WO2011067491A1 - Procede de controle d'une suralimentation a deux etages de turbocompresseurs a geometrie fixe avec estimateur dynamique et limitation de la pression avant turbine - Google Patents

Procede de controle d'une suralimentation a deux etages de turbocompresseurs a geometrie fixe avec estimateur dynamique et limitation de la pression avant turbine Download PDF

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Laurent Fontvieille
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to the control of internal combustion engines of motor vehicles.
  • the invention relates to the control of the two-stage air supercharging of such engines.
  • a particularly interesting application of the invention concerns the control of the supercharging of a supercharged diesel engine with a turbocharger, and more particularly with a two-stage turbocharger architecture.
  • the control of the engine is the technique of adjusting the performance of an internal combustion engine by controlling all of its sensors and actuators.
  • ECU Electronic Control Unit
  • Supercharged engines comprise a turbocharger comprising a turbine driven in rotation by the exhaust gas and a compressor driven by the turbine and serving to increase the amount of air admitted into the cylinders.
  • the turbine is placed at the outlet of the exhaust manifold while the compressor is mounted on the same axis as the turbine and is disposed upstream of the intake manifold.
  • the turbochargers are connected in series, so that the low pressure compressor supplies the high pressure compressor with air and the high pressure turbine supplies the low pressure turbine with gas.
  • the power provided by the exhaust gases to the high and low pressure turbines can be adjusted by installing relief valves or vanes which affect the flow rate of gas passing through the turbine or the passage section provided for these gases.
  • This type of turbocharger is called a fixed geometry turbocharger.
  • the boost pressure level is increasing so that turbochargers are more and more stressed. It is therefore important to control the turbochargers as finely as possible in order to prevent them from deteriorating and to improve the behavior of the turbochargers. during accelerations, and in particular to increase the dynamics of the engine, that is to say, its ability to climb quickly in regime.
  • Regulation of the pressure in the intake manifold of the engine around the pressure reference value is conventionally carried out by means of regulators P1D (Proportional, Integral, Differential) after revolution of the difference between the pressure setpoint and the actual pressure measured.
  • regulators P1D Proportional, Integral, Differential
  • the object of the invention is therefore to overcome these disadvantages and to provide a method and a device for controlling the supercharging of a supercharged internal combustion engine to achieve this triple objective, namely control of the supercharging pressure by transient regime, control of the boost pressure in steady state and limitation of the pressure upstream of the turbine.
  • control method advantageously uses a compression ratio variable compressor to drive a turbocharger in the case where it is unique.
  • the method replaces a dual-loop control by a control at a given moment of one or other of the turbochargers, combined with a manager that selects the turbocharger piloted.
  • the object of the invention is therefore, according to a first aspect, a method for controlling the supercharging of an internal combustion engine of a motor vehicle equipped with a stepped two-turbocharger comprising two turbines driven in rotation by the gases. engine exhaust, two superchargers driven by each of the turbines, and two high pressure and low pressure valve actuators for adjusting the power of the exhaust gas.
  • This method furthermore comprises the regulation of the compression ratio of the compressor around a setpoint value of the supercharging pressure ratio, as well as a regulation of the expansion ratio to limit the pressure upstream of the turbine, the regulation being set implemented as soon as the pressure upstream of the turbine exceeds a threshold value.
  • an aetivation and deactivation signal is produced for regulating the expansion ratio of the turbine as a function of the value of the pressure in the intake manifold and the pressure upstream of the turbine. the turbine of the turbocharger and according to the first and second threshold values.
  • the regulation of the expansion ratio of the turbine is deactivated when the value of the pressure in the intake manifold is greater than or equal to the first threshold value.
  • the regulation of the compression ratio of the compressor is deactivated when the value of the pressure in the exhaust manifold is lower than the second threshold value.
  • the pressure limitation upstream of the turbine is effected by means of a regulation loop receiving as input the setpoint value and an estimate of the compression ratio of the compressor and delivering an output control signal for high pressure and low pressure valve actuators.
  • Switching means arranged at the input of the regulation loop can be controlled according to the value of the activation and deactivation signal, so as to present at the input of the regulation loop, on the one hand, or the estimation the expansion ratio of the turbine, ie the estimation of the compression ratio of the compressor, and on the other hand, one or the other of the set values.
  • the compression compressor compression setpoint can be developed from a mapping and the expansion ratio setpoint can be derived from the ratio of the pressure in the exhaust manifold to one or the other. other pressure values among the pressure measurement downstream of the low pressure turbine and the estimation of the pressure downstream of the high pressure turbine.
  • the value of estimating the pressure downstream of the high-pressure turbine is derived from a dynamic model of the turbocharger at low pressure.
  • the invention relates to a device for controlling the air supercharging of an internal combustion engine of a motor vehicle equipped with a stepped supercharger twin turbocharger provided with two turbines driven by the gases of engine exhaust, two superchargers driven by each turbine.
  • the device comprises a control unit comprising the regulation of the compression ratio of the compressor around a set value of the pressure ratio of supercharging and regulating the expansion rate so as to limit the value of the pressure upstream of the turbine, said regulation being implemented as soon as the pressure upstream of the turbine exceeds the threshold value.
  • a map is used in which prepositioning values of the high pressure and low pressure valve actuators are stored, making it possible to adjust the power of the exhaust gases as a function of engine operating parameters and means for pre-shaping. said actuators from a value extracted from the map.
  • FIG. 1 schematically illustrates the structure of an internal combustion engine, of diesel type, of an automobile engine provided with a supercharging control device according to the invention:
  • FIG. 2 represents a control stage of a circuit
  • - Figure 3 illustrates a dynamic estimator of a low pressure turbocharger based on a physical model.
  • FIG. 1 diagrammatically shows the general structure of an internal combustion engine 1 of a motor vehicle, of the Diesel type, as well as its fresh air intake 2 and exhaust manifolds. 3.
  • the fresh air intake circuit 4 in the engine 1 essentially comprises an air filter 5 supplying, via a first stage of turbocharger 6 low pressure and a second 7 high pressure turbocharger stage, the intake manifold 2 of the engine 1.
  • the exhaust manifold 3 With regard to the exhaust manifold 3, it recovers the exhaust gases from the combustion and evacuates these the latter to the outside, via turbochargers 6 and 7 and a particulate filter 8 intended to reduce the amount of particles, especially soot, released into the environment.
