Modélisation et commande d'un moteur thermique à allumage commandé

Mobeling and Control of an Internal Combustion (IC) Engine

• Auteur / Autrice : Djamel Khiar
• Direction : Thierry-Marie Guerra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commande floue

Turbocompresseurs

Algorithmes

Moteurs

Mots clés libres

Takagi-Sugeno

Résumé

Le thème principal de ce travail concerne la commande du circuit d’air et du circuit d’essence des moteurs thermiques à allumage commandé avec ou sans suralimentation en air. La présentation se décompose en cinq chapitres. Le premier chapitre donne un état de l’art concernant la modélisation orientée «contrôle» et la commande du circuit d’admission d’air-essence. La problématique de l’estimation et de la commande du couple moteur est également traitée. Dans le deuxième chapitre, les modèles mis en œuvre dans la suite du mémoire, et l’identification de leurs paramètres sont présentés. Les modèles moyens qui sont décrits permettent de faire un compromis entre complexité du modèle et adéquation aux synthèses des lois de commande proposées. Le couple moteur n’étant pas mesuré sur un véhicule de série, son estimation fait l’objet de la fin de ce chapitre. Le troisième chapitre propose l’utilisation des modèles flous de type Takagi-Sugeno (TS) pour réaliser le contrôle de différentes variables. Après un rapide rappel de ce type de modèle, son application à la commande en couple, puis au problème de la richesse (rapport air/essence à la stœchiométrie près) sont abordés. Le quatrième chapitre correspond à un certains nombres d’essais réels qui ont été réalisés sur le banc moteur. En particulier, ces essais ont permis de valider des lois de commande présentées dans le chapitre précédent sur la commande du circuit d’air et du couple moteur. Le dernier chapitre présente quelques perspectives à ce travail.

This work deals with modeling and control of spark ignition engines with or without turbocharging. Indeed, the present report is divided into five chapters. The first chapter is an overview about control oriented modeling, control and estimation of unmeasured variables of internal combustion engines. In the second one, models parameters of a downsized three cylinder engine are estimated and a use of unknown input observers for engine combustion torque estimation is presented. These models are used in the third chapter to develop some control laws based on Takagi-Sugeno (TS) fuzzy modeling and control approach. Existing results concerning TS models control for classical and delayed state cases are presented. In addition, a theoretical result about uncertain TS models stabilization with criterion is shown. These models are used in the controllers’ synthesis for air – fuel admission and engine torque control. Then, simulation results are given. The fourth chapter is a presentation of some obtained real-time results from an engine test bench. Finally, in the fifth and last chapter, some current works and perspectives about the presented work in this report are given.