JP2009517598A - エンジン始動段階で燃焼ガスの再循環バルブを制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

再循環ＥＧＲによるディーゼルエンジン（Ｍ）の始動段階において、本発明による制御装置（１０）により、まず、ＥＧエンジン（Ｍ）の始動の開始（Ｔ０）を起点として定められた短期間（ＴＤ）、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全開に保持することが可能になり、次いで、始動終了しきい回転速度までエンジン回転速度を上昇させることを可能にするエンジン（Ｍ）の始動期間中、制御装置（１０）はＥＧＲバルブ（Ｖ０）の部分閉を指令する。この制御は、エンジン回転速度および周囲温度（Ｔ）を表すデータを使用してキャリブレーションを介して決定される開度設定値に応じて漸進的に行われる。動的に制御される再循環により、特に、始動時に、噴射流量を増加させることなくより多くの燃料を蓄積させること、スターターでのエンジン回転速度を上げること、およびエンジン（Ｍ）のストールを回避することが可能になる。

Description

本発明は、内燃機関の分野において、燃焼ガス再循環ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を用いる燃焼の外部制御システムに関する。より詳細には本発明は、ディーゼルエンジン始動段階におけるＥＧＲバルブの制御方法および装置に関する。

公知のように、燃焼ガス再循環（ＥＧＲ）の原理は、ディーゼルまたはガソリンエンジンの吸気時に、新鮮空気の一部の代りに所与の量の排気ガスを導入するというものである。そのために、外部ＥＧＲシステムは、排気ガスの一部を取り込み、これを吸気に再導入するバルブを使用する。この原理により、（再循環ガスの割合が大きくなるほど）ＮＯｘの排出を制限することが可能であるが、エンジンの性能も低下する。

この種の解決方法では、２つの経路、すなわち高圧再循環と低圧再循環とを区別しなければならない。低圧再循環は、タービンの後でガスを採取し、これを過給空気コンプレッサの前で再注入するものである（ただし、ガスは、コンプレッサに続く過給空気冷却器の上流側に再注入することもある）が、（エンジン過給）高圧再循環は、それとは逆に、タービンの上流側でガスを採取し、コンプレッサの下流側でこれを再注入するものである。したがって高圧再循環は、低圧再循環と比べて、必要な回路が短くなる（バルブは１つのみ、システムの反応が速い）という長所を有する。排気と吸気との間の圧力差が動力として利用され、流量はバルブによって調節される。

現在、高圧ＥＧＲを、１６以下の低圧縮比ディーゼルエンジンと組み合わせた回路の場合、シリンダ内の熱動力条件（温度および圧力）が低いため、コールドスタートを行うことが次第に難しくなってきている。以下の説明においては、コールドスタートは、−３０℃から始まる温度範囲で行われる起動という意味に理解すべきである。したがって、圧縮率が低い最新の過給ディーゼルエンジンにおける始動を改善する必要性が存在する。

文献ＥＰ１１３８９２８から、エンジンの低速段階において低温条件に適合することを可能にする燃焼ガス再循環が知られている。この文献では、好ましくは、再循環をオフにした状態でエンジンを始動し、エンジンに充分な負荷が供給されたときにＥＧＲバルブの開が指令される。あるいは、再循環バルブは始動時に開いたままにしておくこともできる。ただしこの場合は、酸素が足りないので、エンジンの始動直後にストールが頻繁に発生する。再循環を少なくするためにたとえバルブをわずかに開いたままにしたとしても、アイドリング時にはエンジンは安定して動作することができない。

したがって先行技術においては、遭遇する困難に鑑みて、特に文献ＥＰ１１０１９１７に教示されるように冷間状態でＥＧＲバルブを閉じるようになっている。

他の方法として、圧縮比が低いエンジンについて、急速型セラミックプラグを使用するか、吸気の仕様を濃化する方法がある。これらの方法は、問題なくエンジンのコールドスタートを保証するのに最適であるとは言えない。

したがって、本発明は、燃焼ガス再循環ＥＧＲを使用する回路内において、特に圧縮比が小さいディーゼルタイプのエンジンについて、効率的なコールドスタートを可能にする、エンジンの始動段階でＥＧＲバルブを制御する方法を提案することにより、先行技術の欠点のうちの１つまたは複数を解消することを目的とする。

