EP1828583A1 - Method for electronically controlling an ultrasonic piezoelectric actuator - Google Patents

Method for electronically controlling an ultrasonic piezoelectric actuator

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Publication number
EP1828583A1
EP1828583A1 EP05824392A EP05824392A EP1828583A1 EP 1828583 A1 EP1828583 A1 EP 1828583A1 EP 05824392 A EP05824392 A EP 05824392A EP 05824392 A EP05824392 A EP 05824392A EP 1828583 A1 EP1828583 A1 EP 1828583A1
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EP
European Patent Office
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voltage
stage
inductance
control
initial phase
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05824392A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christophe Ripoll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP1828583A1 publication Critical patent/EP1828583A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/06Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/065Large signal circuits, e.g. final stages
    • H02N2/067Large signal circuits, e.g. final stages generating drive pulses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/2003Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening
    • F02D2041/201Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils using means for creating a boost voltage, i.e. generation or use of a voltage higher than the battery voltage, e.g. to speed up injector opening by using a boost inductance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2024Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
    • F02D2041/2027Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04Injectors peculiar thereto
    • F02M69/041Injectors peculiar thereto having vibrating means for atomizing the fuel, e.g. with sonic or ultrasonic vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an electronically controlled ultrasonic piezoelectric actuator, and more particularly to a piezoelectric stage fuel injector controlled by the electronic injection computer of an internal combustion engine in a vehicle. automobile.
  • an ultrasonic injector comprises, inter alia, a cylindrical nozzle supplied with fuel and at the end of which is provided an injection orifice, and means for cyclically vibrating the nozzle, such as a transducer, comprising a piezo ceramic stage.
  • a piezoelectric injector ceramic is first-order equivalent to a capacitance whose charging voltage is high, greater than a hundred volts.
  • the supply voltage is 12 or 42 volts, which involves increasing this voltage to ensure the charging and discharge of the ceramic.
  • transformerless control devices such as the one shown in FIG. 1, which is powered by a DC voltage source E, the vehicle battery for example, whose terminal (B-) is connected to the ground and the terminal (B +) is connected to a first amplification stage of said DC voltage.
  • the N injectors Pi of a heat engine are connected in parallel and sequentially controlled by selector switches S 1 each connected in series with an injector P 1 .
  • An electronic injection computer sends a control logic signal to each selection switch so that the high voltage output of the voltage booster is applied to the terminals of the selected injector.
  • the steering device comprises:
  • a second stage ⁇ 2 for generating a current source i r for supplying the injectors Pi and which is powered by the high voltage V b00st generated by the first stage;
  • a fourth stage ⁇ 4 for controlling the excitation voltage V pi of the injectors which is not shown in FIG.
  • the first stage E 1 for generating a high voltage by amplification of the direct supply voltage E is constituted by a first branch B 1 comprising a first inductor L 1 connected to a switching switch I D i, which can be controlled, with a freewheel diode U 1 , mounted in anti-parallel in the direction of the discharge current of the injector Pi selected to be controlled.
  • the inductor L 1 is connected on one side to the terminal (B +) of the voltage source E and on the other side to a terminal of the switch l D i whose other terminal is connected to the terminal ( B-) of the voltage source E.
  • a second branch B 2 is connected in parallel to the switch I 01 switching and comprises a rectifier diode D connected to a capacitor C filtering.
  • one of the terminals of said diode D is connected to the junction point J 1 of the inductor L 1 and the other switch I 01 and its other terminal is connected to a first terminal of the capacitor C whose second terminal is connected to the terminal (B-) of the voltage source E.
  • the first stage S 1 of amplification of the battery voltage E delivers a high voltage V b00St across the filtering capacitor C, which supplies a second stage
  • Z 2 consists of a branch mounted between the terminals of said filtering capacitor C and comprising a second inductor L 1 - connected to a second switching switch I D2 . controllable, with an O 2 freewheel diode mounted in antiparallel.
  • the inductance L r is determined so as to provide an oscillating circuit with each driven injector, to which it delivers a feed stream i r .
  • the injector control method is broken down into at least three sequences, a selection sequence of a piezoelectric actuator P 1 by the switch S 1 , an AC voltage supply sequence of the selected actuator, to which adds an electronic control sequence of the excitation voltage V p , the injectors Pi by regulating the high voltage V bOost generated by the first stage of the control device.
  • the computer sends a control signal to control the closing of the selection switch S 1 , so that the piezoelectric actuator can be powered by this AC voltage, and during a first phase of the power supply sequence.
  • the injector it sends another control signal which controls the closing of the switching switch D2 D2 so that the energy from the high voltage V boost accumulates in the inductance L r by circulation of a current i r in the loop consisting of the filtering capacitor C, the inductance L 2 and the switch l D2 .
  • the switch I D2 switching is controlled at the opening, the current i r can not pass through the diode d 2 in non-parallel anti-parallel is forced to flow in the actuator Pi in one direction and then in the other because the inductance L r and the injector Pj are in electrical resonance. Since the value of the inductance L r is a function of the acoustic excitation resonance of the piezoelectric actuator, it is determined so that the inductance L r has the time to charge sufficiently in the first phase so that the excitation voltage V p ⁇ across the injector P 1 , close to 1200 volts, is reached. In addition, the filtering capacitor C is sized to have a very high reactivity to the rise in voltage Vb 00S t-
  • the inductance L r is discharged by energy transfer from the inductance L r to the filtering capacitor C, creating a negative current i r in the loop comprising the inductance L r , the filtering capacitor C and the anti-parallel diode d 2 .
  • FIGS 2a and 2b which are the temporal representations of the voltage V pi across the injector P 1 and the current i r in the inductance L r , for a high supply voltage V bO constant o the first phase of the supply sequence of the injector, corresponding to the accumulation of energy in the inductance L 1 -, takes place between the times to and U when the current i r in the inductance L r increases from 0 to a maximum value i max .
  • the second phase of the sequence takes place between the instants ti and t 3 : first between the instants U and t 2 when the current i r decreases from i max to 0 while the voltage V p ⁇ increases from 0 to a maximum value V pim , close to 1200 Volts, which corresponds to the charge of the injector, and then between the instants t 2 and t 3 from 0 to a negative minimum value i m , n while the voltage V p ⁇ decreases from the maximum value V p ⁇ m to 0, and which corresponds to its discharge.
  • the piezoelectric actuator is in electrical resonance with the inductance L r .
  • the period of electrical resonance between the piezoelectric actuator and the inductance L 2 corresponding to the second phase of the supply sequence of the actuator, between times t 1 and t 3 , is shorter than the resonance period.
  • This acoustic resonance depends on the characteristics of the piezoelectric injector.