  • the turbocharger 6 essentially comprises a turbine 10 driven by the exhaust gas and a compressor 11 mounted on the same axis as the turbine 10 and providing a compression of the air distributed by the air filter 5, in order to increase the amount of air admitted into the cylinders of the engine 1.
  • the turbocharger 7 essentially comprises a turbine 1 2 driven by the exhaust gas and a compressor 1 3 mounted on the same axis as the turbine 12 and providing a compression of the air distributed by the compressor 1 1, for the purpose of increase the amount of air admitted into the cylinders of the engine 1.
  • the engine 1 is also associated with an exhaust gas recirculation circuit 14 for injecting a part of these gases into the intake manifold 2 so as, in particular, to limit the amount of exhaust gas. nitrogen oxide produced while avoiding the formation of smoke in the exhaust.
  • This circuit 14 essentially comprises a solenoid valve 15 which makes it possible to control the flow of recirculated exhaust gas.
  • the engine 1 is associated with a circuit 16 for exhausting gases.
  • This circuit 1 6 essentially comprises high-pressure discharge valves 17 as in the English terminology under the term 'by-pass' valve and low pressure 1 8, generally designated by the English terminology under the term 'wastegate' valve, so as to modulating the power provided by the exhaust gases to the high and low pressure turbines 10 and 12.
  • One of the principles of the invention is to drive only one turbocharger 6 or 7 at a time by acting on the high pressure valve actuator 17 or low pressure 18 corresponding.
  • a controlled electronic unit ECU designated by the reference numeral 20, retrieves signals P and P avt al, t for measuring the pressure respectively prevailing in the intake manifold 2 and upstream of the high pressure turbine 12 , delivered by appropriate measuring sensors provided for this purpose (not shown).
  • It acts on a device for adjusting the power of the exhaust gases, for example the discharge valves so as to regulate the value of the pressure prevailing in the intake manifold 2 and the value of the pressure P avl, l in upstream of the turbine 12 of the turbocharger 7 around respective setpoints CONSp coll and CONSp avt .
  • the unit UCE 20 also provides the operational control of the engine 1, in a manner known per se. It acts in particular on the solenoid valve 1 5 to adjust the amount of recirculated gas and adjusts the operating point of the engine 1.
  • the present description relates to the limitation of the pressure P avt t upstream of the turbine 12 of the high pressure turbocharger 7. Also, the following description of the ECU unit 20 will relate to the essential means for implementing this limitation.
  • the electronic control unit ECU 20 mainly comprises a regulating means for limiting the pressure P avt, t upstream of the turbine 12 of the turbocharger 1.
  • the central unit 20 incorporates a regulation stage 21 of the expansion ratio PR t receiving as input the estimated expansion ratio PR t, esti and the estimated compression ratio PR c, esti , a first stage 22 of elaboration a first pressure threshold value CONSp coll corresponding to a maximum permissible pressure value for the intake manifold 2 and a second stage 23 for producing a second threshold value CONSp avl of pressure corresponding to a maximum value authorized pressure for the exhaust manifold 3, corresponding to the authorized pressure upstream of the turbine 12 of the turbocharger 7 high pressure.
  • the central imitate 20 also incorporates a third stage 24 and 25 of elaboration of the estimation of the expansion ratio PR t, esti of the turbine, respectively at high pressure and at low pressure, as well as a fourth stage 26 and 27 for developing the setpoint value PR t, cons of the expansion ratio of the turbine, respectively at high pressure and at low pressure.
  • the limitation of the pressure P avt, t prevailing upstream of the turbine 12 is active only when the P avt pressure, t upstream of the turbine 12 is greater IA first threshold value Consp avt .
  • the regulation of the expansion ratio PR t is implemented by the third and fourth stages 24, 25 and 26, 27 of the ECU control unit 20.
  • this stage consists of a two-input memory zone into which data, obtained by learning, are loaded. beforehand, constituted by a set of pressure threshold value CONSp coll each corresponding to an operating speed of the engine and a fuel consumption level,
  • stage 23 for developing the second threshold value CONSp avt it is also constituted by a memory zone in which is loaded a threshold value CONSp avt corresponding to a maximum pressure value from which malfunctions are likely to appear within turbochargers 6 and 7.
  • This threshold value CONSp avt is preferably completed by a setpoint value CONS 21 corresponding to a setpoint value in transient mode and by a setpoint value CONS 2p corresponding to a setpoint value in steady state.
  • the regulation stage of the expansion ratio essentially comprises a circuit. Essentially incorporating a regulator 26.
  • the circuit 25 receives, as input, an error signal E delivered by a comparator 30 ensuring either the comparison between the value of reference of the expansion ratio PR t, cons and the estimation of the expansion ratio PR t, esti , ie the comparison between the setpoint value of the compression ratio PR c, cons and the estimation of the compression ratio PR c, esti .
  • the circuit 25 also incorporates a stage 31 for generating a GPAVT signal for activating and deactivating the regulation of the expansion ratio PR t .
  • CPAVT this signal is generated in a logic circuit 32 based on the pressure P coll of value in the intake manifold 2, the pressure P avt, t upstream of the turbine 12 of the turbocharger 7, and based on setpoint values CONS coll and CONS pavt .
  • the floor 3 1 d preparation of CPAVT signal comprises first means 33 for ensuring a comparison between the comparison al P measured pressure value in the intake manifold 2 and the al CONS corresponding reference value, and comparing means 34 for comparison between the pressure value P avt t measured in the exhaust manifold 3 and the threshold value CONS corresponding flag , the result of these comparisons being provided to the logic circuit 32 suitable for the elaboration the activation and deactivation signal CPAVT.
  • the signal CPAVT allows to actuate switches 35 and 36 so as to position them on the reference of the relaxation ratio PR t, cons of the turbine 12 and on the estimation of the expansion ratio PR t, esti .
  • the comparator 30 makes a comparison between the estimate of the expansion ratio PR t, esti and the reference of the expansion ratio PR t, cons .
  • the signal CPAVT makes it possible to actuate switches 35 and 36 so as to position them on the threshold value of the compression ratio PR c. of the compressor 13 and on the estimation of the compression ratio PR c, esti .
  • the comparator 30 makes a comparison between the estimation of the compression ratio PR c, esti and the threshold value of the compression ratio PR c, cons .
  • the error signal E delivered by the comparator 30 is transmitted to a regulator 37, so as to regulate either the expansion ratio PR t of the turbine 1 2, or the compression ratio PR c of the compressor 13.
