Contrôle du remplissage des moteurs à combustion interne équipés de distribution variable

Cylinder filing control of variable-valve-actuation equipped internal combustion engines

• Auteur / Autrice : Thomas Leroy
• Direction : Nicolas Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et automatique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris, ENMP
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Centre automatique et systèmes (Fontainebleau, Seine et Marne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles -- Dispositifs antipollution

Automobiles -- Moteurs -- Gaz d'échappement

Automobiles -- Moteurs -- Combustion

Moteurs à combustion interne -- Combustion

Résumé

Nous étudions la production de couple et de polluants de moteurs à combustion interne à distribution variable d'un type fréquemment répandu dans l'industrie automobile (moteurs Diesel ou essence). Les systèmes de distribution variable (VVA pour Variable Valve Actuation) ont été introduits dans les moteurs pour optimiser l'efficacité du fonctionnement global sur des plages très larges de points de fonctionnement, considérés à l'équilibre. A tout instant, les résultats de la combustion dépendent du remplissage en air/gaz brûlés du cylindre, qui lui même dépend de la position des actionneurs VVA et des conditions dans le collecteur d'admission. Ces deux sous-systèmes ont des temps de réponse différents, ce qui conduit, pendant les transitoires, à des pertes d'efficacit ́e du moteur. Dans cette thèse, nous proposons une solution a ce problème, qui prend la forme de boucle de coordination entre les sous-systèmes de contrôle de bas-niveau. Cette coordination s'effectue par l'intermédiaire d'un modèle de remplissage développé dans ce manuscrit. Des résultats expérimentaux établissent qu'il est possible d'améliorer la production de couple et de réduire les polluants.

The production of torque and pollutants of Variable Valve Actuation equipped internal combustion engines found in the automotive industry (both Diesel and gasoline engines) is studied. Variable Valve Actuation (VVA) is a technology which has been introduced to optimize engine efficiency at steady-states covering a wide range of operating conditions. In more details, the outcome of the internal combustion engine (torque and pollutant) depends on the cylinder filling at each stroke which, itself, depends on the VVA positions and the engine intake manifold conditions. These two subsystems have inconsistent response times which results in efficiency losses during transient operations. In this manuscript, a remedy for this issue which takes the form of coordination loops of low-level controllers is proposed. This coordination uses a cylinder filling model, designed in the thesis. Experimental results prove that torque production and pollutant emissions can be improved.