Contrôle moteur : développement des lois de commande & calibrations

Programme

• FONCTIONS & STRUCTURE D’UN SYSTÈME DE CONTRÔLE MOTEUR

  • Introduction : pourquoi l’électronique dans les moteurs.
  • Structure générale d’un système de contrôle moteur essence et Diesel.
  • Composants : actionneurs, capteurs, calculateurs.
  • Système électronique : alimentation, réseaux, faisceaux, multiplexage.
  • Logiciel : structure, traitement des entrées/sorties, stratégies, calibrations, évolutions.
  • Méthodologie de développement et de mise au point : intervenants, étapes-clés, cycle en ”V”, outils.

• ÉLABORATION D’UNE LOI DE COMMANDE

  • Notions d’automatique : réglages d’un régulateur PID (Proportionnel-Intégral-Dérivé).
  • Modélisation d’un moteur essence : entrées et sorties du système, estimation de la masse d’air admise, modélisation du collecteur d’admission, estimation de la pression collecteur, calcul du débit au boîtier papillon par application de la loi de Barré de Saint Venant, rendement d’avance à l’allumage, équation de la dynamique du moteur et calcul du régime.
  • Travaux dirigés d’élaboration d’une loi de commande sur station Matlab : conception d’une structure couple et d’une régulation de ralenti d’un moteur à allumage commandé.
  • Représentation en schémas blocs. Mise en place des différents sous-modèles : calcul du débit d’air, du couple indiqué, du régime. Introduction des bruits de richesse et de mesure du régime. Régulation PID du régime.
  • Exercices d’utilisation de la loi de commande créée : actions sur les perturbations et réglage des paramètres de régulation PID. Observation du signal de régime obtenu.
  • Exercices d’utilisation de la loi de commande créée : actions sur les perturbations et réglage des paramètres de régulation PID. Calibration du régulateur PID et de la structure couple. Étude la robustesse de la loi de commande.
  • Identification d’un système. Commande d’un système embarqué. Conception et réalisation d’une commande d’actionneurs de type boîtier papillon ou vanne EGR.

• VALIDATION & IMPLÉMENTATION D’UNE LOI DE COMMANDE

  • Les étapes de validation sont réalisées en environnement Matlab-Simulink, sur calculateur et sur moteur au banc d’essai.
  • Étapes de validation : Quelles en sont les raisons ? Quels en sont les objectifs ? Quels sont les technologies et les outils employés ?
  • Validation Model In the Loop (MIL) : validation fonctionnelle de la stratégie avec un modèle moteur environnemental sous Matlab-Simulink.
  • Validation Software In the Loop (SIL) : présentation de la démarche, intérêts de cette étape, génération de code automatique.
  • Validation Hardware In the Loop (HIL) : présentation de la démarche, intérêts de cette étape, intégration de la stratégie dans calculateur après codage, test sur un banc Hardware.
  • Validation fonctionnelle sur un moteur : test de la stratégie sur banc moteur, comparaison entre la simulation et la mesure, méthodologie de calibration appliquée sur le moteur.
  • Transcription de la loi de commande en un code intégrable dans le calculateur.
  • Programmation et calibration du calculateur.
  • Outils de développement : maquettage et prototypage rapide des stratégies de contrôle moteur.
  • Virgule fixe et virgule flottante.

• CALIBRATION & MISE AU POINT

  • Développement des méthodologies de calibrations en fonction de la nature de la stratégie de contrôle moteur. Développement des premiers outils de calibration par le concepteur de la stratégie de contrôle. Industrialisation et intégration de l’ensemble des méthodologies de calibration dans un planning cohérent afin de réduire le nombre d’essais et le coût de la mise au point.
  • Différentes prestations à prendre en compte : réglages de base, performances, agrément, fonctionnement à froid, dépollution/normes à respecter, régénération du filtre à particules, OBD et diagnostic. Prise en compte des dispersions, des conditions ambiantes, du vieillissement. Choix des points de fonctionnement représentatifs du cycle. Impact des différents paramètres de réglage du moteur.
  • Définition du plan d’expérience. Théorie du plan d’expérience. Méthodologies d’essais moteurs associées au plan d’expérience.
  • Optimisation des calibrations. Impact des paramètres environnementaux de mise au point.