[0001 ] La présente invention concerne un ensemble moteur comprenant un moteur à combustion interne et un turbocompresseur pour un véhicule automobile, ce système comprenant deux conduits d'échappement avec au moins une vanne de régulation rapide pour au moins un des conduits d'échappement ne passant par une roue de récupération d'énergie dans une turbine du turbocompresseur.

[0002] Un tel système d'échappement est raccordé à une sortie du moteur turbocompressé, aussi appelé moteur suralimenté, pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur, ce moteur étant avantageusement mais pas uniquement un moteur à essence à quatre temps.

[0003] La figure 1 montre un ensemble moteur à essence suralimenté selon l'état de la technique le plus proche décrit notamment dans le document WO-A-2009/105463. Un tel ensemble moteur est connu sous la dénomination VEMB, abréviation de l'appellation anglo-saxonne de « Valve Event Modulated Boost », traduite en français par suralimentation contrôlée par distribution moteur. Ce type d'ensemble moteur sera détaillé après la présentation générale d'un moteur suralimenté classique et d'un moteur équipé d'une ligne de recirculation des gaz d'échappement à l'admission du moteur, aussi appelée ligne RGE.

[0004] En se référant à la figure 1 pour une partie des éléments illustrés à cette figure, un moteur à combustion thermique comprend un carter cylindres muni d'au moins un cylindre, avantageusement de plusieurs cylindres et une entrée d'admission d'air ou collecteur d'admission d'air pour le mélange air essence dans chaque cylindre ainsi qu'une sortie de gaz d'échappement résultant de la combustion du mélange dans chaque cylindre. La sortie du moteur est reliée à un collecteur d'échappement 5 alimentant un conduit d'échappement 4, 9 évacuant les gaz d'échappement vers l'extérieur.

[0005] Le fait que deux collecteurs d'échappement 5, 7 avec chacun un conduit d'échappement associé 4, 6 soient montrés pour l'ensemble moteur à la figure 1 n'est pas applicable à tout ensemble moteur turbocompressé, un tel moteur ne comprenant généralement qu'un seul collecteur 5 et un seul conduit d'échappement 4, 9 qui passe par une turbine 2. [0006] Le moteur turbocompressé comprend une turbine 2 et un compresseur 3. La turbine 2 est disposée en aval du collecteur 5 d'échappement dans le conduit d'échappement 4 tandis que le compresseur 3 est disposé en amont du collecteur d'admission d'air au moteur. La turbine 2 comprend une roue de turbine récupérant au moins partiellement une énergie cinétique créée dans les gaz d'échappement le traversant, l'organe rotatif ou roue de la turbine étant mis en rotation par les gaz d'échappement quittant le collecteur d'échappement. La turbine 2 entraîne le compresseur 3 en étant solidaire de celui-ci par un axe, le compresseur 3 étant traversé par de l'air frais destiné à alimenter en air le moteur, air que le compresseur 3 comprime. [0007] A la sortie du compresseur 3, l'air qui est alors dénommé air de suralimentation est amené par la ligne d'alimentation en air vers un refroidisseur d'air de suralimentation 25 pour refroidir l'air sortant du compresseur 3. Sur cette ligne est aussi positionnée une vanne papillon 26 régulant le débit d'air dans le collecteur d'admission d'air du moteur formant l'entrée d'air du moteur. [0008] Du côté de l'échappement de l'ensemble moteur 1 , à la sortie de la turbine 2, les gaz d'échappement évacués du moteur pénètrent dans le conduit d'échappement 9 du véhicule automobile après avoir traversé la turbine 2 puis traversent des moyens de dépollution 10 des gaz d'échappement, par exemple un ou des catalyseurs, notamment d'oxydation, de réduction ou trois voies associés ou non avec un filtre à particules. Un système de réduction catalytique sélective ou système RCS peut aussi être prévu dans le conduit d'échappement 9.

[0009] Il est aussi fréquent de munir un ensemble moteur d'une ligne de recirculation des gaz d'échappement à l'admission d'air du moteur, aussi dénommée ligne RGE, une telle ligne étant référencée 1 1 à la figure 1 . Il est en effet connu pour des moteurs thermiques à allumage commandé et à allumage par compression de faire recirculer les gaz d'échappement vers l'admission d'air du moteur thermique pour réduire les émissions d'oxydes d'azote. Un tel système est aussi connu sous l'acronyme anglo-saxon de EGR pour « Exhaust Gas recirculation » ce qui signifie Recirculation des Gaz à l'Echappement.

[0010] Une ligne RGE 1 1 présente un piquage 12 sur le conduit d'échappement pour prélever une partie des gaz d'échappement de ce conduit ainsi qu'un refroidisseur 23 des gaz d'échappement traversant cette ligne 1 1 , ces gaz étant alors très chauds. La ligne RGE 1 1 débouche sur l'admission d'air en amont du compresseur 3 qu'elle alimente. Une vanne 24 dite vanne RGE équipe la ligne RGE 1 1 , avantageusement en aval du refroidisseur 23 RGE dans le sens d'écoulement des gaz de recirculation afin d'ouvrir ou de fermer la circulation des gaz vers l'admission.

[001 1 ] Pour tout type de ligne RGE 1 1 , la recirculation des gaz d'échappement vers l'admission d'air du moteur thermique permet d'améliorer le rendement thermodynamique du moteur du fait de la réduction des transferts thermiques grâce à la réintroduction de gaz recyclés par la ligne RGE 1 1 dans le collecteur d'admission. Une telle recirculation peut permettre aussi une diminution de l'enrichissement lié à la température d'échappement et une diminution des pertes par pompage quand le moteur est associé à un turbocompresseur. [0012] En ce qui concerne la diminution des pertes par pompage, ceci n'a pas donné entièrement satisfaction et les phénomènes de pompage perdurent toujours dans la turbine 2. Il a été proposé d'utiliser une soupape de décharge à l'intérieur de la turbine. Il a alors été proposé un système d'échappement pour un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur à deux conduits d'échappement comme montré à la figure 1 .

