FR2944055A1 - Method for controlling turbocharger of heat engine or internal combustion engine of motor vehicle, involves controlling rotation speed of turbocharger to control pressure of overfeeding in intake manifold of engine on setpoint of pressure - Google Patents

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Abstract

The method involves detecting conditions of overspeed of a turbocharger (26). The speed of rotation of the turbocharger is controlled for adjusting the overspeed on a speed setpoint to limit the overspeed, if the conditions are detected. The speed of rotation of the turbocharger is controlled to control pressure of overfeeding in an intake manifold of a heat engine on a setpoint of the pressure of the overfeeding, if the conditions are not detected. An independent claim is also included for a system for controlling a turbocharger of a heat engine of a motor vehicle.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE PILOTAGE D'UN TURBOCOMPRESSEUR D'UN VEHICULE AUTOMOBILE A DOUBLE BOUCLE DE REGULATION DOMAINE DE L'INVENTION METHOD AND SYSTEM FOR DRIVING A TURBOCHARGER OF A MOTOR VEHICLE WITH A DOUBLE CONTROL LOOP FIELD OF THE INVENTION

L'invention a trait au domaine de contrôle de moteurs équipés de turbocompresseur afin d'augmenter sa pression d'alimentation en gaz. ETAT DE LA TECHNIQUE The invention relates to the field of control engines equipped with turbocharger to increase its gas supply pressure. STATE OF THE ART

Comme cela est connu en soi, un turbocompresseur équipant un moteur thermique de véhicule automobile a pour but d'augmenter la pression des gaz dans le collecteur 15 d'admission du moteur, ou pression de suralimentation, notamment pour augmenter la puissance du moteur. As is known per se, a turbocharger equipping a motor vehicle engine is intended to increase the pressure of the gas in the engine intake manifold 15, or boost pressure, in particular to increase the power of the engine.

Usuellement, le turbocompresseur comprend une turbine, agencée en sortie du collecteur d'échappement et entraînée en rotation par les gaz d'échappement, et un compresseur 20 agencé en entrée du collecteur d'admission et monté sur le même axe que la turbine. Usuellement le régime de rotation de la turbine est réglé par le débit volumique des gaz d'échappement en entrée de la turbine. Le réglage de ce débit est classiquement réalisé par des ailettes orientables en entrée de la turbine (turbocompresseur à géométrie variable ) ou par une dérivation parallèle à la turbine comprenant une vanne pilotable 25 (bypass proportionnel ou wastgate ). Usually, the turbocharger comprises a turbine, arranged at the outlet of the exhaust manifold and rotated by the exhaust gas, and a compressor 20 arranged at the inlet of the intake manifold and mounted on the same axis as the turbine. Usually the rotational speed of the turbine is regulated by the volume flow rate of the exhaust gas at the inlet of the turbine. The regulation of this flow is conventionally carried out by adjustable vanes at the inlet of the turbine (turbocharger with variable geometry) or by a bypass parallel to the turbine comprising a controllable valve 25 (proportional bypass or wastgate).

Avec l'augmentation des niveaux de puissance des moteurs à combustion interne, les turbocompresseurs sont de plus en plus sollicités en régime de rotation et donc de plus en plus sensibles aux causes de survitesses, ou surrégime. Parmi les causes conduisant à des 30 surrégimes, il est possible de citer les dispersions technologiques du turbocompresseur, notamment les fonctions caractéristiques du champ compresseur (rapport de compression et efficacité de compression), les dispersions liées à l'actionneur de pilotage du débit des gaz sur la turbine (ailettes ou vannes du bypass proportionnel), et plus généralement aux défaillances du circuit d'admission ou du circuit d'échappement, notamment les fuites en 35 aval du compresseur et les fuites en amont de la turbine. With the increase in power levels of internal combustion engines, turbochargers are increasingly stressed in rotation and therefore increasingly sensitive to the causes of overspeed, or overspeed. Among the causes leading to over-revving, it is possible to mention the technological dispersions of the turbocompressor, in particular the characteristic functions of the compressor field (compression ratio and compression efficiency), the dispersions related to the thrust control actuator of the gases. on the turbine (fins or valves of the proportional bypass), and more generally to the failures of the intake circuit or the exhaust system, in particular the leaks downstream of the compressor and the leaks upstream of the turbine.

On connaît du document FR 2 888 884, un système de pilotage du turbocompresseur comprenant deux boucles de régulation en cascade, la première visant à réguler la 10 pression de suralimentation et la seconde visant à réguler le régime du turbocompresseur. Toutefois, le pilotage du turbocompresseur à l'aide de ces deux boucles en cascade fonctionnant simultanément s'avère peu satisfaisant dans la mesure où la pression de suralimentation et le régime du turbocompresseur sont deux grandeurs ayant des dynamiques sensiblement identiques. De fait, il est difficile de limiter l'apparition des surrégimes sans dégrader notablement les performances de la régulation de la pression de suralimentation. Document FR 2 888 884 discloses a turbocharger control system comprising two cascade control loops, the first one for regulating the supercharging pressure and the second for regulating the turbocharger speed. However, driving the turbocharger using these two cascaded loops operating simultaneously is unsatisfactory insofar as the boost pressure and the turbocharger speed are two sizes with substantially identical dynamics. In fact, it is difficult to limit the occurrence of over-revving without significantly degrading the performance of the regulation of the boost pressure.

