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HAL Id: tel-00207875 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00207875 Submitted on 18 Jan 2008 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Commande multivariable de la pression d’injection dans un moteur diesel common rail Christophe Gauthier To cite this version: Christophe Gauthier. Commande multivariable de la pression d’injection dans un moteur diesel com- mon rail. Automatique / Robotique. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2007. Français. <tel-00207875> COMMANDE MULTIVARIABLE DE LA PRESSION D’INJECTION DANS UN MOTEUR DIESEL COMMON RAIL Christophe GAUTHIER INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE N° attribué par la bibliothèque |__|__|__|__|__|__|__|__|__|__| T H E S E pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’INP Grenoble Spécialité : Automatique et Productique préparée au Laboratoire d’Automatique de Grenoble dans le cadre de l’Ecole Doctorale Electronique, Electrotechnique, Automatique et Traitement du Signal présentée et soutenue publiquement par Christophe GAUTHIER le 22 mai 2007 COMMANDE MULTIVARIABLE DE LA PRESSION D’INJECTION DANS UN MOTEUR DIESEL COMMON RAIL Directeur de thèse : M. SENAME Olivier Co-encadrants : M. DUGARD Luc M. MEISSONNIER Guillaume JURY M. ROUCHON Pierre, Professeur Ecole des Mines Paris Président M. GUERRA Thierry-Marie, Professeur université de Valenciennes Rapporteur M. FERRERES Gilles, Chercheur ONERA Toulouse Rapporteur M. SENAME Olivier, Professeur ENSIEG/INPG Grenoble Co-Directeur de thèse M. DUGARD Luc, Directeur de recherche CNRS Grenoble Co-Directeur de thèse M. MEISSONNIER Guillaume, Delphi Diesel Systems Blois Examinateur i Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire est le résultat d’innombrables échanges techniques, scientiﬁques et idéologiques. Je remercie Guillaume Meissonnier, mon responsable industriel, pour m’avoir donné les moyens nécessaires pour réussir à bien ce travail. Je le remercie également pour avoir su me faire conﬁance sur mes choix stratégiques : lieu de travail, mise en place d’une nouvelle structure de contrôle, etc. Je remercie Olivier Sename et Luc Dugard, mes directeurs de thèse, pour m’avoir accompagné tout au long de mes travaux et de m’avoir laissé maître sur le choix des diﬀérentes solutions que j’ai prises. Je remercie Pierre Rouchon pour avoir accepté de présider le jury, Thierry-Marie Guerra et Gilles Ferreres pour avoir accepté de rapporter ce travail. Durant ces trois années de thèse de nombreuses personnes m’ont aidé, sans qui je n’aurais jamais pu arriver au résultat obtenu. Je remercie Marcos Pagoto qui a été le premier à m’avoir guidé pendant plusieurs mois sur la compréhension du fonctionnement du système, notamment sur la pompe haute pression. Il m’a appris les principes généraux dans le domaine hydraulique qui m’ont été nécessaires pour étudier le système Common Rail. Je remercie Rodolphe Dratch et Eric Charleux pour leur aide sur l’étude des injecteurs. L’étude thèorique du système s’est toujours faite en parallèle avec des essais sur le système réel. Ainsi je remercie Alain Mercier et Miguel Dominguez pour m’avoir fait de la place, jour et nuit, sur leur banc d’essai. Cette mixité théorie/pratique m’a permis de comprendre physiquement (sur le plan théorique) les constats que j’ai pu faire sur le système. Je remercie Zahi Sabeh, Pierre Dupraz, Alexandre Amiez et Anthony Michou pour leur aide et leur soutien durant ces trois ans. Je remercie également Marc Houdebine, mon collègue du laboratoire de Grenoble, pour ces longues discussions que nous avons pu avoir qui m’ont fait prendre du recul sur mes travaux. Je ne peux oublier de remercier grandement Nicolas Duvernois qui m’a beaucoup soutenu durant ces trois années. Je remercie Arnaud Girard pour son aide sur le prototypage rapide qui a contribué à l’intégration du code de mes stratégies de commande dans le calculateur. Sans lui les essais véhicules n’auraient jamais pu être réalisés avant la ﬁn de ma thèse. Je remercie Jonathan Kolou qui m’a épaulé en début de thèse sur la problématique du contrôle de la pression, me permettant de bien démarrer mes travaux. Je le remercie également pour son aide en ﬁn de thèse pour la réalisation d’essais qui ont validé le modèle. Enﬁn je remercie Patrice, Patrick Lailler, Stéphane, Bruno, Ludovic, David, Guy, Thierry, Jean-Michel, Benoit et Patrick Daniel pour l’ambiance agréable et la convivialité. ii iii À Bernard et Dominique, mes parents, à Christelle, mon épouse, à Mayane, ma ﬁlle. iv v Pratique n.f. Application, mise en action des règles et des principes d’un art ou d’une science (le Larousse de poche). vi Table des matières Partie I Introduction 7 1 Introduction générale 9 1.1 Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2 Motivations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3 Plan du mémoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.1 Partie 1 : Introduction générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.2 Partie 2 : Modélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.3 Partie 3 : Commandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.4 Partie 4 : Mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.5 Partie 5 : Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4 Publications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 Le moteur Diesel 13 2.1 Historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2 Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3 Le turbocompresseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Système d’injection directe à rampe commune . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4.1 Fonctionnement du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4.2 Actionneur de remplissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4.3 Pompe Haute Pression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4.4 Rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.4.5 Actionneur de décharge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.4.6 Injecteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.4.7 Interconnection des éléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1 2 Table des matières 3 Objectifs et contributions 25 3.1 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2 Méthodologie de calibration actuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3 Propositions d’amélioration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Partie II Modélisation 31 4 L’actionneur de remplissage 33 4.1 Structure . . . uploads/Geographie/ tai-lieu-danh-tu-p4.pdf