Modélisation des moteurs thermiques pour l'évaluation des stratégies de contrôle moteur

par Daniel Dinescu

Thèse de doctorat en Science pour l'Ingénieur, Energétique

Sous la direction de Mohand Tazerout.


  • Résumé

    Le travail mené dans le cadre de cette thèse a pour but la mise en place d’un outil de simulation pour le développement des stratégies de contrôle moteur. Le simulateur développé se présente sous la forme d’un modèle complet de la boucle des gaz d’un moteur Diesel. La démarche de modélisation adoptée est celle à valeurs moyennes, qui ne considère pas les variations sous-cycliques des grandeurs d’état du système examiné. Celui-ci étant assez complexe, on a procédé à sa décomposition dans ses principaux éléments : turbocompresseur, refroidisseur d’air de suralimentation, collecteurs, moteur, vanne et refroidisseur des gaz d’échappement recirculés. Pour chacun des composants mentionnés précédemment, on s’est particulièrement intéressé au débit de gaz qui les traverse et/ou à leur température de sortie. Dans l’estimation de ces grandeurs physiques, on a privilégié les modèles de régression basés sur des principes physiques sans pour autant exclure les relations empiriques clairement établies. Le calibrage et la validation de ces modèles ont été effectués à partir de données expérimentales. Pour chaque paramètre modélisé, une analyse systématique des résultats des modèles a été effectuée afin d’identifier la fonction de régression ayant la meilleure précision pour être ensuite implémentée sous Matlab/Simulink et intégrée au modèle global. Le présent travail s’est achevé avec une validation statique du modèle complet à partir des mesures moteur. Les résultats de la simulation ont montré une très bonne précision du modèle développé, l’erreur relative absolue moyenne étant inférieure à 10 %.

  • Titre traduit

    Modeling of internal combustion engines for the evaluation of engine control strategies


  • Résumé

    The work presented in this thesis was aimed at setting up a simulation tool for the development of engine control strategies. The developed simulator consists of a complete model of the intake and exhaust systems of a diesel engine. The adopted modeling approach is the mean value modeling, which does not take into account the sub-cyclic variations in the state variables of the examined system. The investigated system being quite complex, it was decomposed into its main components : turbocharger, intercooler, manifolds, engine, EGR valve and cooler. For each of the components mentioned previously, special attention was paid to the gas flow rate through the device and/or to the gas outlet temperature. In the estimation of these physical quantities, regression models based on physical principles were preferred, without excluding, however, empirical relationships clearly established. The calibration and validation of these models were conducted based on experimental data. For each investigated parameter, a systematic analysis of model results was carried out in order to identify the most accurate regression relationship that would be later implemented in Matlab / Simulink and integrated into the global model. The present work was completed with a static validation of the global model based on engine test bench measurements. The simulation results showed a very good accuracy of the model, the average absolute relative error being less than 10 %.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 159-162.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th. 2303 bis
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