WO2007135339A1 - Device for controlling an ultrasound piezoelectric injector - Google Patents

Device for controlling an ultrasound piezoelectric injector Download PDF

Info

Publication number
WO2007135339A1
WO2007135339A1 PCT/FR2007/051313 FR2007051313W WO2007135339A1 WO 2007135339 A1 WO2007135339 A1 WO 2007135339A1 FR 2007051313 W FR2007051313 W FR 2007051313W WO 2007135339 A1 WO2007135339 A1 WO 2007135339A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injector
injectors
damping
stage
parallel
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/051313
Other languages
French (fr)
Inventor
Clément Nouvel
André AGNERAY
Original Assignee
Renault S.A.S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S filed Critical Renault S.A.S
Priority to EP07766086A priority Critical patent/EP2024627A1/en
Publication of WO2007135339A1 publication Critical patent/WO2007135339A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for the electronic control of at least one ultrasound piezoelectric injector driven by a control computer and powered with a DC voltage source, comprising: a first stage of amplifying said DC voltage delivering a high DC voltage signal; a second stage of generating an injector charge current, made up of an inductor connected to a chopping switch and forming an oscillating circuit with each driven injector; a third stage of selecting which injectors to drive, comprising a selection switch in series with each injector; characterized in that the selection third stage comprises, for each injector, a cell for damping the residual energy stored in each said injector at the end of injection command and causing alternating raised voltages at the terminals of said injector, the damping cell containing a resistor. Application to motor vehicles.