この目的のため、本発明は、再循環ＥＧＲによる燃焼の外部制御システムを具備するタイプのディーゼルエンジンの始動段階において燃焼ガスの少なくとも１つの再循環バルブＥＧＲを制御する方法であって、処理ユニットを具備する制御装置により実施され、エンジンの始動開始を起点として定められた短期間、および、少なくとも、エンジン回転速度を始動終了しきい回転速度まで上昇させることができるエンジンの始動期間中、制御装置によりＥＧＲバルブを全開にするステップと、
− センサを使用して供給される、エンジン回転速度および周囲温度を表すデータを制御装置により収集するステップと、
− 収集ステップの際に制御装置に供給されるデータに応じてＥＧＲバルブの開度設定値を決定するために、処理ユニットを使用して動的キャリブレーションを行うステップと、
− 動的キャリブレーションステップの際に決定された前記開度設定値に対応して、制御装置によりＥＧＲバルブを漸進的に部分閉にするステップと、
を含むことを特徴とする方法に関する。

したがって、本発明による方法によって、エンジンのニーズに適合したＥＧＲバルブの開動作則に従うことにより、始動を最適化することが可能になる。開度を漸進的に減少させることにより、（酸素不足の場合の）ストールのリスクを軽減さらには排除することができる。始動段階の第２部分において、バルブは充分に閉じているため、過多の体積のＥＧＲが吸気回路に存在することがない。

別の特徴によれば、本発明による方法は、少なくとも始動終了しきい回転速度に達したときに、制御装置によって実行される、ＥＧＲバルブを全閉にするステップを含む。

したがって、エンジンの回転速度の上昇に比例する漸進過程が終了すると閉が得られる。遅くともしきい値に達したときに閉動作が行われる。始動後のエンジンの不安定性を防止するには、このしきい値はアイドリング速度よりも低いことが好ましい。

別の特徴によれば、本発明による方法は、制御装置に記憶され、当初収集された周囲温度を考慮に入れた対照表を用いて、処理ユニットにより始動終了しきい回転速度のしきい値を計算する予備ステップを含む。

別の特徴によれば、収集ステップは、前記周囲温度を測定するために、エンジンの冷却液の温度を測定することを含む。

別の特徴によれば、動的キャリブレーションステップは、横軸におけるエンジンの回転速度の情報、および縦軸における周囲温度の情報によってパラメータ設定の２本の軸が示され、ＥＧＲバルブの開位置を調整するアクチュエータを制御できる開度設定値のために第３の軸が設けられた設定値のマップを使用し、前記マップは、制御装置により対照表の形であらかじめ記憶される。

別の特徴によれば、制御設定値はＥＧＲバルブの開／閉％を表す。

別の特徴によれば、ＥＧＲバルブの全開ステップは、周囲温度がキャリブレート可能温度しきい値を超えておらず、かつエンジンが始動されていない場合にしか実行されず、エンジンの始動状態が、制御装置により始動ビット型情報を用いて検出される。

別の特徴によれば、動的キャリブレーションステップは、収集ステップの際に制御装置に供給されるデータを基にして開度設定値を決定するために処理装置の計算手段によって行われる線形補間を含む。

別の特徴によれば、ＥＧＲバルブを漸進的に部分閉にするステップは、
− 第１の緩慢な全体的閉速度による部分閉を可能にする第１サブステップと、次いで、
− 前記第１の速度よりずっと速い、第２の高速な全体的閉速度による部分閉の遂行を可能にする第２サブステップと、
を含む。

別の特徴によれば、動的キャリブレーションステップはさらに、開度設定値を補正または重み付けるために高度(altitude)を表すパラメータを使用する。

別の特徴によれば、本発明による方法は、燃焼を受けなかった空気／燃料の混合気を排気タービンの上流側でエンジンの吸気分配器に向けて再循環させるために、全開するステップの際に制御装置から発せられる制御信号によってＥＧＲバルブが開かれる高圧型再循環システムを使用し、コンピュータ型制御装置を介して実施される。

別の特徴によれば、本発明による方法は、再循環ガス流を全て、ＥＧＲ再循環の冷却器に平行なバイパス管路に向けるために進路転換手段を制御するステップを含む。

別の特徴によれば、本発明による方法は、再循環ガスの流量を増加させる目的でタービンのフィンを閉じた状態に保つために、可変容量ターボコンプレッサを制御装置によって制御するステップを含む。

本発明の追加的な目的は、始動時におけるエンジンの回転速度の上昇を改善するためにＥＧＲ再循環を利用する制御装置を提供することである。

この目的のため、本発明は、ＥＧＲ再循環による燃焼の外部制御システムを具備するタイプのディーゼルエンジンの始動段階において燃焼ガスの少なくとも１つのＥＧＲ再循環バルブを制御する装置であって、処理ユニットを備え、
− 始動終了しきい回転速度を表す少なくとも１つの情報を格納するための記憶手段と、
− 始動段階の検出手段と、
− エンジンの始動開始を起点として定められた短期間、ＥＧＲバルブを全開に保持するように構成されたアクチュエータ手段と、
− エンジン回転速度の推定手段と、
− 周囲温度の推定手段と、
− 推定された周囲温度および推定されたエンジン回転速度を表すデータの収集手段と、
− ＥＧＲバルブの開度設定値を前記収集手段から供給されたデータに関連付ける関連付け手段であって、始動段階中にＥＧＲバルブの部分閉を制御するために前記開度設定値を用いて前記アクチュエータ手段を制御するための関連付け手段と、
を備える。

