FR2892451A1

FR2892451A1 - SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A BOILER TURBOCHARGER FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: FR2892451A1
Application number: FR0510769A
Authority: FR
Inventors: Laurent Fontvieille
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2007-04-27
Also published as: WO2007045781A1; EP1941139A1

Abstract

Système de commande d'un turbocompresseur de suralimentation 2 pour moteur à combustion interne 1 de véhicule automobile du type comprenant une turbine à géométrie variable 15 et un compresseur à géométrie variable 14, dans lequel un premier dispositif 31 de régulation de la pression de suralimentation agit sur une commande de la géométrie de la turbine 15, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un deuxième dispositif 43 de régulation de la géométrie du compresseur à géométrie variable 14 agissant sur une commande de la géométrie du compresseur.Control system of a turbocharger 2 for an internal combustion engine 1 of a motor vehicle of the type comprising a variable geometry turbine 15 and a variable geometry compressor 14, in which a first device 31 for regulating the boost pressure acts on a control of the geometry of the turbine 15, characterized in that it further comprises a second device 43 for regulating the geometry of the variable geometry compressor 14 acting on a control of the geometry of the compressor.

Description

Système et procédé de commande d'un turbocompresseur de suralimentationSystem and method for controlling a turbocharger

pour moteur à combustion interne. La présente invention est relative d'une manière générale à la technique de gestion d'un moteur à combustion interne comprenant un ensemble de capteurs et d'actionneurs, ledit moteur comprenant un turbocompresseur composé d'une turbine et d'un compresseur afin d'augmenter la quantité d'air admise dans les cylindres du moteur. L'ensemble des lois de commande qui constituent des stratégies logicielles et les paramètres de caractérisation du moteur sont contenus dans un calculateur embarqué sur le véhicule, appelé unité de contrôle électronique (UCE). Le turbocompresseur comprend une turbine placée à la sortie du collecteur d'échappement et entraînée par les gaz d'échappement. for internal combustion engine. The present invention relates generally to the technique of managing an internal combustion engine comprising a set of sensors and actuators, said engine comprising a turbocharger composed of a turbine and a compressor in order to increase the amount of air admitted into the engine cylinders. The set of control laws that constitute software strategies and the engine characterization parameters are contained in an on-board computer on the vehicle, called an electronic control unit (ECU). The turbocharger comprises a turbine placed at the outlet of the exhaust manifold and driven by the exhaust gas.

La puissance prélevée par la turbine aux gaz d'échappement peut être avantageusement modulée en installant des ailettes d'orientation variable à l'entrée de la turbine. On parle alors de turbine à géométrie variable. La puissance que fournit le compresseur peut à son tour être modulée en disposant des ailettes d'orientation variable à l'entrée ou à la sortie du compresseur. On parle de compresseur à géométrie variable. Le compresseur est monté sur le même axe que la turbine et il comprime l'air qui entre dans le collecteur d'admission. Un échangeur de chaleur peut être placé entre le compresseur et le collecteur d'admission pour refroidir l'air à la sortie du compresseur. Des actionneurs sont prévus pour piloter l'ouverture et la fermeture de l'ensemble d'ailettes à orientation variable, qui équipent respectivement la turbine et le compresseur. Les signaux de commande de ces actionneurs sont fournis par l'unité de contrôle électronique, de façon à asservir la pression dans le collecteur d'admission. La valeur de consigne de la pression dans le collecteur est calculée par l'unité électronique de commande. La valeur réelle de la pression est mesurée au moyen d'un capteur de pression placé dans le collecteur d'admission. The power taken by the exhaust turbine can be advantageously modulated by installing blades of variable orientation at the inlet of the turbine. This is called a variable geometry turbine. The power provided by the compressor can in turn be modulated by arranging vanes of variable orientation at the inlet or the outlet of the compressor. We speak of compressor with variable geometry. The compressor is mounted on the same axis as the turbine and compresses the air entering the intake manifold. A heat exchanger can be placed between the compressor and the intake manifold to cool the air at the outlet of the compressor. Actuators are provided for controlling the opening and closing of the set of vanes with variable orientation, which respectively equip the turbine and the compressor. The control signals of these actuators are provided by the electronic control unit, so as to slave the pressure in the intake manifold. The setpoint of the pressure in the manifold is calculated by the electronic control unit. The actual value of the pressure is measured by means of a pressure sensor placed in the intake manifold.

