PROCEDE DE COMMANDE D'UNE VANNE DANS UN BIPASSE D'UN TURBOCOMPRESSEUR, SUPPORT D'ENREGISTREMENT ET UNITE DE COMMANDE POUR CE PROCEDE ET VEHICULE EQUIPE DE CETTE UNITE [0001 ] L'invention concerne un procédé de commande d'une vanne placée dans un bipasse d'une turbine d'un turbocompresseur haute pression. L'invention concerne également une unité de commande de cette vanne, un support d'enregistrement pour mettre en oeuvre ce procédé et un véhicule équipé de l'unité de commande. [0002 ] L'architecture de moteur concernée est une architecture comprenant un moteur à turbocompresseurs étagés série. Un moteur à turbocompresseurs étagés série comprend des turbines montées en série dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement dans la ligne d'échappement de gaz brûlé. Chacune de ces turbines actionne un compresseur respectif monté dans la ligne d'admission d'air. Par exemple, l'architecture est une architecture bi-turbo série. [0003 ] Il existe des architecture bi-turbo série comprenant une vanne commandable haute pression placée dans un bipasse permettant de contourner une turbine à géométrie variable d'un turbocompresseur haute pression dans une architecture de moteur comprenant le turbocompresseur haute pression raccordé fluidiquement en série avec un turbocompresseur basse pression. La vanne haute pression est déplaçable en réponse à un signal de commande entre deux positions extrêmes correspondant, respectivement, à une position fermée et à une position ouverte, [0004 ] Dans la suite de ce mémoire, nous définissons par turbocompresseur haute pression est un turbocompresseur dont la turbine est située en amont de la turbine d'un turbocompresseur basse pression par rapport au sens d'écoulement des gaz dans les turbines. Ainsi, les termes haute et basse pressions attachés aux turbocompresseurs expriment l'idée selon laquelle le turbocompresseur haute pression reçoit une pression de gaz d'échappement supérieure à la pression des gaz d'échappement reçue par le turbocompresseur basse pression qui est situé en aval du turbocompresseur haute pression. [0005 ] Une turbine dite basse pression est turbine appartenant au turbocompresseur dit basse pression et la turbine haute pression est la turbine appartenant au turbocompresseur haute pression. Le compresseur dit basse pression est le compresseur appartenant au turbocompresseur basse pression et le compresseur haute pression est le compresseur appartenant au turbocompresseur haute pression. Enfin, le terme pression de suralimentation désigne la pression dans le collecteur d'admission du moteur à combustion. [0006] Des procédés connus de commande de la vanne haute pression comportent l'envoi de signaux de commande à la vanne haute pression pour contrôler le débit des gaz d'échappement dans le bipasse. [0007] Ces procédés de commande sont par exemple connus de la demande de brevet FR2 901 844. [0008] Dans les architectures de moteur bi-turbo série connues, la vanne placée dans le bipasse est une vanne proportionnelle. Une vanne proportionnelle est une vanne qui permet de régler le débit des gaz d'échappement traversan': le bipasse à des valeurs intermédiaires entre celles correspondant aux deux positions extrêmes c'est-à-dire ouverte et fermée. [0009) Dans les procédés connus, les signaux de commande envoyés à la vanne comportent des instructions pour déplacer et maintenir cette vanne dans des positions intermédiaires situées entre les deux positions extrêmes. Ces positions intermédiaires permettent en particulier de maintenir un débit de gaz d'échappement suffisant pour entraîner à la fois la turbine basse pression et la turbine haute pression. [0010 Cette vanne proportionnelle haute pression permet, en dérivant une partie des gaz d'échappement, d'empêcher que le débit des gaz d'échappement qui traversent la turbine haute pression soit trop important et risque d'endommager cette turbine. [0011 ] Ces positions intermédiaires de la vanne proportionnelle sont en particulier utilisées lors de transition entre un mode bi-turbo dans lequel à la fois les turbocompresseurs haute pression et basse pression sont utilisés pour obtenir la pression de suralimentation demandée, et un mode mono-turbo dans lequel seul le turbocompresseur basse pression est utilisé pour obtenir la pression de