別の特徴によれば、前記関連付け手段は、始動段階において、収集手段から供給された推定されたエンジン回転速度の値を、始動終了しきい回転速度を表す値と比較するように構成され、しきい値に達した時点で、関連付け手段は、ＥＧＲバルブの全閉指令を送出する。

別の特徴によれば、処理ユニットは、しきい回転速度を決定するために当初収集された周囲温度を考慮に入れて、記憶手段に格納された対照表を使用することにより、始動終了のしきい回転速度をあらかじめ計算するように構成される。

本発明の追加的な目的は、コールドスタート段階においてＥＧＲバルブを適切に制御できるコンピュータシステムによって実行可能なプログラムを提供することである。

この目的のため、本発明は、プログラムがコンピュータ上で実行されるとき、本発明の方法のステップを制御するために、コンピュータのメモリに直接ロード可能であるコンピュータプログラムに関する。

本発明、ならびにその特徴および長所は、添付図を参照して以下の詳細な説明を読むと、さらに明らかとなる。

図１Ａを参照して、本発明は、燃焼ガス再循環ＥＧＲによる燃焼の外部制御システムを有するディーゼルエンジン（Ｍ）の始動段階において、燃焼ガスの少なくとも１つの再循環ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を制御する方法を提案する。この方法は、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開度を制御するための処理ユニット（１００）を具備する制御装置（１０）によって実施される。高圧ＥＲＧ再循環を具備するエンジン（Ｍ）の非限定的な例においては、再循環ＥＧＲのガスは、吸気マニホールド（３）の上流側で、たとえば過給空気冷却器（ＲＡＳ）の下流側に導入される。再循環させるガスは、図１Ａに示すように、排気ガスを放出するタービン（１２）の上流側で採取される。高圧ＥＧＲの働きで燃焼ガスの再循環ＥＧＲ（Exhaust Gaz Recirculation）により、特に、バルブ（Ｖ０）１つだけでシステムのさらに急速な反応を確保する回路の短縮化が可能となる。このようにして、吸気マニホールドまたは吸気分配器（３）は、過給空気コンプレッサ（１１）から出る新鮮空気との混合気を補足するものとして燃焼ガスを受け取る。図１Ｂを参照すると、バイパススロットル（Ｖ２）は、ＥＧＲ再循環回路のバイパス管路に向かって開いた状態に保っている。

システムはたとえば、過給空気コンプレッサ（１１）に向けた新鮮空気の吸入手段を具備する。過給空気コンプレッサ（１１）に向けた新鮮空気の吸入手段は、新鮮空気の流量を調節するための吸気スロットル（Ｖ１）を具備する吸気管を含むことができる。たとえば、この新鮮空気は、図１Ａおよび図１Ｂに示すようなフィルタボックス（２）または同様の浄水手段によってあらかじめろ過される。吸気スロットル（Ｖ１）は制御装置（１０）によって制御することができる。

図２の実施形態においては、制御装置（１０）により、まず、エンジン（Ｍ）の始動の開始（Ｔ０）を起点として定められた短期間（ＴＤ）、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全開にすることができ、次いで、始動終了しきい回転速度（ＲＳ）までエンジンの回転速度が上昇するエンジン（Ｍ）の始動期間（ＴＳ）中、制御装置（１０）はＥＧＲバルブ（Ｖ０）の部分閉を指令する。この閉動作は、エンジン回転速度（Ｖ）および周囲温度（Ｔ）を表すデータを使用するキャリブレーションを介して決定される開度設定値に応じて漸進的に制御される。

従来の構成とは異なり、ＥＧＲ再循環管路（３０）内でガスを通過させるために、スタータの始動で大きく開口する位置でＥＧＲバルブ（Ｖ０）が使用される。本発明の範囲において、制御装置（１０）が、スタータを起動する前にこのバルブ（Ｖ０）を開くことによりこのバルブを制御することが好ましい。始動段階が終了すると、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）は全閉にされる。本発明のこの好ましい実施形態においては、アイドリング回転速度より低い回転速度のしきい値（ＲＳ）に達したとき、全閉が指令される。これにより始動後のエンジン（Ｍ）の不安定性を防止することができる。