Description

Dispositif de commande d'un injecteur piézo-électrique ultrasonore. Device for controlling an ultrasonic piezoelectric injector.
La présente invention concerne un dispositif de commande d'un injecteur piézoélectrique ultrasonore, piloté électroniquement, notamment par le calculateur d'injection d'un moteur à combustion interne pour véhicule automobile. Elle concerne également un procédé de mise en œuvre du dispositif. La commande d'injecteurs piézo-électriques pour des applications automobiles, qui est élaborée par la Demanderesse sur un mode d'excitation ultrasonore, requiert la génération d'une haute tension, comprise entre 500 et 1000 volts crête à crête et modulée entre 25 et 50 kHz. Ce type d'injecteurs présente l'avantage de réaliser une bonne pulvérisation des gouttelettes de carburant, avec un temps de réponse, qui est défini entre la commande électrique et l'établissement du débit de carburant nominal, plus court que celui des injecteurs de l'art antérieur.The present invention relates to a device for controlling an ultrasonic piezoelectric injector, electronically controlled, in particular by the injection computer of an internal combustion engine for a motor vehicle. It also relates to a method of implementing the device. The control of piezoelectric injectors for automotive applications, which is developed by the Applicant in an ultrasonic excitation mode, requires the generation of a high voltage, between 500 and 1000 volts peak-to-peak and modulated between 25 and 50 kHz. This type of injectors has the advantage of achieving a good spray of the fuel droplets, with a response time, which is defined between the electrical control and the establishment of the nominal fuel flow, shorter than that of the injectors of the fuel. prior art.
Selon la topologie d'un dispositif de commande d'un injecteur piézo-électrique ultrasonore décrite dans la demande de brevet français publiée sous le numéro 2 847 743 et représentée schématiquement sur la figure 1 , le dispositif comporte : - un premier étage Ei, alimenté par une source B de tension continue E, d'amplification de cette tension E pour générer une haute tension continue Vb00st ; un deuxième étage E2, alimenté par ladite haute tension, de génération d'une source de courant alternatif iR pour alimenter les injecteurs I1 ; un troisième étage de sélection E3 des injecteurs piézo-électriques à piloter par un calculateur électronique de contrôle.According to the topology of a device for controlling an ultrasonic piezoelectric injector described in the French patent application published under the number 2 847 743 and diagrammatically represented in FIG. 1, the device comprises: a first stage E 1, powered by a DC voltage source E, amplifying this voltage E to generate a high DC voltage V b00 st; a second stage E 2 , powered by said high voltage, for generating an alternating current source i R for supplying the injectors I 1 ; a third selection stage E 3 of the piezoelectric injectors to be controlled by an electronic control computer.
Les deux premiers étages réalisent l'excitation haute tension ultrasonore au moyen de deux transistors T1 et T2 dits de hachage et le troisième étage de sélection utilisent N transistors S, de sélection dans le cas d'un moteur à N cylindres, ce qui permet de mutualiser le deuxième étage de hachage qui génère la source de courant, dont les composants passifs sont chers et occupent un volume important. De plus, selon cette topologie, si le temps de réponse de l'injecteur à l'ouverture est bon, le temps de réponse à la fermeture l'est moins.The first two stages carry out the ultrasonic high voltage excitation by means of two so-called hashing transistors T 1 and T 2 and the third selection stage use N selection transistors S in the case of a N cylinder engine, which allows pooling the second hash stage that generates the current source, whose passive components are expensive and occupy a large volume. Moreover, according to this topology, if the response time of the injector at the opening is good, the closing response time is less.
Le dispositif de commande fonctionne selon un principe de résonance électromécanique : l'énergie électrique envoyée à l'injecteur piézo-électrique est convertie en énergie mécanique réactive, sous forme d'ondes de contraintes, permettant au nez de l'injecteur de s'ouvrir et de laisser passer du carburant qui est alors pulvérisé dans un cylindre.The control device operates according to an electromechanical resonance principle: the electrical energy sent to the piezoelectric injector is converted into reactive mechanical energy, in the form of stress waves, allowing the nozzle of the injector to open. and passing fuel that is then sprayed into a cylinder.
En fin de commande d'injection, l'interrupteur de sélection, associé à l'injecteur qui était piloté, est ouvert et l'énergie accumulée dans l'injecteur sous forme d'ondes mécaniques restantes est à nouveau transférée vers l'interrupteur de sélection sous forme de tensions importantes. Ledit interrupteur de sélection étant ouvert à l'arrêt de la commande d'injection, des surtensions supérieures à la tension d'avalanche de ce transistor apparaissent à ses bornes et peuvent l'endommager car l'énergie absorbée par cet interrupteur est alors trop importante pour les jonctions, ce qui cause leur destruction ou diminue leur espérance de vie.At the end of the injection control, the selection switch, associated with the injector that was controlled, is open and the energy accumulated in the injector in the form of remaining mechanical waves is again transferred to the switch. selection under important tensions. Said selection switch being open when the injection control is stopped, overvoltages greater than the avalanche voltage of this transistor appear at its terminals and may damage it because the energy absorbed by this switch is then too important. for junctions, which causes their destruction or decreases their life expectancy.