  • the actual high-voltage supply phase of the injector P between times t 1 and t 3 depends on the value of the inductance L r , the high voltage V t500 St to be reached and the closing time of the switch P, to obtain the voltage V p , necessary.
  • the voltage V pi at the terminals of a selected injector P has the form of a sinusoidal pulse when the switch ID2 for switching off the second stage of the control device is controlled at the opening, between U and t 3 .
  • This excitation voltage V p , of a piezoelectric injector depends on the following parameters:
  • the control device comprises a fourth control stage of this excitation voltage V p ⁇ which will act as follows: the switch I 02 of the second stage is controlled so that at its closure, the inductance L r is charged for a certain time, and when it is opened, the voltage at the terminals of the selected injector describes a sinusoidal pulse.
  • the peak value of this voltage V p ⁇ depends on the energy stored in the inductance L r and the high voltage Vb 00 St generated.
  • the voltage boost converter generates a periodic high voltage V p ⁇ , greater than a hundred volts, with a high frequency F p ⁇ , greater than ten kHz, for exciting P injectors, ultrasound.
  • FIG. 2a is a representation of this electrical resonance in the case where it is theoretical.
  • the excitation voltage V p1 passes through an initial transient phase during which its peak value Vp, c can exceed the maximum value V P i m , of 30 at 50%, (FIG. 3) so that, in order not to be damaged, the switches must be sized to withstand this maximum value V plm .
  • they are oversized for a transient voltage withstand greater than the voltage required for the excitation of the piezoelectric injectors, which induces a significant cost factor on the switches.
  • the object of the invention is to overcome this disadvantage, by proposing several injector control methods for reducing this transient overvoltage at startup.
  • the object of the invention is a method for controlling at least one ultrasonic piezoelectric actuator, electronically controlled from a control computer and a DC voltage source, comprising a first stage of amplification of said voltage for generating a high voltage and a second stage, powered by said high voltage, for generating a current source for supplying the injectors associated with selection means controllable by said computer, characterized in that consists in controlling the duty cycle of the control signal of the second feed stage of the injectors, in the initial phase, in order to reduce the energy stored in the resonance inductance of this second stage and consequently the excitation voltage of the injectors .
  • the control method consists in reducing the duty ratio of the control signal of the second feed stage of the injectors, in the initial phase, in order to reduce the energy stored in the inductor. resonance of this second stage and therefore the excitation voltage of the injectors.
  • the control method consists in imposing, as soon as the first pulse of the initial phase, a cyclic ratio of the control signal of the charge of the inductance, which is equal to the steady-state duty cycle to obtain the voltage peak excitation desired at the terminals of the injectors, so a closing time of the switching switch of the second stage of the injector control device, equal to the duration in steady state.
  • the control method consists of increasing the duty ratio of the control signal of the first stage of generation of a high voltage, during the initial phase, from a determined minimum value to a maximum value necessary for to obtain, in the steady state, a high supply voltage necessary for excitation of the injectors, and thus to vary the high supply voltage, during the initial phase, by a value lower than that required at the steady state until the latter, to control the charging current of the resonance inductance and the peak value of the excitation voltage, in the initial phase, which does not exceed the value required in steady state.
  • control method consists in applying an initial voltage across each selected injector, in the initial driving phase, obtained by precharging the capacity of said injectors, either by controlling the switching switch or by controlling the switches of said injectors.
  • FIGS. 4a, 5a, 6a and 7a the temporal variations of the excitation voltage resulting respectively from the four methods according to the invention
  • FIGS. 4b, 5b, 6b and 7b the temporal variations of the control signal of the second stage of the injector control device, respectively following the four methods according to the invention
  • FIGS. 4c, 5c, 6c and 7c show the temporal variations of the high voltage delivered by the injector control device, respectively following the four methods according to the invention
  • FIGS. 4d, 5d, 6d and 7d the temporal variations of the excitation current delivered by the injector control device, respectively following the four methods according to the invention.
  • the control method of the piezoelectric actuators consists, in order to control this excitation voltage V p , of an injector, to control the duty cycle of the control signal V C2 of the injector supply stage, either of the switching switch I D2 , the duty cycle being equal to the conduction time divided by the period T of the signal.
  • the method consists in particular in reducing its conduction time, or closing time, in the initial phase so that, during this closing, the inductance L 1 - is charged for a shorter time, thus stores less energy and that when it is opened, the excitation voltage V pi at the terminals of the selected injector describes a sinusoidal pulse of peak value V p , c less than or equal to that of the maximum value V p ⁇ m of the excitation voltage in the steady state.
  • this first method consists in reducing the closing time D f of the switching switch I D 2 of this second stage, powered by a high DC voltage V b00S t (FIG. 4c), causing less current i r flowing in inductance L r ( Figure 4d), which is thus less charged, so that at the opening of said switch I D2 , the excitation voltage V pi will be lower than steady state.
  • the first pulses of the excitation voltage V P V P i have a peak value determined ⁇ c, less than the maximum peak value m i V p supported by the switches.
  • the closing time D.sub.i of said switch I D2 is thus determined to be less than the closing time D.sub.F necessary, in steady state, to excite the ultrasonic piezoelectric injectors.
  • the closing time is gradually increased to the established speed, the frequency F kl of the excitation voltage signal remains constant except for the first pulses.
  • the piloting method of the piezoelectric actuators consists in imposing, from the first pulse of the initial phase (FIG.
  • a duty cycle ratio of the inductance load control signal L r which equals the steady-state duty cycle to obtain the peak excitation voltage intended to the terminals of the injectors, in other words a closing time D f , of the switching switch I 02 of the second feed stage of the injectors which is equal to the duration D f8 in steady state.
  • This charge duration of the inductance by the current i r is obtained by knowing the instant of the zero crossing of this current i r in the inductance L 1 - (FIG. 5d), this duration being determined by calibration or established by knowledge of the system.
  • the first pulses of this excitation voltage V p ⁇ have a peak value V peak determined, lower than the maximum peak value V p ⁇ supported by the switches in steady state, for a high supply voltage Vb. 00S t constant ( Figure 5c).
  • the driving method of the piezoelectric actuators consists in increasing the duty ratio of the control signal of the first generation stage of a high voltage, during the initial phase, from a minimum value determined to a value the maximum necessary to obtain, in steady state, a high supply voltage V boO st necessary for the excitation of the injectors.
  • the method varies the high supply voltage V bO o s t. during the initial phase, by a value lower than that required at the steady state up to the latter, as shown in FIG. 6c, which makes it possible to control the charging current i r of the resonance inductor L r (FIG. 6d).
