FR2997452A1 - Procede de regulation d'un turbocompresseur a geometrie variable - Google Patents

Abstract

Un procédé de régulation d'un turbocompresseur (37) d'un moteur thermique à turbine à géométrie variable est proposé. On calcule une consigne de puissance (POWt, sp) de la turbine à un instant donné, plusieurs puissances théoriques (P1, P2, Pi Pn) de la turbine correspondant chacune (Pi) à la puissance que l'on obtiendrait en plaçant à cet instant un actionneur de la turbine dans une position déterminée (Xi), et on multiplie une matrice (A) de type pseudo inverse, elle-même fonction des différentes positions déterminées précitées (Xi, X2, Xi, Xn), par un vecteur de correction (G1, G2, ... Gi, ...Gn), dont chaque coordonnée (Gi) comprend un terme d'écart de puissance correspondant à la différence entre la consigne de pression de suralimentation (POWt, sp) et la puissance théorique (Pi) associée à la position déterminée (Xi) de l'actionneur de même rang (i).

Description

Procédé de régulation d'un turbocompresseur à géométrie variable L'invention concerne les systèmes de suralimentation de moteurs à combustion interne, par exemple des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, et plus particulièrement les systèmes de contrôle de tels turbocompresseurs. Le turbocompresseur est un organe du système d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne. Il comprend un compresseur pour compresser l'air admis dans le moteur et une turbine qui fournit de l'énergie mécanique au compresseur, la turbine étant entraînée par les gaz d'échappement. Il existe deux types de turbocompresseurs, les turbocompresseurs a géométrie fixe et les turbocompresseurs à géométrie variable. Dans les turbocompresseurs à géométrie variable, on peut agir sur la vitesse de rotation de la turbine en ajustant l'inclinaison des ailettes de la turbine. Dans les turbocompresseurs à géométrie fixe, on peut, au contraire, agir sur la vitesse de rotation de la turbine grâce à une vanne de décharge montée en parallèle de la turbine (parfois appelée « waste gate ») et qui permet de détourner l'air d'échappement de la turbine. L'invention concerne les turbocompresseurs à géométrie variable. L'inclinaison des ailettes de la turbine permettant l'ajustement du débit est obtenue au moyen d'un actionneur. La durcissement des normes de dépollution amène de plus en plus souvent à insérer un filtre à particules dans le circuit d'échappement, ce qui réduit le taux de détente de la turbine du turbocompresseur et se traduit par la nécessité de réguler d'autant plus finement l'actionneur de la turbine. La demande de brevet US 2002/0029772 décrit un procédé de contrôle de la suralimentation à l'aide d'un contrôleur de type proportionnel intégral dérivé. Les coefficients du régulateur sont cartographiés, ce qui implique des essais spécifiques pour chaque configuration de véhicule. En outre, les valeurs seuils de fonctionnement doivent être imposées directement sur la position du volet, ce qui ne permet pas de permet pas de prendre en compte de manière optimale les différents seuils de paramètres physiques que l'on souhaite imposer.

La demande de brevet JP 2004 116467 décrit un autre procédé de contrôle, à l'aide d'un régulateur PID dont les gains sont variables en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, les gains étant en outre corrigés à l'aide de paramètres cartographiés en fonction de critères extérieurs. Ce procédé ne garantit pas la stabilité du système, et peut être mis en défaut lors de conditions de fonctionnement extrêmes. L'invention a pour but de proposer un système de régulation d'un turbocompresseur qui permet de définir de manière simple une position suffisamment optimale de la position de l'actionneur, sans être coûteuse en calculs et tout en permettant de fixer des limites de fonctionnement sur certains paramètres de fonctionnement sensibles. A cette fin, l'invention propose un procédé de régulation d'un turbocompresseur d'un moteur thermique à turbine à géométrie variable. Dans ce procédé, on calcule une consigne de puissance de la turbine à un instant donné, on calcule plusieurs puissances théoriques de la turbine correspondant chacune à la puissance que l'on obtiendrait en plaçant à cet instant un actionneur de la turbine dans une position déterminée parmi un ensemble de positions déterminées, et on multiplie une matrice de type pseudo inverse, elle-même fonction des différentes positions déterminées précitées, par un vecteur de correction dont chaque coordonnée comprend un terme d'écart de puissance correspondant à la différence entre la consigne de puissance de la turbine et la puissance théorique associée à la position déterminée de l'actionneur de même rang.