コールドスタート段階では、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開は、燃焼ガスの再循環ではなく、燃焼を受けなかった空気／燃料の混合気の再循環を意味する。温度利得効果が無視できる（圧縮にともなう温度利得が混合気の膨張によって失われてしまう）場合でも、以下の効果に関連する別の利点の可能性がある。
− ａ） 再吸入された混合気により、燃焼のないサイクル時に、注入される燃料の流量を増加させることなく、さらに大量の燃料をシリンダ内に蓄積することができるため、シリンダ内の熱動力学的条件が改善され、したがってエンジンの始動がより良好になる；
− ｂ） 最初の注入時に空気中で気化され均質化された燃料は、予熱プラグに触れ、したがって燃焼することのできる局部的高濃度部位の数が増加する要因の１つとなる；かつ、
− ｃ） さらに透過性が高いガスの排気および吸入用の短寸回路を設けることにより、スタータによるクランク速度にほんの僅かな上昇が生じる

プラグの配置上、注入される燃料の噴射がこのプラグを横断しない（スプレー角効果、および「渦流」効果の欠如）、非典型的な燃焼室の「仕様」の場合には、前述の効果ｂ）がきわめて有用になる場合があることがわかる。

図１Ｂの実施形態においては、ＥＧＲ管路に再導入されるガスは、「バイパス」管路（３２）を介してより短い経路を通ることができる。ＥＧＲ冷却器（Ｅ）およびバイパス管路（３２）を備える仕様ＤＴの場合、空気／燃料の混合気の再循環は、好ましくはバイパス経路をとらなければならない。実際、この場合、シリンダ内の混合気の自己発火条件を改善するために、コールドスタートの際、ガスをすばやく再循環させることがさらに有利である。再循環されるこれらのガスが冷却器（Ｅ）を通過するのは、ねらいとする目的に反することになるので、避けることが好ましい。これらのガスを冷却し、同様に、バイパス管路（３２）に比べて冷却器（Ｅ）の交換器の透過性が劣ると、隣のシリンダに到達するガスは温度が低いだけでなく量的にも少ないことがわかる。提案する解決策による効果をできるだけ大きくするためには、ＥＧＲ回路の透過性が良好でなければならない。

さらに、圧縮の際、燃料の一部が気化した場合、冷却器（Ｅ）を通過する際にそれが凝縮し、燃焼可能な濃度が高い部位が提供されないことがある。したがって、開くべきＥＧＲバルブ（Ｖ０）およびバイパススロットル（Ｖ２）は、再循環ガスを冷却しないような高速再循環が可能になるように配設されることがわかる。可変容量ターボコンプレッサを設ける仕様の場合、管路（３０）によって再循環されるガスの流れを促進するために、タービン（１２）のフィンは閉じた状態に保たなければならない。

図１Ａを参照すると、制御装置（１０）は、再循環の漸次的縮小を調整するために、ディーゼルエンジン（Ｍ）の始動段階において燃焼ガスの少なくとも１つのＥＧＲ再循環バルブ（Ｖ０）を制御する。この縮小によりエンジン（Ｍ）の回転速度の上昇が促進できなければならない。そのために、当該装置は、エンジン（Ｍ）の始動開始（Ｔ０）を起点として定められた短時間（ＴＤ）、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全開状態に保つように構成されたアクチュエータ手段と、始動終了しきい回転速度（ＲＳ）を表す少なくとも１つの情報を格納するための記憶手段（１５）と、始動段階の検出手段とを備える。

燃焼の開始に関しても回転速度上昇に関しても始動の困難性を示す（１６以下の低圧縮比）燃焼室を有するエンジンのコールドスタートに関して本発明者が実施した実験は、コールドスタート時、全開状態のＥＧＲバルブの外部指令によりエンジンの始動を改善することはできるが、通常、酸欠のため始動直後にエンジン（Ｍ）がストールすることを示している。

約１．５秒の時間（この時間は、エンジンがＥＧＲガスを受け取るための待ち時間を考慮した時間である）後に、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を部分的に開いた第２の実験により、回転速度の上昇勾配が改善され、エンジンはストールしないことがわかった。しかしながら、得られたアイドリングは不安定である。

好ましい一実施形態では、本発明による制御装置（１０）は、エンジン（Ｍ）側のニーズを考慮に入れることによって、始動についての一定の連続性を確保しつつ、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全開するために、特に始動時間（第１燃焼の時間についても同様）ならびに回転速度勾配特性（フリースタート）において始動時の利得を得ることを目的とする。