EXPOSE DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un système de pilotage du turbocompresseur qui permette un contrôle direct de la dynamique du régime du turbocompresseur sans être contraint par les réglages de la boucle de régulation de la pression de suralimentation, tout en assurant une grande robustesse par rapport aux différentes sources de surrégime. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to propose a method and a system for driving the turbocharger which allows a direct control of the dynamics of the turbocharger speed without being constrained by the settings of the pressure regulation loop. supercharging, while ensuring great robustness compared to different sources of over-revving.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pilotage d'un turbocompresseur de moteur thermique de véhicule automobile, comportant : ^ la détection de conditions d'un surrégime du turbocompresseur ; ^ si lesdites conditions sont détectées, la commande du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler celui-ci sur une consigne de régime visant à limiter le surrégime ; et ^ si lesdites conditions ne sont pas détectées, la commande du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler la pression de suralimentation dans le collecteur d'admission du moteur sur une consigne de pression de suralimentation. For this purpose, the subject of the invention is a method for controlling a motor vehicle engine heat-engine turbocharger, comprising: detecting conditions of an over-revving turbocharger; ^ if said conditions are detected, the control of the rotational speed of the turbocharger to regulate it to a regime setpoint to limit the overspeed; and ^ if said conditions are not detected, controlling the rotational speed of the turbocharger to regulate the supercharging pressure in the engine intake manifold to a boost pressure setpoint.

En d'autres termes, tant que les conditions de surrégime ne sont pas détectées, le turbocompresseur fonctionnement uniquement en régulation de la pression de suralimentation. Dans le cas d'une détection desdites conditions, la commande bascule alors dans un mode de régulation du régime du turbocompresseur. Les deux boucles de régulation fonctionnant dans une large mesure de manière indépendante, il est alors possible d'optimiser chacune d'entre elles indépendamment de l'autre pour la régulation dont elle a la charge. In other words, as long as the conditions of over-revving are not detected, the turbocharger only operates in regulation of the boost pressure. In the case of a detection of said conditions, the control then switches to a regulation mode of the turbocharger. Since the two control loops operate to a large extent independently, it is then possible to optimize each independently of the other for the regulation for which it is responsible.

Par conditions de surrégime , on entend ici un fonctionnement du moteur qui tend vers un tel surrégime s'il n'est pas modifié ou bien la survenue effective du surrégime. By over-revving conditions, we mean here an operation of the engine that tends to such an overspeed if it is not modified or the actual occurrence of over-revving.

Par régulation , on entend ici une commande qui vise à annuler la différence entre la grandeur commandée (pression de suralimentation, régime du turbocompresseur) et la consigne pour cette grandeur. By regulation means here a command that aims to cancel the difference between the controlled variable (boost pressure, turbocharger speed) and the setpoint for this quantity.

Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : • la consigne de régime visant à limiter le surrégime est calculée en fonction d'une valeur maximale de régime admissible pour le turbocompresseur, ladite valeur étant constante en fonction du point de fonctionnement du moteur ou variable en fonction de celui-ci. • la consigne de régime est formée en corrigeant la valeur maximale admissible d'une quantité de correction dépendante du dépassement de la pression de suralimentation dans le collecteur d'admission par rapport à la consigne de pression de suralimentation. • la quantité de correction est proportionnelle à l'intégrale du dépassement de la pression de suralimentation. • les conditions de surrégime comportent l'écart entre le régime et la consigne de régime, les conditions étant détectées quand cet écart est inférieur à un premier seuil prédéterminé. • les conditions de surrégime comportent l'écart entre le régime et la consigne de régime et la dynamique de montée du régime du turbocompresseur, les conditions étant détectées quand ledit écart est inférieur à un second seuil prédéterminé et ladite dynamique est inférieur à un troisième seuil prédéterminé. • la commande du régime pour réguler celui-ci est désactivée et la commande du régime pour réguler la pression de suralimentation est activée lorsque la pression de suralimentation est supérieure à la consigne de pression de suralimentation d'un quatrième seuil prédéterminé ou lorsque la variation de la pression de suralimentation est inférieure à un cinquième seuil prédéterminé. • la commande du régime pour asservir la pression de suralimentation comprend une commande de prépositionnement de l'actionneur du turbocompresseur, la commande pour réguler le régime comprenant le signal de commande de prépositionnement pondéré par un facteur multiplicatif prédéterminé et un signal de régulation du régime du turbocompresseur. • le signal de régulation est calculé sur la base d'une commande du type proportionnel intégral dérivé. According to particular embodiments of the invention, the method comprises one or more of the following characteristics: the speed setpoint for limiting the over-revving is calculated as a function of a maximum value of the acceptable speed for the turbocharger, said value being constant depending on the operating point of the motor or variable depending on it. • The speed reference is formed by correcting the maximum allowable value of a correction amount dependent on the excess of the boost pressure in the intake manifold relative to the boost pressure setpoint. • The amount of correction is proportional to the integral of the boost pressure exceeded. The conditions of over-revving comprise the difference between the speed and the speed reference, the conditions being detected when this difference is lower than a first predetermined threshold. The conditions of over-revving comprise the difference between the speed and the speed setpoint and the up-up speed of the turbocharger regime, the conditions being detected when said difference is smaller than a second predetermined threshold and said dynamic is lower than a third threshold predetermined. The speed control to regulate it is deactivated and the speed control for regulating the boost pressure is activated when the boost pressure is higher than the boost pressure set point by a fourth predetermined threshold or when the variation of the boost pressure is less than a fifth predetermined threshold. The control of the speed to control the boost pressure comprises a prepositioning control of the turbocharger actuator, the control for regulating the speed comprising the prepositioning control signal weighted by a predetermined multiplicative factor and a regulation signal of the engine speed. turbocharger. • the regulation signal is calculated on the basis of a derived integral proportional type command.

