FR3058471A1 - METHOD FOR CONTROLLING A SUPERIOR THERMAL MOTOR COMPRISING AN EXHAUST GAS RECIRCULATION LINE - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur thermique suralimenté comprenant un circuit d'admission (2) de gaz d'admission, avec un compresseur de turbocompresseur (21) et un compresseur additionnel (25), un circuit d'échappement (3) avec une turbine de turbocompresseur (31) à géométrie variable couplée en rotation au compresseur de turbocompresseur (21), et un circuit de recirculation des gaz d'échappement (33) vers un collecteur d'admission (25) du circuit d'admission. En cas d'activation du circuit de recirculation des gaz d'échappement, si le compresseur additionnel est en fonctionnement, on commande des éléments (310) de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable (31) de façon à augmenter la pression (PAVT) à l'échappement en amont de la turbine à géométrie variable, de sorte à rétablir une différence de pression positive entre la pression à l'échappement en amont de la turbine à géométrie variable et une pression de suralimentation dans le collecteur d'admission.The invention relates to a method for controlling a supercharged engine comprising an intake gas intake circuit (2), a turbocharger compressor (21) and an additional compressor (25), an exhaust system (3) with a variable geometry turbocharger turbine (31) rotatably coupled to the turbocharger compressor (21), and an exhaust gas recirculation circuit (33) to an intake manifold (25) of the exhaust circuit (21). 'admission. In case of activation of the exhaust gas recirculation circuit, if the additional compressor is in operation, geometry change elements (310) of the variable geometry turbine (31) are controlled so as to increase the pressure ( PAVT) at the outlet upstream of the variable geometry turbine, so as to restore a positive pressure difference between the exhaust pressure upstream of the variable geometry turbine and a supercharging pressure in the intake manifold .

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE® FRENCH REPUBLIC

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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION

(§) Date de dépôt : 04.11.16. (§) Date of filing: 04.11.16. (© Demandeur(s) : RENAULT S.A.S Société par actions (© Applicant (s): RENAULT S.A.S Joint-stock company (30) Priorité : (30) Priority: simplifiée — FR et NISSAN MOTOR CO., LTD — JP. simplified - FR and NISSAN MOTOR CO., LTD - JP. @ Inventeur(s) : LEFEBVRE ALAI. @ Inventor (s): LEFEBVRE ALAI. (© Date de mise à la disposition du public de la (© Date of public availability of the demande : 11.05.18 Bulletin 18/19. request: 11.05.18 Bulletin 18/19. (© Liste des documents cités dans le rapport de (© List of documents cited in the report of recherche préliminaire : Se reporter à la fin du preliminary research: Refer to end of présent fascicule present booklet (© Références à d’autres documents nationaux (© References to other national documents (© Titulaire(s) : RENAULT S.A.S Société par actions sim- (© Holder (s): RENAULT S.A.S Société par actions sim- apparentés : related: plifiée, NISSAN MOTOR CO., LTD. NISSAN MOTOR CO., LTD. ©) Demande(s) d’extension : ©) Extension request (s): © Mandataire(s) : RENAULT SAS. © Agent (s): RENAULT SAS.

PROCEDE DE COMMANDE D'UN MOTEUR THERMIQUE SURALIMENTE COMPRENANT UNE LIGNE DE RECIRCULATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT.METHOD FOR CONTROLLING A SUPERCHARGED THERMAL ENGINE INCLUDING A LINE OF RECIRCULATION OF EXHAUST GASES.

FR 3 058 471 - A1FR 3 058 471 - A1

L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur thermique suralimenté comprenant un circuit d'admission (2) de gaz d'admission, avec un compresseur de turbocompresseur (21) et un compresseur additionnel (25), un circuit d'échappement (3) avec une turbine de turbocompresseur (31) à géométrie variable couplée en rotation au compresseur de turbocompresseur (21), et un circuit de recirculation des gaz d'échappement (33) vers un collecteur d'admission (25) du circuit d'admission. En cas d'activation du circuit de recirculation des gaz d'échappement, si le compresseur additionnel est en fonctionnement, on commande des éléments (310) de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable (31) de façon à augmenter la pression (PAVT) à l'échappement en amont de la turbine à géométrie variable, de sorte à rétablir une différence de pression positive entre la pression à l'échappement en amont de la turbine à géométrie variable et une pression de suralimentation dans le collecteur d'admission.The invention relates to a method for controlling a supercharged combustion engine comprising an intake gas intake circuit (2), with a turbocharger compressor (21) and an additional compressor (25), an exhaust circuit. (3) with a variable geometry turbocharger turbine (31) rotatably coupled to the turbocharger compressor (21), and an exhaust gas recirculation circuit (33) to an intake manifold (25) of the circuit d 'admission. When the exhaust gas recirculation circuit is activated, if the additional compressor is in operation, elements (310) for changing the geometry of the variable geometry turbine (31) are controlled so as to increase the pressure ( PAVT) at the exhaust upstream of the variable geometry turbine, so as to restore a positive pressure difference between the exhaust pressure upstream of the variable geometry turbine and a boost pressure in the intake manifold .

Γ1 Γ 1

1-Λ PCOLL1-Λ PCOLL

22 (22 (

23 l( 24 10 12 1423 l (24 10 12 14

g 21 31 ^etro'sseur |g 21 31 ^ etro ' sseur |

3838

Procédé de commande d’un moteur thermique suralimenté comprenant une ligne de recirculation des gaz d’échappementMethod for controlling a supercharged combustion engine comprising an exhaust gas recirculation line

La présente invention concerne de façon générale le domaine de la recirculation des gaz d’échappement depuis l’échappement vers l’admission d’un moteur à combustion interne.The present invention relates generally to the field of recirculation of exhaust gases from the exhaust to the intake of an internal combustion engine.

Elle concerne plus particulièrement un procédé de commande d’un moteur thermique suralimenté, le moteur comprenant :It relates more particularly to a method for controlling a supercharged combustion engine, the engine comprising:

- des cylindres de combustion, îo - un circuit d’admission de gaz d’admission comprenant un compresseur de turbocompresseur et un compresseur additionnel pour accroître la quantité de gaz d’admission fournie à un collecteur d’admission du circuit d’admission relié aux cylindres,- combustion cylinders, îo - an intake gas intake circuit comprising a turbocharger compressor and an additional compressor for increasing the quantity of intake gas supplied to an intake manifold of the intake circuit connected to the cylinders,

- un circuit d’échappement comprenant un collecteur d’échappement relié aux cylindres et une turbine de turbocompresseur à géométrie variable à la sortie du collecteur d’échappement et couplée en rotation au compresseur de turbocompresseur, le moteur comprenant en outre un circuit de recirculation des gaz d’échappement depuis le circuit d’échappement, entre le collecteur d’échappement et la turbine de turbocompresseur à géométrie variable, vers le collecteur d’admission.an exhaust circuit comprising an exhaust manifold connected to the cylinders and a variable geometry turbocharger turbine at the outlet of the exhaust manifold and coupled in rotation to the turbocharger compressor, the engine further comprising a recirculation circuit of the exhaust gas from the exhaust system, between the exhaust manifold and the variable geometry turbocharger turbine, to the intake manifold.

Dans le cas d’un moteur suralimenté tel que décrit ci-dessus, le compresseur additionnel, qu’il s’agisse d’un compresseur électrique entraîné en rotation au moyen d’un moteur électrique ou encore d’un compresseur mécanique, qui peut par exemple être couplé au vilebrequin du moteur, ne peut pas être utilisé pour augmenter la quantité d’air envoyée à l’admission pendant certaines phase de fonctionnement du moteur et, en particulier, pendant les phases de fonctionnement où le circuit de recirculation des gaz d’échappement est activé.In the case of a supercharged engine as described above, the additional compressor, whether it is an electric compressor driven in rotation by means of an electric motor or a mechanical compressor, which can for example being coupled to the engine crankshaft, cannot be used to increase the quantity of air sent to the intake during certain engine operating phases and, in particular, during the operating phases where the gas recirculation circuit exhaust is activated.

En effet, lorsque le compresseur additionnel fonctionne en complément du compresseur de turbocompresseur, la pression régnant dans le collecteur d’admission, dite pression à l’admission, devient supérieure à la pression à l’échappement. Aussi, dans cette configuration, il n’est plus possible d’avoir une pression motrice entre l’échappement et l’admission susceptible de pouvoir forcer l’écoulement des gaz dans le circuit de recirculation des gaz d’échappement depuis le circuit d’échappement vers le collecteur d’admission.When the additional compressor operates in addition to the turbocharger, the pressure in the intake manifold, called intake pressure, becomes greater than the exhaust pressure. Also, in this configuration, it is no longer possible to have a driving pressure between the exhaust and the intake capable of forcing the flow of gases in the exhaust gas recirculation circuit from the exhaust circuit. exhaust to the intake manifold.

C’est pourquoi il n’est pas possible d’utiliser le compresseur additionnel dans les phases où la recirculation des gaz d’échappement vers l’admission est activée, ni non plus d’activer cette recirculation lorsque le compresseur additionnel fonctionne.This is why it is not possible to use the additional compressor in phases where the recirculation of exhaust gases to the intake is activated, nor to activate this recirculation when the additional compressor is operating.

La présente invention vise à pallier cette limitation.The present invention seeks to overcome this limitation.

Cet objectif est atteint par un procédé de commande, par ailleurs îo conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, dans lequel, en cas d’activation du circuit de recirculation des gaz d’échappement, si le compresseur additionnel est en fonctionnement, on commande des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable de façon à augmenter la pression à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable, de sorte à rétablir une différence de pression positive entre la pression à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable et une pression de suralimentation dans le collecteur d’admission.This objective is achieved by a control method, moreover in accordance with the generic definition given in the preamble above, in which, in the event of activation of the exhaust gas recirculation circuit, if the additional compressor is in operation, elements for changing the geometry of the variable geometry turbine are controlled so as to increase the exhaust pressure upstream of the variable geometry turbine, so as to restore a positive pressure difference between the pressure at the exhaust upstream of the variable geometry turbine and a boost pressure in the intake manifold.

De la sorte, il est possible d’assurer d’utiliser le circuit de recirculation des gaz d’échappement de manière simultanée avec le fonctionnement du compresseur additionnel.In this way, it is possible to ensure that the exhaust gas recirculation circuit is used simultaneously with the operation of the additional compressor.

Avantageusement, on commande des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable à partir de la détermination de la pression en amont de la turbine, par exemple au moyen d’un capteur de pression disposé dans le circuit d’échappement en amont de la turbine.Advantageously, elements for changing the geometry of the turbine with variable geometry are controlled from the determination of the pressure upstream of the turbine, for example by means of a pressure sensor disposed in the exhaust circuit upstream of the turbine.

Avantageusement, les éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable comprenant des ailettes mobiles à orientation variable à l’entrée de la turbine adaptées à être commandées dans différents états de fermeture de façon à modifier une section de passage des gaz d’échappement vers la turbine, on commande un état de plus grande fermeture des ailettes par rapport à un état de fermeture normalement utilisé en fonction du régime moteur.Advantageously, the elements for changing the geometry of the variable geometry turbine comprising movable fins with variable orientation at the inlet of the turbine adapted to be controlled in different closed states so as to modify an exhaust gas passage section towards the turbine, a state of greater closing of the fins is controlled compared to a closing state normally used as a function of the engine speed.

De préférence, on régule le taux de gaz d’échappement présents dans les gaz d’admission entrant dans le collecteur d’admission au moyen des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable par rapport à une consigne d’écart entre les pressions dans le circuit d’échappement en amont de la turbine de turbocompresseur à géométrie variable et au niveau du collecteur d’admission.Preferably, the rate of exhaust gas present in the intake gases entering the intake manifold is regulated by means of elements for changing the geometry of the turbine with variable geometry with respect to a setpoint difference between the pressures in the exhaust system upstream of the variable geometry turbocharger turbine and at the intake manifold.

En variante, on peut réguler le taux de gaz d’échappement présents dans les gaz d’admission entrant dans le collecteur d’admission au moyen des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable par rapport à une consigne de taux de gaz d’échappement.As a variant, it is possible to regulate the rate of exhaust gases present in the intake gases entering the intake manifold by means of the geometry change elements of the variable geometry turbine relative to a gas rate setpoint. exhaust.

Avantageusement, on régie la pression de suralimentation au moyen du îo turbocompresseur et du compresseur additionnel sur une consigne de pression de suralimentation.Advantageously, the boost pressure is regulated by means of the turbocharger and the additional compressor on a boost pressure setpoint.

L’invention concerne également un moteur thermique suralimenté comprenant :The invention also relates to a supercharged heat engine comprising:

- des cylindres de combustion,- combustion cylinders,

- un circuit d’admission de gaz d’admission comprenant un compresseur de turbocompresseur et un compresseur additionnel pour accroître la quantité de gaz d’admission fournie à un collecteur d’admission du circuit d’admission relié aux cylindres,- an intake gas intake circuit comprising a turbocharger and an additional compressor to increase the quantity of intake gas supplied to an intake manifold of the intake circuit connected to the cylinders,

- un circuit d’échappement comprenant un collecteur d’échappement relié aux cylindres et une turbine de turbocompresseur à géométrie variable à la sortie du collecteur d’échappement et couplée en rotation au compresseur de turbocompresseur, le moteur comprenant en outre un circuit de recirculation des gaz d’échappement depuis le circuit d’échappement, entre le collecteur d’échappement et la turbine de turbocompresseur à géométrie variable, vers le collecteur d’admission, le moteur étant caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de commande adaptés à commander des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable de façon à augmenter la pression à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable, de sorte à rétablir une différence de pression positive entre la pression à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable et une pression de suralimentation au niveau du collecteur d’admission, lorsque le circuit de recirculation des gaz d’échappement est activée et que le compresseur additionnel est en fonctionnement.an exhaust circuit comprising an exhaust manifold connected to the cylinders and a variable geometry turbocharger turbine at the outlet of the exhaust manifold and coupled in rotation to the turbocharger compressor, the engine further comprising a recirculation circuit of the exhaust gas from the exhaust system, between the exhaust manifold and the variable geometry turbocharger turbine, to the intake manifold, the engine being characterized in that it comprises control means adapted to control elements for changing the geometry of the variable geometry turbine so as to increase the exhaust pressure upstream of the variable geometry turbine, so as to restore a positive pressure difference between the exhaust pressure upstream of variable geometry turbine and boost pressure at the intake manifold when the exhaust gas recirculation circuit is activated and the additional compressor is in operation.

L’invention concerne encore un véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend un moteur thermique suralimenté tel que décrit ci-dessus.The invention also relates to a motor vehicle characterized in that it comprises a supercharged heat engine as described above.

- la figure 1 illustre de façon schématique une architecture de moteur à combustion interne suralimenté en air par un turbocompresseur et comportant un compresseur additionnel, suivant un premier mode de réalisation conforme à l’invention ;- Figure 1 schematically illustrates an internal combustion engine architecture supercharged with air by a turbocharger and comprising an additional compressor, according to a first embodiment according to the invention;

- la figure 2 est un organigramme décrivant le procédé de commande du îo moteur selon l’invention.- Figure 2 is a flowchart describing the method of controlling the motor according to the invention.

La figure 1 illustre un moteur thermique 1 suralimenté conforme à un premier mode de réalisation de l’invention, de type à quatre cylindres de combustion 10, 12, 14, 16 en ligne dans l’exemple illustré. Le moteur comporte un circuit d’admission d’air 2 comprenant d’amont en aval (par rapport au sens d’écoulement des gaz) : un filtre à air 20, un compresseur 21 de turbocompresseur, dit compresseur principal, qui aspire l’air ambiant à la pression atmosphérique et l’envoie sous pression à l'admission du moteur, un refroidisseur d’air suralimenté 22 ( ou R.A.S.), un volet d’admission 23, tel que par exemple un boîtier papillon dans le cas d’un moteur à essence, et un répartiteur d’admission ou collecteur d’admission 24.FIG. 1 illustrates a supercharged thermal engine 1 according to a first embodiment of the invention, of the type with four combustion cylinders 10, 12, 14, 16 in line in the example illustrated. The engine comprises an air intake circuit 2 comprising from upstream to downstream (relative to the direction of flow of the gases): an air filter 20, a turbocharger compressor 21, called the main compressor, which sucks in the ambient air at atmospheric pressure and sends it under pressure to the engine intake, a supercharged air cooler 22 (or RAS), an intake flap 23, such as for example a throttle body in the case of a petrol engine, and an intake manifold or intake manifold 24.

Par ailleurs, le moteur 1 dispose également d’un circuit d’échappement 3 reliée à une sortie d’échappement des cylindres du moteur, comportant d’amont en aval (par rapport au sens d’écoulement des gaz) : un collecteur d’échappement 30, une turbine 31 de turbocompresseur, un ou plusieurs systèmes de post-traitement des gaz d’échappement 32 et une sortie d’échappement 37 munie d’un volet d’échappement 38. Par exemple, le système de post-traitement des gaz d’échappement 32 comprend un catalyseur 320 et un filtre à particules 321 situé juste après le catalyseur. Il peut également comprendre un piège à oxydes d’azote (NOx). Le volet d’échappement 38 permet notamment de contrôler le débit des gaz d’échappement à la sortie du circuit d’échappement.Furthermore, the engine 1 also has an exhaust circuit 3 connected to an exhaust outlet of the engine cylinders, comprising from upstream to downstream (relative to the direction of gas flow): a manifold exhaust 30, a turbocharger turbine 31, one or more exhaust gas after-treatment systems 32 and an exhaust outlet 37 provided with an exhaust flap 38. For example, the after-treatment system for exhaust gas 32 includes a catalyst 320 and a particulate filter 321 located immediately after the catalyst. It may also include a nitrogen oxide (NOx) trap. The exhaust flap 38 makes it possible in particular to control the flow of exhaust gases at the outlet of the exhaust circuit.

La turbine 31 de turbocompresseur est couplée en rotation au compresseur principal 21 par l’intermédiaire d’un arbre de transmission, et permet d’entraîner le compresseur principal 21 en rotation pour comprimer l’air qui entre dans le collecteur d’admission lorsque la turbine 31 de turbocompresseur est entraînée en rotation par les gaz d’échappement sortant du collecteur d’échappement 30.The turbocharger turbine 31 is coupled in rotation to the main compressor 21 by means of a drive shaft, and makes it possible to drive the main compressor 21 in rotation to compress the air which enters the intake manifold when the turbine 31 of the turbocharger is driven in rotation by the exhaust gases leaving the exhaust manifold 30.

La turbine 31 est à géométrie variable. Elle comporte des ailettes mobiles à orientation variable 310 au niveau de l’entrée de la turbine, permettant de modifier la géométrie de la turbine de façon à influer sur l’écoulement des gaz d’échappement sur la turbine 31. Un actionneur (non représenté) est utilisé pour commander l’orientation des ailettes 310 de la turbine. Les signaux de îo commande de cet actionneur sont fournis par une unité de commande électronique du moteur, par exemple un calculateur. Les ailettes 310 peuvent être commandées dans différents états de fermeture de façon à modifier (diminuer ou augmenter) la section de passage des gaz d’échappement vers la turbine et ainsi moduler la puissance fournie par les gaz d’échappement à la turbine.The turbine 31 is of variable geometry. It includes movable fins with variable orientation 310 at the inlet of the turbine, making it possible to modify the geometry of the turbine so as to influence the flow of exhaust gases on the turbine 31. An actuator (not shown) ) is used to control the orientation of the fins 310 of the turbine. The control signals of this actuator are supplied by an electronic engine control unit, for example a computer. The fins 310 can be controlled in different closed states so as to modify (decrease or increase) the cross section of the exhaust gases towards the turbine and thus modulate the power supplied by the exhaust gases to the turbine.

Ici, le moteur 1 comporte également un circuit 33 de recirculation des gaz d’échappement à haute pression, depuis le circuit d’échappement 3 vers le circuit d’admission 2. Ce circuit de recirculation est communément appelé circuit EGR-HP, conformément à l’acronyme anglo-saxon de « Exhaust GazHere, the engine 1 also comprises a circuit 33 for recirculating the high-pressure exhaust gases, from the exhaust circuit 3 to the intake circuit 2. This recirculation circuit is commonly called the EGR-HP circuit, in accordance with the acronym “Exhaust Gaz”

Recirculation - High Pressure ». Il comprend une entrée qui prend naissance dans le circuit d’échappement 3, entre le collecteur d'échappement 30 et la turbine 31, et une sortie qui débouche dans le circuit d’admission 2, directement en amont du collecteur d’admission 24, entre le volet d’admission 23 et le collecteur 24.Recirculation - High Pressure ”. It comprises an inlet which begins in the exhaust circuit 3, between the exhaust manifold 30 and the turbine 31, and an outlet which opens into the intake circuit 2, directly upstream of the intake manifold 24, between the intake flap 23 and the manifold 24.

Ce circuit EGR-HP 33 permet de prélever une partie des gaz circulant dans le circuit d’échappement 3 et de réinjecter ceux-ci dans les cylindres du moteur afin de réduire les émissions polluantes du moteur, plus particulièrement les émissions d’oxydes d’azote. Ce circuit EGR-HP 33 comporte une vanne EGR-HP 34 pour régler le débit de gaz EGR débouchant dans le collecteur d’admission 24. Lorsque la vanne 34 est fermée, aucun gaz EGR n’est introduit dans le circuit d’admission via le circuit EGR-HP 34. Par contre, lorsqu’il est nécessaire d’introduire des gaz EGR dans le circuit d’admission d’air frais via le circuit EGR-HP 34, on active le circuit EGR-HP 34 en commandant l’ouverture la vanne 34, permettant le passage d’un débit de gaz d’échappement plus ou moins important vers le circuit d’admission.This EGR-HP circuit 33 makes it possible to take a portion of the gases circulating in the exhaust circuit 3 and to reinject these into the engine cylinders in order to reduce the polluting emissions of the engine, more particularly the emissions of oxides of nitrogen. This EGR-HP circuit 33 includes an EGR-HP valve 34 for regulating the flow of EGR gas opening into the intake manifold 24. When the valve 34 is closed, no EGR gas is introduced into the intake circuit via the EGR-HP 34 circuit. On the other hand, when it is necessary to introduce EGR gases into the fresh air intake circuit via the EGR-HP 34 circuit, the EGR-HP 34 circuit is activated by controlling the opening the valve 34, allowing the passage of a greater or lesser flow of exhaust gas to the intake circuit.

