FR2937196A1

FR2937196A1 - Dispositif et procede de commande d'un injecteur piezoelectrique ultrasonore resonant.

Info

Publication number: FR2937196A1
Application number: FR0856939A
Authority: FR
Inventors: Clement Nouvel
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-16
Anticipated expiration: 2028-10-14
Also published as: FR2937196B1; EP2334922A1; WO2010043808A1; JP2012505625A; US20110273057A1; CN102216595A

Abstract

Dispositif de commande d'un étage (1) piézoélectrique ultrasonore résonant, comprenant : - un premier étage (2) d'élévation d'une tension continue (VBATT) vers une tension intermédiaire continue (Vinter) , - un deuxième étage (3) de modulation, comprenant une inductance (Lp) reliée à la tension intermédiaire continue et un premier transistor de commutation (M) adapté à commander sélectivement une phase de charge de l'inductance et une phase de transfert de l'énergie stockée dans l'inductance en réponse à un premier train d'impulsions de commande (V1), pour générer une tension d'excitation (VE) de l'étage piézo-électrique, caractérisé en ce que le deuxième étage comprend un second transistor de commutation (M') connecté en série entre le drain du premier transistor et une borne de l'inductance, adapté à limiter l'énergie stockée dans l'inductance pendant la phase de charge en réponse à un second train d'impulsions de commande (V2), de manière à diminuer l'amplitude de la tension d'excitation.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE COMMANDE D'UN INJECTEUR PIEZO- ELECTRIQUE ULTRASONORE RESONANT

La présente invention concerne le domaine de l'injection électronique dans un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif et un procédé de commande d'un injecteur de carburant à étage piézo-électrique ultrasonore résonant.

Une structure connue d'un dispositif de commande de ce type est représentée schématiquement à la figure 1. Un tel dispositif est conçu pour commander au moins un étage 1 piézo-électrique ultrasonore résonant d'un injecteur piloté électroniquement à partir d'un calculateur 10 de contrôle et d'une source de tension continue VBATT, la batterie du véhicule par exemple. Le dispositif de commande comporte : - un premier étage 2 d'élévation de la tension continue VBATT pour générer une tension intermédiaire continue Vinter (quelques centaines de volts, par exemple 250V), - un deuxième étage 3 de modulation de la tension intermédiaire continue Vinter, alimenté par la tension intermédiaire continue Vinter et adapté à générer une tension d'excitation alternative VE de l'étage 1 piézo-électrique ultrasonore résonant. Certaines situations nécessitent de pouvoir faire varier finement la quantité de carburant injecté en cours d'injection, par exemple pour compenser des variations de pression de la chambre de combustion dans laquelle le carburant est injecté ou encore pour s'adapter à des profils de débits particuliers.

Or, pour permettre d'influencer avec une grande flexibilité le profil de débit de carburant injecté en 10 cours d'injection, varier l'amplitude piézo-électrique 1 signal VE en sortie à la fois souple et A cet effet, de façon rapide la sortie de l'étage il est essentiel de pouvoir faire du signal d'excitation de l'étage de l'injecteur (i.e. l'amplitude du de l'étage 3 de modulation) de façon rapide. on pourrait envisager de faire varier tension intermédiaire Vinter fournie en 2 d'élévation de tension. Ainsi, l'amplitude de l'enveloppe de la tension VE en sortie de l'étage de modulation pourrait également en conséquence évoluer de façon rapide. La figure 2 illustre un circuit convertisseur de 15 tension de type boost , classiquement utilisé pour réaliser l'étage 2 d'élévation de tension à partie de la source de tension continue VEATT, par exemple la batterie d'une capacité Cbatt. Ce circuit est composé d'une inductance Lboost, d'un transistor MOSFET K, qui sert 20 d'interrupteur piloté par un module de contrôle 20, d'une diode Dboost, et d'une capacité de stockage Cboost. Le module de contrôle délivre un signal sous la forme train d'impulsions haute fréquence, de sorte que le transistor K est rendu périodiquement conducteur. Lorsque le 25 transistor K est fermé, l'inductance Lboost se charge avec la tension VEATT à ses bornes. Quand le transistor K est ouvert, la diode Dboost conduit et l'énergie emmagasinée dans l'inductance fait naître un courant qui va charger la capacité Cboost. 30 La capacité de stockage Cboost est chargée de cette manière jusqu'à ce que la valeur désirée de Vinter soit atteinte à ses bornes.