この目的のため、制御装置（１０）は、エンジン回転速度（Ｖ）の推定手段（図示せず）および周囲温度（Ｔ）の推定手段（１４）に結合される。それらの推定は、単にエンジン回転速度（Ｖ）の測定値および周囲温度（Ｔ）の測定値によるものとすることができる。エンジン（Ｍ）側のニーズを考慮に入れるために、推定された周囲温度（Ｔ）および推定されたエンジン回転速度（Ｖ）を表すデータの収集手段が制御装置（１０）内に設けられる。言い換えれば、当該装置（１０）は、エンジン（Ｍ）の始動後、空気／燃料の混合気の供給を調整する機能を備えることができる。本発明の一実施形態では、エンジン（Ｍ）のコールドスタート時にＥＧＲバルブ（Ｖ０）を開状態に保持するために、このバルブ制御の動作状態をパラメータ化することができ、この動作状態の定義域を、水温しきい値、最大回転速度しきい値、および始動ビット（スタートビット）の状態によって制限することができる。また、エンジン再始動状態認識ビットを設けることもできる。

図１Ａを参照すると、コールドスタートの継続時間に相当するこの状態の間、高圧型ＥＧＲバルブは、たとえば、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開度設定値のみに応じて位置制御される（空気流量の設定値があっても考慮されない）。本発明の一実施形態によれば、コールドスタート時の回転速度勾配は十分に速いので、開ループは十分に位置制御され、ＰＩＤ方式の調節を用いなくてもよい。

制御装置（１０）は、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開度設定値を収集手段から供給されたデータに関連付ける関連付け手段であって、始動段階中、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の部分閉を指令するためにこの設定値を用いてアクチュエータ手段を制御するための関連付け手段を備える。本発明の好ましい一実施形態では、開度設定値を決定するために８×８型のＥＧＲバルブの位置制御マップが必要である。このマップは、たとえば回転速度（エンジン速度）を横軸に、水温を縦軸にとって作製される。水温によってエンジン（Ｍ）について周囲温度（Ｔ）を表す情報を入手することができる。本発明の一実施例では、エンジン（Ｍ）の冷却液の温度測定によりこの周囲温度が取得できる。

設定値マップ（位置；流量；圧力．．．）は、公知のように制御装置（１０）についての２つの入力項目から構成される。これらの入力はマッピングの軸を表す。ここでは、横軸がエンジンの回転速度であり、縦軸が水温である。マッピング（Ｚ軸）の内容は、かかるアクチュエータを制御する所望のパラメータ設定に相当し、このパラメータ設定は、オペレータによって、多様な大気条件（−３０℃〜＋２０℃）での始動時に検討されるエンジン（Ｍ）のレスポンスに対して最適化される。本発明によれば、パラメータ設定は、開度設定値または位置設定値と呼ばれる、ＥＧＲバルブの開／閉設定値について％で示される。

前記マッピングに関して、Ｚ軸は、所望する位置制御の循環開度比ＲＣＯ（％）、すなわちＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開度のパーセンテージとすることができる。このマッピングのＸ軸およびＹ軸のブレークポイントの選択は以下のように規定される。
− 各基準水温が０または−の場合（例：−２３／−２０／−１５／−１０および０℃）、かかる用途のスタータでのクランク速度に等しい回転速度の「ブレークポイント」を関連付けなければならない。これらのポイントではＥＧＲバルブを全開にする必要がある。
− 回転速度の最新の３つのブレークポイントは、それぞれ（水温すべてについて）開始燃焼回転速度と呼ばれる回転速度、準始動回転速度と呼ばれる回転速度（４００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ）、および始動後回転速度と呼ばれる高速回転速度（７５０ｒｐｍ〜８００ｒｐｍ）を有するように定義される。

実際、コンピュータのソフトウェアにはそのようなマップは存在しない。本発明によれば、このマップは、良好な起動を確保しながらエンジンのコールドスタート時にＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開放を可能にする所望の調整方策の一部をなす。

制御装置（１０）は、始動回転速度における全開から、次いで、所与の水温についての回転速度上昇の際に２つの傾きに従ってＥＧＲバルブ（Ｖ０）を閉じることにより、このバルブを制御することがわかる。したがって、図２を参照すると、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開放パーセンテージに相当する曲線（Ｃ２）は、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の全閉にするために、第１の緩減少ゾーン（Ｃ２１）と、次の第２の急減少ゾーン（Ｃ２２）とを含む。

以下に示す表は、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を制御することを可能にする設定値マップの予備キャリブレーションの一例を示している。

エンジン（Ｍ）について、そのスタータでのクランク速度およびアイドリング回転速度がそれぞれ以下の通りである

提案された８＊８型ＲＣＯマップは以下のようになりうる。

両者間に含まれるＸおよび／またはＹの値について、設定値は、２つのブレークポイントの間において、そのポイントを取り囲む複数の値の線形補間によって得られる。「ブレークポイント」を適切に選択することにより、それ以外に線形補間によっては見られない、エンジンのニーズの不連続性を回避することができる。

