Brevet FR2949140A1 — publié le 20110218

Procédé de régulation d'un système de suralimentation d'un moteur à combustion interne La présente invention se rapporte à un procédé de régulation de la pression de suralimentation d'un moteur à combustion interne. Avec l'augmentation des performances des moteurs suralimentés, les niveaux de pression de suralimentation augmentent et les turbocompresseurs sont de plus en plus sollicités. Il est important de piloter le plus finement possible ces turbocompresseurs pour en éviter la détérioration tout en lo améliorant le brio dû véhicule lors des accélérations. Il existe des véhicules qui comportent deux turbocompresseurs montés en série entre l'échappement et l'admission du moteur. Un des ces turbocompresseurs est un turbocompresseur basse pression tandis que le second, le plus en amont du moteur est le turbocompresseur haute pression. 15 Les turbocompresseurs sont volumineux et ont un temps de réponse long du fait qu'ils ne sont reliés mécaniquement au moteur mais seulement parcourus par les gaz de sortie de moteur qui réalisent une liaison pneumatique. Par ailleurs, les turbocompresseurs sont volumineux et ne peuvent pas 20 être intégrés dans les petites cylindrées. Le fonctionnement du ou des turbocompresseurs est géré par un système de régulation. Des systèmes de régulation de. la pression de suralimentation d'un moteur à combustion internes ont été décrits notamment dans les documents DE 10144663, WO 2005/24201 et FR 2 878 285. 25 Dans ces systèmes de régulation, les zones de fonctionnement des deux turbocompresseurs sont régulées par des signaux qui commandent des actionneurs qui commandent des vannes, par exemple, des vannes papillons, qui ouvrent ou ferment plus ou moins des circuits de dérivation, encore appelées � by-pass � qui permettent de réguler le débit traversant chacun des turbocompresseurs. Ces systèmes ne permettent pas de connaître, sur des transitoires de charge, les conditions aux bornes du turbocompresseur haute pression. Ainsi, il y a souvent une surestimation du fonctionnement du turbocompresseur basse pression pendant une phase transitoire, ce qui génère un risque de survitesse du turbocompresseur haute pression. Ce risque de survitesse est augmenté si l'inertie du turbocompresseur basse pression est supérieure à celle du turbocompresseur haute pression. lo Par ailleurs, la majorité des véhicules actuels comporte un filtre à particules disposé sur la ligne d'échappement du moteur. Ce filtre à particules produit, au cours du temps, lorsqu'il se charge en particules, une augmentation de la contre pression d'échappement. Cette contrepression se traduit par une réduction du taux de détente du turbocompresseur qui entraîne une diminution 15 des performances du moteur. Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de proposer un nouveau procédé de régulation de la pression de suralimentation d'un moteur à combustion interne. Ce but est atteint au moyen d'un procédé de régulation d'un système de 20 suralimentation d'un moteur à combustion interne, ledit système comportant : - un moteur thermique qui comporte une ligne d'échappement ; - un turbocompresseur basse pression qui comporte, d'une part, une turbine basse pression reliée à ladite ligne d'échappement dudit moteur et apte à être entraînée par les gaz d'échappement dudit moteur et, d'autre part, un 25 compresseur basse pression qui est relié à une entrée d'air frais et qui est mécaniquement relié à ladite turbine basse pression de manière à pourvoir être entraîné par cette dernière ; - un compresseur mécanique rotatif relié à la sortie dudit compresseur basse pression, ledit compresseur mécanique étant relié à l'admission dudit moteur et relié mécaniquement audit moteur pour son entrainement en rotation par un élément de liaison mécanique qui est débrayable ; - un circuit de dérivation de ladite turbine basse pression, équipé d'une première vanne commandée par un premier actionneur pour régler le débit de gaz d'échappement ne passant pas à travers ladite turbine basse pression ; - un circuit de dérivation haute pression qui est équipé d'une seconde vanne commandée par un second actionneur qui permet de réguler le débit d'air frais sortant dudit compresseur basse pression et ne traversant pas ledit compresseur mécanique pour alimenter en air frais ledit moteur. ; 7o Selon le procédé de l'invention, lorsque le régime dudit moteur est supérieur à une valeur seuil donnée, - on débraye ledit élément mécanique de liaison ; - on actionne ladite seconde vanne pour que ledit débit d'air frais pour l'alimentation du moteur passe dans ledit circuit de dérivation haute pression ; 15 et - on détermine une consigne de position (asp) dudit premier actionneur en fonction d'une consigne de rapport de compression (PRc,sp) dudit compresseur basse pression, d'une mesure de rapport de compression (PRc,m) dudit compresseur basse pression, d'une mesure de débit (Wc,m) au travers dudit 20 compresseur basse pression, d'une mesure de pression (Pdt) en aval de ladite turbine basse pression, d'une mesure de pression (Pdc) en aval dudit compresseur basse pression, d'une mesure de température (Tut) en amont de ladite turbine basse pression, et d'une mesure de température (Tic) en amont dudit compresseur basse pression. 25 Selon l'invention, avantageusement, pour déterminer ladite consigne de position (asp) dudit premier actionneur, on détermine une consigne du taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression en fonction de ladite consigne de rapport de compression (PRc,sp) dudit compresseur basse pression et de la mesure du rapport de compression (PRc,m) dudit compresseur basse pression, 30 puis on détermine une consigne de position (asp) dudit premier actionneur en fonction de ladite consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression ainsi déterminée. Avantageusement, on détermine la consigne de position (asp) dudit premier actionneur, en fonction de la consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression en utilisant un modèle d'actionneur inverse. Selon un mode de réalisation, avant d'utiliser le modèle d'actionneur inverse, on sature ladite consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression, en fonction d'une pression maximale (Pdt,max) autorisée en aval de ladite turbine basse pression, selon la formule : PR,,,p,5ar = min(PR, sp, Pdnmax) où PRt,sp,sat est la consigne de taux de détente de ladite turbine basse pression ~o après saturation, PRt,sp est la consigne de taux de détente de ladite turbine basse pression avant saturation, Pat est la pression en aval de la turbine basse pression, Pdt,max est la pression maximale acceptable en aval de ladite turbine basse 15 pression, la valeur de consigne de rapport de compression saturée (PRt,sp,sat) de ladite turbine basse pression remplaçant pour la suite la valeur de consigne de rapport de compression initiale (PRt,sp) de ladite turbine basse pression. Avantageusement, la consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite 20 turbine basse pression est égale à la somme d'une consigne de taux de détente (PRt,sp,o,) de ladite turbine basse pression en boucle ouverte, calculée en fonction de la consigne de rapport de compression (PRe,sp) dudit compresseur basse pression, par un module de pré positionnement, et d'une consigne de taux de détente (PRt,sp,c,) en boucle fermée calculée en fonction 25 d'une erreur (�PRc) entre la consigne de rapport de compression (PRc,sp) dudit compresseur basse pression et la mesure de rapport de compression (PRe,m) dudit compresseur basse pression par un premier module contrôleur. Selon l'invention, lorsque le régime dudit moteur est inférieur à ladite valeur de seuil donnée et que la charge du moteur est supérieure à une valeur 30 de charge donnée, - on embraye ledit élément de liaison de manière à ce que ledit moteur t, puisse entraîner ledit compresseur mécanique en rotation ; - on actionne ladite première vanne de manière à ce que ledit débit de gaz d'échappement sortant dudit moteur passe à travers ladite turbine basse pression; -on estime de manière dynamique la pression en aval dudit compresseur basse pression ; - on détermine une consigne de suralimentation (Psuresp); - à partir d'une cartographie représentant le rapport de compression dudit compresseur mécanique en fonction du débit d'air traversant ledit compresseur lo mécanique, d'une consigne de pression de suralimentation (Psural,sp) et de la pression de suralimentation mesurée (Psura,,m), on déduit un débit d'air (MM,) traversant ledit compresseur mécanique et on actionne ladite seconde vanne de manière à alimenter en air ledit compresseur mécanique avec un débit égal au débit déduit (MM,). 