Ce circuit élévateur de tension de type boost ne permet cependant pas d'obtenir des variations d'amplitude rapides de la tension intermédiaire Vinter générée. Il devrait être fortement surdimensionné pour pouvoir obtenir l'effet souhaité en sortie de l'étage 3 de modulation, à savoir des variations rapides de la tension d'excitation VE propagées en sortie de cet étage. Un tel surdimensionnement induirait toutefois le choix d'un transistor très volumineux et très cher, ainsi que des problèmes de mauvais rendement et donc d'échauffement de l'étage 2 d'élévation de tension. Aussi, un but de l'invention est de proposer une solution pour pouvoir faire varier très rapidement l'amplitude de l'enveloppe du signal d'excitation de l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant de l'injecteur en sortie de l'étage de modulation, tout en conservant une électronique de commande de dimensionnement raisonnable, assurant un compromis volume/poids/coût acceptable dans le contexte de contrôle moteur automobile. Avec cet objectif en vue, l'invention a pour objet un dispositif de commande d'au moins un étage piézo-électrique ultrasonore résonant d'un injecteur piloté électroniquement à partir d'un calculateur de contrôle et d'une source de tension continue, comprenant : un premier étage d'élévation de la tension continue pour générer une tension intermédiaire continue, et - un deuxième étage de modulation de la tension intermédiaire continue, comprenant une inductance reliée à la tension intermédiaire continue et un premier transistor de commutation adapté à commander sélectivement une phase de charge de l'inductance et une phase de transfert de l'énergie stockée dans l'inductance en réponse à un premier train d'impulsions de commande, pour générer une tension d'excitation de l'étage piézo- électrique ultrasonore résonant. L'invention est plus particulièrement caractérisée en ce que le deuxième étage comprend un second transistor de commutation connecté en série entre le drain du premier transistor de commutation et une borne de l'inductance, adapté à limiter l'énergie stockée dans l'inductance pendant la phase de charge en réponse à un second train d'impulsions de commande, de manière à diminuer l'amplitude de la tension d'excitation. Avantageusement, le drain du premier transistor de commutation est relié a l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant par l'intermédiaire d'un condensateur. En variante, le drain du premier transistor de commutation peut en outre être relié à l'étage piézo- électrique ultrasonore résonant par l'intermédiaire d'un transformateur. Selon cette variante, l'enroulement primaire du transformateur est connecté par une borne au drain du premier transistor de commutation et par une autre borne à la masse, l'enroulement primaire étant relié en parallèle avec le condensateur. Selon une autre variante, le drain du second transistor de commutation est relié à l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant par l'intermédiaire d'un transformateur. Selon cette autre variante, l'enroulement primaire du transformateur est relié par une borne à la tension intermédiaire continue et par une autre borne au drain du second transistor de commutation, un condensateur étant relié entre la tension intermédiaire continue et le drain du premier transistor de commutation.