本発明の一実施形態では、制御装置（１０）の処理ユニットは、記憶手段（１５）に格納された対照表を使用して、しきい回転速度（ＲＳ）を決定するために当初収集された周囲温度（Ｔ）を考慮に入れることを可能にすることにより、始動終了のしきい回転速度をあらかじめ計算することができる。この対照表は、たとえばスタータで予定されたクランク速度、アイドリング用に設定された回転速度、および始動後の不安定性を回避するためにアイドリング回転速度より低く設定された回転速度しきい値を示すマップの予備キャリブレーション表で構成することができる。

図１および図２の実施例では、制御装置（１０）の関連付け手段により、始動段階において、収集手段から供給された推定（測定）エンジン回転速度の値を、始動終了しきい回転速度（ＲＳ）を表す値と比較することが可能になる。次いでこれらの関連付け手段は、しきい値に達した時点で、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の全閉指令を送出する。

次に図２および図３に関して本発明による制御方法について詳細に説明する。

（自動車などの車両に搭載される）エンジンを始動しなければならないとき、本方法は、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の全開ステップ（５１）を実行するために、制御装置（１０）を使用する。図２を参照すると、エンジン（Ｍ）の始動開始（Ｔ０）を起点として定められた短期間（ＴＤ）、このバルブ（Ｖ０）は全（１００％）開位置に保持される。この短期間（ＴＤ）により、エンジン（Ｍ）内に残留し燃焼されなかった空気／燃料の混合気を再循環させることが可能になる。次いで、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の漸次的閉動作を制御するためのマップを用いて、回転速度および周囲温度（Ｔ）のパラメータが考慮される。

図２および図３の実施形態においては、エンジンの回転速度が始動終了しきい値回転速度（ＲＳ）まで上昇するエンジン（Ｍ）の始動期間（ＴＳ）中、本方法は、開度設定値に対応して制御装置（１０）によりＥＧＲバルブ（Ｖ０）を漸進的に部分閉にするステップ（５４）を設ける。この設定値は、収集ステップ（５２）の際に制御装置（１０）に供給されるデータに応じてＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開度設定値を決定するために処理ユニット（１００）を使用する、動的キャリブレーションステップ（５３）において決定される。エンジンの回転速度（Ｖ）および周囲温度（Ｔ）を表すデータは、この収集ステップ（５２）の際、センサ（１４）を使用して装置（１０）に供給される。センサ（１４）により、たとえば、前記周囲温度（Ｔ）となる水温を測定することが可能となる。

動的キャリブレーションステップ（５３）では、前述のタイプの設定値マップを使用することができ、このマップ中では、パラメータ設定の２本の軸が、横軸におけるエンジンの回転速度の情報、および縦軸における周囲温度（Ｔ）の情報によって表される。ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開位置を調整するアクチュエータを制御装置（１０）により制御できる設定値を、処理ユニット（１００）が決定することができるように、開度設定値用に第３の軸が設けられる。前記マップはたとえば、制御装置（１０）により、対照表の形で記憶手段（１５）にあらかじめ記憶される。動的キャリブレーションステップ（５３）は、開度設定値を決定するために処理装置（１００）の計算手段によって行われる線形補間を含む。したがって、収集ステップ（５２）の際に制御装置（１０）に供給されるデータ、および、このマップにより、あらゆる動作点において設定値を決定することが可能になる。さらに、動的キャリブレーションステップ（５３）では、開度設定値を補正または重み付けるために高度を表すパラメータを使用することができる。

本発明の一実施形態では、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全開にするステップ（５１）は、周囲温度（Ｔ）がキャリブレート可能温度しきい値を超えておらず、かつエンジン（Ｍ）が始動されていない場合にしか実行されず、エンジン（Ｍ）の始動状態は、制御装置（１０）により始動ビット型情報を用いて検出される。したがって、ＥＧＲバルブの初期開動作機能を使用するための定義域は、たとえば、冷温条件（水温＜キャリブレート可能温度しきい値）に限定することができる。したがって、温度しきい値に達したら、あるいは、エンジン回転速度がキャリブレート可能回転速度しきい値（ＲＳ）に到達／超過したら、あるいはエンジンの始動状態情報（たとえばスタートビットが０）を受け取ったら、ただちにバルブを閉じなければならない。

図３に示すように、少なくとも始動終了しきい回転速度（ＲＳ）に達したとき、制御装置（１０）によりＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全閉にするステップ（５５）が開始される。始動終了しきい回転速度（ＲＳ）のしきい値を計算する予備ステップ（５０）は、処理ユニット（１００）により、制御装置（１０）に記憶された対照表を用いて行うことができる。この表は、最初に収集した周囲温度（Ｔ）を考慮に入れている。

図２および図３を参照すると、本発明による方法では、ある所与の水温について、回転速度の上昇の際、２つの傾きに従ってＥＧＲバルブ（Ｖ０）を閉じることにより、開動作を調節することができる。実際、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を漸進的に部分閉にするステップ（５４）は、第１の緩慢な全体的閉速度による部分閉を可能にする第１サブステップ（５４１）と、次いで、第２のより高速な全体的閉速度による部分閉の遂行を可能にする第２サブステップ（５４２）を含む。本発明の一実施形態では、第２の速度は、前記第１の速度の少なくとも４倍速い。図２において、曲線（Ｃ２）の第１の減少ゾーン（Ｃ２１）と、第２の減少ゾーン（Ｃ２１）との間の傾きの差が、この制御モードを示している。図２の曲線（Ｃ１）で示されるエンジン回転速度がしきい値（ＲＳ）を超え、アイドリング回転速度（水平部）に達すると、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）が閉じる。

次いで、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）は、始動後しばらくすると、「ホット」運転状態で動作するために開くことができる。エンジン（Ｍ）の回転開始からステップ（５５）で行われるバルブの最初の閉動作までの時間は２秒程度とすることができる。もちろんこの時間は周囲温度（Ｔ）が低く（たとえば−２５℃）なるにつれて、顕著に長くなる。図２は、ＥＧＲバルブの開が指令された後、エンジン（Ｍ）が再循環ガスＥＧＲを受け入れるのに必要な待ち時間（Ｔｒ）も示す。

本発明による制御装置（１０）により、指標／診断を使用するＥＧＲバルブ（Ｖ０）のその他の初期制御機能を行使することができる。したがって、ＥＧＲバルブの存在およびこのバルブが場合によってはロックされていることを確認するために行われる既知の機能性（バルブの電気信号の導通およびレベルの確認）は保持することができる。これらのタスクは、エンジン（Ｍ）の回転開始前に行うだけでよい。ＥＧＲバルブ（Ｖ０）は、エンジン（Ｍ）の上死点（ＴＤＣ）同期の前に開くことが好ましい。

理想的には、前述の方法は、コンピュータの記憶手段に格納された適切なソフトウェアを備えたコンピュータまたは電子計算機から出される命令によって実行される。

本発明による方法の長所の１つは、過給型ディーゼルエンジンで良好なコールドスタート（たとえば−３０℃〜１０℃）が可能になるように、シリンダ内の温度および圧力条件が改善されることである。ＥＧＲ循環を用いて最適化されるこのタイプの始動は、特に、圧縮比が低いエンジンの場合にきわめて有利である。

本発明が、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、その他の多くの具体的形態の実施形態を可能にすることは当業者には明らかであり、本発明は上で示した詳細な説明に限定されるものではない。

回転速度および温度条件の上昇に応じてＥＧＲバルブを漸次的に閉じることにより、ＥＧＲガスの高圧再循環を制御できる、本発明による制御装置の機能概略図である。 回転速度および温度条件の上昇に応じてＥＧＲバルブを漸次的に閉じることにより、ＥＧＲガスの高圧再循環を制御できる、本発明による制御装置の機能概略図である。 コールドスタート段階における回転速度上昇時のＥＧＲバルブの開放パーセンテージの推移を表すグラフである。 本発明による方法の各ステップを示す論理図である。

Claims (17)

