Comparison of Engine Calibration Methods Based on Design of Experiments (DoE)

Comparaison de différentes méthodes de calibration moteur fondées sur des plans d'expérience

Abstract
Due to more stringent emission and durability requirements as well as higher client-felt quality targets, engine technology and strategies used to control them are more and more complex. Car manufacturers need productive and reliable test facility as well as efficient methods and tools to address the challenge of tuning the increasing number of parameters related to these strategies, while reducing in the same development schedule and cost. In this context, IFP is developing methods to perform engine calibration, using a full automated test bench together with advanced mathematical methods for modeling and optimizing, as well as engine and vehicle simulation. The paper describes and compares the different approaches to perform the mapping of an engine on the NEDC area. Results obtained on a Common Rail Diesel engine are also presented to illustrate specific development works.

Résumé
Du fait de la complexité croissante des technologies mises en oeuvre sur les groupes motopropulseurs pour répondre à la sévérisation des normes et aux attentes des clients, les constructeurs automobiles sont demandeurs de méthodes et outils de calibration du contrôle moteur permettant de prendre en considération l'augmentation du nombre de variables à optimiser. Couplées à une automatisation toujours plus poussée des moyens d'essais, ces nouvelles méthodes ont également pour objet de réduire le temps consacré à cette tâche afin de satisfaire aux exigences de rentabilité et de renouvellement accéléré de leur gamme auxquelles les constructeurs doivent dans le même temps faire face. Dans le but de répondre aux demandes du marché et à ses propres besoins, l'IFP s'inscrit dans cette dynamique et développe des méthodes de calibration. Ces méthodes sont fondées sur l'utilisation d'un pilotage avancé des bancs d'essais, sur l'usage d'outils mathématiques sophistiqués de planification des essais, de modélisation et d'optimisation des réponses du moteur aux sollicitations du contrôle, ainsi que sur l'usage croissant de la simulation phénoménologique. Ce papier décrit et compare les différentes approches envisagées pour mener à bien l'optimisation des réglages en fonctionnement stabilisé d'un moteur sur la zone du cycle NEDC. Des résultats obtenus sur un moteur Diesel Common Rail illustrent les développements effectués.