[0013] Le moteur à combustion thermique faisant partie de l'ensemble 1 dit à suralimentation contrôlée par distribution moteur présente au moins un cylindre, à la figure 1 trois cylindres. Chaque cylindre du moteur est muni d'une soupape d'admission et de deux soupapes d'échappement. Ces soupapes d'échappement sont associées sélectivement à un premier ou à un second passage de sortie dans chaque cylindre et ouvrent et ferment sélectivement leur passage associé.

[0014] Il en va de même pour la soupape d'admission associée à un passage d'entrée dans chaque cylindre. Les deux passages de sortie de chaque cylindre qui sont fermés et ouverts séquentiellement par leur soupape d'échappement associée débouchent sur un collecteur 5, 7 d'échappement différent alimentant chacun un conduit 4, 6 d'échappement dédié, les deux conduits 4, 6 d'échappement ne suivant pas le même parcours comme il va être détaillé ci-après. Le premier passage d'échappement de chaque cylindre est relié au premier collecteur 5 et le second passage d'échappement est relié au second collecteur 7. [0015] Un ensemble moteur 1 dit à suralimentation contrôlée par distribution moteur comprend donc un premier conduit 4 dit d'échappement par la turbine 2 partant d'un premier collecteur 5 d'échappement et un deuxième conduit 6 dit de décharge partant d'un second collecteur 7 d'échappement, les collecteurs 5, 7 d'échappement étant reliés chacun respectivement à une des deux séries de premiers ou seconds passages d'échappement munis de leurs soupapes d'échappement fournies pour chaque cylindre.

[0016] Le premier conduit 4 aboutit à une face d'entrée de la turbine 2 du turbocompresseur en étant prolongé par un passage principal de détente à l'intérieur de la turbine 2 en logeant une roue de turbine permettant de récupérer l'énergie cinétique contenue dans les gaz d'échappement le traversant. Le deuxième conduit 6 contourne la turbine 2 sans y pénétrer mais rejoint plus en aval de la turbine 2 un troisième conduit 9 extérieur à la turbine 2 et connecté à une face de sortie de la turbine 2 pour l'évacuation des gaz d'échappement du passage principal de détente ayant été en échange d'énergie avec la roue de turbine. Il n'existe donc qu'un seul et unique conduit 9 d'échappement traversant des éléments de dépollution 10 placés en fin de système d'échappement. Il s'ensuit que, dans un tel ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur selon l'état de la technique, le deuxième conduit 6 n'a pas de prolongation pénétrant dans la turbine 2. [0017] La fonction du premier conduit 4 dit conduit d'échappement par turbine est de permettre à un premier flux de gaz d'échappement de traverser la turbine 2 et son organe rotatif récupérateur d'énergie sous forme d'une roue pour fournir de la puissance au compresseur 3. La fonction du deuxième conduit 6 dit conduit de décharge et alimenté par un second collecteur 7 d'échappement, différent et indépendant du premier collecteur 5 d'échappement du premier conduit 4, est de permettre à un second flux de gaz d'échappement indépendant et différent du premier flux de contourner la turbine 2 et notamment sa roue et donc de décharger la turbine 2 du flux total de gaz d'échappement en diminuant le débit de gaz d'échappement la traversant par soustraction du second flux au flux total. [0018] Ceci permet de décharger et/ou contrôler la puissance de la turbine, comme le ferait en condition de fonctionnement classique de régulation de la charge moteur une soupape de décharge, élément connu précédemment de l'état de la technique pour un moteur turbocompressé. Cela permet notamment d'éviter le phénomène de pompage du moteur dû essentiellement à l'effort de transvasement des gaz échappement (l'énergie que le moteur délivre pour expulser les gaz échappement via la monté du piston pendant la phase échappement), ce qui a pour conséquence un mauvais retour des gaz chauds vers l'entrée d'air d'admission.

[0019] Pour un moteur turbocompressé classique, une soupape de décharge qui peut être interne ou externe à la turbine sert à limiter la pression des gaz d'échappement sur la roue de la turbine du turbocompresseur en ouvrant une dérivation des gaz d'échappement afin qu'ils ne passent plus par la turbine et sa roue. Une limitation de la vitesse de la roue de la turbine est donc obtenue, ce qui limite aussi la vitesse de rotation de la roue prévue dans le compresseur en étant solidaire de la roue de la turbine, d'où aussi une limitation de la compression de l'air d'admission.

[0020] Une soupape de décharge associée à une turbine pour la régulation du flux de gaz d'échappement la traversant n'est plus nécessaire avec un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur présentant deux conduits d'échappement partant chacun d'un collecteur d'échappement respectif. [0021 ] Ainsi, un tel ensemble moteur permet d'améliorer l'efficacité du cycle moteur par la réduction du pompage moteur pendant la phase d'échappement d'un cycle quatre- temps, ce qui a des répercussions favorables sur la consommation du moteur. Un meilleur contrôle de l'énergie récupérée par la turbine est donc effectué, ce qui implique une meilleure gestion de la charge du moteur. [0022] Cependant, sur le ou chaque cylindre, l'ouverture de la soupape d'échappement reliée indirectement au deuxième conduit 6 se produit très souvent après l'ouverture de la soupape d'échappement du même cylindre reliée au premier conduit 4 et toujours pendant la phase d'échappement du cycle quatre-temps du moteur, même sur le phasage le plus en retard de l'ouverture de la soupape d'échappement reliée au deuxième conduit 6. Il se produit ainsi une période de temps pour lequel les deux soupapes d'échappement sont ouvertes en même temps, ce qui rend la fonction du deuxième conduit 6 de décharge toujours opérationnelle, alors que ceci peut être défavorable dans certaines conditions de fonctionnement de l'ensemble moteur 1 .

