Observation et diagnostic pour les véhicules poids lourds

Observation and diagnosis for trucks

• Auteur / Autrice : Donatien Dubuc
• Direction : Olivier Sename
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique - productique
• Date : Soutenance le 10/12/2018
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grenoble Images parole signal automatique
• Jury : Président / Présidente : Didier Theilliol
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Delphine Bresch-Pietri, Adrien Hallé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jimmy Lauber, Guillaume Colin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs (technologie)

Pollution -- Lutte contre -- Appareils et matériel

Moteurs diesel -- Alimentation en carburant

Camions

Mots clés libres

Observation

Diagnostic

Poids lourds

Observation

Diagnosis

Trucks

Résumé

Pour répondre à la fois aux nouvelles normes législatives et aux exigences du client, la complexité des camions s’est vue fortement augmentée au cours de ces dernières décennies. En plus de réduire les émissions de polluants, ces nouvelles normes imposent la mise en place d’un système de diagnostic des systèmes anti-pollution. Cela implique donc un contrôle plus fin ainsi qu’une surveillance accrue de ces dits systèmes. Le client quant à lui désire augmenter sa productivité et donc la disponibilité des camions. Afin de remplir ces exigences, le développement d’observateurs (ou capteur logiciel) représente une solution attractive. Ils permettent en effet d’obtenir plus d’informations à partir d’un nombre de capteurs donné, sans coûts supplémentaires pour le constructeur. Au cours de cette thèse, plusieurs observateurs ont été développés pour différents sous-systèmes du camion, dont des observateurs non-linéaires, LPV (Linéaire à Paramètres Variants), et avec retard. Dans un premier temps, dans le cadre de la surveillance et de la maintenance préventive, des observateurs ont été conçus dans le but d’estimer différents coefficients caractéristiques de la dégradation d’équipements tels que : un tendeur de courroie, le refroidisseur d'air de suralimentation et le refroidisseur des gaz d'échappement recirculés (EGR). Un observateur de la pression du collecteur d’échappement a également été développé dans le but de diagnostiquer un défaut du capteur mesurant cette pression. Dans un second temps, l’estimation du débit d’air massique EGR a été utilisée pour tester différentes méthodes d'observation sur banc d’essai, cette variable étant importante dans le contrôle des émissions de polluants. Enfin, dans une optique de réduction de coût, une estimation des débits d’air massiques entrant dans le moteur et celui de l’EGR a été réalisée sur la base d’un capteur soumis à un retard.

To meet both new legislative standards and customer requirements, the complexity of trucks has increased significantly in the recent decades. In addition to reducing pollutant emissions, these new standards require on board diagnosis solutions for anti-pollution systems. Therefore it implies a thiner control and increased monitoring of these systems. Besides, the customer wants to increase productivity and therefore the availability of the truck. In order to fulfil these requirements, the development of observers (or virtual sensors) is an attractive solution. Indeed, more information can be obtained from a given number of sensors, without additional cost for the manufacturer. During this thesis, several observers were developed for different truck subsystems, including non-linear, LPV (Variable Parameter Linear) or delay observers. As a first step, from a monitoring and preventive maintenance point of view, observers have been designed to estimate different equipment degradation ratio such as: a belt tensioner, a charge air cooler and an exhaust gas recirculation (EGR) cooler. An observer of the exhaust manifold pressure has also been developed to diagnose a fault of the sensor measuring this pressure. In a second step, the EGR mass flow rate estimation was used to test different observation approaches on a test bench, this variable being important for the pollutant emissions control. Finally, in order to reduce cost, the observation of the inlet air and EGR mass flow rates has been studied with a sensor submitted to a delay.