suralimentation demandée. [0012] Le mode bi-turbo est généralement utilisé lorsque le régime du moteur est bas, 30 c'est-à-dire par exemple inférieur à 2 000 tours/minute. En effet, dans ce cas, le débit des gaz d'échappement est insuffisant pour communiquer assez d'énergie à la turbine du turbocompresseur basse pression pour que celui-ci puisse produire à lui seul la pression de suralimentation demandée. La turbine du turbocompresseur haute pression est alors conçue et utilisée pour être entraînée par un débit de gaz d'échappement plus faible, ce qui permet, en fin de compte, d'obtenir la pression de suralimentation demandée. [0013] A l'inverse, le mode mono-turbo est généralement utilisé lorsque le régime du moteur est élevé, c'est-à-dire supérieur à 2 000 tours/rninute et de préférence supérieur à 2 500 tours/minute. Dans ce cas, le débit des gaz d'échappement est suffisant pour communiquer assez d'énergie à la turbine du turbocompresseur basse pression pour qu'à lui seul il puisse produire la pression de suralimentation demandée. [0014 1 Lorsque le débit des gaz d'échappement est élevé, le turbocompresseur haute pression est désactivé en faisant passer l'essentiel du flux des gaz d'échappement par le bipasse. Ceci s'explique en outre du fait que le turbocompresseur haute pression entraîne une perte de charge supplémentaire inutile lorsque le turbocompresseur basse pression est capable à lui seul de produire la pression de suralimentation demandée, et que le turbocompresseur haute pression peut être endommagé par un débit de gaz d'échappement trop élevé. [0015 j Aujourd'hui, il est de plus en plus souvent proposé d'utiliser une turbine à 20 géométrie variable dans le turbocompresseur haute pression comme décrit, par exemple, dans la demande de brevet EP1 640 583. [00161 Dans ce contexte, l'invention vise à simplifier la commande de la vanne placée dans le bipasse de la turbine à géométrie variable du turbocompresseur haute pression. 25 [0017] Elle a donc pour objet un procédé de commande de cette vanne dans lequel les signaux de commande envoyés contiennent uniquement des instructions pour passer directement d'une position extrême à l'autre. [0018] Dans le procédé ci-dessus, la vanne placée dans le bipasse est uniquement commandée en tout-ou-rien. Cela simplifie le procédé de commande de cette vanne.
30 Cela permet également de simplifier la conception de la vanne puisque cette vanne, qui dans les architectures connues est une vanne proportionnelle, peut être remplacée par une vanne tout-ou-rien. [0019] Les modes de réalisation de ce procédé de commande peuvent comporter une ou plusieurs des variantes résumées ci-après. [0020] Dans une variante, le procédé comprend la commande de la géométrie de la turbine à géométrie variable du turbocompresseur haute pression pour accroître le débit des gaz d'échappement jusqu'à ce que ce débit soit suffisant pour que le turbocompresseur basse pression puisse produire une pression de suralimentation demandée sans utiliser le turbocompresseur haute pression. Ceci permet de simplifier la commande car il n'est pas nécessaire d'utiliser la vanne tant que le turbocompresseur haute pression est utilisé, [0021] Dans une variante, le procédé comprend la vérification de ce que le débit des gaz d'échappement traversant la turbine à géométrie variable est suffisant pour que le turbocompresseur basse pression puisse produire la pression de suralimentation demandée sans utiliser le turbocompresseur haute pression, et l'envoi d'un signal de commande de la vanne contenant uniquement une instruction pour déplacer la vanne de sa position fermée vers sa position ouverte en réponse à cette détection. [0022] Dans une variante, le procédé comprend le maintien de la vanne du bipasse dans sa position fermée tant que le turbocompresseur haul:e pression est utilisé pour produire la pression de suralimentation demandée. Cette variante permet de simplifier la commande du turbocompresseur. [0023] Dans une variante, le procédé comprend le maintien de la vanne dans sa position ouverte tant que la pression de suralimentation demandée peut être entièrement produite par le turbocompresseur basse pression, ce qui, avantageusement, permet de commuter directement entre le mode de fonctionnement bi-turbo vers le mode de fonctionnement