JP2020526700A - 過給式内燃エンジンを制御するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、コンプレッサ（２２）の上流のエンジンの吸気循環路内へと開口している、燃焼ガスを再循環させるための循環路（３８）と、コンプレッサの吸気口に配設されたスロットルバタフライ弁（４０）と、を備えた内燃エンジンを、制御するための方法である。エンジン負荷インジケータが閾値未満であると判定される、燃焼ガスの再循環が必要なエンジン動作状態では、エンジン内へと再循環される燃焼ガスの流量が増えるように上記スロットルバタフライ弁を動作させ、エンジン負荷指標が上記閾値を超えていると判定される、燃焼ガスの再循環をほとんどまたは全く必要としない動作状態では、上記コンプレッサの吸気口内へと供給されるガスにらせん状の乱流の動きをもたらすように上記スロットルバタフライ弁を動作させ、これにより上記コンプレッサの動作安定性を改善する。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給式内燃エンジンを制御するための方法であって、上記エンジンは、燃焼シリンダと、シリンダに接続されておりかつコンプレッサを備える吸気マニホールド内へと開口している、吸気循環路と、シリンダに接続されており、かつコンプレッサに回転結合されたタービンを備える、排気マニホールドの出口に開口している、排気循環路と、を備える、方法、に関する。

ターボコンプレッサによって内燃エンジンに過給するためのシステムに従来見られる制限のうちの１つは、ストール現象として知られるコンプレッサの不安定さの発生に起因する、低速で発揮できる性能に関するものである。特に、過給式エンジンが最大負荷でかつ低い回転速度（典型的には１０００から２０００ｒｐｍ）で動作しているとき、コンプレッサのストール現象はエンジン性能を制限する主な要因となる。この現象はより精確には、コンプレッサのインペラにおけるおよびコンプレッサのディフューザにおける流れの不安定さ（空力学的剥離とも呼ばれる）と結び付いており、これにより圧縮比の更なる向上が妨げられる。コンプレッサを通る吸気ガスの流量が不安定になり、この結果、エンジン内の流量およびエンジントルクが不安定になる。

ターボコンプレッサによってエンジンに過給するためのシステムの低速での動作はしたがって、このストールする現象が存在しない領域での動作を可能にするコンプレッサの動作状態によって制限される。

文献ＫＲ１０１２４０９４０には、吸気循環路内のコンプレッサへの入口において吸気ガスにらせん状の乱流の動きをもたらすのを制御することによって、ターボコンプレッサによって過給されるエンジンの低速性能の改善を可能にするシステムが開示されおり、その効果は、コンプレッサインペラ内の空力学的剥離を防止するおよびコンプレッサのストールを防止するというものである。これを実現するために、方向付け可能なブレードの組がコンプレッサ入口に繋がる吸気チャンネル内に位置付けられており、ブレードの方向付けを制御するためのアクチュエータが、エンジン動作状態に応じてコンプレッサへの入口において所望の乱流の動きが得られるように操作される。この解決法は、コンプレッサ入口において吸気ガスにらせん状の乱流の動きをもたらすことに特化した特定の手段の用意を必要とするもので、実施が複雑であり、無視できないコストを伴う。

本発明の目的は、ターボコンプレッサによって過給されるエンジンを制御するための方法であって、コンプレッサ入口においてらせん状の乱流の動きを生じさせるための制御可能な手段を提供することによって、低速でコンプレッサがストールする現象の排除を可能にし、この方法を実施するための追加のコストを伴わない、方法、を提案することによって、既存の装置の欠点を改善することである。