15 Avantageusement, on estime la pression en aval (Pdc,m) dudit compresseur basse pression en multipliant la pression atmosphérique par une estimation du rapport de compression dudit compresseur basse pression (PRc) qui est obtenue, d'une part, en mesurant le débit d'air traversant ledit compresseur basse pression (Wc,m), la température en amont dudit 20 compresseur basse pression (Tuc), la pression en amont dudit compresseur basse pression (Puc) et, d'autre part, en utilisant une cartographie qui représente le rapport de compression dudit compresseur basse pression (PRC) en fonction desdites valeurs mesurées. On peut estimer dynamiquement le régime dudit turbocompresseur basse 25 pression en mettant en oeuvre la relation de récurrence : (P(10) Nk = Nk ~ + tech J.Nk-1 i où Nk est le régime moteur à un instant t, Nk_~ le régime moteur à un instant t-1, Pt la puissance fournie par la turbine basse pression du turbocompresseur basse pression à l'arbre moteur, Pc la puissance fournie par le compresseur 30 mécanique aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression, tech le pas de temps séparant les prises de valeurs Nk et Nk_1 et J le moment d'inertie du turbocompresseur basse pression. Pour déterminer la puissance Pt fournie par la turbine du turbocompresseur basse pression à l'arbre moteur, on peut estimer la température amont turbine Tut par l'intermédiaire d'une relation Tut = f3(Mf, Ne) où Mf est la quantité de carburant injecté et Ne le régime moteur. Pour déterminer la puissance Pt fournie par la turbine basse pression du turbocompresseur basse pression à l'arbre moteur, on peut estimer le débit turbine Wt à partir du débit d'air mesuré en entrée d'air à l'aide d'un filtre du lo premier ordre passe-bas pour représenter le temps de transport entre le capteur débitmètre et la turbine basse pression. Avantageusement, pour déterminer la puissance Pt fournie par la turbine basse pression du turbocompresseur basse pression à l'arbre moteur, on estime l'efficacité turbine rit à partir du débit turbine Wt, de la température 15 amont turbine Tut = f3(Mf, Ne), de la pression amont turbine Put,m mesurée, et du régime du turbocompresseur N fourni par l'estimateur. Avantageusement, pour déterminer la puissance Pt fournie par la turbine du turbocompresseur basse pression à l'arbre moteur, on estime le taux de détente PRt de la turbine basse pression. 20 Avantageusement, pour déterminer la puissance Pc fournie par le compresseur basse pression aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression, on mesure le débit d'air compresseur Wc,m et la température amont compresseur Tuc. Avantageusement, pour déterminer la puissance P~ fournie par le 25 compresseur basse pression aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression, on estime le rapport de compression PRc du compresseur à partir du débit d'air compresseur Wc,m mesuré, de la température amont compresseur mesurée Tuc,m, de la pression amont compresseur Pucm qui est également mesurée, et le régime du turbocompresseur N fourni par 30 l'estimateur. Avantageusement, pour déterminer la puissance Pc fournie par le compresseur basse pression aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression, on estime l'efficacité compresseur roc à partir du débit d'air compresseur Wc,m mesuré, de la température amont compresseur mesurée Tuc,m, de la pression amont compresseur Puc,m qui est également mesurée, et le régime du turbocompresseur N fourni par l'estimateur. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre un mode de réalisation particulier d'un système de 7o régulation selon l'invention ; - la figure 2 présente un bloc-diagramme d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention, - la figure 3 représente une cartographie donnant le débit entrant dans le compresseur mécanique en fonction du rapport de compression du 15 compresseur mécanique ; - la figure 4 est un schéma illustrant l'élaboration des consignes de rapport de compression ; - la figure 5 représente un bloc-diagramme de l'étape de contrôle de la seconde vanne selon le procédé de l'invention ; et 20 - la figure 6 représente un bloc-diagramme intégrant deux modules série. Afin de faciliter la lecture de la description, des blocs-diagrammes et particulièrement des formules, il est utilisé les notations suivantes variables : H : régime ou vitesse de rotation (du turbocompresseur), 25 PR : rapport de pression (rapport de compression du compresseur, taux de détente de la turbine), W : débit, P : pression H : puissance, 30 T : température, n : rendement, RM : régime moteur, Cp : constante thermodynamique, capacité thermique à pression constante, Cv : constante thermodynamique capacité thermique à volume constant, y : constante thermodynamique, coefficient égal à Cp/Cv, J : moment d'inertie (du turbocompresseur). indices : c : compresseur basse pression, M : compresseur mécanique (compresseur haute pression HP) t : turbine, sp : consigne, lo m : mesurée, observée, ou simulée, cor : corrigée, cort : corrigée relativement à la turbine, corc : corrigée relativement au compresseur, ref : de référence, 15 u : amont, d : aval, ol : boucle ouverte, cl : boucle fermée, sat : saturé 20 HP : haute pression, BP : basse pression. Comme représenté sur la figure 1, selon un mode de réalisation de l'invention, le système de régulation comporte un turbocompresseur basse 25 pression 1 et un compresseur mécanique 11. Le turbo compresseur 1 comprend une turbine basse pression 2 dont l'arbre moteur entraîne mécaniquement un compresseur basse pression 3. Le système comporte également un moteur thermique 4 relié à la sortie du compresseur basse pression 3. Le moteur thermique 4, qui est, par exemple, un moteur Diesel, 30 reçoit par des tubulures d'admission 6, de l'air frais, provenant de l'extérieur, et comprimé par le compresseur basse pression 3 du turbocompresseur basse pression 1. Le moteur 4 génère, lors de son fonctionnement, des gaz de combustion ou gaz d'échappement qui s'échappent par la ligne d'échappement 8. La turbine basse pression 2 est montée sur la ligne d'échappement 8 de manière à être entrainée par les gaz d'échappement sortant par la ligne d'échappement 8. La turbine basse pression 2 est mécaniquement reliée au compresseur basse pression 3 qu'elle entraîne en rotation. Il n'y a pas de recyclage des gaz d'échappement du moteur vers l'admission du moteur 4. Il est possible de court-circuiter la turbine basse pression 2 au moyen d'une première vanne de dérivation 151 actionnée par un actionneur 15. Cette première vanne de dérivation 151 peut être par exemple, une vanne de type vanne papillon. Cette première vanne de dérivation 151 est disposée à l'entrée d'un circuit de dérivation basse pression 153 qui relie directement la ligne d'échappement 8 au pot catalytique 82. En fermant la première vanne de dérivation 151, la totalité des gaz d'échappement sortant du moteur 4 par la ligne d'échappement 8 est injectée dans la turbine basse pression 2 puis passe dans le filtre catalytique 82. Le compresseur basse pression 3 est alimenté en air frais 5, provenant de l'extérieur par une conduite d'admission 51. L'air entrant est filtré par un filtre à air 53. Un capteur de débit 510 qui permet de mesurer le débit d'air Wc,m d'admission est disposé sur la conduite d'admission 51 en amont du compresseur basse pression 3 et en aval du filtre à air 53. De même, un capteur de température 511 permet de mesurer la température de l'air en amont Tuc du compresseur basse pression 3. La sortie du compresseur basse pression 3 est reliée à l'entrée du compresseur mécanique 11. La sortie du compresseur mécanique 11 est reliée à la tubulure