De préférence, le second train d'impulsions de commande est un signal PWM adapté à commander le second transistor de commutation dans un état ouvert pendant au moins une partie de la phase de charge au cours de laquelle le premier transistor de commutation est commandé dans un état fermé. Avantageusement, le premier étage d'élévation de tension comprend un convertisseur de tension de type BOOST. L'invention concerne également un procédé de commande d'au moins un étage piézo-électrique ultrasonore résonant d'un injecteur piloté électroniquement à partir d'un calculateur de contrôle et d'une source de tension continue, comprenant des étapes de : - amplification de la tension continue pour générer 20 une tension intermédiaire continue; - génération d'une tension d'excitation de l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant à partir de la tension intermédiaire continue, ladite étape consistant à commander à une fréquence de commande un premier 25 transistor de commutation dans un état fermé pour commander une phase de charge d'une inductance reliée à la tension intermédiaire continue et dans un état ouvert pour commander une phase de transfert de l'énergie stockée dans l'inductance vers l'étage piézo-électrique 30 ultrasonore résonant, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de limitation de l'énergie stockée dans l'inductance pendant la phase de charge afin de diminuer l'amplitude du signal d'excitation, consistant à commander un second interrupteur de commutation disposé en série entre le drain du premier transistor de commutation et l'inductance dans un état ouvert pendant au moins une partie de la phase de charge. Avantageusement, la diminution de l'amplitude de la tension d'excitation de l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant dépend du temps d'ouverture du second transistor de commutation au cours de chaque phase de charge. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente un schéma électronique simplifié d'un dispositif de commande connu d'un étage piézo-électrique ultrasonore résonant d'un injecteur de carburant d'un moteur à combustion interne et a déjà été décrite ; - la figure 2 représente un schéma électronique d'un mode de réalisation d'un premier étage du dispositif de commande connu de la figure 1, formant un étage d'élévation de tension de type boost , et a déjà été décrite ; - la figure 3 représente un chronogramme illustrant un profil d'enveloppe d'amplitude variable à dynamique importante de la tension de commande obtenue en sortie d'un deuxième étage de modulation de tension du dispositif de commande selon l'invention ; - la figure 4 représente un schéma électronique d'un mode de réalisation du deuxième étage de modulation de tension du dispositif de commande connu, connecté à l'étage piézo-électrique de l'injecteur ; - la figure 5 représente une variante de réalisation de la figure 4 ; - la figure 6 représente un schéma électronique de l'étage de modulation de tension d'un dispositif de commande d'injecteur selon l'invention, basé sur une structure de type demi-pont avec inductance série ; - les figures 7 à 9 représentent des variantes du circuit de la figure 6 avec plusieurs configurations possibles de circuits passifs en aval de la structure de type demi-pont ; - la figure 10 représente des chronogrammes des signaux de commande respectifs des transistors composant la structure de type demi-pont sur laquelle repose l'étage de modulation de tension du dispositif de commande d'injecteur selon l'invention ; - la figure 11 représente un exemple de modulation du signal d'excitation de l'injecteur selon les principes de l'invention. L'invention est basée sur le dispositif de commande avec les étages d'élévation de tension et de modulation, 25 déjà décrits en référence à la figure 1. L'invention propose de modifier l'étage de modulation du dispositif de commande précédemment décrit, de façon à pouvoir faire varier l'amplitude de la tension d'excitation fournie en sortie de cet étage (et donc en 30 entrée de l'injecteur concerné) avec une grande dynamique. Ce principe de variation d'amplitude de l'enveloppe de tension d'excitation de l'injecteur avec une dynamique importante est décrit en référence à la figure 3, qui présente un profil P d'enveloppe de tension d'excitation VE, propre à permettre des commandes d'injection particulièrement flexibles.

Il s'agit donc de pouvoir moduler l'amplitude des pics de la tension d'excitation de l'injecteur, en plus de la modulation effectuée par l'étage de modulation, qui elle consiste à produire les pics de tension proprement dits, de préférence à la fréquence de résonance de l'injecteur. Pour réaliser ce type de signal d'enveloppe de tension tel que présenté à la figure 3, l'étage 3 de modulation du dispositif de commande selon l'invention repose sur une topologie par ailleurs connue, décrite à la figure 4. L'étage 3 de modulation de tension est ainsi mis en oeuvre sous la forme d'un générateur de tension impulsionnelle, apte à délivrer la tension d'excitation VE de l'étage piézo-électrique ultrasonore 1 de l'injecteur connecté en sortie, sous forme d'un train d'impulsions de tension en réponse à un train d'impulsions de commande V1 à une fréquence appropriée reçu sur une électrode de commande d'un transistor de commutation M, par exemple un transistor de type MOSFET, par l'intermédiaire d'un étage driver 30. Plus précisément, ce générateur de tension impulsionnelle comprend une bobine d'inductance Lp, reliée à la tension intermédiaire continue Vinter (sortie de l'étage d'élévation de tension 2) et pilotée par le transistor M, et un condensateur en parallèle de la bobine, de capacité Cp, aux bornes duquel est connecté l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant 1.

