧＲは、当業者に周知である。再循環ガスは、先行するサイクルの燃焼によって発生されるガスであり、従って酸素は乏しい。再循環ガスは、汚染物質の排出を減少させるため、または燃焼の進行を調整するために、空気と混合して使用される。より詳細には、再循環ガスを含む空気／燃料混合気の燃焼時間は、再循環ガスを含まない同等の空気／燃料混合気の燃焼時間よりも長い。従って、汚染粒子の生成のリスクがある、燃料の燃焼が困難で不完全になる最大濃度まで、再循環ガスを混合気に加えることによって、空気／燃料混合気の燃焼を遅らせることが可能である。
【０００４】
再循環ガスの供給が、燃焼室外に局部化された回路から実行されるときに、外部ＥＧＲと呼び、燃焼の残留ガスが燃焼室内に捕捉されてとどまるときに、内部ＥＧＲと呼ぶ。提案される本発明は、主に外部ＥＧＲの管理と、所望の効果を得るために燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの流量の制御方法に関する。
【０００５】
多くのエンジン製作者は、所望の効果を得るように燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの流量を制御するための様々な解決方法を開発してきている。
【０００６】
このような、燃焼室の中へ導入される再循環ガスの流量の制御を可能にする、先に「技術分野」で定義したタイプのエンジンは、例えばジェネラル モーター コーポレーションの特許文献ＵＳ ５，１５０，６９４に記載されている。
【０００７】
この文献には、燃焼室と、給気手段と、給気へのガスの再循環手段とを有するエンジンが開示されており、再循環される燃焼ガスは、排気から集められる。
燃焼室の中へ再循環されるガスの流量は、コンピュータによって操作される弁によって制御される。
また燃焼室の中へ噴射される燃料量も、同じコンピュータによって操作される噴射ポンプによって制御される。
給気装置に設けられた空気流量のセンサが、燃焼室の中へ吸入される空気量を計測することを可能にする。
排気ガスの空気／燃料比の測定センサが、燃料の燃焼が完全か部分的かを測定するために、排気口に配置されている。
【０００８】
例えば、排気口において検出された空気の量が、噴射された燃料の量に対して極めて大きいときには、車載コンピュータは、支燃性物質混合物の酸素濃度を減少させて、エンジンの効率を改善し、燃焼室内の過剰な活性酸素に起因する１酸化窒素の汚染物質の排出を減少させるように、再循環ガスの量を増加させる。
【０００９】
従って、この再循環ガスの流量の制御方法は、エンジンの効率を改善し、不燃焼燃料または窒素酸化物を含む排気ガスによる汚染を減少させることを可能にする。このため、この制御方法は、排気ガスの空気／燃料比の測定に基礎を置く。
しかしながら、空気／燃料比は、エンジンの動作の部分的な指標であって、エンジンの制御のための最も重要な測定値である、エンジンの効率の直接的な測定値を構成するものではないという問題がある。
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ ５，１５０，６９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題を解消し、エンジンの効率を改良するために、再循環ガスの量を制御することを可能にする、熱エンジンの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、他の見地では上記の「技術分野」に記したような定義に合致する本発明の熱エンジンの制御方法は、さらに、経過した１つの時間間隔中に制御信号の変化の結果生じたエンジンの効率の変化を評価する段階と、次の新しい時間間隔中にエンジンの効率を最大化するのに適した方向に上記制御信号を変化させることからなる、上記制御信号の更新段階とを有することを本質的に特徴とする。
【００１３】
従って、本発明による制御方法は、１つの時間間隔中のエンジンの効率の変化を測定または評価することと、この情報を、同じ時間間隔中の再循環ガスの流量の制御手段の制御信号の変化と相関させることからなる。
【００１４】
このようにして、経過した１つの時間間隔中にエンジンの効率が増加するときには、次の時間間隔中の制御信号の変化の方向は、経過した時間間隔中の制御信号の変化の方向に比して、増加の方向にされるか少なくとも一定の方向に維持される。
【００１５】
反対に、経過した１つの時間間隔中にエンジンの効率が減少するときには、次の時間間隔中の制御信号の変化の方向は、経過した時間間隔中の制御信号の変化の方向に比して、逆向きにされるか、少なくとも減少される。
この結果、新しい時間間隔中のエンジンの効率は、経過した時間間隔中のエンジンの効率に比して、増加されるか一定に維持される。
【００１６】
後者の場合を例示するために、例えば、制御手段の制御信号が増加されたときに、経過した時間間隔中のエンジンの効率が低下した場合を考えることができる。この場合、新しい時間間隔中に再循環されるガスの流量を、経過した時間間隔中に再循環されるガスの流量に比して減少させるように、次の新しい時間間隔についての制御信号を減少させることができる。このようにして、燃焼室の中へ再循環されるガスの比率が減少され、活性な酸素の比率が増加される。空気／燃料比の増加は、相関的に燃料の良好な燃焼、従ってエンジンの効率の増加をもたらす。
【００１７】
本発明に特有の実施の形態によれば、エンジンの効率の変化を評価する段階は、第１時間と、第２時間と、第３時間とからなり、
上記第１時間においては、それぞれ第１と第２時間間隔についてエンジンの効率を計算し、上記第２時間間隔は上記第１時間間隔よりも後に終わり、計算される各上記効率は、各上記時間間隔の間の仕事量と噴射燃料量との間の比に相当し、
次いで上記第２時間においては、比：
（第２時間間隔の間のエンジンの効率−第１時間間隔の間のエンジンの効率）／（第２時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値−第１時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値）
の代数的符号を計算し、
次いで上記第３時間において、上記制御信号Ｃｏｍの更新段階は、再循環される燃焼ガスの流量が上記エンジンの効率を最大化するように制御されるように、上記比の代数的符号が正なら制御信号を増加させ、上記比の代数的符号が負なら制御信号を減少させることからなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の特徴及び利点は、参考のためであって非限定的な、添付図面を参照する、以下の説明によって明確になるであろう。これらの図において：
図１は、燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの量の最適化方法を示し；
図２は、燃焼室の中へ吸入される再循環ガスにおける層状化を最適化するための補足的な方法を示し；
図３は、各燃焼室に対する再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示し；
図４は、複数の燃焼室に共通の再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示す。
【００１９】