En complément, ce circuit EGR-HP 33 est ici complété par un circuit 35 de recirculation des gaz d’échappement à basse pression, communément appelée circuit EGR-LP conformément à l’acronyme anglo-saxon de « Exhaust Gaz Recirculation - Low Pressure ». Ce circuit EGR-LP prend naissance dans le circuit d’échappement 3, à la sortie du système de post-traitement 32, et débouche dans le circuit d’admission 2, entre le filtre à air 20 et le compresseur principal 21. Ce circuit EGR-LP 35 comporte une vanne EGR-LP 36 pour régler îo le débit de gaz EGR débouchant dans le circuit d’admission 2.In addition, this EGR-HP circuit 33 is here supplemented by a low pressure exhaust gas recirculation circuit 35, commonly known as the EGR-LP circuit in accordance with the English acronym for "Exhaust Gas Recirculation - Low Pressure" . This EGR-LP circuit begins in the exhaust circuit 3, at the outlet of the post-treatment system 32, and opens into the intake circuit 2, between the air filter 20 and the main compressor 21. This circuit EGR-LP 35 includes an EGR-LP 36 valve to regulate the flow of EGR gas opening into the intake circuit 2.

Le moteur thermique comprend également un compresseur additionnelThe heat engine also includes an additional compressor

25, disposé dans le circuit d’admission 2 en série avec le compresseur principal 21. Selon l’exemple de la figure 1, le compresseur additionnel 25 est disposé en aval du compresseur principal 21. En variante, il pourrait être disposé en amont du compresseur principal 21 dans le circuit d’admission.25, arranged in the intake circuit 2 in series with the main compressor 21. According to the example of FIG. 1, the additional compressor 25 is arranged downstream of the main compressor 21. As a variant, it could be arranged upstream of the main compressor 21 in the intake circuit.

Le compresseur additionnel 25 est ici un compresseur électrique entraîné en rotation au moyen d’un moteur électrique (non représenté). Il peut également s’agir d’un compresseur mécanique, entraîné par exemple par le vilebrequin du moteur. Contrairement au turbocompresseur, le fonctionnement du compresseur additionnel est indépendant des gaz d’échappement et permet d’accroître la quantité d’air à l’admission quel que soit le niveau de charge du moteur et notamment à faible charge et bas régime.The additional compressor 25 is here an electric compressor driven in rotation by means of an electric motor (not shown). It can also be a mechanical compressor, driven for example by the engine crankshaft. Unlike the turbocharger, the operation of the additional compressor is independent of the exhaust gases and makes it possible to increase the quantity of air at the intake regardless of the engine load level, especially at low load and low speed.

Ce compresseur additionnel présente une entrée 26 et une sortie 27, ladite entrée 26 étant reliée dans le circuit d’admission d’air 2 en aval du compresseur principal 21, soit à la sortie de ce dernier, selon l’exemple de la figure 1, et ladite sortie 27 débouchant en amont du refroidisseur d’air 22.This additional compressor has an inlet 26 and an outlet 27, said inlet 26 being connected in the air intake circuit 2 downstream of the main compressor 21, ie at the outlet of the latter, according to the example in FIG. 1 , and said outlet 27 opening upstream of the air cooler 22.

Le compresseur additionnel 25 peut être associé à un conduit de dérivation 28 du circuit d’admission s’étendant entre l’entrée 26 et la sortie 27 du compresseur additionnel 25 et dans lequel est disposée une vanne de dérivation 29. Ainsi, lorsque le compresseur additionnel 25 est désactivé, en commandant l’ouverture de la vanne de dérivation 29, on court-circuite le compresseur additionnel 25. Par contre, lorsque le compresseur additionnel 25 est activé, la vanne de dérivation 29 est fermée et l’air ayant fait l’objet d’une première compression dans le compresseur principal 21, subit une seconde compression dans le compresseur additionnel 25.The additional compressor 25 can be associated with a bypass duct 28 of the intake circuit extending between the inlet 26 and the outlet 27 of the additional compressor 25 and in which a bypass valve 29 is arranged. Thus, when the compressor additional valve 25 is deactivated, by controlling the opening of the bypass valve 29, the additional compressor 25 is short-circuited. On the other hand, when the additional compressor 25 is activated, the bypass valve 29 is closed and the air having the object of a first compression in the main compressor 21, undergoes a second compression in the additional compressor 25.

Le moteur comprend également des moyens de commande (non représentés), qui ont pour donnée d’entrée une mesure de la pression PAVT en amont de la turbine 31 (soit à l’entrée du circuit EGR-HP 33), obtenue au moyen d’un capteur de pression, ou en variante, une mesure du taux d’EGR, soit la proportion des gaz d’échappement présents dans les gaz d’admission entrant dans le collecteur d’admission 25 du moteur via le circuit EGR-HP 33, et/ou une estimation de l’écart de pression PAVT-PCOLL entre la pression îo PAVT à l’échappement en amont de la turbine 31 et la pression PCOLL régnant dans le collecteur d’admission 25. Les moyens de commande ont également pour donnée d’entrée une consigne de pression de suralimentation Psural_cible dans le collecteur d’admission, élaborée par exemple en fonction du régime moteur, et une consigne d’écart de pression PAVT-PCOLL_cible entre la pression PAVT à l’échappement en amont de la turbine 31 et la pression PCOLL dans le collecteur d’admission 25 ou en variante une consigne de taux d’EGR. Les moyens de commande sont adaptés à délivrer un premier signal de commande permettant de contrôler le turbocompresseur et le compresseur additionnel pour assurer la régulation de la pression de suralimentation par rapport à la consigne. Les moyens de commande sont également adaptés à délivrer un deuxième signal de commande permettant de contrôler l’état de fermeture des ailettes à orientation variable de la turbine pour assurer la régulation du taux d’EGR.The engine also includes control means (not shown), which have as input a measurement of the PAVT pressure upstream of the turbine 31 (ie at the input of the EGR-HP circuit 33), obtained by means of '' a pressure sensor, or alternatively, a measure of the EGR rate, i.e. the proportion of exhaust gases present in the intake gases entering the engine's intake manifold 25 via the EGR-HP circuit 33 , and / or an estimate of the pressure difference PAVT-PCOLL between the pressure îo PAVT at the exhaust upstream of the turbine 31 and the pressure PCOLL prevailing in the intake manifold 25. The control means also have for input data a boost pressure setpoint Psural_cible in the intake manifold, developed for example according to the engine speed, and a pressure difference setpoint PAVT-PCOLL_cible between the PAVT pressure at the exhaust upstream of the turbine 31 and the press ion PCOLL in the intake manifold 25 or alternatively an EGR rate setpoint. The control means are adapted to deliver a first control signal making it possible to control the turbocharger and the additional compressor in order to regulate the boost pressure relative to the setpoint. The control means are also suitable for delivering a second control signal making it possible to control the state of closure of the blades with variable orientation of the turbine to ensure the regulation of the EGR rate.

La figure 2 illustre le procédé de commande du moteur selon l’invention permettant d’assurer la dépollution via l’activation du circuit EGR-HP 33 et ce, de manière simultanée avec le fonctionnement du compresseur additionnel 25.FIG. 2 illustrates the engine control method according to the invention making it possible to provide pollution control via the activation of the EGR-HP circuit 33 and this, simultaneously with the operation of the additional compressor 25.

Si un besoin d’activation du circuit EGR-HP 33 est identifié dans une étape E0, autrement dit si l’introduction de gaz d’échappement dans le circuit d’admission via le circuit EGR-HP 33 est requise pour limiter les émissions d’oxydes d’azote du moteur, on détermine tout d’abord dans une étape E1, si le compresseur additionnel 25 est en fonctionnement ou doit être utilisé.If a need for activation of the EGR-HP circuit 33 is identified in a step E0, in other words if the introduction of exhaust gases into the intake circuit via the EGR-HP 33 circuit is required to limit the emissions of 'nitrogen oxides of the engine, it is first determined in a step E1, whether the additional compressor 25 is in operation or must be used.

Si c’est le cas, dans une étape E2, on commande les ailettes de la turbine 31 de façon à imposer un état de fermeture des ailettes, dit état de plus grande fermeture, correspondant à un état de fermeture des ailettes plus important que l’état de fermeture normalement utilisé pour obtenir une valeur de charge souhaitée du moteur pour une valeur de régime du moteur donnée. On définit cet état de plus grande fermeture à partir d’une première cartographie de pré5 positionnement des ailettes qui délivre une valeur de pré-positionnement des ailettes pouvant par exemple être exprimée en pourcentage de pleine ouverture des ailettes en fonction du régime.If this is the case, in a step E2, the blades of the turbine 31 are controlled so as to impose a state of closure of the fins, known as the state of greatest closure, corresponding to a state of closure of the fins greater than the closing state normally used to obtain a desired engine load value for a given engine speed value. This state of greatest closure is defined from a first mapping of pre-positioning of the fins which delivers a value of pre-positioning of the fins which can for example be expressed as a percentage of full opening of the fins according to the speed.

Par contre, si le compresseur additionnel 25 n’est pas en fonctionnement, on commande dans une étape E2’ l’état de fermeture des ailettes normalement îo utilisé en fonction de la même charge du moteur pour un régime identique, par exemple au moyen d’une deuxième cartographie de cartographie de prépositionnement des ailettes.On the other hand, if the additional compressor 25 is not in operation, in a step E2 ′ the state of closing of the fins normally used is controlled as a function of the same engine load for an identical speed, for example by means of '' a second map of fin prepositioning mapping.

L’état de plus grande fermeture des ailettes commandée en entrée de la turbine 31 à l’étape E2 permet d’augmenter fortement la pression PAVT à l’échappement en amont de la turbine 31, où prend naissance le circuit EGRHP 33, pour un même niveau de pression PCOLL dans le collecteur d’admission 25, en aval duquel débouche la ligne EGR-HP 33. De ce fait, l’écart de pression PAVT-PCOLL redevient positif, générant une différence de pression motrice entre les deux extrémités d’entrée et de sortie de la ligneThe state of greater closure of the fins controlled at the inlet of the turbine 31 in step E2 makes it possible to greatly increase the pressure PAVT at the exhaust upstream of the turbine 31, where the EGRHP circuit 33 arises, for a same pressure level PCOLL in the intake manifold 25, downstream of which the EGR-HP line 33 opens. As a result, the pressure difference PAVT-PCOLL becomes positive again, generating a difference in driving pressure between the two ends d line entry and exit

EGR-HP 33, respectivement à l’échappement et à l’admission, permettant de forcer la circulation des gaz de recirculation au travers du circuit EGR-HP 33 de l’échappement vers l’admission.EGR-HP 33, respectively at the exhaust and at the intake, allowing to force the circulation of the recirculation gases through the EGR-HP 33 circuit from the exhaust to the intake.

La commande des ailettes de la turbine 31 est assurée à partir de la détermination de la pression PAVT à l’échappement en amont de la turbine 31, par exemple au moyen d’un capteur de pression disposé dans le circuit d’échappement en amont de la turbine, à l’extrémité de l’entrée du circuit EGRHP 33, apte à fournir une pression mesurée à cet endroit. Néanmoins, l’utilisation de ce capteur de pression en amont de la turbine peut être évitée si l’on dispose d’autres moyens pour mesurer le taux d’EGR, soit la proportion des gaz d’échappement présents dans les gaz d’admission entrant dans le collecteur d’admission 25 du moteur via le circuit EGR-HP 33, et/ou l’écart de pression PAVT-PCOLL.The control of the fins of the turbine 31 is ensured from the determination of the PAVT pressure at the exhaust upstream of the turbine 31, for example by means of a pressure sensor disposed in the exhaust circuit upstream of the turbine, at the end of the inlet of the EGRHP 33 circuit, capable of supplying a pressure measured at this location. However, the use of this pressure sensor upstream of the turbine can be avoided if other means are available to measure the EGR rate, i.e. the proportion of exhaust gases present in the intake gases. entering the engine intake manifold 25 via the EGR-HP circuit 33, and / or the PAVT-PCOLL pressure difference.

Dans une étape E3, on met en œuvre une phase de régulation de la pression de suralimentation Psural des gaz d’admission dans le collecteur d’admission, où le turbocompresseur et le compresseur additionnel sont commandés pour ramener constamment la pression mesurée dans le collecteur d’admission sur la valeur de consigne Psural_cible.In a step E3, a phase of regulating the boost pressure Psural of the intake gases in the intake manifold is implemented, where the turbocharger and the additional compressor are controlled to constantly reduce the pressure measured in the manifold d admission to the target value Psural_cible.

Dans le même temps, on met en œuvre une phase de régulation du taux d’EGR, où les ailettes de la turbine 31 sont commandées pour ramener constamment l’écart de pression PAVT-PCOLL déterminé par exemple à partir des mesures de pression en amont de la turbine d’une part, et au collecteur îo d’admission, d’autre part, sur la consigne d’écart entre ces pressions PAVTPCOLL_cible. En variante, dans cette phase de régulation, les ailettes de la turbine 31 sont commandées grâce à la mesure du taux d’EGR, pour ramener constamment ce taux mesuré sur la consigne de taux d’EGR taux_d’EGR_cible.At the same time, an EGR rate regulation phase is implemented, where the fins of the turbine 31 are controlled to constantly reduce the PAVT-PCOLL pressure difference determined for example from pressure measurements upstream on the one hand, and on the intake manifold îo, on the other hand, on the difference between these pressures PAVTPCOLL_cible. As a variant, in this regulation phase, the fins of the turbine 31 are controlled by measuring the EGR rate, in order to constantly reduce this measured rate to the EGR rate setpoint rate_ of EGR_target.

Dans une étape E4, lorsque le circuit EGR-HP 33 est désactivé, on arrête le procédé de commande et on interrompt les régulations de l’étape E3.In a step E4, when the EGR-HP circuit 33 is deactivated, the control process is stopped and the regulations of step E3 are interrupted.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d’un moteur thermique suralimenté, le moteur comprenant :1. Method for controlling a supercharged heat engine, the engine comprising: 5 - des cylindres de combustion (10, 12, 14, 16),5 - combustion cylinders (10, 12, 14, 16), - un circuit d’admission (2) de gaz d’admission comprenant un compresseur de turbocompresseur (21) et un compresseur additionnel (25) pour accroître la quantité de gaz d’admission fournie à un collecteur d’admission (24) du circuit d’admission relié aux cylindres, îo - un circuit d’échappement (3) comprenant un collecteur d’échappement (30) relié aux cylindres et une turbine de turbocompresseur (31) à géométrie variable à la sortie du collecteur d’échappement (30) et couplée en rotation au compresseur de turbocompresseur (21 ), le moteur comprenant en outre un circuit de recirculation des gaz 15 d’échappement (33) depuis le circuit d’échappement, entre le collecteur d’échappement (30) et la turbine de turbocompresseur à géométrie variable (31) , vers le collecteur d’admission (24), le procédé étant caractérisé en ce que, en cas d’activation (E0) du circuit de recirculation des gaz d’échappement, si le compresseur additionnel (25) est- an intake gas intake circuit (2) comprising a turbocharger compressor (21) and an additional compressor (25) to increase the quantity of intake gas supplied to an intake manifold (24) of the circuit intake connected to the cylinders, îo - an exhaust circuit (3) comprising an exhaust manifold (30) connected to the cylinders and a turbocharger turbine (31) with variable geometry at the outlet of the exhaust manifold (30 ) and coupled in rotation to the turbocharger compressor (21), the engine further comprising an exhaust gas recirculation circuit (33) from the exhaust circuit, between the exhaust manifold (30) and the turbine variable geometry turbocharger (31), to the intake manifold (24), the method being characterized in that, in the event of activation (E0) of the exhaust gas recirculation circuit, if the additional compressor ( 25) es t 20 en fonctionnement, on commande (E2) des éléments (310) de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable (31) de façon à augmenter la pression (PAVT) à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable, de sorte à rétablir une différence de pression positive entre la pression à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable et une pression de20 in operation, control (E2) is made of elements (310) for changing the geometry of the variable geometry turbine (31) so as to increase the pressure (PAVT) at the exhaust upstream of the variable geometry turbine, so as to restore a positive pressure difference between the exhaust pressure upstream of the variable geometry turbine and a pressure of 25 suralimentation dans le collecteur d’admission.25 supercharging in the intake manifold. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’on commande des éléments (310) de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable (31) à partir de la détermination de la pression (PAVT) en amont de la turbine (31), par exemple au moyen d’un capteur de pression2. Method according to claim 1, characterized in that elements (310) for changing the geometry of the variable geometry turbine (31) are controlled from the determination of the pressure (PAVT) upstream of the turbine ( 31), for example by means of a pressure sensor 30 disposé dans le circuit d’échappement (2) en amont de la turbine (31 ).30 arranged in the exhaust circuit (2) upstream of the turbine (31). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, les éléments (310) de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable (31) comprenant des ailettes mobiles à orientation variable à l’entrée de la turbine adaptées à être commandées dans différents états de fermeture de façon à modifier une section de passage des gaz d’échappement vers la turbine, on commande (E2) un état de plus grande fermeture des ailettes par rapport à un état de fermeture normalement utilisé en fonction du régime3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the elements (310) for changing the geometry of the variable geometry turbine (31) comprising movable fins with variable orientation at the inlet of the turbine adapted to be controlled in different closing states so as to modify a section for passage of the exhaust gases towards the turbine, a state of greater closing of the fins is controlled (E2) compared to a closing state normally used depending on the speed 5 moteur.5 motor. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’on régule (E3) le taux de gaz d’échappement présents dans les gaz d’admission entrant dans le collecteur d’admission (25) au moyen des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable îo par rapport à une consigne d’écart (PAVT-PCOLL_cible) entre les pressions dans le circuit d’échappement en amont de la turbine de turbocompresseur à géométrie variable (31) et au niveau du collecteur d’admission.4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that regulates (E3) the rate of exhaust gas present in the intake gases entering the intake manifold (25) by means elements for changing the geometry of the variable geometry turbine relative to a deviation setpoint (PAVT-PCOLL_target) between the pressures in the exhaust circuit upstream of the variable geometry turbocharger turbine (31) intake manifold level. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’on on régule (E3) le taux de gaz d’échappement présents5. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one regulates (E3) the rate of exhaust gas present 15 dans les gaz d’admission entrant dans le collecteur d’admission (25) au moyen des éléments de changement de géométrie de la turbine à géométrie variable par rapport à une consigne de taux de gaz d’échappement (taux_d’EGR_cible).15 in the intake gases entering the intake manifold (25) by means of elements for changing the geometry of the turbine with variable geometry with respect to an exhaust gas rate setpoint (target_EGR_ rate). 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu’on régie la pression de suralimentation au moyen du6. Method according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the boost pressure is controlled by means of the 20 turbocompresseur et du compresseur additionnel sur une consigne de pression de suralimentation (Psural_cible).20 turbocharger and additional compressor on a boost pressure setpoint (Psural_cible). 7. Moteur thermique suralimenté comprenant :7. Supercharged heat engine including: - des cylindres de combustion (10, 12, 14, 16),- combustion cylinders (10, 12, 14, 16), - un circuit d’admission (2) de gaz d’admission comprenant un- an intake gas intake circuit (2) comprising a 25 compresseur de turbocompresseur (21) et un compresseur additionnel (25) pour accroître la quantité de gaz d’admission fournie à un collecteur d’admission (24) du circuit d’admission relié aux cylindres,25 turbocharger compressor (21) and an additional compressor (25) to increase the quantity of intake gas supplied to an intake manifold (24) of the intake circuit connected to the cylinders, - un circuit d’échappement (3) comprenant un collecteur d’échappement (30) relié aux cylindres et une turbine de turbocompresseur (31) à géométrie- an exhaust circuit (3) comprising an exhaust manifold (30) connected to the cylinders and a turbocharger turbine (31) with geometry 30 variable à la sortie du collecteur d’échappement (30) et couplée en rotation au compresseur de turbocompresseur (21 ), le moteur comprenant en outre un circuit de recirculation des gaz d’échappement (33) depuis le circuit d’échappement, entre le collecteur d’échappement (30) et la turbine de turbocompresseur à géométrie variable (31), vers le collecteur d’admission (24), le moteur étant caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de commande adaptés à commander des éléments (310) de changement de30 variable at the outlet of the exhaust manifold (30) and coupled in rotation to the turbocharger compressor (21), the engine further comprising an exhaust gas recirculation circuit (33) from the exhaust circuit, between the exhaust manifold (30) and the variable geometry turbocharger turbine (31), towards the intake manifold (24), the engine being characterized in that it comprises control means adapted to control elements ( 310) change of 5 géométrie de la turbine à géométrie variable (31) de façon à augmenter la pression (PAVT) à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable, de sorte à rétablir une différence de pression positive entre la pression à l’échappement en amont de la turbine à géométrie variable et une pression de suralimentation au niveau du collecteur d’admission, lorsque le circuit de îo recirculation des gaz d’échappement est activée et que le compresseur additionnel (25) est en fonctionnement.5 geometry of the variable geometry turbine (31) so as to increase the exhaust pressure (PAVT) upstream of the variable geometry turbine, so as to restore a positive pressure difference between the exhaust pressure in upstream of the variable geometry turbine and a boost pressure at the intake manifold, when the exhaust gas recirculation circuit is activated and the additional compressor (25) is in operation. 8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend un moteur thermique suralimenté selon la revendication 7.8. Motor vehicle characterized in that it comprises a supercharged heat engine according to claim 7. 1/11/1
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