FR2937683A3 - Gaseous mixture supercharging method for e.g. petrol engine of motor vehicle, involves creating limited pressure of exhaust gas in upstream of turbine, if value of parameter of determined operating point is lower than threshold value - Google Patents

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Abstract

The method involves determining values of parameter of an operating point of an engine (12). A limited pressure of exhaust gas is created in an upstream of a turbine (17), if value of the parameter of a determined operating point is lower than threshold value, by closing an exhaust gas flow control unit (15) i.e. flap, in a downstream of the turbine so as to increase the pressure of exhaust gas contained between the turbine and the control unit. An independent claim is also included for a device for supercharging gaseous mixture of an engine of a motor vehicle comprising a creating unit.

Description

PROCEDE DE SURALIMENTATION EN MELANGE GAZEUX D'UN MOTEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE ET DISPOSITIF CORRESPONDANT. GAS MIXING PROCESS OF A MOTOR VEHICLE ENGINE AND CORRESPONDING DEVICE THEREOF.

La présente invention concerne le domaine de la motorisation a combustion interne, et plus précisément le domaine de la turbo compression. Le turbocompresseur est composé d'une turbine et d'un compresseur dans le but d'augmenter la quantité 10 d'air admise dans le moteur. La turbine est placée à la sortie du collecteur échappement et se trouve entraînée par les gaz d'échappement lorsque le débit est suffisant. Les gaz d'échappement entrainent alors la roue de la turbine qui, 15 reliée à la roue du compresseur, permet d'alimenter le moteur en air comprimé. En effet, le compresseur est monté sur le même axe que la turbine. Il comprime l'air qui entre dans le collecteur admission. 20 Or lors de la mise en route ou de la remise en route du turbo, par exemple lors d'une accélération après un freinage, il peut arriver que le turbo fonctionne au ralenti. En particulier sur des points de fonctionnement à faibles régimes moteurs, le débit des gaz d'échappement 25 est alors réduit, et il est nécessaire de relancer le turbo afin d'alimenter suffisamment le moteur en air pour développer l'énergie nécessaire à l'accélération désirée par le conducteur. Lors d'une demande d'accélération par le 30 conducteur, un turbo classique a un temps de réaction avant de pouvoir répondre à la demande d'air comprimé nécessaire pour développer l'énergie produite lors de l'explosion dans les cylindres du moteur, et qui entraine l'accélération du véhicule. Actuellement, les exigences en termes de brio des moteurs suralimentés par des turbocompresseurs, à géométrie fixe ou variable, sont croissantes. Ils sont tous les deux pilotés de façon à avoir un temps de réponse le plus rapide possible quel que soit le point de fonctionnement. Autrement dit, il est nécessaire de trouver une 10 énergie supplémentaire pour relancer la turbine ou le compresseur, reliés ensemble par un axe. A cette fin, il est connu le brevet FR2803628, dans lequel on met en oeuvre deux turbocompresseurs de tailles différentes. Le premier, de petite taille et donc 15 d'inertie plus faible, permet de suralimenter le moteur pendant les phases d'accélération, dans l'optique de réduire les temps de réponse aux accélérations demandées. Il est également connu le brevet FR2858656 décrivant un système à deux turbos étagés qui, selon 20 l'architecture employée, permettent d'optimiser l'utilisation des gaz d'échappements afin d'améliorer la compression d'air à l'admission pour répondre aux demandes de suralimentation. Cet art antérieur nécessite des systèmes équipés de 25 deux turbocompresseurs, ce qui implique des coûts supplémentaires. La présente invention vise à aboutir au même résultat avec un seul turbocompresseur. Aussi, selon un premier de ses objets, l'invention 30 concerne un procédé de suralimentation en mélange gazeux d'un moteur de véhicule automobile par un turbocompresseur muni d'une turbine et d'un compresseur reliés entre eux par un axe commun, la turbine étant disposée en sortie d'un collecteur d'échappement, le procédé comprenant des étapes consistant à déterminer la/les valeur(s) d'au moins un paramètre du point de fonctionnement du moteur. Selon l'invention, le procédé est essentiellement caractérisé en ce que si la valeur d'au moins un paramètre du point de fonctionnement déterminé est inférieure à une valeur seuil, alors le procédé comprend en outre une étape consistant à créer une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine. Avantageusement, la surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine comprend des étapes consistant à : - fermer (partiellement ou totalement) des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement en aval de la turbine, de sorte à augmenter la pression des gaz d'échappement compris entre la turbine et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement, - réinjecter en amont de la turbine une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en 25 outre une étape consistant à : - ouvrir (partiellement ou totalement) lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement en aval de la turbine, de sorte à diminuer la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine. 30 De préférence, l'étape de réinjection en amont de la turbine d'une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement est mise en oeuvre lorsque la pression ou le débit desdits gaz est supérieure à une valeur seuil. Selon un autre de ses objets, l'invention concerne également un dispositif de suralimentation en mélange gazeux d'un moteur de véhicule automobile par un turbocompresseur, susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, le dispositif comprenant : - un collecteur d'échappement, et - un turbocompresseur muni d'une turbine et d'un compresseur reliés entre eux par un axe commun, la turbine étant disposée en sortie dudit collecteur d'échappement. Selon l'invention, le dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour créer une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine. Avantageusement, les moyens pour créer une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de 20 la turbine comprennent : - des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement en aval de la turbine, - des moyens pour réinjecter en amont de la turbine une partie au moins des gaz d'échappement compris entre 25 la turbine et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement, - des moyens de contrôle desdits moyens de réinjection en amont de la turbine d'une partie au moins des gaz d'échappement, configurés pour réinjecter une 30 partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement lorsque la pression ou le débit desdits gaz est supérieure à une valeur seuil respective. De