FR2853693A1 - Exhaust gas pressure estimating method for internal combustion engine e.g. diesel engine, turbine, involves estimating ratio of exhaust gas pressure in upstream and downstream of turbine, based on calculated exhaust gas weight - Google Patents

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Abstract

The method involves determining exhaust gas temperature in an upstream of a turbine. Exhaust gas flow coming out of an engine is calculated, based on air and fuel flows entering into the engine. Weight of exhaust gas in the turbine upstream is calculated based on calculated gas flow. A ratio of exhaust gas pressure in the upstream and downstream of the turbine is estimated, based on calculated weight of the exhaust gas. An independent claim is also included for a device for controlling functions of an internal combustion engine.

Description

Procédé d'estimation de la pression des gaz en amont d'uneMethod for estimating the gas pressure upstream of a

turbine de moteur à combustion interne suralimenté et dispositif de commande d'un tel moteur La présente invention a pour objet un procédé permettant l'estimation de la pression des gaz d'échappement en amont d'une turbine dans un moteur à combustion interne équipé d'un ensemble turbocompresseur de suralimentation comprenant un compresseur et une turbine à géométrie variable. L'invention concerne également un 10 dispositif de commande du fonctionnement d'un moteur à combustion interne suralimenté, en particulier d'un tel moteur comprenant deux ensembles turbocompresseurs avec une admission et un échappement communs à tous les cylindres du moteur.  The present invention relates to a method for estimating the pressure of the exhaust gas upstream of a turbine in an internal combustion engine equipped with '' a turbocharger supercharger assembly comprising a compressor and a variable geometry turbine. The invention also relates to a device for controlling the operation of a supercharged internal combustion engine, in particular of such an engine comprising two turbocharger assemblies with an inlet and an exhaust common to all the engine cylinders.

La commande du fonctionnement d'un moteur à combustion 15 interne consiste à gérer le moteur à partir d'un ensemble de capteurs et d'actionneurs. L'ensemble des lois de commande sous forme de stratégie logicielle et des paramètres de caractérisation sous forme de calibration d'un moteur sont généralement mémorisées dans un calculateur se présentant sous la forme d'une unité de contrôle 20 électronique (UCE).  The control of the operation of an internal combustion engine consists in managing the engine from a set of sensors and actuators. The set of control laws in the form of software strategy and characterization parameters in the form of engine calibration are generally stored in a computer in the form of an electronic control unit (ECU).

Un ensemble turbocompresseur comprend une turbine et un compresseur ayant pour but d'augmenter la quantité d'air admise dans les cylindres du moteur. Dans le cas d'un moteur suralimenté par deux ensembles turbocompresseurs, par exemple lorsque l'architecture du 25 moteur est du type en V bi-turbo, deux turbines sont placées à la sortie des collecteurs de gaz d'échappement du moteur de façon à être entraînées par les gaz d'échappement des deux bancs de cylindres du moteur. Les sorties des deux bancs de cylindres sont reliées en aval des deux turbines. La puissance fournie par les gaz d'échappement aux 30 turbines peut être modulée en installant des soupapes de décharge ou en prévoyant des turbines munies d'ailettes à orientation variable de façon à constituer un turbocompresseur à géométrie variable (TGV).  A turbocharger assembly includes a turbine and a compressor intended to increase the amount of air admitted into the engine cylinders. In the case of an engine supercharged by two turbochargers, for example when the architecture of the engine is of the V-twin-turbo type, two turbines are placed at the outlet of the engine exhaust gas collectors so as to be driven by the exhaust gases from the two engine cylinder banks. The outputs of the two cylinder banks are connected downstream of the two turbines. The power supplied by the exhaust gases to the turbines can be modulated by installing relief valves or by providing turbines with blades with variable orientation so as to constitute a variable geometry turbocharger (TGV).

Chaque compresseur est monté sur un axe mécanique recevant également la turbine de sorte que les deux compresseurs compriment l'air qui entre dans le collecteur d'admission.  Each compressor is mounted on a mechanical axis also receiving the turbine so that the two compressors compress the air which enters the intake manifold.

Un échangeur de chaleur peut être placé entre les compresseurs 5 et le collecteur d'admission commun aux deux bancs de cylindres afin de refroidir l'air comprimé à la sortie des compresseurs.  A heat exchanger can be placed between the compressors 5 and the intake manifold common to the two cylinder banks in order to cool the compressed air at the outlet of the compressors.

Des actionneurs sont utilisés pour piloter l'ouverture et la fermeture des soupapes de décharge ou l'orientation des ailettes des turbines de façon à modifier la géométrie desdites turbines. Les 10 signaux de commande de ces actionneurs sont fournis par l'unité de contrôle électronique (UCE) et permettent notamment d'asservir la pression régnant dans le collecteur d'admission.  Actuators are used to control the opening and closing of the relief valves or the orientation of the blades of the turbines so as to modify the geometry of said turbines. The 10 control signals for these actuators are provided by the electronic control unit (ECU) and allow in particular to control the pressure prevailing in the intake manifold.

Dans le cas particulier d'une architecture de moteur en V biturbo o les deux compresseurs compriment l'air dans une admission 15 commune à tous les cylindres, il est important de bien maîtriser l'équilibrage des deux turbocompresseurs. En effet, en phase transitoire, les deux compresseurs doivent participer à l'élaboration de la consigne de suralimentation sans interaction de l'un sur l'autre. En fonctionnement stabilisé, les deux compresseurs doivent tourner à la 20 même vitesse pour fournir les mêmes conditions de fonctionnement sur les deux bancs de cylindres.  In the particular case of a twin-turbo V engine architecture where the two compressors compress the air in an inlet 15 common to all the cylinders, it is important to control the balancing of the two turbochargers. Indeed, in the transient phase, the two compressors must participate in the development of the boost specification without interaction of one on the other. In stabilized operation, the two compressors must rotate at the same speed to provide the same operating conditions on the two cylinder banks.

Dans le cas d'un moteur Diesel, la quantité d'oxydes d'azote produite est liée en majeure partie à la composition du mélange réactif dans les cylindres du moteur, mélange qui contient de l'air, du 25 carburant et des gaz inertes. Ces gaz inertes ne participent pas à la combustion et proviennent d'un circuit dérivant une partie des gaz d'échappement vers le circuit d'admission afin de réduire la quantité d'oxydes d'azote dans les gaz d'échappement. Ce circuit de dérivation permettant la recirculation d'une partie des gaz d'échappement, dit 30 "circuit EGR" comporte une vanne qui permet de moduler la quantité de gaz d'échappement recyclés dans le collecteur d'admission.  In the case of a diesel engine, the quantity of nitrogen oxides produced is mainly linked to the composition of the reactive mixture in the engine cylinders, a mixture which contains air, fuel and inert gases . These inert gases do not participate in combustion and come from a circuit diverting part of the exhaust gases to the intake circuit in order to reduce the amount of nitrogen oxides in the exhaust gases. This bypass circuit allowing the recirculation of part of the exhaust gases, known as the "EGR circuit" comprises a valve which makes it possible to modulate the quantity of exhaust gases recycled in the intake manifold.

