FR2883040A1 - Moteur a combustion interne et procede de gestion de celui-ci - Google Patents

Abstract

Moteur à combustion interne (1) et procédé de gestion de celui-ci permettant notamment une réponse améliorée en cas de changement de charge négatif. L'air alimentant le moteur à combustion interne (1) est comprimé par un compresseur (5) installé dans la conduite d'alimentation en air (10) du moteur (1). Le débit d'air est influencé par un premier organe de réglage (15) installé dans la conduite de dérivation (35) du compresseur (5). Le débit d'air dans la conduite (10) est influencé par un second organe de réglage (20) installé dans cette conduite (10) en amont du compresseur (5).

Description

Domaine de la présente invention

La présente invention concerne un moteur à combustion interne équipé d'un compresseur installé dans sa conduite d'alimentation en air pour comprimer l'air alimentant le moteur ainsi qu'un premier organe de réglage dans la conduite de dérivation du compresseur pour influencer le débit d'air traversant la dérivation.

L'invention concerne également un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne selon lequel l'air alimentant le moteur à combustion interne est comprimé par un compresseur installé dans la conduite d'alimentation en air du moteur à combustion interne, le débit d'air étant influencé par une conduite de dérivation contournant le compresseur à l'aide d'un premier organe de réglage installé dans la conduite de dérivation.

Etat de la technique On connaît des moteurs à combustion interne équipés d'un compresseur installé dans la conduite d'alimentation en air du moteur pour comprimer l'air qui alimente le moteur. De tels moteurs comportent habituellement un premier organe d'actionnement installé dans la conduite de dérivation du compresseur pour influencer le débit d'air à travers la conduite de dérivation. Le premier organe d'actionnement constitue ainsi une soupape de contournement.

En cas de changement rapide de charge du moteur qui résulte notamment de la fermeture rapide d'un dispositif d'étranglement en aval du compresseur dans la conduite d'alimentation en air, il faut atténuer rapidement la pression élevée engendrée en aval du compresseur dans la conduite d'alimentation en air pour que le compresseur ne travaille pas comme une pompe à refoulement du côté haute pression vers le côté basse pression par le rotor du compresseur, ni en pulsation générée par les ondes de pression longitudinales dans la conduite d'alimentation en air, ni risquer d'être le cas échéant endommagé mécaniquement. L'atténuation de la pression se réalise par la soupape de contournement commandée par exemple par la haute pression et/ou la dépression ou encore électriquement et qui relie le côté haute pression du compresseur à son côté basse pression. On crée ainsi une circula- tion avec sensiblement la pression ambiante de part et d'autre de la soupape de contournement et du compresseur.

La difficulté de l'équilibrage de pression par l'intermédiaire de la soupape de contournement est qu'en cas de chan- gement rapide de charge en passant par exemple de la pleine charge pour laquelle le dispositif d'étranglement est complètement ouvert, en mode de poussée pour lequel le dispositif d'étranglement est pratique-ment fermé, puis revenir à la pleine charge, il faut de nouveau créer la haute pression dans la conduite d'alimentation en air en amont du dis-positif d'étranglement. La conséquence est une réponse retardée pour le couple moteur fourni à la suite de la demande du conducteur dans le cas d'un véhicule entraîné par ce moteur. Le changement rapide de charge tel que décrit pour passer de la pleine charge en mode de poussée et ensuite revenir en pleine charge se produit par exemple dans le cas d'une opération de commutation. Entre la demande de charge maximale, renouvelée par la pédale d'accélérateur et la fourniture effective du couple moteur correspondant à cette demande de pleine charge, on a un temps mort perçu de manière gênante dans le comportement du véhicule. Un autre inconvénient de ce procédé connu est que la compensation de pression par l'intermédiaire de la soupape de contournement fait chuter de manière significative la vitesse de rotation du compresseur sous son régime nominal, ce qui augmente le temps mort évoqué ci-dessus. En outre, lors de l'ouverture de la soupape de contournement, on a des bruits de sifflement discrets, gênants, pour la puissance d'équilibrage développée dans la conduite de dérivation du compresseur.

Il est également connu de remplacer la soupape de contournement par un second dispositif d'étranglement en amont du compresseur, et qui en cas de changement de charge négatif vers une charge plus réduite est commandé ou se ferme pratiquement en même temps ou avec décalage (dans le sens de l'avance ou du retard) par rapport au dispositif d'étranglement en aval du compresseur de façon que la pression en aval du compresseur dans la conduite d'alimentation en air et la vitesse de rotation du compresseur diminuent d'une manière beaucoup plus faible. Cela permet de réduire le temps mort lors du changement consécutif pour passer dans un mode de fonctionnement du moteur à combustion interne avec une charge plus élevée, notamment la charge maximale. Mais ce procédé a l'inconvénient que la fermeture pratiquement totale du dispositif d'étranglement en amont du compresseur engendre dans le volume résiduel, en amont du compresseur et en aval du second dispositif d'étranglement, une dépression d'amplitude plus élevée. Comme par la fermeture également poussée du second dispositif d'étranglement en aval du compresseur, on supprime pratiquement le débit volumique à travers le compresseur et comme en même temps on peut avoir une différence de pression importante entre le côté haute pression et le côté basse pression du compresseur, il peut arriver que le compresseur passe en mode de pompage. Dans un tel mode de pompage, aux vitesses de rotation élevées du compresseur, les efforts appliqués à l'arbre d'entraînement du compresseur peuvent augmenter fortement et endommager mécaniquement le compresseur. Exposé et avantage de l'invention L'invention concerne un moteur à combustion interne du type défini ci-dessus, caractérisé par un second organe de réglage installé dans l'alimentation en air en amont du compresseur pour influen- cer le débit d'air à travers cette conduite d'alimentation en air.

L'invention concerne également un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le débit d'air à travers la conduite d'alimentation en air est influencé par un second organe de réglage installé dans la conduite d'alimentation en air en amont du compres- Beur.

