FR2989118A1 - Supercharging system for internal combustion engine of car, has electronic control unit calculating set point position of actuator from value of turbine efficiency contained in mapping and updating values of mapping during travel of vehicle - Google Patents

Abstract

The system has a turbocompressor comprising a turbine that is provided with vanes, which are adjustable by an actuator. An electronic control unit (2) calculates a set point position (u) of the actuator from a value of turbine efficiency (eta t) contained in a mapping (3) depending on a coordinate operation (Nt, cor) and another coordinate operation (TSR). The electronic control unit updates the values of the mapping during travel of a vehicle or during stabilized utilization of the turbocompressor. An independent claim is also included for a method for managing a turbocompressor for an internal combustion engine of a car.

Description

B11-4579FR 1 Système de suralimentation pour moteur à combustion interne et procédé de gestion associé L'invention concerne les systèmes de suralimentation de moteurs à combustion interne, par exemple des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, et plus particulièrement les systèmes de contrôle de tels turbocompresseurs. Le turbocompresseur est un organe du système d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne. Il comprend un compresseur pour compresser l'air admis dans le moteur et une turbine qui fournit de l'énergie mécanique au compresseur, la turbine étant entraînée par les gaz d'échappement. existe deux types de turbocompresseurs, les turbocompresseurs à géométrie fixe et les turbocompresseurs à géométrie variable. Dans les turbocompresseurs à géométrie variable, on peut agir sur la vitesse de rotation de la turbine en ajustant l'inclinaison des ailettes de la turbine. Dans les turbocompresseurs à géométrie fixe, on peut, au contraire, agir sur la vitesse de rotation de la turbine grâce à une vanne de décharge montée en parallèle de la turbine (parfois appelée « waste gate ») et qui permet de détourner l'air d'échappement de la turbine. L'invention concerne les turbocompresseurs à géométrie variable. L'inclinaison des ailettes de la turbine permettant l'ajustement du débit est obtenue au moyen d'un actionneur. The invention relates to supercharging systems for internal combustion engines, for example internal combustion engines of motor vehicles, and more particularly to the control systems of motor vehicles. such turbochargers. The turbocharger is an organ of the air supply system of an internal combustion engine. It comprises a compressor for compressing the air admitted into the engine and a turbine that supplies mechanical energy to the compressor, the turbine being driven by the exhaust gas. There are two types of turbochargers, fixed geometry turbochargers and variable geometry turbochargers. In turbochargers with variable geometry, it is possible to act on the speed of rotation of the turbine by adjusting the inclination of the vanes of the turbine. In turbochargers with fixed geometry, it is possible, on the contrary, to act on the speed of rotation of the turbine by means of a discharge valve connected in parallel with the turbine (sometimes called "waste gate") and which makes it possible to divert the air Exhaust turbine. The invention relates to turbochargers with variable geometry. The inclination of the blades of the turbine for adjusting the flow is obtained by means of an actuator.

La durcissement des normes de dépollution amène de plus en plus souvent à insérer un filtre à particules dans le circuit d'échappement, ce qui réduit le taux de détente de la turbine du turbocompresseur et se traduit par la nécessité de réguler d'autant plus finement l'actionneur de la turbine. La régulation peut être assurée au moins pour partie par un système de régulation en boucle ouverte s'appuyant sur un modèle théorique du turbocompresseur. Les dispersions de fabrication, ainsi que les évolutions dans le temps du turbocompresseur, peuvent alors générer des imprécisions dans les estimations effectuées, donc dans l'élaboration de la grandeur de consigne destinée à piloter l'actionneur. L'invention a pour but de proposer un système de régulation d'un turbocompresseur qui permet de réduire ces imprécisions et de compenser leur dérive dans le temps, sans augmenter la complexité globale du système de régulation. A cette fin, l'invention propose un système de suralimentation pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, avec un turbocompresseur comprenant une turbine, à ailettes orientables par un actionneur, et une unité de commande électronique configurée pour calculer une consigne de position de l'actionneur. L'unité de commande électronique est configurée pour calculer la consigne de position à partir d'une valeur d'efficacité de la turbine consignée dans une cartographie en fonction d'une première coordonnée de fonctionnement et d'une seconde coordonnée de fonctionnement. L'unité de commande électronique est en outre configurée pour actualiser les valeurs de la cartographie au cours du roulage du véhicule. On entend par là qu'au moins une valeur de la cartographie est modifiée en fonction de mesures et d'estimations effectuées sur le véhicule, dès que l'on atteint un mode de roulage suffisamment stable et/ou qu'une période de roulage du véhicule se prolonge au-delà d'une certaine durée. Selon un mode de réalisation préféré, l'unité de commande électronique est configurée pour prendre en compte, lors du calcul de la consigne de position, une consigne de puissance de la turbine. La première et la seconde coordonnées peuvent être déterminées en fonction d'un régime de rotation d'un arbre de la turbine, d'une température des gaz en amont de la turbine, et d'un débit de gaz traversant la turbine. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'unité de commande prend en compte pour le calcul de la position de consigne, la puissance de consigne de la turbine, le débit des gaz traversant la turbine et la température des gaz en amont de la turbine, et utilise ces valeurs pour modifier la valeur lue dans la cartographie en vue d'obtenir la position de consigne. The hardening of pollution control standards leads more and more often to insert a particulate filter in the exhaust system, which reduces the rate of expansion of the turbine of the turbocharger and results in the need to regulate all the more finely the actuator of the turbine. The regulation can be ensured at least partly by an open loop control system based on a theoretical model of the turbocharger. The manufacturing dispersions, as well as the evolutions in the time of the turbocharger, can then generate inaccuracies in the estimates made, thus in the development of the desired quantity intended to drive the actuator. The object of the invention is to propose a turbocharger control system which makes it possible to reduce these inaccuracies and compensate for their drift over time, without increasing the overall complexity of the control system. To this end, the invention proposes a supercharging system for an internal combustion engine of a motor vehicle, with a turbocharger comprising a turbine, finned by an actuator, and an electronic control unit configured to calculate a position command of the engine. actuator. The electronic control unit is configured to calculate the position setpoint from a turbine efficiency value recorded in a map based on a first operating coordinate and a second operating coordinate. The electronic control unit is further configured to update the values of the map during the running of the vehicle. This means that at least one value of the map is modified according to measurements and estimates made on the vehicle, as soon as a sufficiently stable driving mode and / or a driving period of the vehicle are reached. vehicle extends beyond a certain period. According to a preferred embodiment, the electronic control unit is configured to take into account, during the calculation of the position setpoint, a power setpoint of the turbine. The first and the second coordinates can be determined according to a rotational speed of a turbine shaft, a gas temperature upstream of the turbine, and a gas flow through the turbine. According to a preferred embodiment, the control unit takes into account, for the calculation of the setpoint position, the target power of the turbine, the flow rate of the gases passing through the turbine and the temperature of the gases upstream of the turbine, and uses these values to modify the value read in the map to obtain the target position.