[0023] Ceci est donc désavantageux par exemple sur des points de fonctionnement de l'ensemble moteur 1 correspondant à des points de fonctionnement d'un turbocompresseur avec soupape de décharge fermée, notamment des points à faible régime moteur et pleine charge, pour lesquels points, dans l'état de la technique relatif à un turbocompresseur avec soupape de décharge, la fermeture de la soupape de décharge dans une turbine classique est nécessaire pour maximiser la puissance à la turbine 2. [0024] Au contraire, le deuxième conduit 6 de décharge du système d'échappement dans un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur peut ne pas être fermé, alors qu'il y aurait intérêt à faire passer tout le débit de gaz d'échappement au travers de la turbine 2 par sa roue, donc par le premier conduit 4 dit d'échappement par turbine.

[0025] Ainsi, l'ouverture en permanence du deuxième conduit 6 de décharge diminue la puissance disponible à la turbine 2, du fait d'un plus faible débit de gaz traversant la roue de la turbine 2, ce qui se traduit par une dégradation de la réponse du moteur, notamment en conditions transitoires et en régime stabilisé. Une telle ouverture en permanence du deuxième conduit 6 n'est donc pas préférée et il convient d'y remédier dans certaines conditions de fonctionnement de l'ensemble moteur 1 .

[0026] Inversement, il en va de même pour le premier conduit 4 traversant la turbine 2. Il serait avantageux que ce premier conduit 4 d'échappement par turbine puisse par exemple être fermé ou avoir un débit réduit dans certaines conditions de fonctionnement du moteur, notamment mais pas limitativement quand il est nécessaire de chauffer des éléments de dépollution 10 en aval de la turbine 2 dans le système d'échappement qui ont besoin d'atteindre une température minimale pour assurer une dépollution optimale. [0027] Le document FR-A-2 835 882 divulgue pour un ensemble moteur avec un système à deux conduits d'échappement reliés respectivement à une série de premières soupapes et de secondes soupapes d'échappement, chaque cylindre du moteur présentant une première et une seconde soupape d'échappement fermant un des deux passages de sortie que comprend chaque cylindre. Ce document divulgue des moyens de fermeture d'au moins une série des deux soupapes selon des conditions de fonctionnement du moteur alors en vigueur. Il s'ensuit que l'interruption du flux de gaz d'échappement se fait au moteur en agissant sur une des deux soupapes d'échappement que compte le cylindre et non dans les conduits d'échappement, ce qui pose un problème sur la façade de sortie du moteur et ce qui est relativement complexe à mettre en œuvre. [0028] Par conséquent, le problème à la base de l'invention est de pouvoir contrôler le débit dans l'un des deux conduits ou dans les deux conduits d'un ensemble moteur dit à suralimentation contrôlée par distribution moteur à deux conduits d'échappement de manière simple et efficace directement dans le système d'échappement selon les conditions de fonctionnement alors en vigueur de l'ensemble moteur, cette régulation se faisant notamment lors des phases d'échappement du moteur.

[0029] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un procédé de commande d'un échappement d'un ensemble moteur à combustion interne d'un véhicule automobile comprenant un turbocompresseur comportant une turbine et un compresseur, et un système d'échappement, le moteur comprenant au moins un cylindre logeant un piston relié à un vilebrequin en rotation, ledit au moins un cylindre présentant un premier et un second passage de sortie débouchant dans le système d'échappement pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur, les passages de sortie étant munis respectivement d'une première et d'une seconde soupape d'échappement, libérant, lors d'une phase d'échappement, ou obturant son passage séquentiellement en prenant une position d'ouverture ou une position de fermeture selon un angle de rotation du vilebrequin pendant respectivement une durée d'ouverture et une durée de fermeture, l'ouverture du second passage de sortie étant déphasée par rapport à l'ouverture du premier passage de sortie, l'échappement présentant deux flux d'échappement des gaz en sortie du moteur, un premier flux d'échappement par turbine provenant du premier passage de sortie dudit au moins un cylindre traversant la turbine logeant une roue de récupération partielle d'une énergie contenue dans les gaz d'échappement et un second flux de décharge provenant du second passage de sortie rejoignant le premier flux en aval de la roue en la contournant, caractérisé en ce que le second flux est interrompu au moins partiellement pour chaque phase d'échappement dans le système d'échappement pendant au moins une partie de la durée d'ouverture de la seconde soupape d'échappement.

[0030] L'effet technique est d'obtenir une modulation qui va jusqu'à une désactivation du second flux traversant le conduit dit de décharge contournant la turbine ceci à chaque phase d'échappement d'un ou du cylindre du moteur faisant partie de l'ensemble moteur, donc dans un intervalle d'un cycle moteur. Ceci permet d'améliorer la réponse du moteur en conditions stabilisées et transitoires, notamment sous situation de vie transitoire à pleine charge et bas régime. [0031 ] Lorsque la seconde soupape d'échappement s'ouvre pendant une phase d'échappement, il peut être obtenu par une vanne de régulation rapide disposée sur le deuxième conduit du système d'échappement ou, le cas échéant, sur une prolongation du deuxième conduit dans la turbine, que le second flux soit interrompu au moins partiellement dans le système d'échappement pendant au moins une partie de la durée d'ouverture de la seconde soupape d'échappement, ceci par exemple pendant quelques millisecondes additionnelles afin de permettre d'envoyer davantage de débit à la roue de la turbine par le passage principal de détente prolongeant dans la turbine le premier conduit relié à la première soupape d'échappement. [0032] Ensuite, la vanne de régulation rapide est réouverte toujours pendant le temps d'ouverture de la seconde soupape d'échappement lors d'une même phase d'échappement, ce qui a pour conséquence de faire chuter la pression en amont de la turbine par le passage du second flux dans le deuxième conduit, ceci lorsque le débit pulsatoire du moteur est faible voir nul et que la turbine a récupéré assez d'énergie. Lorsqu'une demande de puissance est toujours valide, la vanne de régulation rapide peut rester fermée pour que seul le premier conduit soit traversé par un flux.