1. 再循環ＥＧＲによる燃焼の外部制御システムを具備するタイプのディーゼルエンジン（Ｍ）の始動段階において燃焼ガスの少なくとも１つの再循環バルブＥＧＲ（Ｖ０）を制御する方法であって、処理ユニット（１００）を具備する制御装置（１０）により実施され、
   エンジン（Ｍ）の始動の開始（Ｔ０）を起点として定められた短期間（ＴＤ）、および、少なくとも、エンジン回転速度を始動終了しきい回転速度（ＲＳ）まで上昇させることができるエンジン（Ｍ）の始動期間（ＴＳ）中、制御装置（１０）によりＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全開にするステップ（５１）と、
   センサを使用して供給される、エンジン回転速度（Ｖ）および周囲温度（Ｔ）を表すデータを制御装置（１０）により収集するステップ（５２）と、
   収集ステップ（５２）の際に制御装置（１０）に供給されるデータに応じてＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開度設定値を決定するために、処理ユニット（１００）を使用して動的キャリブレーションを行うステップ（５３）と、
   動的キャリブレーションステップ（５３）の際に決定された前記開設定値に対応して、制御装置（１０）によりＥＧＲバルブ（Ｖ０）を漸進的に部分閉にするステップ（５４）と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 少なくとも始動終了しきい回転速度（ＲＳ）に達したときに、制御装置（１０）によってＥＧＲバルブ（Ｖ０）の全閉を実行するステップ（５５）を含む請求項１に記載の方法。
3. 制御装置（１０）に記憶され、当初収集された周囲温度（Ｔ）を考慮に入れた対照表を用いて、処理ユニット（１００）により始動終了しきい回転速度（ＲＳ）のしきい値を計算する予備ステップ（５０）を含む請求項１または２に記載の方法。
4. 収集ステップ（５２）が、前記周囲温度（Ｔ）を測定するために、エンジン（Ｍ）の冷却液の温度を測定することを含む請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 動的キャリブレーションステップ（５３）は設定値マップを使用し、該設定値マップには横軸におけるエンジンの回転速度の情報、および縦軸における周囲温度（Ｔ）の情報によってパラメータ設定の２本の軸が示され、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開位置を調整するアクチュエータを制御できる開度設定値のために第３の軸が設けられ、前記設定値マップが、制御装置（１０）により対照表の形であらかじめ記憶される請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 制御設定値がＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開／閉％を表す請求項５に記載の方法。
7. ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の全開ステップ（５１）は、周囲温度（Ｔ）がキャリブレート可能温度しきい値を超えておらず、かつエンジン（Ｍ）が始動されていない場合にしか実行されず、エンジン（Ｍ）の始動状態が、制御装置（１０）により始動ビット型情報を用いて検出される請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 動的キャリブレーションステップ（５３）が、収集ステップ（５２）の際に制御装置（１０）に供給されるデータを基にして開度設定値を決定するために処理装置（１００）の計算手段によって行われる線形補間を含む請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
9. ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を漸進的に部分閉にするステップ（５４）が、
   第１の緩慢な全体的閉速度による部分閉を可能にする第１サブステップ（５４１）と、次いで、
   前記第１の速度の少なくとも４倍の、第２の高速な全体的閉速度による部分閉の遂行を可能にする第２サブステップ（５４２）と、
   を含む請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 動的キャリブレーションステップ（５３）がさらに、開度設定値を補正または重み付けるために高度を表すパラメータを使用する請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 燃焼を受けなかった空気／燃料の混合気を排気タービン（１２）の上流側でエンジン（Ｍ）の吸気分配器（３）に向けて再循環させるために、全開ステップ（５１）の際に制御装置（１０）から発せられる制御信号によってＥＧＲバルブ（Ｖ０）が開かれる、高圧型再循環システムを使用し、コンピュータタイプの制御装置（１０）を介して実施される請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 再循環ガス流を全て、ＥＧＲ再循環の冷却器（Ｅ）に平行なバイパス管路（３２）に向けるために進路転換手段（Ｖ２）を制御するステップを含む請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 再循環ガスの流量を増加させる目的でタービン（１２）のフィンを閉じた状態に保つために、可変容量ターボコンプレッサを制御装置（１０）によって制御するステップを含む請求項１１または１２に記載の方法。
14. ＥＧＲ再循環による燃焼の外部制御システムを具備するタイプのディーゼルエンジン（Ｍ）の始動段階において燃焼ガスの少なくとも１つの再循環バルブＥＧＲ（Ｖ０）を制御する装置（１０）であって、処理ユニット（１００）を備え、
    始動終了しきい回転速度（ＲＳ）を表す少なくとも１つの情報を格納するための記憶手段（１５）と、
    始動段階の検出手段と、
    エンジン（Ｍ）の始動開始（Ｔ０）を起点として定められた短期間（ＴＤ）、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）を全開に保持するように構成されたアクチュエータ手段と、
    エンジン回転速度（Ｖ）の推定手段と、
    周囲温度（Ｔ）の推定手段（１４）と、
    推定された周囲温度（Ｔ）および推定されたエンジン回転速度（Ｖ）を表すデータの収集手段と、
    ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の開度設定値を、前記収集手段から供給されたデータに関連付ける関連付け手段であって、始動段階中にＥＧＲバルブ（Ｖ０）の部分閉を指令するためにこの設定値を用いてアクチュエータ手段を制御するための関連付け手段と、
    を備えることを特徴とする装置。
15. 関連付け手段が、始動段階において、前記収集手段から供給され推定されたエンジン回転速度の値を、始動終了しきい回転速度（ＲＳ）を表す値と比較するように構成され、しきい値に達した時点で、関連付け手段が、ＥＧＲバルブ（Ｖ０）の全閉指令を送出する請求項１４に記載の装置。
16. 処理ユニットは、しきい回転速度（ＲＳ）を決定するために当初収集された周囲温度（Ｔ）を考慮に入れて、記憶手段（１５）に格納された対照表を使用することによって、始動終了のしきい回転速度（ＲＳ）をあらかじめ計算するように構成される請求項１４または１５に記載の装置。
17. プログラムがコンピュータ上で実行されるとき、請求項１または２のステップを制御するために、コンピュータのメモリに直接ロード可能であるコンピュータのプログラム。

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