Avantageusement, au moins une valeur de la cartographie est actualisée au cours du roulage du véhicule en fonction d'une valeur d'efficacité turbine, qui est estimée en fonction de la consigne de puissance de la turbine, du débit de gaz traversant la turbine, de la température de gaz en amont de la turbine, et d'une valeur de consigne moyenne utilisée par ailleurs par l'unité de commande électronique pour calculer la consigne de position. Selon un mode de réalisation préféré, le système comprend un convertisseur configuré pour calculer la consigne de position à partir de la somme d'une première valeur de taux de détente calculée à partir de la puissance de consigne de la turbine, du débit des gaz traversant la turbine, de la température des gaz en amont de la turbine et de la valeur d'efficacité de la turbine lue dans la cartographie, et d'un second taux de détente délivré par un régulateur fonctionnant en boucle fermée. Le système de suralimentation avec turbocompresseur peut être relié à un moyen d'estimation de la pression dans un collecteur d'admission du moteur, et comprendre un régulateur configuré pour recevoir deux premières valeurs mesurées ou estimées sur le turbocompresseur, une valeur de pression estimée dans le collecteur et une valeur de pression de consigne du collecteur. Le régulateur peut être configuré pour délivrer un second taux de détente calculé à partir de la différence entre un premier taux de compression calculé à partir des deux valeurs mesurées ou estimées et de la pression estimée dans le collecteur, et un second taux de compression de consigne, calculé à partir des deux premières valeurs estimées ou mesurées, et de la valeur de pression de consigne du collecteur. La valeur de consigne moyenne peut être une moyenne du premier taux de détente et du second taux de détente. La moyenne peut être une moyenne arithmétique, mais d'autre méthodes de calcul de moyenne, par exemple barycentrique ou géométrique, sont envisageables. La valeur moyenne peut être filtrée dans le temps. De manière préférentielle, au moins une valeur de la cartographie est actualisée lors de chaque utilisation stabilisée du turbocompresseur. Les conditions de stabilité peuvent être définies dans un algorithme d'apprentissage dédié à l'actualisation de la cartographie, et peuvent par exemple inclure des conditions de stabilité, de la première coordonnée, de la seconde coordonnée et de la valeur d'efficacité de la turbine estimée, pendant une durée prédéfinie. De manière générale, l'algorithme d'apprentissage modifie plusieurs points de la cartographie à chaque nouvelle valeur de l'efficacité de la turbine estimée. Selon un mode de réalisation préférentiel, la première coordonnée est calculée en fonction du régime du turbocompresseur et de la température des gaz en amont de la turbine. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la seconde coordonnée est calculée en fonction de la température des gaz en amont de la turbine, du débit des gaz traversant la turbine et du régime de rotation de l'arbre de la turbine. Par exemple, la seconde coordonnée peut être obtenue en multipliant le régime de rotation de l'arbre de la turbine par une température de référence constante, et en divisant ce produit par le débit des gaz traversant la turbine et par la température des gaz en amont de la turbine. Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de gestion d'un turbocompresseur pour moteur à combustion interne de véhicule automobile. Dans ce procédé, on calcule une consigne de position d'ailettes de la turbine du turbocompresseur, en utilisant une cartographie reliant une première coordonnée de fonctionnement, une seconde coordonnée de fonctionnement et des troisièmes valeurs sans dimension. Les troisièmes valeurs de la cartographie sont actualisées au cours du roulage du véhicule. Avantageusement, la première coordonnée est calculée en fonction d'un régime de rotation du turbocompresseur et de la température des gaz en amont de la turbine, et dans la seconde coordonnée est obtenue en multipliant le régime du turbocompresseur par une température de référence constante, et en divisant ce produit par le débit des gaz traversant la turbine et par la température des gaz en amont de la turbine. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 rappelle l'architecture générale d'un moteur équipé d'un turbocompresseur, - la figure 2 illustre une partie d'un système de régulation selon l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 1, un moteur à combustion interne 30 est muni d'un turbocompresseur 37 comprenant un compresseur 32 et une turbine 33 montés sur un arbre commun. De l'air frais A est filtré par un filtre à air 31. L'air filtré issu du filtre 31 est comprimé par le compresseur 32. L'air comprimé est ensuite refroidi par un échangeur 34 et injecté via une vanne 39 alimentant un collecteur 40 assurant une même pression d'air arrivant aux cylindres 41 du moteur 30. Une partie de l'air injecté est détournée via un court circuit muni d'un refroidisseur 35 et d'une vanne 36. La turbine 33 du turbocompresseur 37 est entraînée par les gaz d'échappement du moteur. La turbine 33 entraîne en rotation le compresseur 32. La turbine 33 est une turbine dont les ailettes peuvent être inclinées de manière variable par un actionneur (non représenté) de manière à pouvoir imposer différentes vitesses de rotation de la turbine pour un même débit de gaz d'échappement traversant la turbine. Le court circuit 35 représente ici un système de recirculation partielle des gaz d'échappement (EGR) à haute pression, ou "EGR HP". L'invention peut aussi être appliquée à des systèmes comprenant un circuit de recirculation partielle des gaz d'échappement à basse pression, ou "EGR BP", dans lequel une partie des gaz d'échappement est réinjectée en amont du compresseur. La figure 2 illustre une partie d'un système de régulation associé à un turbocompresseur selon l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 2, un système turbocompresseur 1 comprend le turbocompresseur 37 de la figure 1 et comprend une unité de commande électronique 2. L'unité de commande électronique 2 comprend un premier calculateur Cl, un second calculateur C2, une cartographie 3, un estimateur 4 en boucle ouverte, un sommateur 5, un régulateur 11, un convertisseur 7, et un estimateur d'efficacité 8. Le régulateur 11 comprend un premier estimateur de taux de compression 9a, un second estimateur de taux de compression 9b, un contrôleur 6, et un soustracteur 10. L'unité de commande électronique 2 reçoit sur une première entrée numérique ou analogique une valeur de température Tut représentant une température en amont de la turbine 33. Cette valeur de température Tut est communiquée sur une entrée de l'estimateur 4, ainsi que sur une entrée du premier calculateur Cl et également sur une entrée du second calculateur C2. Advantageously, at least one value of the map is updated during the running of the vehicle according to a turbine efficiency value, which is estimated as a function of the turbine power setpoint, the flow rate of gas passing through the turbine, the gas temperature upstream of the turbine, and a mean setpoint value also used by the electronic control unit to calculate the position setpoint. According to a preferred embodiment, the system comprises a converter configured to calculate the position setpoint from the sum of a first expansion ratio value calculated from the turbine target power, the flow rate of the gas passing through. the turbine, the temperature of the gases upstream of the turbine and the efficiency value of the turbine read in the map, and a second rate of expansion delivered by a regulator operating in a closed loop. The supercharging system with turbocharger can be connected to a means for estimating the pressure in an intake manifold of the engine, and comprise a regulator configured to receive two first values measured or estimated on the turbocharger, an estimated pressure value in the collector and a setpoint pressure value of the collector. The controller may be configured to provide a second expansion ratio calculated from the difference between a first compression ratio calculated from the two measured or estimated values and the estimated pressure in the manifold, and a second setpoint compression ratio. , calculated from the first two estimated or measured values, and the setpoint pressure value of the collector. The average setpoint can be an average of the first expansion rate and the second expansion rate. The average can be an arithmetic mean, but other averaging methods, for example barycentric or geometric, are possible. The average value can be filtered in time. Preferably, at least one value of the map is updated during each stabilized use of the turbocharger. The stability conditions can be defined in a learning algorithm dedicated to updating the map, and can for example include stability conditions, the first coordinate, the second coordinate and the efficiency value of the map. estimated turbine, for a predefined duration. In general, the learning algorithm modifies several points of the mapping with each new value of the efficiency of the estimated turbine. According to a preferred embodiment, the first coordinate is calculated as a function of the turbocharger speed and the gas temperature upstream of the turbine. According to a particularly advantageous embodiment, the second coordinate is calculated as a function of the temperature of the gases upstream of the turbine, the flow rate of the gas passing through the turbine and the rotational speed of the turbine shaft. For example, the second coordinate can be obtained by multiplying the rotational speed of the turbine shaft by a constant reference temperature, and dividing this product by the flow rate of the gases passing through the turbine and by the temperature of the gases upstream. of the turbine. According to another aspect, the invention proposes a method for managing a turbocharger for an internal combustion engine of a motor vehicle. In this method, a turbocharger turbine vane position setpoint is calculated, using a mapping connecting a first operating coordinate, a second operating coordinate, and third dimensionless values. The third values of the map are updated during the running of the vehicle. Advantageously, the first coordinate is calculated as a function of a rotational speed of the turbocharger and the temperature of the gases upstream of the turbine, and in the second coordinate is obtained by multiplying the turbocharger speed by a constant reference temperature, and by dividing this product by the flow of gas passing through the turbine and by the temperature of the gases upstream of the turbine. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 recalls the general architecture of an engine equipped with a turbocharger, - Figure 2 illustrates a part of a control system according to the invention. As illustrated in FIG. 1, an internal combustion engine 30 is provided with a turbocharger 37 comprising a compressor 32 and a turbine 33 mounted on a common shaft. Fresh air A is filtered by an air filter 31. The filtered air from the filter 31 is compressed by the compressor 32. The compressed air is then cooled by an exchanger 34 and injected via a valve 39 feeding a collector 40 providing the same air pressure to the cylinders 41 of the engine 30. Part of the injected air is diverted via a short circuit provided with a cooler 35 and a valve 36. The turbine 33 of the turbocharger 37 is driven by the exhaust gases of the engine. The turbine 33 rotates the compressor 32. The turbine 33 is a turbine whose fins can be variably inclined by an actuator (not shown) so as to impose different rotational speeds of the turbine for the same gas flow exhaust passing through the turbine. The short circuit 35 here represents a partial exhaust gas recirculation system (EGR) at high pressure, or "HP EGR". The invention can also be applied to systems comprising a partial recirculation circuit of low pressure exhaust gas, or "BP EGR", wherein a portion of the exhaust gas is re-injected upstream of the compressor. Figure 2 illustrates a portion of a control system associated with a turbocharger according to the invention. As illustrated in FIG. 2, a turbocharger system 1 comprises the turbocharger 37 of FIG. 1 and comprises an electronic control unit 2. The electronic control unit 2 comprises a first computer C1, a second computer C2, a cartography 3, an open-loop estimator 4, an adder 5, a regulator 11, a converter 7, and an efficiency estimator 8. The regulator 11 comprises a first compression ratio estimator 9a, a second compression ratio estimator 9b , a controller 6, and a subtractor 10. The electronic control unit 2 receives on a first digital or analog input a temperature value Tut representing a temperature upstream of the turbine 33. This temperature value Tut is communicated on an input of the estimator 4, as well as on an input of the first computer C1 and also on an input of the second computer C2.