Actuellement, il n'y a pas de solution connue à ce problème car, pour les injecteurs piézo-électriques de l'art antérieur, la charge à commander est purement capacitive. Les temps caractéristiques de commande sont plus importants, car il y a une charge en début d'injection et une décharge en fin d'injection. L'énergie envoyée à chaque injection est récupérée par des convertisseurs de type « buck-boost ».Currently, there is no known solution to this problem because, for the piezoelectric injectors of the prior art, the load to be controlled is purely capacitive. The characteristic control times are more important because there is a load at the beginning of the injection and a discharge at the end of the injection. The energy sent to each injection is recovered by "buck-boost" type converters.
Le document EP1528605 propose dispositif de commande électronique d'au moins un injecteur piézo-électrique ultrasonore du type décrit précédemment, dans lequel une branche supplémentaire, montée en parallèle du circuit de commande des injecteurs, comporte un interrupteur et une diode parallèle à cet interrupteur. Cette branche permet de réaliser un court-circuit du circuit de commande des injecteurs. Cependant le fait de court-circuiter un circuit résonnant fait qu'il n'y a quasiment pas d'amortissement. De plus, comme le propose aussi le document FR2829314 ou FR2829313, une branche de court circuit simple est montée en parallèle du circuit de commande des injecteurs, c'est-à-dire en parallèle de l'ensemble des injecteurs. Les documents DE19945945, DE19709716 et DE1971 1903 proposent des dispositifs de commande d'injecteurs piézo-électriques. Cependant, il ne s'agit pas de dispositif de commande d'injecteurs ultrasonore. La différence mérite d'être soulignée à nouveau : la commande d'injecteurs piézo-électriques pour des applications automobiles, qui est élaborée par la Demanderesse sur un mode d'excitation ultrasonore, requiert la génération d'une haute tension, comprise entre 500 et 1000 volts crête à crête et modulée entre 25 et 50 kHz. Ce type d'injecteurs présente l'avantage de réaliser une bonne pulvérisation des gouttelettes de carburant, avec un temps de réponse, qui est défini entre la commande électrique et l'établissement du débit de carburant nominal, plus court que celui des injecteurs de l'art antérieur. De tels dispositifs sont proposés dans ces documents pour protéger les injecteurs non ultrasonores contre les surtensions. Les composants proposés pour protéger des surtensions n'ont alors pas la même fonction, ils ne réalisent pas de cellules d'amortissement.The document EP1528605 proposes an electronic control device for at least one ultrasonic piezoelectric injector of the type described above, in which an additional branch, connected in parallel with the control circuit of the injectors, comprises a switch and a diode parallel to this switch. This branch makes it possible to perform a short circuit of the control circuit of the injectors. However, shorting a resonant circuit means that there is almost no damping. In addition, as also proposed in FR2829314 or FR2829313, a simple short circuit branch is connected in parallel with the injector control circuit, that is to say in parallel with all the injectors. Documents DE19945945, DE19709716 and DE1971 1903 propose devices for controlling piezoelectric injectors. However, it is not an ultrasonic injector control device. The difference deserves to be emphasized again: the control of piezoelectric injectors for automotive applications, which is developed by the Applicant in an ultrasonic excitation mode, requires the generation of a high voltage, between 500 and 1000 volts peak to peak and modulated between 25 and 50 kHz. This type of injectors has the advantage of achieving a good spray of the fuel droplets, with a response time, which is defined between the electrical control and the establishment of the nominal fuel flow, shorter than that of the injectors of the fuel. prior art. Such devices are proposed in these documents to protect non-ultrasonic injectors against overvoltages. The components proposed to protect overvoltages then do not have the same function, they do not realize damping cells.
Le but de l'invention est donc d'absorber, en la dissipant, l'énergie stockée dans un injecteur piézo-électrique ultrasonore en fin de commande d'injection pour protéger l'interrupteur de sélection qui lui est associé, et diminuer le temps de fermeture de l'injecteur. Pour cela, l'objet de l'invention est un dispositif de commande électronique d'au moins un injecteur piézo-électrique ultrasonore, piloté par un calculateur de contrôle et alimenté par une source tension continue, comportant : un premier étage d'amplification de ladite tension continue délivrant un signal de haute tension continue ; un deuxième étage de génération d'un courant de charge des injecteurs, composé d'une inductance reliée à un interrupteur de découpage et devant réaliser un circuit oscillant avec chaque injecteur piloté ; - un troisième étage de sélection des injecteurs à piloter, comprenant un interrupteur de sélection en série avec chaque injecteur ; caractérisé en ce que le troisième étage de sélection comporte, pour chaque injecteur, une cellule d'amortissement de l'énergie résiduelle stockée dans ledit injecteur en fin de commande d'injection, la cellule d'amortissement comportant une résistance. Selon une caractéristique du dispositif de commande, la cellule d'amortissement est montée en parallèle de l'injecteur, qu'elle court-circuite en fin de commande d'injection.The object of the invention is therefore to absorb, by dissipating it, the energy stored in an ultrasonic piezoelectric injector at the end of the injection control to protect the selection switch associated with it, and to reduce the time closing the injector. For this purpose, the object of the invention is a device for electronically controlling at least one ultrasonic piezoelectric injector, controlled by a control computer and powered by a DC voltage source, comprising: a first amplification stage of said DC voltage delivering a DC high voltage signal; a second stage for generating a charging current of the injectors, composed of an inductance connected to a switching switch and having to produce an oscillating circuit with each piloted injector; a third stage for selecting the injectors to be controlled, comprising a selection switch in series with each injector; characterized in that the third selection stage comprises, for each injector, a damping cell of the residual energy stored in said injector at the end of the injection control, the damping cell comprising a resistor. According to a characteristic of the control device, the damping cell is connected in parallel with the injector, which it bypasses at the end of the injection control.