[0033] Avantageusement, le second flux est maintenu interrompu au moins partiellement tant que la seconde soupape d'échappement dudit au moins un cylindre n'est pas ouverte, une fin de l'interruption du second flux dans le système d'échappement se faisant avec retard par rapport à l'ouverture de la seconde soupape d'échappement ou un début de l'interruption du second flux dans le système d'échappement se faisant avec avance par rapport à la fermeture de la seconde soupape d'échappement.

[0034] Avantageusement, la fin de l'interruption du second flux se fait avec retard par rapport à l'ouverture de la seconde soupape d'échappement et le début de l'interruption du second flux dans le système d'échappement se fait avec avance par rapport à la fermeture de la seconde soupape d'échappement.

[0035] L'invention concerne aussi un ensemble moteur comprenant un moteur à combustion interne, un système d'échappement avec une turbine d'un turbocompresseur comportant aussi un compresseur pour la mise en œuvre d'un tel procédé, le système d'échappement étant raccordé au moteur, le moteur comprenant au moins un cylindre présentant deux passages de sortie pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur, le premier passage de sortie étant muni d'une première soupape d'échappement et le second passage de sortie d'une seconde soupape d'échappement l'ouvrant, lors d'une phase d'échappement, et l'obturant séquentiellement, le premier passage de sortie étant relié à un premier collecteur tandis que le second passage de sortie est relié à un second collecteur, le système comprenant un premier conduit d'échappement par la turbine partant du premier collecteur d'échappement et un deuxième conduit de décharge partant du second collecteur d'échappement, la turbine étant munie en son intérieur d'un passage principal de détente dans lequel est logée une roue de turbine et le premier conduit débouchant dans le passage principal de détente, le deuxième conduit contournant la roue de la turbine, caractérisé en ce que le deuxième conduit comprend une vanne de régulation rapide interrompant le flux de gaz d'échappement dans le deuxième conduit pendant au moins une partie de la durée d'ouverture de la seconde soupape d'échappement lors de chaque phase d'échappement.

[0036] Il était connu de fermer un des premier et deuxième conduits avec une vanne de régulation. Ceci n'était cependant pas synchronisé avec des phases d'échappement du moteur, ce qui ne permettait pas de bien contrôler les premier et second flux émis à travers respectivement le premier et le second passage de sortie dudit au moins un cylindre du moteur. Avec l'utilisation d'une vanne de régulation rapide, la fermeture de la vanne peut se faire pendant une partie du temps d'ouverture des soupapes d'échappement et assurer un meilleur contrôle des flux émis dans le système d'échappement.

[0037] Avantageusement, la vanne de régulation présente une forme de soupape à boisseau.

[0038] Avantageusement, la turbine est munie d'un carter l'entourant, le premier conduit débouchant dans le passage principal de détente par une face d'entrée du carter et le deuxième conduit débouche par la face d'entrée du carter dans au moins une portion de dérivation interne au carter contournant le passage principal de détente, le passage principal de détente et ladite au moins une portion de dérivation se rejoignant à une face de sortie du carter, le système d'échappement comprenant un troisième conduit extérieur à la turbine en étant relié à la face de sortie du carter de turbine pour l'évacuation des gaz d'échappement hors de la turbine.

[0039] Avantageusement, la vanne de régulation rapide est logée à l'intérieur de la turbine dans ladite au moins une portion de dérivation prolongeant le deuxième conduit.

[0040] Avantageusement, la vanne de régulation rapide se trouve à au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation prolongeant le deuxième conduit.

[0041 ] Avantageusement, ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation est portée par un disque de sortie fixe, la vanne de régulation étant sous la forme d'un disque d'obturation rotatif, identique et concentrique au disque de sortie en étant appliqué contre celui-ci, le disque d'obturation présentant au moins un orifice de passage pour ladite au moins une extrémité de sortie, la rotation du disque d'obturation obturant au moins partiellement ladite au moins une extrémité de sortie de ladite au moins une portion de dérivation portée par le disque de sortie. [0042] Avantageusement, la turbine présente une bride directement connectée aux premier et second collecteurs, par laquelle bride passent les premiers et second conduits la vanne de régulation rapide se trouvant sur la bride de la turbine ou sur le second collecteur associé au deuxième conduit. [0043] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique d'un ensemble moteur turbocompressé à suralimentation contrôlée par distribution moteur comprenant un système d'échappement à deux conduits d'échappement partant de l'état de la technique le plus proche,

- la figure 1 a est une représentation schématique d'un ensemble moteur turbocompressé à suralimentation contrôlée par distribution moteur comprenant un système d'échappement à deux conduits d'échappement, le deuxième conduit présentant une vanne de régulation rapide selon un premier mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 2 est une représentation schématique d'un ensemble moteur comprenant un système d'échappement à deux conduits d'échappement conformément à un autre mode de réalisation selon la présente invention, la turbine étant traversée par les deux conduits et le deuxième conduit présentant une vanne de régulation rapide,

- les figures 3 et 3a illustrent diverses positions d'un disque d'obturation faisant office de vanne de régulation rapide des extrémités de sortie d'au moins une portion de dérivation traversant la turbine, les extrémités de sortie étant réparties sur un disque de sortie, cette turbine étant intégrée dans le système d'échappement de l'ensemble moteur selon la présente invention,

- les figures 4, 4a, 4b illustrent les limitations relatives des levées d'une seconde soupape d'échappement obtenues par une vanne de régulation rapide dans un ensemble moteur selon la présente invention, à ces figures la vanne rapide respectivement ouvrant avec retard, fermant avec avance, ainsi qu'ouvrant avec retard et fermant avec avance par rapport à la levée de la seconde soupape d'échappement, ce qui limite le temps d'ouverture du passage associé à la seconde soupape d'échappement,

- les figures 5 à 8 illustrent des levées respective des première et seconde soupapes en fonction de l'angle de vilebrequin, ainsi que diverses positions d'ouverture et de fermeture de la vanne de régulation rapide se trouvant sur le deuxième conduit dit de décharge, - la figure 9 illustre des courbes en traits pleins obtenues pour un procédé de commande d'un échappement d'un ensemble moteur contrôle pour une turbine de référence de l'état de la technique et des courbes en traits pointillés obtenues pour un procédé de commande d'un échappement d'un ensemble moteur selon la présente invention, ceci pour un cycle quatre temps sur un moteur trois cylindres turbocompressé.