Compte tenu de l'augmentation des performances des moteurs à combustion interne suralimentés et en particulier des moteurs de type Diesel, les niveaux de pression de suralimentation augmentent et les turbocompresseurs sont de plus en plus sollicités. Il est donc important de pouvoir piloter le plus finement possible le turbocompresseur afin d'éviter sa détérioration tout en améliorant les capacités d'accélération du véhicule. La valeur de consigne de la pression de suralimentation peut être cartographiée en fonction du régime de rotation du moteur thermique et du débit de carburant admis dans le moteur. Cette valeur de consigne de pression peut ensuite être corrigée en fonction d'un certain nombre de grandeurs d'environnement, telles que par exemple la pression atmosphérique, la température de l'air entrant dans le compresseur, etc. Pour un régime de rotation du moteur et un débit de carburant déterminé, il est possible d'identifier la quantité d'air nécessaire pour la combustion optimale dans le moteur. Cette quantité d'air peut ensuite être traduite en valeur de consigne de pression de suralimentation. Il est cependant nécessaire de respecter les caractéristiques du turbocompresseur, parmi lesquelles, notamment, ce que l'on appelle le champ du compresseur. En effet, pour une géométrie déterminée du compresseur, il est possible de déterminer le taux de compression en fonction du débit d'air dans le compresseur, le taux de compression étant défini comme le rapport de la pression de l'air sortant du compresseur sur la pression de l'air entrant dans le compresseur. La vitesse de rotation du compresseur ne doit pas dépasser une valeur limite, faute de quoi l'on entre dans ce que l'on appelle la zone de survitesse pour laquelle le compresseur risque d'être détruit. De la même manière, il est important d'éviter une zone dite de pompage , dans laquelle se produit une inversion du débit d'air à travers le compresseur pour les faibles débits d'air, un tel phénomène de pompage entraînant également la destruction du compresseur. La zone de fonctionnement du compresseur doit donc finalement être comprise entre la limite de survitesse et la limite de pompage. Tous les points de fonctionnement du compresseur doivent ainsi se situer dans le champ compresseur qui représente les valeurs acceptables pour le fonctionnement du compresseur. L'utilisation d'un compresseur à géométrie variable permet d'obtenir différents champs de compresseur et donc de choisir le rendement et la vitesse de rotation du compresseur en contrôlant la géométrie du compresseur. On obtient ainsi une zone de fonctionnement plus étendue, puisque les limites de pompage et de survitesse dépendent de la géométrie du compresseur. La demande de brevet français 2 833 303 (DAIMLER CHRYSLER) décrit un système de régulation d'un turbocompresseur qui comporte un capteur détectant la limite de pompage du compresseur par une détection des vibrations du compresseur. La régulation est alors capable d'agir sur la position des aubes d'inclinaison réglable du compresseur, de façon à éviter un fonctionnement du compresseur dans la zone de pompage. La demande de brevet WO 2004/038229 (DAIMLER) a également pour objet d'éviter l'entrée dans la zone de pompage d'un compresseur. La détection de la limite de pompage se fait par une mesure de vitesse d'écoulement de l'air dans la couche limite d'un canal de sortie du compresseur. L'asservissement décrit dans ce document se fait sur la vitesse d'écoulement de l'air dans le compresseur. La présente invention a pour objet d'optimiser le rendement du compresseur et d'éviter de dépasser les limites de pompage et de survitesse en augmentant la flexibilité de gestion du turbocompresseur. L'invention a également pour objet un système de commande, dans lequel une régulation reçoit une valeur de consigne corrigée en fonction de différents paramètres. Given the increase in performance of supercharged internal combustion engines and in particular diesel type engines, boost pressure levels are increasing and turbochargers are more and more stressed. It is therefore important to be able to control the turbocharger as finely as possible in order to avoid its deterioration while improving the acceleration capabilities of the vehicle. The reference value of the boost pressure can be mapped according to the rotational speed of the engine and the fuel flow admitted into the engine. This pressure reference value can then be corrected according to a certain number of environmental variables, such as, for example, the atmospheric pressure, the temperature of the air entering the compressor, etc. For engine rotation and fuel flow, it is possible to identify the amount of air required for optimal combustion in the engine. This amount of air can then be translated into a booster pressure setpoint. However, it is necessary to respect the characteristics of the turbocharger, among which, in particular, what is called the field of the compressor. Indeed, for a given geometry of the compressor, it is possible to determine the compression ratio as a function of the air flow rate in the compressor, the compression ratio being defined as the ratio of the pressure of the air leaving the compressor on the compressor. the pressure of the air entering the compressor. The speed of rotation of the compressor must not exceed a limit value, otherwise we enter what is called the overspeed zone for which the compressor may be destroyed. In the same way, it is important to avoid a so-called pumping zone, in which there is a reversal of the air flow through the compressor for low airflows, such a pumping phenomenon also causing the destruction of the air. compressor. The operating zone of the compressor must therefore ultimately be between the overspeed limit and the pumping limit. All operating points of the compressor must thus be in the compressor field which represents the acceptable values for the operation of the compressor. The use of a variable geometry compressor makes it possible to obtain different compressor fields and thus to choose the efficiency and the speed of rotation of the compressor by controlling the geometry of the compressor. This results in a larger operating area, since the pumping and overspeed limits depend on the geometry of the compressor. French patent application 2,833,303 (DAIMLER CHRYSLER) describes a turbocharger control system which comprises a sensor detecting the pumping limit of the compressor by detecting the vibrations of the compressor. The regulation is then able to act on the position of the adjustable tilt blades of the compressor, so as to avoid operation of the compressor in the pumping zone. The patent application WO 2004/038229 (DAIMLER) also has the object of preventing entry into the pumping zone of a compressor. The detection of the pumping limit is done by a measurement of air flow velocity in the boundary layer of a compressor outlet channel. The servocontrol described in this document is done on the speed of air flow in the compressor. The present invention aims to optimize the efficiency of the compressor and to avoid exceeding the limits of pumping and overspeed by increasing the turbocharger management flexibility. The subject of the invention is also a control system, in which a regulation receives a corrected setpoint value as a function of various parameters.

L'invention a également pour objet un système de commande, dans lequel la régulation est simplifiée lors des phases de fonctionnement stabilisées du moteur. Dans un mode de réalisation, le système de commande d'un turbocompresseur de suralimentation pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type comprenant une turbine à géométrie variable et un compresseur à géométrie variable, comprend un premier dispositif de régulation de la pression de suralimentation capable d'agir sur une commande de la géométrie de la turbine. Le système comprend en outre un deuxième dispositif de régulation de la géométrie du compresseur à géométrie variable capable d'agir sur une commande de la géométrie du compresseur. Grâce à cette configuration, il devient possible d'optimiser le rendement du compresseur. On dispose de deux variables de régulation, l'une pour réguler la pression de suralimentation en agissant sur la turbine et l'autre pour réguler la géométrie du compresseur. La régulation de la pression de suralimentation est assurée par deux boucles de régulation, l'une sur la pression de suralimentation et l'autre sur la géométrie du compresseur. The invention also relates to a control system, in which the regulation is simplified during the stabilized operating phases of the engine. In one embodiment, the control system of a turbocharger for a motor vehicle internal combustion engine of the type comprising a variable geometry turbine and a variable geometry compressor comprises a first device for regulating the supercharging pressure. able to act on a control of the geometry of the turbine. The system further comprises a second device for regulating the geometry of the variable geometry compressor capable of acting on a control of the geometry of the compressor. With this configuration, it becomes possible to optimize the efficiency of the compressor. There are two control variables, one to regulate the boost pressure by acting on the turbine and the other to regulate the geometry of the compressor. The regulation of the boost pressure is ensured by two control loops, one on the supercharging pressure and the other on the geometry of the compressor.