Selon une caractéristique du dispositif de commande, la cellule d'amortissement est composée d'une diode montée en série avec la résistance et dans le sens bloqué pendant les alternances positives du signal de commande d'injection, et est disposée en parallèle de chaque injecteur.According to a characteristic of the control device, the damping cell is composed of a diode connected in series with the resistor and in the locked direction during the positive half-cycles of the injection control signal, and is arranged in parallel with each injector .
Selon une caractéristique du dispositif de commande, la cellule d'amortissement est montée en parallèle de l'interrupteur de sélection de l'injecteur. Selon une caractéristique du dispositif de commande, la cellule d'amortissement est composée d'un circuit RC parallèle, soit la résistance et une capacité montées en parallèle et dont la valeur RC est inférieure au 1/10 de la période du signal de commande des injecteurs, la valeur de la résistance étant de plus voisine de l'impédance des injecteurs à leur fréquence de résonance. Selon une caractéristique du dispositif de commande, il est embarqué dans un véhicule automobile, dont le moteur est contrôlé notamment par un calculateur électronique d'injection, qui pilote les injecteurs piézo-électriques ultrasonores.According to a characteristic of the control device, the damping cell is connected in parallel with the selection switch of the injector. According to a characteristic of the control device, the damping cell is composed of a parallel RC circuit, ie the resistance and a capacitance connected in parallel and whose RC value is less than 1/10 of the period of the control signal of the injectors, the value of the resistor being closer to the impedance of the injectors at their resonant frequency. According to a characteristic of the control device, it is embedded in a motor vehicle, whose engine is controlled in particular by an electronic injection computer, which drives the ultrasonic piezoelectric injectors.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de quatre variantes de réalisation d'un dispositif de commande d'un actionneur piézo-électrique, illustrée par les figures 2 et 3, outre la figure 1 déjà décrite. Les éléments portant les mêmes références sur les différentes figures remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats. Comme le montre le schéma de la figure 2, le premier étage Ei d'amplification de la tension continue E comprend une première branche en parallèle de la source de tension B, composée d'une première inductance Li reliée à un interrupteur Ti de découpage avec une diode di de roue libre montée en anti-parallèle. Une deuxième branche est montée en parallèle sur l'interrupteur Ti de découpage et comprend une diode D de redressement reliée à une capacité Ci de filtrage aux bornes de laquelle ce premier étage délivre une haute tension Vb00st qui alimente un deuxième étage E2. Celui-ci est constitué d'une première branche, comprenant une deuxième inductance L2 reliée à un deuxième interrupteur T2 de découpage avec une diode d2 de roue libre montée en anti-parallèle, et d'une deuxième branche en parallèle dudit transistor T2 et constituée d'une deuxième capacité C2 d'adaptation d'impédance.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description of four alternative embodiments of a control device of a piezoelectric actuator, illustrated in FIGS. 2 and 3, in addition to FIG. 1 already described. . The elements bearing the same references in the different figures perform the same functions in view of the same results. As shown in the diagram of FIG. 2, the first stage Ei of amplification of the direct voltage E comprises a first branch in parallel of the voltage source B, composed of a first inductance Li connected to a switching switch Ti with a freewheel diode mounted in antiparallel. A second branch is connected in parallel with the switching switch Ti and comprises a rectification diode D connected to a filtering capacitor Ci at the terminals of which this first stage delivers a high voltage V b00 st which supplies a second stage E 2 . It consists of a first branch, comprising a second inductor L 2 connected to a second switching switch T 2 with a diode d 2 freewheel mounted anti-parallel, and a second branch in parallel with said transistor T 2 and constituted by a second capacitance C 2 of impedance matching.
L'inductance L2 est déterminée afin de réaliser un circuit, résonant avec chaque injecteur I, sélectionné et piloté, auquel elle délivre un courant ir d'alimentation.The inductance L 2 is determined in order to produce a circuit, resonant with each injector I, selected and controlled, to which it delivers a current i r of supply.
Chaque injecteur piézo-électrique I1 est relié à un interrupteur S1 de sélection, commandable par un calculateur électronique de contrôle, par exemple le calculateur d'injection du moteur thermique d'un véhicule. Un tel interrupteur peut être par exemple un transistor de type MOS, ou bien de type bipolaire à grille isolée IGBT avec une diode montée en anti-parallèle.Each piezoelectric injector I 1 is connected to a switch S 1 selection, controllable by an electronic control computer, for example the injection computer of the engine of a vehicle. Such a switch may for example be a MOS type transistor, or a bipolar type with an IGBT insulated gate with a diode mounted in antiparallel.