Le moteur et son procédé de gestion selon l'invention tels que définis cidessus ont l'avantage, vis-à-vis de l'état de la technique d'avoir, en plus du premier organe de réglage installé dans la conduite de dérivation du compresseur pour influencer le débit d'air à travers cette conduite de dérivation, un second organe de réglage dans la con-duite d'alimentation en air en amont du compresseur pour influencer le débit à travers l'alimentation en air. Cela permet d'obtenir pratiquement sans retard des changements rapides de charge du moteur notamment pour passer d'une charge importante comme par exemple le mode de pleine charge à une charge plus faible comme par exemple le mode de poussée et ensuite revenir à une charge importante comme par exemple la charge maximale dans le moteur équipé d'un compresseur, sans que le compresseur ne risque de fonctionner en mode de pompage.

Il est particulièrement avantageux de prévoir une corn- mande qui produit une variation de charge en actionnant un troisième organe de réglage en aval du compresseur pour influencer le débit d'air dans la conduite d'alimentation en air et, dans le cadre de cette variation de charge, la commande actionne également le second organe de réglage dans le même sens que le troisième organe de réglage. Dans le cas d'une variation de charge, cela permet également de régler un ni-veau de pression souhaité et défini en aval du compresseur.

Il est également avantageux que dans le cas d'une variation de charge négative vers une charge plus réduite, la commande actionne le second organe de réglage et le troisième organe de réglage dans le sens d'une réduction du débit d'air à travers la conduite d'alimentation en air. Cela permet de façon simple en cas de variation de charge négative, d'éviter une diminution gênante de la pression en aval du compresseur et aussi de la vitesse de rotation du compresseur; on augmente ainsi la réponse du couple fourni par le moteur à une de- mande de couple pour une variation de charge positive consécutive dans le sens d'une augmentation de la charge, c'est-à-dire une réduction du temps mort décrit ci-dessus.

Il est particulièrement avantageux que dans le cas d'une variation de charge négative, la commande actionne le premier organe de réglage dans le sens d'une augmentation du débit d'air à travers la conduite de dérivation. Ainsi, malgré la variation de charge négative, cela permet de manière simple de maintenir le niveau de pression en aval du compresseur et d'éviter le pompage.

Il est particulièrement avantageux, dans le cas d'une va- riation de charge négative, de commander le premier organe de réglage en fonction de la commande du second organe de réglage et du troisième organe de réglage pour que le compresseur, d'une part, fonctionne en dessous de sa limite de pompage et que, d'autre part, la vitesse de rotation du compresseur ne descend pas en dessous d'une valeur prédéfinie. Cela permet d'optimiser l'amélioration décrite du comportement en réponse du couple fourni par le moteur en réponse à une demande de couple lors de la variation de charge positive consécutive par la commande coordonnée des trois organes de réglage, c'est-à-dire de minimiser le temps mort indiqué.

On peut encore améliorer cette optimisation si on installe une turbine dans la conduite des gaz d'échappement du moteur à combustion interne qui entraîne le compresseur et si dans le cas d'une variation de charge négative la commande actionne un quatrième organe de réglage influençant la puissance de la turbine dans le sens d'une augmentation de cette puissance. Cela facilite le maintien de la vitesse de rotation du compresseur à un niveau souhaité et défini malgré la variation de charge négative qui améliore la réponse du couple fourni par le moteur à une demande de couple pour une variation de charge positive consécutive et diminue le temps mort décrit ci-dessus.

Il est également avantageux qu'en cas de variation de charge négative, la commande actionne le second organe de réglage et le troisième organe de réglage en outre en fonction de la puissance à régler pour la turbine installée dans la conduite des gaz d'échappement du moteur à combustion interne entraînant le compresseur. Cela permet également de régler une vitesse de rotation souhaitée et définie du compresseur par la puissance fournie par la turbine en cas de variation négative de charge, évitant ainsi que la vitesse de rotation du compresseur ne chute trop fortement de façon gênante. Cela permet également d'améliorer la réponse du couple moteur fourni par le moteur à corn- bustion interne à une demande de couple lors d'une variation de charge positive suivante et de réduire le temps mort évoqué ci-dessus. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à combustion in-terne selon l'invention, et la figure 2 montre un ordinogramme de l'exécution du procédé selon l'invention.

Description du mode de réalisation

Selon la figure 1, un moteur à combustion interne 1 en-traîne par exemple un véhicule. Le moteur à combustion interne 1 peut être un moteur à essence ou un moteur diesel. Le moteur à combustion interne 1 comprend un bloc moteur 65 à un ou plusieurs cylindres recevant de l'air par une conduite d'alimentation en air 10. La direction de passage de l'air dans la conduite d'alimentation en air 10 est indiquée par des flèches à la figure 1. La conduite d'alimentation en air 10 est équipée d'un compresseur 5 qui comprime l'air alimentant le bloc moteur 65. Le compresseur 5 peut être entraîné par exemple par un moteur électrique. En variante, le compresseur 5 peut également être un compresseur entraîné à partir du vilebrequin du bloc moteur 65. En variante, le compresseur 5 peut également être entraîné à partir d'une turbine 55 installée dans la conduite des gaz d'échappement 50 du moteur 1 relié par un arbre 70. Pour le fonctionnement de l'invention, le mode d'entraînement du compresseur 5 importe peu. Toutefois, deux des développements et des perfectionnements décrits ci-après de l'invention sont limités à l'entraînement du compresseur 5 par la turbine 55.