Le système comprend de préférence une mémoire pour mémoriser une cartographie des valeurs de consigne de la géométrie du compresseur en fonction du régime de rotation du moteur et du débit de carburant injecté dans le moteur. The system preferably comprises a memory for storing a mapping of the set values of the geometry of the compressor as a function of the rotational speed of the engine and the flow of fuel injected into the engine.

Des moyens peuvent être prévus pour introduire une ou plusieurs corrections sur la valeur de consigne de la géométrie du compresseur, en fonction de différents paramètres. Dans un mode de réalisation, un capteur est prévu pour mesurer le débit d'air traversant le compresseur et le système comprend un moyen de correction de la valeur de consigne de la géométrie du compresseur en fonction du débit d'air mesuré. Une telle correction permet de faire varier le taux de compression, le régime de rotation et le rendement du compresseur en fonction du débit d'air traversant le compresseur. Means may be provided to introduce one or more corrections to the set value of the geometry of the compressor, according to different parameters. In one embodiment, a sensor is provided for measuring the flow of air passing through the compressor and the system includes means for correcting the set value of the geometry of the compressor as a function of the measured airflow. Such a correction makes it possible to vary the compression ratio, the speed of rotation and the efficiency of the compressor as a function of the air flow passing through the compressor.

Dans un autre mode de réalisation, un capteur est prévu pour mesurer la température de l'air en amont du compresseur et le système comprend un moyen de correction de la valeur de consigne de la géométrie du compresseur en fonction de la température mesurée. Une telle correction permet de faire varier le taux de compression, le débit d'air traversant le compresseur, le régime de rotation et le rendement du compresseur en fonction de la température régnant dans le compresseur. Dans un autre mode de réalisation, un capteur est prévu pour mesurer la vitesse de rotation du compresseur et le système comprend un moyen de correction de la valeur de consigne de la géométrie du compresseur en fonction de la vitesse de rotation mesurée. Une telle correction permet de faire varier le taux de compression, le débit d'air traversant le compresseur et le rendement du compresseur en fonction du régime de rotation du compresseur. In another embodiment, a sensor is provided for measuring the temperature of the air upstream of the compressor and the system comprises means for correcting the set value of the geometry of the compressor as a function of the measured temperature. Such a correction makes it possible to vary the compression ratio, the air flow through the compressor, the rotation speed and the efficiency of the compressor as a function of the temperature prevailing in the compressor. In another embodiment, a sensor is provided for measuring the rotational speed of the compressor and the system comprises means for correcting the set value of the geometry of the compressor as a function of the rotational speed measured. Such a correction makes it possible to vary the compression ratio, the air flow rate passing through the compressor and the efficiency of the compressor as a function of the rotational speed of the compressor.

Dans un autre mode de réalisation, un capteur est prévu pour mesurer la pression de l'air en amont du compresseur et le système comprend un moyen de correction de la valeur de consigne de la géométrie du compresseur en fonction de la pression de l'air mesurée en amont. Une telle correction permet de faire varier le taux de compression, le débit d'air traversant le compresseur, la vitesse de rotation du compresseur et le rendement du compresseur en fonction de la pression en amont du compresseur. Dans un autre mode de réalisation, un capteur est prévu pour mesurer la pression de l'air en aval du compresseur et le système comprend un moyen de correction de la valeur de consigne de la géométrie du compresseur en fonction de la pression de l'air mesurée en aval. Une telle correction permet de faire varier le taux de compression, le débit d'air traversant le compresseur, la vitesse de rotation du compresseur et le rendement du compresseur en fonction de la pression en aval du compresseur. Les différents moyens de correction indiqués ci-dessus, peuvent également être combinés pour obtenir la correction désirée. Le système de commande comprend avantageusement un capteur de mesure de la géométrie du compresseur et un régulateur proportionnel-intégral-dérivé recevant l'écart entre la valeur mesurée de la géométrie du compresseur et la valeur de consigne de la géométrie du compresseur et capable d'élaborer un signal de commande de la géométrie du compresseur. In another embodiment, a sensor is provided for measuring the pressure of the air upstream of the compressor and the system comprises means for correcting the set value of the geometry of the compressor as a function of the air pressure. measured upstream. Such a correction makes it possible to vary the compression ratio, the air flow rate passing through the compressor, the speed of rotation of the compressor and the efficiency of the compressor as a function of the pressure upstream of the compressor. In another embodiment, a sensor is provided for measuring the pressure of the air downstream of the compressor and the system comprises means for correcting the set value of the geometry of the compressor as a function of the air pressure. measured downstream. Such a correction makes it possible to vary the compression ratio, the flow rate of air passing through the compressor, the speed of rotation of the compressor and the efficiency of the compressor as a function of the pressure downstream of the compressor. The different correction means indicated above can also be combined to obtain the desired correction. The control system advantageously comprises a sensor for measuring the geometry of the compressor and a proportional-integral-derivative regulator receiving the difference between the measured value of the geometry of the compressor and the set value of the geometry of the compressor and capable of develop a control signal of the geometry of the compressor.

Le système peut également comprendre un moyen de calcul d'une valeur de prépositionnement de la géométrie du compresseur et un moyen pour corriger le signal élaboré par le régulateur en tenant compte de ladite valeur de prépositionnement. Cette valeur de prépositionnement représente une valeur de consigne de la géométrie du compresseur qui peut être cartographiée et simplifie la régulation en régime stabilisé. Lors des phases transitoires, l'adjonction d'une telle valeur de prépositionnement permet d'améliorer la précision et la vitesse de réponse de la régulation. The system may also include means for calculating a prepositioning value of the geometry of the compressor and means for correcting the signal produced by the regulator taking into account said prepositioning value. This prepositioning value represents a set value of the geometry of the compressor that can be mapped and simplifies regulation in steady state. During transient phases, the addition of such a prepositioning value makes it possible to improve the accuracy and the response speed of the regulation.