L'invention consiste à insérer, dans l'étage de sélection, une cellule d'amortissement de l'énergie résiduelle stockée dans chaque injecteur en fin de commande d'injection, afin de le protéger des surtensions importantes provoquées à ses bornes par l'ouverture de l'interrupteur S, de sélection qui lui est associé. La cellule d'amortissement comporte une résistance. Dans les deux premières variantes de réalisation, les cellules d'amortissement sont montées chacune en parallèle d'un injecteur piézo-électrique. Dans cette première variante de réalisation, l'étage de commande comporte une cellule A, d'amortissement, disposée en parallèle de chaque injecteur I, et composée d'une diode D, montée en série avec la résistance R1 . La diode D1 est montée dans le sens bloqué, pendant les alternances positives du signal de commande d'injection. Lors de la commande de l'injection par un injecteur sélectionné, la cellule d'amortissement A1 qui lui est associée est inactive car la tension aux bornes de la diode D1 est négative, donc elle est bloquée et aucun courant ne passe. Par contre, lors de la commande de fin d'injection, l'ouverture de l'interrupteur S1 de sélection correspondant à l'injecteur I1 sélectionné, provoque des surtensions importantes à ses bornes se présentant sous la forme d'oscillations positives et négatives. La cellule d'amortissement A1 écrête les alternances négatives de ces surtensions, qui correspondent à des surtensions positives sur le « point froid » F de l'injecteur, relié à l'interrupteur de sélection S1, car sa diode D1 est alors passante. La cellule RD court- circuite l'injecteur en fin d'injection sur les alternances positives entre le point F et la masse, qui sont susceptibles de détruire l'interrupteur de sélection S1.The invention consists in inserting, in the selection stage, a damping cell of the residual energy stored in each injector at the end of the injection control, in order to protect it from the large overvoltages caused on its terminals by the opening of the switch S, selection associated with it. The damping cell has a resistor. In the first two embodiments, the damping cells are each mounted in parallel with a piezoelectric injector. In this first embodiment, the control stage comprises a damping cell A, arranged in parallel with each injector I, and composed of a diode D, connected in series with the resistor R 1 . The diode D 1 is mounted in the blocked direction during the positive half cycles of the injection control signal. When controlling the injection by a selected injector, the damping cell A 1 associated with it is inactive because the voltage across the diode D 1 is negative, so it is blocked and no current flows. On the other hand, during the end of injection control, the opening of the selection switch S 1 corresponding to the selected injector I 1 causes significant overvoltages at its terminals in the form of positive oscillations. negative. The damping cell A 1 closes the negative half-waves of these overvoltages, which correspond to positive overvoltages on the "cold point" F of the injector, connected to the selection switch S 1 , because its diode D 1 is then passing. The RD cell bypasses the injector at the end of the injection on the positive half-waves between the point F and the ground, which are capable of destroying the selection switch S 1 .
Ainsi, les cellules d'amortissement A1, associées chacune aux différents injecteurs montés en parallèle, remplissent deux fonctions : elles protègent les transistors de sélection S1 contre les surtensions d'une part en court-circuitant les injecteurs et absorbent par leur résistance R1 une grande partie de l'énergie résiduelle stockée dans les injecteurs.Thus, the damping cells A 1 , each associated with the different injectors connected in parallel, fulfill two functions: they protect the selection transistors S 1 against overvoltages on the one hand by short-circuiting the injectors and absorb by their resistance R 1 much of the residual energy stored in the injectors.
Dans cette première variante de réalisation, les cellules d'amortissement sont montées chacune en parallèle d'un injecteur piézo-électrique.In this first embodiment, the damping cells are each mounted in parallel with a piezoelectric injector.
Dans la variante suivante, représentée schématiquement par la figure 3, les cellules d'amortissement sont montées chacune en parallèle de l'interrupteur de sélection ; la cellule A', d'amortissement montée en parallèle de l'interrupteur S, de sélection est composée d'un circuit RC parallèle, c'est-à-dire de la résistance R' et d'une capacité C montées en parallèle. Cette solution permet de dimensionner la quantité d'énergie absorbée après chaque injection et les temps caractéristiques d'amortissement de l'injecteur. La valeur du produit RC de la résistance par la capacité doit être inférieure au 1/10 de la période T du signal de commande des injecteurs, qui est donc la période des valeurs crêtes de la tension d'excitation V. De plus, la valeur de la résistance R' doit être proche de l'impédance de l'injecteur à sa fréquence de résonance, dans les conditions d'utilisation typiques.In the following variant, shown schematically in FIG. 3, the damping cells are each mounted in parallel with the selection switch; the damping cell A 'connected in parallel with the selector switch S is composed of a parallel RC circuit, that is to say the resistor R' and a capacitor C connected in parallel. This solution makes it possible to size the amount of energy absorbed after each injection and the characteristic damping times of the injector. The value of the RC product of the resistance by the capacitance must be less than 1/10 of the period T of the control signal of the injectors, which is therefore the period of the peak values of the excitation voltage V . In addition, the value of the resistor R 'must be close to the impedance of the injector at its resonant frequency, under typical conditions of use.