[0044] Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.

[0045] Dans ce qui suit les mots aval et amont sont à prendre dans le sens de l'écoulement des gaz d'échappement hors du moteur ou à nouveau vers l'entrée du moteur pour la ligne de recirculation, un élément dans le système d'échappement en aval du moteur étant plus éloigné du moteur qu'un autre élément se trouvant en amont de l'élément. Ce qui est appelé ensemble moteur comprend le moteur thermique de même que ses auxiliaires pour l'admission d'air dans le moteur et pour l'échappement des gaz hors du moteur, un turbocompresseur faisant aussi partie de l'ensemble moteur, la turbine étant comprise dans le système d'échappement de l'ensemble moteur.

[0046] En se référant aux figures 1 a et 2 qui représente deux modes alternatifs conformes à la présente invention, celles-ci concernent un ensemble moteur 1 à combustion interne à suralimentation contrôlée par distribution moteur.

[0047] L'ensemble moteur 1 comprend un moteur à combustion interne, un turbocompresseur comportant une turbine 2 et un compresseur 3 et un système d'échappement raccordé à une sortie du moteur pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur.

[0048] Le moteur de l'ensemble moteur comprend au moins un cylindre, aux figures trois cylindres, chaque cylindre présentant deux passages de sortie pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur. Le premier passage de sortie est muni d'une première soupape d'échappement 19 et le second passage de sortie est muni d'une seconde soupape d'échappement 19a l'obturant séquentiellement. Chaque première ou seconde soupape d'échappement 19, 19a comprend des moyens d'activation 20, 20a respectif. [0049] Le système d'échappement comprend un premier conduit 4 dit d'échappement par la turbine 2 partant d'un premier collecteur 5 d'échappement et un deuxième conduit 6 dit de décharge partant d'un second collecteur 7 d'échappement. Les premier et second collecteurs 5, 7 sont reliés à la sortie du moteur à combustion interne pour la canalisation des gaz d'échappement par les premier et deuxième conduits 4, 6, le premier passage de sortie dudit au moins un cylindre étant relié au premier collecteur 5 tandis que le second passage de sortie est relié au second collecteur 7. Quand le moteur comprend plus d'un cylindre, comme c'est fréquemment le cas, c'est la série des premiers passages provenant d'un cylindre respectif qui est reliée au premier collecteur 5 tandis que la série des seconds passages provenant d'un cylindre respectif est reliée au second collecteur 7.

[0050] La turbine 2, présente dans le système d'échappement, est munie d'une roue de récupération partielle d'une énergie contenue dans les gaz d'échappement le traversant, le premier conduit 4 traversant la roue et le deuxième conduit 6 rejoignant le premier conduit 4 en aval de la roue en la contournant 2. A la figure 1 a, le deuxième conduit 6 ne pénètre pas dans la turbine 2 donc contourne la roue de la turbine à l'extérieur de la turbine 2 tandis qu'à la figure 2 le deuxième conduit 6 est prolongé dans la turbine 2 par au moins une portion de dérivation 8a contournant la roue de la turbine 2 à l'intérieur de la turbine 2. Ce dernier mode de réalisation est préféré et sera ultérieurement plus amplement détaillé.

[0051 ] Selon l'invention, comme montré dans deux modes de réalisation aux figures 1 a et 2, le deuxième conduit 4 comprend une vanne de régulation rapide 13 interrompant le flux de gaz d'échappement dans le deuxième conduit 4 pendant au moins une partie de la durée d'ouverture de la soupape d'échappement 19a quand il n'y a qu'un cylindre et de chaque soupape d'échappement 19a des cylindres quand il y a plus d'un cylindre.

[0052] Il est donc possible d'interrompre le second flux traversant le deuxième conduit sans exercer aucune action supplémentaire sur la soupape d'échappement 19a dudit au moins un cylindre ou sur la série des secondes soupapes 19 d'échappement alimentant le second collecteur 7 d'échappement quand le moteur comprend plusieurs cylindres. La vanne de régulation 13 est dite rapide car pouvant s'ouvrir durant la plage d'ouverture de la ou de chaque soupape d'échappement 19a durant un cycle moteur, ce qui exige un actionnement très rapide de la vanne de régulation 13, par exemple de l'ordre du temps d'un cycle moteur divisé par le nombre de cylindres (10 ms sur un moteur équipé de trois cylindres).

[0053] Son fonctionnement ne s'apparente donc pas au fonctionnement de n'importe quelle vanne de régulation intégrée dans le deuxième conduit 6 qui ne suit pas les phases d'échappement pour son ouverture ou fermeture. Une telle vanne de régulation selon l'état de la technique peut être ouverte ou fermée sans nécessiter l'association avec un actionneur rapide comme le requiert une vanne de régulation rapide 13 utilisée dans la présente invention. Au contraire dans la présente invention, la vanne de régulation rapide 13 est associée à un actionneur rapide mécanique, hydraulique, électrique ou électromagnétique.