préférence, lesdits moyens pour réinjecter en amont de la turbine une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement, et lesdits moyens de contrôle desdits moyens de réinjection sont pilotés par une unité de contrôle électronique (ECU) du moteur. The present invention relates to the field of internal combustion engines, and more specifically the field of turbo compression. The turbocharger is composed of a turbine and a compressor in order to increase the amount of air admitted into the engine. The turbine is placed at the outlet of the exhaust manifold and is driven by the exhaust gas when the flow is sufficient. The exhaust gases then drive the turbine wheel which, connected to the compressor wheel, supplies the engine with compressed air. Indeed, the compressor is mounted on the same axis as the turbine. It compresses the air that enters the intake manifold. When starting or restarting the turbo, for example during an acceleration after a braking, it may happen that the turbo is idling. In particular on points of operation at low engine speeds, the exhaust gas flow rate is then reduced, and it is necessary to restart the turbo in order to sufficiently supply the engine with air to develop the energy required by the engine. acceleration desired by the driver. During a request for acceleration by the driver, a conventional turbo has a reaction time before being able to meet the demand for compressed air necessary to develop the energy produced during the explosion in the engine cylinders. and which causes the acceleration of the vehicle. Currently, the requirements in terms of brio supercharged engines by turbochargers, fixed or variable geometry, are increasing. They are both controlled so as to have the fastest response time possible regardless of the operating point. In other words, it is necessary to find additional energy to restart the turbine or compressor, connected together by an axis. For this purpose, it is known patent FR2803628, in which it implements two turbochargers of different sizes. The first, of small size and therefore of lower inertia, allows the engine to be supercharged during the acceleration phases, with the aim of reducing the response times to the requested accelerations. It is also known from patent FR2858656 describing a system with two stepped turbos which, according to the architecture employed, make it possible to optimize the use of the exhaust gases in order to improve the intake air compression to meet to the demands of overeating. This prior art requires systems equipped with two turbochargers, which entails additional costs. The present invention aims to achieve the same result with a single turbocharger. Also, according to a first of its objects, the invention relates to a method of supercharging gaseous mixture of a motor vehicle engine by a turbocharger provided with a turbine and a compressor connected to each other by a common axis, the turbine being disposed at the outlet of an exhaust manifold, the method comprising steps of determining the value (s) of at least one parameter of the operating point of the engine. According to the invention, the method is essentially characterized in that if the value of at least one parameter of the determined operating point is lower than a threshold value, then the method further comprises a step of creating a point overpressure of the gases exhaust upstream of the turbine. Advantageously, the point overpressure of the exhaust gas upstream of the turbine comprises the steps of: - closing (partially or totally) means for controlling the flow of the exhaust gas downstream of the turbine, so as to increase the exhaust gas pressure between the turbine and said exhaust gas flow control means, - reinjecting upstream of the turbine at least part of the exhaust gas between the turbine and said flow control means exhaust gas. In one embodiment, the method further comprises a step of: - opening (partially or completely) said exhaust gas flow control means downstream of the turbine, so as to reduce the pressure of the exhaust gases; exhaust upstream of the turbine. Preferably, the step of reinjection upstream of the turbine of at least a portion of the exhaust gases between the turbine and said exhaust gas flow control means is implemented when the pressure or the flow rate of said gases is greater than a threshold value. According to another of its objects, the invention also relates to a turbocharger supercharging device of a motor vehicle engine capable of implementing the method according to the invention, the device comprising: a collector exhaust, and - a turbocharger provided with a turbine and a compressor interconnected by a common axis, the turbine being disposed at the outlet of said exhaust manifold. According to the invention, the device is essentially characterized in that it further comprises means for creating a point overpressure of the exhaust gas upstream of the turbine. Advantageously, the means for creating a point overpressure of the exhaust gases upstream of the turbine comprise: means for controlling the flow of the exhaust gases downstream of the turbine; means for reinjecting upstream of the turbine; at least a portion of the exhaust gases between the turbine and said exhaust gas flow control means; means for controlling said reinjection means upstream of the turbine of at least a portion of the exhaust gases; exhaust, configured to reinject at least a portion of the exhaust gas between the turbine and said exhaust gas flow control means when the pressure or flow rate of said gases is greater than a respective threshold value. Preferably, said means for reinjecting upstream of the turbine at least part of the exhaust gas between the turbine and said exhaust gas flow control means, and said control means of said reinjection means are controlled by an electronic control unit (ECU) of the engine.

Dans un mode de réalisation, l'ouverture des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement en aval de la turbine est pilotée par une mesure de la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine. Dans un mode de réalisation, le taux d'ouverture et/ou de fermeture en fonction du temps des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement en aval de la turbine est une fonction stockée dans une mémoire, optionnellement dépendante du point de fonctionnement du moteur. In one embodiment, the opening of the exhaust gas flow control means downstream of the turbine is controlled by a measurement of the pressure of the exhaust gas upstream of the turbine. In one embodiment, the rate of opening and / or closing as a function of time of the means for controlling the flow of the exhaust gas downstream of the turbine is a function stored in a memory, optionally dependent on the operating point. of the motor.