Ainsi, les cellules d'amortissement avec une résistance du dispositif de commande des injecteurs piézo-électriques ultrasonores ont l'avantage d'amortir les surtensions provenant des oscillations résiduelles des injecteurs en fin d'injection, notamment celles qui sont supérieures à la tension d'isolation de l'interrupteur de sélection, sans amortir les tensions de commande pendant l'injection. De plus, certaines variantes permettent une dissipation rapide de l'énergie résiduelle et donc une fermeture de l'injecteur en un temps suffisamment court. Thus, the damping cells with a resistance of the control device of the ultrasonic piezoelectric injectors have the advantage of damping the overvoltages resulting from the residual oscillations of the injectors at the end of the injection, in particular those which are greater than the voltage of the isolation of the selector switch, without damping the control voltages during the injection. In addition, certain variants allow a rapid dissipation of the residual energy and thus a closure of the injector in a sufficiently short time.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande électronique d'au moins un injecteur piézoélectrique ultrasonore, piloté par un calculateur de contrôle et alimenté par une source tension continue, comportant :1. Device for electronically controlling at least one ultrasonic piezoelectric injector, controlled by a control computer and powered by a DC voltage source, comprising:
- un premier étage d'amplification de ladite tension continue délivrant un signal de haute tension continue ;a first amplification stage of said DC voltage delivering a DC high voltage signal;
- un deuxième étage de génération d'un courant de charge des injecteurs, composé d'une inductance reliée à un interrupteur de découpage et devant réaliser un circuit oscillant avec chaque injecteur piloté ; - un troisième étage de sélection des injecteurs à piloter, comprenant un interrupteur de sélection en série avec chaque injecteur ; caractérisé en ce que le troisième étage de sélection comporte, pour chaque injecteur, une cellule d'amortissement de l'énergie résiduelle stockée dans chaque ledit injecteur en fin de commande d'injection et provoquant des surtensions alternatives aux bornes dudit injecteur, la cellule d'amortissement comportant une résistance.a second stage for generating a charge current for the injectors, composed of an inductance connected to a switching switch and having to produce an oscillating circuit with each piloted injector; a third stage for selecting the injectors to be controlled, comprising a selection switch in series with each injector; characterized in that the third selection stage comprises, for each injector, a damping cell of the residual energy stored in each said injector at the end of the injection control and provoking alternating overvoltages across said injector, the d-cell damping comprising a resistor.
2. Dispositif de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la cellule d'amortissement (A1) est montée en parallèle de l'injecteur (I1), qu'elle court- circuite en fin de commande d'injection.2. Control device according to claim 1, characterized in that the damping cell (A 1 ) is connected in parallel with the injector (I 1 ), it short circuit at the end of injection control.
3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cellule d'amortissement (A1) est composée d'une diode (D1) montée en série avec la résistance (R1) et dans le sens bloqué pendant les alternances positives du signal de commande d'injection, et est disposée en parallèle de chaque injecteur (I1).3. Control device according to claim 2, characterized in that the damping cell (A 1 ) is composed of a diode (D 1 ) connected in series with the resistor (R 1 ) and in the blocked direction during the positive half-cycles of the injection control signal, and is arranged in parallel with each injector (I 1 ).
4. Dispositif de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la cellule d'amortissement (A',) est montée en parallèle de l'interrupteur de sélection (S1) de l'injecteur (I1).4. Control device according to claim 1, characterized in that the damping cell (A ',) is connected in parallel with the selection switch (S 1 ) of the injector (I 1 ).
5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cellule d'amortissement (A',) est composée d'un circuit RC parallèle, soit la résistance (R') et une capacité (C) montées en parallèle et dont la valeur RC est inférieure au 1/10 de la période du signal de commande des injecteurs, la valeur de la résistance (R') étant de plus voisine de l'impédance des injecteurs à leur fréquence de résonance.5. Control device according to claim 4, characterized in that the damping cell (A ',) is composed of a parallel circuit RC, the resistance (R') and a capacitor (C) connected in parallel and whose RC value is less than 1/10 of the period of the injector control signal, the value of the resistor (R ') being moreover close to the impedance of the injectors at their resonant frequency.
6. Dispositif de commande selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est embarqué dans un véhicule automobile, dont le moteur est contrôlé notamment par un calculateur électronique d'injection, qui pilote les injecteurs piézoélectriques ultrasonores (I,). 6. Control device according to claims 1 to 5, characterized in that it is embedded in a motor vehicle, whose engine is controlled in particular by an electronic injection computer, which drives the ultrasonic piezoelectric injectors (I,).
PCT/FR2007/051313 2006-05-24 2007-05-23 Device for controlling an ultrasound piezoelectric injector WO2007135339A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07766086A EP2024627A1 (en) 2006-05-24 2007-05-23 Device for controlling an ultrasound piezoelectric injector