C'est pourquoi dans la suite et à titre d'exemple on supposera, comme représenté à la figure 1, que le compresseur 5 est en-traîné par la turbine 55 reliée par l'arbre 70. En aval du compresseur 5, la conduite d'alimentation en air 10 est équipée en option d'un radiateur d'air de suralimentation 60 qui refroidit de nouveau l'air réchauffé par la compression. En aval du radiateur d'air de suralimentation 60 et ainsi également en aval du compresseur 5, l'alimentation en air 10 est équipée de nouveau en option d'un second capteur de pression 80 qui mesure la pression à cet endroit de la conduite d'alimentation en air 10 et transmet la valeur de mesure ainsi saisie à la commande de moteur 45. En aval du second capteur de pression 80 et ainsi en aval du compresseur 5 et du radiateur d'air de suralimentation 60 prévu en option, la conduite d'alimentation en air 10 comporte un troisième organe de réglage 25 qui influence le débit d'air dans la conduite d'alimentation en air 10 selon son degré d'ouverture. Cet organe de réglage peut être par exemple réalisé sous la forme d'un volet d'étranglement. A titre d'exemple, on supposera dans la suite que le troisième organe de réglage 25 est constitué par un premier volet d'étranglement ou volet d'étranglement motorisé. Le volet d'étranglement motorisé 25 est commandé dans son sens d'ouverture par la commande de moteur 45. Le compresseur 5 et l'éventuel radiateur d'air de suralimentation 60 sont contournés selon la figure 1 par une première conduite de dérivation 35 équipée d'un premier organe de réglage 15, par exemple d'une soupape de dérivation; en fonction de son degré d'ouverture, cet organe influence le débit d'air à travers la première conduite de dérivation 35 et son degré d'ouverture est également commandé par la commande de moteur 45. La soupape de dérivation 15 du présent exemple sert de soupape de contournement. En aval du compresseur 5, la conduite d'alimentation en air 10 comporte en option un premier capteur de pression 75 qui mesure la pression à cet endroit et transmet la valeur de mesure obtenue à la commande de moteur 45.

En amont du premier capteur de pression 75 et ainsi également en amont du compresseur 5, la conduite d'alimentation en air 10 comporte selon l'invention un second organe de réglage 20 pour influencer le débit d'air à travers la conduite d'alimentation en air 10 en fonction de son degré d'ouverture. Le second organe de réglage 20 est représenté selon la figure 1 à titre d'exemple sous la forme d'un volet d'étranglement et dans la suite il sera également appelé volet d'étranglement du compresseur. Le degré d'ouverture du volet d'étranglement du compresseur 20 est également commandé par la commande de moteur 45. En option, il est prévu un capteur de vitesse de rotation 85 au niveau du compresseur 5 et celui-ci est installé pour saisir la vitesse de rotation du compresseur 5 et transmettre la valeur de mesure ainsi saisie à la commande de moteur 45.

Selon cet exemple de réalisation représenté à la figure 1, la turbine 55 est contournée par une seconde conduite de dérivation 40 équipée d'un quatrième organe de réglage 30, par exemple sous la forme d'une soupape de dérivation pour influencer le débit des gaz d'échappement à travers la turbine 55 en fonction de son degré d'ouverture.

Le quatrième organe de réglage 30 sera appelé ci-après également soupape d'évacuation. Son degré d'ouverture est également commandé par la commande de moteur 45. La direction d'écoulement des gaz d'échappement dans la conduite des gaz d'échappement 50 est également représentée par une flèche à la figure 1. D'autres grandeurs d'entrée 90 sont également transmises à la commande de moteur 45. Il peut s'agir d'autres paramètres de fonctionnement mesurés ou modélisés pour le moteur à combustion interne 1 ainsi que des grandeurs de consigne pour une grandeur de sortie du moteur à combustion interne 1. La grandeur de sortie du moteur à combustion interne 1 peut être par exemple un couple ou une puissance ou encore une grandeur dé-duite du couple et/ou de la puissance. A titre d'exemple, on supposera ci-après que la grandeur de sortie du moteur à combustion interne 1 est le couple. Les grandeurs prédéfinies du couple peuvent être reçues par exemple par un module de pédale d'accélérateur et d'autres composants tels que par exemple un système antiblocage, une régulation antipatinage, une régulation de la dynamique de roulement, une régulation de vitesse de déplacement, etc...reçus par la commande de moteur 45.

En fonction de la ou des grandeurs de consigne reçues, la commande de moteur 45 produit une variation de charge par la commande correspondante du volet d'étranglement 25 du moteur. La commande de moteur 45 commande dans le cadre de cette variation de charge également le volet d'étranglement 20 du compresseur dans le même sens que le volet d'étranglement du moteur 25. Dans le cas d'une variation de charge négative souhaitée pour passer d'une charge élevée à une charge plus faible qui résulte par exemple de la libération de la pédale d'accélérateur, la commande de commande 45 commande le vo-let d'étranglement 20 du compresseur et le volet d'étranglement 25 du moteur dans le sens d'une réduction du débit d'air dans la conduite d'alimentation en air 10. Cela signifie que dans ce cas la commande de moteur 45 actionne le volet d'étranglement 20 du compresseur et le vo-let d'étranglement 25 du moteur dans le sens de la fermeture. Dans le cas d'une variation positive de charge, souhaitée pour passer d'une charge faible à une charge plus élevée, produite par exemple par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, la commande de moteur 45 actionne le volet d'étranglement 20 du compresseur et le volet d'étranglement 25 du moteur dans le sens d'une augmentation du débit d'air dans la conduite d'alimentation en air 10. Dans ce cas, la commande de moteur 45 commande le volet d'étranglement 20 du compres- Beur et le volet d'étranglement 25 du moteur dans le sens d'une augmentation de son degré d'ouverture.

En actionnant le volet d'étranglement 25 du moteur et le volet d'étranglement 20 du compresseur dans le sens de la fermeture pour une variation de charge négative on maintient le niveau de pression souhaité en aval du compresseur 5 et la vitesse de rotation souhaitée pour le compresseur qui permettent également en cas de variations de charge positives suivantes, de transformer aussi rapide-ment que possible la demande de couple à la base de la variation de charge positive suivante. Cela signifie que l'on réduit à un minimum le temps mort entre la demande de couple correspondante, par exemple la demande de charge maximale par le conducteur agissant sur la pédale d'accélérateur et la fourniture du couple correspondant par le moteur à combustion interne 1, lors de la variation de charge positive suivante. On évite le risque d'un pompage gênant du compresseur qui pourrait se produire par l'actionnement du volet d'étranglement 25 du moteur et du volet d'étranglement 20 du compresseur dans le sens de la fermeture du fait que la commande de moteur 45 dans le cas de la variation de charge négative commande la soupape de contournement 15 dans le sens d'une augmentation du débit d'air à travers la première conduite de dérivation 35. La soupape de contournement 15 est commandée dans ce cas par la commande de moteur 45 pour augmenter son degré d'ouverture.