  • the control method consists in applying an initial voltage V pii across the terminals of each selected injector, in the initial driving phase, as shown in FIG. 7a, without varying the duty cycle of the control signals of the first two so stages of the switching switch I D2 , as shown in Figure 6b.
  • This initial voltage V pll across the injectors is obtained by precharging the capacity of each of them, either by controlling the switching switch ID 2 or by controlling the switches S 1 of the injectors.
  • control method can combine these different variants simultaneously.

Abstract

The invention relates to a method for controlling at least one ultrasonic piezoelectric injector which is electronically controlled by a control calculator and a continuous voltage source (Epsilon) and comprises a first stage (Epsilon 1) for amplifying the voltage in order to generate a high voltage (Vboost), and a second stage (Epsilon 2) which is fed by the high voltage (Vboost) and used to generate a power source for feeding the injectors associated with selection means (Si) that can be controlled by the calculator. Said method is characterised in that it controls the cyclic ratio of the control signal of the second stage (Epsilon 2), in the initial phase, in order to reduce the energy stored in the resonance inductance (Lr) and thus the excitation voltage (Lpi) of the injectors. The aim of the invention is to reduce the transient overvoltages during the starting process.

Description

Procédé de pilotage électronique d'un actionneur piézo-électrique ultrasonore. Process for electronically controlling an ultrasonic piezoelectric actuator
La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un actionneur piézoélectrique ultrasonore, piloté électroniquement, et plus particulièrement d'un injecteur de carburant à étage piézo-électrique piloté par le calculateur d'injection électronique d'un moteur à combustion interne dans un véhicule automobile.The present invention relates to a method for controlling an electronically controlled ultrasonic piezoelectric actuator, and more particularly to a piezoelectric stage fuel injector controlled by the electronic injection computer of an internal combustion engine in a vehicle. automobile.
Plus précisément, le problème que vise à résoudre l'invention est l'excitation des cellules piézo-électriques pour faire vibrer la structure d'un injecteur ultrasonore, telle que décrite dans la demande de brevet français, déposée sous le numéro 99 14548 au nom de la Demanderesse. Ce type d'injecteur pulvérise très finement le carburant en gouttelettes calibrées pour assurer un dosage précis et suffisamment petites pour assurer la vaporisation complète et homogène du carburant injecté. Un tel injecteur ultrasonore comporte entre autres une buse cylindrique alimentée en carburant et à l'extrémité de laquelle est ménagé un orifice d'injection, et des moyens de mise en vibration cyclique de la buse, tel un transducteur, comportant un étage en céramique piézo-électrique aux bornes de laquelle on fait varier la tension électrique pour modifier son épaisseur entre deux positions extrêmes correspondant à l'ouverture et à la fermeture de l'injecteur, à un rapport de démultiplication près. Une céramique piézo-électrique d'injecteur est équivalente au premier ordre à une capacité dont la tension de chargement est élevée, supérieure à une centaine de volts.More specifically, the problem that the invention aims to solve is the excitation of the piezoelectric cells to vibrate the structure of an ultrasonic injector, as described in the French patent application, filed under the number 99 14548 in the name of the Applicant. This type of injector very finely sprays the fuel into calibrated droplets to ensure an accurate dosage and small enough to ensure complete and homogeneous vaporization of the fuel injected. Such an ultrasonic injector comprises, inter alia, a cylindrical nozzle supplied with fuel and at the end of which is provided an injection orifice, and means for cyclically vibrating the nozzle, such as a transducer, comprising a piezo ceramic stage. -electric across which the voltage is varied to change its thickness between two extreme positions corresponding to the opening and closing of the injector, to a gear ratio. A piezoelectric injector ceramic is first-order equivalent to a capacitance whose charging voltage is high, greater than a hundred volts.
Dans un véhicule automobile, la tension d'alimentation a pour valeur 12 ou 42 volts, ce qui implique d'augmenter cette tension pour assurer la charge et la décharge de la céramique.In a motor vehicle, the supply voltage is 12 or 42 volts, which involves increasing this voltage to ensure the charging and discharge of the ceramic.
Il existe actuellement des dispositifs de pilotage sans transformateur, tel que celui représenté sur la figure 1 , qui est alimenté par une source de tension continue E, la batterie du véhicule par exemple, dont la borne (B-) est reliée à la masse et la borne (B+) est reliée à un premier étage d'amplification de ladite tension continue.There are currently transformerless control devices, such as the one shown in FIG. 1, which is powered by a DC voltage source E, the vehicle battery for example, whose terminal (B-) is connected to the ground and the terminal (B +) is connected to a first amplification stage of said DC voltage.
Les N injecteurs Pi d'un moteur thermique, N étant un entier généralement égal à 4, 6 ou 12, sont montés en parallèle et commandés séquentiellement grâce à des interrupteurs Si de sélection montés chacun en série avec un injecteur P1. Un calculateur électronique d'injection envoie un signal logique de commande à chaque interrupteur de sélection pour que la sortie haute tension du convertisseur-élévateur de tension soit bien appliquée aux bornes de l'injecteur sélectionné. Le dispositif de pilotage comporte :The N injectors Pi of a heat engine, N being an integer generally equal to 4, 6 or 12, are connected in parallel and sequentially controlled by selector switches S 1 each connected in series with an injector P 1 . An electronic injection computer sends a control logic signal to each selection switch so that the high voltage output of the voltage booster is applied to the terminals of the selected injector. The steering device comprises:
- un premier étage εi d'amplification de la tension continue E d'alimentation pour générer une haute tension Vboost ;a first stage εi for amplifying the DC supply voltage E to generate a high voltage Vboost;
- un deuxième étage ε2 de génération d'une source de courant ir pour alimenter les injecteurs Pi et qui est alimenté par la haute tension Vb00st générée par le premier étage ;a second stage ε 2 for generating a current source i r for supplying the injectors Pi and which is powered by the high voltage V b00st generated by the first stage;
- un troisième étage £3 de sélection des injecteurs piézo-électriques à piloter ;a third stage 3 for selecting the piezoelectric injectors to be driven;
- un quatrième étage ε4 de pilotage de la tension d'excitation Vpi des injecteurs, qui n'est pas représenté sur la figure 1.a fourth stage ε 4 for controlling the excitation voltage V pi of the injectors, which is not shown in FIG.
