Commande multivariable de la pression d'injection dans un moteur diesel Common Rail

Multivariable control of the injected pressure of a Common Rail diesel motor

• Auteur / Autrice : Christophe Gauthier
• Direction : Olivier Sename, Luc Dugard, Guillaume Meissonnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et productique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique de Grenoble (Isère, France ; 1957-2006)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Rouchon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry-Marie Guerra, Gilles Ferrères

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moteurs diesel -- Alimentation en carburant

Mots clés libres

Contrôle moteur

Modélisation système d'injection

Contrôle multivariable

Synthèse H∞ LFT

Engine control

Injection system modeling

Multivariable control

LFT H∞ sysnthesis

Résumé

Les normes sur les émissions de polluants des automobiles sont de plus en plus sévères. Les moteurs à injection directe à rampe commune permettent d'atteindre ces exigences notamment grâce à l'injection du carburant à très haute pression. Cette pression varie de 200 à 1600 bar selon le point de fonctionnement du véhicule. L'objectif des travaux de thèse est de réaliser le contrôle de la pression du carburant avec deux contraintes principales : proposer une méthodologie de calibration du contrôleur à partir des caractéristiques techniques du système d'injection et améliorer à la fois la performance et la robustesse du contrôle. Les travaux réalisés se décomposent comme suit : étude du système d'injection et développement d'un modèle de connaissance ; développement des stratégies et des lois de commande ; mise en application sur véhicule. Les essais réalisés sur véhicule ont montré une amélioration des performances et de la robustesse du contrôle de la pression du carburant obtenue par la proposition d'une nouvelle méthodologie de calibration. Celle-ci est basée par l'obtention du contrôleur à partir des caractéristiques techniques du système d'injection et par l'utilisation de lois de commande avancées (commande H8 pour les systèmes Linéaires à Paramètres Variants (LPV)). En particulier l'approche basée sur l'utilisation des Transformations Linéaires Fractionnelles (LFT) a été considérée.

Vehicle exhaust emissions are today more and more restrictive. Common Rail engines allow to reach these requirements thanks to the high pressure injection. This pressure can vary from 200 up to 1600 bar according to the engine torque and speed. The goal of this work is to define the rail pressure controller based on the Common Rail features and to improve performance and robustness. Works have been done as follows: study of the Common Rail system and development of the physical model ; development of strategies and command laws ; real tests on vehicle. Vehicle tests showed a high improvement on performance and robustness thanks to the new methodology based on the Common Rail features and the advanced command laws (H8 control for Linear Parameter Varying systems). In particular the Linear Fractional Transformation (LFT) approach has been considered.