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0604727A FR2901575B1 (en) 2006-05-24 2006-05-24 DEVICE FOR CONTROLLING AN ULTRASONIC PIEZOELECTRIC INJECTOR
FR0604727 2006-05-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007135339A1 true WO2007135339A1 (en) 2007-11-29

Family

ID=37696069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2007/051313 WO2007135339A1 (en) 2006-05-24 2007-05-23 Device for controlling an ultrasound piezoelectric injector

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2024627A1 (en)
FR (1) FR2901575B1 (en)
WO (1) WO2007135339A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1876342A2 (en) * 2006-07-04 2008-01-09 Denso Corporation Piezo injector and piezo injector system
US11519322B1 (en) * 2021-08-27 2022-12-06 Caterpillar Inc. Method and system for fuel combustion

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2829313A1 (en) * 2001-09-04 2003-03-07 Renault Control of an electronically driven piezo-electric actuator for automobile engine fuel injection, uses a DC-DC voltage converter-elevator and three winding transformer
FR2829314A1 (en) * 2001-09-04 2003-03-07 Renault Control of an electronically driven piezo-electric actuator for automobile engine fuel injection , uses a DC-DC voltage converter-elevator and Push-Pull circuit
EP1422764A2 (en) * 2002-11-22 2004-05-26 Renault s.a.s. Control device for a piezoelectric ultrasonic actuator and method of operation
EP1528605A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-04 Renault s.a.s. Control unit for ultrasonic piezoelectric actuators

