Diagnostic à base de modèle : application à un moteur diesel suralimenté à injection directe

by Zahi Sabeh

Doctoral thesis in Automatique et traitement du signal

Under the supervision of José Ragot and Frédéric Kratz.

defended on 20-12-2006

in Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , under the authority of EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux , in a partnership with Centre de recherche en automatique (Nancy) (laboratoire) .

Thesis committee President: Didier Maquin.

Thesis committee members: José Ragot, Frédéric Kratz, Didier Maquin, Alain Oustaloup, Gérard Gissinger, Pierre Dupraz.

Examiners: Alain Oustaloup, Gérard Gissinger.

  • Alternative Title

    Model based diagnosis : application to a turbocharged direct injection diesel engine


  • Abstract

    The turbocharged diesel engines with direct injection benefited from numerous progresses in terms of minimization of consumption and emissions. Today, they represent more and more complex technological processes. Therefore, fault detection and diagnosis need to be developed and improved for these engines. This thesis proposes a method of model based diagnosis for the detection of various types of faults like: sensor, actuator faults and leaks in a diesel engine gases path by using only serial production sensors. The use of physical, polynomial, static and dynamic models allows calculating residuals between the sensor signals and their estimates computed by these models. When a fault occurs, abnormal variations of those residuals give birth to symptoms which constitute the base of detection of various breakdown types in the system. The proposed method is implemented, with a rapid prototyping system, and tested on a diesel engine on board a research vehicle. Application experimental results show the detection and the diagnosis, performed in real lime, of various types of faults introduced during the tests


  • Abstract

    Les moteurs diesel suralimentés à injection directe ont bénéficié de nombreux progrès en termes de minimisation de consommation et d’émissions. Ils représentent aujourd’hui des processus technologiques de plus en plus complexes, d’où la nécessité d’améliorer et de développer des systèmes de diagnostic pour la détection des défauts de ces moteurs. Cette thèse propose une méthode de diagnostic à base de modèle pour la détection de différents types de défauts : de capteurs, d’actionneurs et des fuites dans la boucle des gaz d’un moteur diesel en n’utilisant que ses capteurs d’origine. L’utilisation de modèles physiques, polynomiaux, statiques et dynamiques permet de calculer des résidus entre les grandeurs mesurées par les capteurs et celles estimées par ces modèles. En présence de défauts, des variations anormales des résidus donnent naissance à des symptômes qui constituent la base de détection de différents types de pannes dans le système. La méthode proposée est implémentée, avec un système de prototypage rapide, et testée sur un moteur diesel à bord d’un véhicule de recherche. Des résultats expérimentaux d’application montrent la détection et le diagnostic, réalisés en temps réel, des différents types de défauts introduits durant les essais


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