L'injecteur à étage piézo-électrique ultrasonore résonant peut être modélisé par un résonateur série comprenant une résistance en série avec une inductance et une capacité. La combinaison du générateur de tension impulsionnelle et du résonateur série modélisant la charge de l'injecteur piézo-électrique ultrasonore résonant est couramment appelée par l'homme du métier amplificateur pseudo classe E . Ainsi, sous l'effet du train d'impulsions de commande V1 appliquée sur la grille du transistor M, le drain de ce dernier permet de délivrer le train d'impulsions de tension VE apte à exciter l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant 1 connecté en sortie de l'étage de modulation 3.

En variante, en référence à la figure 5, le générateur de tension impulsionnelle comprend un ensemble transformateur T et condensateur Cp connectés en parallèle entre la tension intermédiaire continue Vinter et le drain du transistor de commutation M. Plus précisément, le drain du transistor de commutation M est relié à l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant 1 par l'intermédiaire du transformateur T, dont l'enroulement primaire est relié en parallèle avec le condensateur Cp entre la tension intermédiaire continue Vinter et le drain du transistor M et dont l'enroulement secondaire est relié à l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant 1. Le cycle de fonctionnement des amplificateurs en classe E repose sur deux phases de fonctionnement, répétées constamment à la fréquence définie par le train de commande, correspondant à la fréquence de résonance du résonateur de charge : - Phase de charge : le transistor M est fermé ; le résonateur de charge est court-circuité et résonne sur lui-même (il perd un peu d'énergie dans ses éléments dissipatifs), tandis que l'inductance Lp se charge car elle est alimentée par Vinter. - Phase de transfert : le transistor M est ouvert ; l'énergie stockée dans l'inductance est redirigée vers le résonateur de charge et vient compenser les pertes de celui-ci.

Le facteur d'amplification de ce type de topologie (i . e . le rapport entre Vinter et l'amplitude crête à crête de la tension de sortie VE) est structurellement de l'ordre de 3 à 4. En effet, il n'est pas possible de maîtriser la quantité d'énergie stockée dans l'inductance, puis redirigée vers le résonateur de chargé à chaque cycle. L'amplitude de la tension d'excitation VE en sortie de l'étage de modulation de tension est donc principalement dictée par la valeur de la tension de sortie Vinter de l'étage élévateur de tension.

La figure 6 décrit alors une nouvelle topologie pour l'étage de modulation, modifiant le fonctionnement de type classe E de celui-ci, de façon à pouvoir faire varier très rapidement l'amplitude du signal d'excitation VE fourni en sortie de cet étage (donc en entrée de l'injecteur concerné). L'étage 3 de modulation de tension selon l'invention est basé sur une structure de type demi-pont avec inductance série . La structure en demi-pont est composée de deux transistors M et M' montés en série entre la masse et une bobine d'inductance Lp alimentée par la tension intermédiaire continue Vinter. Ainsi, par rapport à la topologie décrite en référence à la figure 4 ou 5, le générateur de tension impulsionnelle formant l'étage 3 de modulation de tension comprend un second transistor de commutation M', par exemple un transistor de type MOSFET, connecté en série entre le drain (point C sur la figure 6) du transistor M (dont la source est reliée à la masse) et une borne (point B) de la bobine d'inductance Lp, dont l'autre borne (point A) est reliée à la source de tension intermédiaire continue Vinter (sortie de l'étage d'élévation de tension 2).