Le premier étage E1 de génération d'une haute tension par amplification de la tension continue d'alimentation E est constitué par une première branche B1 comprenant une première inductance L1 reliée à un interrupteur lDi de découpage, pilotable, avec une diode U1 de roue libre, montée en anti-parallèle dans le sens passant du courant de décharge de l'injecteur Pi sélectionné pour être piloté. L'inductance L1 est reliée d'un côté à la borne (B+) de la source de tension E et de l'autre côté à une borne de l'interrupteur lDi dont l'autre borne est reliée à la borne (B-) de la source de tension E.The first stage E 1 for generating a high voltage by amplification of the direct supply voltage E is constituted by a first branch B 1 comprising a first inductor L 1 connected to a switching switch I D i, which can be controlled, with a freewheel diode U 1 , mounted in anti-parallel in the direction of the discharge current of the injector Pi selected to be controlled. The inductor L 1 is connected on one side to the terminal (B +) of the voltage source E and on the other side to a terminal of the switch l D i whose other terminal is connected to the terminal ( B-) of the voltage source E.
Une deuxième branche B2 est montée en parallèle sur l'interrupteur I01 de découpage et comprend une diode D de redressement reliée à une capacité C de filtrage. Ainsi, une des bornes de ladite diode D est reliée au point de jonction J1 de l'inductance L1 et de l'autre interrupteur I01 et son autre borne est reliée à une première borne de la capacité C dont la deuxième borne est reliée à la borne (B-) de la source de tension E.A second branch B 2 is connected in parallel to the switch I 01 switching and comprises a rectifier diode D connected to a capacitor C filtering. Thus, one of the terminals of said diode D is connected to the junction point J 1 of the inductor L 1 and the other switch I 01 and its other terminal is connected to a first terminal of the capacitor C whose second terminal is connected to the terminal (B-) of the voltage source E.
Le premier étage S1 d'amplification de la tension batterie E délivre une haute tension Vb00St aux bornes de la capacité de filtrage C, qui alimente un deuxième étageThe first stage S 1 of amplification of the battery voltage E delivers a high voltage V b00St across the filtering capacitor C, which supplies a second stage
Z2 constitué d'une branche montée entre les bornes de ladite capacité de filtrage C et comprenant une deuxième inductance L1- reliée à un deuxième interrupteur de découpage ID2. pilotable, avec une diode O2 de roue libre montée en anti-parallèle.Z 2 consists of a branch mounted between the terminals of said filtering capacitor C and comprising a second inductor L 1 - connected to a second switching switch I D2 . controllable, with an O 2 freewheel diode mounted in antiparallel.
Une des bornes de l'inductance Lr est reliée au point de jonction J2 de la diode D avec la capacité C et son autre borne est reliée au transistor \02. L'inductance Lr est déterminée de façon à réaliser un circuit oscillant avec chaque injecteur piloté, auquel elle délivre un courant ir d'alimentation. Le procédé de commande des injecteurs se décompose en au moins trois séquences, une séquence de sélection d'un actionneur piézo-électrique P1 par l'interrupteur S1, une séquence d'alimentation en tension alternative de l'actionneur sélectionné, auxquelles s'ajoute une séquence de pilotage électronique de la tension d'excitation Vp, des injecteurs Pi par régulation de la haute tension VbOost générée par le premier étage du dispositif de commande.One of the terminals of the inductance L r is connected to the junction point J 2 of the diode D with the capacitor C and its other terminal is connected to the transistor \ 02 . The inductance L r is determined so as to provide an oscillating circuit with each driven injector, to which it delivers a feed stream i r . The injector control method is broken down into at least three sequences, a selection sequence of a piezoelectric actuator P 1 by the switch S 1 , an AC voltage supply sequence of the selected actuator, to which adds an electronic control sequence of the excitation voltage V p , the injectors Pi by regulating the high voltage V bOost generated by the first stage of the control device.
Le calculateur envoie un signal de commande pour piloter la fermeture de l'interrupteur de sélection S1, afin que l'actionneur piézo-électrique puisse être alimenté par cette tension alternative, et lors d'une première phase de la séquence d'alimentation de l'injecteur, il envoie un autre signal de commande qui pilote la fermeture de l'interrupteur ID2 de découpage de telle sorte que l'énergie provenant de la haute tension Vboost s'accumule dans l'inductance Lr par circulation d'un courant ir dans la boucle constituée de la capacité C de filtrage, de l'inductance L2 et de l'interrupteur lD2. Lors d'une seconde phase d'oscillation entre la capacité de l'injecteur et l'inductance Lr , l'interrupteur ID2 de découpage est commandé à l'ouverture, le courant ir ne pouvant passer par la diode d2 en anti-parallèle non passante est obligé de circuler dans l'actionneur Pi dans un sens puis dans l'autre car l'inductance Lr et l'injecteur Pj sont en résonance électrique. La valeur de l'inductance Lr étant fonction de la résonance d'excitation acoustique de l'actionneur piézo-électrique, elle est déterminée pour que l'inductance Lr ait le temps de se charger suffisamment dans la première phase de telle sorte que la tension d'excitation V aux bornes de l'injecteur P1, voisine de 1200 volts, soit atteinte. De plus, la capacité C de filtrage est dimensionnée pour avoir une réactivité très forte à la montée en tension Vb00St-The computer sends a control signal to control the closing of the selection switch S 1 , so that the piezoelectric actuator can be powered by this AC voltage, and during a first phase of the power supply sequence. the injector, it sends another control signal which controls the closing of the switching switch D2 D2 so that the energy from the high voltage V boost accumulates in the inductance L r by circulation of a current i r in the loop consisting of the filtering capacitor C, the inductance L 2 and the switch l D2 . During a second oscillation phase between the capacity of the injector and the inductance L r , the switch I D2 switching is controlled at the opening, the current i r can not pass through the diode d 2 in non-parallel anti-parallel is forced to flow in the actuator Pi in one direction and then in the other because the inductance L r and the injector Pj are in electrical resonance. Since the value of the inductance L r is a function of the acoustic excitation resonance of the piezoelectric actuator, it is determined so that the inductance L r has the time to charge sufficiently in the first phase so that the excitation voltage V across the injector P 1 , close to 1200 volts, is reached. In addition, the filtering capacitor C is sized to have a very high reactivity to the rise in voltage Vb 00S t-
Puis, la tension Vpi aux bornes de l'injecteur étant toujours nulle, l'inductance Lr se décharge par transfert d'énergie de l'inductance Lr vers la capacité de filtrage C, créant un courant ir négatif dans la boucle comprenant l'inductance Lr, la capacité de filtrage C et la diode en anti-parallèle d2.Then, since the voltage V p i across the injector is still zero, the inductance L r is discharged by energy transfer from the inductance L r to the filtering capacitor C, creating a negative current i r in the loop comprising the inductance L r , the filtering capacitor C and the anti-parallel diode d 2 .