[0054] La vanne de régulation rapide 13 selon la présente invention peut présenter n'importe quelle forme appropriée, par exemple sans que cela soit limitatif une forme de soupape à boisseau. [0055] Comme il peut être vu à la figure 2, qui illustre une forme préférentielle de réalisation de l'invention, le deuxième conduit 6 peut être prolongé dans la turbine 2 par au moins une portion de dérivation 8 contournant la roue. Dans ce cas, le premier conduit 4 est prolongé dans la turbine 2 par le passage principal de détente passant par la roue et le deuxième conduit 6 par ladite au moins une portion de dérivation contournant la roue. [0056] Avantageusement, la turbine 2 comprend un carter 2c qui présente une face d'entrée 2a et une face de sortie 2b. Les premier et deuxième conduits 4, 6 débouchent sur la face d'entrée 2a du carter pour être ensuite prolongés dans la turbine 2 respectivement par le passage principal de détente et ladite au moins une portion de dérivation 8. [0057] Le passage principal de détente n'est représenté que par son extrémité de sortie 4b aux figures 3 et 3a. Ladite au moins une portion de dérivation 8 comprend aussi au moins une extrémité de sortie 8b. Les extrémités de sortie 4b et 8b débouchent à l'intérieur de la turbine à la face de sortie 2b du carter 2c. Un troisième conduit 9, extérieur à la turbine 2, est connecté à la face sortie 2b du carter 2c. Le troisième conduit 9 évacue les gaz d'échappement hors de la turbine 2 vers la fin du système d'échappement comprenant des éléments de dépollution 10.

[0058] Ainsi, une portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 est intégrée dans la turbine 2 mais n'est pas en échange d'énergie cinétique avec la roue de la turbine 2, ce qui procure un effet de décharge de la turbine 2 plus efficace encore que l'effet de décharge obtenu avec une soupape de décharge équipant un turbocompresseur classique de référence. [0059] De plus, le fait qu'une portion de dérivation 8 prolongeant le deuxième conduit 6 soit intégrée dans la turbine 2 diminue l'encombrement du système d'échappement et réduit la dépense en matière pour le deuxième conduit 6, la jonction des prolongations des premier et deuxième conduits 4, 6 se faisant dans la turbine 2 et non après la turbine 2, d'où un raccourcissement de la longueur du deuxième conduit 6 qui n'a pas à présenter une longueur lui permettant de contourner la turbine 2.

[0060] Dans cette forme de réalisation, sans que cela soit obligatoire, la vanne de régulation rapide 13 peut être logée à l'intérieur de la turbine 2 dans ladite au moins une portion de dérivation 8 prolongeant dans la turbine 2 le deuxième conduit 6. Par exemple sans que cela soit limitatif, ladite au moins une portion de dérivation 8 peut comporter une ou plusieurs extrémités de sortie 8a.

[0061 ] Les figures 3 et 3a montrent un mode de réalisation d'une vanne de régulation rapide 13 préférentiel pour la présente invention, ceci principalement pour le deuxième mode de réalisation de l'invention montré à la figure 2. A la figure 3, les extrémités de sortie 8a de ladite au moins une portion de dérivation 8a prolongeant dans la turbine 2 le deuxième conduit 6 sont partiellement maintenant ouvertes tandis qu'à la figure 3a, les extrémités de sortie 8a sont maintenues fermées par la vanne de régulation rapide 3a.

[0062] Les extrémités de sortie 8a de ladite au moins une portion de dérivation 8 peuvent être portées par un disque de sortie 27 fixe. Dans ce cas, la vanne de régulation 13 peut être sous la forme d'un disque d'obturation 27a rotatif, identique et concentrique au disque de sortie 27 en étant appliqué contre celui-ci. Le disque d'obturation 27a présente au moins un orifice de passage pour ladite au moins une extrémité de sortie 8b, la rotation du disque d'obturation 27a obturant au moins partiellement ladite au moins une extrémité de sortie 8b de ladite au moins une portion de dérivation 8 portée par le disque de sortie 27. Dans cette forme de réalisation, l'extrémité de sortie 4b du passage principal de détente se trouve au centre des disques 27, 27a en étant entourée par les extrémités de sortie 8b de ladite au moins une portion de dérivation 8.

[0063] Dans un autre possible positionnement de la vanne de régulation rapide non limitée à la forme de réalisation montrée à la figure 1 a mais valable pour toutes les formes de réalisation du deuxième conduit 6 et notamment à celle de la figure 2, quand la turbine 2 présente une bride directement connectée aux premier et second collecteurs 5, 7, la vanne de régulation rapide 13 se trouve sur la bride de la turbine 2 ou sur le second collecteur 7 associé au deuxième conduit 6. A la figure 1 a, en alternative, il est montré une vanne de régulation rapide 13 sur sa portion contournant de l'extérieur la turbine 2 sans y pénétrer, ce qui n'est pas limitatif.

[0064] L'invention concerne aussi un procédé de commande d'un échappement d'un ensemble moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Le procédé va être ci- après décrit en se référant particulièrement aux figures 1 a, 2 et 4 à 10.