Enfin, l'invention concerne également un véhicule automobile équipé du dispositif selon l'invention. L'invention peut être mise en oeuvre pour les moteurs équipés de turbocompresseur à soupape de décharge (turbo à géométrie fixe) ou ailettes (turbo à géométrie 25 variable). Elle peut être mise en oeuvre pour tous moteurs à combustion interne (essence ou diesel) avec un turbocompresseur pour suralimenter ledit moteur. Grâce à l'invention, la roue de la turbine d'un 30 turbocompresseur peut être relancée lorsque celle-ci se trouve pourtant dans des niveaux de régimes faibles. Finally, the invention also relates to a motor vehicle equipped with the device according to the invention. The invention can be implemented for engines equipped with turbocharger discharge valve (turbo fixed geometry) or fins (turbo variable geometry). It can be implemented for all internal combustion engines (gasoline or diesel) with a turbocharger for supercharging said engine. Thanks to the invention, the turbine wheel of a turbocharger can be restarted when it is nevertheless in low speed levels.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre un véhicule équipé d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, et - la figure 2A illustre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans un état de fonctionnement, - la figure 2B illustre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans un autre état de fonctionnement, - la figure 2C illustre un mode de réalisation du 15 dispositif selon l'invention dans un autre état de fonctionnement, - la figure 3 illustre un mode de réalisation d'une fonction de fermeture des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement en aval de la turbine selon 20 l'invention, et - la figure 4 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention. Comme illustré la figure 1, un véhicule 1 est équipé d'un moteur 12 et d'un mode de réalisation du 25 dispositif selon l'invention. L'air frais, symbolisé par une flèche pleine, arrive au moteur 12 par un collecteur d'admission 10. Les gaz d'échappement, symbolisés par une autre flèche pleine, en ressortent par un collecteur d'échappement 16. 30 Le moteur est équipé d'un unique turbocompresseur muni d'une turbine 17 et d'un compresseur 11 reliés entre eux par un axe commun. Le compresseur 11 comprime l'air qui entre dans le collecteur admission 10. La turbine 17 est disposée en sortie du moteur 12 sur le collecteur d'échappement 16. Other features and advantages of the present invention will emerge more clearly on reading the following description given by way of illustrative and nonlimiting example and with reference to the appended figures in which: FIG. 1 illustrates a vehicle equipped with an embodiment of the device according to the invention, and - Figure 2A illustrates an embodiment of the device according to the invention in an operating state, - Figure 2B illustrates an embodiment of the device according to the invention in a Another state of operation; FIG. 2C illustrates an embodiment of the device according to the invention in another operating state; FIG. 3 illustrates an embodiment of a closure function of the means for controlling the flow rate of exhaust gas downstream of the turbine according to the invention, and - Figure 4 illustrates an embodiment of the method according to the invention. As illustrated in FIG. 1, a vehicle 1 is equipped with a motor 12 and an embodiment of the device according to the invention. The fresh air, symbolized by a solid arrow, arrives at the engine 12 by an intake manifold 10. The exhaust gases, symbolized by another solid arrow, emerge through an exhaust manifold 16. The engine is equipped with a single turbocharger provided with a turbine 17 and a compressor 11 interconnected by a common axis. The compressor 11 compresses the air that enters the intake manifold 10. The turbine 17 is disposed at the outlet of the engine 12 on the exhaust manifold 16.