Comme le montrent les figures 2a et 2b, qui sont les représentations temporelles de la tension Vpi aux bornes de l'injecteur P1 et du courant ir dans l'inductance Lr , pour une haute tension d'alimentation VbOost constante, la première phase de la séquence d'alimentation de l'injecteur, correspondant à l'accumulation d'énergie dans l'inductance L1-, a lieu entre les instants to et U quand le courant ir dans l'inductance Lr croît de 0 à une valeur maximale imax. La deuxième phase de la séquence a lieu entre les instants ti et t3 : tout d'abord entre les instants U et t2 quand le courant ir décroît de imax à 0 pendant que la tension V croît de 0 à une valeur maximale Vpim, voisine de 1200 Volts, ce qui correspond à la charge de l'injecteur, et ensuite entre les instants t2 et t3 de 0 à une valeur minimale négative im,n pendant que la tension V décroît de la valeur maximale Vpιm à 0, et qui correspond à sa décharge. Au cours de la phase de décharge de l'inductance Lr entre les instants t3 et U, la tension Vpι reste nulle et le courant ir croît à nouveau de la valeur minimale imιn jusqu'à 0. Entre ces instants ^ et U, l'actionneur piézo-électrique est en résonance électrique avec l'inductance Lr.As shown in Figures 2a and 2b, which are the temporal representations of the voltage V pi across the injector P 1 and the current i r in the inductance L r , for a high supply voltage V bO constant o the first phase of the supply sequence of the injector, corresponding to the accumulation of energy in the inductance L 1 -, takes place between the times to and U when the current i r in the inductance L r increases from 0 to a maximum value i max . The second phase of the sequence takes place between the instants ti and t 3 : first between the instants U and t 2 when the current i r decreases from i max to 0 while the voltage V increases from 0 to a maximum value V pim , close to 1200 Volts, which corresponds to the charge of the injector, and then between the instants t 2 and t 3 from 0 to a negative minimum value i m , n while the voltage V decreases from the maximum value V pιm to 0, and which corresponds to its discharge. During the discharge phase of the inductance L r between the instants t 3 and U, the voltage V p ι remains zero and the current i r increases again from the minimum value i mιn to 0. Between these instants and U, the piezoelectric actuator is in electrical resonance with the inductance L r .
La période de résonance électrique entre l'actionneur piézo-électrique et l'inductance L2 correspondant à la deuxième phase de la séquence d'alimentation de l'actionneur, entre les instants ti et t3, est plus courte que la période de résonance acoustique correspondant aux trois phases réunies entre les instants ti à U- Cette résonance acoustique dépend des caractéristiques de l'injecteur piézo-électrique. La phase proprement dite d'alimentation en haute tension alternative de l'injecteur P, entre les instants ti et t3, dépend de la valeur de l'inductance Lr, de la haute tension Vt500St à atteindre et du temps de fermeture de l'interrupteur P, pour obtenir la tension Vp, nécessaire.The period of electrical resonance between the piezoelectric actuator and the inductance L 2 corresponding to the second phase of the supply sequence of the actuator, between times t 1 and t 3 , is shorter than the resonance period. This acoustic resonance depends on the characteristics of the piezoelectric injector. The actual high-voltage supply phase of the injector P between times t 1 and t 3 depends on the value of the inductance L r , the high voltage V t500 St to be reached and the closing time of the switch P, to obtain the voltage V p , necessary.
La tension Vpi aux bornes d'un injecteur sélectionné P, a la forme d'une impulsion sinusoïdale lorsque l'interrupteur ID2 de découpage du deuxième étage du dispositif de commande est commandé à l'ouverture, entre U et t3. Cette tension d'excitation Vp, d'un injecteur piézo-électrique dépend des paramètres suivants :The voltage V pi at the terminals of a selected injector P has the form of a sinusoidal pulse when the switch ID2 for switching off the second stage of the control device is controlled at the opening, between U and t 3 . This excitation voltage V p , of a piezoelectric injector depends on the following parameters:
- la tension continue E d'entrée du dispositif de commande, - les rapports cycliques d'ouverture des deux interrupteurs lDi et I02 de découpage respectivement du premier étage de génération d'une haute tension Vboost et du deuxième étage de génération d'un courant d'alimentation des injecteurs, contrôlés par le calculateur électronique,the input DC continuous voltage E of the control device, the cyclic opening ratios of the two switches D 1 and I O 2 respectively for switching off the first generation stage of a high voltage V boost and the second generation stage a feed current of the injectors, controlled by the electronic computer,
- les caractéristiques des inductances Li et Lr de ces deux étages ainsi que la capacité de charge des injecteurs,the characteristics of the inductances Li and L r of these two stages as well as the charging capacity of the injectors,
- la consigne de la tension d'excitation.- the setpoint of the excitation voltage.
Pour piloter cette tension d'excitation V d'un injecteur, il faut contrôler les rapports cycliques des deux interrupteurs de découpage lDi et I02- Comme cela a été mentionné précédemment, le dispositif de commande comporte un quatrième étage de pilotage de cette tension d'excitation V qui va agir de la façon suivante : l'interrupteur I02 du deuxième étage est commandé pour qu'à sa fermeture, l'inductance Lr se charge durant un certain temps, et qu'à son ouverture, la tension aux bornes de Pinjecteur sélectionné décrive une impulsion sinusoïdale. La valeur crête de cette tension V dépend de l'énergie emmagasinée dans l'inductance Lr et de la haute tension Vb00St générée.To control this excitation voltage V of an injector, it is necessary to control the cyclic ratios of the two switching switches l D i and I 02. As mentioned previously, the control device comprises a fourth control stage of this excitation voltage V which will act as follows: the switch I 02 of the second stage is controlled so that at its closure, the inductance L r is charged for a certain time, and when it is opened, the voltage at the terminals of the selected injector describes a sinusoidal pulse. The peak value of this voltage V depends on the energy stored in the inductance L r and the high voltage Vb 00 St generated.
Le convertisseur-élévateur de tension génère une haute tension périodique V, supérieure à une centaine de volts, avec une haute fréquence F, supérieure à une dizaine de kHz, destinée à exciter les injecteurs P, ultrasonores.The voltage boost converter generates a periodic high voltage V , greater than a hundred volts, with a high frequency F , greater than ten kHz, for exciting P injectors, ultrasound.