Ainsi, par exemple, en cas de variation de charge passant du mode de charge maximal au mode de poussée du moteur à combus- tion interne 1, le volet d'étranglement 25 du moteur et le volet d'étranglement 20 du compresseur sont pratiquement fermés et la sou-pape de contournement d'air 15 est ouverte de manière définie, générant un circuit de haute pression passant par le compresseur 5 et la soupape de contournement d'air 15. La haute pression en aval du corn- presseur 5 reste pratiquement maintenue au niveau de la charge maxi- i0 male du moteur à combustion interne 1. La soupape de contournement 15 est alors commandée pour régler un débit volumique défini à travers le compresseur 5 pour que ce compresseur 5 ne passe pas accidentellement en mode de pompage. En même temps le débit volumique réglé évite que la vitesse de rotation du compresseur 5 descende d'une manière gênante fortement en dessous de la vitesse de rotation nominale prédéterminée du compresseur 5, ce qui permet, lors du changement de charge positif suivant, d'atteindre rapidement la vitesse de rotation nominale prédéfinie du compresseur 5.

La commande du volet d'étranglement 25 du moteur et celle du volet d'étranglement 20 du compresseur par la commande de moteur 45 se fait de manière synchrone dans la mesure où les deux volets d'étranglement 20, 25 sont commandés dans le même sens, c'est-à-dire dans le sens de la fermeture pour une variation de charge néga- tive ou dans le sens d'une augmentation de leur degré d'ouverture dans le cas d'une variation de charge positive. Cette commande peut se faire de façon simultanée ou avec une temporisation définie, c'est-à-dire qu'entre la commande du volet d'étranglement 25 du moteur et celle du volet d'étranglement 20 du compresseur on aura un rapport de temps défini. Le volet d'étranglement 25 du moteur peut par exemple être commandé dans le sens de l'avance du retard par rapport au volet d'étranglement 20 du compresseur. Le décalage de temps peut par exemple être obtenu par une application appropriée sur un banc d'essai (c'est-à-dire par des mesures sur un banc d'essai) ; ce décalage ne doit pas être choisi trop grand pour qu'en cas de variation de charge négative on évite une chute de pression trop importante en aval du compresseur 5. Cela pourrait également résulter de ce que le volet d'étranglement 25 du moteur soit actionné trop tôt avant le volet d'étranglement 20 du compresseur dans le sens de la fermeture. Il est ainsi avantageux de ne pas actionner le volet d'étranglement 25 du moteur avant d'actionner le volet d'étranglement 20 du compresseur.

La charge du moteur 1 à régler est donnée par les grandeurs prédéfinies évoquées ci-dessus. Le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et celui du volet d'étranglement 20 du compresseur sont réglés alors en fonction de la charge donnée par la Il commande de moteur 45. Ainsi, partant de la charge prédéfinie, on dé-termine le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur d'une manière connue des spécialistes et alors à la fois le volet d'étranglement 25 du moteur et aussi celui 20 du compresseur fonc-tionneront avec ce degré d'ouverture défini par la commande de moteur 45. On garantit ainsi que l'on atteint le débit massique d'air souhaité à travers la conduite d'alimentation en air 10 pour le bloc moteur 65. Lors d'une variation de charge négative, le volet d'étranglement 25 du moteur et le volet d'étranglement 20 du compresseur sont actionnés de la même io manière dans le sens de la fermeture, si bien que les deux volets d'étranglement 20, 25 auront également, après la variation de charge négative, sensiblement le même degré d'ouverture. Dans le cas d'une variation de charge négative en mode de poussée, le degré d'ouverture des deux volets d'étranglement 20, 25 est réduit au minimum, c'est-à- dire que les deux volets d'étranglement 20, 25 sont pratiquement fermés. La soupape de contournement 15 est commandée dans le cas d'une variation de charge négative de la commande de moteur 45 en fonction de la commande des deux volets d'étranglement 20, 25, et cela pour que le compresseur 5, d'une part, fonctionne en dessous de sa li- mite de pompage, et que, d'autre part, la vitesse de rotation du compresseur ne descend pas en dessous d'une valeur prédéfinie. Le degré d'ouverture nécessaire à la soupape d'air de contournement 15 peut par exemple être obtenu par application sur un banc d'essai en fonction du degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du moteur et le volet d'étranglement 20 du compresseur pour qu'en fonction du degré d'ouverture respectif du volet d'étranglement 25 du moteur ou du volet d'étranglement 20 du compresseur, on ne dépasse pas vers le bas la valeur prédéfinie de la vitesse de rotation du compresseur et que d'autre part on ne dépasse pas la limite de pompage, c'est-à-dire que l'on évite de passer en mode de pompage. Les valeurs obtenues par application pour le degré d'ouverture de la soupape de contournement 15 peuvent être enregistrées en fonction du degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et du volet d'étranglement 20 du compresseur sous la forme d'une courbe caractéristique ou d'un champ de caractéristiques enregistré dans la commande de moteur 45. Lorsqu'on détermine le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du moteur et le volet d'étranglement 20 du compresseur en fonction d'une charge à régler, notamment dans le cas d'une variation négative de charge, alors on peut extraire le degré d'ouverture associé à la sou- pape de contournement 15 dans cette courbe caractéristique ou à partir de ce champ de caractéristiques et régler ce degré d'ouverture. On obtient ainsi une commande coordonnée des deux volets d'étranglement 20, 25 et de la soupape de contournement 15 avec pour objectif d'éviter le mode de pompage du compresseur 15, c'est-à-dire les temps morts entre la demande de couple du conducteur passant par la pédale d'accélérateur et une variation positive de charge après une variation négative et la mise en oeuvre effective du couple moteur demandé. Par une commande coordonnée des volets d'étranglement 25 et de la sou-pape de contournement 15 on peut ainsi maintenir la vitesse de rotation du compresseur 15 et la pression du compresseur en aval du compresseur 5 à un niveau permettant de réagir aussi rapidement que possible à l'état de charge variable du moteur à combustion interne 1.