Le dispositif selon l'invention comprend des moyens 21 pour créer une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine 17. Les moyens 21 pour créer une surpression ponctuelle comprennent des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement 15 en aval de la turbine 17, en l'espèce un volet 15, piloté par une unité de contrôle électronique ECU du véhicule 1, dont le fonctionnement est décrit ultérieurement. En outre, les moyens 21 pour créer une surpression ponctuelle comprennent des moyens 14 pour réinjecter en amont de la turbine 17 une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine 17 et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement 15. En l'espèce les moyens de réinjection sont une conduite de by-pass 14 de la turbine 17, permettant le passage des gaz d'échappement entre l'aval et l'amont de la turbine 17. Les moyens 21 pour créer une surpression ponctuelle comprennent aussi des moyens de contrôle 13 desdits moyens de réinjection 14 en amont de la turbine 17 d'une partie au moins des gaz d'échappement, en l'espèce un clapet 13, disposé dans la conduite de by-pass 14. Le clapet 13 est configuré pour réinjecter une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine 17 et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement 15 lorsque la pression desdits gaz est supérieure à une valeur seuil Papt th ou lorsque le débit desdits gaz est supérieur à une valeur seuil respective Dapt th. En l'espèce, le clapet 13 est piloté par une unité de contrôle électronique ECU du moteur. Le dispositif comprend également des moyens 19 de mesure de la pression Pavt des gaz d'échappement en amont de la turbine 17, en l'espèce un capteur de pression instantanée. On peut prévoir également des moyens 20 de mesure de la pression Papt des gaz d'échappement en aval de la turbine 17 et en amont du volet 15, en l'espèce un autre capteur de pression instantanée, permettant de piloter par exemple via l'ECU l'ouverture/fermeture du volet 15 et/ou du clapet 13. L'invention est illustrée sur le plan fonctionnel 15 aux figures 2A, 2B et 2C. Une première étape 100 (figure 4) consiste à déterminer la/les valeur(s) d'au moins un paramètre du point de fonctionnement du moteur, en l'espèce le régime moteur N. 20 Pour la clarté de la présente description, on ne décrira ici comme paramètre du point de fonctionnement du moteur que le régime moteur N. D'autres paramètres peuvent être pris en compte, par exemple tels que le rapport de boîte engagé, la vitesse du véhicule, la 25 température, la quantité d'oxygène, etc. Une autre étape 110 (figure 4) consiste à déterminer si la valeur d'au moins un paramètre du point de fonctionnement déterminé est inférieure à une valeur seuil, en l'espèce à déterminer si le régime moteur N est 30 inférieur à une valeur seuil N th (la valeur seuil pouvant être constante ou dépendre de la valeur d'autres paramètres du point de fonctionnement). The device according to the invention comprises means 21 for creating a point overpressure of the exhaust gases upstream of the turbine 17. The means 21 for creating a point overpressure comprise means for controlling the flow of the exhaust gases downstream. turbine 17, in this case a flap 15, controlled by an ECU electronic control unit of the vehicle 1, whose operation is described later. In addition, the means 21 for creating a point overpressure comprise means 14 for reinjecting upstream of the turbine 17 at least part of the exhaust gas between the turbine 17 and said exhaust gas flow control means 15. In this case the reinjection means are a bypass line 14 of the turbine 17, allowing the passage of the exhaust gas between the downstream and the upstream of the turbine 17. The means 21 to create an overpressure also include control means 13 of said reinjection means 14 upstream of the turbine 17 of at least a portion of the exhaust gas, in this case a valve 13 disposed in the bypass line 14. The valve 13 is configured to reinject at least a portion of the exhaust gas between the turbine 17 and said exhaust gas flow control means 15 when the pressure of said gas is greater than a threshold value Papt th or when the flowsaid gas is greater than a respective threshold value Dapt th. In this case, the valve 13 is controlled by an ECU electronic control unit of the engine. The device also comprises means 19 for measuring the pressure Pavt of the exhaust gas upstream of the turbine 17, in this case an instantaneous pressure sensor. It is also possible to provide means 20 for measuring the pressure Papt of the exhaust gases downstream of the turbine 17 and upstream of the flap 15, in this case another instantaneous pressure sensor, making it possible to control, for example, via the ECU the opening / closing of the flap 15 and / or the valve 13. The invention is illustrated functionally in Figures 2A, 2B and 2C. A first step 100 (FIG. 4) consists of determining the value (s) of at least one parameter of the operating point of the engine, in this case the engine speed N. For the sake of clarity of the present description, will be described here as a parameter of the operating point of the engine that the engine speed N. Other parameters can be taken into account, for example such as gearbox engaged, the speed of the vehicle, the temperature, the amount of oxygen, etc. Another step 110 (FIG. 4) consists in determining whether the value of at least one parameter of the determined operating point is less than a threshold value, in this case to determine whether the engine speed N is lower than a threshold value. N th (the threshold value can be constant or depend on the value of other operating point parameters).

Si la valeur du paramètre N du point de fonctionnement déterminé est supérieure à celle de la valeur seuil N th, alors on considère que le véhicule est en fonctionnement normal du moteur et du turbo, c'est-à- dire qu'il n'est pas nécessaire de relancer la roue de la turbine 17, le volet 15 est complètement ouvert et le clapet 13 du conduit de by-pass 14 est fermé (figure 2A), et le procédé selon l'invention revient à l'étape précédente 100. If the value of the parameter N of the operating point determined is greater than that of the threshold value N th, then it is considered that the vehicle is in normal operation of the engine and the turbo, that is to say that it it is not necessary to restart the wheel of the turbine 17, the flap 15 is completely open and the valve 13 of the bypass duct 14 is closed (Figure 2A), and the method according to the invention returns to the previous step 100 .