L'invention a également pour objet un système de pilotage d'un turbocompresseur de moteur thermique de véhicule automobile, comprenant une première boucle de commande du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler la pression de suralimentation dans le collecteur d'admission du moteur sur une consigne de pression, qui, selon l'invention, comporte : ^ une seconde boucle de commande du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler le régime de rotation du turbocompresseur sur une consigne de régime visant à limiter les surrégimes du turbocompresseur ; et ^ un superviseur pour détecter des conditions de surrégime du turbocompresseur et pour basculer la commande de celui-ci sur la seconde boucle lorsque lesdites conditions sont satisfaites. The invention also relates to a control system of a motor vehicle heat engine turbocharger, comprising a first control loop of the rotational speed of the turbocharger to regulate the boost pressure in the engine intake manifold on a pressure setpoint, which, according to the invention, comprises: a second control loop of the rotational speed of the turbocharger for regulating the rotational speed of the turbocharger on a speed setpoint intended to limit the over-revs of the turbocharger; and a supervisor for detecting over-revving conditions of the turbocharger and for switching control thereof over the second loop when said conditions are satisfied.

En d'autres termes, ce système met en oeuvre le procédé précité. In other words, this system implements the aforementioned method.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels : ^ la figure 1 est une vue schématique d'un moteur thermique de l'état de la technique équipé d'un turbocompresseur ; et ^ la figure 2 est une vue schématique du pilotage selon l'invention mis en oeuvre par l'unité électronique de contrôle du turbocompresseur. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of a combustion engine of the state of the art equipped with a turbocharger; and FIG. 2 is a schematic view of the piloting according to the invention implemented by the electronic control unit of the turbocompressor.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 illustre de manière schématique un moteur à combustion interne 10, ou thermique, de véhicule automobile. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 schematically illustrates an internal combustion engine 10, or thermal engine, of a motor vehicle.

Le moteur 10 comporte un bloc cylindre 12 alimenté en gaz frais par un collecteur 30 d'admission 14 et évacuant les gaz brulés par un collecteur d'échappement 16. Le moteur 10 est également équipé d'une boucle de récirculation des gaz d'échappement haute pression 18, ou boucle EGR haute pression, comprenant une dérivation 20 reliant la sortie du collecteur d'échappement 16 à l'entrée du collecteur d'admission 14, une vanne EGR 22 pour régler le débit des gaz recirculés et un refroidisseur 24. 35 Un turbocompresseur 26 est par ailleurs prévu et comprend une partie turbine 28, agencée en sortie du collecteur d'échappement 16, ainsi qu'une partie compresseur 30 montée sur25 The engine 10 comprises a cylinder block 12 supplied with fresh gas by an intake manifold 14 and discharging the burnt gases through an exhaust manifold 16. The engine 10 is also equipped with an exhaust gas recirculation loop. high pressure 18, or high pressure EGR loop, comprising a bypass 20 connecting the outlet of the exhaust manifold 16 to the inlet of the intake manifold 14, an EGR valve 22 to regulate the flow of the recirculated gases and a cooler 24. A turbocharger 26 is further provided and includes a turbine portion 28, arranged at the outlet of the exhaust manifold 16, and a compressor portion 30 mounted on

le même axe que la partie turbine 28. Les gaz d'échappement entrainent ainsi en rotation la turbine du turbocompresseur, et par conséquent le compresseur, comme cela est connu en soi. the same axis as the turbine part 28. The exhaust gas and rotate the turbine of the turbocharger, and therefore the compressor, as is known per se.

La partie compresseur 30 reçoit de l'air frais d'une entrée d'air au travers d'un filtre à air 34, et délivre l'air compressé au collecteur d'admission 14 au travers d'un échangeur de chaleur 36 et d'un volet d'admission 38 réglant le débit des gaz. L'air compressé et refroidi étant alors mélangé aux gaz recirculés par la boucle EGR 18. The compressor part 30 receives fresh air from an air inlet through an air filter 34, and delivers the compressed air to the intake manifold 14 through a heat exchanger 36 and an admission flap 38 regulating the flow of gases. The compressed and cooled air is then mixed with the gases recirculated by the EGR loop 18.

Selon l'exemple de la figure 1, le turbocompresseur 28 est à géométrie variable, c'est-à-dire que le débit volumique des gaz d'échappement délivré à la turbine est réglé par la position d'ailettes en amont de celle-ci. En variante, la géométrie du turbocompresseur est fixe et le débit des gaz sur la turbine réglée par une dérivation en parallèle de la portion 28 et une vanne pilotant le débit traversant ladite dérivation. According to the example of FIG. 1, the turbocharger 28 is of variable geometry, that is to say that the volume flow rate of the exhaust gas delivered to the turbine is regulated by the position of the fins upstream of the turbine. this. As a variant, the geometry of the turbocharger is fixed and the flow rate of the gases on the turbine regulated by a parallel bypass of the portion 28 and a valve controlling the flow passing through said bypass.

L'agencement et le fonctionnement des organes venant d'être décrits sont classiques et ne seront donc pas détaillés pour des raisons de concision. The arrangement and operation of the organs just described are conventional and therefore will not be detailed for reasons of brevity.