[0065] Comme précédemment mentionné, l'ensemble moteur comprend un turbocompresseur comportant une turbine 2 et un compresseur 3 et un système d'échappement, le moteur comprenant au moins un cylindre logeant un piston relié à un vilebrequin en rotation, trois cylindres étant montrés aux figures 1 a et 2. Le ou chaque cylindre présente des premier et second passages de sortie débouchant dans le système d'échappement pour une évacuation de gaz d'échappement issus de la combustion dans le moteur. Le moteur comprend donc au moins un cylindre logeant un piston relié à un vilebrequin en rotation et mobile à l'intérieur dudit au moins un cylindre entre une position la plus interne dite point mort haut et une position la moins interne dite point mort bas. [0066] Chaque passage de sortie est muni d'une soupape d'échappement 19, 19a libérant ou obturant son passage séquentiellement en prenant une position d'ouverture ou une position de fermeture selon un angle de rotation du vilebrequin pendant respectivement une durée d'ouverture et une durée de fermeture, l'ouverture du second passage de sortie étant déphasée par rapport à l'ouverture du premier passage de sortie. [0067] Ceci est notamment montré aux figures 5 à 8 tout en se référant aux figures 1 a et 2 pour des références non montrées à ces figures. Par rapport à un cycle quatre temps, entre un point mort haut PMH et un point mort bas PMB, il est procédé à une phase d'échappement PHASE ECHAP entre deux angles vilebrequin ANGLE VIL prédéterminés. Lors de cette phase d'échappement PHASE ECHAP, les première et seconde soupapes 19, 19a d'échappement que compte le cylindre s'ouvrent respectivement selon une levée de soupape S1 et S2, la levée de soupape S2 de la seconde soupape d'échappement 19a étant déphasée en retard par rapport à la levée de soupape S1 de la première soupape d'échappement 19. Quand les première et seconde soupapes 19, 19a d'échappement sont ouvertes, les premier et second passages de sortie sont respectivement ouverts et quand les première et seconde soupapes 19, 19a d'échappement sont fermées, les premiers et second passages de sortie sont respectivement fermés.

[0068] L'échappement présente deux flux d'échappement des gaz en sortie du moteur, un premier flux dit d'échappement provenant du premier passage dudit au moins un cylindre traversant la turbine 2 par une roue de récupération partielle d'une énergie contenue dans les gaz d'échappement à l'intérieur de la turbine 2 et un second flux dit de décharge provenant du second passage de sortie dudit au moins un cylindre rejoignant le premier flux en aval de la roue en la contournant, soit en passant à l'extérieur de la turbine comme montré à la figure 1 a soit en passant à l'intérieur de la turbine comme montré à la figure 2.

[0069] Conformément au procédé selon l'invention, le second flux est interrompu au moins partiellement dans le système d'échappement pendant au moins une partie de la durée d'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a, ceci par la vanne de régulation rapide 13 selon la présente invention.

[0070] En regard des figures 4, 4a, 4b et 5 à 9 complétées par les figures 1 a et 2 pour les références 13 et 19a, la vanne de régulation rapide 13 présente une durée d'ouverture Plage van rap entre une position de vanne ouverte VO et une position de vanne fermée VF, ceci en synchronisation avec la levée S2 de la seconde soupape d'échappement 19a. La durée d'ouverture Plage van rap de la vanne de régulation rapide 13 est plus courte que la durée d'ouverture de la soupape d'échappement 19a, ce qui provoque une interruption du passage du second flux même quand la soupape d'échappement 19a est ouverte.

[0071 ] Avantageusement, le second flux est interrompu au moins partiellement tant que la seconde soupape d'échappement 19a n'est pas ouverte. Ceci permet d'éviter une ouverture continue pour le second flux même quand la soupape d'échappement 19a dudit au moins un cylindre est fermée et donc de réduire une possible fuite du second flux par une second soupape d'échappement 19a fermée.

[0072] Cela permet principalement, si désiré, de réduire le second flux quand la seconde soupape d'échappement 19a est ouverte en ne lui laissant tout au plus qu'une faible perméabilité FAIBLE PERM comme montré à la figure 7. Il est aussi possible de réduire le débit du second flux traversant le deuxième conduit 6 quand la vanne de régulation rapide 13 est ouverte en diminuant son ouverture VO en dessous d'une ouverture maximale VOmax, cette réduction de la perméabilité du deuxième conduit 6 par la vanne de régulation rapide 13 étant référencée Réd perm 6 à la figure 7.

[0073] La vanne de régulation 13 étant maintenue fermée en interrompant le second flux dans le deuxième conduit 6 quand la seconde soupape d'échappement 19a est fermée, il est possible, dans un premier cas, de procéder à une fin de l'interruption du second flux dans le système d'échappement. Selon un mode de réalisation du procédé de commande conforme à la présente invention, cette fin peut se faire avec retard par rapport à l'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a. Inversement, dans un second cas, il est possible de procéder à un début de l'interruption du second flux dans le système d'échappement en avance par rapport à la fermeture de la seconde soupape d'échappement 19a. Ces deux possibilités diminuent la durée d'ouverture pour le passage du second flux par rapport à la durée d'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a.

[0074] Dans le premier cas, comme montré aux figures 5 à 7, il existe une période de temps référencée DESD de désactivation temporaire du deuxième conduit 6 de décharge au début de l'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a. Dans le second cas, comme montré aux figures 5, 7 et 8, il existe une période de temps référencée DESF de désactivation temporaire du deuxième conduit 6 de décharge à la fin de l'ouverture de la soupape d'échappement 19a. [0075] Combiner les deux modes de réalisation selon les premier et second cas est aussi possible, comme montré aux figures 5 et 7, avec désactivation temporaire du deuxième conduit de décharge en début et fin d'ouverture DESD, DESF de la seconde soupape d'échappement 19a.

[0076] Les figures 4, 4a, 4b montrent respectivement une réduction de la durée de levée L de la seconde soupape d'échappement 19a par interruption du second flux dans le deuxième conduit 6 dit de décharge dans le système d'échappement de l'ensemble moteur selon l'invention, les zones hachurées étant soustraites de la durée réelle de levée L de la soupape d'échappement 19a.