Les transistors M et M' sont attaqués, au travers de drivers 30 et 40, par des trains d'impulsions de commande respectifs V1 et V2, permettant de contrôler l'ouverture et la fermeture des transistors M et M' respectivement et dont les caractéristiques seront détaillées par la suite. Par ailleurs, plusieurs configurations de circuit passif 50 en aval de la structure demi-pont sont envisageables. Ainsi, la figure 7 détaille une topologie à modulation d'amplitude directe, c'est-à-dire pour laquelle l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant de l'injecteur est relié directement aux transistors M et M' composant la structure de type demi-pont. Cette topologie présente l'avantage de la simplicité et du coût. En revanche, il n'est pas possible de commander des injecteurs avec une amplitude de sortie supérieure à la caractéristique de d'isolation maximale des transistors utilisés (environ 1200 V pour les transistors de type IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor ) utilisables dans le contexte automobile. Pour obtenir des tensions d'excitation VE de l'injecteur supérieures en sortie de l'étage 3 de modulation de tension, on peut utiliser des topologies à transformateur T telles que celles présentées en référence à la figure 8 et à la figure 9. Selon la figure 8, le drain du second transistor de commutation M' est relié l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant 1 par l'intermédiaire d'un transformateur T. Plus précisément, l'enroulement primaire du transformateur est connecté entre la tension intermédiaire continue Vinter et le drain du second transistor de commutation M', la bobine d'inductance Lp étant alors constituée par l'enroulement primaire du transformateur T, et l'enroulement secondaire est connecté aux bornes de l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant. Un condensateur Cp est en outre connecté entre la tension intermédiaire continue Vinter et le drain du premier transistor de commutation M. En variante, selon la figure 9, un ensemble transformateur T et condensateur Cp est connecté en parallèle entre le drain du premier transistor de commutation M et la masse. Plus précisément, le drain du premier transistor de commutation M est relié à l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant 1 par l'intermédiaire du transformateur T, dont l'enroulement primaire est relié en parallèle avec le condensateur Cp entre le drain du transistor M et la masse, l'enroulement secondaire du transformateur étant relié à l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant 1. Les deux variantes permettant de générer des amplitudes bien supérieures à la caractéristique d'isolation des transistors utilisés, ce qui permet en outre de choisir un compromis entre le rapport de transformation du transformateur et les caractéristiques des transistors adaptées à un rendement élevé et un coût moindre. Quelle que soit le mode de réalisation pour le circuit passif en aval de la structure de type demi-pont, l'intérêt de cette dernière réside dans le fait que, contrairement à la topologie classe E stricte (figure 4 ou 5), il est possible de court-circuiter le résonateur de charge modélisant l'étage 1 piézo-électrique ultrasonore résonant, sans pour autant systématiquement charger l'inductance série Lp reliée à la tension intermédiaire continue Vinter (sortie de l'étage 2 élévateur de tension). En effet, à condition d'ouvrir pendant quelques temps le second transistor de commutation M', il est possible de fermer le premier transistor de commutation M pour faire résonner l'étage 1 piézo-électrique ultrasonore résonant de l'injecteur, sans pour autant charger l'inductance Lp, qui est alors désolidarisée de la masse grâce au second transistor de commutation M', qui permet, dans son état ouvert, de déconnecter le drain du premier transistor de commutation M de l'inductance Lp. Ainsi, selon le temps d'ouverture du second transistor de commutation M', il est possible de diminuer de façon significative l'amplitude du signal délivré en sortie de l'étage 3 et donc de contrôler l'amplitude de l'enveloppe du signal d'excitation VE appliqué sur l'injecteur concerné. La présente topologie reposant sur la structure de type demi-pont composée des deux transistors de commutation M et M' contrôlés respectivement par les trains d'impulsions de commande V1 et V2, permet donc de modifier le cycle de fonctionnement de type classe E de l'étage 3 de modulation de tension, de façon à pouvoir générer une tension d'excitation VE en sortie d'amplitude variable.