Le premier calculateur Cl reçoit sur une autre de ses entrées une valeur Nt, représentant une valeur estimée du régime de rotation du turbocompresseur 37, et calcule à partir des valeurs Ntc, et de la température Tut une valeur corrigée de régime de rotation Nt,cor. Cette valeur Nt,cor est envoyée comme première coordonnée de lecture vers une cartographie 3. Le second calculateur C2 reçoit, outre la valeur de température Tut, une valeur d'entrée Wt représentant un débit de gaz estimé traversant la turbine 33, et reçoit sur une autre entrée la même valeur de régime Nt, que le premier calculateur Cl. A partir des valeurs Wt, Nt, et Tut, le second calculateur C2 calcule une variable réduite TSR qui est envoyée comme seconde coordonnée de lecture vers la cartographie 3. A partir des deux coordonnées Nt,cor et TSR reçues par la cartographie 3, celle-ci délivre à l'estimateur 4 une variable rit, sans dimensions, pouvant représenter une efficacité ou, en d'autres termes, un rendement, de la turbine 33. The first computer C1 receives on another of its inputs a value Nt, representing an estimated value of the rotational speed of the turbocharger 37, and calculates from the values Ntc, and the temperature Tut a corrected value of rotational speed Nt, cor . This value Nt, cor is sent as the first reading coordinate to a map 3. The second computer C2 receives, in addition to the temperature value Tut, an input value Wt representing an estimated gas flow through the turbine 33, and receives on another input the same Nt rate value, as the first computer Cl. From the values Wt, Nt, and Tut, the second computer C2 calculates a reduced variable TSR which is sent as a second read coordinate to the map 3. A from the two coordinates Nt, cor and TSR received by the map 3, the latter delivers to the estimator 4 a variable rit, without dimensions, which can represent an efficiency or, in other words, a yield, of the turbine 33 .

A partir de la valeur de rendement rit, de la température Tut, du débit turbine Wt et d'une valeur POWt,sp représentant une puissance de consigne de la turbine 33, et reçue sur une autre entrée de l'estimateur 4, l'estimateur 4 calcule une première valeur de taux de détente PRcsp,o1 qu'il envoie sur une première entrée du sommateur 5. La puissance de consigne POWcsp de la turbine 33 peut être calculée notamment à partir d'une puissance de consigne POW,,sp du compresseur 32, et d'un régime de rotation de consigne Nt,,,p, du compresseur, comme indiqué plus bas à l'équation 11. Le régime de rotation de consigne Nt,,,p, du turbocompresseur est lui-même estimé à partir d'une consigne de taux de compression PR,,sp, comme indiqué plus bas à l'équation 8. La valeur PRcsp,01 est une première estimation (ou estimation en boucle ouverte) de consigne de taux de détente destinée à la turbine 33. Le sommateur 5 reçoit sur une seconde entrée une valeur PRcsp,c1 calculée par le contrôleur 6 à partir de la différence entre un taux de compression de consigne PR,,sp du compresseur, et un taux de compression estimé PRc est du compresseur. Le contrôleur 6 reçoit la différence entre les deux taux de compression d'un soustracteur 10, dont une première entrée est reliée au premier estimateur de taux de compression 9a, et dont une seconde entrée est reliée au second estimateur de taux de compression 9b. Le mode de calcul des deux taux de compression est donné plus bas, (voir équations 4 et 5). Le premier taux de compression délivré par le premier estimateur 9a est calculé en fonction de deux variables mesurées ou estimées sur le turbocompresseur 37, soit Puc et APcool, et d'une variable mesurée ou estimée au niveau du collecteur 40 P - spg,mes Le second taux de compression délivré par le second estimateur 9b est calculé en fonction des deux variables mesurées Puc et APcool, et d'une valeur de consigne Pspg,sp qui est substituée à la valeur P - spg,mes dans les formules de calcul ayant servi au calcul du premier taux de compression. Le contrôleur 6 délivre donc au sommateur 5 une valeur de consigne "en boucle fermée" PRt,sp,c1 venant s'ajouter au terme de consigne "en boucle ouverte" PRt,sp,ol. From the yield value rit, the temperature Tut, the turbine flow Wt and a value POWt, sp representing a target power of the turbine 33, and received on another input of the estimator 4, the estimator 4 calculates a first expansion ratio value PRcsp, o1 that it sends to a first input of the summator 5. The target power POWcsp of the turbine 33 can be calculated in particular from a set power POW ,, sp compressor 32, and a set rotation speed Nt ,,, p, of the compressor, as indicated below in equation 11. The set rotation speed Nt ,,, p, of the turbocharger is itself estimated from a compression ratio setpoint PR ,, sp, as indicated below in equation 8. The value PRcsp, 01 is a first estimation (or open loop estimation) of a setpoint of expansion ratio intended for the turbine 33. The adder 5 receives on a second input a value PRcsp, c1 calculated by the controller 6 from the difference between a set compression ratio PR ,, sp of the compressor, and an estimated compression ratio PRc is compressor. The controller 6 receives the difference between the two compression ratios of a subtractor 10, a first input of which is connected to the first compression ratio estimator 9a, and a second input of which is connected to the second compression ratio estimator 9b. The method of calculating the two compression ratios is given below (see equations 4 and 5). The first compression ratio delivered by the first estimator 9a is calculated as a function of two variables measured or estimated on the turbocharger 37, Puc and APcool, and a variable measured or estimated at the collector 40 P - spg, mes Le second compression ratio delivered by the second estimator 9b is computed as a function of the two measured variables Puc and APcool, and a setpoint value Pspg, sp which is substituted for the value P - spg, mes in the calculation formulas having served the calculation of the first compression ratio. The controller 6 therefore supplies the summator 5 with a "closed loop" setpoint value PRt, sp, c1, which is added to the "open loop" setpoint term PRt, sp, ol.

La sortie du sommateur 5 est une valeur corrigée de taux de détente de consigne qui est envoyée vers un convertisseur 7. Le convertisseur 7 calcule une consigne de position "u" envoyée à un actionneur actionnant les ailettes de la turbine 33 du turbocompresseur 37. Le convertisseur 7 calcule la consigne de position "u" en fonction du débit de la turbine Wt, de la température Tut en amont de la turbine, de la pression Pdt en aval de la turbine, et de la valeur délivrée par le sommateur 5. L'estimateur d'efficacité 8 calcule, à partir de la valeur délivrée en sortie du sommateur 5, de la température Tut, du débit de la turbine Wt et de la valeur de la puissance de la turbine POWt, suivant une expression détaillée plus loin (voir équation 26), une valeur corrigée d'efficacité turbine t,cor qui 11 est ensuite utilisée pour mettre à t jour la cartographie 3. La mise à jour de la cartographie 3 s'effectue suivant une technique d'apprentissage connue de manière à prendre en compte les nouvelles valeurs déterminées au cours du roulage du véhicule qt,cut sans dégrader la régularité de la surface cartographiée. Le mode de calcul des différentes grandeurs est exposé ci-après. The output of the adder 5 is a corrected value of the set relaxation rate which is sent to a converter 7. The converter 7 calculates a position setpoint "u" sent to an actuator actuating the fins of the turbine 33 of the turbocharger 37. converter 7 calculates the position setpoint "u" as a function of the flow rate of the turbine Wt, the temperature Tut upstream of the turbine, the pressure Pdt downstream of the turbine, and the value delivered by the summator 5. L efficiency estimator 8 calculates, from the value delivered at the output of the adder 5, the temperature Tut, the flow rate of the turbine Wt and the value of the power of the turbine POWt, according to a detailed expression below ( see equation 26), a corrected value of turbine efficiency t, which is then used to update the map 3. The update of the map 3 is performed according to a known learning technique so as to update the map. pren consider the new values determined during the running of the vehicle, cut without degrading the regularity of the mapped surface. The method of calculating the various quantities is explained below.