Comme cela est également connu en soi, la pression des gaz dans le collecteur d'admission 14, ou pression de suralimentation, ainsi que le débit des gaz recirculés sont commandés en fonction du point de fonctionnement du moteur, notamment son régime et sa charge, par exemple pour des raisons de puissance et d'émission de polluants. Le point de fonctionnement du moteur définit usuellement une consigne de pression de suralimentation dans le collecteur d'admission 14 et une consigne de débit massique de gaz recirculé en entrée du moteur. As is also known per se, the pressure of the gases in the intake manifold 14, or boost pressure, as well as the flow rate of the recirculated gases are controlled according to the operating point of the engine, in particular its speed and its load, for example for reasons of power and emission of pollutants. The operating point of the engine usually defines a boost pressure setpoint in the intake manifold 14 and a recirculated mass flow rate of gas input to the engine.

La commande de la pression de suralimentation et de débit massique des gaz recirculés, visant à réguler ceux-ci sur leurs consignes respectives avec pour actionneurs la position des ailettes du turbocompresseur 26 et le degré d'ouverture des vannes 22 et 40, est réalisée en fonction de mesures, notamment : ^ une mesure de la pression dans le collecteur d'admission 14, réalisée par un capteur de pression 40 ; ^ une mesure du débit volumique d'air frais entrant, réalisée par un débitmètre 42 ; ^ une mesure de la pression dans le collecteur d'échappement 16, réalisée par un capteur de pression 44 ; ^ une mesure de la pression dans le collecteur d'échappement 16, réalisée par un capteur de température 46 ; et The control of the supercharging pressure and mass flow of the recirculated gases, aiming at regulating them to their respective setpoints with the turbocharger fins 26 and the degree of opening of the valves 22 and 40 as actuators, is realized by measurement function, in particular: a measurement of the pressure in the intake manifold 14, carried out by a pressure sensor 40; a measurement of the flow rate of incoming fresh air, carried out by a flow meter 42; a measurement of the pressure in the exhaust manifold 16, made by a pressure sensor 44; a measurement of the pressure in the exhaust manifold 16, made by a temperature sensor 46; and

^ une mesure du régime du turbocompresseur, réalisée par un capteur de régime 48. a measurement of the turbocharger speed, performed by a speed sensor 48.

La figure 2 est une vue schématique du pilotage de la position des ailettes de la partie turbine 28 du turbocompresseur à géométrie variable 26. Ce pilotage est par exemple numérique et fonctionne à une période d'échantillonnage prédéterminée Te. Il est par exemple mise en oeuvre par l'unité électronique de commande classiquement en charge de la commande desdites ailettes, comme cela est connu en soi. FIG. 2 is a schematic view of the piloting of the position of the vanes of the turbine part 28 of the variable geometry turbocharger 26. This control is for example digital and operates at a predetermined sampling period Te. It is for example implemented by the electronic control unit conventionally in charge of controlling said fins, as is known per se.

Le pilotage du turbocompresseur 26 comporte un premier module de régulation 50 de la 10 pression de suralimentation dans le collecteur d'admission 14, tel que notamment un module classiquement mis en oeuvre dans l'état de la technique. The control of the turbocharger 26 comprises a first regulation module 50 of the supercharging pressure in the intake manifold 14, such as in particular a module conventionally used in the state of the art.

Le module de régulation 50 comporte par exemple : ^ un bloc 52 de détermination d'une consigne Pspg sp de pression de 15 suralimentation en fonction du point de fonctionnement du moteur du véhicule, notamment le régime et la charge de celui-ci ; ^ un soustracteur 54 recevant ladite consigne Pspg sp et lui retranchant la mesure Pspg mes de la pression de suralimentation délivrée par le capteur de pression 40 ; ^ un correcteur 56 du type proportionnel intégral, ou PI. Le correcteur 56 détermine 20 en fonction de l'erreur de régulation Pspg_sp - Pspg mes en sortie du soustracteur 54 un signal de commande de la position des ailettes du turbocompresseur 26 ayant pour effet, lorsque ledit signal est appliquée aux ailettes, d'annuler ladite erreur de régulation ; ^ une action de tendance 58 déterminant une commande de prépositionnement des 25 ailettes sur la position correspondant à la consigne Pspg_sp ; et ^ un additionneur 60 additionnant le signal du correcteur 56 et le signal de l'action de tendance 58. The regulation module 50 comprises, for example: a block 52 for determining a setpoint Pspg sp of supercharging pressure as a function of the operating point of the vehicle engine, in particular the speed and the load thereof; a subtractor 54 receiving said setpoint Pspg sp and subtracting the measurement Pspg mes from the boost pressure delivered by the pressure sensor 40; a corrector 56 of the integral proportional type, or PI. The corrector 56 determines 20 as a function of the control error Pspg_sp - Pspg mes at the output of the subtractor 54 a control signal of the position of the fins of the turbocharger 26 having the effect, when said signal is applied to the fins, to cancel said regulation error; a trend action 58 determining a prepositioning control of the vanes on the position corresponding to the setpoint Pspg_sp; and adder 60 adding the corrector signal 56 and the trend signal 58.

Le pilotage du turbocompresseur 26 comporte également, conformément à l'invention, un 30 deuxième module de régulation 62 du régime du turbocompresseur 26 ayant pour principale fonction de limiter les surrégimes de celui-ci. The driving of the turbocharger 26 also comprises, in accordance with the invention, a second regulation module 62 of the turbocharger 26 whose main function is to limit the oversteps of the latter.