d'admission 6.Un circuit de dérivation haute pression 111 permet de faire varier le débit d'air traversant le compresseur mécanique 11. Ce circuit de dérivation haute pression 111 relie la sortie du compresseur basse pression 3 directement à la tubulure d'admission 6. Le circuit de dérivation haute pression 111 est équipé d'une seconde vanne de dérivation 161 actionnée par un second actionneur 16. Cette seconde vanne 161 peut également être une vanne papillon. Le compresseur mécanique 11 est relié mécaniquement au moteur 4 par l'intermédiaire d'un arbre de liaison 13, équipé d'un embrayage 131. Le compresseur mécanique 11 est ainsi directement entraîné en rotation par le moteur 4. Selon le degré d'ouverture de la première vanne 151, tout ou partie des gaz d'échappement sortant du moteur 4 par la ligne d'échappement 8 entrent dans la turbine basse pression 2, et l'entraînent en rotation puis repartent dans le filtre à particules 82. Un capteur de pression 220 est disposé à sortie de la turbine basse pression 2 de manière à mesurer la pression Pd,t en aval de la turbine basse pression 2. Un capteur de température 221 est disposé an amont de la turbine basse pression 2 de manière à mesurer la température en amont de la turbine basse pression Tut. Un capteur de pression 230 est également disposé en sortie du compresseur basse pression 3 de manière à mesurer la pression Pd c en aval du compresseur basse pression 3. Un capteur de pression 240 et un capteur de température 241 est disposé 15 dans la tubulure 6 de manière à mesurer la pression de suralimentation du moteur Psural. Deux échangeurs de chaleur 7 sont disposés respectivement, l'un entre la sortie du compresseur basse pression 3 et l'entrée du compresseur mécanique 11 et l'autre entre la sortie du compresseur mécanique 11 et la tubulure 20 d'admission 6. La première vanne 151 et la seconde vanne 161 sont des vannes qui peuvent être commandées proportionnellement, c'est-à-dire qu'elles peuvent plus ou moins boucher la conduite de manière à réguler le débit traversant la conduite sur laquelle elles sont installées. 25 Selon l'invention, on distingue quatre zones de fonctionnement du moteur thermique 4. Lorsque le moteur 4 fonctionne à très faible charge et à faible régime, on ne contrôle pas la suralimentation et l'on peut mettre en oeuvre un recyclage des gaz d'échappement vers l'alimentation du moteur 4 en alimentant le 30 compresseur basse pression 3 avec des gaz d'échappement provenant de la sortie du filtre à particules 82 et/ou en réinjectant des gaz d'échappement de la ligne 8 directement dans la tubulure 6. A très faible charge et à bas régime, l'embrayage 131 du compresseur mécanique 11 est fermé de manière à ce que le compresseurs mécanique 11 soit entraîné en rotation par le moteur 4. La seconde vanne 161 qui équipe le circuit de dérivation haute pression 111, est fermée de manière à ce que tout l'air sortant du compresseur basse pression 3 entre dans le compresseur mécanique 11. La première vanne 151 qui équipe le circuit de dérivation base pression 153 est fermée de manière à ce que la totalité du flux de gaz d'échappement passe à travers la turbine basse pression 2 pour l'entraîner en rotation. ro Lorsque le moteur 4 fonctionne à moyenne ou forte charge mais à faible régime, on met en oeuvre un contrôle particulier du système de suralimentation qui sera décrit plus en détail dans la suite de la description. A moyenne ou forte charge mais faible régime, l'embrayage 131 du compresseur mécanique 11 est fermé, la première vanne 151 est fermée et l'on 15 contrôle uniquement l'ouverture de la seconde vanne 161 qui est disposée dans le circuit de dérivation haute pression 111 de façon à contrôler l'alimentation en air du compresseur mécanique 11. Lorsque le régime RM du moteur thermique 4 atteint une valeur de seuil, par exemple de l'ordre de 2750 tr/mn, le moteur 4 fonctionne à haut régime et il 20 est nécessaire de contrôler la suralimentation du moteur 4. A haut régime, on débraye l'embrayage 131 du compresseur mécanique 11. Le moteur 4 n'entraîne donc plus en rotation le compresseur mécanique 11. La suralimentation du moteur est donc réalisée uniquement par le compresseur basse pression 3 qui est actionné par la turbine basse pression 2. La seconde 25 vanne 161 est ouverte de manière à ce que tout l'air sortant du compresseur basse pression 3 du turbocompresseur 1 passe dans la conduite de dérivation haute pression 111 sans entrer dans le compresseur mécanique 11. Procédé de contrôle à haut régime de fonctionnement du moteur thermique 30 Le contrôle du système de suralimentation est mis en oeuvre de la manière suivante. On ne contrôle que l'alimentation du compresseur basse pression 3 à travers le pilotage de l'ouverture de la première vanne 151 par le biais du positionnement de son actionneur 15. Selon l'invention, le module central du procédé comporte une étape de détermination d'une consigne de position asp du premier actionneur 15 en fonction d'une consigne de rapport de compression PRc,sp et d'une mesure de rapport de compression PRc,m. Deux rapports de pression PR peuvent être définis comme le rapport de la pression amont PU à la pression aval Pd. Pour le compresseur 3, ce rapport de pression est nommé rapport de compression PRc et est égal à PR, = Pu` Pour la turbine basse pression 2, ce rapport de Pela 7o pression est nommé taux de détente PRt et est égal à PR, = Pu' . Pdt Le module central accepte en entrée une consigne de rapport de compression PRc,sp à partir de laquelle sont déterminées des grandeurs en boucle ouverte. Afin d'affiner le procédé, des grandeurs en boucle fermée sont aussi déterminées. Pour cela le procédé est rebouclé sur une grandeur 15 indicative de la réponse du système 20. Cette grandeur mesurée peut être une mesure de rapport de compression PRc,m ou ce qui est équivalent, un écart dudit rapport de compression EPRC calculé par EPRC = PRc,sp - PRc,m. Ce module central peut être mis en oeuvre selon plusieurs modes de réalisation. Deux modes de réalisation illustratifs sont ici présentés. Ces deux 20 modes utilisent des modules identiques ou similaires organisés différemment. Un mode de réalisation "série" est illustré à la figure 2. En se référant à la figure 2, dans le mode série, la détermination d'une consigne de position asp du premier actionneur 15, peut se décomposer en une première étape de détermination, par les blocs 21, 22, 23, d'une consigne de 25 taux de détente PRt,sp en fonction de la consigne de rapport de compression PRc,sp et de la mesure de rapport de compression PRc,m, ou de l'écart �PRc, disponibles en entrée, suivie d'une seconde étape de détermination d'une consigne de position asp du premier actionneur 15 en fonction de la consigne de taux de détente PRt,sp ainsi déterminée, au sein du bloc 25 et le cas échéant 30 du bloc 24. La détermination de la consigne de position asp du premier actionneur de by-pass 15 en fonction de la consigne de taux de détente PRt,sp utilise un modèle d'actionneur inverse, situé dans le bloc 25. Ce modèle d'actionneur inverse réutilisé à plusieurs reprises, sera détaillé plus loin. Au sein du bloc de limitation 24, la consigne de taux de détente PRt,sp est avantageusement saturée, avant application du modèle d'actionneur inverse 25. Cette saturation est avantageusement réalisée en bornant ledit taux de détente de la turbine basse pression 2 PRt,sp par un taux de détente PRt,sp,max maximum, calculé en fonction d'une pression Pdt,max maximale autorisée en aval de la turbine 2, selon la formule : PR, sp sat = min(PR1 sp , Pat,m ) Part Après limitation le taux de détente de la turbine 2 PRt,sp est partout remplacé par le taux de détente saturé PRt,sp,sat. La consigne intermédiaire de taux de détente de la turbine 2 PRt,sp est déterminée en ajoutant, par le sommateur 23, une consigne de taux de détente de la turbine 2 PRt,sp,o, en boucle ouverte et une consigne de taux de détente de la turbine 2 PRt,sp,c, en boucle fermée. La consigne de taux de détente de la turbine PRt,sp,o, en boucle ouverte est calculée en fonction de la consigne de rapport de compression PRc,sp par un module modélisant le système 20. Ce module dit de pré