Selon un mode de réalisation préférentiel, le produit de la matrice de type pseudo inverse par le vecteur de correction est un vecteur à deux ou à trois coordonnées. Par vecteur, on entend ici une suite de nombres ou "coordonnées", associées chacun à un numéro d'ordre ou "rang". Par matrice, on entend une suite de nombres associés chacun à deux numéros d'ordre ou rang, ou associé chacun à un numéro d'ordre, le numéro d'ordre maximal de la matrice étant égal au produit de deux entiers. Selon un mode de réalisation préféré, on calcule en outre un rapport de détente de la turbine pour chaque position déterminée; et on ajoute, lors du calcul des coordonnées du vecteur correction, au terme d'écart de puissance, un terme de pénalisation qui est fonction du rapport de détente correspondant à cette position. Le terme de pénalisation peut comprendre un terme proportionnel à une différence entre le rapport de détente et la valeur 1. Le terme de pénalisation peut également comprendre un terme proportionnel à un excédent du rapport de détente par rapport à un rapport de détente maximal. Selon un mode de réalisation avantageux, le rapport de détente maximal peut être fonction du point de fonctionnement du moteur. La puissance théorique de chaque position déterminée peut être calculée à l'aide d'une cartographie, faisant intervenir le rapport de détente associé à la même position, ce rapport de détente étant lui même calculé à l'aide d'un autre seconde cartographie, en fonction de données comprenant notamment une mesure de pression de gaz en aval de la turbine. Les mesures utilisées pour déterminer le rapport de détente et la puissance turbine, peuvent en outre comprendre et une température de gaz mesurée en amont du compresseur, un régime de rotation du moteur et un débit de gaz traversant le compresseur. Ces mesures peuvent également comprendre une température mesurée entre la sortie des cylindres du moteur et l'entrée de la turbine. Selon un mode de réalisation préférentiel, les rapports de détente et les puissances théoriques associés à chaque position sont estimés sans mesurer de pression entre la sortie des cylindres du moteur et l'entrée de la turbine. Avantageusement, on calcule la position de consigne de l'actionneur comme un terme proportionnel à un rapport entre deux des coordonnées, du produit de la matrice de type pseudo inverse par le vecteur de correction. La matrice de type pseudo inverse peut être obtenue à partir d'une première matrice à trois colonnes, les trois colonnes représentant respectivement un vecteur unité, un vecteur listant les différentes positions déterminées rangées par ordre croissant ou décroissant, et un vecteur listant les carrés des mêmes positions déterminées. La détermination de la matrice pseudo inverse à partir de la première matrice peut comprendre des produits de matrices et de leur transposée, et au moins une inversion de matrice. Selon un autre aspect, l'invention propose un système turbocompresseur pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant une turbine à géométrie variable, et comprenant une unité de commande électronique apte à déterminer une consigne de puissance de la turbine et apte à déterminer une consigne de position d'un actionneur de la turbine. L'unité de commande électronique est configurée pour calculer la consigne de position de l'actionneur comme un rapport entre deux des coordonnées d'un vecteur à au moins deux coordonnées, obtenu en multipliant une matrice constante de type pseudo-inverse, par un vecteur de correction. L'unité de commande électronique est configurée pour calculer chaque coordonnée du vecteur de correction en prenant en compte la différence entre la consigne de puissance de la turbine à cet instant et une puissance théorique de la turbine calculée en fonction d'une position de l'actionneur parmi une suite de position déterminées. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'unité de commande électronique est configurée pour calculer la puissance de consigne et les puissances théoriques en fonction de paramètres comprenant au moins une mesure de température de gaz, une mesure de pression de gaz, et une mesure de débit de gaz circulant dans le système. Selon une variante de réalisation, l'unité de commande électronique utilise une suite de positions déterminées qui varie selon le point de fonctionnement du moteur, la matrice pseudo inverse étant calculée en fonction de la suite de positions déterminées retenues.