Le module de régulation 62 comporte : ^ un bloc 64 de détermination d'une consigne Ntc sp de limitation du régime du 35 turbocompresseur 26 sur laquelle le régime du turbocompresseur 26 est régulé si des conditions de surrégime surviennent ; The regulation module 62 comprises: a block 64 for determining a set point Ntc sp for limiting the speed of the turbocharger 26 on which the speed of the turbocharger 26 is regulated if over-revving conditions occur;

^ un soustracteur 66 recevant la consigne Ntc sp et lui retranchant la mesure Nmes du régime du turbocompresseur 26 délivrée par le capteur de régime 48 ; ^ un correcteur 68, par exemple du type proportionnel intégral dérivé, ou PID. Le correcteur 68 détermine en fonction de l'erreur de régulation Ntc sp -Nmes en sortie du soustracteur 66 un signal de commande de la position des ailettes du turbocompresseur 26 ayant pour effet, lorsque ledit signal est appliqué aux ailettes, d'annuler ladite erreur de régulation ; ^ un gain 70 multipliant le signal de l'action de tendance 58 par un facteur OLfae compris entre 0 et 1 ; et ^ un additionneur 72 additionnant le signal du correcteur 68 et le signal en sortie du gain 70. a subtractor 66 receiving the set point Ntc sp and subtracting from it the measurement Nmes of the speed of the turbocharger 26 delivered by the speed sensor 48; a corrector 68, for example of the derivative integral proportional type, or PID. The corrector 68 determines, as a function of the regulation error Ntc sp -Ns at the output of the subtractor 66, a control signal of the position of the vanes of the turbocharger 26 having the effect, when said signal is applied to the vanes, of canceling said error regulation; a gain 70 multiplying the signal of the trend action 58 by an OLfae factor between 0 and 1; and an adder 72 adding the corrector signal 68 and the output signal of the gain 70.

Enfin le pilotage du turbocompresseur 26 comporte un module de supervision 74 connecté aux deux modules de régulation 50 et 62 et aux ailettes du turbocompresseur 26 pour leur pilotage. Le module de supervision 74 met en oeuvre une détection de conditions de surrégime du turbocompresseur 26, c'est-à-dire détecte l'occurrence effective d'un surrégime ou bien détecte une situation propice à la survenue d'un surrégime, et choisit en fonction du résultat de la détection lequel parmi les signaux de commande des blocs de régulation 50 et 62 est appliqué aux ailettes du turbocompresseur 26. Lorsque les conditions de surrégime sont remplies, le pilotage selon l'invention met ainsi en oeuvre une limitation du régime du turbocompresseur en régulant celui-ci sur la consigne Ntc sp . Finally, the control of the turbocharger 26 comprises a supervision module 74 connected to the two regulation modules 50 and 62 and to the fins of the turbocharger 26 for their control. The supervision module 74 implements a detection of over-revving conditions of the turbocharger 26, that is to say detects the actual occurrence of an over-revving or detects a situation favorable to the occurrence of an over-revving, and selects as a function of the result of the detection, which of the control signals of the regulating blocks 50 and 62 is applied to the fins of the turbocharger 26. When the over-revving conditions are fulfilled, the control according to the invention thus implements a limitation of the speed turbocharger by regulating it to the setpoint Ntc sp.

Plus particulièrement, le module de supervision 74 comporte un bloc de décision 76 commandant un bloc de sélection 78, ledit bloc de sélection 78 étant connecté aux modules de régulation 50, 62 et sélectionnant l'un ou l'autre des signaux de commande délivré par ceux-ci en fonction d'ordre du bloc de décision 76. More particularly, the supervision module 74 comprises a decision block 76 controlling a selection block 78, said selection block 78 being connected to the regulation modules 50, 62 and selecting one or the other of the control signals delivered by these according to order of the decision block 76.

Le bloc de décision 76 détermine que les conditions de surrégime sont remplies si au moins une des relations suivantes est satisfaite : ^ (NTC en (k) < seuil.) ; ^ ((ANTC e1.,. (k) > seuilAN) ET NTC e1.,. (k) < seuilN2 ) où : ^ k est le k1ème instant d'échantillonnage ; ^ NTce . (k) = Nte_sp (k) û Nmes (k) est l' erreur de régulation sur le régime du turbocompresseur ; ^ AN (k) = NTc(k) ùNTc(k -1) Tc e est la dérivée de l'erreur de régulation sur le Te régime du turbocompresseur ; et ^ seuilNl, seuilNZ, seuil sont des seuils prédéterminés dont la valeur règle la sensibilité de la détection, avec seuilNl < seuilN2 De préférence, afin d'éviter des oscillations intempestives de la commutation entre les deux régulations, les seuils seuilNl, seuilNZ, seuil sont du type à hystérésis. Decision block 76 determines that the over-rev conditions are satisfied if at least one of the following relations is satisfied: ((NTC at (k) <threshold.); ^ ((ANTC e1.,. (K)> thresholdAN) AND NTC e1.,. (K) <thresholdN2) where: ^ k is the k1st sampling time; ^ NTce. (k) = Nte_sp (k) - Nmes (k) is the regulation error on the turbocharger speed; ^ AN (k) = NTc (k) ùNTc (k -1) Tc e is the derivative of the regulation error on the turbocharger regime Te; and, threshold N1, threshold NZ, threshold are predetermined thresholds whose value adjusts the sensitivity of the detection, with threshold N1 <threshold N2. Preferably, in order to avoid untimely oscillations of the switching between the two regulations, the threshold thresholds N1, threshold NZ, threshold are of the hysteresis type.

De cette manière, le bloc de décision 76 détecte les conditions conduisant à un surrégime avant la survenue effective de celui-ci et donc évite son apparition, et cela en tenant compte de la dynamique de la commande de la position des ailettes sur l'ensemble des points de fonctionnement grâce à l'utilisation de l'erreur de régulation et de la dynamique de montée du régime. In this way, the decision block 76 detects the conditions leading to an overspeed before the actual occurrence thereof and thus avoids its appearance, and this taking into account the dynamics of the control of the position of the fins on the whole operating points through the use of the regulation error and the ramp up dynamic.

Par ailleurs, le bloc de décision 76 détecte des conditions de sortie de la régulation du régime du turbocompresseur. Plus particulièrement, un basculement de la régulation du régime à la régulation de la pression de suralimentation est ordonné par le bloc de décision 76 lorsqu'une au moins des conditions suivantes est remplie : Furthermore, the decision block 76 detects exit conditions from the regulation of the turbocharger speed. More particularly, a changeover from the regulation of the speed to the regulation of the boost pressure is ordered by the decision block 76 when at least one of the following conditions is fulfilled:

^ Pspg mes (k) ù Pspg_sp (k) i seuilsPG ^ PsPg_sP (k) ù Pspg_sp (k -1) < seuilSPG_sp où seuilspG et seuilspG sp sont des seuils prédéterminés, de préférence à hystérésis. Ps Pspg mes (k) ù Pspg_sp (k) i thresholdsPG ^ PsPg_sP (k) ù Pspg_sp (k -1) <thresholdSPG_sp where thresholdsPG and thresholdspG sp are predetermined thresholds, preferably hysteresis thresholds.

La première relation correspond à un dépassement de la consigne de pression de suralimentation. La seconde relation correspond à une détection d'un levé de pied sur la base de l'observation de la consigne de pression de suralimentation qui est calculée en fonction du point de fonctionnement du moteur, et donc de la demande du conducteur en charge. The first relationship corresponds to exceeding the boost pressure set point. The second relation corresponds to a detection of a foot survey on the basis of the observation of the boost pressure setpoint which is calculated as a function of the operating point of the engine, and therefore of the load driver's demand.

Le bloc 64 de détermination de la consigne Ntc sp de limitation de régime comporte quant à lui des moyens 80 de détermination d'une première consigne de régime Ntc sp_max . La consigne Ntc sp_max est dans une première variante la valeur maximale du régime préconisée par le constructeur du turbocompresseur 26 pour éviter d'endommager celui-ci. Dans une deuxième variante, la consigne Ntc sp max est une valeur tabulée dans une cartographie prédéterminée en fonction du point de fonctionnement du moteur, notamment le régime et la charge de celui-ci, cette cartographie étant par exemple définie par le metteur au point du système. De manière avantageuse, le bloc 64 de détermination de la consigne Nrc sp comprend également des moyens 82 de calcul d'une quantité Ntc sp cor lim de correction ajoutée à la première consigne Ntc spmax au moyen d'un additionneur 84 pour former la consigne Nto sp . 10 On observe en effet que si la première consigne Ntc sp_max est utilisée directement pour la régulation du régime du turbocompresseur 26, il peut survenir une dégradation sensible de la prestation de la boucle de pression de suralimentation, en particulier lorsque le véhicule est en altitude. Notamment, on observe dans certaines situations des 15 dépassements de pression et/ou un temps de convergence sensiblement allongé de la pression de suralimentation vers la consigne de pression de suralimentation. The block 64 for determining the setpoint Ntc sp for limiting the speed comprises meanwhile means 80 for determining a first setpoint speed Ntc sp_max. The setpoint Ntc sp_max is in a first variant the maximum value of the speed recommended by the manufacturer of the turbocharger 26 to avoid damaging it. In a second variant, the set point Ntc sp max is a tabulated value in a predetermined map according to the operating point of the engine, in particular the speed and load of the latter, this mapping being for example defined by the driver of the system. Advantageously, the set-point determination block Nrc sp also comprises means 82 for calculating a quantity Ntc sp correction cor del added to the first setpoint Ntc spmax by means of an adder 84 to form the setpoint Nto sp. It is observed that if the first setpoint Ntc sp_max is used directly for regulating the speed of the turbocharger 26, it can occur a significant degradation of the delivery of the boost pressure loop, especially when the vehicle is at altitude. In particular, there are in certain situations pressure overruns and / or a substantially longer convergence time of the boost pressure towards the supercharging pressure set point.

La correction de la première consigne Ntc sp_max a ainsi pour fonction de garantir un meilleur compromis entre la limitation du surrégime, visant à éviter les dépassements de 20 valeurs sécuritaires du régime du turbocompresseur pour protéger notamment la roue du compresseur, et les prestations de la boucle de pression de suralimentation. The correction of the first setpoint Ntc sp_max thus has the function of guaranteeing a better compromise between the limitation of the over-revving, aiming at preventing overruns of 20 safe values of the turbocharger speed, in particular to protect the compressor wheel, and the benefits of the loop. boost pressure.