Le volet d'étranglement 20 du compresseur sert ainsi à couper la conduite d'alimentation en air 10 en aval du volet d'étranglement 20 du compresseur en cas de variation de charge négative et réduction progressive de la charge, toujours plus de la pressions ambiante en amont du volet d'étranglement 20 du compresseur. A par-tir de la position du volet d'étranglement 20 du moteur qui influence comme décrit également la position du volet d'étranglement 20 du corn- presseur ainsi que de la soupape de contournement 15 dépend en définitive le débit volumique et le débit massique traversant le compresseur 5 ainsi que le rapport des pressions de part et d'autre du compresseur, c'est-à-dire le rapport de pression comprimée.

Selon un développement de l'invention, la commande de moteur 45 dans le cas d'une variation de charge négative commande également la soupape d'évacuation 30 pour influencer la puissance de la turbine dans le sens d'une augmentation de cette puissance. Le but de ce moyen est d'éviter le dépassement vers le bas de la valeur prédéf - nie de la vitesse de rotation du compresseur. Ce résultat peut en outre être assuré en plus ou en variante de la commande de la soupape de contournement 15 en fonction de la variation de charge négative. La commande de la soupape d'évacuation 30 peut se faire en fonction du degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et du volet d'étranglement 20 du compresseur qui s'établit en aval de la variation de charge négative. Comme la vitesse de rotation du compresseur dé-pend également du degré d'ouverture de la soupape decontournement 15, on peut en outre commander le degré d'ouverture de la soupape d'évacuation 30 en plus du degré d'ouverture de la soupape de contournement 15 commandée par la commande de moteur 45 en fonction de la variation de charge négative à régler. Pour cela, on peut obtenir par application un champ de caractéristiques en utilisant par exemple un banc d'essai. Les grandeurs d'entrée du champ de caractéristiques sont le degré d'ouverture à régler pour la soupape de contournement 15 et le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du mo- teur et ainsi le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 20 du compresseur ainsi que leur grandeur d'entrée pour obtenir une vitesse de rotation de compresseur supérieure ou égale au degré d'ouverture qui se règle selon la valeur prédéfinie pour la soupape d'évacuation. En cas de variation de charge négative, en fonction du de- gré d'ouverture à régler du volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi du degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 20 du compresseur et du degré d'ouverture à régler pour la soupape de contournement 15 à partir du degré d'ouverture correspondant à régler pour la soupape d'évacuation 30 et par la commande de moteur 45. Dans ce cas également on peut obtenir par application la courbe caractéristique décrite ci-dessus pour déterminer le degré d'ouverture à régler pour la soupape d'air ambiant 15 en fonction du degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi du degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 20 du compresseur de façon à éviter au moins le pompage diversifié qui fait fonctionner le compresseur 20 en dessous de sa limite de pompage. Le respect de la vitesse de rotation souhaitée pour le compresseur pour une variation de charge négative est alors au moins assuré en partie par la commande décrite de la sou-pape d'évacuation 30.

Si la soupape d'évacuation 30 n'est pas utilisée pour assister la soupape de contournement 15 pour respecter la vitesse de rotation souhaitée pour le compresseur en cas de variation de charge négative, on peut néanmoins tenir compte du degré d'ouverture par exemple prédéfini par la régulation de la pression d'alimentation pour la soupape d'évacuation 30 et son amplitude pour respecter la vitesse de rotation souhaitée du compresseur en cas de variation de charge négative lorsqu'on forme le degré d'ouverture à régler pour la soupape de contournement 15. Dans ce cas, à la place de la courbe caractéristique décrite ci-dessus, on définit par application un champ de caractéristiques dont les grandeurs d'entrée sont par exemple le degré d'ouverture prédéfini pour la régulation de la pression d'alimentation pour la sou-pape d'évacuation 30 et le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement du compresseur 20 et dont la grandeur de sortie est le degré d'ouverture à régler pour la soupape de contournement 15. Dans ce cas, il faut que le degré d'ouverture à régler pour la soupape d'air de contournement 15 doit de nouveau être choisi pour que d'une part le compresseur 5 fonctionne en dessous de la limite de pompage lors de la variation de charge et en cas de variation négative et que d'autre part la vitesse de rotation du compresseur ne passe pas en des-sous de la valeur prédéfinie. Lors d'une variation de charge négative, en fonction par exemple du degré d'ouverture à régler dans la soupape d'évacuation 30, défini par exemple par la régulation de la pression d'alimentation et du degré d'ouverture prédéfini du volet d'étranglement 25 et ainsi du degré d'ouverture prédéfini du volet d'étranglement 20 du compresseur, on extrait du champ de caractéristiques décrit en dernier lieu, le degré d'ouverture associé, à respecter pour la soupape de contournement 15 et qui est converti par la commande de moteur 45.

Toutes les caractéristiques ou champs de caractéristiques décrits cidessus peuvent être enregistrés dans la commande de moteur 45 ou dans une mémoire associée, correspondante.