La figure 2a est une représentation de cette résonance électrique dans le cas où elle est théorique. Mais en réalité, au démarrage de la commande des actionneurs piézo-électriques, la tension Vpl d'excitation passe par une phase initiale transitoire au cours de laquelle sa valeur crête Vp,c peut dépasser la valeur maximale VPim, de 30 à 50 %, (figure 3) de sorte que pour ne pas être endommagés, les interrupteurs doivent être dimensionnés pour résister à cette valeur maximale Vplm. Ainsi ils sont surdimensionnés pour une tenue en tension transitoire supérieure à la tension nécessaire à l'excitation des injecteurs piézo-électriques, ce qui induit un facteur coût non négligeable sur les interrupteurs.FIG. 2a is a representation of this electrical resonance in the case where it is theoretical. But in reality, at the start of the control of the piezoelectric actuators, the excitation voltage V p1 passes through an initial transient phase during which its peak value Vp, c can exceed the maximum value V P i m , of 30 at 50%, (FIG. 3) so that, in order not to be damaged, the switches must be sized to withstand this maximum value V plm . Thus they are oversized for a transient voltage withstand greater than the voltage required for the excitation of the piezoelectric injectors, which induces a significant cost factor on the switches.
Le but de l'invention est de pallier cet inconvénient, en proposant plusieurs procédés de pilotage des injecteurs pour réduire cette surtension transitoire au démarrage.The object of the invention is to overcome this disadvantage, by proposing several injector control methods for reducing this transient overvoltage at startup.
Pour cela, l'objet de l'invention est un procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézo-électrique ultrasonore, piloté électroniquement à partir d'un calculateur de contrôle et d'une source de tension continue, comprenant un premier étage d'amplification de ladite tension pour générer une haute tension et un deuxième étage, alimenté par ladite haute tension, de génération d'une source de courant pour alimenter les injecteurs associés à des moyens de sélection commandables par ledit calculateur, caractérisé en ce qu'il consiste à contrôler le rapport cyclique du signal de commande du deuxième étage d'alimentation des injecteurs, en phase initiale, afin de diminuer l'énergie emmagasinée dans l'inductance de résonance de ce second étage et par conséquent la tension d'excitation des injecteurs.For this purpose, the object of the invention is a method for controlling at least one ultrasonic piezoelectric actuator, electronically controlled from a control computer and a DC voltage source, comprising a first stage of amplification of said voltage for generating a high voltage and a second stage, powered by said high voltage, for generating a current source for supplying the injectors associated with selection means controllable by said computer, characterized in that consists in controlling the duty cycle of the control signal of the second feed stage of the injectors, in the initial phase, in order to reduce the energy stored in the resonance inductance of this second stage and consequently the excitation voltage of the injectors .
Selon une première variante, le procédé de pilotage consiste à diminuer le rapport cyclique du signal de commande du deuxième étage d'alimentation des injecteurs, en phase initiale, afin de diminuer l'énergie emmagasinée dans l'inductance de résonance de ce second étage et par conséquent la tension d'excitation des injecteurs.According to a first variant, the control method consists in reducing the duty ratio of the control signal of the second feed stage of the injectors, in the initial phase, in order to reduce the energy stored in the inductor. resonance of this second stage and therefore the excitation voltage of the injectors.
Selon une deuxième variante, le procédé de pilotage consiste à imposer, dès la première impulsion de la phase initiale, un rapport cyclique du signal de commande de la charge de l'inductance, qui soit égal au rapport cyclique en régime établi pour obtenir la tension d'excitation crête voulue aux bornes des injecteurs, donc une durée de fermeture de l'interrupteur de découpage du second étage du dispositif de commande des injecteurs, égale à la durée en régime établi.According to a second variant, the control method consists in imposing, as soon as the first pulse of the initial phase, a cyclic ratio of the control signal of the charge of the inductance, which is equal to the steady-state duty cycle to obtain the voltage peak excitation desired at the terminals of the injectors, so a closing time of the switching switch of the second stage of the injector control device, equal to the duration in steady state.
Selon une troisième variante, le procédé de pilotage consiste à faire croître le rapport cyclique du signal de commande du premier étage de génération d'une haute tension, pendant la phase initiale, d'une valeur minimale déterminée jusqu'à une valeur maximale nécessaire pour obtenir, en régime établi, une haute tension d'alimentation nécessaire à l'excitation des injecteurs, donc à faire varier la haute tension d'alimentation, pendant la phase initiale, d'une valeur inférieure à celle nécessaire au régime établi jusqu'à cette dernière, permettant de contrôler le courant de charge de l'inductance de résonance ainsi que la valeur crête de la tension d'excitation, en phase initiale, qui ne dépasse pas la valeur nécessaire en régime établi.According to a third variant, the control method consists of increasing the duty ratio of the control signal of the first stage of generation of a high voltage, during the initial phase, from a determined minimum value to a maximum value necessary for to obtain, in the steady state, a high supply voltage necessary for excitation of the injectors, and thus to vary the high supply voltage, during the initial phase, by a value lower than that required at the steady state until the latter, to control the charging current of the resonance inductance and the peak value of the excitation voltage, in the initial phase, which does not exceed the value required in steady state.
Selon une quatrième variante, le procédé de pilotage consiste à appliquer une tension initiale aux bornes de chaque injecteur sélectionné, en phase initiale de pilotage, obtenue par précharge de la capacité desdits injecteurs, soit par commande de l'interrupteur de découpage soit par commande des interrupteurs desdits injecteurs.According to a fourth variant, the control method consists in applying an initial voltage across each selected injector, in the initial driving phase, obtained by precharging the capacity of said injectors, either by controlling the switching switch or by controlling the switches of said injectors.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures suivantes qui sont, outre les figures 1, 2, 3 déjà décrites :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description, illustrated by the following figures which are, in addition to FIGS. 1, 2 and 3 already described:
- les figures 4a, 5a, 6a et 7a : les variations temporelles de la tension d'excitation résultant respectivement des quatre procédés selon l'invention ; les figures 4b, 5b, 6b et 7b : les variations temporelles du signal de commande du second étage du dispositif de commande des injecteurs, suivant respectivement les quatre procédés selon l'invention ; - les figures 4c, 5c, 6c et 7c : les variations temporelles de la haute tension délivrée par le dispositif de commande des injecteurs, suivant respectivement les quatre procédés selon l'invention ; les figures 4d, 5d, 6d et 7d : les variations temporelles du courant d'excitation délivré par le dispositif de commande des injecteurs, suivant respectivement les quatre procédés selon l'invention.FIGS. 4a, 5a, 6a and 7a: the temporal variations of the excitation voltage resulting respectively from the four methods according to the invention; FIGS. 4b, 5b, 6b and 7b: the temporal variations of the control signal of the second stage of the injector control device, respectively following the four methods according to the invention; FIGS. 4c, 5c, 6c and 7c show the temporal variations of the high voltage delivered by the injector control device, respectively following the four methods according to the invention; FIGS. 4d, 5d, 6d and 7d: the temporal variations of the excitation current delivered by the injector control device, respectively following the four methods according to the invention.
Les éléments portant les mêmes références sur les différentes figures remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats.The elements bearing the same references in the different figures perform the same functions in view of the same results.
Selon une première variante, le procédé de pilotage des actionneurs piézoélectriques consiste, pour commander cette tension d'excitation Vp, d'un injecteur, à contrôler le rapport cyclique du signal de commande VC2 de l'étage d'alimentation des injecteurs, soit de l'interrupteur de découpage ID2, le rapport cyclique étant égal au temps de conduction divisé par la période T du signal. Le procédé consiste en particulier à diminuer son temps de conduction, ou durée de fermeture, en phase initiale pour que, pendant cette fermeture, l'inductance L1- se charge durant un temps plus court, donc emmagasine moins d'énergie et qu'à son ouverture, la tension d'excitation Vpi aux bornes de l'injecteur sélectionné décrive une impulsion sinusoïdale de valeur crête Vp,c inférieure ou égale à celle de la valeur maximale Vpιm de la tension d'excitation en régime établi.According to a first variant, the control method of the piezoelectric actuators consists, in order to control this excitation voltage V p , of an injector, to control the duty cycle of the control signal V C2 of the injector supply stage, either of the switching switch I D2 , the duty cycle being equal to the conduction time divided by the period T of the signal. The method consists in particular in reducing its conduction time, or closing time, in the initial phase so that, during this closing, the inductance L 1 - is charged for a shorter time, thus stores less energy and that when it is opened, the excitation voltage V pi at the terminals of the selected injector describes a sinusoidal pulse of peak value V p , c less than or equal to that of the maximum value V pιm of the excitation voltage in the steady state.
Comme le montre la figure 4b, ce premier procédé consiste à réduire la durée de fermeture Df de l'interrupteur de découpage ID2 de ce second étage, alimenté par une haute tension continue Vb00St (figure 4c), provoquant moins de courant ir circulant dans l'inductance Lr (figure 4d), qui est ainsi moins chargée, de sorte qu'à l'ouverture dudit interrupteur ID2, la tension d'excitation Vpi sera plus faible qu'en régime établi. Comme le montre la figure 4a, les premières impulsions de cette tension d'excitation VPi présentent une valeur crête Vpιc déterminée, inférieure à la valeur crête maximale Vpim supportée par les interrupteurs. En régime initial, la durée de fermeture Dfi dudit interrupteur ID2 est donc déterminée pour être inférieure à la durée de fermeture D nécessaire, en régime établi, pour exciter les injecteurs piézo-électriques ultrasonores. Pendant cette phase initiale transitoire, la durée de fermeture est progressivement augmentée jusqu'au régime établi, la fréquence Fkl du signal de tension d'excitation restant constante sauf pour les premières impulsions.As shown in FIG. 4b, this first method consists in reducing the closing time D f of the switching switch I D 2 of this second stage, powered by a high DC voltage V b00S t (FIG. 4c), causing less current i r flowing in inductance L r (Figure 4d), which is thus less charged, so that at the opening of said switch I D2 , the excitation voltage V pi will be lower than steady state. As shown in Figure 4a, the first pulses of the excitation voltage V P V P i have a peak value determined ι c, less than the maximum peak value m i V p supported by the switches. In the initial regime, the closing time D.sub.i of said switch I D2 is thus determined to be less than the closing time D.sub.F necessary, in steady state, to excite the ultrasonic piezoelectric injectors. During this initial transient phase, the closing time is gradually increased to the established speed, the frequency F kl of the excitation voltage signal remains constant except for the first pulses.
Selon une deuxième variante, le procédé de pilotage des actionneurs piézo- électriques consiste à imposer, dès la première impulsion de la phase initiale (figureAccording to a second variant, the piloting method of the piezoelectric actuators consists in imposing, from the first pulse of the initial phase (FIG.
5b), un rapport cyclique du signal de commande de la charge de l'inductance Lr, qui soit égal au rapport cyclique en régime établi pour obtenir la tension d'excitation crête voulue aux bornes des injecteurs, autrement dit une durée de fermeture Df, de l'interrupteur de découpage I02 du deuxième étage d'alimentation des injecteurs qui soit égale à la durée Df8 en régime établi. Cette durée de charge de l'inductance par le courant ir est obtenue en connaissant l'instant du passage par zéro de ce courant ir dans l'inductance L1- (figure 5d), cette durée étant déterminée par calibration ou établie par connaissance du système. Comme le montre la figure 5a, les premières impulsions de cette tension d'excitation V présentent une valeur crête Vpic déterminée, inférieure à la valeur crête maximale Vpim supportée par les interrupteurs en régime établi, pour une haute tension d'alimentation Vb00St constante (figure 5c).5b), a duty cycle ratio of the inductance load control signal L r , which equals the steady-state duty cycle to obtain the peak excitation voltage intended to the terminals of the injectors, in other words a closing time D f , of the switching switch I 02 of the second feed stage of the injectors which is equal to the duration D f8 in steady state. This charge duration of the inductance by the current i r is obtained by knowing the instant of the zero crossing of this current i r in the inductance L 1 - (FIG. 5d), this duration being determined by calibration or established by knowledge of the system. As shown in FIG. 5a, the first pulses of this excitation voltage V have a peak value V peak determined, lower than the maximum peak value V supported by the switches in steady state, for a high supply voltage Vb. 00S t constant (Figure 5c).
Selon une troisième variante, le procédé de pilotage des actionneurs piézoélectriques consiste à faire croître le rapport cyclique du signal de commande du premier étage de génération d'une haute tension, pendant la phase initiale, d'une valeur minimale déterminée jusqu'à une valeur maximale nécessaire pour obtenir, en régime établi, une haute tension d'alimentation VboOst nécessaire à l'excitation des injecteurs. Ainsi le procédé fait varier la haute tension d'alimentation VbOost . pendant la phase initiale, d'une valeur inférieure à celle nécessaire au régime établi jusqu'à cette dernière, comme Ie montre la figure 6c, ce qui permet de contrôler le courant ir de charge de l'inductance Lr de résonance (figure 6d). L'instant de fermeture de l'interrupteur ID2 doit intervenir quand le courant ir croît de la valeur minimale imlπ à zéro, c'est-à-dire quand la diode d2 conduit. Ainsi la valeur crête Vpιc de la tension d'excitation Vpl, en phase initiale, ne dépasse pas la valeur Vpιm nécessaire en régime établi (figure 6a).According to a third variant, the driving method of the piezoelectric actuators consists in increasing the duty ratio of the control signal of the first generation stage of a high voltage, during the initial phase, from a minimum value determined to a value the maximum necessary to obtain, in steady state, a high supply voltage V boO st necessary for the excitation of the injectors. Thus the method varies the high supply voltage V bO o s t. during the initial phase, by a value lower than that required at the steady state up to the latter, as shown in FIG. 6c, which makes it possible to control the charging current i r of the resonance inductor L r (FIG. 6d). The instant of closing of the switch I D2 must occur when the current i r increases from the minimum value i mlπ to zero, that is to say when the diode d 2 leads. Thus the peak value V pιc of the excitation voltage V p1 , in the initial phase, does not exceed the value V pιm necessary in the steady state (FIG. 6a).