positionnement, implémenté au bloc 21, réutilisé à plusieurs reprises, sera détaillé plus loin. La consigne de taux de détente de la turbine 2 PRt,sp,c, en boucle fermée utilise un rebouclage sur des grandeurs mesurées ou estimées issues du système 20 afin d'asservir le procédé. Elle est calculée en fonction d'une erreur ou écart EPRc entre la consigne de rapport de compression PRc,sp et la mesure du rapport de compression PRc,m effectivement réalisé. Le calcul est réalisé par un premier module contrôleur 22. Ce module contrôleur, implémenté au bloc 22, réutilisé à plusieurs reprises, sera détaillé plus loin. Etape n°1 : Calcul d'une consigne de régime turbocompresseur Une consigne de régime est calculée à partir d'une fonction f1, donnée sous forme d'une cartographie compresseur f1, fournie par le constructeur en fonction de grandeurs réduites ou corrigées en pression et température relativement à des valeurs de référence. Cette cartographie donne le rapport s de compression PR, sur la roue du compresseur basse pression 3 en fonction du débit d'air Wc,m,cor corrigé et du régime Nsp,corc corrigé relativement au compresseur. Le régime N étant défini indifféremment pour la turbine 2 ou le compresseur 3 peut être corrigé Nsp,cort relativement à la température Tut de la turbine 2 ou encore corrigé Nsp,00rc relativement à la température Tup du 10 compresseur basse pression 3. On a: PR,,sp = f (w,,m,cor Ne,00r, ), avec Nsp,corc = NSp 15 Le débit Wc,m,cor d'air d'admission 5 est obtenu par la formule précédente en fonction du débit Wc,m,cor d'air. Ce débit Wc,m,cor est par exemple mesuré par un débitmètre 510. 20 La consigne Nsp de régime turbocompresseur s'obtient ainsi en fonction de la consigne de rapport de compression PRp,sp et du débit Wc,m par inversion de la fonction f1. Etape n°2 : Calcul de la consigne de puissance compresseur. 25 La puissance Np du compresseur basse pression 3 s'exprime analytiquement en appliquant le principe fondamental de la thermodynamique à la roue du compresseur basse pression 3. Il en résulte une expression faisant apparaître les conditions de pression aux bornes du compresseur basse pression 3, le débit Wc,m le traversant et la température Tue en amont : 30 1 c,n .Cpc . .Tac Ti c(PRC. SP )r,. -1 Le rendement ri, dans l'expression précédente est relié au régime Nsp et au débit Wc,,. Cette relation est donnée par une fonction f2, établie par le 5 constructeur, par exemple sous forme d'une cartographie f2. T%c ù/2 Wc,mPcref Tc,ref Tuc Puc 1 Tac Tc,ref A cette étape, on connaît la consigne de rapport de pression PRd,sp, la mesure de débit Wc,m et la consigne de régime Nsp. Il est ainsi possible de 10 calculer la consigne de puissance He,sp compresseur. Cette puissance Hp,sp consommée par le compresseur basse pression 3 correspond à la puissance qui doit être récupérée par la turbine basse pression 2 et transmise audit compresseur basse pression 3 pour atteindre la pression de suralimentation Pdt,HP souhaitée dans le répartiteur d'admission 6. 15 Etape n°3 : Calcul de la puissance de la turbine. L'étape 3 transforme la consigne de puissance Hp,sp compresseur en consigne de puissance Ht,sp turbine. La vitesse de rotation ou régime N du turbocompresseur 1 est obtenue par le principe fondamental de la dynamique 20 appliqué au système composé de la turbine basse pression 2 du compresseur basse pression 3 et de l'axe de couplage entre la turbine 2 et le compresseur 3. Cette relation permet de transférer les consignes � admission � (sur le compresseur) en consignes � échappement � (sur la turbine). Le régime N du turbocompresseur 1 dépend essentiellement de la différence entre la puissance 25 Ht de la turbine basse pression 2 et la puissance Hd du compresseur basse pression 3. Ces puissances s'expriment analytiquement à partir de l'application du premier principe de la thermodynamique. Dans l'équation ci-dessous, les puissances sont remplacées par leur consigne : dN JN = H, ù H dt c ,.,r où J est l'inertie et d/dt l'opérateur de dérivation par rapport au temps. On fait l'hypothèse que le système est à l'équilibre. Ceci permet de négliger le terme dynamique. Selon cette hypothèse, toute la puissance turbine 2 est transmise au compresseur basse pression 3 : H, Sr = HC ,r Etape n°4 : Calcul de la consigne de taux de détente en boucle ouverte La puissance Ht,sp turbine est connue et dépend explicitement du taux de détente PRt,sp, selon la formule suivante : PRt,Sr,ol , avec y, Tt ref r1, _ 13 PR,,.SP,or, Nsr Tut l T , 1 ,ref Y' r P r T Wt sr ' T u ref P dt = f PR,,Sp,o> > NSr ef Il est possible d'écrire cette formule en fonction de la consigne taux de détente de la turbine basse pression 2 PRt,sp et de l'inverser afin de calculer une consigne PRt,sp de taux de détente de la turbine basse pression 2. Dans l'expression de la puissance turbine ci dessous, le débit W, sr et l'efficacité 17, sont donnés par des fonctions f3 et f4 fournies sous forme de cartographies établies par le constructeur du turbocompresseur 1. Elles dépendent du régime turbine N et du taux de détente PRt. L'équation d'égalité des consignes de puissance peut être réécrite en remplaçant la consigne de puissance Ht,sp turbine par son expression : 25 H~,.tn =W,,., .Cp, .Tu, ,sn,ol 17 i 1 PR',sn,o1 i 1 r, Ensuite, si on remplace le débit et le rendement par leurs expressions respectives, il vient : H~ = CP, ' Tu, / 3 (PR,,.Çp,O> , Nsp,cor! ) Îa (PR, sn,o> > NsP,cor, Pa, t,ref T,,ref Tut r i PRt,sP,ol / r, Finalement, la relation ci-dessus est inversée afin de calculer la consigne de taux de détente PRt,sp,oi nécessaire pour atteindre la puissance compresseur Hc,sp souhaitée qui, à son tour, permettra d'obtenir la consigne de rapport de 10 compression PRc,sp et donc la pression Pdt,sp de suralimentation souhaitée. PR = F Hc, sn C .T p Ul Per, P,,ref Nsp T, ref Tu, ref Tu, i La cartographie F"1 intègre les cartographies f3 et f4. 15 Les grandeurs utilisées dans les formules précédentes sont des grandeurs de consigne d'entrée ou sont déterminées par les formules précédentes. Il peut encore s'agir de constantes. Ainsi les constantes thermodynamiques : Cpt capacité thermique du gaz d'échappement en sortie du filtre à particules à 20 pression constante est égale 1136 J/kg/K, Yt, coefficient rapport Cpt/Cvt des capacités thermiques du gaz d'échappement en sortie du filtre à particules, respectivement à pression constante et à volume constant, est égale à 1,34, Cpc capacité thermique de l'air d'admission en amont du filtre à air, à pression 25 constante est égal 1005 J/kg/K, Yc, coefficient rapport Cp/Cvc des capacités thermiques de l'air d'admission en amont du filtre à air, respectivement à pression constante et à volume constant, est égale à 1,4. En ce qui concerne les autres grandeurs : Pdt,max est une constante déterminée par des calculs de résistance de la tubulure, Wc,m est déterminé par le débitmètre 510, compte tenu de la conservation des masses, hypothèse est faite que WC,m,HP est égal à WC,m,BP. Pdt, Pdc, Tuc, Tut sont déterminées par des capteurs, des estimateurs ou toute autre méthode connue de l'homme du métier. Ainsi, la température Tut en amont de la turbine peut être connue par une cartographie en fonction du régime moteur RM et de la charge du moteur 4. Les températures et pressions de références, utilisées pour déterminer les grandeurs réduites corrigées, sont dans les exemples illustratifs fournis, égales à: Tc,ref = 298°K, Tt,ref = 873°K, Pc,ref = Pt,ref = 1 atm. Ceci est valable tant pour le turbocompresseur 1 basse pression, que pour le compresseur mécanique 11. Le contrôleur est un autre module réutilisé dans les différents modes de réalisation. Un premier module contrôleur 22 est utilisé par le mode série, et un second module contrôleur 27 est utilisé par le mode parallèle. La fonction d'un tel régulateur est, de manière connue, de modifier une grandeur de sortie, ici PRt,sp ou asp, afin d'annuler l'écart �PRC mesuré en entrée. L'homme du métier connaît différentes méthodes pour réaliser une telle fonction. On peut ainsi citer le cas où le contrôleur est un régulateur 22, 27 utilisant des règles de logique floue. De manière classique encore, le régulateur 22, 27 peut