  • a prepositioning value of the low pressure (“bypass") and high pressure (wastegate) valves 18 is added to the output value of the regulator 37.
  • This prepositioning value is extracted from a map C as a function of the engine speed N or the fuel flow W.
  • This pre-positioning map C of the turbine 12 is incorporated in the ECU 20 and makes it possible to obtain a first estimated value of the adjustments of the turbocharger 7 as a function of the speed N and of the speed W and thus facilitate the adjustment. Moreover, by correcting the value extracted from the map C as a function, in particular, of the atmospheric pressure and of the temperature, it is possible to refine the prepositioning value of the turbine 12 as a function, for example, of the altitude, or the ambient temperature. It will be noted that this prepositioning value of the turbine 12 makes it possible to position the turbocharger 7 in a valid initial state during stable speeds and which thus makes it possible to approach transient conditions with a good initial setting.
  • the outputs of the regulator 37 and the map C are summed by means of a summon 38 to determine the position of the valves WG low pressure discharges 1 8 and high pressure 17.
  • the dynamic behavior of the estimator of the low-pressure turbocharger 6 is based on a physical model and to determine the estimation of the pressure P avt, t upstream of the turbine 1 0 low pressure, and the pressure P downstream, c downstream of the compressor 1 1 low pressure.
  • This dynamic estimate of the low-pressure turbocharger 6 makes it possible to eliminate the risks of overspeed on the high-pressure turbocharger under transient conditions without the addition of a specific sensor.
  • the dynamic estimator has as input the flow rate W avt, c of the compressor air 1 1 measured by a flow meter (not shown), the pressure values P avt, c and temperature T avt, c upstream of the compressor 1 l , the flow rate W avt t of the low pressure turbine 10 and the value of the temperature T avt t upstream of the low pressure turbine 10.
  • the air flow values W avt, c and W avt, t and the pressure values P avt, c and P avt t are obtained by sensors (not shown).
  • the flow rate W avt.c and the temperature T avt c upstream of the compressor 11 are measured.
  • Cp is the heat capacity at constant pressure of the fluid flowing in the turbocharger 6 and the ratio of the heat capacity to constant pressure on the heat capacity at constant volume of the same fluid.
  • the compression ratio PR c, esti and the efficiency ⁇ c are obtained from static C maps provided by the turbocharger manufacturer. These quantities are calculated according to variables determined by the following formulas:
  • the pressure P avt, c upstream of the compressor 1 1 low pressure is measured.
  • the turbocharger N t regime is provided by the dynamic estimator, functions f 1 and f 2 for them data from the manufacturer of the turbocharger and contained in the block 4 l.
  • the air flow W avt, c may for example be measured by means of a hot wire sensor (not shown) placed at the outlet of the air filter 5.
  • the pressure P avt, c may in turn be measured by a sensor piezoelectric (not shown).
  • the power P t supplied by the turbine 10 to the motor shaft is calculated according to equation (4) in block 42:
  • the functions fj, 3 ⁇ 4 are provided by the manufacturer and contained in block 43.
  • the flow rate W avt t of the turbine 10 is estimated from the air flow rate measured at the air inlet of the engine 1, using a first-order low-pass filter (not shown). ). This simplification is justified by the fact that the low pressure estimator is used only when the valve (wastegate) is closed.
  • the efficiency ⁇ t of the turbine 10 is thus determined from known or estimated quantities.
  • equation (4) requires to know the expansion ratio PR t, esti of the low pressure turbine, since this is not measured.
  • the pressure measurement P d tB P is used downstream of the low pressure turbine 10 and the equation (6) is reversed, so as to obtain the following equation:
  • J Pinettie of the turbocharger 6 low pressure ⁇
  • N t is the speed of the low pressure turbine.
  • the setpoint PR t, soll is made from the ratio between the measurement of the pressure P avt, t upstream of the turbine and the P dt pressure value is downstream of the 12 high-pressure turbine or downstream of the low pressure turbine.
  • the reference value of the expansion ratio PR t, cons is calculated according to the following equation:

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Abstract

Ce procédé de contrôle de la suralimentation en air d 'un moteur (1) à combustion interne d'un véhicule automobile équipé d'un bi-tυrbocompresseur étage de suralimentation (6, 7) comprend deux turbines (10, 12) entraînées en rotation par les gaz d'échappement du moteur (1), deux compresseurs de suralimentation (11,13) entraînés par chacune des turbines (10, 12 ), et deux actionneurs de soupapes (17, 18) haute pression et basse pression. Ce procédé comprend la régulation du taux de compression du compresseur (PRc) autour d'une valeur de consigne de rapport de compression (PRc,cons) et la régulation du taux de détente (PR1) de la turbine (12) pour limiter la valeur de l a pression (Pavt,t) en amont de la turbine (12), ladite régulation étant mise en œuvre dès que la pression (Pavt,t) en amont de la turbine (12) haute pression dépasse une valeur seuil (CONSpavt).

Description

Procédé de contrôle d'une suralimentation à deux étages de turbocompresseurs à géométrie fixe avec estimateur dynamique et limitation de la pression avant turbine
L'invention concerne la commande de moteurs à combustion interne de véhicules automobiles.
Plus particulièrement, l'invention , se rapporte au contrôle de la suralimentation en air à deux étages de tels moteurs.
Une application particulièrement intéressante de l ' invention concerne le contrôle de la suralimentation en air d'un moteur de type Diesel suralimenté par un turbocompresseur, et plus particulièrement avec une architecture bi-turbocompresseurs étagés.
La commande du moteur est la technique de réglage des performances d'un moteur à combustion interne par pilotage de l'ensemble de ses capteurs et actionneurs.
L'ensemble des lois de commande et des paramètres de pilotage du moteur est contenu dans un calculateur appelé UCE ou Unité de Commande Electronique.
Les moteurs suralimentés comprennent un turbocompresseur comprenant une turbine entraînée en rotation par les gaz d'échappement et un compresseur entraîné par la turbine et servant à augmenter la quantité d'air admise dans les cylindres.
A cet effet, la turbine est placée à la sortie du collecteur d'échappement tandis que le compresseur est monté sur le même axe que la turbine et est disposé en amont du collecteur d'admission.
Les turbocompresseurs sont montés en série, de sorte que le compresseur basse pression alimente en air le compresseur haute pression et que la turbine haute pression alimente en gaz la turbine basse pression.