この目的は、過給式内燃エンジンを制御するための方法であって、上記エンジンは、燃焼シリンダと、シリンダに接続されておりかつコンプレッサを備える吸気マニホールド内へと開口している、吸気循環路と、シリンダに接続されており、かつコンプレッサに回転結合されたタービンを備える、排気マニホールドの出口に開口している、排気循環路と、１つまたは複数の燃焼ガス後処理システムと、を備え、上記エンジンは少なくとも１つの燃焼ガス再循環路を備えており、上記少なくとも１つの再循環路は、後処理システムからの出口において始まり、コンプレッサの上流の吸気循環路内へと開口しており、上記再循環路内へと再循環される燃焼ガスの流量を制御するための再循環弁を備え、ここで規制バタフライ弁が、コンプレッサの入口上流かつ上記再循環路の出口の下流の吸気ダクト内に配置されており、方法は、エンジン負荷指標が閾値未満であると判定される、燃焼ガスの再循環が必要なエンジン動作状態下で、上記規制バタフライ弁を第１の動作モードに従って動作させて、エンジン内へと再循環される燃焼ガスの流量が増えるようにするタイプのものであり、上記方法は、エンジン負荷指標が上記閾値を超えていると判定される、燃焼ガスの再循環をほとんどまたは全く必要としないエンジン動作状態下で、上記規制バタフライ弁を第２の動作モードで動作させて、上記コンプレッサの吸気口内へと供給されるガスにらせん状の乱流の動きをもたらして、これにより上記コンプレッサの動作安定性を改善することを特徴とする、方法、によって達成される。

有利には、上記規制バタフライ弁の上記第２の動作モードは、以下のステップを含む：
−コンプレッサを通るガス流量およびコンプレッサの圧縮比である値ペアのテーブルをそれぞれ記憶するステップであって、記憶される値ペアの組はコンプレッサのストール限界を規定するコンプレッサの動作点に対応している、記憶するステップ、
−コンプレッサを通る流量および上記コンプレッサの圧縮比の現在の値をセンサによって決定するステップ、
−上記コンプレッサのストールのリスクを、上記値ペアのテーブルと相関した流量および圧縮比の現在の値の関数として検出するステップ、ならびに、上記ストールのリスクが検出されると、
−上記規制バタフライ弁の開位置を上記ストール限界から離れるように設定するステップ。

好ましくは、上記ストールのリスクが検出されると、上記規制バタフライ弁の上記開位置は、コンプレッサを通る流量とコンプレッサの圧縮比の値ペアの関数として上記規制バタフライ弁の開き角度を提供する、事前に確立したマップによって制御される。

有利には、ストールのリスクが検出されない場合は、上記規制バタフライ弁は全開位置に保たれる。

一実施形態によれば、上記規制バタフライ弁の上記第２の動作モードでは、上記再循環弁は完全に閉じた位置に設定される。

別の実施形態によれば、上記規制バタフライ弁の上記第２の動作モードでは、上記再循環弁は部分的に開いた位置に設定される。

有利には、上記規制バタフライ弁の上記第１の動作モードでは、吸気循環路内へと再循環される燃焼ガスのレベルに関する標的値が提供され、上記規制バタフライ弁は、上記標的値に達するまで、再循環される燃焼ガスの上記流量が増えるように開位置に設定される。

好ましくは、上記規制バタフライ弁の上記第１の動作モードでは、上記再循環弁は全開位置に設定される。

本発明は、過給式内燃エンジンを制御するための装置であって、上記エンジンは、燃焼シリンダと、シリンダに接続されておりかつコンプレッサを備える吸気マニホールド内へと開口している、吸気循環路と、シリンダに接続されており、かつコンプレッサに回転結合されたタービンを備える、排気マニホールドの出口に開口している、排気循環路と、１つまたは複数の燃焼ガス後処理システムと、上記エンジンは少なくとも１つの燃焼ガス再循環路を備えており、上記少なくとも１つの再循環路は、後処理システムからの出口において始まり、コンプレッサの上流の吸気循環路内へと開口しており、上記再循環路内への燃焼ガスの流量を制御するための再循環弁を備え、このとき規制バタフライ弁は、コンプレッサへの入口上流かつ上記再循環路の出口の下流の吸気ダクト内に配置されており、上記装置は、エンジン負荷指標が閾値未満であると判定される燃焼ガスの再循環が必要なエンジン動作状態下で、上記規制バタフライ弁を、エンジン内へと再循環される燃焼ガスの流量が増えるように第１の動作モードに設定できる、制御モジュールを備え、上記装置は、エンジン負荷指標が上記閾値を超えている、燃焼ガスの再循環をほとんどまたは全く必要としないエンジン動作状態下で、上記制御モジュールは、上記コンプレッサの吸気口内へと供給されるガスにらせん状の乱流の動きをもたらすように上記規制バタフライ弁を第２の動作モードに設定でき、これにより上記コンプレッサの動作安定性を改善することを特徴とする、装置、に関する。

有利には、上記装置は、コンプレッサを通るガス流量およびコンプレッサの圧縮比である値ペア（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）のテーブルをそれぞれ記憶するためのメモリであって、記憶される値ペアの組は、コンプレッサのストール限界を規定するコンプレッサの動作点に対応している、メモリと、コンプレッサを通る流量および上記コンプレッサの圧縮比の現在の値を決定することを可能にする、センサと、を備え、上記制御モジュールは、上記メモリおよび上記センサと協働し、上記コンプレッサのストールのリスクを、値ペアの上記テーブルと相関させたコンプレッサを通る流量および圧縮比の現在の値の関数として検出すること、ならびに、検出されると上記規制バタフライ弁の開位置を上記ストール限界から離れるように設定することができる。

本発明の更なる特徴および利点は、限定的ではなく単に情報として与えられた以下の説明を、添付の図面を参照して読むことによって、明らかになるであろう。

本発明の制御戦略の基礎となる、例示的なエンジン構造の図解である。 本発明に係る制御戦略を記載したフローチャートである。 許容できる動作領域の終わりを表すコンプレッサのフィールド（ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｆｉｅｌｄ）における動作点に対応する、格納されているストール限界に対するコンプレッサの許容できる動作領域を説明する図である。

図１には、図示されている例では直線状である４つの燃焼シリンダ１０、１２、１４、１６を有するタイプの過給式内燃エンジン１が図示されている。

シリンダの上流において、内燃エンジン１は吸気循環路２０を備えるが、これは大気から新しい空気を取り込むもので、エンジンブロックの４つのシリンダの各々に向けて空気を分配するように配置されている、空気分配器２５または吸気マニホールド２５内へと開口している。この吸気循環路２０は、気流方向に、大気から取り込んだ新しい空気をろ過するエアフィルタ２１と、エアフィルタ２１がろ過した新しい空気を圧縮するコンプレッサ２２と、この圧縮された新しい空気を冷却する空気冷却器２３と、吸気マニホールド２５内へと供給される新しい空気の流量の制御を可能にする吸気弁２４と、を備える。吸気循環路２０は、コンプレッサ２２への入口における空気流量Ｑａｉｒを測定するために、エアフィルタ２１の下流に流量計２８を有する。

シリンダからの出口において、内燃エンジン１は、排気マニホールド３１から延びる排気循環路３０を有し、シリンダ内で既に燃焼されたガスはこの中へと供給され、燃焼ガスを大気へと排出するための排気弁３４が装着された排気出口管３３へと至る。排気循環路はまた、ガス流れ方向に、タービン３２と、１つまたは複数の燃焼ガス後処理システム３５と、を備える。

タービン３２は排気マニホールド３１から出る燃焼ガスの流れによって回転駆動され、伝動シャフトなどの機械的連結手段を介したコンプレッサ２２の回転駆動を可能にする。

ここで、内燃エンジン１は、排気循環路３０から吸気循環路２０に至る、高圧燃焼ガス再循環路３６も備える。この再循環路は一般に、「排気ガス再循環−高圧（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ − Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」を表す、ＥＧＲ−ＨＰと呼ばれる。この循環路は排気循環路３０において排気マニホールド３１とタービン３２との間で始まり、吸気弁２４と空気分配器２５との間で吸気循環路２０内へと開口している。

ＥＧＲ−ＨＰ循環路３６により、再循環ガスまたはＥＧＲガスとして知られる排気循環路３０内を循環する燃焼ガスの一部を抽出してシリンダ内に再投入することが可能になり、これにより、エンジンからの汚染排出、特に窒素酸化物、煤煙、および炭化水素の粒子の排出が低減される。

このＥＧＲ−ＨＰ循環路３６は、空気分配器２５内へと供給される再循環される排気ガスまたはＥＧＲガスの流量を規制するための、ＥＧＲ−ＨＰ弁３７を備える。

加えてまたは変形として、ＥＧＲ−ＨＰ循環路は、「排気ガス再循環−低圧（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ − Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」を表すＥＧＲ−ＬＰ循環路と一般に呼ばれる、低圧の燃焼ガス再循環路３８によって補完または置換される。このＥＧＲ−ＬＰ循環路３８は、排気循環路内の燃焼ガス後処理システム３５からの出口において始まり、エアフィルタ２１とコンプレッサ２２との間で吸気循環路２０内へと開口している。このＥＧＲ−ＬＰ循環路３８は、吸気循環路２０内へと供給されるＥＧＲガスの流量を規制するための、ＥＧＲ−ＬＰ弁３９を備え、ＥＧＲガスはここで新しい空気と混合される。新しい空気と再循環されたＥＧＲガスとから形成された吸気ガスは次いで、コンプレッサ２２によって圧縮され、次いで吸気マニホールド２５内に導入される。後処理システム３５から出るがＥＧＲ−ＬＰ循環路３８を介して再循環されてコンプレッサ２２の上流の吸気マニホールド内に投入されることのない、再循環されたガスは、排気弁３４を含む排気出口管３３内へと排出される。

また、コンプレッサ入口２２の上流の吸気ダクト４１内には規制バタフライ弁４０が設けられている。より精確には、この規制バタフライ弁４０は、ＥＧＲガスの入口の下流、または吸気循環路２０におけるＥＧＲ−ＬＰ循環路３８の出口の下流に置かれている。このことにより、コンプレッサ２２への入口における吸気ガスの流量の制御が可能になる。このことは従来、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）を減らす目的で、ＥＧＲ−ＬＰ循環路３８からエンジンに入るＥＧＲガスの流量を増やすためだけに用いられている。この規制バタフライ弁４０を介した吸気口の規制には、実際には、ＥＧＲガスの流量の増大を可能にする吸気ダクトにおける圧力の低減が反映されており、この弁の操作により、エンジンの汚染除去領域にわたってより高いＥＧＲ比を導入することが可能になる。

規制バタフライ弁４０は、車両に搭載されたエンジン制御ユニット５０によって制御される。エンジン制御ユニット５０はバタフライ弁制御モジュールを構成しており、コンプレッサ２２の上流の温度Ｔ１および圧力Ｐ１ならびに下流の温度Ｔ２および圧力Ｐ２をそれぞれ測定するための、センサ２６、２７と、エンジン吸気口における空気流量値Ｑａｉｒを供給する、エアフィルタ２１の下流のエンジンの流量計２８とに更に接続されて、これらのセンサが提供する測定値を受信するようになっている。

エンジン制御ユニット５０は規制バタフライ弁４０の制御戦略を実施する。この戦略は、規制バタフライ弁４０が２つの動作モード、すなわち、規制バタフライ弁４０の従来の使用に対応する第１の動作モードであって、高いＥＧＲガス比が必要なときに規制バタフライ弁４０を実質的に部分的なエンジン負荷で使用して、これにより、ＥＧＲ−ＬＰ再循環弁３９を全開にしている間に吸気口において圧力の低下を生じさせエンジン内へのＥＧＲガス流量の増加を可能にする、第１の動作モードと、規制バタフライ弁４０をコンプレッサのストール限界近くで使用して、これによりコンプレッサ２２の入口内へと供給される吸気ガスのらせん状の乱流の動きをもたらしてコンプレッサ２２のストール現象を排除する、本発明に係る第２の動作モードと、で動作することを可能にするように設計されている。実際に第２の動作モードでは、規制バタフライ弁４０が中に配置される吸気ダクトの軸線に対して正確に方向付けされると、規制バタフライ弁４０は、コンプレッサ２２への入口において流体を事前回転させることのできるデフレクタとして機能する。この事前回転により速度差分（ｓｐｅｅｄ ｄｅｌｔａ）が変化して、コンプレッサのインペラにおいて軸方向成分を補強することが可能になり、コンプレッサのインペラ内の流れの空力学的剥離が抑えられる。典型的には、規制バタフライ弁４０はコンプレッサ入口から２Ｄから１０Ｄの間の距離に配置され、ここでＤは、規制バタフライ弁を中に収容している吸気ダクトの直径を示す。ストールの現象がこの結果排除され、このことにより、普通であればコンプレッサのストールによって制限されるであろうエンジン性能の改善が可能になる。規制バタフライ弁４０の第２の動作モードでは、エンジンの汚染除去要求に応じて、ＥＧＲ−ＬＰ再循環弁３９は次いで完全に閉じられる（吸気口へのＥＧＲガスの再循環はない）か、または僅かに開くことができる（吸気口へと再循環されるＥＧＲガスの比が低い）。

制御の戦略について以下で図２を参照してより詳細に記載する。第１のステップＥ０は、エンジン動作状態が、上記したような第１の動作モードまたは第２の動作モード、言い換えれば、吸気口におけるＥＧＲ比を大きくするような規制バタフライ弁の使用、またはコンプレッサのストールを排除するような規制バタフライ弁の使用の、どちらでの規制バタフライ弁の使用を必要としているかを判定すること、から成る。

動作状態は、エンジンシャフトに適用されるトルクの関数として、エンジンシャフトの回転速度（エンジン回転数Ｎ）とエンジン負荷指標とに実質的にリンクさせることができ、これら２つのパラメータの組み合わせは、エンジンの動作点を規定する。制御戦略の基礎となるエンジン負荷指標は、例えばエンジンの平均実効圧力（ＭＥＰ）によって規定され得る。

低いエンジン負荷で高いＥＧＲ比を使用する必要がある限りにおいて、ＭＥＰ_{ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ}として知られる限界ＭＥＰに対応する閾値を定めることができ、これを超えると、規制バタフライ弁を使用した吸気の規制、すなわち、コンプレッサへの入口にあるまたはＥＧＲ−ＬＰ循環路からの出口にある吸気ダクトのレベルでの、ＥＧＲ−ＬＰ循環路を通したＥＧＲガスの強制的な導入が、それ以上行われなくなる。

この場合、エンジンのＭＥＰがこの閾値ＭＥＰ_{ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ}未満と判定される場合、方法は、吸気口におけるＥＧＲガス比τ_ｅｇｒを大きくするために規制バタフライ弁４０を使用する、第１の動作モードＥ１０への切り替えを行う。この場合、ＥＧＲ−ＬＰ循環路３８の再循環弁３９は開状態に設定され、ＥＧＲ比標的値τ_{ｅｇｒ＿ｔａｒｇｅｔ}が確立され、ステップＥ１１において以下の条件：
− τ_ｅｇｒ＜τ_{ｅｇｒ＿ｔａｒｇｅｔ}、および
− ＥＧＲ−ＬＰ循環路の再循環弁が開状態である、
が検証済みである場合には、ステップＥ１２において、ＥＧＲ比の標的値に達するまでＥＧＲ比を大きくするように、規制バタフライ弁の開度が指示される。ステップＥ１３において、規制バタフライ弁４０の開度を制御することによってＥＧＲ比τ_ｅｇｒの規制が実施され、これは、ＥＧＲ比がＥＧＲ比標的値τ_{ｅｇｒ＿ｔａｒｇｅｔ}に達しない限りは継続される。これを行うために、開放命令に関する新しい値をＥＧＲ比とＥＧＲ比標的値の間の差の関数として決定する関数が定義される。この関数は例えば、最適な規制を保証することを目的とした、ＰＩＤ型規制システム（比例、積分、微分）を使用する。

しかしながら、ステップＥ０においてエンジンのＭＥＰ負荷が閾値ＭＥＰ_{ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ}よりも大きいと判定されるならば、この場合方法は、規制制御弁４０が今度はコンプレッサ２２のストール限界をシフトさせるために使用される、第２の動作モードＥ２０への切り替えを行う。

最初に、ステップＥ２１において、コンプレッサ２２を通って循環する流体の流量およびコンプレッサ２２の圧縮比である、値ペア（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）のテーブルがそれぞれ記憶され、記憶される値ペアの組み合わせは、コンプレッサ２２のストール限界を規定するその動作点に対応している。このストール限界は、図３に示す曲線Ｃ１上の点に対応しており、コンプレッサの動作に対する圧縮比Ｐ２／Ｐ１およびコンプレッサを通る流量Ｑ（単位ｍ^３／ｓ）に関する許容できる値を表す、コンプレッサのフィールドに対するコンプレッサの安定動作領域の、終わりに対応している。曲線Ｃ１上の点はしたがって、テーブルに記憶されるコンプレッサの動作点（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）の組に対応しており、コンプレッサのフィールドにおける許容できる機能領域を画定している。この目的は、コンプレッサのフィールドにおける限界ストール領域Ｃ１内へとまたは更にはこの領域を超えて、コンプレッサ動作点がシフトするのを回避すること、言い換えれば、図３に示すコンプレッサのフィールドにおいて動作点が過度に左寄りに存在するのを回避することである。

ステップＥ２２において、コンプレッサの上流および下流の圧力および温度の測定用のセンサ２６および２７と、エンジンの流量計２８とを使用して、コンプレッサ２２の動作状態が測定される。各時点で、コンプレッサ２２を通る流量Ｑが、エンジンの流量計２８において測定された空気流量Ｑａｉｒから、およびＥＧＲ−ＬＰ循環路３８からのＥＧＲガスの流量から計算される。コンプレッサ２２の上流および下流でそれぞれ測定された圧力Ｐ１およびＰ２により、圧縮比Ｐ２／Ｐ１の計算が可能になる。

コンプレッサ２２を通る流量Ｑの値は、コンプレッサ２２の上流および下流で測定された圧力Ｐ１、Ｐ２および温度Ｔ１、Ｔ２から推定することもでき、このためこの場合は流量計２８を省略することができる。

コンプレッサのストールのリスクを検出するために、各時点で、センサが測定した値から取得された値ペア（Ｑ、Ｐ２／Ｐ１）が、コンプレッサのストール限界を規定するコンプレッサ動作点（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）の組を格納している、記憶されているテーブルと比較される。ストールのリスクは、取得される値ペア（Ｑ、Ｐ２／Ｐ１）に対応するコンプレッサの動作点が、コンプレッサのフィールドにおいて過度に左寄りに存在するときに検出される。より精確には、コンプレッサを通る流量およびコンプレッサの圧縮比に関して取得される値ペア（Ｑ、Ｐ２／Ｐ１）は、コンプレッサのストール限界Ｃ１を規定する値ペア（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）のテーブルと相関しており、以下の条件のうちの一方または他方が検出されるようになっている：
Ｑ＜ｋ．Ｑ_{ｓｔａｌｌ}
（Ｐ２／Ｐ１）＞ｋ’（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}

この場合、コンプレッサを通る流量の取得値と、コンプレッサのストール限界Ｃ１を規定する値ペア（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）のテーブルとの相互関連付けには、取得値と流量に関する基準値ｋ．Ｑ_{ｓｔａｌｌ}との比較を用い、この基準値は、対応する圧縮比に関するテーブルに記憶される値Ｑ_{ｓｔａｌｌ}を、ストール限界Ｃ１に対する安全マージンまたはストールマージンの設定を可能にするように係数ｋによって重み付けしたものに相当する。係数ｋは、係数ｋの値が達成すべきストールマージンに適合するように、好ましくは１を超えて１．１以内、更により好ましくは１．０５から１．１の間の値の範囲内で選択される。

同じように、圧縮比の取得値とテーブル（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）との相互関連付けには、取得値と圧縮比に関する基準値ｋ’（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}との比較を用い、この基準値は、対応する流量に関するテーブルに記憶される値（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}を、ストール限界Ｃ１に対する安全マージンの設定を可能にするように係数ｋ’によって重み付けしたものに相当する。係数ｋ’は、係数ｋ’の値が達成すべきストールマージンに適合するように、好ましくは０．９を超えて１未満、例えば０．９２から０．９８の間にある値範囲内で選択される。

このようにして、コンプレッサのストール限界に達する前に、すなわち、コンプレッサの動作点がコンプレッサのストール限界領域内へとまたは更にはこの領域を超えてシフトする前に、コンプレッサの臨界動作点を検出することができる。

記憶されているストール限界に対するコンプレッサのフィールドにおけるコンプレッサの現在の動作点を考慮した、上記の２つの不等式の一方または他方の検証後に、ステップＥ２２においてストールのリスクが検出されるとき、方法はステップＥ２３に移り、コンプレッサ動作点がストール限界から離れるようシフトするように、規制バタフライ弁４０の開度を設定する。

これを行うために、規制バタフライ弁の開度は、事前に確立したマップによって与えられる位置に設定され、このマップは、コンプレッサを通る流量およびコンプレッサの圧縮比の値ペアの関数として、規制バタフライ弁の開度に関する角度値を提供する。バタフライ弁の上記開位置は、コンプレッサを通る流量Ｑが再びｋ．Ｑ_{ｓｔａｌｌ}よりも大きくなるよう、コンプレッサを通る速度差分の損失成分を改善するように定められる。

しかしながら、ステップＥ２２においてストールのリスクが検出されないときは、規制バタフライ弁４０はステップＥ２４において全開位置に保持される。

Claims (10)

1. 過給式内燃エンジンを制御するための方法であって、前記エンジンは、
   燃焼シリンダ（１０〜１６）と、
   前記シリンダに接続されておりかつコンプレッサ（２２）を備える吸気マニホールド（２５）内へと開口している、吸気循環路（２０）と、
   前記シリンダに接続されており、かつ前記コンプレッサに回転結合されたタービン（３２）を備える、排気マニホールド（３１）の出口に開口している、排気循環路（３０）と、
   １つまたは複数の燃焼ガス後処理システム（３５）と、を備え、
   前記エンジンは少なくとも１つの燃焼ガス再循環路（３８）を備えており、
   前記少なくとも１つの再循環路は、前記後処理システム（３５）からの出口において始まり、前記コンプレッサ（２２）の上流の前記吸気循環路内へと開口しており、前記再循環路（３８）内へと再循環される燃焼ガスの流量を制御するための再循環弁（３９）を備え、ここで規制バタフライ弁（４０）が、前記コンプレッサ（２２）への入口の上流かつ前記再循環路（３８）の出口の下流の吸気ダクト（４１）内に配置されており、
   前記方法は、エンジン負荷指標が閾値（ＭＥＰ_{ｓｔａｌｌ}）未満であると判定される、燃焼ガスの再循環が必要なエンジン動作状態下で、前記規制バタフライ弁（４０）を第１の動作モード（Ｅ１０）に従って動作させて、前記エンジン内へと再循環される燃焼ガスの流量が増えるようにするタイプのものである方法において、
   エンジン負荷指標が前記閾値（ＭＥＰ_{ｓｔａｌｌ}）を超えていると判定される、燃焼ガスの再循環をほとんどまたは全く必要としないエンジン動作状態下で、前記規制バタフライ弁（４０）を第２の動作モード（Ｅ２０）で動作させて前記コンプレッサ（２２）の吸気口内へと供給されるガスにらせん状の乱流の動きをもたらして、これにより前記コンプレッサ（２２）の動作安定性を改善することを特徴とする、方法。
2. 前記規制バタフライ弁（４０）の前記第２の動作モード（Ｅ２０）は、以下のステップ：
   −前記コンプレッサを通るガス流量および前記コンプレッサの圧縮比である値ペア（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）のテーブルをそれぞれ記憶するステップ（Ｅ２１）であって、記憶される値ペアの組は前記コンプレッサのストール限界（Ｃ１）を規定する前記コンプレッサの動作点に対応している、記憶するステップ（Ｅ２１）、
   −前記コンプレッサを通る流量および前記コンプレッサの圧縮比の現在の値をセンサ（２６、２７、２８）によって決定するステップ（Ｅ２２）、
   −前記コンプレッサのストールのリスクを、前記値ペアのテーブルと相関させた流量および圧縮比の前記現在の値の関数として検出するステップ（Ｅ２２）、ならびに、前記ストールのリスクが検出されると、
   −前記規制バタフライ弁（４０）の開位置を前記ストール限界から離れるように設定するステップ（Ｅ２３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ストールのリスクが検出されると、前記規制バタフライ弁（４０）の前記開位置は、前記コンプレッサを通る流量と前記コンプレッサの圧縮比の前記値ペアの関数として前記規制バタフライ弁の開き角度を提供する、事前に確立したマップによって制御されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. ストールのリスクが検出されない場合は、前記規制バタフライ弁（４０）は全開位置に保たれることを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載の方法。