comprendre un module Proportionnel, Intégral, Dérivé ou PID. Un autre module réutilisé dans les différents modes de réalisation est un module modélisant un actionneur. Un tel actionneur permet de contrôler l'ouverture d'une vanne. Cette vanne peut être par exemple formée d'un disque monté à rotation dans un cadre qui présente une section sensiblement égale à celle de la tubulure dans laquelle est disposée la vanne. En pivotant le disque peut plus ou moins obturer la section du cadre et donc faire varier le débit dans la tubulure. La position du disque de la vanne est commandable proportionnellement par une consigne asp afin de modifier la section de Sact de son ouverture entre 0 et 100%. La section de l'ouverture précitée correspond à la section du cadre de la vanne qui n'est pas obturé par le disque. Une telle modélisation est par exemple obtenue en utilisant une équation de Barré Saint Venant, selon la formule : Wax, = Sac, , dr .v(PR) , où VTd, PR désigne la grandeur d'entrée soit respectivement : PRt,sp la consigne de taux de détente de la turbine basse pression 2, PRt,sp,o, la consigne de taux de détente de la turbine basse pression 2 en boucle ouverte, PRt,sp,o,,sat la consigne de taux de détente de la turbine basse pression 2 en boucle ouverte saturée, Wact est un débit au travers de la première vanne 151 Sact est une section de la première vanne 151 Pdt est une mesure de pression en aval de la turbine basse pression 2, Tdt est une mesure de température en aval de la turbine basse pression 2, 4) une fonction de la variable X, définie par : -2 -(v,-1) 2y' X Y' -X Y' , avec R(y, -1) Yt est une première constante thermodynamique du gaz d'échappement en sortie de filtre à particules 82, égale à 1,4, R est la constante des gaz, égale à 287 J/kg/K. Dans la formule précédente le débit Wact au travers de la première vanne 151 peut être déterminé, du fait de la conservation des masses selon la formule WaC, Wem ùW où äp, Wc,m est un débit mesuré au travers du compresseur basse pression 3 Wt,sp est une consigne de débit au travers de la turbine basse pression 2. Avantageusement, afin de pouvoir déterminer plus rapidement une valeur de section Sac de la première vanne 151 ladite section peut être cartographiée en fonction de la consigne de position asp de ladite vanne 151 et de la consigne de taux de détente PRt,sp de la turbine basse pression 2. Lorsque le turbocompresseur 1 basse pression est piloté, le gestionnaire 19 pilote le premier actionneur 15 par la consigne asp,BP, et commande la seconde vanne haute pression 161 en position ouverte par une commande R. ~o Les grandeurs d'entrée de consigne ou de mesure PRC,sp,BP et PRC,m,BP sont éventuellement mise en forme par un bloc d'entrée 35 à partir de grandeurs plus élémentaires telles que des pressions. Les autres grandeurs utiles WC,m,HP, Pdt,Hp, Pdc,HP, Tut,HP, Tuc,HP sont obtenues par un capteur, un estimateur ou une cartographie. 15 Pour le module basse pression, il est nécessaire de connaître Pdc,sp,BP, Pdc,m,BP, et Puc,m,Bp. Lorsque l'on pilote le turbocompresseur 1 basse pression, la seconde vanne de by-pass 161 est ouverte. La pression aval Pdc,sp,BP basse pression est alors égale à la pression de suralimentation ou pression aval Pdc,sp,HP haute pression qui est connue. De même pour la mesure de cette 20 grandeur Pdc,m,BP = Pdc,m,HP. La pression amont Puc,m,BP basse pression est égale à la pression d'admission de l'air 5 soit la pression atmosphérique Patm égale à 1 atm. Ceci permet de calculer les grandeurs d'entrée du module 18 basse pression : PR _ Puc,m,BP = Palm PR, Puc,m,BP et c,,sp,Bl ù P P ,m,BP _ ù P dc,sp,BP dc,sp,HP dc,m,HP �PRc,BP = PRC,sp,BP - PRC,m,BP via le sommateur 34. Les autres grandeurs utiles Wc,m,BP, Pdt,BP, Pdc,Bp, Tut,BP, Tuc,BP sont obtenues par un capteur, un estimateur ou une cartographie. 25 30 Procédé de contrôle du système de suralimentation lorsque le moteur fonctionne à moyenne forte charqe et faible régime ou moyenne forte charqe et haut régime Lorsque le moteur fonctionne à moyenne ûforte charge et bas régime et lorsque le moteur fonctionne à moyenne ûforte charge et haut régime mais inférieur par exemple, à la valeur donnée pour le haut régime, on embraye l'embrayage du compresseur mécanique 11 afin qu'il soit entraîné par le moteur 4. On ferme la première vanne 151 qui équipe le circuit de dérivation io basse pression de manière à ce que tout le flux de gaz d'échappement passant à travers la ligne d'échappement 8 actionne la turbine basse pression 2. On contrôle alors uniquement l'ouverture de la seconde vanne haute pression 161 au moyen de son actionneur 16. Cette configuration permet de compenser le temps de réponse important du turbocompresseur basse pression lorsque le 15 moteur fonctionne à haut régime. Dans ce cas, le compresseur mécanique 11 est utilisé uniquement de manière transitoire. Le comportement du compresseur mécanique haute pression (HP) 11 est fortement influencé par la pression en aval du compresseur mécanique 11. Le procédé selon l'invention propose de mettre en oeuvre une estimation 20 dynamique du turbocompresseur basse pression 1. La figure 3 représente le volume entrant dans le compresseur mécanique en fonction du rapport de compression. Sur cette figure, les courbes iso-vitesse (5000 à 21000 tr/min) sont représentées en pointillés alors que les courbes isorendement (55% à 72%) sont en trait plein. 25 Pour un compresseur mécanique, le rapport de compression PRHP dépend de la vitesse de rotation du compresseur et du débit d'air le traversant. La vitesse de rotation du compresseur mécanique 11 est imposée par le moteur 4 puisque l'embrayage 131 est fermé, ceci au rapport de transmission près. La seconde vanne 161 permet donc de moduler le débit d'air traversant le 30 compresseur mécanique 11 ce qui permet de contrôler le rapport de compression PRHP précité. Pour un régime de rotation donné (qui correspond à une courbe iso-vitesse), l'ouverture ou la fermeture de la seconde vanne 161 permet d'augmenter ou de réduire le débit d'air entrant dans le compresseur mécanique 11 en générant une re-circulation d'air. Il faut donc transformer la consigne de rapport de compression en consigne de débit compresseur et la mesure du rapport de compression en mesure de débit compresseur par l'intermédiaire de la caractéristique inversée du compresseur mécanique (débit compresseur = f(régime , rapport de compression) ). Estimation dynamique du turbocompresseur BP 1 lo L'invention se propose de réaliser une estimation dynamique du comportement du turbocompresseur basse pression 1 pour la prise en compte physique des interactions entre le turbocompresseur basse pression (BP) et le compresseur mécanique haute pression 11 (HP) pour le prépositionnement de la seconde vanne 161 et le calcul des consignes. 15 Cette estimation dynamique permet d'étendre la zone de fonctionnement du compresseur mécanique haute pression en régime transitoire, sans ajout de capteur spécifique. L'estimateur dynamique du turbocompresseur basse pression est basé sur un modèle physique. En effet, le turbocompresseur est un système 20 dynamique tournant, dont l'évolution est régie par une équation de bilan d'énergie. Calcul de la puissance du compresseur basse pression 3 Le calcul de la puissance au compresseur basse pression 3 s'exprime 25 alors : (y PR,ù' -1 (1) J Pour cela, on mesure le débit d'air entrant Wc,m et la température en amont du compresseur basse pression 3 Tuc,m. Cp est la capacité calorifique à pression constante du fluide s'écoulant dans le turbocompresseur et y le 30 rapport de la capacité calorifique à pression constante sur la capacité calorifique à volume constant de ce même fluide. P~ W~Cp 1 Tus PR = f, .\/ Tu, 1 rie=J2 WC ,N Puc \Tuc ~ La pression en amont du compresseur basse pression Puc,m est mesurée. Le régime du turbocompresseur est fourni par l'estimateur, les io fonctions f1 et f2 étant quant à elles des données provenant du constructeur du turbocompresseur. Le débit d'air Wc,m peut par exemple être mesuré au moyen d'un capteur fil chaud placé 510, en sortie du filtre à air 53. La pression Puc,m peut quant à elle être mesurée par un capteur piézo-électrique. 