先に述べたように、本発明は、燃料直接噴射のディーゼルエンジンのような、サイクリックな動作をする熱エンジンの制御方法に関する。
【００２０】
図１は、本発明による制御方法の１実施例を示す。
この制御方法は、エンジンの効率を最大にするために燃焼室へ再循環される燃焼ガスの流量と、従ってその比率を調整することを可能にする制御ループである。
【００２１】
エンジンの２つの動作パラメータが測定される。一方では、ある時間間隔中にエンジンによって実行される仕事の変化が、他方では、同じ時間間隔中に消費される燃料の量が問題である。
【００２２】
測定の時間間隔は、エンジンのサイクル数に対応することが望ましく、測定値は、測定結果を平滑化するために、複数のエンジンサイクルについて平均されることが望ましい。
【００２３】
時間間隔中の、エンジンによって実行される仕事の変化と、消費される燃料の量の測定値は、効率の変化または変化の平均値を決定するコンピュータへ伝達される。
【００２４】
図１に示す例に従って、サイクルｎについてのエンジンの効率Ｒ（ｎ）は、エンジンから発生されたトルクＣｐｌ（ｎ）と、サイクルｎの間に噴射された燃料の量Ｔｉ（ｎ）との間の比から得られる。計算された効率Ｒ（ｎ）は、マッピングされた修正関数Ｆを用いて修正することもできる。この修正関数Ｆは、エンジンの制御の状態または動作の状態と、Ｒ（ｎ）に加えられる修正との間の全単射関係である。この修正関数Ｆは、既知で、あらかじめ測定された環境効果に従って変化する。望ましくは、この修正関数Ｆは、効率Ｒの、再循環ガスの流量の制御値Ｃｏｍに対する感度を考慮に入れる。
【００２５】
与えられたサイクルｎについて、単数または複数の燃焼室から供給される関連する仕事またはトルクＣｐｌ（ｎ）は、燃焼室の圧力センサと、クランク軸に設けられたエンジンのトルクセンサとの、少なくとも一方を用いて測定される。このトルクＣｐｌ（ｎ）は、クランク軸の応力の測定値、または燃焼室内のガスの圧力と相関付けられたクランク軸の加速度の測定値から、計算することができる。
【００２６】
サイクルｎの間に消費される燃料の量は、Ｔｉ（ｎ）と表記され、流量計による直接的な方法と、燃料噴射器の制御時間と噴射される燃料の圧力とによる間接的な方法との、少なくとも一方によって測定される。間接的な方法によって計算される燃料の量は、燃料の温度と燃焼室内の圧力との少なくとも一方に従って修正することができる。
【００２７】
次いで、コンピュータは、次のサイクル（ｎ＋１）に対する再循環ガスの流量の制御手段へ送出するべき新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）を決定する。
【００２８】
新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の値は、それぞれサイクルｐ、サイクルｑと呼ぶ、相次ぐエンジンの２つのサイクルの間に測定された効率の変化の比の関数である。
【００２９】
サイクルｐとサイクルｑの間の効率の変化は、測定された効率Ｒ（ｎ−ｑ）から、測定された効率Ｒ（ｎ−ｐ）を差し引くことによって計算される。
【００３０】
サイクルｐとサイクルｑの間の制御信号の値の変化は、制御信号の値Ｃｏｍ（ｎ−ｑ）から、制御信号の値Ｃｏｍ（ｎ−ｐ）を差し引くことによって計算される。
【００３１】
最後に、新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の新しい値は、エンジンの効率の変化と、先に計算された制御の値の変化との間の比から計算される。
【００３２】
Ｃｏｍ（ｎ＋１）のこの結果は、先に言及したエンジンの環境の要因を考慮に入れる修正関数Ｋを用いて修正することもできる。
【００３３】
次いで、新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の値は、次のサイクル（ｎ＋１）における再循環ガスの流量を調整するために、再循環ガスの流量の制御手段へ伝達される。
【００３４】
この効率の制御過程は、その後のエンジンのサイクルについて繰り返される。
【００３５】
再循環ガスの流量の制御手段は、オール オア ナッシングタイプのものでも、ゼロ流量から、エンジンによって吸入可能な最大流量に達する流量の範囲にわたって連続する変数でもよい。
【００３６】
図２は、エンジンの騒音を許容最大エンジン騒音以下に維持するために、本発明の実施の形態を補足する制御方法を示す。燃焼の騒音は、燃焼速度と関係があり、すなわち支燃性物質による燃料の酸化から生じるエネルギが開放される速度と関係がある。
【００３７】
この特有の実施の形態においては、それぞれが流量の制御手段と、上述の制御方法とによって調節された再循環ガスの比率を有する、少なくとも２つの流体の層が燃焼室に供給される。これらの２つの流体の層は、燃焼室に供給され、空気と可変の再循環ガスの量を含む流体の層を形成する。望ましくは、層の再循環ガスの比率は、燃料注入量の比率の関数である。
【００３８】
このようにして生成された各流体の層は、適切な比率の再循環ガスを有し、従って、適切な点火遅れと適切な燃焼速度を有し、このことが燃焼室全体の中における燃焼時間を延伸することを可能にする。各層の再循環ガスの比率と、層の間の再循環ガスの比率の差の調節は、燃焼速度の制御と燃焼騒音の減少を相関的に可能にする。例えば、２つの流体の層の各再循環ガスの比率の値の差を変更することによって、燃焼速度を制御することができる。
【００３９】
要約すると、図１に示す制御方法は、エンジンの効率を最大化するように再循環ガスの流量を制御することを可能にし、図２に示す制御方法は、この再循環ガスの燃焼室の中への供給の仕方の制御及びエンジンの騒音の減少を可能にする。
【００４０】
従って、これらの２つの方法の組み合わせは、エンジンの騒音のレベルを制御しながら、エンジンの効率を最大化することを可能にする。
【００４１】
図２に示す方法は、層状化と呼ばれる機能、すなわち、一方の層と他方の層との再循環ガスの比率が異なる複数の流体の層の生成によって、エンジンの騒音を制御することからなる。
【００４２】
より詳細には、図２に示す閉ループの制御方法は、エンジンから発生される騒音Ｂｒｍ（ｎ）の測定の、サイクルｎにおける第１段階からなる。
エンジンの騒音の測定は、燃焼室内における燃焼速度を検出することを可能にするあらゆる技術によって実行することができる。これを実行するために、燃焼室内の圧力が急激に上昇する時間の間隔を検出することができる。この測定は、特にクランク軸によって伝達されるトルクのセンサを用いて、または燃焼室内の圧力の測定信号を発生するセンサを用いて、実行することができる。この測定は、シリンダヘッドまたはクランク軸に設けられた加速度計を用いて、加速度の最大値を求めることによって実行することもできる。
【００４３】
エンジンの動作点に関する情報を収集する第２段階は、騒音Ｂｒｍ（ｎ）の測定段階と同じ時間間隔の間に実行される。動作点は、与えられたエンジン回転数に対して噴射される燃料の量に主として対応する。サイクルｎにおけるエンジンの動作点に関するその他の情報も、エンジンの状態を決定するために収集することができる。
【００４４】
マッピング データ ベースは、サイクルｎにおいて計測されたエンジンの状態に対応する、マッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）を指示するための参照値の役に立つ。