Plus particulièrement, la première consigne Ntc spmax est diminuée pour faire converger la pression de suralimentation vers sa consigne. Les moyens 82 de calcul 25 reçoivent à cet effet l'erreur de régulation Pspg sp - Pspg mes du module de régulation 50 et calcule la quantité de correction selon la relation numérique : More particularly, the first setpoint Ntc spmax is decreased to converge the boost pressure to its setpoint. The calculation means 25 receive for this purpose the regulation error Pspg sp-Pspg mes of the regulation module 50 and calculates the correction quantity according to the numerical relation:

Ntc_sp_cor (k) Ntc_sp_cor (k -1) + Kisg (Pspg sp (k) ù Pspg mes (k)) 30 Ntcspcorlim = mm (Ntc sp cor 9 0) où : ^ k est le k'eme instant d'échantillonnage effectué selon une période d'échantillonnage Te prédéterminée ; 35 ^ Ntc sp _cor est une variable de calcul intermédiaire, avantageusement égal au gain de l'intégrale du correcteur PI 56 ; et ^ Ki sg est un gain d'intégration prédéterminé.5 La correction de la première consigne Ntc sp_max consiste donc à diminuer celle-ci en cas de dépassement de pression en lui ajoutant une quantité proportionnelle à l'intégrale de l'erreur de régulation de la pression lorsque ladite intégrale est négative. Ntc_sp_cor (k) Ntc_sp_cor (k -1) + Kisg (Pspg sp (k) - Pspg mes (k)) Ntcspcorlim = mm (Ntc sp cor 9 0) where: ^ k is the kth moment of sampling performed according to a predetermined sampling period Te; ^ Ntc sp_cor is an intermediate calculation variable, advantageously equal to the gain of the integral of the corrector PI 56; and ^ Ki sg is a predetermined integration gain.5 The correction of the first setpoint Ntc sp_max thus consists in reducing it in the event of pressure being exceeded by adding an amount proportional to the integral of the regulation error. pressure when said integral is negative.

Le correcteur PID 68 met quant à lui en oeuvre une loi de régulation et délivre un signal PIDte (k) de régulation selon les relations numériques : Pte (k) = Kp (Nte e (k)) . Nte e (k) Ite (k) = Ite (k -1) + Kr (Nte e (k)) . Nte e (k) Dte (k) = KD (ANte e (k)) . ANte e (k) PIDte (k) = Pte (k) + Ite (k) + Dte (k) The PID corrector 68, for its part, implements a regulation law and delivers a PIDte signal (k) for regulation according to the numerical relations: Pte (k) = Kp (Nte e (k)). Nte e (k) Ite (k) = Ite (k -1) + Kr (Nte e (k)). Nte e (k) Dte (k) = KD (ANte e (k)). ANte e (k) PID (k) = Pte (k) + Ite (k) + Dte (k)

où : ^ Pte (k) est le terme proportionnel du correcteur PID, de gain Kp ; ^ Ite (k) est le terme intégral du correcteur PID, de gain KI ; et ^ Dte (k) est le terme dérivé du correcteur PID, de gain KD ; 15 De manière avantageuse, les gains du correcteur PID 68 sont variables en fonction de l'erreur de régulation et de la dérivée de celle-ci. where: ^ Pte (k) is the proportional term of the PID corrector, of gain Kp; ^ Ite (k) is the integral term of the PID corrector, gain KI; and ^ Dte (k) is the derivative term of the PID corrector, gain KD; Advantageously, the gains of the PID corrector 68 are variable depending on the control error and the derivative thereof.

En sortie de l'additionneur 72, un signal de commande rcoTc(k), compris entre 0 et 100, 20 de la position des ailettes du turbocompresseur 26 est ainsi obtenu selon la relation : rcoTC (k) = rcooL (k) • OLfac + PIDte (k) At the output of the adder 72, a control signal rcoTc (k), between 0 and 100, of the position of the vanes of the turbocharger 26 is thus obtained according to the equation: rcoTC (k) = rcooL (k) • OLfac + PID (k)

où rcooL (k) est le signal à l'instant k délivré par l'action de tendance 56. Afin d'éviter des transitions trop brutale lorsque du basculement entre les deux modes de régulation, les correcteurs sont initialisés lors d'un tel basculement, et plus particulièrement leur terme proportionnel selon les relations : where rcooL (k) is the signal at the instant k delivered by the trend action 56. In order to avoid too abrupt transitions when switching between the two modes of regulation, the correctors are initialized during such a switchover , and more particularly their proportional term according to the relations:

ITC(0) = IsPG (k * -1) IsPG (k*) = IsPG (k * -1) ù Kini PsPGùerr (k * -1) ITC (0) = IsPG (k * -1) IsPG (k *) = IsPG (k * -1) where Kini PsPGuerr (k * -1)

où : ^ k* est l'instant de basculement d'un mode de régulation à l'autre ; 10 25 30 ^ IsPG est le terme intégral du correcteur 56 du module de régulation 50 de la pression de suralimentation ; et ^ P = P ù P est l'erreur de régulation sur la pression de SPG_en- spg_sp spg_mes suralimentation ; et ^ Kivi est un gain prédéterminé positif qui compense la dérive du terme intégral IsPG pendant l'activation de la régulation du régime du turbocompresseur. where: ^ k * is the time of change from one control mode to another; IsPG is the integral term of the corrector 56 of the supercharging pressure regulation module 50; and ^ P = P where P is the pressure control error of SPG_en- spg_sp spg_mes supercharging; and ^ Kivi is a positive predetermined gain that compensates for the drift of the integral term IsPG during the activation of turbocharger speed regulation.