L'unité de commande électronique peut par exemple comprendre une première unité de calcul configurée pour calculer la consigne de puissance de la turbine, et pour calculer un régime de rotation du turbocompresseur, à partir d'une température de gaz mesurée en amont du compresseur, d'un régime de rotation du moteur, d'un débit mesuré de gaz traversant le compresseur du turbocompresseur, d'une pression assimilable à une consigne de pression dans le collecteur d'admission du moteur, et d'une pression assimilable à une pression de gaz entrant dans le compresseur. L'unité de commande électronique peut également comprendre une seconde unité de calcul configurée pour calculer, en fonction du régime de rotation du turbocompresseur, d'une pression mesurée de gaz en aval de la turbine, d'une température assimilable à une température de gaz entrant dans la turbine, et d'un débit assimilable au débit de gaz traversant la turbine, un premier vecteur de rapport de détente et un second vecteur de puissances théoriques, chaque ième coordonnée du vecteur de rapport de détente étant calculée en fonction de la ième position déterminée, et chaque ième coordonnée du vecteur de puissance théorique étant calculée en fonction de la ième position déterminée et de la ième coordonnée du vecteur de rapport de détente. Avantageusement, l'unité de commande électronique est configurée pour calculer chaque coordonnée du vecteur de correction associée à une position déterminée, en ajoutant au terme d'écart de puissance, un terme de pénalité faisant intervenir au moins une différence entre le rapport de détente correspondant à cette position, et un seuil qui est commun pour toutes les positions déterminées. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre l'architecture générale d'un moteur équipé d'un turbocompresseur selon l'invention, - la figure 2 illustre une partie d'un système de régulation d'un turbocompresseur selon l'invention.

Tel qu'illustré sur la figure 1, un moteur à combustion interne 30 est muni d'un turbocompresseur 37 comprenant un compresseur 32 et une turbine 33 montés sur un arbre commun. De l'air frais 12 est filtré par un filtre à air 31. L'air filtré issu du filtre 31 est comprimé par le compresseur 32. L'air comprimé est ensuite refroidi par un échangeur 34 et injecté via une vanne 39 alimentant un collecteur d'admission 40 assurant une même pression d'air arrivant aux cylindres 41 du moteur 30. Une partie de l'air injecté peut, selon les variantes de réalisation, être détournée via un court circuit muni d'un refroidisseur 35 et d'une vanne 36. La turbine 33 du turbocompresseur 37 est entraînée par les gaz d'échappement du moteur. La turbine 33 entraîne en rotation le compresseur 32. La turbine 33 est une turbine dont les ailettes peuvent être inclinées de manière variable par un actionneur (non représenté) de manière à pouvoir imposer différentes vitesses de rotation de la turbine pour un même débit de gaz d'échappement traversant la turbine. Le court circuit 35 représente ici un système de recirculation partielle des gaz d'échappement (EGR) à haute pression, ou "EGR HP". L'invention peut aussi être appliquée à des systèmes comprenant un circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement à basse pression, ou "EGR BP", dans lequel une partie des gaz d'échappement est réinjectée en amont du compresseur. Le turbocompresseur 37 est relié à une unité de commande électronique 2, elle-même reliée à un estimateur 17 du régime de rotation Ne du moteur 30 et à un estimateur 18 du couple Ce développé par le moteur 30. Selon les variantes de réalisations, l'unité de commande 2, au lieu d'être reliée à un estimateur de couple 18 peut être reliée à une unité d'injection (non représentée) transmettant à l'unité de commande 2 la valeur instantanée FIMsp de consigne de débit de carburant injecté dans le moteur 30. Le turbocompresseur 37 est équipé d'un débitmètre 15 disposé de manière à mesurer le débit de gaz We traversant le compresseur 32, d'un premier capteur de température 14 disposé de manière à mesurer la température Tue de gaz en amont du compresseur, par exemple entre le filtre à air 31 et le compresseur - par exemple placé dans le débitmètre 15-, et d'un premier capteur de pression 19 disposé de manière à pouvoir mesurer la pression de gaz en aval de la turbine 33, par exemple entre la turbine 33 et un filtre à particules (non représenté). Le premier capteur de température, le débitmètre et le premier capteur de pression sont reliés à l'unité de commande électronique 2. L'unité de commande électronique 2 est également reliée à un second capteur 16 disposé de manière à pouvoir mesurer la pression Pspg des gaz présents dans le collecteur d'admission 40. L'unité de commande électronique 2 peut être en outre reliée à un capteur de température (non représenté) mesurant la température de l'air extérieur au véhicule, à un capteur de pression (non représenté) mesurant la pression atmosphérique, et à une unité de supervision 42 qui transmet entre autres à l'unité de commande 2, une valeur de consigne Pspg,sp de pression de gaz souhaitée dans le collecteur 40. Pspg,sp est parfois aussi appelée par la suite pression de suralimentation de consigne. L'unité de commande électronique 2 peut en outre être reliée à un capteur de pression atmosphérique Pat. (non représenté) capteur qui peut par exemple être intégré à un calculateur d'injection. L'unité de commande peut également être reliée à un capteur 13 mesurant la température Tadm d'air dans le collecteur d'admission 40. La figure 2 illustre une partie d'un système de régulation associé à un turbocompresseur selon l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 2, un système turbocompresseur 1 comprend le turbocompresseur 37 de la figure 1 et comprend une unité de commande électronique 2. L'unité de commande électronique 2 comprend un premier calculateur 20, un second calculateur 21 relié à deux cartographies 3 et 4, et relié à un premier groupe d'emplacements mémoire 5 contenant n valeurs déterminées Xi, X2, ...Xn, un second calculateur 7 délivrant un vecteur de correction G = (Gi, G2, ...G11) ayant le même nombre n d'éléments que le vecteur de positions défini par les valeurs (Xi, X2, ...Xn) enregistrée dans la mémoire 5, un multiplicateur 8, un générateur de consigne de position 9, un générateur 11 de seuil de rapport de détente, un second groupe d'emplacements mémoire contenant les coordonnées d'une matrice A à trois fois n éléments, un troisième groupe d'emplacements mémoire contenant au moins un facteur de pénalisation S ou Q. Les valeurs enregistrées dans les mémoires 5 et 6 sont liées entre elles. La matrice A peut être obtenue par un calcul de matrice pseudo inverse, calculé par exemple par la méthode de Moore Penrose, à partir d'une matrice ayant pour première colonne les carrés des positions déterminées du vecteur X, comme second colonne les coordonnées du vecteur X, et pour troisième colonne le vecteur unité, ce que nous noterons par exemple par : A =M1)-1 { 1 A= X1 1 Par exemple : xi2 x2 X X2, X, 1 )( Xi X2 1 \-1 al 1 a12 ...aln )( x2. Xi 1 X22 1 a21 a22 ...a2n X2 X, a31 a32 ...a3n 1 Dans l'exemple illustré, la matrice pseudo inverse A est une matrice à 3 lignes et n colonnes, mais on pourrait se contenter d'enregistrer dans la mémoire 6 les termes d'une matrice al 1 al2 aln à 2 lignes et n colonnes extraite de la matrice A en a21 a22 a2n supprimant sa dernière ligne (ou en supprimant sa dernière colonne, suivant que l'on raisonne sur la matrice A ou sur sa transposée) La matrice A est de préférence stockée de manière permanente dans la mémoire 6. Selon une variante de réalisation, elle pourrait être recalculée par l'unité de commande électronique 2 à chaque fois que l'on souhaiter l'utiliser. Elle peut être recalculée par l'unité de commande électronique 2 à chaque fois que le vecteur enregistré dans la mémoire 5 est modifié. Elle peut également être enregistrée directement dans la mémoire 6, le calcul étant effectué indépendamment de l'unité de commande 2. Le calculateur 7 de fonction de correction reçoit, par exemple par exemple à partir du premier calculateur 20 une valeur estimée Pow,,,p de puissance turbine de consigne. La puissance turbine de consigne représente la puissance que devrait délivrer la turbine pour que la pression Pspg,sp des gaz dans le collecteur d'admission corresponde à une puissance de consigne délivrée par l'unité de supervision 42. Le calculateur 7 reçoit également, par exemple du second calculateur 21, une première série de valeurs (P ,- 1, P2, ...Pn) formant les coordonnées d'un vecteur de puissances estimées /50,' chaque puissance P, correspondant respectivement à la puissance que délivrerait la turbine si la position de l'actionneur était la position déterminée X. Le calculateur 7 reçoit enfin, par exemple du second calculateur 21, une première série de valeurs (PRi, PR2, ...PR) formant les coordonnées d'un vecteur de rapports de détente estimés PR, chaque rapport de détente PR, correspondant respectivement au rapport de détente de la turbine si la position de l'actionneur était la position déterminée X. Le mode de calcul de la puissance de consigne POW,,sp est connu. Elle peut par exemple être calculée selon les méthodes décrites dans la demande de brevet FR1253238 au nom de la demanderesse. La puissance turbine de consigne peut typiquement être calculée par le premier calculateur 20 à partir de la puissance de suralimentation de consigne Pspg,sp, du débit du compresseur W, mesuré par le capteur 15, du régime de rotation du moteur Ne, de la température de gaz en amont du compresseur Tu, mesurée par le capteur 14, et d'une pression de gaz Pu, en amont du compresseur. Les mêmes variables peuvent être utilisées par le premier calculateur 20 pour estimer un régime de rotation N,, du turbocompresseur 37, régime dont la valeur est envoyée vers le second calculateur 21. Le second calculateur 21 reçoit la valeur de régime de rotation du turbocompresseur estimée par le premier calculateur 20, la valeur estimée W, (ou une valeur mesurée correspondante) du débit de gaz traversant la turbine, la température Tut (mesurée ou estimée) de gaz traversant la turbine, et la valeur Pdt mesurée par le capteur 19 de pression en aval de la turbine. Le débit de gaz Wt traversant la turbine peut par exemple être estimé à partir du débit de gaz traversant le compresseur, de la quantité de carburant FIMsp injectée à chaque cycle d'un cylindre, du régime de rotation Ne du moteur de la dérivée Pspg par rapport au temps de la pression de consigne dans le collecteur d'admission, et de la température Tadm dans le collecteur d'admission mesurée par exemple par le capteur de température 13, par une relation du type : 13spgVtot frt = ± 0.00012 FIM sp *Ne RafrTadm Où Vtet est une constante homogène à un volume, et Rai, est la constante des gaz parfaits. Selon une variante de réalisation, la température de gaz en amont de la turbine peut également, au lieu d'être mesurée par un capteur de température 16 dédié, être estimée grâce à une cartographie qui dépend du régime moteur Ne et du débit carburant FIMsp (ou du couple du moteur Ce). La pression de gaz Pu, en amont du compresseur peut être mesurée ou de préférence -pour limiter le nombre de capteurs- estimée à partir de la pression atmosphérique Patmo et du débit de gaz We traversant le compresseur, à l'aide d'une cartographie de perte de charge ff' par une relation du type : Puc Patmo f faa(W C) Le second calculateur 21, à l'aide du régime estimé Nt, du turbocompresseur, d'une pression de gaz Pdt en aval de la turbine, mesurée par le capteur 19, de la température de gaz Tut en amont de la turbine mesurée par le capteur 16, et d'un débit de gaz estimé Wt traversant la turbine, calcule les coordonnées des vecteurs i30( P', P2, et PR (PRi, PR2, Le second calculateur 21 calcule d'abord le rapport de détente PR, par exemple en résolvant l'équation suivante, faisant intervenir une fonction f3 enregistrée dans la cartographie 3 : ( Pref eref nn nn AT . , , v tc - j 3 t - - Pat Tut Tut Où Tref et Pref sont respectivement une constante homogène à une température, et une constante homogène à une pression, et X1 est la ième coordonnée du vecteur de positions déterminées.