Selon un autre aspect, l'invention concerne également un procédé de commande d'un turbocompresseur de suralimentation pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type comprenant une turbine à géométrie variable et un compresseur à géométrie variable, dans lequel on régule la pression de suralimentation en modifiant la géométrie de la turbine et on régule en outre la géométrie du compresseur à géométrie variable à partir d'une valeur de consigne de la géométrie du compresseur, ladite valeur de consigne étant cartographiée en fonction du régime de rotation du moteur et du débit de carburant injecté dans le moteur. According to another aspect, the invention also relates to a method for controlling a turbocharger for a motor vehicle internal combustion engine of the type comprising a variable geometry turbine and a variable geometry compressor, in which the pressure is regulated. supercharging by changing the geometry of the turbine and the geometry of the variable geometry compressor is further regulated from a set value of the geometry of the compressor, said reference value being mapped as a function of the rotational speed of the engine and the fuel flow injected into the engine.

On peut en outre appliquer au moins une correction à la valeur de consigne, ladite correction dépendant d'au moins l'un des paramètres que constituent le débit d'air traversant le compresseur, la température de l'air en amont du compresseur, la vitesse de rotation du compresseur, la pression de l'air en amont ou en aval du compresseur. It is also possible to apply at least one correction to the setpoint value, said correction being dependent on at least one of the parameters that constitute the flow rate of air passing through the compressor, the air temperature upstream of the compressor, the speed of rotation of the compressor, the air pressure upstream or downstream of the compressor.

L'invention sera mieux comprise à partir de la description détaillée de quelques modes de réalisation, description illustrée par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 montre schématiquement les principaux éléments constituant le turbocompresseur d'un moteur à combustion interne avec son dispositif de régulation ; - la figure 2 montre schématiquement les principaux éléments inclus dans l'unité de commande électronique pour l'élaboration de la valeur de consigne de la pression de suralimentation et du signal de commande de la turbine à géométrie variable ; et -la figure 3 illustre un mode de réalisation des principaux éléments contenus dans l'unité de commande électronique pour l'élaboration du signal de commande du compresseur à géométrie variable. The invention will be better understood from the detailed description of some embodiments, a description illustrated by the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows schematically the main elements constituting the turbocharger of an internal combustion engine with its device regulation; - Figure 2 shows schematically the main elements included in the electronic control unit for the development of the set value of the boost pressure and the control signal of the variable geometry turbine; and FIG. 3 illustrates an embodiment of the main elements contained in the electronic control unit for generating the control signal of the variable geometry compressor.

Tel qu'il est illustré sur la figure 1, le moteur à combustion interne, référencé 1 de manière générale, est équipé d'un turbocompresseur de suralimentation référencé 2. La gestion du fonctionnement du moteur à combustion interne 1 est assurée par l'unité de commande électronique UCE référencée 3, laquelle assure également, comme on le verra plus loin, la commande du turbocompresseur 2. Le moteur 1 comprend, dans l'exemple illustré, quatre cylindres 4 recevant de l'air comprimé par l'intermédiaire d'un collecteur d'admission 5, les gaz d'échappement étant véhiculés par un collecteur d'échappement 6. Dans l'exemple illustré, qui concerne par exemple un moteur Diesel, on a également prévu de pouvoir recycler une partie des gaz d'échappement au moyen d'une canalisation 7 équipée d'une vanne commandée 8. L'air frais, symbolisé par la flèche 9, traverse tout d'abord un filtre à air 10 avant d'être amené par une conduite d'air 11 à l'entrée du turbocompresseur 2. Un capteur 12, monté dans la canalisation 11, est capable de mesurer la température de l'air amenée au turbocompresseur 2, soit Tair,mes• Un deuxième capteur 13 mesure le débit d'air amené au turbocompresseur 2, soit Qair,mes• Le turbocompresseur 2 comprend un compresseur à géométrie variable 14 et une turbine également à géométrie variable 15. Le compresseur 14 et la turbine 15 sont montés sur un arbre commun 16. Le compresseur 14, comme la turbine 15, peuvent par exemple être équipés d'une pluralité d'aubes d'orientation variable, non représentées sur la figure, et comportent des moyens de commande permettant de faire varier l'orientation de ces aubes, c'est-à-dire la géométrie du compresseur ou de la turbine. As illustrated in FIG. 1, the internal combustion engine, generally referenced 1, is equipped with a turbocharger 2 referenced. The operation of the internal combustion engine 1 is controlled by the unit. UCE electronic control referenced 3, which also ensures, as will be seen below, the control of the turbocharger 2. The engine 1 comprises, in the example shown, four cylinders 4 receiving compressed air via an intake manifold 5, the exhaust gas being conveyed by an exhaust manifold 6. In the example illustrated, which concerns for example a diesel engine, it has also been planned to be able to recycle a portion of the exhaust gas. by means of a pipe 7 equipped with a controlled valve 8. The fresh air, symbolized by the arrow 9, first passes through an air filter 10 before being led through an air duct 11 to the turbo inlet compressor 2. A sensor 12, mounted in the pipe 11, is capable of measuring the temperature of the air supplied to the turbocharger 2, ie Tair, mes • A second sensor 13 measures the flow of air to the turbocharger 2, or Qair The turbocharger 2 comprises a variable geometry compressor 14 and a variable geometry turbine 15. The compressor 14 and the turbine 15 are mounted on a common shaft 16. The compressor 14, like the turbine 15, may for example be equipped with a plurality of blades of variable orientation, not shown in the figure, and comprise control means for varying the orientation of these blades, that is to say the geometry of the compressor or the turbine.

Un tel dispositif à aubes orientables peut être remplacé, pour la turbine 15, par une conduite de by-pass équipée d'une vanne de décharge (dite wastegate ) qui permet, au même titre que les aubes à orientation variable, de modifier la pression de l'air en sortie du compresseur. Dans la présente description, on parlera d'une modification de la géométrie du compresseur 14 et de la turbine 15. D'une manière générale, cette modification de la géométrie inclut à la fois des dispositifs à aubes pivotantes et d'autres types de dispositifs permettant d'obtenir le même effet. L'air comprimé issu du compresseur 14, est amené sur le collecteur d'admission 5 après avoir traversé un échangeur de chaleur 17 qui permet de refroidir l'air comprimé. Les gaz d'échappement provenant du collecteur d'échappement 6 sont amenés à l'entrée de la turbine 15 qui est ainsi entraînée en rotation, et qui entraîne à son tour le compresseur 14 par l'intermédiaire de l'arbre 16. Après avoir cédé une partie de leur énergie, les gaz d'échappement issus de la turbine 15 sont véhiculés par la ligne d'échappement 18 qui comprend différents dispositifs de traitement anti-pollution, tels qu'un catalyseur d'oxydation et/ou un filtre à particules, l'ensemble étant symbolisé par le bloc 19 sur la figure 1. Le système comprend encore différents capteurs, et en particulier un capteur 20 capable de mesurer la pression de l'air dans le collecteur d'admission, soit P2 mes ; un capteur 22 pour mesurer la pression de l'air dans la conduite 11, c'est-à-dire en amont du compresseur 14, soit Plmes ; un capteur 23 pour mesurer la position de la géométrie du compresseur 14, soit CGVpos,mes ; et un capteur 24 pour mesurer la vitesse de rotation du compresseur 14 et de son arbre d'entraînement 16, soit NCmes• L'unité de commande électronique 3 comprend, notamment, un bloc de calcul 25 capable de calculer une valeur de consigne pour la pression de suralimentation P2eOns. Le bloc de calcul 25 reçoit différents paramètres d'entrée, en particulier la valeur de la pression atmosphérique par la connexion 26, la température de l'air à l'entrée du compresseur 14, Tait mes' telle que mesurée par le capteur 12, cette valeur de température lui étant fournie par la connexion 27. Le bloc de calcul 25 reçoit également un signal correspondant au régime de rotation du moteur N par la connexion 28 et, par la connexion 29, un signal de débit de carburant d injecté dans les cylindres du moteur 1. Such a device with steerable blades can be replaced, for the turbine 15, by a bypass line equipped with a discharge valve (called wastegate) which allows, as well as the blades with variable orientation, to modify the pressure air coming out of the compressor. In the present description, reference will be made to a modification of the geometry of the compressor 14 and the turbine 15. In general, this modification of the geometry includes both devices with pivoting vanes and other types of devices. to achieve the same effect. The compressed air from the compressor 14 is fed to the intake manifold 5 after passing through a heat exchanger 17 which allows the compressed air to be cooled. The exhaust gas from the exhaust manifold 6 is fed to the inlet of the turbine 15 which is thus rotated, and which in turn drives the compressor 14 through the shaft 16. After having part of their energy, the exhaust gases from the turbine 15 are conveyed by the exhaust line 18 which comprises various anti-pollution treatment devices, such as an oxidation catalyst and / or a filter. particles, the assembly being symbolized by the block 19 in Figure 1. The system also comprises different sensors, and in particular a sensor 20 capable of measuring the air pressure in the intake manifold, P2 mes; a sensor 22 for measuring the air pressure in line 11, that is to say upstream of compressor 14, that is Plms; a sensor 23 for measuring the position of the geometry of the compressor 14, that is CGVpos, mes; and a sensor 24 for measuring the rotational speed of the compressor 14 and its drive shaft 16, ie NCmes. The electronic control unit 3 comprises, in particular, a calculation block 25 capable of calculating a set value for the boost pressure P2eOns. The calculation block 25 receives various input parameters, in particular the value of the atmospheric pressure via the connection 26, the temperature of the air at the inlet of the compressor 14, measured as measured by the sensor 12, this temperature value being supplied to it by the connection 27. The calculation block 25 also receives a signal corresponding to the rotational speed of the motor N via the connection 28 and, via the connection 29, a fuel flow signal injected into the engine cylinders 1.