15 P, = W, Cpri,Tu, 1- PR, 1 i 20 Ici, la température amont turbine Tut,m n'est pas mesurée, et on fait l'hypothèse qu'il existe une dépendance statique entre cette température, le régime moteur et la charge : Tu, =ff(-A/lf,Ne) (5) où Mt est la quantité de carburant injecté et Ne le régime moteur du 25 moteur 4. De manière analogue à ce qui est fait pour le compresseur basse pression 3, il existe une relation statique entre le débit turbine Wt, le taux de 23 Le rapport de compression du compresseur basse pression 3 PRc et l'efficacité rlc sont quant à eux obtenus à partir de cartographies statiques fournies par le constructeur du turbocompresseur. Ces grandeurs sont exprimées en fonction de variables corrigées par les formules suivantes : iW~T �. u` , N Pu,. V Tuc ) (2) (3) Calcul de la puissance au niveau de la turbine basse La puissance fournie par la turbine basse pression 2 à l'arbre moteur du compresseur basse pression 3 est donnée par l'équation : 1 Yù1 \ (4) détente de la turbine PRt, et le régime turbine Nt. Il existe également une relation entre l'efficacité turbine rit, le débit turbine Wt et le régime turbine Nt. W \/T,,, 1 = fa PR ,,N (6) (7) Le débit turbine Wt,m est estimé à partir du débit d'air mesuré au niveau de l'entrée d'air du moteur 4, à l'aide d'un filtre passe-bas du premier ordre pour représenter le temps de transport entre le capteur débitmètre et la turbine basse pression 2. Cette simplification est justifiée par le fait que l'estimateur io basse pression est utilisé uniquement lorsque la première vanne 151 (� wastegate BP �) est fermée. L'efficacité turbine rit est ainsi déterminée à partir de grandeurs connues ou estimées. En revanche, l'équation (4) nécessite de connaître le taux de détente 15 de la turbine basse pression 2, car celui-ci n'est pas mesuré. Pour cela, on va utiliser la mesure de pression aval turbine basse pression Pdt,m et inverser l'équation (6). On a alors : ( PdI PR, f4 PR, ,N 1 (7) .\jTu, Tus On peut alors considérer une nouvelle cartographie f5, formant une fonction 20 inversible, qui s'obtient selon la relation : i PR,,N PRt,N 1 (8) Tu= f5 1 = PR, •fa \/Tul Calcul du réqime turbocompresseur A partir des puissances au compresseur basse pression 3 et à la turbine 25 basse pression 2, on utilise l'équation mécanique sur l'arbre du turbocompresseur basse pression 1 : 5 J.N d = P, P' (9) Ceci est implémenté dans l'estimateur par l'intermédiaire d'une équation de récurrence : / -P. Nk = Nk-1 + Tech ` (10) J.Nk_1 où k est un indice de récurrence représentant le temps. On obtient ainsi une estimation du régime turbocompresseur basse pression 1, mais également du rapport de compression du compresseur basse 10 pression PRc,m,BP et du taux de détente de la turbine basse pression 2. A partir du rapport de compression PRc,m,BP, on déduit la pression en aval du compresseur basse pression 3 Puc,m. La pression en amont du compresseur mécanique 11 Puc,m est alors obtenue en ajoutant à la pression aval compresseur basse pression Pdc,m une estimation de la perte de charge due à 15 l'échangeur de refroidissement 7. Avec un estimateur dynamique du turbocompresseur basse pression on diminue les temps de réponse de la suralimentation par rapport à une consigne donnée. 20 Elaboration de la consigne de pression de suralimentation : La consigne de pression de suralimentation est cartographiée en régime moteur et débit de carburant. Les corrections fonction des conditions environnementales nécessaires pour protéger ù notamment des surrégimes ù le turbocompresseur sont différentes suivant le compresseur actif. Si le 25 système BP est actif, les corrections sont similaires à celles d'une simple suralimentation. Par contre, si le système HP est actif, les corrections dépendent des conditions en amont du compresseur HP (ici le compresseur mécanique 11), donc en aval du compresseur BP 3. D'autre part, le régime turbocompresseur est lié au rapport de 30 compression du système. Il convient donc de limiter le rapport de compression consigne plutôt que la consigne de pression de suralimentation pour protéger le compresseur : cette variable est plus représentative d'un comportement physique du système. Les consignes du régulateur sont donc calculées en plusieurs étapes : - une première étape qui détermine la consigne de pression de suralimentation Psur,sp donnée par une cartographie simple dépendant du régime et du couple moteur du moteur 4 ; - une seconde étape déterminant le rapport de compression consigne PRsp,BP pour le turbocompresseur basse pression 1, prenant en compte la lo pression de suralimentation consigne Psura,,sp et des corrections pour protéger le turbocompresseur basse pression 1 dépendant des conditions à ses bornes. La première étape se résume donc à une simple cartographie donnant une consigne correspondant à des réglages du moteur. Elaboration de la consiqne de rapport de compression HP : 15 La consigne de rapport de compression est déterminée à partir de la consigne de pression de suralimentation Psural,sp et de la pression en amont du compresseur mécanique PuM,m. Cette pression peut être mesurée ou estimée : dans le cas du compresseur BP 3, c'est la pression atmosphérique. Pour le compresseur mécanique 11, c'est la pression de sortie du compresseur BP 3 20 Pdc, éventuellement corrigée pour tenir compte de la perte de charge de l'échangeur de refroidissement 7. Le rapport de compression de consigne est ensuite limité pour tenir compte des limites de surrégime du turbocompresseur basse pression 1, d'une façon similaire à celle connue pour un système de simple suralimentation. 25 Le régulateur agit ensuite sur la consigne correspondant au système actif, comme montré par le schéma de la figure 4. Mesure des rapports de compression BP et HP Lorsque le compresseur mécanique 11 est actif, la mesure de pression 3o en amont du compresseur mécanique 11 correspond à l'estimation de la pression amont compresseur du compresseur mécanique 11. Lorsque le turbocompresseur basse pression 1 est actif, la mesure de la pression en amont du compresseur basse pression 3 correspond à la mesure de la pression atmosphérique. Elaborations des consignes de détente BP et HP : Les consignes de taux de détente dépendent de la consigne de rapport de compression, avec une correction sur la pression en aval de la turbine basse pression 2. Lorsque le compresseur mécanique 11 est actif, la consigne de rapport de compression correspond à la consigne de rapport de compression HP du compresseur mécanique 11. Lorsque le turbocompresseur basse pression 1 est actif, la consigne de rapport de compression correspond à la consigne de rapport de compression BP et la pression en aval de la turbine correspond à la mesure de la pression en aval de la turbine BP. Pré positionnement du second actionneur 16 L'objectif du pré positionnement est d'apporter une anticipation au régulateur en boucle fermée, en commandant l'actionneur du système à la valeur correspondant à son fonctionnement stabilisé désiré. Les pré positionnements du second actionneur 16 dépendent donc d'une mesure ou d'une estimation des conditions aux bornes du compresseur mécanique 11 et des consignes de rapport de compression et de détente de ce compresseur. A partir des estimations statiques du système BP décrites ci-dessus, on connaît ces conditions pour le système BP. Contrôle de la seconde vanne 161 de dérivation du compresseur mécanique : La Figure 5 représente un diagramme qui illustre la commande du second actionneur 16 dans les zones de fonctionnement du moteur 4 où le compresseur mécanique 11 est embrayé et donc entraîné par le moteur 4. On calcule la consigne de suralimentation Psural,sp comme précité. On mesure la pression en aval du compresseur basse pression 3, Puc,m. On mesure la pression de suralimentation Psural,m. On estime comme précédemment décrit la pression en aval du compresseur basse pression 3 Pdc,m comme précédemment indiqué. A partir de la cartographie représentée sur la figure 3, on en déduit un débit d'air devant traverser le compresseur mécanique 11 ce qui permet de positionner le second actionneur 16. Le manager qui active le contrôle du turbocompresseur basse pression peut être tel que décrit dans la demande de brevet FR 0 755 456. Dans le cas d'un double système, tel qu'illustré à la figure 1, comprenant 10 un premier turbocompresseur 1 basse pression comprenant une turbine 2 basse pression entraînée par les gaz d'échappement issus du moteur thermique 4, un compresseur mécanique 11 haute pression entraîné en rotation par le moteur 4 et l'air sortant du compresseur basse pression 3 afin de comprimer l'air d'admission injecté dans le moteur thermique 4, et un 15 actionneur de by-pass 16 haute pression du compresseur mécanique 11 haute pression permettant de commander un débit d'air WaCt,HP ne traversant pas le compresseur mécanique 11, un turbocompresseur 1 basse pression comprenant une turbine 2 basse pression entraînée par les gaz d'échappement issus dudit moteur thermique 4, un compresseur 3 basse pression entraîné en 20 rotation par la turbine 2 basse pression afin de comprimer l'air d'admission injecté dans le moteur thermique 4 via le compresseur mécanique 11 haute pression, et un premier actionneur de by-pass 15 basse pression de la turbine 2 basse pression permettant de commander un débit d'air Wact,BP ne traversant pas la turbine 2 basse pression, et une seconde vanne de by-pass 161 du 25 compresseur mécanique 11 haute pression permettant de réguler le débit circulant dans le compresseur mécanique, un procédé peut être utilisé pour commander soit le premier soit le second actionneur. Un tel procédé détermine une consigne asp,HP de commande du second actionneur de by-pass 16 haute pression et/ou une consigne asp,BP de commande du premier actionneur de by- 30 pass 15 basse pression en fonction d'une consigne de rapport de pression PRc,sp,HP haute pression, d'une consigne de rapport de pression PRc,sp,BP basse pression, d'un débit Wc,m d'air au travers du compresseur basse pression 3, d'une température Tuc en amont du compresseur 3, d'une température Tut en amont de la turbine 2. 35 Comme représenté sur la figure 6, un gestionnaire 19 assure l'arbitrage entre deux boucles indépendantes dédiées chacune à la commande d'un des actionneurs de by-pass, respectivement l'actionneur de by-pass 16 haute pression et l'actionneur de by-pass 15 basse pression. Un seul des deux actionneurs, déterminé par le gestionnaire 19, est piloté à la fois. Le gestionnaire 19 détermine ainsi les entrées nécessaires et soit la consigne de position aSp,Hp de l'actionneur de by-pass 16 haute pression en fonction d'une consigne de rapport de compression PRc,Sp,Hp haute pression et d'une mesure de rapport de compression PRc,m,Hp haute pression si le second actionneur 16 est piloté, ou la consigne de position asp,Bp de l'actionneur de by-pass 15 basse pression en fonction d'une consigne de rapport de compression PRc,Sp,Bp basse io pression et d'une mesure de rapport de compression PRc,m,Bp basse pression. Chacune de ces deux consignes de position aSp,Hp, asp,Bp, est déterminée selon l'un des modes de réalisation du procédé précédemment décrit. Ainsi le gestionnaire 19 détermine quel actionneur est piloté. Selon le cas, il reçoit soit une consigne de position aSp,Hp haute pression déterminée par un is module haute pression 17, soit une consigne de position asp,Bp basse pression déterminée par un module basse pression 18. Lorsque le second actionneur 16 est piloté le gestionnaire 19 pilote l'actionneur haute pression 16 par la consigne aSp,Hp, commande l'actionneur basse pression 16 en position fermée par une commande asp,Bp à 0%, et 20 commande la seconde vanne 161 en position fermée par une commande R. Lorsque le turbocompresseur 1 basse pression est piloté le gestionnaire 19 pilote le premier actionneur 15 basse pression par la consigne asp,Bp, et commande le second actionneur 16 en position ouverte par une commande aSp,Hp à 100%. 25 Les grandeurs d'entrée de consigne ou de mesure PRc,sp,Hp, PRc,m,Hp, PRc,Sp,Bp et PRc,m,Bp sont éventuellement mise en forme par un bloc d'entrée 35 à partir de grandeurs plus élémentaires telles que des pressions. Ainsi la consigne principale est une pression de suralimentation ou pression Pdc,Sp,Hp en aval du compresseur 3 haute mécanique. La mesure de cette même grandeur 30 Pdc,m,Hp encore notée Pdc,Hp est aussi disponible mesurée ou estimée à partir du système 20 piloté. La mesure de pression Pu ,m,Hp encore notée Puc,Hp amont du compresseur mécanique est encore disponible par la mesure ou une estimation. Ceci permet de calculer les grandeurs d'entrée du module 17 haute pression : 35 PR Puc,m,HP PR Puc,m,HP et c,sp,HP -_ P c,m,HP = P dc,.sp,HP dc,m,HP sPak H1, = PR,.1, HP ù PRC. n, H1, via le sommateur 33. Les autres grandeurs utiles Wc,m,HP, Pdt,HP, Pdc,HP, Tut,HP, Tuc,HP sont obtenues par un capteur, un estimateur ou une cartographie. s Pour le module basse pression, il est nécessaire de connaître Pdc,sp,BP, Pdc,m,BP, et Puc,m,BP. Lorsque l'on pilote le turbocompresseur 1 basse pression, la première vanne de by-pass compresseur 15 est ouverte. La pression aval Pdc,sp,BP basse pression est alors égale à la pression de suralimentation ou pression aval Pdc,sp,HP haute pression qui est connue. De même pour la mesure io de cette grandeur Pdc,m,BP = Pdc,m,HP• La pression amont Puc,m,BP basse pression est égale à la pression d'admission de l'air soit la pression atmosphérique Patm égale à 1 atm. Ceci permet de calculer les grandeurs d'entrée du module 18 basse pression : Puc,m,BP Pp,n, Puc,m,BP PRc,sp,BP = 1, = P , PRS m BP = P et dc,sp,BP dc,sp,HP dc,m,HP �PRc,BP = PRc,sp,BP ù PRc,m,BP via le sommateur 34. L'arbitrage des deux régulateurs (BP ou HP) dépend de la sortie du régulateur de taux de détente actif, avec une condition sur le signe de l'erreur 20 entre la consigne de rapport de compression et la mesure de rapport de compression, pour assurer une hystérésis. Les transitions possibles sont alors : - si la régulation BP est active, la sortie du régulateur est supérieure à un seuil et l'erreur de régulation est positive ; alors, on active le régulateur HP et on désactive le régulateur BP ; 25 - si la régulation HP est active, la sortie du régulateur est inférieure à un seuil et l'erreur de régulation est négative, alors on active le régulateur BP et on désactive le régulateur HP comme décrit dans la demande FR 2 917 128. 15 REVENDICATIONS1. Procédé de régulation d'un système de suralimentation d'un moteur à combustion interne (4), ledit système comportant : - un moteur thermique (4) qui comporte une ligne d'échappement (8); - un turbocompresseur basse pression (1) qui comporte, d'une part, une turbine basse pression (2) reliée à ladite ligne d'échappement (8) dudit lo moteur (4) et apte à être entraînée par les gaz d'échappement dudit moteur (4) et, d'autre part, un compresseur basse pression (3) qui est relié à une entrée d'air frais et qui est mécaniquement relié à ladite turbine basse pression (2) de manière à pourvoir être entraîné par cette dernière ; - un compresseur mécanique rotatif (11) relié à la sortie dudit 15 compresseur basse pression (3), ledit compresseur mécanique (11) étant relié à l'admission dudit moteur (4) et relié mécaniquement audit moteur (4) pour son entrainement en rotation par un élément de liaison mécanique (13) qui est débrayable ; - un circuit de dérivation (153) de ladite turbine basse pression (2) , équipé 20 d'une première vanne (151) commandée par un premier actionneur (15) pour régler le débit de gaz d'échappement ne passant pas à travers ladite turbine basse pression (2) ; - un circuit de dérivation haute pression (111) qui est équipé d'une seconde vanne (161) commandée par un second actionneur(16) qui permet de 25 réguler le débit d'air frais sortant dudit compresseur basse pression (3) et ne traversant pas ledit compresseur mécanique (11) pour alimenter en air frais ledit moteur (4) ; caractérisé en ce que lorsque le régime dudit moteur (4) est supérieur à une valeur seuil donnée, 30 - on débraye ledit élément mécanique de liaison (13) ; - on actionne ladite seconde vanne (161) pour que ledit débit d'air frais pour l'alimentation du moteur (4) passe dans ledit circuit de dérivation haute pression (111) ; et- on détermine une consigne de position (asp) dudit premier actionneur (15) en fonction d'une consigne de rapport de compression (PRc,sp) dudit compresseur basse pression (3), d'une mesure de rapport de compression (PRc,m) dudit compresseur basse pression (3), d'une mesure de débit (Wc,m) au travers dudit compresseur basse pression (3), d'une mesure de pression (Pdt) en aval de ladite turbine basse pression (2), d'une mesure de pression (Pdc) en aval dudit compresseur basse pression (3), d'une mesure de température (Tut) en amont de ladite turbine basse pression (2), et d'une mesure de température (Tuc) en amont dudit compresseur basse pression (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour déterminer ladite consigne de position (asp) dudit premier actionneur (15), on détermine une consigne du taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression en fonction de ladite consigne de rapport de compression (PRc,sp) dudit compresseur basse pression (3) et de la mesure du rapport de compression (PRc,m) dudit compresseur basse pression (3), puis on détermine une consigne de position (asp) dudit premier actionneur (15) en fonction de ladite consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression (2) ainsi déterminée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine la consigne de position (asp) dudit premier actionneur (15), en fonction de la consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression (2) en utilisant un modèle d'actionneur inverse (25). 4. Procédé, selon la revendication 3, caractérisé en ce que, avant d'utiliser le modèle d'actionneur inverse (25), on sature ladite consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression (2), en fonction d'une pression maximale (Pdt,max) autorisée en aval de ladite turbine (2) basse pression, selon la formule : P PRt,sp,sai = min(PR, Sp, d,,m ) où Pdr PRt,sp,sat est la consigne de taux de détente de ladite turbine basse pression (2) après saturation, PRt,sp est la consigne de taux de détente de ladite turbine basse pression (2) avant saturation,Pdt est la pression en aval de la turbine basse pression (2), Pdt,max est la pression maximale acceptable en aval de ladite turbine basse pression (2), la valeur de consigne de rapport de compression saturée (PRt,sp,sat) de ladite turbine basse pression (2) remplaçant pour la suite la valeur de consigne de rapport de compression initiale (PRt,sp) de ladite turbine basse pression (2). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la consigne de taux de détente (PRt,sp) de ladite turbine basse pression (2) est égale à la somme d'une consigne de taux de détente (PRt,sp,0i) de ladite turbine basse pression (2) en boucle ouverte, calculée en fonction de la consigne de rapport de compression (PRc,sp) dudit compresseur basse pression (3), par un module de pré positionnement (21), et d'une consigne de taux de détente (PRt,sp,c,) en boucle fermée calculée en fonction d'une erreur (�pRc) entre la consigne de rapport de compression (PRc,sp) dudit compresseur basse pression (3) et la mesure de rapport de compression (PRc,m) dudit compresseur basse pression (3) par un premier module contrôleur (22). 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le régime dudit moteur est inférieur à ladite valeur de seuil donnée et que la charge du moteur est supérieure à une valeur de charge donnée, - on embraye ledit élément de liaison de manière à ce que ledit moteur puisse entraîner ledit compresseur mécanique (11) en rotation ; - on actionne ladite première vanne (151) de manière à ce que ledit débit de gaz d'échappement sortant dudit moteur (4) passe à travers ladite turbine basse pression (2) ; -on estime de manière dynamique la pression en aval dudit compresseur basse pression (3) ; - on détermine une consigne de suralimentation (Psura,,sp); - à partir d'une cartographie représentant le rapport de compression dudit compresseur mécanique (11) en fonction du débit d'air traversant ledit compresseur mécanique (11), d'une consigne de pression de suralimentation (Psural,sp) et de la pression de suralimentation mesurée (Psura,,m), on déduit un débit d'air (WcM) traversant ledit compresseur mécanique (11) et on actionneladite seconde vanne (161) de manière à alimenter en air ledit compresseur mécanique (11) avec un débit égal au débit déduit (WcM,). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on estime la pression en aval (Pdc,m) dudit compresseur basse pression (3) en multipliant la pression atmosphérique par une estimation du rapport de compression dudit compresseur basse pression (PRc) qui est obtenue, d'une part, en mesurant le débit d'air traversant ledit compresseur basse pression (Wc,m), la température en amont dudit compresseur basse pression (Tuc), la pression en amont dudit compresseur basse pression (Pu.) et, d'autre part, en utilisant une cartographie qui représente le rapport de compression dudit compresseur basse pression (PRC) en fonction desdites valeurs mesurées. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'on estime dynamiquement le régime dudit turbocompresseur basse pression (1) en mettant en oeuvre la relation de récurrence : J.Nk_1 i (10) où Nk est le régime moteur à un instant t, Nk_1 le régime moteur à un instant t-1, Pt la puissance fournie par la turbine basse pression (2) du turbocompresseur basse pression (1) à l'arbre moteur, Pc la puissance fournie par le compresseur mécanique (11) aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression 20 (1), tech le pas de temps séparant les prises de valeurs Nk et Nk_1 et J le moment d'inertie du turbocompresseur basse pression (1). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel, pour déterminer la puissance Pt fournie par la turbine (2) du turbocompresseur basse pression (1) à l'arbre moteur, on estime la température amont turbine Tut par l'intermédiaire d'une 25 relation Tut = f3(Mf, Ne) où Mf est la quantité de carburant injecté et Ne le régime moteur. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel, pour déterminer la puissance Pt fournie par la turbine basse pression (2) du turbocompresseur basse pression (1) à l'arbre moteur, on estime le débit 30 turbine Wt à partir du débit d'air mesuré en entrée d'air à l'aide d'un filtre du Nk = Nkù] + teck ( Pt ù Pcpremier ordre passe-bas pour représenter le temps de transport entre le capteur débitmètre et la turbine basse pression (2). 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel, pour déterminer la puissance Pt fournie par la turbine basse pression (2) du turbocompresseur basse pression (1) à l'arbre moteur, on estime l'efficacité turbine rit à partir du débit turbine Wt,, de la température amont turbine Tut = f3(Mf, Ne), de la pression amont turbine Put,m mesurée, et du régime du turbocompresseur N fourni par l'estimateur. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, pour déterminer la io puissance Pt fournie par la turbine du turbocompresseur basse pression à l'arbre moteur, on estime le taux de détente PRt de la turbine basse pression (2). 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, dans lequel, pour déterminer la puissance Pc fournie par le compresseur basse pression (3) 15 aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression (3), on mesure le débit d'air compresseur Wc,m et la température amont compresseur Tuc. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel, pour déterminer la puissance Pc fournie par le compresseur basse pression (3) aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression (1), on estime le rapport de 20 compression PRc du compresseur à partir du débit d'air compresseur Wc,m mesuré, de la température amont compresseur mesurée Tuc,m, de la pression amont compresseur Pucm qui est également mesurée, et le régime du turbocompresseur N fourni par l'estimateur. 15. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, dans lequel, pour 25 déterminer la puissance Pc fournie par le compresseur basse pression (3) aux gaz s'écoulant dans le turbocompresseur basse pression (1), on estime l'efficacité compresseur ric à partir du débit d'air compresseur Wc,m mesuré, de la température amont compresseur mesurée Tuc,m, de la pression amont compresseur Puc,m qui est également mesurée, et le régime du 30 turbocompresseur N fourni par l'estimateur.