Selon une quatrième variante, le procédé de pilotage consiste à appliquer une tension initiale Vpii aux bornes de chaque injecteur sélectionné, en phase initiale de pilotage, comme le montre la figure 7a, sans faire varier le rapport cyclique des signaux de commande des deux premiers étages donc de l'interrupteur de découpage ID2 , comme le montre la figure 6b. Cette tension initiale Vpll aux bornes des injecteurs est obtenue par précharge de la capacité de chacun d'eux, soit par commande de l'interrupteur de découpage ID2 , soit par commande des interrupteurs S1 des injecteurs.According to a fourth variant, the control method consists in applying an initial voltage V pii across the terminals of each selected injector, in the initial driving phase, as shown in FIG. 7a, without varying the duty cycle of the control signals of the first two so stages of the switching switch I D2 , as shown in Figure 6b. This initial voltage V pll across the injectors is obtained by precharging the capacity of each of them, either by controlling the switching switch ID 2 or by controlling the switches S 1 of the injectors.
Enfin, le procédé de pilotage peut combiner ces différentes variantes simultanément. Finally, the control method can combine these different variants simultaneously.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézoélectrique ultrasonore, piloté électroniquement à partir d'un calculateur de contrôle et d'une source de tension continue, réalisé à partir d'un dispositif comprenant un premier étage d'amplification de ladite tension pour générer une haute tension et un deuxième étage, alimenté par ladite haute tension, de génération d'une source de courant, par charge d'une inductance de résonance, pour alimenter les actionneurs associés à des moyens de sélection commandables par ledit calculateur, procédé consistant à contrôler le rapport cyclique du signai de commande du deuxième étage d'alimentation des injecteurs, caractérisé en ce que ledit contrôle du rapport cyclique est destiné de diminuer l'énergie emmagasinée dans ladite inductance (U) de résonance de ce second étage pour obtenir une tension d'excitation (V,*) des injecteurs (P1) dont la valeur en phase initiale transitoire du pilotage des actionneurs est inférieure ou égale à sa valeur en régime établi.A method for controlling at least one ultrasonic piezoelectric actuator, electronically controlled from a control computer and a DC voltage source, made from a device comprising a first amplification stage of said voltage for generating a high voltage and a second stage, powered by said high voltage, for generating a current source, by charging a resonance inductor, for supplying the actuators associated with selection means that can be controlled by said calculator, a method of controlling the duty cycle ratio of the control signal of the second injector supply stage, characterized in that said duty cycle control is intended to reduce the energy stored in said resonance inductance (U) of said second stage to obtain an excitation voltage (V, *) of the injectors (P 1 ) whose transient initial phase value of the control of the actuator s is less than or equal to its steady state value.
2. Procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézo-électrique ultrasonore selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à imposer, dès la première impulsion de la phase initiale, un rapport cyclique du signal de commande de la charge de l'inductance (Lr), qui soit égal au rapport cyclique en régime établi pour obtenir la tension d'excitation crête voulue aux bornes des actionneurs, donc une durée de fermeture (Dfl) de l'interrupteur de découpage (\DZ) du second étage du dispositif de commande des actionneurs, égale à la durée (Dfe) en régime établi.2. A method of controlling at least one ultrasonic piezoelectric actuator according to claim 1, characterized in that it consists in imposing, as soon as the first pulse of the initial phase, a duty cycle of the control signal of the load of the inductance (L r ), which is equal to the steady-state duty cycle to obtain the desired peak excitation voltage across the actuators, therefore a closing time (D fl ) of the switching switch (\ DZ ) the second stage of the actuator control device, equal to the duration (D fe ) in steady state.
3. Procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézo-électrique ultrasonore, selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite durée de charge de l'inductance (Lr) par le courant (ir) est obtenue en connaissant l'instant du passage par zéro de ce courant (ir) dans l'inductance (U), cette durée étant déterminée par calibration ou établie par connaissance du système.3. A method of driving at least one ultrasonic piezoelectric actuator, according to claim 2, characterized in that said charge duration of the inductance (L r ) by the current (i r ) is obtained by knowing the instant of the zero crossing of this current (i r ) in the inductance (U), this duration being determined by calibration or established by knowledge of the system.
4. Procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézo-électrique ultrasonore selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire croître le rapport cyclique du signal de commande du premier étage de génération d'une haute tension, pendant la phase initiale, d'une valeur minimale déterminée jusqu'à une valeur maximale nécessaire pour obtenir, en régime établi, une haute tension d'alimentation (Vboost) nécessaire à l'excitation des injecteurs donc à faire varier la haute tension d'alimentation (Vb00St), pendant la phase initiale, d'une valeur inférieure à celle nécessaire au régime établi jusqu'à cette dernière, permettant de contrôler le courant (ir) de charge de l'inductance (l_r) de résonance ainsi que la valeur crête de la tension d'excitation (VpO, en phase initiale, qui ne dépasse pas la valeur nécessaire en régime établi.4. A method of driving at least one ultrasonic piezoelectric actuator according to claim 1, characterized in that it consists in increasing the duty ratio of the control signal of the first generation stage of a high voltage, during the initial phase, from a minimum value determined to a maximum value necessary to obtain, in steady state, a high power supply voltage (Vboost) necessary for the excitation of the injectors and thus to vary the high supply voltage ( Vb 00 St), during the initial phase, of a lower value than necessary to the regime established up to the latter, to control the current (i r ) of the resonance inductance (l_ r ) as well as the peak value of the excitation voltage (V p O, in the initial phase , which does not exceed the value required in steady state.
5. Procédé de pilotage d'au moins un actionπeur piézoélectrique ultrasonore selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une tension initiale (Vpj,) aux bornes de chaque actionneur sélectionné (Pj), en phase initiale de pilotage, obtenue par précharge de la capacité desdits actionneurs, soit par commande de l'interrupteur de découpage (ta) soit par commande des interrupteurs (S1) desdits actionneurs (Pj). 5. A method of driving at least one ultrasonic piezoelectric actionπeur according to claim 1, characterized in that it consists in applying an initial voltage (V p j,) across each selected actuator (Pj), in the initial phase of control, obtained by precharging the capacity of said actuators, either by controlling the switching switch (ta) or by controlling the switches (S 1 ) of said actuators (Pj).
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