Toujours dans le cas d'un moteur Diesel et afin de réduire la quantité de particules rejetées dans les gaz d'échappement, on peut prévoir le montage d'un filtre à particules dans la canalisation d'échappement. Un tel filtre comprend un ensemble de microcanaux 5 dans lesquels une grande partie des particules se trouve piégée.  Still in the case of a diesel engine and in order to reduce the quantity of particles discharged into the exhaust gases, provision may be made for the installation of a particle filter in the exhaust pipe. Such a filter comprises a set of microchannels 5 in which a large part of the particles is trapped.

Lorsque le filtre est saturé en particules, il convient de le vider en brûlant les particules au cours d'une phase de régénération qui peut être mise en oeuvre au moyen d'un dispositif de chauffe ou par un réglage spécifique du moteur.  When the filter is saturated with particles, it should be emptied by burning the particles during a regeneration phase which can be implemented by means of a heating device or by a specific adjustment of the engine.

L'introduction d'un tel filtre à particules dans la ligne d'échappement en aval des turbines des ensembles turbocompresseurs, entraîne une augmentation de la contrepression d'échappement d'autant plus importante que le filtre se charge progressivement en particules.  The introduction of such a particulate filter into the exhaust line downstream of the turbines of the turbocharger assemblies, causes an increase in the exhaust back pressure all the more significant as the filter is gradually loaded with particles.

Une telle contrepression se traduit dans les turbocompresseurs par une 15 réduction du taux de détente représenté par le rapport de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine à la pression des gaz d'échappement en aval de la turbine. Il en résulte également une réduction de la puissance fournie par les gaz d'échappement aux turbines et une diminution des performances du moteur.  Such back pressure results in turbochargers by a reduction in the expansion rate represented by the ratio of the exhaust gas pressure upstream of the turbine to the exhaust gas pressure downstream of the turbine. It also results in a reduction in the power supplied by the exhaust gases to the turbines and a reduction in engine performance.

Pour lutter contre cette réduction de puissance et maintenir le même niveau de performances, il convient de maintenir le taux de détente en augmentant la pression régnant dans les gaz d'échappement en amont de la ou des turbines. On obtient une telle augmentation de pression par la fermeture des soupapes de décharge ou par une 25 orientation appropriée des ailettes modifiant la géométrie de la ou des turbines.  To combat this reduction in power and maintain the same level of performance, the expansion rate should be maintained by increasing the pressure prevailing in the exhaust gases upstream of the turbine or turbines. Such an increase in pressure is obtained by closing the relief valves or by an appropriate orientation of the fins modifying the geometry of the turbine (s).

Une telle régulation de la suralimentation d'un moteur thermique se fait donc habituellement par asservissement de la pression dans le collecteur d'échappement sur une consigne de pression 30 mémorisée dans l'unité commande électronique UCE. La consigne de pression peut par exemple résulter d'une cartographie en fonction du régime de rotation du moteur et du débit de carburant injecté, cartographie qui est mémorisée dans l'unité de contrôle électronique.  Such regulation of the supercharging of a heat engine is therefore usually done by servo-control of the pressure in the exhaust manifold on a pressure setpoint 30 stored in the electronic control unit UCE. The pressure setpoint can for example result from a map as a function of the engine rotation speed and of the fuel flow injected, a map which is stored in the electronic control unit.

Un dispositif de régulation, par exemple du type PID (proportionnel, intégral, dérivée) peut alors réguler la pression du collecteur à partir de la valeur de consigne, en agissant sur l'orientation des ailettes de façon à modifier la géométrie des turbines.  A regulating device, for example of the PID type (proportional, integral, derivative) can then regulate the pressure of the manifold from the set value, by acting on the orientation of the fins so as to modify the geometry of the turbines.

Dans le cas d'un moteur bi-turbo comprenant deux ensembles turbocompresseurs, la régulation doit également assurer un équilibrage des deux turbocompresseurs afin de les maintenir à la même vitesse de rotation.  In the case of a twin-turbo engine comprising two turbochargers, the regulation must also ensure balancing of the two turbochargers in order to maintain them at the same speed of rotation.

Dans tous les cas, la régulation compense la diminution du taux de détente des turbines en augmentant la pression régnant dans les gaz d'échappement en amont des turbines. Une telle régulation donne satisfaction bien qu'il n'y ait aucun contrôle de la valeur absolue de la pression régnant dans les gaz d'échappement en amont des turbines.  In all cases, the regulation compensates for the reduction in the expansion rate of the turbines by increasing the pressure prevailing in the exhaust gases upstream of the turbines. Such regulation is satisfactory although there is no control over the absolute value of the pressure prevailing in the exhaust gases upstream of the turbines.

Or, la valeur d'une telle pression doit être maîtrisée afin d'éviter la détérioration des turbocompresseurs. Si en effet le taux de détente est maintenu constant par augmentation de la pression en amont de la turbine, la température des gaz d'échappement en amont de la turbine va également augmenter, entraînant ainsi un risque de 20 détérioration du ou des turbocompresseurs et du moteur.  However, the value of such a pressure must be controlled in order to avoid deterioration of the turbochargers. If, in fact, the expansion rate is kept constant by increasing the pressure upstream of the turbine, the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine will also increase, thus causing a risk of deterioration of the turbocharger (s) and of the engine.

Il est donc nécessaire de limiter la valeur absolue de la pression régnant en amont de la turbine ainsi que la température qui en résulte à partir d'une mesure de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine.  It is therefore necessary to limit the absolute value of the pressure prevailing upstream of the turbine as well as the resulting temperature from a measurement of the pressure of the exhaust gases upstream of the turbine.

Pour une telle mesure de pression des gaz d'échappement en amont de la turbine, on peut utiliser un dispositif capteur de pression fournissant une grandeur électrique amenée au calculateur d'injection par l'intermédiaire de l'unité de contrôle électronique. Mais le montage du capteur de pression sur le moteur présente de grandes difficultés. 30 En effet, la température des gaz d'échappement est supérieure à 800 C, c'està-dire largement supérieure à la température de fonctionnement normale d'un tel capteur qui est en général limitée à environ 130 'C. Il est donc nécessaire de déporter le capteur par l'intermédiaire d'une portion de tuyau. La présence de suie dans les gaz d'échappement, en particulier dans le cas d'un moteur Diesel, a tendance à encrasser le tuyau et à fausser la mesure de pression. De 5 plus, le piquage d'un tuyau de mesure de pression dans le collecteur d'échappement génère un surcoût et peut poser des problèmes de tenue thermomécanique des pièces. La fiabilité du moteur se trouve remise en question par le montage d'un tel capteur de pression.  For such an exhaust gas pressure measurement upstream of the turbine, it is possible to use a pressure sensor device supplying an electrical quantity supplied to the injection computer via the electronic control unit. But mounting the pressure sensor on the engine presents great difficulties. In fact, the temperature of the exhaust gases is greater than 800 ° C., that is to say much greater than the normal operating temperature of such a sensor which is generally limited to approximately 130 ° C. It is therefore necessary to offset the sensor via a portion of pipe. The presence of soot in the exhaust gases, in particular in the case of a diesel engine, tends to clog the pipe and to distort the pressure measurement. In addition, the stitching of a pressure measurement pipe in the exhaust manifold generates an additional cost and can cause problems of thermomechanical behavior of the parts. The reliability of the engine is called into question by the mounting of such a pressure sensor.

Le brevet US 6 067 800 décrit le montage d'un tel capteur de 10 pression en amont de la turbine d'un turbocompresseur dans le cas d'un moteur Diesel avec turbocompresseur à géométrie variable et comportant une vanne de recirculation partielle des gaz d'échappement (EGR) afin de réduire les émissions d'oxydes d'azote. La pression mesurée par le capteur est utilisée dans un dispositif de régulation en 15 boucle fermée de l'orientation des ailettes de la turbine à géométrie variable et du débit de la turbine.  US Pat. No. 6,067,800 describes the mounting of such a pressure sensor upstream of the turbine of a turbocharger in the case of a diesel engine with a variable geometry turbocharger and comprising a partial gas recirculation valve. exhaust (EGR) to reduce nitrogen oxide emissions. The pressure measured by the sensor is used in a closed-loop regulating device for the orientation of the blades of the variable geometry turbine and the flow rate of the turbine.

La demande de brevet japonais JP 2000-356 162 décrit un dispositif de régulation du fonctionnement d'un turbocompresseur à géométrie variable muni d'une vanne de recirculation des gaz 20 d'échappement (EGR) dans lequel on cherche à réaliser une estimation de la pression de sortie en utilisant le débit d'air admis dans le moteur, la charge du moteur, la section efficace du turbocompresseur et la température des gaz d'échappement en amont de la turbine. Un tel dispositif ne donne pas entière satisfaction compte tenu des données 25 d'entrée utilisées et ne permet pas en outre de fonctionner convenablement lorsqu'un filtre à particules est intégré dans la ligne d'échappement.  Japanese patent application JP 2000-356 162 describes a device for regulating the operation of a variable geometry turbocharger provided with an exhaust gas recirculation (EGR) valve in which an attempt is made to estimate the outlet pressure using the air flow admitted into the engine, the engine load, the cross-section of the turbocharger and the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine. Such a device is not entirely satisfactory in view of the input data used and also does not allow it to function properly when a particulate filter is integrated in the exhaust line.

La présente invention a pour objet de résoudre les difficultés rencontrées avec les dispositifs connus et de permettre une 30 détermination de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine, notamment dans le cas d'un moteur bi-turbo avec un seul collecteur d'admission et des entrées de turbine reliées entre elles.  The object of the present invention is to solve the difficulties encountered with known devices and to enable the exhaust gas pressure upstream of the turbine to be determined, in particular in the case of a twin-turbo engine with a single manifold. intake and turbine inputs connected together.

L'invention a également pour objet un tel dispositif qui soit en mesure d'éliminer les difficultés rencontrées habituellement lors du montage d'un capteur de pression sur la canalisation d'échappement en amont de la ou des turbines.  The invention also relates to such a device which is able to eliminate the difficulties usually encountered when mounting a pressure sensor on the exhaust pipe upstream of the turbine or turbines.

La présente invention a également pour objet un procédé et un dispositif permettant une détermination précise de la pression régnant dans les gaz d'échappement en amont de la turbine dans le cas d'un moteur Diesel muni d'un filtre à particules inséré dans la ligne d'échappement.  The present invention also relates to a method and a device allowing a precise determination of the pressure prevailing in the exhaust gases upstream of the turbine in the case of a diesel engine provided with a particulate filter inserted in the line. exhaust.

Le procédé selon l'invention permet l'estimation de la pression des gaz d'échappement en amont d'une turbine dans un moteur à combustion interne équipé d'un ensemble turbocompresseur de suralimentation comprenant un compresseur et une turbine à géométrie variable, le compresseur alimentant le moteur en air à une pression 15 supérieure à la pression atmosphérique et la turbine étant traversée par les gaz d'échappement issus du moteur.  The method according to the invention makes it possible to estimate the pressure of the exhaust gases upstream of a turbine in an internal combustion engine equipped with a turbocharger supercharging assembly comprising a compressor and a variable geometry turbine, the compressor supplying the engine with air at a pressure greater than atmospheric pressure and the turbine being traversed by the exhaust gases from the engine.

Selon l'invention, on procède de la façon suivante: on détermine la température des gaz d'échappement en amont de la turbine (Tavt), on calcule le débit des gaz sortant du moteur à partir d'une mesure du débit 20 d'air entrant dans le moteur et du débit de carburant, on calcule la masse des gaz d'échappement en amont de la turbine (Mavt) en fonction du débit de la turbine, on calcule le débit de la turbine en tenant compte de sa géométrie variable en fonction d'une première estimation du rapport des pressions des gaz d'échappement en amont et en aval de la turbine, 25 on en déduit une valeur estimée de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine (Pavt) et on répète les opérations précitées de manière itérative.  According to the invention, the procedure is as follows: the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine (Tavt) is determined, the flow rate of the gases leaving the engine is calculated from a measurement of the flow rate of air entering the engine and the fuel flow rate, the mass of the exhaust gases upstream of the turbine (Mavt) is calculated as a function of the turbine flow rate, the turbine flow rate is calculated taking into account its variable geometry as a function of a first estimate of the ratio of the exhaust gas pressures upstream and downstream of the turbine, an estimated value of the pressure of the exhaust gases upstream of the turbine is deduced therefrom (Pavt) and repeats the above operations iteratively.

La valeur de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine ainsi obtenue par estimation peut être utilisée pour la régulation 30 de la suralimentation par l'ensemble turbocompresseur, dans les mêmes conditions qu'une valeur mesurée. La fiabilité du moteur est augmentée du fait qu'aucun capteur ne doit être monté sur le collecteur des gaz d'échappement en risquant d'en affecter la tenue thermomécanique.  The value of the exhaust gas pressure upstream of the turbine thus obtained by estimation can be used for regulating the supercharging by the turbocharger assembly, under the same conditions as a measured value. The reliability of the engine is increased by the fact that no sensor must be mounted on the exhaust gas collector, risking affecting its thermomechanical behavior.

La détermination de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine (Tat) peut être faite au moyen d'un capteur de 5 température convenablement placé ou, de préférence, par une estimation faite à l'aide d'une cartographie en fonction du régime de rotation du moteur et du débit de carburant alimentant le moteur.  The determination of the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine (Tat) can be made by means of a suitably placed temperature sensor or, preferably, by an estimate made using a mapping in dependent on engine speed and fuel flow to the engine.

Avantageusement, le débit de la turbine est déterminé par interpolation sur une cartographie du fonctionnement de la turbine en 10 fonction du rapport des pressions en amont et en aval de la turbine (Pavt/Papt) et de la géométrie instantanée de la turbine, le résultat de cette interpolation étant ensuite ramené aux conditions réelles d'utilisation du moteur en tenant compte de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine (Pav,) et de la température des gaz d'échappement en amont 15 de la turbine (Tavt)Le procédé selon l'invention est de préférence appliqué à un moteur à combustion interne comprenant deux ensembles turbocompresseur identiques alimentant le moteur en air comprimé par un collecteur d'admission unique, les étapes du procédé étant effectuées 20 simultanément pour les deux turbines. Dans ce cas, les entrées et les sorties des deux turbines sont généralement reliées ensemble.  Advantageously, the flow rate of the turbine is determined by interpolation on a map of the operation of the turbine as a function of the ratio of the pressures upstream and downstream of the turbine (Pavt / Papt) and of the instantaneous geometry of the turbine, the result of this interpolation then being reduced to the actual conditions of use of the engine taking into account the pressure of the exhaust gases upstream of the turbine (Pav,) and the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine ( Tavt) The method according to the invention is preferably applied to an internal combustion engine comprising two identical turbocharger assemblies supplying the engine with compressed air by a single intake manifold, the steps of the method being carried out simultaneously for the two turbines. In this case, the inputs and outputs of the two turbines are generally connected together.

Le procédé est particulièrement utile lorsque le moteur est un moteur Diesel, la canalisation d'échappement étant munie d'un filtre à particules.  The method is particularly useful when the engine is a diesel engine, the exhaust pipe being provided with a particle filter.

Un dispositif selon l'invention est adapté à la commande du fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d'un ensemble turbocompresseur de suralimentation comprenant un compresseur et une turbine à géométrie variable, le compresseur alimentant le moteur en air à une pression supérieure à la 30 pression atmosphérique et la turbine étant traversée par les gaz d'échappement issus du moteur.  A device according to the invention is suitable for controlling the operation of an internal combustion engine of a motor vehicle equipped with a turbocharger boost assembly comprising a compressor and a variable geometry turbine, the compressor supplying the engine with air at a pressure above atmospheric pressure and the turbine being traversed by the exhaust gases from the engine.

Le dispositif comprend une unité de contrôle électronique (UCE) capable d'effectuer des calculs à partir de données mémorisées et de valeurs mesurées et des capteurs pour mesurer notamment le débit d'air entrant dans le moteur, le débit de carburant alimentant le moteur et la 5 géométrie instantanée de la turbine. L'unité de contrôle électronique (UCE) comprend des moyens pour calculer par itération une valeur estimée de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine (Pavt)t Le moteur à combustion interne comprend de préférence deux 10 ensembles turbocompresseur identiques alimentant le moteur en air comprimé par un collecteur d'admission unique.  The device includes an electronic control unit (ECU) capable of carrying out calculations from stored data and measured values and sensors for measuring in particular the air flow entering the engine, the flow of fuel supplying the engine and the instantaneous geometry of the turbine. The electronic control unit (ECU) comprises means for iterating an estimated value of the pressure of the exhaust gases upstream of the turbine (Pavt) t The internal combustion engine preferably comprises two identical turbocharger assemblies supplying the engine in compressed air by a single intake manifold.

Le dispositif est particulièrement adapté à un moteur Diesel, dont la canalisation d'échappement est munie d'un filtre à particules.  The device is particularly suitable for a diesel engine, the exhaust pipe of which is fitted with a particle filter.

L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de 15 réalisation particulier décrit à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre schématiquement les principaux éléments d'un dispositif de commande du fonctionnement d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 illustre schématiquement les différents blocs de traitement de signaux pour l'estimation de la pression en amont de la turbine; et - la figure 3 est un organigramme de calculs itératifs utilisé dans le cadre du procédé d'estimation de l'invention.  The invention will be better understood on studying a particular embodiment described by way of nonlimiting example and illustrated by the appended drawings, in which: - Figure 1 schematically illustrates the main elements of a device control of the operation of an internal combustion engine equipped with a device according to the invention; - Figure 2 schematically illustrates the different signal processing blocks for estimating the pressure upstream of the turbine; and - Figure 3 is a flowchart of iterative calculations used in the context of the estimation method of the invention.

Pour procéder selon l'invention à l'estimation de la pression des gaz d'échappement en amont d'une turbine dans un moteur à combustion interne équipé d'un turbocompresseur de suralimentation, il est nécessaire de disposer des données d'entrée suivantes - le débit d'air frais entrant dans le moteur, - dans le cas d'un moteur Diesel comportant une vanne de recirculation partielle des gaz d'échappement (EGR), le débit de ces gaz recyclés Qegr - le débit du carburant injecté dans le moteur (Qcarb) - la pression atmosphérique (Patmo), - la pression régnant dans les gaz d'échappement en aval de la turbine (Papt), - la position des ailettes de la ou des turbines, dans le cas d'un moteur bi-turbo: Pos0 et Pos2' - la température des gaz d'échappement en amont de la turbine (Tavt).  To proceed according to the invention to the estimation of the pressure of the exhaust gases upstream of a turbine in an internal combustion engine equipped with a turbocharger, it is necessary to have the following input data - the flow of fresh air entering the engine, - in the case of a diesel engine comprising a partial exhaust gas recirculation (EGR) valve, the flow of these recycled gases Qegr - the flow of fuel injected into the engine (Qcarb) - atmospheric pressure (Patmo), - the pressure prevailing in the exhaust gases downstream of the turbine (Papt), - the position of the fins of the turbine (s), in the case of a twin engine -turbo: Pos0 and Pos2 '- the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine (Tavt).

Chacune de ces grandeurs peut être mesurée au moyen d'un 10 capteur ou faire l'objet d'une estimation. C'est ainsi que le débit d'air (dans le cas d'un moteur bi-turbo Qairi et Qai,2) est généralement mesuré par un ou plusieurs débitmètres placés à la sortie du ou des filtres à air.  Each of these quantities can be measured by means of a sensor or be the subject of an estimate. This is how the air flow (in the case of a Qairi and Qai, 2 twin-turbo engine) is generally measured by one or more flow meters placed at the outlet of the air filter (s).

Le débit des gaz d'échappement recirculés Qerg peut avantageusement faire l'objet d'une estimation et on pourra se reporter à cet égard à la demande de brevet français FR 2 789 731 qui décrit un procédé de détermination du débit d'air entrant dans un moteur à combustion interne équipé d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement.  The flow rate of Qerg recirculated exhaust gases can advantageously be estimated and reference may be made in this regard to French patent application FR 2 789 731 which describes a method for determining the flow rate of air entering an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation circuit.

La pression atmosphérique est déterminée au moyen d'un capteur qui peut se trouver dans l'unité de contrôle électronique.  The atmospheric pressure is determined by means of a sensor which can be located in the electronic control unit.

Les températures en amont et en aval de la ou des turbines sont avantageusement estimées comme on le verra plus loin. La pression régnant dans les gaz d'échappement en aval de la ou des 25 turbines peut facilement être estimée si aucun filtre à particules n'est monté dans la ligne d'échappement. Dans le cas contraire, on peut prévoir de la mesurer au moyen d'un capteur de pression monté en aval de la ou des turbines.  The temperatures upstream and downstream of the turbine or turbines are advantageously estimated as will be seen below. The pressure prevailing in the exhaust gases downstream of the turbine (s) can easily be estimated if no particulate filter is fitted in the exhaust line. Otherwise, provision may be made to measure it by means of a pressure sensor mounted downstream of the turbine or turbines.

La figure 1 montre à titre d'exemple l'application de 30 l'invention au cas d'un moteur Diesel présentant une architecture en V bi-turbo. Le moteur 1 est associé à deux turbocompresseurs 2a, 2b identiques. L'admission d'air dans les deux bancs de cylindre 3a, 3b se fait par un conduit d'admission 4 commun aux deux bancs 3a, 3b. L'air frais pénétrant par les entrées 4a, 4b traverse tout d'abord les filtres à air 5a, 5b avant d'être amené par les conduites 6a, 6b sur chacun des compresseurs, 7a, 7b des ensembles turbocompresseurs 2a, 2b 5 respectifs. Sur la figure 1, on a schématisé la circulation de l'air avant compression par les flèches 8 et la circulation de l'air comprimé en aval des compresseurs 7a, 7b par les flèches 9. Une partie des calories de l'air comprimé 9 est récupérée par refroidissement dans un échangeur de chaleur 10, l'air comprimé refroidi pénétrant ensuite dans 10 le conduit d'admission commun 4. A la sortie du moteur 1, les gaz d'échappement, dont la circulation est schématisée sur la figure 1 par les flèches 11, circule dans les collecteurs d'échappement 12a, 12b.  FIG. 1 shows by way of example the application of the invention to the case of a diesel engine having a twin-turbo V architecture. The engine 1 is associated with two identical turbochargers 2a, 2b. Air is admitted into the two cylinder banks 3a, 3b via an intake duct 4 common to the two banks 3a, 3b. The fresh air entering through the inlets 4a, 4b first passes through the air filters 5a, 5b before being brought through the lines 6a, 6b to each of the compressors, 7a, 7b of the respective turbocharger assemblies 2a, 2b 5 . In FIG. 1, the circulation of air before compression is shown diagrammatically by the arrows 8 and the circulation of the compressed air downstream of the compressors 7a, 7b by the arrows 9. Part of the calories of the compressed air 9 is recovered by cooling in a heat exchanger 10, the cooled compressed air then entering 10 the common intake duct 4. At the outlet of the engine 1, the exhaust gases, the circulation of which is shown diagrammatically in FIG. 1 by the arrows 11, circulates in the exhaust manifolds 12a, 12b.

Une partie de ces gaz d'échappement est reprise dans une canalisation de recirculation 13 pour être réintroduite dans le conduit d'admission 4 15 en une quantité régulée par une vanne EGR référencée 14. Les gaz d'échappement issus des collecteurs d'échappement 12a, 12b entraînent les turbines 15a, l5b à géométrie variable des ensembles turbocompresseurs respectifs 2a, 2b. L'énergie des gaz d'échappement qui se détendent dans les turbines 15a, 15b permet l'entraînement des 20 compresseurs 7a, 7b montés sur le même axe mécanique 16a, 16b que les turbines l5a, 15b. Les sorties des turbines l5a, l5b sont reliées par une conduite 17 commune aux deux turbines 15a, 15b et communiquant avec la canalisation d'échappement 18 le long de laquelle sont montés un filtre à particules 19 et un dispositif silencieux 20.  Part of these exhaust gases is taken up in a recirculation pipe 13 to be reintroduced into the intake duct 4 15 in an amount regulated by an EGR valve referenced 14. The exhaust gases from the exhaust manifolds 12a , 12b drive the turbines 15a, 15b with variable geometry of the respective turbocharger assemblies 2a, 2b. The energy of the exhaust gases which expand in the turbines 15a, 15b allows the driving of the compressors 7a, 7b mounted on the same mechanical axis 16a, 16b as the turbines 15a, 15b. The outputs of the turbines 15a, 15b are connected by a line 17 common to the two turbines 15a, 15b and communicating with the exhaust pipe 18 along which are mounted a particle filter 19 and a silent device 20.

Une unité de commande électronique UCE 21 est schématisée sur la figure 1 avec quelques uns de ses éléments fonctionnels. Dans l'exemple illustré, l'unité de contrôle électronique 21 comprend un dispositif 22 d'équilibrage des deux turbocompresseurs 2a, 2b, un dispositif de régulation 23 de la pression de suralimentation, un 30 dispositif 24 de limitation de la valeur de consigne de la pression de suralimentation, et un dispositif 25 de calcul de la valeur de consigne de la pression de suralimentation. Enfin, l'unité de contrôle il électronique 21 intègre également, un dispositif 26 d'estimation de la pression en amont des turbines selon l'invention. Un capteur de la pression atmosphérique 27 fournit un signal au dispositif 25 de calcul de la pression de consigne de suralimentation et au dispositif 26 5 d'estimation de la pression en amont des turbines. Deux capteurs de température d'air 28a et 28b déterminent la température de l'air dans les conduites d'arrivée d'air frais 6a, 6b. Le signal est amené par les connections 29a, 29b au dispositif 24 de limitation de la consigne de suralimentation.  An electronic control unit UCE 21 is shown diagrammatically in FIG. 1 with some of its functional elements. In the example illustrated, the electronic control unit 21 comprises a device 22 for balancing the two turbochargers 2a, 2b, a device 23 for regulating the boost pressure, a device 24 for limiting the setpoint value of the boost pressure, and a device 25 for calculating the set value of the boost pressure. Finally, the electronic control unit 21 also incorporates a device 26 for estimating the pressure upstream of the turbines according to the invention. An atmospheric pressure sensor 27 supplies a signal to the device 25 for calculating the boost charge pressure and to the device 26 5 for estimating the pressure upstream of the turbines. Two air temperature sensors 28a and 28b determine the air temperature in the fresh air supply lines 6a, 6b. The signal is brought by the connections 29a, 29b to the device 24 for limiting the boost setting.

Deux débitmètres 30a, 30b montés dans les conduites d'amenée d'air 6a, 6b fournissent un signal transmis par des connexions 31a, 31b à la fois au dispositif 24 de limitation de la consigne de suralimentation et au dispositif 26 d'estimation de la pression en amont des turbines. Un capteur de pression 32 monté dans 15 le conduit d'admission 4 fournit un signal transmis par la connection 33 au dispositif 23 de régulation de la pression de suralimentation. Un capteur 34 monté dans la conduite d'échappement 17 en aval des turbines l5a, l5b mesure la température des gaz d'échappement en aval des deux turbines l5a, l5b et fournit par la connection 35 un signal 20 qui est transmis au dispositif 26 d'estimation de la pression en amont des turbines.  Two flow meters 30a, 30b mounted in the air supply lines 6a, 6b provide a signal transmitted by connections 31a, 31b both to the device 24 for limiting the boost setting and to the device 26 for estimating the pressure upstream of the turbines. A pressure sensor 32 mounted in the intake duct 4 provides a signal transmitted by the connection 33 to the device 23 for regulating the boost pressure. A sensor 34 mounted in the exhaust pipe 17 downstream of the turbines l5a, l5b measures the temperature of the exhaust gases downstream of the two turbines l5a, l5b and provides by the connection 35 a signal 20 which is transmitted to the device 26 d estimate of the pressure upstream of the turbines.

On se reportera maintenant à la figure 2, qui montre schématiquement les principaux éléments permettant la détermination de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine selon le 25 procédé de l'invention. Le procédé se déroule schématiquement selon l'organigramme illustré sur la figure 3 qui représente un cycle de calcul. Les valeurs de calcul d'un cycle sont affectées de l'indice n, et pour le cycle précédent de l'indice n-l.  Reference will now be made to FIG. 2, which schematically shows the main elements allowing the determination of the pressure of the exhaust gases upstream of the turbine according to the method of the invention. The process takes place schematically according to the flow chart illustrated in FIG. 3 which represents a calculation cycle. The calculation values of a cycle are assigned the index n, and for the previous cycle the index n-1.

La première étape du procédé consiste dans une étape 36 30 (figure 3) à estimer la température des gaz d'échappement en amont de la ou des turbines (Tavt). Dans l'exemple illustré sur la figure 2, cette estimation est faite à partir d'une cartographie mémorisée dans le bloc 37 en fonction du régime de rotation du moteur Nmot et du débit de carburant injecté (Qcarb). Le signal issu du bloc 37 est filtré dans le bloc 38, qui, dans l'exemple illustré, est un filtre du premier ordre avec retard pur, de façon à retarder l'estimation de 1,5 tour du moteur 5 afin de prendre en compte le cycle de quatre temps du moteur thermique. Le filtrage permet de simuler l'inertie thermique du collecteur d'échappement.  The first step of the method consists in a step 36 30 (FIG. 3) in estimating the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine or turbines (Tavt). In the example illustrated in FIG. 2, this estimate is made from a map stored in block 37 as a function of the rotation speed of the engine Nmot and of the flow of injected fuel (Qcarb). The signal from block 37 is filtered in block 38, which, in the example illustrated, is a first order filter with pure delay, so as to delay the estimate of 1.5 turns of the motor 5 in order to take into account counts the four-stroke cycle of the engine. Filtering simulates the thermal inertia of the exhaust manifold.

La deuxième étape du cycle de calcul, référencée 39 sur la figure 3, consiste à calculer le débit de gaz d'échappement sortant du 10 moteur (Qmot) Ce débit de gaz est la somme algébrique du débit d'air frais entrant dans le moteur par les entrées respectives 4a et 4b visibles sur la figure 1 (Q1ai, et Qair2), du débit de gaz d'échappement recyclé traversant la vanne EGR14 (Qegr) et du débit de carburant injecté dans le moteur (Qcarb) Le débit d'air frais entrant dans le 15 moteur est mesuré par les débitmètres 30a et 30b (figure 1). Le résultat de la mesure peut avantageusement être filtré au moyen d'un filtre non représenté sur les figures afin de prendre en compte le volume du circuit d'admission lors des phases transitoires du moteur afin d'améliorer l'estimation recherchée. La valeur filtrée prise en compte 20 est notée (Qairl + Qai,2) f. Le résultat de la somme algébrique effectuée par le sommateur 40 de la figure 2 est soumis à un retard pur dans le bloc retard 41 correspondant par exemple à 1,5 tours du moteur, c'està-dire à trois passages au point mort haut du moteur (3 pmh). Le signal de sortie du bloc retard 41 est la valeur estimée du 25 débit de gaz sortant du moteur (Qmot).  The second step of the calculation cycle, referenced 39 in FIG. 3, consists in calculating the flow rate of exhaust gas leaving the engine (Qmot) This gas flow rate is the algebraic sum of the flow rate of fresh air entering the engine by the respective inputs 4a and 4b visible in FIG. 1 (Q1ai, and Qair2), of the flow of recycled exhaust gas passing through the EGR14 valve (Qegr) and of the flow of fuel injected into the engine (Qcarb) The flow of fresh air entering the engine is measured by flowmeters 30a and 30b (Figure 1). The measurement result can advantageously be filtered by means of a filter not shown in the figures in order to take into account the volume of the intake circuit during the transient phases of the engine in order to improve the desired estimate. The filtered value taken into account 20 is noted (Qairl + Qai, 2) f. The result of the algebraic sum carried out by the adder 40 of FIG. 2 is subjected to a pure delay in the delay block 41 corresponding for example to 1.5 engine revolutions, that is to say to three passages in top dead center of the engine (3 pmh). The output signal of the delay block 41 is the estimated value of the flow rate of gas leaving the engine (Qmot).

La troisième étape d'un cycle de calcul, référencée 42 sur la figure 3, effectue le calcul de la masse des gaz d'échappement dans le collecteur d'échappement (Mavt). Cette valeur est l'intégrale de la somme algébrique des débits entrant dans le collecteur et sortant du 30 collecteur. L'additionneur 43 représenté sur la figure 2 reçoit sur son entrée positive la valeur du débit de gaz sortant du moteur (Qmot) provenant du bloc 41 précédent. L'additionneur 43 reçoit également sur trois entrées négatives, le débit de gaz d'échappement recyclé par la vanne EGR (Qeg,) et les débits issus des deux turbines l5a, l5b visibles sur la figure 1 affectés tous deux du signe négatif. Le débit de la première turbine l5a est noté Qturbl tandis que le débit de la 5 deuxième turbine 15b est noté Qturb2 Le signal résultant de cette somme algébrique, issu du bloc sommateur 43, est amené à l'entrée de l'intégrateur 44 dont le signal de sortie est la masse des gaz dans le collecteur d'échappement (Mavt).  The third step of a calculation cycle, referenced 42 in FIG. 3, performs the calculation of the mass of the exhaust gases in the exhaust manifold (Mavt). This value is the integral of the algebraic sum of the flows entering the collector and leaving the collector. The adder 43 shown in FIG. 2 receives on its positive input the value of the flow rate of gas leaving the engine (Qmot) coming from the preceding block 41. The adder 43 also receives on three negative inputs, the flow rate of exhaust gas recycled by the EGR valve (Qeg,) and the flow rates from the two turbines l5a, l5b visible in FIG. 1 both affected by the negative sign. The flow rate of the first turbine 15a is noted Qturbl while the flow rate of the second turbine 15b is noted Qturb2 The signal resulting from this algebraic sum, coming from the summing block 43, is brought to the input of the integrator 44 whose output signal is the mass of the gases in the exhaust manifold (Mavt).

Les débits des turbines sont obtenus dans l'exemple illustré 10 par interpolation dans une cartographie dans le champ de fonctionnement de chacune des turbines en fonction du taux de détente et de la position des ailettes de la turbine considérée. L'expérience montre qu'il est possible de simplifier un champ de fonctionnement d'une turbine afin de le rendre indépendant de la vitesse de rotation de 15 la turbine. On peut alors définir un débit normalisé à partir d'un champ de fonctionnement de la turbine, s'écrivant après simplification Qmbfrbch fI| Pos I (1) o Pavt est la pression régnant en amont de la turbine, Pap, est la pression régnant en aval, le rapport de ces deux pressions étant le taux de détente td de la turbine et POS étant la position des ailettes définissant la géométrie de la turbine.  The flow rates of the turbines are obtained in the example illustrated 10 by interpolation in a map in the operating field of each of the turbines as a function of the expansion rate and of the position of the fins of the turbine considered. Experience shows that it is possible to simplify an operating field of a turbine in order to make it independent of the speed of rotation of the turbine. We can then define a normalized flow from a turbine operating field, written after simplification Qmbfrbch fI | Pos I (1) o Pavt is the pressure prevailing upstream of the turbine, Pap, is the pressure prevailing downstream, the ratio of these two pressures being the expansion rate td of the turbine and POS being the position of the fins defining the turbine geometry.

Pour estimer le débit de la turbine, il convient ensuite de diviser le débit normalisé provenant du champ de fonctionnement de la turbine par la valeur estimée de la pression en amont de la turbine (Pavt) puis de multiplier par la racine carrée de la température en amont de la turbine (Tavt) sous la forme Qturb p QturbCh (2) avt Une détermination plus précise du débit des turbines peut être effectuée si on le souhaite, soit par une mesure directe, soit par 5 une estimation tenant compte en outre du régime de rotation de la turbine.  To estimate the flow rate of the turbine, it is then necessary to divide the normalized flow rate coming from the operating field of the turbine by the estimated value of the pressure upstream of the turbine (Pavt) then to multiply by the square root of the temperature in upstream of the turbine (Tavt) in the form Qturb p QturbCh (2) avt A more precise determination of the flow rate of the turbines can be carried out if desired, either by direct measurement or by an estimate which also takes account of the speed turbine rotation.

Dans l'exemple illustré, on procède par estimation simplifiée comme indiqué précédemment pour chacune des deux turbines l5a, 15b. Le cycle de calcul se poursuit pour chacune des deux turbines 10 l5a, 15b à l'étape respective 45a, 45b qui est réalisée dans l'exemple de la figure 2 au moyen des blocs 47a, 47b qui comportent sous forme mémorisée le champ de fonctionnement des turbines respectives 15a, 15b. Les blocs 47a, 47b permettent la détermination par interpolation des débits de turbine réduits QturbChl et QtuTbch2 selon la formule (1) ci15 dessus, en fonction de la position des ailettes de chacune de deux turbines référencées P.,, et Pos2 et de la pression en amont de la turbine Pavt qui fait l'objet de l'estimation finale comme on le verra plus loin.  In the example illustrated, one proceeds by simplified estimation as indicated above for each of the two turbines 15a, 15b. The calculation cycle continues for each of the two turbines 10a5a, 15b in the respective step 45a, 45b which is carried out in the example of FIG. 2 by means of the blocks 47a, 47b which comprise in stored form the operating field respective turbines 15a, 15b. The blocks 47a, 47b allow the determination by interpolation of the reduced turbine flow rates QturbChl and QtuTbch2 according to formula (1) above, as a function of the position of the fins of each of two turbines referenced P. ,, and Pos2 and of the pressure upstream of the Pavt turbine which is the subject of the final estimate as will be seen below.

Les valeurs interpolées des débits des turbines réduits (QturbChl et QturbCh2) sont ensuite divisées par la valeur estimée de la pression 20 régnant en amont des turbines (Pavt) résultant du cycle de calcul précédent, dans les blocs diviseurs 48a, 48b. On notera que pour ce calcul, on utilise pour chaque cycle de calcul n la valeur estimée de la pression en amont de la turbine résultant du cycle de calcul précédent (Pavtni-)25 Le taux de détente td = Pavt/Papt est calculé dans les mêmes conditions par le bloc diviseur 46 qui reçoit sur l'une de ses entrées la valeur de la pression en amont de la turbine, préalablement estimée (Pavt) et sur son autre entrée la valeur également estimée de la pression en aval de la turbine (Papt) du cycle de calcul précédent n-l.  The interpolated values of the flow rates of the reduced turbines (QturbChl and QturbCh2) are then divided by the estimated value of the pressure prevailing upstream of the turbines (Pavt) resulting from the preceding calculation cycle, in the dividing blocks 48a, 48b. It will be noted that for this calculation, the estimated value of the pressure upstream of the turbine resulting from the previous calculation cycle (Pavtni-) is used for each calculation cycle n. The expansion rate td = Pavt / Papt is calculated in the same conditions by the divider block 46 which receives on one of its inputs the value of the pressure upstream of the turbine, previously estimated (Pavt) and on its other input the value also estimated of the pressure downstream of the turbine ( Papt) from the previous calculation cycle nl.

La valeur de la pression en aval de la turbine (Papt) peut être calculée àpartir de la température en aval de la turbine qui peut être mesurée par le capteur 34 (figure 1), selon la formule = C. - .c Qrb+ a-ptn * pn-1 R.T o - C est la perte de charge après turbine - R est la conduite des gaz parfaits; - Patmo est la pression atmosphérique mesurée par le capteur 10 27.  The value of the pressure downstream of the turbine (Papt) can be calculated from the temperature downstream of the turbine which can be measured by the sensor 34 (Figure 1), according to the formula = C. - .c Qrb + a- ptn * pn-1 RT o - C is the pressure drop after turbine - R is the ideal gas line; - Patmo is the atmospheric pressure measured by the sensor 10 27.

La température des gaz d'échappement en amont de la turbine Tavt qui a été estimée précédemment et apparaît à la sortie du bloc filtre 38 est amenée à l'entrée d'un bloc 49 qui en extrait la racine carrée, cette racine carrée étant ensuite amenée aux entrées respectives 15 de deux blocs multiplicateurs 50a, 50b. Ces derniers reçoivent sur leur autre entrée le signal de sortie issu des diviseurs 48a et 48b. Le résultat de ce calcul est un signal apparaissant à la sortie des blocs respectifs 50a et 50b et qui représente la valeur calculée des débits des deux turbines l5a, 15b, ces débits étant notés Qturbl et Qturb2- Ce sont 20 ces valeurs qui sont amenées par les connections 51, 52 visibles sur la figure 2 aux entrées négatives de l'additionneur 43 comme il a été indiqué précédemment. Les calculs effectués dans les blocs 50a et 50b se font aux étapes 53a, 53b illustrées sur la figure 3.  The temperature of the exhaust gases upstream of the Tavt turbine which was previously estimated and appears at the outlet of the filter block 38 is brought to the inlet of a block 49 which extracts the square root therefrom, this square root then being brought to the respective inputs 15 of two multiplier blocks 50a, 50b. The latter receive on their other input the output signal from the dividers 48a and 48b. The result of this calculation is a signal appearing at the output of the respective blocks 50a and 50b and which represents the calculated value of the flow rates of the two turbines 15a, 15b, these flow rates being denoted Qturbl and Qturb2- These are the values which are brought by the connections 51, 52 visible in FIG. 2 to the negative inputs of the adder 43 as previously indicated. The calculations carried out in blocks 50a and 50b are carried out in steps 53a, 53b illustrated in FIG. 3.

La valeur de la pression en amont des turbines (Pat) est 25 estimée à l'étape 54 du processus de calcul illustré sur la figure 3, étape qui fait suite à l'étape 42. Cette valeur de pression est estimée en appliquant la relation des gaz parfaits: PxV=MxRxT o P est la pression du gaz, V son volume, M la masse du gaz, R la constante du gaz (pour les gaz d'échappement 287 Joules/ kg/! K) et T est la température du gaz.  The value of the pressure upstream of the turbines (Pat) is estimated in step 54 of the calculation process illustrated in FIG. 3, step which follows on from step 42. This pressure value is estimated by applying the relation perfect gases: PxV = MxRxT where P is the gas pressure, V its volume, M the mass of the gas, R the gas constant (for exhaust gases 287 Joules / kg /! K) and T is the temperature some gas.

Le bloc multiplicateur 54 illustré sur la figure 2 reçoit donc 5 sur ses trois entrées, respectivement la masse des gaz d'échappement en amont de la turbine Mavt issue du bloc intégrateur 44, la constante R des gaz d'échappement et la valeur estimée de la température des gaz en amont de la turbine Tat issue du bloc filtre 38. Le résultat du calcul issu du bloc multiplicateur 54 est appliqué à un bloc diviseur 55 qui 10 reçoit par ailleurs la valeur Vavt du volume des gaz entre la sortie du moteur et l'entrée des turbines 15a, 15b qui est déterminée en fonction de la structure du moteur et des canalisations. La sortie du bloc diviseur 55 fournit le signal recherché représentant la valeur estimée de la pression en amont des turbines Pa,,. 15  The multiplier block 54 illustrated in FIG. 2 therefore receives 5 at its three inputs, respectively the mass of the exhaust gases upstream of the Mavt turbine coming from the integrator block 44, the constant R of the exhaust gases and the estimated value of the temperature of the gases upstream of the Tat turbine coming from the filter block 38. The result of the calculation coming from the multiplier block 54 is applied to a dividing block 55 which also receives the value Vavt of the volume of the gases between the engine outlet and the inlet of the turbines 15a, 15b which is determined as a function of the structure of the engine and of the pipes. The output of the divider block 55 provides the sought signal representing the estimated value of the pressure upstream of the turbines Pa ,,. 15

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé d'estimation de la pression des gaz d'échappement en amont d'une turbine dans un moteur à combustion interne équipé d'un ensemble turbocompresseur de suralimentation comprenant un compresseur 5 et une turbine à géométrie variable, le compresseur alimentant le moteur en air à une pression supérieure à la pression atmosphérique et la turbine étant traversée par les gaz d'échappement issus du moteur, caractérisé par le fait que l'on détermine la température des gaz d'échappement en amont de la turbine (Tavt), on calcule le débit des gaz sortant du moteur à partir 10 d'une mesure du débit d'air entrant dans le moteur et du débit de carburant, on calcule la masse des gaz d'échappement en amont de la turbine (Mavt) en fonction du débit de la turbine, on calcule le débit de la turbine en tenant compte de sa géométrie variable, en fonction d'une première estimation du rapport des pressions des gaz d'échappement en 15 amont et en aval de la turbine, on en déduit une valeur estimée de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine (Pavt) et on répète les opérations précitées de manière itérative.  1. Method for estimating the pressure of the exhaust gases upstream of a turbine in an internal combustion engine equipped with a turbocharger boost assembly comprising a compressor 5 and a variable geometry turbine, the compressor supplying the engine in air at a pressure higher than atmospheric pressure and the turbine being traversed by the exhaust gases from the engine, characterized in that the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine (Tavt) is determined, the flow rate of gases leaving the engine is calculated from a measurement of the air flow entering the engine and of the fuel flow, the mass of the exhaust gases upstream of the turbine (Mavt) is calculated as a function of the turbine flow rate, the turbine flow rate is calculated taking into account its variable geometry, as a function of a first estimate of the ratio of the exhaust gas pressures upstream and downstream of the turbine, deduces therefrom an estimated value of the exhaust gas pressure upstream of the turbine (Pavt) and the above operations are repeated iteratively. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'on calcule en outre la valeur de la pression des gaz d'échappement en aval de 20 la turbine (Papt) en fonction du débit de la turbine et de la température des gaz d'échappement en aval de la turbine (Tapt).  2. Method according to claim 1 characterized in that the value of the pressure of the exhaust gases downstream of the turbine (Papt) is further calculated as a function of the flow rate of the turbine and the temperature of the gases d exhaust downstream of the turbine (Tapt). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait qu'on détermine la température des gaz d'échappement en amont de la turbine (Tavt) par une estimation faite à l'aide d'une cartographie en 25 fonction du régime de rotation du moteur et du débit de carburant alimentant le moteur.  3. Method according to one of claims 1 or 2 characterized in that the temperature of the exhaust gases upstream of the turbine (Tavt) is determined by an estimate made using a function mapping engine speed and fuel flow to the engine. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le débit de la turbine est déterminé par interpolation sur une cartographie du fonctionnement de la turbine en 30 fonction du rapport des pressions en amont et en aval de la turbine (Pavt/Papt) et de la géométrie instantanée de la turbine, le résultat de cette interpolation étant ensuite ramené aux conditions réelles d'utilisation du moteur en tenant compte de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine (Pavt) et de la température des gaz d'échappement en amont de la turbine (Tavt).  4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the turbine flow rate is determined by interpolation on a map of the operation of the turbine as a function of the pressure ratio upstream and downstream of the turbine (Pavt / Papt) and the instantaneous geometry of the turbine, the result of this interpolation then being brought back to the actual conditions of use of the engine taking into account the pressure of the exhaust gases upstream of the turbine (Pavt) and the exhaust gas temperature upstream of the turbine (Tavt). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est appliqué à un moteur à combustion interne comprenant deux ensembles turbocompresseur identiques alimentant le moteur en air comprimé par un collecteur d'admission unique, les étapes du procédé étant effectuées simultanément pour les deux turbines.  5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is applied to an internal combustion engine comprising two identical turbocharger assemblies supplying the engine with compressed air by a single intake manifold, the steps of the method being performed simultaneously for both turbines. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait que les entrées et les sorties des deux turbines sont reliées ensemble, le calcul de la température des gaz d'échappement en aval de la turbine (Tapt)et éventuellement de la valeur de la pression des gaz d'échappement en aval de la turbine (Papt), étant fait pour la sortie commune des deux turbines.  6. Method according to claim 5 characterized in that the inputs and outputs of the two turbines are connected together, the calculation of the temperature of the exhaust gases downstream of the turbine (Tapt) and optionally the value of the pressure exhaust gas downstream of the turbine (Papt), being made for the joint outlet of the two turbines. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le moteur est un moteur Diesel, la canalisation d'échappement étant munie d'un filtre à particules.  7. Method according to claim 6 characterized in that the engine is a diesel engine, the exhaust pipe being provided with a particulate filter. 8. Dispositif de commande du fonctionnement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile équipé d'un ensemble 20 turbocompresseur de suralimentation comprenant un compresseur et une turbine à géométrie variable, le compresseur alimentant le moteur en air à une pression supérieure à la pression atmosphérique et la turbine étant traversée par les gaz d'échappement issus du moteur, le dispositif comprenant une unité de contrôle électronique (UCE) capable d'effectuer 25 des calculs à partir de données mémorisées et de valeurs mesurées, des capteurs pour mesurer le débit d'air entrant dans le moteur, le débit de carburant alimentant le moteur et la géométrie instantanée de la turbine, caractérisé par le fait que l'unité de contrôle électronique (UCE) comprend des moyens pour calculer par itération une valeur estimée de la pression 30 des gaz d'échappement en amont de la turbine (Pavt).  8. Device for controlling the operation of an internal combustion engine of a motor vehicle equipped with a supercharging turbocharger assembly comprising a compressor and a variable geometry turbine, the compressor supplying the engine with air at a pressure greater than the pressure atmospheric and the turbine being traversed by the exhaust gases from the engine, the device comprising an electronic control unit (ECU) capable of carrying out calculations from stored data and measured values, sensors for measuring the flow rate of air entering the engine, the flow of fuel supplying the engine and the instantaneous geometry of the turbine, characterized in that the electronic control unit (ECU) comprises means for calculating by iteration an estimated value of the pressure 30 exhaust gas upstream of the turbine (Pavt). 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le moteur à combustion interne comprend deux ensembles turbocompresseur identiques alimentant le moteur en air comprimé par un collecteur d'admission unique.  9. Device according to claim 8 characterized in that the internal combustion engine comprises two identical turbocharger assemblies supplying the engine with compressed air by a single intake manifold. 10. Dispositif selon les revendications 8 ou 9 caractérisé par le fait que le moteur est un moteur Diesel, la canalisation d'échappement étant munie d'un filtre.  10. Device according to claims 8 or 9 characterized in that the engine is a diesel engine, the exhaust pipe being provided with a filter.
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