Lexique des principales grandeurs utilisées : Grandeur Unité Description Pspg [mbar] Pression dans le collecteur, ou "pression de suralimentation" P [mbar] Pression en amont du compresseur uc P ut Pression en amont de la turbine [mbar] 1, [mbar] Pression en aval du compresseur [mbar] Pdt [mbar] Pression en aval de la turbine PR, H Taux de compression Pucl Pdc PR, H Taux de détente Pt/Pdt Ne [rpm] Régime du moteur N, [rpm] Régime du turbocompresseur cote [rad/s] Régime du turbocompresseur J [Kg/m2] Inertie du turbocompresseur Wu [Kg/s] Débit du compresseur Wt [Kg/s] Débit de la turbine 11, H Efficacité/rendement du compresseur 11t H Efficacité/rendement de la turbine T [°K] Température en amont du compresseur ., T., -T', [°K] Température en amont de la turbine (ou à l'échappement) c p,adm [J/(Kg-°K)] Capacité thermique massique à l'admission c p,exh [J/(Kg-°K)] Capacité thermique massique à l'échappement Y __'Y ech H Rapport des capacités thermiques massiques POW, [W] Puissance de la turbine POW, [W] Puissance du compresseur AP,00t Perte de charge du refroidisseur 35 Rair 8,314 J Mol-1K-1 Constante des gaz parfaits De manière générale dans ce qui suit, X.,' est une variable mesurée à l'aide d'un ou plusieurs capteurs; Xest est une variable estimée à partir d'une ou plusieurs variables mesurées, à l'aide de cartographies éventuelles ; Xsp ("set point") est une variable de consigne, élaborée au moins en partie à partir de grandeurs émanant du conducteur du véhicule, XcOr est une variable corrigée, calculée à partir d'une variable mesurée ou estimée de manière à pouvoir utiliser celle-ci de manière plus pertinente dans les cartographies disponibles. Le lien entre le taux de compression et le taux de détente se fait grâce au bilan d'énergie au niveau du turbocompresseur qui est un modèle physique fiable et indépendant du mode de fonctionnement moteur. Les variables utilisées comme "mesures" dans la stratégie de contrôle peuvent se décomposer trois catégories : - les variables directement mesurées - les variables directement estimées - les variables "hybrides" qui peuvent être estimées ou mesurées en fonction du fonctionnement du reste de l'air system. En plus de la pression de suralimentation de consigne, on utilise un débit du compresseur de consigne. Variables mesurées utilisées Ces variables sont : - Régime moteur N,, - Débit carburant FIM - Pression atmosphérique /3', - Pression aval turbine Pd' - Pression collecteur Pspg. - Variables "hybrides" utilisées Ces variables sont : - Débit passant à travers le compresseur Wc, - Température amont compresseur T. Les conditions d'utilisation de ces variables sont différentes selon que l'on est dans une configuration EGR HP ou EGR BP. Dans le cas de l'EGR HP, un débitmètre d'air est utilisé comme information de débit du compresseur et un capteur de température d'air extérieur est utilisé comme information de la température en amont du compresseur. Dans le cas contraire (EGR BP, ou pas d'EGR), le débit du compresseur est estimé via le remplissage, et la température en amont du compresseur est estimée via un bilan enthalpique utilisant le capteur de température d'air à l'entrée du moteur. Lexicon of the principal quantities used: Size Unit Description Pspg [mbar] Pressure in the manifold, or "supercharging pressure" P [mbar] Pressure upstream of the compressor uc P ut Pressure upstream of the turbine [mbar] 1, [mbar] Pressure downstream of the compressor [mbar] Pdt [mbar] Pressure downstream of the turbine PR, H Compressive rate Pucl Pdc PR, H Expansion rate Pt / Pdt Ne [rpm] Engine speed N, [rpm] Turbocharger speed dimension [rad / s] Turbocharger speed J [Kg / m2] Turbocharger inertia Wu [Kg / s] Compressor flow Wt [Kg / s] Turbine flow 11, H Efficiency / efficiency of the compressor 11t H Efficiency / efficiency of the turbine T [° K] Temperature upstream of the compressor., T., -T ', [° K] Temperature upstream of the turbine (or at the exhaust) cp, adm [J / (Kg- ° K )] Thermal input thermal capacity cp, exh [J / (Kg- ° K)] Thermal mass capacity at the exhaust Y __ 'Y ech H POW thermal mass ratio , [W] Power of the POW turbine, [W] Power of the AP compressor, 00t Cooler pressure drop 35 Rair 8.314 J Mol-1K-1 Perfect gas constant Generally speaking in the following, X., 'is a variable measured using one or more sensors; Xest is a variable estimated from one or more measured variables, using possible maps; Xsp ("set point") is a setpoint variable, developed at least in part from magnitudes emanating from the driver of the vehicle, XcOr is a corrected variable, calculated from a measured variable or estimated so that it can be used more relevantly in the available maps. The link between the compression ratio and the expansion ratio is achieved by the energy balance at the turbocharger which is a reliable physical model and independent of the engine operating mode. The variables used as "measurements" in the control strategy can be broken down into three categories: - directly measured variables - directly estimated variables - "hybrid" variables that can be estimated or measured according to the operation of the rest of the air system. In addition to the set boost pressure, a flow rate of the setpoint compressor is used. Measured variables used These variables are: - engine speed N ,, - FIM fuel flow - atmospheric pressure / 3 ', - downstream pressure turbine Pd' - manifold pressure Pspg. - "Hybrid" variables used These variables are: - Flow passing through the compressor Wc, - Compressor upstream temperature T. The conditions of use of these variables are different depending on whether one is in a HP EGR or EGR BP configuration. In the case of the HP EGR, an air flow meter is used as compressor flow information and an outdoor air temperature sensor is used as the temperature information upstream of the compressor. In the opposite case (EGR BP, or no EGR), the flow of the compressor is estimated via the filling, and the temperature upstream of the compressor is estimated via an enthalpy balance using the air temperature sensor at the inlet of the motor.

Variables estimées utilisées Ces variables sont : - La pression en amont du compresseur Puc, - La température en amont de la turbine Tut - Le débit à l'échappement W. Estimation de la pression en amont du compresseur P. : Pour l'estimation de la pression en amont du compresseur, on considère la perte de charge du filtre à air. Cette perte de charge est estimée avec une cartographie qui dépend du débit d'air par l'équation : Puc= Patmo f f'(W c) (équation 1) où Patmo est la pression atmosphérique, ffaa est la valeur cartographique. Estimation de la température en amont de la turbine Tut : La température en amont de la turbine, Tut est estimée grâce à une cartographie qui dépend du régime du moteur et du débit du carburant. Cette cartographie est pré calibrée grâce à des essais réalisés sur banc moteur. La calibration est ensuite affinée par des essais sur véhicule. Estimation du débit à l'échappement (ou débit de la turbine) W_ En fonctionnement stabilisé, le débit de la turbine est égal au débit du compresseur plus le débit du carburant. En fonctionnement dynamique, ce bilan est affecté par les termes de dynamique de la ligne d'air et de l'échappement. Pour modéliser cette dynamique, on écrit le débit de la turbine comme suit : Wr -Wc +0.00012 FIM sp* Ne PspgV tot (équation 2) Rair adm Equation valable pour un moteur à 4 cylindres Où Tadm est la température de gaz à l'admission, mesurée par exemple à l'aide d'un capteur de température situé en amont du compresseur. Estimated variables used These variables are: - The pressure upstream of the compressor Puc, - The temperature upstream of the turbine Tut - The exhaust flow W. Estimation of the pressure upstream of the compressor P.: For the estimation of the pressure upstream of the compressor, we consider the pressure drop of the air filter. This pressure loss is estimated with a cartography which depends on the air flow by the equation: Puc = Patmo f '(W c) (equation 1) where Patmo is the atmospheric pressure, ffaa is the cartographic value. Estimation of the temperature upstream of the turbine Tut: The temperature upstream of the turbine, Tut is estimated thanks to a map that depends on the engine speed and fuel flow. This cartography is pre-calibrated thanks to tests performed on the engine test bench. The calibration is then refined by vehicle tests. Estimated exhaust flow (or turbine flow) W_ In stabilized operation, the turbine flow is equal to the compressor flow plus the fuel flow. In dynamic operation, this balance is affected by the terms of dynamics of the air line and the exhaust. To model this dynamic, we write the flow of the turbine as follows: Wr -Wc +0.00012 FIM sp * Ne PspgV tot (equation 2) Rair adm Equation valid for a 4-cylinder engine Where Tadm is the gas temperature at admission, measured for example using a temperature sensor located upstream of the compressor.

Où FIMsp est le débit du carburant (en mg/coup). Le volume Vtot est une variable de calibration qui permet de représenter les effets dynamiques sur le débit. Calcul de la consigne de débit du compresseur W'& Les conditions de calcul de cette variable sont différentes selon que l'on est dans une configuration EGR HP ou EGR BP. Dans le cas de l'EGR HP, on prend directement la consigne qui sert de consigne à l'EGR HP. Dans le cas contraire (EGR BP ou sans EGR), la consigne de débit du compresseur est calculée sur la base de l'équation de remplissage du moteur. L'équation qui résume le calcul est la suivante : P (équation 3) w spg,spV cylN e air Ivoi adm,sp Ne ) c'sP 120R T .1"j a adm Où : - Vcy, [m3] est la cylindrée du moteur, - Ivoi est le rendement volumétrique. Cette cartographie est identifiée à partir des essais en stabilisé. - padm[Kg/m3] est la densité d'air dans le répartiteur d'admission 40 (obtenue en divisant la pression de l'air dans le répartiteur par la température de l'air dans le répartiteur et par la constante des gaz parfaits). Les différentes étapes du calcul à partir de ces valeurs calculées ou estimées sont les suivantes : 1) De la pression de suralimentation au taux de compression Cette première étape de calcul a pour but de transformer la pression de suralimentation en taux de compression. L'intérêt de cette transformation est de se mettre dans le référentiel du compresseur. Where FIMsp is the fuel flow (in mg / stroke). Volume Vtot is a calibration variable that can be used to represent dynamic effects on flow. Calculation of the compressor flow setpoint W '& The calculation conditions of this variable are different depending on whether one is in an EGR HP or EGR BP configuration. In the case of the HP EGR, the setpoint is used as a reference for the HP EGR. In the opposite case (EGR BP or without EGR), the flow rate of the compressor is calculated on the basis of the filling equation of the motor. The equation that summarizes the calculation is as follows: P (equation 3) w spg, spV cylN and air Ivoi adm, sp Ne) c'sP 120R T .1 "ja adm Where: - Vcy, [m3] is the cubic capacity of the engine, - Ivoi is the volumetric efficiency This mapping is identified from the tests in stabilized - padm [Kg / m3] is the air density in the intake manifold 40 (obtained by dividing the pressure of the air in the distributor by the air temperature in the tundish and by the ideal gas constant.) The different stages of calculation from these calculated or estimated values are as follows: 1) From the boost pressure to the rate of compression The purpose of this first calculation step is to transform the supercharging pressure into a compression ratio.The advantage of this transformation is to get into the compressor's reference system.

Pour le calcul du taux de compression, on considère la perte de charge du refroidisseur d'air. Cette perte de charge est estimée avec une cartographie qui dépend du débit d'air. Les taux de compression de consigne et estimé sont calculés avec la consigne et la mesure de pression de suralimentation, respectivement Pspgsp et Pspg ,mes - Le calcul de la consigne et de l'estimation du taux de compression est effectué par les équations : P + APcool Calcul du taux de PRS 'g' compression de consigne (équation 4) - sp Puc p ''mes + APcool s Calcul du taux de PR compression de consigne (équation 5) c est = P uc APcool - f cool (WC) Calcul de la perte de charge du RAS (refroidisseur d'air de suralimentation (35)) (équation 6) Ce calcul s' effectue dans un bloc de calcul dont les entrées/sorties sont : Entrées : - Pression de suralimentation de consigne Pspg,s, - Pression de suralimentation mesurée Pspg ,mes - Débit du compresseur Wc - Pression en amont du compresseur Puc - Température en amont du compresseur Tc - Cartographie f , cool Sorties : - Taux de compression de consigne PR,, - Taux de compression estimé PR,s, Le taux de compression de consigne est limité afin de garantir à terme de ne pas dépasser un régime de turbocompresseur limite. Pour cela, on calcule PRc,max grâce à la formule : Tu, \ Tref ,c Dans cette équation, la fonction fNt permet de calculer le régime du turbocompresseur en fonction du taux de compression et du régime du moteur. Cette limitation permet de ne pas avoir de sur-régime pour le turbocompresseur en cas de variation de la pression 10 atmosphérique. En inversant la fonction fNt par rapport au taux de compression, on obtient le taux de compression limite en fonction de la limite du compresseur et du fonctionnement du moteur. 2) Du taux de compression au régime du turbocompresseur 15 Cette deuxième étape de calcul a pour but de lier le régime du turbocompresseur avec le taux de compression. L'intérêt de cette transformation est de se mettre dans le référentiel du turbocompresseur. Pour la consigne et l'estimation du régime du 20 turbocompresseur, on utilise les cartographies constructeur et moteur pour obtenir le régime du turbocompresseur corrigé en fonction du régime moteur et du taux de compression. En effet, en exprimant le débit du compresseur comme étant le débit aspiré par le moteur, on obtient : Ntc,max = fNt (PRc,max Ne) (équation 7) adm,sp, Ne ) Tu, 120R,',, Tadm TP ef ,c spgV cylN e ( 25 PR, = fc n N,' Ttic Pref T P ref ,c uc (équation 8) En inversant cette fonction, on obtient le régime du 30 turbocompresseur corrigé en fonction du taux de compression et du régime du moteur. Cette fonction est notée fNt. On a donc : Ntc,sp = fNt (PRc,sp Ne ),I N tc,est = fNt(PRc,est Ne (équation 9) (équation 10) Tuc Tref ,c Tuc Tref ,c où Tue est la température en amont du compresseur et Trete la température de référence du compresseur. Ce calcul se fait dans un bloc dont les entrées et les sorties sont les suivantes : Entrées : - Régime moteur Ne, - Taux de compression estimé PRc,est - Taux de compression de consigne PRe,sp , - Température mesurée en amont du compresseur T. Sorties : - Régime de consigne du turbocompresseur N te, s p , - Régime estimé du turbocompresseur Ntc,est . 3) Vers une consigne de puissance du compresseur Cette étape de calcul a pour but de lier les précédents calculs afin de construire une consigne de puissance du compresseur. L'expression de la puissance du compresseur est donnée par : ( 1 P 7-1 (équation 11) POW e c uc -cpadm Rc 11c où : - Wc est le débit passant à travers le compresseur, - Tucest la température en amont du compresseur, - TL est l'efficacité du compresseur, - PRcest le taux de compression, - cpad11 est la capacité thermique massique des gaz l'admission, - y est le rapport des capacités thermiques massiques à l'admission. For the calculation of the compression ratio, the pressure drop of the air cooler is considered. This pressure loss is estimated with a map that depends on the air flow. The set and estimated compression rates are calculated with the setpoint and the boost pressure measurement, respectively Pspgsp and Pspg, mes - The calculation of the setpoint and the estimation of the compression ratio is done by the equations: P + APcool Calculation of the PRS 'g' setpoint compression ratio (equation 4) - sp Puc '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '+' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' 's Calculation of the PR setpoint compression ratio (equation 5) c = P uc APcool - f cool (WC) Calculation of the pressure drop of the RAS (charge air cooler (35)) (equation 6) This calculation is carried out in a calculation block whose inputs / outputs are: Inputs: - Setpoint boost pressure Pspg, s, - Boost pressure measured Pspg, mes - Compressor flow Wc - Pressure upstream of the compressor Puc - Temperature upstream of the compressor Tc - Mapping f, cool Outputs: - Set compression ratio PR ,, - Estimated compression ratio PR, s, The set compression ratio is imitated in order to guarantee in the end not to exceed a limit turbocharger regime. For that, one calculates PRc, max thanks to the formula: Tu, \ Tref, c In this equation, the function fNt makes it possible to calculate the speed of the turbocharger as a function of the rate of compression and the speed of the engine. This limitation makes it possible not to have over-revs for the turbocharger in case of variation of the atmospheric pressure. By reversing the function fNt with respect to the compression ratio, the limiting compression ratio is obtained as a function of the compressor limit and the motor operation. 2) The Turbocharger Speed Compression Ratio The purpose of this second calculation step is to relate the turbocharger speed to the compression ratio. The interest of this transformation is to put oneself in the repository of the turbocharger. For the set point and the estimate of the turbocharger speed, the engine and engine mappings are used to obtain the turbocharger speed corrected according to the engine speed and the compression ratio. By expressing the flow of the compressor as being the flow sucked by the motor, we obtain: Ntc, max = fNt (PRc, max Ne) (equation 7) adm, sp, Ne) Tu, 120R, ',, Tadm TP ef, c spgV cylN e (25 PR, = fc n N, 'Ttic Pref TP ref, c uc (equation 8) By reversing this function, the corrected turbocharger speed is obtained as a function of the compression ratio and the speed This function is denoted fNt, so we have: Ntc, sp = fNt (PRc, sp Ne), IN tc, est = fNt (PRc, is Ne (equation 9) (equation 10) Tuc Tref, c Tuc Tref , where Tue is the temperature upstream of the compressor and Trete the reference temperature of the compressor This calculation is done in a block whose inputs and outputs are as follows: Inputs: - Engine speed Ne, - Estimated compression ratio PRc , est - Setpoint compression ratio PRe, sp, - Temperature measured upstream of compressor T. Outputs: - Turbocharger setpoint speed N te, sp, - Estimated turbocharger speed Ntc compressor, is 3) Towards a compressor power setpoint The purpose of this calculation step is to link the previous calculations in order to build a compressor power setpoint. The expression of the power of the compressor is given by: (1 P 7-1 (equation 11) POW ec uc -cpadm Rc 11c where: - Wc is the flow passing through the compressor, - Tuc is the temperature upstream of the compressor , - TL is the efficiency of the compressor, - PRc is the compression ratio, - cpad11 is the thermal mass capacity of the gas intake, - there is the ratio of the thermal capacities at admission.

Il convient d'utiliser dans ce calcul des valeurs de consignes ou des valeurs mesurées/estimées. Il en est de même pour le calcul de la puissance de la turbine qui utilise un débit et une efficacité de la turbine. Dans le calcul de la puissance de consigne, on utilise de préférence toutes les valeurs de consigne possibles. La puissance de consigne du compresseur devient : POWc,p ( 7 c,spTtic Cp adm PR -1 c,sp Calcul de la puissance de consigne du L'efficacité du compresseur est calculée suivante : (équation 12) compresseur par la relation statique ref ,c ref ,c N Tuc P t,sp Tue c,sp (équation 13) Puc Ce calcul peut se faire dans un bloc dont les entrées/sorties sont : Entrées : -Taux de compression de consigne PR,,, -Débit de consigne du compresseur Wc,sp, -Régime de consigne du turbocompresseur Art,sp, -Température et pression en amont du compresseur T.,. et Ptic. Sorties : Puissance de consigne du compresseur POW'. 4) Vers une consigne de puissance de la turbine Cette étape de calcul a pour but de passer d'une consigne de puissance du compresseur à une consigne de puissance de la turbine grâce au bilan de puissance sur l'arbre du turbocompresseur. L'utilisation du terme dynamique apporte un gain sur le temps de réponse de la boucle de suralimentation (effet d'anticipation). C,Sp =fC,11 Le bilan de puissance sur l'arbre est donné par : POW = POWc + -d (1Jo)Tc,2) (équation 14) dt 2 où : - POWcest la puissance du compresseur, - POWtest la puissance de la turbine, - coTcest le régime du turbocompresseur (en rad/s), - Jest l'inertie en rotation des éléments liés à l'arbre du turbocompresseur. In this calculation, setpoint values or measured / estimated values should be used. It is the same for the calculation of the power of the turbine which uses a flow and a efficiency of the turbine. In the calculation of the nominal power, all possible setpoints are preferably used. The compressor setpoint power becomes: POWc, p (7c, spTtic Cp adm PR -1c, sp Calculation of the setpoint power of the compressor efficiency is calculated as follows: (equation 12) compressor by the static relation ref , c ref, c N Tuc P t, sp Tue c, sp (equation 13) Puc This calculation can be done in a block whose inputs / outputs are: Inputs: -Repression set point PR ,,, -Debit rate compressor setpoint Wc, sp, -Target setpoint of the turbocharger Art, sp, -Temperature and pressure upstream of the compressor T., .and Ptic. Outputs: Compressor setpoint power POW '. 4) To a setpoint of the turbine The aim of this calculation step is to go from a compressor power setpoint to a turbine power setpoint thanks to the power budget on the turbocharger shaft. The use of the dynamic term brings a gain on the response time of the boost loop (anticipation effect). C, Sp = fC, 11 The power budget on the tree is given by: POW = POWc + -d (1Jo) Tc, 2) (equation 14) dt 2 where: - POWc is the power of the compressor, - POWtest the power of the turbine, - what is the speed of the turbocharger (in rad / s), - is the inertia in rotation of the elements linked to the shaft of the turbocharger.