【００４５】
そこで、コンピュータは、サイクルｎにおけるエンジンの動作点についての許容最大騒音Ｂｒｃ（ｎ）を、同じサイクルｎについて測定されたエンジンの騒音Ｂｒｍ（ｎ）と比較する。
【００４６】
もし測定されたエンジンの騒音Ｂｒｍ（ｎ）が、マッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）よりも大であれば、次のサイクルｎ＋１のための新しい層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ＋１）を、サイクルｎの層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ）に比して増加する。層状化制御の値の増加は、異なる再循環ガス濃度を有するガスの層を生成することを可能にし、相関的に異なる燃焼速度をもたらすことを可能にする。従って、燃焼時間が延伸され、このことがエンジンの騒音を減少させることを可能にする。
【００４７】
もしエンジンの騒音測定値Ｂｒｍ（ｎ）が、マッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）よりも小であれば、次のサイクルｎ＋１のための新しい層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ＋１）を、サイクルｎの層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ）に比して減少させる。層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ＋１）の減少は、燃焼室の層の間の再循環ガス濃度の差を減少させることを可能にし、相関的に燃焼速度を増加させる。
【００４８】
この騒音の制御方法は、その後のエンジンのサイクルについて繰り返すことが可能である。
【００４９】
この制御方法の層状化制御は、単独のサイクルｎに基礎を置くことができ、あるいは複数のサイクルの平均値に基礎を置くことができる。層状化制御は、単数または複数の測定の直後のサイクルに適用することができ、あるいは複数サイクル遅らせてもよい。また、層状化制御は、燃焼室ごとに適用してもよく、あるいは燃焼室の全体に適用してもよい。
【００５０】
層状化関数は、オール オア ナッシングの関数でも、測定された騒音Ｂｒｍ（ｎ）とマッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）との差に比例して連続変化する関数でもよい。
【００５１】
効率と騒音を制御する２つの方法によって、騒音を制限しながら効率を最大化することが可能になる。
【００５２】
図３、４は、上述の制御方法の少なくとも１つを実地に適用するための燃焼ガス再循環制御回路が設けられた、２つのエンジン３０、６０の例をそれぞれ示す。これらのエンジン３０、６０の各々は、３シリンダ、すなわち３つの燃焼室３１、３２、３３を有する。各燃焼室３１、３２、３３は、燃料噴射器５１、５２、５３と、２つの別々の流体の層を各燃焼室へ導入するための、互いに分離された、それぞれ２つの給気口３４〜３９を有する。各流体の層は、燃焼室の中にガスの層を形成するように、含有率が時間的に変化する再循環燃焼ガスを有することができる。
【００５３】
第１〜第３燃焼室３１、３２、３３は、それぞれ燃焼ガス５０の第１、第２排気口４３〜４８を有する。
【００５４】
これらの排気口の全体は、主排気管４９に接続される。
【００５５】
図３、４に示す各エンジンには、ターボ５７と、再循環手段が設けられている。再循環手段は、燃焼ガス５０の一部を回収して給気の中へ導入することを可能にする。
【００５６】
図３に示すエンジン３０の給気口３４〜３９は、空気４１と再循環燃焼ガス４２を給気するための主給気管４０に接続されている。
【００５７】
主給気管４０自身は、再循環燃焼ガス４２の再循環手段５８を介して、主排気管４９へ接続される。
【００５８】
再循環手段５８は、主給気管４０の中へ再循環される燃焼ガスの割合を制御する制御弁５９を有する。従って、この制御弁５９は、唯一の流量制御手段によって、給気口３４〜３９及び燃焼室３１〜３３の全体に対する燃焼ガスの流量の制御を可能にする。
【００５９】
第１〜第３層状化弁５４〜５６は、それぞれ燃焼ガスの再循環手段５８を第２給気口３５、３７、３９へ連結する。
【００６０】
３つの層状化弁５４〜５６の各々は、それぞれ燃焼室３１〜３３の層状化を個別に制御する。
【００６１】
例えば第１層状化弁５４は、第２給気口３５を通過する流体の層の中への再循環ガスの給気を可能にする。従って、第２給気口３５を通過する流体の層は、可変で、第１層状化弁５４と、再循環燃焼ガスの割合の制御弁５９との、少なくとも一方によって制御される、再循環ガスの比率を有する。
【００６２】
第１給気口３４を通過する流体の層は、再循環燃焼ガスの割合の制御弁５９のみによって制御される可変の再循環ガスの比率を有する。
【００６３】
従って、第１燃焼室３１の中の流体の層のあいだの再循環ガスの濃度の差は、第１層状化弁５４を使用することによって調節することが出来る。
【００６４】
図４に示すエンジン６０は、燃焼室全体に対する再循環ガスの流量とそれらの層状化の、同時で、集中的な制御を可能にする。
【００６５】
この図のエンジン６０は、第１主給気管６１と第２主給気管６２を有する。
【００６６】
第１主給気管６１と第２主給気管６２は、第１主給気管６１に対する第１再循環手段６３と、第２主給気管６２に対する第２再循環手段６４とを介して、主排気管４９に接続される。
【００６７】
第１主給気管６１は、同じ再循環ガスの濃度を有する第１の流体の層の給気を可能にする第１給気口３４、３６、３８へ接続される。
【００６８】
第２主給気管６２は、同じ再循環ガスの濃度を有する第２の流体の層の給気を可能にする第２給気口３５、３７、３９へ接続される。
【００６９】
第１主給気管６１と第２主給気管６２のそれぞれの再循環ガスの流量は、互いに独立で、それぞれ第１弁６５と第２弁６６によって制御される。
【００７０】
この特有の組み立ては、全ての燃焼室内における再循環ガスの比率を、２つの弁によって制御することを可能にする。
これらの２つの弁は、第１再循環手段６３と第２再循環手段６４をそれぞれ通過する再循環ガス４２の流量の差を操作することによって、層状化の制御も可能にする。
【００７１】
図３に示されたエンジン３０と同様に、再循環される排気ガスの流量の制御手段は、空圧式、油圧式、または電気式制御手段の少なくとも１つによって制御される弁によって構成される。これらの弁は、連続または不連続なガスの流量を供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの量の最適化方法を示す図である。
【図２】燃焼室の中へ吸入される再循環ガスにおける層状化を最適化するための補足的な方法を示す図である。
【図３】各燃焼室に対する再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示す模式図である。
【図４】複数の燃焼室に共通の再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示す模式図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、圧縮点火熱エンジンに適用されるＥＧＲ（外部燃焼ガス再循環）の量の最適化に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、燃焼室と、上記燃焼室の中への燃料の噴射手段と、上記燃焼室の中へ、空気を含むガス状支燃性物質を選択的に給気するための給気手段と、上記燃焼室の外への燃焼ガスの排出を選択的に可能にする排気手段と、燃焼ガスを再循環させるための第１流量制御手段を含む再循環手段であって、上記第１流量制御手段は変化する制御信号［Ｃｏｍ］によって操作され、再循環される上記燃焼ガスの流量は上記制御信号の値の増加関数によって表される再循環手段と、上記エンジンの燃料消費量の測定手段を特に有する、燃料直接噴射のディーゼルエンジンのような、サイクリックな動作をする熱エンジンの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
再循環ガスの利用、すなわち、レシプロエンジン、より詳細には圧縮点火エンジンの燃焼室の中へ排気ガスが再循環されるＥＧＲは、当業者に周知である。再循環ガスは、先行するサイクルの燃焼によって発生されるガスであり、従って酸素は乏しい。再循環ガスは、汚染物質の排出を減少させるため、または燃焼の進行を調整するために、空気と混合して使用される。より詳細には、再循環ガスを含む空気／燃料混合気の燃焼時間は、再循環ガスを含まない同等の空気／燃料混合気の燃焼時間よりも長い。従って、汚染粒子の生成のリスクがある、燃料の燃焼が困難で不完全になる最大濃度まで、再循環ガスを混合気に加えることによって、空気／燃料混合気の燃焼を遅らせることが可能である。
【０００４】
再循環ガスの供給が、燃焼室外に局部化された回路から実行されるときに、外部ＥＧＲと呼び、燃焼の残留ガスが燃焼室内に捕捉されてとどまるときに、内部ＥＧＲと呼ぶ。提案される本発明は、主に外部ＥＧＲの管理と、所望の効果を得るために燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの流量の制御方法に関する。
【０００５】
多くのエンジン製作者は、所望の効果を得るように燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの流量を制御するための様々な解決方法を開発してきている。
【０００６】
このような、燃焼室の中へ導入される再循環ガスの流量の制御を可能にする、先に「技術分野」で定義したタイプのエンジンは、例えばジェネラル モーター コーポレーションの特許文献ＵＳ ５，１５０，６９４に記載されている。
【０００７】
この文献には、燃焼室と、給気手段と、給気へのガスの再循環手段とを有するエンジンが開示されており、再循環される燃焼ガスは、排気から集められる。
燃焼室の中へ再循環されるガスの流量は、コンピュータによって操作される弁によって制御される。
また燃焼室の中へ噴射される燃料量も、同じコンピュータによって操作される噴射ポンプによって制御される。
給気装置に設けられた空気流量のセンサが、燃焼室の中へ吸入される空気量を計測することを可能にする。
排気ガスの空気／燃料比の測定センサが、燃料の燃焼が完全か部分的かを測定するために、排気口に配置されている。
【０００８】
例えば、排気口において検出された空気の量が、噴射された燃料の量に対して極めて大きいときには、車載コンピュータは、支燃性物質混合物の酸素濃度を減少させて、エンジンの効率を改善し、燃焼室内の過剰な活性酸素に起因する１酸化窒素の汚染物質の排出を減少させるように、再循環ガスの量を増加させる。
【０００９】
従って、この再循環ガスの流量の制御方法は、エンジンの効率を改善し、不燃焼燃料または窒素酸化物を含む排気ガスによる汚染を減少させることを可能にする。このため、この制御方法は、排気ガスの空気／燃料比の測定に基礎を置く。
しかしながら、空気／燃料比は、エンジンの動作の部分的な指標であって、エンジンの制御のための最も重要な測定値である、エンジンの効率の直接的な測定値を構成するものではないという問題がある。
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ ５，１５０，６９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題を解消し、エンジンの効率を改良するために、再循環ガスの量を制御することを可能にする、熱エンジンの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、他の見地では上記の「技術分野」に記したような定義に合致する本発明の熱エンジンの制御方法は、さらに、経過した１つの時間間隔中に制御信号の変化の結果生じたエンジンの効率の変化を評価する段階と、次の新しい時間間隔中にエンジンの効率を最大化するのに適した方向に上記制御信号を変化させることからなる、上記制御信号の更新段階とを有することを本質的に特徴とする。
【００１３】
従って、本発明による制御方法は、１つの時間間隔中のエンジンの効率の変化を測定または評価することと、この情報を、同じ時間間隔中の再循環ガスの流量の制御手段の制御信号の変化と相関させることからなる。
【００１４】
このようにして、経過した１つの時間間隔中にエンジンの効率が増加するときには、次の時間間隔中の制御信号の変化の方向は、経過した時間間隔中の制御信号の変化の方向に比して、増加の方向にされるか少なくとも一定の方向に維持される。
【００１５】
反対に、経過した１つの時間間隔中にエンジンの効率が減少するときには、次の時間間隔中の制御信号の変化の方向は、経過した時間間隔中の制御信号の変化の方向に比して、逆向きにされるか、少なくとも減少される。
この結果、新しい時間間隔中のエンジンの効率は、経過した時間間隔中のエンジンの効率に比して、増加されるか一定に維持される。
【００１６】
後者の場合を例示するために、例えば、制御手段の制御信号が増加されたときに、経過した時間間隔中のエンジンの効率が低下した場合を考えることができる。この場合、新しい時間間隔中に再循環されるガスの流量を、経過した時間間隔中に再循環されるガスの流量に比して減少させるように、次の新しい時間間隔についての制御信号を減少させることができる。このようにして、燃焼室の中へ再循環されるガスの比率が減少され、活性な酸素の比率が増加される。空気／燃料比の増加は、相関的に燃料の良好な燃焼、従ってエンジンの効率の増加をもたらす。
【００１７】
本発明に特有の実施の形態によれば、エンジンの効率の変化を評価する段階は、第１時間と、第２時間と、第３時間とからなり、
上記第１時間においては、それぞれ第１と第２時間間隔についてエンジンの効率を計算し、上記第２時間間隔は上記第１時間間隔よりも後に終わり、計算される各上記効率は、各上記時間間隔の間の仕事量と噴射燃料量との間の比に相当し、
次いで上記第２時間においては、比：
（第２時間間隔の間のエンジンの効率−第１時間間隔の間のエンジンの効率）／（第２時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値−第１時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値）
の代数的符号を計算し、
次いで上記第３時間において、上記制御信号Ｃｏｍの更新段階は、再循環される燃焼ガスの流量が上記エンジンの効率を最大化するように制御されるように、上記比の代数的符号が正なら制御信号を増加させ、上記比の代数的符号が負なら制御信号を減少させることからなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の特徴及び利点は、参考のためであって非限定的な、添付図面を参照する、以下の説明によって明確になるであろう。これらの図において：
図１は、燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの量の最適化方法を示し；
図２は、燃焼室の中へ吸入される再循環ガスにおける層状化を最適化するための補足的な方法を示し；
図３は、各燃焼室に対する再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示し；
図４は、複数の燃焼室に共通の再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示す。
【００１９】
先に述べたように、本発明は、燃料直接噴射のディーゼルエンジンのような、サイクリックな動作をする熱エンジンの制御方法に関する。
【００２０】
図１は、本発明による制御方法の１実施例を示す。
この制御方法は、エンジンの効率を最大にするために燃焼室へ再循環される燃焼ガスの流量と、従ってその比率を調整することを可能にする制御ループである。
【００２１】
エンジンの２つの動作パラメータが測定される。一方では、ある時間間隔中にエンジンによって実行される仕事の変化が、他方では、同じ時間間隔中に消費される燃料の量が問題である。
【００２２】
測定の時間間隔は、エンジンのサイクル数に対応することが望ましく、測定値は、測定結果を平滑化するために、複数のエンジンサイクルについて平均されることが望ましい。
【００２３】
時間間隔中の、エンジンによって実行される仕事の変化と、消費される燃料の量の測定値は、効率の変化または変化の平均値を決定するコンピュータへ伝達される。
【００２４】
図１に示す例に従って、サイクルｎについてのエンジンの効率Ｒ（ｎ）は、エンジンから発生されたトルクＣｐｌ（ｎ）と、サイクルｎの間に噴射された燃料の量Ｔｉ（ｎ）との間の比から得られる。計算された効率Ｒ（ｎ）は、マッピングされた修正関数Ｆを用いて修正することもできる。この修正関数Ｆは、エンジンの制御の状態または動作の状態と、Ｒ（ｎ）に加えられる修正との間の全単射関係である。この修正関数Ｆは、既知で、あらかじめ測定された環境効果に従って変化する。望ましくは、この修正関数Ｆは、効率Ｒの、再循環ガスの流量の制御値Ｃｏｍに対する感度を考慮に入れる。
【００２５】
与えられたサイクルｎについて、単数または複数の燃焼室から供給される関連する仕事またはトルクＣｐｌ（ｎ）は、燃焼室の圧力センサと、クランク軸に設けられたエンジンのトルクセンサとの、少なくとも一方を用いて測定される。このトルクＣｐｌ（ｎ）は、クランク軸の応力の測定値、または燃焼室内のガスの圧力と相関付けられたクランク軸の加速度の測定値から、計算することができる。
【００２６】
サイクルｎの間に消費される燃料の量は、Ｔｉ（ｎ）と表記され、流量計による直接的な方法と、燃料噴射器の制御時間と噴射される燃料の圧力とによる間接的な方法との、少なくとも一方によって測定される。間接的な方法によって計算される燃料の量は、燃料の温度と燃焼室内の圧力との少なくとも一方に従って修正することができる。
【００２７】
次いで、コンピュータは、次のサイクル（ｎ＋１）に対する再循環ガスの流量の制御手段へ送出するべき新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）を決定する。
【００２８】
新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の値は、それぞれサイクルｐ、サイクルｑと呼ぶ、相次ぐエンジンの２つのサイクルの間に測定された効率の変化の比の関数である。
【００２９】
サイクルｐとサイクルｑの間の効率の変化は、測定された効率Ｒ（ｎ−ｑ）から、測定された効率Ｒ（ｎ−ｐ）を差し引くことによって計算される。
【００３０】
サイクルｐとサイクルｑの間の制御信号の値の変化は、制御信号の値Ｃｏｍ（ｎ−ｑ）から、制御信号の値Ｃｏｍ（ｎ−ｐ）を差し引くことによって計算される。
【００３１】
最後に、新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の新しい値は、エンジンの効率の変化と、先に計算された制御の値の変化との間の比から計算される。
【００３２】
Ｃｏｍ（ｎ＋１）のこの結果は、先に言及したエンジンの環境の要因を考慮に入れる修正関数Ｋを用いて修正することもできる。
【００３３】
次いで、新しい制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の値は、次のサイクル（ｎ＋１）における再循環ガスの流量を調整するために、再循環ガスの流量の制御手段へ伝達される。
【００３４】
この効率の制御過程は、その後のエンジンのサイクルについて繰り返される。
【００３５】
再循環ガスの流量の制御手段は、オール オア ナッシングタイプのものでも、ゼロ流量から、エンジンによって吸入可能な最大流量に達する流量の範囲にわたって連続する変数でもよい。
【００３６】
図２は、エンジンの騒音を許容最大エンジン騒音以下に維持するために、本発明の実施の形態を補足する制御方法を示す。燃焼の騒音は、燃焼速度と関係があり、すなわち支燃性物質による燃料の酸化から生じるエネルギが開放される速度と関係がある。
【００３７】
この特有の実施の形態においては、それぞれが流量の制御手段と、上述の制御方法とによって調節された再循環ガスの比率を有する、少なくとも２つの流体の層が燃焼室に供給される。これらの２つの流体の層は、燃焼室に供給され、空気と可変の再循環ガスの量を含む流体の層を形成する。望ましくは、層の再循環ガスの比率は、燃料注入量の比率の関数である。
【００３８】
このようにして生成された各流体の層は、適切な比率の再循環ガスを有し、従って、適切な点火遅れと適切な燃焼速度を有し、このことが燃焼室全体の中における燃焼時間を延伸することを可能にする。各層の再循環ガスの比率と、層の間の再循環ガスの比率の差の調節は、燃焼速度の制御と燃焼騒音の減少を相関的に可能にする。例えば、２つの流体の層の各再循環ガスの比率の値の差を変更することによって、燃焼速度を制御することができる。
【００３９】
要約すると、図１に示す制御方法は、エンジンの効率を最大化するように再循環ガスの流量を制御することを可能にし、図２に示す制御方法は、この再循環ガスの燃焼室の中への供給の仕方の制御及びエンジンの騒音の減少を可能にする。
【００４０】
従って、これらの２つの方法の組み合わせは、エンジンの騒音のレベルを制御しながら、エンジンの効率を最大化することを可能にする。
【００４１】
図２に示す方法は、層状化と呼ばれる機能、すなわち、一方の層と他方の層との再循環ガスの比率が異なる複数の流体の層の生成によって、エンジンの騒音を制御することからなる。
【００４２】
より詳細には、図２に示す閉ループの制御方法は、エンジンから発生される騒音Ｂｒｍ（ｎ）の測定の、サイクルｎにおける第１段階からなる。
エンジンの騒音の測定は、燃焼室内における燃焼速度を検出することを可能にするあらゆる技術によって実行することができる。これを実行するために、燃焼室内の圧力が急激に上昇する時間の間隔を検出することができる。この測定は、特にクランク軸によって伝達されるトルクのセンサを用いて、または燃焼室内の圧力の測定信号を発生するセンサを用いて、実行することができる。この測定は、シリンダヘッドまたはクランク軸に設けられた加速度計を用いて、加速度の最大値を求めることによって実行することもできる。
【００４３】
エンジンの動作点に関する情報を収集する第２段階は、騒音Ｂｒｍ（ｎ）の測定段階と同じ時間間隔の間に実行される。動作点は、与えられたエンジン回転数に対して噴射される燃料の量に主として対応する。サイクルｎにおけるエンジンの動作点に関するその他の情報も、エンジンの状態を決定するために収集することができる。
【００４４】
マッピング データ ベースは、サイクルｎにおいて計測されたエンジンの状態に対応する、マッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）を指示するための参照値の役に立つ。
【００４５】
そこで、コンピュータは、サイクルｎにおけるエンジンの動作点についての許容最大騒音Ｂｒｃ（ｎ）を、同じサイクルｎについて測定されたエンジンの騒音Ｂｒｍ（ｎ）と比較する。
【００４６】
もし測定されたエンジンの騒音Ｂｒｍ（ｎ）が、マッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）よりも大であれば、次のサイクルｎ＋１のための新しい層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ＋１）を、サイクルｎの層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ）に比して増加する。層状化制御の値の増加は、異なる再循環ガス濃度を有するガスの層を生成することを可能にし、相関的に異なる燃焼速度をもたらすことを可能にする。従って、燃焼時間が延伸され、このことがエンジンの騒音を減少させることを可能にする。
【００４７】
もしエンジンの騒音測定値Ｂｒｍ（ｎ）が、マッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）よりも小であれば、次のサイクルｎ＋１のための新しい層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ＋１）を、サイクルｎの層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ）に比して減少させる。層状化制御の値Ｓｔｒ（ｎ＋１）の減少は、燃焼室の層の間の再循環ガス濃度の差を減少させることを可能にし、相関的に燃焼速度を増加させる。
【００４８】
この騒音の制御方法は、その後のエンジンのサイクルについて繰り返すことが可能である。
【００４９】
この制御方法の層状化制御は、単独のサイクルｎに基礎を置くことができ、あるいは複数のサイクルの平均値に基礎を置くことができる。層状化制御は、単数または複数の測定の直後のサイクルに適用することができ、あるいは複数サイクル遅らせてもよい。また、層状化制御は、燃焼室ごとに適用してもよく、あるいは燃焼室の全体に適用してもよい。
【００５０】
層状化関数は、オール オア ナッシングの関数でも、測定された騒音Ｂｒｍ（ｎ）とマッピングされた許容最大エンジン騒音Ｂｒｃ（ｎ）との差に比例して連続変化する関数でもよい。
【００５１】
効率と騒音を制御する２つの方法によって、騒音を制限しながら効率を最大化することが可能になる。
【００５２】
図３、４は、上述の制御方法の少なくとも１つを実地に適用するための燃焼ガス再循環制御回路が設けられた、２つのエンジン３０、６０の例をそれぞれ示す。これらのエンジン３０、６０の各々は、３シリンダ、すなわち３つの燃焼室３１、３２、３３を有する。各燃焼室３１、３２、３３は、燃料噴射器５１、５２、５３と、２つの別々の流体の層を各燃焼室へ導入するための、互いに分離された、それぞれ２つの給気口３４〜３９を有する。各流体の層は、燃焼室の中にガスの層を形成するように、含有率が時間的に変化する再循環燃焼ガスを有することができる。
【００５３】
第１〜第３燃焼室３１、３２、３３は、それぞれ燃焼ガス５０の第１、第２排気口４３〜４８を有する。
【００５４】
これらの排気口の全体は、主排気管４９に接続される。
【００５５】
図３、４に示す各エンジンには、ターボ５７と、再循環手段が設けられている。再循環手段は、燃焼ガス５０の一部を回収して給気の中へ導入することを可能にする。
【００５６】
図３に示すエンジン３０の給気口３４〜３９は、空気４１と再循環燃焼ガス４２を給気するための主給気管４０に接続されている。
【００５７】
主給気管４０自身は、再循環燃焼ガス４２の再循環手段５８を介して、主排気管４９へ接続される。
【００５８】
再循環手段５８は、主給気管４０の中へ再循環される燃焼ガスの割合を制御する制御弁５９を有する。従って、この制御弁５９は、唯一の流量制御手段によって、給気口３４〜３９及び燃焼室３１〜３３の全体に対する燃焼ガスの流量の制御を可能にする。
【００５９】
第１〜第３層状化弁５４〜５６は、それぞれ燃焼ガスの再循環手段５８を第２給気口３５、３７、３９へ連結する。
【００６０】
３つの層状化弁５４〜５６の各々は、それぞれ燃焼室３１〜３３の層状化を個別に制御する。
【００６１】
例えば第１層状化弁５４は、第２給気口３５を通過する流体の層の中への再循環ガスの給気を可能にする。従って、第２給気口３５を通過する流体の層は、可変で、第１層状化弁５４と、再循環燃焼ガスの割合の制御弁５９との、少なくとも一方によって制御される、再循環ガスの比率を有する。
【００６２】
第１給気口３４を通過する流体の層は、再循環燃焼ガスの割合の制御弁５９のみによって制御される可変の再循環ガスの比率を有する。
【００６３】
従って、第１燃焼室３１の中の流体の層のあいだの再循環ガスの濃度の差は、第１層状化弁５４を使用することによって調節することが出来る。
【００６４】
図４に示すエンジン６０は、燃焼室全体に対する再循環ガスの流量とそれらの層状化の、同時で、集中的な制御を可能にする。
【００６５】
この図のエンジン６０は、第１主給気管６１と第２主給気管６２を有する。
【００６６】
第１主給気管６１と第２主給気管６２は、第１主給気管６１に対する第１再循環手段６３と、第２主給気管６２に対する第２再循環手段６４とを介して、主排気管４９に接続される。
【００６７】
第１主給気管６１は、同じ再循環ガスの濃度を有する第１の流体の層の給気を可能にする第１給気口３４、３６、３８へ接続される。
【００６８】
第２主給気管６２は、同じ再循環ガスの濃度を有する第２の流体の層の給気を可能にする第２給気口３５、３７、３９へ接続される。
【００６９】
第１主給気管６１と第２主給気管６２のそれぞれの再循環ガスの流量は、互いに独立で、それぞれ第１弁６５と第２弁６６によって制御される。
【００７０】
この特有の組み立ては、全ての燃焼室内における再循環ガスの比率を、２つの弁によって制御することを可能にする。
これらの２つの弁は、第１再循環手段６３と第２再循環手段６４をそれぞれ通過する再循環ガス４２の流量の差を操作することによって、層状化の制御も可能にする。
【００７１】
図３に示されたエンジン３０と同様に、再循環される排気ガスの流量の制御手段は、空圧式、油圧式、または電気式制御手段の少なくとも１つによって制御される弁によって構成される。これらの弁は、連続または不連続なガスの流量を供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】燃焼室の中へ吸入される再循環ガスの量の最適化方法を示す図である。
【図２】燃焼室の中へ吸入される再循環ガスにおける層状化を最適化するための補足的な方法を示す図である。
【図３】各燃焼室に対する再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示す模式図である。
【図４】複数の燃焼室に共通の再循環ガスの流量制御手段を有する燃焼エンジンを示す模式図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（３１）と、
上記燃焼室の中への燃料の噴射手段（５１）と、
上記燃焼室の中へ、空気（４１）を含むガス状支燃性物質を選択的に給気するための給気手段（３４、３５）と、
上記燃焼室（３１）の外への燃焼ガス（５０）の排出を選択的に可能にする排気手段（４３、４４）と、
燃焼ガス（４２）を再循環させるための第１流量制御手段（５９）を有する再循環手段（５８）であって、上記第１流量制御手段は変化する制御信号［Ｃｏｍ］によって操作され、再循環される上記燃焼ガスの流量は上記制御信号の値の増加関数によって表される再循環手段と、
エンジンの燃料消費量の測定手段と、
を特に有する、燃料直接噴射のディーゼルエンジンのような、サイクリックな動作をする熱エンジンの制御方法において、
さらに、経過した１つの時間間隔中に上記制御信号の変化の結果生じたエンジンの効率の変化を評価する段階と、次の新しい時間間隔中にエンジンの効率を最大化するのに適した方向に上記制御信号を変化させることからなる、上記制御信号の更新段階とを有することを特徴とする、熱エンジンの制御方法。
【請求項２】
上記エンジンの効率の変化を評価する段階は、第１時間と、第２時間と、第３時間とからなり、
上記第１時間においては、それぞれ第１と第２時間間隔についてエンジンの効率を計算し、上記第２時間間隔は上記第１時間間隔よりも後に終わり、計算される各上記効率は、各上記時間間隔の間の仕事量と噴射燃料量との間の比に相当し、
次いで上記第２時間においては、比：
（第２時間間隔の間のエンジンの効率−第１時間間隔の間のエンジンの効率）／（第２時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値−第１時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値）
の代数的符号を計算し、
次いで上記第３時間において、上記制御信号の更新段階は、再循環される燃焼ガスの流量が上記エンジン（３０）の効率を最大化するように制御されるように、上記比の代数的符号が正なら制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）を増加させ、上記比の代数的符号が負なら制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）を減少させることからなる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項３】
上記エンジンの効率の変化を評価する段階は、上記制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の値が上記エンジンの複数のサイクルに亘って平均化されるように、上記エンジンの複数のサイクルの経過時間間隔について実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項４】
上記給気手段は、上記燃焼室の中への、ガス状支燃性物質の第１流体の層と第２流体の層の給気をそれぞれ可能にする、上記ガス状支燃性物質の第１給気口と第２給気口を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項５】
上記再循環手段（５８）は、流体の層の各々の中へ再循環されるガスの流量を独立に制御して、上記燃焼室（３１）の中に、各々が可変の再循環ガスの濃度を有するガス状支燃性物質の複数の層を形成するように、上記第２流体の層の中への再循環ガスの第２流量制御手段（５４）を有することを特徴とする、請求項４に記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項６】
上記エンジンの各サイクルは給気過程を有し、上記給気過程の間に、各々が時間と共に変化する再循環ガスの濃度を有する、支燃性物質のガスの複数の層を形成するように、給気される上記再循環ガスの流量が可変であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項７】
上記エンジンの燃料消費量の測定手段は、流量計または燃料噴射の持続時間の計測手段であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項８】
上記エンジンは、上記エンジンによって発生される仕事量の測定手段を有し、該測定手段は、上記燃焼室内の圧力のセンサと上記エンジンのトルクのセンサの少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法を利用する熱エンジンにおいて、
上記エンジンは、各々が第１給気口（３４、３６）と第２給気口（３５、３７）を有する第１及び第２燃焼室（３１、３２）を少なくとも有し、各上記第１給気口は、第１流体の層の給気を可能にし、各上記第２給気口は、第２流体の層の給気を可能にし、上記第１給気口は、上記第１流量制御手段（５９または６５）によって制御される再循環ガスの流量に従って、燃焼ガス（４２）を再循環するための第１主給気管（４０または６１）から給気され、上記流量は、それぞれ上記第１及び第２燃焼室（３１、３２）の中へ給気される全ての上記第１流体の層について同一であることを特徴とする熱エンジン。
【請求項１０】
上記第１燃焼室（３１）の中へ給気される上記第２流体の層の中の燃焼ガスの流量は第１層状化弁（５４）によって制御され、上記第２燃焼室（３２）の中へ給気される上記第２流体の層の中の燃焼ガスの流量は第２層状化弁（５５）によって制御されることを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１１】
上記第２給気口（３５、３７）は、それぞれ上記第１及び第２燃焼室（３１、３２）の中へ給気される上記第２流体の層の全てに共通の第２流量制御手段（６６）によって制御される燃焼ガスの流量に従って、燃焼ガス（４２）を再循環するための第２主給気管（６２）から給気されることを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１】
燃焼室（３１）と、
上記燃焼室の中への燃料の噴射手段（５１）と、
上記燃焼室の中へ、空気（４１）を含むガス状支燃性物質を選択的に給気するための給気手段（３４、３５）と、
上記燃焼室（３１）の外への燃焼ガス（５０）の排出を選択的に可能にする排気手段（４３、４４）と、
燃焼ガス（４２）を再循環させるための第１流量制御手段（５９）を有する再循環手段（５８）であって、上記第１流量制御手段は変化する制御信号［Ｃｏｍ］によって操作され、再循環される上記燃焼ガスの流量は上記制御信号の値の増加関数によって表される再循環手段と、
エンジンの燃料消費量の測定手段と、
を特に有する、燃料直接噴射のディーゼルエンジンのような、サイクリックな動作をする熱エンジンの制御方法において、
さらに、経過した１つの時間間隔中に上記制御信号の変化の結果生じたエンジンの効率の変化を評価する段階と、次の新しい時間間隔中にエンジンの効率を最大化するのに適した方向に上記制御信号を変化させることからなる、上記制御信号の更新段階とを有することを特徴とする、熱エンジンの制御方法。
【請求項２】
上記エンジンの効率の変化を評価する段階は、第１時間と、第２時間と、第３時間とからなり、
上記第１時間においては、それぞれ第１と第２時間間隔についてエンジンの効率を計算し、上記第２時間間隔は上記第１時間間隔よりも後に終わり、計算される各上記効率は、各上記時間間隔の間の仕事量と噴射燃料量との間の比に相当し、
次いで上記第２時間においては、比：
（第２時間間隔の間のエンジンの効率−第１時間間隔の間のエンジンの効率）／（第２時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値−第１時間間隔の間の再循環ガスの流量の制御信号の値）
の代数的符号を計算し、
次いで上記第３時間において、上記制御信号の更新段階は、再循環される燃焼ガスの流量が上記エンジン（３０）の効率を最大化するように制御されるように、上記比の代数的符号が正なら制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）を増加させ、上記比の代数的符号が負なら制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）を減少させることからなる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項３】
上記エンジンの効率の変化を評価する段階は、上記制御信号Ｃｏｍ（ｎ＋１）の値が上記エンジンの複数のサイクルに亘って平均化されるように、上記エンジンの複数のサイクルの経過時間間隔について実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項４】
上記給気手段は、上記燃焼室の中への、ガス状支燃性物質の第１流体の層と第２流体の層の給気をそれぞれ可能にする、上記ガス状支燃性物質の第１給気口と第２給気口を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項５】
上記再循環手段（５８）は、流体の層の各々の中へ再循環されるガスの流量を独立に制御して、上記燃焼室（３１）の中に、各々が可変の再循環ガスの濃度を有するガス状支燃性物質の複数の層を形成するように、上記第２流体の層の中への再循環ガスの第２流量制御手段（５４）を有することを特徴とする、請求項４に記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項６】
上記エンジンの各サイクルは給気過程を有し、上記給気過程の間に、各々が時間と共に変化する再循環ガスの濃度を有する、支燃性物質のガスの複数の層を形成するように、給気される上記再循環ガスの流量が可変であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項７】
上記エンジンの燃料消費量の測定手段は、流量計または燃料噴射の持続時間の計測手段であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項８】
上記エンジンは、上記エンジンによって発生される仕事量の測定手段を有し、該測定手段は、上記燃焼室内の圧力のセンサと上記エンジンのトルクのセンサの少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の熱エンジンの制御方法を利用する熱エンジンにおいて、
上記エンジンは、各々が第１給気口（３４、３６）と第２給気口（３５、３７）を有する第１及び第２燃焼室（３１、３２）を少なくとも有し、各上記第１給気口は、第１流体の層の給気を可能にし、各上記第２給気口は、第２流体の層の給気を可能にし、上記第１給気口は、上記第１流量制御手段（５９または６５）によって制御される再循環ガスの流量に従って、燃焼ガス（４２）を再循環するための第１主給気管（４０または６１）から給気され、上記流量は、それぞれ上記第１及び第２燃焼室（３１、３２）の中へ給気される全ての上記第１流体の層について同一であることを特徴とする熱エンジン。
【請求項１０】
上記第１燃焼室（３１）の中へ給気される上記第２流体の層の中の燃焼ガスの流量は第１層状化弁（５４）によって制御され、上記第２燃焼室（３２）の中へ給気される上記第２流体の層の中の燃焼ガスの流量は第２層状化弁（５５）によって制御されることを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１１】
上記第２給気口（３５、３７）は、それぞれ上記第１及び第２燃焼室（３１、３２）の中へ給気される上記第２流体の層の全てに共通の第２流量制御手段（６６）によって制御される燃焼ガスの流量に従って、燃焼ガス（４２）を再循環するための第２主給気管（６２）から給気されることを特徴とする、請求項９に記載のエンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００６−５２５４６５（Ｐ２００６−５２５４６５Ａ）
【公表日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０５８３６（Ｐ２００６−５０５８３６）
【出願日】平成１６年５月７日（２００４．５．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００４／００１１２０
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９９５９１
【国際公開日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（５０３０４１７９７）ルノー・エス・アー・エス (286)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年５月７日（２００４．５．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００４／００１１２０
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９９５９１
【国際公開日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（５０３０４１７９７）ルノー・エス・アー・エス (286)
【Ｆターム（参考）】
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