Si la valeur du paramètre N du point de fonctionnement déterminé est inférieure à celle de la valeur seuil N th, alors on considère qu'il est maintenant nécessaire de relancer le turbo, en l'espèce de créer une surpression ponctuelle 120 des gaz d'échappement en amont de la turbine 17, en relançant la turbine 17. A cet effet, une étape 130 consiste à fermer (partiellement ou totalement) les moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement 15 en aval de la turbine, de sorte à augmenter la pression des gaz d'échappement compris entre la turbine 17 et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement 15. Cette fermeture du volet 15, pilotée par l'ECU, permet d'accumuler de l'énergie qui, par la suite, permettra de relancer la turbine 17 et donc le compresseur 11 auquel elle est liée par l'axe commun. Le volet 15 n'est pas nécessairement totalement fermé, en fait la mise en oeuvre du procédé selon l'invention dépend non pas tant de la valeur de la pression seuil donnée Papt th que l'on souhaite obtenir en aval de la turbine 17, mais plutôt du temps nécessaire pour atteindre cette pression, donc du débit des gaz d'échappement. C'est-à-dire que si le débit est élevé, le temps pour atteindre cette pression seuil donnée Papt th est plus court que si ce même débit était faible. Comme illustré figure 2B, une fois le volet 15 fermé (partiellement ou totalement), la turbine 17, grâce à son inertie, continue de tourner et évacue les gaz d'échappement générés par le moteur dans le conduit d'échappement 16. Ainsi le débit en aval de la turbine 17 diminue, et la pression en aval de la turbine 17, nommée Papt, augmente. Lorsque la pression ou le débit desdits gaz entre la turbine 17 et le volet 15 est supérieure à une valeur seuil respective Papt th, Dapt th, une étape suivante 140 consiste à réinjecter en amont de la turbine 17 une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine 17 et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement 15. La comparaison de la pression ou du débit à une valeur seuil respective peut être mise en oeuvre par une mesure, par exemple par des moyens 20 de mesure de la pression Papt des gaz d'échappement en aval de la turbine 17, respectivement avec un débitmètre, et par comparaison avec une valeur seuil enregistrée dans une mémoire pour piloter par l'ECU l'ouverture du clapet 13. If the value of the parameter N of the operating point determined is lower than that of the threshold value N th, then it is considered that it is now necessary to restart the turbo, in this case to create a specific overpressure 120 of the gases of exhaust upstream of the turbine 17, by restarting the turbine 17. For this purpose, a step 130 consists in closing (partially or completely) the exhaust gas flow control means 15 downstream of the turbine, so that increase the pressure of the exhaust gas between the turbine 17 and said exhaust gas flow control means 15. This closure of the flap 15, driven by the ECU, can accumulate energy which, by following, will revive the turbine 17 and therefore the compressor 11 which it is linked by the common axis. The shutter 15 is not necessarily completely closed, in fact the implementation of the method according to the invention depends not so much on the value of the given threshold pressure Papt th that it is desired to obtain downstream of the turbine 17, but rather the time needed to reach this pressure, therefore the flow of the exhaust gas. That is, if the flow rate is high, the time to reach this given threshold pressure Papt th is shorter than if this same flow rate was low. As illustrated in FIG. 2B, once the flap 15 has been closed (partially or totally), the turbine 17, thanks to its inertia, continues to rotate and evacuates the exhaust gases generated by the engine in the exhaust duct 16. flow downstream of the turbine 17 decreases, and the pressure downstream of the turbine 17, called Papt, increases. When the pressure or the flow rate of said gases between the turbine 17 and the flap 15 is greater than a respective threshold value Papt th, Dapt th, a following step 140 consists in reinjecting upstream of the turbine 17 at least a portion of the gases of exhaust between the turbine 17 and said exhaust gas flow control means 15. The comparison of the pressure or the flow rate with a respective threshold value can be carried out by a measurement, for example by means of measuring the pressure Papt exhaust gas downstream of the turbine 17, respectively with a flow meter, and by comparison with a threshold value stored in a memory for controlling by the ECU the opening of the valve 13.

Alternativement, comme illustré aux figures 2B, et 2C, on peut ne pas mettre en oeuvre de mesure : la valeur seuil est alors définie par le tarage du clapet 13 (par exemple par la constante de raideur du ressort). Lors de cette étape de réinjection 140, la pression Papt est supérieure ou égale à la pression seuil Papt th, mais inférieure à la pression Pavt en amont de la turbine 17. Alternatively, as illustrated in FIGS. 2B and 2C, measurement can not be implemented: the threshold value is then defined by the calibration of the valve 13 (for example by the stiffness constant of the spring). During this reinjection step 140, the pressure Papt is greater than or equal to the threshold pressure Papt th, but lower than the pressure Pavt upstream of the turbine 17.

Cette pression Papt étant supérieure à la raideur du clapet 13, celui-ci s'ouvre et renvoie alors en amont de la turbine 17, le débit qui était accumulé en aval de ladite turbine 17 (figure 2C), ladite pression en aval Papt étant obligatoirement supérieure à la pression en amont Pavt de la turbine 17, afin de permettre le retour des gaz d'échappement en amont de la turbine 17 par le conduit 14. Une fois l'étape de réinjection effectuée, une étape suivant 150 consiste à ouvrir le volet 15 afin de libérer le débit moteur accumulé en amont de la turbine (Pavt + Papt) et de revenir en configuration initiale 100 (figure 4). Par cette réouverture 150 du volet 15, le débit emmagasiné par la fermeture préalable dudit volet 15 est relâché et la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine 17 diminue. Grâce à l'invention, on créé ainsi une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine 17, et un décalage de pression ente l'amont et l'aval de la turbine 17, ce qui, à la réouverture 150 génère un emballement ponctuel de la turbine 17, donc du compresseur 11. Par conséquent, on génère ainsi une augmentation de la quantité d'air comprimé à l'admission du moteur 12, ce qui permet de répondre à la demande d'accélération faite par le conducteur, alors que le niveau de régime moteur N était faible. Avantageusement dans le mode de réalisation illustré aux figures 2, lors de la réouverture 150 du volet 15, la pression en aval de la turbine 17 diminue et redevient inférieure à la raideur du clapet 13, ce qui provoque la fermeture de celui-ci. Le système (moteur et dispositif) revient par la suite progressivement au mode de fonctionnement normal représenté par la figure 2A. De préférence, un capteur 19 est placé en amont de la turbine 17 et est utilisé en temps réel pour connaître la pression à tout instant et utiliser cette donnée afin de piloter l'ouverture du volet 15 via l'ECU. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits. This pressure Papt being greater than the stiffness of the valve 13, it opens and then returns upstream of the turbine 17, the flow that was accumulated downstream of said turbine 17 (Figure 2C), said downstream pressure Papt being it must be greater than the upstream pressure Pavt of the turbine 17, in order to allow the return of the exhaust gases upstream of the turbine 17 via the conduit 14. Once the reinjection step has been carried out, a next step 150 consists in opening the flap 15 to release the engine flow accumulated upstream of the turbine (Pavt + Papt) and return to initial configuration 100 (Figure 4). By this reopening 150 of the flap 15, the flow rate stored by the prior closure of said flap 15 is released and the pressure of the exhaust gas upstream of the turbine 17 decreases. Thanks to the invention, this creates a specific overpressure of the exhaust gas upstream of the turbine 17, and a pressure offset between upstream and downstream of the turbine 17, which, when reopened 150 generates a punctual runaway turbine 17, therefore the compressor 11. Therefore, it generates an increase in the amount of compressed air to the inlet of the engine 12, which allows to meet the demand for acceleration made by the driver, while the engine speed level N was low. Advantageously in the embodiment illustrated in FIGS. 2, during the reopening 150 of the shutter 15, the pressure downstream of the turbine 17 decreases and becomes smaller than the stiffness of the valve 13, which causes the closure thereof. The system (motor and device) progressively returns to the normal operating mode shown in FIG. 2A. Preferably, a sensor 19 is placed upstream of the turbine 17 and is used in real time to know the pressure at any time and use this data to control the opening of the flap 15 via the ECU. The invention is not limited to the previously described embodiments.