La consigne de puissance de la turbine se calcule donc en fonction de la puissance de consigne du compresseur et de la variation d'énergie cinétique de consigne. Elle s'écrit donc : 71 2 POW = POW ' + (-30) 'IN ,sp dt (équation 15) Ce calcul se fait dans un bloc dont les entrées/sorties sont : Entrées : - Puissance de consigne du compresseur POWc,, - Régime de consigne du turbocompresseur N,c,sp. Sorties : - Puissance de consigne de la turbine POW,,,p. 5) Vers une consigne de taux de détente en boucle ouverte PR,,,p,o, Cette étape de calcul a pour but de passer d'une consigne de puissance turbine à une consigne de taux de détente. Le calcul de la puissance de la turbine est décrit par : ( 1-7 POW, =WITutfitC p,exh 1- PR, (équation 16) où : - Wtest le débit passant à travers la turbine, - Tutest la température en amont de la turbine, - Th est l'efficacité de la turbine, - PR, est le taux de détente, - Cpexh est la capacité thermique massique à l'échappement, - Y est le rapport des capacités thermiques massiques à l'échappement. Dans le cas d'un turbocompresseur à géométrie variable, la puissance de la turbine dépend aussi de la position des ailettes, ce qui implique une cartographie en trois dimensions : = frit (H, N t ,cor PRt) (équation 17) Il est préférable de se passer de la recopie de la position des ailettes pour la commande et donc de supprimer cette dépendance dans les cartographies. Il est à noter qu'on a le même type de dépendance avec le débit turbine comme on peut le voir dans l'expression : W t ,cor = frrt(11, N t ,cor PRt) (équation 18) où Wt,cor est le débit turbine corrigé. La dépendance par rapport à la position des ailettes peut donc s'éliminer en concaténant les deux équations précédentes. On obtient une efficacité qui ne dépend plus de la position des ailettes (et donc de la commande) mais qui est toujours de dimension 3. On obtient ainsi : = frit(NI,cor, ,cor PRÉ) (équation 19) où Th est une efficacité de la turbine indépendante de la position des ailettes. Cependant, dans la stratégie présentée, la pression l'échappement et donc le taux de détente n'est qu'une variable intermédiaire de calcul. Une grande précision n'est en général pas requise. Un seul cas nécessite une bonne maîtrise de la pression à l'échappement, c'est la limitation en transitoire. L'impératif est donc d'avoir une cartographie d'efficacité de turbine cohérente sur le champ moteur et précise pour les pressions à l'échappement élevées. On peut donc simplifier l'efficacité pour obtenir une dépendance vis-à-vis de seulement deux paramètres. Or on constate que : - l'efficacité de la turbine dépend peu, à position ailettes fixe, du taux de détente. - le débit de la turbine dépend peu, à position ailettes fixe, du régime du turbocompresseur. The power setpoint of the turbine is therefore calculated as a function of the compressor setpoint power and the target kinetic energy variation. It is written as follows: 71 2 POW = POW '+ (-30)' IN, sp dt (equation 15) This calculation is done in a block whose inputs / outputs are: Inputs: - Compressor POWc setpoint, - Turbocharger set point N, c, sp. Outputs: - Setpoint power of the POW turbine ,,, p. 5) Towards an open-loop expansion rate setpoint PR ,,, p, o, This calculation step is intended to go from a turbine power setpoint to an expansion ratio setpoint. The calculation of the power of the turbine is described by: (1-7 POW, = WITutfitC p, exh 1- PR, (Equation 16) where: - Wt is the flow passing through the turbine, - Tutest the temperature upstream of the turbine, - Th is the efficiency of the turbine, - PR, is the expansion ratio, - Cpexh is the thermal mass capacity at the exhaust, - Y is the ratio of the thermal mass capacities to the exhaust. In the case of a turbocharger with variable geometry, the power of the turbine also depends on the position of the fins, which implies mapping in three dimensions: = fried (H, N t, PRt cor) (equation 17) It is preferable to do without copying the position of the vanes for the control and thus remove this dependence in the maps.It should be noted that we have the same type of dependence with the turbine flow as can be seen in the expression: W t, cor = frrt (11, N t, PRt cor) (equation 18) where Wt, cor is the flow turbine cor The dependence on the position of the fins can therefore be eliminated by concatenating the two previous equations. We obtain an efficiency that no longer depends on the position of the fins (and therefore the control) but which is always of dimension 3. We thus obtain: = fried (NI, horn,, horn PRE) (equation 19) where Th is an efficiency of the turbine independent of the position of the fins. However, in the strategy presented, the exhaust pressure and thus the expansion ratio is only an intermediate calculation variable. High accuracy is not usually required. A single case requires good control of the exhaust pressure is the transient limitation. The imperative is therefore to have a coherent turbine efficiency cartography on the engine field and precise for the high exhaust pressures. We can simplify the efficiency to obtain a dependence on only two parameters. However, it can be seen that: - the efficiency of the turbine depends little, fixed wing position, relaxation rate. - The flow rate of the turbine depends little, fixed fin position, turbocharger speed.

On peut donc simplifier la dépendance vis-à-vis du taux de détente et écrire : = frit(Nt,cor ,W ,cor) (équation 20) 6) Vers une consigne de taux de détente en boucle fermée PRt,sp,c1 Un contrôleur est nécessaire pour compenser les erreurs de modèle. Il est à noter que plus le modèle utilisé est précis, moins l'action du contrôleur sera nécessaire et importante. La stratégie basée sur un modèle est suffisamment performante pour qu'un régulateur du type Proportionnel/Intégral (PI) à gains fenêtrés constants soit suffisant. Entrées/ Sorties du bloc La sortie du contrôleur est une correction du taux de détente PRt,s,,c/), une entrée du contrôleur est une erreur de taux de compression, ce qui permet de limiter la variation de gain statique entre les valeurs d'entrée et de sortie. Les entrées/sorties sont Entrées : - Taux de compression de consigne PR,p - Taux de compression estimé PRc,es, Sorties : - Taux de détente de consigne en boucle fermé PR,,,,p,' Le contrôleur est représenté sur la figure 2 par l'ensemble {contrôleur 6 + soustracteur 10} 7) Vers une consigne de position u,Sp (consigne de position de l'actionneur des ailettes de la turbine 33) Le modèle de débit turbine est donné par: Wt Tut PrefP = S (uvgt); )fit (PR, )PR, (équation 21) I ref ,t dt Où S et fl)t sont des fonctions connues, par exemple sous forme de cartographies. T'f et Pref, sont respectivement une température de référence et une pression de référence associées avec une cartographie. La consigne de position u se calcule donc en inversant le modèle présenté. Elle s'écrit donc : ( usp = S-1 ),(PR,,p)PR,,,p (équation 22) T P f W u re ,t t T P ref ,t dt Il est à noter que dans la stratégie de contrôle, le bilan de puissance de la turbine se fait avec les mesures/estimations afin d'avoir un comportement cohérent et précis à l'échappement. We can therefore simplify the dependency on the expansion ratio and write: = fried (Nt, cor, W, cor) (equation 20) 6) To a closed loop expansion rate setpoint PRt, sp, c1 A controller is needed to compensate for model errors. It should be noted that the more precise the model used, the less necessary and important the controller action will be. The strategy based on a model is sufficiently powerful for a regulator of the Proportional / Integral (PI) type with constant windowed gains to be sufficient. Inputs / Outputs of the block The output of the controller is a correction of the expansion ratio PRt, s ,, c /), a controller input is a compression rate error, which makes it possible to limit the variation of static gain between the values entry and exit. The inputs / outputs are Inputs: - PR setpoint compression ratio, p - Estimated compression ratio PRc, es, Outputs: - Closed loop setpoint expansion ratio PR ,,,, p, 'The controller is represented on the FIG. 2 by the set {controller 6 + subtractor 10} 7) Towards a position setpoint u, Sp (turbine blade actuator position setpoint 33) The turbine flow model is given by: Wt Tut PrefP = S (uvgt); ) fit (PR,) PR, (equation 21) I ref, t dt Where S and fl) t are known functions, for example in the form of mappings. Tf and Pref are respectively a reference temperature and a reference pressure associated with a map. The position setpoint u is therefore calculated by inverting the presented model. It can be written: (usp = S-1), (PR ,, p) PR ,,, p (equation 22) TP f W u re, tt TP ref, t dt It should be noted that in the strategy of control, the power balance of the turbine is done with the measurements / estimates in order to have a coherent and precise behavior to the exhaust.

Les entrées/sorties du convertisseur 7 sont : Entrées : - Taux de détente de consigne PRtsp =PRt,sp,or+PRtsp~r - Débit de la turbine estimé W, - Température à l'échappement estimée Tay, - Pression en aval de la turbine, mesurée Pdi . Sorties : - Position de consigne Choix des coordonnées de la cartographie 3 On définit une variable réduite ou TSR (« tip speed ratio ») par le rapport entre le régime du turbocompresseur et le débit de la turbine normalisé par rapport à la température à l'échappement. (équation 23) avec Tut la température en amont de la turbine et T 'f t une température de référence de la turbine. Treft qui est par exemple une constante fournie par le constructeur de la turbine. La cartographie d'efficacité de la turbine peut alors être 20 exprimée sous la forme : fit =fit TSR(TSR, Nt,cor ) (équation 24) Ce changement de variable permet d'obtenir une surface cartographiée plus régulière que, par exemple, une cartographie 25 exprimée en fonction de Nt,cor et Wt,cor et donc permet une interpolation entre deux points plus précise. En outre, la variable TSR est calculée directement à partir de variables estimées indépendamment du calcul des valeurs de consigne : la lecture de cette cartographie ne nécessite donc pas de 30 boucle de correction sur une des coordonnées de lecture. Une telle boucle de correction est utilisée dans certaines méthodes utilisant Wt,cor, comme une des coordonnées de la cartographie, et peut alors causer des instabilités du système de calcul. N icT'Lt TSR = WiTut15 On peut estimer le rendement de la turbine corrigé "r1 itcor de la manière suivante : L'expression de la puissance de la turbine est donnée par l'équation : ( 1 Y ech P ° Wt = Wt Tu tri t C p , exh 1- PR,'Y'' (équation 25) Cette équation est utilisée pour calculer la consigne de taux de détente à partir de la consigne de la puissance de la turbine en boucle ouverte (terme du pré-positionnement). L'équation est inversée pour calculer le rendement de la turbine corrigé. Powsp (1-y' 1f1Till (1 - (PR,o, + PR,,a) Yom, Une fois que le turbocompresseur atteint un mode de fonctionnement stable, le rendement de la turbine corrigé calculé selon l'expression ci-dessus peut être mémorisé dans la cartographie pour faire évoluer celle-ci et la rapprocher des conditions réelles de fonctionnement du turbocompresseur. La méthode d'apprentissage peut être choisie parmi différentes méthodes connues. The inputs / outputs of the converter 7 are: Inputs: - Set relaxation rate PRtsp = PRt, sp, or + PRtsp ~ r - Estimated turbine output W, - Estimated exhaust temperature Tay, - Downstream pressure the turbine, measured Pdi. Outputs: - Setpoint position Choosing the coordinates of the map 3 A reduced variable or TSR ("tip speed ratio") is defined by the ratio between the turbocharger speed and the flow rate of the turbine normalized with respect to the temperature at the turbine. exhaust. (Equation 23) with the temperature upstream of the turbine and T 'f t a reference temperature of the turbine. Treft which is for example a constant provided by the manufacturer of the turbine. The turbine efficiency map can then be expressed as: fit = fit TSR (TSR, Nt, cor) (equation 24) This change of variable makes it possible to obtain a more regular mapped area than, for example, a map 25 expressed as a function of Nt, cor and Wt, cor and thus allows interpolation between two points more precisely. In addition, the variable TSR is calculated directly from variables estimated independently of the calculation of the set values: the reading of this map therefore does not require a correction loop on one of the read coordinates. Such a correction loop is used in some methods using Wt, cor, as one of the coordinates of the map, and can then cause instabilities of the computing system. N icT'Lt TSR = WiTut15 The efficiency of the corrected turbine "r1 itcor can be estimated in the following way: The expression of the power of the turbine is given by the equation: (1 Y ech P ° Wt = Wt Tu tri t C p, exh 1- PR, 'Y' '(equation 25) This equation is used to calculate the expansion ratio setpoint from the open loop turbine power setpoint (pre-positioning term The equation is inverted to calculate the efficiency of the corrected turbine Powsp (1-y '1f1Till (1 - (PR, o, + PR ,, a) Yom, Once the turbocharger reaches a stable operating mode , the efficiency of the corrected turbine calculated according to the above expression can be memorized in the map to make it evolve and bring it closer to the actual operating conditions of the turbocharger The learning method can be chosen from among various known methods .

L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut se décliner en de nombreuses variantes. Dans l'exemple illustré plus haut, certaines variables de fonctionnement du turbocompresseur sont mesurées à l'aide de capteurs ou directement déduites à partir de mesures effectuées par des capteurs. D'autres variables sont estimées à partir des mesures effectuées à l'aide de modèles mathématiques. La proportion de variables directement issues de mesures et de variables estimées peut être modifiée sans sortir du cadre de l'invention. Un système de saturation peut être prévu entre le sommateur et le turbocompresseur 37 pour imposer un taux de détente de consigne compris entre une valeur minima et une valeur maxima dépendant des autres paramètres de fonctionnement du moteur 30. Tl 'co' (équation 26) La changement de variable proposé, consistant à cartographier l'efficacité de la turbine en fonction des deux variables Nt,cor et TSR, et en particulier en fonction de la variable TSR, peut être utilisé dans des système de pilotage de turbine sans apprentissage. Ce changement de variable permet de limiter les erreurs d'interpolation lors de la lecture de la cartographie, car la surface d'efficacité obtenue dans ce repère particulier est plus régulière, ses variations s'effectuant à l'échelle des domaines de travail de la première et seconde coordonnées, et non sur un sous ensemble restreint de coordonnées de travail -ce qui est le cas pour d'autres choix de système de coordonnées-. Le système de régulation selon l'invention peut être utilisé aussi bien pour des systèmes avec recirculation partielle des gaz d'échappement à haute pression (EGR HP) que pour des systèmes avec recirculation partielle des gaz d'échappement à basse pression (EGR BP). Il ne nécessite qu'un nombre minimal de capteurs de pression (un capteur de pression dans le collecteur d'admission). Le système de régulation proposé permet de limiter le coût des essais préalables à la mise en service du turbocompresseur, puisque celui-ci affine sa précision lors des premiers roulages du véhicule. En outre, on limite les dérives du système liées à l'évolution dans le temps (évolutions liées à l'usure, aux variations de température et de conditions atmosphériques...). The invention is not limited to the embodiments described and can be declined in many variants. In the example illustrated above, certain operating variables of the turbocharger are measured using sensors or directly deduced from measurements made by sensors. Other variables are estimated from measurements made using mathematical models. The proportion of variables directly derived from measurements and estimated variables can be modified without departing from the scope of the invention. A saturation system can be provided between the summator and the turbocharger 37 to impose a set relaxation rate between a minimum value and a maximum value depending on the other operating parameters of the engine 30. Tl 'co' (equation 26) The proposed variable change, consisting in mapping the efficiency of the turbine according to the two variables Nt, cor and TSR, and in particular according to the variable TSR, can be used in turbine control systems without learning. This change of variable makes it possible to limit the interpolation errors during the reading of the cartography, because the area of effectiveness obtained in this particular reference frame is more regular, its variations taking place on the scale of the working domains of the first and second coordinates, and not on a small subset of work coordinates-which is the case for other coordinate system choices-. The control system according to the invention can be used both for systems with partial recirculation of high pressure exhaust gases (HP EGR) and for systems with partial recirculation of low pressure exhaust gases (EGR BP). . It requires only a minimal number of pressure sensors (a pressure sensor in the intake manifold). The proposed control system makes it possible to limit the cost of the pre-commissioning tests of the turbocharger, since the latter refines its precision during the first rollings of the vehicle. In addition, it limits the drifts of the system related to the evolution over time (evolutions related to the wear, the variations of temperature and atmospheric conditions ...).