Le signal de sortie du bloc de calcul 25 correspondant à la valeur de consigne de la pression de suralimentation P2eons est amené par la connexion 30 sur un dispositif de régulation 31, également inclus dans l'unité de commande électronique 3. Le dispositif de régulation reçoit également en entrée la valeur mesurée de la pression de l'air dans le collecteur d'admission, soit P2mes par la connexion 32. Le dispositif de régulation 31 permet la régulation de la pression de suralimentation P2 en agissant par le signal de sortie, amené par la connexion 33, sur la géométrie de la turbine 15. L'unité de commande électronique 3 comprend également un bloc de calcul 34, capable de calculer une valeur de consigne de la position de la géométrie du compresseur 14, valeur qui est notée sur la figure 1 CGVpos,000S. Le bloc de calcul 34 reçoit en entrée la valeur du régime de rotation N du moteur par la connexion 35 et la valeur du débit de carburant d par la connexion 36. Le bloc de calcul 34 reçoit également en entrée la valeur de la température de l'air à l'entrée du compresseur 14, telle que mesurée par le capteur 12, soit la valeur Tair,mes par la connexion 37, la valeur du débit d'air pénétrant dans le compresseur 14, soit Qair,mes' telle que mesurée par le capteur 13, cette valeur provenant de la connexion 38, la valeur de la pression de l'air à l'entrée du compresseur 14 mesurée par le capteur 22, soit la valeur Plmes transmise par la connexion 39, la vitesse de rotation du compresseur telle que mesurée par le capteur 24, soit NCmes amenée par la connexion 40, et enfin la valeur de la pression de l'air à la sortie du compresseur 14 telle que mesurée par le capteur 20, soit la valeur P2mes fournie par la connexion 41. Le signal de sortie du bloc de calcul 34, c'est-à-dire la valeur de consigne de la géométrie du compresseur 14, CGVPos,c., est transmise par la connexion 42 à un dispositif de régulation 43 de la géométrie du compresseur 14. Le signal de sortie de la régulation 43 transmis par la connexion 44, agit sur la position de la géométrie du compresseur 14. On va maintenant expliciter à partir de la figure 2, le bloc de calcul 25 et le dispositif de régulation 31, qui permettent la régulation de la pression de suralimentation par action sur la géométrie de la turbine 15. La valeur de consigne de la pression de suralimentation P2,ons est cartographiée dans un bloc 45 mémorisé dans l'unité de commande électronique en fonction du régime de rotation N du moteur thermique et du débit de carburant d. En fonction de ces deux paramètres d'entrée, la cartographie 45 permet donc de déterminer une valeur de consigne pour la pression de suralimentation P2cons qui apparaît sur la connexion 46. The output signal of the calculation block 25 corresponding to the set value of the boost pressure P2eons is fed through the connection 30 to a regulating device 31, also included in the electronic control unit 3. The regulating device receives also as input the measured value of the air pressure in the intake manifold, P2mes by the connection 32. The regulator 31 allows the regulation of the boost pressure P2 by acting by the output signal, brought by the connection 33, on the geometry of the turbine 15. The electronic control unit 3 also comprises a calculation block 34, capable of calculating a set value of the position of the geometry of the compressor 14, a value which is noted on Figure 1 CGVpos, 000S. The calculation block 34 receives as input the value of the rotational speed N of the engine by the connection 35 and the value of the fuel flow d through the connection 36. The calculation block 34 also receives as input the value of the temperature of the engine. air at the inlet of the compressor 14, as measured by the sensor 12, the value Tair, mes by the connection 37, the value of the air flow entering the compressor 14, or Qair, mes' as measured by the sensor 13, this value coming from the connection 38, the value of the air pressure at the inlet of the compressor 14 measured by the sensor 22, the Plms value transmitted by the connection 39, the speed of rotation of the compressor as measured by the sensor 24, NCmes brought by the connection 40, and finally the value of the air pressure at the outlet of the compressor 14 as measured by the sensor 20, the value P2mes provided by the connection 41. The output signal of the calculation block 34, i.e. say the set value of the geometry of the compressor 14, CGVPos, c., is transmitted by the connection 42 to a regulator 43 of the geometry of the compressor 14. The output signal of the regulator 43 transmitted by the connection 44, the position of the geometry of the compressor 14 is explained. It will now be explained from FIG. 2, the calculation block 25 and the regulation device 31, which allow the regulation of the supercharging pressure by acting on the geometry of the turbine 15. The set point of the supercharging pressure P2, ons is mapped in a block 45 stored in the electronic control unit as a function of the rotation speed N of the engine and the fuel flow d. As a function of these two input parameters, the mapping 45 thus makes it possible to determine a set value for the boost pressure P2cons which appears on the connection 46.

Il est cependant préférable de cette valeur de consigne en d'environnement, et ce de façon système. However, it is preferable to this set value in environment, and this system.

Dans corrections : en fonction de la température de l'air pénétrant dans le compresseur. Pour effectuer la première correction en fonction de la pression atmosphérique, la valeur de la pression atmosphérique, Patm est amenée à un bloc 47 qui émet un signal de correction par la connexion 48. Une cartographie de la pression de suralimentation en fonction du régime de rotation N du moteur et du débit de carburant d, identique à celle du bloc 45, est incluse dans un bloc 49, qui émet par la connexion 50 un signal amené à un correcteur 51. La correction ainsi obtenue est amenée à un additionneur 52, afin de modifier la valeur de consigne provenant du bloc 45. La deuxième correction est effectuée dans les mêmes conditions, le bloc 53 recevant la température de l'air à l'entrée du compresseur 14 telle que mesurée par le capteur 12 et émettant sur la connexion 54 un signal de correction qui modifie dans le correcteur 55 la valeur de consigne de la pression de suralimentation issue d'une cartographie identique à celle du bloc 45 contenue dans un bloc 56. La valeur ainsi corrigée est amenée à un additionneur 57, qui permet d'appliquer cette deuxième correction à la valeur de consigne de la pression de suralimentation. La valeur de consigne ainsi corrigée P2c0 est amenée sur le dispositif de régulation 31, qui comprend un premier additionneur 58 recevant également la valeur mesurée de la pression de suralimentation P2,mes telle que mesurée par le capteur 20. L'écart entre la valeur de consigne et la valeur mesurée est amené par la de procéder à diverses corrections fonction de différents paramètres à améliorer le fonctionnement du l'exemple illustré sur la figure 2, on a prévu deux l'une en fonction de la pression atmosphérique, et l'autre connexion 59 à un régulateur qui est de préférence du type proportionnel intégral dérivé (PID), référencé 60 sur la figure 2. Le signal de sortie du régulateur 60 constitue le signal de commande de la géométrie variable de la turbine 15. In corrections: depending on the temperature of the air entering the compressor. To perform the first correction as a function of the atmospheric pressure, the value of the atmospheric pressure Patm is brought to a block 47 which emits a correction signal via the connection 48. A mapping of the boost pressure as a function of the rotational speed N of the engine and of the fuel flow d, identical to that of the block 45, is included in a block 49, which emits a signal supplied by the connection 50 to a corrector 51. The correction thus obtained is fed to an adder 52 in order to the second correction is made under the same conditions, the block 53 receiving the temperature of the air at the inlet of the compressor 14 as measured by the sensor 12 and emitting on the connection 54 a correction signal which modifies in the corrector 55 the set value of the supercharging pressure from a map identical to that of the block 45 contained in a block 56. The thus corrected value is fed to an adder 57, which makes it possible to apply this second correction to the setpoint value of the boost pressure. The thus corrected reference value P2c0 is fed to the regulating device 31, which comprises a first adder 58 also receiving the measured value of the supercharging pressure P2, mes as measured by the sensor 20. The difference between the value of set point and the measured value is brought by the to carry out various corrections according to different parameters to improve the operation of the example illustrated in Figure 2, there is provided two one according to the atmospheric pressure, and the other connection 59 to a regulator which is preferably of the proportional integral derivative (PID) type, referenced 60 in FIG. 2. The output signal of the regulator 60 constitutes the control signal of the variable geometry of the turbine 15.

Dans l'exemple illustré sur la figure 2, on a prévu en outre un deuxième additionneur 61 qui reçoit une valeur de prépositionnement de la géométrie de la turbine 15 par la connexion 62. Cette valeur de prépositionnement constitue en quelque sorte une valeur prédéterminée du signal de commande de la géométrie de la turbine 15 pour le point de fonctionnement considéré du moteur. En phase stabilisée du fonctionnement du moteur, cette valeur de prépositionnement constitue la valeur du signal de commande, de sorte que le régulateur 60 n'agit pas. Au contraire, pour les phases transitoires du fonctionnement du moteur, par exemple en cas d'accélération brutale, il est nécessaire de faire intervenir le régulateur 60, la valeur de prépositionnement additionnée dans l'additionneur 61 améliorant cependant la réponse du régulateur. On va maintenant expliciter à partir de la figure 3, les différents éléments qui constituent le bloc de calcul 34 et le dispositif de régulation 43 inclus dans l'unité de commande électronique 3. La valeur de consigne de la position de la géométrie du compresseur 14 est cartographiée et mémorisée dans un bloc 63 en fonction du régime N du moteur et du débit du carburant injecté d. La valeur de consigne ainsi obtenue apparaissant sur la connexion 64 à la sortie de la cartographie 63 fait l'objet, dans l'exemple illustré sur la figure 3, de cinq corrections successives qui sont chaque fois effectuées de la même manière. On décrira seulement la manière dont la première correction est effectuée. Celle-ci se fait en fonction du débit d'air traversant le compresseur 14, débit d'air qui est mesuré par le capteur 13 et qui a la valeur Qair,mes• Cette valeur, amenée à l'entrée d'un bloc 65a, permet l'élaboration d'un signal de correction sur la connexion 66a, ce signal étant amené à un bloc de combinaison 67a. In the example illustrated in FIG. 2, there is further provided a second adder 61 which receives a prepositioning value of the geometry of the turbine 15 via the connection 62. This prepositioning value constitutes, as it were, a predetermined value of the signal. controlling the geometry of the turbine 15 for the operating point of the engine considered. In the stabilized phase of the motor operation, this prepositioning value constitutes the value of the control signal, so that the regulator 60 does not act. On the contrary, for the transient phases of the operation of the engine, for example in the event of sudden acceleration, it is necessary to use the regulator 60, the prepositioning value added in the adder 61, however, improving the response of the regulator. It will now be explained from Figure 3, the various elements that constitute the calculation block 34 and the control device 43 included in the electronic control unit 3. The set value of the compressor geometry position 14 is mapped and stored in a block 63 according to the engine speed N and the fuel flow injected d. The set value thus obtained appearing on the connection 64 at the output of the map 63 is the object, in the example illustrated in FIG. 3, of five successive corrections which are each done in the same way. Only the manner in which the first correction is performed will be described. This is done as a function of the air flow through the compressor 14, air flow that is measured by the sensor 13 and which has the value Qair, mes • This value, brought to the input of a block 65a , allows the development of a correction signal on the connection 66a, this signal being fed to a combination block 67a.

Le bloc 67a reçoit également la valeur de consigne de la position de la géométrie du compresseur établie par le bloc 68a qui contient en mémoire la même cartographie que le bloc 63 et émet sur sa sortie 69a un signal correspondant à la valeur de consigne de la position de la géométrie du compresseur 14. La correction ainsi élaborée apparaît sur la connexion 70a et est amenée à l'entrée négative d'un additionneur 71a qui reçoit par ailleurs sur son entrée positive la valeur de consigne non corrigée de la position de la géométrie du compresseur 14 issue du bloc 63. La deuxième correction est effectuée en fonction de la température de l'air pénétrant dans le compresseur 14, telle que mesurée par le capteur 12. Cette valeur Tair,mes est ainsi amenée à un bloc 65b, la correction étant effectuée dans les mêmes conditions que précédemment et les blocs correspondants illustrés sur la figure 3 portant les mêmes références affectées d'un indice b. The block 67a also receives the setpoint value of the position of the geometry of the compressor established by the block 68a which contains in memory the same mapping as the block 63 and sends on its output 69a a signal corresponding to the setpoint value of the position The correction thus produced appears on the connection 70a and is brought to the negative input of an adder 71a which also receives on its positive input the uncorrected reference value of the position of the geometry of the compressor. compressor 14 from block 63. The second correction is made according to the temperature of the air entering the compressor 14, as measured by the sensor 12. This value Tair, mes is thus brought to a block 65b, the correction being performed under the same conditions as above and the corresponding blocks illustrated in FIG. 3 bearing the same references assigned an index b.

La troisième correction est faite en fonction de la vitesse de rotation du compresseur, telle que mesurée par le capteur 24. La valeur mesurée NCmes est amenée à un bloc 65c et la correction est effectuée dans les mêmes conditions que précédemment, les blocs correspondants portant les mêmes références affectées de l'indice c. The third correction is made as a function of the speed of rotation of the compressor, as measured by the sensor 24. The measured value NCmes is brought to a block 65c and the correction is performed under the same conditions as above, the corresponding blocks bearing the same references affected by the index c.

La quatrième correction est effectuée en fonction de la pression de l'air à l'entrée du compresseur 14, telle que mesurée par le capteur 22, cette valeur P,mes étant amenée à un bloc 65d. La correction est effectuée dans les mêmes conditions que précédemment au moyen des blocs illustrés sur la figure 3 qui portent les mêmes références affectées de l'indice d. Enfin, la cinquième correction est effectuée en fonction de la pression de sortie du compresseur 14, telle que mesurée par le capteur 20, la valeur correspondante P2mes étant amenée à un bloc 65e. La correction est effectuée dans les mêmes conditions que précédemment par des blocs illustrés sur la figure 3 et portant les mêmes références affectées de l'indice e. On comprend que la valeur de consigne de la position de la géométrie du compresseur 14 élaborée à partir de la cartographie mémorisée dans le bloc 63, subit ainsi successivement cinq corrections qui permettent d'améliorer le fonctionnement de la régulation. Dans un autre mode de réalisation, il serait possible de n'utiliser que certaines de ces corrections. The fourth correction is made as a function of the air pressure at the inlet of the compressor 14, as measured by the sensor 22, this value P being fed to a block 65d. The correction is performed under the same conditions as above by means of the blocks illustrated in FIG. 3 which bear the same references assigned to the index d. Finally, the fifth correction is made according to the output pressure of the compressor 14, as measured by the sensor 20, the corresponding value P2mes being brought to a block 65e. The correction is performed under the same conditions as before by blocks illustrated in FIG. 3 and bearing the same references assigned to the index e. It will be understood that the setpoint value of the position of the geometry of the compressor 14 produced from the map stored in the block 63, is thus successively subjected to five corrections which make it possible to improve the operation of the regulation. In another embodiment, it would be possible to use only some of these corrections.

La valeur de consigne corrigée apparaît sur la connexion 72 à la sortie de l'additionneur 71e. Elle est amenée à l'entrée du dispositif de régulation 43. Celui-ci comprend un régulateur 73 qui est, dans l'exemple illustré, un régulateur du type proportionnel intégral dérivé (PID). Le régulateur 73 reçoit sur son entrée l'écart entre la valeur de consigne élaborée dans le bloc 34 comme indiqué précédemment et la valeur mesurée de la position de la géométrie du compresseur 14 telle que mesurée par le capteur 23, soit la valeur CGVPos.mes• Le signal de sortie du régulateur 73 constitue le signal de commande pour agir sur la géométrie du compresseur 14. Dans l'exemple illustré, on a cependant prévu en outre un deuxième additionneur 75 qui reçoit par la connexion 67 une valeur de pré-positionnement de la géométrie du compresseur 14. Comme c'était le cas pour le dispositif de régulation 31 agissant sur la turbine 15, l'adjonction d'une telle valeur de prépositionnement qui constitue en quelque sorte une valeur de consigne pour la géométrie du compresseur 14, permet de simplifier la régulation, en particulier dans les phases de fonctionnement stabilisées et d'améliorer la réponse lors des phases transitoires.5 The corrected setpoint appears on the connection 72 at the output of the adder 71e. It is brought to the input of the regulating device 43. This comprises a regulator 73 which is, in the example illustrated, a derivative integral proportional type regulator (PID). The regulator 73 receives on its input the difference between the set value developed in the block 34 as indicated above and the measured value of the position of the geometry of the compressor 14 as measured by the sensor 23, the value CGVPos.mes • The output signal of the regulator 73 constitutes the control signal for acting on the geometry of the compressor 14. In the example illustrated, however, a second adder 75 is also provided, which receives, via the connection 67, a pre-positioning value. As was the case for the regulating device 31 acting on the turbine 15, the addition of such a prepositioning value which constitutes in a way a set value for the geometry of the compressor , makes it possible to simplify the regulation, in particular in the stabilized operating phases and to improve the response during the transient phases.

Claims

1-Control system of a turbocharger (2) for an internal combustion engine (1) of a motor vehicle of the type comprising a variable geometry turbine (15) and a variable geometry compressor (14), in which a first device (31) for regulating the boost pressure acts on a control of the geometry of the turbine (15), characterized in that it furthermore comprises a second device (43) for regulating the geometry of the compressor with geometry variable (14) acting on a control of the geometry of the compressor.

2-control system according to claim 1, comprising a memory for storing a map (63) of the set values of the geometry of the compressor as a function of the rotational speed of the engine and the flow rate of fuel injected into the engine.

3-control system according to claim 2, comprising a sensor (13) for measuring the flow of air passing through the compressor (14) and means for correcting (67a) the set value of the geometry of the compressor as a function of the measured airflow.

4-Control system according to claim 2, comprising a sensor (12) for measuring the air temperature upstream of the compressor and means for correcting (67b) the set value of the geometry of the compressor as a function of the measured temperature.

5-Control system according to claim 2, comprising a sensor (24) for measuring the speed of rotation of the compressor and means for correcting (67c) the set value of the geometry of the compressor as a function of the speed of rotation measured.

6-Control system according to claim 2, comprising a sensor (22) for measuring the air pressure upstream of the compressor and means for correcting (67d) the set value of the geometry of the compressor as a function of the air pressure measured upstream.

7-control system according to claim 2, comprising a sensor (20) for measuring the air pressure downstream of the compressor and means for correcting (67e) the set value of the geometry of the compressor as a function of the air pressure measured downstream.

8-control system according to one of the preceding claims, comprising a sensor (23) for measuring the geometry of the compressor and a proportional-integral-derivative controller (73) receiving the difference between the measured value of the geometry of the compressor and the set point of the geometry of the compressor and able to develop a control signal of the geometry of the compressor.

9-control system according to claim 8, comprising means for calculating a preset value of the geometry of the compressor and means (75) for correcting the signal developed by the controller taking into account said preset value.

10-A method for controlling a turbocharger (2) for an internal combustion engine (1) of a motor vehicle of the type comprising a variable geometry turbine (15) and a variable geometry compressor (14), in which one regulates the supercharging pressure by modifying the geometry of the turbine, characterized in that the geometry of the variable geometry compressor is further regulated from a set value of the geometry of the compressor, said reference value being mapped depending on the rotational speed of the engine and the fuel flow injected into the engine.

11-control method according to claim 10, wherein is applied at least one correction to the set value, said correction depending on at least one of the parameters that constitute the air flow through the compressor, the temperature of the air upstream of the compressor, the rotational speed of the compressor, the air pressure upstream or downstream of the compressor.