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19709716A1 (en) * 1997-03-10 1998-05-14 Siemens Ag Drive circuit for at least one capacitive control element, esp. for piezoelectrically operated fuel injection valve for motor vehicle
DE19711903C2 (en) * 1997-03-21 1999-03-18 Siemens Ag Device and method for controlling a piezo-controlled fuel injection valve
DE19945945C5 (en) * 1999-09-24 2011-06-16 Continental Automotive Gmbh Protection circuit for at least one capacitive actuator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2829313A1 (en) * 2001-09-04 2003-03-07 Renault Control of an electronically driven piezo-electric actuator for automobile engine fuel injection, uses a DC-DC voltage converter-elevator and three winding transformer
FR2829314A1 (en) * 2001-09-04 2003-03-07 Renault Control of an electronically driven piezo-electric actuator for automobile engine fuel injection , uses a DC-DC voltage converter-elevator and Push-Pull circuit
EP1422764A2 (en) * 2002-11-22 2004-05-26 Renault s.a.s. Control device for a piezoelectric ultrasonic actuator and method of operation
EP1528605A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-04 Renault s.a.s. Control unit for ultrasonic piezoelectric actuators

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1876342A2 (en) * 2006-07-04 2008-01-09 Denso Corporation Piezo injector and piezo injector system
EP1876342A3 (en) * 2006-07-04 2010-03-03 Denso Corporation Piezo injector and piezo injector system
US7819337B2 (en) 2006-07-04 2010-10-26 Denso Corporation Piezo injector and piezo injector system
US11519322B1 (en) * 2021-08-27 2022-12-06 Caterpillar Inc. Method and system for fuel combustion

Also Published As

Publication number Publication date
FR2901575B1 (en) 2012-08-17
FR2901575A1 (en) 2007-11-30
EP2024627A1 (en) 2009-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2005491B1 (en) Device and method for driving a plurality of ultrasound piezoelectric actuators
EP1067608B1 (en) Device and control circuit for a piezoelectric actuator
WO2007135339A1 (en) Device for controlling an ultrasound piezoelectric injector
FR2832563A1 (en) Control equipment for piezoelectric actuator, comprises direct current convertor and inductor, injector actuators and actuator selector switches connected between mid points of parallel switch pairs
FR2829314A1 (en) Control of an electronically driven piezo-electric actuator for automobile engine fuel injection , uses a DC-DC voltage converter-elevator and Push-Pull circuit
EP1440484A2 (en) Device for driving an electronically monitored ultrasonic piezoelectric actuator and method for using same
EP1469183B1 (en) Control device for an ultrasonic piezoelectric actuator and operation method thereof
EP1528605B1 (en) Control unit for ultrasonic piezoelectric actuators
EP2870614A1 (en) Electrical circuit for the excitation of at least one electromagnet
EP1422764B1 (en) Control device for a piezoelectric ultrasonic actuator and method of operation
EP1955433B1 (en) Plasma generating device with overvoltage suppression on the transistor terminals of a high-voltage pseudoclass e generator
EP1471239A1 (en) Controldevice for a piezoelectric ultrasonic actuator and method of operation
EP1828584B1 (en) Device for electronic control of ultrasonic piezoelectric actuators
EP1828583A1 (en) Method for electronically controlling an ultrasonic piezoelectric actuator
FR2813455A1 (en) DEVICE FOR CONTROLLING A PIEZOELECTRIC CERAMIC, IN PARTICULAR FOR AN INJECTOR ACTUATOR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
FR2829313A1 (en) Control of an electronically driven piezo-electric actuator for automobile engine fuel injection, uses a DC-DC voltage converter-elevator and three winding transformer
FR2819352A1 (en) Supply to a piezoelectric element, uses power transistor switches to direct current first through an inductor which acts as an energy store then from the inductor to the piezoelectric element
FR2861919A1 (en) Ultrasonic piezoelectric actuators e.g. fuel injectors, controlling device for motor vehicle, has actuators connected in series with selection cell for circulation of alternating current in single direction for non selected actuators
EP1037287A1 (en) Driving circuit for a piezoelectric actuator, particularly for an injection valve
EP2260519B1 (en) Device for controlling an ultrasonic piezoelectric actuator
FR2796101A1 (en) METHOD FOR DRIVING A CAPACITIVE DRIVE OF A FUEL INJECTOR FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2005086348A1 (en) Electronic device for controlling actuators
EP0323318A1 (en) Device for controlling and checking fuel injectors in a multicylinder combustion engine, particularly two-stroke ones

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07766086

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007766086

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE