FR2865770A1 - Procede de gestion d'un moteur a combustion interne ayant au moins deux turbocompresseurs de gaz d'echappement - Google Patents

Abstract

Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (100) ayant au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement permettant un réglage fiable du synchronisme des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement. Pour au moins l'un des turbocompresseurs de gaz d'échappement on commande un organe d'actionnement (110, 18 ; 111, 19) pour influencer la pression de charge fournie par les compresseurs (8, 9) des turbocompresseurs de gaz d'échappement à l'aide d'un signal de commande propre. On corrige au moins l'un des signaux de commande dans le sens du synchronisme de fonctionnement des turbocompresseurs de gaz d'échappement.

Description

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne comportant au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement, avec pour ces au moins deux turbocompres- seurs de gaz d'échappement un organe de réglage respectif qui influence la pression de charge fournie par les compresseurs des turbocompresseurs de gaz d'échappement par un signal de commande propre.

Etat de la technique Selon le document DE 198 101 74 Cl, on connaît un dispositif de régulation de la pression d'alimentation ou pression de charge d'un moteur à combustion interne équipé de deux turbocompresseurs de gaz d'échappement. A chaque conduite d'admission est associé le compresseur d'un turbocompresseur et on mesure le débit massique d'air de la masse d'air respectivement aspirée.

Des moyens sont prévus pour permettre de former une grandeur de régulation à l'aide des deux masses d'air mesurées dans les conduites d'admission et un régulateur déduit de cette grandeur de régulation une grandeur d'actionnement des turbines des deux turbocompresseurs. Un comparateur compare les masses d'air mesurées pour surveiller le synchronisme du fonctionnement des deux turbocompresseurs. Si par exemple l'un des turbocompresseurs fournit une pression de charge plus élevée que l'autre, le comparateur génère une grandeur d'actionnement pour la conduite de dérivation du premier turbocompresseur pour augmenter le débit de dérivation contournant la turbine du premier turbo- compresseur.

Inversement, si le second turbocompresseur fournit une pression de charge plus élevée que le premier turbocompresseur, le comparateur fournit une grandeur d'actionnement pour la soupape de dérivation du second turbocompresseur afin d'augmenter le flux de dérivation autour de la turbine du second turbocompresseur. L'utilisation de deux débitmètres massiques installés dans les conduites d'aspiration séparées des deux turbocompresseurs permet de réaliser le synchronisme simple-ment.

Le document DE 196 15 033 Al décrit un montage pour détecter les déviations de vitesses de rotation entre deux turbocompres- seurs de gaz d'échappement. Dans ce cas on détermine la différence entre les pressions régnant dans les deux conduites de gaz d'échappement des deux bancs de cylindres en amont des turbines à gaz d'échappement et on signale une déviation significative de la vitesse de rotation si la différence de pression obtenue dépasse un seuil prédéfini.

On connaît également des turbocompresseurs de gaz d'échappement à géométrie de turbine variable. Dans ce cas, l'organe d'actionnement est commandé pour influencer la pression de charge four-nie par le compresseur du turbocompresseur de gaz d'échappement. Cet organe d'actionnement n'est pas comme indiqué ci-dessus une soupape de dérivation installée dans un chemin de dérivation contournant la turbine du turbocompresseur de gaz d'échappement ou le compresseur du turbo- compresseur de gaz d'échappement, mais un organe d'actionnement per- mettant de modifier la géométrie de la turbine du turbocompresseur de gaz d'échappement.

Pour augmenter de manière significative la puissance four-nie par le moteur à combustion interne on utilise actuellement de plus en plus des turbocompresseurs de gaz d'échappement à géométrie de turbine variable. Cette géométrie de turbine variable permet d'améliorer notamment la réponse en cas de variation de charge positive, c'est-à-dire en cas de variation de charge dans le sens d'une augmentation de la charge comme cela est le cas par exemple en phase de démarrage, par rapport aux turbocompresseurs de gaz d'échappement habituels équipés d'une soupape de dérivation. La régulation de la pression de charge (ou pression d'alimentation) se fait alors par le réglage des aubes directrices de la turbine du turbocompresseur de gaz d'échappement, commandée par son propre organe d'actionnement. La modification qui en résulte de la vitesse de rotation de la turbine et de l'arbre qui la relie au compresseur du turbocompresseur de gaz d'échappement génère du côté de la compression une pression de charge plus élevée ou plus faible.

Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est corrigé de façon commandée dans le sens du fonctionnement synchrone des turbocompresseurs de gaz d'échappement.

Le procédé selon l'invention offre l'avantage d'éviter dans une très large mesure les différences de synchronisme d'au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement rendant inutile toute régulation de synchronisme pour compenser de telles différences de fonctionnement.

Il est particulièrement avantageux d'obtenir le synchronisme d'au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement par le réglage de la même vitesse de rotation des turbines ou compresseurs ou arbres d'entraînement des turbocompresseurs de gaz d'échappement, ou par le réglage du même débit massique d'air à travers les compresseurs. Ainsi, dans le cas du réglage des mêmes vitesses de rotation, on évite les dommages occasionnés aux turbocompresseurs de gaz d'échappement à cause de déviations de vitesses de rotation entre les turbocompresseurs de gaz d'échappement.

Il est également avantageux que l'au moins un des signaux de commande soit corrigé selon le point de fonctionnement du moteur à combustion interne. Cela permet d'éviter des différences de synchronisme de fonctionnement des turbocompresseurs de gaz d'échappement pour des points de fonctionnement différents du moteur à combustion interne et d'avoir ainsi une plage de fonctionnement plus grande pour le moteur à combustion interne.