[0077] A la figure 4, la désactivation temporaire du deuxième conduit de décharge a lieu en début d'ouverture de la seconde soupape 19a, à la figure 4a en fin d'ouverture et à la figure 4b en début et en fin d'ouverture. La figure 4 correspond à un retard d'ouverture du deuxième conduit 6 de décharge à iso-position de fermeture, la figure 4a à une avance de la fermeture du deuxième conduit 6 de décharge à iso-position d'ouverture et la figure 4b à une modification des instants d'ouverture et de fermeture du deuxième conduit 6 de décharge. Comme le second flux est avantageusement interrompu hors des phases d'échappement, il est donc possible que la fin de l'interruption du second flux se fasse avec retard par rapport à l'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a et/ou que le début de l'interruption du second flux dans le système d'échappement se fasse avec avance par rapport à la fermeture de la seconde soupape d'échappement 19a. [0078] La combinaison d'une seconde soupape d'échappement 19a à calage variable via le déphaseur d'arbre à cames d'échappement et la vanne de régulation rapide 13 permet de générer une loi d'ouverture du deuxième conduit 6 à largeur variable, c'est-à- dire à temps d'ouverture variable. C'est avantageusement le contrôle moteur qui pilote l'ouverture et la fermeture au moins partielle de la vanne de régulation rapide 13, le contrôle moteur prenant en compte par ailleurs les conditions de fonctionnement moteur alors en vigueur et notamment les débuts et fins de phases d'échappement par rapport aux angles de vilebrequin.

[0079] La figure 9 montre l'effet de la présente invention pour un ensemble moteur à cylindres turbocompressé lors d'un cycle à quatre temps avec en abscisse l'angle de vilebrequin ANGLE VIL et en ordonnée respectivement, la commande de la vanne de régulation COM VAN REG, la pression cylindre en amont de la turbine P CYL AM TURB et le débit échappement DEBIT ECHAP. Les courbes en trait plein sont relatives à un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur selon l'état de la technique le plus proche, dit à turbine standard, et les courbes en pointillés sont relatives à un ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur avec la vanne de régulation rapide selon la présente invention, dit à turbine dynamique.

[0080] Dans ce qui suit, pour plus de clarté, il sera aussi fait référence aux figures 1 a et 2, 3 à 8 pour les références qui ne sont pas à la figure 9. A la figure 9, il est montré l'effet de pilotage de la vanne de régulation rapide 13 lors d'un cycle à quatre temps d'un moteur trois cylindres suralimenté, ceci sur un point de fonctionnement moteur du type à forte charge et à régime moteur faible. Sur la courbe en pointillés pour la commande de la vanne de régulation rapide COM VAN REG, il est visible une ouverture retardée de la vanne de régulation rapide 13 par rapport à l'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a, ce qui réduit la durée effective du débit de flux dans le deuxième conduit 6 de décharge.

[0081 ] Cette réduction conduit à une réduction RED de la contrepression d'échappement pour la pression cylindre en amont de la turbine P CYL AM TURB lors de la phase non débitante à la turbine PND TURB sans réduire le débit d'échappement total DEBIT ECHAP.

[0082] En début de phase d'échappement, la vanne de régulation 13 du débit du deuxième conduit 6 de décharge est en position fermée pour interrompre le flux le traversant et faire passer tout le flux d'échappement par le premier conduit 4 à travers la roue de la turbine 2 et récupérer ainsi un maximum d'énergie. Selon la présente invention, dans le mode concernant un maintien de l'interruption en début d'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a, lorsque cette seconde soupape 19a s'ouvre, la vanne de régulation rapide 13 du deuxième conduit 6 peut être maintenue fermée pendant quelques millisecondes additionnelles afin de permettre envoyer d'avantage de flux par le premier conduit 4 à la turbine 3.

[0083] Ensuite, la vanne de régulation rapide 13 est ouverte déclenchant une chute de la pression amont turbine P CYL AM TURB du fait de la fonction de décharge de la turbine 2 par le deuxième conduit 6 ou par sa prolongation dans la turbine 2, ceci dès que le débit pulsatoire du moteur est faible voir nul et que la turbine 2 a récupéré assez d'énergie. [0084] Comme décrit plus haut, la vanne de régulation rapide 13 est en position fermée en phases d'échappement débitantes pour récupérer l'énergie des gaz. Cette vanne de régulation rapide 13 passe en position ouverte en phase faiblement débitante pour augmenter considérablement la perméabilité globale de l'échappement, mettre en communication l'amont et l'aval de la turbine afin de réduire la pression en sortie du moteur.

[0085] La vanne de régulation rapide 13 se ferme à nouveau avant l'arrivée d'un nouveau puise d'échappement et/ou d'un nouvel événement d'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a pour s'assurer d'une bonne récupération de l'énergie en zone suralimentée. On constate que c'est désormais à l'ouverture de la vanne de régulation que la fonction de décharge via le deuxième conduit 6 de décharge de l'ensemble moteur à suralimentation contrôlée par distribution moteur peut se réaliser car la chute de pression cylindre ne pourra plus se faire à l'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a mais désormais à l'ouverture du deuxième conduit 6, maintenant piloté par la vanne de régulation rapide 13 à haute dynamique. [0086] La combinaison de la loi d'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a ou soupape de décharge, qui est fixe mais de phasage variable avec une vanne de régulation rapide 13 permet de réduire d'avantage la largeur équivalente L de la loi d'ouverture de la seconde soupape d'échappement 19a et de son phasage à la fermeture de cette soupape, ce qui procure un effet très désirable d'optimisation des performances de l'ensemble moteur, notamment le couple et la puissance maximale du moteur principalement à bas régime moteur. [0087] On constate sur un cycle moteur qu'une alternance de positions fermées et ouvertes de vanne de régulation rapide 13 permet de réduire les pertes par pompage du moteur tout en optimisant sa performance.

[0088] Une ligne RGE 1 1 peut présenter un piquage sur un des deux conduits d'échappement pour prélever une partie des gaz d'échappement de ce conduit ainsi qu'un refroidisseur 23 des gaz d'échappement traversant cette ligne 1 1 , ces gaz étant alors très chauds. Ce piquage peut se faire à travers la turbine 2 comme montré à la figure 2 mais ceci n'est pas obligatoire.

[0089] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples.