FR3028561A1

FR3028561A1 - SUPERIOR THERMAL ENGINE ARCHITECTURE WITH THERMAL ENERGY STORAGE DEVICE

Info

Publication number: FR3028561A1
Application number: FR1461193A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Jumel; Mathieu Artault
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-05-20
Anticipated expiration: 2034-11-19
Also published as: FR3028561B1

Abstract

L'invention porte principalement sur une architecture (20) de moteur thermique (21) suralimenté comportant: - un turbocompresseur (22) comprenant une turbine (25) disposée sur un conduit d'échappement (30) dudit moteur thermique (21), caractérisée en ce que ladite architecture (20) comporte en outre un dispositif de stockage d'énergie thermique (45) installé sur une boucle de stockage (46) située en parallèle dudit conduit d'échappement (30), ledit dispositif de stockage d'énergie thermique (45) étant adapté à fonctionner de manière réversible pour emmagasiner une chaleur présente dans les gaz d'échappement lorsqu'une vitesse de rotation de ladite turbine (25) approche d'une valeur de survitesse, et pour restituer cette chaleur au cours d'une phase d'accélération ultérieure.The invention relates mainly to a supercharged engine architecture (20) comprising: a turbocharger (22) comprising a turbine (25) disposed on an exhaust duct (30) of said engine (21), characterized in that said architecture (20) further comprises a thermal energy storage device (45) installed on a storage loop (46) located in parallel with said exhaust duct (30), said energy storage device heat pump (45) being adapted to operate reversibly to store a heat present in the exhaust gas when a rotational speed of said turbine (25) approaches an overspeed value, and to restore this heat during a subsequent acceleration phase.

Description

1 ARCHITECTURE DE MOTEUR THERMIQUE SURALIMENTE MUNIE D'UN DISPOSITIF DE STOCKAGE D'ENERGIE THERMIQUE [0001] La présente invention porte sur une architecture de moteur thermique munie d'un dispositif de stockage d'énergie thermique. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les moteurs thermiques de véhicule automobile équipés d'un turbocompresseur pour leur suralimentation. [0002] Pour favoriser les économies d'énergie et minimiser les émissions de dioxyde de carbone et de particules polluantes, dans une perspective tant réglementaire que consumériste, on tend à réduire la cylindrée des moteurs tout en cherchant à conserver une puissance au moins identique à celle des moteurs de cylindrée plus élevée (principe dit de "downsizing" en anglais). [0003] Afin de compenser la perte de cylindrée, les moteurs à cylindrée réduite sont généralement suralimentés au moyen d'un turbocompresseur. En effet, dans une architecture classique 1 de moteur suralimenté illustrée par la figure 1, un turbocompresseur 2 comprend un compresseur 3 et une turbine 4. Le compresseur 3 permet de comprimer l'air d'admission afin d'optimiser le remplissage des cylindres du moteur 5. A cet effet, le compresseur 3 est disposé sur le conduit d'admission 8 en amont du moteur 5. L'écoulement des gaz d'échappement entraîne en rotation la turbine 4 disposée sur le conduit d'échappement 9, laquelle entraîne alors en rotation le compresseur 3 par l'intermédiaire d'un arbre d'accouplement. [0004] Afin de maintenir la densité de l'air acquise en sortie du compresseur 3, on utilise un échangeur de chaleur 10 apte à refroidir l'air circulant dans le conduit d'admission 8. L'échangeur 10 est monté en aval du compresseur 3 et en amont du papillon d'arrivée des gaz 17 et d'une vanne d'admission 18. Cet échangeur de chaleur 10 est habituellement appelé Refroidisseur d'Air de Suralimentation (RAS), même s'il est possible qu'il n'y ait pas que de l'air qui y circule. En effet, dans certains cas, il peut y circuler un mélange air et de gaz d'échappement issus d'un système de recirculation des gaz d'échappement 11 (dit système "EGR" pour "Exhaust Gaz Recirculation" en anglais). Ce système EGR 11 comprend en l'occurrence un conduit 12 établissant une mise en communication du collecteur d'échappement 13 avec le conduit d'admission 8, ainsi qu'un refroidisseur 14 des gaz d'échappement monté sur le conduit 12. 3028561 2 [0005] Dans un fonctionnement normal du turbocompresseur 2, lorsque l'énergie transmise à la turbine 4 est suffisante, on régule le débit des gaz d'échappement G passant par la turbine 4 via une vanne de décharge 15. Cette vanne de décharge 15 permet de dévier une partie G' des gaz d'échappement dans un conduit de décharge 16 5 qui court-circuite la turbine 4. Ainsi, la turbine 4 est régulée en puissance (et donc en régime), mais l'énergie des gaz d'échappement G' passant par la vanne de décharge 15 est perdue. [0006] Par ailleurs, l'inconvénient de tels moteurs est qu'ils présentent un retard sur le temps de réponse en couple au cours d'une phase transitoire d'accélération. Ce retard est 10 dû à l'inertie du système de suralimentation. En effet, lorsque le conducteur souhaite obtenir du couple, il appuie sur la pédale d'accélérateur, ce qui a pour effet d'augmenter la quantité d'air entrant dans les cylindres, et par suite la quantité de gaz d'échappement. Ce débit de gaz d'échappement va, petit à petit, entraîner l'accélération de la turbine 4 afin d'augmenter le taux de compression du compresseur 3 et permettre d'obtenir plus d'air 15 entrant dans les cylindres, c'est-à-dire plus de couple. Il existe donc un décalage entre le moment où le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur et le moment où le turbocompresseur 2 se met en fonctionnement. [0007] Le document FR2906309 enseigne l'utilisation d'un accumulateur de gaz sous pression permettant d'augmenter l'admission d'air dans les phases où il n'y aurait pas 20 assez de gaz d'échappement pour entraîner la turbine. Toutefois, un tel accumulateur et son circuit dédié rebouclant avec la conduite d'admission sont relativement complexes à mettre en oeuvre. [0008] L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant une architecture de moteur thermique suralimenté comportant: 25 - un turbocompresseur comprenant une turbine disposée sur un conduit d'échappement dudit moteur thermique, caractérisée en ce que ladite architecture comporte en outre un dispositif de stockage d'énergie thermique installé sur une boucle de stockage située en parallèle dudit conduit d'échappement, ledit dispositif de stockage d'énergie thermique étant adapté à fonctionner 30 de manière réversible pour emmagasiner une chaleur présente dans les gaz d'échappement lorsqu'une vitesse de rotation de ladite turbine approche d'une valeur de survitesse, et pour restituer cette chaleur au cours d'une phase d'accélération ultérieure. 3028561 3 [0009] L'invention permet ainsi d'utiliser l'énergie thermique des gaz chauds jusqu'alors perdue lors de l'ouverture de la vanne de décharge pour assurer une régulation thermique de la turbine. Lors de la restitution de la chaleur emmagasinée, l'invention permet d'améliorer les transitoires en augmentant la puissance transmise à la turbine alors que 5 les gaz d'échappement n'ont pas encore atteint leur température maximale. [0010] Selon une réalisation, ladite architecture comporte en outre une vanne de pilotage de ladite boucle de stockage. [0011] Selon une réalisation, ladite architecture comporte en outre une vanne de décharge permettant de dévier une partie des gaz d'échappement dans un conduit de 10 décharge court-circuitant ladite turbine. [0012] Selon une réalisation, une unité de contrôle est apte à commander ladite vanne de pilotage de ladite boucle de stockage ainsi que ladite vanne de décharge. [0013] Selon une réalisation, ladite unité de contrôle est configurée pour maintenir fermée ladite vanne de décharge et pour ouvrir ladite vanne de pilotage de ladite boucle 15 de stockage dès que la survitesse de ladite turbine est proche de manière que le flux de gaz d'échappement passe dans ledit dispositif de stockage d'énergie thermique. [0014] Selon une réalisation, ladite unité de contrôle est configurée pour ouvrir également ladite vanne de décharge lorsqu'une chute de température des gaz d'échappement en sortie dudit dispositif de stockage d'énergie thermique n'est plus 20 suffisante pour réguler une puissance transmise à ladite turbine. [0015] Selon une réalisation, ladite unité de contrôle est configurée pour ouvrir ladite vanne de pilotage de ladite boucle de stockage lorsque les gaz d'échappement n'ont pas encore atteint leur température maximale, de manière à autoriser les gaz d'échappement à capter l'énergie disponible dans ledit dispositif de stockage d'énergie thermique 25 pour augmenter une température de ces gaz d'échappement. [0016] Selon une réalisation, ladite architecture est dépourvue de vanne de décharge permettant de dévier une partie des gaz d'échappement dans un conduit de décharge court-circuitant ladite turbine. Dans ce cas, la régulation de puissance de la turbine est effectuée uniquement par le dispositif de stockage, ce qui permet d'optimiser le rendement 30 thermodynamique du cycle moteur. 3028561 4 [0017] Selon une réalisation, un système de réchauffage est intégré dans ledit dispositif de stockage d'énergie thermique. Un tel système permet, lors de conditions extérieures de températures basses, de réchauffer les gaz d'échappement afin d'optimiser la puissance transmise au compresseur, et donc les phases transitoires 5 d'accélération pour un moteur froid. [0018] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0019] La figure 1, déjà décrite, est une représentation schématique d'une architecture 10 de moteur thermique suralimenté selon l'état de la technique; [0020] La figure 2 est une représentation schématique d'une architecture de moteur thermique suralimenté selon la présente invention; [0021] La figure 3 est une représentation schématique illustrant le fonctionnement de l'architecture de la figure 2 lors d'un stockage de la chaleur par le dispositif de stockage 15 d'énergie thermique; [0022] La figure 4 est une représentation schématique illustrant le fonctionnement de l'architecture de la figure 2 lors de l'utilisation de la chaleur stockée pour le réchauffement des gaz d'échappement au cours d'une phase d'accélération. [0023] Sur les figures 2 à 4, les éléments identiques, similaires, ou analogues 20 conservent la même référence d'une figure à l'autre. Dans la description qui suit les termes relatifs de type "amont" et "aval" sont entendus par rapport au sens d'écoulement des gaz dans les conduits du moteur. [0024] La figure 2 montre une architecture 20 selon la présente invention comportant un moteur thermique 21 suralimenté par un turbocompresseur 22 comprenant un 25 compresseur 23 ainsi qu'une turbine 25. Le compresseur 23 est disposé en amont du moteur 21 sur le conduit d'admission 26 en relation avec un répartiteur d'admission 29 du moteur 21. La turbine 25 est disposée sur le conduit d'échappement 30 en relation avec le collecteur d'échappement 31. 3028561 5 [0025] L'écoulement des gaz d'échappement entraîne en rotation la turbine 25. La turbine 25 entraîne alors en rotation le compresseur 23 par l'intermédiaire d'un arbre d'accouplement, ce qui permet de comprimer l'air dans les cylindres du moteur 21. [0026] Un échangeur de chaleur 34 apte à refroidir l'air circulant dans le conduit 5 d'admission 26 est monté en aval du compresseur 23 et en amont d'un papillon d'arrivée des gaz 27 ainsi que d'une vanne d'admission 28. Ces éléments 27 et 28 permettent de réguler le flux d'air alimentant le moteur 21. [0027] L'échangeur de chaleur 34 est habituellement appelé Refroidisseur d'Air de Suralimentation (RAS), même s'il est possible qu'il n'y ait pas que de l'air qui y circule. En 10 effet, dans certains cas, il peut y circuler un mélange air et de gaz d'échappement issus d'un système de recirculation des gaz d'échappement 37 (dit système "EGR" pour "Exhaust Gaz Recirculation" en anglais). Ce système EGR 37 comprend en l'occurrence un conduit 38 établissant une mise en communication du collecteur d'échappement 31 avec le conduit d'admission 26 ainsi qu'un refroidisseur 39 des gaz 15 d'échappement monté sur le conduit 38. [0028] Par ailleurs, une vanne 41 dite de décharge permet de dévier une partie des gaz d'échappement dans un conduit de décharge 42 qui court-circuite la turbine 25. En outre, un dispositif de stockage d'énergie thermique 45 est installé sur une boucle 46, dite boucle de stockage, située en parallèle du conduit d'échappement 30 et en amont de la vanne de 20 décharge 41. A cet effet, la boucle de stockage 46 comporte deux piquages 47, 48 consécutifs sur le conduit d'échappement 30. Une vanne 49, dite de vanne de pilotage, est montée au niveau du piquage 47 situé le plus en amont de la boucle de stockage 46. [0029] Le dispositif de stockage d'énergie thermique 45 est adapté à fonctionner de manière réversible pour emmagasiner de la chaleur présente dans les gaz d'échappement 25 lorsque la vitesse de rotation de la turbine 25 approche d'une valeur de survitesse. Cette énergie thermique pourra être utilisée au cours d'une phase d'accélération ultérieure, comme cela est expliqué plus en détails ci-après. On précise ici que la survitesse de la turbine correspond à la vitesse de rotation de la turbine à partir de laquelle une pression cible des gaz à l'admission compressés par le compresseur est dépassée. 30 [0030] Par ailleurs, un bloc de dépollution 51 comportant par exemple un système de réduction catalytique sélective ainsi qu'un filtre à particules pourra être installé sur le conduit d'échappement 30. 3028561 6 [0031] Une unité de contrôle 53 assure une commande des différents éléments de l'architecture 20, et en particulier de la vanne de décharge 41 et de la vanne de pilotage 49 de la boucle de stockage 46. L'unité de contrôle 53 reçoit également notamment des signaux S1, S2 relatifs respectivement à la vitesse de rotation de la turbine 25 et à la 5 température des gaz d'échappement en amont et en aval du dispositif de stockage 45. [0032] On décrit ci-après en référence avec la figure 3, le fonctionnement de l'architecture 20 lors d'une phase de stockage de chaleur par le dispositif de stockage d'énergie thermique 45. Cette phase se produit par exemple sur un point de fonctionnement du moteur 21 à pleine charge correspondant à un régime de l'ordre de 10 4000 tours par minute. [0033] Dès que la survitesse de la turbine 25 est proche, l'unité de contrôle 53 maintient fermée la vanne de décharge 41 et commande l'ouverture de la vanne de pilotage 49 de la boucle de stockage 46, de manière que le flux des gaz d'échappement passe dans le dispositif de stockage énergétique 45. Ceci a pour effet de réguler la puissance transmise 15 à la turbine 25. En l'occurrence, le dispositif de stockage 45 emmagasine une partie de la chaleur des gaz d'échappement, en sorte que la température des gaz Gf en aval du dispositif de stockage 45 est inférieure à celle des gaz Gch en amont du dispositif de stockage 45. On diminue ainsi la puissance transmise dans la mesure où cette puissance est proportionnelle à la température des gaz traversant la turbine 25. L'énergie thermique 20 des gaz d'échappement pourra être utilisée dans la limite de la capacité du dispositif de stockage 45. [0034] Dès que l'unité de contrôle 53 détecte que la chute de température n'est plus suffisante pour réguler la puissance turbine 25, l'unité de contrôle 53 commence à réguler la puissance transmise à la turbine 25 en ouvrant la vanne de décharge 41 si nécessaire. 25 [0035] Au cours d'une phase de décélération, la vanne de pilotage 49 est fermée par l'unité de contrôle 53 afin de laisser passer les gaz d'échappement directement vers la turbine 25. [0036] Comme cela est représenté sur la figure 4, l'énergie emmagasinée dans la situation de vie précédente est utilisée pour améliorer les phases transitoires 30 d'accélération lorsque les gaz d'échappement n'ont pas encore atteint leur température maximale qui est par exemple de l'ordre de 950°C pour un moteur thermique 21 de type essence. 3028561 7 [0037] A cet effet, l'unité de contrôle 53 commande l'ouverture de la vanne de pilotage 49, de manière à autoriser les gaz d'échappement à capter l'énergie disponible dans le dispositif de stockage 45 pour augmenter leur température. La température des gaz Gch en aval du dispositif de stockage 45 est ainsi supérieure à celle des gaz Gf en amont du 5 dispositif de stockage 45. On augmente ainsi la puissance transmise à la turbine 25. [0038] Dans le cas où le dispositif de stockage de l'énergie thermique 45 présente une capacité calorifique suffisante, il est possible de supprimer la vanne de décharge 41 ainsi que le conduit de décharge 42 correspondant. La régulation de puissance de la turbine est alors effectuée uniquement par le dispositif de stockage, ce qui permet d'optimiser le 10 rendement thermodynamique du cycle moteur. [0039] Dans une variante de réalisation, un système de réchauffage additionnel 56 de type électrique est intégré dans le dispositif de stockage d'énergie thermique 45 (cf. figure 4). Un tel système permet, lors de conditions extérieures de températures basses, de réchauffer les gaz d'échappement lorsque leur température optimale n'est pas encore 15 atteinte. On optimise ainsi la puissance transmise au compresseur 23, et donc les phases transitoires d'accélération alors que le moteur est encore froid.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a thermal engine architecture provided with a device for storing thermal energy. The invention finds a particularly advantageous application with automotive engine heat engines equipped with a turbocharger for their supercharging. To promote energy savings and minimize emissions of carbon dioxide and particulate pollutants, from a regulatory and consumerist perspective, there is a tendency to reduce the engine displacement while seeking to maintain a power at least identical to that of higher displacement engines (principle of "downsizing" in English). In order to compensate for the loss of displacement, the reduced-displacement engines are generally supercharged by means of a turbocharger. Indeed, in a conventional supercharged engine architecture 1 illustrated in Figure 1, a turbocharger 2 comprises a compressor 3 and a turbine 4. The compressor 3 compresses the intake air to optimize the filling of the cylinders of the engine. 5. To this end, the compressor 3 is disposed on the intake duct 8 upstream of the engine 5. The flow of the exhaust gas rotates the turbine 4 disposed on the exhaust duct 9, which drives then rotating the compressor 3 by means of a coupling shaft. In order to maintain the density of the air acquired at the outlet of the compressor 3, a heat exchanger 10 is used which is able to cool the air circulating in the intake duct 8. The exchanger 10 is mounted downstream of the compressor 3 and upstream of the throttle valve 17 and an intake valve 18. This heat exchanger 10 is usually called Chiller Air Chiller (RAS), although it is possible that it not only air circulating there. Indeed, in some cases, it can circulate an air mixture and exhaust gas from an exhaust gas recirculation system 11 (called "EGR" system for "Exhaust Gas Recirculation" in English). This EGR system 11 comprises in this case a conduit 12 establishing a communication of the exhaust manifold 13 with the intake duct 8, and an exhaust gas cooler 14 mounted on the duct 12. 3028561 2 In normal operation of the turbocharger 2, when the energy transmitted to the turbine 4 is sufficient, it regulates the flow of exhaust gas G passing through the turbine 4 via a discharge valve 15. This discharge valve 15 allows to deflect a portion G 'of the exhaust gas in a discharge duct 16 5 which bypasses the turbine 4. Thus, the turbine 4 is regulated in power (and thus in regime), but the energy of the gases of Exhaust G 'passing through the discharge valve 15 is lost. Moreover, the disadvantage of such engines is that they have a delay in the torque response time during a transient phase of acceleration. This delay is due to the inertia of the supercharging system. Indeed, when the driver wants torque, he presses the accelerator pedal, which has the effect of increasing the amount of air entering the cylinders, and consequently the amount of exhaust gas. This flow of exhaust gas will, little by little, cause the acceleration of the turbine 4 in order to increase the compression ratio of the compressor 3 and make it possible to obtain more air entering the cylinders. ie more torque. There is therefore a gap between the moment when the driver presses on the accelerator pedal and the moment when the turbocharger 2 starts operating. FR2906309 teaches the use of a pressurized gas accumulator for increasing the air intake in the phases where there is not enough exhaust gas to drive the turbine. However, such an accumulator and its dedicated circuit looping back with the intake pipe are relatively complex to implement. The invention aims to effectively overcome this disadvantage by proposing a supercharged engine architecture comprising: a turbocharger comprising a turbine disposed on an exhaust duct of said engine, characterized in that said architecture further comprises a thermal energy storage device installed on a storage loop located in parallel with said exhaust duct, said thermal energy storage device being adapted to operate reversibly to store a heat present in the exhaust gas when a rotational speed of said turbine approaches an overspeed value, and to restore this heat during a subsequent acceleration phase. The invention thus makes it possible to use the thermal energy of the hot gases hitherto lost during the opening of the discharge valve to ensure a thermal regulation of the turbine. When the stored heat is restored, the invention makes it possible to improve the transients by increasing the power transmitted to the turbine while the exhaust gases have not yet reached their maximum temperature. According to one embodiment, said architecture further comprises a control valve of said storage loop. According to one embodiment, said architecture further comprises a discharge valve making it possible to deflect a part of the exhaust gases in a discharge duct bypassing said turbine. In one embodiment, a control unit is adapted to control said control valve of said storage loop and said discharge valve. According to one embodiment, said control unit is configured to keep said discharge valve closed and to open said control valve of said storage loop as soon as the overspeed of said turbine is close so that the flow of gas exhaust passes into said thermal energy storage device. [0014] In one embodiment, said control unit is configured to also open said discharge valve when a temperature drop of the exhaust gas at the output of said thermal energy storage device is no longer sufficient to regulate a temperature. power transmitted to said turbine. According to one embodiment, said control unit is configured to open said control valve of said storage loop when the exhaust gases have not yet reached their maximum temperature, so as to allow the exhaust gases to sensing the energy available in said thermal energy storage device to increase a temperature of these exhaust gases. In one embodiment, said architecture is devoid of a discharge valve for deflecting a portion of the exhaust gas in a discharge duct short circuiting said turbine. In this case, the power regulation of the turbine is performed solely by the storage device, which optimizes the thermodynamic efficiency of the engine cycle. In one embodiment, a heating system is integrated in said thermal energy storage device. Such a system makes it possible, during external conditions of low temperatures, to heat the exhaust gases in order to optimize the power transmitted to the compressor, and thus the transient acceleration phases for a cold engine. The invention will be better understood on reading the description which follows and the examination of the figures that accompany it. These figures are given for illustrative but not limiting of the invention. FIG. 1, already described, is a schematic representation of a supercharged engine architecture 10 according to the state of the art; Figure 2 is a schematic representation of a supercharged engine architecture according to the present invention; Figure 3 is a schematic representation illustrating the operation of the architecture of Figure 2 during storage of heat by the storage device 15 of thermal energy; Figure 4 is a schematic representation illustrating the operation of the architecture of Figure 2 when using the stored heat for the heating of the exhaust gas during an acceleration phase. In Figures 2 to 4, identical, similar, or the like elements 20 retain the same reference from one figure to another. In the description which follows, the relative terms of the "upstream" and "downstream" type are understood in relation to the direction of flow of the gases in the ducts of the engine. [0024] FIG. 2 shows an architecture 20 according to the present invention comprising a heat engine 21 supercharged by a turbocharger 22 comprising a compressor 23 and a turbine 25. The compressor 23 is disposed upstream of the engine 21 on the fuel pipe. intake 26 in connection with an intake manifold 29 of the engine 21. The turbine 25 is disposed on the exhaust duct 30 in relation to the exhaust manifold 31. The flow of the gases of Exhaust rotates the turbine 25. The turbine 25 then rotates the compressor 23 via a coupling shaft, which compresses the air in the cylinders of the engine 21. [0026] A heat exchanger heat exchanger 34 adapted to cool the air circulating in the inlet duct 26 is mounted downstream of the compressor 23 and upstream of a throttle valve 27 and an intake valve 28. These elements 27 and 28 make it possible to regulate e air flow supplying the engine 21. [0027] The heat exchanger 34 is usually called the supercharger air cooler (RAS), although it is possible that there is not only air circulating there. In fact, in some cases, it can circulate an air mixture and exhaust gas from an exhaust gas recirculation system 37 (said system "EGR" for "Exhaust Gas Recirculation" in English). This EGR system 37 in this case comprises a conduit 38 establishing a communication of the exhaust manifold 31 with the intake duct 26 and an exhaust gas cooler 39 mounted on the duct 38. [0028 Moreover, a so-called discharge valve 41 makes it possible to deflect a part of the exhaust gases in a discharge duct 42 which bypasses the turbine 25. In addition, a thermal energy storage device 45 is installed on a loop 46, said storage loop, located in parallel with the exhaust duct 30 and upstream of the discharge valve 41. For this purpose, the storage loop 46 has two consecutive connections 47, 48 on the exhaust duct 30. A valve 49, called the pilot valve, is mounted at the tapping 47 situated furthest upstream of the storage loop 46. The thermal energy storage device 45 is adapted to operate in a reversible manner. to store the heat present in the exhaust gas 25 as the rotational speed of the turbine approaches an overspeed value. This thermal energy can be used during a subsequent acceleration phase, as explained in more detail below. It is specified here that the overspeed of the turbine corresponds to the speed of rotation of the turbine from which a target pressure of the inlet gases compressed by the compressor is exceeded. In addition, a depollution block 51 comprising, for example, a selective catalytic reduction system and a particulate filter may be installed on the exhaust duct 30. A control unit 53 assures a control of the various elements of the architecture 20, and in particular of the discharge valve 41 and the control valve 49 of the storage loop 46. The control unit 53 also receives particular signals S1, S2 relating respectively at the rotational speed of the turbine 25 and at the temperature of the exhaust gas upstream and downstream of the storage device 45. [0032] Hereinafter described with reference to FIG. 3, the operation of the architecture 20 during a heat storage phase by the thermal energy storage device 45. This phase occurs for example on an operating point of the engine 21 at full load corresponding to a regime of the order of 4000 rpm. As soon as the overspeed of the turbine 25 is close, the control unit 53 keeps closed the discharge valve 41 and controls the opening of the control valve 49 of the storage loop 46, so that the flow exhaust gas passes into the energy storage device 45. This has the effect of regulating the power transmitted to the turbine 25. In this case, the storage device 45 stores a portion of the heat of the exhaust gas such that the temperature of the gases Gf downstream of the storage device 45 is lower than that of the gases Gch upstream of the storage device 45. The power transmitted is thus reduced insofar as this power is proportional to the temperature of the gases 25. The thermal energy 20 of the exhaust gas can be used within the capacity of the storage device 45. As soon as the control unit 53 detects that the temperature drop is no longer sufficient to regulate the turbine power 25, the control unit 53 begins to regulate the power transmitted to the turbine 25 by opening the discharge valve 41 if necessary. During a deceleration phase, the control valve 49 is closed by the control unit 53 in order to allow the exhaust gases to pass directly to the turbine 25. As shown in FIG. 4, the energy stored in the previous life situation is used to improve the transient acceleration phases when the exhaust gases have not yet reached their maximum temperature which is, for example, of the order of 950.degree. ° C for a gasoline engine 21. For this purpose, the control unit 53 controls the opening of the control valve 49, so as to allow the exhaust gases to capture the energy available in the storage device 45 to increase their capacity. temperature. The temperature of the gas Gch downstream of the storage device 45 is thus greater than that of the gases Gf upstream of the storage device 45. The power transmitted to the turbine 25 is thus increased. [0038] In the case where the device storage of the thermal energy 45 has a sufficient heat capacity, it is possible to remove the discharge valve 41 and the corresponding discharge duct 42. The power regulation of the turbine is then carried out solely by the storage device, which makes it possible to optimize the thermodynamic efficiency of the engine cycle. In an alternative embodiment, an additional heating system 56 of the electric type is integrated in the thermal energy storage device 45 (see Figure 4). Such a system makes it possible, during external conditions of low temperatures, to heat the exhaust gases when their optimum temperature has not yet been reached. This optimizes the power transmitted to the compressor 23, and thus the transient acceleration phases while the engine is still cold.