Il est en outre avantageux que l'au moins un des signaux de commande soit corrigé en fonction des différences de dimensions d'au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement. Cela permet d'éviter les différences de synchronisme de fonctionnement liées à la construction des turbocompresseurs de gaz d'échappement, c'est-à-dire les différences de synchronisme occasionnées par les différences de constructions des turbocompresseurs de gaz d'échappement. Même si l'on utilise des turbocompresseurs de gaz d'échappement de même construction, la dispersion des exemplaires de fabrication peut engendrer des différences de synchronisme que l'on évite en tenant compte de ces différences d'un exemplaire à l'autre de turbocompresseurs.

Il est également avantageux que l'au moins un des signaux de commande soit corrigé en fonction des différences des liaisons mécaniques entre l'organe de réglage respectif et le turbocompresseur de gaz d'échappement associé. Cela permet d'éviter les différences de synchro- nisme occasionnées par les différences dans des liaisons mécaniques entre l'actionneur et son turbocompresseur de gaz d'échappement, différences résultant par exemple étalement de la dispersion des exemplaires de fabrication.

Il est également avantageux que l'au moins un des signaux de commande soit corrigé en fonction des effets liés à l'encombrement, à l'aéraulique, aux conditions thermiques et autres effets asymétriques dans la conduite de l'air aspiré ou dans la conduite des gaz d'échappement des turbocompresseurs de gaz d'échappement. Cela permet de compenser les différences de synchronisme occasionnées par les différences d'encombrement des turbocompresseurs de gaz d'échappement, les différences d'écoulement ou aérauliques, les différences de température ou autres effets asymétriques dans la conduite ou le guidage de l'air d'alimentation ou dans la conduite des gaz d'échappement.

Il est également avantageux que l'au moins un des signaux de commande soit corrigé à l'aide d'une courbe caractéristique ou d'un champ de caractéristiques. Cela permet une réalisation particulièrement simple de la correction commandée.

Il est également simple de corriger de manière commandée l'au moins un des signaux de commande par multiplication à l'aide d'un coefficient correctif. Il est également simple de réaliser la correction commandée de l'au moins un des signaux de commande par l'addition d'un terme correctif ou valeur de correction.

Il est également avantageux si l'au moins un des signaux de commande est un signal à modulation de largeur d'impulsion, corrigé par variation de son rapport de travail. Cela permet d'effectuer la correction commandée d'une manière très simple.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'un moteur à combustion interne équipé de deux turbocompresseurs de gaz d'échappement, la figure 2 est un schéma par blocs de la commande d'un turbocom- presseur de gaz d'échappement, la figure 3 est un diagramme fonctionnel pour la correction d'au moins un signal de commande de l'un des turbocompresseurs de gaz d'échappement, - la figure 4 montre l'évolution de deux rapports de travail pour la commande des deux turbocompresseurs en fonction d'une valeur de consigne prédéfinie pour le rapport de travail.

Description du mode de réalisation

La figure 1 montre schématiquement un moteur à combus- tion interne 100 entraînant par exemple un véhicule automobile. Le mo- teur à combustion interne 100 comprend un moteur thermique 1, par exemple un moteur à essence ou un moteur diesel. Le moteur thermique 1 de cet exemple comprend deux ensembles de cylindres 2, 3. Chaque en- semble ou banc de cylindres possède une conduite d'échappement ou conduite de gaz d'échappement 4, 5. Chaque conduite de gaz d'échappement 4, 5 est équipée d'une turbine à gaz d'échappement 6, 7 faisant partie d'un turbocompresseur de gaz d'échappement. La turbine de gaz d'échappement 6 installée dans la conduite de gaz d'échappement 4 entraîne un compresseur 8; la turbine à gaz d'échappement 7 installée dans la conduite de gaz d'échappement 5 entraîne un compresseur 9. Les deux compresseurs 8, 9 compriment l'air aspiré dans la conduite d'admission d'air ou dans une conduite d'aspiration constituée dans l'exemple de réalisation présenté par une conduite d'aspiration 10 commune avec deux conduits d'admission 10a, 10b équipées chacune d'un radiateur d'air d'alimentation 11 et d'un volet d'étranglement 12. Le degré d'ouverture du volet d'étranglement 12 est commandé par la gestion du moteur ou un appareil de commande 23 relié par une ligne 32 et cela d'une manière connue des spécialistes, par exemple à partir du souhait ou demande du conducteur prédéfini par le conducteur agissant sur la pédale d'accélérateur non représentée à la figure 1. En aval du volet d'étranglement 12, la conduite d'admission 10 se répartit entre les deux bandes cylindres 2, 3. La conduite d'admission 10 commune se répartit entre les entrées des deux compresseurs 8, 9 branchés en parallèle en une première conduite d'admission l0a traversant le compresseur 8 et une seconde conduite d'admission 10b pour le compresseur 9; les sorties des deux compresseurs 8, 9 se réunissent avant le radiateur d'air d'alimentation 11. Au lieu de prévoir une conduite d'admission commune pour les deux bandes cylindres 2, 3, on peut également associer sa propre conduite d'admission à chacun des deux bandes cylindres 2, 3 avec chaque fois compression de l'air aspiré par le compresseur 8, 9 correspondant. Les compresseurs 8, 9 sont entraînés chacun par un arbre d'entraînement 101, 102 à partir de la turbine à gaz d'échappement 6, 7 correspondante.

Les turbines à gaz d'échappement 6, 7 sont équipées cha- cune d'une conduite de dérivation 13, 14. A l'aide d'une soupape 15, 16, équipant la conduite de dérivation 13, 14, on peut régler le débit de déri- vation et ainsi la vitesse de rotation de la turbine à gaz d'échappement 6, 7; en conséquence, on règle ainsi la pression de suralimentation fournie par le compresseur 8, 9 dans la conduite d'alimentation 10. Pour la régu- lation ou la commande de la pression d'alimentation, il est prévu un or- gane d'actionnement respectif pour chacun des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, cet organe d'actionnement se compose par exemple chaque fois d'une soupape cadencée 110, 111 et d'une boîte manométrique 18, 19; celle-ci règle par une tringlerie l'ouverture de la soupape de dérivation 15, 16. La soupape cadencée 110 et la soupape cadencée 111 reçoivent directement par une conduite 20 reliée à la conduite d'alimentation 10, la pression de suralimentation fournie par les deux compresseurs 8, 9. L'appareil de commande 23 transmet par une ligne respective 24a, 24b, un signal de commande de cadence à modulation de largeur d'impulsion aux soupapes cadencées 110, 111. Les signaux de commande de cadence à largeur d'impulsion modulée constituent chaque fois un signal de commande de l'organe d'actionnement correspondant.

Dans l'exemple décrit, le premier des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement comporte une première turbine de gaz d'échappement ou turbine 6, un premier compresseur 8 et un premier arbre d'entraînement 101. La première turbine 6 entraîne le premier compresseur 8 par le premier arbre d'entraînement 101. Une première conduite de dérivation 13 équipée d'une première soupape de dérivation 15 contourne la première turbine 6. Un premier organe d'actionnement comprend la première soupape cadencée 110 et une première boîte manométrique 18; celle-ci est commandée par une première conduite de pression 21 par la première soupape cadencée 110 et règle le degré d'ouverture de la première soupape cadencée 115 suivant le premier signal de commande. Ce signal est transmis par la gestion de moteur 23 par une première ligne de commande 24a à la première soupape cadencée 110.

Dans l'exemple de réalisation décrit, le second des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement comprend une seconde turbine de gaz d'échappement ou turbine 7, un second compresseur 9 et un se- coud arbre d'entraînement 102. La seconde turbine 7 entraîne le second compresseur 9 par le second arbre d'entraînement 102. Une seconde con- duite de dérivation 14, équipée d'une seconde soupape de dérivation 16, contourne la seconde turbine 7. Un second organe d'actionnement com- prend une seconde soupape cadencée 111 et une seconde boîte manomé- trique 19; celle-ci est commandée par une seconde conduite de pression 22 par la seconde soupape cadencée 111. Le degré d'ouverture de la se- conde soupape de dérivation 16 est réglé par un second signal de com- mande transmis par la gestion de moteur 23 à la seconde soupape cadencée 1:11 par la. seconde ligne de commande 24b.

Par une ou plusieurs lignes de commande 31, la gestion de moteur 23 commande les paramètres de combustion tels que l'alimentation en carburant et dans le cas d'un moteur à essence, l'instant de l'allumage.

Selon un autre mode de réalisation, l'un des deux turbo-compresseurs de gaz d'échappement ou les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement peuvent être des turbocompresseurs de gaz d'échappement à géométrie de turbine variable. Dans ce cas on influence la pression d'alimentation dans la conduite d'alimentation 10 vis-à-vis du turbocompresseur de gaz d'échappement à géométrie variable non par l'intermédiaire d'une soupape de dérivation mais en modifiant la géométrie de la turbine de ce turbocompresseur de gaz d'échappement. Pour cela, on règle les aubes de la turbine. Actuellement, le réglage des aubes de turbine se fait principalement par des systèmes de réglage fondés sur la pression utilisant par exemple des boîtes manométriques. Ainsi, la structure selon la figure 1 avec les organes d'actionnement décrits dans cette figure, composés de la soupape cadencée et de la boîte manométrique, peut être appliquée également au cas de turbocompresseurs de gaz d'échappement à géométrie de turbine variable; dans ce c , la boîte manométrique commande également par une tringlerie les aubes directrices de la turbine associée. Depuis peu on utilise également des systèmes de réglage électriques, individualisés, combinés au réglage des aubes directrices de la tur- bine d'un turbocompresseur de gaz d'échappement à géométrie de turbine variable. Dans ce cas il n'est plus nécessaire de prévoir la commande des organes d'actionnement fondée sur la pression comme cela est représenté à la figure 1. Cela permet également de supprimer la conduite 20 raccordée à la conduite d'admission 10 et les soupapes cadencées 110, 111.

Comme organe d'actionnement pour modifier la géométrie variable de la turbine ou pour modifier le degré d'ouverture des soupapes de dérivation 15, 16 on peut utiliser dans ce cas des actionneurs à commande électrique; ces actionneurs convertissent chaque fois un signal de commande de la gestion de moteur 23 en un actionnement mécanique de la géométrie de turbine variable ou en une modification mécanique du degré d'ouverture de la soupape de dérivation correspondante.

De tels actionneurs peuvent être construits par exemple sur le principe des actionneurs piézo-électriques. Dans ce cas, suivant la réa- lisation du turbocompresseur de gaz d'échappement équipé d'une soupape de dérivation ou ayant une géométrie de turbine variable, la gestion de moteur 23 transmet par une première ligne ou ligne de commande 24a, un premier signal de commande à destination d'un premier actionneur pour commander la soupape de dérivation ou la géométrie de turbine variable du premier turbocompresseur de gaz d'échappement 6, 8, 101; par une seconde ligne ou ligne de commande 24b, on commande à l'aide d'un second signal de commande, un second actionneur qui actionne la sou-pape de dérivation ou la géométrie de turbine variable du second turbo-compresseur de gaz d'échappement 7, 9, 102. En variante, la commande du turbocompresseur à géométrie de turbine variable ou à soupape de dérivation peut également se faire à l'aide d'un système d'actionnement électrique. De tels systèmes d'actionnement électriques offrent l'avantage par rapport aux systèmes fondés sur la pression d'offrir des possibilités d'intervention déterminées; en d'autres termes on peut régler exactement de manière reproductible un état prédéfini pour la position des aubes di- rectrices. En général, la commande de l'organe d'actionnement ou de l'actionneur d'un tel système de réglage électrique se fait à l'aide d'un signal à modulation de largeur d'impulsion par le réglage approprié du rap- port de travail du signal. Ces deux signaux de commande ainsi décrits sont réalisés dans cet exemple comme des signaux à modulation de largeur d'impulsion offrant un rapport de travail correspondant.

Comme indiqué, on commence actuellement à utiliser des systèmes d'actionnement électriques pour commander les turbocompres- seurs de gaz d'échappement, en particulier des turbocompresseurs à géo- métrie de turbine variable. Le potentiel ou la précision de ces actionneurs et leur vitesse de réaction ne sont pas totalement épuisés. Il est part exemple nécessaire pour des raisons d'encombrement dans le cas de mo- teurs à combustion interne à plusieurs ensembles de cylindres comme celui représenté à titre d'exemple à la figure 1, de réaliser différemment la transmission mécanique des efforts entre le système de réglage ou d'actionnement électrique, c'est-à-dire l'actionneur respectif et son turbo- compresseur de gaz d'échappement; dans ces conditions en général on aboutit à une position différente pour les aubes de chaque turbine si l'on utilise des turbocompresseurs de gaz d'échappement à géométrie de turbine variable ou à un degré d'ouverture différent de chaque soupape de dérivation si l'on utilise des turbocompresseurs de gaz d'échappement à soupape de dérivation. Cela entraîne que la vitesse de rotation des différents compresseurs et ainsi également la pression d'alimentation fournie par les différents compresseurs sera différente. Du point de vue du système il n'est pas souhaitable d'avoir un tel comportement. Ce comportement peut également se répercuter de manière négative sur la régulation utilisée pour la pression d'alimentation ou sur la durée de vie du moteur à combustion interne 1 car du fait de la vitesse de rotation différente des compresseurs on peut avoir des excursions de température de l'air alimentant le moteur à combustion interne 1 par la conduite d'alimentation 10, à des sur-régimes de compresseurs ou à un potentiel de puissance non utilisé de manière optimale par le turbocompresseur de gaz d'échappement. Des effets asymétriques, analogues, liés aux constructions asymétriques, peuvent également se répercuter de manière négative dans l'alimentation en air de la conduite d'admission 10 entre le compresseur respectif et la réunion des deux conduites d'admission 10a, 10b ainsi que dans le rapport des deux conduites de gaz d'échappement 4, 5. Ces effets peuvent également se répercuter de manière négative.

Selon l'invention, il est prévu de corriger au moins l'un des signaux de commande servant à commander l'actionneur d'un turbocompresseur de gaz d'échappement dans le sens du synchronisme de fonc- tionnement des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement. Le synchronisme des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement peut se réaliser par exemple en réglant les vitesses de rotation identiques pour les turbines 6, 7, les compresseurs 8, 9 ou les arbres d'entraînement 101, 102 des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement ou encore en ré- glant le même débit massique d'air à travers les compresseurs.

En manipulant l'un des deux signaux de commande ou les deux signaux de commande appliqués aux deux actionneurs du système de réglage électrique, par exemple en transformant les rapports de travail correspondants du ou des signaux de commande on peut compenser l'asymétrie mécanique évoquée ci-dessus et à réaliser ainsi le synchronisme de fonctionnement des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement. Cela signifie qu'à partir d'une valeur de consigne commune, prédéfinie pour le rapport de travail des signaux de commande, on prédéfinit pour chaque actionneur son propre rapport de travail et ainsi son propre signal de commande à partir de la gestion de moteur 23.

La figure 2 montre cette situation à l'aide d'un schéma par blocs. La gestion de moteur 23 fournit un premier signal de commande AS 1 au premier actionneur portant la référence 130 et influence la pres- sion de charge (ou pression d'alimentation) dans la première conduite d'admission l0a du premier turbocompresseur de gaz d'échappement; le premier turbocompresseur de gaz d'échappement a reçu la référence 140 à la figure 2 pour des raisons de simplification. La commande de moteur 23 fournit un second signal de commande AS2 au second actionneur portant la référence 135 pour influencer la pression de charge ou pression d'alimentation dans la seconde conduite d'admission 10b du second turbocompresseur de gaz d'échappement; dans un but de simplification à la figure 2, le second turbocompresseur de gaz d'échappement porte la référence 145.

Comme décrit, il importe peu pour l'invention que l'actionneur soit réalisé sous la forme d'un système de réglage électrique ou d'un système de réglage fondé sur la pression comme à la figure 1; dans le cas du système de réglage fondé sur la pression selon la figure 1, l'actionneur respectif se compose de la soupape cadencée et de la boîte manométrique.

En outre il importe peu pour l'invention que les turbocompresseurs de gaz d'échappement fonctionnent avec une géométrie de turbine variable ou avec une soupape de dérivation; l'un des turbocompresseurs de gaz d'échappement peut être à géométrie de turbine variable et l'autre fonctionner avec une soupape de dérivation ou encore les deux turbocompresseurs peuvent avoir une géométrie de turbine variable ou les deux peuvent fonctionner avec une soupape de dérivation. En outre, on peut prévoir plus de deux turbocompresseurs de gaz d'échappement, par exemple dans le cas d'un moteur à plus de deux bancs de cylindres et qu'il faut néanmoins faire fonctionner en synchronisme.

On peut prévoir la correction du premier signal de com- mande AS1 et/ou du second signal de commande AS2 suivant les diffé- rences de dimensions des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145. Cela permet d'éviter des différences de synchronisme liées au type de construction de deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, c'est-à-dire des différences de synchronisme entraînées par le mode de construction différent des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145. Même si l'on utilise des turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 de même construction, la dispersion des fa- brications peut entraîner de telles différences de fonctionnement syn- chrone que l'on peut éviter si l'on tient compte des différences des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 liées à la dispersion des exemplaires fabriqués. Pour déterminer la dispersion des exemplaires fabriqués des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 on peut mesurer exactement les différents composants des turbocompres- Beurs de gaz d'échappement 140, 145 tels que les turbines 6, 7, les compresseurs 8, 9 et les arbres d'entraînement 101, 102. Les différences qui résultent de la mesure des composants des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, ici les différences dimensionnelles des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 et les vitesses de ro- to talion. différentes des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, engendrées par la même commande des actionneurs 130, 135, peu- vent être compensées par des corrections appropriées du premier signal de commande AS1 et/ ou du second signal de commande AS2. Les corrections requises peuvent être obtenues par application, c'est-à-dire par des essais sur un banc d'essai de moteur ou par des essais sur route.

En plus ou en variante on peut également corriger le premier signal de commande AS1 et/ou le second signal de com:mande AS2 en fonction des différences de liaison mécanique entre chaque actionneur 130, 135 et le turbocompresseur de gaz d'échappement 140, 145 associés.

Cela permet d'éviter les différences de synchronisme liées aux différences des liaisons mécaniques entre l'organe d'actionnement respectif et son turbocompresseur de gaz d'échappement, là encore différences entraînées par la dispersion des exemplaires de fabrication.

S'il est nécessaire par exemple pour des raisons d'encombrement, dans le cas de moteurs à combustion interne à plusieurs bancs de cylindres comme celui représenté par exemple à la figure 1, de réaliser différemment la transmission mécanique des forces e:ntre le système d'actionnement électrique, c'est-à-dire l'actionneur 130, 135 respectif et le turbocompresseur de gaz d'échappement 140, 145 correspondant, cela se traduit en général par une position différente des aubes de la turbine respective 6, 7, si les turbocompresseurs de gaz d'échappement utilisés ont une géométrie de turbine variable ou si l'on a un degré d'ouverture variable pour les soupapes de dérivation 15, 16, respectives dans le cas de l'utilisation de turbocompresseurs de gaz d'échappement équipés de soupapes de dérivation.

Cela se traduit de nouveau par des différences de vitesses de rotation des compresseurs 8, 9 et ainsi des différences de pressions de suralimentation fournies par les différents compresseurs 8, 9. Pour dé- terminer la différence de transmission mécanique entre les actionneurs 130, 135 et les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, on peut mesurerexactement les liaisons mécaniques entre les actionneurs 130, 135 et les turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 cor- respondants. Dans le cas de turbocompresseurs à gaz d'échappement à géométrie de turbine variable on mesure la liaison mécanique entre l'actionneur el: la turbine du turbocompresseur de gaz d'échappement associé ; dans le cas de turbocompresseurs de gaz d'échappement à soupape de dérivation on mesure la liaison mécanique entre l'actionneur respectif et la soupape de dérivation du turbocompresseur de gaz d'échappement associés. Cela peut se réaliser à la fois pour des systèmes de réglage fondés sur la pression ou des systèmes de réglage électriques. Les différences qui en résultent dans les mesures de la liaison mécanique entre les deux actionneurs 130, 135 et le turbocompresseur de gaz d'échappement 140, 145 associés, et qui pour une même commande des actionneurs 130, 135, aboutissent à des vitesses de rotation différentes pour les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, peuvent là encore être compensées par des corrections appropriées du premier signal de commande AS1 et/ou du second signal de commande AS2. Les corrections requises peuvent être obtenues par application, c'est-à-dire par exemple par des essais sur un banc d'essai de moteur ou par des essais sur route.

En plus ou en variante, on peut prévoir de corriger le premier signal de commande AS1 et/ou le second signal de commande AS2 en fonction d'effets d'encombrement, de techniques fluidiques, de thermi- ques et autres effets asymétriques dans la conduite de l'air d'admission ou dans la conduite d'alimentation ou d'admission 10, 10a, 10b ou encore dans les conduites de gaz d'échappement 4, 5 des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145. Cela permet d'éviter les différences de synchronisme engendrées par les différences d'encombrement du tur- bocompresseur de gaz d'échappement 140, 145, respectif, de l'écoulement, de la température ou d'autres effets d'asymétrie dans les conduites d'air d'admission ou d'alimentation 10, 01a, 10b ou encore dans les conduites de gaz d'échappement 4, 5. La conduite d'admission est formée comme décrit par la conduite d'alimentation commune 10 et les deux conduites d'admission 10a, 10b. Des exemples de différences liées à la construction ou l'encombrement dans les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 ont déjà été décrits ci-dessus; les dfférences d'écoulement ou différences aérauliques peuvent résulter par exemple de différences de sections dans les deux conduites d'admission 10a, 10b ou des différences de sections des deux conduites de gaz d'échappement 4, 5. Les différences thermiques peuvent résulter par exemple de l'installation de deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 dans le mo- teur à combustion interne 100.

Suivant le montage des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, les flux massiques d'air comprimés par les compresseurs 8, 9 ou les flux massiques de gaz d'échappement entraînant les turbines 6, 7, peuvent avoir des températures différentes et produire ainsi des comportements différents pour les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, quant à leur vitesse de rotation. Les comportements en température ainsi décrits pour les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 dans le cas d'un moteur à combustion in-terne 1 installé en travers avec deux bancs de cylindres 2, 3, diffèrent du comportement: en température décrit pour les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 dans le cas d'un moteur série ayant deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, juxtaposés.

On peut également avoir d'autres effets d'asymétrie résultant par exemple de différences de géométrie entre les deux conduites d'admission 10a, 10b ou les deux conduites de gaz d'échappement 4, 5, provoquant comme les effets évoqués ci-dessus, des vitesses de rotation différentes pour les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145; ces différences peuvent être prises en compte par la correction du premier signal de commande AS1 et/ ou du second signal de commande AS2. Les différences aérauliques ainsi décrites peuvent se déterminer par exemple en mesurant la section des deux conduites d'admission 10a, 10b ou la section des deux conduites de gaz d'échappement 4, 5. Les différences thermiques décrites ci-dessus peuvent se déterminer par exemple à l'aide de capteurs de température. Du fait des différences ainsi détermi- nées, on arrive en général pour une même commande des actionneurs 130, 135, à des vitesses de rotation différentes pour les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145. Ces différences peuvent alors à leur tour être compensées par des corrections appropriées du premier signal de commande AS1 et/ou du second signal de commande AS2. Les corrections nécessaires s'obtiennent par exemple par application, c'est-à-dire par des essais sur un banc d'essai de moteur ou par des essais sur route.

Les différences décrites peuvent en outre se répercuter différemment sur le comportement en rotation des deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145, suivant le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100. Le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100 peut se déterminer par le régime actuel (vitesse de rotation du moteur) (n) et par la charge actuelle du moteur (tl). Le régime actuel (n) du moteur se saisit à l'aide d'un capteur de vitesse de rotation non représenté à la figure 1 installé au niveau du moteur à combustion interne 1 et le signal obtenu est transmis à la gestion de moteur 23. La charge du moteur (ti) peut se déterminer par exemple par la gestion de moteur 23 à l'aide de la durée connue d'injection de carburant par opération d'injection. Ainsi, on peut corriger le premier signal de commande AS 1 et/ ou le second signal de correction AS2 également suivant le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100.

Pour l'application des corrections requises on peut par exemple déterminer suivant le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100, des valeurs de correction tout d'abord pour un signai de commande commun pour tous les turbocompresseurs de gaz d'échappement, puis former des signaux de commande différents associés à chaque turbocompresseur de gaz d'échappement et réaliser pour le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100, le syn- chronisme quant à la vitesse de rotation des turbocompresseurs de gaz d'échappement. Ainsi, pour le point de fonctionnement actuel, on déter- mine une valeur de correction pour chaque turbocompresseur de gaz d'échappement et on l'enregistre dans la gestion de moteur 23 en associa- tion au point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100. Cette opération peut être répétée pour un grand nombre de points de fonctionnement du moteur à combustion interne 100. Dans l'application, c'est-à-dire en mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 100, selon le point de fonctionnement instantané on extrait une valeur de correction associée à chaque turbocompresseur de gaz d'échappement par ce point de fonctionnement actuel dans la gestion de moteur 23, valeur de correction qui peut être tout d'abord enregistrée avec le signal de corn- mande commun à tous les turbocompresseurs de gaz d'échappement et qui correspond au point de fonctionnement actuel du moteur à combus- tion interne 100, également dans la gestion de moteur 23; la correction est alors combinée à cette valeur pour obtenir un signal de commande in- dividuel corrigé destiné à chaque turbocompresseur de gaz d'échappement. Si pour le point de fonctionnel actuel du moteur à combustion interne 100 on ne dispose pas de valeur de correction pour former les signaux de commande individuels pour les turbocompresseurs de gaz d'échappement dans la gestion de moteur 23, on peut obtenir les valeurs de correction nécessaires pour le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100 par interpolation de valeurs de correction correspondant à des points de fonctionnement voisins et qui sont des va-leurs de correction enregistrées dans la gestion de moteur 23.

La figure 3 montre un diagramme fonctionnel décrivant la correction des signaux de commande dans le cas général d'un moteur à combustion interne équipé de n turbocompresseurs de gaz d'échappement. Le diagramme fonctionnel ainsi présenté peut être implémenté par un programme et/ou un circuit dans la gestion de moteur 23.

La gestion de moteur 23 génère tout d'abord selon le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100, une valeur de consigne pour la pression de charge à générer à la jonction des deux conduites d'admission 10a, 10b; la gestion de moteur convertit cette valeur en une valeur de consigne TVcons pour un rapport de travail avec lequel on veut commander de la même manière les actionneurs des turbocompresseurs de ga.. d'échappement du moteur à combustion interne 100. La valeur de consigne TVcons du rapport de travail est alors appliquée selon le diagramrne fonctionnel de la figure 3 à un premier élément de correction 105, à un second élément de correction 106 ainsi qu'à d'autres éléments de correction jusqu'à un élément de correction 107 d'ordre n; (n) est le nombre de turbocompresseurs de gaz d'échappement équipant le moteur à combustion interne 100. (n) est supérieur ou égal à 2. Dans le cas de deux turbocompresseurs de gaz d'échappement comme représenté à la figure 1, il n'y a que le premier élément de correction 105 et le second élément de correction 106. Dans la suite et à titre d'exemple, on supposera qu'il n'y a que le premier élément de correction 105 et le second élément de correction 106 pour l'application de l'exemple de réalisation présenté à la figure 1 avec les deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145 de la figure 2. Dans le premier élément de correction 105 on corrige la valeur de consigne TVcons du rapport de travail pour obtenir le premier signal de commande AS 1 destiné au premier actionneur 130. Dans le second élément de correction 106 on corrige la valeur de consigne TVcons pour le rapport de travail pour obtenir le second signal de commande AS2 destiné au second actionneur 135. De manière générale, on corrige la valeur de consigne TVcons pour le rapport de travail jusqu'à l'élément de correction 107 d'ordre n pour obtenir le énième signal de commande ASn destiné à l'actionneur n d'un énième turbocompresseur de gaz d'échappement.

Les éléments de correction 105, 106,..., 107 peuvent égale-ment être réalisés chacun par une courbe caractéristique de sorte que pour chaque signal de commande AS1, AS2, ..., ASn, en fonction de la valeur de consigne TVcons du rapport de travail et suivant l'élément de correction on réalise une correction différente ou pas de correction pour la valeur de consigne TVcons correspondant au rapport de travail, pour obtenir les différents signaux de commande AS1, AS2, ..., ASn, destinés aux actionneurs des turbocompresseurs de gaz d'échappement et compenser ainsi les différences évoquées ci-dessus liées à la conception des turbocompresseurs de gaz d'échappement pour réaliser le synchronisme des vitesses de rotation des turbocompresseurs de gaz d'échappement.

Comme décrit ci-dessus, les différentes courbes caractéristiques servant à compenser les différences peuvent être obtenues par application, c'està-dire par des essais faits sur un banc d'essai de moteur ou par des essais routiers. De manière avantageuse, et pour tenir compte de l'influence du point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100 sur les différences décrites ci-dessus dans la conception des turbocompresseurs de gaz d'échappement on peut prévoir de faire la correction de la valeur de consigne TVcons du rapport de travail par les différents éléments de correction 105, 106, ..., 107, également en tenant compte du point de fonctionnement actuel du moteur à combustion in-terne 100 pour formes les différents signaux de commande AS1, AS2, ..., ASn. Dans ce cas, comme représenté à la figure 3, les différents éléments de correction 105, 106, ..., 107 comme représentés à la figure 3, recevront en plus le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100 sous la forme du régime moteur actuel (n) et de la charge actuelle du moteur (tl). Les éléments de correction 105, 106, ..., 107 peuvent ainsi être réalisés chacun comme un champ de caractéristiques recevant comme grandeur d'entrée non seulement la valeur de consigne TVcons du rapport de travail mais également le régime moteur actuel (n) et la charge actuelle (tl) du moteur pour fournir comme grandeur de sortie et suivant les grandeurs d'entrée, chaque fois un signal de commande AS1, AS2, ..., ASn destiné à chaque actionneur. Les différents champs de caractéristiques peuvent également s'obtenir comme déjà décrit ci-dessus pour com- penser les différences dépendant du point de fonctionnement, par application, c'est-à-dire par des essais sur un banc d'essai de moteur ou par des essais sur route.

Les signaux de commande AS1, AS2, ..., ASn représentent chaque fois un rapport de travail corrigé par rapport à la valeur de consigne TVcons du rapport de travail; toutefois, chaque signal de commande n'est pas nécessairement corrigé par rapport à la valeur de consigne TVcons du rapport de travail.

Dans la solution décrite ci-dessus des courbes caractéristi- ques ou des champs de caractéristiques, on associe la valeur de consigne TVcons du rapport de travail à chaque élément de correction 105, 106, ..., 107 avec également un rapport de travail corrigé comme signal de commande AS1, AS2, ..., ASn. En variante, on peut corriger la valeur de con-signe TVcons du rapport de travail dans un ou plusieurs éléments de correction 105, 106, ..., 107 par multiplication avec un coefficient de cor-rection; le coefficient de correction respectif est par exemple prédéfni également suivant le point de fonctionnement. De cette manière, on dé-termine le rapport de travail des différents signaux de commande AS1, AS2, ..., ASn, le cas échéant par multiplication de la valeur de consigne TVcons du rapport de travail par un coefficient de correction approprié. En variante, on peut prévoir de corriger la valeur de consigne TVcons du rapport de travail dans un ou plusieurs éléments de correction 105, 106, ..., 107 par addition avec une valeur de correction respective et cette va-leur de correction respective peut également être prédéfinie par exemple suivant le point de fonctionnement.

On détermine de cette manière le rapport de travail des différents signaux de commande AS1, AS2, ..., ASn, le cas échéant par addition de la valeur de consigne TVcons pour le rapport de travail et une valeur de correction correspondante. Les différents coefficients de correc- tion ou valeurs de correction peuvent être obtenus comme déjà décrit ci- dessus pour:Le cas échéant effectuer une compensation dépendant du point de fonctionnement pour les différences de conception des turbocompresseurs de gaz d'échappement, par application, c'est-à-dire par des es-sais sur un banc d'essai de moteur ou par des essais routiers.

Pour corriger la valeur de consigne TVcons du rapport de travail pour déterminer les différents signaux de commande AS1, AS2, ..., ASn on peut également combiner de n'importe quelle manière les différentes variantes décrites ci-dessus. C'est ainsi que les variantes décrites ci-dessus peuvent également être combinées de manière quelconque. Les éléments de correction 105, 106, ..., 107 peuvent comporter des champs de caractéristiques donnant chaque fois un coefficient de correction et/ou une valeur de correction suivant le point de fonctionnement actuel du moteur à combustion interne 100 et de la valeur de consigne prédéfinie TVcons du rapport de travail; puis à l'aide d'un élément multiplicateur ou d'un élément additionneur faisant partie de l'élément de correction correspondant, on multiple la valeur de consigne TVcons du rapport de travail par le coefficient de correction ou on additionne à la valeur de consigne TVcons du rapport de travail une valeur de correction. Cela permet d'effectuer une correction par multiplication ou par addition. Mais on peut également n'effectuer qu'une correction par multiplication ou qu'une cor-rection par addition. Il est en outre prévu qu'un ou plusieurs éléments de correction effectuent seulement une correction dépendant des courbes ca- ractéristiques ou des champs de courbes caractéristiques pour la valeur de consigne TVcons correspondant au rapport de travail pour former le signal de commande associé ; un ou plusieurs autres éléments de correction peuvent effectuer en plus ou en variante une correction dle la valeur de consigne TVcons du rapport de travail pour former le signal de corn- mande correspondant en procédant par multiplication et/ou par addition.

A l'aide des éléments de correction 105, 106, ..., 107 on peut réaliser de la manière décrite, une correction commandée de la va-leur de consigne TVcons du rapport de travail pour former les différents signaux de commande AS1, AS2, ..., ASn, contrairement à la correction régulée telle qu'elle est connue selon l'état de la technique rappelé ci-dessus. La correction commandée présente l'avantage vis-à-vis de la cor-rection régulée d'être convertie plus rapidement et de donner au turbocompresseur de gaz d'échappement une meilleure réponse et un temps de réponse plus court pour le moteur à combustion interne 100. En outre, il ne faut aucun capteur supplémentaire.

La figure 4 montre un exemple de courbe de signaux de commande 115, 120 en fonction d'une valeur de consigne TVcons prédéfi- nie pour le rapport de travail. Les deux signaux de commande 115, 120 correspondent: à un rapport de travail TV corrigé par rapport à la valeur de consigne TVcons du rapport de travail. Les deux signaux de commande 115, 120 sont: inférieurs à la valeur de consigne TVcons non corrigée du rapport de travail; cette valeur est représentée par une courbe en traits- points à la figure 4. De plus, les deux signaux de commande 115, 120 ont des positions différentes par rapport à la valeur de consigne TVcons du rapport de travail corrigé comme le montre le tracé différent représenté en trait interrompu du signal de commande 120 par comparaison à la courbe en trait plein du signal de commande 115. Les deux signaux de corn- mande 115, 120 peuvent être par exemple le premier signal de commande AS 1 décrit ci-dessus et le second signal de commande AS2 dans le cas d'un moteur à combustion interne 100 ayant deux turbocompresseurs de gaz d'échappement 140, 145. La correction suivant la valeur de consigne TVcons représentée par la courbe en traits-points de la figure 4 du rapport de travail peut se faire comme indiqué ci-dessus pour obtenir les deux signaux de commande 115, 120.

Dans ce qui précède on a décrit la réalisation du procédé selon l'invention dans la gestion de moteur 23. Les modules de pro-gramme et/ou de circuit nécessaires à la réalisation du procédé selon l'invention comme par exemple représentés en liaison avec la figure 3 peu-vent être au moins partiellement implémentés à l'extérieur de la gestion de moteur 23 dans des composants électriques ou dans des actionneurs.

Le procédé selon l'invention permet de mieux utiliser le potentiel, en particulier celui d'un turbocompresseur de gaz d'échappement commandé par un système d'actionnement électrique, en particulier un turbocompresseur de gaz d'échappement à géométrie de turbine variable.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (100) comportant au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102), avec pour ces au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102) un organe de réglage (110, 18; 111, 19) respectif qui influence la pression de charge fournie par les compresseurs (8, 9) des turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102) par un signal de commande propre, caractérisé en ce que au moins l'un des signaux de commande est corrigé de façon commandée dans le sens du fonctionnement synchrone des turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102).

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on réalise le synchronisme des au moins deux turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102) par le réglage des mêmes vitesses de rotation des turbines (6, 7) ou des compresseurs (8, 9) ou des arbres d'entraînement (101, 102) de ces turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102) ou par le réglage de la même masse d'air débitée par les compresseurs (8, 9).

3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on corrige l'au moins un des signaux de commande suivant le point de fonctionnement du moteur à combustion interne (100).

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est corrigé en fonction des différences dimensionnelles des turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102).

5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est corrigé en fonction des différences dans la liaison mécanique entre l'organe d'actionnement respectif (110, 18; 111, 19) et le turbocompresseur de gaz d'échappement correspondant (6, 8, 101; 7, 9, 102).

6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est corrigé en fonction d'effets liés à l'encombrement, à l'aéraulique, aux conditions thermiques ou autres effets asymétriques dans la conduite de l'air d'alimentation (10, 10a, 10b) ou dans la conduite des gaz d'échappement (4, 5) des turbocompresseurs de gaz d'échappement (6, 8, 101; 7, 9, 102).

7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est corrigé à l'aide d'une courbe 15 caractéristique ou d'un champ de caractéristiques (105, 106, 107).

8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est corrigé par multiplication 20 avec un coefficient de correction.

9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est corrigé par addition d'un 25 terme correctif.

10 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un des signaux de commande est un signal à largeur 30 d'impulsion modulée, corrigé par variation de son rapport de travail..