En particulier, elle permet d'introduire une nouvelle phase, en plus des phases de charge et de transfert, dans le cycle de fonctionnement des amplificateurs en classe E, à savoir une phase de résonance sans charge de l'inductance en série avec le demi-pont composé des transistors M et M', de façon à pouvoir générer une sortie d'amplitude variable. A cette fin, comme on l'a vu, le mode de commande des deux transistors constituant le demi-pont repose principalement sur les caractéristiques du train d'impulsions de commande V2 contrôlant l'ouverture et la fermeture du second transistor de commutation M'. Dans la nouvelle topologie proposée, le train d'impulsions de commande V1 contrôlant l'ouverture et la fermeture du transistor de commutation M ne change pas par rapport au train de commande employé dans la topologie classe E stricte , décrite en référence aux figures 4 ou 5. Un tel train d'impulsions de commande V1 est illustré à la figure 10 sous forme d'un signal 25 rectangulaire. Il présente avantageusement les caractéristiques suivantes . - rapport cyclique de 50% ; - première impulsion de commande environ deux fois 30 plus courte que les suivantes. La réduction de la largeur de la première impulsion permet en effet de minimiser la surtension des premiers pics, surtension qui peut être très importante (et donc potentiellement destructrice pour le transistor) dans les premiers instants de l'injection. Ainsi, chaque cycle de fonctionnement pendant une commande d'injection comprend donc l'application d'un état haut du train d'impulsions de commande V1 sur la grille du transistor M (transistor fermé), commandant la phase de charge où l'inductance Lp alimentée par Vinter se charge et l'application d'un état bas du train d'impulsions de commande V1 sur la grille du transistor M (transistor ouvert), commandant la phase de transfert où l'énergie stockée dans l'inductance est redirigée vers l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant. En revanche, il est essentiel d'utiliser ce train d'impulsions de commande V1 comme référence de phase pour le second train d'impulsions de commande V2 du second transistor de commutation M'. Le second train d'impulsions de commande V2 est par exemple un signal PWM ( Pulse Width Modulation ), soit un signal rectangulaire dont on peut faire varier le rapport cyclique, de sorte à pouvoir contrôler les temps l'ouverture et de fermeture du second transistor de commutation M'. Il est plus précisément utilisé pour commander des instants d'ouverture du transistor M', pendant lesquels on souhaite limiter la charge de l'inductance série Lp, tandis que le premier transistor de commutation M est fermé. Cette configuration d'ouverture du second transistor de commutation M' pendant au moins une partie de la phase de charge (c'est-à-dire pendant que le premier transistor de commutation M est fermé) permet en effet de limiter l'énergie stockée dans l'inductance série Lp à chaque cycle de fonctionnement et donc l'amplitude totale du signal fourni en sortie de l'étage 3 de modulation en classe E en régime établi. L'amplitude de la tension d'excitation VE générée en sortie de l'étage 3 dépend essentiellement du temps d'ouverture D du second transistor de commutation M' à chaque cycle. Plus ce temps d'ouverture est important, plus l'énergie stockée périodiquement dans l'inductance série est faible et plus l'amplitude de la tension d'excitation VE est réduite. Ce temps d'ouverture peut être géré en faisant varier le rapport cyclique du train d'impulsions de commande V2. Les caractéristiques suivantes des trains d'impulsions de commande V1 et V2 sont également à prendre en compte, comme il ressort de la figure 10 : - le premier transistor de commutation M est commandé à l'état ouvert (état bas du train d'impulsions de commande V1) avant le début de l'injection, et - le second transistor de commutation M' est commandé à l'état fermé (état haut du train d'impulsions de commande V2) avant le début de l'injection. La configuration en demi-pont avec l'inductance série de l'étage de modulation 3 permet en fait de 25 distinguer deux cas de fonctionnement : - un fonctionnement dit pleine amplitude , où le second transistor de commutation M' est constamment commandé à l'état fermé. Le fonctionnement est dans ce cas identique au fonctionnement de l'étage de modulation 30 en classe E de base tel que décrit en référence aux figures 4 ou 5, et - un fonctionnement dit à amplitude partielle , où le second transistor de commutation M' est commandé à l'état ouvert en cours de phase de charge (c'estûà-dire pendant que le premier transistor de commutation M est fermé) et commandé à l'état fermé en cours de phase de transfert (c'estûà-dire pendant que le premier transistor de commutation M est ouvert), selon les principes déjà exposés précédemment. Ce second mode de fonctionnement, basé sur l'ouverture périodique du second transistor de commutation M' permet donc de contrôler l'amplitude de l'enveloppe du signal VE en sortie de l'étage 3, ceci pendant toute la durée de l'injection. Il est ainsi possible de réaliser des injections à enveloppe de commande modulée. Une telle modulation d'enveloppe est illustrée figure 11. En début de commande d'injection, l'amplitude maximale de la tension VE est obtenue en commandant constamment le transistor M' à l'état fermé. Puis, pendant une seconde partie de la commande d'injection, l'application du train d'impulsions de commande V2 sous forme d'un signal PWM sur la grille du transistor de commutation M' permet de limiter la valeur de l'amplitude de la tension VE.