Le second calculateur 21 calcule ensuite la puissance de turbine correspondante, par exemple à l'aide d'une cartographie 4 d'efficacité it de la turbine, selon la relation suivante : = -ri -T 1 \ y-1 Y P ,exh t u PR Où cp,, est la capacité thermique massique des gaz l'admission, et y est le rapport des capacités thermiques massiques Cp/Cv des gaz à l'échappement. Dans la cartographie 4, l'efficacité it de la turbine peut être une cartographie de trois variables : elle peut par exemple être cartographiée en fonction des trois variables suivantes : la position X1 le rapport de détente PRI la Ntc Tref variable - Tut Dans le mode de réalisation décrit, les cartographies 3 et 4 sont donc cartographiées en fonction des trois mêmes variables. Elles ont chacune pour variables d'entrée communes au moins la position X1 et la i variable réduite Ntc i - Tref Tut Le calculateur de fonction de correction 7 calcule un vecteur correction dont chaque ième coordonnées est calculée à partir d'une , valeur d'écart de puissance représentant la différence entre une puissance de consigne que l'on souhaite avoir au niveau de la turbine, et la puissance que l'on obtiendrait si on imposait, avec les conditions de fonctionnement mesurées ou estimées à cet instant pour le système 1, la ième position déterminée enregistrée dans le vecteur position X. Au terme d'écart de puissance, le calculateur de correction 7 peut ajouter un terme de pénalité quantifiant l'excédent de rapport de détente PR, (estimé pour la même position de l'actionneur) au-delà d'un rapport de détente maximal PR',a', qui peut être fonction du point de fonctionnement du moteur 30, et délivré par le générateur 11. Le calculateur de fonction de correction 7 est ainsi relié au générateur 11 de rapport maximal de détente, lui-même relié à l'estimateur de couple moteur 18 et à l'estimateur de régime moteur 17, et pouvant comprendre une cartographie de rapports de détente en fonction du point de fonctionnement (Ne, Ce) du moteur. On peut envisager des variantes de réalisation dans lesquelles le rapport de détente est une valeur indépendante du point de fonctionnement du moteur. Chaque coordonnée de correction peut également inclure un terme de pénalisation dont la valeur est proportionnelle à l'écart à 1 du rapport de détente. A l'aide des facteurs de pénalisation enregistrés dans la mémoire 10, le calculateur de fonction de correction 7 calcule par exemple les coordonnées du vecteur correction selon l'équation suivante : G. = abs(POW,,sp - P,)+max(PR, -PR ,0)* S +(PR, -1)* Q Les facteurs de pénalisation peuvent être constants, éventuellement paramétrables selon le type de conduite souhaitée pour le véhicule. Le multiplicateur 8 multiplie la matrice A par le vecteur G. Le résultat de ce produit matriciel, délivré sous forme d'un vecteur (a, b, c) à trois coordonnées au générateur de consigne 9, représente de fait un groupe de trois paramètres a, b, c permettant de définir, par une méthode proche de celle des moindres carrés, un polynôme du second degré en fonction des positions x de l'actionneur, tel que la courbe F = ax2 ± bx +c approche "au mieux " (au sens des moindres carrés) le groupe de points (X' G,), ayant chacun pour abscisse une des positions déterminée et pour ordonnée la fonction de correction associée à cette position. La position "u" de l'actionneur permettant d'obtenir le terme de correction minimal, est alors u=--b, avec : 2a A* G, G2 a G, Cette valeur de consigne u=± est envoyée par le générateur 9 2a de consigne de position vers le turbocompresseur 37, pour servir de consigne de position à l'actionneur.

Cette position "u", "sous optimale" par rapport à une solution qui chercherait à minimaliser une norme Où> 0 du vecteur de correction ù>, présente l'avantage d'avoir une solution unique, et d'être rapide à calculer. En outre, elle évite de sélectionner des solutions proches des bornes extrémales de positions, si jamais un extremum local de la fonction de correction se présente. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut se décliner en de nombreuses variantes. Dans l'exemple illustré plus haut, certaines variables de fonctionnement du turbocompresseur sont mesurées à l'aide de capteurs ou directement déduites à partir de mesures effectuées par des capteurs. D'autres variables sont estimées à partir des mesures effectuées à l'aide de modèles mathématiques. La proportion de variables directement issues de mesures et de variables estimées peut être modifiée sans sortir du cadre de l'invention. Le nombre de positions déterminées peut varier, un bon compromis entre précision et temps de calcul peut être obtenu avec n compris entre 5 et 20, par exemple n compris entre 5 et 10 . Les positions déterminées peuvent par exemple comprendre les extrémités de l'éventail possible de positions de l'actionneur, et des valeurs équidistances distribuées entre ces deux extrémités. Les positions déterminées peuvent selon une autre variante de réalisation être choisies avec des espacements variables le long de la trajectoire de fonctionnement de l'actionneur.