Claims

CLAIMS: 1. Supercharged engine architecture (20) comprising: a turbocharger (22) comprising a turbine (25) disposed on an exhaust duct (30) of said engine (21), characterized in that said architecture (20) further comprises a thermal energy storage device (45) installed on a storage loop (46) located in parallel with said exhaust duct (30), said thermal energy storage device (45) ) being adapted to operate reversibly to store a heat present in the exhaust gas when a rotational speed of said turbine (25) approaches an overspeed value, and to restore this heat during a phase subsequent acceleration.

2. Architecture according to claim 1, characterized in that it further comprises a control valve (49) of said storage loop (46).

3. Architecture according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a discharge valve (41) for deflecting a portion of the exhaust gas in a discharge duct (42) bypassing said turbine ( 25).

4. Architecture according to claims 2 and 3, characterized in that a control unit (53) is adapted to control said control valve (49) of said storage loop (46) and said discharge valve (41) .

5. Architecture according to claim 4, characterized in that said control unit (53) is configured to keep closed said discharge valve (41) and to open said control valve (49) of said storage loop (46) as soon as that the overspeed of said turbine (25) is close so that the flow of exhaust gas passes into said thermal energy storage device (45).

6. Architecture according to claim 5, characterized in that said control unit (53) is configured to also open said discharge valve (41) when a temperature drop of the exhaust gas at the outlet of said storage device. thermal energy (45) is no longer sufficient to regulate a power transmitted to said turbine (25). 3028561 9

7. Architecture according to any one of claims 2 to 6, characterized in that said control unit (53) is configured to open said control valve (49) of said storage loop (46) when the exhaust gas have not yet reached their maximum temperature, so as to allow the exhaust gases to capture the energy available in said thermal energy storage device (45) to increase a temperature of these exhaust gases.

8. Architecture according to claim 1, characterized in that it is devoid of discharge valve (41) for deflecting a portion of the exhaust gas in a discharge duct (42) bypassing said turbine (25). 10

9. Architecture according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a heating system (56) is integrated in said thermal energy storage device (45).