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de commande d'au moins un étage (1) piézo-électrique ultrasonore résonant d'un injecteur piloté électroniquement à partir d'un calculateur (10) de contrôle et d'une source de tension continue (VBATT), comprenant : - un premier étage (2) d'élévation de la tension continue (VBATT) pour générer une tension intermédiaire 10 continue (Vinter) , et - un deuxième étage (3) de modulation de la tension intermédiaire continue, comprenant une inductance (Lp) reliée à la tension intermédiaire continue et un premier transistor de commutation (M) adapté à commander 15 sélectivement une phase de charge de l'inductance et une phase de transfert de l'énergie stockée dans l'inductance en réponse à un premier train d'impulsions de commande (V1), pour générer une tension d'excitation (VE) de l'étage (1) piézo-électrique ultrasonore résonant, 20 caractérisé en ce que le deuxième étage comprend un second transistor de commutation (M') connecté en série entre le drain du premier transistor de commutation (M) et une borne de l'inductance(Lp), adapté à limiter l'énergie stockée dans l'inductance pendant la phase de 25 charge en réponse à un second train d'impulsions de commande (V2), de manière à diminuer l'amplitude de la tension d'excitation.
2. Dispositif de commande selon revendication 1, caractérisé en ce que le drain du premier transistor de 30 commutation (M) est relié à l'étage (1) piézo-électrique ultrasonore résonant par l'intermédiaire d'un condensateur (Cp).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le drain du premier transistor de commutation (M) est relié à l'étage (1) piézo-électrique ultrasonore résonant par l'intermédiaire d'un transformateur (T).
4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enroulement primaire du transformateur (T) est connecté par une borne au drain du premier transistor de commutation (M) et par une autre borne à la masse, l'enroulement primaire étant relié en parallèle avec le condensateur (Cp).
5. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le drain du second transistor de commutation (M') est relié à l'étage (1) piézo-électrique ultrasonore résonant par l'intermédiaire d'un transformateur (T).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enroulement primaire du transformateur (T) est relié par une borne à la tension intermédiaire continue (Vinter) et par une autre borne au drain du second transistor de commutation (M'), un condensateur (Cp) étant relié entre la tension intermédiaire continue et le drain du premier transistor de commutation (M).
7. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second train d'impulsions de commande (V2) est un signal PWM adapté à commander le second transistor de commutation (M') dans un état ouvert pendant au moins une partie de la phase de charge au cours de laquelle le premier transistor de commutation (M) est commandé dans un état fermé.
8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier étage (2) comprend un convertisseur de tension de type BOOST.
9. Procédé de commande d'au moins un étage (1) piézo-électrique ultrasonore résonant d'un injecteur piloté électroniquement à partir d'un calculateur {10) de contrôle et d'une source de tension continue (VBATT), comprenant des étapes de : - amplification de la tension continue pour générer une tension intermédiaire continue (Vinter) ; - génération d'une tension d'excitation (VE) de l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant à partir de la tension intermédiaire continue, consistant à commander à une fréquence de commande un premier transistor de commutation (M) dans un état fermé pour commander une phase de charge d'une inductance (Lp) reliée à la tension intermédiaire continue et dans un état ouvert pour commander une phase de transfert de l'énergie stockée dans l'inductance vers l'étage piézo-électrique ultrasonore résonant, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de limitation de l'énergie stockée dans l'inductance pendant la phase de charge afin de diminuer l'amplitude du signal d'excitation, consistant à commander un second transistor de commutation (M') disposé en série entre le drain du premier transistor de commutation et l'inductance dans un état ouvert pendant au moins une partie de la phase de charge.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la diminution de l'amplitude de la tension d'excitation de l'étage piézo-électrique ultrasonorerésonant dépend du temps d'ouverture (D) du second transistor de commutation au cours de chaque phase de charge.