mono-turbo [0024] Dans une variante, le procédé comprend l'arrêt de la commande de la géométrie de la turbine à géométrie variable du turbocompresseur haute pression dès que la vanne est dans sa position ouverte, ce qui, à nouveau, simplifie la commande du turbocompresseur haute pression. [0025 ] L'invention a également pour objet un support d'enregistrement d'informations contenant des instructions pour l'exécution du procédé de commande ci-dessus, lorsque ces instructions sont exécutées par un calculateur électronique. [0026] L'invention a également pour objet une unité de commande de la vanne apte à envoyer des signaux de commande de la vanne pour contrôler le débit des gaz d'échappement dans le bipasse, dans laquelle les signaux de commande envoyés contiennent uniquement des instructions pour passer directement d'une position extrême à l'autre.. [0027] L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une vanne commandable placée dans un bipasse permettant de contourner une turbine à géométrie variable d'un turbocompresseur haute pression dans une architecture de moteur comprenant le turbocompresseur haute pression raccordé fluidiquement en série avec un turbocompresseur basse pression, cette vanne étant déplaçable en réponse à un signal de commande entre deux positions extrêmes correspondant, respectivement, à une position fermée et à une position ouverte, caractérisé en ce que l'unité de commande de cette vanne est conforme à l'unité de commande définie précédemment. [0028] Dans une variante, la vanne commandable est une vanne tout-ou-rien. [0029] Dans une variante, le véhicule comprend un moteur à combustion équipé d'un turbocompresseur haute pression comportant une première turbine à géométrie variable, entrainant un compresseur haute pression, et un turbocompresseur basse pression comportant une seconde turbine disposée en aval de la première turbine par rapport au sens d'écoulement des gaz d'échappement et un compresseur basse pression disposé dans la ligne d'admission en amont du compresseur haute pression par rapport au sens d'écoulement de l'air, un bipasse permettant au gaz d'échappement de contourner la première turbine pour atteindre la seconde turbine, et la vanne commandable est placée dans le bipasse. [003o] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins 30 sur lesquels : • la figure 1 est une illustration schématique d'un véhicule équipé d'une architecture de moteur bi-turbo série, et • la figure 2 est un organigramme d'un procédé de commande de cette architecture de moteur. [0031] La figure 2 représente un véhicule 2 équipé d'un moteur à combustion 4. Le véhicule 2 est par exemple un véhicule automobile tel qu'une voiture. [0032] Le moteur 4 est équipé d'un collecteur 8 d'admission d'air et d'un collecteur 10 d'échappement. Le collecteur 10 collecte les gaz d'échappement issus des différentes 10 chambres de combustion du moteur 4. [0033] Ici, le moteur 4 est également équipé d'un circuit 12 de recirculation des gaz d'échappement. Par exemple, ce circuit 12 comprend un échangeur thermique 14 fluidiquement raccordé en série avec une vanne d'EGR (Exhaust Gaz Recirculation) 16. 15 [0034] Le collecteur 8 reçoit de l'air à injecter dans les chambres de combustion par l'intermédiaire d'une ligne d'admission 20 représentée ici par un simple trait. [0035] Le collecteur 10 évacue les gaz d'échappement vers l'extérieur par l'intermédiaire d'une ligne d'échappement 22 également représentée par un simple trait. 20 [0036] Dans la figure 1, les flèches A et E indiquent le sens de circulation, respectivement, de l'air et des gaz d'échappement dans les lignes 20 et 22. Dans chacune de ces lignes, l'amont et l'aval est défini par rapport à ce sens de circulation. [0037] Avant d'être admis dans le collecteur 8, l'air est refroidi à l'aide d'un échangeur thermique 24 monté sur la ligne d'admission 20. Ici, la pression de suralimentation 25 désigne la pression des gaz à l'intérieur du collecteur 8. [0038] De manière à obtenir cette pression de suralimentation supérieure à la pression atmosphérique, le véhicule 2 est équipé d'un turbocompresseur basse pression 26 et d'un turbocompresseur haute pression 28.5 [0039] Le turbocompresseur 26 comprend un compresseur 30 et une turbine 32. Le compresseur 30 est placé sur la ligne