Claims (12)

REVENDICATIONS1. Système de suralimentation pour moteur (30) à combustion interne de véhicule automobile, avec un turbocompresseur comprenant une turbine (33), à ailettes orientables par un actionneur, et une unité de commande électronique (2) configurée pour calculer une consigne de position (u) de l'actionneur, l'unité de commande électronique étant configurée pour calculer la consigne de position (u) à partir d'une valeur d'efficacité turbine (rit) consignée dans une cartographie (3) en fonction d'une première coordonnée de fonctionnement (Nt,cor) et d'une seconde coordonnée de fonctionnement (TSR), caractérisé en ce que l'unité de commande électronique (2) est configurée pour actualiser les valeurs de la cartographie (3) au cours du roulage du véhicule. REVENDICATIONS1. Supercharging system for a motor vehicle internal combustion engine (30), with a turbocharger comprising a turbine (33), finned by an actuator, and an electronic control unit (2) configured to calculate a position setpoint (u ) of the actuator, the electronic control unit being configured to calculate the position setpoint (u) from a turbine efficiency value (rit) recorded in a map (3) according to a first coordinate operating mode (Nt, horn) and a second operating coordinate (TSR), characterized in that the electronic control unit (2) is configured to update the values of the map (3) during the running of the vehicle . 2. Système selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande électronique (2) est configurée pour prendre en compte, lors du calcul de la consigne de position (u), une consigne de puissance de la turbine (POWt,,p), et dans lequel la première (Nt,cor) et la seconde (TSR) coordonnées sont déterminées en fonction d'un régime de rotation (NO d'un arbre de la turbine (33), d'une température des gaz (Tut) en amont de la turbine (33), et d'un débit des gaz (Wt) traversant la turbine (33). 2. System according to claim 1, wherein the electronic control unit (2) is configured to take into account, during the calculation of the position setpoint (u), a power setpoint of the turbine (POWt ,, p ), and in which the first (Nt, cor) and the second (TSR) coordinates are determined as a function of a rotational speed (NO of a turbine shaft (33), a temperature of the gases (Tut ) upstream of the turbine (33), and a gas flow (Wt) passing through the turbine (33). 3. Système selon la revendication 2, dans lequel l'unité de commande électronique est configurée pour actualiser au moins une valeur (rit) de la cartographie (3) au cours du roulage du véhicule en fonction d'une valeur d'efficacité de la turbine (1)t,cor), qui est estimée en fonction de la consigne de puissance (POWt,,p) de la turbine, du débit des gaz (Wt) traversant la turbine, de la température des gaz (Tut) en amont de la turbine, et d'une valeur de consigne moyenne utilisée par ailleurs par l'unité de commande électronique (2) pour calculer la consigne de position (u). 3. System according to claim 2, wherein the electronic control unit is configured to update at least one value (rit) of the map (3) during the running of the vehicle according to a value of efficiency of the turbine (1) t, cor), which is estimated as a function of the power setpoint (POWt ,, p) of the turbine, the flow rate of the gases (Wt) passing through the turbine, the temperature of the gases (Tut) upstream of the turbine, and an average setpoint value also used by the electronic control unit (2) to calculate the position setpoint (u). 4. Système selon l'une des revendications 2 ou 3, comprenant un convertisseur (7) configuré pour calculer la consigne de position (u) à partir de la somme d'un premier taux de détente (PRt,sp,o1) calculée à partir de la puissance de consigne (POWt,sp) de la turbine(33), du débit des gaz (Wt) traversant la turbine, de la température des gaz (Tut) en amont de la turbine (33), et de la valeur d'efficacité de la turbine(rit) lue dans la cartographie (3), et d'un second taux de détente (PRt,sp,a) délivré par un régulateur (11) fonctionnant en boucle fermée. 4. System according to one of claims 2 or 3, comprising a converter (7) configured to calculate the position command (u) from the sum of a first expansion ratio (PRt, sp, o1) calculated at from the nominal power (POWt, sp) of the turbine (33), the flow rate of the gases (Wt) passing through the turbine, the temperature of the gases (Tut) upstream of the turbine (33), and the value turbine efficiency (rit) read in the map (3), and a second expansion rate (PRt, sp, a) delivered by a regulator (11) operating in a closed loop. 5. Système selon la revendication précédente, relié à un moyen d'estimation de la pression de gaz dans un collecteur d'admission (40) du moteur, et comprenant un régulateur (11) configuré pour recevoir deux premières valeurs (APcool, Pue) mesurées ou estimées sur le turbocompresseur (37), une valeur estimée de pression (P \-- spgmes) dans le collecteur (40) et une valeur de pression de consigne (Pspg,sp) du collecteur, et configuré pour délivrer un second taux de détente (PRt,sp,a) calculé à partir de la différence entre un premier taux de compression (PRc,sp) calculé à partir des deux valeurs (413,001, Pue) mesurées ou estimées au niveau du turbocompresseur (37), et de la pression (P \-- spg,mes) estimée dans le collecteur (40), et entre un second taux de compression (PRc,est) de consigne calculé à partir des deux premières valeurs (APcool, Puc) estimées ou mesurées, et de la valeur de pression de consigne (Pspg,sp) du collecteur. 5. System according to the preceding claim, connected to a means for estimating the gas pressure in an intake manifold (40) of the engine, and comprising a regulator (11) configured to receive two first values (APcool, Pue) measured or estimated on the turbocharger (37), an estimated pressure value (P \ - spgmes) in the manifold (40) and a set pressure value (Pspg, sp) of the manifold, and configured to deliver a second rate of relaxation (PRt, sp, a) calculated from the difference between a first compression ratio (PRc, sp) calculated from the two values (413.001, Pue) measured or estimated at the turbocharger (37), and from the pressure (P \ - spg, mes) estimated in the collector (40), and between a second compression ratio (PRc, est) of reference calculated from the first two values (APcool, Puc) estimated or measured, and the set pressure value (Pspg, sp) of the collector. 6. Système selon les revendications 3 et 4, ou selon les revendication 3 et 5, dans lequel la valeur de consigne moyenne est une moyenne du premier taux de détente (PRt,sp,01) et du second taux de détente (PRt,sp,c1). 6. System according to claims 3 and 4, or according to claim 3 and 5, wherein the average setpoint is an average of the first expansion ratio (PRt, sp, 01) and the second expansion ratio (PRt, sp , c1). 7. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de commande électronique est configurée pour actualiser au moins une valeur (qt) de la cartographie (3) lors de chaque utilisation stabilisée du système turbocompresseur. 7. System according to one of the preceding claims, wherein the electronic control unit is configured to update at least one value (qt) of the map (3) during each stabilized use of the turbocharger system. 8. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de commande électronique est configurée pour calculer la première coordonnée (Nt ,C0r) en fonction du régime du turbocompresseur (NO et de la température (Tut) de gaz en amont de la turbine (33). 8. System according to one of the preceding claims, wherein the electronic control unit is configured to calculate the first coordinate (Nt, C0r) as a function of the turbocharger (NO and temperature (Tut) gas upstream of the turbine (33). 9. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de commande électronique est configurée pour calculer la seconde coordonnée (TSR) en fonction de la température (Tut) desgaz en amont de la turbine (33), du débit des gaz (Wt) traversant la turbine (33) et du régime de rotation (NO de l'arbre de la turbine (33). 9. System according to one of the preceding claims, wherein the electronic control unit is configured to calculate the second coordinate (TSR) as a function of the temperature (Tut) desgaz upstream of the turbine (33), the flow rate of gas (Wt) passing through the turbine (33) and the rotation speed (NO of the turbine shaft (33). 10. Système selon la revendication 9, dans lequel l'unité de commande électronique est configurée pour calculer la seconde coordonnée (TSR) en multipliant le régime (NO de rotation de l'arbre de la turbine (33) par une température de référence constante, et en divisant ce produit par le débit des gaz (Wt) traversant la turbine et par la température des gaz (Tut) en amont de la turbine (33). The system of claim 9, wherein the electronic control unit is configured to calculate the second coordinate (TSR) by multiplying the rotational speed (rotation NO of the turbine shaft (33) by a constant reference temperature , and dividing this product by the flow rate of the gases (Wt) passing through the turbine and by the temperature of the gases (Tut) upstream of the turbine (33). 11. Procédé de gestion d'un turbocompresseur pour moteur (30) à combustion interne de véhicule automobile, dans lequel on calcule une consigne (u) de position d'ailettes d'une turbine (33) du turbocompresseur (37), en utilisant une cartographie (3) reliant une première coordonnée (Nt ,cor) de fonctionnement, une seconde coordonnée (TSR) de fonctionnement et des troisièmes valeurs (rit) sans dimension, caractérisé en ce que les troisièmes valeurs (qt) de la cartographie sont actualisées au cours du roulage du véhicule. 11. A method for managing a turbocharger for a motor vehicle internal combustion engine (30), in which a setpoint (u) of the position of the blades of a turbine (33) of the turbocharger (37) is calculated, using a map (3) connecting a first coordinate (Nt, cor) of operation, a second coordinate (TSR) of operation and third values (rit) without dimension, characterized in that the third values (qt) of the map are updated during the driving of the vehicle. 12. Procédé de gestion selon la revendication 11, dans lequel la première coordonnée (Nt,cor) est calculée en fonction d'un régime de rotation (NO du turbocompresseur et de la température (Tut) des gaz en amont de la turbine (33), et dans lequel la seconde coordonnée (TSR) est obtenue en multipliant le régime (NO du turbocompresseur par une température de référence constante, et en divisant ce produit par le débit des gaz (W) traversant la turbine (33) et par la température des gaz (Tut) en amont de la turbine. 12. Management method according to claim 11, wherein the first coordinate (Nt, cor) is calculated as a function of a rotation speed (NO of the turbocharger and the temperature (Tut) of the gas upstream of the turbine (33). ), and wherein the second coordinate (TSR) is obtained by multiplying the speed (NO of the turbocharger by a constant reference temperature, and dividing this product by the flow rate of the gases (W) passing through the turbine (33) and by the gas temperature (Tut) upstream of the turbine.