On peut prévoir d'équiper le véhicule 1 d'un dispositif de recyclage des gaz d'échappement, ou EGR, comprenant notamment une vanne EGR 18. Un échangeur RAS peut également être placé entre le compresseur 11 et le collecteur admission pour refroidir 15 l'air sortant du compresseur. Un actionneur est utilisé pour piloter l'ouverture et la fermeture de la soupape ou des ailettes du turbo. Le signal de commande de l'actionneur est fourni par l'ECU et permet d'asservir la pression dans le collecteur 20 d'admission. La consigne de pression dans le collecteur est calculée par l'ECU. La pression dans le collecteur d'admission 10 est mesurée via un capteur placé sur le collecteur admission. Selon l'invention, le taux d'ouverture et/ou de 25 fermeture en fonction du temps des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement 15 en aval de la turbine 17 est une fonction stockée dans une mémoire, optionnellement dépendante du point de fonctionnement du moteur. 30 De préférence, la fermeture du volet 15 est la plus rapide possible. Provision may be made to equip the vehicle 1 with an exhaust gas recirculation device, or EGR, comprising in particular an EGR valve 18. A RAS exchanger may also be placed between the compressor 11 and the intake manifold for cooling 15 l. air coming out of the compressor. An actuator is used to control the opening and closing of the valve or the blades of the turbo. The control signal of the actuator is provided by the ECU and serves to slave the pressure in the intake manifold. The pressure setpoint in the manifold is calculated by the ECU. The pressure in the intake manifold 10 is measured via a sensor placed on the intake manifold. According to the invention, the rate of opening and / or closing as a function of time of the exhaust gas flow control means 15 downstream of the turbine 17 is a function stored in a memory, optionally depending on the point engine operation. Preferably, the flap 15 is closed as quickly as possible.

En effet, le débit en aval de la turbine 17 diminue considérablement après la fermeture du volet 15, et si le temps de fermeture est trop long, le régime du turbo diminue et l'énergie alors récupérée par le by-pass ne sert alors qu'à relancer le turbo pour qu'il retrouve (ou essaye de retrouver) son régime précédent : le système aura donc été inutile dans ce cas. De plus, le conducteur aura observé une baisse de régime au moment où lui souhaite une accélération. Cette situation est à proscrire, et il est nécessaire de définir un temps de fermeture suffisamment court pour qu'aucune baisse du régime turbo n'ait lieu, en l'espèce de l'ordre de grandeur du dixième de seconde. Pour la réouverture, il est souhaitable de définir une stratégie de réouverture dudit volet 15, car si celle-ci est trop brutale, l'agrément de conduite s'en trouve diminué. On peut envisager par exemple d'ouvrir le volet 15 par palier et/ou réguler une ouverture progressive de celui-ci. Indeed, the flow rate downstream of the turbine 17 decreases considerably after closing the shutter 15, and if the closing time is too long, the turbo speed decreases and the energy then recovered by the bypass is then only used to restart the turbo so that it finds (or tries to find) its previous regime: the system will have been useless in this case. In addition, the driver will have observed a decrease in speed when he wants an acceleration. This situation is to be avoided, and it is necessary to define a closure time sufficiently short that no decrease in the turbo regime takes place, in this case of the order of magnitude of the tenth of a second. For reopening, it is desirable to define a strategy of reopening said flap 15, because if it is too brutal, driving pleasure is reduced. For example, it is conceivable to open the shutter 15 in steps and / or to regulate a progressive opening thereof.

Un exemple de fonction de réouverture est illustrée figure 3, qui représente le taux de fermeture F% du volet 15 en fonction du temps t. Dans un premier temps, le volet est fermé. Puis, à un temps donné t ref, le volet 15 est subitement ouvert à un taux donné F ref à partir duquel le volet est ouvert alors progressivement et linéairement jusqu'à son ouverture totale. D'autres fonctions linéaires ou non sont envisageables comme stratégie de réouverture. An example of a reopening function is illustrated in FIG. 3, which represents the closure rate F% of the flap 15 as a function of time t. At first, the shutter is closed. Then, at a given time t ref, the flap 15 is suddenly open at a given rate F ref from which the flap is then open gradually and linearly until it is fully open. Other linear or non-linear functions can be considered as a reopening strategy.

De préférence, on optimise les dimensions du système constitué par le moteur 12 et le dispositif. A cet effet, il peut être nécessaire de réduire au mieux les distances d'arrivée et de sortie du conduit 14 par rapport à la turbine 17 afin de gagner en réactivité et dissipation thermique dudit système. On optimise également le conduit 14 lui-même afin de limiter les pertes de charges lors de la circulation des gaz d'échappement accumulés en aval de la turbine 17. La position du volet 15 peut aussi avoir son importance afin d'optimiser le volume de détente des gaz d'échappement. Preferably, the dimensions of the system constituted by the motor 12 and the device are optimized. For this purpose, it may be necessary to minimize the arrival and exit distances of the conduit 14 relative to the turbine 17 in order to gain reactivity and heat dissipation of said system. The duct 14 itself is also optimized in order to limit the pressure losses during the circulation of the exhaust gas accumulated downstream of the turbine 17. The position of the shutter 15 can also be important in order to optimize the volume of the exhaust gas. expansion of the exhaust gases.

Le tarage du clapet 13 est définit par exemple en fonction des caractéristiques du moteur (cylindrée). Le volet 15 étant proche de la turbine 17, il est nécessaire que celui-ci soit conçu dans un matériau résistant à de fortes températures. The calibration of the valve 13 is defined for example according to the characteristics of the engine (displacement). The flap 15 is close to the turbine 17, it is necessary that it is designed in a material resistant to high temperatures.

L'électronique de commande du volet 15 peut être déportée via une rallonge d'axe faisant office de pont thermique afin de réduire la sollicitation thermique de cette commande. Pour que le dispositif selon l'invention fonctionne avec un temps de réponse minimum, il faut que le débit des gaz d'échappement traversant la turbine 17 soit suffisant. En effet, si ce débit est trop faible, le dispositif risque de ne pas être en mesure de relancer le turbo car, en voulant accumuler les gaz en aval de la turbine 17, il risquerait de ralentir -voire de stopper-le turbo car la pression en aval Papt n'aura pas atteint la valeur de tarage seuil Papt th du clapet 13. Dans un mode de réalisation, on envisage pour remédier à ce problème d'avoir un clapet 13 dont la raideur est variable et qui est commandée par l'ECU, en particulier selon le débit des gaz d'échappement et éventuellement d'autres paramètres. The control electronics of the flap 15 can be offset via an axis extension acting as a thermal bridge to reduce the thermal load of this command. For the device according to the invention to operate with a minimum response time, it is necessary that the flow of the exhaust gas passing through the turbine 17 is sufficient. Indeed, if this flow is too low, the device may not be able to restart the turbo because, wanting to accumulate the gas downstream of the turbine 17, it may slow down - even to stop it turbo because the Downstream pressure Papt will not have reached the Threshold threshold Threshold value of the valve 13. In one embodiment, it is envisaged to overcome this problem to have a valve 13 whose stiffness is variable and which is controlled by the ECU, in particular according to the flow rate of the exhaust gas and possibly other parameters.

Le dispositif est avantageusement mis en oeuvre pour les turbos à géométrie fixe (TGF). Pour un turbo à géométrie variable (TGV), il faut prendre en compte en outre la position des ailettes pour la gestion de l'ouverture/fermeture du volet 15. The device is advantageously used for fixed geometry turbos (TGF). For a turbo with variable geometry (TGV), it is necessary to take into account also the position of the fins for the management of the opening / closing of the flap 15.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Procédé de suralimentation en mélange gazeux d'un moteur de véhicule automobile par un turbocompresseur muni d'une turbine (17) et d'un compresseur (11) reliés entre eux par une axe commun, la turbine (17) étant disposée en sortie d'un collecteur d'échappement (16), le procédé comprenant les étapes consistant à : - déterminer (100) la/les valeur(s) d'au moins un paramètre du point de fonctionnement du moteur (N), caractérisé en ce que (110) si la valeur d'au moins un paramètre du point de fonctionnement déterminé (N) est inférieure à une valeur seuil (N th), alors le procédé comprend en outre une étape consistant à : - créer (120) une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine (17). REVENDICATIONS1. Process for supercharging a motor vehicle engine with a turbocharger equipped with a turbine (17) and a compressor (11) connected to each other by a common axis, the turbine (17) being disposed at the outlet of the engine an exhaust manifold (16), the method comprising the steps of: - determining (100) the value (s) of at least one parameter of the operating point of the engine (N), characterized in that (110) if the value of at least one parameter of the determined operating point (N) is less than a threshold value (N th), then the method further comprises a step of: - creating (120) a point overpressure exhaust gas upstream of the turbine (17). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de 20 la turbine comprend des étapes consistant à : - fermer (130) des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15) en aval de la turbine, de sorte à augmenter la pression des gaz d'échappement compris entre la turbine (17) et lesdits moyens de contrôle du débit 25 des gaz d'échappement (15), - réinjecter en amont de la turbine (140) une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine (17) et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15). 30 2. The method of claim 1, wherein the point overpressure of the exhaust gas upstream of the turbine comprises the steps of: closing (130) means for controlling the flow of the exhaust gas (15); downstream of the turbine, so as to increase the pressure of the exhaust gas between the turbine (17) and said exhaust gas flow control means (15), - reinject upstream of the turbine (140) at least a portion of the exhaust gas between the turbine (17) and said exhaust gas flow control means (15). 30 3. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre une étape consistant à :- ouvrir (150) lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15) en aval de la turbine (17), de sorte à diminuer la pression des gaz d'échappement en amont de la turbine (17). The method of claim 2, further comprising a step of: - opening (150) said exhaust gas flow control means (15) downstream of the turbine (17) so as to decrease the pressure exhaust gas upstream of the turbine (17). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel l'étape de réinjection (140) en amont de la turbine (17) d'une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine (17) et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15) est mise en oeuvre lorsque la pression (Papt) ou le débit desdits gaz en aval de la turbine (17) est supérieure à une valeur seuil respective (Papt th, Dapt th). 4. Method according to any one of claims 2 or 3, wherein the step of reinjection (140) upstream of the turbine (17) of at least a portion of the exhaust gas between the turbine (17) and said exhaust gas flow control means (15) is operated when the pressure (Papt) or the flow rate of said gases downstream of the turbine (17) is greater than a respective threshold value (Papt th, Dapt th). 5. Dispositif de suralimentation en mélange gazeux d'un moteur (12) de véhicule automobile (1) par un turbocompresseur, susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif comprenant : - un collecteur d'échappement (16), - un turbocompresseur muni d'une turbine (17) et d'un compresseur (11) reliés entre eux par un axe commun, la turbine (17) étant disposée en sortie sur ledit collecteur d'échappement (16), caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre : - des moyens pour créer une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine (21). 5. Supercharging device gas mixture of a motor vehicle engine (12) (1) by a turbocharger, capable of implementing the method according to any one of the preceding claims, the device comprising: - a collector of exhaust (16), - a turbocharger equipped with a turbine (17) and a compressor (11) connected to each other by a common axis, the turbine (17) being arranged at the outlet of said exhaust manifold (16) , characterized in that the device further comprises: - means for creating a specific overpressure of the exhaust gas upstream of the turbine (21). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les moyens (21) pour créer une surpression ponctuelle des gaz d'échappement en amont de la turbine (17) comprennent .- des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15) en aval de la turbine, - des moyens (14) pour réinjecter en amont de la turbine (17) une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine (17) et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15), - des moyens de contrôle (13) desdits moyens (14) de réinjection en amont de la turbine (17) d'une partie au moins des gaz d'échappement, configurés pour réinjecter une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine (17) et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15) lorsque la pression ou le débit desdits gaz est supérieure à une valeur seuil (Papt th, Dapt th). 6. Device according to claim 5, wherein the means (21) for creating a specific overpressure of the exhaust gas upstream of the turbine (17) comprise- means for controlling the flow of the exhaust gas (15) downstream of the turbine, means (14) for reinjecting upstream of the turbine (17) at least part of the exhaust gas between the turbine (17) and said exhaust gas flow control means (15), - control means (13) of said means (14) of reinjection upstream of the turbine (17) of at least a portion of the exhaust gas, configured to reinject at least a portion of the gases of exhaust between the turbine (17) and said exhaust gas flow control means (15) when the pressure or flow rate of said gases is greater than a threshold value (Papt th, Dapt th). 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel lesdits moyens de contrôle (13) desdits moyens de réinjection (14), et lesdits moyens (14) pour réinjecter en amont de la turbine (17) une partie au moins des gaz d'échappement compris entre la turbine (17) et lesdits moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15), sont pilotés par une unité de contrôle électronique (ECU) du moteur. 7. Device according to claim 6, wherein said control means (13) of said reinjection means (14), and said means (14) for reinjecting upstream of the turbine (17) at least part of the exhaust gas. included between the turbine (17) and said exhaust gas flow control means (15) are controlled by an electronic control unit (ECU) of the engine. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel l'ouverture des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15) en aval de la turbine (17) est pilotée (ECU) par une mesure (19) de la pression (Pavt) des gaz d'échappement en amont de la turbine (17). 8. Device according to any one of claims 6 or 7, wherein the opening of the exhaust gas flow control means (15) downstream of the turbine (17) is controlled (ECU) by a measurement ( 19) of the pressure (Pavt) of the exhaust gas upstream of the turbine (17). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le taux d'ouverture et/ou de fermeture (F%) en fonction du temps (t) des moyens de contrôle du débit des gaz d'échappement (15) enaval de la turbine (17) est une fonction stockée dans une mémoire, optionnellement dépendante du point de fonctionnement du moteur. 9. Device according to any one of claims 6 to 8, wherein the rate of opening and / or closing (F%) as a function of time (t) of the exhaust gas flow control means (15). ) in the turbine (17) is a function stored in a memory, optionally dependent on the operating point of the engine. 10. Véhicule automobile (1) équipé du dispositif 5 selon l'une quelconque des revendications 5 à 9. 10. Motor vehicle (1) equipped with the device 5 according to any one of claims 5 to 9.
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