Il a été décrit ci-dessus une application de l'invention à un turbocompresseur à géométrie variable. Bien entendu l'invention s'applique également à un turbocompresseur à géométrie fixe couplé à une dérivation dont le débit est piloté au moyen d'une vanne (ou wastegate ). Le degré d'ouverture de ladite vanne est alors piloté d'une manière analogue à celle décrite précédemment pour limiter les surrégimes du turbocompresseur. It has been described above an application of the invention to a variable geometry turbocharger. Of course, the invention also applies to a turbocharger with fixed geometry coupled to a bypass whose flow rate is controlled by means of a valve (or wastegate). The degree of opening of said valve is then controlled in a manner similar to that described above to limit the over-revving turbocharger.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Procédé de pilotage d'un turbocompresseur (26) de moteur thermique de véhicule automobile, comportant : ^ la détection (76) de conditions d'un surrégime du turbocompresseur ; ^ si lesdites conditions sont détectées, la commande (62) du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler celui-ci sur une consigne de régime visant à limiter le surrégime ; et ^ si lesdites conditions ne sont pas détectées, la commande (50) du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler la pression de suralimentation dans le collecteur d'admission du moteur sur une consigne de pression de suralimentation. REVENDICATIONS1. A method of driving a motor vehicle heat engine turbocharger (26), comprising: detecting (76) conditions of an over-revving turbocharger; ^ if said conditions are detected, the control (62) of the rotational speed of the turbocharger to regulate it to a regime setpoint to limit over-revving; and ^ if said conditions are not detected, the control (50) of the rotational speed of the turbocharger for regulating the boost pressure in the intake manifold of the engine to a boost pressure setpoint. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la consigne de régime visant à limiter le surrégime est calculée en fonction d'une valeur maximale de régime admissible pour le turbocompresseur, ladite valeur étant constante en fonction du point de fonctionnement du moteur ou variable en fonction de celui-ci. 2. Method according to claim 1, wherein the speed setpoint for limiting the over-revving is calculated as a function of a maximum value of acceptable speed for the turbocharger, said value being constant as a function of the operating point of the engine or variable in function of it. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la consigne de régime est formée en corrigeant la valeur maximale admissible d'une quantité de correction dépendante du dépassement de la pression de suralimentation dans le collecteur d'admission par rapport à la consigne de pression de suralimentation. 3. Method according to claim 2, wherein the speed reference is formed by correcting the maximum allowable value of a correction amount dependent on the excess of the boost pressure in the intake manifold relative to the pressure setpoint of overeating. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la quantité de correction est proportionnelle à l'intégrale du dépassement de la pression de suralimentation. The method of claim 3, wherein the amount of correction is proportional to the integral of the boost pressure exceeded. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les conditions de surrégime comportent l'écart entre le régime et la consigne de régime, les conditions étant détectées quand cet écart est inférieur à un premier seuil prédéterminé. 5. Method according to any one of the preceding claims, wherein the over-revving conditions comprise the difference between the speed and the speed reference, the conditions being detected when this difference is less than a first predetermined threshold. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les conditions de surrégime comportent l'écart entre le régime et la consigne de régime et la dynamique de montée du régime du turbocompresseur, les conditions étant détectées quand ledit écart est inférieur à un second seuil prédéterminé et ladite dynamique est inférieur à un troisième seuil prédéterminé. 6. Method according to any one of claims 1 to 4, wherein the conditions of over-revving comprise the difference between the speed and the speed reference and the upward speed of the turbocharger speed, the conditions being detected when said difference is less than a second predetermined threshold and said dynamic is less than a third predetermined threshold. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la commande du régime pour réguler celui-ci est désactivée et la commande du régime pour réguler la pression de suralimentation est activée lorsque la pression de suralimentation est supérieure à la consigne de pression de suralimentation d'un quatrième seuil prédéterminé ou lorsque la variation de la pression de suralimentation est inférieure à un cinquième seuil prédéterminé. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein the speed control for regulating the speed is deactivated and the speed control for regulating the boost pressure is activated when the boost pressure is higher than the pressure set point. supercharging a fourth predetermined threshold or when the variation of the supercharging pressure is less than a fifth predetermined threshold. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la commande du régime pour asservir la pression de suralimentation comprend une commande de prépositionnement de l'actionneur du turbocompresseur, la commande pour réguler le régime comprenant le signal de commande de prépositionnement pondéré par un facteur multiplicatif prédéterminé et un signal de régulation du régime du turbocompresseur. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein the speed control for servocontrolling the boost pressure comprises a prepositioning control of the turbocharger actuator, the control for regulating the speed comprising the weighted prepositioning control signal. by a predetermined multiplicative factor and a turbocharger speed regulation signal. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le signal de régulation est calculé sur la base d'une commande du type proportionnel intégral dérivé. The method of claim 8, wherein the regulation signal is calculated based on a derivative integral proportional type control. 10. Système de pilotage d'un turbocompresseur (26) de moteur thermique de véhicule automobile, comprenant une première boucle de commande (50) du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler la pression de suralimentation dans le collecteur d'admission du moteur sur une consigne de pression, caractérisé en ce qu'il comporte : ^ une seconde boucle de commande (62) du régime de rotation du turbocompresseur pour réguler le régime de rotation du turbocompresseur sur une consigne de régime visant à limiter les surrégimes du turbocompresseur ; et ^ un superviseur (74) pour détecter des conditions de surrégime du turbocompresseur et pour basculer la commande de celui-ci sur la seconde boucle lorsque lesdites conditions sont satisfaites.30 A control system for a motor vehicle engine combustion engine turbocharger (26), comprising a first control loop (50) for the turbocharger rotation speed for regulating the boost pressure in the engine intake manifold on a pressure setpoint, characterized in that it comprises: a second control loop (62) of the rotational speed of the turbocharger for regulating the rotational speed of the turbocharger on a speed setpoint intended to limit the over-revving turbocharger; and a supervisor (74) for detecting turbocharger over-revving conditions and for switching control thereof over the second loop when said conditions are satisfied.
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