La matrice pseudo inverse A pourrait être remplacée par une matrice simplifiée, obtenue à partir de la matrice pseudo inverse décrite précédemment en lui supprimant une ligne (ou une colonne), de manière à ce qu'elle n'ait plus que deux lignes ou deux colonnes, puisque le terme "c" définissant l'ordonnée à l'origine du polynôme approximant la fonction de correction, n'est pas utilisé pour le calcul de la position de consigne. La matrice pseudo inverse peut être enregistrée comme un vecteur à 2n ou à 3n coordonnées, au lieu d'être enregistrée comme une suite de nombres indicés chacun par deux numéros d'ordre.

Le calcul des variables intermédiaire conduisant à l'estimation de la position de consigne étant construit sur une modélisation physique du turbocompresseur, on limite les dérives du système liées à l'évolution dans le temps (évolutions liées à l'usure, aux variations de température et de conditions atmosphériques...).

Lexique des principales grandeurs utilisées : Grandeur Unité Description Pspg,sp [mbar] Pression de consigne dans le collecteur, ou "pression de suralimentation" P., [mbar] Pression en amont du compresseur Put [mbar] Pression en amont de la turbine Pdt [mbar] Pression en aval de la turbine Patmo [mbar] Pression atmosphérique PR, H Taux de détente P',IP,' de la turbine PRmax H Taux de détente maximal souhaité pour la turbine N, [1-Pm] Régime du moteur N' [1-Pm] Régime du turbocompresseur Wt- [Kg/s] Débit du compresseur T., [°K] Température en amont du compresseur Tu [°K] Température en amont de la turbine (ou à l'échappement) X, (position Une des positions possibles déterminées de l'actionneur de la turbine angulaire ou de translation) u (position Position de consigne de l'actionneur angulaire ou de translation) POW t,sp [W] Puissance de turbine de consigne Pi [Mi] Puissance estimé de la turbine correspondant à une position théorique X, de l'actionneur PR , Taux de détente Put1Pd, de la turbine correspondant à une position théorique X1 de l'actionneur 11 H Efficacité/rendement de la turbine (cartographiée) c p,adm [J/(Kg-°K)] Capacité thermique massique des gaz à l'admission Y H Rapport des capacités thermiques massiques Cp/C, des gaz à l'échappement G, Correction d'écart de puissance correspondant à une position théorique X1 de l'actionneur

Claims (8)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de régulation d'un turbocompresseur (37) d'un moteur thermique (30) à turbine (33) à géométrie variable, dans lequel on calcule une consigne de puissance (POW,,,p) de la turbine à un instant donné, on calcule plusieurs puissances théoriques (P1, P2, Pi P') de la turbine (33) correspondant chacune (P,) à la puissance que l'on obtiendrait en plaçant à cet instant un actionneur de la turbine (33) dans une position déterminée (X,) parmi un ensemble de positions déterminées, et dans lequel on multiplie une matrice (A) de type pseudo inverse, elle-même fonction des différentes positions déterminées précitées (X1, X2, Xi, Xn), par un vecteur de correction (G1, G2, ... Gi, ...Gn), dont chaque coordonnée (G1) comprend un terme d'écart de puissance correspondant à la différence entre la consigne de puissance de la turbine (POW) et la puissance théorique (P,) associée à la position déterminée (Xi) de l'actionneur de même rang (i).
2. 2. Procédé de régulation selon la revendication 1, dans lequel on calcule en outre un rapport de détente (PRI, PR2, PR,, PR') de la turbine (33) pour chaque position (X,) déterminée; et dans lequel on ajoute, lors du calcul des coordonnées (G,) du vecteur correction, au terme d'écart de puissance, un terme de pénalisation qui est fonction du rapport de détente (PRO correspondant à cette position (X,).
3. 3. Procédé de régulation selon la revendication 2, dans lequel le terme de pénalisation comprend un terme proportionnel à une différence entre le rapport de détente (PRO et la valeur1.