Avec le débit massique d'air sur le volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi le débit d'air dans le bloc moteur 65 on peut éga- lement influencer la vitesse de rotation du compresseur 5 car le débit d'air ainsi décrit à travers le bloc moteur 65 entraîne la turbine 55 installée dans la conduite des gaz d'échappement 50; cette turbine est elle-même couplée directement par l'arbre 70 au compresseur 5 qui l'entraîne. Ainsi, selon une autre forme de réalisation de l'invention, dans le cas d'une variation de charge négative, la commande de moteur 45 peut commander le volet d'étranglement du compresseur 20 et le volet d'étranglement du moteur 25 non seulement indépendamment de la puissance de turbine à régler pour la turbine 55. On peut prédéfinir la puissance à régler pour la turbine en fonction de la vitesse de rotation du compresseur, à régler suivant la variation de charge négative. Le réglage de la puissance nécessaire de la turbine peut ainsi se faire à la fois par une commande appropriée de la soupape d'évacuation 30 et aussi par la commande appropriée du volet d'étranglement 25 du moteur et celle du volet d'étranglement 20 du compresseur. Ainsi, à titre d'exemple, on peut commander le degré d'ouverture de la soupape d'évacuation 30 par la commande de moteur 45 en fonction de la régulation de la pression de charge implantée par la commande de moteur 45 pour créer la pression de charge souhaitée en aval du compresseur 5 ou du radiateur d'air de suralimentation 60; cette pression de charge est par exemple saisie par le second capteur de pression 80. Partant de cette situation, en cas de variation de charge négative on détermine le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du moteur et le volet d'étranglement 20 du compresseur de la façon décrite ci-dessus mais toutefois en fonction de la commande de la soupape d'évacuation 30, de la commande de la soupape de contournement 15 et de la vitesse de rotation que l'on souhaite régler pour le compresseur.

La soupape de contournement 15 doit alors être commandée par la commande de moteur 45 uniquement pour éviter le pompage du compresseur. On peut obtenir par application, par exemple sur un banc d'essai, un champ de caractéristiques recevant comme grandeur d'entrée, le degré d'ouverture de la soupape d'évacuation 30 qui se règle en fonction de la régulation de la pression d'alimentation; ce degré d'ouverture peut être appliqué pour éviter le pompage du compresseur en cas de variation négative de la charge selon le degré d'ouverture à régler en fonction de la courbe caractéristique pour la soupape de contournement 15 ainsi que le couple moteur demandé, à convertir après le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur qui se règle après la variation de charge négative et aussi du degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 20 du compresseur. La grandeur de sortie du champ de caractéristiques est alors la modification du degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi le degré d'ouverture du volet d'étranglement 20 du compresseur nécessaire pour obtenir la vitesse de rotation souhaitée du compresseur et cette modification se traduit par exemple par une augmentation du de-gré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi par une augmentation du degré d'ouverture du volet d'étranglement 20 du compresseur pour influencer la puissance de la turbine 55 dans le sens d'une augmentation de la vitesse de rotation du compresseur. En cas de variation négative de la charge, partant du degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi celui du volet d'étranglement 20 du compresseur résultant de la demande de couple pour une variation de charge négative seront modifiés selon la grandeur de sortie du champ de caractéristiques décrit en dernier lieu en fonction du degré d'ouverture à régler pour la soupape d'évacuation 30, du degré d'ouverture à régler pour la soupape de contournement 15 et du degré d'ouverture à régler en fonction de la demande de couple décrite pour le volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi celui du volet d'étranglement 20 du compresseur. Ce champ de caractéristiques décrit en dernier lieu peut également être enregistré dans la commande de moteur 45 ou dans une mémoire non représentée à la figure 1 et associée à la commande de moteur 45.

En cas de variation de charge négative on peut obtenir par application la vitesse de rotation du compresseur, que l'on souhaite régler, par exemple par des essais sur un banc, selon le mode de fonc-tionnement du moteur à combustion interne 1 sous la forme d'un champ de caractéristiques; ce champ de caractéristiques peut égale-ment être enregistré dans la commande de moteur 45 ou dans une mémoire associée à la commande de moteur 45. Le champ de caractéristiques reçoit alors comme grandeur d'entrée, les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne 1; ces grandeurs décrivent le mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, par exemple le régime du moteur et la charge. Comme grandeur de sortie du champ de caractéristiques on obtient alors la vitesse de rotation que l'on souhaite régler pour le compresseur et qui doit arriver aussi rapidement que possible à sa vitesse de rotation nominale ou régime nominal en cas de variation positive de charge après une variation de charge négative antérieure. On peut saisir de manière connue le régime du moteur et la charge à l'aide de capteurs et/ou modéliser ces grandeurs à partir d'autres paramètres de fonctionnement connus du moteur à combustion interne 1. La détermination de la vitesse de rotation du moteur peut se faire par exemple à l'aide d'un capteur de vitesse de rotation non représenté à la figure 1. La détermination de la charge, c'est-à-dire de la charge du moteur, peut se mesurer par exemple à partir de la pression de charge du moteur à combustion interne 1 four- nie par le second capteur de pression 80 ou aussi par un débitmètre massique d'air non représenté à la figure 1 et installé dans la conduite d'alimentation en air 10 pour déterminer le débit massique d'air alimentant le bloc moteur 65 par l'intermédiaire de la conduite d'alimentation en air 10 ou encore à partir de la dose de carburant in- jectée.

Le procédé tel que décrit ci-dessus ainsi que le moteur à combustion interne selon l'invention, décrit ci-dessus, permettent une réponse plus rapide du moteur à combustion interne 1 à des variations de charge rapides pendant le fonctionnement, ce qui améliore de ma- nière significative le comportement du véhicule. Le volet d'étranglement 20 du compresseur, la soupape de contournement 15, le volet d'étranglement 25 du moteur et la soupape d'évacuation 30 peuvent être commandés par exemple de manière électrique, pneumatique ou hydraulique. Les organes de réglage 15, 20, 25, 30 décrits peuvent être réalisés sous la forme de volets d'étranglement, de diaphragme, de diaphragme en iris, ou sous une forme quelconque de diaphragme de sou-pape ou de volet connus. A la place de la seconde conduite de dérivation 40 équipée de la soupape d'évacuation 30 on peut également régler la puissance de la turbine par une géométrie variable de la turbine 55 et d'un organe de réglage modifiant cette géométrie de turbine variable pour arriver à une valeur souhaitée. Les considérations développées ci-dessus pour la soupape d'évacuation 30 et son degré d'ouverture s'appliquent de façon analogue à la commande de la géométrie de turbine variable et de la section d'ouverture effective correspondante pour la turbine 55.

Le radiateur d'air d'alimentation 60 prévu en option peut également être installé dans la première conduite de dérivation 35; comme échangeur de chaleur il évite un réchauffement inacceptable du débit massique d'air traversant la première conduite de dérivation 35.

Un tel chauffage de niveau inacceptable risque toutefois de se produire seulement lors de longues phases de poussée ou de pauses de commutation. C'est pourquoi à mesure que l'intervalle de temps augmente entre une variation de charge négative et une variation de charge positive consécutive partant d'un chauffage croissant du débit massique d'air circulant dans la première conduite de dérivation 38, on compense par le radiateur d'air de suralimentation 60.

La figure 2 montre un ordinogramme d'un exemple d'exécution du procédé de l'invention. Après le départ du programme, la commande de moteur 45 vérifie au point de programme 100 si l'on est en présence d'une variation de charge négative résultant par exemple de la libération de la pédale d'accélérateur par le conducteur. Si cela est le cas, on passe au point de programme 105; dans le cas contraire on quitte le programme. La libération de la pédale d'accélérateur peut se détecter par exemple à l'aide d'une installation de saisie détectant le de- gré d'actionnement de la pédale d'accélérateur, par exemple sous la forme d'un potentiomètre pour être appliqué comme information correspondante à la commande de moteur 45.

Au point de programme 105, la commande de moteur 45 détermine de la manière décrite, le souhait de couple responsable de la variation négative de charge et en déduit de manière décrite, le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 20 du compresseur. Ensuite, on passe au point de programme 110.

Au point de programme 110, la commande de moteur 45 détermine, à l'aide de la courbe caractéristique décrite, en fonction du degré d'ouverture à régler du volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi du volet d'étranglement 20 du compresseur, le degré d'ouverture à régler pour la soupape de contournement 15, pour éviter au moins le pompage gênant du compresseur et en outre pour régler la vitesse de rotation souhaitée pour le compresseur. Si au point de programme 105 on a déjà converti le degré d'ouverture à régler pour le volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi celui du volet d'étranglement 20 du compresseur, la commande de moteur peut, au point de programme 110, régler le degré d'ouverture de la soupape de contournement 15 en fonction de la courbe caractéristique, par exemple à l'aide d'une boucle de régulation pour que le rapport de la pression du compresseur comme grandeur de réglage se rapproche d'une valeur prédéfinie pour laquelle le compresseur ne pompe pas; la valeur prédéfinie pour le rapport de pression du compresseur est par exemple obtenue en fonction de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment du régime moteur et de la charge du moteur obtenus par application dans un champ de caractéristiques et enregistrés dans une mémoire associée à la commande de moteur 45 ou directement dans la commande de moteur 45. La valeur réelle du rapport des pressions de compressions peut ainsi par division de la pression saisie par le second capteur de pression 20, être obtenue à partir de la pression saisie par le premier capteur de pression 75 ou d'une façon connue d'une spécialiste, en modélisant d'autres paramètres de fonctionnement du moteur à combustion in-terne 1.

En variante au point de programme 110, on peut régler le degré d'ouverture de la soupape de contournement 15 en régulant sur la vitesse de rotation souhaitée et prédéfinie du compresseur; la valeur réelle de la vitesse de rotation du compresseur se saisit à l'aide du capteur de vitesse de rotation 85 ou par modélisation. La valeur de consi- gne de la vitesse de rotation souhaitée du compresseur peut se définir comme décrit ci-dessus. On peut par exemple obtenir par application la vitesse de rotation souhaitée, prédéfinie du compresseur, par exemple en fonction de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne 1, c'est-à-dire par exemple en fonction des paramètres de fonctionne- ment, à savoir le régime du moteur et la charge du moteur 1; cette ap- plication se fait de façon que pour un état de fonctionnement correspondant du moteur à combustion interne 1 et de la vitesse de rotation prédéfinie souhaitée pour le compresseur, on évite tout pompage du compresseur. Après le point de programme 110 on passe au point de programme 115.

Au point de programme 115, la commande de moteur 45 détermine la valeur réelle qui s'établit en définitive pour la commande ou régulation du champ de caractéristiques au point de programme 110 pour la vitesse de rotation du compresseur. Ensuite, on passe au point de programme 120.

Au point de programme 120, la commande de moteur 45 vérifie si la dernière valeur à régler pour la vitesse de rotation du compresseur après le changement de charge négative est inférieure à la va-leur prédéfinie de la vitesse de rotation du compresseur. Si cela est le cas, on passe au point de programme 125. Dans le cas contraire, on quitte le programme.

Au point de programme 125, la commande de moteur 45 active tout d'abord la soupape d'évacuation 30 comme cela a été décrit dans le sens d'une augmentation de la puissance de la turbine pour augmenter la vitesse de rotation du compresseur. Pour cela, on réduit le degré d'ouverture de la soupape d'évacuation 30 pour augmenter le dé-bit massique des gaz d'échappement dans la turbine 55. Ensuite, on revient au point de programme 115.

Si lors du contrôle suivant, au point de programme 120, la valeur réelle de la vitesse de rotation du compresseur est toujours inférieure à la valeur prédéfinie pour la vitesse de rotation du compresseur, alors, lors de la dérivation suivante au point de programme 125 on commande de la manière décrite ci-dessus, le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi aussi le degré d'ouverture du volet d'étranglement 20 du compresseur par la commande de moteur 45 dans le sens d'une augmentation de la puissance de la turbine pour augmenter une nouvelle fois le régime de la turbine. Pour cela, on augmente le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 et aussi du volet d'étranglement 20 du compresseur comme cela a été décrit, pour aug- menter le débit d'air à travers le bloc moteur 65 et ainsi également à travers la turbine 55. Ensuite, on revient au point de programme 115.