La puissance fournie par les gaz d'échappement aux turbines haute et basse pression peut être réglée en installant des soupapes de décharge ou des ailettes qui influent sur le débit de gaz traversant la turbine ou la section de passage offerte à ces gaz. Ce type de turbocompresseur est appelé turbocompresseur à géométrie fixe.
Avec l 'augmentation des performances des moteurs suralimentés, le niveau de pression de suralimentation augmente de sorte que les turbocompresseurs sont de plus en plus sollicités, Il est donc important de piloter le plus finement possible les turbocompresseurs pour éviter leur détérioration et améliorer le comportement du véhicule, lors des accélérations, et en particulier pour augmenter la dynamique du moteur, c'est-à-dire sa capacité à monter rapidement en régime.
Les normes de dépollution étant de plus en plus sévères, la quantité de particules rejetées par un moteur, en particulier un moteur Diesel, doit être de plus en plus faible. C 'est la raison pour laquelle la ligne d'échappement du moteur est pourvue d'un filtre à particules qui permet de réduire la quantité de particules rejetées dans l 'environnement. L'introduction d 'un tel dispositif produit une augmentation de la contre pression d'échappement. Cette contre pression est d 'autant plus importante que le filtre est chargé en particules. Elle se traduit, vis-à-vis du turbocompresseur, par une réduction du taux de détente, et par une réduction consécutive de la puissance fournie par les gaz d'échappement à la turbine et une diminution des performances du moteur. Pour obtenir le même niveau de performances, il est nécessaire de maintenir le taux de détente en augmentant la pression en amont de la turbine. Cette augmentation est généralement obtenue par la fermeture des soupapes de décharge ou en agissant sur les ailettes.
La régulation de la pression régnant dans le collecteur d'admission du moteur autour de la valeur de consigne de pression est classiquement réalisée au moyen de régulateurs P1D (Proportionnel, intégral, Différentiel) d'après révolution de la différence entre la consigne de pression et la pression réelle mesurée.
Toutefois, cette stratégie de régulation est difficile à mettre en œuvre dans la mesure où elle doit permettre d 'asservir la pression régnant dans le collecteur sur la consigne de pression aussi bien en régime stabilisé qu'en régime transitoire.
On a déjà tenté, dans l 'état de la technique, d'atteindre cet objectif.
On pourra à cet égard se référer au document US 2003/00 100
1 9 qui utilise deux régulateurs en cascade ou sur le document FR 2 829 530 qui propose de réguler la valeur de pression en amont de la turbine du turbocompresseur autour d 'une valeur de consigne de pression correspondant à une valeur maximale de pression autorisée en amont de la turbine du turbocompresseur.
On pourra également se référer au document WO 2004/00 99 84 qui propose de contrôler la suralimentation en utilisant une consigne de position qui est fonction du régime du moteur ou au document WO 2004/0:27 238 qui propose de réguler de manière séquentielle, soit la pression de suralimentation, soit la position d 'un actionneur de réglage de la puissance des gaz d'échappement.
Mais les solutions proposées dans l'état de la technique ne permettent pas de mettre en œuvre un asservissement de la pression de la suralimentation pour contrôler de manière précise la pression régnant dans le collecteur d'admission du moteur aussi bien en régime stabi lisé qu 'en régime transitoire, tout en limitant la pression en amont du turbocompresseur afin de protéger le moteur et le turbocompresseur.
Le but de l'invention est donc de pallier ces inconvénients et de fournir un procédé et un dispositif de contrôlé de la suralimentation d'un moteur à combustion interne suralimenté permettant d'atteindre ce triple objectif, à savoir contrôle de la pression de suralimentation en régime transitoire, contrôle de la pression de suralimentation en régime stabilisé et limitation de la pression en amont de la turbine.
Dans le domaine du pilotage de dispositifs de suralimentation doubles, la demanderesse a développé un procédé de pilotage à double boucle pilotant simultanément les deux turbocompresseurs et décrit dans la demandé de brevet FR 08 53686 déposée le 4 juin 2008. Un tel système fournit des performances remarquables mais nécessite un capteur de pression d'échappement en amont de la turbine haute pression. L'implantation d'un tel capteur est coûteuse, La présente invention se propose de supprimer ce capteur.
Pour cela le procédé de pilotage utilise avantageusement une variable rapport de compression du compresseur pour piloter un turbocompresseur dans le cas où il est unique. De plus, dans le cas d'un double turbocompresseur, le procédé remplace un pilotage à double boucle par un pilotage à un instant donné de l'un ou de l'autre des turbocompresseurs, combiné à un gestionnaire qui sélectionne le turbocompresseur piloté.
L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un procédé de contrôle de suralimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile équipé d'un bi- turbocompresseur étagé comprenant deux turbines entraînées en rotation par les gaz d'échappement du moteur, deux compresseurs de suralimentation entraînés par chacune des turbines, et deux actionneurs de soupapes haute pression et basse pression permettant de régler la puissance des gaz d'échappement.
Ce procédé comprend en outre la régulation du taux de compression du compresseur autour d'une valeur de consigne du rapport de pression de suralimentation, ainsi qu'une régulation du taux de détente pour limiter la pression en amont de la turbine, la régulation étant mise en œuvre dès que la pression en amont de la turbine dépasse une valeur seuil.
Selon une autre caractéristique de l' invention, on élabore un signai d'aetivation et de désactivation de la régulation du taux de détente de la turbine en fonction de la valeur de la pression dans le collecteur d'admission et de la pression en amont de la turbine du turbocompresseur et en fonction des premières et deuxième valeurs seuils.
De préférence, on désactive la régulation du taux de détente de la turbine lorsque la valeur de la pression dans le collecteur d'admission est supérieure ou égale à la première valeur seuil. Avantageusement, on désactive la régulation du taux de compression du compresseur lorsque la valeur de la pression dans le collecteur d'échappement est inférieure à la deuxième valeur seuil.
Selon une autre caractéristique de l' invention, la limitation de la pression en amont de la turbine est effectuée au moyen d'une boucle de régulation recevant en entrée la valeur de consigne et une estimation du taux de compression du compresseur et délivrant en sortie un signal de commande des actionneurs de soupapes haute pression et basse pression. Des moyens de commutation disposés en entrée de la boucle de régulation peuvent être pilotés en fonction de la valeur du signal d'activation et de désactivation, de manière à présenter en entrée de la boucle de régulation, d'une part, soit l'estimation du taux de détente de la turbine, soit l 'estimation du taux de compression du compresseur, et d 'autre part, l'une ou l'autre des valeurs de consigne.
La valeur de consigne du taux de compression du compresseur peut être élaborée à partir d'une cartographie et la valeur de consigne du taux de détente peut être élaborée à partir du rapport de la pression dans le collecteur d'échappement et l'une ou l 'autre des valeurs de pression parmi la mesure de pression en aval de la turbine basse pression et l 'estimation de la pression en aval de la turbine haute pression.
Avantageusement, la valeur d'estimation de la pression en aval de la turbine haute pression est issue d'un modèle dynamique du turbocompresseur à basse pression.
Selon un second aspect, l'invention concerne un dispositif de contrôle de la suralimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile équipé d'un bi-turbocompresseur étagé de suralimentation pourvu de deux turbines entraînées par les gaz d'échappement du moteur, de deux compresseurs de suralimentation entraînés par chacune des turbines.
En outre, le dispositif comprend une unité de commande comprenant la régulation du taux de compression du compresseur autour d'une valeur de consigne du rapport de pression de suralimentation et, la régulation du taux de détente de façon à limiter la valeur de la pression en amont de la turbine, ladite régulation étant mise en œuvre dès que la pression en amont de la turbine dépasse la valeur seuil.
Selon encore une autre caractéristique, on utilise une cartographie dans laquelle sont stockées des valeurs de prépositionnement des actionneurs de soupapes haute pression et basse pression permettant de régler la puissance des gaz d'échappement en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur et des moyens pour prépositonner lesdits actionneurs à partir d'une valeur extraite de la cartographie.
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 illustre, de manière schématique, la structure d'un moteur à combustion interne, de type Diesel, d'un moteur automobile pourvu d'un dispositif de contrôle de suralimentation conforme à l 'invention :
- la figure 2 représente un étage de régulation d'un circuit; - la figure 3 illustre un estimateur dynamique d'un turbocompresseur basse pression basé sur un modèle physique.
Sur la figure 1 , on a représenté, de manière schématique, la structure générale d'un moteur 1 à combustion interne d'un véhicule automobile, de type Diesel, ainsi que ses collecteurs d'admission d'air frais 2 et d'échappement 3.
Comme on le voit sur cette figure, le circuit d'admission d'air frais 4 dans le moteur 1 comporte essentiellement un filtre à air 5 alimentant, par l'intermédiaire d'un premier étage de turbocompresseur 6 basse pression et d'un second étage de turbocompresseur 7 haute pression, le collecteur d'admission 2 du moteur 1 .
En ce qui concerne le collecteur d'échappement 3, celui-ci récupère les gaz d'échappement issus de la combustion et évacue ces derniers vers l 'extérieur, par l'intermédiaire des turbocompresseurs 6 et 7 et d'un filtre à particules 8 destiné à réduire la quantité de particules, notamment de suies, rejetées dans l'environnement.
Un échangeur thermique 9, 9' peut être placé après chaque sortie des compresseurs équipant la conduite 4 d'alimentation du collecteur d'admission 2 en air frais.
Le turbocompresseur 6 comporte essentiellement une turbine 10 entraînée par les gaz d'échappement et un compresseur 11 monté sur le même axe que la turbine 10 et assurant une compression de l'air distribué par le filtre à air 5, dans le but d'augmenter la quantité d 'air admise dans les cylindres du moteur 1 .
Le turbocompresseur 7 comporte essentiellement une turbine 1 2 entraînée par les gaz d'échappement et un compresseur 1 3 monté sur le même axe que la turbine 12 et assurant une compression de l 'air distribué par le compresseur 1 1 , dans le but d'augmenter la quantité d'air admise dans les cylindres du moteur 1.
Par ailleurs, le moteur 1 est en outre associé à un circuit 14, de recirculation des gaz d'échappement, servant à réinjecter une partie de ces gaz dans le collecteur d'admission 2 de manière à, en particulier, limiter la quantité d'oxyde de d'azote produit tout en évitant la formation de fumée dans les gaz d'échappement.
Ce circuit 14 comporte essentiellement une électrovanne 15 qu i permet de contrôler le débit de gaz d'échappement recirculés.
Le moteur 1 est associé à un circuit 16 d'échappement des gaz. Ce circuit 1 6 comporte essentiellement des soupapes de décharge haute pression 17 comme selon la terminologie anglaise sous le terme soupape ' by-pass' et basse pression 1 8, généralement désigné par la terminologie anglosaxone sous le terme soupape 'wastegate', de manière à moduler la puissance fournie par les gaz d'échappement aux turbines haute et basse pression 10 et 12.
Un des principes de l'invention est de ne piloter qu'un seul turbocompresseur 6 ou 7 à la fois en agissant sur l'actionneur de soupape haute pression 17 ou basse pression 1 8 correspondant. Par ailleurs, une unité de commandé électronique UCE, designée par la référence numérique 20, récupère des signaux Pcoll et Pavt,t de mesure de la pression régnant respectivement dans le collecteur d'admission 2 et en amont de la turbine 12 haute pression, délivrés par des capteurs de mesure appropriés prévus à cet effet (non représentés). Elle agit sur un organe de réglage de la puissance des gaz d'échappement, par exempte des soupapes de décharge de manière à réguler la valeur de la pression régnant dans le collecteur d'admission 2 et la valeur de la pression Pavl,l en amont de la turbine 12 du turbocompresseur 7 autour de valeurs de consigne respectives CONSpcoll et CONSpavt.
L'unité UCE 20 assure également le contrôle de fonctionnement du moteur 1 , de manière connue en soi. Elle agit en particulier sur l'électrovanne 1 5 pour régler la quantité de gaz recirculés et règle le point de fonctionnement du moteur 1.
La présente description concerne la limitation de la pression Pavt,t en amont de la turbine 12 haute pression du turbocompresseur 7. Aussi, la description suivante de l'unité UCE 20 se rapportera aux moyens essentiels permettant de mettre en œuvre cette limitation.
Comme on le voit sur la figure 1 , l'unité de commande électronique UCE 20 comporte essentiellement des moyens de régulation permettant de limiter la pression Pavt,t en amont de la turbine 12 du turbocompresseur 1.
Plus particulièrement, l 'unité centrale 20 incorpore un étage de régulation 21 du taux de détente PRt recevant en entrée le taux de détente estimé PRt, esti et le rapport de compression estimé PRc,esti, un premier étage 22 d'élaboration d'une première valeur seuil CONSpcoll de pression correspondant à une valeur maximale de pression autorisée pour le collecteur d 'admission 2 ainsi qu'un deuxième étage 23 d'élaboration d' une deuxième valeur seuil CONSpavl de pression correspondant à une valeur maximale de pression autorisée pour le collecteur d'échappement 3, correspondant à la pression autorisée en amont de la turbine 12 du turbocompresseur 7 haute pression. L'imité centrale 20 incorpore également un troisième étage 24 et 25 d'élaboration de l 'estimation du taux de détente PRt,esti de la turbine, respectivement en haute pression et en basse pression, ainsi qu'un quatrième étage 26 et 27 d'élaboration de la valeur dé consigne PRt,cons du taux de détente de la turbine, respectivement en haute pression et en basse pression.
En se référant à la figure 2, la limitation de la pression Pavt,t régnant en amont de la turbine 12, est active uniquement lorsque la pression Pavt,t en amont de la turbine 12 est supérieure à îa première valeur de seuil CONSpavt. Dans ce cas, la régulation du taux de détente PRt est mise en œuvre par les troisième et quatrième étages 24, 25 et 26, 27 de l'unité de commande UCE 20.
En ce qui concerne le premier étage 22 d'élaboration de la première valeur seuil CONSpcoll de pression, on notera que, par exemple, cet étage est constitué par une zone-mémoire à deux entrées dans laquelle sont chargées des données, obtenues par apprentissage préalable, constituées par un ensemble de valeur seuil de pression CONSpcoll correspondant chacune à un régime de fonctionnement du moteur et à un niveau de consommation en carburant,
En ce qui concerne l 'étage 23 d 'élaboration de la deuxième valeur seuil CONSpavt celui-ci est également constitué par une zone- mémoire dans laquelle est chargée une valeur seuil CONSpavt correspondant à une valeur maximale de pression à partir de laquelle des dysfonctionnements sont susceptibles d'apparaître au sein des turbocompresseurs 6 et 7.
Cette valeur seuil CONSpavt est, de préférence, complétée par une valeur de consigne CONS21 correspondant à une valeur de consigne en régime transitoire et par une valeur de consigne CONS2p correspondant à une valeur de consigne en régime permanent.
Comme on le voit sur la figure 2, l'étage de régulation du taux de détente comporte essentiellement un circuit. 25 incorporant essentiellement un régulateur 26.
Le circuit 25 reçoit, en entrée un signal d'erreur E délivré par un comparateur 30 assurant, soit la comparaison entre la valeur de consigne du taux de détente PRt,cons et l'estimation du taux de détente PRt,esti, soit la comparaison entre la valeur de consigne du rapport de compression PRc,cons et l'estimation du rapport de compression PRc,esti.
Le circuit 25 incorpore par ailleurs un étage 31 d 'élaboration d'un signal GPAVT d'activation et de désactivation de la régulation du taux de détente PRt. Ce signal CPAVT est élaboré dans un circuit logique 32 en fonction de la valeur de pression Pcoll dans le collecteur d'admission 2, de la pression Pavt,t en amont de la turbine 12 du turbocompresseur 7 et en fonction des valeurs de consignes CONScoll et CONSpavt.
A cet effet, l'étage 3 1 d 'élaboration du signal CPAVT comporte des premiers moyens 33 de comparaison assurant une comparaison entre la valeur de pression Pcoll mesurée dans le collecteur d'admission 2 et la valeur de consigne CONScoll correspondante, ainsi que des moyens 34 de comparaison assurant une comparaison entre la valeur de pression Pavt,t mesurée dans le collecteur d'échappement 3 et la valeur seuil CONSpavt correspondante, le résultat de ces comparaisons étant fourni au circuit logique 32 approprié pour L'élaboration du signal d'activation et de désactivation CPAVT.
Lorsque la valeur de pression Pavt,t est supérieure à la valeur seuil CONSpavt correspondante, le signal CPAVT permet d'actionner des interrupteurs 35 et 36 de façon à les positionner sur la consigne du taux de détente PRt,cons de la turbiné 12 et sur l 'estimation du taux de détente PRt,esti. De cette façon, le comparateur 30 effectue une comparaison entre l'estimation du taux de détente PRt,esti et la consigne du taux de détente PRt,cons.
De manière analogue, lorsque la valeur de pression Pcoll est supérieure à la valeur seuil CONSpcoll correspondante, le signal CPAVT permet d 'actionner des interrupteurs 35 et 36 de façon à les positionner sur la valeur seuil du rapport de compression PRc,cons du compresseur 13 et sur l'estimation du rapport de compression PRc,esti. De cette façon, le comparateur 30 effectue une comparaison entre l'estimation du rapport de compression PRc,esti et la valeur seuil du rapport de compression PRc,cons .
En d'autres termes, comme indiqué précédemment, lorsque la valeur de mesure Pavt,t de la pression en amont de la turbine 12 est supérieure à la première valeur seuil CONSpavt, la régulation du rapport de compression PRc est désactivée et la régulation du taux de détente PR, est activée afin de limiter la pression Pavt,t. Au contraire, lorsque la valeur de la pression Pcoll du collecteur 2 est supérieure ou égale à la valeur seuil CONScoll, la régulation du taux de détente PRt est désactivée et la régulation du rapport de compression PRc est activée.
Le signale d'erreur E délivré par le comparateur 30 est transmis à un régulateur 37, de manière à réguler soit le taux de détente PRt de la turbine 1 2, soit le rapport de compression PRc du compresseur 13.
Par ailleurs, pour améliorer le temps de réponse de la boucle de régulation, une valeur de prépositionnement des soupapes basse pression (" by-pass') 17 et haute pression ('wastegate') 18 est ajoutée à la valeur sortant du régulateur 37. Cette valeur de prépositionnement est extraite d'une cartographie C en fonction du régime N du moteur ou du débit W du carburant.
Cette cartographie C de prépositionnement de la turbine 12 est incorporée à l ' UCE 20 et permet d'obtenir une première valeur estimée des réglages du turbocompresseur 7 en fonction du régime N et du débit W et faciliter ainsi le réglage. En outre, en corrigeant la valeur extraite de la cartographie C en fonction notamment de la pression atmosphérique et de la température, il est possible d 'affiner la valeur de prépositionnement de la turbine 12 en fonction par exemple de l 'altitude, ou de la température ambiante. On notera que cette valeur de prépositionnement de la turbine 12 permet de positionner le turbocompresseur 7 dans un état initial valable pendant des régimes stables et qui permet donc d'aborder des régimes transitoires avec un bon réglage de départ. Les sorties du régulateur 37 et de la cartographie C sont sommées au moyen d'un somma leur 38 afin de déterminer la position des soupapes WG de décharges basse pression 1 8 et haute pression 17.
Comme on le voit sur la figure 3, l 'estimateur dynamique du comportement du turbocompresseur 6 basse pression est basé sur un modèle physique et permet de déterminer l'estimation de la pression Pavt,t en amont de la turbine 1 0 basse pression, ainsi que la pression Paval,c en aval du compresseur 1 1 basse pression.
Cette estimation dynamique du turbocompresseur 6 basse pression permet de supprimer les risques de survitesse sur le turbocompresseur haute pression en régime transitoire sans ajout de capteur spécifique.
L'estimateur dynamique présente en entrée le débit Wavt,c d'air du compresseur 1 1 mesuré par un débitniètre (non représenté), les valeurs de pression Pavt,c et de température Tavt,c en amont du compresseur 1 l , le débit Wavt,t d'air de la turbine 10 basse pression et la valeur de la température Tavt,t en amont de la turbine 10 basse pression.
Les valeurs de débit d'air Wavt,c et Wavt,t et les valeurs de pression Pavt,c et Pavt,t sont obtenues par des capteurs (non représentés).
Le calcul de la puissance Pc au compresseur 11 basse pression est calculée selon l'équation suivante dans le bloc 40 :
Figure imgf000014_0001
Pour cela, on mesure le débit Wavt.c et la température Tavt,c en amont du compresseur 11. Cp est la capacité calorifique à pression constante du fluide s 'écoulant dans le turbocompresseur 6 et y le rapport de la capacité calorifique à pression constante sur la capacité calorifique à volume constant de ce même fluide.
Le rapport de compression PRc,esti et l'efficacité ηc sont obtenus à partir de cartographies C statiques fournies par le constructeur du turbocompresseur. Ces grandeurs sont calculées fonction de variables déterminées par les formules suivantes :
Figure imgf000015_0001
La pression Pavt,c en amont du compresseur 1 1 basse pression est mesurée. Le régime du turbocompresseur Nt est fourni par l 'estimateur dynamique, les fonctions f1 et f2 quant à elles des données provenant du constructeur du turbocompresseur et contenues dans le bloc 4 l.
Le débit d'air Wavt,c peut par exemple être mesuré au moyen d'un capteur fil chaud (non représenté) placé en sortie du filtre à air 5. La pression Pavt,c peut quant à elle être mesurée par un capteur piézo- électrique (non représentés).
La puissance Pt fournie par la turbine 10 à l'arbre moteur est calculée selon l'équation (4) dans le bloc 42:
Figure imgf000015_0002
Ici, la température Tavt,t amont turbine 10 n'est pas mesurée, et on fait l'hypothèse qu 'il existe une dépendance statique entre cette température Tavt,t, le régime moteur Nm et la charge M :
Figure imgf000015_0003
où M est la quantité de carburant injecté et NNm le régime moteur.
De manière analogue à ce qui est fait pour le compresseur 11 basse pression, il existe une relation statique entre le débit Wavt,t de la turbine 1 0, le taux de détente PRt,esti de la turbine 10, et le régime Nt de la turbine 10. Il existe égaleme nt une relation entre l 'efficacité ηt de la turbine 10, le débit. Wavt,t de la turbine 1 0 et le régime Nt de la turbine 10.
Figure imgf000016_0001
Les fonctions fj, ¾ sont fournies par le constructeur et contenues dans le bloc 43.
Le débit Wavt,t de la turbine 10 est estimé à partir du débit d'air mesuré au niveau de l 'entrée d 'air du moteur 1 , à l 'aide d'un filtre passe-bas du premier ordre (non représenté). Cette simplification est justifiée par le fait que l'estimateur basse pression est utilisé uniquement lorsque la soupape 18 ('wastegate') est fermée.
L'efficacité ηt de la turbine 10 est ainsi déterminée à partir de grandeurs connues ou estimées.
En revanche, l 'équation (4) nécessite de connaître le taux de détente PRt,esti de la turbine 10 basse pression, car celui-ci n 'est pas mesuré. Pour cela, on utilise la mesure de pression Pd tB P en aval de la turbine 10 basse pression et on inverse l'équation (6), de façon à obtenir l 'équation suivante :
Figure imgf000016_0002
On peut considérer une nouvelle fonction fS contenue dans le bloc 43, formant une fonction inverse, permettant d'obtenir la relation suivante :
Figure imgf000016_0003
A partir des puissances Pc et Pt, respectivement en aval du compresseur 1 1 basse pression et en amont de la turbine 10 basse pression, on utilise l'équation de la dynamique sur l 'arbre du turbocompresseur 6 basse pression selon l'équation suivante :
Figure imgf000017_0001
ou
J est Pinertie du turbocompresseur 6 basse pression \ et
Nt est le régime de la turbine 10 basse pression.
Ceci est implémenté dans l'estimateur par l 'intermédiaire d'une ion de récurrence selon l'équation (10) contenue dans le bloc 44 :
Figure imgf000017_0002
où k est l'indice de récurrence représentant le temps.
On obtient ainsi une estimation du régime N* du turbocompresseur 6 basse pression, mais également du rapport de compression PRc,esti dans le compresseur 1 1 et du taux de détente PRt,esti de la turbine 10. A partir du taux de détente PRt,esti turbine 10, on en déduit la pression PatTTP en aval dans la turbine 12 haute pression,
Avec un estimateur dynamique du turbocompresseur 6 basse pression, on évite ainsi des risques de survitesse du turbocompresseur 7 haute pression en régime transitoire, et on diminue les temps de réponse de la suralimentation par rapport à une consigne donnée.
La valeur de consigne PRt,cons est élaborée à partir du rapport entre la mesure de la pression Pavt,t en amont de la turbine et la valeur de pression Pdt soit en aval de la turbine 12 haute pression, soit en aval de la turbine 10 basse pression.
En zone de régulation haute pression, on calcule la valeur de consigne du taux de détente PRt,cons selon l'équation suivante :
Figure imgf000017_0003
avec PdtHP l'estimation de la pression en aval de la turbine. 12 haute pression issue du modèle dynamique du turbocompresseur 6 basse pression,
CONSpavt, la valeur seuil de la pression en amont de la turbine 12 haute pression correspondant à la pression Pcoll dans le collecteur d'échappement 3,
En zone de régulation basse pression, la consigne du taux de détente PRt,cons se calcule selon l'équation suivante :
Figure imgf000018_0001
avec :
PdtBP la mesure de la pression en aval de la turbine 10 basse pression,
CONSpavt, la valeur seuil de la pression en amont de la turbine 1 0 basse pression.
La valeur de l'estimation du taux de détente PRt,esti se calcule selon les équations suivantes :
En zone de régulation haute pression, restimation du taux de détente PRt,esti se calcule selon l 'équation suivante :
Figure imgf000018_0002
avec :
Pavt,t la mesure de la pression en amont de la turbine 12 haute pression,
PdtHP, l'estimation de ta pression en aval de la turbine 12 haute pression est issu du modèle dynamique du turbocompresseur basse pression.
En zone de régulation basse pression, l 'estimation du taux de détente se calcule selon l'équation suivante :
avec :
Figure imgf000018_0003
Pavt,t la mesure de la pression en amont de la turbine 1 0 basse pression,
PdtBP, la mesure de la pression en aval de la turbine basse pression 10.
Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, il est possible de contrôler la suralimentation d'un moteur à combustion interne et de limiter la pression en amont de la turbine.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle de la suralimentation en air d'un moteur ( 1 ) à combustion interne d'un véhicule automobile équipé d'un bi-turbocompresseur étagé de suralimentation (6, 7) comprenant deux turbines ( 10, 12) entraînées en rotation par les gaz d'échappement du moteur (1 ), deux compresseurs de suralimentation ( 1 1, 13) entraînés par chacune des turbines ( 10, 12), et deux actionneurs de soupapes ( 17, 1 8) haute pression et basse pression, caractérisé en ce qu' il comprend la régulation du taux de compression du compresseur (PRc) autour d 'une valeur de consigne de rapport de compression (PRc,cons), et la régulation du taux de détente (PRt) de la turbine ( 12) pour limiter la valeur de la pression (Pavt,t) en amont de la turbine (12), ladite régulation étant mise en wuvre dès que la pression (Pavt,t) en amont dé la turbine (12) haute pression dépasse une valeur seuil (CONSPavt).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on élabore un signal d'activation et de désactivai ion (CPAVT) de la régulation du taux de détente (PRt) de la turbine ( 10, 12) en fonction dé la valeur de la pression (Pcoll) dans le collecteur d'admission (2) et de la pression (Pavt.t) en amont de la turbine ( 12) du turbocompresseur (7) et en fonctiou des premières et deuxième valeurs seuils (CONSPcoll,
CONSPavt).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on désactive la régulation du taux de détente (PRt) de la turbine lorsque la valeur de la pression (Pcoll) dans le collecteur d'admission (2) est supérieure ou égale à la première valeur seuil (CONSPcoll).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l 'on désactive la régulation du taux de compression (PRc) du compresseur ( 1 1 , 13) lorsque la valeur de la pression (Pcoll) dans le collecteur d'échappement (3) est inférieure à la première valeur seui l (CONSPcoll).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4» caractérisé en ce que la limitation de la pression (Pavt.t) en amont de la turbine (1 0, 1 2) est effectuée au moyen d'une boucle de régulation (25) recevant en entrée la valeur de consigne (PRc,cons) et une estimation du taux de compression du compresseur (PRc,esti) et délivrant en sortie un signal de commande (WG) des actionneurs de soupapes ( 1 7, 1.8) haute pression et basse pression, et en ce que l'on pilote des moyens de commutation (35, 36) disposés en entrée de la boucle de régulation (25) de manière à présenter en entrée de cette dernière, d 'une part, soit l'estimation du taux de détente (PRt,esti) de la turbine, soit l 'estimation du taux de compression (PRc,esti) du compresseur et, d'autre part, l'une ou l'autre des valeurs de consigne ( PRt,cons) ou (PRc,cons), en fonction de la valeur du signal d 'activation et de désactivation (CPAVT).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur de consigne (PRc,cons) est élaborée à partir d'une cartographie C.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la valeur de consigne (PRt,cons) est élaborée à partir du rapport entre la mesure de la pression (pavt,t) dans le collecteur d'échappement (3) et l 'une ou l'autre des valeurs de pression parmi la mesure de pression (PdtBP) en aval de la turbine basse pression (10) et l 'estimation de la pression (PdtBP) en aval de la turbine haute pression (12), selon que la zone de régulation se situe en basse pression ou en haute pression.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l 'estimation de la pression (PdtHP) en aval de la turbine haute pression
( 12) est issue d'un modèle dynamique du turbocompresseur 6 à basse pression.
9. Dispositif de contrôle de la suralimentation en air d ' un moteur (1 ) à combustion interne d'un véhicule automobile équipé d 'un bi-turbocompresseur étagé de suralimentation (6, 7) pourvu de deux turbines ( 10, 12) entraînées en rotation par les gaz d'échappement du moteur ( 1 ) et de deux compresseurs de suralimentation ( 11, 13) entraînés par chacune des turbines (10, 1 2), ledit dispositif comprenant une unité de commande (20) caractérisé en ce que l'unité de commande (20) comprend la régulation du taux de compression du compresseur (PRc) autour d'une valeur de consigne de rapport de compression (PRc,cons), et en ce qu'elle comprend la régulation du taux de détente (PRt) de façon à limiter la valeur de la pression (Pavt,t) en amont de la turbine ( 12), ladite régulation étant mise en œuvre dès que la pression (pavt,t) en amont de la turbine ( 12) haute pression dépasse une valeur seuil (CONSpavt).
10. Dispositif selon la revendications 9, caractérisé en ce qu 'il comporte une cartographie C dans laquelle sont stockées des valeurs de position des actionneurs de soupapes (17, 18) haute pression et basse pression permettant de régler la puissance des gaz d'échappement en fonction des paramètres de fonctionnement du moteur, et en ce qu'il comporte des moyens (37, 38) pour prépositionner lesdits actionneurs ( 17, 18) à partir d'une valeur extraite de la cartographie C.
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