d'admission 20 de manière à augmenter la pression de l'air dans le collecteur 8. Ce compresseur 30 est actionné par la turbine 32 qui est placée dans la ligne 22 d'échappement. Ici, la turbine 32 est placée en amont d'un filtre 36 à particules. [0040 Un bipasse ou dérivation 38 permet à une partie des gaz d'échappement circulant dans la ligne 22 de contourner la turbine 32. Ce bipasse 38 est équipé d'une vanne proportionnelle 40 permettant de régler précisément le débit des gaz d'échappement dans le bipasse 38. La vanne 40 est commandable. On comprend qu'en ajustant le débit des gaz d'échappement dans le bipasse 38, on ajuste également le débit des gaz d'échappement qui entraînent en rotation la turbine 32. II est donc possible de régler la pression de suralimentation générée par le compresseur 30 en commandant la vanne 40. [0041] Le turbocompresseur 28 est également équipé d'un compresseur 42 et d'une turbine 44 à géométrie variable. Le compresseur 42 est placé en aval du compresseur 30 sur la ligne d'admission 20. La turbine 44 actionne le compresseur 42. La turbine 44 est placée en amont de la turbine 32 sur la ligne d'échappement 22. Typiquement, la taille de la turbine 44 est bien inférieure à la taille de la turbine 32 de sorte que la turbine 32 ne peut être correctement utilisée qu'à partir du moment où le débit des gaz d'échappement qui la traverse dépasse un seuil prédéterminé. [0042] Le compresseur 42 permet de comprimer encore plus l'air comprimé par le compresseur 30 de manière à obtenir la pression de suralimentation demandée dans le collecteur 8. [0043] La géométrie de la turbine 44 peut être modifiée à l'aide d'actionneurs commandables de manière à régler le débit maximal des gaz d'échappement traversant cette turbine 44. Ici, cette turbine 44 est déplaç:able entre une géométrie complètement repliée dans laquelle le débit des gaz d'échappement pouvant traverser cette turbine est minimal, et une géométrie déployée dans laquelle le débit des gaz d'échappement pouvant traverser cette turbine 44 est maximal. Ici, le débit maximal des gaz d'échappement traversant la turbine 44 lorsque celle-ci est dans sa géométrie déployée est suffisant pour communiquer assez d'énergie à la turbine 32 pour que le compresseur 30 puisse à lui seul créer et obtenir la pression de suralimentation demandée. [0044] Un bipasse 46 permet à l'air comprimé par le compresseur 30 de contourner le compresseur 42 avant d'être admis dans le collecteur 8. Ce bipasse 46 est équipé d'une vanne commandable 48. Par exemple, la vanne 48 est une vanne toute-ou-rien c'est-à-dire une vanne uniquement déplaçable entre deux positions extrêmes à savoir une position complètement fermée et une position complètement ouverte. Une vanne toute-ou-rien ne peut pas être maintenue dans une position intermédiaire entre ses deux positions extrêmes. [0045 ] Un bipasse 50 permet aux gaz d'échappement de contourner la turbine 44. Ici, ce bipasse 50 raccorde directement le collecteur 10 à l'entrée de la turbine 32. Le bipasse 50 est équipé d'une vanne tout-ou-rien commandable 52. Cette vanne 52 est uniquement déplaçable, en réponse à un signal de commande, entre deux positions extrêmes, à savoir une position fermée et une position ouverte. Dans la position fermée le débit des gaz d'échappement dans le bipasse 50 est nul. Dans la position ouverte, le débit des gaz d'échappement dans le bipasse 50 est maximal. [0046 ] Enfin, le véhicule est équipé d'une unité 60 de commande électronique des différents équipements décrits ci-dessus. Plus précisément, l'unité 60 est apte à commander les vannes 40, 48, 52 et la géométrie de la turbine 44. Ici, l'unité 60 commande ces différentes vannes et la turbine 44 de manière à obtenir une pression de suralimentation demandée à l'intérieur du collecteur 8. A cet effet, par exemple, l'unité 60 est raccordée à un capteur 62 de la pression de suralimentation à l'intérieur du collecteur 8. [0047] L'unité 60 est typiquement réalisée à l'aide d'un calculateur électronique programmable apte à exécuter des instructions enregistrées dans un support d'enregistrement d'informations. A cet effet, ici, l'unité 60 est raccordée à une mémoire 64 comportant des instructions pour l'exécution du procédé de la figure 2. [0048 ] Le fonctionnement du véhicule 2 va maintenant être décrit en regard du procédé de la figure 2. [0049] Initialement le régime du moteur 4 est bas et le moteur entre dans un mode de fonctionnement bi-turbo 68. Dans ces conditions, l'unité 60 envoie un signal de commande comportant des instructions de fermeture des vannes 40, 48 et 52. En réponse à ce signal de commande, les vannes 40, 48 et 52' se déplacent directement de leur position ouverte vers leur position fermée si cela n'avait pas déjà été fait. Ensuite, tant que le régime du moteur est bas, lors d'une étape 72, l'unité 60 maintient les vannes 40, 48 et 52 dans leur position fermée. [0050 ] En parallèle, lors d'une étape 74, l'unité 60 commande la géométrie de la turbine 44 de manière à ce que les compresseurs 42 et 30 génèrent la pression de 10 suralimentation demandée. [0051 ] Au fur et à mesure que le régime du moteur 2 croît, l'unité 60 commande la géométrie de la turbine 44 pour augmenter le débit des gaz d'échappement qui traverse la turbine 32. Tant que le débit des gaz d'échappement qui traverse la turbine 32 n'est pas suffisant pour que le turbocompresseur 26 puisse générer à lui seul la 15 pression de suralimentation demandée, les étapes 72 et 74 sont réitérées. [0052] Ainsi, dans ces conditions, l'unité 60 maintient le mode de fonctionnement biturbo. On rappelle que dans ce mode de fonctionnemert, les gaz d'échappement traversent la turbine 44 et l'entraînent donc en rotation puis traversent également la turbine 32 pour l'entraîner en rotation. Toutefois, l'énergie communiquée à la turbine 20 32 est insuffisante pour que le compresseur 30 à lui seul puisse directement générer la pression de suralimentation demandée. [0053] Lorsque le régime du moteur 4 est suffisamment élevé, c'est-à-dire qu'il correspond à un débit de gaz d'échappement dans la ligne 22 qui permet au turbocompresseur 26 de générer à lui seul la pression de suralimentation demandée, 25 alors l'unité 60 détecte cette situation. [0054] En réponse à la détection de cette situation, le mode de fonctionnement bi-turbo s'achève et un mode de fonctionnement 76 mono-turbo est déclenché. Dans le mode de fonctionnement 76, seul le turbocompresseur 26 est utilisé pour obtenir la pression de suralimentation demandée. [0055] Au début du mode 76, lors d'une étape 78, l'unité. 60 envoie un signal de commande d'ouverture des vannes 48 et 52. En réponse à ce signal de commande, les vannes 48 et 52 passent directement de leur position fermée à leur position ouverte sans s'arrêter dans aucune position intermédiaire. [0056] Ensuite, lors d'une étape 80, l'unité 60 maintient les vannes 48 et 52 dans leur position ouverte. En parallèle, lors d'une étape 82, l'unité 60 commande la vanne 40 pour régler le débit des gaz d'échappement qui traverse la turbine 32. Grâce à cela, l'unité 60 règle la pression de suralimentation produite par le compresseur 30. [0057] Les étapes 80 et 82 sont réitérées tant que le turbocompresseur 26 peut 10 produire à lui seul la pression de suralimentation demandée. Autrement dit, les étapes 80 et 82 sont réitérées tant que le régime du moteur 4 est suffisamment élevé. [0058] Pendant le mode de fonctionnement mono-turbo, le turbocompresseur 28 est inutilisé et la géométrie de la turbine 44 n'est pas commandée. En effet, les gaz d'échappement traversent essentiellement le bipasse 50 et non pas la turbine 44 de 15 sorte que la turbine 44 capte très peu d'énergie à partir des gaz d'échappement qui la traversent. Ainsi, le compresseur 42 est inutilisé lui aussi. De plus, pour ne pas créer une perte de charge inutile, l'air comprimé par le compresseur 30 traverse essentiellement le bipasse 46 avant d'atteindre le collecteur 8. [0059] Lorsque le régime du moteur diminue, le débit des gaz d'échappement dans la 20 ligne 22 diminue également. Lorsque ce débit devient insuffisant, pour que le turbocompresseur 26 puisse obtenir la pression de suralimentation demandée, l'unité 60 détecte cette situation. En réponse à cette détection, le procédé retourne automatiquement au mode de fonctionnement bi-turbo 68. [0060 ] De nombreuses autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, la 25 turbine 32 peut également être remplacée par une turbine à géométrie variable commandable par l'unité 60. Dans ce cas, la vanne 40 peut être omise ou simplifiée.