A la place de la commande décrite ci-dessus de la sou-pape d'évacuation 30 ou du volet d'étranglement 25 du moteur et du volet d'étranglement 20 du compresseur, en s'appuyant sur le champ de caractéristiques pour influencer la puissance de la turbine, on peut également réaliser la boucle de programme constituée par les points de programme 115, 120, 125 sous la forme d'une régulation qui augmente par itération la puissance de la turbine 55 en commandant la soupape d'évacuation 30, le volet d'étranglement 25 du moteur et le volet d'étranglement 20 du compresseur jusqu'à ce que l'on soit à la vitesse de rotation prédéfinie du compresseur. Au point de programme 125 on peut également activer la commande de la soupape d'évacuation 30 qui augmente la puissance de la turbine, le volet d'étranglement 25 du mo- teur et le volet d'étranglement du compresseur 20, ensemble, c'est-à-dire simultanément. Dans le cas de la régulation décrite, le point de programme 125 peut par exemple actionner la soupape d'évacuation 30 dans son degré d'ouverture pour le modifier d'un incrément dans le sens de la fermeture. De façon correspondante, on peut augmenter le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et celui du vo-let d'étranglement 20 du compresseur au point de programme 125 chaque fois d'une valeur incrémentale. L'incrémentation décrite des organes d'actionnement 20, 25, 30 au point de programme 125 peut également se faire de manière alternative, c'est-à-dire que lors d'un par- cours du programme, au point de programme 125 on incrémente le de-gré d'ouverture de la soupape d'évacuation 30 dans le sens de la fermeture et lors d'un nouveau parcours du programme on incrémente le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et celui du volet d'étranglement 20 du compresseur dans le sens de l'ouverture. Le parcours alterné du programme sera répété jusqu'à ce que l'on ait atteint la vitesse de rotation prédéfinie du compresseur pour la vitesse réelle de la vitesse de rotation du compresseur.

Atteindre le point de programme 125 suppose que la commande de la soupape de contournement 15 passe seulement qu'après suivant la courbe caractéristique soit après un nombre maxi- mum prédéfini d'étapes de régulation, de compression par la valeur réelle du nombre de compresseurs au point de programme 110 n'a pas atteint le nombre prédéfini de tours Le programme selon la figure 2 peut ensuite être quitté et 5 être parcouru à intervalles réguliers de nouveau par la commande de moteur 45.

Lors de la variation de charge positive consécutive, on commande de nouveau le degré d'ouverture du volet d'étranglement 25 du moteur et ainsi celui du volet d'étranglement 20 du compresseur en fonction de la demande de couple responsable de la variation de charge positive, par exemple à cause d'un nouvel actionnement de la pédale d'accélérateur de la commande de moteur 45 dans le sens d'une augmentation ou d'une amélioration, pour augmenter le débit d'air à travers le bloc moteur 65. En même temps, on peut actionner la soupape de contournement 15 par la commande de moteur 45 de nouveau dans le sens de la fermeture.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 ) Moteur à combustion interne (1) équipé d'un compresseur (5) installé dans sa conduite d'alimentation en air (10) pour comprimer l'air alimentant le moteur (1) ainsi qu'un premier organe de réglage (15) dans la conduite de dérivation (35) du compresseur (5) pour influencer le débit d'air traversant la dérivation (35), caractérisé par un second organe de réglage (20) installé dans l'alimentation en air (10) en amont du compresseur (5) pour influencer le débit d'air à travers cette conduite d'alimentation en air (10).

2 ) Moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une commande (45) équipant la commande d'un troisième organe de réglage (25) produit un changement de charge en aval du compresseur (5) pour influencer le débit d'air dans la conduite d'alimentation en air (10) et, dans le cadre de ce changement de charge la commande (45) commande également le second organe de réglage (20) dans le même sens que le troisième organe de réglage (25).

3 ) Moteur à combustion interne (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le cas d'un changement de charge négatif vers une charge plus faible, la commande (45) commande le second (20) et le troisième organe de réglage (25) dans le sens d'une réduction du débit d'air dans la conduite d'alimentation en air (10).

4 ) Moteur à combustion interne (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le cas d'un changement de charge négatif, la commande (45) commande le premier organe de réglage (15) dans le sens d'une augmentation du débit d'air à travers la dérivation (35).

5 ) Moteur à combustion interne (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que dans le cas d'un changement de charge négatif, la commande (45) commande le premier organe de réglage (15) en fonction de celle du second organe de réglage (20) et du troisième organe de réglage (25) pour que, d'une part, le compresseur (5) fonctionne en dessous de sa limite de pompage et que, d'autre part, la vitesse de rotation du compresseur ne passe pas en dessous d'une valeur prédéfinie.

6 ) Moteur à combustion interne (1) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu' une turbine (55) est installée dans la conduite des gaz d'échappement (50) du moteur à combustion interne (1) pour entraîner le compresseur (5) et, dans le cas du changement de charge négatif, la commande (45) agit sur un quatrième organe de réglage (30) pour influencer la puissance de la turbine dans le sens d'une augmentation de cette puissance.

7 ) Moteur à combustion interne (1) selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que dans le cas d'un changement de charge négatif, la commande (45) commande le second (20) et le troisième organe de réglage (25) en outre en fonction de la puissance à régler de la turbine (55) dans la conduite des gaz d'échappement (50) du moteur à combustion interne (1) entrai- nant le compresseur (5).

8 ) Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (1) selon le-quel l'air alimentant le moteur à combustion interne (1) est comprimé par un compresseur (5) installé dans la conduite d'alimentation en air (10) du moteur à combustion interne (1), le débit d'air étant influencé par une conduite de dérivation (35) con-tournant le compresseur (5) à l'aide d'un premier organe de réglage (15) installé dans la conduite de dérivation (35), caractérisé en ce que le débit d'air à travers la conduite d'alimentation en air (10) est influencé par un second organe (20) installé dans la conduite d'alimentation en air (10) en amont du compresseur (5).