5. 前記規制バタフライ弁（４０）の前記第２の動作モード（Ｅ２０）では、前記再循環弁（３９）は完全に閉じた位置に設定されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記規制バタフライ弁（４０）の前記第２の動作モード（Ｅ２０）では、前記再循環弁（３９）は、部分的に開いた位置に設定されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記規制バタフライ弁（４０）の前記第１の動作モード（Ｅ１０）では、前記吸気循環路内へと再循環される燃焼ガスのレベルに関する標的値が提供され（Ｅ１１）、前記規制バタフライ弁（４０）は、前記標的値に達するまで、再循環される燃焼ガスの前記流量が増えるように開位置に設定される（Ｅ１２）ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記規制バタフライ弁（４０）の前記第１の動作モード（Ｅ１０）では、前記再循環弁（３９）は全開位置に設定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 過給式内燃エンジンを制御するための装置であって、前記エンジンは、
   燃焼シリンダ（１０〜１６）と、
   前記シリンダに接続されておりかつコンプレッサ（２２）を備える吸気マニホールド（２５）内へと開口している、吸気循環路（２０）と、
   前記シリンダに接続されており、かつ前記コンプレッサに回転結合されたタービン（３２）を備える、排気マニホールド（３１）の出口に開口している、排気循環路（３０）と、
   １つまたは複数の燃焼ガス後処理システム（３５）と、を備え、
   前記エンジンは少なくとも１つの燃焼ガス再循環路（３８）を備えており、
   前記少なくとも１つの再循環路は、後処理システム（３５）からの出口において始まり、コンプレッサ（２２）の上流の吸気循環路内へと開口しており、前記再循環路（３８）内への燃焼ガスの流量を制御するための再循環弁（３９）を備え、ここで規制バタフライ弁（４０）が、前記コンプレッサ（２２）への入口の上流かつ前記再循環路（３８）の出口の下流の吸気ダクト（４１）内に配置されており、
   前記装置は、エンジン負荷指標が閾値（ＭＥＰ_{ｓｔａｌｌ}）未満であると判定される、燃焼ガスの再循環が必要なエンジン動作状態下で、前記規制バタフライ弁（４０）を、エンジン内へと再循環される燃焼ガスの流量が増えるように第１の動作モード（Ｅ１０）に設定できる、制御モジュール（５０）を備える装置において、エンジン負荷指標が前記閾値（ＭＥＰ_{ｓｔａｌｌ}）を超えている、燃焼ガスの再循環をほとんどまたは全く必要としないエンジン動作状態下で、前記制御モジュールは、前記コンプレッサ（２２）の吸気口内へと供給されるガスにらせん状の乱流の動きをもたらすように前記規制バタフライ弁（４０）を第２の動作モード（Ｅ２０）に設定でき、これにより前記コンプレッサ（２２）の動作安定性を改善することを特徴とする、装置。
10. 前記コンプレッサを通るガス流量および前記コンプレッサの圧縮比である値ペア（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）のテーブルをそれぞれ記憶するためのメモリであって、記憶される値ペアの組は、前記コンプレッサのストール限界（Ｃ１）を規定する前記コンプレッサの動作点に対応している、メモリと、
    前記コンプレッサを通る流量および前記コンプレッサの圧縮比の現在の値を決定することを可能にする、センサ（２６、２７、２８）と、を備え、
    前記制御モジュール（５０）は、前記メモリおよび前記センサと協働し、前記コンプレッサ（２２）のストールのリスクを、値ペア（Ｑ_{ｓｔａｌｌ}、（Ｐ２／Ｐ１）_{ｓｔａｌｌ}）の前記テーブルと相関させた前記コンプレッサを通る流量および圧縮比の前記現在の値の関数として検出すること、ならびに、検出されると前記規制バタフライ弁（４０）の開位置を前記ストール限界から離れるように設定することができることを特徴とする、
    請求項９に記載の装置。

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