4. 4. Procédé de régulation selon les revendications 2 ou 3, dans lequel le terme de pénalisation comprend un terme proportionnel à un excédent du rapport de détente (PRO par rapport à un rapport de détente maximal (PRmax)-
5. 5. Procédé selon les revendications 2 à 4, dans lequel la puissance théorique (PO de chaque position déterminée est calculée à l'aide d'une cartographie (4), faisant intervenir le rapport de détente (PRO associé à la même position (X,), ce rapport de détente étant luimême calculé à l'aide d'une seconde cartographie (3), en fonction de données comprenant notamment une mesure de pression (Pdt) de gaz en aval de la turbine (33).
6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on calcule une position de consigne (u) de l'actionneur comme un terme (--b) proportionnel à un rapport entre deux (a, b) des 2a coordonnées (a, b, c), du produit de la matrice de type pseudo inverse par le vecteur de correction.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la matrice (A) de type pseudo inverse peut être calculée à partir d'une matrice à trois colonnes, les trois colonnes représentant respectivement un vecteur unité (1, 1..1), un vecteur listant les différentes positions (X1, X2, - Xn), déterminées rangées par ordre croissant ou décroissant, et un vecteur listant les carrés (xî,x;:'...x2,i) des mêmes position déterminées.
8. 8. Système turbocompresseur pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant une turbine (33) à géométrie variable, et comprenant une unité de commande électronique (2) apte à déterminer une consigne de puissance (POWt,sp) de la turbine et apte à déterminer une consigne de position (u) d'un actionneur de la turbine, caractérisé en ce que l'unité de commande électronique (2) est configurée pour calculer la consigne (u) de position de l'actionneur comme un rapport (---b ) entre deux (a, b) des coordonnées d'un vecteur 2a à au moins deux coordonnées (a, b) , obtenu en multipliant une matrice (A) constante de type pseudo-inverse, par un vecteur de correction (G1, G2, Gi, --- Go), l'unité de commande électronique (2) étant configurée pour calculer chaque coordonnée (Gi) du vecteur de correction en prenant en compte un terme d'écart de puissance (POWt,sp-Pi) correspondant à la différence entre la consigne (POWe,sp) de puissance de la turbine à cet instant et une puissance théorique (P1) de la turbine calculée en fonction d'une position de l'actionneur (Xi) parmi une suite (X1, X2,... X1, de position déterminées.9. Système selon la revendication 8, dans lequel l'unité de commande électronique (2) comprend une première unité de calcul (20) configurée pour calculer la consigne (POWt,,p) de puissance de la turbine et pour calculer un régime de rotation (Nte) du turbocompresseur (37), à partir d'une température (Tue) de gaz mesurée en amont du compresseur (32) du turbocompresseur, d'un régime (Ne) de rotation du moteur (30), d'un débit mesuré (We) de gaz traversant le compresseur (32), d'une pression (Pspg.sp) assimilable à une consigne de pression dans le collecteur d'admission du moteur, et d'une pression (Pue) assimilable à une pression de gaz entrant dans le compresseur (32), et dans lequel l'unité de commande électronique (2) comprend une seconde unité de calcul (21) configurée pour calculer, en fonction du régime de rotation (Nte) du turbocompresseur (37), d'une pression mesurée (Pdt) de gaz en aval de la turbine (33), d'une température (Tut) assimilable à une température de gaz entrant dans la turbine (33), et d'un débit (Wt) assimilable au débit de gaz traversant la turbine (33), un premier vecteur (PRI, PR2, ...P12) de rapports de détente et un second vecteur (Pi, P2, Pi ...Pu) de puissances théoriques, chaque ème coordonnée (PRi) du vecteur de rapport de détente étant calculée en fonction de la ième position déterminée (Xi), et chaque ième coordonnée (Pi) du vecteur de puissance théorique étant calculée en fonction de la ième position déterminée (Xi) et de la ième coordonnée (PR) du vecteur de rapport de détente. 10. Système selon la revendication 9, dans lequel l'unité de commande électronique (2) est configurée pour calculer chaque coordonnée (Gi) du vecteur de correction (G1, G2, G1, -Gu) associée à une position déterminée (X,), en ajoutant au terme d'écart de puissance, un terme de pénalité faisant intervenir au moins une différence entre le rapport de détente (PR,) correspondant à cette position (X,), et un seuil (PR,,, ) qui est commun pour toutes les positions déterminées (Xi).